非接触型ＩＣカードとその製造方法
【課題】従来構造の非接触型ＩＣカードとその製造方法の問題点であった、表面平滑性を向上するためには作業時間が長くなってしまう点、ＩＣモジュールが装着してある部分に対応した表面にヒケが発生する点、カードに垂直な衝撃加重が印加されるとＩＣチップが破損しやすい点、カードの厚さむらが大きい点、を解消した非接触型ＩＣカードとその製造方法を提供することである。
【解決手段】少なくともアンテナコイル及びアンテナコイルに接続されたＩＣモジュールを具備するアンテナシートと、該アンテナシートの表側面と裏側面の双方に非多孔質コアシート、多孔質コアシート、非多孔質外装シートをこの順序で積層し、一体化してなる非接触型ＩＣカードである。ここで、アンテナシートの表側面とはＩＣモジュールが設置されている側の面である。
【解決手段】少なくともアンテナコイル及びアンテナコイルに接続されたＩＣモジュールを具備するアンテナシートと、該アンテナシートの表側面と裏側面の双方に非多孔質コアシート、多孔質コアシート、非多孔質外装シートをこの順序で積層し、一体化してなる非接触型ＩＣカードである。ここで、アンテナシートの表側面とはＩＣモジュールが設置されている側の面である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣモジュールおよび送受信用アンテナを内蔵し、外部装置との間で非接触方式によって送受信を行う非接触型ＩＣカードに関し、特にＩＣモジュール部分へ衝撃力が加わったり、カードに曲げ応力や部分的な圧力が加わったりした場合にＩＣモジュールが破壊しないように工夫し、また表面の平滑性を向上し、さらにカードの厚さむらを低減した非接触型ＩＣカードと、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロコンピュータ、メモリ等の集積回路をプラスチックカード内に搭載し、外部機器とアンテナを介して信号の送受を行う非接触型ＩＣカードが、定期券、プリペイドカード、さらには個人認証用のＩＤカード等の、非接触で使用することが好ましい多種多様な用途に使用され、普及率が著しく向上している。
【０００３】
非接触型ＩＣカードの用途が拡大し、普及率が向上するにつれて、耐久性の向上が要求されている。そのひとつに、ＩＣチップの機械的破損対策の改良がある。ＩＣチップは正常に使用されれば、寿命は非常に長いが、厚さが０．１〜０．５ｍｍ程度と薄く、機械的な力によって破損し易い。例えば、ＩＣモジュール部分に衝撃的な力が加わったり、カードに曲げ応力が加わったりした場合に破損しやすい。
【０００４】
一方、ＩＣカードの厚さは規格で０．８ｍｍ程度に規定されているので、頑強なカードとすることは、なかなか難しい。そのため、ＩＣカードの初期段階からＩＣチップの機械的破損の対策が求められ、実際に種々の対策が提案され、実施されている。例えば、ＩＣモジュール自体やＩＣカードの側に補強用の鋼板やステンレス板を設置する方法、ＩＣモジュールの配置を、カードの中央近くでなく、周辺部に近い位置とし、ＩＣモジュールに曲げ応力がかかりにくくする方法、ＩＣカードに意図的に曲げに弱い部分を形成し、曲げ応力がかかった場合にそこが曲がるようにする方法などがある。以下、現在多用されている非接触型ＩＣカードの基本構造と改良構造の例を示し、次ぎに、ＩＣチップの機械的破損についての上記以外の対策と、表面平滑性向上についてのこれまでの提案について述べる。
【０００５】
図１（ａ）は現在多くの場合に使用されている非接触型ＩＣカード１の一例の平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図であり、その層構成を示す。この構成は、現在使用されている非接触型ＩＣカードの基本構造と言えるものである。図１（ｃ）は、図１の構造の非接触型ＩＣカードを製造する方法の一例を説明するための説明断面図である。
【０００６】
図１（ａ）、（ｂ）において、アンテナコイル１２とＩＣモジュール１３はカード１の内部に埋め込まれた構造である。アンテナコイル１２は外部装置との電波による送受信行うためと電力の供給を受けるためのものであり、その両端はＩＣモジュール１３のアンテナコイル用端子部１４，１４’と電気的に接続されている。
【０００７】
プラスチック製のアンテナシート用フィルム１１の上にアンテナコイル１２が固着している状態ものをアンテナシートと呼ぶ。また、ＩＣチップを組み込んだＩＣモジュール１３がアンテナシートに固着され、さらにアンテナコイル１２の両端がＩＣモジュール１３の端子部１４、１４’で電気的にＩＣチップと接続されている状態のもの（ＩＣモジュールが搭載されているもの）をインレット１０と呼ぶ。
【０００８】
図１（ｂ）に示すように、インレット１０は表裏をコアシート２と２’で挟み込まれている。アンテナシート用フィルム１１はコアシート２，２’と熱融着しているか、または接着剤によって接着している。アンテナコイル１２は、コアシート２に単に埋め込まれている場合と、コアシートに熱融着または接着している場合があり、後者のほうが好ましいが、仕様によって規定されている。また、ＩＣモジュール１３はコアシート２に包み込まれている。通常、ＩＣモジュール１３とコアシート２の間は熱融着も接着もしていない。
【０００９】
コアシート２，２’の役割は、ＩＣモジュール１３やアンテナコイルを埋設して保護すると共に、カードに機械的強度を付与し、曲げ応力等に対してＩＣモジュール１３が破損しないように保護するためのものである。さらに、コアシート２と２’はその外側をプラスチック製の外装シート３、３’で挟み込まれている。コアシート２，２’と外装シート３、３’は、熱融着しているか、または接着剤によって接着し、全体が一体になっている。
【００１０】
外装シート３，３’の役割は、第一にカードに表面強度（耐擦過性）を付与すること、第二に曲げ応力に対抗する強度を増加すること、第三に要求されるデザインに応じることができる加工性を具備する表面とすることである。さらに、用途の拡大に従って、ＩＣモジュールへの垂直方向の衝撃を緩和して、ＩＣチップの破損を防ぐことも、役割として要求されるようになっている。
【００１１】
現在の非接触型ＩＣカード製造方法は、熱プレス法とインジェクション法に大別される。本発明は熱プレス法に係わる。熱プレス法には、大別して二つの方法がある。第１の方法は、図１（ｃ）示した順序に各種のシート基材を重ね合わせ、熱プレス装置に入れ、上面と下面から加熱加圧して、シート同士を熱融着させて一体化する方法である。この場合に熱融着では十分な接着強度が得られない場合には、シート基材間に接着剤層を形成して、接着する。
【００１２】
図１（ｃ）に示した状態はカード１枚分についての図であるが、実際は、インレットはカード一枚分ではなく、例えばカードを縦横に１０〜数十枚程度配列した大判の状態で作成される。また、対応するコアシート、外装シート等の部材もその大判のサイズに対応したサイズである。
【００１３】
第２の方法は、製造工程を分けて、先ずインレット１０を上下のコアシート２，２’で挟み込み、加圧加熱して、インレット１０とコアシート２、２’の層間を熱融着したり、接着剤を使用して接着したりして、一体化する。この工程を第一ラミネート工程とよび、一体化した状態のものをセンターコアとよぶこともある。次ぎに、センターコアの上下を外装シート３，３’で挟み込み、再度加熱加圧して、層間を熱溶融させて一体化する方法である。このように２工程に分けることの利点は、第一にコアシート基材と外装シート基材の軟化温度が異なる場合に基材の軟化温度に合わせたラミネート温度とすることが可能であり、第二に第一ラミネート工程で比較的平滑な板状に予め成形することにより、外装シートに絵柄が印刷してある場合に絵柄の歪みを抑えることが可能だからである。現在では、どちらかと言えば、後者の工程によって非接触型ＩＣカードを製造する場合が多い。
【００１４】
なおこの場合も、熱融着では十分な接着強度が得られない場合には、接着剤を使用してシート間を接着することがある。このようにシート基材を重ね合わせて、シート間を融着したり、接着したりして一体化することを、一般的にラミネートするということが多い。本発明においても、ラミネートをこの意味で使用する。
【００１５】
さらに、コアシート２と２’の外側をプラスチック製の外装シート３、３’で挟み込み、熱プレス法で熱融着するか、または接着剤によって接着し、全体がカードとして一体になるようにする。
【００１６】
いずれの熱プレス法においても、使用する熱プレス板は表面が平滑でかつ非弾性のものを使用する。さらに、外装シートの熱プレス時には、表面を鏡面にするために、たとえば研磨したステンレス板、磨きクロムメッキした鋼板などを、ヒータを内蔵したアルミニウムや鉄製のプレス定盤に貼り付けたものを使用する。接着剤を使用する場合も、同様である。
【００１７】
なお図示しないが、通常、コアシートへの印刷は、第１ラミネート工程の前に予め行う。また外装シート上への印刷も第２ラミネート工程の前に行なう。
【００１８】
一体化した後に、外装シート上の印刷層を保護するために、また外装シートの耐久性、例えば耐擦過性を向上するために、保護層を印刷または転写によって形成する。昇華熱転写記録層や溶融熱転写記録層を形成することもある。次ぎに、抜き型等を使用して１枚のカードサイズにした後に、仕様に応じて、ホログラム層を転写法で形成したり、会員番号や氏名をエンボスしたり、ＩＣチップに所定の情報を書き込んだりして、完成カードとする。
【００１９】
非接触型ＩＣカードは、ＪＩＳ等でカード厚さが０．７６±０．０８ｍｍと定められている。カード厚さの規定はカードリーダーへの挿入安定、磁気ヘッド圧安定を目的として、定められている。また、表面平滑性は磁気出力読み取り安定、印字品質安定等を目的として定められているが、規定以上に平滑であることが好ましい。得意先から、外見の平坦性を向上するように求められることがある。さらに、折り曲げ耐久性が磁気ストライプ読み取り機能維持を目的として要求されている（ＪＩＳＸ ６３０１）。また、部分的な加圧、特にＩＣモジュールにかかる部分的な外力、に対する耐久性がＪＩＳＸ ６３０３に定められている。さらに耐擦過性についての規定が使用者間により別途定めることと定められている。
【００２０】
図１の構造の非接触ＩＣカードの問題点は第１に、生産性が低いことであった。その理由は、アンテナシート上には、ＩＣモジュールやアンテナコイルが設置されていて、凹凸があるのに、カードの表面は平滑であることが要求されているので、コアシートを加熱溶融し、アンテナシートの凸部上のコアシートをアンテナシートの凹部に流動させるには、時間がかかるからである。
【００２１】
また、非接触型ＩＣカードのコアシート基材には、一般的にポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、テレフタル酸とグリコールと１，４シクロヘキサンジメタノールの共重合体（例えば、ＰＥＴＧ：イーストマンケミカル社製）、ＰＥＴＧ−ＰＣ（ＰＥＴＧとＰＣの共重合体），ポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂が用いられており、加熱により基材を流動させるためには基材を高温で熱成形する必要があり、基材の劣化等の物性的な問題があった。
【００２２】
その対策として、コアシートの材料として、比較的低温で流動しやすいホットメルト系の材料を使用して、短時間で表面を平滑にする方法が開示されている。（特許文献１参照）。しかし、ホットメルト系の材料は流動しやすい反面、厚さを制御することが難しく、全体的な厚さムラを少なくすることが難しい、という問題があった。さらに、ホットメルト系の材料は、室温に戻った時に弾性が不足してＩＣモジュール部へ衝撃的な加重がかかった場合に、ＩＣモジュールが破損するという問題があった。
【００２３】
この生産性の低さを解消するための別の方法として、図２（ａ）の層構成図に示すよう
に、コアシート２に開口部２１を設け、ＩＣモジュール１３がその開口部２１へ格納されるようにする方法が使用されている。この場合、コアシート２に開口部２１を設けるだけでＩＣモジュール１３を格納することができない場合には、図２（ｂ）の層構成図に示すように、コアシート２’にも開口部２１’を設ける。
【００２４】
この構造にすることによって、熱プレス時間を大幅に短縮することができるようになったので、現在多用されている。しかしまだ問題点がある。すなわち、アンテナコイル部分の凹凸を平滑にするために、溶融したコアシートを流動させる時間が必要である。
【００２５】
さらには、アンテナシート用基材フィルムとして、ＰＥＮ、ＰＥＴ、ポリイミド等の接着性が劣る樹脂を使用した場合、アンテナコイルやＩＣモジュール配置した部分以外の部分に開口部を設けコアシート同士が熱融着するようにする場合があるが、その場合にはアンテナシート基材がある部分とない部分においても凹凸が発生する。アンテナシート用基材フィルムの開口部の面積が広い場合には、コアシートを熱溶融して流動させ平坦化するために長時間を要し、生産性が低い。
【００２６】
さらに問題点として、ＩＣモジュールが固定されていないので、機械的衝撃によって、アンテナコイルとＩＣモジュールの接合部がはずれてしまうことがあり、また先の細いもので、ＩＣモジュールが格納されている部分の上部から突くと、外装シート２が破れたり、ＩＣモジュールが破損したりすることがあり、さらに、モジュールが格納されている部分が若干凹んでいること、いわゆるヒケが、目視でわかる場合が多いことなどがある。
【００２７】
これらの問題点を解決するために、開口部２１、２１’とＩＣモジュールの間に接着剤等を充填する方法が採用されることがある。しかし、工程が増える上に、ヒケが発生しないようにするには充填量を精密に調節する必要がある。充填量が多すぎると、ヒケでなく凸部が発生してしまう。
【００２８】
ヒケやＩＣモジュールの破損が発生しない構造として、図３（ａ）に示す層構成の、ＩＣモジュール等を、発泡セルを有するコアシート４、４’で包埋してなる非接触型ＩＣカードが開示されている。この層構成にすることによって、表面の平滑性と、曲げやねじりに対する耐久性も向上すると記載されている。（特許文献２、特許文献３参照）。
【００２９】
しかし、図３（ａ）の発泡セルを有するコアシートでＩＣモジュール等を包埋したカードは、従来のポリ塩化ビニル等の剛性のあるコアシートを使用したカードと比較して、曲げやねじりの応力に反発する力が弱い。また、一部に強い力が加わった場合に、カードとしての硬さを確保することが難しく、例えばカードが引っかかれた場合には、その部分は潰れたままになり、その痕跡がいつまでも残ることがあり、さらに、ＩＣモジュールの上に局部的に強い力が加わった場合に、ＩＣモジュールが破損しやすいという問題があった。
【００３０】
対策として、発泡倍率が低い発泡シートを使用すると、表面強度は高く、多少の引っ掻きや局部的加圧では引っ掻き跡もつき難くなる。しかし、ＩＣモジュールが設置されている部分を平滑にするためには、発泡倍率が高いシートを使用する必要がある。すると、表面強度（耐擦過性）が不足してしまうというジレンマがあった。
【００３１】
発泡シートを使用する方法の改良案として、図３（ｂ）の断面説明図に示すように、発泡シートをコアシート４、４’として使用し、さらに外装シート３，３’に従来使用されているものを用いる方法が開示されている。（特許文献４参照。）
【００３２】
図３（ｂ）に示した構造にすることによって、カードの耐擦過性が向上し、局部的に強
い力が加わっても、ＩＣモジュールが破壊し難くなり、さらに曲げ応力やねじり応力に対しても図２（ａ）の構造と比較して耐性が向上した。
【００３３】
しかし、図３（ｂ）の構造の場合、ＩＣモジュールの部分を包埋して表面に凹凸が発生せず、平坦にするためにはＩＣカードの厚さの規格が約０．８ｍｍであり、一方ＩＣモジュールの厚さが０．４ｍｍ程度なので、発泡倍率が高い発泡シートを使用する必要があった。
【００３４】
非接触型ＩＣカードではなく、ＩＣラベルについてであるが、荷物等の比較的硬い被着物に貼り付けされた状態で外から加わる衝撃力に対して、耐衝撃性を有するようにする方法が開示されている。（特許文献５参照。）その方法は、荷物等に貼り付けられる側のＩＣチップの面を覆うように補強部材を設けると共に、表側の全面にクッション性を有する発泡性基材（シート）を配置し、さらにその上に表面基材（外装シート）を配置して貼り合わせた構造とする方法である。
【００３５】
非接触型ＩＣカードにおいても、上記のＩＣラベルと同様な衝撃力が印加されることがあり得る。例えば、非接触型ＩＣカードが机の上に置いてあって、その上にたとえばコップ等を落としてしまう場合である。従って、上記のＩＣラベルと同様な耐衝撃性を有することが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３６】
【特許文献１】特開平１０−１４７０８７号公報
【特許文献２】特開平１１−１０５４７４号公報
【特許文献３】特開平１１−２０３５９号公報
【特許文献４】特開平１０−３０５６８１号公報
【特許文献５】特開２００４−３５５５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３７】
本発明の課題は、従来構造の非接触型ＩＣカードとその製造方法の問題点であった、表面平滑性を向上するためには作業時間が長くなってしまう点、ＩＣモジュールが装着してある部分に対応した表面にヒケが発生する点、カードに垂直な衝撃加重が印加されるとＩＣチップが破損しやすい点、カードの厚さむらが大きい点、を解消した非接触型ＩＣカードとその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３８】
本発明請求項１に係わる発明は、少なくともアンテナコイル及びアンテナコイルに接続されたＩＣモジュールを具備するアンテナシートと、該アンテナシートの表側面と裏側面の双方に非多孔質コアシート、多孔質コアシート、非多孔質外装シートをこの順序で積層し、一体化してなる非接触型ＩＣカードである。ここで、アンテナシートの表側面とはＩＣモジュールが設置されている側の面である。
【００３９】
本発明請求項２に係わる発明は、表面のロックウェル硬さ（Ｒスケール）が３０〜１３０の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の非接触型ＩＣカードである。
【００４０】
本発明請求項３に係わる発明は、前記非多孔質外装シートが、結晶性またはガラス転位点が１００℃以上の非結晶性樹脂、またはこれらの共重合体よりなることを特徴とする請求項１または２に記載の非接触型ＩＣカードである。
【００４１】
本発明請求項４に係わる発明は、前記非多孔質コアシートが開口部を有し、該開口部はＩＣモジュールをはめこむことができるサイズであり、かつ前記ＩＣモジュールに対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の非接触型ＩＣカードである。
【００４２】
本発明請求項５に係わる発明は、少なくともアンテナコイルおよびアンテナコイルに接続されたＩＣモジュールを具備するアンテナシートと、該アンテナシートの表側面と裏側面の双方に非多孔質コアシート、多孔質コアシート、非多孔質外装シートをこの順で積層し、一体化してなる非接触型ＩＣカードの製造方法であって、少なくとも、第１の一体化工程が、該アンテナシートの表側面と裏側面の双方に非多孔質コアシートを重ねてから、ゴム弾性プレス面を有する熱プレス装置を使用して加圧加熱して熱溶融一体化してセンターコアを製造する工程であり、第２の工程が前記センターコアを中心にして、表面側と裏面側の双方に多孔質コアシートと非多孔質外装シートをこの順に重ねてから、平滑な非弾性プレス面を有するプレス装置を使用して、プレスして一体化することを特徴とする非接触型ＩＣカードの製造方法である。
【００４３】
本発明請求項６に係わる発明は、前記第２の工程において、プレス時のプレス板の間隔を規定してプレスして一体化することを特徴とする請求項５に記載の非接触型ＩＣカードの製造方法である。
【発明の効果】
【００４４】
請求項１に係わる発明の効果は、本発明の非接触型ＩＣカードは、非多孔質コアシートと非多孔質の外装シートの間に、多孔質コアシートを配置した構造であるので、センターコアの表面に凹凸があっても、多孔質コアシートが厚さ方向につぶれることによって、その凹凸を吸収する。その結果、カード表面が平滑になり、ＩＣモジュールが搭載されている場所の表面にヒケが発生することがなくなり、印刷された文字や画像の変形が少なくなる。また、カードに垂直方向に衝撃荷重が印加された場合にも、ＩＣチップの破損を減少することができる。さらに厚さムラの少ない非接触型ＩＣカードとすることができる。
【００４５】
請求項２に係わる発明の効果は、請求項１に記載の構造において、外装シートに硬い樹脂材料を配置することにより、表面の傷発生防止だけでなく、カードに外部より衝撃力が加わった場合、その衝撃を外装シートで荷重を分散し、さらに多孔質コアシートが吸収してＩＣの破損を防止するという効果を発揮せしめることができる点である。
【００４６】
請求項３の発明に係わる効果は、外装シートに耐熱性基材を用いることでカード物性を向上させることができる点である。
【００４７】
請求項４の発明に係わる効果は、非多孔質コアシートに開口部を設けて、ＩＣモジュールを部分的にせよ格納することによって、センターコア製造時の非多孔質コアシートの流動量を減少させているので、熱プレス時間を短縮することが可能となる点である。
【００４８】
請求項５の発明に係わる効果は、第１に製造工程を少なくとも２分割することによって、所望の品質を有する非接触型ＩＣカードを生産性高く製造することができる点である。すなわち、カードを構成するすべての層を重ねて加熱加圧して一体化する方法では、加圧した時点で多孔質コアシートが潰れてしまい、アンテナシートのアンテナコイル部等の凹凸部において非多孔質コアシートとアンテナシートの間に隙間が発生してしまう。この点で、本発明の非接触型ＩＣカードを製造するためには、第１工程は必須の工程である。
【００４９】
また、第１の工程で使用するプレス板の表面をゴム弾性のものとしたので、アンテナシートの凹凸に沿って非多孔質コアシートが変形する。その結果、溶融して流動するコアシートの量が少なくても、アンテナシートと非多孔質コアシートが密着する。従って、一体化に要する時間が短くて済む。また、ＩＣモジュールが非多孔質コアシートから突出していても、プレス板表面が凹むので、ＩＣモジュールが破壊されることがない。
【００５０】
さらに、第２の工程で平坦な非弾性のプレス板を使用して熱プレスするので、出来上がった非接触型ＩＣカードの表面は平坦である。すなわち、請求項５に記載のゴム弾性表面のプレス板を使用して製造したセンターコアは、表面に凹凸があるが、第２の工程で、多孔質コアシートがその凹凸に沿って潰れ、カードの表面は平坦である。
【００５１】
請求項６の発明に係わる効果は、第２の工程において、加圧するプレス板の間隔を所定値に固定することによって、カードの各構成材料に厚みのばらつきがあっても、多孔質コアシートが潰れるので、出来上がったカードの厚さのバラツキを低減することができる点である。結果として、厚さのばらつきが少ない非接触型ＩＣカードを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】非接触型ＩＣカードの基本構造の一例である。 （ａ）平面図、 （ｂ）図１（ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図であり、その層構成を示す。 （ｃ）図１の構造の非接触型ＩＣカードを製造方法の一例を説明するための断面説明図である。
【図２】（ａ）、（ｂ） 現在多用されている非接触型ＩＣカードの層構成と問題点を説明するための断面説明図である。
【図３】（ａ）、（ｂ） 発泡（多孔質）コアシートを使用した従来構造の非接触型ＩＣカードの層構成と問題点を説明するための断面説明図である。
【図４】本発明の非接触型ＩＣカードの一例の断面構造を説明するための断面説明図である。
【図５】（ａ）、（ｂ） 本発明の非接触型ＩＣカードの他の一例の断面構造を説明するための断面説明図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ） 本発明の製造方法による非接触型ＩＣカードの製造工程の一例を説明するための断面説明図である。
【図７】（ｄ）、（ｅ） 本発明の製造方法による非接触型ＩＣカードの製造工程の一例を説明するための断面説明図である。
【図８】本発明の構造と製造方法によって、非接触型ＩＣカードの表面の厚さむらが減少したことを説明するためのヒストグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下本発明を実施するための最良の形態につき説明する。まず、本発明の非接触型ＩＣカードの製造方法の一例について、図６、図７に示した断面説明図に基づいて以下に述べる。
【００５４】
図６（ａ）は、センターコアを形成するための第１工程において、プレス前の状態を示している。インレット１０として、アンテナシート用基材フィルム１１の上に、アンテナコイル１２が形成し、非接触型ＩＣカード用ＩＣモジュール１３が搭載し、アンテナコイ
ルがない部分に開口部１５を形成したものを用いている。このインレット１０の表側面（ＩＣモジュールを搭載した側）に非多孔質コアシート２、裏側面に非多孔質コアシート２’を置く。なお、非多孔質コアシート２と２’には、ＩＣモジュールを格納するための開口部２１と２１’を形成してある。さらに、その上下にプレス板３１、３１’を配置する。このプレス板にはそれぞれゴム弾性表面材の層３２、３２’が形成してある。この順序に重ねた状態で、熱プレス装置のプレス定盤（図示せず）の間に置き、所定時間、加圧加熱する。
【００５５】
図６（ｂ）は、熱プレスした後の、圧力がかかったままの状態を示している。非多孔質コアシート２は開口部１５において、コアシート２’と熱融着している。また、アンテナコイル１２、アンテナシート１１に対しても熱融着している。非多孔質コアシートとアンテナシートの各部分において、隙間なく融着している。非多孔質コアシート２の表面は、アンテナシートの表面の凹凸を反映した凹凸状態になっている。また、プレス板のゴム弾性層３２の表面も非多孔質コアシートの凹凸に対応した凹凸状態になっている。
【００５６】
ＩＣモジュール１３とその下面のアンテナシート用フィルム１１は、プレス板のゴム弾性面３２と３２’に加圧された状態で挟み込まれていて、ゴム弾性層も圧力に応じて凹んでいる。非多孔質コアシート２’の表面は開口部２１’を除いて、平坦であり、プレス板のゴム弾性層３２’は圧力に応じて凹んでいる。このようにしてセンターコア４０を形成し、冷却後に取り出す。ゴム弾性層は離型性のよいシリコーンゴム製としておくことで、融着なしにセンターコア４０を取り出すことができる。
【００５７】
図６（ｃ）は、第２工程において、プレスする前の部材を重ねる状態を示している。第１工程で作成したセンターコア４０の上下に多孔質コアシート４、４’を置き、その外側に非多孔質外装シート３、３’を置く。さらにその外側に表面が平滑に研磨されたプレス板３３、３３’を置く。この状態に重ねたものを、熱融着する場合には熱プレス装置のプレス定盤（図示せず）の間に置く。また、接着剤を使用してセンターコアと多孔質コアシートの間、多孔質コアシートと非多孔質外装シートの間を接着する場合には加熱装置なしのプレス装置のプレス定盤に置く。もちろんこの場合には、センターコアと多孔質コアシートの間、多孔質コアシートと非多孔質外装シートの間に接着剤を入れる。プレス装置には、プレス時のプレス定盤の間隔を規定値に保持することができるものを使用する。
【００５８】
図７（ｄ）は、プレスした後の加圧したままの状態を示している。多孔質コアシート２はセンターコアとの境界で、センターコアの凹凸に対応して、凹んでいる。ＩＣモジュール１３は多孔質コアシート２によって固定されている。また、多孔質コアシート２’もＩＣモジュールの底面にあるアンテナシートの基材フィルム１１に密着していて、ＩＣモジュールを固定している。非多孔質外装シート３、３’の表面はプレス板の表面と同じく、平滑である。なお、外装シートの表面を光沢あるものにするには、プレス時に外装シートがプレス圧で流動するように加熱する。
【００５９】
図７（ｅ）はプレス装置から取り出した状態を示している。非接触型ＩＣカード１の厚さは、第２工程でプレスした際に、多孔質コアシートが潰れるので、プレス板の間隔になっている。この後、表面に保護層形成、感熱記録層形成、ホログラム層形成、エンボス加工、ＩＣチップへのデータ書き込み等を行って、非接触型ＩＣカードの製品とする。
【００６０】
本発明に使用することができる多孔質コアシート３、３’としては、ある程度以上の圧力で加圧されたとき圧縮され、その後圧力を解除しても、圧縮されたままの形状を維持する非弾性のもの、すなわち塑性変形性のもの、であればよい。
【００６１】
塑性変形性多孔質コアシートとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポ
リオレフィンを主成分とした発泡シートや多孔シート、発泡ポリ塩化ビニルシート、発泡軟質アクリル系樹脂シート、発泡後塩素化ポリ塩化ビニルシート、発泡ポリ塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体シートを使用することができる。特にこの中でも常温で面に対して垂直方向に加圧した際に、一定以上の圧力に対して塑性変形により厚さが薄くなる特性を有したものが好ましい。市販されているものとしては、Ｔｅｓｌｉｎ（ピーピージー・インダストリーズ・インコーポレイテッドの登録商標）、ユポ（ユポ・コーポレーションの登録商標）がある。
【００６２】
上記のＴｅｓｌｉｎは、シリカを含有したポリエチレンフィルムを延伸して形成したフィルム状の微小な孔を有する多孔性物質であり、たとえば１８０μｍ厚、空隙率３５体積％、孔径０．０１〜１μｍのアモルファスシリカ含有のものがある。
【００６３】
ここで発泡性基材（多孔質コアシート）の空隙率Ａ（％）は、発泡性基材の外形寸法から算出される見かけ体積（ｃｍ３）をＢ、発泡性基材の空隙部を除いた真の体積（ｃｍ３）をＣ（真の体積は発泡性基材を、アルコール等の液体中に沈めた時の増加した体積を測定することによって知ることができる。）としたときに、次の式によって算出されるものである。
Ａ（％）＝[（Ｂ−Ｃ）／Ｂ]×１００
【００６４】
多孔質コアシートの好ましい厚さは、その空隙率に関連する。たとえば、空隙率が３３％の多孔質コアシートを使用すると、その厚さが１００μｍであれば、圧縮されて厚さが元の厚さの約６７％になるまで圧縮することができる。しかし、多孔質コアシートの衝撃吸収性を利用する場合には、空隙率が１０％程度残っている程度にプレスするのが限度である。圧縮後のＩＣモジュールの上部分の多孔質コアシートの空隙率が１０％以上であればカード表面に対して垂直な方向のＩＣモジュールに対する耐衝撃性を向上することができる。それ以上プレスして厚さを薄くして空隙率が１０％以下になると、多孔質コアシートは衝撃吸収性を発揮することが難しくなる。１０％程度以上残っていれば、例えばＩＣモジュールに対してカード表面に垂直な方向の衝撃が加わっても、その衝撃を緩和することができる。すなわち、多孔質コアシートを使用しない場合と比較して、耐衝撃性を向上することができる。そのため、本発明においては、多孔質コアシートの空隙率を１０％以上に保持したカードを作成する。
【００６５】
使用する多孔質コアシートの空隙率には、格別の制限はない。ただし、実装されているＩＣモジュールが周囲の非多孔質コアシートより飛び出ている場合には、実装されている部分の上下の多孔質コアシートは、第２の工程において、プレス圧力を受けて潰れる。その際、空隙が完全になくなるまで潰れると、多孔質コア材のクッション作用がなくなる。ＩＣモジュール上の多孔質コアシートは、潰れた後においても１０％程度空隙が残っていることが好ましい。
【００６６】
本発明の非接触型ＩＣカードでは、多孔質コアシートの外側に外装シートとして硬い材料を使用する。硬い外装シートは、カード表面に垂直方向にかかる集中荷重を水平方向に分散し、さらに内部にある多孔質コアシートがクッションの役目を果たすため、内蔵されたＩＣモジュールにかかる荷重が小さくなり、衝撃等の荷重に対する耐性を向上することができる。
【００６７】
この目的を達成するためには、外装シートは厚さ５０μｍ以上であって、ロックウェル硬度（Ｒスケール）１００以上であることが好ましく、カード形状でのロックウェル硬度は３０以上であることが好ましい。ロックウェル硬度の上限はなく、硬いほど好ましいが、実際に使用することができる材料では１３０程度が限度である。
【００６８】
請求項２に記載の表面硬度を得ることができる非多孔質外装シートの材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、テレフタル酸とグリコールと１，４シクロヘキサンジメタノールの共重合体（ＰＥＴ−Ｇ：イーストマンケミカル社製）等のポリエステル樹脂、およびポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン樹脂、さらにポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂がある。また、以上のものの共重合体やポリマーアロイがある。
【００６９】
また、外装シートとして使用することができる結晶性樹脂としては、上記のポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂の内で結晶性のものがある。また、ガラス転移点が１００℃以上の非結晶性樹脂は、上記の各種樹脂のうちから選定することができる。さらに、それらの共重合体もしくはポリマーアロイであって最も高温のガラス転移点が１１０℃以上のものを使用することができる。これらの樹脂を使用することによって、耐熱性が向上するだけでなく、表面強度が向上する。
【００７０】
本発明の非接触型ＩＣカードは、非多孔質コアシートにＩＣモジュールを嵌め込むための開口部を設けなくても、空隙率の大きな多孔質コアシートを使用すれば、製造することができる。しかし、非多孔質コアシートに開口部を設け、そこにＩＣモジュールを格納することが好ましい。開口部の大きさは、ＩＣモジュールがぴったりはめ込まれるサイズが好ましいが、生産時の位置ずれを考慮して１ｍｍ程度大きくてもよい。
【００７１】
非多孔質コアシートの厚さが、ＩＣモジュールの厚さより厚くて、開口部を設けただけで、ＩＣモジュールを格納するに十分であるばかりでなく、多孔質コアシートが開口部へ入り込んでも、空隙がある状態になる場合には、設計を変更して、非多孔質コアシートの厚さを減らして、空隙がない状態にする。空隙があると、ＩＣモジュールが宙づり状態になり、使用状態でＩＣモジュールとアンテナコイルの接点が破壊されやすいからである。ＩＣモジュールが宙づりにならないように設計することが必要である。少なくとも、第２工程において、多孔質コアシートが潰れて、開口部へ入り込み、ＩＣモジュールを押さえ込む状態になるように設計する。
【００７２】
表側面のコアシートに開口部を設けるだけでは、多孔質コアシートが潰れたとしてもＩＣモジュールを格納することができない場合には、裏側面の多孔質コアシートにも開口部を設けるようにする。多孔質コアシートによってＩＣモジュールが固定されるように設計することによって、使用中の各種の振動によって、ＩＣモジュールとアンテナコイルの端部の接点が破壊される事故がなくなる。
【００７３】
本発明に使用するインレットは、アンテナコイルとＩＣモジュールと、それらが配置されたアンテナシートとで構成される。アンテナコイルは、エナメル被覆導線で形成されたもの、ベースフィルムに貼り合わされたＡｌ箔、Ｃｕ箔をエッチングにより形成したもの、銀系の導電性ペーストを印刷して形成したもののいずれでもよい。また、ベースフィルムはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）等の樹脂フィルムである。
【００７４】
本発明に使用するインレットは、アンテナシートにＩＣモジュールが搭載された部分の厚さは合計で１００〜６００μｍが好ましく、アンテナシートにアンテナコイルが配置された部分の厚さは合計で１５〜１０５μｍが好ましく、アンテナシートのみ厚さは１０〜１００μｍが好ましい。
【００７５】
非接触型ＩＣカードの厚さは規格で約０．８ｍｍなので、ＩＣモジュール部の厚さが６００μｍを超えるとカード化したときにＩＣモジュールが表面から透けてしまう恐れがあるため、外観的に好ましくない。また、アンテナシートの厚さが１０μｍ以下の場合、シートが薄すぎるために、一体化のためのプレス加工時の加工安定性が損なわれ、アンテナシートごと封止成形することができるという利点が失われるので好ましくない。
【００７６】
なお、アンテナコイルの製法と、アンテナシート用フィルムへの固着の方法は、第１に、絶縁銅線等をコイル状に巻いて、アンテナコイルシートへ貼り付ける方法、第２に、アンテナシート用フィルム上に銅箔やアルミニウム箔の接着しメッキ法で形成し、次ぎにフォトエッチング法を使用して所定のアンテナコイルを形成する方法、第３に転写用フィルム上にフォトエッチング法でアンテナコイルを形成し、それをアンテナシート用フィルムへ接着剤を介して転写する方法がある。本発明には何れの方法で形成したアンテナシートでも使用することができる。
【００７７】
アンテナシート用基材フィルムとして、ＰＥＮ、ＰＥＴ、ポリイミド等の接着性が劣る樹脂を使用した場合、アンテナコイルやＩＣモジュール配置した部分以外の部分に開口部を設けコアシート同士が熱融着するようにする場合があるが、本発明においては、この方法を使用することができる。
【００７８】
すなわち、従来の製造方法では、コアシートで挟み込んでラミネートしてセンターコアを製造する場合、ＩＣモジュール部には開口部を設けたコアシートを使用すると、センターコアの表面を平滑にするには、溶融したコアシートは、流動してアンテナシートの厚さとアンテナコイルの厚さの合計の厚さをすることが必要である。開口部の大きさが増すにつれて、流動するコアシートの量が増え、平滑になるまでに余分に時間がかかり、生産性が低い。
【００７９】
一方、本発明の構造では、センターコアの表面は平坦でなくてよい。センターコアの両側に設けた多孔質コアシートがセンターコアの凹凸を吸収するので、容易に外装シートの表面を平滑にすることできる。
【００８０】
また、本発明の製造方法ではセンターコアを製造する際に、ゴム弾性を有する熱プレス板を使用する。出来上がったセンターコアは表面がアンテナシートの凹凸を反映した凹凸を有するようになるが、先に述べたように、その外側を覆う多孔質コアシートが表面の凹凸を吸収してくれる。ゴム弾性を有する熱プレス板を使用することによって、溶融したコアシートが流動する必要がなくなり、ラミネートに要する時間を大幅に短縮することができる。
【００８１】
本発明の非接触型ＩＣカードは、コアシートがすべて多孔質材である非接触型ＩＣカードよりもカードの剛性が向上し、ＩＣモジュールの破損を防止することができる。
【００８２】
なお、本発明のカードではコアシートの表面に印刷することはない。その上の多孔質コアシートが不透明なので、たとえコアシート上に印刷されていても、隠蔽されてしまうからである。また、多孔質コアシートに印刷することができてもできなくても、外装シート上に印刷することができる。
【００８３】
さらに、多孔質コアシートとして、スキン層を有していて印刷が可能なものを使用することによって、従来構造の非接触型ＩＣカードにおいてコアシートに印刷していた絵柄や文字を印刷することができる。印刷方法としては、潰れるのを防止するために、低圧のオフセット印刷、低圧のスクリーン印刷、無圧のインクジェット印刷を使用することができる。
【００８４】
非多孔質外装シートの上に保護層を形成したり、ホログラム層を形成したり、顔写真部
や、感熱記録部分を形成したり、エンボスしたりする方法は、従来方法と同じでよい。
【００８５】
本発明は、非接触型ＩＣカードに対して適しており、形状はＩＳＯ７８１０に定めるＩＤ−１、ＩＤ−２、ＩＤ−３に定義されるカードやＩＤ−０００のように特殊な形状に打ち抜かれたカードに好適に適用することができる。すなわち、ＩＤ−１のカードはクレジットカードやキャッシュカードで使われている形状であるが、財布等で保管した場合に最も厚みのあるＩＣモジュール部に圧力がかかることがあり、これを防ぐ点で本発明の構造が適している。またＩＤ−２，３のカードはＩＤカード，パスポート等で使われる形状であるが、裸で携帯した際にかかるＩＣモジュール部への圧力を低減する点で本発明の構造が適している。
【００８６】
コアシートは、ＩＣモジュールを格納するための開口部を設けないでも、本発明に非接触型ＩＣカードとすることができる。しかし、開口部を設けるほうが、本発明の構造と製造方法の利点を大きく発揮することができる。開口部は２枚のコアシートの一方に設けるか、あるいは双方に設けるかは、ＩＣモジュールを多孔質コアシートとの間に空隙なしに格納するために、ＩＣモジュールの厚さ、インレットの厚さ、その他使用することができる多孔質コアシートの厚さや空隙率を考慮して、設計によって決定する。
【００８７】
一体化のための加圧・加熱の工程において、非多孔質外装シート、多孔質コアシート、非多孔質コアシート、インレットを熱融着させるための温度は、一般的に各カード基材のガラス転移点よりも８０℃以上の温度であることが、十分な流動性を得るために必要であるが、接着剤を使用して低温で一体化することができる。接着剤の種類は、各カード基材間を接着することができ、カードとして必要な特性、例えば耐熱性、耐変形性、耐久性、透明性等、を得ることができるものであれば、格別の制限なく使用することができる。ここで透明性は、多孔質コアシート上に絵柄や文字を印刷した場合に必要である。好ましくは熱可塑性樹脂接着剤ホットメルト接着剤であるが、加熱硬化性、紫外線硬化性、嫌気硬化性、２液反応硬化性のものも使用することができる。
【００８８】
熱可塑性樹脂接着剤の接着温度はカードの各基材のガラス転位点に対して０〜＋６０℃であることが好ましい。例えば、カード基材としてＰＶＣ、ＰＥＴ−Ｇを使用する場合には、これらのガラス転位点は６０℃前後なので、加熱温度を１２０℃以下で接着できる接着剤を使用する。
【００８９】
使用することができる熱可塑性接着剤としては、例えば、ポリ塩化ビニルとポリエステルをブレンドしたもの、ポリエステル水系エマルション接着剤、ポリウレタン系硬化性ホットメルト接着剤、ポリ塩化ビニル系接着剤、ポリエステル系接着剤等がある。いずれも、各カード基材との接着性を確認して使用する。
【００９０】
第２工程において、接着剤を使用する場合、接着時に加熱が必要な接着剤の場合には、熱プレス装置を使用する。一方、接着時に加熱が不要な接着剤の場合には、加熱できないプレス装置を使用することができる。
【００９１】
実生産では、エッチング法によるアンテナシートを使用する場合は、一枚ずつでなく、幅広のアンテナシート（例えば６００ｍｍ幅）に多面付けした状態で、エッチング加工、ＩＣチップ実装を行い、さらに以上の工程で作成したアンテナシートを上面下面各１枚の非多孔質コアシートで挟み込み、さらにその外側に多孔質コアシートを上下１枚ずつ配置し、さらにその外側非多孔質外装シートを上下各１枚ずつ配置し、熱圧プレスによる一体化、規定サイズの抜き加工、といった工程で、本発明の非接触ＩＣカードを製造する。また、非多孔質コアシートに開口部を設ける場合は、ＩＣモジュールのサイズより１ｍｍ程度大きな開口部を設けたほうが、ＩＣモジュールの位置が多少ばらついていても、対応す
ることが容易になる。
【００９２】
多孔質コアシートと非多孔質外装シートをラミネートして一体化するほうが、製造上取り扱いが単純になる、または装置が単純になる等の利点がある場合には、一体化してもよい。一体化したものをセンターコアの表裏に配置して、（熱）プレスして、非接触型ＩＣカードとする。
【００９３】
ラミネートする際に、多孔質コアシートが潰れない低圧の方法が必要である。その方法としては、ロールで挟み込んで長尺のシートを２本のロールで挟み込んで貼り合わせて一体化し複合シートとする印刷関係の技術を使用することができる。使用した材料によっては、加熱溶融による一体化では圧力が高すぎて、多孔質コアシートが潰れてしまう場合には、接着剤を使用して一体化することができる。
【００９４】
個々の材料（アンテナシート、非多孔質コアシート、多孔質コアシート、非多孔質外装シート）の厚さには、通常１０％程度のバラツキがある。一方、カードの厚さの規定値は０．７６±０．０８ｍｍである。本発明の非接触型ＩＣカードは、塑性変形性多孔質シートを使用しているので、プレス時の間隔を規定することができるプレス装置を使用することによって、カード間の厚さムラが極めて小さなカードを製造することができる。その場合、カードの厚さのばらつきは、プレス板の位置制御のばらつきになる。また、減圧プレス、真空プレスを採用することは、空隙をなくすことに有効である。
【００９５】
プレス時のプレス板の間隔を所定の値に保持する方法としては、例えばストッパーによる方法、間隔を測定して、その値をプレス板の駆動機構にネガティブフィードバックして一定にする方法がある。なお、第１工程、第２工程のいずれにおいても、複数枚のカードに相当する材料を重ねプレスすることがある。この際には、プレス板を一枚のカードに相当する材料のセットの間すべてに挟み込む。例えば第１工程では、裏面側の非多孔質コアシートと表面側非多孔質コアシートの間すべてに、ゴム弾性表面を有するプレス板を挟み込む。そのプレス板は両面をゴム弾性としたものでもよいし、一面をゴム弾性としたものを２枚背中合わせにして挟み込んでもよい。
【００９６】
なお、実際の構成としては、本発明のカードにさらに、ホログラム層やサインパネル層を形成したり、熱転写リボンによる印字をしたりすることができる。
【実施例】
【００９７】
以下に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
＜実施例１＞
非接触型ＩＣカードとして、非多孔質外装シート３／多孔質コアシート４／非多孔質コアシート２／インレット１０／非多孔質コアシート２’／多孔質コアシート４’／非多孔質外装シート３’の７層構成であるものを製造した例を、以下に説明する。
【００９８】
＜設計の１例＞ 与件条件は、使用するＩＣモジュールの厚さは４００μｍ、アンテナシートの基材フィルムの厚さは４０μｍ、アンテナコイルの厚さは４０μｍであるとする。また、アンテナシート基材フィルムは非多孔質外装シートとの接着性が悪いので、アンテナコイルが設置してない部分のアンテナシート基材フィルムをできりだけ打ち抜いて、使用すると、する。非多孔質コアシートとして厚さ２００μｍのＰＶＣシートを使用すると仮定すると、開口部を表裏の双方の非多孔質コアシートに形成した場合、ＩＣモジュールは、作成した表側センターコアの開口部から２０μｍ突出し、またＩＣモジュールが設置されているアンテナシート基材フィルムが裏側センターコアの開口部から２０μｍ突出する。また、アンテナシート上にアンテナコイルのある部分は、表側センターコア側にア
ンテナコイルがない部分と比較して４０μｍ突出する。すなわち、段差は最高８０μｍになる。
【００９９】
ここで、多孔質コアシートとして、空隙率３５％の多孔質コアシートを使用すると仮定すると、圧縮後の空隙率として１０％を設計値とする場合、所要の多孔質コアシートの厚さの最小値は８０μｍである。しかし、この厚さではアンテナシートの基材フィルムがない部分との高低差（８０μｍ）を吸収して平滑な表面を得ることができない。厚さを１００μｍの多孔質シートを使用すると仮定すると、前記の高低差８０μｍを吸収することができ、カードの表面を平滑にすることができる。また圧縮後の多孔質コアシートの厚さは１２５μｍとなる。なおこの場合、ＩＣモジュール上の非多孔質外装シートの厚さは、最小７５μｍである。ＩＣモジュール部分の最小厚さは合計４００＋４０＋７５×２＝５９０μｍとなる。従って、非接触型ＩＣカードの厚さを７６０μｍとしたとき、非多孔質外装シートの厚さを８５μｍとすることができる。
【０１００】
なお、非多孔質コアシートの厚さが厚い場合にはＩＣモジュールは非多孔質コアシートの開口部より突出しない。従来の構造では、外装シートとＩＣモジュールの間に隙間が発生するので、ＩＣモジュールは宙づりの状態になった。これを防止するため、詰め物を入れてＩＣモジュールを固定する場合があった。本発明の構造の場合には、ＩＣモジュール上の多孔質コアシートが変形してＩＣモジュールを押しつけるようにして、宙づり状態になることを防止するように設計する。
【０１０１】
＜第１工程：センターコアの作成＞ アンテナシート用基材フィルム１１として厚さ４０μｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を使用し、その一面上に貼り付けた厚さ４０μｍの銅箔をエッチングして形成したアンテナコイル１２を有するアンテナシートを用い、これにアンテナコイル、ＩＣモジュールが配置されない中央部にパンチング法で開口部を設けた。これに厚さ４５０μｍの非接触型ＩＣカード用ＩＣモジュール１３を搭載したものをインレット１０として使用した。
【０１０２】
非多孔質コアシート２および２’には、厚さ１７０μｍのＰＥＴＧシート（三菱樹脂（株）製）を用い、非多孔質外装シート３、３’には厚さ９０μｍのＰＥＴＧとポリカーボネートのポリマーアロイからなるシート（三菱樹脂（株）製）を用い、多孔質コアシート４、４’には、空隙率３５％，厚さ１６０μｍのポリオレフィン系多孔質樹脂シート（製品名Ｔｅｓｌｉｎ、ピーピージー・インダストリーズ・インコーポレイテッド社製）を用いた。
【０１０３】
非多孔質コアシート２、２’にはＩＣモジュールが配置される部分にＩＣモジュールを入れ込むために、最も好ましいＩＣモジュールの外形と同じサイズではなく、加工性を考慮して、ＩＣモジュールの外形サイズより０．５ｍｍ大きな開口部２１、２１’をパンチング法で形成した。
【０１０４】
このアンテナシートの両面を前記非多孔質コアシートで挟んで、その上下から厚さ２ｍｍのシリコーンゴムを貼り付けた熱プレス板で、圧力２ＭＰ、温度１３０℃で３分間熱プレスしてセンターコアを形成した。非多孔質コアシートはアンテナシートの各部分に完全に入り込んでいて、非多孔質コアシートとアンテナシートの間には隙間が見られなかった。ちなみに、プレス板として従来の非弾性のものを用いた場合には、同一温度、圧力、時間でプレスした場合、溶融した非多孔質コアシートがアンテナシートと接触する前の段階であり、隙間がなくなるまで流動するには１０分間が必要であった。
【０１０５】
センターコアの表面は、アンテナシートの表面の凹凸に類似した凹凸になり、高低差はアンテナコイルの上の部分とアンテナシート基材フィルムの開口部の高低差は６０〜７０
μｍであった。また、ＩＣモジュールは表面側の非多孔質コアシートより約５５μｍ突出し、裏面側の非多孔質コアシートの開口部にはＩＣモジュールを搭載している部分のアンテナシートの基材フィルムが約５５μｍ突出していた。しかし、ゴム弾性を有するプレス板なので、突出部に追従し、ＩＣモジュールが損傷することはなかった。また実際上は、この撓みは、ＩＣモジュールの破損、出来上がったカードのカール、等の問題を生じなかった。
【０１０６】
＜第２工程：カードの作成＞ まず、スキン層を有する多孔質コアシート（Ｔｅｓｌｉｎ）の表面にインクジェット印刷、低圧オフセット印刷、低圧スクリーン印刷を併用して、文字と絵柄を印刷した。
【０１０７】
次に第１工程で作成したセンターコアの表裏に前記多孔質コアシートを、印刷面を外側にむけて重ね、さらにその上に厚さ９０μｍＰＥＴＧとポリカーボネートのポリマーアロイからなる非多孔質外装シートを重ね、熱プレス板として研磨したステンレス板を貼り付けた熱プレス装置で、加圧時の間隔を０．７６ｍｍに設定して温度１２０℃で熱プレスして非接触型ＩＣカードを作成した。
【０１０８】
得られた非接触型ＩＣカードの表面は鏡面平滑であり、ＩＣモジュールが埋め込んである場所の表面にヒケは見あたらず、また凸状にもなっていなかった。またロックウェル硬度（Ｒスケール）は９５であった。
【０１０９】
＜比較例＞
非接触ＩＣカードとして、層構成が、非多孔質外装シート／多孔質コアシート／インレット／多孔質コアシート／非多孔質外装シートの５層構成であるものを、以下に述べる方法で作成した。
【０１１０】
外装シート（３）（３’）に厚さ９０μｍのＰＥＴＧとポリカーボネートのポリマーアロイからなるシート（三菱樹脂（株）製）、コアシート（２）および（２’）に空隙率３５％，厚さ３００μｍの多孔質樹脂シート（製品名Ｔｅｓｌｉｎ、ピーピージー・インダストリーズ・インコーポレイテッド社製）を用いた。実施例１と同じアンテナシート（１）は厚さ４０μｍのＰＥＮを基材とし、搭載したＩＣモジュールの厚さは４５０μｍであった。
【０１１１】
上記の層構成で基材を積層した後、圧力２ＭＰａ、温度１３０℃、で１０分間プレスし、全体を一体化した。一体化した後の全体の厚さは７６０μｍであった。表面は平滑であり、ＩＣモジュールが埋め込まれている部分にヒケや膨らみは目視では認められなかった。また、ロックウェル硬度（Ｒスケール）は４５であった。
【０１１２】
＜特性の評価＞衝撃耐性、集中加重耐性、折り曲げ耐性、引っ掻き耐性、について評価した。
＜衝撃荷重耐性の評価＞ＪＩＳ Ｋ５６００に規定された落球試験を行った。高さ１ｍより７５０ｇ鋼球を落下させたところ実施例１のカード及び比較例のカードにおいて損傷は見られなかった。
＜集中荷重耐性の評価＞ＪＩＳ Ｘ６３０３で規定された機械的強度の評価方法である直径１ｍｍの鋼球に荷重を加える試験を行ったところ、実施例１のカード、比較例のカードとも１．５Ｎの力を加えても損傷は生じなかった。
＜曲げ応力耐性の評価＞ＪＩＳ Ｘ６３０１で規定された静的曲げ強さについての評価を行ったところ、実施例１のカードでは２５〜３０ｍｍの範囲だったが、比較例では、３７〜４３ｍｍであった。
＜耐引っ掻き強度耐性の評価＞ＪＩＳ Ｋ５６００−５−４に規定された鉛筆硬度試験を
実施したところ、実施例１のカードではＦだったが、比較例はＨＢであった。
以上の結果を表１にまとめて示した。
【０１１３】
【表１】
表１に示した結果から実施例１は、比較例と外装シートの材質と厚み多孔質コアシートの材質は同じであるが非多孔質コアシートを２層具備していることにより、静的曲げ強さを向上させることが出来る。また、表面の硬度についても同様に向上させることができる。衝撃や集中荷重に対しても実施例１のカードは比較例に対して通常使用において同等の物性を有しているということができる。
【０１１４】
＜実施例２＞
アンテナコイルがある部分とない部分の厚さムラを、多孔質コアシートを使用した場合と、使用しなかった場合について比較した。
【０１１５】
アンテナシートの材料にはＰＥＮ厚さ４０μｍ、アンテナコイルの厚さは７６μｍのものを使用した。非多孔質コアシートの材料にはＰＥＴＧ（材質）、厚さ１７０μｍ、多孔質コアシートはポリオレフィン（材質）厚さ１６０μｍ、非多孔外装シートはＰＥＴ（材質）、厚さ７５μｍのものを使用した。
【０１１６】
アンテナコイルの厚さが７６μｍである他は、実施例１と構造および製法が同じ非接触型ＩＣカードと、比較サンプルとして、その構造から多孔質コアシートを除き、また第１ラミネートのプレス条件として、非弾性のプレス板を使用し、非多孔質コアシート材がアンテナシートに空隙なく入り込むまで加圧、加熱し、第２ラミネート工程は実施例１と同様にして製造したものを準備した。
【０１１７】
アンテナコイルのある部分と無い部分の厚さを測定し差を算出した。測定方法は、デジタルマイクロメータを使用し、一枚のカードについて３カ所測定した。総数１１２枚のカードについて、測定した。アンテナコイルがある部分とない部分の厚さの差を各カードについて求めた。結果を図８にヒストグラムとして示した。
【０１１８】
図８のヒストグラムからコアシートとして多孔質樹脂シートを使用した場合のほうが、多孔質樹脂シートを使用しない場合と比較して、カードの厚さが規定値に近く、しかもバラツキも減少していると言える。
【符号の説明】
【０１１９】
１・・・非接触型ＩＣカード
２、２’・・・非多孔質コアシート
３、３’・・・非多孔質外装シート
４、４’・・・多孔質コアシート
１０・・インレット
１１・・アンテナシート用基材フィルム
１２・・アンテナコイル
１３・・ＩＣモジュール
１４、１４’・・アンテナコイル接続用端子部
１５・・アンテナシート基材フィルムの開口部
２１、２１’・・非多孔質コアシートの開口部
３１、３１’・・第１工程用プレス板
３２、３２’・・第１工程用プレス板上のゴム弾性層
３３、３３’・・第２工程用のプレス板
４０ ・・・・・センターコア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣモジュールおよび送受信用アンテナを内蔵し、外部装置との間で非接触方式によって送受信を行う非接触型ＩＣカードに関し、特にＩＣモジュール部分へ衝撃力が加わったり、カードに曲げ応力や部分的な圧力が加わったりした場合にＩＣモジュールが破壊しないように工夫し、また表面の平滑性を向上し、さらにカードの厚さむらを低減した非接触型ＩＣカードと、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロコンピュータ、メモリ等の集積回路をプラスチックカード内に搭載し、外部機器とアンテナを介して信号の送受を行う非接触型ＩＣカードが、定期券、プリペイドカード、さらには個人認証用のＩＤカード等の、非接触で使用することが好ましい多種多様な用途に使用され、普及率が著しく向上している。
【０００３】
非接触型ＩＣカードの用途が拡大し、普及率が向上するにつれて、耐久性の向上が要求されている。そのひとつに、ＩＣチップの機械的破損対策の改良がある。ＩＣチップは正常に使用されれば、寿命は非常に長いが、厚さが０．１〜０．５ｍｍ程度と薄く、機械的な力によって破損し易い。例えば、ＩＣモジュール部分に衝撃的な力が加わったり、カードに曲げ応力が加わったりした場合に破損しやすい。
【０００４】
一方、ＩＣカードの厚さは規格で０．８ｍｍ程度に規定されているので、頑強なカードとすることは、なかなか難しい。そのため、ＩＣカードの初期段階からＩＣチップの機械的破損の対策が求められ、実際に種々の対策が提案され、実施されている。例えば、ＩＣモジュール自体やＩＣカードの側に補強用の鋼板やステンレス板を設置する方法、ＩＣモジュールの配置を、カードの中央近くでなく、周辺部に近い位置とし、ＩＣモジュールに曲げ応力がかかりにくくする方法、ＩＣカードに意図的に曲げに弱い部分を形成し、曲げ応力がかかった場合にそこが曲がるようにする方法などがある。以下、現在多用されている非接触型ＩＣカードの基本構造と改良構造の例を示し、次ぎに、ＩＣチップの機械的破損についての上記以外の対策と、表面平滑性向上についてのこれまでの提案について述べる。
【０００５】
図１（ａ）は現在多くの場合に使用されている非接触型ＩＣカード１の一例の平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図であり、その層構成を示す。この構成は、現在使用されている非接触型ＩＣカードの基本構造と言えるものである。図１（ｃ）は、図１の構造の非接触型ＩＣカードを製造する方法の一例を説明するための説明断面図である。
【０００６】
図１（ａ）、（ｂ）において、アンテナコイル１２とＩＣモジュール１３はカード１の内部に埋め込まれた構造である。アンテナコイル１２は外部装置との電波による送受信行うためと電力の供給を受けるためのものであり、その両端はＩＣモジュール１３のアンテナコイル用端子部１４，１４’と電気的に接続されている。
【０００７】
プラスチック製のアンテナシート用フィルム１１の上にアンテナコイル１２が固着している状態ものをアンテナシートと呼ぶ。また、ＩＣチップを組み込んだＩＣモジュール１３がアンテナシートに固着され、さらにアンテナコイル１２の両端がＩＣモジュール１３の端子部１４、１４’で電気的にＩＣチップと接続されている状態のもの（ＩＣモジュールが搭載されているもの）をインレット１０と呼ぶ。
【０００８】
図１（ｂ）に示すように、インレット１０は表裏をコアシート２と２’で挟み込まれている。アンテナシート用フィルム１１はコアシート２，２’と熱融着しているか、または接着剤によって接着している。アンテナコイル１２は、コアシート２に単に埋め込まれている場合と、コアシートに熱融着または接着している場合があり、後者のほうが好ましいが、仕様によって規定されている。また、ＩＣモジュール１３はコアシート２に包み込まれている。通常、ＩＣモジュール１３とコアシート２の間は熱融着も接着もしていない。
【０００９】
コアシート２，２’の役割は、ＩＣモジュール１３やアンテナコイルを埋設して保護すると共に、カードに機械的強度を付与し、曲げ応力等に対してＩＣモジュール１３が破損しないように保護するためのものである。さらに、コアシート２と２’はその外側をプラスチック製の外装シート３、３’で挟み込まれている。コアシート２，２’と外装シート３、３’は、熱融着しているか、または接着剤によって接着し、全体が一体になっている。
【００１０】
外装シート３，３’の役割は、第一にカードに表面強度（耐擦過性）を付与すること、第二に曲げ応力に対抗する強度を増加すること、第三に要求されるデザインに応じることができる加工性を具備する表面とすることである。さらに、用途の拡大に従って、ＩＣモジュールへの垂直方向の衝撃を緩和して、ＩＣチップの破損を防ぐことも、役割として要求されるようになっている。
【００１１】
現在の非接触型ＩＣカード製造方法は、熱プレス法とインジェクション法に大別される。本発明は熱プレス法に係わる。熱プレス法には、大別して二つの方法がある。第１の方法は、図１（ｃ）示した順序に各種のシート基材を重ね合わせ、熱プレス装置に入れ、上面と下面から加熱加圧して、シート同士を熱融着させて一体化する方法である。この場合に熱融着では十分な接着強度が得られない場合には、シート基材間に接着剤層を形成して、接着する。
【００１２】
図１（ｃ）に示した状態はカード１枚分についての図であるが、実際は、インレットはカード一枚分ではなく、例えばカードを縦横に１０〜数十枚程度配列した大判の状態で作成される。また、対応するコアシート、外装シート等の部材もその大判のサイズに対応したサイズである。
【００１３】
第２の方法は、製造工程を分けて、先ずインレット１０を上下のコアシート２，２’で挟み込み、加圧加熱して、インレット１０とコアシート２、２’の層間を熱融着したり、接着剤を使用して接着したりして、一体化する。この工程を第一ラミネート工程とよび、一体化した状態のものをセンターコアとよぶこともある。次ぎに、センターコアの上下を外装シート３，３’で挟み込み、再度加熱加圧して、層間を熱溶融させて一体化する方法である。このように２工程に分けることの利点は、第一にコアシート基材と外装シート基材の軟化温度が異なる場合に基材の軟化温度に合わせたラミネート温度とすることが可能であり、第二に第一ラミネート工程で比較的平滑な板状に予め成形することにより、外装シートに絵柄が印刷してある場合に絵柄の歪みを抑えることが可能だからである。現在では、どちらかと言えば、後者の工程によって非接触型ＩＣカードを製造する場合が多い。
【００１４】
なおこの場合も、熱融着では十分な接着強度が得られない場合には、接着剤を使用してシート間を接着することがある。このようにシート基材を重ね合わせて、シート間を融着したり、接着したりして一体化することを、一般的にラミネートするということが多い。本発明においても、ラミネートをこの意味で使用する。
【００１５】
さらに、コアシート２と２’の外側をプラスチック製の外装シート３、３’で挟み込み、熱プレス法で熱融着するか、または接着剤によって接着し、全体がカードとして一体になるようにする。
【００１６】
いずれの熱プレス法においても、使用する熱プレス板は表面が平滑でかつ非弾性のものを使用する。さらに、外装シートの熱プレス時には、表面を鏡面にするために、たとえば研磨したステンレス板、磨きクロムメッキした鋼板などを、ヒータを内蔵したアルミニウムや鉄製のプレス定盤に貼り付けたものを使用する。接着剤を使用する場合も、同様である。
【００１７】
なお図示しないが、通常、コアシートへの印刷は、第１ラミネート工程の前に予め行う。また外装シート上への印刷も第２ラミネート工程の前に行なう。
【００１８】
一体化した後に、外装シート上の印刷層を保護するために、また外装シートの耐久性、例えば耐擦過性を向上するために、保護層を印刷または転写によって形成する。昇華熱転写記録層や溶融熱転写記録層を形成することもある。次ぎに、抜き型等を使用して１枚のカードサイズにした後に、仕様に応じて、ホログラム層を転写法で形成したり、会員番号や氏名をエンボスしたり、ＩＣチップに所定の情報を書き込んだりして、完成カードとする。
【００１９】
非接触型ＩＣカードは、ＪＩＳ等でカード厚さが０．７６±０．０８ｍｍと定められている。カード厚さの規定はカードリーダーへの挿入安定、磁気ヘッド圧安定を目的として、定められている。また、表面平滑性は磁気出力読み取り安定、印字品質安定等を目的として定められているが、規定以上に平滑であることが好ましい。得意先から、外見の平坦性を向上するように求められることがある。さらに、折り曲げ耐久性が磁気ストライプ読み取り機能維持を目的として要求されている（ＪＩＳＸ ６３０１）。また、部分的な加圧、特にＩＣモジュールにかかる部分的な外力、に対する耐久性がＪＩＳＸ ６３０３に定められている。さらに耐擦過性についての規定が使用者間により別途定めることと定められている。
【００２０】
図１の構造の非接触ＩＣカードの問題点は第１に、生産性が低いことであった。その理由は、アンテナシート上には、ＩＣモジュールやアンテナコイルが設置されていて、凹凸があるのに、カードの表面は平滑であることが要求されているので、コアシートを加熱溶融し、アンテナシートの凸部上のコアシートをアンテナシートの凹部に流動させるには、時間がかかるからである。
【００２１】
また、非接触型ＩＣカードのコアシート基材には、一般的にポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、テレフタル酸とグリコールと１，４シクロヘキサンジメタノールの共重合体（例えば、ＰＥＴＧ：イーストマンケミカル社製）、ＰＥＴＧ−ＰＣ（ＰＥＴＧとＰＣの共重合体），ポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂が用いられており、加熱により基材を流動させるためには基材を高温で熱成形する必要があり、基材の劣化等の物性的な問題があった。
【００２２】
その対策として、コアシートの材料として、比較的低温で流動しやすいホットメルト系の材料を使用して、短時間で表面を平滑にする方法が開示されている。（特許文献１参照）。しかし、ホットメルト系の材料は流動しやすい反面、厚さを制御することが難しく、全体的な厚さムラを少なくすることが難しい、という問題があった。さらに、ホットメルト系の材料は、室温に戻った時に弾性が不足してＩＣモジュール部へ衝撃的な加重がかかった場合に、ＩＣモジュールが破損するという問題があった。
【００２３】
この生産性の低さを解消するための別の方法として、図２（ａ）の層構成図に示すよう
に、コアシート２に開口部２１を設け、ＩＣモジュール１３がその開口部２１へ格納されるようにする方法が使用されている。この場合、コアシート２に開口部２１を設けるだけでＩＣモジュール１３を格納することができない場合には、図２（ｂ）の層構成図に示すように、コアシート２’にも開口部２１’を設ける。
【００２４】
この構造にすることによって、熱プレス時間を大幅に短縮することができるようになったので、現在多用されている。しかしまだ問題点がある。すなわち、アンテナコイル部分の凹凸を平滑にするために、溶融したコアシートを流動させる時間が必要である。
【００２５】
さらには、アンテナシート用基材フィルムとして、ＰＥＮ、ＰＥＴ、ポリイミド等の接着性が劣る樹脂を使用した場合、アンテナコイルやＩＣモジュール配置した部分以外の部分に開口部を設けコアシート同士が熱融着するようにする場合があるが、その場合にはアンテナシート基材がある部分とない部分においても凹凸が発生する。アンテナシート用基材フィルムの開口部の面積が広い場合には、コアシートを熱溶融して流動させ平坦化するために長時間を要し、生産性が低い。
【００２６】
さらに問題点として、ＩＣモジュールが固定されていないので、機械的衝撃によって、アンテナコイルとＩＣモジュールの接合部がはずれてしまうことがあり、また先の細いもので、ＩＣモジュールが格納されている部分の上部から突くと、外装シート２が破れたり、ＩＣモジュールが破損したりすることがあり、さらに、モジュールが格納されている部分が若干凹んでいること、いわゆるヒケが、目視でわかる場合が多いことなどがある。
【００２７】
これらの問題点を解決するために、開口部２１、２１’とＩＣモジュールの間に接着剤等を充填する方法が採用されることがある。しかし、工程が増える上に、ヒケが発生しないようにするには充填量を精密に調節する必要がある。充填量が多すぎると、ヒケでなく凸部が発生してしまう。
【００２８】
ヒケやＩＣモジュールの破損が発生しない構造として、図３（ａ）に示す層構成の、ＩＣモジュール等を、発泡セルを有するコアシート４、４’で包埋してなる非接触型ＩＣカードが開示されている。この層構成にすることによって、表面の平滑性と、曲げやねじりに対する耐久性も向上すると記載されている。（特許文献２、特許文献３参照）。
【００２９】
しかし、図３（ａ）の発泡セルを有するコアシートでＩＣモジュール等を包埋したカードは、従来のポリ塩化ビニル等の剛性のあるコアシートを使用したカードと比較して、曲げやねじりの応力に反発する力が弱い。また、一部に強い力が加わった場合に、カードとしての硬さを確保することが難しく、例えばカードが引っかかれた場合には、その部分は潰れたままになり、その痕跡がいつまでも残ることがあり、さらに、ＩＣモジュールの上に局部的に強い力が加わった場合に、ＩＣモジュールが破損しやすいという問題があった。
【００３０】
対策として、発泡倍率が低い発泡シートを使用すると、表面強度は高く、多少の引っ掻きや局部的加圧では引っ掻き跡もつき難くなる。しかし、ＩＣモジュールが設置されている部分を平滑にするためには、発泡倍率が高いシートを使用する必要がある。すると、表面強度（耐擦過性）が不足してしまうというジレンマがあった。
【００３１】
発泡シートを使用する方法の改良案として、図３（ｂ）の断面説明図に示すように、発泡シートをコアシート４、４’として使用し、さらに外装シート３，３’に従来使用されているものを用いる方法が開示されている。（特許文献４参照。）
【００３２】
図３（ｂ）に示した構造にすることによって、カードの耐擦過性が向上し、局部的に強
い力が加わっても、ＩＣモジュールが破壊し難くなり、さらに曲げ応力やねじり応力に対しても図２（ａ）の構造と比較して耐性が向上した。
【００３３】
しかし、図３（ｂ）の構造の場合、ＩＣモジュールの部分を包埋して表面に凹凸が発生せず、平坦にするためにはＩＣカードの厚さの規格が約０．８ｍｍであり、一方ＩＣモジュールの厚さが０．４ｍｍ程度なので、発泡倍率が高い発泡シートを使用する必要があった。
【００３４】
非接触型ＩＣカードではなく、ＩＣラベルについてであるが、荷物等の比較的硬い被着物に貼り付けされた状態で外から加わる衝撃力に対して、耐衝撃性を有するようにする方法が開示されている。（特許文献５参照。）その方法は、荷物等に貼り付けられる側のＩＣチップの面を覆うように補強部材を設けると共に、表側の全面にクッション性を有する発泡性基材（シート）を配置し、さらにその上に表面基材（外装シート）を配置して貼り合わせた構造とする方法である。
【００３５】
非接触型ＩＣカードにおいても、上記のＩＣラベルと同様な衝撃力が印加されることがあり得る。例えば、非接触型ＩＣカードが机の上に置いてあって、その上にたとえばコップ等を落としてしまう場合である。従って、上記のＩＣラベルと同様な耐衝撃性を有することが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３６】
【特許文献１】特開平１０−１４７０８７号公報
【特許文献２】特開平１１−１０５４７４号公報
【特許文献３】特開平１１−２０３５９号公報
【特許文献４】特開平１０−３０５６８１号公報
【特許文献５】特開２００４−３５５５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３７】
本発明の課題は、従来構造の非接触型ＩＣカードとその製造方法の問題点であった、表面平滑性を向上するためには作業時間が長くなってしまう点、ＩＣモジュールが装着してある部分に対応した表面にヒケが発生する点、カードに垂直な衝撃加重が印加されるとＩＣチップが破損しやすい点、カードの厚さむらが大きい点、を解消した非接触型ＩＣカードとその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３８】
本発明請求項１に係わる発明は、少なくともアンテナコイル及びアンテナコイルに接続されたＩＣモジュールを具備するアンテナシートと、該アンテナシートの表側面と裏側面の双方に非多孔質コアシート、多孔質コアシート、非多孔質外装シートをこの順序で積層し、一体化してなる非接触型ＩＣカードである。ここで、アンテナシートの表側面とはＩＣモジュールが設置されている側の面である。
【００３９】
本発明請求項２に係わる発明は、表面のロックウェル硬さ（Ｒスケール）が３０〜１３０の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の非接触型ＩＣカードである。
【００４０】
本発明請求項３に係わる発明は、前記非多孔質外装シートが、結晶性またはガラス転位点が１００℃以上の非結晶性樹脂、またはこれらの共重合体よりなることを特徴とする請求項１または２に記載の非接触型ＩＣカードである。
【００４１】
本発明請求項４に係わる発明は、前記非多孔質コアシートが開口部を有し、該開口部はＩＣモジュールをはめこむことができるサイズであり、かつ前記ＩＣモジュールに対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の非接触型ＩＣカードである。
【００４２】
本発明請求項５に係わる発明は、少なくともアンテナコイルおよびアンテナコイルに接続されたＩＣモジュールを具備するアンテナシートと、該アンテナシートの表側面と裏側面の双方に非多孔質コアシート、多孔質コアシート、非多孔質外装シートをこの順で積層し、一体化してなる非接触型ＩＣカードの製造方法であって、少なくとも、第１の一体化工程が、該アンテナシートの表側面と裏側面の双方に非多孔質コアシートを重ねてから、ゴム弾性プレス面を有する熱プレス装置を使用して加圧加熱して熱溶融一体化してセンターコアを製造する工程であり、第２の工程が前記センターコアを中心にして、表面側と裏面側の双方に多孔質コアシートと非多孔質外装シートをこの順に重ねてから、平滑な非弾性プレス面を有するプレス装置を使用して、プレスして一体化することを特徴とする非接触型ＩＣカードの製造方法である。
【００４３】
本発明請求項６に係わる発明は、前記第２の工程において、プレス時のプレス板の間隔を規定してプレスして一体化することを特徴とする請求項５に記載の非接触型ＩＣカードの製造方法である。
【発明の効果】
【００４４】
請求項１に係わる発明の効果は、本発明の非接触型ＩＣカードは、非多孔質コアシートと非多孔質の外装シートの間に、多孔質コアシートを配置した構造であるので、センターコアの表面に凹凸があっても、多孔質コアシートが厚さ方向につぶれることによって、その凹凸を吸収する。その結果、カード表面が平滑になり、ＩＣモジュールが搭載されている場所の表面にヒケが発生することがなくなり、印刷された文字や画像の変形が少なくなる。また、カードに垂直方向に衝撃荷重が印加された場合にも、ＩＣチップの破損を減少することができる。さらに厚さムラの少ない非接触型ＩＣカードとすることができる。
【００４５】
請求項２に係わる発明の効果は、請求項１に記載の構造において、外装シートに硬い樹脂材料を配置することにより、表面の傷発生防止だけでなく、カードに外部より衝撃力が加わった場合、その衝撃を外装シートで荷重を分散し、さらに多孔質コアシートが吸収してＩＣの破損を防止するという効果を発揮せしめることができる点である。
【００４６】
請求項３の発明に係わる効果は、外装シートに耐熱性基材を用いることでカード物性を向上させることができる点である。
【００４７】
請求項４の発明に係わる効果は、非多孔質コアシートに開口部を設けて、ＩＣモジュールを部分的にせよ格納することによって、センターコア製造時の非多孔質コアシートの流動量を減少させているので、熱プレス時間を短縮することが可能となる点である。
【００４８】
請求項５の発明に係わる効果は、第１に製造工程を少なくとも２分割することによって、所望の品質を有する非接触型ＩＣカードを生産性高く製造することができる点である。すなわち、カードを構成するすべての層を重ねて加熱加圧して一体化する方法では、加圧した時点で多孔質コアシートが潰れてしまい、アンテナシートのアンテナコイル部等の凹凸部において非多孔質コアシートとアンテナシートの間に隙間が発生してしまう。この点で、本発明の非接触型ＩＣカードを製造するためには、第１工程は必須の工程である。
【００４９】
また、第１の工程で使用するプレス板の表面をゴム弾性のものとしたので、アンテナシートの凹凸に沿って非多孔質コアシートが変形する。その結果、溶融して流動するコアシートの量が少なくても、アンテナシートと非多孔質コアシートが密着する。従って、一体化に要する時間が短くて済む。また、ＩＣモジュールが非多孔質コアシートから突出していても、プレス板表面が凹むので、ＩＣモジュールが破壊されることがない。
【００５０】
さらに、第２の工程で平坦な非弾性のプレス板を使用して熱プレスするので、出来上がった非接触型ＩＣカードの表面は平坦である。すなわち、請求項５に記載のゴム弾性表面のプレス板を使用して製造したセンターコアは、表面に凹凸があるが、第２の工程で、多孔質コアシートがその凹凸に沿って潰れ、カードの表面は平坦である。
【００５１】
請求項６の発明に係わる効果は、第２の工程において、加圧するプレス板の間隔を所定値に固定することによって、カードの各構成材料に厚みのばらつきがあっても、多孔質コアシートが潰れるので、出来上がったカードの厚さのバラツキを低減することができる点である。結果として、厚さのばらつきが少ない非接触型ＩＣカードを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】非接触型ＩＣカードの基本構造の一例である。 （ａ）平面図、 （ｂ）図１（ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図であり、その層構成を示す。 （ｃ）図１の構造の非接触型ＩＣカードを製造方法の一例を説明するための断面説明図である。
【図２】（ａ）、（ｂ） 現在多用されている非接触型ＩＣカードの層構成と問題点を説明するための断面説明図である。
【図３】（ａ）、（ｂ） 発泡（多孔質）コアシートを使用した従来構造の非接触型ＩＣカードの層構成と問題点を説明するための断面説明図である。
【図４】本発明の非接触型ＩＣカードの一例の断面構造を説明するための断面説明図である。
【図５】（ａ）、（ｂ） 本発明の非接触型ＩＣカードの他の一例の断面構造を説明するための断面説明図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ） 本発明の製造方法による非接触型ＩＣカードの製造工程の一例を説明するための断面説明図である。
【図７】（ｄ）、（ｅ） 本発明の製造方法による非接触型ＩＣカードの製造工程の一例を説明するための断面説明図である。
【図８】本発明の構造と製造方法によって、非接触型ＩＣカードの表面の厚さむらが減少したことを説明するためのヒストグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下本発明を実施するための最良の形態につき説明する。まず、本発明の非接触型ＩＣカードの製造方法の一例について、図６、図７に示した断面説明図に基づいて以下に述べる。
【００５４】
図６（ａ）は、センターコアを形成するための第１工程において、プレス前の状態を示している。インレット１０として、アンテナシート用基材フィルム１１の上に、アンテナコイル１２が形成し、非接触型ＩＣカード用ＩＣモジュール１３が搭載し、アンテナコイ
ルがない部分に開口部１５を形成したものを用いている。このインレット１０の表側面（ＩＣモジュールを搭載した側）に非多孔質コアシート２、裏側面に非多孔質コアシート２’を置く。なお、非多孔質コアシート２と２’には、ＩＣモジュールを格納するための開口部２１と２１’を形成してある。さらに、その上下にプレス板３１、３１’を配置する。このプレス板にはそれぞれゴム弾性表面材の層３２、３２’が形成してある。この順序に重ねた状態で、熱プレス装置のプレス定盤（図示せず）の間に置き、所定時間、加圧加熱する。
【００５５】
図６（ｂ）は、熱プレスした後の、圧力がかかったままの状態を示している。非多孔質コアシート２は開口部１５において、コアシート２’と熱融着している。また、アンテナコイル１２、アンテナシート１１に対しても熱融着している。非多孔質コアシートとアンテナシートの各部分において、隙間なく融着している。非多孔質コアシート２の表面は、アンテナシートの表面の凹凸を反映した凹凸状態になっている。また、プレス板のゴム弾性層３２の表面も非多孔質コアシートの凹凸に対応した凹凸状態になっている。
【００５６】
ＩＣモジュール１３とその下面のアンテナシート用フィルム１１は、プレス板のゴム弾性面３２と３２’に加圧された状態で挟み込まれていて、ゴム弾性層も圧力に応じて凹んでいる。非多孔質コアシート２’の表面は開口部２１’を除いて、平坦であり、プレス板のゴム弾性層３２’は圧力に応じて凹んでいる。このようにしてセンターコア４０を形成し、冷却後に取り出す。ゴム弾性層は離型性のよいシリコーンゴム製としておくことで、融着なしにセンターコア４０を取り出すことができる。
【００５７】
図６（ｃ）は、第２工程において、プレスする前の部材を重ねる状態を示している。第１工程で作成したセンターコア４０の上下に多孔質コアシート４、４’を置き、その外側に非多孔質外装シート３、３’を置く。さらにその外側に表面が平滑に研磨されたプレス板３３、３３’を置く。この状態に重ねたものを、熱融着する場合には熱プレス装置のプレス定盤（図示せず）の間に置く。また、接着剤を使用してセンターコアと多孔質コアシートの間、多孔質コアシートと非多孔質外装シートの間を接着する場合には加熱装置なしのプレス装置のプレス定盤に置く。もちろんこの場合には、センターコアと多孔質コアシートの間、多孔質コアシートと非多孔質外装シートの間に接着剤を入れる。プレス装置には、プレス時のプレス定盤の間隔を規定値に保持することができるものを使用する。
【００５８】
図７（ｄ）は、プレスした後の加圧したままの状態を示している。多孔質コアシート２はセンターコアとの境界で、センターコアの凹凸に対応して、凹んでいる。ＩＣモジュール１３は多孔質コアシート２によって固定されている。また、多孔質コアシート２’もＩＣモジュールの底面にあるアンテナシートの基材フィルム１１に密着していて、ＩＣモジュールを固定している。非多孔質外装シート３、３’の表面はプレス板の表面と同じく、平滑である。なお、外装シートの表面を光沢あるものにするには、プレス時に外装シートがプレス圧で流動するように加熱する。
【００５９】
図７（ｅ）はプレス装置から取り出した状態を示している。非接触型ＩＣカード１の厚さは、第２工程でプレスした際に、多孔質コアシートが潰れるので、プレス板の間隔になっている。この後、表面に保護層形成、感熱記録層形成、ホログラム層形成、エンボス加工、ＩＣチップへのデータ書き込み等を行って、非接触型ＩＣカードの製品とする。
【００６０】
本発明に使用することができる多孔質コアシート３、３’としては、ある程度以上の圧力で加圧されたとき圧縮され、その後圧力を解除しても、圧縮されたままの形状を維持する非弾性のもの、すなわち塑性変形性のもの、であればよい。
【００６１】
塑性変形性多孔質コアシートとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポ
リオレフィンを主成分とした発泡シートや多孔シート、発泡ポリ塩化ビニルシート、発泡軟質アクリル系樹脂シート、発泡後塩素化ポリ塩化ビニルシート、発泡ポリ塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体シートを使用することができる。特にこの中でも常温で面に対して垂直方向に加圧した際に、一定以上の圧力に対して塑性変形により厚さが薄くなる特性を有したものが好ましい。市販されているものとしては、Ｔｅｓｌｉｎ（ピーピージー・インダストリーズ・インコーポレイテッドの登録商標）、ユポ（ユポ・コーポレーションの登録商標）がある。
【００６２】
上記のＴｅｓｌｉｎは、シリカを含有したポリエチレンフィルムを延伸して形成したフィルム状の微小な孔を有する多孔性物質であり、たとえば１８０μｍ厚、空隙率３５体積％、孔径０．０１〜１μｍのアモルファスシリカ含有のものがある。
【００６３】
ここで発泡性基材（多孔質コアシート）の空隙率Ａ（％）は、発泡性基材の外形寸法から算出される見かけ体積（ｃｍ３）をＢ、発泡性基材の空隙部を除いた真の体積（ｃｍ３）をＣ（真の体積は発泡性基材を、アルコール等の液体中に沈めた時の増加した体積を測定することによって知ることができる。）としたときに、次の式によって算出されるものである。
Ａ（％）＝[（Ｂ−Ｃ）／Ｂ]×１００
【００６４】
多孔質コアシートの好ましい厚さは、その空隙率に関連する。たとえば、空隙率が３３％の多孔質コアシートを使用すると、その厚さが１００μｍであれば、圧縮されて厚さが元の厚さの約６７％になるまで圧縮することができる。しかし、多孔質コアシートの衝撃吸収性を利用する場合には、空隙率が１０％程度残っている程度にプレスするのが限度である。圧縮後のＩＣモジュールの上部分の多孔質コアシートの空隙率が１０％以上であればカード表面に対して垂直な方向のＩＣモジュールに対する耐衝撃性を向上することができる。それ以上プレスして厚さを薄くして空隙率が１０％以下になると、多孔質コアシートは衝撃吸収性を発揮することが難しくなる。１０％程度以上残っていれば、例えばＩＣモジュールに対してカード表面に垂直な方向の衝撃が加わっても、その衝撃を緩和することができる。すなわち、多孔質コアシートを使用しない場合と比較して、耐衝撃性を向上することができる。そのため、本発明においては、多孔質コアシートの空隙率を１０％以上に保持したカードを作成する。
【００６５】
使用する多孔質コアシートの空隙率には、格別の制限はない。ただし、実装されているＩＣモジュールが周囲の非多孔質コアシートより飛び出ている場合には、実装されている部分の上下の多孔質コアシートは、第２の工程において、プレス圧力を受けて潰れる。その際、空隙が完全になくなるまで潰れると、多孔質コア材のクッション作用がなくなる。ＩＣモジュール上の多孔質コアシートは、潰れた後においても１０％程度空隙が残っていることが好ましい。
【００６６】
本発明の非接触型ＩＣカードでは、多孔質コアシートの外側に外装シートとして硬い材料を使用する。硬い外装シートは、カード表面に垂直方向にかかる集中荷重を水平方向に分散し、さらに内部にある多孔質コアシートがクッションの役目を果たすため、内蔵されたＩＣモジュールにかかる荷重が小さくなり、衝撃等の荷重に対する耐性を向上することができる。
【００６７】
この目的を達成するためには、外装シートは厚さ５０μｍ以上であって、ロックウェル硬度（Ｒスケール）１００以上であることが好ましく、カード形状でのロックウェル硬度は３０以上であることが好ましい。ロックウェル硬度の上限はなく、硬いほど好ましいが、実際に使用することができる材料では１３０程度が限度である。
【００６８】
請求項２に記載の表面硬度を得ることができる非多孔質外装シートの材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、テレフタル酸とグリコールと１，４シクロヘキサンジメタノールの共重合体（ＰＥＴ−Ｇ：イーストマンケミカル社製）等のポリエステル樹脂、およびポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン樹脂、さらにポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂がある。また、以上のものの共重合体やポリマーアロイがある。
【００６９】
また、外装シートとして使用することができる結晶性樹脂としては、上記のポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂の内で結晶性のものがある。また、ガラス転移点が１００℃以上の非結晶性樹脂は、上記の各種樹脂のうちから選定することができる。さらに、それらの共重合体もしくはポリマーアロイであって最も高温のガラス転移点が１１０℃以上のものを使用することができる。これらの樹脂を使用することによって、耐熱性が向上するだけでなく、表面強度が向上する。
【００７０】
本発明の非接触型ＩＣカードは、非多孔質コアシートにＩＣモジュールを嵌め込むための開口部を設けなくても、空隙率の大きな多孔質コアシートを使用すれば、製造することができる。しかし、非多孔質コアシートに開口部を設け、そこにＩＣモジュールを格納することが好ましい。開口部の大きさは、ＩＣモジュールがぴったりはめ込まれるサイズが好ましいが、生産時の位置ずれを考慮して１ｍｍ程度大きくてもよい。
【００７１】
非多孔質コアシートの厚さが、ＩＣモジュールの厚さより厚くて、開口部を設けただけで、ＩＣモジュールを格納するに十分であるばかりでなく、多孔質コアシートが開口部へ入り込んでも、空隙がある状態になる場合には、設計を変更して、非多孔質コアシートの厚さを減らして、空隙がない状態にする。空隙があると、ＩＣモジュールが宙づり状態になり、使用状態でＩＣモジュールとアンテナコイルの接点が破壊されやすいからである。ＩＣモジュールが宙づりにならないように設計することが必要である。少なくとも、第２工程において、多孔質コアシートが潰れて、開口部へ入り込み、ＩＣモジュールを押さえ込む状態になるように設計する。
【００７２】
表側面のコアシートに開口部を設けるだけでは、多孔質コアシートが潰れたとしてもＩＣモジュールを格納することができない場合には、裏側面の多孔質コアシートにも開口部を設けるようにする。多孔質コアシートによってＩＣモジュールが固定されるように設計することによって、使用中の各種の振動によって、ＩＣモジュールとアンテナコイルの端部の接点が破壊される事故がなくなる。
【００７３】
本発明に使用するインレットは、アンテナコイルとＩＣモジュールと、それらが配置されたアンテナシートとで構成される。アンテナコイルは、エナメル被覆導線で形成されたもの、ベースフィルムに貼り合わされたＡｌ箔、Ｃｕ箔をエッチングにより形成したもの、銀系の導電性ペーストを印刷して形成したもののいずれでもよい。また、ベースフィルムはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）等の樹脂フィルムである。
【００７４】
本発明に使用するインレットは、アンテナシートにＩＣモジュールが搭載された部分の厚さは合計で１００〜６００μｍが好ましく、アンテナシートにアンテナコイルが配置された部分の厚さは合計で１５〜１０５μｍが好ましく、アンテナシートのみ厚さは１０〜１００μｍが好ましい。
【００７５】
非接触型ＩＣカードの厚さは規格で約０．８ｍｍなので、ＩＣモジュール部の厚さが６００μｍを超えるとカード化したときにＩＣモジュールが表面から透けてしまう恐れがあるため、外観的に好ましくない。また、アンテナシートの厚さが１０μｍ以下の場合、シートが薄すぎるために、一体化のためのプレス加工時の加工安定性が損なわれ、アンテナシートごと封止成形することができるという利点が失われるので好ましくない。
【００７６】
なお、アンテナコイルの製法と、アンテナシート用フィルムへの固着の方法は、第１に、絶縁銅線等をコイル状に巻いて、アンテナコイルシートへ貼り付ける方法、第２に、アンテナシート用フィルム上に銅箔やアルミニウム箔の接着しメッキ法で形成し、次ぎにフォトエッチング法を使用して所定のアンテナコイルを形成する方法、第３に転写用フィルム上にフォトエッチング法でアンテナコイルを形成し、それをアンテナシート用フィルムへ接着剤を介して転写する方法がある。本発明には何れの方法で形成したアンテナシートでも使用することができる。
【００７７】
アンテナシート用基材フィルムとして、ＰＥＮ、ＰＥＴ、ポリイミド等の接着性が劣る樹脂を使用した場合、アンテナコイルやＩＣモジュール配置した部分以外の部分に開口部を設けコアシート同士が熱融着するようにする場合があるが、本発明においては、この方法を使用することができる。
【００７８】
すなわち、従来の製造方法では、コアシートで挟み込んでラミネートしてセンターコアを製造する場合、ＩＣモジュール部には開口部を設けたコアシートを使用すると、センターコアの表面を平滑にするには、溶融したコアシートは、流動してアンテナシートの厚さとアンテナコイルの厚さの合計の厚さをすることが必要である。開口部の大きさが増すにつれて、流動するコアシートの量が増え、平滑になるまでに余分に時間がかかり、生産性が低い。
【００７９】
一方、本発明の構造では、センターコアの表面は平坦でなくてよい。センターコアの両側に設けた多孔質コアシートがセンターコアの凹凸を吸収するので、容易に外装シートの表面を平滑にすることできる。
【００８０】
また、本発明の製造方法ではセンターコアを製造する際に、ゴム弾性を有する熱プレス板を使用する。出来上がったセンターコアは表面がアンテナシートの凹凸を反映した凹凸を有するようになるが、先に述べたように、その外側を覆う多孔質コアシートが表面の凹凸を吸収してくれる。ゴム弾性を有する熱プレス板を使用することによって、溶融したコアシートが流動する必要がなくなり、ラミネートに要する時間を大幅に短縮することができる。
【００８１】
本発明の非接触型ＩＣカードは、コアシートがすべて多孔質材である非接触型ＩＣカードよりもカードの剛性が向上し、ＩＣモジュールの破損を防止することができる。
【００８２】
なお、本発明のカードではコアシートの表面に印刷することはない。その上の多孔質コアシートが不透明なので、たとえコアシート上に印刷されていても、隠蔽されてしまうからである。また、多孔質コアシートに印刷することができてもできなくても、外装シート上に印刷することができる。
【００８３】
さらに、多孔質コアシートとして、スキン層を有していて印刷が可能なものを使用することによって、従来構造の非接触型ＩＣカードにおいてコアシートに印刷していた絵柄や文字を印刷することができる。印刷方法としては、潰れるのを防止するために、低圧のオフセット印刷、低圧のスクリーン印刷、無圧のインクジェット印刷を使用することができる。
【００８４】
非多孔質外装シートの上に保護層を形成したり、ホログラム層を形成したり、顔写真部
や、感熱記録部分を形成したり、エンボスしたりする方法は、従来方法と同じでよい。
【００８５】
本発明は、非接触型ＩＣカードに対して適しており、形状はＩＳＯ７８１０に定めるＩＤ−１、ＩＤ−２、ＩＤ−３に定義されるカードやＩＤ−０００のように特殊な形状に打ち抜かれたカードに好適に適用することができる。すなわち、ＩＤ−１のカードはクレジットカードやキャッシュカードで使われている形状であるが、財布等で保管した場合に最も厚みのあるＩＣモジュール部に圧力がかかることがあり、これを防ぐ点で本発明の構造が適している。またＩＤ−２，３のカードはＩＤカード，パスポート等で使われる形状であるが、裸で携帯した際にかかるＩＣモジュール部への圧力を低減する点で本発明の構造が適している。
【００８６】
コアシートは、ＩＣモジュールを格納するための開口部を設けないでも、本発明に非接触型ＩＣカードとすることができる。しかし、開口部を設けるほうが、本発明の構造と製造方法の利点を大きく発揮することができる。開口部は２枚のコアシートの一方に設けるか、あるいは双方に設けるかは、ＩＣモジュールを多孔質コアシートとの間に空隙なしに格納するために、ＩＣモジュールの厚さ、インレットの厚さ、その他使用することができる多孔質コアシートの厚さや空隙率を考慮して、設計によって決定する。
【００８７】
一体化のための加圧・加熱の工程において、非多孔質外装シート、多孔質コアシート、非多孔質コアシート、インレットを熱融着させるための温度は、一般的に各カード基材のガラス転移点よりも８０℃以上の温度であることが、十分な流動性を得るために必要であるが、接着剤を使用して低温で一体化することができる。接着剤の種類は、各カード基材間を接着することができ、カードとして必要な特性、例えば耐熱性、耐変形性、耐久性、透明性等、を得ることができるものであれば、格別の制限なく使用することができる。ここで透明性は、多孔質コアシート上に絵柄や文字を印刷した場合に必要である。好ましくは熱可塑性樹脂接着剤ホットメルト接着剤であるが、加熱硬化性、紫外線硬化性、嫌気硬化性、２液反応硬化性のものも使用することができる。
【００８８】
熱可塑性樹脂接着剤の接着温度はカードの各基材のガラス転位点に対して０〜＋６０℃であることが好ましい。例えば、カード基材としてＰＶＣ、ＰＥＴ−Ｇを使用する場合には、これらのガラス転位点は６０℃前後なので、加熱温度を１２０℃以下で接着できる接着剤を使用する。
【００８９】
使用することができる熱可塑性接着剤としては、例えば、ポリ塩化ビニルとポリエステルをブレンドしたもの、ポリエステル水系エマルション接着剤、ポリウレタン系硬化性ホットメルト接着剤、ポリ塩化ビニル系接着剤、ポリエステル系接着剤等がある。いずれも、各カード基材との接着性を確認して使用する。
【００９０】
第２工程において、接着剤を使用する場合、接着時に加熱が必要な接着剤の場合には、熱プレス装置を使用する。一方、接着時に加熱が不要な接着剤の場合には、加熱できないプレス装置を使用することができる。
【００９１】
実生産では、エッチング法によるアンテナシートを使用する場合は、一枚ずつでなく、幅広のアンテナシート（例えば６００ｍｍ幅）に多面付けした状態で、エッチング加工、ＩＣチップ実装を行い、さらに以上の工程で作成したアンテナシートを上面下面各１枚の非多孔質コアシートで挟み込み、さらにその外側に多孔質コアシートを上下１枚ずつ配置し、さらにその外側非多孔質外装シートを上下各１枚ずつ配置し、熱圧プレスによる一体化、規定サイズの抜き加工、といった工程で、本発明の非接触ＩＣカードを製造する。また、非多孔質コアシートに開口部を設ける場合は、ＩＣモジュールのサイズより１ｍｍ程度大きな開口部を設けたほうが、ＩＣモジュールの位置が多少ばらついていても、対応す
ることが容易になる。
【００９２】
多孔質コアシートと非多孔質外装シートをラミネートして一体化するほうが、製造上取り扱いが単純になる、または装置が単純になる等の利点がある場合には、一体化してもよい。一体化したものをセンターコアの表裏に配置して、（熱）プレスして、非接触型ＩＣカードとする。
【００９３】
ラミネートする際に、多孔質コアシートが潰れない低圧の方法が必要である。その方法としては、ロールで挟み込んで長尺のシートを２本のロールで挟み込んで貼り合わせて一体化し複合シートとする印刷関係の技術を使用することができる。使用した材料によっては、加熱溶融による一体化では圧力が高すぎて、多孔質コアシートが潰れてしまう場合には、接着剤を使用して一体化することができる。
【００９４】
個々の材料（アンテナシート、非多孔質コアシート、多孔質コアシート、非多孔質外装シート）の厚さには、通常１０％程度のバラツキがある。一方、カードの厚さの規定値は０．７６±０．０８ｍｍである。本発明の非接触型ＩＣカードは、塑性変形性多孔質シートを使用しているので、プレス時の間隔を規定することができるプレス装置を使用することによって、カード間の厚さムラが極めて小さなカードを製造することができる。その場合、カードの厚さのばらつきは、プレス板の位置制御のばらつきになる。また、減圧プレス、真空プレスを採用することは、空隙をなくすことに有効である。
【００９５】
プレス時のプレス板の間隔を所定の値に保持する方法としては、例えばストッパーによる方法、間隔を測定して、その値をプレス板の駆動機構にネガティブフィードバックして一定にする方法がある。なお、第１工程、第２工程のいずれにおいても、複数枚のカードに相当する材料を重ねプレスすることがある。この際には、プレス板を一枚のカードに相当する材料のセットの間すべてに挟み込む。例えば第１工程では、裏面側の非多孔質コアシートと表面側非多孔質コアシートの間すべてに、ゴム弾性表面を有するプレス板を挟み込む。そのプレス板は両面をゴム弾性としたものでもよいし、一面をゴム弾性としたものを２枚背中合わせにして挟み込んでもよい。
【００９６】
なお、実際の構成としては、本発明のカードにさらに、ホログラム層やサインパネル層を形成したり、熱転写リボンによる印字をしたりすることができる。
【実施例】
【００９７】
以下に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
＜実施例１＞
非接触型ＩＣカードとして、非多孔質外装シート３／多孔質コアシート４／非多孔質コアシート２／インレット１０／非多孔質コアシート２’／多孔質コアシート４’／非多孔質外装シート３’の７層構成であるものを製造した例を、以下に説明する。
【００９８】
＜設計の１例＞ 与件条件は、使用するＩＣモジュールの厚さは４００μｍ、アンテナシートの基材フィルムの厚さは４０μｍ、アンテナコイルの厚さは４０μｍであるとする。また、アンテナシート基材フィルムは非多孔質外装シートとの接着性が悪いので、アンテナコイルが設置してない部分のアンテナシート基材フィルムをできりだけ打ち抜いて、使用すると、する。非多孔質コアシートとして厚さ２００μｍのＰＶＣシートを使用すると仮定すると、開口部を表裏の双方の非多孔質コアシートに形成した場合、ＩＣモジュールは、作成した表側センターコアの開口部から２０μｍ突出し、またＩＣモジュールが設置されているアンテナシート基材フィルムが裏側センターコアの開口部から２０μｍ突出する。また、アンテナシート上にアンテナコイルのある部分は、表側センターコア側にア
ンテナコイルがない部分と比較して４０μｍ突出する。すなわち、段差は最高８０μｍになる。
【００９９】
ここで、多孔質コアシートとして、空隙率３５％の多孔質コアシートを使用すると仮定すると、圧縮後の空隙率として１０％を設計値とする場合、所要の多孔質コアシートの厚さの最小値は８０μｍである。しかし、この厚さではアンテナシートの基材フィルムがない部分との高低差（８０μｍ）を吸収して平滑な表面を得ることができない。厚さを１００μｍの多孔質シートを使用すると仮定すると、前記の高低差８０μｍを吸収することができ、カードの表面を平滑にすることができる。また圧縮後の多孔質コアシートの厚さは１２５μｍとなる。なおこの場合、ＩＣモジュール上の非多孔質外装シートの厚さは、最小７５μｍである。ＩＣモジュール部分の最小厚さは合計４００＋４０＋７５×２＝５９０μｍとなる。従って、非接触型ＩＣカードの厚さを７６０μｍとしたとき、非多孔質外装シートの厚さを８５μｍとすることができる。
【０１００】
なお、非多孔質コアシートの厚さが厚い場合にはＩＣモジュールは非多孔質コアシートの開口部より突出しない。従来の構造では、外装シートとＩＣモジュールの間に隙間が発生するので、ＩＣモジュールは宙づりの状態になった。これを防止するため、詰め物を入れてＩＣモジュールを固定する場合があった。本発明の構造の場合には、ＩＣモジュール上の多孔質コアシートが変形してＩＣモジュールを押しつけるようにして、宙づり状態になることを防止するように設計する。
【０１０１】
＜第１工程：センターコアの作成＞ アンテナシート用基材フィルム１１として厚さ４０μｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を使用し、その一面上に貼り付けた厚さ４０μｍの銅箔をエッチングして形成したアンテナコイル１２を有するアンテナシートを用い、これにアンテナコイル、ＩＣモジュールが配置されない中央部にパンチング法で開口部を設けた。これに厚さ４５０μｍの非接触型ＩＣカード用ＩＣモジュール１３を搭載したものをインレット１０として使用した。
【０１０２】
非多孔質コアシート２および２’には、厚さ１７０μｍのＰＥＴＧシート（三菱樹脂（株）製）を用い、非多孔質外装シート３、３’には厚さ９０μｍのＰＥＴＧとポリカーボネートのポリマーアロイからなるシート（三菱樹脂（株）製）を用い、多孔質コアシート４、４’には、空隙率３５％，厚さ１６０μｍのポリオレフィン系多孔質樹脂シート（製品名Ｔｅｓｌｉｎ、ピーピージー・インダストリーズ・インコーポレイテッド社製）を用いた。
【０１０３】
非多孔質コアシート２、２’にはＩＣモジュールが配置される部分にＩＣモジュールを入れ込むために、最も好ましいＩＣモジュールの外形と同じサイズではなく、加工性を考慮して、ＩＣモジュールの外形サイズより０．５ｍｍ大きな開口部２１、２１’をパンチング法で形成した。
【０１０４】
このアンテナシートの両面を前記非多孔質コアシートで挟んで、その上下から厚さ２ｍｍのシリコーンゴムを貼り付けた熱プレス板で、圧力２ＭＰ、温度１３０℃で３分間熱プレスしてセンターコアを形成した。非多孔質コアシートはアンテナシートの各部分に完全に入り込んでいて、非多孔質コアシートとアンテナシートの間には隙間が見られなかった。ちなみに、プレス板として従来の非弾性のものを用いた場合には、同一温度、圧力、時間でプレスした場合、溶融した非多孔質コアシートがアンテナシートと接触する前の段階であり、隙間がなくなるまで流動するには１０分間が必要であった。
【０１０５】
センターコアの表面は、アンテナシートの表面の凹凸に類似した凹凸になり、高低差はアンテナコイルの上の部分とアンテナシート基材フィルムの開口部の高低差は６０〜７０
μｍであった。また、ＩＣモジュールは表面側の非多孔質コアシートより約５５μｍ突出し、裏面側の非多孔質コアシートの開口部にはＩＣモジュールを搭載している部分のアンテナシートの基材フィルムが約５５μｍ突出していた。しかし、ゴム弾性を有するプレス板なので、突出部に追従し、ＩＣモジュールが損傷することはなかった。また実際上は、この撓みは、ＩＣモジュールの破損、出来上がったカードのカール、等の問題を生じなかった。
【０１０６】
＜第２工程：カードの作成＞ まず、スキン層を有する多孔質コアシート（Ｔｅｓｌｉｎ）の表面にインクジェット印刷、低圧オフセット印刷、低圧スクリーン印刷を併用して、文字と絵柄を印刷した。
【０１０７】
次に第１工程で作成したセンターコアの表裏に前記多孔質コアシートを、印刷面を外側にむけて重ね、さらにその上に厚さ９０μｍＰＥＴＧとポリカーボネートのポリマーアロイからなる非多孔質外装シートを重ね、熱プレス板として研磨したステンレス板を貼り付けた熱プレス装置で、加圧時の間隔を０．７６ｍｍに設定して温度１２０℃で熱プレスして非接触型ＩＣカードを作成した。
【０１０８】
得られた非接触型ＩＣカードの表面は鏡面平滑であり、ＩＣモジュールが埋め込んである場所の表面にヒケは見あたらず、また凸状にもなっていなかった。またロックウェル硬度（Ｒスケール）は９５であった。
【０１０９】
＜比較例＞
非接触ＩＣカードとして、層構成が、非多孔質外装シート／多孔質コアシート／インレット／多孔質コアシート／非多孔質外装シートの５層構成であるものを、以下に述べる方法で作成した。
【０１１０】
外装シート（３）（３’）に厚さ９０μｍのＰＥＴＧとポリカーボネートのポリマーアロイからなるシート（三菱樹脂（株）製）、コアシート（２）および（２’）に空隙率３５％，厚さ３００μｍの多孔質樹脂シート（製品名Ｔｅｓｌｉｎ、ピーピージー・インダストリーズ・インコーポレイテッド社製）を用いた。実施例１と同じアンテナシート（１）は厚さ４０μｍのＰＥＮを基材とし、搭載したＩＣモジュールの厚さは４５０μｍであった。
【０１１１】
上記の層構成で基材を積層した後、圧力２ＭＰａ、温度１３０℃、で１０分間プレスし、全体を一体化した。一体化した後の全体の厚さは７６０μｍであった。表面は平滑であり、ＩＣモジュールが埋め込まれている部分にヒケや膨らみは目視では認められなかった。また、ロックウェル硬度（Ｒスケール）は４５であった。
【０１１２】
＜特性の評価＞衝撃耐性、集中加重耐性、折り曲げ耐性、引っ掻き耐性、について評価した。
＜衝撃荷重耐性の評価＞ＪＩＳ Ｋ５６００に規定された落球試験を行った。高さ１ｍより７５０ｇ鋼球を落下させたところ実施例１のカード及び比較例のカードにおいて損傷は見られなかった。
＜集中荷重耐性の評価＞ＪＩＳ Ｘ６３０３で規定された機械的強度の評価方法である直径１ｍｍの鋼球に荷重を加える試験を行ったところ、実施例１のカード、比較例のカードとも１．５Ｎの力を加えても損傷は生じなかった。
＜曲げ応力耐性の評価＞ＪＩＳ Ｘ６３０１で規定された静的曲げ強さについての評価を行ったところ、実施例１のカードでは２５〜３０ｍｍの範囲だったが、比較例では、３７〜４３ｍｍであった。
＜耐引っ掻き強度耐性の評価＞ＪＩＳ Ｋ５６００−５−４に規定された鉛筆硬度試験を
実施したところ、実施例１のカードではＦだったが、比較例はＨＢであった。
以上の結果を表１にまとめて示した。
【０１１３】
【表１】
表１に示した結果から実施例１は、比較例と外装シートの材質と厚み多孔質コアシートの材質は同じであるが非多孔質コアシートを２層具備していることにより、静的曲げ強さを向上させることが出来る。また、表面の硬度についても同様に向上させることができる。衝撃や集中荷重に対しても実施例１のカードは比較例に対して通常使用において同等の物性を有しているということができる。
【０１１４】
＜実施例２＞
アンテナコイルがある部分とない部分の厚さムラを、多孔質コアシートを使用した場合と、使用しなかった場合について比較した。
【０１１５】
アンテナシートの材料にはＰＥＮ厚さ４０μｍ、アンテナコイルの厚さは７６μｍのものを使用した。非多孔質コアシートの材料にはＰＥＴＧ（材質）、厚さ１７０μｍ、多孔質コアシートはポリオレフィン（材質）厚さ１６０μｍ、非多孔外装シートはＰＥＴ（材質）、厚さ７５μｍのものを使用した。
【０１１６】
アンテナコイルの厚さが７６μｍである他は、実施例１と構造および製法が同じ非接触型ＩＣカードと、比較サンプルとして、その構造から多孔質コアシートを除き、また第１ラミネートのプレス条件として、非弾性のプレス板を使用し、非多孔質コアシート材がアンテナシートに空隙なく入り込むまで加圧、加熱し、第２ラミネート工程は実施例１と同様にして製造したものを準備した。
【０１１７】
アンテナコイルのある部分と無い部分の厚さを測定し差を算出した。測定方法は、デジタルマイクロメータを使用し、一枚のカードについて３カ所測定した。総数１１２枚のカードについて、測定した。アンテナコイルがある部分とない部分の厚さの差を各カードについて求めた。結果を図８にヒストグラムとして示した。
【０１１８】
図８のヒストグラムからコアシートとして多孔質樹脂シートを使用した場合のほうが、多孔質樹脂シートを使用しない場合と比較して、カードの厚さが規定値に近く、しかもバラツキも減少していると言える。
【符号の説明】
【０１１９】
１・・・非接触型ＩＣカード
２、２’・・・非多孔質コアシート
３、３’・・・非多孔質外装シート
４、４’・・・多孔質コアシート
１０・・インレット
１１・・アンテナシート用基材フィルム
１２・・アンテナコイル
１３・・ＩＣモジュール
１４、１４’・・アンテナコイル接続用端子部
１５・・アンテナシート基材フィルムの開口部
２１、２１’・・非多孔質コアシートの開口部
３１、３１’・・第１工程用プレス板
３２、３２’・・第１工程用プレス板上のゴム弾性層
３３、３３’・・第２工程用のプレス板
４０ ・・・・・センターコア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともアンテナコイル及びアンテナコイルに接続されたＩＣモジュールを具備するアンテナシートと、該アンテナシートの表側面と裏側面の双方に非多孔質コアシート、多孔質コアシート、非多孔質外装シートをこの順序で積層し、一体化してなる非接触型ＩＣカード。
【請求項２】
表面のロックウェル硬さ（Ｒスケール）が３０〜１３０の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の非接触型ＩＣカード。
【請求項３】
前記非多孔質外装シートが、結晶性またはガラス転位点が１００℃以上の非結晶性樹脂、またはこれらの共重合体よりなることを特徴とする請求項１または２に記載の非接触型ＩＣカード。
【請求項４】
前記非多孔質コアシートが開口部を有し、該開口部はＩＣモジュールをはめこむことができるサイズであり、かつ前記ＩＣモジュールに対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の非接触型ＩＣカード。
【請求項５】
少なくともアンテナコイルおよびアンテナコイルに接続されたＩＣモジュールを具備するアンテナシートと、該アンテナシートの表側面と裏側面の双方に非多孔質コアシート、多孔質コアシート、非多孔質外装シートをこの順で積層し、一体化してなる非接触型ＩＣカードの製造方法であって、少なくとも、第１の一体化工程が、該アンテナシートの表側面と裏側面の双方に非多孔質コアシートを重ねてから、ゴム弾性プレス面を有する熱プレス装置を使用して加圧加熱して熱溶融一体化してセンターコアを製造する工程であり、第２の工程が前記センターコアを中心にして、表面側と裏面側の双方に多孔質コアシートと非多孔質外装シートをこの順に重ねてから、平滑な非弾性プレス面を有するプレス装置を使用して、プレスして一体化することを特徴とする非接触型ＩＣカードの製造方法。
【請求項６】
前記第２の工程において、プレス時のプレス板の間隔を規定してプレスして一体化することを特徴とする請求項５に記載の非接触型ＩＣカードの製造方法。
【請求項１】
少なくともアンテナコイル及びアンテナコイルに接続されたＩＣモジュールを具備するアンテナシートと、該アンテナシートの表側面と裏側面の双方に非多孔質コアシート、多孔質コアシート、非多孔質外装シートをこの順序で積層し、一体化してなる非接触型ＩＣカード。
【請求項２】
表面のロックウェル硬さ（Ｒスケール）が３０〜１３０の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の非接触型ＩＣカード。
【請求項３】
前記非多孔質外装シートが、結晶性またはガラス転位点が１００℃以上の非結晶性樹脂、またはこれらの共重合体よりなることを特徴とする請求項１または２に記載の非接触型ＩＣカード。
【請求項４】
前記非多孔質コアシートが開口部を有し、該開口部はＩＣモジュールをはめこむことができるサイズであり、かつ前記ＩＣモジュールに対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の非接触型ＩＣカード。
【請求項５】
少なくともアンテナコイルおよびアンテナコイルに接続されたＩＣモジュールを具備するアンテナシートと、該アンテナシートの表側面と裏側面の双方に非多孔質コアシート、多孔質コアシート、非多孔質外装シートをこの順で積層し、一体化してなる非接触型ＩＣカードの製造方法であって、少なくとも、第１の一体化工程が、該アンテナシートの表側面と裏側面の双方に非多孔質コアシートを重ねてから、ゴム弾性プレス面を有する熱プレス装置を使用して加圧加熱して熱溶融一体化してセンターコアを製造する工程であり、第２の工程が前記センターコアを中心にして、表面側と裏面側の双方に多孔質コアシートと非多孔質外装シートをこの順に重ねてから、平滑な非弾性プレス面を有するプレス装置を使用して、プレスして一体化することを特徴とする非接触型ＩＣカードの製造方法。
【請求項６】
前記第２の工程において、プレス時のプレス板の間隔を規定してプレスして一体化することを特徴とする請求項５に記載の非接触型ＩＣカードの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２３４６５４（Ｐ２０１０−２３４６５４Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８５３０２（Ｐ２００９−８５３０２）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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