JP4611767B2 - Non-contact data transmitter / receiver - Google Patents
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Description
本発明は、RFID(Radio Frequency IDentification)用途の情報記録メディアのように、電磁波を媒体として外部から情報を受信し、また外部に情報を送信できるようにした非接触型データ受送信体に関する。 The present invention relates to a non-contact type data receiving / transmitting body capable of receiving information from the outside using electromagnetic waves as a medium, and transmitting information to the outside, such as an information recording medium for RFID (Radio Frequency IDentification).
近年、非接触ICタグなどのRFID(Radio Frequency IDentification)用途の情報記録メディアのように、電磁波を媒体として外部から情報を受信し、また、外部に情報を送信できるようにした非接触型データ受送信体が提案されている。 In recent years, non-contact type data receivers that can receive information from the outside using electromagnetic waves as a medium, such as information recording media for RFID (Radio Frequency IDentification) applications, such as non-contact IC tags, and can transmit information to the outside. A sender is proposed.
非接触型データ受送信体の一例であるICラベルは、リーダ/ライタからの電磁波を受信すると共振作用によりアンテナに起電力が発生し、この起電力によりICラベル内のICチップが起動し、チップ内の情報を信号化し、この信号がICラベルのアンテナから発信される。
ICラベルから発信された信号は、リーダ/ライタのアンテナで受信され、コントローラーを介してデータ処理装置へ送られ、識別等のデータ処理が行われる。
An IC label, which is an example of a non-contact type data receiving / transmitting body, generates an electromotive force in an antenna by a resonance action when receiving an electromagnetic wave from a reader / writer, and the IC chip in the IC label is activated by this electromotive force. This information is converted into a signal, and this signal is transmitted from the antenna of the IC label.
A signal transmitted from the IC label is received by the antenna of the reader / writer, sent to the data processing device via the controller, and data processing such as identification is performed.
これらのICラベルが作動するためには、リーダ/ライタから発信された電磁波がICラベルのアンテナに十分取り込まれて、ICチップの作動起電力以上の起電力が誘導されなければならないが、ICラベルを金属製物品の表面に貼付した場合には、金属製物品の表面では磁束が金属物品の表面に平行になる。このため、ICラベルのアンテナを横切る磁束が減少して誘導起電力が低下するため、ICチップの作動起電力を下回り、ICチップが作動しなくなるという問題があった(例えば、非特許文献1参照。)。 In order for these IC labels to operate, the electromagnetic waves transmitted from the reader / writer must be sufficiently taken into the antenna of the IC label, and an electromotive force greater than the operating electromotive force of the IC chip must be induced. Is attached to the surface of the metal article, the magnetic flux is parallel to the surface of the metal article on the surface of the metal article. For this reason, since the magnetic flux crossing the antenna of the IC label is reduced and the induced electromotive force is lowered, there is a problem that the IC chip is not operated due to being lower than the operating electromotive force of the IC chip (for example, see Non-Patent Document 1). .)
図5は、ICラベルを金属物品の表面に載置した場合の、磁束の流れを示した模式図である。リーダ/ライタ101から発生した磁束102が金属物品103の表面では平行になるため、金属物品103の表面に載置されたICラベル104のアンテナ105を通過する磁束が減少し、アンテナ105に誘起される起電力が低下するため、ICチップ106が作動しなくなる。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the flow of magnetic flux when an IC label is placed on the surface of a metal article. Since the
そこで、金属物品の上に載置しても、ICチップが作動するようにするために、フェライトコアにアンテナを巻いて、このアンテナの軸心が金属製物品の表面の磁束の方向と平行になるように配置し、アンテナ面を通過する磁束を増大させて、誘導起電力を増大させようとする方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 In order to operate the IC chip even when placed on a metal article, an antenna is wound around the ferrite core, and the axis of the antenna is parallel to the direction of the magnetic flux on the surface of the metal article. There has been proposed a method of increasing the induced electromotive force by increasing the magnetic flux passing through the antenna surface (see, for example, Patent Document 1).
図6は特許文献1の実施の形態によるICタグの斜視図で、角形のフェライトコア115の周囲にアンテナ111を巻き、アンテナ111が巻かれていない部分にはベース基材114を介してフェライトコア115の上にICチップ112とコンデンサ113などが搭載されている。
このICタグの角型のフェライトコア115の平面部(図3の下面)が金属物品の表面に貼付されると、金属物品の表面に平行な磁束がフェライトコア115を通るので、アンテナ111内を直角に通過するため、所要の誘起電圧が発生し、ICチップ112が作動する。
FIG. 6 is a perspective view of an IC tag according to an embodiment of
When the flat portion (the lower surface in FIG. 3) of the
一方、アンテナを平面状に形成して、そのアンテナの下面に設けた磁芯部材に磁束を通過させることによって、平面状に形成したアンテナ内に磁束を通過させて、アンテナに誘導起電力を発生させるとともに、磁芯部材の下面に導電部材を設けて、載置する物品からICラベルへの影響を防止しようとする提案がある(例えば、特許文献2参照。)。 On the other hand, an antenna is formed in a flat shape, and magnetic flux is passed through a magnetic core member provided on the lower surface of the antenna, thereby causing magnetic flux to pass through the antenna formed in a flat shape and generating an induced electromotive force in the antenna. In addition, there is a proposal to provide a conductive member on the lower surface of the magnetic core member to prevent the effect of the article to be placed on the IC label (for example, see Patent Document 2).
図7は特許文献2の実施の形態を示す断面図である。ICラベル用アンテナ121は、平面内で渦巻き状に巻回された導体121aからなり、ICラベル用アンテナ121の片面に接着された板状またはシート状の磁芯部材123と、この磁芯部材123の下面に導電材部124を備えている。
磁芯部材123は、ICラベル用アンテナ121が設けられたベース基材の他の面に、ICラベル用アンテナ121の一部を横断して、一方の端部がICラベル用アンテナ121の外側に出て、他の端部がICラベル用アンテナ121の中心部(内部)122に来るように積層される。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an embodiment of Patent Document 2. In FIG. The
The
このように磁芯部材123を積層すると、磁束は、磁芯部材123の一方の端部から入り、他の端部から抜けていくため、他の端部から出た磁束がICラベル用アンテナ121の内部を通過するようになり、導体121aにより形成されたICラベル用アンテナ121に誘導起電力が発生する。このため、このICラベルを物品125の表面に取付けて、ICラベル周囲の磁束方向がICラベル用アンテナ121の表面と平行になっても、磁束はICラベル用アンテナ121内を通過するようになる。これにより、ICチップを作動させるのに十分な電圧が誘導されるため、ICチップが確実に作動する。
When the
さらに、この実施の形態では、ICラベル用アンテナ121が設けられたベース基材の他方の面に磁芯部材123を覆うように導電部材124が積層接着されているので、導電部材124が物品への電波の通過を遮蔽することになる。従って、ICラベル用アンテナ121は物品125が金属であるか否かに係わらず、その影響を受けることが少なくなり、物品125の表面が金属により形成されていても、その金属面に生じる渦電流などによる損失は発生せず、RFID用タグは、金属製物品125に取付けても確実に動作することになる。
Furthermore, in this embodiment, since the
しかしながら、特許文献1では、誘導起電力を増大させるために、アンテナ111を通過する磁束を増大させようとしてアンテナ111の径を大きくすると、ICラベルの厚みが増大するという問題がある。
一方、特許文献2は、ベース基材の一方の面に磁芯部材と導電部材を設けるために、この場合もICラベルの厚みが増大するという問題がある。
However, in
On the other hand, Patent Document 2 has a problem that the thickness of the IC label increases in this case because the magnetic core member and the conductive member are provided on one surface of the base substrate.
また、ICラベルの厚みが増大すると、ICラベルの可撓性が損なわれるという問題がある。ICラベルの可撓性が損なわれると、物品の曲面にICラベルを貼着し難くなる。加えて、ICラベルを物品に貼着したり、物品から剥離する際に、ICラベルに無理な力が加わり、アンテナやICチップが破損するおそれがある。
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、非接触型データ受送信体の厚みの増大を抑え、かつ、可撓性に優れるとともに、金属を少なくとも含む物品に接しても、ICチップの作動起電力を十分上回る起電力が誘起されて使用できる非接触型データ受送信体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and suppresses an increase in the thickness of a non-contact type data receiving / transmitting body, is excellent in flexibility, and can be used for an IC chip even in contact with an article containing at least a metal. An object of the present invention is to provide a contactless data receiving / transmitting body that can be used by generating an electromotive force sufficiently higher than an operating electromotive force.
本発明は、ベース基材とその一方の面に設けられ互いに接続されたアンテナおよびICチップとからなるインレットを備えてなる非接触型データ受送信体であって、前記ICチップおよびその近傍領域を除き、前記アンテナを覆うようにベース基材上に磁性体層が配されている非接触型データ受送信体を提供する。 The present invention is a non-contact type data receiving / transmitting body comprising an inlet comprising a base substrate and an antenna and an IC chip which are provided on one surface of the base substrate and connected to each other. A non-contact type data transmitting / receiving body is provided in which a magnetic layer is disposed on a base substrate so as to cover the antenna.
かかる構成によれば、ICチップおよびその近傍領域を除き、アンテナを覆うようにベース基材上に磁性体層が配されていることにより、非接触型データ受送信体を、金属を少なくとも含む物品に接した場合でも、磁束が磁性体層を通ってアンテナに捕捉されるため、アンテナにICチップを作動させるのに十分な誘導起電力を発生させることができる。しかも、磁性体層が扁平状の磁性微粒子を樹脂に含浸させたものであり、磁性微粒子と樹脂の混合比率を調節することにより、磁性体層の透磁率を高め、かつ絶縁性を保つことができるため、磁性体層は、アンテナを覆うように形成することにより、これらの保護層としての機能も発揮する。さらに、ICチップおよびその近傍領域を除き、アンテナを覆うようにベース基材上に磁性体層が配されていることにより、非接触型データ受送信体を、金属を少なくとも含む物品に接するために撓ませた場合に、磁性体層が形状の変化に追従し易くなり、結果として、各構成要素間における剥離などの不具合を防止することができる。 According to such a configuration, the magnetic material layer is disposed on the base substrate so as to cover the antenna except for the IC chip and the vicinity thereof, whereby the non-contact type data receiving / transmitting body is an article including at least a metal. Even when in contact with the magnetic field, the magnetic flux is captured by the antenna through the magnetic layer, so that an induced electromotive force sufficient to operate the IC chip can be generated in the antenna. In addition, the magnetic layer is obtained by impregnating a resin with flat magnetic fine particles, and by adjusting the mixing ratio of the magnetic fine particles and the resin, the magnetic layer can be increased in permeability and kept insulative. Therefore, by forming the magnetic layer so as to cover the antenna, the function as a protective layer is exhibited. Further, the magnetic layer is disposed on the base substrate so as to cover the antenna except for the IC chip and the vicinity thereof, so that the non-contact type data transmitter / receiver is brought into contact with an article containing at least a metal. When bent, the magnetic layer can easily follow the change in shape, and as a result, problems such as delamination between components can be prevented.
前記ICチップの側面と前記磁性体層の側面との間には間隙が設けられていることが好ましい。 It is preferable that a gap is provided between the side surface of the IC chip and the side surface of the magnetic layer.
かかる構成によれば、非接触型データ受送信体を、金属を少なくとも含む物品に接するために撓ませた場合に、ICチップと磁性体層が接触し難くなるから、両者の接触によりICチップが破損するのを防止することができる。 According to such a configuration, when the non-contact type data transmitting / receiving body is bent so as to be in contact with an article containing at least a metal, the IC chip and the magnetic layer are difficult to contact with each other. It can be prevented from being damaged.
前記ICチップの側面と対向する位置にある前記磁性体層の側面は、前記磁性体層の前記アンテナと接する面から、前記磁性体層の前記アンテナと接する面とは反対の面に向かって次第に開口径が大きくなるテーパ状であることが好ましい。 The side surface of the magnetic layer at a position facing the side surface of the IC chip is gradually increased from the surface of the magnetic layer in contact with the antenna to the surface opposite to the surface of the magnetic layer in contact with the antenna. It is preferable that the taper shape has a large opening diameter.
かかる構成によれば、磁性体層のベース基材と接する面とは反対の面、または、ベース基材の磁性体層と接する面とは反対の面のいずれを物品に貼着する面としても、非接触型データ受送信体を、金属を少なくとも含む物品に接するために撓ませた場合に、ICチップの側面と磁性体層の側面が接触し難くなるから、両者の接触によりICチップが破損するのを防止することができる。 According to such a configuration, either the surface of the magnetic layer opposite to the surface in contact with the base substrate or the surface of the base substrate opposite to the surface in contact with the magnetic layer may be used as a surface to be attached to the article. When the non-contact type data receiving / transmitting body is bent to come into contact with an article containing at least a metal, the side surface of the IC chip and the side surface of the magnetic layer are difficult to contact with each other. Can be prevented.
本発明の非接触型データ受送信体は、ICチップおよびその近傍領域を除き、アンテナを覆うようにベース基材上に磁性体層が配されていることにより、金属を少なくとも含む物品に接した場合でも、磁束が磁性体層を通ってアンテナに捕捉されるため、アンテナにICチップを作動させるのに十分な誘導起電力を発生させることができる。しかも、磁性体層が扁平状の磁性微粒子を樹脂に含浸させたものであり、磁性微粒子と樹脂の混合比率を調節することにより、磁性体層の透磁率を高め、かつ絶縁性を保つことができるため、磁性体層は、アンテナおよびICチップを覆うように形成することにより、これらの保護層としての機能も発揮する。さらに、磁性体層のベース基材と接する面とは反対の面、または、ベース基材の磁性体層と接する面とは反対の面のいずれを物品に貼着する面としても、非接触型データ受送信体を、金属を少なくとも含む物品に接するために撓ませた場合に、ICチップの側面と磁性体層の側面が接触し難くなるから、両者の接触によりICチップが破損するのを防止することができる。 The contactless data receiving / transmitting body of the present invention is in contact with an article containing at least a metal by providing a magnetic layer on the base substrate so as to cover the antenna except for the IC chip and the vicinity thereof. Even in this case, since the magnetic flux is captured by the antenna through the magnetic layer, an induced electromotive force sufficient to operate the IC chip can be generated in the antenna. In addition, the magnetic layer is obtained by impregnating a resin with flat magnetic fine particles, and by adjusting the mixing ratio of the magnetic fine particles and the resin, the magnetic layer can be increased in permeability and kept insulative. Therefore, by forming the magnetic layer so as to cover the antenna and the IC chip, the function as a protective layer is also exhibited. Further, the surface of the magnetic layer opposite to the surface in contact with the base substrate or the surface of the base substrate opposite to the surface in contact with the magnetic layer may be a non-contact type. When the data receiving / transmitting body is bent to come into contact with an article containing at least a metal, the side surface of the IC chip and the side surface of the magnetic layer are difficult to contact with each other. can do.
以下、本発明を実施した非接触型データ受送信体について詳細に説明する。 Hereinafter, a non-contact type data transmitting / receiving body embodying the present invention will be described in detail.
(非接触型データ受送信体の第一の実施形態)
図1は、本発明に係る非接触型データ受送信体の第一の実施形態を示す概略図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A線に沿う断面図である。
この実施形態の非接触型データ受送信体10は、ベース基材11と、その一方の面11aに設けられ、互いに接続されたアンテナ12およびICチップ13とからなるインレット14と、磁性体層15とから概略構成されている。
(First embodiment of non-contact type data receiving / transmitting body)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of a non-contact type data receiving / transmitting body according to the present invention, where (a) is a plan view, and (b) is a cross section taken along line AA of (a). FIG.
The non-contact type data transmitting / receiving
この非接触型データ受送信体10では、ICチップ13およびその近傍領域を除いて、アンテナ12を覆うようにベース基材11上に磁性体層15が配されている。また、ICチップ13の側面13aと磁性体層15の側面15bとの間には間隙が設けられている。
In the non-contact type data receiving / transmitting
ICチップ13の側面13aと磁性体層15の側面15bとの間の間隙の大きさは特に限定されず、非接触型データ受送信体10が貼着される金属物品などの曲面の形状や、ICチップ13の形状、大きさなどに応じて、適宜設定される。
The size of the gap between the
また、ICチップ13の側面13aと対向する位置にある磁性体層15の側面15bは、磁性体層15のアンテナ12と接する面から、磁性体層15のアンテナ12と接する面とは反対の面(以下、「一方の面」と言う。)15aに向かって次第に開口径が大きくなるテーパ状である。
Further, the
ICチップ13の側面13aと対向する位置にある磁性体層15の側面15bのテーパ状をなしているが、その形状はとくに限定されず、非接触型データ受送信体10が貼着される金属物品などの曲面の形状や、ICチップ13の形状、大きさなどに応じて、適宜設定される。
The taper shape of the
非接触型データ受送信体10において、アンテナ12は、ベース基材11の一方の面11aにICチップ13を介して所定の間隔をおいてコイル状に設けられている。さらに、ICチップ13の厚みは、アンテナ12の厚みよりも厚くなっている。
In the non-contact type data receiving / transmitting
また、非接触型データ受送信体10において、インレット14を構成するアンテナ12とICチップ13が互いに接続されるとは、アンテナ12の端部がICチップ13の両極端子にそれぞれ接続されることである。
In the non-contact type data receiving / transmitting
さらに、磁性体層15が、ICチップ13およびその近傍領域を除いて、アンテナ12を覆うようにベース基材11上に配されるとは、アンテナ12が隠れる程度に覆うことである。そして、磁性体層15の表面(開放面)が平坦になるように、磁性体層15がアンテナ12を覆うことがより好ましい。
Furthermore, the
また、磁性体層15は、少なくとも磁性微粒子からなるフィラーを樹脂に含有してなる複合体から構成されている。このような磁性体層15において、非接触型データ受送信体10をベース基材11の一方の面11a側から見て、磁性体層15を構成する多数の磁性微粒子が、少なくともその一部が互いに重なり、連接した1つの磁性体を形成している。
また、コイル状に設けられたアンテナ12の間には、磁性体層15をなす複合体が充填されるように配されており、この複合体をなす磁性微粒子の全部または一部がアンテナ12の間に配されている。
The
In addition, between the
ベース基材11としては、少なくとも表層部には、ガラス繊維、アルミナ繊維などの無機繊維からなる織布、不織布、マット、紙などまたはこれらを組み合わせたもの、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維などの有機繊維からなる織布、不織布、マット、紙などまたはこれらを組み合わせたものや、あるいはこれらに樹脂ワニスを含浸させて成形した複合基材や、ポリアミド系樹脂基材、ポリエステル系樹脂基材、ポリオレフィン系樹脂基材、ポリイミド系樹脂基材、エチレン−ビニルアルコール共重合体基材、ポリビニルアルコール系樹脂基材、ポリ塩化ビニル系樹脂基材、ポリ塩化ビニリデン系樹脂基材、ポリスチレン系樹脂基材、ポリカーボネート系樹脂基材、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合系樹脂基材、ポリエーテルスルホン系樹脂基材などのプラスチック基材や、あるいはこれらにマット処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、電子線照射処理、フレームプラズマ処理、オゾン処理、または各種易接着処理などの表面処理を施したものなどの公知のものから選択して用いられる。これらの中でも、ポリエチレンテレフタレートまたはポリイミドからなる電気絶縁性のフィルムまたはシートが好適に用いられる。
As the
アンテナ12は、ベース基材11の一方の面11aにポリマー型導電インクを用いて所定のパターン状にスクリーン印刷により形成されてなるものか、もしくは、導電性箔をエッチングしてなるものである。
The
本発明におけるポリマー型導電インクとしては、例えば、銀粉末、金粉末、白金粉末、アルミニウム粉末、パラジウム粉末、ロジウム粉末、カーボン粉末(カーボンブラック、カーボンナノチューブなど)などの導電微粒子が樹脂組成物に配合されたものが挙げられる。 As the polymer type conductive ink in the present invention, for example, conductive fine particles such as silver powder, gold powder, platinum powder, aluminum powder, palladium powder, rhodium powder, carbon powder (carbon black, carbon nanotube, etc.) are mixed in the resin composition. The thing which was done is mentioned.
樹脂組成物として熱硬化型樹脂を用いれば、ポリマー型導電インクは、200℃以下、例えば100〜150℃程度でアンテナ12をなす塗膜を形成することができる熱硬化型となる。アンテナ12をなす塗膜の電気の流れる経路は、塗膜をなす導電微粒子が互いに接触することによる形成され、この塗膜の抵抗値は10-5Ω・cmオーダーである。
If a thermosetting resin is used as the resin composition, the polymer conductive ink becomes a thermosetting type capable of forming a coating film forming the
また、本発明におけるポリマー型導電インクとしては、熱硬化型の他にも、光硬化型、浸透乾燥型、溶剤揮発型といった公知のものが用いられる。 Further, as the polymer type conductive ink in the present invention, known ones such as a photo-curing type, a permeation drying type, and a solvent volatilization type are used in addition to the thermosetting type.
光硬化型のポリマー型導電インクは、光硬化性樹脂を樹脂組成物に含むものであり、硬化時間が短いので、製造効率を向上させることができる。光硬化型のポリマー型導電インクとしては、例えば、熱可塑性樹脂のみ、あるいは熱可塑性樹脂と架橋性樹脂(特にポリエステルとイソシアネートによる架橋系樹脂など)とのブレンド樹脂組成物に、導電微粒子が60質量%以上配合され、ポリエステル樹脂が10質量%以上配合されたもの、すなわち、溶剤揮発型かあるいは架橋/熱可塑併用型(ただし熱可塑型が50質量%以上である)のものや、熱可塑性樹脂のみ、あるいは熱可塑性樹脂と架橋性樹脂(特にポリエステルとイソシアネートによる架橋系樹脂など)とのブレンド樹脂組成物に、ポリエステル樹脂が10質量%以上配合されたもの、すなわち、架橋型かあるいは架橋/熱可塑併用型のものなどが好適に用いられる。 The photocurable polymer type conductive ink contains a photocurable resin in the resin composition and has a short curing time, so that the production efficiency can be improved. Examples of the photocurable polymer conductive ink include, for example, a thermoplastic resin alone or a blend resin composition of a thermoplastic resin and a crosslinkable resin (especially a crosslinkable resin composed of polyester and isocyanate) and 60 masses of conductive fine particles. % Or more and 10% by mass or more of a polyester resin, that is, a solvent volatile type or a crosslinked / thermoplastic combined type (however, the thermoplastic type is 50% by mass or more), or a thermoplastic resin Or a blend resin composition of a thermoplastic resin and a crosslinkable resin (especially a crosslinkable resin composed of polyester and isocyanate), in which a polyester resin is blended in an amount of 10% by mass or more, ie, a crosslinkable type or a crosslinkable / thermal A plastic combination type is preferably used.
また、非接触型データ受送信体10により可撓性が要求され、その結果として、アンテナ12において耐折り曲げ性がさらに要求される場合には、このポリマー型導電インクに可撓性付与剤を配合してもよい。
可撓性付与剤としては、例えば、ポリエステル系可撓性付与剤、アクリル系可撓性付与剤、ウレタン系可撓性付与剤、ポリ酢酸ビニル系可撓性付与剤、熱可塑性エラストマー系可撓性付与剤、天然ゴム系可撓性付与剤、合成ゴム系可撓性付与剤およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
Further, when flexibility is required by the non-contact type data receiving / transmitting
Examples of the flexibility imparting agent include a polyester flexibility imparting agent, an acrylic flexibility imparting agent, a urethane flexibility imparting agent, a polyvinyl acetate flexibility imparting agent, and a thermoplastic elastomer flexibility. Include a property-imparting agent, a natural rubber-based flexibility imparting agent, a synthetic rubber-based flexibility imparting agent, and a mixture of two or more thereof.
一方、アンテナ12をなす導電性箔としては、銅箔、銀箔、金箔、白金箔、アルミニウム箔などが挙げられる。
On the other hand, examples of the conductive foil forming the
ICチップ13としては、特に限定されず、アンテナ12を介して非接触状態にて情報の書き込みおよび読み出しが可能なものであれば、非接触型ICタグや非接触型ICラベル、あるいは非接触型ICカードなどのRFIDメディアに適用可能なものであればいかなるものでも用いられる。
The
磁性体層15をなす複合体は、磁性微粒子からなるフィラーと、樹脂とから概略構成されている。
この複合体は、磁性微粒子からなるフィラーと、樹脂と、添加剤と、溶媒とを含む磁性塗料を塗布、乾燥することによって、磁性微粒子がほぼ均一に分散した形態に成形される。
The composite that forms the
This composite is formed into a form in which magnetic fine particles are dispersed almost uniformly by applying and drying a magnetic paint containing a filler made of magnetic fine particles, a resin, an additive, and a solvent.
また、磁性微粒子としては、粉末状の磁性体粉末、または、この磁性体粉末をボールミルなどで微細化して粉末を成形した後、この粉末を機械的に扁平化して得られた扁平状のフレークなどからなる磁性体フレークが挙げられる。これらの中でも、磁性微粒子としては、扁平状のものが好ましい。磁性微粒子が扁平状であれば、非接触型データ受送信体10をベース基材11の一方の面側から見て、磁性体層15を構成する多数の磁性微粒子が、少なくともその一部が互いに重なり、連接した1つの磁性体を形成しやすい。したがって、より磁束が磁性体層を通ってアンテナに捕捉され易くなる。
In addition, as the magnetic fine particles, powdered magnetic powder, or flat flakes obtained by forming the powder by refining the magnetic powder with a ball mill or the like and then mechanically flattening the powder The magnetic substance flake which consists of is mentioned. Among these, flat magnetic particles are preferable. If the magnetic fine particles are flat, when the non-contact type data transmitting / receiving
さらに、磁性体粉末としては、例えば、センダスト(Fe−Si−Al合金)粉末、カーボニル鉄粉末、パーマロイなどのアトマイズ粉末、還元鉄粉末などが挙げられる。磁性体フレークとしては、例えば、前記磁性体粉末をボールミルなどで微細化して粉末を成形した後、この粉末を機械的に扁平化して得られたフレークや、鉄系またはコバルト系アモルファス合金の溶湯を水冷銅板に衝突させて得られたフレークなどが挙げられる。これらの中でも、磁性微粒子としては、センダストからなる磁性体粉末または磁性体フレークが好ましく、センダストからなる磁性体フレークがより好ましい。磁性微粒子が、センダストからなる磁性体粉末または磁性体フレークであれば、これらを構成要素として含む磁性体層15の飽和磁束密度および透磁率が高くなるので、より磁束が磁性体層を通ってアンテナに捕捉され易くなる。
Furthermore, examples of the magnetic powder include sendust (Fe—Si—Al alloy) powder, carbonyl iron powder, atomized powder such as permalloy, and reduced iron powder. Examples of the magnetic flakes include flakes obtained by refining the magnetic powder with a ball mill or the like and molding the powder, and then mechanically flattening the powder, or a molten iron-based or cobalt-based amorphous alloy. Examples include flakes obtained by colliding with a water-cooled copper plate. Among these, as the magnetic fine particles, magnetic powder or magnetic flakes made of Sendust are preferable, and magnetic flakes made of Sendust are more preferable. If the magnetic fine particles are magnetic powder or magnetic flakes made of Sendust, the saturation magnetic flux density and magnetic permeability of the
なお、磁性体層15をなす磁性微粒子の形状は、その全てが粉末状あるいは扁平状のいずれか一方である必要はない。磁性体層15には、粉末状の磁性微粒子と扁平状の磁性微粒子が混在していてもよく、このように形状の異なる磁性微粒子が混在していても、本発明の非接触型データ受送信体は十分に効果を発揮する。
The shape of the magnetic fine particles constituting the
磁性体層15をなす複合体を構成する樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、反応型樹脂などが挙げられる。
Examples of the resin constituting the composite that forms the
熱可塑性樹脂としては、例えば、塩化ビニル、酢酸ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、アクリル酸エステル−アクリロニトリル共重合体、アクリル酸エステル−塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、アクリル酸エステル−塩化ビニリデン共重合体、メタクリル酸エステル−塩化ビニリデン共重合体、メタクリル酸エステル−塩化ビニル共重合体、メタクリル酸エステル−エチレン共重合体、ポリ弗化ビニル、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、セルロース誘導体(セルロースアセテートブチレート、セルロースダイアセテート、セルローストリアセテート、セルロースプロピオネート、ニトロセルロース)、スチレンブタジエン共重合体、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アミノ樹脂、あるいは、スチレン系ゴム、フッ素系ゴム、シリコン系ゴム、エチレン・プロピレン共重合体ゴムなどのポリマー系の合成ゴム材料などが挙げられる。 Examples of the thermoplastic resin include vinyl chloride, vinyl acetate, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-vinylidene chloride copolymer, vinyl chloride-acrylonitrile copolymer, acrylate ester-acrylonitrile copolymer, acrylic. Acid ester-vinyl chloride-vinylidene chloride copolymer, acrylic acid ester-vinylidene chloride copolymer, methacrylate ester-vinylidene chloride copolymer, methacrylate ester-vinyl chloride copolymer, methacrylate ester-ethylene copolymer , Polyvinyl fluoride, vinylidene chloride-acrylonitrile copolymer, acrylonitrile-butadiene copolymer, polyamide resin, polyvinyl butyral, cellulose derivatives (cellulose acetate butyrate, cellulose diacetate, cellulose triacetate) , Cellulose propionate, nitrocellulose), styrene butadiene copolymer, polyurethane resin, polyester resin, amino resin, or polymers such as styrene rubber, fluorine rubber, silicone rubber, ethylene / propylene copolymer rubber And synthetic rubber materials.
熱硬化性樹脂または反応型樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン硬化型樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミン樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂などが挙げられる。 Examples of the thermosetting resin or reactive resin include phenol resin, epoxy resin, polyurethane curable resin, urea resin, melamine resin, alkyd resin, silicone resin, polyamine resin, urea formaldehyde resin, and the like.
また、磁性体層15をなす複合体には、磁性体層15に粘着性を付与するために、各種粘着剤が含まれていてもよい。
In addition, the composite that forms the
また、磁性体層15をなす複合体を形成するために用いられる磁性塗料に含まれる添加剤としては、粘度調整剤、消泡剤、レベリング剤などが挙げられる。
Further, examples of the additive contained in the magnetic paint used for forming the composite that forms the
さらに、この磁性塗料に含まれる溶媒としては、シクロヘキサノン、アセトン、ベンゼン系、エチル系などの有機溶媒が挙げられる。 Furthermore, examples of the solvent contained in the magnetic paint include organic solvents such as cyclohexanone, acetone, benzene, and ethyl.
導電部16は、上述のアンテナ12の形成に用いられるものと同様のポリマー型導電インクなどを用いて所定のパターン状にスクリーン印刷などにより形成されてなるものである。
The
また、非接触型データ受送信体10に対して、より可撓性が要求される場合、導電部16をなすポリマー型導電インクに可撓性付与剤を配合することが好ましい。このようにすれば、導電部16の耐折り曲げ性が向上するので、非接触型データ受送信体10を物品の曲面に貼着しても、導電部16が破損して、非接触型データ受送信体10の通信機能が損なわれることを防止することができる。
Further, when more flexibility is required for the non-contact type data receiving / transmitting
このように、この実施形態の非接触型データ受送信体10によれば、ICチップ13およびその近傍領域を除き、アンテナ12を覆うようにベース基材11上に磁性体層15が配されていることにより、非接触型データ受送信体10を、金属を少なくとも含む物品に接した場合でも、磁束が磁性体層15を通ってアンテナ12に捕捉されるため、アンテナ12にICチップ13を作動させるのに十分な誘導起電力を発生させることができる。しかも、磁性体層15が磁性微粒子を樹脂に含浸させたものであり、磁性微粒子と樹脂の混合比率を調節することにより、磁性体層15の透磁率を高め、かつ絶縁性を保つことができるため、磁性体層15は、アンテナ12を覆うように形成することにより、これらの保護層としての機能も発揮する。さらに、ICチップ13およびその近傍領域を除き、アンテナ12を覆うようにベース基材11上に磁性体層15が配されていることにより、非接触型データ受送信体10を、金属を少なくとも含む物品に接するために撓ませた場合に、磁性体層15が形状の変化に追従し易くなり、結果として、各構成要素間における剥離などの不具合を防止することができる。
As described above, according to the non-contact type data receiving / transmitting
また、ICチップ13の側面13aと磁性体層15の側面15bとの間に間隙を設け、さらには、ICチップ13の側面13aと対向する位置にある磁性体層15の側面15bを、磁性体層15のアンテナ12と接する面から、磁性体層15の一方の面15aに向かって次第に開口径が大きくなるテーパ状とすれば、磁性体層15の一方の面15aまたはベース基材11の磁性体層15と接する面とは反対の面のいずれを物品に貼着する面としても、非接触型データ受送信体10を、金属を少なくとも含む物品に接するために撓ませた場合に、ICチップ13の側面13aと磁性体層15の側面15bが接触し難くなるから、両者の接触によりICチップ13が破損するのを防止することができる。
Further, a gap is provided between the
なお、この実施形態では、コイル状のアンテナ12と、ICチップ13とがベース基材11の一方の面11aに別体に設けられ、これらが互いに接続された非接触型データ受送信体10を例示したが、本発明の非接触型データ受送信体はこれに限定されない。本発明の非接触型データ受送信体にあっては、アンテナの上にICチップが搭載されていても、ICチップ上にアンテナが形成されていてもよい。
In this embodiment, the coil-shaped
また、この実施形態では、アンテナ12として、コイルアンテナを例示したが、本発明の非接触型データ受送信体はこれに限定されない。本発明の非接触型データ受送信体にあっては、電磁誘導、マイクロ波電波方式を採用しているものであれば、ポールアンテナ、折り曲げポールアンテナループアンテナ、ループアンテナなどの方式を採用しても、起電力が得られれば、アンテナの形状などにおいても、違いがあってもよい。
Moreover, in this embodiment, although the coil antenna was illustrated as the
(非接触型データ受送信体の製造方法)
次に、図2を参照して、この実施形態の非接触型データ受送信体の製造方法について説明する。
まず、図2(a)に示すように、ベース基材11の一方の面11aに、所定の厚み、所定のパターンをなすアンテナ12を設ける(アンテナ形成工程)。
(Manufacturing method of non-contact type data transmitter / receiver)
Next, with reference to FIG. 2, the manufacturing method of the non-contact type data receiving / transmitting body of this embodiment will be described.
First, as shown in FIG. 2A, an
この工程では、アンテナ12をポリマー型導電インクで形成する場合、スクリーン印刷法により、ベース基材11の一方の面11aに、所定の厚み、所定のパターンとなるようにポリマー型導電インクを印刷した後、このポリマー型導電インクを乾燥・硬化させることにより、所定の厚み、所定のパターンをなすアンテナ12を形成する。
In this step, when the
また、アンテナ12を導電性箔で形成する場合、以下のような手順に従う。
ベース基材11の一方の面11aの全面に導電性箔を貼り合わせた後、シルクスクリーン印刷法により、この導電性箔に耐エッチング塗料を所定のパターンに印刷する。この耐エッチング塗料を乾燥・固化させた後、エッチング液に浸して、耐エッチング塗料が塗布されていない銅箔を溶解除去し、耐エッチング塗料が塗布された銅箔部分をベース基材11の一方の面に残存させることにより、所定のパターンをなすアンテナ12を形成する。
Further, when the
After the conductive foil is bonded to the entire surface of one
次いで、図2(b)に示すように、スクリーン印刷法などにより、磁性微粒子からなるフィラーと、樹脂と、添加剤と、溶媒とを含む磁性塗料を、ベース基材11の一方の面11aにおいて、アンテナ12が僅かに隠れる程度に塗布するか、あるいは、十分に隠れる程度に塗布する。磁性塗料を塗布した後、室温で放置するか、または所定の温度で、所定の時間、加熱して乾燥・固化することにより、磁性体層15を形成する(磁性体層形成工程)。この磁性体層形成工程では、ICチップ13の側面13aと対向する位置にある磁性体層15の側面15bが、磁性体層15のアンテナ12と接する面から、磁性体層15の一方の面15aに向かって次第に開口径が大きくなるテーパ状をなし、磁性体層15が開口するように、ベース基材11の一方の面11aに磁性塗料を塗布して、磁性体層15を形成する。
Next, as shown in FIG. 2B, a magnetic paint containing a filler made of magnetic fine particles, a resin, an additive, and a solvent is applied to one
次いで、図2(c)に示すように、アンテナ12に設けられた接点12b,12bと、ICチップ13に設けられた接点(図示略)を、導電性ペースト、または、はんだからなる導電材を介して電気的に接続して、ICチップ13をベース基材11の一方の面11aに実装し、非接触型データ受送信体10を得る(ICチップ実装工程)。
Next, as shown in FIG. 2 (c), the
このように、ICチップ13の側面13aと対向する位置にある磁性体層15の側面15bが、磁性体層15のアンテナ12と接する面から、磁性体層15の一方の面15aに向かって次第に開口径が大きくなるテーパ状をなし、磁性体層15が開口するように、ベース基材11の一方の面11aに磁性塗料を塗布して、磁性体層15を形成した後、ICチップ13を実装すれば、アンテナ12の形成から磁性体層15の形成までを印刷工程にて行った後に、ICチップ13の実装を行うことができる。したがって、印刷工程の途中に別の工程を設ける必要がなくなるから、製造時間の短縮を図ることができるので、製造コストを削減できる。
As described above, the
なお、この実施形態では、アンテナ12の形成方法として、スクリーン印刷法、エッチングによる方法を例示したが、本発明はこれらに限定されない。本発明にあっては、蒸着法やインクジェット式印刷方法によりアンテナを形成することもできる。
In this embodiment, the method of forming the
(非接触型データ受送信体の第二の実施形態)
図3は、本発明に係る非接触型データ受送信体の第二の実施形態を示す概略断面図である。
図3において、図1に示した非接触型データ受送信体10と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
この実施形態の非接触型データ受送信体20は、非接触型データ受送信体10と、接着剤層21と、剥離基材22と、上紙23とから概略構成されている。
(Second embodiment of non-contact type data receiving / transmitting body)
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a second embodiment of the non-contact type data receiving / transmitting body according to the present invention.
In FIG. 3, the same components as those of the non-contact type data receiving / transmitting
The non-contact type data receiving / transmitting
非接触型データ受送信体20では、接着剤層21が、非接触型データ受送信体10を覆うように設けられている。
In the non-contact type data receiving / transmitting
また、剥離基材22が、接着剤層21の磁性体層15と接する面とは反対の面(物品に貼着される面)に貼着されている。
Moreover, the
さらに、上紙23が、接着剤層21のベース基材11と接する面とは反対の面(物品に貼着されない面)に貼着されている。
Further, the
接着剤層21をなす接着剤としては、フェノール系、エポキシ系、アクリル系、ウレタン系などの接着剤が挙げられる。なお、その他の接着剤でも、公知のものを適宜用いることができる。
Examples of the adhesive forming the
剥離基材22としては、シリコーン系、非シリコーン系などの剥離剤が塗布された、紙、合成紙、コート紙、ポリプロピレンフィルム、PETフィルムなどの基材が挙げられる。なお、その他、剥離剤、基材ともに、公知のものを適宜用いることができる。
Examples of the
上紙23としては、紙、合成紙、コート紙、ポリプロピレンフィルム、PETフィルムなどの基材が挙げられる。なお、その他、剥離剤、基材ともに、公知のものを適宜用いることができる。
Examples of the
この実施形態の非接触型データ受送信体20は、磁性体層15が設けられた非接触型データ受送信体10が接着剤層21で覆われ、接着剤層21で覆われた非接触型データ受送信体10が剥離基材22および上紙23で囲まれているので、磁性体層15への埃や塵埃などが付着しない。そして、剥離基材22を取り除いて新たに露出した接着剤層21により、金属を含む物品に磁性体層15が接するようにして、非接触型データ受送信体20をこの物品に貼付することができる。また、非接触型データ受送信体20は、接着剤層21のベース基材11と接する面とは反対の面側の面(物品に貼着されない面)に上紙23が設けられているから、この上紙23に模様を設けたり、各種情報を印刷することができる。
In the non-contact type data receiving / transmitting
なお、この実施形態では、接着剤層21が、非接触型データ受送信体10の磁性体層15のベース基材11と接する面とは反対の面を除く部分を覆うように設けられている非接触型データ受送信体20を例示したが、本発明の非接触型データ受送信体はこれに限定されない。本発明の非接触型データ受送信体にあっては、接着剤層が、磁性体層のベース基材と接する面とは反対の面に設けられていてもよい。また、ベース基材のアンテナおよびICチップが設けられている面とは反対の面には、接着剤層が設けられていなくてもよい。
In this embodiment, the
また、この実施形態では、剥離基材22が、磁性体層15のベース基材11と接する面とは反対の面、および、接着剤層21の磁性体層15のベース基材11と接する面とは反対の面側の面(物品に貼着される面)に貼着されている非接触型データ受送信体20を例示したが、本発明の非接触型データ受送信体はこれに限定されない。本発明の非接触型データ受送信体にあっては、剥離基材が、磁性体層のベース基材と接する面とは反対の面のみに貼着されていてもよい。
Moreover, in this embodiment, the
(非接触型データ受送信体の第三の実施形態)
図4は、本発明に係る非接触型データ受送信体の第三の実施形態を示す概略図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のB−B線に沿う断面図である。
図4において、図1に示した非接触型データ受送信体10と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
(Third embodiment of non-contact type data receiving / transmitting body)
FIG. 4 is a schematic view showing a third embodiment of the non-contact type data receiving / transmitting body according to the present invention, wherein (a) is a plan view, and (b) is a cross section taken along line BB of (a). FIG.
In FIG. 4, the same components as those of the non-contact type data receiving / transmitting
この実施形態の非接触型データ受送信体30が、上述の非接触型データ受送信体10と異なる点は、アンテナ12の両端部12c,12cおよびその近傍領域、および、ICチップ13およびその近傍領域を除き、アンテナ12を覆うようにベース基材11上に磁性体層15が配され、さらには、アンテナ12の両端部12c,12cを結び、導電部16の一部をなす第一部16Aが、磁性体層15の一方の面15a上に設けられている点である。
The non-contact type data receiving / transmitting
なお、導電部16は、一体に設けられた第一部16Aと第二部16Bからなり、第二部16Bは、アンテナ12の両端部12c,12cから磁性体層15の一方の面15aに設けられた第一部16Aに渡って設けられている。
The
このようにすれば、磁性体層15が磁性微粒子を樹脂に含浸させたものであり、磁性微粒子と樹脂の混合比率を調節することにより、磁性体層15の透磁率を高め、かつ絶縁性を保つことができるため、磁性体層15が絶縁膜の要素も兼ねて、アンテナ12の両端部12c,12cを結ぶ導電部16の第一部16Aを、磁性体層15の一方の面15a上に設けることによって、導電部16の第一部16Aがアンテナ12の両端部12c,12cを結ぶために、アンテナ12のコイル部12a上に絶縁膜を介して導電部を形成する必要がなくなるから、非接触型データ受送信体30を構成する要素(層、膜など)が少なくなるので、非接触型データ受送信体30を、金属を少なくとも含む物品に接するために撓ませた場合に、各要素が形状の変化に追従し易くなり、結果として、各要素間における剥離などの不具合を防止することができる。また、非接触型データ受送信体30の製造において、アンテナ12の両端部12c,12cを結ぶために、アンテナ12のコイル部12a上に絶縁膜を介して導電部16を形成する必要がなくなるから、製造工程を省略することができるので、製造コストを削減できる。
In this way, the
本発明の非接触型データ受送信体は、2枚の基材の間に組み込まれた形態のICタグなどに限定されることなく、剥離基材から剥がして使用される形態の非接触型データ受送信体にも適用することができる。 The non-contact type data receiving / transmitting body of the present invention is not limited to an IC tag or the like that is incorporated between two base materials, but is a non-contact type data that is used by being peeled off from a peeling base material. It can also be applied to a transmission / reception body.
10,20,30・・・非接触型データ受送信体、11・・・ベース基材、12・・・アンテナ、13・・・ICチップ、14・・・インレット、15・・・磁性体層、16・・・導電部、21・・・接着剤層、22・・・剥離基材、23・・・上紙。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ICチップおよびその近傍領域を除き、前記アンテナを覆うようにベース基材上に磁性体層が配されていることを特徴とする非接触型データ受送信体。 A non-contact type data receiving / transmitting body comprising an inlet composed of a base substrate and an antenna and an IC chip provided on one surface of the base substrate,
A non-contact type data receiving / transmitting body, wherein a magnetic layer is disposed on a base substrate so as to cover the antenna except for the IC chip and its vicinity.
The side surface of the magnetic layer at a position facing the side surface of the IC chip is gradually increased from the surface of the magnetic layer in contact with the antenna to the surface opposite to the surface of the magnetic layer in contact with the antenna. 2. The non-contact type data receiving / transmitting body according to claim 1, wherein the non-contact type data receiving / transmitting body has a tapered shape with a large opening diameter.
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