JP4043842B2 - 非接触ｉｃカード - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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、平滑性および外観品質の優れた非接触ＩＣカードとその製造に使用する基材に関する。
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、接着シートで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、特開平６−１８３１９０号公報では、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、特開２００１−１０９８６３号公報は、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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
アンテナシート上に実装されるＩＣモジュールまたはＩＣチップの厚さは、１５０μｍ〜３００μｍあり、コイルアンテナは、アンテナシート表面から２０μｍ〜４０μｍの突起を形成している。
これらの突起が、カード基材をプレスラミネートした際に印刷絵柄に歪みを生じたり、カード表面に凹凸を生じて外観品質を著しく低下させていた。
この突起の影響を少なくするための上記のような従来方法では、求められる程度の外観や平滑性を達成するためには、いずれも不十分であることが確認されていた。
【０００５】
そこで、本発明では、アンテナシートの少なくとも突起のある側の面に、スペーサシート及び接着シート、あるいは接着シートのみを使用し、さらに印刷シートとして体積比率で一定以上の微細空洞を有するシートを使用して、かかる問題を解決すべく研究し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の表裏に１９０°Ｃの溶融粘度が、１５００〜２５００Ｐｏｉｓｅである接着シートを介して、非結晶性の芳香族ポリエステル系樹脂からなるスペーサシートを挿入し、さらにそのスペーサシートの表裏を印刷シート間に挟持し、熱圧プレスして一体の基体にした非接触ＩＣカードにおいて、基体の表裏印刷シートとして、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を使用し、かつ、表裏の接着シートと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非接触ＩＣカード、にある。
【０００７】
本発明の要旨の第２は、ＩＣチップを装着したアンテナシートの表裏に１９０°Ｃの溶融粘度が、１５００〜２５００Ｐｏｉｓｅである接着シートを介して、非結晶性の芳香族ポリエステル系樹脂からなるスペーサシートを挿入し、さらにそのスペーサシートの表裏を印刷シート間に挟持し、表面側印刷シートの印刷面上に感熱記録が可能な透明なリライトシートを置いて、熱圧プレスして一体の基体にした非接触ＩＣカードにおいて、基体の表裏印刷シートとして、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を使用し、かつ、表裏の接着シートと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非接触ＩＣカード、にある。
【０００９】
【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しても、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。
【００１０】
本発明は、表裏印刷シートとして内部に微細な空洞のあるカード用基材を使用して、かかる問題を解決しようとするものである。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である。図１において、理解の容易のため厚み方向の縮尺は拡大図示されている。
【００１１】
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、コイルアンテナの両端部１１１，１１２にはＩＣモジュール１２が装着されている。
なお、ＩＣモジュールに限らず、樹脂封止しないＩＣチップでも良いが、以下、統一してＩＣモジュールと表現することにする。
【００１２】
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。スペーサシート１５，１６には、非晶性ポリエステル（ＰＥＴ−Ｇ）樹脂が好ましく使用される。熱融着性を有し表裏の印刷シート２０，３０との接着が確保できるからである。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。
接着シートは、比較的低温溶融性で溶融粘度が低いものが好ましい。本発明では比較的低温で熱プレスを行うため、貫通孔を埋め、凹凸を平滑化するためには溶融粘度が低いことが好ましいからである。経験的には１９０°Ｃの溶融粘度が、１５００〜２５００Ｐｏｉｓｅ程度であれば十分に使用可能であることが認められている。
【００１３】
接着シート１３，１４とスペーサシート１５，１６のＩＣモジュール１２が当接または位置する部分には、貫通孔１３１，１４１，１５１，１６１が形成されていて、ＩＣモジュールの厚みを吸収できるようにされている。
図面上では、ＩＣモジュール１２は表面側印刷シート２０側には突起を形成していないが、プレスラミネートする際には突起側でない面にも程度の差はあっても影響するので、接着シート１３とスペーサシート１５にも貫通孔を形成することが好ましい。
【００１４】
表裏の印刷シート２０，３０には、二軸延伸した白色ＰＥＴシートであってシート層内に微細な空洞を有する基材を使用する。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の凹凸を吸収できるようにされている。
表裏の印刷シートの微細な空洞は、体積比で２０〜３０％の空隙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やスペーサシートとは対照的である。
【００１５】
印刷シートによる縦（厚み）方向の変位と接着シートやスペーサシートによる横（平面）方向の変位、のそれぞれによりアンテナシートの突起を吸収して絵柄の歪みを回避し平滑なカード表面の形成に功を奏する。これにより、熱圧プレス前にシートに印刷が施されている場合であっても絵柄のずれや歪みが生じない利点がある。
一般に、表面側印刷シート２０には、装飾的な表面印刷２１がプレス前にされることが多く、裏面側印刷シート３０には文字等の裏面印刷３１がプレス後にされることが多いが、それに限定されるものではない。
【００１６】
交通機関用途等の場合には、表面印刷シート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３１の視認を妨げることはない。
リライトシートは、感熱記録が可能であって、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、図示はし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２のように、アンテナシート１０には、平面状のコイルアンテナを有するが、当該コイルアンテナ１１は、シートにラミネートされてい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。コイルアンテナ１１は、カード面において数ターン程度の巻きとなるように形成される。
コイルの内側の一端１１１は、直接ＩＣモジュールに接続できるが、外側のコイル１１２はシートの裏面を通してＩＣモジュールに接続するようにされている。
【００１８】
本発明の非接触ＩＣカードに使用する印刷シート２０，３０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ポリエチレンテレフタレート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。
通常のＰＥＴシートよりも約２０％軽く、密度は１．１ｇ／ｍ² 程度である。また、空洞があるため白色、不透明であり、表面処理により印刷適性も優れ、エンボス適性も良好である。
【００１９】
このような空洞は、特開２００１−３４２２７３号公報等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】
スペーサシートに使用する非結晶性ポリエステル系樹脂（ＰＥＴＧ）シートとは、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シートをいう。
ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、ナフタレンジカルボン酸等が挙げられ、ジオールとしてはエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。
ジカルボン酸成分とジオール成分との組合せは適宜行われ、例えば、ポリエチレンテレフタレートにおけるエチレングリコール成分の３０モル％を１，４−シクロヘキサンジメタノールで置換した、非結晶性の芳香族ポリエステル系樹脂は商品名「ＰＥＴＧ」としてイーストマンケミカル社から市販されている。
【００２１】
【実施例】
図１、図２を参照して本発明の実施例を説明する。交通機関の改札用途用の非接触ＩＣカードの製造例である。
（実施例）
＜アンテナシートの準備＞
厚み５０μｍ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モジュール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。
【００２２】
＜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、その外側に厚さ１００μｍのＰＥＴ−Ｇ製スペーサシート１５，１６、さらにその外側に厚さ２００μｍの印刷シート（東洋紡績株式会社製造「クリスパー」）２０，３０を表裏が対称になるように配置した。
また、改札用途であるため、カードの表面側にのみ、リライトシート２２を置いて、カード使用時にはカードを利用した日付けなどを表示できるようにした。したがって、都合８層の層構成となった。
【００２３】
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のＰＥＴ−Ｇ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。
アンテナシート１０の両面の接着シート１３，１４、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モジュールが貫通するように、予め、ＩＣモジュール１２と同じ大きさ（約５ｍｍ×５ｍｍ）の貫通孔１３１，１４１，１５１，１６１を打ち抜きして設けておいた。
【００２４】
また、カードの表面側になる印刷シート２０には、予め、アンテナシートの配置に合わせた絵柄を印刷２１しておいた。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て行った。
リライトシートには、感熱発色型の厚み７０μｍのものを使用した。
アンテナシート１０と貫通孔を設けた接着シート、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カード基体の裏面側に絵柄印刷３１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、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、０．７８ｍｍの非接触ＩＣカードが完成した。使用した材料の総厚が８２０μｍ（コイルアンテナとＩＣモジュールの厚みを含めない）であるから、表裏の印刷シートは、約１０％程度の厚み方向収縮があったことになる。
【００２６】
（比較例）
アンテナシート１０、接着シート１３，１４、スペーサシート１５，１６、リライトシート２２、は実施例と同一材料、厚みのものを使用したが、印刷シート２０，３０には、空洞を有しない厚み１８０μｍの通常のＰＥＴシートを使用し、実施例と同一の製造条件で比較例の非接触ＩＣカードを完成した。
この非接触ＩＣカードの総厚は、０．７８ｍｍとなった。
【００２７】
実施例と比較例の非接触ＩＣカードの平滑性を、表面粗さ計で測定したところ、比較例では、１０〜１５μｍのコイルアンテナの突起が有ったが、実施例のＩＣカードでは、５μｍ以下であった。
また、実施例のＩＣカードは、絵柄に歪みがなく外観品質の優れたカードであった。
【００２８】
上記の実施例においては、表裏の印刷シートに空洞を有し圧縮収縮性のＰＥＴシートを使用しているが、当該ＰＥＴシートはアンテナシートの突起面側のみに使用しても一定の平滑効果が得られるものであり、請求項２記載の発明のように本発明の技術的範囲に属するものである。また、各構成層の厚み等は本発明の目的を達成する範囲で自由に変更できること、も当業者には自明のことである。
【００２９】
【発明の効果】
上述のように、本発明の非接触ＩＣカードは表面印刷シートとして微細な空洞を有し、圧縮収縮性を有するＰＥＴシートを使用しているので、アンテナシートの突起を吸収して外観性および平滑性の優れた非接触ＩＣカードになる。
本発明の非接触ＩＣカード用基材は、微細な空洞を有し、圧縮収縮性を有するので、突起を有するアンテナシートを熱圧プレスしても平滑な平面を与えることができる。また、平面方向の寸法安定性に優れるので、絵柄の歪みが生じない利点がある。
【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。
【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モジュール
１３，１４ 接着シート
１５，１６ スペーサシート
２０，３０ 印刷シート
２１ 表面印刷
２２ リライトシート
３１ 裏面印刷

Claims (2)

1. ＩＣチップを装着したアンテナシートの表裏に１９０°Ｃの溶融粘度が、１５００〜２５００Ｐｏｉｓｅである接着シートを介して、非結晶性の芳香族ポリエステル系樹脂からなるスペーサシートを挿入し、さらにそのスペーサシートの表裏を印刷シート間に挟持し、熱圧プレスして一体の基体にした非接触ＩＣカードにおいて、基体の表裏印刷シートとして、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を使用し、かつ、表裏の接着シートと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非接触ＩＣカード。
2. ＩＣチップを装着したアンテナシートの表裏に１９０°Ｃの溶融粘度が、１５００〜２５００Ｐｏｉｓｅである接着シートを介して、非結晶性の芳香族ポリエステル系樹脂からなるスペーサシートを挿入し、さらにそのスペーサシートの表裏を印刷シート間に挟持し、表面側印刷シートの印刷面上に感熱記録が可能な透明なリライトシートを置いて、熱圧プレスして一体の基体にした非接触ＩＣカードにおいて、基体の表裏印刷シートとして、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を使用し、かつ、表裏の接着シートと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非接触ＩＣカード。

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