JPWO2019059305A1 - 樹脂製カード媒体及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 電子部品を搭載した基板を有する樹脂製カードにおいて、電子部品等の厚みを吸収するための穴等を有する層を設けることなく、高度な平坦性、平滑性を有するカード媒体及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明によれば、プラスチック製の第1の仕上げシートの上に1又は2以上の電子部品が片面に装着された基板を前記電子部品が装着されている側を上向きにして積層し、前記基板の上にプラスチック繊維と植物繊維とからなる混抄紙を積層することによりプレス前のカード媒体積層体を準備し、そして前記カード媒体積層体を前記プラスチック繊維の軟化点以上且つ融点未満の温度において熱プレスすることにより、ISO/IEC7810:2003の規格に準拠したカードの反り量が1.5mm以下であり、前記ISOの規格とは別に局部的凹部の深さが0.2mm未満である樹脂製カード媒体が提供される。【選択図】 図1

Description

本発明は、ICチップ等の電子部品を備えた平坦且つ平滑な樹脂製カード媒体及びその製造方法に関し、特に電子部品が搭載されている側の基板表面に混抄紙を積層して熱プレスすることにより、ISO/IEC7810:2003の規格に準拠したカードの反り量が1.5mm以下であり、前記ISOとの規格とは別に、カードの局部的凹部の深さが0.2mm未満を達成した樹脂製カード媒体及びその製造方法に関する。
近年の高機能化、多機能化、セキュリティ性の向上などの要請を要請により、カードには、大容量の可変情報記録媒体としてIC(Integrated Circuit)チップ、外部から電力と信号を得るためのアンテナ回路、情報の表示するための表示部、指紋等を検出するためのセンサー部などの電子部品を搭載した基板が組み込むケースが多くなっている。
カードの中に電子部品が搭載された基板を組み込む方法としては、基板の表裏面を合成樹脂でコーティングしたり、または基板の表裏面に合成樹脂シートや繊維シートを積層して熱プレスを掛ける方法などが知られている。また、別の製造方法として、表裏の合成樹脂シート等を接着剤で貼り合わせる方法も知られている。
ところで、一般的なカードの厚みは1mm程度であるのに対して、ICチップ等の電子部品の厚みは0.15mm〜0.60mm程度あり、さらに基板の厚みも0.1mm程度ある。このため、これらを内装したICカードの表面にはICチップ等の電子部品の厚みによる突出部ができるため、平坦性、平滑性が悪化し、また電子部品による突出部に外力が加わると、電子部品が容易に破壊されてしまう問題がある。また、該ICカードの見栄えや印刷性が損なわれ、外観的商品価値が低下してしまうという問題もあった。
そこで、このような問題を解消しつつ、ICチップ等の電子部品が搭載された基板をカードの中に内装する方法としては、例えば特開2005−242978号公報(特許文献1)に記載されているように、電子部品が搭載された基板表面を覆う紙層(スペーサー層)に予め凹部又は穴を設けることにより電子部品の厚みを吸収させる方法が知られている。しかしながら、特許文献1に記載の内装方法は、基板上の電子部品の形状や配置に応じて紙層の凹部や穴の形状及び配置を変更しなければならず、極めて手間の掛かる工程が必要となり、コスト高にもなるという問題があった。
また、スペーサー層等に凹部又は穴を設けることなく、電子部品の厚みを吸収させる方法としては、例えば特開2004−264665号公報(特許文献2)に記載されているように、電子部品が搭載された基板表面を、所定の厚みを有する接着剤層(ホットメルト層)で覆うことにより電子部品の厚みを吸収させる方法が知られている。しかしながら、特許文献2に記載の内装方法は、基板表面の電子部品上の接着剤層(ホットメルト層)を一度溶融するため、樹脂硬化時の凝固速度ムラにより、ひけが生じて十分な平坦度が得られなかったり、反りが生じ易くなるという問題があった。また、熱の影響により電子部品を損傷する危険性もあるため、ある程度耐熱性のある電子部品しか使用できないという問題もあった。
さらに、スペーサー層等に凹部又は穴を設けることなく、電子部品の厚みを吸収させる他の方法としては、例えば特開平5−229293号公報(特許文献3)や特開平9−275184号公報(特許文献4)に記載されているように、電子部品が搭載された基板表面に、溶融樹脂を含浸させた繊維または紙、織物などの繊維シートで覆うことにより電子部品の厚みを吸収させる方法が知られている。
特許文献3,4に記載の方法は、繊維または繊維シートによって電子部品の厚みを吸収するので、接着剤層(ホットメルト層)のみを使用した場合に比べて、樹脂硬化時の凝固速度ムラによる局部的なひけの発生が阻害されてカードの平坦性が向上し、また曲げ強度等の機械的強度も向上する。しかしながら、特許文献3,4に記載の方法は、繊維または繊維シートへ含浸させた樹脂が溶融状態にあるため、樹脂硬化時の凝固速度ムラにより繊維または繊維シートの収縮ムラを引き起こしたり助長する結果、カードの反りが大きくなるという問題があった。特に電子部品や電子部品を搭載した基板がカードの表側または裏側のいずれか一方へ偏倚している場合は、カードの反りがより大きくなる傾向にあるという問題があった。
特開2005−242978号公報 特開2004−264665号公報 特開平5−229293号公報 特開平9−275184号公報
そこで、本発明は、内部にICチップ等の電子部品を搭載した基板を有する樹脂製カード媒体において、電子部品及び基板の厚みを吸収するために凹部又は穴を有するスペーサー層等を設けることなく、通常の熱プレス成形により、極めて高い平坦性(例えば反り量が抑制されていること)、高い平滑性(例えば局部的凹部の深さが抑制されていること)を有し、そしてカードの見栄えや印刷性に優れており、外観的商品価値の高い樹脂製カード媒体およびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明者等は、ICチップ等の電子部品が搭載された基板を有する樹脂製カード媒体が、樹脂硬化時の凝固速度ムラによりひけや反りを生じるメカニズムについて鋭意検討と重ねた結果、溶融樹脂の代わりにプラスチック繊維を用いて、該プラスチック繊維の軟化点以上且つ融点未満の温度において熱プレスすることが樹脂硬化時の凝固速度ムラを抑制するのに極めて有効であることが見出し、さらに該プラスチック繊維に植物繊維を配合した混抄紙を用いることが、樹脂の凝固速度ムラ等により生じるカード内の残留応力の解放を適度に抑制する結果、カードの反りを効果的に防止できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明によれば、プラスチック製の第1の仕上げシートの上に、1又は2以上の電子部品が片面に装着された基板を、前記電子部品が装着されている側を上向きにして積層し、前記基板の上に、PET樹脂など共重合ポリエステル樹脂からなるプラスチック繊維と植物繊維とからなる混抄紙を積層することにより、プレス前の樹脂製カード媒体積層体を準備し、そして前記樹脂製カード媒体積層体を、前記プラスチック繊維の軟化点以上且つ融点未満の温度において熱プレスすることにより、ISO/IEC7810:2003の規格に準拠したカードの反り量が1.5mm以下であり、前記ISOの規格とは別に、カードの局部的凹部の深さが0.2mm未満である樹脂製カード媒体が提供される。
本発明の樹脂製カード媒体では、ICチップ等の電子部品が搭載されている側の基板の上にはPET樹脂など共重合ポリエステル樹脂からなるプラスチック繊維と植物繊維とからなる混抄紙が積層され、そして電子部品が搭載された基板と混抄紙を含むカード媒体積層体は、混抄紙中のプラスチック繊維の軟化点以上且つ融点未満の温度において熱プレスすることにより圧縮成形される。
熱プレス時、熱プレスの温度は、混抄紙中のPET樹脂など共重合ポリエステル樹脂からなるプラスチック繊維の軟化点以上且つ融点未満の温度に管理されるため、混抄紙中のプラスチック繊維が溶融することもなければ、溶融したプラスチックの凝固速度ムラにより、カード媒体にひけや反りを生じさせることもない。別言すれば、軟化したプラスチック繊維の硬化速度ムラにより生じるカード媒体にひけや反りは、溶融したプラスチックの凝固速度ムラにより生じるカード媒体にひけや反りよりもはるかに小さいことが判った。
また、熱プレス成形後の樹脂製カード媒体に反りを生じさせる主な要因としては、樹脂硬化時の凝固速度ムラによりカード媒体の中に内部応力が生じ、成形後はその内部応力が解放される結果、樹脂製カード媒体に反りを生じさせるものと考えられる。
本発明の樹脂製カード媒体では、混抄紙の中に熱の影響を受けても形状や性質等が殆ど変化することがない植物繊維が含まれているため、軟化した樹脂の流動を阻止すると共に、軟化したPET樹脂など共重合ポリエステル樹脂からなるプラスチック繊維の硬化速度ムラ等によりカード内に残留応力が生じても、植物繊維が補強材料となってカードの変形を拘束する結果、残留応力の解放を防ぎ、カードの反りや変形が防止される。
また、熱プレス時、PET樹脂など共重合ポリエステル樹脂からなるプラスチック繊維と植物繊維とからなる混抄紙はクッション材としても機能するため、成形後のカード媒体の平坦性を保つように電子部品の厚みを吸収する。このように、混抄紙に電子部品の厚みを確実に吸収させるためには、基板の厚みと電子部品の厚みの合計厚みが、熱プレス成形後のカード媒体の厚みに対して80%以下、より好ましくは70%以下となるように調整されていることが好ましい。この結果、本発明の樹脂製カード媒体は、ISO/IEC7810:2003の規格に準拠したカードの反り量が1.5mm以下であり、前記ISOの規格とは別に、カードの局部的凹部の深さが0.2mm未満であるという極めて優れた平坦性および平滑性を得ることができる。
換言すれば、本発明の樹脂製カード媒体は、1又は2以上の電子部品が片面に装着された基板と、前記電子部品が装着されている側の基板表面に積層された植物繊維を含んでいる植物繊維含有樹脂層と、前記電子部品が装着されている側とは反対側の基板表面に積層された第1の仕上げ層とを含んでいるカード媒体であって、そして前記基板の厚みと前記電子部品の厚みの合計厚みは、前記カード媒体の厚みに対して好ましくは80%以下、より好ましくは70%以下であるという特徴を有している。
また、本発明の樹脂製カード媒体は、その汎用性を考慮して、形状、寸法がISO/IEC7810:2003の規格に準拠していることが好ましく、上述したように前記ISOの規格に準拠したカードの反り量が1.5mm以下であり、前記ISOの規格とは別に、カードの局部的凹部の深さが0.2mm未満であるという極めて優れた平坦性および平滑性を有することができる。
樹脂製カード媒体において、温度ムラに起因した溶融したプラスチックの凝固速度ムラや軟化したプラスチック繊維の硬化速度ムラは、電子部品を搭載した基板の配置がカード媒体の厚み方向の中間位置から表側または裏側へ変位することによっても助長されものと考えられる。ところが、本発明の樹脂製カード媒体は、混抄紙の中に熱の影響を受けても形状や性質等が殆ど変化することがない植物繊維が含まれているため、表側または裏側へ変位した基板の配置により温度ムラ、プラスチック繊維の硬化速度ムラが生じても、植物繊維が補強材料となってカードの変形を拘束する結果、残留応力の解放を防ぎ、カードの反りや変形が防止される。
このため、本発明の樹脂製カード媒体は、縦断面視において、電子部品が搭載された基板が、カード媒体の厚み方向の中間位置に配置されている場合であっても、或いは中間位置から表側または裏側へ変位して配置されている場合であっても、ISO/IEC7810:2003の規格に準拠したカードの反り量が1.5mm以下であり、前記ISOの規格とは別に、カードの局部的凹部の深さが0.2mm未満であるという極めて優れた平坦性および平滑性を有することができる。
本発明の樹脂製カード媒体では、表示部や指紋検出部などの外部とアクセスが必要な電子部品を取り付ける場合、基板を覆う植物繊維含有樹脂層(熱プレス成形前はプラスチック繊維と植物繊維とからなる混抄紙)の一部に開口部を設けることにより、基板に装着された表示部および/または指紋検出部を外部に露出させることができる。
本発明の樹脂製カード媒体では、カード表面の印字性、光沢性、耐疵性などを向上させる目的で、電子部品の厚みを吸収させた植物繊維含有樹脂層の上には、さらに第2の仕上げ層を積層してもよい。また、前記第2の仕上げ層および/または電子部品が搭載された基板の裏面に積層される第1の仕上げ層は、電子部品に損傷を与えない軟化温度、カード材料としての耐久性、取り扱いの容易性などを考慮して、植物繊維を含まない植物繊維非含有樹脂層であることが好ましく、さらに前記植物繊維非含有樹脂層には、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンテレフタレート共重合体(PETG)、ポリカーボネート(PC)、アクリルニトリルブタジエンスチレン(ABS)などの樹脂材料を使用することができる。
上述のように、平坦性および平滑性に極めて優れた本発明の樹脂製カード媒体を得るための製造方法は、プラスチック製の第1の仕上げシートを準備するステップと、前記第1の仕上げシートの上に、1又は2以上の電子部品が片面に装着された基板を、前記電子部品が装着されている側を上向きにして積層するステップと、前記基板の上に、PET樹脂など共重合ポリエステル樹脂からなるプラスチック繊維と植物繊維とからなる混抄紙を積層するステップとを含むことにより、プレス前の樹脂製カード媒体積層体を準備し、そして前記樹脂製カード媒体積層体を、前記プラスチック繊維の軟化点以上且つ融点未満の温度において熱プレスするという特徴を有している。
また、本発明の樹脂製カード媒体を上述の製造方法とは逆の順番にて積層し、成形する場合、その製造方法は、PET樹脂など共重合ポリエステル樹脂からなるプラスチック繊維と植物繊維とからなる混抄紙を積層するステップと、前記混抄紙の上に、1又は2以上の電子部品が片面に装着された基板を、前記電子部品が装着されている側を下向きにして積層するステップと、前記基板の上に、プラスチック製の第1の仕上げシートを積層するステップとを含むことにより、プレス前の樹脂製カード媒体積層体を準備し、そして前記樹脂製カード媒体積層体を、前記プラスチック繊維の軟化点以上且つ融点未満の温度において熱プレスするという特徴を有している。
本発明のカード媒体の製造方法では、ICチップ等の電子部品が搭載されている側の基板の上にはプラスチック繊維と植物繊維とからなる混抄紙が積層され、そして電子部品が搭載された基板と混抄紙を含むカード媒体積層体は、混抄紙中のプラスチック繊維の軟化点以上且つ融点未満の温度において熱プレスすることにより圧縮成形される。
熱プレス時、熱プレスの温度は、混抄紙中のPET樹脂など共重合ポリエステル樹脂からなるプラスチック繊維の軟化点以上且つ融点未満の温度に管理されるため、混抄紙中のプラスチック繊維が溶融することもなければ、溶融したプラスチックの凝固速度ムラにより、カード媒体にひけや反りを生じさせることもない。別言すれば、軟化したプラスチック繊維の硬化速度ムラにより生じるカード媒体にひけや反りは、溶融したプラスチックの凝固速度ムラにより生じるカード媒体にひけや反りよりもはるかに小さいことが判った。
また、本発明のカード媒体の製造方法では、混抄紙の中に熱の影響を受けても形状や性質等が殆ど変化することがない植物繊維が含まれているため、軟化した樹脂の流動を阻止すると共に、軟化したPET樹脂など共重合ポリエステル樹脂からなるプラスチック繊維の硬化速度ムラ等によりカード内に残留応力が生じても、植物繊維が補強材料となってカードの変形を拘束する結果、残留応力の解放を防ぎ、カードの反りや変形が防止される。
さらに本発明のカード媒体の製造方法では、熱プレス時、PET樹脂など共重合ポリエステル樹脂からなるプラスチック繊維と植物繊維とからなる混抄紙はクッション材としても機能するため、成形後のカード媒体の平坦性を保つように電子部品の厚みを吸収する。このように、混抄紙に電子部品の厚みを確実に吸収させるためには、基板の厚みと電子部品の厚みの合計厚みが、熱プレス成形後のカード媒体の厚みに対して80%以下、より好ましくは70%以下となるように調整されていることが好ましい。この結果、本発明の製造方法により得られた樹脂製カード媒体は、形状、寸法がISO/IEC7810:2003の規格に準拠していることが好ましく、さらに、前記ISOの規格に準拠したカードの反り量が1.5mm以下であり、前記ISOの規格とは別に、カードの局部的凹部の深さが0.2mm未満であるという極めて優れた平坦性および平滑性を有している。
本発明のカード媒体の製造方法では、表示部や指紋検出部などの外部とアクセスが必要な電子部品を取り付ける場合、基板を覆うプラスチック繊維と植物繊維とからなる混抄紙(熱プレス成形後は植物繊維含有樹脂層)の一部に開口部を設けることにより、基板に装着された表示部および/または指紋検出部を樹脂製カード媒体の外部に露出させることができる。
本発明のカード媒体の製造方法では、カード表面の印字性、光沢性、耐疵性などを向上させる目的で、電子部品の厚みを吸収させた混抄紙の表面に、さらに第2の仕上げシートを積層するステップを含んでいてもよい。また、前記第2の仕上げシートおよび/または電子部品が搭載された基板の裏面に積層される第1の仕上げシートは、電子部品に損傷を与えない軟化温度、カード材料としての耐久性、取り扱いの容易性などを考慮して、植物繊維を含まないプラスチック製シートであることが好ましく、さらにプラスチック製シートとしては、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンテレフタレート共重合体(PETG)、ポリカーボネート(PC)、アクリルニトリルブタジエンスチレン(ABS)などの樹脂材料を使用することができる。
樹脂製カード媒体において、温度ムラに起因した溶融したプラスチックシートの凝固速度ムラや軟化したプラスチック繊維の硬化速度ムラは、電子部品を搭載した基板の配置がカード媒体の厚み方向の中間位置から表側または裏側へ変位することによっても助長されものと考えられる。ところが、本発明のカード媒体の製造方法では、混抄紙の中に熱の影響を受けても形状や性質等が殆ど変化することがない植物繊維が含まれているため、表側または裏側へ変位した基板の配置により温度ムラ、プラスチック繊維の硬化速度ムラが生じても、植物繊維が補強材料となってカードの変形を拘束する結果、残留応力の解放を防ぎ、カードの反りや変形が防止される。
このため、本発明のカード媒体の製造方法では、プレス前の電子部品が装着されている側の基板表面上に積層される混抄紙の厚みが、プレス前の電子部品が装着されている側とは反対側の基板表面下に積層される第1の仕上げシートの厚みと同じであっても、或いは前記第1の仕上げシートの厚みよりも分厚い場合であっても、ISO/IEC7810:2003の規格に準拠したカードの反り量が1.5mm以下であり、前記ISOの規格とは別に、カードの局部的凹部の深さが0.2mm未満であるという極めて優れた平坦性および平滑性を有する樹脂製カード媒体を得ることができる。
本発明によれば、熱プレス時、熱プレスの温度は、混抄紙中のプラスチック繊維の軟化点以上且つ融点未満の温度に管理されるため、混抄紙中のプラスチック繊維が溶融することもなければ、溶融したプラスチックの凝固速度ムラにより、カード媒体にひけや反りを生じさせることもないという優れた効果を得ることができる。別言すれば、軟化したプラスチック繊維の硬化速度ムラにより生じるカード媒体のひけや反りは、溶融したプラスチックの凝固速度ムラにより生じるカード媒体のひけや反りよりもはるかに小さいという優れた効果を得ることができる。
本発明によれば、混抄紙の中に熱の影響を受けても形状や性質等が殆ど変化することがない植物繊維が含まれているため、軟化した樹脂の流動を阻止すると共に、軟化したプラスチック繊維の硬化速度ムラ等によりカード内に残留応力が生じても、植物繊維が補強材料となってカードの変形を拘束する結果、残留応力の解放を防ぎ、カードの反りや変形が防止されるという優れた効果を得ることができる。
また、本発明によれば、熱プレス時、プラスチック繊維と植物繊維とからなる混抄紙はクッション材としても機能するため、成形後のカード媒体の平坦性を保つように電子部品の厚みを吸収する。このように、混抄紙に電子部品の厚みを確実に吸収させるためには、基板の厚みと電子部品の厚みの合計厚みが、熱プレス成形後のカード媒体の厚みに対して80%以下、より好ましくは70%以下となるように調整されていることが好ましい。この結果、本発明によれば、ISO/IEC7810:2003の規格に準拠したカードの反り量が1.5mm以下であり、前記ISOの規格とは別に、カードの局部的凹部の深さが0.2mm未満であるという極めて優れた平坦性および平滑性を有する樹脂製カード媒体を得ることができる。
実施例1の熱プレス成形前後のカード媒体の断面を模式的に示した図である。 実施例2の熱プレス成形前後のカード媒体の断面を模式的に示した図である。 実施例3の熱プレス成形前後のカード媒体の断面を模式的に示した図である。 実施例4の熱プレス成形前後のカード媒体の断面を模式的に示した図である。 比較例1の熱プレス成形前後のカード媒体の断面を模式的に示した図である。 比較例2の熱プレス成形前後のカード媒体の断面を模式的に示した図である。 比較例3の熱プレス成形前後のカード媒体の断面を模式的に示した図である。 比較例4の熱プレス成形前後のカード媒体の断面を模式的に示した図である。 比較例5の熱プレス成形前後のカード媒体の断面を模式的に示した図である。 参考例1の熱プレス成形前後のカード媒体の断面を模式的に示した図である。 参考例2の熱プレス成形前後のカード媒体の断面を模式的に示した図である。 参考例3の熱プレス成形前後のカード媒体の断面を模式的に示した図である。 参考例4の熱プレス成形前後のカード媒体の断面を模式的に示した図である。 実施例1の熱プレス成形前後のカード媒体の写真である。 比較例1の熱プレス成形前後のカード媒体の写真である。
以下、本発明の一実施形態に係る樹脂製カード媒体及びその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示される実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で各種の変更が可能である。
1.樹脂製カード媒体の作製
<実施例1(図1参照)>
(1)カード媒体積層体
大きさ35mm×78mm、厚み0.10mmの基板7(製品名「ポリイミド基板」)の上へ、7mm角、厚み0.4mmのプラスチック製擬似チップA(8)×1個と、7mm角、厚み0.25mmのプラスチック製擬似チップB(9)×2個とを適当な位置に配置し、擬似チップ8,9が装着された基板7を準備した。
次に、ポリエチレンテレフタレート共重合体(PETG)の第1の仕上げシート4(製品名「ディアフィクス PG-WHI-FG」三菱樹脂社製,厚み0.20mm,融点80℃)を1枚準備し、その上に上記の基板7を擬似チップ8,9が装着されている側を上向きにして積層し、その上に共重合ポリエステル樹脂(PET樹脂)繊維と植物繊維とからなる混抄紙3(製品名「SC-01」巴川製紙所製,厚み0.21mm,軟化点130℃)を3枚積層し、さらにその上にポリエチレンテレフタレート共重合体(PETG)の第2の仕上げシート5(製品名「ディアフィクス PG-WHI-FG」三菱樹脂社製,厚み0.20mm,融点80℃)を1枚積層することにより実施例1のカード媒体積層体2を形成した。
(2)熱プレス成形
実施例1のカード媒体積層体2を、熱プレス機により160℃の温度に加熱して軟化させ、0.26MPaの圧力で5分間保持した後、さらに0.65MPaの圧力に加圧して7分間保持し、その後0.65MPaの圧力を保持しながら室温まで冷却し、得られた樹脂製カード媒体成形体をカード形状に個片化することにより、形状、寸法がISO/IEC7810:2003の規格(厚み0.76mm×幅85.60mm×高さ53.98mm)に準拠した実施例1の樹脂製カード媒体1を作製した。
<実施例2(図2参照)>
(1)カード媒体積層体
基板7上へ、7mm角、厚み0.2mmのプラスチック製擬似チップC(10)×3個を用いて適当な位置に配置したこと以外は、実施例1と同じ構成により実施例2のカード媒体積層体2を形成した。
(2)熱プレス成形
実施例1と同じ条件にて、実施例2のカード媒体積層体2を熱プレス成形することにより、形状、寸法がISO/IEC7810:2003の規格に準拠した実施例2の樹脂製カード媒体1を作製した。
<実施例3(図3参照)>
(1)カード媒体積層体
大きさ35mm×40mm、厚み0.10mmの基板7(製品名「ポリイミド基板」)を用いたこと以外は、実施例1と同じ構成により実施例3のカード媒体積層体2を形成した。
(2)熱プレス成形
実施例1と同じ条件にて、実施例3のカード媒体積層体2を熱プレス成形することにより、形状、寸法がISO/IEC7810:2003の規格に準拠した実施例3の樹脂製カード媒体1を作製した。
<実施例4(図4参照)>
(1)カード媒体積層体
基板7上へ、7mm角、厚み0.4mmのプラスチック製擬似チップA(8)×3個を用いて相互に狭小間隔にて配置したこと以外は、実施例1と同じ構成により実施例4のカード媒体積層体2を形成した。
(2)熱プレス成形
実施例1と同じ条件にて、実施例4のカード媒体積層体2を熱プレス成形することにより、形状、寸法がISO/IEC7810:2003の規格に準拠した実施例4の樹脂製カード媒体1を作製した。
<比較例1(図5参照)>
(1)カード媒体積層体
共重合ポリエステル樹脂(PET樹脂)繊維と植物繊維とからなる混抄紙3(製品名「SC-01」巴川製紙所製,厚み0.21mm,軟化点130℃)3枚に代えて、ポリエチレンテレフタレート共重合体(PETG)のプラスチック製積層シート6(製品名「ディアフィクス PG-WHI-FG」三菱樹脂社製,厚み0.20mm,融点80℃)を3枚積層し、且つポリエチレンテレフタレート共重合体(PETG)の第2の仕上げシート5(製品名「ディアフィクス PG-WHI-FG」三菱樹脂社製,厚み0.20mm,融点80℃)を省略したこと以外は、実施例1と同じ構成により比較例1のカード媒体積層体2を形成した。
(2)熱プレス成形
熱プレス機により加熱条件を160℃から130℃へ変更し、PETGのプラスチック製積層シート6を溶融させたこと以外は、実施例1と同じ条件にて、比較例1のカード媒体積層体2を熱プレス成形することにより、形状、寸法がISO/IEC7810:2003の規格に準拠した比較例1の樹脂製カード媒体1を作製した。
<比較例2(図6参照)>
(1)カード媒体積層体
共重合ポリエステル樹脂(PET樹脂)繊維と植物繊維とからなる混抄紙3(製品名「SC-01」巴川製紙所製,厚み0.21mm,軟化点130℃)3枚に代えて、ポリエチレンテレフタレート共重合体(PETG)のプラスチック製積層シート6(製品名「ディアフィクス PG-WHI-FG」三菱樹脂社製,厚み0.20mm,融点80℃)を3枚積層し、且つポリエチレンテレフタレート共重合体(PETG)の第2の仕上げシート5(製品名「ディアフィクス PG-WHI-FG」三菱樹脂社製,厚み0.20mm,融点80℃)を省略したこと以外は、実施例2と同じ構成により比較例2のカード媒体積層体2を形成した。
(2)熱プレス成形
熱プレス機により加熱条件を160℃から130℃へ変更し、PETGのプラスチック製積層シート6を溶融させた以外は、実施例2と同じ条件にて、比較例2のカード媒体積層体2を熱プレス成形することにより、形状、寸法がISO/IEC7810:2003の規格に準拠した比較例2の樹脂製カード媒体1を作製した。
<比較例3(図7参照)>
(1)カード媒体積層体
共重合ポリエステル樹脂(PET樹脂)繊維と植物繊維とからなる混抄紙3(製品名「SC-01」巴川製紙所製,厚み0.21mm,軟化点130℃)3枚に代えて、ポリエチレンテレフタレート共重合体(PETG)のプラスチック製積層シート6(製品名「ディアフィクス PG-WHI-FG」三菱樹脂社製,厚み0.20mm,融点80℃)を2枚積層し、且つポリエチレンテレフタレート共重合体(PETG)の第2の仕上げシート5(製品名「ディアフィクス PG-WHI-FG」三菱樹脂社製,厚み0.20mm,融点80℃)を省略したこと以外は、実施例3と同じ構成により比較例3のカード媒体積層体2を形成した。
(2)熱プレス成形
熱プレス機により加熱条件を160℃から130℃へ変更し、PETGのプラスチック製積層シート6を溶融させた以外は、実施例3と同じ条件にて、比較例3のカード媒体積層体2を熱プレス成形することにより、形状、寸法がISO/IEC7810:2003の規格に準拠した比較例3の樹脂製カード媒体1を作製した。
<比較例4(図8参照)>
(1)カード媒体積層体
大きさ35mm×78mm、厚み0.10mmの基板7(製品名「ポリイミド基板」)の上へ、7mm角、厚み0.2mmのプラスチック製擬似チップC(10)×3個を適当な位置に配置し、擬似チップ10が装着された基板7を準備した。
次に、ポリエチレンテレフタレート共重合体(PETG)の第1の仕上げシート4(製品名「ディアフィクス PG-WHI-FG」三菱樹脂社製,厚み0.20mm,融点80℃)を2枚準備し、その上に上記の基板7を擬似チップ10が装着されている側を上向きにして積層し、その上にポリエチレンテレフタレート共重合体(PETG)のプラスチック製積層シート6(製品名「ディアフィクス PG-WHI-FG」三菱樹脂社製,厚み0.20mm,融点80℃)を2枚積層することにより比較例4のカード媒体積層体2を形成した。
すなわち、比較例4のカード媒体積層体2は、擬似チップ10が装着された基板7の裏面に積層される第1の仕上げシート4および前記基板7の表面に積層されるプラスチック製積層シート6が共に2枚であること以外は、比較例2のカード媒体積層体2と同じ構成を有している。
(2)熱プレス成形
比較例4のカード媒体積層体2の熱プレス成形条件は、比較例2のカード媒体積層体2の熱プレス成形条件と同じである。
すなわち、熱プレス機により加熱条件を160℃から130℃へ変更し、PETGのプラスチック製積層シート6を溶融させた以外は、実施例2と同じ条件にて、比較例4のカード媒体積層体2を熱プレス成形することにより、形状、寸法がISO/IEC7810:2003の規格に準拠した比較例4の樹脂製カード媒体1を作製した。
<比較例5(図9参照)>
(1)カード媒体積層体
基板7上へ、7mm角、厚み0.55mmのプラスチック製擬似チップD(11)×2個を用いて適当な位置に配置したこと以外は、実施例1と同じ構成により比較例5のカード媒体積層体2を形成した。
(2)熱プレス成形
実施例1と同じ条件にて、比較例5のカード媒体積層体2を熱プレス成形することにより、形状、寸法がISO/IEC7810:2003の規格に準拠した比較例5の樹脂製カード媒体1を作製した。
<参考例1(図10参照)>
(1)カード媒体積層体
基板7上へプラスチック製擬似チップを一切配置しなかったこと以外は、実施例1と同じ構成により参考例1のカード媒体積層体2を形成した。
(2)熱プレス成形
実施例1と同じ条件にて、参考例1のカード媒体積層体2を熱プレス成形することにより、形状、寸法がISO/IEC7810:2003の規格に準拠した参考例1の樹脂製カード媒体1を作製した。
<参考例2(図11参照)>
(1)カード媒体積層体
共重合ポリエステル樹脂(PET樹脂)繊維と植物繊維とからなる混抄紙3(製品名「SC-01」巴川製紙所製,厚み0.21mm,軟化点130℃)3枚に代えて、ポリエチレンテレフタレート共重合体(PETG)のプラスチック製積層シート6(製品名「ディアフィクス PG-WHI-FG」三菱樹脂社製,厚み0.20mm,融点80℃)を3枚積層し、且つポリエチレンテレフタレート共重合体(PETG)の第2の仕上げシート5(製品名「ディアフィクス PG-WHI-FG」三菱樹脂社製,厚み0.20mm,融点80℃)を省略したこと以外は、参考例1と同じ構成により参考例2のカード媒体積層体2を形成した。
(2)熱プレス成形
熱プレス機により加熱条件を160℃から130℃へ変更し、PETGのプラスチック製積層シート6を溶融させた以外は、参考例1と同じ条件にて、参考例2のカード媒体積層体2を熱プレス成形することにより、形状、寸法がISO/IEC7810:2003の規格に準拠した参考例2の樹脂製カード媒体1を作製した。
<参考例3(図12参照)>
(1)カード媒体積層体
ポリエチレンテレフタレート共重合体(PETG)の第1の仕上げシート4(製品名「ディアフィクス PG-WHI-FG」三菱樹脂社製,厚み0.20mm,融点80℃)を2枚準備し、その上に擬似チップが一切配置されていない基板7を積層し、その上にポリエチレンテレフタレート共重合体(PETG)のプラスチック製積層シート6(製品名「ディアフィクス PG-WHI-FG」三菱樹脂社製,厚み0.20mm,融点80℃)を2枚積層することにより参考例3のカード媒体積層体2を形成した。
すなわち、参考例3のカード媒体積層体2は、基板7の裏面に積層される第1の仕上げシート4および前記基板7の表面に積層されるプラスチック製積層シート6が共に2枚であること以外は、参考例2のカード媒体積層体2と同じ構成を有している。
(2)熱プレス成形
参考例2と同じ条件にて、参考例3のカード媒体積層体2を熱プレス成形することにより、形状、寸法がISO/IEC7810:2003の規格に準拠した参考例3の樹脂製カード媒体1を作製した。
<参考例4(図13参照)>
(1)カード媒体積層体
ポリエチレンテレフタレート共重合体(PETG)の第1の仕上げシート4(製品名「ディアフィクス PG-WHI-FG」三菱樹脂社製,厚み0.20mm,融点80℃)を1枚準備し、その上に7mm角、厚み0.4mmのプラスチック製擬似チップA(8)×1個と、7mm角、厚み0.25mmのプラスチック製擬似チップB(9)×2個とを適当な位置に配置し、その上にポリエチレンテレフタレート共重合体(PETG)のプラスチック製積層シート6(製品名「ディアフィクス PG-WHI-FG」三菱樹脂社製,厚み0.20mm,融点80℃)を3枚積層することにより参考例4のカード媒体積層体2を形成した。
すなわち、参考例4のカード媒体積層体2は、基板7を有していないこと以外は、比較例1,3のカード媒体積層体2と同じ構成を有している。
(2)熱プレス成形
比較例1,3と同じ条件にて、参考例4のカード媒体積層体2を熱プレス成形することにより、形状、寸法がISO/IEC7810:2003の規格に準拠した参考例4の樹脂製カード媒体1を作製した。
2.樹脂製カード媒体の形状評価
(1)樹脂製カード媒体の反り量
樹脂製カード媒体の反り量は、ISO/IEC7810:2003の規格に準拠して、カードの凸面のすべての部分において、定盤の平面からの最大距離をレーザー変位センサー(キーエンス製 LK-030)を用いて測定した。
(2)樹脂製カード媒体表面の凹みの評価
樹脂製カード媒体表面の凹みはレーザー変位センサー(キーエンス製 LK-030)を用いて測定し、下記のように評価した。
「○」:樹脂製カード媒体表面に深さ0.2mm以上のひけや疵等の凹みが存在しない場合(図14参照)
「△」:樹脂製カード媒体表面に深さ0.2mm以上のひけや疵等の凹みが1つ存在し、且つ深さ0.1mm以上且つ0.2mm未満のひけや疵等の凹みも1つ以上存在する場合
「×」:樹脂製カード媒体表面に深さ0.2mm以上のひけや疵等の凹みが2つ以上存在する場合(図15参照)
上記実施例1〜4、比較例1〜5および参考例1〜4の樹脂カード媒体の製造条件およびそのテスト結果を下記表1に示す。
Figure 2019059305
表1より、実施例1〜4と比較例1〜4とを比較すると、異なる高さの擬似チップを装着することで基板とチップとの合計厚み変えた場合、チップが装着されている側の基板表面がすべてポリエチレンテレフタレート共重合体(PETG)の積層シート(熱プレス成形後は、植物繊維を含まない植物繊維非含有樹脂層)で覆われている比較例1〜4では、1.5mmを超える反りやひけ等による凹みが生じるのに対して(図15参照)、チップが装着されている側の基板表面がすべて共重合ポリエステル樹脂(PET樹脂)繊維と植物繊維とからなる混抄紙(熱プレス成形後は、植物繊維を含んでいる植物繊維含有樹脂層)で覆われている実施例1〜4では、1.5mmを超える反りやひけ等による凹みは生じないことが判った(図14参照)。
この詳細なメカニズムは定かでないが、比較例1〜4の場合、PETGの積層シート(植物繊維非含有樹脂層)の中には、溶融した樹脂の流動を阻止し、熱プレス時のチップの厚みを吸収するクッション材として機能したり、或いはカード媒体の変形を阻止又は抑止するように機能する植物繊維が含まれていないため、溶融した樹脂の凝固速度ムラや流動ムラ等により、カード表面にひけ等による凹みや疵が生じたり、或いはカード内に残留応力が生じることで、成形後はその残留応力が解放される結果、カード媒体に大きな反りを生じさせたものと推察される。
一方、実施例1〜4の場合、混抄紙(植物繊維含有樹脂層)の中には、軟化した樹脂の流動を阻止し、熱プレス時のチップの厚みを吸収するクッション材として機能したり、或いはカード媒体の変形を阻止又は抑止するように機能する植物繊維が含まれているため、軟化した樹脂の硬化速度ムラや流動ムラ等によるひけの発生が抑制され、さらにカード内に残留応力が生じても、植物繊維が補強材料となってカードの変形が拘束される結果、残留応力の解放が抑制され、カードの反りや変形が防止されるものと推察される。
なお、実施例1と実施例3との比較または比較例1と比較例3と参考例4との比較、若しくは実施例1と比較例3との比較または比較例1と実施例3との比較により、カード媒体の面積に対する基板の占有面積の比率は、カードの反り量の大きさやカードの局部的凹部の発生の有無など、カードの平坦性や平滑性に殆ど影響しないことが判った。
また、実施例1,2,4と比較例5とを比較すると、共重合ポリエステル樹脂(PET樹脂)繊維と植物繊維とからなる混抄紙(熱プレス成形後は、植物繊維を含んでいる植物繊維含有樹脂層)に擬似チップと基板の厚みを確実に吸収させるためには、基板の厚みとチップの厚みの合計厚みが、熱プレス成形後のカード媒体の厚みに対して80%以下、より好ましくは70%以下となるように調整されている必要があることが判った。この結果、実施例1〜4のカード媒体は、ISO/IEC7810:2003の規格に準拠したカードの反り量が1.5mm以下であり、前記ISOの規格とは別に、カードの局部的凹部の深さが0.2mm未満であるという極めて優れた平坦性および平滑性を得ることができる。
参考例2と参考例3とを比較すると、カード媒体の厚み方向における基板の位置が中間位置から表側または裏側へ変位して配置されている場合、カード媒体に大きな反りを生じさせることが判った。これは、基板の表側と裏側では溶融した樹脂層の厚みが異なるため、基板の表側と裏側では凝固速度ムラや流動ムラ等が生じ、カード内に生じた残留応力が、成形後は解放される結果、カード媒体に大きな反りを生じさせたものと推察される。
一方、参考例1と参考例2とを比較すると、共重合ポリエステル樹脂(PET樹脂)繊維と植物繊維とからなる混抄紙(植物繊維含有樹脂層)を用いた参考例1の場合は、混抄紙の中に熱の影響を受けても形状や性質等が殆ど変化することがない植物繊維が含まれているため、表側または裏側へ変位した基板の配置により温度ムラや流動ムラ、共重合ポリエステル樹脂(PET樹脂)繊維の硬化速度ムラが生じても、植物繊維が補強材料となってカードの変形を拘束する結果、残留応力の解放を防ぎ、カードの反りや変形が防止されたものと推察される。
このため、参考例1の場合は、擬似チップの有無に関わらず、縦断面視において、基板がカード媒体の厚み方向の中間位置から表側または裏側へ変位して配置されている場合であっても、ISO/IEC7810:2003の規格に準拠したカードの反り量が1.5mm以下であり、前記ISOの規格とは別に、カードの局部的凹部の深さが0.2mm未満であるという極めて優れた平坦性および平滑性を有することができる。
1・・・・樹脂カード媒体
2・・・・樹脂製カード媒体積層体
3・・・・混抄紙(PET混抄紙、厚み0.21mm)
4・・・・第1の仕上げシート(PETG、厚み0.20mm)
5・・・・第2の仕上げシート(PETG、厚み0.20mm)
6・・・・プラスチック製積層シート(PETG、厚み0.20mm)
7・・・・基板(厚み0.10mm)
8・・・・擬似チップA(7mm角、厚み0.4mm)
9・・・・擬似チップB(7mm角、厚み0.25mm)
10・・・擬似チップC(7mm角、厚み0.2mm)
11・・・擬似チップD(7mm角、厚み0.55mm)
12・・・植物繊維含有樹脂層
13・・・第1の仕上げ層(繊維非含有樹脂層)
14・・・第2の仕上げ層(繊維非含有樹脂層)
15・・・繊維非含有樹脂層

Claims (25)

  1. 1又は2以上の電子部品が片面に装着された基板と、
    前記電子部品が装着されている側の基板表面に積層された植物繊維を含んでいる植物繊維含有樹脂層と、
    前記電子部品が装着されている側とは反対側の基板表面に積層された第1の仕上げ層とを含んでいるカード媒体であって、そして
    前記基板の厚みと前記電子部品の厚みの合計厚みは、前記カード媒体の厚みに対して80%以下であることを特徴とする樹脂製カード媒体。
  2. 前記基板の厚みと前記電子部品の厚みの合計厚みは、前記カード媒体の厚みに対して70%以下であることを特徴とする請求項1に記載の樹脂製カード媒体。
  3. 縦断面視において、前記基板は、前記カード媒体の厚み方向の中間位置から表側または裏側へ変位して配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の樹脂製カード媒体。
  4. 前記基板に装着されており、そして前記植物繊維含有樹脂層の一部に開口部を設けることにより外部に露出した表示部および/または指紋検出部をさらに備えていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の樹脂製カード媒体。
  5. 前記植物繊維含有樹脂層の上には、さらに第2の仕上げ層が積層されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の樹脂製カード媒体。
  6. 前記第1の仕上げ層および/または前記第2の仕上げ層は、植物繊維を含まない植物繊維非含有樹脂層であることを特徴とする請求項5に記載の樹脂製カード媒体。
  7. 形状、寸法がISO/IEC7810:2003の規格に準拠していることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の樹脂製カード媒体。
  8. ISO/IEC7810:2003の規格に準拠したカードの反り量が1.5mm以下であり、前記ISOの規格とは別に、カードの局部的凹部の深さが0.2mm未満であることを特徴とする請求項7に記載の樹脂製カード媒体。
  9. 前記植物繊維含有樹脂層および/または前記植物繊維非含有樹脂層の樹脂材料は、共重合ポリエステル樹脂(PET樹脂)であることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の樹脂製カード媒体。
  10. プラスチック製の第1の仕上げシートを準備するステップと、
    前記第1の仕上げシートの上に、1又は2以上の電子部品が片面に装着された基板を、前記電子部品が装着されている側を上向きにして積層するステップと、
    前記基板の上に、プラスチック繊維と植物繊維とからなる混抄紙を積層するステップとを含むことにより、プレス前の樹脂製カード媒体積層体を準備し、そして
    前記樹脂製カード媒体積層体を、前記プラスチック繊維の軟化点以上且つ融点未満の温度において熱プレスすることを特徴とする平坦且つ平滑な樹脂製カード媒体の製造方法。
  11. 前記基板に装着されており、そして前記混抄紙の一部に開口部を設けることにより、熱プレス成形後の樹脂製カード媒体の外部に露出した表示部および/または指紋検出部をさらに備えていることを特徴とする請求項10に記載の樹脂製カード媒体の製造方法。
  12. 前記混抄紙の上に、さらにプラスチック製の第2の仕上げシートを積層するステップを含んでいることを特徴とする請求項10又は11に記載の樹脂製カード媒体の製造方法。
  13. プラスチック繊維と植物繊維とからなる混抄紙を積層するステップと、
    前記混抄紙の上に、1又は2以上の電子部品が片面に装着された基板を、前記電子部品が装着されている側を下向きにして積層するステップと、
    前記基板の上に、プラスチック製の第1の仕上げシートを積層するステップとを含むことにより、プレス前の樹脂製カード媒体積層体を準備し、そして
    前記樹脂製カード媒体積層体を、前記プラスチック繊維の軟化点以上且つ融点未満の温度において熱プレスすることを特徴とする平坦且つ平滑な樹脂製カード媒体の製造方法。
  14. 前記基板に装着されており、そして前記混抄紙の一部に開口部を設けることにより、熱プレス成形後の樹脂製カード媒体の外部に露出した表示部および/または指紋検出部をさらに備えていることを特徴とする請求項13に記載の樹脂製カード媒体の製造方法。
  15. 前記混抄紙の下に、さらにプラスチック製の第2の仕上げシートを準備するステップを含んでいることを特徴とする請求項13又は14に記載の樹脂製カード媒体の製造方法。
  16. 前記プラスチック繊維は、共重合ポリエステル樹脂(PET樹脂)であることを特徴とする請求項10ないし15のいずれか1項に記載の樹脂製カード媒体の製造方法。
  17. 前記基板の厚みと前記電子部品の厚みの合計厚みは、熱プレス成形後の樹脂製カード媒体の厚みに対して80%以下となるように調整されていることを特徴とする請求項10ないし16のいずれか1項に記載の樹脂製カード媒体の製造方法。
  18. 前記基板の厚みと前記電子部品の厚みの合計厚みは、熱プレス成形後の樹脂製カード媒体の厚みに対して70%以下となるように調整されていることを特徴とする請求項17に記載の樹脂製カード媒体の製造方法。
  19. プレス前の前記電子部品が装着されている側の基板表面上に積層される前記混抄紙の厚みは、プレス前の前記電子部品が装着されている側とは反対側の基板表面下に積層される前記第1の仕上げシートの厚みよりも分厚いことを特徴とする請求項10ないし18のいずれか1項に記載の樹脂製カード媒体の製造方法。
  20. 得られる樹脂製カード媒体は、形状、寸法がISO/IEC7810:2003の規格に準拠していることを特徴とする請求項10ないし19のいずれか1項に記載の樹脂製カード媒体の製造方法。
  21. 得られる樹脂製カード媒体のISO/IEC7810:2003の規格に準拠した反り量が1.5mm以下であり、前記ISOの規格とは別に、樹脂製カード媒体の局部的凹部の深さが0.2mm未満であることを特徴とする請求項10ないし20のいずれか1項に記載の樹脂製カード媒体の製造方法。
  22. プラスチック製の第1の仕上げシートの上に、1又は2以上の電子部品が片面に装着された基板を、前記電子部品が装着されている側を上向きにして積層し、
    前記基板の上に、プラスチック繊維と植物繊維とからなる混抄紙を積層することにより、プレス前の樹脂製カード媒体積層体を準備し、そして
    前記樹脂製カード媒体積層体を、前記プラスチック繊維の軟化点以上且つ融点未満の温度において熱プレスすることにより、
    ISO/IEC7810:2003の規格に準拠したカードの反り量が1.5mm以下であり、前記ISOの規格とは別に、カードの局部的凹部の深さが0.2mm未満であることを特徴とする樹脂製カード媒体。
  23. 前記基板に装着されており、そして前記混抄紙の一部に開口部を設けることにより、熱プレス成形後の樹脂製カード媒体の外部に露出した表示部および/または指紋検出部をさらに備えていることを特徴とする請求項22に記載の樹脂製カード媒体。
  24. 前記基板の厚みと前記電子部品の厚みの合計厚みは、熱プレス成形後の樹脂製カード媒体の厚みに対して80%以下であることを特徴とする請求項22又は23に記載の樹脂製カード媒体。
  25. 前記基板の厚みと前記電子部品の厚みの合計厚みは、熱プレス成形後の前記樹脂製カード媒体の厚みに対して70%以下であることを特徴とする請求項24に記載の樹脂製カード媒体。
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