JPWO2017014258A1 - レーザー発色層を備える積層体 - Google Patents
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Abstract
Description
しかし、従来のカードに対してレーザ発色層よりも下側にオフセット印刷等による印刷層を設けると、レーザ発色層へのレーザ光の照射による発熱によって、その印刷層が損傷した。このため、従来のカードは、レーザ発色層の印刷情報の周囲に、損傷した印刷層が滲んだように観察されてしまい、品位が低下した。
・第2の発明は、第1の発明の積層体において、前記バリア層(30)の厚さt(mm)は、0.01≦t≦0.05であること、を特徴とする積層体である。
・第3の発明は、第1の発明の積層体において、前記バリア層(30)の厚さt(mm)は、0.01≦t≦0.02であること、を特徴とする積層体である。
・第4の発明は、第1から第3のいずれかの発明の積層体において、前記レーザ発色層(40)の上側に設けられ、透光性を有し、前記レーザ発色層を保護する保護層(50)を備えること、を特徴とする積層体である。
・第5の発明は、第1から第4のいずれかの発明の積層体において、前記バリア層(40)は、光回折層構造を備えること、を特徴とする積層体である。
・第6の発明は、第1から第5のいずれかの発明の積層体において、この積層体(1,201)は、カードであること、を特徴とする積層体である。
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態のカード1を示す図である。
図1(A)は、カード1を上面から見た図である。
図1(B)は、カード1の断面図(図1(A)のB−B部断面図)である。
実施形態、図面では、説明と理解を容易にするために、XYZ直交座標系を設けて説明する。この座標系は、図1(A)の状態を基準に、左右方向X(左側X1、右側X2)、縦方向Y(下側Y1、上側Y2)、厚さ方向Z(下側Z1、上側Z2)を表す。
図面では、適宜、厚さ方向Zの構成を誇張して図示する。
実施形態では、カード1(積層体)は、会社が発行する従業員の身分証(IDカード)である例を説明する。
カード1は、基材10上に下側Z1から上側Z2に向けて、オフセット印刷層20、バリア層30、レーザ発色層40、透明層50が順に積層されている。
基材10、バリア層30、レーザ発色層40、透明層50は、PC、PET、PET−G、PVC等の樹脂シート、又はこれらの樹脂のアロイのシート材により形成される。これらの層間は、熱プレスによる熱溶着等によって接合されている。
なお、実施形態では、基材10よりも上側Z2のみに層構成を設けた例を説明するが、必要に応じて、基材10よりも下側Z1にも層構成を設けてもよい。
オフセット印刷層20は、基材10上に、直接、オフセット印刷をすることによって積層される。なお、印刷手法は、オフセット印刷に限定されず、他の印刷手法(シルク印刷等)であってもよい。
オフセット印刷層20の印刷内容は、記号「△○□」の組み合わせが複数配列された印刷情報21、文字「ID CARD」の印刷情報22である。図1(A)には、印刷情報21を、便宜上、破線で示した。
なお、オフセット印刷層20の印刷内容は、これに限定されず、例えば、図形、模様等であってもよい。また、オフセット印刷層20は、黒色等の単色の印刷であっても、複数の色彩によるカラー印刷でもよい。
なお、バリア層30は、カード1の全面に積層された形態に限定されない。バリア層30は、例えば、レーザ発色層40の上のみ、又はレーザ発色により印刷情報が現れる部分のみに積層されていてもよい。
また、バリア層30は、1層から形成される形態では、製造が容易であるが、これに限定されない。バリア層30は、同じ材料又は異なる材料の層が2層以上積層された形態であってもよい。
レーザ発色層40は、透光性を有し、無色、透明である。レーザ発色層40は、発色剤を含有している。このため、レーザ発色層40のうちレーザ光が照射された範囲は、発熱し、また黒色に発色する。実施形態では、このように発色させることを「レーザ印刷、レーザ印字」等ともいう。
なお、図面には、レーザ発色層40は、便宜上、厚さ方向Zの一部のみが発色した状態を図示するが、通常は、厚さ方向Zの全体に渡って発色する。
また、レーザ発色層40の材料は、レーザ光を照射することにより発色するものであれば、発色剤を含有していなくてもよい。また、発色は、黒色以外でもよい。
レーザ発色層40の印刷内容は、従業者の写真画像41、文字情報である識別番号42である。カード上面から見たときに、写真画像41及び識別番号42と、オフセット印刷層20の印刷情報21とは重なっている。
なお、バリア層30、レーザ発色層40の色彩は、無色、透明である形態に限定されない。バリア層30、レーザ発色層40の色彩は、レーザ発色層40及びオフセット印刷層20の印刷情報が視認可能であればよい。
透明層50は、バリア層30と同様な透光性を有する層である。透明層50は、レーザ発色層40を保護する保護層である。レーザ発色層40が十分な強度を有する場合等には、透明層50は、設けなくてもよい。
カード上面は、以下のように観察できる。
オフセット印刷層20の印刷情報21,22は、レーザ発色層40及び透明層50を通過して観察される(矢印A20a参照)。
また、オフセット印刷層20の印刷情報21と、レーザ発色層40の写真画像41及び識別番号42とが重なる範囲では、オフセット印刷層20の印刷情報21は、レーザ発色層40の発色部分の隙間から、レーザ発色層40及び透明層50を通過して観察できる(矢印A20b参照)。
レーザ発色層40の印刷情報である写真画像41、識別番号42は、透明層50を通過して観察される(矢印A40参照)。
カード1の製造は、以下の工程に従う。
(オフセット印刷層形成工程)
基材10上に、オフセット印刷することにより、オフセット印刷層20を形成する。
(積層工程)
オフセット印刷した基材10上に、下側Z1から順に、バリア層30、レーザ印刷前の状態のレーザ発色層40、透明層50を積層し、積層した状態で熱プレス等によって各層間を接合する。
この場合、各層は、全体を一緒に接合するのではなく、予め、一部分を積層した積層シートを作製しておいてもよい。例えば、予め、バリア層30、レーザ発色層40、透明層50を接合した積層シートを作製しておき、この積層シート及び基材10を熱プレス等によって接合してもよい。このような積層シートは、市場から購入してもよい。
また、カード1は、多面付けで製造してもよい。つまり、カード製造は、複数のカード1が配列された積層体を作製後に、抜き加工等によって個片にしてもよい。
レーザ照射装置を用いてレーザ光を、カード上面に向けて照射する。レーザ光は、透明な層である透明層50を通過後、レーザ発色層40に到達して、レーザ発色層40を発色させる(矢印B40a参照)。
このレーザ印刷工程は、カード製造メーカが行ってもよいし、カード納入先の会社がレーザ照射装置を所有している場合にはその会社が行ってもよい。
上記工程を経て、カード1を製造できる。
レーザ発色層40の発熱は、バリア層30に伝わり、その後、オフセット印刷層20に伝わる(矢印B40b参照)。このため、バリア層30が断熱材のように機能して、レーザ発色層40の発熱は、オフセット印刷層20に直接伝わらない。そのため、バリア層30は、この発熱に起因するオフセット印刷情報の損傷を抑制できる作用、効果を奏する。
第1実施形態の試作品と、比較品とを作製し確認試験を行うことにより、上記作用、効果について詳細に検証した。
第1実施形態の試作品の構成、比較品の構成、レーザ照射装置は、以下の通りである。
なお、以下の構成は一例である。
透明層50:PC(ポリカーボネイト)樹脂、10μm
レーザ発色層40:PC樹脂又はPC樹脂のアロイ樹脂、50μm
バリア層30(透明層50と同様):PC樹脂、10μm
基材10:PC樹脂又はPC樹脂のアロイ樹脂、100μm
なお、オフセット印刷層20は、基材10上面の全面に渡って、薄い色彩のカラーの模様23を設けた。但し、模様23は、ベタ印刷ではない。このため、模様23が設けられていない範囲では、基材10の上面が視認可能である。
比較品は、試作品からバリア層30を取り除いた構成である。
透明層:PC樹脂、厚さ10μm
レーザ発色層:PC樹脂又はPC樹脂のアロイ樹脂、50μm
基材:PC樹脂又はPC樹脂のアロイ樹脂、100μm
オフセット印刷層20は、試作品と同様である。
・レーザ照射装置:日本電産コパル株式会社 レーザマーカCLM−20
確認試験1では、レーザ光の強度に起因するオフセット印刷層20の損傷の有無を確認した。
図2は、第1実施形態の試作品1A,1Bの確認試験1の結果を示す写真画像である。
レーザ光の強度は、レーザ光自体の強度、ドット間隔(つまりドット密度)を以下にように変化させた。
レーザ光自体の強度:レーザ照射装置の照射強度(Pow)を、25〜100%まで、5%ずつ変化させた。
ドット間隔(Step):30〜55μmまで、5μmずつ変化させた。
レーザ印刷の印刷情報43,143は、レーザ光の強度の条件を示す文字情報である。
・第1実施形態の試作品1A,1B
図2(A)、図2(B)に示すように、試作品1A,1Bは、全ての印刷情報43が鮮明(シャープ)に観察できた。また、試作品1A,1Bは、レーザ光の強度に応じて、グレーから黒色へと徐々に濃くなるように観察できた。
さらに、図2(C)に示すように、発熱が最も大きい印字「Pow100%Step30μm」であっても、オフセット印刷層20の損傷がなかった。このため、オフセット印刷層20の印刷情報43は、鮮明に観察できた。
これにより、試作品1A,1Bは、全てのレーザ光の強度において、オフセット印刷層20の損傷がないことを確認できた。
この比較品のレーザ印刷の印刷情報と、第1実施形態の試作品1A,1Bとのレーザ印刷の印刷情報とを肉眼で観察したところ、両者間において、品質の違いが確認できなかった。つまり、第1実施形態の試作品1A,1Bは、オフセット印刷層20を設けたことにともなう品質の低下がなかった。
また、第1実施形態の他の試作品(図示せず)では、マイクロタガントのような肉眼では判別困難な細かい文字、図形等をレーザ印刷した。このような、細かい文字等でも、拡大鏡を用いて観察すると、潰れることがなく、つまり鮮明であった。なお、試作品によって、文字サイズが0.135μmの印刷文字を判別できることを確認した。
図3は、第1実施形態の試作品1Cと、比較品101Cとの比較の示す写真画像である。
図3(A)は、第1実施形態の試作品1Cの写真画像であり、図3(B)は、比較品101Cの写真画像である。
確認試験2では、第1実施形態の試作品1C、比較品101Cに、印刷情報43,143として、それぞれ「31」という文字をレーザ印字した。文字サイズは、7ptである。両者の印刷条件は、同じである。
一方、図3(B)に示すように、比較品101Cは、オフセット印刷層の模様123(インク)の損傷(焦げ)が発生した。これは、レーザ発色層の発熱がオフセット印刷層に直接伝達したためである。
比較品101Cのオフセット印刷層の損傷は、レーザ発色層の印刷情報143の範囲及びその周囲に発生した。そのため、比較品101Cの文字は、滲んだように観察された。このため、比較品101Cのレーザ印字の品位は、第1実施形態の試作品1Cに比較すると、大きく劣っていた。
確認試験3では、人物の顔の白黒写真をレーザ印刷することにより、オフセット印刷層20の損傷を確認した。つまり、レーザ印刷した写真の精細さを確認した。
レーザ印刷の範囲、人物の像の大きさは、図1に示す程度である。レーザ光の強度は、レーザ光自体の強度を一定にし、ドット間隔(ドット密度)のみによって調整した。
確認試験3の写真画像は、省略するが、第1実施形態の試作品は、オフセット印刷層の損傷が発生しなかった。このため、中間色であるグレーの濃淡を、鮮明に表現できた。そのため、人物の肌の色の濃淡を、鮮明に再現できた。
また、髪の毛は、上記確認試験1,2と同様に滲みがなく、かつ、濃い黒色に印刷されることにより、細い黒色の線を表現できた。
また、比較品では、髪の毛が毛羽立たない程度にレーザ光の強度を低くしてレーザ照射してしまえば、レーザ印刷の画像全体の色彩が薄くなってしまうという問題があった。
また、第1実施形態の試作品は、レーザ光の強度を、比較品よりも強くしても、オフセット印刷層20が損傷しないことを確認できた。このため、第1実施形態の試作品は、印刷条件であるレーザ光の強度の幅を、比較品よりも大きく設定できる。第1実施形態の試作品は、例えば、レーザ照射装置の設定条件であるドット間隔の選択の幅を、広くすることができる。このため、第1実施形態の試作品は、印刷条件の設定が比較品よりも容易であるため、容易に製造できる。
上記確認試験の通り、バリア層30は、10μm(0.01mm)であっても、レーザ発色層40の発熱から、オフセット印刷層20を十分に保護できることが確認できた。ここで、一般的なカード(例えばクレジットカード等)の厚さは、0.8mm程度である。このため、バリア層30の厚さは、カード1の総厚さに比べて十分に薄くても、発熱からオフセット印刷層20を保護できる。
そのため、バリア層30を設けることにより、カードが極端に厚くなったりすることがなく、又は総厚さを維持するために他の層を極端に薄くする必要がない。これにより、カード1は、身分証に限らず、例えば、コイルアンテナを有するフィルム基板を備えるクレジットカード等にも、利用することができる。
このため、カード1は、バリア層30の厚さt(mm)が「0.01≦t≦0.05」であれば、オフセット印刷層20の損傷を抑制できることを確認できた。
また、カード1は、バリア層30の厚さt(mm)が「0.01≦t≦0.02」であれば、前述したように、カード1を極端に厚くすることなくオフセット印刷層20を設ける効果を期待できる。
なお、10μm未満のバリア層30を、基材10及びレーザ発色層40の間に積層できる場合には、バリア層30は、10μm未満でもよい。また、バリア層30は、レーザ発色層40の発熱にともなうオフセット印刷層20の損傷を抑制する効果を奏すれば、50μm以上でもよい。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
なお、以下の説明及び図面において、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾(下2桁)に同一の符号を適宜付して、重複する説明を適宜省略する。
図4は、第2実施形態のカード201を示す図である。
図4(A)は、カード201を上面から見た図である。
図4(B)は、カード201の断面図(図4(A)のB−B部断面図)である。
カード201は、第1実施形態のカードの透明層50の上に、下側Z1から上側Z2に向けて、リップマンホログラム層260、透明層270を積層したものである。
リップマンホログラム層260は、上下左右の立体感や奥行き感の表現に優れる。リップマンホログラム層260は、使用する材料や製造プロセスが特殊なことから、偽造することが極めて困難であり、例えばエンボス型のホログラムよりも、改ざん抑止効果、偽造抑制効果を向上できる。
リップマンホログラム層260の外形は、他の層よりも小さい。リップマンホログラム層260は、レーザ発色層40の写真画像41に重なる位置に配置されている。
透明層270は、リップマンホログラム層260を保護する層であり、また、透光性を有する。
このため、リップマンホログラム層260が設けられている範囲では、ホログラム画像261と、レーザ発色層40の写真画像41と、オフセット印刷層20の記号「△○□」の印刷情報21とが観察される。
このため、透明層50は、バリア層30と同様に断熱材のように機能することにより、リップマンホログラム層260の損傷を抑制できる。
なお、カード201は、実際に試作品を作製することにより、リップマンホログラム層260の損傷を抑制できる効果を奏することを確認した。
(1)実施形態において、カードは、オフセット印刷層が基材直上に印刷されている例を示したが、これに限定されない。オフセット印刷層は、基材及びバリア層の間に設けられていればよい。カードは、例えば、オフセット印刷層を備える透明なシートを、基材及びバリア層の間に積層してもよい。
10 基材
20 オフセット印刷層
21,22 印刷情報
30 バリア層
40 レーザ発色層
50 透明層
Claims (6)
- 基材と、
前記基材よりも上側に積層された印刷層と、
前記印刷層よりも上側に積層され、透光性を有するバリア層と、
前記バリア層よりも上側に積層され、透光性を有するレーザ発色層とを備え、
前記バリア層は、レーザ照射による前記レーザ発色層の発熱にともなう前記印刷層の損傷を抑制すること、
を特徴とする積層体。 - 請求項1に記載の積層体において、
前記バリア層の厚さt(mm)は、0.01≦t≦0.05であること、
を特徴とする積層体。 - 請求項1に記載の積層体において、
前記バリア層の厚さt(mm)は、0.01≦t≦0.02であること、
を特徴とする積層体。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の積層体において、
前記レーザ発色層の上側に設けられ、透光性を有し、前記レーザ発色層を保護する保護層を備えること、
を特徴とする積層体。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載の積層体において、
前記バリア層は、光回折層構造を備えること、
を特徴とする積層体。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載の積層体において、
この積層体は、カードであること、
を特徴とする積層体。
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