JP2009258793A - Ｉｃカード基材 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＩＣカード素材として当然に要求される製造段階での印刷適性、低反り性、エンボス加工性、熱融着性、平滑性を併せて具備し、且つ、ＩＣカードを使用する段階で問題となっているＡＴＭでの繰り返し使用や、ＩＣカードの携帯時に受ける種々の外部応力により従来の素材では発生し易かったクラック、割れ等の材料強度に関する不具合に関して大幅に改善され、耐割れ性、耐衝撃性にも優れたＩＣカード用の多層フィルムを提供する。
【解決手段】 ポリエステル系樹脂よりなる層(Ａ)、ポリアミド系樹脂よりなる層(Ｂ)、ポリエステル系樹脂よりなる層(Ｃ)の少なくとも３層より構成されてなる多層フィルムを提供する。この多層フィルムに於いて、ポリアミド系樹脂が脂肪族系ポリアミド樹脂であって且つ、共重合体であることが好ましい。
【選択図】 なし

Description

本発明は、ＩＣカードに使用されるカード基材、特にコアシートに積層して用いるオーバーシートとして好適な多層フィルムに関する。

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において、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きている。

ＩＣカードには、記録媒体の読みとり方法により接触型のものと非接触型の２種類に分けられるが、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さ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カードの製造方法としては、コアシートに埋設穴を切削加工したり、コアシートとオーバーシートとの間にスペーサーを挟むことで埋設スペースを確保し、この上にオーバーシートを積層し熱プレスすることでＩＣモジュールを埋設する方法が主流となっている。しかしながら、ＩＣモジュールを埋設する部分は切削加工により構造的にコア材の厚みが薄くなる。また、スペーサーを使用する場合でもＩＣモジュールの設置部分の厚みはその他の部分に比較して相対的に薄くなる。このような状態で、例えば、キャッシュカードなどの金融系のＩＣカードを繰り返し自動現金支払い機(以下、ＡＴＭと称する)に入れた場合、ＩＣカードに掛かる応力によりＩＣモジュール部付近を中心にＩＣカードにクラックが発生したり、ＩＣカード本体の割れの発生による不具合が大きな問題となっている。

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１)

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２)

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、これまでＩＣカード用に使用されてきた素材の中で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コアシート、及びオーバーシート用の材料開発は未だになされていない。

特願２０００−８９４０３ 特開２００５−８４９３１

本発明の目的は、ＩＣカード素材として当然に要求される製造段階での印刷適性、低反り性、エンボス加工性、熱融着性、平滑性を併せて具備し、且つ、ＩＣカードを使用する段階で問題となっているＡＴＭでの繰り返し使用や、ＩＣカードの携帯時に受ける種々の外部応力により従来の素材では発生し易かったクラック、割れ等の材料強度に関する不具合を大幅に改善し、耐割れ性、耐衝撃性にも優れたＩＣカード用の多層フィルムを提供することにある。

本発明者は前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた。その結果、ポリエステル系樹脂組成物よりなる層(Ａ)とポリアミド系樹脂よりなる層(Ｂ)、ポリエステル系樹脂組成物(Ｃ)を順次配置した少なくとも３層より構成されることを特徴とするプラスチック製カード用の多層フィルムにより前記課題を解決し得るとの知見を得て本発明を完成するに至った。

従来、ＩＣカード用の材料としては、非結晶性の芳香族ポリエステル系樹脂組成物やポリカーボネート系樹脂組成物を適宜、混合した単層シートや、若しくは、これらを多層構成に組み合わせたものが一般的であった。しかしながら、前記の通りＩＣカードの使用中に発生しうる外部からの応力に対して十分な強度を備えず、クラックや割れを生じてＩＣカードの機能を毀損するといった重大な品質上の問題が発生している。
本発明では、ポリアミド系樹脂、特に脂肪族系ナイロン樹脂であって共重合体よりなる樹脂をポリエステル系樹脂層２層の間の中間層として用いることにより、ＩＣカードに必要な耐衝撃性、耐割れ性などの物理的、機械的な強度において、非結晶性の芳香族ポリエステル系樹脂組成物やポリカーボネート系樹脂組成物に比べ著しく優れることを見いだした。

従来、ポリエステル系樹脂とポリアミド系樹脂を積層し、必要な層間接着強度を得ることは困難であり、これまでのところかかる層構成において層間の接着強度に優れた多層フィルムの提案はみられない。本発明の好ましい態様では、ポリエステル系エラストマー樹脂を接着剤として用い、ポリアミド樹脂、特に脂肪族系ナイロン樹脂であって共重合体よりなるナイロン樹脂とポリエステル系樹脂との層間接着強度を改善することができる。 本発明の多層フィルムではポリアミド系樹脂よりなる層(Ｂ)をクラックや割れに対する機能性樹脂層として有し、且つ、ＩＣカード材料として要求される印刷適性、熱融着性を隣接するポリエステル系樹脂層(Ａ，Ｃ)に機能付与した。また、この様な層構成とすることでＩＣカードの低反り性をも実現し、エンボス加工性にも何ら問題が生じないとの知見を新たに得て前記の種々の課題を解決するに至った。

本発明によれば、ＩＣカード素材として当然に要求される製造段階での印刷適性、低反り性、エンボス加工性、熱融着性を併せて具備し、且つ、ＩＣカードを使用する段階で問題となっているＡＴＭでの繰り返し使用や、ＩＣカードの携帯時に受ける種々の外部応力により従来の素材では発生し易かったクラック、割れ等の材料強度に関する不具合が大幅に改善され、耐割れ性、耐衝撃性にも優れたＩＣカード用の多層フィルムが得られる。

本発明の多層フィルム形態の一具体例をより詳しく説明する。
即ち、この多層フィルムは、ポリエステル系樹脂よりなる層(Ａ)、ポリアミド系樹脂よりなる中間層(Ｂ)、ポリエステル系樹脂よりなる層(Ｃ)の少なくとも３層より構成されてなる多層フィルムであって、ポリアミド系樹脂が脂肪族系ナイロン樹脂或いはその共重合体であることを特徴とする多層フィルムである。ポリエステル系樹脂層(Ａ)及び(Ｃ)は同一であってもよく異なっていてもよい。

(ポリエステル系樹脂)
本発明に用いられるポリエステル系樹脂は、多価カルボン酸(ジカルボン酸)とポリアルコール(ジオール)との重縮合若しくは、エステル交換反応等により得られる化合物である。本発明に用いられるポリエステル樹脂の多価カルボン酸としては、例えば、テレフタル酸 (以下、ＴＰＡとする)、２，６−ナフタレンジカルボン酸（以下、ＮＤＣとする）などがある。また、ポリアルコールとしては、エチレングリコール (以下、ＥＧとする)、 １,３-プロパンジオール (以下、ＰＤＯとする)、１,４-ブタンジオール(以下、ＢＤＯ) 、１,４-シクロヘキサンジメタノール(以下、ＣＨＤＭとする)があり、これらを適宜、組み合わせて合成されたポリエステル系樹脂を指すが、具体的にはＴＰＡとＥＧを主成分とするもの(以下、ＰＥＴとする）、さらにはポリアルコール成分としてＣＨＤＭを共重合させたグリコール変性ポリエチレンテレフタレート樹脂としてＰＥＴ−Ｇ、ＰＣＴ−Ｇなどがある。また、ＴＰＡとＢＯＤよりなるポリブチレンテレフタレート(以下、ＰＢＴとする）、ＮＤＣとＥＧからなるポリエチレンナフタレート(以下、ＰＥＮとする）、ＮＤＣとＢＤＯからなるポリブチレンナフタレート（以下、ＰＢＮとする）なども挙げられる。本発明ではこれらの樹脂を単独で、或いは２種以上を混合して用いてよい。
本発明の多層フィルムにおいて、ポリエステル系樹脂層(Ａ)(Ｃ)の厚みは１〜２５０μｍが好ましい。層厚がこれより薄いとカードエンボス時に割れが発生し、一方、この範囲より厚いとエンボスカールが大きくなる。

(ポリアミド系樹脂)
本発明に中間層として用いられるポリアミド系樹脂としては、共縮重合反応により合成された脂肪族系ポリアミド樹脂(以下、ナイロン樹脂とする)が好ましく用いられる。このようなナイロン樹脂としては、ジアミンとジカルボン酸の共縮重合反応で合成された、例えば、ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸よりなるナイロン６６樹脂、ヘキサメチレンジアミンとセバシン酸よりなるナイロン６１０樹脂、ヘキサメチレンジアミンとテレフタル酸よりなるナイロン６Ｔ樹脂、ヘキサメチレンジアミンとイソフタル酸よりなるナイロン６Ｉ樹脂、ノナンジアミンとテレフタル酸よりなるナイロン９Ｔ樹脂、メチルペンタジアミンとテレフタル酸よりなるナイロンＭ５Ｔ樹脂、カプロラクタムとラウリルラクタムよりなるナイロン６１２樹脂などがある。
また、これらとωアミノ酸の重縮合反応に由来する、例えば、ε-カプロラクタムよりなるナイロン６、ウンデカンラクタムよりなるナイロン１１、ラウリルラクタムよりなるナイロン１２との共重合によるものであってもよく、たとえばナイロン６とナイロン６６の共重合体、ナイロン６とナイロン６６、ナイロン１２の３元共重合体などが挙げられる。本発明ではこれらの樹脂を単独で、或いは２種以上を混合して用いてよい。
本発明の多層フィルムにおいて、かかるポリアミド系樹脂層(Ｂ)の厚みは１〜２５０μｍである。ポリアミド系樹脂層の厚みがこれより薄いと必要な耐割れ性、耐衝撃性が得られないことがある。また、前記の範囲よりも厚くなるとＩＣモジュールを埋設するための穴の切削加工に支障を来たすことがある。また、エンボス加工性にも印字に所定の高さが得られないといった問題が出てくる。

(接着樹脂)
前記ポリアミド系樹脂層と中間層とを積層するには接着層を介在させて積層するのが好ましい。かかる接着層に用いられる樹脂としては、ナイロンと良好に接着すること、また、熱プレス温度で適度なクッション性を有すると共に積層フィルムの端面から流出することのない樹脂が好ましい。接着層の樹脂は特に限定されるものではないが、融点８０〜２２０℃の樹脂が好ましい。融点が８０度未満であるとプレス時に接着層が染み出し、所定のカード厚みが得られない。一方、融点が２２０℃以上であると通常のプレス温度(１００〜１６０℃)では接着できない。また、接着層の厚みは特に限定されない。
このような接着層に用いる材料としては、無極性のポリオレフィンに極性基を導入した材料、例えばマレイン酸、フマル酸、イタコン酸などの二塩基性不飽和脂肪酸またはこれらの無水物をグラフトさせたもの、あるいはポリエチレン、ポリプロプレン等のαオレフィン系重合体、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン等を共重合体成分として有するαオレフィン系共重合体、あるいはポリエステル系エラストマーを単独あるいは複数併用してもよい。これらの中でも特にポリエステル系エラストマーが好ましい。
具体的には、高融点ポリエステルセグメント(以下、ハードセグメントという。)と低融点重合体セグメント(以下、ソフトセグメントという。)とからなるブロック共重合体であって、通常８０℃以上の結晶融点を有するものである。ハードセグメントは、その構成成分だけで高重合体を形成した場合の融点が１５０℃以上であるのが望ましく、このようなハードセグメントを構成するポリエステルは、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸、ビス安息香酸、ビス（ｐ−カルボキシフェニル）メタン、４，４−スルホニルジ安息香酸等の芳香族ジカルボン酸残基とエチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、２，２−ジメチルトリメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、ｐ−キシレングリコール、シクロヘキサンジメタノール等のジオール残基とからなるポリエステル、これらジカルボン酸及びジオールのそれぞれを２種類以上を反応させたコポリエステル、ｐ−(βーヒドロキシエトキシ)安息香酸、ｐ−オキシ安息香酸等のオキシ酸及びそれらの残基から誘導されるポリエステル、ポリピバロラクトンなどのポリラクトン、１,４−ビス(４,４’−ジカルボキシジフェノキシ)エタンなどの芳香族エーテルジカルボン酸の残基と前述のジオール残基とからなるポリエーテルポリエステル、更に以上述べたジカルボン酸、オキシ酸、ジオール類などを任意の組成比で含む共重合ポリエステル類が挙げられる。本発明においては、芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとからなるポリエステルが望ましく、特にポリブチレンテレフタレートが好ましい。

ポリエステルエラストマーを構成する一方の成分、ソフトセグメントは、ポリエステルエラストマーの中で常温で実質的に非晶の状態を示すものであり、そのセグメント構成成分のみで測定した場合の融点又は軟化点が、８０℃以下のものをいい、その数平均分子量は４００〜６０００の範囲が適当である。

代表的なソフトセグメント構成成分としては、例えば、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール等のポリオキシアルキレングリコール類又はこれらの混合物；更にはアルキレンオキサイドの２種以上を共重合した共重合ポリオキシアルキレングリコール類；炭素原子数２〜１０の脂肪族又は脂環族グリコールと炭素原子数２〜１２の脂肪族又は脂環族ジカルボン酸からなる、例えば、ポリエチレンアジペート、ポリテトラメチレンアジペート、ポリエチレンセバケート、ポリネオペンチルセバケート、ポリテトラメチレンドデカネート、ポリテトラメチレンアゼレート、ポリヘキサメチレンアゼレート等のポリエステルグリコール；ポリ−ε−カプロラクトン等の開環重合し、末端を水酸基にした脂肪族ポリエステルグリコール；上記ポリオキシアルキレングリコール類と二塩基酸とからなるポリエステルグリコール；脂肪族又は脂環族ジカルボン酸の２種以上と脂肪族或いは脂環族グリコール又はポリオキシアルキレングリコール類の２種以上を用いて得られる共重合ポリエステルグリコール等を挙げることが出来る。これらソフトセグメントの内でも、本発明においては、ポロオキシテトラメチレングリコール、ポリ−ε−カプロラクトンが好ましく、特にポリオキシテトラメチレングリコールを使用するのが好ましい。

(添加剤)
また、本発明の多層フィルムのポリエステル樹脂(Ａ)及び(Ｃ)には、必要に応じて滑り性やブロッキングを防止する目的で適宜、公知の滑剤や添加剤を付与してもよい。その場合、本発明はこれらに限定されるものではないが好ましい例としてはオレイン酸アミド、エルカ酸アミド、高級脂肪酸、多価アルコール脂肪酸エステル等の有機系滑剤、シリカ、ゼオライト、炭酸カルシウム等の無機系滑剤を挙げることができる。また、その添加量としては０.１〜５重量％が好適であり、通常マスターバッチの形で加える。

(製膜方法)
本発明の多層フィルム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多層フィルムの製造法をいずれも用いることができる。
このようにして得られた本発明の多層フィルムは、当て板／オーバーシート／コアシート／オーバーシート／当て板のプレス構成にてカードを作成する。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。

(ＩＣカードの製造法)
本発明の多層フィルムはカード基材、特にコアシートに対し表面側に用いられるオーバーシートとして好適である。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。本発明の多層フィルムを用いてＩＣカードを製造するには、公知の多層フィルムの場合と同様の製造法を使用してよい。従来のＩＣカードにおいて、ＩＣモジュールはカード基材と異なる材料から構成されている。このようなＩＣモジュールをカード基材中に埋設する方法としては、例えば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モジュールを埋設し、このコア層の両面にカード基材であるオーバーシートを積層する。

つぎに実施例及び比較例に基づき本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。多層フィルムの製造に使用した原料樹脂はつぎのとおりである。
ポリエステル系樹脂層(Ａ)：
共重合PET（PETG）：
イーストマンケミカルジャパン(株)製、イースターコポリエステル GN071
ポリカーボネート樹脂(ＰＣ)：
三菱エンジニアリングプラスチック(株)製、ユーピロン E2000N
接着層：
熱可塑性エラストマー樹脂(共重合ＰＢＴ樹脂)共重合成分ポリオキシテトラ
メチレングリコール(ＰＴＭＧ）：三菱化学(株)製、プリマロイ−ＡＰ ＧＫ320
変性ポリオレフィン樹脂(マレイン酸変性ポリエチレン樹脂）：
三菱化学(株)製、モディックF515Ａ
中間層(Ｃ)：
ナイロン６樹脂：宇部興産(株)製：宇部ナイロン 1030B
ナイロン6,6樹脂：宇部興産(株)製：宇部ナイロン 5033B
ナイロン６,６６,１２樹脂：宇部興産(株)製：宇部ナイロン 6434B

［実施例１〜６及び比較例１及び２］
（試料調製）
実施例１〜２、比較例１では、３台の押出機に表１に示す各組成のポリマーを供給し、３層ダイス(２６０℃)より共押出して所定の厚さのオーバーシートを作成した。
実施例３〜６では、5台の押出機に表１に示す各組成のポリマーを供給し、５層ダイス(２６０℃)より共押出して所定の厚さのオーバーシートを作成した。
比較例２では、１台の押出し機に表１に示すポリマーを供給し、単層ダイス(２６０℃)より共押出して所定の厚さのオーバーシートを作成した。
このようにして得られた各シートをオーバーシートとして用い、ＰＥＴＧ樹脂、酸化チタン、タルクからなる樹脂組成物からなるシート(厚さ３１０μm)をコアシートとして用いて積層した。積層にあたっては、当て板／オーバーシート／コアシート／オーバーシート／当て板のプレス構成にて５段型プレス機によりプレスした。プレスにあたっては昇温２０℃/minにて１１０℃まで昇温した。ついで、同温度にて１分間保持し、その後、３分間で常温まで冷却した。次にこれを取り出し評価した。なお、評価はJIS規格(JISX6301、JISX6302-1）に準拠し、以下のような項目と基準で行った。結果を表１に示す。

（評価項目）
接着強度
接着強度はコアシートとオーバーシートとの融着性を評価した。
各符号は以下のとおりである。×を不合格とし、それ以外を合格とした。
◎：接着強度が１５N/cm以上
○：接着強度が１０N/cm以上１５N/cm未満
×：接着強度が１０N/cm未満
カール性
カール性は「JISX6302-1規格の識別カード−記録技術−第1部：エンボス」に準拠し、カード形状に打ち抜いた後、日本データカード社製のエンボッサー「DC9000」を用い、4行の文字をエンボス加工して、カールの高さを測定した。各符号は以下のとおりである。
×を不合格とし、それ以外を合格とした。
○：カード厚みを含めて2.5mm未満
×：カードの厚みを含めて2.5mm以上
割れ耐久性
割れ耐久性の評価方法はISO/IEC10536-1に基づいて、長辺方向たわみ20mmを30回/分×250回、短辺方向たわみ10ｍｍを30回/分×250回、長辺の裏側、短辺の裏側についても同様に行い、４つの試験方向のそれぞれで250回曲げを行った後、ひび割れが生じているか確認した。各符号は以下のとおりである。×を不合格とし、それ以外を合格とした。
◎：3000回以上
○：2000回以上3000回未満
×：2000回未満

本発明の多層フィルムを用いたＩＣカードは、印刷適性、低反り性、エンボス加工性、熱融着性、平滑性が良好であり、耐割れ性、耐衝撃性にも優れたＩＣカード用の多層フィルムが得られる。

本発明の多層フィルムより形成したＩＣカードは、高い耐割れ性、耐衝撃性を具備しつつ、印刷適性、低反り性、エンボス加工性、熱融着性、平滑性が良好である為、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。

Claims (8)

1. ポリエステル系樹脂組成物からなる２つの層の間にポリアミド系樹脂からなる中間層を設けてなるＩＣカード基材。
2. 前記ポリエステル系樹脂組成物が、アルコール成分としてシクロヘキサンジメタノール１０〜７０モル％を含むポリエチレンテレフタレート系樹脂からなる請求項１のＩＣカード基材。
3. 前記ポリエステル系樹脂組成物が、組成物全量に対し５０重量％以下のポリカーボネート樹脂を含む請求項１または２のＩＣカード基材。
4. 中間層のポリアミド系樹脂が、脂肪族系ポリアミド樹脂である請求項１〜３いずれかのＩＣカード基材。
5. 中間層の脂肪族系ポリアミド系樹脂が、ポリアミド６またはその共重合体である請求項４のＩＣカード基材。
6. ポリエステル系樹脂組成物層が接着層を介して中間層に積層されている請求項１〜５いずれかのＩＣカード基材。
7. 接着層がポリエステル系熱可塑性エラストマーである請求項1〜６いずれかのＩＣカード基材。
8. コアシートの少なくとも片面に請求項１〜７いずれかのＩＣカード基材を積層してなるＩＣカード。