JP2006035740A - カード用オーバーシート及びそれを用いるカード - Google Patents

Abstract

【課題】高温下の保管条件でも反りのないカード及びカード用オーバーシートを提供すること
【解決手段】
共重合ポリエステルからなる融着層（Ａ）、ポリカーボネート樹脂からなる耐熱層（Ｂ−１）、又は、ポリカーボネート樹脂７０〜４０重量部に共重合ポリエステル樹脂３０〜６０重量部を含有した耐熱層（Ｂ−２）、及び共重合ポリエステルからなる表面層（Ｃ）の少なくとも３層を含み、耐熱層（Ｂ−１）の厚みが１５〜５０μｍ、又は、耐熱層（Ｂ−２）の厚みが３０〜６０μｍであり、シート全体の厚みが５０〜１００μｍであるカード用オーバーシートを用いることで、高温下の保管状況でも反ることのないカードを提供することが可能となる。

Description

本発明は、高温下の保管条件でも反りのないカード及びカード用オーバーシートに関するものである。

一般的にプラスチックカードは、コアシートと称せられる白色に着色されたシートに、オーバーシートと称せられる透明なシートを積層することで作製される。コアシートとオーバーシートの積層は、熱融着性のある樹脂同士を貼り合わせるか、接着剤を用いることで行われる。

これらのカード用シートは、一般に塩化ビニルシートが用いられてきたが、焼却処理の問題からポリエステル系の樹脂が用いられるケースが増えてきている。その中でも、ポリエチレンテレフタレート樹脂のエチレングリコール成分をシクロヘキサンジメタノールに置換してなる共重合ポリエステル樹脂（ポリ（エチレン−１，４−シクロへキシレンジメチレンテレフタレート）、ＰＥＴＧ樹脂）が特に多く用いられている。

しかしながら、ポリエチレンテレフタレート樹脂のエチレングリコール成分をシクロヘキサンジメタノールに置換してなる共重合ポリエステル樹脂は耐熱性が低いため、成形後のカードが高温下、例えば、９０℃という温度に曝された際、カードが反るという問題があった（例えば、特許文献１）。

ポリエチレンテレフタレート樹脂のエチレングリコール成分をシクロヘキサンジメタノールに置換してなる共重合ポリエステル樹脂を用いたカードであって、カードの熱による反りを抑えるための技術は多数報告されている。例えば、特許文献２、３が挙げられる。これらは、ポリカーボネート樹脂等の高ガラス転移温度を有する樹脂をブレンドすることで、カードの熱による反り低減を達成している。これらの文献が示す方法でカードの熱による反りを抑えることが可能であるが、これらの文献ではカードを構成する全てあるいは多くの領域に高ガラス転移温度を有する樹脂を含有することになる。高ガラス転移温度の樹脂を含有する割合が増加すると、融着温度の上昇や、エンボスによる文字の打刻を行ったときの反りが大きくなる等、耐熱性以外の諸特性に悪影響が及んでくる。

特開２０００−２３８４７５号公報 特許第３０４５１１２号公報 特開２００１−８０２５１号公報

本発明の目的は、高ガラス転移温度を有する樹脂を極力含まない構成で、高温下の保管状況でも反ることのないカード及びそれに用いられるカード用オーバーシートを提供することにある。

本発明者らは上記の問題点を解決するため種々検討した結果、カードのより表層側に耐熱性の高い樹脂層を配置することによって、より効率良く高温下の保管状況でも反ることのないカードが作製できることを見い出した。
即ち本発明は、
（１）高温下の保管状況でも反ることのないカードの表層として用いられるカード用オーバーシートであって、ポリエチレンテレフタレート樹脂のエチレングリコール成分の１０〜７０モル％をシクロヘキサンジメタノールに置換してなる共重合ポリエステルからなる融着層（Ａ）、ポリカーボネート樹脂からなる耐熱層（Ｂ−１）、及びポリエチレンテレフタレート樹脂のエチレングリコール成分の１０〜７０モル％をシクロヘキサンジメタノールに置換してなる共重合ポリエステルからなる表面層（Ｃ）の少なくとも３層を含み、耐熱層（Ｂ−１）の厚みが１７〜５０μｍであり、カード用オーバーシート全体の厚みが５０〜１００μｍであることを特徴とするカード用オーバーシート、
（２）高温下の保管状況でも反ることのないカードの表層として用いられるカード用オーバーシートであって、ポリエチレンテレフタレート樹脂のエチレングリコール成分の１０〜７０モル％をシクロヘキサンジメタノールに置換してなる共重合ポリエステルからなる融着層（Ａ）、ポリカーボネート樹脂７０〜４０重量部にポリエチレンテレフタレート樹脂のエチレングリコール成分の１０〜７０モル％をシクロヘキサンジメタノールに置換してなる共重合ポリエステル樹脂３０〜６０重量部を含有した耐熱層（Ｂ−２）、及びポリエチレンテレフタレート樹脂のエチレングリコール成分の１０〜７０モル％をシクロヘキサンジメタノールに置換してなる共重合ポリエステルからなる表面層（Ｃ）の少なくとも３層を含み、耐熱層（Ｂ−２）の厚みが３２〜６０μｍであり、カード用オーバーシート全体の厚みが５０〜１００μｍであることを特徴とするカード用オーバーシート、
（３）（１）〜（２）項のいずれかに記載のカード用オーバーシートをカードの両面に用いるカード、
である。

本発明に従うと、高温下の保管状況でも反ることのないカードを提供することが可能となる。

本発明に用いられるポリエチレンテレフタレート樹脂においてエチレングリコール成分の１０〜７０モル％をシクロヘキサンジメタノールに置換してなる樹脂は非晶性のポリエステル樹脂である。エチレングリコール成分の置換量は、２０〜３５モル％であることがさらに好ましい。エチレングリコール成分の置換量が１０モル％未満では、樹脂は十分な非晶性とはならないため、シート化したときのシートの弾性率の低下や脆弱化が生じたり、成形性が劣ったりする場合があるため好ましくない。また、熱融着を必要とする用途では、融着させた後の冷却時にシートの再結晶化が進行し、熱融着性が無くなってしまうため、十分な接着強度が得られないといった不具合が生じる。一方、エチレングリコール成分の置換量が７０モル％を越える場合も、樹脂が十分な非晶性とはならないため、エチレングリコール成分の置換量が１０モル％未満のときと同様の理由により好ましくない。

本発明に用いられるポリカーボネート樹脂は、種々のジヒドロキシジアリール化合物とホスゲンとを反応させるホスゲン法、またはジヒドロキシジアリール化合物とジフェニルカーボネートなどの炭酸エステルとを反応させるエステル交換法によって得られる重合体である。

上記ジヒドロキシジアリール化合物としては、ビスフェノールＡの他に、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）オクタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル−３−メチルフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシ−３−第三ブチルフェニル）プロパンのようなビス（ヒドロキシアリール）アルカン類、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロペンタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサンのようなビス（ヒドロキシアリール）シクロアルカン類、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジメチルジフェニルエーテルのようなジヒドロキシジアリールエーテル類、４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジメチルジフェニルスルフィドのようなジヒドロキシジアリールスルフィド類、４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジメチルジフェニルスルホキシドのようなジヒドロキシジアリールスルホキシド類、４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジメチルジフェニルスルホンのようなジヒドロキシジアリールスルホン類等が挙げられ、これらは単独だけでなく２種類以上混合して使用してもよい。

本発明に用いられるポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量には特に制限はないが、成形加工性、強度、耐熱性の面より通常１００００〜１０００００、好ましくは１５０００〜３５０００である。また、かかるポリカーボネート樹脂を製造するに際し分子量調節剤、触媒等を必要に応じて添加しても差し支えない。

本発明のカード用オーバーシートの耐熱層の両側には、ポリエチレンテレフタレート樹脂のエチレングリコール成分の１０〜７０モル％をシクロヘキサンジメタノールに置換してなる共重合ポリエステル樹脂からなる融着層及び表面層が設けられる。融着層を設ける利点としては、例えば、プレス温度を低温化できることが挙げられる。一般に、カード用コアシートは、ポリエチレンテレフタレート樹脂のエチレングリコール成分の１０〜７０モル％をシクロヘキサンジメタノールに置換してなる共重合ポリエステル樹脂と熱融着可能な材料で作製されることが多い。そのため、オーバーシートとコアシートを一体化しカードを作製する際に、接着剤を用いることなく、低いエネルギーでカードを得ることができる。一方、表面層を設ける利点としては、例えば、転写印刷する際の温度を低温化できることが挙げられる。この他にも、情報記録媒体として磁気テープを用いるカードでは、オーバーシートの表裏のどちらか一方に磁気テープを埋め込むことになるが、該共重合ポリエステル樹脂を融着層、表面層に用いることで、磁気テープの埋め込みが容易となり、より平滑なカードを得ることができる。

本発明のカード用オーバーシートの耐熱層は、ポリカーボネート樹脂あるいはポリカーボネート樹脂にポリエチレンテレフタレート樹脂のエチレングリコール成分１０〜７０モル％をシクロヘキサンジメタノールに置換してなる共重合ポリエステル樹脂を含有したものである。該共重合ポリエステル樹脂の含有量は、カードに要求される耐熱性に応じてその添加量を変化することができる。

カードに要求される耐熱性とは、換言すれば、カードが熱変形を起こさないことであるが、これらは熱により反らないことと、熱により凹まないことの２つに大別される。これらの変形は、接触式のＩＣカードあるいは磁気ストライプカードの場合、カードをリーダライタに抜き差しする際に抵抗が生じるため好ましくない。また、カードをリーダライタに抜き差しする必要のない非接触式のＩＣカードであっても、カードが変形してしまうのは見た目が美しくないため好ましくない。

カードに要求される耐熱温度は様々である。例えば、夏場の車内の温度は８０〜９０℃近くまで上昇すると言われている。そのため、車内に放置された状態でもカードが反らないことが求められる場合がある。また、高速道路におけるノンストップ自動料金収受システム（ＥＴＣ）は、料金所のアンテナと車に装着した車載器との間で、通行料金に関する情報などを無線で交信することで支払いが自動的に行われるが、この際、車載器には専用のＥＴＣカードが差し込まれている必要がある。このＥＴＣカードが夏場に車載器に差し込まれたままの状態で放置された状態でも、カードが凹まないことが求められる。この他にも、工場内の工程管理用のＩＣカードや建設現場等における計測データ記録用のＩＣカード等においても、カードに耐熱性が求められる。

カードの熱変形を抑えるには、ガラス転移温度の高い樹脂を用いれば良い。熱によるカードの凹みは、カードを構成するコアシート及びオーバーシート全体の耐熱性を高める必要がある。熱によりカードが凹むかどうかは、ＪＩＳ K ７２０６に従い測定されたビカット軟化温度で評価することが可能である。一方、本発明で問題としている熱によるカードの反りは、カードの表面層、すなわち、オーバーシートの耐熱性を高めるだけでよい。

オーバーシートの耐熱層にポリカーボネート樹脂を用いる場合（Ｂ−１）では、耐熱層の厚さは１５〜５０μｍにする必要がある。好ましくは２５〜５０μｍであり、さらに好ましくは４５〜５０μｍである。ポリカーボネート樹脂からなる耐熱層の厚みが１５μｍ未満では、熱によるカードの反りを十分に抑制することができず、５０μｍを超えると、エンボスによる文字の打刻を必要とするカードでエンボス後の反りが大きくなったり、コストが高くなるため好ましくない。

オーバーシートの耐熱層にポリカーボネート樹脂にポリエチレンテレフタレート樹脂のエチレングリコール成分１０〜７０モル％をシクロヘキサンジメタノールに置換してなる共重合ポリエステル樹脂を含有した樹脂を用いる場合（Ｂ−２）では、耐熱層の厚さは３０〜６０μｍにする必要がある。好ましくは３５〜６０μｍであり、さらに好ましくは５０〜６０μｍである。該共重合ポリエステルを含有したポリカーボネート樹脂からなる耐熱層の厚みが３０μｍ未満では、熱によるカードの反りを十分に抑制することができず、６０μｍを超えると、エンボスによる文字の打刻を必要とするカードでエンボス後の反りが大きくなったり、磁気ストライプを情報記録媒体に用いるカードで磁気テープの埋め込みが不十分となったりする等の問題があるため好ましくない。

本発明のオーバーシートの厚みは５０〜１００μｍである。この範囲外の厚みのオーバーシートを用いると、カードの生産効率が悪くなったり、カードの裏面に隠蔽層の印刷が施されないＩＣカードで、カード裏面からチップが透けてしまうといった問題があるため好ましくない。

本発明のカード用オーバーシートのいずれの層にも、所望により通常に使用される添加剤、例えば相溶化剤、安定剤、滑剤、補強剤、加工助剤、顔料、帯電防止剤、酸化防止剤、中和剤、紫外線吸収剤、分散剤、増粘剤、その他無機充填剤や樹脂改質剤等を含有させても構わない。また、本発明のカード用オーバーシートの融着層及び表面層には、プレス温度を高温側にシフトしたい場合や印刷インクによるシート劣化を防止したい場合等に、高耐熱樹脂や耐溶剤性の高い樹脂等を含有させても構わない。

以下実施例により本発明を説明するが、これは単なる例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。実施例にて使用した原材料に関しては以下の通りであり、表１、２に示した原材料は下記のものである。
（１）ＰＥＴＧ樹脂：ポリ（エチレン−１，４−シクロへキシレンジメチレンテレフタレート）樹脂、ＧＮ０７１、イーストマンケミカルジャパン（株）製
（２）ＰＣ樹脂：ポリカーボネート樹脂、カリバー３０１−１０、住友ダウ（株）製

＜実験例１〜８＞
カードのどの位置に耐熱層があれば効率良く熱によるカードの反りが抑えられるか検討するために、単軸押出機とＴ型ダイス等を用いてＰＥＴＧ樹脂とＰＣ樹脂の単層シートを作製した。作製した単層シートを表１に示す構成でプレス板に挟み、１１０℃で１０分間プレスした後、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１０で規定するカードサイズに打ち抜いてカード状サンプルを得た。得られたカード状サンプルに切り込みを入れ、３枚のシートが剥離してしまうかどうか確認したが、いずれのカードも剥離しなかった。次いで、表１中の第１層が上面となるように、該カード状サンプルの長辺が水平面に対して４５度の角度になるように立て掛け、９０℃のオーブン中に３０分間放置した後、室温まで冷却し、ＪＩＳ Ｘ ６３０１に従い反りを測定した。得られた結果、耐熱層（ＰＣ樹脂層）の総厚みを２００μｍに換算したときのカードの反り及び下記に基づいた判定を表１に示した。
○：耐熱層を２００μｍに換算した際の反りの値が１未満であったもの
△：耐熱層を２００μｍに換算した際の反りの値が２未満であったもの
×：耐熱層を２００μｍに換算した際の反りの値が２以上であったもの
これらの実験例から、両外層に耐熱層がある層構成がカードの反りを効率的に抑えられることが判った。

＜実施例１〜９及び比較例１〜４＞
オーバーシートの耐熱層の厚さが何μｍ以上であれば熱によるカードの反りが抑えられるか検討するために、以下のようにオーバーシートとコアシートを作製した。

《オーバーシートの作製》
単軸押出機とＴ型ダイス等を用いて、融着層（Ａ）及び表面層（Ｃ）にＰＥＴＧ樹脂を使用し、耐熱層（Ｂ）にＰＣ樹脂あるいはＰＣ樹脂にＰＥＴＧ樹脂を含有させた樹脂を使用した３層構成のオーバーシート（シート上面からＣ／Ｂ／Ａと積層したシート、シート厚：５０μｍあるいは１００μｍ）を共押出し法により作製した。融着層（Ａ）には、カード作製時にエアが溜まらないように、エンボス加工を施した。耐熱層の原材料がＰＣ樹脂とＰＥＴＧ樹脂のアロイの場合は、予め２軸混錬押出機を用いて溶融混錬して製造したペレットを使用し、多層シートを作製した。シートの層構成比率は、表２に示した。

《コアシートの作製》
ＰＥＴＧ樹脂に白色顔料（酸化チタン、チタンＣＲ−６０、石原産業(株)製）１０部を配合し、２軸混錬押出機を用いて溶融混錬してペレットを製造した。製造したペレットを単軸押出機とＴ型ダイス等を用いて５６０μｍ及び６６０μｍのシート状サンプルを得た。

作製したオーバーシート及びコアシートを、オーバーシート／コアシート／オーバーシートの構成でプレス板に挟み、１１０℃で１０分間プレスした後、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１０で規定するカードサイズに打ち抜いてカード状サンプルを得た。このとき、オーバーシートの融着層とコアシートが合わさるようにシートを重ね合わせ、プレス後のカード厚が７６０μｍになるようにオーバーシートとコアシートを組合わせた。得られたカード状サンプルに切り込みを入れ、３枚のシートが剥離してしまうかどうか確認したが、いずれのカードも剥離しなかった。次いで、実験例と同様の方法で、該カード状サンプルの熱による反りの大きさを測定し、得られた結果及び下記に基づいた判定を表２に示した。
○：反りが２．０ｍｍ以下であったもの
×：反りが２．０ｍｍを超えたもの

市場に出回っているカードには、その用途により様々な耐熱性が要求されている。本発明に従えば、高温下に保管された場合でも反りが生じることのないカード及びカード用オーバーシートを提供することができ、それを達成するために必要な高耐熱性の樹脂が最小限で済むため、高耐熱性の樹脂が増えることで他の特性が犠牲になるのを極力抑えられることができる。さらには、オーバーシートの耐熱層の厚みあるいは耐熱層の高耐熱性の樹脂の含有量を制御することで、求められる様々な耐熱温度に対応することが可能となる。

Claims (3)

1. 高温下の保管状況でも反ることのないカードの表層として用いられるカード用オーバーシートであって、ポリエチレンテレフタレート樹脂のエチレングリコール成分の１０〜７０モル％をシクロヘキサンジメタノールに置換してなる共重合ポリエステルからなる融着層（Ａ）、ポリカーボネート樹脂からなる耐熱層（Ｂ−１）、及びポリエチレンテレフタレート樹脂のエチレングリコール成分の１０〜７０モル％をシクロヘキサンジメタノールに置換してなる共重合ポリエステルからなる表面層（Ｃ）の少なくとも３層を含み、耐熱層（Ｂ−１）の厚みが１７〜５０μｍであり、カード用オーバーシート全体の厚みが５０〜１００μｍであることを特徴とするカード用オーバーシート。
2. 高温下の保管状況でも反ることのないカードの表層として用いられるカード用オーバーシートであって、ポリエチレンテレフタレート樹脂のエチレングリコール成分の１０〜７０モル％をシクロヘキサンジメタノールに置換してなる共重合ポリエステルからなる融着層（Ａ）、ポリカーボネート樹脂７０〜４０重量部にポリエチレンテレフタレート樹脂のエチレングリコール成分の１０〜７０モル％をシクロヘキサンジメタノールに置換してなる共重合ポリエステル樹脂３０〜６０重量部を含有した耐熱層（Ｂ−２）、及びポリエチレンテレフタレート樹脂のエチレングリコール成分の１０〜７０モル％をシクロヘキサンジメタノールに置換してなる共重合ポリエステルからなる表面層（Ｃ）の少なくとも３層を含み、耐熱層（Ｂ−２）の厚みが３２〜６０μｍであり、カード用オーバーシート全体の厚みが５０〜１００μｍであることを特徴とするカード用オーバーシート。
3. 請求項１〜２のいずれかに記載のカード用オーバーシートをカードの両面に用いるカード。