JPH1011740A

JPH1011740A - 磁気カード

Info

Publication number: JPH1011740A
Application number: JP8162773A
Authority: JP
Inventors: Shinji Furukawa; 伸治古川; Nobuyoshi Yano; 暢芳矢野
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1996-06-24
Filing date: 1996-06-24
Publication date: 1998-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で、複雑な情報を記録することが
でき、また、その内容を改ざんすることが極めて困難な
セキュリティー機能に優れた磁気テープを提供する。【解決手段】非磁性基体上に所定のパターンで塗料が
印刷され、その上に合金系の磁性薄膜が形成されてなる
ことを特徴とする磁気カード。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データの書き換え
が不可能であるため、偽造や変造に対して安全性の高い
磁気カードに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】クレッジットカード、プリペイドカード
又は乗車券などの用途に、磁気記録を利用したカードが
盛んに用いられている。これらの磁気カードは、酸化鉄
などの磁性体粉末を塗料に混練し、プラスティックフィ
ルムや紙などの基材に印刷して作製されている。そし
て、電磁誘導型磁気ヘッドでストライプ状に情報を記録
し、同じく電磁誘導型磁気ヘッドを用いて再生される。
このように、磁気カード及びそのシステム自体は、ビデ
オ、オーディオ又はコンピューターなどですでに一般的
に用いられてきた技術であり、カードもリーダライター
装置も安価で取り扱いが簡便であったために急速に普及
した。

【０００３】しかし、近年、その簡便性が逆に災いし
て、偽造や変造などの不正な使用が深刻な社会問題とな
っている。特に、プリペイドカードにおいては、使用済
みのカードを変造して再び使用する犯罪が多発してい
る。上述したように、磁気カードは磁性体塗膜に磁気ヘ
ッドで記録する極めてシンプルなプロセスで使用される
ため、そのコードさえ解析されれば実に容易に複製され
てしまうという問題があった。近年になり、記録を困難
にするために１０００Ｏｅ以上の高保磁力の材料が用い
られるようになってきたが、この場合でもカードのリー
ダライター装置そのものを利用すれば容易に変造が可能
である。そこで、カードに記録されている情報、例えば
使用量にあわせてパンチ穴を開けていく方式が採用され
たが、同じカードを細かくちぎったもので穴を埋め合わ
せると新品のものと判別できないものであった。このよ
うに、現状のカードシステムでは変造に対する根本的な
打開策が得られていないために、記録内容を暗号化して
それを煩雑に変更するといったことで当面対処してい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、これらの磁気
カードに偽造不能な情報を加えてセキュリティーを確保
することが急務となり、すでに幾つかのタイプの磁気カ
ードが提案されている。例えば、特開平７−２０１０９
８号公報には、磁性体塗膜からなる通常の磁気記録層の
他に光磁気記録層が設られた磁気カードが開示されてお
り、この光磁気記録層にセキュリティー情報を書き込む
というものであり、光磁気記録層を形成するには非常に
高価で大がかりな装置が必要なために偽造されることが
ないと記載されている。しかし、この方式を用いた磁気
カードではカードの製造コスト自体も非常に高いものに
なってしまう上に、複雑な専用のリーダライター装置を
必要とするといった問題もあった。

【０００５】また、特開平７−２５７０７８号公報に
は、パンチ穴を開ける領域において塗膜中の磁性体粉末
の含有率を変えて保磁力を変化させることで固定信号が
記録された磁気カードが提案されている。磁性体粉末の
含有率は、例えば、印刷直後の未乾燥状態で、磁気ヘッ
ドで局部領域に強力な磁界を印加し、粉末を集中させた
り配向を変えることにより変化させることができる。そ
して、乾燥固化すると、これらの状態を変えることがで
きないため、書き換え不可能な情報が記録される。この
方式の情報記録は、ビットパターン間での磁気特性の違
いが大きいほど明確に判別することが可能となり、ＳＮ
比が向上する。しかし、磁性粉末を集中させたり配向を
変えるだけでは、微細で明瞭なビットパターンを形成す
ることは困難であった。そこで、高保磁力の粉末を含む
塗料と低保磁力の粉末を含む塗料で多段印刷をすると、
パターンの精度は改善される。しかし、パーマロイのよ
うな軟磁性物質をもってしても、粉末を分散させた塗膜
で良好な軟磁性を得ることは本来的に困難であるため、
各塗膜の磁気特性の差はさほど大きなものではなかっ
た。そして、何よりもこれらは粉末を分散させた塗料さ
え入手すれば、比較的簡単に製造できることから、偽造
に対する抑止力としては十分ではなかった。本発明は、
簡単な構成で、複雑な情報を記録することができ、ま
た、その内容を改ざんすることが極めて困難なセキュリ
ティー機能に優れた磁気カードを提供することを目的と
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な課題を解決するために鋭意検討の結果、非磁性基体上
に所定のパターンで塗料を印刷し、その上に合金系の磁
性薄膜を形成して磁気カードを作製することにより、塗
料の印刷パターンに応じて合金系の磁性薄膜の保磁力又
は残留磁束密度を変化させることができるため、より複
雑な情報を記録でき、その内容を改ざんすることも極め
て困難になるという事実を見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、非磁性基体上に所定のパターンで
塗料が印刷され、その上に合金系の磁性薄膜が形成され
てなることを特徴とする磁気カードを要旨とするもので
ある。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の磁気カードは、非磁性基体上に塗料が印刷さ
れ、その上に合金系の磁性薄膜が形成されてなるもので
ある。本発明に用いられる非磁性基体としては、従来か
ら磁気カード材料として一般的な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（ＰＥ
Ｎ）などのプラスティックフィルムや紙などを用いるこ
とができるが、特にプラスティックフィルムを用いるこ
とが望ましい。この基体上にまず塗料が印刷される。こ
の塗料中には、必ずしも磁性体粉末が混練されていなく
てもよい。本発明に用いられる塗料としては、油性より
も水性のものを用いることが好ましい。なぜならば、油
性塗料を用いると、その上に堆積させた薄膜が非常に剥
離しやすくなり、時間が経てばほとんど剥離してしまう
という恐れがあるからである。塗料の印刷パターンの形
状としては、例えば光学式バーコードのような形状を採
用すると好適である。また、線幅を変えた同心円状のパ
ターンでも、どの方向からでも情報を読みとることがで
きるため好適である。本発明の磁気カードに用いられる
塗料については後段でも説明するが、無機物の粉末（無
機フィラー）の含有量を変えた水性塗料を数種類用いて
多段印刷することが好ましい。また、塗料を印刷する方
法としては、グラビア法やスクリーン印刷法など一般的
に広く用いられている方法を適宜選択して用いればよ
い。

【０００８】このようにして塗料が印刷された非磁性基
体の上に、合金系の磁性薄膜が形成される。この磁性薄
膜としては、軟磁性を有するものが望ましく、具体的な
合金組成としては、例えば、ＮｉＦｅ、ＦｅＡｌＳｉ、
ＦｅＡｌ、ＦｅＳｉなどの結晶質材料、ＦｅやＣｏの合
金にＢ、Ｃ、Ｎ、Ｏどを含んだ結晶粒が極めて微細な材
料、ＣｏＦｅＳｉＢ、ＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＣなどの非晶
質材料などが望ましい。本発明における磁性薄膜の形成
方法としては、特開平７−２１１５７３号公報に開示さ
れている製造方法を用いることが好ましい。すなわち、
不活性ガスと不飽和炭化水素系ガスからなるガス雰囲気
中でターゲットをスパッタすることにより、汎用の鉄材
を原料にして軟磁性の優れたＦｅＣ系の非晶質合金薄膜
を非常に安価に得ることができる。磁性薄膜の形成方法
としては、上記公報においても採用されているスパッタ
リング法を用いることが好ましいが、蒸着法やめっき法
などを用いることもできる。これらの方法によって、所
定のパターンになるように印刷された塗料の上に、合金
系の磁性薄膜が形成される。

【０００９】磁性薄膜の磁気特性はその下地の状態に大
きな影響を受けることが知られている。磁性薄膜のう
ち、塗料の上に形成された部分は、基体上に直接堆積し
た部分よりも一般的に保磁力が高くなる。本発明の磁気
カードにおいて、塗料により所定のパターンを印刷する
と、その上の合金系の磁性薄膜の保磁力又は残留磁束密
度はそのパターンに応じて明確に変化する。特に、本発
明において、塗料中に無機物の粉末（無機フィラー）、
例えば、シリカや炭酸カルシウムなどを含有させて混練
すると、その上に形成された合金系の磁性薄膜の保磁力
が顕著に増大し、その無機フィラーの含有量によって合
金系の磁性薄膜の保磁力が制御できるのである。すなわ
ち、本発明の磁気カードを作製する際に、無機フィラー
の含有量を変えた水性塗料を数種類作製して、多段印刷
機によりビットパターンを基体上に印刷すれば、その上
に保磁力の異なる複数種の磁性薄膜を容易に形成させる
ことができ、これにより、印刷のパターン形状に加え
て、保磁力の違いの組み合わせにより、扱える情報量を
飛躍的に大きくすることができる。また、塗料に用いら
れるインクの種類や無機フィラーの含有量などによって
は、薄膜の残留磁束密度を制御することも可能である。

【００１０】本発明により制御できる合金系の磁性薄膜
の保磁力の範囲としては、塗料が非磁性で、その上に形
成させる非晶質薄膜本来の保磁力が０．２〜数Ｏｅであ
る場合、この薄膜本来の保磁力（０．２〜数Ｏｅ）から
５０Ｏｅくらいまでの範囲で塗料の種類により保磁力を
制御できる。さらに、膜厚が薄い時には、保磁力の制御
範囲は上記の範囲よりも広いものとなる。また、さらに
高保磁力のものが必要であるならば、塗料に磁性粉末を
添加することが有効である。このような高い保磁力のビ
ットは、従来の磁気カードと同様に磁気ヘッドでの記録
（着磁）を可能にする。また、従来の磁気塗料に記録す
る形式の磁気カードにおいても本発明の磁気カードの構
成をセキュリティーとして組み合わせると、偽造や変造
を防止する上で極めて有効である。その場合には、磁性
塗料を印刷する際、これを所定のパターンで印刷し、そ
の上に合金系の磁性薄膜を堆積させるだけでセキュリテ
ィー機能に優れた本発明の磁気カードを効率よく製造す
ることができる。

【００１１】また、所定のパターン、例えばバーコード
状に印刷された塗料の上に合金系の軟磁性薄膜が形成さ
れた本発明の磁気カードは、各磁気ビット（バー）の間
の部分が、磁性塗料をバーコード状に印刷しただけの従
来の磁気カードでは単なる磁気の欠落部であったのに対
し、本発明では軟磁性体であるという点で違いがある。
このように、軟磁性体が組み合わされた磁気コードで
は、例えば、軟磁性体のみが磁化反転できる程度の弱い
バイアス磁界を印加しながら情報を読むような操作によ
って、従来からあった偽造が容易な磁気コードの情報と
区別することができる。また、本発明の磁気カードに設
けられた磁気式バーコードの上をギャップ付きの磁気ヘ
ッドで操作した場合には、ギャップ間に発生する漏れ磁
束をバーコードの軟磁性の部分が中継して磁気ヨークと
して作用させることができる。これにより、磁気ヘッド
に交流電流を通電して軟磁性部のパターンに応じてイン
ピーダンスが変化することを利用して情報を読み取るこ
とができる。通電電流値を変化させると、パターン各部
の保磁力に応じて出力が変化し、より高度な情報が利用
できる。

【００１２】また、単に磁性塗料を印刷しただけの従来
の磁気カードではバーコードをパンチなどで破壊して
も、同じ材料で穴を埋めれば新品と区別できなくなるの
に対して、軟磁性薄膜を塗料のバーコード上に形成させ
た本発明の磁気カードでは、破壊により軟磁気特性が劣
化して二度と回復しないために埋め合わせても元通りに
復元することができず、変造を防ぐことができる。さら
に、軟磁性薄膜をバーコード部分だけでなく、カードの
全面に形成させておけば、そのシールド効果により、主
記録部の磁性塗料の情報が鉄粉などを使って不正に解析
されるのを防ぐことができる。このように、本発明の磁
気カードは、これまでになくセキュリティー機能を向上
させることができる。このような磁気情報は、従来の磁
気カード用リーダライターが有する誘導型や磁気抵抗型
の磁気ヘッドにより記録、再生することができる。

【００１３】さらに、本発明の磁気カードでは、磁気式
の読み取り手段に加えて、光学的な読み取り手段である
光学式スキャナーを使用することにより、さらに情報量
を増やすことができ、セキュリティー機能を向上させる
ことができる。上述したように、本発明の磁気カードで
は塗料の上に合金系の軟磁性薄膜が形成され、この薄膜
はいわゆるメタリックであるが、塗膜の上に堆積したも
のと基体に直接堆積したものとではその平滑度が違うた
めに反射率が異なる。特に、保磁力を大きくするためや
残留磁束密度を小さくするために無機フィラーを多く入
れた塗料を使用すると、反射率が顕著に低下する。ま
た、基体に透明なフィルムを使用した場合では、塗料や
軟磁性薄膜が形成されていない面（裏面）から観察する
と、塗料の色や印刷したパターンが明瞭に観察できる。
このようなことから、本発明の磁気カードでは、光学的
な読み取り手段によってもそのビットパターンを読み取
ることができる。このようにして光学的に読み取られた
情報と磁気的に読み取られた情報とを比較参照すること
で、さらに高度なセキュリティーを提供することが可能
となる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
する。なお、塗料の違いによる薄膜の磁気特性の変化を
明確にするために、比較的大きなパターンを用いて、ル
ープトレーサーにより磁気特性を測定した。実施例１無機フィラーとして球状ＳｉＯ₂と炭酸カルシウム及び
炭酸バリウムとを４０％（％は重量％を表す。以下同
様）、インクボディとしてセルロース誘導体を２０％、
溶剤としてエチレングリコールブチルエーテルを４０％
をそれぞれ含んだ水溶性インク（大阪印刷インキ社製）
を塗料として使用した。基体にはポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）フィルム（厚み１２５μｍ）を使用
し、図１に示すような矩形（短辺５ｍｍ、長辺３０ｍ
ｍ、乾燥後の厚み１７μｍ）のパターンになるように塗
料をスクリーン印刷した。次に、特開平４−２１８９０
５号公報に開示されている、ターゲット下部に磁石を配
置し、その磁束をヨークにより導いてターゲット上に高
密度のプラズマが発生できるようにしたＤＣマグネトロ
ンスパッタリング装置により、膜厚０．５μｍのＣｏ₅₁
Ｆｅ₂₆Ｓｉ₁₀Ｂ₁₃（数字は原子％を表す）組成の非晶質
薄膜を、スクリーン印刷されたＰＥＴフィルムの上に作
製した。この薄膜付きのＰＥＴフィルムを、印刷パター
ンの縁に沿って長方形に切断して試料１とし、塗料の印
刷されなかった薄膜のみの部分を同じ形状で切断して試
料２とした。交流Ｂ−Ｈトレーサー（ＡＣ，ＢＨ−１０
０Ｋ、理研電子社製）により６０Ｈｚでこれらの試料の
磁化容易軸方向の磁気特性を測定した。試料１及び試料
２の結果を図２、図３にそれぞれ示す。図中、横軸は印
加磁界の強度（Ｏｅ）、縦軸は磁化の量（任意軸）を示
している。これらの図から明らかなように、非晶質薄膜
の磁気特性、特に保磁力は塗料の有無により明確に異な
るものであった。塗料が下に印刷された試料１における
薄膜の保磁力は、試料２に比べてかなり大きな値を示
し、塗料の印刷パターンによって保磁力の制御が十分可
能であることが分かった。

【００１５】実施例２塗料を無機フィラーの含有量の少ないものに代えた以外
は、実施例１と同様にして試料を作成した。塗料には、
無機フィラーとしてＳｉＯ₂を５％、インクボディとし
てセルロース誘導体を２０％、溶剤としてエチレングリ
コールブチルエーテルを７５％をそれぞれ含んだ水溶性
インク（大阪印刷インキ社製）を使用し、図１に示すよ
うな矩形（短辺５ｍｍ、長辺３０ｍｍ、乾燥後の厚みは
７μｍ）のパターンになるように塗料をスクリーン印刷
した。塗料の上に形成された薄膜（試料３）の磁化容易
軸方向の磁気特性を図４に、塗料の印刷されなかった部
分に形成された薄膜（試料４）の磁気特性を図５にそれ
ぞれ示す。図５に見られるように、塗料の印刷されなか
った部分に堆積した薄膜の保磁力は、実施例１の図３の
結果とほとんど変わらないのに対して、図４の無機フィ
ラーの含有量の少ない塗料上に堆積した薄膜の保磁力
は、図２の無機フィラーの含有量の多い塗料上に堆積し
た薄膜の保磁力と比べて、顕著に低いものであった。

【００１６】実施例３塗料を市販の水性顔料マーカー（紫色、橙色、赤色、三
菱鉛筆社製）に代えた以外は、実施例１と同様にして試
料を作成した。マーカーの上に形成された薄膜の磁化容
易軸方向の磁気特性について、紫色マーカーを用いたと
きの結果を図６に、橙色マーカーを用いたときの結果を
図７、赤色マーカーを用いたときの結果を図８に示す。
マーカーの色の違いによりその上に堆積した薄膜の保磁
力が大きく変化し、紫色マーカーを用いた場合では８．
９Ｏｅ、橙色を用いた場合では１６．０Ｏｅとなった。
赤色マーカーを用いた場合では、その上に堆積した薄膜
の保磁力が１５．１Ｏｅと橙色マーカーを用いた場合の
保磁力に近いものであったが、ループの角形性が悪く、
残留磁束密度が顕著に低いものであった。このように、
マーカーに使われているインクの種類により薄膜の磁気
特性が大きく変化した。なお、マーカーのなかった部分
に堆積した薄膜の保磁力は、実施例１の図３や実施例２
の図５の結果とほとんど変わらず約０．５Ｏｅであっ
た。以上のように、塗料に用いられるインクの種類や無
機フィラーの含有率を変えるだけの極めて簡単な構成
で、保磁力や残留磁束密度の異なる磁性薄膜が容易に作
製できた。

【００１７】

【発明の効果】本発明の磁気カードは、簡単な構成であ
るにもかかわらず、複雑な情報を記録することができ、
またその内容を改ざんすることは極めて困難なセキュリ
ティー機能に優れた磁気カードであるため、その工業的
意義は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１〜３において、基板に塗布される塗料
の印刷パターンを示す図である。

【図２】実施例１において、水溶性インクの上に形成さ
れた薄膜（試料１）の交流磁気履歴特性を示す図であ
る。

【図３】実施例１において、水溶性インクのない基板に
形成された薄膜（試料２）の交流磁気履歴特性を示す図
である。

【図４】実施例２において、水溶性インクの上に形成さ
れた薄膜（試料１）の交流磁気履歴特性を示す図であ
る。

【図５】実施例２において、水溶性インクのない基板に
形成された薄膜（試料２）の交流磁気履歴特性図であ
る。

【図６】実施例３において、水性顔料マーカー（紫色）
の上に形成された薄膜の交流磁気履歴特性を示す図であ
る。

【図７】実施例３において、水性顔料マーカー（橙色）
の上に形成された薄膜の交流磁気履歴特性を示す図であ
る。

【図８】実施例３において、水性顔料マーカー（赤色）
の上に形成された薄膜の交流磁気履歴特性を示す図であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性基体上に所定のパターンで塗料が
印刷され、その上に合金系の磁性薄膜が形成されてなる
ことを特徴とする磁気カード。