JP4599825B2

JP4599825B2 - インキ、それを用いたカード及びその製造方法

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Publication number: JP4599825B2
Application number: JP2003365778A
Authority: JP
Inventors: 泰大場; 敏文今井
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2003-10-27
Filing date: 2003-10-27
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2023-10-27
Also published as: JP2005126632A

Description

本発明は、例えばキャッシュカードやクレジットカード、ＩＤカード（身分証明書）、会員証、等に用いられる磁気記録媒体に関するものであり、高温中で保存する可能性のある車載用やコンピュータ等の家電製品内で使用された場合でも変形せず、更には、これらが使用後に廃棄された時により廃棄しやすいようにしたカードに関するものである。

従来から、キャッシュカードやクレジットカード、ＩＤカード等の分野においては磁気記録媒体が広く利用されており、その素材としては主にポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂や塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体が用いられており、特にポリ塩化ビニル樹脂が一般的である。ポリ塩化ビニル樹脂は物理的な機械特性や文字部のエンボス適性などが優れており、カード素材としては申し分なく最適な素材として現在も広く用いられている。

一般的なカードの製造方法としては白色の塩化ビニル（ＰＶＣ）基材にオフセット印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷等公知の印刷方法で印刷を施し、その両面に透明性の高いＰＶＣシート（オーバーシート）を積層した後磁気テープを転写し、加熱プレス機で熱融着によって一体化させ、所定サイズの金型で打ち抜いてカード形状にする。熱転写タイプの磁気テープは転写後にはカード表面より浮き出て段差を生じているが、加熱プレス機での熱融着時には埋め込まれ、カード表面と面一となる。

磁気カードにおける磁気テープの役割は、個人の持っている固有データを記録しておき、使用時には読みとることができる大事な役割を持つもので、もし、この磁気テープがカード表面と面一になっていないと、カードホルダーによる携帯や、リーダ／ライターによる繰り返し使用によりテープのエッジ部が破損、または欠損し使用不可能のカードとなってしまう恐れがある。

ちなみにＪＩＳＸ６３０１４．２．６で規定しているカード表面の状態は、「磁気ストライプの周囲それぞれから、６．３５ｍｍの領域には磁気ストライプに対する情報の正常な書き込み又は磁気ストライプに記録された情報の正常な読み取りを損なう恐れのある表面不連続部を設けないこと。更に、ＩＩ型においてはカードの下端から２４ｍｍ以上の範囲で０．０５ｍｍ以上のとつ部を設けないこと。・・・」とある。

ところで、塩化ビニル樹脂の持つ物性の欠点としては耐熱性の低いことがあげられる。一般的には塩化ビニル樹脂は約６０℃で軟化して変形するため、高温域でのアプリケーション、例えば家電用、車載用などには適していなかった。最近、磁気記録媒体はキャッシュカードやクレジットカード、ＩＤカード等の分野に留まらず、接触式のＩＣチップを埋め込んだ磁気ストライプ付きＩＣカードやアンテナとＩＣモジュールを組み込んだ磁気ストライプ付き非接触ＩＣカード、又はそれら全てを持ち合わせたカードなど種々あり、アプリケーションとしては、電子財布や定期券、テレホンカード、免許証、車載カードなどがあげられ、こういったカードに用いる素材には従来のカード以上に屈曲性、スクラッチ強度、引っ張り強度などの強度や、保存特性、耐熱性、耐薬品性等の耐性を含めた高い信頼性が求められている。

また、ポリ塩化ビニル樹脂は物性や加工性、経済性が優れる反面、使用後廃棄する際、特に焼却時の塩化水素ガスを発生させ炉を傷めて寿命を縮めたり、ダイオキシンとの関連性は明確にはなってはいないものの、この問題でドイツ、北欧などをはじめ各国で脱ＰＶＣの動きが活発になってきており、国内でも建材分野や産業資材分野ではその流れにある
。

そこで、その他の樹脂を用いる考えもあり、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアクリル樹脂等のハロゲンを含まない熱可塑性樹脂があるが、これらの樹脂は単体ではカード状にはなるが物性が塩化ビニル樹脂とはかなり異なる為工夫が必要となってくる。

一方、ポリエステル樹脂の一種であるポリエチレンテレフタレートは、テレフタル酸とエチレングリコールを重縮合してできるが、シート製造工程中での延伸配向・熱固定によって結晶性が増したり、延伸の代わりに結晶核剤を添加することで結晶性の高い、高強度のシートができる。しかしながら、未延伸の状態やテレフタル酸とイソフタル酸を使った系では結晶性の低い低結晶性シートができ、また、テレフタル酸とシクロヘキサンジメタノール及びエチレングリコールとの共重合体から作られるシートも低結晶性のシートである。

インキ中のバインダー樹脂にポリ塩化ビニルを用いた場合、印刷後の印刷物の燃焼時に塩化水素ガスが生じるため、環境適性上の課題があった。

また、磁気カードやＩＣカード、また社員証、会員証等のカード基材上の印刷層に、前述のバインダー樹脂にポリ塩化ビニルを用いたインキを用いた場合、そのカードの燃焼時に塩化水素ガスが生じるため、環境適性上の課題があった。

これまでカード基材にポリ塩化ビニルが広く用いられてきたが、ポリ塩化ビニルは焼却時に塩化水素ガスが発生する可能性が高く、カード基材の非塩ビ化が求められ、そこで塩ビ代替えとしてテレフタル酸と、シクロヘキサンジメタノール及びエチレングリコールとの共重合体、テレフタル酸とイソフタル酸及びエチレングリコールとの共重合体、又はその共重合体とポリカーボネート及び、またはポリアリレートとのポリマーアロイからなる非晶性ポリエステル等が用いられてきたが、これらを用いても、印刷層に用いるインキ中のバインダー樹脂にポリ塩化ビニルを用いた場合、印刷後の印刷物の燃焼時に塩化水素ガスが生じるため、環境適性上の課題があった。

このようにカードの燃焼時に塩化水素ガスが発生する可能性が指摘され、塩化水素ガス発生を大きく防ぐ手法が求められてきた。

本発明はかかる課題を解決するものであり、請求項１に係る本願発明においては絵柄印刷層、磁気記録部を隠蔽する隠蔽層、または保護層のうち少なくともいずれか一層が、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂と水酸化カルシウムを主成分とする消石灰と溶剤を含んだスクリーンインキで印刷されてあることを特徴とするカードを提供するものである。

また、請求項２に係る本願発明においては、前記カードに用いる基材シートは、ポリ塩化ビニル、またはテレフタル酸と、シクロヘキサンジメタノール及びエチレングリコールとの共重合体、テレフタル酸とイソフタル酸及びエチレングリコールとの共重合体、又はその共重合体とポリカーボネート及び、またはポリアリレートとのポリマーアロイからなる非晶性ポリエステルのいずれかが主成分に用いてあることを特徴とする請求項１記載のカードを提供するものである。

また、請求項３に係る本願発明においては、ＩＣモジュール、磁気記録層、又は可逆性感熱記録層の少なくとも一つ以上の情報記録手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載のカードを提供するものである。

この消石灰は、焼却時に焼却炉中で発生する塩化水素ガスと効率良く反応し、無害である塩化カルシウムを生じる。このように印刷後の印刷物の焼却時に、塩化水素ガスの発生を防ぐことができるインキ、そのインキを用いて作製されたカード、及びカードの製造方法を提案するものである。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

図１に、本発明のインキを用いたカード構成の一例である概略断面図を示す。

本発明においてインキに用いる樹脂は図１は、ポリ塩化ビニルであるが、他に塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、その他ビニル系樹脂を含む。

また、本発明におけるカード基材シートに用いる樹脂は図１はポリ塩化ビニルであるが、非晶性ポリエステル樹脂は、ポリエチレンテレフタレート、又はポリエチレンテレフタレートとポリカードネート及び、またはポリアリレートとのポリマーアロイも含む。

その他、エチレングリコールとシクロヘキサンジメタノールをテレフタル酸と共重合させた非晶性ポリエステルも含む。

本発明における非晶性ポリエステルシート及び耐熱シート層は各々押し出し法によりシート化することができる。

次に、本発明におけるカード素材を用いたカード製造方法には、加熱プレス機による溶融ラミネート方式がある。溶融ラミネート方式は、印刷された基材の両面に透明な保護シートを積層するが、その際両面の保護シートの種類は異なっていてもよい。溶融ラミネート方式は一回り大きい鏡面板で挟み込み、その後加熱溶融プレスによりカード素材を一体化する方法である。

この時に用いる鏡面板は、ニッケル−クロムメッキした銅板、表面を研磨したステンレス板、表面を研磨したアルミ板などを用いることができる。また、基材への印刷は、紙やプラスチックフィルムの場合と同じ方法、すなわち、オフセット印刷法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法等の公知の印刷法で文字或いは絵柄を印刷することができる。

溶融ラミネート後、カード素材を鏡面板から剥がし、片刃またはオス−メスの金型による打ち抜きでカード形状に打ち抜き、カード基材とする。

このカード基材には、例えば磁気記録層を設けることもでき、カード基材の片面あるいは両面に、従来から用いられている熱転写タイプの磁気テープを転写したり、或いは、カード基材に直接磁気記録層を印刷する方法が用いられる。

通常、カード形状になった後は、エンボッサーにより浮き文字をエンボスし、その文字の上に熱転写箔によりティッピングして色付けしたり、磁気記録層に磁気情報をエンコードしたり、場合によっては顔写真やバーコード等を転写しカードを仕上げる。そして、文字、絵柄印刷層の摩耗等の耐性を向上させる目的で保護層を設けることもできる。

上記の樹脂だけではカードとしての種々の物性が十分ではないため、これらの樹脂に各種フィラー、及び添加剤を添加、混練することによる樹脂の改質ができる。これらの樹脂に添加するフィラーは例えば、無定型フィラー内に重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、天然シリカ、カオリン、クレー、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、アルミナ、水酸化マグネシウム等が添加、混練でき、また、板状フィラー内に例えばタルク、マイカガラスフレーク等が添加、混練でき、針状フィラー内に、例えば、ウォラストナイト、チタン酸カリウム、塩基性硫酸マグネシウム、セピオライト、ゾノトライト、ホウ酸アルミニウム等が添加混練できる。中でも樹脂に入れる白色顔料としては酸化チタンなどがよく用いられる。またエンボス加工性などをあげるためにタルクがよく利用される。前記フィラーを混練させることにより、剛度をはじめとして、耐久性、耐熱変形性、成形加工性、耐衝撃強度、寸法安定性、等の特性が改良できる。前述のフィラーは単体で添加することができるが、数種で同時に添加することもできる。目標の物性値によって、フィラーを選択して使用している。

カード用基材シートにはポリ塩化ビニルが広く用いられてきているが、ポリ塩化ビニルは塩素を含み、焼却時に塩化水素ガスが発生する可能性が高く、またこの塩化水素ガスが原因でダイオキシンが発生する可能性も指摘されてきた。

そこでカードの基材に非塩ビ基材シートを用いることが考えられ、塩ビ代替えとして前述のようなポリエステルを主成分とする樹脂があげられ、これまでにカードに用いられてきた。

ところでこのようなカード基材への印刷法は、前述の通りであるが、それに用いるインキは、これまで、バインダー樹脂にポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、又はエポキシ樹脂等が多く使われていた。

前述の通り、ポリ塩化ビニルは塩素を含み、焼却時に塩化水素ガスが発生する可能性が高く、またこの塩化水素ガスが原因でダイオキシンが発生する可能性も指摘されてきた。また、塩素を含まないアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、又はエポキシ樹脂等でも燃焼条件によっては、塩化水素ガスの発生する可能性が指摘され、他の手法で塩化水素ガスの発生を防ぐ方法が求められてきた。

その対策として、本発明（図１）では、消石灰を添加した樹脂をバインダーに用いたインキにより印刷を行う。消石灰は、水酸化カルシウムと酸化カルシウムのいずれかが主成分である。これらは焼却時に発生する塩化水素ガスと効率よく反応し、塩化カルシウムとなる。その反応式は、Ｃａ（ＯＨ）₂＋２ＨＣｌ→ＣａＣｌ₂＋２Ｈ₂Ｏとなる。

生成する塩化カルシウムは、焼却炉中の高温度条件下でも分解しない。また、この塩化カルシウムは、融雪剤や、食品添加剤として使われており、無害である。また、未反応の水酸化カルシウム（消石灰）は、畑などの土壌改良剤として使われており、これも無害である。

本発明は、このような燃焼時に生じる可能性の高い塩化水素除去能を持つバインダー樹脂を用いたインキ、そのインキにより作製されたカード及びその製造方法、についてであるが、塩化水素の発生を防ぐため、酸性雨の原因であるＳＯ_X、ＮＯ_X等の酸性ガスを減少させることもできる。また、焼却炉壁の酸性物質による劣化も防止できるエコロジカルな発明と言うことができる。

（実施例１）
図１で実施例１のカードの断面図を示す。

初めに塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂ペレットと水酸化カルシウムが主成分である消石灰及び溶剤としてシクロヘキサノンを重量％で２０／５／７５の割合で溶解させスクリーンインキのワニスを作製した。この作製したスクリーンインキに、銀顔料としてアルミニウムペーストを前記ワニスに対して重量部で８％混合させ、銀インキを作製した。

次に、この作製したインキにより、厚０．６ｍｍの白色非晶性ポリエステル（ＰＥＴＧ）シート１（三菱樹脂（株）：ＷＨＩ）の表裏面に、絵柄印刷層を２、３をスクリーン印刷により施した。そのシート１の表面に磁気テープ４を転写した厚み０．１ｍｍの透明非晶性ポリエステル（ＰＥＴＧ）シート５（三菱樹脂（株）：ＣＨＩ）を、裏面にも同じシート６を重ね、表面を平滑にしたステンレス板で挟み込み、１３０℃で３０分間圧着熱融着させて冷却固化させた。その後カード形状に打ち抜いてカード化した。

このカードは、印刷層の樹脂中に消石灰が混合されているため、焼却燃焼時に生じる塩化水素ガスの８０％以上を、無害である塩化カルシウムに反応させた。

実施例１のカードは、ポリエステルが主成分の基材シートと、印刷層が消石灰を含んだ塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂で構成されているため、焼却燃焼時に生成する塩化水素ガスの８０％以上を塩化カルシウムに反応させた。この反応生成物である塩化カルシウムは、無害である。

（比較例１）
図２に、比較例１のカードの断面図を示す。

初めに、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂ペレットと溶剤のシクロヘキサノンを重量％で２０／８０の割合で溶解させスクリーンインキのワニスを作製した。この作製したスクリーンインキに、銀顔料としてアルミニウムペーストを前記ワニスに対して重量部で８％混合させ、銀インキを作製した。

次に、この作製したインキにより、厚０．６ｍｍの白色非晶性ポリエステル（ＰＥＴＧ）シート７（三菱樹脂（株）：ＷＨＩ）の表裏面に、絵柄印刷層を８、９をスクリーン印刷により施した。そのシート７の表面に磁気テープ１０を転写した厚み０．１ｍｍの透明非晶性ポリエステル（ＰＥＴＧ）シート１１（三菱樹脂（株）：ＣＨＩ）を、裏面にも同じシート１２を重ね、表面を平滑にしたステンレス板で挟み込み、１３０℃で３０分間圧着熱融着させて冷却固化させた。その後カード形状に打ち抜いてカード化した。

比較例１のカードは、実施例１と同様にポリエステルが主成分の基材シートからなる。しかし印刷層に消石灰を含んでいない塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂系のインキにより構成されているため、焼却燃焼時には塩化水素ガスが生じた。この塩化水素ガスは、そのものが有害であるが、そのガスをもとにダイオキシンが発生する可能性も高いとされる。

本発明は、本発明は、例えばキャッシュカードやクレジットカード、ＩＤカード（身分証明書）、会員証、等に用いられる磁気記録媒体への応用が挙げられる。

本発明の実施例１のカードの断面を示す説明図である。本発明の比較例１のカードの断面を示す説明図である。

符号の説明

１、７・・・白色非晶性ポリポリエステル（ＰＥＴＧ）シート
５、６、１１、１２・・・透明非晶性ポリポリエステル（ＰＥＴＧ）シート
２、３・・・消石灰が混合されたインキにより印刷された絵柄、文字印刷層
８、９・・・消石灰が混合されていないインキにより印刷された絵柄、文字印刷層
４、１０・・・磁気記録層

Claims

絵柄印刷層、磁気記録部を隠蔽する隠蔽層、または保護層のうち少なくともいずれか一層が、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂と水酸化カルシウムを主成分とする消石灰と溶剤を含んだスクリーンインキで印刷されてあることを特徴とするカード。
前記カードに用いる基材シートは、ポリ塩化ビニル、またはテレフタル酸と、シクロヘキサンジメタノール及びエチレングリコールとの共重合体、テレフタル酸とイソフタル酸及びエチレングリコールとの共重合体、又はその共重合体とポリカーボネート及び、またはポリアリレートとのポリマーアロイからなる非晶性ポリエステルのいずれかが主成分に用いてあることを特徴とする請求項１記載のカード。
ＩＣモジュール、磁気記録層、又は可逆性感熱記録層の少なくとも一つ以上の情報記録手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載のカード。