JP6012318B2 - 情報記録媒体 - Google Patents
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Description
第2の先行技術によれば、使用される環境の影響によるカードの変形やエンボス加工により生じる反りを抑制することができる。
本発明の情報記録媒体は、接触式ICチップが基板に実装されたICモジュールと、ICモジュールを含み、シート状に形成されたコア層と、コア層の厚み方向に段差をなして穿たれており、接触式ICチップが埋設される埋設穴と、ICモジュールの基板が埋設穴の段差に載置された状態で、基板と段差とを接着させる接着層とを備える。コア層は、充填剤を非含有とした樹脂により構成されていることを特徴とする。
図1は、本実施形態の情報記録媒体1を示す平面図である。本実施形態の情報記録媒体1は、JISやISOの規格に準拠した接触式ICカードやハイブリッド式ICカードとしての用途に適している。本実施形態では、一例として接触式ICカードに適用される積層体を用いてその構造を説明する。
図2(A):情報記録媒体1のカード基材2は、一枚のコアシート(コア層)からなる単層構造をなしている。以下では、カード基材2を「コアシート2」と呼称する。
コアシート2の材料としては、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)や、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PETG(非結晶性樹脂)等を用いることができる。
ICモジュール4は、接触端子4aの他にも基板4b及び接触式ICチップ4cを有している。基板4bは、COT(Chip on Tape)基板であり、例えば、ガラスエポキシにより構成されている。
コアシート2には、埋込穴6が形成されている。埋込穴6は、コアシート2の厚み方向に段差をなして穿たれており、接触式ICチップ4cが埋設される。具体的に図2(A)に示す埋込穴6は、コアシート2の表面から厚み方向に凸状をなしている。埋込穴6の底面には、段差6aが形成されており、側壁側の領域が中央付近よりも底上げされている。
また、埋込穴6の段差6aには接着層として接着シート8が形成されている。接着シート8は、ICモジュール4の基板4bが埋設穴6の段差に載置された状態で、基板4bと段差6aとを接着させる。
情報記録媒体1の製造手法では、第1オーバーレイシート10、第1コアシート2a、第2コアシート2b、及び第2オーバーレイシート12の原反を積み重ねて、これらを加熱しながら厚み方向にプレス加工する加工工程が行われる。プレス加工された原反の厚み寸法は、ISO規格に準拠しており、例えば、680μm〜840μmの範囲内である。
次にプレス加工された原反に対して、オスメス型の金型や中空刃等を用いてカード状の情報記録媒体1として成型する。カード状に成型された情報記録媒体1には、ミーリング加工により第1オーバーレイシート10の表面側から厚み方向に埋設穴6が設けられる。
またICモジュール4は、基板4b(実装面)の周縁に接着シート8が貼り付けられた状態で、埋設穴6に設置(実装)される。このとき、接着シート8は、埋設穴6の段差6aに接着される。
一般的に、情報記録媒体の製造過程における成型工程において、金型や中空刃等を用いた型抜きをスムーズに行うために、コアシート2には、タルクやフィラー等の充填剤(以下、単に「充填剤」とする。)が混錬されている。
また本発明の発明者等は、接着シート8の熱硬化性にも着眼している。すなわち、ICモジュール4の実装時において、接着シート8に含まれる樹脂成分は十分に反応しておらず、十分に硬化していないという点に着眼している。なお、ICモジュール4を実装する際、情報記録媒体1のプレス時間を長くすることで、接着シート8に含まれる樹脂の硬化を促進させることができる。しかし、この場合、熱の影響で情報記録媒体1が撓んでしまい、表面に凸凹が形成されてしまう。このため、一般的なICカードの製造過程で接着シート8の反応を促進させるために、わざわざプレス時間を長くするようなことは行われていない。
以下では、実施例と比較例とを用いて充填剤が接着シート8の接着力に与える影響について説明する。
本発明の発明者は、高温及び高温多湿の環境下において、上記の充填剤が接着シート8の接着力に与える影響を検証するために、所定条件(温度及び湿度)のもと、第1コアシート2a及び第2コアシート2bとして充填剤含有量が異なる複数種類の材料を用いて、ICモジュール4の接着強度の測定を行った。
図4は、実施例1及び比較例1〜5の情報記録媒体1を構成する各シートの材料とともに膜厚を示す表である。なお、実施例1及び比較例1〜5では、図2(B)に示される4層構造の情報記録媒体1を用いる。
実施例1及び比較例1〜5を構成する各シートの材料及び厚み寸法(厚み)は、以下の通りである。
〔第1オーバーレイシート〕
材料 :PETG
製品名:CG030(太平化学製品株式会社製)
膜厚 :50(μm)
〔第1コアシート〕
材料 :PETG(三菱樹脂株式会社製)
膜厚 :350(μm)
〔接着シート〕
材料 :熱活性溶着フィルム(ニトリルゴム及びフェノール樹脂を含む)
製品名:型番8411(テサテープ株式会社製)
膜厚 :60(μm)
〔第2コアシート〕
材料 :PETG(三菱樹脂株式会社製)
膜厚 :350(μm)
〔第2オーバーレイシート〕
材料 :PETG
製品名:CG030(太平化学製品株式会社製)
膜厚 :50(μm)
図5は、実施例1及び比較例1〜5ついて、第1コアシート2a及び第2コアシート2bに含まれるタルクの含有量を示す表である。
〔種類A〕:PG−WTS(実施例1)
〔種類B〕:PG−WHI(比較例1)
〔種類C〕:PG−WSE(比較例2)
〔種類D〕:PG−WTB(比較例3)
〔種類E〕:PG−WKS(比較例4)
〔種類F〕:PG−WMF(比較例5)
情報記録媒体1の製造は、上述のとおり、各シートの原反を4層に積層した状態で加熱しながら厚み方向にプレス加工を行い、プレス加工された原反に対して、オスメス型の金型や中空刃等を用いてカード状の情報記録媒体1として成型する。
試験で使用する実施例1の情報記録媒体1及び比較例1〜5の情報記録媒体1のプレス条件を以下に示す。
プレス装置:VH1−1619型(北川精機株式会社製)
プレス温度:150℃
最大圧力 :15kg/cm2(1.47MPa)
プレス時間:40分
ICモジュール4は、基板4b(実装面)の周縁に接着シート8が貼り付けられた状態で、埋設穴6に設置(実装)される。
ICモジュール4の実装に際し、まず、ICモジュール4に接着シート8を圧着させて仮止めする。具体的には、基板4bの実装面を片面に剥離紙が付着した接着シート8の接着層側に圧着させる。このときの圧着条件を以下に示す。
圧着温度:140℃
圧力 :0.6Mpa
加圧時間:2.8秒
次に、接着シート8が仮止めされたICモジュール4を接着シート8の剥離紙を剥がし、埋設穴6に実装する。このときの実装条件を以下に示す。
プレス温度:185℃
最大圧力 :110N/cm2(1.1MPa)
プレス時間:0.8秒×2
図6は、接着強度の測定に用いられる測定装置の構成を概略的に示す斜視図である。
接着強度の測定では、情報記録媒体1は、穴14が形成された面(第2オーバーレイシート12の表面)を表にして、載置面16aに載置される。そして、直径6mmの円柱状をなすステンレス製の加圧治具18を穴14に挿通させて、ICモジュール4を下方に押し込み、ICモジュール4が段差6aから外れた際の加圧治具18の圧力を測定する。ICモジュール4を下方に押し込むための圧縮試験機としては、型番ストログラフM−50(株式会社東洋精機製作所製)を使用する。圧力の測定にはロードセルを使用する。
実施例1及び比較例1〜5の情報記録媒体1を、ICモジュール4の実装直後、及び温度85℃、湿度85%環境下に放置し、1週間後、2週間後、3週間後の接着強度の変化を下記試験装置を用いて測定した。また、実施例1及び比較例3については、温度90℃、湿度10%以下の環境下、及び温度85℃、湿度85%環境下で、1週間後、2週間後、4週間後の接着強度の変化を測定した。
図8は、実施例1及び比較例1〜5の情報記録媒体1について行った接着強度試験の測定結果を示す表である。図8に示す接着強度試験では、温度85℃、及び湿度85%の環境に最大で3週間晒しておいた情報記録媒体1に対して、接着強度の測定を行っている。
本実施形態の「接着強度の測定」では、3週間後の測定値が0日目の測定値より上昇しているものについては「良品」(図8中に示す「○」)と判定し、下降しているものについては「不良品」(図8中に示す「×」)と判定する。
まず、本発明の発明者は「実施例1」及び「比較例1〜5」について以下の検討及び温度85℃、湿度85%環境下における評価を行った。
実施例1では、タルクの含有量を0%、即ち非含有としている。タルクを含まない実施例1では、接着強度試験において、3週間後の測定値(19.2kg)は、0日目の測定値(15.3kg)よりも上昇していることが認められた。また、実施例1における接着強度の低下率は、「−25.7%」である。すなわち、「25.7%」上昇している。これは、フェノール樹脂が含有された接着シートが、高温多湿の環境下において、さらに反応が促進されたことにより、接着力が増したことを意味している。
これは、高温多湿の環境下において、コアシートと接着シートとの接着面で脱離したタルクが接着力の低下をもたらしているためである。また比較例1〜5では、実施例1と同様にフェノール樹脂が含有された接着シートを使用しているため、接着力が増すことも考えられるが、接着シートの増加した接着力よりも脱離したタルクの影響が大きいため、接着力が低下することを意味している。
図10は、高温環境下で行った比較例3及び実施例1の情報記録媒体1に対する接着強度の測定値を示す表である。図10では、温度90℃、湿度10%以下の環境に情報記録媒体1を晒した状態で、接着強度の測定を行った結果が示されている。
本発明の発明者は「実施例1」について「比較例3」と対比しつつ、以下の検討及び温度90℃、湿度10%以下の環境下における評価を行った。
比較例3の試料1〜3における、温度90℃、湿度10%以下の環境下での接着強度の測定値は、いずれも、4週間後の測定値が0日目の測定値よりも低下している。特に、試料3については、4週間後の測定値が0日目の測定値よりも10kgを下回っており、その値は「9.63kg」である。一般的に、接着強度が10kg以下の情報記録媒体は、ICモジュールが非常に外れやすくなっているため、製品として適さない。
図11は、比較例3及び実施例1の情報記録媒体1についてそれぞれ複数の試料を用いて行った高温多湿の環境下における接着強度の測定値を示す表である。
実施例1の試料1〜3における接着強度の測定値は、いずれも、4週間後の測定値の方が0日目の測定値よりも低下している。しかしながら、比較例3の測定値と比べても、実施例1における低下率の平均値は、約3分の1である。このような結果から、温度85℃、湿度85%のような高温多湿の環境下では、接着シート8の接着力が低下しやすいということがわかる。その中でも、コアシート2にタルクを含まない方が、含んだ場合よりも接着シート8の接着力が維持されていることがわかる。
本発明の発明者は、第1検討事項から第6検討事項における実施例1及び比較例1〜5の評価結果から、第1コアシート2a及び第2コアシート2bに対するタルクの含有率は、0%即ち非含有とするという結論を導き出している。
2 コアシート(コア層)
2a 第1コアシート
2b 第2コアシート
4 ICモジュール
4a 接触端子
4b 基板
4c 接触式ICチップ
6 埋設穴
6a 段差
8 接着シート(接着層)
Claims (3)
- 接触式ICチップが基板に実装されたICモジュールと、
前記ICモジュールを含み、シート状に形成されたコア層と、
前記コア層の厚み方向に段差をなして穿たれており、前記接触式ICチップが埋設される埋設穴と、
前記ICモジュールの基板が前記埋設穴の段差に載置された状態で、前記基板と前記段差とを接着させる接着層とを備え、
前記接着層は、
熱硬化性樹脂により構成されており、
前記コア層は、
充填剤を非含有とした樹脂により構成されていることを特徴とする情報記録媒体。 - 請求項1に記載の情報記録媒体において、
前記接着層は、
フェノール樹脂を含有していることを特徴とする情報記録媒体。 - 請求項1又は2に記載の情報記録媒体において、
前記コア層は、
シート状に形成された複数枚のコアシートを積み重ねた積層構造をなしており、複数の前記コアシートのうち、前記接着層と接するコアシートに対して前記充填剤を非含有とすることを特徴とする情報記録媒体。
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