JP6934884B2 - 熱可塑性樹脂フィルム積層体、及びカード用樹脂シート - Google Patents
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Description
すなわち、本発明は、以下に示す熱可塑性樹脂フィルム積層体、及びカード用樹脂シートに関するものである。
前記透明層が、特定の波長領域の照射光に対して蛍光を放射する情報提示物質を含み、
前記非透明層の表面の少なくとも一部を覆うように、前記透明層が積層されていることを特徴とする熱可塑性樹脂フィルム積層体。
(2)前記熱可塑性樹脂が、ポリカーボネートを含むことを特徴とする、上記(1)記載の熱可塑性樹脂フィルム積層体。
(3)前記熱可塑性樹脂が、ポリエステルをさらに含むことを特徴とする、上記(2)記載の熱可塑性樹脂フィルム積層体。
(4)前記非透明層の少なくとも一方の表面に印刷が施されており、前記透明層が、前記非透明層の印刷の施された表面に積層されていることを特徴とする、上記(1)〜(3)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルム積層体。
(5)前記情報提示物質が、ランタノイド系元素を含む無機化合物を含有することを特徴とする、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルム積層体。
(6)前記透明層が、レーザー発色剤を、前記透明層の全体の質量を基準として0.001〜0.5質量%含有することを特徴とする、上記(1)〜(5)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルム積層体。
(7)前記透明層が最外層を形成する、上記(1)〜(6)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルム積層体。
(8)前記非透明層が無色である、上記(1)〜(7)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルム積層体。
(9)熱可塑性樹脂を含む少なくとも1層の透明層と、前記透明層に積層された非透明層とを有する熱可塑性樹脂フィルム積層体であって、
前記透明層が、レーザー発色剤を含むとともに、特定の波長領域の照射光に対して蛍光を放射するとともに情報提示物質を含み、
前記非透明層の表面の少なくとも一部を覆うように、前記透明層が積層されていることを特徴とする熱可塑性樹脂フィルム積層体。
(10)上記(1)〜(9)のいずれかに熱可塑性樹脂フィルム積層体を含む、カード用樹脂シート。
本発明の熱可塑性樹脂フィルム積層体は、少なくとも1層の透明層と、透明層に積層された非透明層を有する。熱可塑性樹脂フィルム積層体においては、透明層が、非透明層の表面の少なくとも一部を覆うように、非透明層に積層されている。例えば、非透明層の表面には印刷が施されており、透明層は、非透明層の印刷が施された面、すなわち印刷面を覆うように積層されている。
そして積層体においては、透明層が、最も外側に配置されていて、最外層を形成することが好ましい。ただし、透明層の配置は積層体の最も外側の表面には限定されず、例えば、最外層と、最外層よりも内側で非透明層に接する層をいずれも透明層で形成しても良く、積層体の内側のみに透明層を配置しても良い。
透明層は、主な成分として熱可塑性樹脂を含む。具体的には、透明層の例えば90質量%以上、好ましくは、透明層の95質量%以上は熱可塑性樹脂により形成されており、より好ましくは、詳細を後述する情報提示物質以外には熱可塑性樹脂のみで形成されている。
このように、透明層を実質的に構成し得る熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート、及びポリエステル等から選択されるいずれかの樹脂、もしくは複数の樹脂の混合物が用いられる。好ましくは、透明層の熱可塑性樹脂として、ポリカーボネートが用いられる。
なお、本明細書における「透明層(透明フィルム)」とは、可視光の全光線透過率をISO−13468−1に準拠して測定した透過率が、50%以上の値である層(フィルム)をいう。また、層及びフィルムについて「透明である」とは、可視光の全光線透過率をISO−13468−1に準拠して測定した透過率の値が50%以上であることをいう。透明層(透明フィルム)は、着色剤を含まずに無色であることが好ましい。
すなわち、ビスフェノールA骨格を有する等のポリカーボネートである。
ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量としては、20,000〜60,000が好ましく、23,000〜55,000がより好ましい。さらに好ましくは35,000〜50,000である。
また、ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度としては、120〜160(℃)が好ましく、130〜155(℃)がより好ましい。
PETG樹脂は、テレフタル酸単位を主とするジカルボン酸単位、エチレングリコール単位、及びシクロヘキサンジメタノール単位(1,4−シクロヘキサンジメタノール単位)を主とするグリコール単位を含むポリエステルにより形成された樹脂であり、テレフタル酸単位は、例えば、モル基準で全てのジカルボン酸単位の50%以上を占め、エチレングリコールモル基準で全てのグリコール単位(エチレングリコール単位及びシクロヘキサンジメタノール単位の合計)の50%以上を占める。
また、PCTG樹脂も、テレフタル酸単位を主とするジカルボン酸単位、エチレングリコール単位、及びシクロヘキサンジメタノール単位(1,4−シクロヘキサンジメタノール単位)を主とするグリコール単位を含むポリエステルであるものの、シクロヘキサンジメタノール単位が、モル基準で全てのグリコール単位(エチレングリコール単位及びシクロヘキサンジメタノール単位の合計)の50%以上を占める点で、PETG樹脂と相違する。
PCT樹脂は、テレフタル酸単位を主とするジカルボン酸単位、及びシクロヘキサンジメタノール単位(1,4−シクロヘキサンジメタノール単位)を主とするグリコール単位を含むポリエステルであり、エチレングリコール単位を含まない。
上述のポリエチレンテレフタレート系の樹脂、すなわち、PETG樹脂、PCTG樹脂、及びPCT樹脂を用いて形成されたフィルム(透明層)は、ポリカーボネート樹脂との接着性(相溶性)に優れており、ポリカーボネート樹脂との積層体に好適に用いられる。
情報提示物質は、特定の波長領域の電磁波(たとえば所定波長領域の紫外線)の照射に対して、所定の蛍光を放射する一種もしくは二種以上の元素、二種以上の元素の化合物、又はそれらの元素もしくは化合物を含む物質を含む。この蛍光は、外部からの電磁波の照射によって、情報提示物質のイオンが基底準位からエネルギーの高い準位に励起され、その後エネルギーの低い準位に遷移することによって放射される。情報提示物質は、その種類により特有の蛍光のスペクトル分布を放射する。
また、上記ランタノイド系元素を含む情報提示物質は、熱安定性、及び、耐候性に優れている。これに対し、蛍光有機シリカ等のように有機構造を含む情報提示物質は、これらの性質に劣る傾向がある。特に、熱可塑性樹脂を含む層に蛍光有機シリカ等の有機構造を含む情報提示物質は、熱可塑性樹脂への添加時、又は添加した熱可塑性樹脂の成形時に加熱されると、熱劣化する可能性がある。また、蛍光有機シリカ等の情報提示物質を含有させたシートを屋外にて使用すると、紫外線によって劣化が進む可能性もある。
一方、これらの欠点のないランタノイド系元素を含む情報提示物質は、熱安定性と耐候性等に優れた樹脂組成物、及び、透明層を形成できる点において優れている。
なお、情報提示物質としては、同じ元素を含むものであっても、組み合わせられる他の元素の種類や、組み合わせの比率が異なれば、それぞれ独自の情報提示物質として扱うことができる。
情報提示物質の熱可塑性樹脂への添加は、溶融を伴う上述した各製造工程において行われ、情報提示物質は熱可塑性樹脂中に分散される。
このような情報提示物質と製造工程に関する情報との関連付けは、製造された熱可塑性樹脂から読取可能な情報提示物質に関する情報から、製造工程に関する情報を特定する手法によって可能であり、製造工程に関する情報を特定できる手法であれば、特に限定される必要はない。熱可塑性樹脂から読取可能な情報提示物質に関する情報としては、情報提示物質の種類、各情報提示物質の添加量、複数の情報提示物質の組み合わせ、あるいは複数種類の情報提示物質間の相対的な割合(配合比率)等を挙げることができる。これら情報提示物質の種類や添加量は、熱可塑性樹脂に特定の波長領域の電磁波の照射に対して情報提示物質が放射する蛍光のスペクトル、すなわち蛍光の波長や強度から特定することができるものである。
透明層は、レーザー発色剤をさらに含有しても良い。レーザー発色剤を含むことにより樹脂組成物は、例えば、改ざん防止が特に必要とされるカードにおいてマーキング処理による印字を可能にするレーザーマーキングシート(レーザーマーキング層)の材料として、好適に使用される。レーザー発色剤としては、カーボンブラック、アンチモンドープ酸化錫、ビスマス酸化物系発色剤等が使用され、好ましくは、カーボンブラックが使用される。
このように、情報提示物質を含む透明層において、レーザ発色剤をさらに添加することにより、マーキング処理による印字を特に明確にできる相乗効果が期待できる。
例えば、レーザー発色剤としてカーボンブラックが使用される場合、カーボンブラックの含有量は、樹脂組成物全体の質量を基準として、1〜100質量ppm、好ましくは5〜20質量ppmである。また、上述の金属酸化物系のレーザー発色剤が使用される場合、レーザー発色剤の含有量は、例えば、樹脂組成物全体の質量を基準として、100〜5000質量ppm、好ましくは300〜3000質量ppm、より好ましくは500〜2000質量ppmである。
透明層の熱可塑性樹脂には、上述の成分に加えて、以下の添加剤を含んでいても良い。すなわち、熱安定剤、酸化防止剤、難燃剤、難燃助剤、紫外線吸収剤、離型剤及び着色剤から成る群から選択された少なくとも1種類の添加剤などである。
また、所望の諸物性を著しく損なわない限り、帯電防止剤、蛍光増白剤、防曇剤、流動性改良剤、可塑剤、分散剤、抗菌剤等を添加してもよい。
非透明層は、透明層と同様に、主な成分として熱可塑性樹脂を含む。具体的には、非透明層の例えば90質量%以上、好ましくは95質量%以上は熱可塑性樹脂により形成されている。
このように、非透明層を実質的に構成し得る熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート、及びポリエステルから選択されるいずれかの樹脂、もしくは複数の樹脂の混合物が用いられる。
そして非透明層は、顔料等で着色されており、例えば白色顔料をさらに含有しても良い。このように白色顔料を含む非透明層は、白色シート、例えば、IDカード等のアンテナを含むコア層を形成する白色シートの材料として、好適に使用される。白色顔料としては、酸化チタン、タルク、カオリン、クレー、マイカ等が使用され、好ましくは、酸化チタンが使用される。
白色顔料の含有量は、非透明層全体の質量を基準として、10〜30質量%であり、好ましくは13〜25質量%、より好ましくは15〜20質量%である。
非透明層は、さらに、透明層と同様に上述の成分を有していて良い。
なお、本明細書における「非透明層(非透明フィルム)」とは、可視光の全光線透過率をISO−13468−1に準拠して測定した透過率が、50%未満の値である層(フィルム)をいう。また、層及びフィルムについて「非透明である」とは、可視光の全光線透過率をISO−13468−1に準拠して測定した透過率の値が50%未満であることをいう。
本発明の熱可塑性樹脂フィルム積層体は、上述のように、所定の情報提示物質を均一に分散させた透明層を用いて、非透明層の表面の少なくとも一部を覆うことにより、セキュリティ性に優れているとともに非透明層を保護する機能にも優れている。このため、本発明の熱可塑性樹脂フィルム積層体は、カード用樹脂シートに好適に適用される。すなわち本発明の積層体は、例えば、アンテナ・チップが埋め込まれたシート、又はレーザーマーキングシート等を有するカード用樹脂シートの製造に好適に用いられる。
例えば、押出成形、キャスト成形による方法である。
押出成形の例としては、本発明の樹脂組成物のペレット、フレークあるいは粉末を押出機で溶融、混練後、Tダイ等から押出し、得られる半溶融状のシートをロールで挟圧しながら、冷却、固化してシートを形成する方法が挙げられる。また、透明層、及び非透明層を有する積層体を、共押出成形によって形成しても良い。
第1透明層12、第2透明層14、第1レーザーマーキング層16、及び第2レーザーマーキング層18は無色透明であり、情報提示物質(図示せず)をそれぞれ含む。第1レーザーマーキング透明層16、及び第2レーザーマーキング透明層18においては、さらにレーザー発色剤が含まれていて、レーザ光Lを照射することによる印字が可能である。
第1非透明層20、及び第2非透明層22は白色顔料を含んでいて白色かつ非透明であり、第1非透明層20における第1レーザーマーキング透明層16側の表面、すなわち、第1レーザーマーキング透明層16によって被覆されている表面は、インクにより印字(図示せず)されている印刷面である。第1非透明層20においては、アンテナ・チップ24が埋め込まれている。アンテナ・チップ24が受信する外部からの電磁波に応じてICチップ(図示せず)の情報が上書きされる。
これらのいずれの層についても、例えばポリカーボネートを主成分とする熱可塑性樹脂で形成することが可能であり、ポリカーボネート以外の樹脂、例えば、PETG樹脂を用いて形成しても良い。そしてポリカーボネート樹脂を用いて第1透明層12、及び第2透明層14を形成することにより、表面の耐久性及び耐熱性に優れたIDカード10を製造することができる。
また、第1レーザーマーキング透明層16、及び第2レーザーマーキング透明層18をポリカーボネート樹脂により形成し、あるいはポリカーボネート樹脂を好ましくは主成分として含む樹脂により形成することにより、レーザ光の照射された領域が黒色で明確に印字され、印刷面のコントラストを良好にすることができる。
なお、第1非透明層20、及び第2非透明層22をポリカーボネート樹脂により形成し、あるいはポリカーボネート樹脂を好ましくは主成分として含む樹脂により形成することにより、IDカード10の耐久性を向上させることも可能である。
透明層に情報提示物質が含まれていて、特定の波長を有する電磁場を照射させると蛍光を放射することが確認できたフィルムを良好、情報提示物質が含まれておらず、セキュリティ機能を発揮できないフィルムを不良と評価した。良好と評価されたフィルムにおいては、予め、積層体の製造メーカ等を示す情報提示物質を採用すれば真贋判定が可能であり、カード所有者の個人情報等を示す情報提示物質を採用すればセキュリティ機能を発揮できる。
印刷面の形成された非透明層と、印刷面を覆う透明層とのいずれもが含まれる積層体のフィルムについて良好、これらの条件を満たさないフィルムについて不良、と評価した。
非透明層の厚みが500μm以上の積層体を成型し、ヘーズメーター(HM−150型:村上色彩技術研究所製)を使用して、全光線透過率(ISO−13468−1準拠)を測定した。測定値が5.0%未満であれば遮蔽性良好、5%以上であれば不良とした。
透明層においてレーザー発色剤が含まれる積層体に、レーザーを照射し、印字された文字が認識可能であればレーザーマーキング性有り、認識が不可能であればレーザーマーキング性無し、と評価した。
実施例1〜3及び比較例1〜4のフィルムを、以下のように製造した。すなわち、下記のポリカーボネート樹脂に、情報提示物質(ランタノイド系化合物)、及びレーザー発色剤(カーボンブラック、アンチモンドープ酸化錫含有発色剤)を表1にそれぞれ示す含有量で添加し、撹拌して均一な熱可塑性樹脂を得た。
ビスフェノールA型芳香族ポリカーボネート樹脂
(三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製「ユーピロン(登録商標)E−2000」、熱変形温度(ガラス転移温度)150℃)
上述の熱可塑性樹脂を用いて、以下のように透明フィルム(透明層)を製造した。まず、バレル直径32mm、スクリューのL/D=31.5の二軸押出機からなるTダイ溶融押出機を用い、吐出量20kg/h、スクリュー回転数200rpmで幅300mmのシートを成形した。シリンダー・ダイヘッド温度は、実施例1、2、比較例1〜4は280℃、実施例3は240℃の設定で行った。表面の両面が鏡面となるようにフィルムを製造した。フィルム厚みは、100μmとなるように成形した。
また、実施例4のフィルム(透明層)においては、上述の芳香族ポリカーボネート樹脂の代わりにPETG樹脂を用いる他は、実施例1〜3及び比較例1〜4と同様に、透明フィルム(透明層)を製造した。
12 第1透明層
14 第2透明層
16 第1レーザーマーキング透明層
18 第2レーザーマーキング透明層
20 第1非透明層
22 第2非透明層
24 アンテナ・チップ
Claims (11)
- 熱可塑性樹脂を含む少なくとも1層の透明層と、前記透明層に積層された非透明層とを有する熱可塑性樹脂フィルム積層体であって、
前記透明層が、特定の波長領域の照射光に対して蛍光を放射する情報提示物質を含み、
前記非透明層の表面の少なくとも一部を覆うように、前記透明層が積層されていて、 前記情報提示物質が、ランタノイド系元素を含む無機化合物を含有し、
前記情報提示物質の量が、前記熱可塑性樹脂に対して0.1質量ppm以上で1000質量ppm以下の範囲にあることを特徴とする熱可塑性樹脂フィルム積層体。 - 前記熱可塑性樹脂が、ポリカーボネートを含むことを特徴とする、請求項1記載の熱可塑性樹脂フィルム積層体。
- 前記熱可塑性樹脂が、ポリエステルをさらに含むことを特徴とする、請求項2記載の熱可塑性樹脂フィルム積層体。
- 前記非透明層の少なくとも一方の表面に印刷が施されており、前記透明層が、前記非透明層の印刷の施された表面に積層されていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルム積層体。
- 前記ランタノイド系元素が、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、ネオジム(Nd)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、ユーロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)のいずれかを含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルム積層体。
- 前記透明層が、レーザー発色剤を、前記透明層の全体の質量を基準として0.001〜0.5質量%含有することを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルム積層体。
- 前記透明層が最外層を形成する、請求項1〜6のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルム積層体。
- 前記非透明層が無色である、請求項1〜7のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルム積層体。
- 熱可塑性樹脂を含む少なくとも1層の透明層と、前記透明層に積層された非透明層とを有する熱可塑性樹脂フィルム積層体であって、
前記透明層が、レーザー発色剤を含むとともに、特定の波長領域の照射光に対して蛍光を放射するとともに情報提示物質を含み、
前記非透明層の表面の少なくとも一部を覆うように、前記透明層が積層されていて、
前記情報提示物質が、ランタノイド系元素を含む無機化合物を含有し、
前記情報提示物質の量が、前記熱可塑性樹脂に対して0.1質量ppm以上で1000質量ppm以下の範囲にあることを特徴とする熱可塑性樹脂フィルム積層体。 - 前記情報提示物質が、平均粒径が1nm〜50μmの微粒子を含むことを特徴とする、請求項1〜9のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルム積層体。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂フィルム積層体を含む、カード用樹脂シート。
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