JP6142734B2 - Simカードの製造方法とsimカード製造用基板 - Google Patents
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従来、SIMカードもコアシートやオーバーシートを積層して製造されていたが、近年、SIMカードには、表面にレーザ発色層を有する単層基材の使用が試験されている。
この基材は中心となる支持層とその表裏の透明層からなる3層共押出し材料であるが、単層基材として扱いできる。
SIMカードは、携帯電話等に装着したままで使用され、通常のICカードのように諸種の適性や装飾的要素があまり求められないからである。
この基材は、耐熱性のある中心支持層とその表裏面(または少なくとも片面)に、黒色に発色するレーザ発色層を備えているが、シルクスクリーンによる下引き印刷をしてから色彩印刷をした場合に、前記外周輪郭溝を打ち抜きすると、輪郭溝際に微小な基材の割れを伴って打ち抜かれ、それが原因で不良品になるという問題がある。
本願で使用するカード用基材は、PET−G樹脂からなる中心支持層とその両面の発色層であるポリカーボネートとPET−Gのアロイ樹脂の3層共押出し材料であるが、本願は、上記打ち抜き適性と印刷適性との総合的な適性を検討するものである。
図7は、SIMカード10が板状枠体16に保持されている図、図8は、ミニサイズSIMカード10が板状枠体16に保持されている図、である。いずれも(A)は、平面図、(B)は、ICモジュール5部分のA−A線断面図である。
SIMカード10は、ほぼ長方形状であって外形が15×35mmのICモジュール付きカードである。ミニサイズSIMカード10は、より縮小した形状であり、実質的にはICモジュール付き端子基板サイズのカードである。SIMカードもミニサイズSIMカードも、サイズの違いはあっても用途は同様のものである。
これらは接触型ICカードと同一の製造工程で製造できることから、札入れサイズのカード(ISO7810で規定するID−1型カード)規格で製造することが多い。
このカードを板状枠体16とし、その中に外周輪郭溝11を打ち抜きし、薄肉にされている連結部(ブリッジ)12、13を折り取りして使用できるようにされている。ICモジュール5の端子位置もISOで規定する位置にされるが、SIMカード専用用途であれば、その位置に限定されることはない。
以下、上記の双方のSIMカードを含めて単に「SIM」とも呼称して説明する。
SIM用基材にレーザ印字適性を有するものを使用することで、単層基材の表裏(またはいずれか一方)に印刷後、ICモジュールを装着し、レーザ印字し、外周輪郭溝11を打ち抜きしてSIMを完成する。
従来のように、表裏のコアシートに印刷してからオーバーシートを積層して貼合し、プレスラミネートをする工程を経ないで製造できる特徴がある。
特許文献1は、支持層とレーザビーム照射により発色する発色層を少なくとも一の面に有するカード用シートについて記載している。発色前の発色層は可視光透過性を有し、ポリエステル系樹脂からなることを要件としている。発色剤については、光熱変換による発熱によって有色金属酸化物を形成する各種金属を挙げているが、特に限定してはいない。
特許文献2は、ポリカーボネート系樹脂、もしくはポリカーボネート系樹脂と実質的に非結晶性の芳香族ポリエステル系樹脂とのポリマーアロイを主成分とする発色層樹脂と接着層からなるカード用シートについて記載している。発色剤については、特許文献1と同様に、発熱によって有色金属酸化物を形成する各種金属や光吸収剤を挙げているが特には限定していない。ただし、実施例ではスズ系発色剤を使用している。
また、SIM(Subscriber Identity Module)に関連する先行特許文献として、特許文献3等がある。同文献では、SIMに換えてUIMの語を使用しているが同様のものである。
なお、SIMカード製造用基板とは、SIMを打ち抜きする直前の基板をいうものとする。
SIM10は、カード用基材100の面に凹部20を穿って、当該凹部20内にICモジュール5を実装した構成になっている。ICモジュール5のICモジュール基板21の裏面にはICチップ2が搭載されており、ICモジュール基板21の表面側は接触端子板22になっている。
接触端子板22面には、ISOで規定する複数の端子が形成され、ICチップと必要な各端子間は導通が確保されている。
本発明の特徴は、カード用基材100とSIM10の表面印刷110と裏面印刷120にあるので、以下、説明する。
カード用基材100は、白色の支持層101と該支持層の両面に、レーザビーム照射により黒色に発色する発色層102を有している特徴がある。ただし、発色層102はオフセット印刷側のみとする場合もある。あるいは発色層と同一の基材樹脂構成とするが、発色剤を含まない層とする場合もある。
カード用基材100は、表裏の発色層102には、ポリカーボネート樹脂と非結晶性の芳香族ポリエステル系樹脂(PET−G樹脂)のポリマーアロイ樹脂を、支持層101には非結晶性の芳香族ポリエステル樹脂(PET−G樹脂)を使用し、この3層を共押し出しした材料が使用されている。
従って、白色顔料や有色着色剤を含まない。レーザビーム照射後も、印字部分以外は透明であることはいうまでもない。ここで、「可視光透過性」とは、当該層の裏面に配置された層を視覚的に視認できるような透明性をいう。
発色層102中には、発色剤が分散されているが、発色層を形成する樹脂の屈折率と、混合する発色剤の屈折率との差は小さいことが好ましく、屈折率の差が小さくなるようにすることで、発色層102の可視光透過性を高めることができる。
あるいはまた、金属酸化物等の発色剤と光吸収剤とを併用してもよい。このように、その目的を果たすものであればよく、本発明では特にその材質を限定しない。
オフセットオーバープリント113も着色剤を含まない透明な樹脂層であるが、オフセット絵柄印刷112には着色剤が含まれる。オフセット絵柄印刷といっても着色のみのベタ印刷も含む意味である。オフセット印刷による層は、シルクスクリーン印刷層よりも薄い層になるのが通常である。
裏面印刷120も、シルクスクリーン印刷によるシルクメジウム層121とオフセット絵柄印刷122、およびオフセットオーバープリント123とからなっている。
また、溶剤としては、ジアセトンアルコールとジイソブチルケトンを1対1の比率で使用するのが好ましい。前記外周輪郭溝の打ち抜き性に影響を与えず、インキの保存安定性にも優れるからである。また、インキ中にキシレンを含まないか微量とするのが好ましい。溶剤にキシレンを含むと、前記発色層102を劣化させ、外周輪郭溝11の打ち抜き適性を低下させるからである。
図3、図4は、SIMの外周輪郭溝を打ち抜いた状態を示す拡大図である。図3、図4において、(A)は、板状枠体16におけるSIMの位置を示し、(B)は、以下に説明する表面粗さ測定器の蝕針の走査方向を符号Y1,Y2で示している。
試料は、カード用基材100の表裏面に印刷した後であって、ICモジュール装着前のカード用基材のみを打ち抜いた試験品なので、ICモジュール5は装着されていない。
外周輪郭溝11は、幅2.0mmであり、溝の両側を鋼製の切れ刃を埋め込んだ抜き型と、それに対応する雌型とにより、基材表面(図の上面)側から、カード1枚毎に打ち抜いて形成するものである。ただし、多面付けで製造する場合は、複数のSIMの輪郭溝を同時に打ち抜く場合もある。
連結部(ブリッヂ)12,13は輪郭溝11の内側の線L1,L2に沿ってハーフカットされている。この部分は、肉厚が100〜200μmほど残っているが折り取り可能にされている。
これらの結果から、基材の割れは発色層102部分の厚み65μmよりはやや深いものの、打ち抜きによる変形や印刷層の厚みも考慮すると、当該発色層部分の変形に原因するものと推測される。なお、この割れは、裏面側の発色層部分に生じる場合もある。
以下の実施例1〜実施例3、および比較例1〜比較例5のカード用基材100には、前述したように厚み800μmであって、支持層101が670μm、表裏の発色層102が、それぞれ65μmのもの(三菱樹脂株式会社製)を使用した。
表裏の発色層102は、ポリカーボネート樹脂と非結晶性の芳香族ポリエステル系樹脂(PET−G樹脂)のポリマーアロイ樹脂であり、支持層101にはPET−G樹脂からなる材料である。支持層101には酸化チタン(TiO2)を含み白色であるが、発色層102には、黒色発色剤を含むが、発色前の外観は透明である。
(実施例1)
以下の組成のシルクスクリーン印刷用メジウムインキと希釈溶剤を使用して、カード用基材100にメジウム印刷を行った。メジウム層の膜厚は、2〜3μmであった。
(なお、成分量の数値の単位は、質量%である。実施例2以下も同様。)
実施例1では[VAHSメジウムPG]:希釈溶剤[PGHS希釈溶剤]を、1:0.2の希釈率で希釈し、350メッシュのスクリーンを使用してベタ印刷を行った。
[VAHSメジウムPG(昭和インキ株式会社製)]
(塩化ビニル・酢酸ビニル・ビニルアルコール共重合体) 24
(塩化ビニル・酢酸ビニル・マレイン酸共重合体) 4
(シクロヘキサノン) 20
(芳香族炭化水素混合物) 16
(ジアセトンアルコール) 18
(ジイソブチルケトン) 18
[PGHS希釈溶剤]
(ジアセトンアルコール) 50
(ジイソブチルケトン) 50
実施例1と同一のシルクスクリーン印刷用メジウムインキと希釈溶剤を使用して、カード用基材100にメジウム印刷を行った。メジウム層の膜厚は、2〜3μmであった。
実施例2では[VAHSメジウムPG]:希釈溶剤[PGHS希釈溶剤]を、1:0.3の希釈率で希釈し、350メッシュのスクリーンを使用してベタ印刷を行った。
実施例1と同一のシルクスクリーン印刷用メジウムインキと希釈溶剤を使用して、カード用基材100にメジウム印刷を行った。メジウム層の膜厚は、2〜3μmであった。
実施例3では[VAHSメジウムPG]:希釈溶剤[PGHS希釈溶剤]を、1:0.4の希釈率で希釈し、350メッシュのスクリーンを使用してベタ印刷を行った。
以下の組成のシルクスクリーン印刷用メジウムインキと希釈溶剤を使用して、カード用基材100にメジウム印刷を行った。メジウム層の膜厚は、2〜3μmであった。
比較例1では、[VAHSメジウム]:希釈溶剤[PGHS希釈溶剤]を、1:0.2の希釈率で希釈し、350メッシュのスクリーンを使用してベタ印刷を行った。
[VAHSメジウム(昭和インキ株式会社製)]
(塩化ビニル・酢酸ビニル・ビニルアルコール共重合体) 24
(塩化ビニル・酢酸ビニル・マレイン酸共重合体) 4
(シクロヘキサノン) 40
(芳香族炭化水素混合物) 32
[PGHS希釈溶剤]
(ジアセトンアルコール) 50
(ジイソブチルケトン) 50
比較例1と同一のシルクスクリーン印刷用メジウムインキと同一の希釈溶剤を使用して、カード用基材100にメジウム印刷を行った。メジウム層の膜厚は、2〜3μmであった。
比較例2では、インキ:希釈溶剤を1:0.3の希釈率で希釈し、350メッシュのスクリーンを使用してベタ印刷を行った。
比較例1と同一のシルクスクリーン印刷用メジウムインキと同一の希釈溶剤を使用して、カード用基材100にメジウム印刷を行った。メジウム層の膜厚は、2〜3μmであった。
比較例3では、インキ:希釈溶剤を1:0.4の希釈率で希釈し、350メッシュのスクリーンを使用してベタ印刷を行った。
実施例1と同一のシルクスクリーン印刷用メジウムインキを使用した。ただし、希釈溶剤は、キシレン単独溶剤を使用した。インキ:希釈溶剤を1:0.3の希釈率で希釈し、350メッシュのスクリーンを使用してベタ印刷を行った。メジウム層の膜厚は、2〜3μmであった。
シルクスクリーン印刷用メジウムインキを使用しないで、アクリル系の紫外線硬化型オフセット用透明アンカーインキを使用して、オフセット枚葉印刷機でオフセットアンカーの印刷を行った。アンカー層の膜厚は、1μm程度であった。
実施例1〜実施例3については、実施例1の表面印刷に使用した[VAHSメジウムPG]と[PGHS希釈溶剤]を使用し、インキ:希釈溶剤を1:0.3の希釈率で希釈し、350メッシュのスクリーンを使用してベタ印刷を行った。
比較例1〜比較例3については、比較例1の表面印刷に使用した[VAHSメジウム]と[PGHS希釈溶剤]を使用し、インキ:希釈溶剤を1:0.3の希釈率で希釈し、350メッシュのスクリーンを使用してベタ印刷を行った。
比較例4については、比較例1の表面印刷に使用した[VAHSメジウム]を使用したが、希釈溶剤は、キシレン単独溶剤を使用した。インキ:希釈溶剤を1:0.3の希釈率で希釈し、350メッシュのスクリーンを使用してベタ印刷を行った。
比較例5については、アクリル系の紫外線硬化型オフセット用透明アンカーインキを使用して、オフセット枚葉印刷機でオフセットアンカーの印刷を行った。
実施例1〜実施例3、比較例1〜比較例5のメジウム層またはアンカー層の膜厚は、表面側と同程度となった。
実施例1〜実施例3、比較例1〜比較例4で印刷したメジウム層またはオフセットアンカー層の上に、表面側は紫外線硬化型オフセット印刷インキを使用して、まず墨色のオフセットベタ印刷の2回刷り印刷を行った。次に、紫外線硬化型透明オーバープリントインキを使用してオーバープリントの印刷を行った。
裏面側も、墨色のオフセットベタ印刷の2回刷り印刷とオフセットオーバープリントの印刷を行った。使用印刷インキは、表面印刷と同一である。
2回刷りの墨部分の膜厚は、1μm程度となった。
図8に示すような外形、12.0×15.0mmのSIMを、鋼製の切れ刃を埋め込んだ抜き型と、それに対応する雌型とにより、基材表面(図の上面)側から打ち抜きした。外周輪郭溝11の溝幅は、約2mmである。打ち抜きは、SIMカード1枚毎に行い、それぞれ240枚を打ち抜きした。
打ち抜き時において、インキ落ち(剥がれ)の有無を確認した。また、印刷後のSIMの外観検査を行った。
両試験について、特に異常がないものを「良」とし、異常があるものを「不良」とした。
また、希釈溶剤としての[PGHS希釈溶剤]は、20%なので、印刷直前の[PGHS希釈溶剤]は、56/120=46.7%になる。表1中の「印刷時インキ中のPGHS溶剤含有率(%)」は、このようにして、印刷直前の「PGHS溶剤含有率」を算出したものである。
なお、比較例5は、打抜きによる「割れ」不良は無いが、打抜き時のインキ剥離があり、オフセットアンカーでは十分な打抜き耐性が認められないことになる。
ただし、印刷外観は、何れも良好であった。
5 ICモジュール
10 SIM,SIMカード、ミニサイズSIMカード
11 外周輪郭溝
12、13 連結部(ブリッジ)
16 板状枠体
20 凹部
21 ICモジュール基板
22 接触端子板
100 カード用基材
101 支持層
102 発色層
110 表面印刷
120 裏面印刷
Claims (4)
- PET−G樹脂からなる白色の支持層と該支持層の外面に、ポリカーボネートとPET−G樹脂のポリマーアロイ樹脂からなる層を有する基材をカード用基材とするSIMカードを該基材から打ち抜いて製造するSIMカードの製造方法において、前記外面基材層に対して、溶剤成分として、ジアセトンアルコールとジイソブチルアルコールを主溶剤とし、塩化ビニル・酢酸ビニル・ビニルアルコール共重合体を主要樹脂成分として含むシルクスクリーンメジウムインキを用いて下引き印刷をした後、オフセット絵柄印刷を行い、その後、打ち抜き刃型を用いてSIMカードを打ち抜きすることを特徴とするSIMカードの製造方法。
- PET−G樹脂からなる白色の支持層と該支持層の外面に、ポリカーボネートとPET−G樹脂のポリマーアロイ樹脂からなりレーザビーム照射により発色するレーザ発色層を有する基材をカード用基材とするSIMカードを該基材から打ち抜いて製造するSIMカードの製造方法において、前記発色層に対して、溶剤成分として、ジアセトンアルコールとジイソブチルアルコールを主溶剤とし、塩化ビニル・酢酸ビニル・ビニルアルコール共重合体を主要樹脂成分として含むシルクスクリーンメジウムインキを用いて下引き印刷をした後、オフセット絵柄印刷を行い、その後、打ち抜き刃型を用いてSIMカードを打ち抜きすることを特徴とするSIMカードの製造方法。
- PET−G樹脂からなる白色の支持層と該支持層の外面に、ポリカーボネートとPET−G樹脂のポリマーアロイ樹脂からなる層を有する基材をカード用基材とするSIMカードを該基材から打ち抜いて製造するSIMカード製造用基板において、前記外面基材層に対して、溶剤成分として、ジアセトンアルコールとジイソブチルアルコールを主溶剤とし、塩化ビニル・酢酸ビニル・ビニルアルコール共重合体を主要を樹脂成分として含むシルクスクリーンメジウムインキを用いて下引き印刷がされ、その上にオフセット絵柄印刷がされていることを特徴とするSIMカード製造用基板。
- PET−G樹脂からなる白色の支持層と該支持層の外面に、ポリカーボネートとPET−G樹脂のポリマーアロイ樹脂からなりレーザビーム照射により発色するレーザ発色層を有する基材をカード用基材とするSIMカードを該基材から打ち抜いて製造するSIMカードの製造用基板において、前記発色層に対して、溶剤成分として、ジアセトンアルコールとジイソブチルアルコールを主溶剤とし、塩化ビニル・酢酸ビニル・ビニルアルコール共重合体を主要樹脂成分として含むシルクスクリーンメジウムインキを用いて下引き印刷がされ、その上にオフセット絵柄印刷がされていることを特徴とするSIMカード製造用基板。
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