JP6969314B2 - カード - Google Patents

Description

本発明は、定期券，乗車券，入場券，プリペイドカード，クレジットカード，キャッシュカード，ポイントカード，各種有価証券，身分証明書等の情報記録媒体のうち、金属を主材料とするカード型媒体に関し、磁気ストライプテープによる磁気記録部を含むカードに関する。

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部を有するカードが広く利用されており、そのカード基材としては主にポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）や塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体からなるシートが用いられている。その中でも、ポリ塩化ビニルからなるカード基材が特に多く用いられている。これは、ポリ塩化ビニル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、カード基材を構成する素材としては申し分ないためであり、現在も広く用いられている
ポリ塩化ビニルをカード基材とし、磁気記録部を有するカードの一般的な製造方法としては、白色のＰＶＣからなるシートにオフセット印刷，グラビア印刷，スクリーン印刷等の公知の印刷方法で文字や絵柄を施し、その両面に透明性の高いＰＶＣシート（オーバーシート）を積層した後に磁気テープを熱転写して磁気記録部を形成し、次いで加熱プレス機での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方法が採られている。このようなカードの製造においては、熱転写タイプの磁気テープは転写直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カード基材中に埋め込まれ、カード表面と面一となる。
磁気カードにおける磁気記録部は、個人の持っている固有データを記録しておき、使用時にはその記録データを読み取れるようにするためのツールとしての大事な役割を持つもので、もし、この磁気記録部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時や、リーダライタによる繰り返し使用時に磁気記録部である磁気テープのエッジ部が破損または欠損し、上述のような役割を果たさなくなってしまう恐れがある。従って、磁気カードのカード基材としては、そこに磁気記録部がしっかりと埋設，確保され、その表面とカード基材の表面とが面一になるようなものでなければならない。
一方、ポリ塩化ビニルの持つ物性の欠点として、耐熱性の低いことがあげられる。一般的にポリ塩化ビニルは約６０℃で軟化して変形するため、高温域での使用が予想されるカード用のカード基材を構成する素材としては適していなかった。また最近の磁気カードは、単に磁気記録部を有するだけではなく、ＩＣモジュールを埋め込んだものやアンテナとＩＣモジュールを組み込んだもの、またはそれら全てを持ち合わせたもの等、種々の媒体、機能を併せ持った構成のものが増えており、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、電子財布や定期券，テレホンカード，免許証，車載カード等の分野においても広く使用されるようになっている。従って、こういった分野で用いられる磁気カードに用いるカード基材としては、従来以上に屈曲性，スクラッチ強度，引っ張り強度等の強度や、保存特性，耐熱性，耐薬品性等の耐性において高い信頼性が求められるようになってきている。
また、ポリエステル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もので、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変化（増加）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、高強度のシートとすることができる。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。
これらの低結晶性のポリエチレンテレフタレート系樹脂のシートの物性や磁気テープの埋
め込み適性はポリ塩化ビニルに近い物性を持っているものの、耐熱性に課題があった。比較的過酷な環境条件のもとで使用できる耐熱性に優れた、磁気ストライプ付きのプラスチックカードの改良に関する提案例である特許文献１を始め、これまではポリカーボネートなどの耐熱性のある樹脂を混合したシートをカード基材として用いて耐熱性を持たせるようにしてきた。しかし、このカード基材を使用し、ＰＶＣ系カードの製造に際して従来から用いてきた塩酢ビ樹脂系バインダー、ケトン系溶剤等からなるスクリーンインキで印刷を施し、カード化した場合、その耐熱性は満足しうるものではなかった。例えば、高耐熱性が求められる車載用のカードのカード基材として適用すると、耐熱性が不足するが故にカードリーダのつかみ部分でカードの熱変形が起きてしまうことがあった。従って、このような高温に曝されての使用においても熱変形を生じない、より高い耐熱性を有するカードの開発が長年の課題となっていた。
そういった一方で、顧客の要望が多種多様化してきており、視覚的・意匠的にメタリック感を演出する上で、カードを構成する絵柄層など一部の層に金属箔を用いたり、金属粒子を含むインキを用いた印刷を施すなども行なわれている。（例えば、特許文献２，３参照）最近では超耐久性を有するようなカードや独特の高級感を持つようなカードといった特殊なニーズが増えてきている。例えば、金属基材を用いたカードなども提案されており、硬くカード番号，氏名等の立体文字やその他立体図柄を形成することが困難であった金属基材製のカードに立体文字，絵柄等の装飾部を形成したカードに係る提案も確認される。（例えば、特許文献４参照）
ＪＩＳ規格にはカードに関する種々の規定があり、ＪＩＳ Ｘ ６３０１（2005）において、カードの材質，構成，特性，寸法など，識別カード（以下、ＩＤカード又は単にカードという）に要求される物理的特性について規定されており、ＪＩＳ Ｘ ６３０５−１（2010）では、カードの特性試験方法について規定されている。機械可読カードの光透過濃度（ＯＤ）では、光学的に透明でも良いとされる特定領域以外のカード上の領域全てにおいては、要求される不透過度が規定されており、波長４５０〜９５０ｎｍでは光透過濃度が１．３より大きく、９５０〜１０００ｎｍでは光透過濃度が１．１より大きいものとされている。また、ＪＩＳに固有な附属書による規定として、ＪＩＳ Ｘ ６３０１（1979）およびＪＩＳ Ｘ ６３０２（1979） では、カードのおもて面に磁気ストライプがある識別カード上の（保護層を含む）磁気ストライプの特性，符号化技術および符号文字集合について規定されていることから理解される様に、現在も金融機関を始め国内の多くの磁気カードシステムで利用される「おもて面に磁気ストライプがある構成のカード」についても視覚的・意匠的な考慮が要求される。

特許第３８６８５２５号 特開２０１３−２５２６５２号公報 特開２０１４−１１５９７６号公報 特許第５５００２３６号

本発明は以上のような状況に鑑みなされ、車載のような高温に曝された状況での使用に際しても熱変形が発生せず、さらには、薬品や溶剤に対しても強い耐久性を有するカードでありながらも高級感を有するカードにおいて、文字，絵柄等の装飾部が形成された表側に磁気ストライプテープによる磁気記録部が形成されてあっても、その存在を視覚的に認識させず、表側からの視覚に対して独特の高級感，重厚感の維持されたカードを提供することを課題とする。合わせて、ミリング加工を施してカード内に接触型ＩＣを組み込んだ構成を採用する場合においても、カードとリーダライタとの通信に支障のないカードを提供することを目的とする。

本発明によるカードは、
金属材料からなるコア基材の表裏に外装シートを積層一体化してなるカードであって、
積層構成である外装シートは、層内に磁気ストライプテープを含んでおり、
表側外装シートの磁気ストライプテープは、その上層に金属が含まれる隠蔽層が部分的に形成され、目視により視覚出来ない様にされており、
コア基材の最外面には、外装シートのコア基材側に形成される熱可塑性樹脂材料よりも軟化温度が低い熱可塑性樹脂材料からなる層が形成された構成であることを特徴とする。コア基材に形成された熱可塑性樹脂材料からなる層は、外装シート内に封入された磁気ストライプテープによる厚みの段差を吸収していることが好ましい。
表側の外装シートには、層内に含まれる磁気ストライプテープを隠蔽するための金属粒子の含まれるインキを用いた印刷層を形成しても良い。
表側の外装シートには、金属粒子の含まれるインキを用いた印刷層上に金属蒸着層を有する転写層を形成しても良い。

車載のような高温に曝された状況での使用に際しても熱変形が発生せず、薬品や溶剤に対しても強い耐久性，高級感を有するカードとすることができると共に、文字，絵柄等の装飾部が形成されてユーザーが視覚する表側に磁気ストライプテープによる磁気記録部が形成されてあっても、その存在を視覚的に認識させず、独特の高級感，重厚感の維持されたカードが提供される。また、ミリング加工を施してカード内に接触型ＩＣを組み込んだ構成を採用する場合においても、カードとリーダライタとの通信に支障のないカードが提供される。

本発明の実施形態に係るカードを示す断面図。 本発明の実施形態に係るカードを示す平面図。（表側） 本発明の実施形態に係るカードを示す平面図。（裏側） コア基材に外装シートを積層一体化する実施形態を示す断面図。 コア基材に外装シートを積層一体化する実施形態を示す断面図。 本発明のカードの製造フロー。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１（ａ）は、本発明の実施形態によるカード１００の概略構成を示す断面図である。カード１００の厚さ，重さの大半を占めるコア基材２０の両面に表側外装シート（同図上側）３０，裏側外装シート（同図下側）４０が積層一体化される。
積層一体化にあたり用いられる接着剤については図示を省略する。

＜コア基材＞
図１（ｂ）は、コア基材２０の層構成を拡大して示す断面図である。

厚さ，重さの大半を占める金属層４の両面に接着剤層５を介して熱可塑性樹脂層３が積層一体化される。

コア基材２０の最外面に形成される熱可塑性樹脂層３は、後述する外装シート３０，４０のコア基材側に形成される熱可塑性樹脂材料よりも軟化温度が低い熱可塑性樹脂材料から選択されることが必須となる。熱可塑性樹脂層３は透明性を備えることは必須ではなく、遮光性を奏する材料の選択も考えられるが、外装シートを通して金属層４の質感を出す上では、少なくとも透光性があり、着色透明性，無色透明性の何れかを奏することが好ましい。

金属層４を構成する金属材料としては、鉄，アルミニウム，マグネシウム，銅，クロム，亜鉛，ニッケル，コバルト，モリブデン，チタン及びこれらの合金などがあげられるが、チタンを用いることが好ましい。チタンは軽量で耐熱性、耐薬品性、耐衝撃性に優れ、かつ高級感も有するため好ましい。

また、金属層４を単層でなく表面を被覆した多層構成にする場合、表面薄膜層として、金，銀，白金，パラジウム，ルテニウム，ロジウム，オスミウム，イリジウムなどの表面薄膜層を設けてもよい。特に金，銀，白金などの貴金属材料からなる表面薄膜層を用いることが好ましい。中でも白金を用いることが好ましい。白金は高い高級感、質感を有するため、表面を覆うことでより高級感の高まったカードとすることができる。さらに白金は除菌効果も有するため好ましい。金属材料からなる表面薄膜は、電鋳，スパッタ，蒸着，イオンプレーティング法などにより設けることができる。また、密着を強化するために、パラジウムやニッケル，またはその合金をアンカー層として設けても良い。

熱可塑性樹脂層３としては、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）樹脂が好適であるが、それに限定されるものではなく、ＰＥＴ−Ｇ（グリコール変性ポリエチレンテレフタレート）樹脂，耐熱ＰＥＴ−Ｇ樹脂（ＰＥＴ−Ｇ／ＰＣアロイ：ポリカーボネート共重合樹脂）も使用可能である。

接着剤層５については、選定した金属層４，熱可塑性樹脂層３の組み合わせに応じて最適な接着剤を選定する。

＜外装シート（表側）＞
図１（ｃ）は、表側外装シート３０の層構成を拡大して示す断面図である。

同図では、シートサイズ（左右方向の長さ）は割愛して図示しており、図１（ａ）に従った上下方向の配置関係で図示している。

表側外装シート３０の厚さの大半を占める「芯材」となる基材２としては、透明な二軸延伸ＰＥＴが採用され、その表裏両面に熱可塑性樹脂層１がラミネートされる。表側外装シート３０の厚さ設定によっては、枚葉状態での印刷工程への投入時に剛性，耐熱性が不足し、搬送性が悪化して「ジャム」の原因となる場合があるため、厚さ設定に応じては芯材となる基材に二軸延伸ＰＥＴが好適となる。表側外装シート３０の総厚が１００μｍ以上であれば、基材（芯材）は耐熱ＰＥＴ−Ｇでの印刷対応が可能であるが、総厚が５０〜８０μｍの場合は、基材（芯材）には二軸延伸ＰＥＴの採用が求められる。

同図最下部に位置する表側外装シート３０の熱可塑性樹脂層１は、コア基材２０の最外面に形成される熱可塑性樹脂層３と接触して積層一体化されることになるが、カード表裏に配置される磁気ストライプテープの厚みに起因する段差発生に伴う不都合を解消する目的で、軟化温度の高低に応じた物性（硬度）での差を持たせている。

二軸延伸ＰＥＴ基材２の表裏両面に形成される熱可塑性樹脂層１としては、ポリエステル系樹脂が採用される。

一方（同図で上側）の熱可塑性樹脂層１（コーティングなどにより形成したポリエステル系樹脂）上に磁気ストライプテープ６を転写形成する。

磁気ストライプテープ６は、ＪＩＳ Ｘ ６３０１（2005）およびＪＩＳ Ｘ ６３０
２−２（2016）附属書ＪＡ「おもて面磁気ストライプ付き識別カード」に規定されるものに相当する。

同図では、熱可塑性樹脂層１に磁気ストライプテープ６が埋設されて、両者が同一面，同一厚さで配置している様に図示されているが、熱可塑性樹脂層１が磁気ストライプテープ６に比べて厚さが大きい場合は、磁気ストライプテープ６は熱可塑性樹脂層１の表面近傍に位置することになる。磁気ストライプテープ６の埋設にあたっては、転写形成と同時あるいは直後に加熱プレスを行ない、密着を強固にすると共に、磁気ストライプテープ６の厚さ増加に伴う段差の低減を図る。

本発明では、カードの「おもて面に配置される磁気ストライプ」を隠蔽して、メタリックで重厚感のある質感を演出する目的で、磁気ストライプテープ６を表側に視認させないための隠蔽層８を形成する。

隠蔽層８の形成手法として、バインダー樹脂（塩化ビニルと酢酸ビニルの共重合体）にアルミ粉末を分散してなるインキを用いたベタ印刷を熱可塑性樹脂層１（磁気ストライプテープ６）上に施す。

さらに、隠蔽層８上に金属蒸着層を有する転写層（メタルフェイス箔）１０を転写形成する。金属蒸着層としてはスズ蒸着層がメタリック感を持たせる上で好適に採用されるが、スズに限定されるものではない。本発明においては、カードをリーダライタに通して磁気ストライプテープ６の読み取りを行なった上で使用する用途も考慮して、磁気ストライプテープ６上を覆う導体が読み取り精度の低下や読み取りエラーに悪影響を及ぼさない様にするため、転写層（メタルフェイス箔）１０がその全面に渡って良好に電気的導通しない程度に金属蒸着層を断続的に形成することが望ましい。例えば、海島状にするなど局所的な断線による非導通箇所が設けられた、一見して全面ベタ状の金属蒸着層とする手法である。海島状とした場合、金属蒸着層の付着率（１００−開口率[％]）が低すぎると、転写層（メタルフェイス箔）１０単体の効果によるメタリック感は低下するが、下層の隠蔽層８，コア基材２０の金属層が透過して見えることによるテクスチャー効果の発現にも期待される。

転写層（メタルフェイス箔）１０上に、カードのおもて面に形成される文字，絵柄，ロゴなどによる装飾画像となる印刷層１１が形成され、表側最外面に保護層１２が形成される。

装飾画像の形成手段としては、印刷形成に限らず、転写層（メタルフェイス箔）１０上に形成した受像層への転写形成でも良く、または、印刷層１１上の保護層を兼ねた受像層１２を形成し、装飾画像とは異なる追記情報を形成しても良い。（図示せず）

＜外装シート（裏側）＞
図１（ｄ）は、裏側外装シート４０の層構成を拡大して示す断面図である。

同図でも、シートサイズ（左右方向の長さ）は割愛して図示しており、図１（ａ）に従った上下方向の配置関係で図示している。

表側外装シート４０の厚さの大半を占める「芯材」となる基材２としては、透明な二軸延伸ＰＥＴが採用され、その表裏両面に熱可塑性樹脂層１がラミネートされる。

二軸延伸ＰＥＴ基材２の表裏両面に形成される熱可塑性樹脂層１としては、ポリエステル系樹脂が採用される。

一方（同図で下側）の熱可塑性樹脂層１（コーティングなどにより形成したポリエステル系樹脂）上に磁気ストライプテープ６を転写形成する。

本発明では、カードの「うら面に配置される磁気ストライプ」の隠蔽，さらには「うら面でのメタリックで重厚感のある質感の演出」は行なわず、コア基材２０側となる熱可塑性樹脂層１上に、装飾効果の高くはない裏文字（発行者情報，注意書き），ロゴなどの印字された印刷層９を形成する。

以上の素材により作製されるカード平面図の一例を図２（おもて面），図３（うら面）に示す。

図２に示すカードおもて面では、印刷層１１（「金属コアＯＰカード」の表記）により隠蔽されないカード全面に渡って、転写層（メタルフェイス箔）１０（および、下層の隠蔽層８，金属層４が透過して視覚される場合、その相乗効果）によるメタリック感が得られた外観となる。

また、図示はしていないが、厚みのあるカード端面（平面図の四辺に垂直な方向から見た場合も）でも、カードの厚さ，重さの大半を占めるコア基材が金属材料であるため、メタリック感，重厚感が奏される。

図６は、上記カードの製造フローの一例である。

フロー１〜６が図１（ｃ）（ｄ）に示される外装シート（おもて側３０，うら側４０）の製造手順であり、フロー７〜１０が図１（ｂ）に示されるコア基材２０の製造手順である。

外装シートとコア基材の積層一体化によるカード製造に到る手順を、図１の符号を用いて以下に説明する。

＜外装シート＞
１：外装シート（おもて側３０，うら側４０）の基材となる透明二軸延伸ＰＥＴ基材２を準備する。
２：おもて側用，うら側用の透明二軸延伸ＰＥＴ基材のそれぞれ表裏に熱可塑性樹脂（ポリエステル系樹脂）をコーティングする。
３：熱可塑性樹脂（ポリエステル系樹脂）を形成した表面に、図１（ｃ）（ｄ）に示す様に、おもて側３０では上側，うら側４０では下側となるそれぞれ片面の所定箇所に磁気ストライプテープ６，７を転写形成する。
４：外装シートそれぞれを熱ラミネートして、磁気ストライプテープ６，７を熱可塑性樹脂内に埋設させ、段差を低減させる。
５：おもて側外装シート３０の磁気ストライプテープ６形成面上に隠蔽層８となる印刷層（塩酢ビ＋アルミ粉からなるインキ）を形成する。
６：うら側外装シート４０の磁気ストライプテープ７形成面と反対側の熱可塑性樹脂層１上に裏文字（発行者情報，注意書き），ロゴなどの印字された印刷層９を形成する。

＜コア基材＞
７：コア基材２０の主材料である金属層４（板）を準備する。
８：金属層４の表裏に積層一体化される熱可塑性樹脂層３（ポリ塩化ビニル樹脂）を２枚（おもて用，うら用）準備し、それぞれの片面に接着剤層５を形成する。
９：金属層４の表裏に、接着剤層５により熱可塑性樹脂層３を接合させて貼り合わせる。１０：貼り合わせたコア基材を熱ラミネートして積層一体化されたコア基材２０とする。

＜カード＞
１１：コア基材２０の表裏におもて側外装シート３０，うら側外装シート４０を、それぞ
れの外装シートの磁気ストライプテープ６，７を形成していない側でコア基材と面する様に配置して接合させて貼り合わせる。おもて側外装シート３０の隠蔽層８が形成された表面に金属蒸着層を有する転写層（メタルフェイス箔）１０を配置する。
１２：貼り合わせたコア基材，外装シートを熱ラミネートして積層一体化する。この際、転写層（メタルフェイス箔）１０も隠蔽層８上に感熱転写形成される。
１３：転写層（メタルフェイス箔）１０上に、カードのおもて面に形成される文字，絵柄，ロゴなどによる装飾画像となる印刷層１１を形成し、さらに保護層１２を形成する。
１４：所定のカード形状に打ち抜き、アンテナ，ＩＣモジュールを組み込む，ホログラムなどのセキュリティ（真贋判別）要素を付加するなどの所望のオプション加工を施す。

図４，図５は、本発明による主要な作用効果の一つである、磁気ストライプテープの介在〜段差発生に伴う弊害（図５）とその解消（図４）を示す。

フロー３，４で外装シートに磁気ストライプテープを転写形成〜埋設する際、外装シート（０．５〜１．０ｍｍ厚）の熱可塑性樹脂表面と磁気ストライプテープの段差を低減して面一にすることは出来ても、磁気ストライプテープの厚み分、反対側の熱可塑性樹脂表面が盛り上がってしまい、全体的な厚みの均一化は困難である。
磁気ストライプテープを埋設したおもて側外装シート上に隠蔽層ほかを形成し、コア基材（金属層）と貼り合わせて熱ラミネートする場合、厚さの増した磁気ストライプテープ介在部分に圧力が集中して、下層のコア基材部分の硬度が維持された状態であると、熱ラミネート後に磁気ストライプテープや隠蔽層に割れ，変形が生じてしまう。（図５）
本発明では、外装シートとコア基材の接合面に存在する双方の熱可塑性樹脂間の軟化温度を制御して、コア基材側の熱可塑性樹脂の軟化温度を低く設定しているため、熱ラミネート時にはコア基材側の熱可塑性樹脂が早く軟化開始するため、図４に示す様に、外装シート側で厚さの増した箇所がコア基材側に押し込まれて、磁気ストライプテープや隠蔽層が同図上側で面一に維持されたまま、割れ，変形を解消することが出来る。

１００ カード
２０ コア基材
３０ 外装シート（おもて側）
４０ 外装シート（うら側）
１ 熱可塑性樹脂層
２ 基材（二軸延伸ＰＥＴ）
３ 熱可塑性（透明）樹脂層
４ 金属層
５ 接着剤層
６，７ 磁気ストライプテープ
８ 隠蔽層
９，１１ 印刷層
１０ 転写層（メタルフェイス箔）
１２ 保護層

Claims (4)

1. 金属材料からなるコア基材の表裏に外装シートを積層一体化してなるカードであって、
   積層構成である表裏の外装シートは、共に層内に磁気ストライプテープを含んでおり、
   表側外装シートの磁気ストライプテープは、その上層に金属が含まれる隠蔽層が部分的に形成され、目視により視覚出来ない様にされており、
   コア基材の最外面には、外装シートのコア基材側に形成される熱可塑性樹脂材料よりも軟化温度が低い熱可塑性樹脂材料からなる層が形成された構成であることを特徴とするカード。
2. コア基材に形成された熱可塑性樹脂材料からなる層は、外装シート内に封入された磁気ストライプテープによる厚みの段差を吸収している請求項１記載のカード。
3. 表側の外装シートには、層内に含まれる磁気ストライプテープを隠蔽するための金属粒子の含まれるインキを用いた印刷層が形成されてなる請求項１記載のカード。
4. 表側の外装シートには、金属粒子の含まれるインキを用いた印刷層上に金属蒸着層を有する転写層が形成されてなる請求項３記載のカード。

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