JP2011148251A - カードの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コアシートの密着性に優れることにより生産性を向上させかつ品質を安定させることを可能とするカードの製造方法を提供する。
【解決手段】シートにスクリーン印刷する工程１と
前記工程１によりスクリーン印刷した少なくとも２枚のシートを貼り合わせることによりコアシートを得る工程２とを有するカードの製造方法であって、
前記シートが、所定の溶剤暴露試験を行った後の破断強度が１．０ｋｇｆ/ｃｍ^２以上となる樹脂組成物からなるものであるカード製造方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カードの製造方法に関する。

現在、クレジットカード、キャッシュカード、プリペイドカード等は、従来の磁気カードに代わり、記録容量が大きくセキュリティにも優れたＩＣモジュールを搭載したＩＣカードが広く実用化されている。

ＩＣカードには、記録媒体の読み取り方法により接触型および非接触型の２種類に分類される。従来、接触型方式では端末と通信する際にＩＣカードと読み取り機とが接触するためその接点が汚れや壊れやすいといった欠点があり読み取り機の保守にも工数を要していた。また、非接触型方式では記録媒体と読み取り機が接点を持たないためセキュリティのシステム化に課題があった。しかしながら、種々のシステム改善等によりこれらの課題の多くは既に解決されてきており、金融系のキャッシュカード、クレジットカードや定期券を初めとする交通系の分野でも広く展開され実用化が急速に進んでいる。

これらのＩＣカードとしては、樹脂シートを積層したプラスチックカードが多く用いられている。また、一般的にプラスチックカードは、前記コアシートは白色に着色されたシートの両面に、オーバーシートと称せられる透明なシートを積層することで作製され、その積層は熱融着によるもの、または接着剤を用いるものが多い。

従来、カード用シートは、一般にポリ塩化ビニール樹脂（以下ＰＶＣ）製のシートが用いられてきたが、焼却処理を初めとする環境対応の問題からポリエステル系の樹脂が用いられるケースが増えてきている。その中でも、ポリエチレンテレフタレート樹脂のエチレングリコール成分をシクロヘキサンジメタノールに置換してなる共重合ポリエステル樹脂（以下ＰＥＴＧ樹脂という）が特に多く用いられている。

しかしながらＰＥＴＧ樹脂のような非結晶性のポリエステル系樹脂からなるシートに、ＰＶＣと同条件でスクリーン印刷を行うと、インキ、溶剤の乾燥が非常に遅いため、印刷後シートを積み重ねると、シートの印刷面に積み重ねた上側シート裏面に下側シートのインキ、溶剤が転写してしまい、カードを作成する際、２枚のシート間で融着不良が発生する不具合が大きな問題となる。このような不具合を受け市場からはＰＶＣシート用印刷設備等でスクリーン印刷を行っても融着不良が起こらないような非結晶性樹脂のポリエステルシートを用いたカードの製造方法が求められている。

ところでＰＥＴＧ樹脂シートに耐熱性を付与する技術は、多数報告されている。例えば、特許文献１、２には、ＰＥＴＧ樹脂にポリカーボネート樹脂（ＰＣ樹脂）等の耐熱樹脂をブレンドや積層することによって耐熱性を付与できることが報告されている。しかしながら、該文献に記載されている技術では、ポリ塩化ビニール樹脂製のカードと同じ条件でスクリーン印刷を行うと２枚のシート間で融着不良が発生する問題を解決するには至っていない。

また、従来、ＩＣカード用のオーバーシートとしては、非結晶性の芳香族ポリエステル系樹脂組成物とポリカーボネート系樹脂組の混合物を単層シートとしたもの、若しくは、非結晶性の芳香族ポリエステル系樹脂組成物からなるスキン層とポリカーボネート系樹脂組成物からなるコア層により構成され、共押出法によりスキン層／コア層／スキン層の少なくとも３層構成に積層された多層フィルムが用いられてきた(例えば、特許文献３) 。

前記従来のＩＣカード用オーバーシートではポリカーボネート系樹脂により割れや衝撃性に対する耐性を付与する設計になっていると推察されるが、前述の通りＩＣモジュールを埋設したＩＣカードでは繰り返しの外部応力等によりクラックが生じたり、ＩＣカードそのものが割れてしまうといった不具合が多数発生し重大な品質問題となっている。

また、最近ではＩＣ チップを有するＩＣ モジュールを装着するモジュール用孔又は埋設凹部を有するカード基材と前記ＩＣモジュール用孔又は前記埋設凹部を塞ぐように前記カードコアシートに接着されるオーバーシートとを有し、前記ＩＣモジュールの少なくとも前記ＩＣチップが、２％弾性率０.０５〜５０ｋｇｆ／ｍｍ²の弾性体で、前記ＩＣモジュール用孔又は前記埋設凹部に封止されていることを特徴とするＩＣカードの製造方法も提案されてきている。(例えば、特許文献４)

このような状況から、ＩＣモジュールの埋設方法を工夫することにより耐衝撃性を改良する試みが散見されるものの十分とは言えず、これまでＩＣカード用に使用されてきた素材の中で、スクリーン印刷後融着不良を引き起こさず、外部からの応力によりＩＣモジュール部を中心に発生する割れやクラックに対して十分な強度を有するカードの製造方法が求められている。

特願２０００−８９４０３号

特開２００５−８４９３１号

特開２００１−８０２５１号

特許第３０４５１１２号

本発明の目的は、コアシートの密着性に優れることにより生産性を向上させかつ品質を安定させることを可能とするカードの製造方法を提供する。

このような目的は下記に記載の本発明により達成される。

本発明に係るカードの製造方法は、シートにスクリーン印刷する工程１と前記工程１によりスクリーン印刷した少なくとも２枚のシートを貼り合わせることによりコアシートを得る工程２とを有するカードの製造方法であって、前記シートが以下の溶剤暴露試験１を行った後の破断強度が１．０ｋｇｆ/ｃｍ^２となる樹脂組成物からなるものである。
［暴露試験方法：
液面高さ５ｍｍ以上２０ｍｍ以下となるように下記溶剤ａを入れたシャーレ上に、
溶剤液面から１０±１ｍｍとなるように厚み０．３１ｍｍのシートを配置することにより、シートを溶剤ａ揮発分に暴露させる。
試験条件：暴露試験時間 １６８時間
試験時の環境温度 ２５℃
試験時の湿度 ４０％
溶剤ａ：シクロヘキサノン]

本発明に係るカードの製造方法は、前記樹脂組成物がポリエステル樹脂を含むものであるとすることができる。

本発明に係るカードの製造方法は、前記樹脂組成物がポリカーボネート樹脂を含むものであるとすることができる。

本発明に係るカードの製造方法は、前記ポリカーボネート樹脂のメルトフローレート［測定方法：ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８、測定条件：溶融温度３００℃、加重１．２ｋｇ］が３．０ｇ／１０ｍｉｎ以上１３．０ｇ／１０ｍｉｎ以下であるものとすることができる。

本発明に係るカードの製造方法は、前記ポリエステル樹脂がポリエチレンテレフタレートのエチレングリコール成分１０〜７０モル％をシクロヘキサンジメタノールに置換してなる共重合ポリエステル樹脂であるとすることができる。

本発明に係るカードの製造方法は前記コアシートの両側にオーバーシートを積層する工程３を有するものとすることができる。

本発明に係るカードの製造方法は、前記オーバーシートがポリエステル樹脂を含むものであるとすることができる。

本発明に係るカードの製造方法を用いることにより、ポリエステル系シートを用いたカードの製造であっても印刷後２枚のシートをプレスする際の融着性を改善することができ、ＰＶＣシート用印刷設備等でスクリーン印刷を行っても融着不良の発生を低減させ生産性を改善することが可能となる。

本発明に係るカードの製造方法により得られる２枚のシートを貼り合わせたコアシートの概略断面図を示す一例である。 コアシートにオーバーシートを積層して得られたカードの概略断面図を示す一例である。

以下、図面を用いて本発明に係るカードの製造方法の一具体例をより詳しく説明する。

本発明に係るカードの製造方法は、シートにスクリーン印刷をする工程を有する。ここでスクリーン印刷とは、孔版印刷の一種であって版に絹のスクリーンを印刷するものであり、版自体に穴をあけそこからインクを擦り付ける印刷方式である。

本発明に係るカードの製造方法は、スクリーン印刷シートを貼り合わせるコアシートを得る工程を有する。２枚のシートの貼り合わせは印刷時の歩留まり低下削減の観点から熱融着によるものが好ましい。

本発明に用いられる前記シートに用いられる樹脂組成物は、以下の溶剤暴露試験１後の破断強度が１．０ｋｇ／ｃｍ^２以上であることが好ましく、更には２．５ｋｇ／ｃｍ^２以上であることが好ましく、特に３．０ｋｇ／ｃｍ^２以上５．０ｋｇ／ｃｍ^２以下であることが好ましい。前記範囲であることにより、熱融着にて貼りあわせたコアシートの剥離強度が高くなり、カード生産時に安定したコアシートを供給することができる。

（溶剤暴露試験１）
溶剤暴露試験は次の手順で行われる。まず、シャーレに溶剤としてシクロヘキサノンを液面高さ５ｍｍ以上２０ｍｍ以下となるように入れる。次に溶剤液面から１０±１ｍｍの高さとなるように、０．３１ｍｍのシートを配置する。シートによりシャーレ開口部をふさぐ必要はなく、大気に対してシャーレ内部は開放されていてよい。１６８時間溶剤に対して暴露（環境温度２５℃、湿度４０％）した後、所定の形状の引張試験片を作製し、引張試験により破断強度を測定する。

前記樹脂組成物は、コアシートがポリエステルの利点は、価格、環境対応のの観点からポリエステル樹脂を含むものであることが好ましい。更に低温融着性の観点からポリエステルは、ポリエチレンテレフタレート樹脂のエチレングリコール成分１０〜７０モル％をシクロヘキサンジメタノールに置換してなる共重合ポリエステル樹脂であり、そのエチレングリコール成分の置換量が２０〜３５モル％である樹脂（ＰＥＴＧ樹脂）であることが好ましい。

さらにコアシートにポリカを含有する利点は、ＡＴＭ搬送時の割れ耐久性、の観点から前記樹脂組成物はポリカーボネート樹脂を含むことが好ましく、成形加工性、強度、耐熱性、印刷適性の観点からは、ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８に従い、樹脂溶融温度３００℃、加重１．２ｋｇで測定した場合、３．０〜１３．０ｇ/１０minであり、好ましくは４．０〜８．０ｇ/１０minである。ポリカーボネート樹脂のメルトフローレイトが前記範囲下限値より小さくなると押出しできなくなる。また、前記範囲上限値を超えるとスクリーン印刷後、ＰＣ分子鎖中にインク、溶剤が入り込み、４０℃、１０minの乾燥条件では溶剤が抜けにくくなっている。そのため、２枚のシートをプレスする際、融着不良が発生する。また、かかるポリカーボネート樹脂を製造するに際し分子量調節剤、触媒等を必要に応じて添加してもよい。

本発明に用いることができるポリカーボネート樹脂は、種々のジヒドロキシジアリール化合物とホスゲンとを反応させるホスゲン法、またはジヒドロキシジアリール化合物とジフェニルカーボネートなどの炭酸エステルとを反応させるエステル交換法によって得られる重合体である。

上記ジヒドロキシジアリール化合物としては、ビスフェノールＡの他に、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）オクタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル−３−メチルフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシ−３−第三ブチルフェニル）プロパンのようなビス（ヒドロキシアリール）アルカン類、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロペンタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサンのようなビス（ヒドロキシアリール）シクロアルカン類、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジメチルジフェニルエーテルのようなジヒドロキシジアリールエーテル類、４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジメチルジフェニルスルフィドのようなジヒドロキシジアリールスルフィド類、４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジメチルジフェニルスルホキシドのようなジヒドロキシジアリールスルホキシド類、４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジメチルジフェニルスルホンのようなジヒドロキシジアリールスルホン類等が挙げられ、これらは単独だけでなく２種類以上混合して使用してもよい。

コアシートに用いられる樹脂組成物中のポリカーボネート樹脂の配合量は、樹脂組成物全体の重量に対し４０重量％以上７０重量未満であることが好ましい。前記範囲下限値以上になると、ＩＣカードの携帯時に受ける種々の外部応力により、割れ等の材料強度に関する不具が発生する。また、前記範囲上限値以下となると、エンボス文字を刻印するとカードの反りが大きくなる恐れがある。

本発明において使用するコアシートに用いる樹脂組成物は、無機充填剤、ゴム状弾性体が含まれても良く、無機充填材としては、タルク、マイカ、炭酸カルシウム等が挙げられる。中でも、平均粒子径０．５〜５０μｍのタルクが好ましい。

前記ゴム状弾性体としては、アルキルアクリレートやアルキルメタクリレートを主体とするアクリル系重合体やメタクリル系重合体、ブタジエンやイソプレンなどの共役ジエンを主体とするジエン系重合体、ポリオルガノシロキサンを主体とするシリコーン系重合体の１種以上の共重合体、メチルメタアクリレート・ブチルアクリレート・スチレン樹脂、メチルメタアクリレート・ブタジエン・スチレン樹脂（以下、ＭＢＳ樹脂と略す）、ブチルアクリレート・イソプレン・スチレン樹脂などがあり公知のものを用いることができる。特に、ＭＢＳ樹脂が好ましい。上記以外のゴム状弾性体としては、例えばブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、イソブチレン−イソプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン−スチレンゴム、スチレン−ブタジエンゴムの水素化物、スチレン-イソプレン−スチレンゴム、スチレン−イソプレンゴムの水素化物などを挙げることができる。これらのゴム状弾性体は、１種で用いても２種以上を組み合わせて用いても良い。

本発明に係るカードの製造方法は、コアシートの両側にオーバーシートを積層する工程３を有するものとすることができ、オーバーシートを積層することによりカードは、コアシートの印刷保護、或いはオーバーシートへの印刷が付与できる。また、オーバーシートをポリエステルを含むものとすることにより、コアシートがポリエステル樹脂を含むものである場合に、オーバーシートとコアシートとの安定した融着性を得ることができる。なおコアシートとオーバーシートの積層方の具体的な例としての一つとしては、当て板／オーバーシート／コアシート／オーバーシート／当て板の構成にてプレスを行うものが挙げられる。この際、加圧条件も特に限定はしないが、プレス温度は、８０〜１５０℃、好ましくは１００〜１３０℃で行うことが好ましい。

本発明に用いられるコアシート及びオーバーシートには、所望により通常に使用される添加剤、例えば相溶化剤、安定剤、滑剤、補強剤、加工助剤、顔料、帯電防止剤、酸化防止剤、中和剤、紫外線吸収剤、分散剤、増粘剤、その他無機充填剤等、あるいは他の合成樹脂を含有させても構わない。また、オーバーシートには必要に応じてさらに隠蔽層、保護層などが設けられてよい。

本発明により製造されたカード中にＩＣモジュールを埋設する方法としては、例えばコアシートにオーバーシートが積層形成されたカードにエンドミル、ドリル等の方法によりＩＣモジュール大の凹部を設け、この凹部中に接着剤を介してＩＣモジュールを載置するという方法が挙げられる。

(シートの製膜方法)
本発明に用いられるシートは、カレンダリング法、押し出し法、プレス法、キャスト法などにより得られるが、ここで特に限定するものではない。また、本発明に用いられるシートの製造法は特に限定されるものではなく、共押出法、押出ラミネート法、ドライラミネート法など従来公知の樹脂シートの製造法をいずれも用いることができる。

実施例にて使用した原材料に関しては以下の通りであり、表１に示した原材料は下記のものである。
（１）ＰＥＴＧ樹脂：ポリ（エチレン−１，４−シクロへキシレンジメチレンテレフタレート）樹脂、ＧＮ０７１、イーストマンケミカルジャパン（株）製
（２）ＰＣ樹脂１：ポリカーボネート樹脂、２００−３(ＭＦＲ：３．０ｇ／１０ＭＩＮ)、住友ダウ（株）製
（３）ＰＣ樹脂２：ポリカーボネート樹脂、Ｅ２０００Ｎ(ＭＦＲ：５．０ｇ／１０ＭＩＮ)、三菱エンプラ（株）製
（４）ＰＣ樹脂３：ポリカーボネート樹脂、Ｓ−１０００(ＭＦＲ：７．５ｇ／１０ＭＩＮ)、三菱エンプラ（株）製
（５）ＰＣ樹脂４：ポリカーボネート樹脂、２００−１３(ＭＦＲ：１３ｇ／１０ＭＩＮ)、住友ダウ（株）製
（６）ＰＣ樹脂５：ポリカーボネート樹脂、２００−２２(ＭＦＲ：２２ｇ／１０ＭＩＮ)、住友ダウ（株）製
（７）ＰＣ樹脂６：ポリカーボネート樹脂、Ｈ３０００(ＭＦＲ：２８ｇ／１０ＭＩＮ)、三菱エンプラ（株）製

［実施例及び比較例］
（コアシートの作製）
表１記載の配合にて、樹脂組成物を２軸を押出機にて混練しコアシート用の樹脂組成物を作製した。
各組成物を単軸押出機にてをシート状に押し出し試験用シートを作製した。シートの厚みは３１０μｍとした。作製した試験用シートについて以下の条件で１６８時間の暴露試験を行った後、引張試験用ダンベルを作製し破断強度を測定した。結果を表１に示す。
（スクリーン印刷後の融着性評価）
上記により作製した各試験用シートをサイズ１００mm×１００ｍｍにカットし、その一方の面にスクリーン印刷用溶剤（セイコーアドバンス社製：Ｔ−９７４）とスクリーン印刷用インキ（セイコーアドバンス社製：ＲＡＭ）とを混合したインクを印刷させ、スクリーン印刷を施したシートを印刷面が向き合わないように５０枚を重ね、温度、湿度 ２０℃、５０％の環境下で３０日間放置した後、印刷のない面同士を融着し（融着条件：１４０℃、１０ｍｉｎ、圧力２８ｋｇ/ｃｍ^２）、融着面の剥離強度を測定した。
○：材料破断するもの
×：層間剥離するもの

本発明の製造方法により得られたＩＣカードは、耐熱性、高い耐屈曲性を具備しつつ、印刷後の融着性、低反り性、ＡＴＭでの繰り返しの搬送や日常に当然受けうる外部からの応力に対し、従来は達成が困難であった長期間での使用が可能となる。

１・・・コアシート作製用シート
２・・・オーバーシート
１０・・コアシート
２０・・カード

Claims (7)

1. シートにスクリーン印刷する工程１と
   前記工程１によりスクリーン印刷した少なくとも２枚のシートを貼り合わせることによりコアシートを得る工程２とを有するカードの製造方法であって、
   前記シートが、以下の溶剤暴露試験１を行った後の破断強度が１．０ｋｇｆ/ｃｍ^２以上となる樹脂組成物からなるものであるカードの製造方法。
   ［暴露試験方法：
   液面高さ５ｍｍ以上２０ｍｍ以下となるように下記溶剤ａを入れたシャーレ上に、
   溶剤液面から１０±１ｍｍとなるように厚み０．３１ｍｍのシートを配置することにより、シートを溶剤ａ揮発分に暴露させる。
   試験条件：暴露試験時間 １６８時間
   試験時の環境温度 ２５℃
   試験時の湿度 ４０％
   溶剤ａ：シクロヘキサノン]
2. 前記樹脂組成物がポリエステル樹脂を含むものである請求項１に記載のカードの製造方法。
3. 前記樹脂組成物がポリカーボネート樹脂を含むものである請求項１または２記載のカードの製造方法。
4. 前記ポリカーボネート樹脂のメルトフローレート［測定方法：ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８、測定条件：溶融温度３００℃、加重１．２ｋｇ］が３．０ｇ／１０ｍｉｎ以上１３．０ｇ／１０ｍｉｎ以下である請求項３記載のカードの製造方法。
5. 前記ポリエステル樹脂がポリエチレンテレフタレートのエチレングリコール成分１０〜７０モル％をシクロヘキサンジメタノールに置換してなる共重合ポリエステル樹脂である請求項２乃至４のいずれか１項に記載のカードの製造方法。
6. 前記コアシートの両側にオーバーシートを積層する工程３を有する請求項１乃至６記載のカードの製造方法。
7. 前記オーバーシートがポリエステル樹脂を含むものである請求項６記載のカードの製造方法。