説明

光学素子及びカード

【課題】金属蒸着薄膜から成る光反射層を有するホログラム、または磁気層上にホログラムを設けた磁気カード等のカードにおいて、スパーク発生を防止し、製造上の火災、機械の損傷を防止し、かつホログラムの視認性が良好なものとする。
【解決手段】ホログラム形成層4と反射層5を有するホログラム層3を有する光学素子であって、該ホログラム形成層が、微小凹凸からなる回折構造を有し、該反射層が、平均径80〜120μmの金属材料からなる島部と該島部の間隔が30〜60μmである海島構造を有する第1反射層6と、該第1反射層を覆うように、平均径0.02〜1μmの金属材料からなる島部と該島部の間隔が0.01〜0.5μmである海島構造を有する第2反射層7とを有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学素子に関する技術である。詳しくは磁気カード等の上に形成する光学素子に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、キャッシュカード、及びクレジットカード等において、磁気層とホログラムを一体化する事で、カードデザイン上有利であり、しかも機械情報処理を行なえる磁気カードが知られている(特許文献1参照)。
一般的にこれらのカードに設けるホログラムは、視角効果を高めるために金属蒸着薄膜から成る光反射層を設けた構成を用いている。これらカードは、製造時の加工機において、カード基材上に帯電した静電気が、ホログラムの金属蒸着薄膜(光反射層)の端部から、加工機の導電部等へスパークすることがある。このような問題を解決するために、ホログラムの金属蒸着薄膜(光反射層)を海島状の金属蒸着で構成することで、膜全体としては非導電性としてスパーク発生を防止し、製造上の火災、機械の損傷、さらには磁気カードにおける磁気読み取り時等の磁気データ損傷を防止する方法が知られている(特許文献2、3参照)。
【0003】
しかし、ホログラムの金属蒸着薄膜(光反射層)を海島状の金属薄膜で構成した場合、金属薄膜のない海部において、磁気記録層の黒の色味が見えるため、ホログラムの視認性が悪くなるという問題がある。
また金属薄膜を海島状に形成する場合、島を形成する金属部分が微小なため表面の影響を受けやすく酸化しやすい。金属薄膜が酸化した場合、材料にもよるが酸化した部分の透過率があがるため、全体の光反射性が低下し、ホログラムの視認性が低下するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平6−167920
【特許文献2】特開2008−15071
【特許文献3】特開平3−129381
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その課題とするところは、金属蒸着薄膜から成る光反射層を有するホログラム、またはホログラムを設けた磁気カード等のカードにおいて、スパーク発生を防止し、製造上の火災、機械の損傷を防止し、かつホログラムの視認性が良好なものとすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述した課題を解決するために、本発明は、ホログラム形成層と反射層を有するホログラム層を有する光学素子であって、該ホログラム形成層が、微小凹凸からなる回折構造を有し、該反射層が、平均径80〜120μmの金属材料からなる島部と該島部の間隔が30〜60μmである海島構造を有する第1反射層と、該第1反射層を覆うように、平均径0.02〜1μmの金属材料からなる島部と該島部の間隔が0.01〜0.5μmである海島構造を有する第2反射層とを有することを特徴とする光学素子とする。
【0007】
また本発明は、さらに磁気記録層を有することを特徴とする。
【0008】
また本発明は、前記反射層の表面抵抗値1010オーム以上であることを特徴とする。
【0009】
また本発明は、カード基材と、カード基材上に形成されたホログラム層とを備える磁気カードであって、該ホログラム層が、ホログラム形成層と反射層を有し、該ホログラム形成層が、微小凹凸からなる回折構造を有し、該反射層が、平均径80〜120μmの金属材料からなる島部と該島部の間隔が30〜60μmである海島構造を有する第1反射層と、該第1反射層を覆うように、平均径0.02〜1μmの金属材料からなる島部と該島部の間隔が0.01〜0.5μmである海島構造を有する第2反射層と、を有することを特徴とするカードとする。
【0010】
また本発明は、前記カード基材とホログラム層の間に磁気記録層が形成されてなることを特徴とする。
【0011】
また本発明は、さらにICチップまたはICモジュールを有することを特徴とする。
【0012】
また本発明は、前記反射層の表面抵抗値1010オーム以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、金属蒸着薄膜から成る光反射層を有するホログラム、または磁気層上にホログラムを設けた磁気記録媒体において、磁気層上にスパーク発生を防止し、製造上の火災、、機械の損傷を防止し、かつホログラムの視認性が良好なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の光学素子の一具体例を示した断面説明図である。
【図2】本発明の光学素子の反射層の一具体例を示した平面説明図である。
【図3】本発明の光学素子の一具体例を示した断面説明図である。
【図4】本発明の光学素子の一具体例を示した断面説明図である。
【図5】本発明の磁気記録媒体の一具体例を示した断面説明図である。
【図6】本発明の磁気記録媒体の一具体例を示した平面説明図である。
【図7】本発明の光学素子の反射層の一具体例を示した平面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の光学素子について、図面を用いて詳細に説明する。
図1は、本発明の光学素子の一具体例を示した断面図で、支持体1上に剥離層2、ホログラム層3、粘着層9を有するホログラム転写シートである。
ホログラム層3はホログラム形成層4と反射層5を有し、ホログラム形成層4は、微小凹凸からなる回折構造を有する。反射層5は、平均径80〜120μmの金属材料からなる島部と該島部の間隔が30〜60μmである海島構造を有する第1反射層6と、第1反射層6を覆うように、平均径0.02〜1μmの金属材料からなる島部と該島部の間隔が0.01〜0.5μmである海島構造を有する第2反射層7を有する。
【0016】
図3は、本発明の光学素子の他の一具体例を示した断面図で、支持体1上に剥離層2、ホログラム層3、磁気記録層10、粘着層9を有するホログラム付磁気記録層転写シートである。
図4は、本発明の光学素子の他の一具体例を示した断面図で、支持体1の一方の面上にホログラム層3を有し、もう一方の面上に粘着層9を有するホログラムシールである。
図5は、カード基材上に図1のホログラム転写シートを転写し、支持体を剥離したホログラム付磁気カードの一具体例を示した断面図ある。
【0017】
磁気記録層は一般的に長尺状(ストライプ状)であり、それにあわせ光学素子も長尺状(ストライプ状)の形状とすることができる。
【0018】
支持体1としては、特に限定するものではないが、樹脂フィルム基材を用いることができる。樹脂フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)樹脂フィルム、ポリイミド樹脂フィルム、ポリエチレン樹脂フィルム、ポリプロピレン樹脂フィルム、耐熱塩化ビニルフィルム等が使用できる。これらの樹脂の中で、耐熱性が高く厚みが安定していることから、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムが好ましく使用できる
また、これら樹脂フィルムに剥離層を設けたり、易接着処理を行ったりして剥離保護層の剥離強度を調整したフィルムを支持体として利用することもできる。また、帯電防止処理、マット加工、エンボス処理等の加工を施したフィルムも使用することができる。
【0019】
剥離保護層2としては、特に限定するものではないが、樹脂に滑剤を添加したものが使用できる。樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、湿気硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂等が使用できる。例えば、アクリル樹脂やポリエステル樹脂、ポリアミドイミド樹脂である。また、滑剤としてはポリエチレンパウダーや、カルナバロウ等のワックスを使用することができ、20重量部まで添加することが可能である。これらは剥離保護層として、支持体上にグラビア印刷法やマイクログラビア法等、公知の塗布方法によって形成される。
【0020】
ホログラム層3のホログラム形成層4は、例えば微小凹凸からなる回折構造を有するレリーフ型回折格子を用いることができる。レリーフ型回折格子は、その表面に微細な凹凸パターンの形態で回折格子を記録したものである。
このような凹凸パターンは、例えば、二光束干渉法を使用して感光性樹脂の表面に互いに可干渉の2本の光線を照射してこの感光性樹脂表面に干渉縞を生成させ、この干渉縞を凹凸の形態で感光性樹脂に記録することで形成することができる。尚、この二光束性干渉法によって形成された干渉縞をホログラムと呼び、前記2本の光線の選択によって任意の立体画像を記録することが可能である。また、観察する角度に応じて異なる画像(以下チェンジング画像と言う)を見ることができるように記録することも可能である。
前記レリーフ型回折格子による回折構造形成層に適用される樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線あるいは電子線硬化性樹脂等が使用できる。例えば、熱可塑性樹脂では、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、セルロース系樹脂、ビニル系樹脂等が挙げられる。また、反応性水酸基を有するアクリルポリオールやポリエステルポリオール等にポリイソシアネートを架橋剤として添加して架橋させたウレタン樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂等が使用できる。また、紫外線あるいは電子線硬化性樹脂としては、エポキシ(メタ)アクリル、ウレタン(メタ)アクリレート等が使用できる。
なお、微細な凹凸パターンは全面に設けてもよいし、部分的に設けてもよい。
【0021】
反射層5は、ホログラム形成層4に直接接触して設ける必要はないが、ホログラム形成層4がレリーフ型回折格子の場合には、その凹凸パターンに光反射層を直接接触して設ける必要がある。この場合には、この反射層5によって反射した光がそのまま回折光となる。
本発明では反射層5は、第1反射層6と第2反射層7を有する。第1反射層6における光反射を第2反射層7が補完し、視認性を向上させ、かつ酸化の影響により第1反射層6の反射性が悪くなったとしても、第2反射層7により、反射の低下を最小限に抑えることができる
【0022】
第1反射層6は、平均径80〜120μmの金属材料からなる島部と該島部の間隔が30〜60μmである海島構造を有する。このようにすることで、マクロ的には第1反射層6全面からの反射光が視認され、ホログラム形成層の視覚効果を向上させ、下層に位置することになる磁気記録層を隠蔽することができると共に、ミクロ的には個々の金属材料が独立しているため、全体では非導電性となるため、スパークの発生を抑えることが可能となる。
島部の径が80μm未満になると、海部の面積が大きくなるため、下層が認識されやすくなり隠蔽効果が薄れる。なお、本発明では海部を第2反射層で覆うように形成し視認性を補完しているが、第2反射層は経時変化により変色するため、海部の面積が大きいと、時間と共に海部の視認性の影響が大きくなる。上記範囲に入っていれば、多少第2反射層が経時変化により変色しても、第1反射層に対する面積が比較的小さいため、視認性への影響は少ないものとなる。
島部の径が120μm以上になると、島部の間隔が狭くなり、導通する部分が出てくる危険性がある。
【0023】
第1反射層6としては、反射輝度が高い点で金属材料からなる薄膜が好ましく利用できる。金属材料としては、例えば、Al、Sn、Cr、Ni、Cu、Au、真鍮等が挙げられる。第1反射層6は、特に限定するものではないが例えば真空製膜法により形成することができる。真空製膜法としては、真空蒸着法、スパッタリング法等が適用できる。
第1反射層6の厚みは1〜1000nm程度、好ましくは1〜50nm程度に制御できれば良い。
【0024】
第1反射層6の海島構造は特に限定するものではないが、以下のようにして形成することができる。
第1の方法は、ホログラム形成層に海島構造パターンの開口部を有するマスクを重ねて真空製膜することにより、海島構造パターンに金属薄膜を製膜する方法である。
また、その第2の方法は、まず、溶剤溶解性の樹脂層を島構造パターンのネガパターンになるように設け、この溶剤溶解性樹脂層を被覆して全面一様に金属薄膜を形成した後、溶剤で前記の溶剤溶解性樹脂層を溶解して除去すると同時に、この溶剤溶解性樹脂層上に重ねられた金属薄膜を除去することによって、残存する金属薄膜が海島構造に形成される方法である。
また、第3の方法は、まず、ホログラム形成層上に、このホログラム形成層から剥離しやすい樹脂層をネガパターンに設け、この樹脂層を被覆して全面一様に金属薄膜を形成した後、粘着ロールや粘着紙等に押し当てることによって粘着ロールや粘着紙等にネガパターンに転写させて除去し、結果、金属薄膜が海島構造パターンに残存される方法である。
【0025】
また、第4の方法は、全面一様に金属薄膜を形成し、この金属薄膜上に耐薬品性の樹脂層を海島構造パターンに設け、アルカリ性または酸性のエッチング液を適用して露出している金属薄膜を溶解して除去する方法である。この場合、金属薄膜を海島構造パターンに加工したした後、前記耐薬品性樹脂層を除去しても良いが、そのまま残存させて、耐薬品保護層として利用することもできる。
また、第5の方法は、全面一様に形成された金属薄膜上に感光性樹脂層を形成し、海島構造パターンに露光・現像した後、アルカリ性または酸性のエッチング液を適用して露出した金属薄膜を溶解して除去する方法である。この場合も、残存する感光性樹脂層をそのまま残存させて、耐薬品保護層として利用する事ができる。
図1、3、4においては、耐薬品性樹脂層または感光性樹脂層7を用いて海島構造を形成した例を示している。
また、第6の方法は、全面一様に形成された金属薄膜にレーザー光を照射して除去することにより、残存する金属薄膜が海島構造パターンとなる方法である。
【0026】
この海島構造パターンとしては、図2に示すように規則的なパターン形状にしてもよいし、明確な意味を持たないランダムなパターンでも良い。また、島部自体を絵柄、図形、模様、文字、数字、記号等のパターンとして、この画像パターンに認知可能な情報を付与させることも可能である。また、図7に示すように複数の島部により絵柄、図形、模様、文字、数字、記号等のパターンを形成してもよい。
【0027】
第2反射層7は、第1反射層6の海部の光反射を補完するために、第1反射層6の海島構造より微細な海島構造であることが好ましく、平均径0.02〜1μmの金属材料からなる島部と該島部の間隔が0.01〜0.5μmである海島構造を有し、第1反射層6を覆うように形成される。また、第1反射層7の厚みは1〜1000nm程度とすることができる。図2は、上記第4の方法を用いて海島状の第1反射層6を形成した後、第2反射層7を形成した状態を示した平面説明図である。
第2反射層7は、前記第1反射層6と同様の材料、方法で形成することが可能であるが、Snを用いて真空蒸着法により形成することが好ましい。Snを用いた真空蒸着法は、蒸着速度、蒸着膜厚等の蒸着条件を選択することで、非蒸着部と蒸着部が不規則に並んだ海島構造を形成することが可能である。
【0028】
本発明の反射層5の表面抵抗値1010オーム以上、好ましくは1012オーム以上であることが好ましい。この範囲であれば製造時等において、スパークの発生を抑えることができる。
なお、表面抵抗値の測定は抵抗測定装置で測定可能である。表面抵抗値は長尺状の反射層の両端間の値を用いる。また、測定は第2反射層7側から測定できるが、最表面に帯電防止処理等の特殊加工を施していない場合は剥離保護層側から測定してもよい。
【0029】
磁気記録層10としては、通常の磁気カードや磁気テープ等に使用されている磁気記録層と同じものが使用できる。例えば、γ−Fe、コバルト被着γ−Fe、バリウムフェライト等の磁性粉をバインダー中に分散して製造した磁性塗料を、光学素子又はカード上に公知の方法で均一に塗布して形成することができる。
【0030】
接着層9としては、特に限定するものではなく、公知の粘着剤、接着剤を用いることができる。転写材とするときは熱及び圧力によって被転写材に接着するものを用いることができ、このようなものとして公知の感熱性接着材料を使用することができる。
【0031】
本発明の磁気記録媒体としては、カード基材上に形成した磁気記録層とさらにその上に形成されたホログラム層を有するホログラム付磁気カードが挙げられる。
カード基材としては、単層または複数の層からなるコア基材とコア基材の片面または両面にオーバーシート基材を設けた構成が挙げられる。コア基材としては非晶質ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂等の基材を用いることができる。オーバーシート基材としては非晶質ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂等の基材を用いることができる。また、コア基材、オーバーシート基材は、紙や合成紙等を用いてもよい。
【0032】
磁気記録層及びホログラム層は、カード基材に前述のホログラム付磁気記録層転写シートを転写し、支持体を剥離することにより形成してもよいし、カード基材のオーバーシート基材に磁気記録層を埋設形成し、その上に前述のホログラム転写シートを転写し、支持体を剥離することにより形成してもよい。
【0033】
また、必要に応じ、カードとしたときに最表面に帯電防止層、防汚層、抗菌層などの機能層を形成してもよい。
【0034】
さらに、本発明では、ICチップ(ICモジュール)とICチップ(ICモジュール)に接続されたアンテナ素子を有する非接触式ICカード等においても適用可能で、本発明を利用することにより、スパークによるICへのダメージを防ぐことができると共に、通信を阻害することがないものとすることができる。
非接触式ICカードとする場合は、ICカードの表面に転写シートからなる光学素子を転写により形成することができる。
また、カード表面に接触式のICモジュールを埋設してもよい。この場合は、平面方向において光学素子と重ならな位置に形成する。非接触/接触機能を有するデュアルICカードとする場合は、接触端子を光学素子と重ならない位置に形成する。
【実施例】
【0035】
<実施例1>
基材として厚み25μ、のポリエステルフィルムを用い、このフィルムの片面に下記(1)、(2)、(3)、(4)、(5)の各組成物を用い、剥離保護層(厚さ3μm)、回折構造形成層(厚さ1.5μm)、光反射層(100μm)磁気記録層(15μm)、接着層(3μm)を順次塗布形成して転写シートを作成した。尚、光反射層は金属薄膜1の海島構造を島平均径100μm、島間隔50μmのアルミニウム蒸着で、金属薄膜2の海島構造を島平均径0.02μm、島間隔0.5μmの錫蒸着にて形成した。
上記積層した転写シートを0.1mmの透明硬質塩化ビニルフィルムに熱転写し、支持体を取り除いた後、乳白及び透明硬質塩化ビニルフィルムを0.7〜0.8mmの厚さになるように積層し、加熱,加圧により一枚の板にし、打ち抜きによりカードサイズ(54×86mm)に打ち抜くことにより、ホログラム、磁気入りの磁気カードを作成した。
【0036】
(1)剥離保護層
アクリル樹脂(Tg.105℃)
ポリエチレンパウダー
メチルエチルケトン
トルエン
(2)ホログラム形成層
ウレタン樹脂
メチルエチルケトン
酢酸エチル
(3)第1反射層
アルミニウム(島平均径80μm、島間隔60μm、厚み50nm)
(4)第2反射層
Sn(錫、島平均径0.02μm、島間隔0.5μm、最大厚み60nm)
(5)磁気記録層組成物
γ−Fe
塩酸酢酸ビニル共重合体
ポリウレタンエラストマー
トルエン
メチルエチルケトン
イソプロピルアルコール
(6)接着層組成物
塩酸酢酸ビニル共重合体
アクリル樹脂
酢酸エチル
トルエン
【0037】
<実施例2>
第1反射層を、アルミニウム(島平均径120μm、島間隔30μm)とし、第2反射層を、Sn(錫、島平均径1μm、島間隔0.01μm)とした以外は実施例1と同様に作成した。
【0038】
<実施例3>
第1反射層を、アルミニウム(島平均径80μm、島間隔60μm)とし、第2反射層を、Sn(錫、島平均径1μm、島間隔0.01μm)とした以外は実施例1と同様に作成した。
【0039】
<実施例4>
第1反射層を、アルミニウム(島平均径120μm、島間隔30μm)とし、第2反射層を、Sn(錫、島平均径0.02μm、島間隔0.5μm)とした以外は実施例1と同様に作成した。
【0040】
<比較例1>
光反射層を厚み50nmの連続したアルミニウム蒸着薄膜とした以外は実施例1と同様に作成した。
【0041】
<比較例2>
光反射層を金属薄膜1の海島構造を島平均径70μm、島間隔70μm、厚み50nmのアルミニウム蒸着と、金属薄膜2の海島構造を島平均径0.02μm、島間隔0.5μm、厚み60nmの錫蒸着で形成した以外は実施例1と同様に作成した。
【0042】
<比較例3>
光反射層を金属薄膜1の海島構造を島平均径100μm、島間隔50μm、厚み50nmのアルミニウム蒸着のみで形成した以外は実施例1と同様に作成した。
【0043】
<評価>
(スパーク試験)
得られた実施例1〜4、比較例1の磁気カードを、静電気減衰測定器にてコロナ放電により発生したイオンを照射ヘッドにより、回転させながらカードに照射・帯電させ、金属片を磁気カードに近づけたとき、実施例1〜4の磁気カードは放電(スパーク)しなかったが、比較例1の磁気カードは約2.2KVで放電を起こした。
【0044】
(外観)
実施例1〜4、比較例1の磁気カードは、美麗な外観を呈し、時間が経っても外観に変化は見られなかった。比較例2の磁気カードはアルミニウム蒸着の面積が小さく、平面視において、錫蒸着の面積が大きいため、経時変化により錫蒸着が酸化して変色したの部分の影響を受けてホログラム全体の視認性が悪くなった。比較例3の磁気カードは、アルミニウム蒸着の間から磁気記録層の黒の色が見え、ホログラムの視認性が悪いものであった。
【符号の説明】
【0045】
1・・・・支持体
2・・・・剥離保護層
3・・・・ホログラム層
4・・・・ホログラム形成層
5・・・・反射層
6・・・・第1反射層
7・・・・第2反射層
8・・・・耐薬品性樹脂層
9・・・・粘着層
10・・・磁気記録層
11・・・カード基材
12・・・磁気カード

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ホログラム形成層と反射層を有するホログラム層を有する光学素子であって、
該ホログラム形成層が、微小凹凸からなる回折構造を有し、
該反射層が、平均径80〜120μmの金属材料からなる島部と該島部の間隔が30〜60μmである海島構造を有する第1反射層と、
該第1反射層を覆うように、平均径0.02〜1μmの金属材料からなる島部と該島部の間隔が0.01〜0.5μmである海島構造を有する第2反射層と、
を有することを特徴とする光学素子。
【請求項2】
さらに磁気記録層を有することを特徴とする請求項1記載の光学素子。
【請求項3】
前記反射層の表面抵抗値1010オーム以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の光学素子。
【請求項4】
カード基材と、カード基材上に形成されたホログラム層とを備える磁気カードであって、
該ホログラム層が、ホログラム形成層と反射層を有し、
該ホログラム形成層が、微小凹凸からなる回折構造を有し、
該反射層が、平均径80〜120μmの金属材料からなる島部と該島部の間隔が30〜60μmである海島構造を有する第1反射層と、
該第1反射層を覆うように、平均径0.02〜1μmの金属材料からなる島部と該島部の間隔が0.01〜0.5μmである海島構造を有する第2反射層と、
を有することを特徴とするカード。
【請求項5】
前記カード基材とホログラム層の間に磁気記録層が形成されてなることを特徴とする請求項4記載のカード。
【請求項6】
さらにICチップまたはICモジュールを有することを特徴とする請求項4または5記載のカード。
【請求項7】
前記反射層の表面抵抗値1010オーム以上であることを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載のカード。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2012−88532(P2012−88532A)
【公開日】平成24年5月10日(2012.5.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−235187(P2010−235187)
【出願日】平成22年10月20日(2010.10.20)
【出願人】(000003193)凸版印刷株式会社 (10,630)
【Fターム(参考)】