JP2004171100A - 非接触ｉｃカード及び非接触ｉｃカード用基材 - Google Patents

Abstract

【課題】外観性と印字適性の優れた非接触ＩＣカードと非接触ＩＣカード用基材を提供する。
【解決手段】本発明の非接触ＩＣカード１は、ＩＣチップを装着したアンテナシートを、接着シート１３，１４とスペーサシート１５，１６を介して表裏の印刷シート２０，３０間に挟持し、熱圧プレスして一体の基体にする非接触ＩＣカードにおいて、表裏の印刷シートにポリエチレンテレフタレート樹脂製シートを使用し、かつ、アンテナシートの少なくとも突起のある側には、体積比率で２０〜３０％の微細な空洞を有する二軸延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂製のスペーサシートと溶融粘度２５００Ｐｏｉｓｅ（１９０°Ｃ）以下の接着シートを、印刷シートの間に設けてプレスラミネートしたことを特徴とする。
本発明のＩＣカード用基材は、スペーサシートに用いられる二軸延伸ＰＥＴ樹脂シートであって、微細な空洞を有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣチップとアンテナシートを内包する非接触ＩＣカードに関する。特に、アンテナシートを含む複数のシートをプレスラミネートして製造する非接触ＩＣカードにおいて、優れた外観品質を有すると共に、リライト記録層を有する場合に、その印字適性を改良したＩＣカードを企図するものである。
従って、本発明の利用分野は非接触ＩＣカードの製造や利用分野に関する。
【０００２】
【従来技術】
非接触ＩＣカードは、電磁誘導の原理により外部から電力と信号を非接触で得るため、カード内部にコイルを形成したアンテナシート（一般に「インレイ」ということもある。）を内包する。受送信する信号を処理し記憶するＩＣチップは、コイルアンテナに接続してアンテナシートに一体にして使用する場合と、基板付きのＩＣモジュールにしてカード表面に装着し、ＩＣモジュールとアンテナシートとを接続する場合とがある。
前者の場合は、ＩＣチップ（モジュール化する場合もある。）とコイルアンテナが共にカード基体内に埋設されているので、特に表面平滑性が低下し易い。
従来の非接触ＩＣカードの基材は、塩ビまたはＰＥＴやＰＥＴ−Ｇをプレスラミネートしたり、接着シートを貼り合わせして製造しているが、平滑性を高めるため塩ビを発泡したり、あるいは接着シートを発泡させたりしてＩＣチップやコイルアンテナによって生じるカード表面の凹凸を吸収する試みがされている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、ＩＣモジュールの外周部分に発泡樹脂を射出成形することにより発泡樹脂層を形成することが記載されているが、ＩＣモジュールの外周部分のみという限られた範囲であるため、ＩＣカードの全面を平滑にすることは困難と考えられる。
また、特許文献２では、アンテナコイルが内包する空気だまりを除去すべく、ＩＣチップ付きコイルアンテナのコイルが形成する円形の内側に納まる大きさのスペーサシートを挿入して熱プレスする非接触型ＩＣカードとその製造方法を提案しているが、ＩＣチップの凹凸形状まで吸収するのは困難と考えられる。
また、本願出願人による先の出願（特許文献３）は、ＩＣカード基材に、体積比率で２０〜３０％の微細な空洞を含有する二軸延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂シートを、表裏印刷シートとして使用することを提案している。
なお、微細な空洞を有する二軸延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂シートに関しては、特許文献４等がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１８３１９０号公報
【特許文献２】特開２００１−１０９８６３号公報
【特許文献３】特願２００２−１４８５９６号
【特許文献４】特開２００１−３４２２７３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記、先の出願（特願２００２−１４８５９６号）の技術によれば、アンテナシート上に実装されるＩＣチップやアンテナの突起を、ある程度吸収することができるが、それでもなお、カード表面には、多少の凹凸が生じていて、その平滑性は十分ではなかった。これらの凹凸は印刷絵柄に歪みを生じ、外観品質を低下するばかりか、特に、リライト記録層を有するカードでは、リライト印字適性を著しく阻害していた。
そこで、本願発明者は、非接触ＩＣカードのなお一層の平滑性を達成すべく研究して本発明の完成に至ったものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の要旨の第１は、ＩＣチップを装着したアンテナシートを、接着シートとスペーサシートを介して表裏の印刷シート間に挟持し、熱圧プレスして一体の基体にする非接触ＩＣカードにおいて、表裏の印刷シートにポリエチレンテレフタレート樹脂製シートを使用し、かつ、アンテナシートの少なくとも突起のある側には、体積比率で２０〜３０％の微細な空洞を有する二軸延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂製のスペーサシートと溶融粘度２５００Ｐｏｉｓｅ（１９０°Ｃ）以下の接着シートを、印刷シートの間に設けてプレスラミネートしたことを特徴とする非接触ＩＣカード、にある。
【０００７】
上記課題を解決する本発明の要旨の第２は、アンテナシートを基体内に埋設して設ける非接触ＩＣカードの表裏印刷シートとアンテナシート間に用いるスペーサシート用基材であって、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂内に体積比率で２０〜３０％の微細な空洞を有することを特徴とする非接触ＩＣカード用基材、にある。
【０００８】
【発明の実施の形態】
非接触ＩＣカードには各種の形態があるが、ＪＩＳおよびＩＳＯで規定するカード厚みとし、平滑なカード表面とするためには、ＩＣチップを装着したアンテナシートを、表裏のカード基材で挟持した形態とするのが一般的である。
アンテナは捲線を使用しないで、金属薄膜をエッチング形成するものでも、前記のようにシート表面から２０μｍ〜４０μｍの突起部を形成する。
アンテナの両端部に装着するＩＣチップはさらに、１５０μｍ〜３００μｍ程度もの厚み（突起）を有するので、アンテナシートは不可避的な突起または凹凸を有し、そのまま通常の表裏基材に挟んでプレスラミネートしたのでは、十分に平滑性の優れたＩＣカードは得られない。
【０００９】
本発明は、従来方法に起因する前記問題を解決すべく、以下の層構成とするものである。以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明のカードの層構成を示す分解断面図、図２は、本発明で使用するアンテナシートの平面図、図３は、図１の層構成をプレスラミネートした後の状態を示す表面側平面図、図４は、図３のＡ−Ａ線断面図、である。
【００１０】
アンテナシート１０は、図２のようにポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のシートに平面状のコイルアンテナ１１を有し、コイルアンテナ１１の両端部１１１，１１２にはＩＣチップ１２が装着されている。
コイルアンテナ１１は省略して図示しているが、カード基体の周囲（斜線のハッチングを施した部分）を数回周回するように形成される。当該コイルアンテナ１１は、シートにラミネートしたアルミ箔等にレジストを形成し、周知のフォトエッチング技術でコイル形状のみを残したものである。
なお、ＩＣチップに限らず、樹脂封止したＩＣモジュールでも良いが、以下、統一してＩＣチップと表現することにする。
【００１１】
カード基体を積層する場合は、図１のように、このアンテナシート１０と表裏の印刷シート２０，３０の間に、接着シート１３，１４とスペーサシート１５，１６が、それぞれ挿入される。表裏の印刷シートには、空洞を有しない通常の二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂製シートを使用する。
スペーサシート１５，１６のうち、少なくともＩＣチップ１２の突起のある側に面するスペーサシート１６には、微細な空洞を有する二軸延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂製のシートを使用する。微細な空洞により、熱圧プレスした際にアンテナシート１０の凹凸を吸収するためである。
アンテナシート１０の両面に微細な空洞を有する二軸延伸のＰＥＴ樹脂製シートを使用することも勿論構わない。図１の場合は、双方のスペーサシートに微細空洞を有する二軸延伸ＰＥＴ樹脂製シートを使用した例が図示されている。
【００１２】
スペーサシート１５，１６の微細な空洞は、体積比率で２０〜３０％の空洞を有することが好ましい。これにより、熱圧プレスした際にシート厚みの１０〜１５％が圧縮荷重によって収縮可能となる。ただし、横方向に対しては二軸延伸している影響もあり変位が殆ど生じない特徴がある。加熱によって横方向に流動する接着シートとは対照的である。
【００１３】
微細な空洞を有する二軸延伸ＰＥＴ樹脂製シートからなるスペーサシート１５，１６は、空洞を有するスペーサ・コア層１５ｃ，１６ｃとその両側のスペーサ・スキン層１５ｓ，１６ｓとからなっている。
スペーサ・スキン層１５ｓ，１６ｓ自体は、層間の熱融着性を考慮して非結晶性ポリエステル系樹脂（ＰＥＴ−Ｇ樹脂）を使用している。ＰＥＴ−Ｇ樹脂は、一般的には芳香族ジカルボン酸とジオールとの脱水縮合体であって、共重合ポリエステルの中でも特に結晶性が低く、実質的に非結晶性の芳香族ポリエステル樹脂からなるものをいう。
【００１４】
接着シート１３，１４を使用するのは、アンテナシートであるＰＥＴフィルムが熱融着性を有しないからであり、アンテナシート１０とスペーサシート１５，１６間を強固に接着する役割をする。これにはホットメルト系の接着シートを好適に使用できる。
本発明のカード層構成の場合、接着シートの溶融粘度は１９０°Ｃで２５００Ｐｏｉｓｅ以下であることが必要となる。プレスラミネート時の熱によって横方向に流動し、荷重によって厚み方向に圧縮されるスペーサシートと相まって、アンテナシートの凹凸を完全に吸収する効果を発揮するため、である。
【００１５】
スペーサシート１５，１６のＩＣチップ１２が当接または位置する部分には、貫通孔１５１，１６１が形成されていて、ＩＣチップの厚みを吸収できるようにされているが、接着シート１３，１４には貫通孔を設けない。貫通孔とＩＣチップ間の隙間を無くして凹みの発生を防ぐと共に、ＩＣチップ１２の突起部の接着を強固にするためである。
【００１６】
表裏の印刷シート２０，３０には、前記のように二軸延伸した白色ＰＥＴシートを使用する。一般に、表面側印刷シート２０には装飾的な表面印刷層２１がプレス前に印刷されることが多く、裏面側印刷シート３０には文字等の裏面印刷層３１がプレス後に印刷されることが多いが、それに限定されるものではない。
交通機関用途等の場合には、表面印刷シート２０面の一部または全面に感熱記録が可能なリライトシート２２が貼着される。リライトシートは透明であって表面印刷層２１の視認を妨げることはない。
リライトシートは、完成後はリライト記録層になり、サーマルヘッドにより、乗車区間や有効期間を明瞭に印字し、かつ使用済み後は消去して反復して利用することができる。その他、図示してないが昇華転写記録用の受像層を設けることや文字エンボスすることも自由である。
【００１７】
図１の層構成をプレスラミネートした後は、図３、図４のような非接触ＩＣカード１になる。図３は、表面側平面図であって、印刷絵柄２１Ｐと共に、リライト記録層に印字したリライト印字２２Ｐが視認できる。
図４は、図３のＡ−Ａ線断面図である。ＩＣチップ１２が接着シート１４により印刷シート３０に、接着シート１３により印刷シート２０に、それぞれ強固に接着している。また、ＩＣチップ１２が、カード基体のほぼ中央に位置することになるので、ＩＣチップの影響で外観を著しく損なうようなことはない。
図４において、アンテナシート１０が屈曲しているのは、ＩＣチップ部分のみであって、コイルアンテナ１１自体は平面部分にあるので、通信特性に影響することもない。貫通孔１５１，１６１は接着シート１３，１４の溶融やスペーサシート１５，１６の変形によりほぼ埋まった状態になっている。
【００１８】
スペーサシート１５，１６に使用するシートは上記のように体積比率で２０〜３０％の微細な空洞を有する二軸延伸ＰＥＴ樹脂シートを使用する特徴がある。
空洞は通常、微粒子を中心に持ち、シート面に平行な微細な円板形状を有している。このようなシートは、強圧を受けた部分の空洞が強く圧縮されるため、結果的に突起や凹凸形状を吸収することができる。
空洞含有率を３０％以下とするのは、３０％を超えると強度が不足しカード基材として不十分となるからである。また、２０％以上とするのは２０％未満では空洞の含有量が少なく凹凸や突起形状を十分に吸収できないからである。
このものは通常のＰＥＴシートよりも約２０％軽く、密度は１．１ｇ／ｃｍ^３ 程度である。
【００１９】
このような空洞の生成は、前記特許文献４にも記載するように、シートの成形工程において、ポリエステル中に無機微粒子を混合して延伸することにより粒子周辺に空洞を形成したり、ポリエステル樹脂と非相溶性の熱可塑性樹脂微小球等をポリエステル中に混合、分散させて、空洞形成の核として利用し、同様に延伸する方法が知られている。
後者の空洞形成剤としては、ポリプロピレン樹脂やポリメチルペンテン樹脂に代表されるポリオレフィン樹脂やポリスチレン系樹脂等が挙げられる。
【００２０】
【実施例】
図１、図２を参照して本発明の実施例を説明する。
（実施例）
＜アンテナシートの準備＞
厚み４０μｍのＰＥＴフィルムに、厚み２０μｍのアルミ箔を接着剤を介して貼り合わせ、このアルミ箔をエッチングすることで、コイルアンテナ１１を形成した。さらに、厚み３００μｍのＩＣチップ１２をコイルの両端と電気的に接続して実装し、カード内に内包するアンテナシート１０を完成した。
なお、ＩＣチップ１２は、厚み１７５μｍのＩＣチップに、補強板１００μｍ、異方導電性シート５０μｍを重ねて付加し、プレスラミの圧力を受けた後、総厚３００μｍとなったものである。
【００２１】
＜カード基体の製造＞
カード基体の層構成は、アンテナシート１０の表裏に、厚さ５０μｍの接着シート１３，１４、と、その外側に体積比率で２０〜３０％の微細な空洞を有する二軸延伸ＰＥＴ樹脂シートからなるスペーサシート１５，１６を使用した。
スペーサシート１５，１６は、それぞれ厚み１００μｍからなるスペーサ・コア層と、その両面にＰＥＴ−Ｇ樹脂からなる厚み４０μｍのスペーサ・スキン層を有する総厚１８０μｍからなるものである。
スペーサシート１５，１６のさらにその外側には、厚み１２５μｍの二軸延伸したＰＥＴ製印刷シート（東レ株式会社製造「ルミラー」）２０，３０を表裏が対称になるように配置した。カードの最表面側にのみ、厚み５０μｍのリライトシート２２を設けて、カードを利用した日付けなどを表示できるようにした。
これにより、都合８層の層構成となった。コイルアンテナ１１とＩＣチップの厚みを含めない使用材料の総厚は８００μｍである。
【００２２】
接着シート１３，１４には、アンテナシートのＰＥＴフィルムとスペーサシート１５，１６との接着適性を考慮して、ポリエステル系ホットメルト接着剤（溶融粘度２０００Ｐｏｉｓｅ：１９０°Ｃ）を採用した。
スペーサシート１５，１６には、アンテナシート上に実装したＩＣチップが貫通するように、予めＩＣチップ１２と同じ大きさ（約５ｍｍ×５ｍｍ）の貫通孔１５１，１６１を打ち抜いて設けたが、接着シート１３，１４には貫通孔を設けなかった。
【００２３】
スペーサシート１５，１６の外側に設ける印刷シート２０，３０には、二軸延伸したＰＥＴシートを使用した。このシートは空洞を含有していず、プレスラミネートの熱と圧力を受けても伸縮しない。
カード表側の印刷シート２０には、あらかじめ、インレイの配置に合わせた絵柄を印刷した。印刷はシルクスクリーン印刷した上にオフセット印刷を刷り重ねる方法で行なった。
【００２４】
アンテナシート１０と接着シート、スペーサシートの位置合わせは、アンテナシートと各接着シート、スペーサシートに設けた抜き穴をピンに嵌めることにより行った。
この８層からなる積層体をプレス機の熱板上に載置して、プレスラミネートした。プレス工程の条件は、熱板温度１２０°Ｃ、圧力２．０ＭＰａ、成形（加熱）時間２０ｍｉｎ．に設定して行った。
【００２５】
プレスによって一体化したシートから、絵柄に合わせてカード形状に打ち抜いた後、最後に裏側に絵柄印刷（裏面印刷層３１）を行った。印刷は表側と同様に、シルクスクリーン印刷の上にオフセット印刷を刷り重ねて行った。
このようにして総厚、０．８０ｍｍであって、リライト記録層付き非接触ＩＣカード１が完成した。出来上がったカードは平滑で絵柄の歪みがなく、外観品質に優れ、リライト印字適性も優れていた。
全体の製造工程も特に困難性を伴うものではなかった。
【００２６】
図５、図６を参照して本発明の比較例を説明する。
（比較例）
＜アンテナシートの準備＞
アンテナシートは実施例と同一の材料を使用し、同一厚みにして準備した。
【００２７】
＜カード基体の製造＞
カード基体の層構成は図５のように構成した。すなわち、アンテナシート１０の表裏に、厚さ５０μｍの接着シート３３，３４、その外側のカード表面側に厚さ１８０μｍのＰＥＴ−Ｇ製スペーサシート３５、カード裏面側に厚さ１８０μｍのＰＥＴ−Ｇ製スペーサシート３６、さらにその外側に厚さ１２５μｍの微細な空洞を有する二軸延伸ＰＥＴシート（東洋紡績株式会社製造「クリスパー」）を印刷シート４０，５０として配置し、カードの最表面側にのみ厚み５０μｍのリライトシート４２を設けた。
これにより、都合８層の層構成となった。コイルアンテナとＩＣチップの厚みを含めない使用材料の総厚は８００μｍである。
【００２８】
接着シート３３，３４には、実施例と同一の材料を採用した。
アンテナシート１０のＩＣチップが突出する側のスペーサシート３６と裏面側のスペーサシート３５には、アンテナシート上に実装したＩＣチップが貫通するように、予めＩＣチップ１２と同じ大きさ（約５ｍｍ×５ｍｍ）の貫通孔３５１，３６１を打ち抜きして設けておいた。
ただし、接着シート３３，３４には実施例と同様に貫通孔を設けなかった。
【００２９】
各層の位置合わせを実施例と同様にして行い、この８層からなる積層体をプレス機の熱板上に載置して、プレスラミネートした。プレス工程の条件は、実施例と同一にし、熱板温度１２０°Ｃ、圧力２．０ＭＰａ、成形（加熱）時間２０ｍｉｎ．に設定して行った。
【００３０】
プレスによって一体化したカード基体の表裏面に絵柄印刷を行い、最後に絵柄に合わせてカード形状に打ち抜いた。印刷は、シルクスクリーン印刷の上にオフセット印刷を刷り重ねて行った。
このようにして、図６断面図に示すような、総厚、８００μｍの非接触ＩＣカードが完成した。
【００３１】
比較例の非接触ＩＣカードでは、平均して１５μｍの凹凸が生じており、印刷絵柄にわずかな歪みを生じていた。また、リライト記録層の印字が部分的にかすれたり濃くなったりする現象が見られた。これに対し、本願発明にかかる実施例の非接触ＩＣカードの凹凸は、平均して５μｍ以下であり、印刷絵柄の歪みは全く無く、リライト記録層の印字むらも認められなかった。
なお上記において、平均の凹凸とは、複数のカードの段差量最大値（Ｈｍａｘ ）を触針式表面粗さ計で測定した値を意味する。
【００３２】
【発明の効果】
上述のように、本発明の非接触ＩＣカードでは、ＩＣチップがスペーサシートに設けた貫通孔に収まり、なおかつ、アンテナシートの突起は、プレスラミネート時の熱によって横方向に流動する接着シートと、荷重によって厚み方向に圧縮される空洞含有二軸延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂製のスペーサシートによって、完全に吸収される。
その結果、印刷シートの絵柄には歪みを生じないため、外観品質の優れた非接触ＩＣカードを製造できる。また、平滑で印字適性の優れたリライト記録層付きカードを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカードの層構成を示す分解断面図である。
【図２】本発明で使用するアンテナシートの平面図である。
【図３】図１の層構成をプレスラミネートした後の状態を示す表面側平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】従来の非接触ＩＣカードの層構成を示す分解断面図である。
【図６】図５の層構成をプレスラミネートした後の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 非接触ＩＣカード
１０ アンテナシート
１１ コイルアンテナ
１２ ＩＣチップ
１３，１４，３３，３４ 接着シート
１５，１６，３５，３６ スペーサシート
２０，３０，４０，５０ 印刷シート
２１，４１ 表面印刷層
２２，４２ リライトシート
３１，５１ 裏面印刷層

Claims (5)

1. ＩＣチップを装着したアンテナシートを、接着シートとスペーサシートを介して表裏の印刷シート間に挟持し、熱圧プレスして一体の基体にする非接触ＩＣカードにおいて、表裏の印刷シートにポリエチレンテレフタレート樹脂製シートを使用し、かつ、アンテナシートの少なくとも突起のある側には、体積比率で２０〜３０％の微細な空洞を有する二軸延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂製のスペーサシートと溶融粘度２５００Ｐｏｉｓｅ（１９０°Ｃ）以下の接着シートを、印刷シートの間に設けてプレスラミネートしたことを特徴とする非接触ＩＣカード。
2. スペーサシートにはＩＣチップの厚みを吸収する貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１記載の非接触ＩＣカード。
3. 最表面にリライト記録層を有することを特徴とする請求項１記載の非接触ＩＣカード。
4. アンテナシートを基体内に埋設して設ける非接触ＩＣカードの表裏印刷シートとアンテナシート間に用いるスペーサシート用基材であって、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂内に体積比率で２０〜３０％の微細な空洞を有することを特徴とする非接触ＩＣカード用基材。
5. スペーサシート用基材が、上記体積比率で２０〜３０％の微細な空洞を有する二軸延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂シートにＰＥＴ−Ｇ樹脂からなるスキン層を設けたことを特徴とする請求項４記載の非接触ＩＣカード用基材。

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