JPH0256228B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は情報記録カードに関するもので、特
に、カード基体上に、インク吸収層及び滑性層を
設けた情報記録カードに関するものであり、例え
ば感熱記録ヘツドの加熱圧接により、熱転写リボ
ンよりインクを転写して画像を記録する情報記録
カードに関するものである。

近年、記録、印字、マーキング等に関し、以下
に述べる要請が強く望まれる産業分野が非常に多
くなつてきている。即ち長時間苛酷な使用条件に
耐えなければならない。各種有価証券、カード証
明書、自動改札用定期券、ラベル等の情報記録カ
ードはその記録情報は耐摩耗性、耐候性、耐水
性、耐溶剤性、改ざん防止性、耐地汚れ防止性に
優れていなければならない。また情報記録方法と
してはコンピユータ等に記憶された情報で出力し
やすく、かつ機構および操作が簡単でなければな
らないなどの要請が望まれる産業分野である。

従来採用されてきた電子写真方法や静電記録方
法は一般に装置が複雑で、かつ大型になり価格も
高価となる欠点があり、また現像剤等の消耗剤が
必要でありそれに伴なう保守管理が繁雑であると
いう欠点もあつた。この点を考えれば、感熱転写
記録方法は機構が簡単で消耗材が少なく、ランニ
ングコストが安価であることなどの理由により、
好ましい記録方法として評価され、紙を記録媒体
とするフアクシミリばかりでなく本発明の対象と
している情報記録カードの如き記録画像の耐久性
が要求される情報記録にも積極的に適用され始め
ている。

かかる感熱転写方式に用いられる転写シートに
は転写されるインク層のバインダーより大別して
(1)ワツクスあるいは少量の樹脂を含んだ混合ワツ
クス系と(2)樹脂系の２種があり、その長所を生か
すべく使用範囲が適宜選ばれるとともにインクの
転写される情報記録カードの形態も異なつている
のが現状である。即ち前者の転写シートは、60〜
80℃に加熱せられた時急激な粘度低下によりイン
クの転写シート離れがよく、その為転写に要する
時間が短かくて良いという点を有する反面、転写
後の画像の接着力が乏しく情報記録カードも不活
性媒体を捕獲すべく適度な表面の粗さとインクの
浸透をもたせる為の多孔構造が必要とされる。本
願発明者らも先に先願昭55−075267号に開示する
情報記録カードを提供している。しかし１〜２ミ
リ秒程度の加熱時間によつて100センチポイズ程
度に溶融された2.5〜4μ厚みのインク量を転写す
る条件下では表面張力等の影響にもより、上層部
にある程度のインク皮膜が残らざるを得ないのが
現状である。更に固形分を多量に含んだ滑性層は
例えば自動読取機等の機器に適用された場合、強
烈な圧接媒体のもとで表面が欠落し転写画像濃度
が低下したり、欠落インクが再付着し情報記録カ
ードを汚染するという欠点を有しており、少量の
欠落が長期使用においては品質の低下を招く原因
となつており、早急な改良が望まれていた。これ
らの傾向は、例えば定期券のように毎日使用さ
れ、かつ自動改札機の使用が塵等の多いほぼ屋外
に近い環境で使用される場合、顕著なものとな
る。

後者の転写シートの場合、インクの融点が90〜
120℃程度であるが樹脂の為急激な粘度低下はな
く、転写シート離れが悪く、転写スピードの低下
を招いている反面、転写画像の耐久性に優れてい
る長所を有している。この特徴は転写後、赤外線
ヒーター、フラツシユランプ等により加熱するこ
とにより転写画像と情報記録体が一体化するに及
んで効果が最大となる。しかしこの方式において
は、加熱転写シートインクの熱可塑性が急激でな
く、また200〜600センチポイズ程度と粘稠である
ため、情報記録カード表面は平滑でありかつ転写
シート側に記録カード表面が剥離することのない
皮膜強度の強いことが求められている。

以上の様に現状は、転写スピードは早いが、転
写後の長期使用安定性に欠けるワツクス系と転写
スピードがおそく、加熱処理をほどこさねばなら
ぬが、長期使用安定性に優れる樹脂系とがあり、
それぞれ状況に応じ適宜使いわけており、それに
伴ない情報記録カードも任意に選択する必要があ
り使用者より取扱い性において極めて繁雑である
との理由により、共用性のカードの出現が強く求
められていた。

本願発明はかかる状況のもとにいかなる転写シ
ートを用いても十分に適用可能な情報記録カード
を提供せしめんが為に成されたもので、転写性、
定着性、長期使用安定性、改ざん防止性に優れた
ものである。以下詳細に説明する。

まず共用カードの前提となる転写性に関し鋭意
検討を行なつた結果その表面粗さが極めて重要な
要因であることを見い出すにいたつた。即ちカー
ド表面に極端な凹凸があつた場、転写シートとの
接触不良をもたらし転写画像の再現性、とりわけ
細線の再現が低下することが判明した。情報記録
カードの特徴として発行番号等は細文字で再現さ
れることが多く反面、カードの不正運用をチエツ
クする機能を有している為極めて重要である。ま
た不用な凸形状は長期使用に際し無用な他物体と
の摩擦を生む結果となる。これは表面粗さが
JISBO601に規定される最大高さ＝3μ〜7μ（基準
長さの標準値を0.8mmとする）に規定するに及ん
で極めて鮮鋭な画像と成すことが出来た。次いで
前述した通り粘調な2.5μ〜4μのインク層を短時間
で全て浸透させるには無理があり、表面にプール
する凹構造であることも重要な因子である。即
ち、磁気記録層を設けたカードにて自動発行機に
適用された場合、短時間発行という立前より転写
後エンコードする際に搬送、圧接ローラー等と接
触することなどがあり十分に冷却しない際は尾引
き等の問題を生ずるからである。また凸部形状は
長期使用に際し圧接媒体とインクの接触を防止す
る防御壁となり、皮膜強度の強化とあいまつて安
定した画像品質を提供す要因となる。これは表面
粗さがJISBO601に規定される中心線平均粗さ＝
0.8μ〜1.5μ（カツトオフ値の標循値を0.8mmとする）
に規定するに及んで十分な特性を有しうることが
判明した。更に数値的に限定することが出来ない
が凹凸形状の中に更にミクロな凹凸を呈すること
が投錨効果により転写性の向上の要因となること
が判明、とりわけカード表面の平滑化が望まれる
樹脂系転写シートにおいてより効果が発揮される
ことを見い出すにいたつた。このミクロな凹凸構
造は滑性層にニトロセルロース微粒子を分散する
ことにより容易に形成することが出来つ、皮膜強
度の向上等の特性向上にもつながり共用カード化
を成し得たばかりでなく、安価にしかも安定して
製造しうるに及んで本願発明を成就するにいたつ
たものである。

すなわち本発明は、第１図に示すように、プラ
スチツク、金属又は強じんな紙等のカード基体２
上に、10〜30μの厚みで、情報記録用インクを吸
収、保持するインク吸収層３を設け、該インク吸
収層上に、5μ以下の厚みで、前記インクを通過
させることができ、かつ地汚れを防止する滑性層
４を設けた構成より成り、該滑性層は、粒径5μ
以下のニトロセルロース微粒子と、白色若しくは
略白色の固体潤滑剤粒子及び該粒子群を均一に分
散せしめる飽和ポリエステル樹脂より成り、しか
も、該滑性層の表面粗さが、JISBO601に規定さ
れる最大高さ＝3μ〜7μ（基準長さの標準値を0.8mm
とする）であり、かつ中心線平均粗さ＝0.8〜
1.5μ（カツトオフ値の標準値を0.8mmとする）であ
ることを特徴とする情報記録カードである。この
インク吸収層及び滑性層の形成法としては、塗液
を塗布する方法が最も実用的であるので以下にそ
の塗膜について詳しく述べる。

まずインク吸収層の塗膜形成法について以下に
述べる。塗液の基本構成は粒子、この粒子を均一
に分散結着する樹脂およびこの樹脂を溶解する有
機溶剤とからなる。粒子の具体例としては通常用
いられる無機または有機柏色顔料はすべて適用で
きる。

なお、着色した記録層を要求する場合は着色顔
料でもよい。一例を挙げれば、酸化チタン、炭酸
カルシウ、酸化亜鉛、酸化ケイ素、硫酸バリウ
ム、炭酸鉛、アルミナ、クレー等が使用できる。

一方、樹脂については、一般に塗料、インクに
用いられるバインダー用樹脂、例えばポリエステ
ル系、フエニル系、アルキツド系、アクリル系、
エポキシ系、ポリウレタン系、変性セルロース系
樹脂およびそれらの混合系等が使用できる。塗液
とするための混練分散は周知の方法で行なう。こ
の塗液をプラスチツクまたは金属等の耐久性のあ
るカード基本に塗布し、乾燥してインク吸収層を
形成する。なお塗布については周知の塗布法を適
用すれば良い。この塗膜がインク吸収層としての
特性を得るために鋭意検討の結果、以下の要件が
明らかになつた。まず、顔料／樹脂の組成比は記
録特性（塗膜の多孔性に関連）、塗膜強度、カー
ド基体との接着性、耐摩耗性に対して顕著な効果
を示すが、すべての条件を満足するためには顔
料／樹脂の組成比は重量比で１／３〜４／１の範
囲でなければならない。なお、顔料の材料種、顔
料の粒径、形状によつては上述の全範囲が適用で
きない場合があるが、いずれの材料構成でも共通
している範囲は１／３〜４／１である。次に顔料
の粒径および粒度分布については多孔性、表面粗
さを考慮して、粒径0.5〜5μの範囲で粒度分布は
できるだけせまいことがインク吸収層として良好
な特性をもたらす。また塗膜の厚さは10〜30μ程
度が適当である。

なお、塗膜の強度および耐溶剤性を向上させる
ために、バインダー樹脂を架橋型にすれば、なお
好ましい。例えば樹脂としてはポリオール基を有
するポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂を
含む樹脂を選び架橋剤としてイソシアネート基含
有化合物もしくは樹脂を加えたバインダー樹旨組
成とするなど周知の技術が適宜応用できる。

なお、カード基体が設けるべき記録層との接着
力が弱い場合に、記録層塗工前にあらかじめ接着
力向上のための下塗り層を設けることは当然の手
法である。

次に滑性層について以下述べる。基本組成は白
色または略白色の固体潤滑剤粒子とニトロセルロ
ース微粒子とこの粒子群を均一に分散、結着せる
飽和ポリエステル樹脂より成る。

一般的塗料等に用いられる２塩基酸または２価
アルコール成分に２種またはそれ以上の成分をラ
ンダム共縮合させた飽和ポリエステル樹脂はポリ
エステルフイルムはじめ一般プラスチツク、金属
等に対して優れた接着性を有する反面、対磁気ヘ
ツド耐用性等に対して弱い、一方ニトロセルロー
ス樹脂は対磁気ヘツドの耐用性が良く、摩耗粉の
磁気ヘツド付着を起こし難い等々の理由で、上記
２系統の各々の良い性質のみを求めて飽和ポリエ
ステル樹脂とニトロセルロース樹脂をブレンドす
ると転写インク中に存在する昇華性染料等に対す
る染着性が極端に悪くなり侵透性が著しく悪化す
る。

そこで本発明では、飽和ポリエステル樹脂中に
ニトロセルロースを微粒子として分散せる構造に
より、飽和ポリエステル樹脂相を残し、従つて昇
華性染料等の浸透をうながしながら対磁気ヘツド
耐用性を向上せしめた。固体潤滑剤粒子の具体例
としては窒化ホウ素、硫黄、雲母、タルク、ステ
アリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウ
ム、硫酸チタン、硫酸モリブデン、ポリエチレ
ン、ポリアセタール、ポリ四フツ化エチレン等の
白色もしくは略白色の微粉末が好適である。

この滑性層が情報記録用インクを通過すること
が出来、かつ地汚れを生ずることなく耐摩性に優
れたものと成す為に検討を加えた結果以下要件が
明らかになつた。

まず固体潤滑剤、ニトロセルロース微粒子の粒
径は5μ以下と成すべきである。これより大きい
と表面粗さが大となり地汚れ防止効果が減少する
ばかりでなく微細な凹凸状を形成し得ず転写性に
問題が生ずる。望ましくは２〜3μが最適である。

次に固体潤滑剤粒子／ニトロセルロース微粒子
と飽和ポリエステル樹脂の総重量及びニトロセル
ロース微粒子／飽和ポリエステル樹脂の組成比は
インク通過性、表面性、塗膜強度インク吸収層と
の接着性、耐摩性に対して大きく影響を及ぼし、
傾向的にニトロセルロース微粒子の添加は、イン
ク通過性に影響を与えることなく固体潤滑剤粒子
の添加量を大巾に少なくすることが出来、塗膜強
度耐摩性等に好結果をもたらすが、すべての条件
を満足する為には各々重量比にして0.3／１〜
2.0／１及び0.5／１〜1.5／１の範囲が好ましい。

次に塗膜の厚みについて述べれば膜厚は以下の
理由により5μ以下とするのが良く望ましくは２
〜4μが最適である。即ちニトロセルロース微粒
子の添加は表面に微細な凹凸形状を呈するに極め
て有効であり、表面平滑なポリエチレンテレフタ
レートフイルムに4μ膜厚で塗工した時の表面形
状を第３図に示す。同じくこれを第６図に示した
表面形状のインク吸収層上に4μ膜厚で塗工する
と第４図に示す表面形状を有するにいたり転写性
に支配的因子となる表面形状は実はインク吸収層
の形状が極めて重要なものであることが判明し、
これを生かしつつインク通過性も考慮した場合、
上記の値が設定された。尚第６図に示すインク吸
収層上に8μ膜厚で塗工した場合の表面形状は第
５図の如くになり転写性において細文字の再現が
不良であつた。尚本願発明を説明するにあたり引
用した感熱転写方式により情報記録カードに画像
を形成する場合の概念図を第２図に示す。

すなわち情報記録カード１はカード基体２にイ
ンク吸収層３、さらにその上に滑性層４が設けら
れている。

熱転写リボン５は、リボン基体６の上にインク
層７が設けられている。感熱記録ヘツド８と圧接
ローラ９との間に前記カード１と熱転写リボン５
をインク層側のカード面に接するようにはさみ、
加熱圧接すると、加熱された部分のインクがカー
ドに転写されると同時に滑性層４を通過し、イン
ク吸収層３中に吸収保持される。インクの通過し
た部分１０およびインクの吸収保持された部分１
１が画像部となる。

この様にして得られた情報記録カードは、いか
なる転写シートを用いても優れた転写性を有する
という他、インクがカード内部に吸収保持される
という特性を有している為に、転写画像の耐摩
性、耐溶剤性、耐改ざん性に優れているという特
徴がある。

また本発明の滑性層は、カードの長時間の過酷
な使用、例えば磁気定期券のように自動改札機を
何回も通過させるような使い方に対しても、カー
ドの地汚れ、機械的な摩耗に対してきわめて優れ
た効果を発揮する。

また感熱転写方式のみならず例えばカードの表
面平滑性が要求される放電破壊転写方式の如くの
方式に採用しても、その微細な表面構造がもたら
す投錨効果により優れた転写性を示す他、インク
の自動浸透性に富む多孔構造である為感熱転写用
インクより粘度の低いインクを用いるドツトイン
パクト方式にて印字する優れた転写性、定着性を
有する。

この情報記録カードに使用用途に応じて所望の
絵柄、文字、地絞をあらかじめプレ印刷しておく
ことは当然できる。また、入力情報にて目視画像
のほかに磁気記録を併用する用途に対しては基体
の一部または磁気記録層を設けた情報記録カード
とすることもできる。

次に実施例にて説明する。

実施例 片面に磁気記録層をあらかじめ設けた白色ポリ
エステルフイルム（厚さ200μ）上に粉末シリカ
（水沢化学(株)製／平均粒径2μ）２部（重量比以下
同）ポリウレタン樹脂（日本ポリウレタン(株)製、
ポリエステルポリオール／イソシアネート系）４
部、メチルエチルケトン８部、トルエン２部から
なる混合液をハネ型撹拌式分散器にて約20分撹拌
して、均一分散した塗液をロールコーター機にて
塗布し、乾燥してインク吸収層を形成した。膜厚
は20μであつた。

次いで飽和ポリエステル樹脂（東洋紡績(株)製）
８部トルエン74部イソプロピルアルコール18部よ
り成る塗液をハネ型撹拌分散器を1500rpmにて回
転撹拌しながら該塗液100部に対し、ニトロセル
ロース樹脂（旭化成工業(株)製、メチルイソブチル
ケトン及びトルエン30％を含む）10部、メチルエ
チルケトン15部より成る塗液25部を少量ずつ滴下
しながらニトロセルロース樹脂がポリエステル樹
脂及び溶媒中に微粒子化した分散体を得、この分
散塗液をカネフイールR2310（カートリツジフイ
ルター、5μ、鐘紡合成化学(株)製）に圧送してニ
トロセルロース微粒子の分散したポリエステル樹
脂ラツカーを得た。更にこのラツカー液125部に
対して粉末タルク（日本タルク(株)製、平均粒径
3μ）を15部加え更にハネ型撹拌分散器にて10分
間撹拌して均一分散した塗液を作製し、インク吸
収層上にロールコーター機にて塗布し、乾燥して
膜厚3μの滑性層を形成した。更に塩酢ビーウレ
タン系グラビアインキ（東洋インキ製造(株)製）に
て地紋をグラブア印刷法で設けた。尚表面粗さ
は、最大高さが5μ（基準長さ0.8mm）、中心線平均
粗さが1.2μ（カツトオフ値0.8mm）であつた。これ
をを所定の寸法に断載してカードとした。

このカードとワツクス系及び樹脂系転写シート
を用いて感熱記録ヘツドにて転写記録したところ
細線の転写性も含め極めて鮮明な浸透画像を形成
することが出来た。尚樹脂系インクは転写後フラ
ツシユランプにて定着したが該転写画像は極めて
強度に富むものであつて消しゴム等にて消去せん
としても何らの濃度低下もなく地紋は10数回で容
易に消えてしまい改ざん防止に優れていることが
判明、また転写後熱定着等何ら施さないワツクス
系インクにおいてもこのカード表面を指で強くこ
すつてもインクが消えたり流れたりすることはな
く消しゴム消去により若干濃度低下がみられたが
消えることはなく、地紋は容易に消え改ざん防止
に優れていることが判明した。

また、このカードを磁気情報読取ヘツド、およ
びその搬送系に2000回通過したが、カードが破損
したり、汚れたりすることは全くなく、記録画像
及び地紋が消えるなどの劣化もなかつた。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので第１図は
本発明の情報記録カードの層構成を示す説明図、
第２図は、記録方式を説明する説明図を示し、ま
た第３図〜第６図は滑性層用塗液を塗布した後の
表面形状を示すもので、第３図はカード基体であ
るポリエチレンテレフタレート上に4μ厚で塗布
した後の形状を、第４図及び第５図はインク吸収
層上に、それぞれ4μ、8μ厚で塗布した後の形状
を、及び第６図はインク吸収層の表面形状を示
す。 １……情報記録カード、２……カード基体、３
……インク吸収層、４……滑性層、５……熱転写
リボン、６……リボン基体、７……インク層、８
……感熱記録ヘツド、９……圧接ローラ、１０…
…インクの通過した部分、１１……インクの吸収
保持された部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ カード基体上に、10〜30μの厚みで、情報記
   録用インクを吸収、保持するインク吸収層を設
   け、該インク吸収層上に、5μ以下の厚みで、前
   記インクを通過させることができ、かつ地汚れを
   防止する滑性層を設けた構成より成り、該滑性層
   は、粒径5μ以下のニトロセルロース微粒子と、
   白色若しくは略白色の固体潤滑剤粒子及び該粒子
   群を均一に分散せしめる飽和ポリエステル樹脂よ
   り成り、しかも該滑性層の表面粗さが、
   JISBO601に規定される最大高さ＝3μ〜7μ（基準
   長さの標準値を0.8mmとする）であり、かつ中心
   線平均粗さ＝0.8〜1.5μ（カツトオフ値の標準値を
   0.8mmとする）であることを特徴とする情報記録
   カード。 ２ 固定潤滑剤粒子のニトロセルロース微粒子と
   飽和ポリエステル樹脂に対する重量比と、ニトロ
   セルロース微粒子の飽和ポリエステル樹脂に対す
   る重量比を、それぞれ0.3：１〜2.0：１及び0.5：
   １〜1.5：１とした滑性層である特許請求の範囲
   第１項記載の情報記録カード。