JP5531431B2 - カード用コア基材シート及び情報記録媒体 - Google Patents
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Description
例えば、各種個人情報の他に、不可視バーコードを厚さ250μmの塩化ビニルシートや厚さ280μmのポリエステルシートに電子写真法で印字し、それぞれ印字面にオーバーフィルムを重ね、熱プレス機でラミネートする方法(例えば、特許文献1参照。)がある。
一方、カード用シートにウレタン−ポリエステル系樹脂を使用することが報告されている(例えば、特許文献3参照。)。
また、電子写真画像を鏡像で印字し、カード用シートに画像を転写する方法(例えば、特許文献4参照)がある。
本実施形態に係るカード用コア基材シートは、コア基材と、前記コア基材の少なくとも片面に設けられたウレタン変性アクリル樹脂を少なくとも含有する接着層と、を有する。
しかし、本実施形態に係るカード用コア基材シートはコア基材の少なくとも片面にウレタン変性アクリル樹脂を少なくとも含有する接着層を有するため、ポリエステル樹脂系トナーやスチレン/アクリル樹脂系トナー等、トナーの種類に依ることなくカード用コア基材シートに対して優れたトナー定着性を示す。そのため、トナー画像のカード用コア基材シートからの脱落が防止される。
具体的には、例えば、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等により、アクリル重合体に水酸基を導入したポリマーと分子末端にイソシアネート基を持つウレタンプレポリマーとの反応、または下記のような分子末端(片末端または両末端)に水酸基を持つアクリル成分(R2−OH)とイソシアネート基を末端に持つウレタンプレポリマー(R1−NCO)との反応等により合成される。ウレタンプレポリマーとしては、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリオレフィン系などが用いられる。
こうして得られる重合体において、ウレタン鎖とアクリル鎖は互いにブロック型で結合していても良く、またグラフト型で結合していても良い。
本実施形態においては、ウレタン変性アクリル樹脂が、アクリル樹脂とポリエステル系ウレタン樹脂とのグラフト重合体であることが好ましい。
ウレタン変性アクリル樹脂はウレタン成分とアクリル成分とが化学的に結合しているので、それらの組成比を変化させることで、表面硬度、熱軟化性、接着性などの諸物性を調整できる。このことが、ウレタン変性アクリル樹脂が他の樹脂と比較して好ましい所以である。
接着層中に含まれるウレタン変性アクリル樹脂の含有量が20重量%よりも小さい場合には、容易且つ強固にトナー画像を接着することが困難になる場合がある。
上記のように、カード用コア基材シートの搬送性を良好とするため、粒子によりカード用コア基材シート表面の摩擦を低減することが好ましいが、実際の使用上、カード用コア基材シート表面の静止摩擦係数は、2以下であることが好ましく、1以下であることがより好ましい。また画像保持フィルム表面の動摩擦係数は、0.2以上1以下の範囲であることが好ましく、0.3以上0.65以下の範囲であることがより好ましい。
接着層中のワックスの含有量は、3質量%以上20質量%以下が望ましく、5質量%以上15質量%以下がより望ましい。ワックスの含有量が上記範囲内であれば、タックの発生が抑えられる。
コア基材が白色の場合は、画像保持フィルムが白色あるいは透明のものが使用できる。透明の画像保持フィルムの場合には画像保持面を外側又は内側にしてカード用コア基材シートとラミネートすることによって情報記録媒体を得ることが出来る。また画像をカード用コア基材シートに転写することによって情報記録媒体を得ることも出来る。尚内側にラミネートする場合及び画像転写する場合は、画像を鏡像(ミラーイメージ)に印字する必要がある。
この場合、例えば、少なくともコア基材の外側面を形成するいずれかの面にウレタン変性ポリエステル樹脂が含まれていることが好ましく、もう一方の面がPETG樹脂のみからなる層であってもよい。また、PETG樹脂は軟化点温度が80℃付近であるため、加熱融着が容易である。このため、PETG樹脂だけの層でもラミネート性に優れるが、その場合は、画像がない場合や、人間が認識できない偽造防止対策を施す仕様の場合が好ましい。
コア基材中に半導体回路を内蔵させる方法としては、前記半導体回路が固定されたインレットと呼ばれるシートを、コア基材を構成するシート材料間に挟み、熱プレスによって熱融着一体化させる方法が一般的に好ましく用いられる。また、上記インレットシートなしに直接、半導体回路を配置し、同様に熱融着一体化させる方法も可能である。
さらに、情報記録媒体として使用上問題がなければ、半導体回路をコア基材の内部ではなく、表面(情報記録媒体とした際の外側の面)に露出した状態で配置することも可能である。
上記接着層は、樹脂(と必要に応じて粒子、ワックス等と)を有機溶媒、もしくは水などを用いて混合し、超音波、ウエーブローター,アトライターやサンドミルなどの装置により均一に分散させ塗工液を作製し、該塗工液をそのままの状態で、コア基材の表面へ塗布あるいは含浸させることによって形成される。
なお、このような観点からは、コア基材の接着層が形成される側の表面は、塗工液に用いられる一般的な溶媒との相溶性に優れたPETG樹脂、または塩化ビニル樹脂を含むものであることが好ましく、これらの樹脂で覆われていることがより好ましい。
本実施形態に係る情報記録媒体は、コア基材と、前記コア基材の少なくとも片面に設けられたウレタン変性アクリル樹脂を少なくとも含有する接着層と、前記接着層の表面に設けられたトナーにより形成された画像情報と、を有する。
本実施形態に係る情報記録媒体においては、ウレタン変性アクリル樹脂を少なくとも含有する接着層の表面にトナーにより形成された画像情報が設けられるため、画像情報の定着性に優れる。
電子写真方式による未印刷画像保持フィルムへの画像形成は、電子写真用感光体(像保持体)の表面に均一に電荷を与え帯電させた後、その表面を、得られた画像情報に応じて露光し、露光に対応した静電潜像を形成する。次に、前記電子写真用感光体表面の静電潜像に現像器から画像形成材料であるトナーを供給することで、静電潜像がトナーによって可視化現像される(トナー画像が形成される)。さらに、形成されたトナー画像を、未印刷画像保持フィルムの画像受像層が形成された面に転写し、最後に熱や圧力などによりトナー画像が画像受像層表面に定着されて、画像保持フィルム表面に画像が形成される。
画像保持フィルム表面に設けられる画像受像層は、例えば、樹脂と粒子とを含んでいてもよく、この他にも必要に応じて、帯電制御剤等の種々の添加剤を加えてもよい。以下、画像受像層を構成する樹脂および粒子について説明する。
画像受像層に用いられるポリエステル樹脂は、通常2個以上のカルボキシル基を有する多価塩基酸成分とグリコール成分とを縮合反応させて得られた飽和ポリエステル樹脂を用いることが好ましい。
なお、本実施形態に用いられる前記シリコーン系ハードコート材料とは、少なくともシラン系組成物を含む縮合物樹脂、または、これらとコロイダルシリカ分散液との混合組成物からなるものである。また、基体との接着性を良くするために、さらに有機樹脂を含んでいることが好ましい。
なお、前記縮合型は、形態的には、溶液型とエマルジョン型とに分類され、そのいずれも好適に使用される。
なお、前記付加型は、形態的には、溶剤型、エマルジョン型、及び無溶剤型に分類され、そのいずれも好適に使用される。
しかしながら、特に本実施形態の情報記録媒体の製造方法においては、1対の押し当て板材の間に、画像保持フィルムとカード用コア基材シートとを重ね合わせた積層体を配置した後に、前記積層体を前記1対の押し当て板材を介して加熱しながらプレスするヒートプレス法(以下、「板材プレス」と略す場合がある)を利用することが好ましい。
ヒートプレス後、必要に応じて画像保持フィルムの基材を前記コア基材から引きはがすことによって前記コア基材上にトナー画像を転写し、情報記録媒体を作製することが出来る。
例えば、トナー画像が可変情報を含む場合、可変情報に対応した部分のトナー画像は、情報記録媒体毎に異なるトナー画像としてもよい。
コア基材中に情報チップを内蔵させる方法としては、情報チップが固定されたインレットと呼ばれるシートを、コア基材を構成するシート材料間に挟み、熱プレスによって熱融着一体化させる方法が一般的に好ましく用いられる。また、上記インレットシートなしに直接、情報チップを、コア基材を構成するシート材料間に配置し、同様に熱融着一体化させる方法も可能である。
さらに、情報記録媒体として使用上問題がなければ、情報チップをコア基材の内部ではなく、表面に露出した状態で配置することも可能である。
図1は、第一実施形態に係る情報記録媒体を示す断面図である。図1においては、コア基材10の片面に接着層20が形成されており、接着層20の表面には、トナーにより形成された画像情報30が設けられている。コア基材10及び接着層20によりカード用コア基材シート40が構成される。
第一実施形態に係る情報記録媒体の製造においては、画像受像層としてシリコーン系ハードコート材料を用いた画像保持フィルムの画像受像層側に画像情報30を形成し、接着層20と画像受像層とが接するようにしてラミネートした後画像保持フィルムの基体を剥離することで画像受像層を接着層20表面に転写することなく、画像情報30のみが接着層20表面に転写される。
第二実施形態に係る情報記録媒体の製造においては、画像受像層として樹脂(例えば、ポリエステル樹脂)を用い画像保持フィルムの画像受像層側に画像情報30を形成し、接着層20と画像受像層とが接するようにしてラミネートした後画像保持フィルムの基体を剥離することで画像受像層50が画像情報30と共に接着層20表面に転写される。
第三実施形態に係る情報記録媒体は、例えば、第一実施形態又は第二実施形態で用いた画像保持フィルムの画像受像層50側に画像情報30を形成し、接着層20と画像受像層50とが接するようにしてラミネートすることで形成される。第三実施形態に係る情報記録媒体では、基体60を保護膜として機能させてもよい。
カード用コア基材シート(コア基材1)を以下のように製造した。以下、その製造方法を工程ごとに説明する。
ウレタン変性アクリル樹脂(大成ファインケミカル社製:8UA−443、アクリル樹脂成分のTg105℃、ウレタン:ポリエステル系、ウレタン/アクリル比=3/7、固形分濃度39%、メチルエチルケトン/イソプロピルアルコール(質量比)=96/4溶剤)80部と、ワックス分散液(三洋化成工業社製:WKCー10、固形分濃度10%メチルエチルケトン溶剤)16部と、粒子として架橋型メタクリル酸エステル共重合物粒子(綜研化学社製:MX−2000、平均粒子径:20μm)2部とを添加して十分撹拌混合し、接着層塗工液A−1を調製した。
塩化ビニル樹脂で構成されたB4サイズの白色シート(三菱樹脂社製、ビニホイルC―4636、厚さ:500μm)をコア基材とし、この一方の面に、接着層塗工液A−1をワイヤーバーを用いて塗工し、60℃で1時間乾燥させた。さらにもう片面にも同様の処理を施し、表裏面に各々厚さが16μmの接着層を形成し、これをA4サイズ(210mm×297mm)にカットしてカード用コア基材シート1を作製した。
(画像受像層塗工液1の調製)
有機シラン縮合物、メラミン樹脂、アルキド樹脂を含むシリコーンハードコート剤(GE東芝シリコーン社製、SHC900、固形分30質量%)10部と、フィラーとしてポリジメチルシロキサン粒子(GE東芝シリコーン社製、TP130、平均粒子径:3μm)0.002部と、帯電制御剤としてエレガン264WAX(日本油脂社製)0.6部とを、メチルエチルケトン30部に添加して十分撹拌し画像受像層塗工液1を調製した。
基体としてPETフィルム(東レ社製、ルミラー100T60、厚み:100μm)を用い、この基体の両面に前記画像受像層塗工液1をワイヤーバーを用いて塗布し、120℃で30秒乾燥させ、膜厚1μmの画像受像層を形成した。その後A4サイズ(210mm×297mm)にカットして画像転写シート1を作製した。この画像受像層の表面抵抗値は、表裏ともに5.2×1011Ω/□であった。
次に、上記画像転写シート1の画像受像層表面に、富士ゼロックス(株)社製カラープリンターDocuPrint C 3540(画像形成材料(トナー):スチレン−アクリル共重合樹脂)を用いてベタ画像を含むカラーの鏡像画像をA4サイズ1枚につきカードサイズの画像を10面形成して画像転写シート1−Uを作製した。同様に文字情報だけの鏡像文字を10面形成して画像転写シート1−Dを作製した。また、同様に富士ゼロックス(株)社製カラー複合機DocuColor1257(画像形成材料(トナー):ポリエステル樹脂)を用いて前記と同様カードサイズの画像を10面形成した画像転写シート1’−Uと、文字情報だけの鏡像文字を10面形成した画像転写シート1’−Dを作製した。
カード用コア基材シート1の片面に、前記画像転写シート1−Uの画像形成面を、もう片面に前記画像転写シート1−Dの画像形成面を各フィルムの四隅の位置が合うようにして重ね合わせ、さらにその両側を、SUS鋼板でできた鏡面仕様の1組の押し当て板材で挟んで重ね合わせた。
上記位置決め、重ね合わせを行った積層物(押し当て板材/画像転写シート1−U/カード用コア基材シート1/画像転写シート1−D/押し当て板材)を、120℃、5kgf/cm2、30秒の条件で熱プレスし、室温まで冷却したあと、押し当て板材を取り外し、さらに、画像転写シート1−U及び1−Dを剥離して、画像のみが転写された情報記録媒体1を得た。また、画像転写シート1’−U及び画像転写シート1’−Dを用いて同様の作業を行い、画像のみが転写された情報記録媒体1’を得た。
上記で得られたカード用コア基材シート1を20枚重ね、40℃90%RHの環境下で24時間放置し、20枚のカード用コア基材シート1同士のタック(密着)性を調べ保管性に対する評価を以下のように行った。
○:まったくタック力がなく、20枚すべてのシートが問題なく分離し(さばけ)た。
△:若干タック力が感じられるが、シート20枚すべてが大きな力も必要とせず分離する(さばく)ことができた。
×:タック力が明らかにあり、大きな力でもってシートが分離される(さばかれる)状態となったり分離できないシートが20枚の内1枚でも発生した。
<情報記録媒体の性能評価>
前記情報記録媒体1及び1’の画質、画像定着性(剥離強度)及び耐光性評価を、各々下記基準にて評価し、情報記録媒体としての性能を確認した。
画質評価は、画像転写シートへの画像出力時の文字に対し、熱圧力を加えたラミネート後の文字の変化(拡大)率を測定し、印字再現性を以下のように評価した。
○:3%未満の変化率を示したもの。
△:3%以上7%未満の変化率を示したもの。
×:7%以上の変化率であったもの。
画像の定着性に関しては、画像転写後の情報記録媒体1及び1’の表面にJIS K5600−5−6(1999)付着性(クロスカット法)に基づきカッターで1mm×1mmの格子を5mm×5mmの領域に25個クロスカットし、その部分に市販の18mm幅セロハン粘着テープ(ニチバン社製、セロハンテープ)を700g/cmの線圧で貼り付け、10mm/secの速度で剥離した時の、画像の剥がれ具合に基づいて評価した。
◎:まったく剥れない。
○:刃が入った線の一部が剥れる。
△:一部のマスにおいて画像がコア基材から剥がれている。
×:明らかに画像がコア基材から剥がれている。
耐光性評価は、耐光性試験器(東洋精機社製:SUNTEST CPS+)内に、情報記録媒体のベタ画像を含む画像の形成された側に対して63℃雰囲気下、Xeランプで760W/m2の強度にて100時間照射した。照射前後のベタ画像の画像濃度を測定し、画像濃度の差が0.1未満であるもの◎、0.1以上0.5未満であるものを○、0.5以上1.0以下であるものを△、1.0を超えるものを×とした。なお、画像濃度はX−Rite967濃度計(X−Rite社製)を用いて測定した。
以上の評価結果を、表1にまとめて記載した。
<接着層塗工液A−2の調製>
ウレタン変性アクリル樹脂(大成ファインケミカル社製:8UA−472、アクリル樹脂成分のTg95℃、ウレタン:ポリエステル系、ウレタン/アクリル比=4/6、固形分濃度40%、メチルエチルケトン/イソプロピルアルコール(質量比)=96/4溶剤)を、接着層塗工液A−2として用いた。
PETG樹脂層で構成されているB4サイズの白色シート(三菱樹脂社製:ディアフィクスPG-WHI、総厚み:560μm)に対して実施例1と同様に前記接着層塗工液A−2をアプリケータを用いて塗工し、表裏面に厚さが12μmの接着層を形成し、これをA4サイズ(210mm×297mm)にカットしてカード用コア基材シート2を作製し、またこれを用いて実施例1と同様にして情報記録媒体2及び2’を得た。
カード用コア基材シート2並びに情報記録媒体2及び2’に対して実施例1と同様の評価を行った。
評価結果を表1にまとめて記載した。
実施例2の接着層塗工液A-2の80部に、実施例1で用いたワックス分散液(三洋化成工業社製:WKC−10、固形分濃度10%メチルエチルケトン溶剤)30部を添加して十分撹拌混合し、接着層塗工液A−3を調製した。以下、実施例2と同様にしてカード用コア基材シート3を作製し、またこれを用いて実施例1と同様にして情報記録媒体3及び3’を得た。
カード用コア基材シート3並びに情報記録媒体3及び3’に対して実施例1と同様の評価を行った。
評価結果を表1にまとめて記載した。
実施例1の接着層塗工液A-1のウレタン変性アクリル樹脂を(大成ファインケミカル社製:8UA−502、アクリル樹脂成分のTg95℃、ウレタン:ポリエステル系、ウレタン/アクリル比=3/7、固形分濃度40%、メチルエチルケトン/イソプロピルアルコール(質量比)=96/4溶剤)80部に変更した以外は、実施例1と同様にして接着層塗工液A−4を調製し、以下、実施例1と同様にしてカード用コア基材シート4を作製し、またこれを用いて実施例1と同様にして情報記録媒体4及び4’を得た。
カード用コア基材シート4並びに情報記録媒体4及び4’に対して実施例1と同様の評価を行った。
評価結果を表1にまとめて記載した。
実施例1の接着層塗工液A-1のウレタン変性アクリル樹脂を(大成ファインケミカル社製:8UA−483、アクリル樹脂成分のTg110℃、ウレタン:ポリエステル系、ウレタン/アクリル比=3/7、固形分濃度40%、メチルエチルケトン/イソプロピルアルコール(質量比)=96/4溶剤)80部に変更した以外は、実施例1と同様にして接着層塗工液A−5を調製し、以下、実施例1と同様にしてカード用コア基材シート5を作製し、またこれを用いて実施例1と同様にして情報記録媒体5及び5’を得た。
カード用コア基材シート5並びに情報記録媒体5及び5’に対して実施例1と同様の評価を行った。
評価結果を表1にまとめて記載した。
実施例1における塩化ビニル樹脂で構成されたB4サイズの白色シート(三菱樹脂社製、ビニホイルC―4636、厚さ:500μm)を接着層を設けない未処理のコア基材シート6とし、これを用いて実施例1と同様にして情報記録媒体6及び6’を得た。
カード用コア基材シート6並びに情報記録媒体6及び6’に対して実施例1と同様の評価を行った結果、画像形成材料がスチレン−アクリル共重合樹脂である情報記録媒体6及びポリエステル樹脂である情報記録媒体6’の画像接着性が悪く簡単に剥れ取れてしまった。
評価結果を表1にまとめて記載した。
実施例1における接着層塗工液A-1のウレタン変性アクリル樹脂の替わりにスチレンアクリル系樹脂(大成ファインケミカル社製:7RZ−011、Tg72℃、固形分濃度45%、酢酸エチル/n−ブタノール(質量比)=70/30溶剤)65部に変更した以外は、実施例1と同様にして接着層塗工液A−6を調製し、以下、実施例1と同様にしてカード用コア基材シート7を作製し、また、これを用いて実施例1と同様にして情報記録媒体7及び7’を得た。
カード用コア基材シート7並びに情報記録媒体7及び7’に対して実施例1と同様の評価を行った結果、画像形成材料がポリエステル樹脂である情報記録媒体7’の画像接着性が悪く簡単に剥れ取れてしまった。
評価結果を表1にまとめて記載した。
実施例1における接着層塗工液A-1のウレタン変性アクリル樹脂の替わりにメチルエチルケトン60部にポリエステル樹脂(東洋紡績社製:バイロン200、Tg67℃)を40部溶解させたものを使用した以外は、実施例1と同様にして接着層塗工液A−7を調製し、以下、実施例1と同様にしてカード用コア基材シート8を作製し、また、これを用いて実施例1と同様にして情報記録媒体8及び8’を得た。
カード用コア基材シート8並びに情報記録媒体8及び8’に対して実施例1と同様の評価を行った結果、画像形成材料がスチレン−アクリル共重合樹脂である情報記録媒体8の画像接着性が悪く簡単に剥れ取れてしまった。
評価結果を表1にまとめて記載した。
実施例1の電子写真用画像転写シートを用いる代わりに、A4サイズの透明なラミネートシート(Dupont社製:メリネックス342、厚さ:100μm)を用いて、その片方の面に実施例1と同様にして富士ゼロックス(株)社製カラープリンターDocuPrint C 3540(画像形成材料:スチレン−アクリル共重合樹脂)を用いてベタ画像を含むカラーの鏡像画像をA4サイズ1枚につきカードサイズの画像を10面形成して画像ラミネートシート9−Uを作製した。同様に文字情報だけの鏡像文字を10面形成して画像ラミネートシート9−Dを作製した。また、同様に富士ゼロックス(株)社製カラー複合機DocuColor1257(画像形成材料:ポリエステル樹脂)を用いて前記と同様カードサイズの画像を10面形成した画像ラミネートシート9’−Uと、文字情報だけの鏡像文字を10面形成した画像ラミネートシート9’−Dを作製した。
カード用コア基材シート1の片面に、前記画像ラミネートシート9−Uの画像形成面を、もう片面に前記画像ラミネートシート9−Dの画像形成面を各フィルムの四隅の位置が合うようにして重ね合わせ、さらにその両側を、SUS鋼板でできた鏡面仕様の1組の押し当て板材で挟んで重ね合わせた。
上記位置決め、重ね合わせを行った積層物(押し当て板材/画像ラミネートシート9−U/カード用コア基材シート1/画像ラミネートシート9−D/押し当て板材)を、120℃、5kgf/cm2、30秒の条件で熱プレスし、室温まで冷却したあと、押し当て板材を取り外して、画像がラミネートされた情報記録媒体9を得た。また、画像ラミネートシート9’−U及び画像ラミネートシート9’−Dを用いて同様の作業を行い、画像がラミネートされた情報記録媒体9’を得た。
情報記録体9及び9’に対して90°の折り曲げ試験を100回繰り返し、折り曲げ試験後のラミネートシートの剥がれ具合に基づいて情報記録媒体9及び9’の画像の定着性(剥離強度)を確認した。全く剥がれないものを◎、折り曲げ部分だけの剥がれが認められたもの○、それ以外の剥がれは×とした。また、その他の評価は実施例1と同様とした。
評価結果を表1にまとめて記載した。
実施例2乃至5で作製したカード用コアシート2乃至5を用いて、実施例6と同様にして画像がラミネートされた情報記録媒体10から13及び10’から13’を作製し、実施例6と同様な評価を行った。
評価結果を表1にまとめて記載した。
比較例1乃至3のカード用コア基材6乃至8を用いて、実施例6と同様にして画像がラミネートされた情報記録媒体14乃至16及び14’ 乃至16’を得て、実施例6と同様の評価を行った。
評価結果を表1にまとめて記載した。
20 接着層
30 画像情報
40 カード用コア基材シート
50 画像受像層
60 基体
70 画像保持フィルム
Claims (4)
- コア基材と、前記コア基材の少なくとも片面に設けられたウレタン変性アクリル樹脂を少なくとも含有する接着層と、を有し、
前記ウレタン変性アクリル樹脂が、アクリル樹脂をポリエステル系ウレタン樹脂で変性したグラフト重合体であるカード用コア基材シート。 - 前記接着層が、ワックスをさらに含有する請求項1に記載のカード用コア基材シート。
- コア基材と、前記コア基材の少なくとも片面に設けられたウレタン変性アクリル樹脂を少なくとも含有する接着層と、前記接着層の表面に設けられたトナーにより形成された画像情報と、を有し、
前記ウレタン変性アクリル樹脂が、アクリル樹脂をポリエステル系ウレタン樹脂で変性したグラフト重合体である情報記録媒体。 - 前記トナーを構成する結着樹脂が、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂又はスチレン−アクリル共重合樹脂である請求項3に記載の情報記録媒体。
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