(57)【要約】【課題】本発明は、ポリエステル樹脂や塩化ビニル樹脂と同等の機械特性（耐久性、剛性、成形加工性、機械強度、硬さ、衝撃強度、寸法安定性、耐折り曲げ性等のゲート特性）を有し、かつ廃棄後放置されても十分に自然に分解するカードとその廃棄方法を提供する。【解決手段】本発明のカードによれば、カード基材を、ポリ乳酸または乳酸とオキシカルボン酸のコポリマーで数平均分子量が１００００〜１０００００のものを主成分とする熱可塑性ポリマーであって、該熱可塑性ポリマーに５０％未満の範囲で非分解性の物質を添加したものを二軸延伸してなる分解性樹脂とする。必要に応じて可視情報・デザイン部や磁気記録部、感熱記録層を形成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カードを構成する基材が、ポリ乳酸または乳酸とオキシカルボン酸のコポリマーで数平均分子量が１００００〜１０００００のものを主成分とする熱可塑性ポリマーであって、該熱可塑性ポリマーに５０％未満の範囲で非分解性の物質を添加したものを二軸延伸してなる分解性樹脂で出来ていること、を特徴とするカード。
【請求項２】
前記熱可塑性ポリマーとフィラーを混練した後、二軸延伸してなることを特徴とする請求項１記載のカード。
【請求項３】
前記乳酸が、Ｄ−乳酸、Ｌ−乳酸、又は、それらの混合物のいずれかであること、を特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のカード。
【請求項４】
前記オキシカルボン酸が、グリコール酸か又は６−ヒドロキシカプロン酸のいずれかであること、を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のカード。
【請求項５】
カードを廃棄する方法であって、
カードを構成する基材が、ポリ乳酸または乳酸とオキシカルボン酸のコポリマーで数平均分子量が１００００〜１０００００のものを主成分とする熱可塑性ポリマーであって、該熱可塑性ポリマーに５０％未満の範囲で非分解性の物質を添加したものを二軸延伸してなる分解性樹脂で出来ているカードを、生分解を利用して廃棄することを特徴とするカードの廃棄方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、主にプリペイドカードや入場券など使い切りタイプに用いられるカードに関し、とくに機械読み取り・書き込みの際の剛度等のゲート特性を有するとともに、カード構成全体が分解性を有するカードに関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、カードには身分を証明するＩＤカード、会員カードや金銭的価値を有するキャッシュカード、クレジットカード、プリペイドカード、定期券、通行券など幅広い分野で利用されている。とくにカードで最も利用数が増加しているカードとして、一定単位の金額を予め支払い、その金額分の価値情報を記録した、いわゆるプリペイドカード（前払いカード）がある。このカードには読み取り・書き込み装置を介して価値情報、識別情報がカード基材に印字又は印刷表示した絵柄・文字情報として、またカード基材上に設けられた磁気記録部又は光学記録部に機械読み取り情報として記録されるため、この読み取り・書き込み装置での使用できるようにゲート特性と呼ばれる機械特性、例えば耐久性、耐折り曲げ性、剛度などが要求されている。このような条件を満たし、かつ製造が容易な素材として、一般的に、このプリペイドカードは、主にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂等のプラスチック、すなわち機械特性のみを満たす樹脂をカード基材として利用している。
【０００３】さらに、ＩＤカード、会員カード、キャッシュカード、クレジットカード等の一般的なカード用の基材としてポリ塩化ビニル樹脂が用いられている。これらは通常、この種のカードは利用者に販売若しくは貸与された後は、利用者がそのカードを使い終われば廃棄されるものである。そして上述の素材のプラスチックカードは、その使用後の処理を、現在のところ焼却または廃棄物として埋め立て等によって処分されているが、プラスチック廃棄物は、後者の材質によれば焼却による燃焼温度の高熱化による焼却炉の耐久性の問題、燃焼ガスなどの公害問題を有しており、焼却の影響の少ない前者の材質との分別も完全に行なうことは不可能である。また廃棄物として埋め立てでは、埋め立て地において分解することなく原形のまま存在するため、半永久的にゴミとして残り、自然環境への影響が問題となっている。いずれにしても使用後の廃棄の問題が存在している。
【０００４】また従来から紙をカード基材として採用したカードが作られ利用されており、とくに紙は焼却や埋め立てなどの廃棄が簡単であり、しかも製造コストが安価であることから、上記した近年議論されているゴミなど環境問題の解決に最適なカード材料と見られている。
【０００５】さらに特開昭５７−１５０３９３号公報、特開昭５９−２２０１９２号公報、特開昭５１−９３９９１号公報、特開昭６３−２６０９１２号公報、特開昭５７−１５０３９３号公報に記載されるように、光または地中など自然環境下で分解可能なプラスチックが開発され、とくに使い捨て型の商品パッケージに用いられ、現在では一部が商品化されている。カードの分野では特開平５−４２７８６号や本出願人による特開平５−８５０８８号において、カード基材に生分解性或いは光分解性のプラスチックを用いることが述べられている。
【０００６】また本出願人による特願平５−１４４７３８号による生分解性樹脂層を紙基材の片面または両面に設け、従来のプラスチックカードとしての特性と優れた廃棄性を有するカードがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、紙をカード基材として用いた場合に耐久性、耐折り曲げ性、耐水性、耐薬品性、防水性、表面平滑性、光沢性、加工性等のカードとしての適性を考慮すると全ての点で機能が劣るため、紙の単独での使用は、通行券や入場券、乗車券など一時的な利用のみに限定され、一定期間、使用される上述したプリペイドカードには不向きである。この場合には紙基材にポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂やアルミニウム箔などプラスチック以外の外層を保護層として積層することが考えられるが、これらは廃棄性に優れず、上記したプラスチックカードと大差がない欠点を有する。
【０００８】またカード基材そのものを分解性を有するプラスチックで構成するようにしたカードは、そのプラスチックの機能により、廃棄後徐々に分解されていくものである。ところが、このカードはカード自体が有する利便性及びカード製造上の問題を考慮して作成されるものであり、分解性を有するプラスチックを単にカード基材として用いた場合、耐折り曲げ性、剛度という機械特性が有しているとは言えず、またカードの強度や使い易さから一定の厚みとする必要があるため、一体形成した時に、カード面の反りの発生や厚さの分だけ分解性を有するプラスチックを使用されるので、分解に時間がかかる、さらに分解性を有するプラスチックが高価であるため、カード自体も高価格となってしまう問題を有する。
【０００９】さらに上記の問題の改善を目的とした生分解性樹脂層を紙基材の片面または両面に設けてなるカードは、通常の使用では問題ないが、異常な環境、例えば洗濯など水に晒された場合、カードの端面から水分が染み込み、カードのカール・伸縮・エッジ部のめくれ等を生じることがあり、カードの損傷とこれにより読み取り・書き込み装置に使うとカード搬送路などに引っ掛かるなど故障の原因となるなどの問題を有していた。
そこで、本発明は機械読み取り・書き込みにおいて要求される剛度等のゲート特性を有するとともに、カード構成全体が分解性を有するカードを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべくなされた本発明は、請求項１に記載の発明は、カードを構成する基材が、ポリ乳酸または乳酸とオキシカルボン酸のコポリマーで数平均分子量が１００００〜１０００００のものを主成分とする熱可塑性ポリマーであって、該熱可塑性ポリマーに５０％未満の範囲で非分解性の物質を添加したものを二軸延伸してなる分解性樹脂で出来、を特徴とするである。
【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のカードにおいて、前記熱可塑性ポリマーとフィラーを混練した後、二軸延伸してなることを特徴とするカードである。
【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載のカードにおいて、前記乳酸が、Ｄ−乳酸、Ｌ−乳酸、又は、それらの混合物のいずれかであること、を特徴とするカードである。
【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載のカードにおいて、前記オキシカルボン酸が、グリコール酸か又は６−ヒドロキシカプロン酸のいずれかであること、を特徴とするカードである。
【００１４】請求項５に記載の発明は、カードを廃棄する方法であって、
カードを構成する基材が、ポリ乳酸または乳酸とオキシカルボン酸のコポリマーで数平均分子量が１００００〜１０００００のものを主成分とする熱可塑性ポリマーであって、該熱可塑性ポリマーに５０％未満の範囲で非分解性の物質を添加したものを二軸延伸してなる分解性樹脂で出来ているカードを、生分解を利用して廃棄することを特徴とするカードの廃棄方法である。
さらには、請求項１乃至４のいずれかに記載のカードについて、自然分解を利用して廃棄することも好ましい。
【００１５】
＜作用＞　本発明のカードによれば、カード基材をポリ乳酸または乳酸とオキシカルボン酸のコポリマーを主成分とする熱可塑性ポリマーを二軸延伸してなる分解性樹脂とすることにより、カード基材が耐久性、剛度、成形加工性、機械強度、硬さ、衝撃強度、寸法安定性、耐折り曲げ性等の機械特性を保持し、これにより読み取り・書き込み装置での機械読み取り・書き込みのためのゲート特性を示す。さらに廃棄後放置されても十分に自然分解可能である。
【００１６】
【実施例】本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。図１及び図２は、本発明のカードの断面図を示す。
【００１７】図１の本発明のカード１は、分解性を有する自然分解性材料である紙をベースとした紙基材２に生分解性樹脂層３を積層してなる。
【００１８】図１の本発明のカード１は、カード基材２の主成分として、乳酸を主成分とする高分子材料からなる脂肪族ポリエステルからなる生分解性を有する樹脂を用いており、これらは完全分解性を有する。
この乳酸は、分子内に水酸基とカルボキシル基を有するため、重縮合が可能であるが、脱水縮合では分子量が４０００未満の低重合度のオリゴマーしか得られないことから、一旦乳酸のオリゴマーとしてから、開環重合する方法によりポリマーを得ることができる（間接法）。また触媒を用いる方法や特開昭５９−９６１２３号、特開昭６３−２８９０２０号に開示される触媒を用いることなく、不活性ガス雰囲気中で加熱加圧により分子量が４０００以上のポリ乳酸を得る方法（直接法）、乳酸とグリコール酸、酒石酸、リンゴ酸、ポリエチレングリコール等から共重合により熱可塑性ポリマーを得る方法がある。
なお、乳酸の重合に関する製造方法は、米国特許第１９９５９７０号、同第２３６２５１１号、同第２６８３１３６号に示され、乳酸とグリコール酸のコポリマーの製造方法は、米国特許第３６３６９５６号、同第３７９７４４９号に示されている。なお、コポリマーの方が重合度を高め易い。
【００１９】とくに本発明では、Ｄ−乳酸、Ｌ−乳酸またはそれらの混合物と、Ｄ−乳酸、Ｌ−乳酸またはそれらの混合物とグリコール酸、または６−ヒドロキシカプロン酸に代表されるオキシカルボン酸のコポリマーを主成分とする熱可塑性分解性ポリマーを用いている。
このポリマーは数平均分子量１００００〜１００００００のものが好ましい。乳酸はＤ−乳酸、Ｌ−乳酸等があり、オキシカルボン酸は、グリコール酸、６−ヒドロキシカプロン酸等がある。ところが、上記熱可塑性ポリマーだけでは剛度は十分ではないため、さらに二軸延伸加工を施することにより、剛度をはじめとして、耐久性、成形加工性、機械強度、硬さ、衝撃強度、寸法安定性、耐折り曲げ性等の機械特性と表面平滑性、光沢性、耐水性、防水性の点で従来のポリエステル材、塩化ビニル材と同等の特性を有する。
【００２０】また上記樹脂に、樹脂の特性を失うことのない範囲であれば、必要に応じて各種添加剤、例えば着色防止剤０．０５〜３重量部、酸化防止剤０．０５〜３重量部、滑剤０．０５〜０．５重量部、有機顔料及び無機顔料などを添加することが可能である。ただし非分解性の物質を５０％以上添加することは、分解性が著しく低下し、加工上の問題を生じるため、好ましくない。
【００２１】とくにフィラーとして、無機充填剤である炭酸カルシウム、マイカ、珪酸カルシウム、ホワイトカーボン、石綿、陶土（焼成）、ガラス繊維等を添加し、混練させて二軸延伸加工することにより、剛度、成形加工性、機械強度、硬さ、衝撃強度、寸法安定性、耐折り曲げ性などの機械特性をさらに向上させることができる。
【００２２】本発明のカード基材２の製造は、上記のように得られる熱可塑性ポリマーを、公知である押し出し法によりシート状に成形し、さらに二軸延伸加工した後、このシートをカレンダー処理する。なお、カード基材は単層構成以外にも、同の材料又は異なる特性を有する樹脂材料からなるシート１２、１３をそれぞれ作製し、カード基材を図３に示すカード１１のような多層構成としてもよい。
【００２３】上記方法により、作製されたカード基材２への印刷・加工は、従来の紙・プラスチックカードの場合と同様な方法を用いることができ、カード基材２にはオフセット印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷等の印刷法により、文字、絵柄などの可視情報・デザイン部３を印刷し、打抜機を用いてカードサイズに加工することでカードが製造される。
【００２４】さらに本発明のカードには、図１に示す磁気記録層４や、図２に示す感熱記録層５などの情報記録層を形成することができる。この磁気記録層４と感熱記録層５は同一カード上に形成することもできる。
なお、磁気記録層４の形成方法は磁気記録材料をバインダーなどに分散した塗液を塗布するか、磁気記録層を形成したシートを積層する等である。同様に感熱記録層５は公知の感熱記録材料、例えば感熱ロイコ染料、感熱ジアゾ染料等からなる塗液の塗布やスズ、アルミニウム等の低融点金属薄膜により形成することができる。
【００２５】以下、本発明の具体的な実施例を挙げ、詳細に説明する。
＜実施例１＞
数平均分子量１５００００のＬ−乳酸と６−ヒドロキシカプロン酸の３：２のコポリマー６０ｗｔ％とマイカ３５ｗｔ％（ＨＡＲ１６０　　白石工業株式会社製）、酸化チタン５ｗｔ％をベント式押出機にて混練後、これをＴダイ溶融押出機により加工温度２００℃で規定の厚さに押し出し後、二軸延伸加工、カレンダー処理を行い、表面平滑性を向上させた厚さ１８８μｍのシートを得た。このシートは曲げ弾性率が４００００ｋｇｆ／ｃｍ２を示し、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂シートに近い特性が得られた。
【００２６】このシートに下記の組成からなる磁気塗料をナイフコーティングにより約１０μｍの黒色磁気記録層を形成し、約３０００ガウスの水平磁界中の磁場配向をかけた後、１００℃の熱風で３分間乾燥させた。
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【００２７】このシートを縦５７．５ｍｍ×横８５．０ｍｍのサイバネ規格の図１に示すカード１を作製した。このカード１を、カードの読み取り・書き込み装置を有するゲートに２ｍ／ｓｅｃで通過させたところ、異常は生じなかった。
このカードを水中に３０秒間浸漬した後、水を拭き取り、同様にゲートを通過させたが、異常は生じなかった。この時の剛度は３０ｇｆ・ｃｍであり、水への浸漬の前後において変化はなかった。さらにこのカード１を畑土壌中に埋設し、分解状態を観察したところ、６ヶ月経過後には、磁気記録層を残して、形状も保持されてない状態であった。
【００２８】また、実施例のカード基材の機械強度を他の部材と比較した例を表１に示す。これはＪＩＳ　　Ｐ　　８１２５に基づき、カードの短辺部の剛度（ｇｆ・ｃｍ）を測定し、さらに水浸漬試験は、水中に３０秒間浸漬した後、水を拭き取り、測定を行った。
なお、比較例１は実施例で用いた生分解性を有する樹脂単体であり、比較例２、３は他の生分解性を有する樹脂、３−ヒドロブチレート重合体であり、比較例４、５は紙基材であり、とくに比較例５は水浸漬した紙基材である。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
＜実施例２＞
数平均分子量１００００００のポリＬ−乳酸６０ｗｔ％とマイカ３５ｗｔ％（ＨＡＲ１６０　　白石工業株式会社製）、酸化チタン５ｗｔ％をベント式押出機にて混練後、これをＴダイ溶融押出機により加工温度２００℃で規定の厚さに押し出し後、二軸延伸加工、カレンダー処理を行い、表面平滑性を向上させた厚さ５６０μｍのコアシートを作製した。次に数平均分子量１５００００のＬ−乳酸と６−ヒドロキシカプロン酸の３：２のコポリマーをベント式押出機にて混練後、これをＴダイ溶融押出機により加工温度２００℃で規定の厚さに押し出し後、二軸延伸加工、カレンダー処理を行い、表面平滑性を向上させた厚さ１００μｍのカバーシートを作製した。さらにコアシートの両面にカバーシートを積層し、図３に示すカード１１した。
このカードの引っ張り強度は４．９ｋｇ／ｍｍ２を示し、軟化温度は１００℃であり、塩化ビニル樹脂カードよりも高く、また１２０℃の流動パラフィン中に５分間浸漬させたが、シート間の剥離は生じることなく、全体として塩化ビニル樹脂カードと同程度以上の特性を示した。さらにこのカード１１を畑土壌中に埋設し、分解状態を観察したところ、６ヶ月経過後には、磁気記録層を残して、形状も保持されてない状態であった。
【００３１】
【発明の効果】以上述べたように本発明のカードは、ポリ乳酸または乳酸とオキシカルボン酸のコポリマーを主成分とする熱可塑性ポリマーを二軸延伸してなる分解性を有する樹脂を用いることにより、剛度、成形加工性、機械強度、硬さ、衝撃強度、寸法安定性、耐折り曲げ性等の機械特性に優れ、機械読み取り・書き込み機に用いられることが可能なゲート特性を有するとともに、このカードが廃棄時に焼却されずに自然界に放置されても、微生物などによる生分解が可能であるため、廃棄による環境への影響を少なくすることができるものである。
【００３２】また、機械特性に優れるため、使用する生分解性樹脂の厚さ、すなわち使用量を少なくすることができ、製造コストの低減が可能となり、しかも従来のプラスチックを用いた場合とほぼ同じ強度・耐性を有するため、現状の使い切りカードなどの用途における使用にも十分に耐えられるものである。
【００３３】また本発明のカードに用いられる生分解性樹脂は、従来のプラスチックに比べると物性、加工性で劣る面もあるが、その分解性を低下させない程度に添加剤や非分解性のプラスチックを混合することで物性、加工性を向上させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカードの一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明のカードの他の実施例を示す断面図である。
【図３】本発明のカードの他の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１、１０、１１・・・カード
２　　　　　　　　　　　　・・・カード基材
３　　　　　　　　　　　　・・・可視情報・デザイン部
４　　　　　　　　　　　　・・・磁気記録層
５　　　　　　　　　　　　・・・感熱記録層
１２　　　　　　　　　　・・・コアシート
１３　　　　　　　　　　・・・カバーシート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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