JP2006048701A - スマートラベルウェブの製造方法およびスマートラベルウェブ - Google Patents

Abstract

【課題】損傷しにくいスマートラベルウェブを製造する。
【解決手段】回路パターンおよび集積回路をそれぞれに有するスマートラベルを含むスマートラベルウェブの製造方法は、回路パターンおよび集積回路をそれぞれに有するウェブ形式でスマートラベル素材ウェブを製造し、このスマートラベル素材ウェブから１枚のスマートラベルを離し、この１枚のスマートラベルを表面ウェブおよび裏面ウェブ間に導入する。
【選択図】図１

Description

詳細な説明

本発明は、スマートラベルウェブの製造方法およびスマートラベルウェブに関するものである。

スマートラベル素材ウェブは、通常、スマートラベル製品の製造において後の工程の素材として使用される。たとえば印刷機による、後の工程段階では、スマートラベル素材ウェブは、ラベルの表面紙と裏面紙との間に導入してから、完成したラベルをパンチしてウェブから離す。

本願において、スマートラベルは、RF-ID 回路（識別）、もしくはRF-EAS回路（電子物品検査）を含んだラベルを言う。

スマートラベル素材ウェブの製造は、いくつかの問題を包含する。製造工程における静電気の放電、または湿気は、特に長期間においては、保護を持たないスマートラベルを使用不可になるほど損傷することがある。適当な保護、たとえば、プラスチックフィルムまたは紙を、従来の接着剤でスマートラベルに付加すると、それは比較的剥がし易く、したがってスマートラベルは損傷し易い。スマートラベルへの従来の湿式積層工程およびホットメルト接着剤の直接塗布は、不適当な選択肢である。それは、スマートラベルはこれらの工程において機械的応力および熱応力を受けやすいからである。特に湿式積層が用いられるとき、とりわけ製造工程の始めに、廃棄物も生じる。これは、工程中、生産パラメータは、通常、一度にうまく設定されないからである。

スマートラベルは、その表面上に取り付けられた集積回路を有したシリコンチップを含むことがある。チップは、厚さが典型的には50μm を超え、スマートラベルの表面上で膨らみを形成し、これは、スマートラベルのプロファイルが均一でないため、たとえば、後の工程段階において、問題となる。

製造工程に小さい半径を持つ角度があるならば、および／またはスマートラベルが強力すぎる圧縮負荷、たとえば、堅いニップで押圧されるならば、チップは、壊れやすく、または損傷するかもしれない。これらの問題は、従属請求項５および６において提示された方法によって減らすことができる。

スマートラベル素材ウェブ用のブランクは、裏面ウェブ、スマートラベルウェブおよび表面ウェブを含み、それらは、一様に連続的で、かつ相互に貼り付けられる。完成したスマートラベル素材ウェブにおいて、裏面ウェブは、一様に連続的であるが、表面ウェブおよびスマートラベルウェブは、相互に分けられ固定サイズを持つ片としてパンチされる。本願において、これら片は、カバーフィルムおよびスマートラベルと称する。スマートラベル素材ウェブ用のブランクは、相互に分けられ固定サイズを持つ片としてパンチされ、裏面ウェブもパンチされるようにすることも可能である。このようにして、スマートラベルカードが形成される。

裏面ウェブの表面は、接着剤が設けられた、たとえばシリコンコーティングを持つ剥離紙でよい。接着剤は、この目的のために適切な接着剤、たとえば常温で容易に接着する感圧接着剤（PSA ）であればよい。

スマートラベルウェブは、一連のスマートラベルを含む搬送ウェブである。スマートラベルウェブは、たとえばプラスチックフィルムでよい。スマートラベルは、必要な伝導性回路を金属にエッチングするか、もしくはスマートラベルウェブに導電性インクで必要な伝導性回路を印刷するか、どちらによってでも作ることができる。電気的に作動するスマートラベルの無線周波認識（RFID）回路は、所定の周波数で作動する単純な電気発振回路（RCL 回路）である。この回路は、コイル、コンデンサおよびチップ上の集積回路から成る。集積回路は、エスコートメモリ、および読取装置と通信するために配列されたRF部を含んでいる。同様に、RCL 回路のコンデンサもチップ上に集積することができる。

表面ウェブは、その下側表面上、すなわちスマートラベル側で、ホットメルト接着剤などの接着剤が設けられたフィルムである。ホットメルト接着剤は、好ましくは放射によって硬化できる。その場合、放射のドーズ量を制御することで、接着剤の粘着性が制御できる。放射によって硬化させるための適切な方法には、紫外線もしくは電子線による硬化が含まれる。表面ウェブは、プラスチックのフィルム、好ましくは、ポリプロピレンやポリエチレンフィルムなどのポリオレフィンフィルムである。

裏面ウェブ、スマートラベルウェブおよび表面ウェブは、それらをニップに同時に導入することによって、相互に貼り付けられる。このニップは、たとえば２本のロールから形成されるニップや、ロールとベルトから形成されるニップでよい。裏面ウェブの接着剤は、スマートラベルウェブの、下表面に付着し、表面ウェブの接着剤は、スマートラベルウェブの、上表面に付着する。ニップの前には、たとえば赤外線ヒータをもって接着剤を適切に熱し、スマートラベルウェブへの粘着に適した特性を接着剤に与えることができる。ロールやベルトなどのニップを形成する接触表面の少なくともひとつは、弾力のある表面を有し、長いニップが形成される。ウェブを貼り付けて形成されたスマートラベル素材ウェブは、放射部へ進められ、そこで接着剤は最終的に架橋される。この後、スマートラベルウェブおよび表面ウェブは、固定サイズのスマートラベルおよび表面ラベルとしてパンチされる。ウェブから残された材料は、裏面ウェブの表面から除去され、完成したスマートラベル素材ウェブは、リールに巻かれる。ある適用例では、裏面ウェブを固定サイズの裏面フィルムとしてパンチすることも可能で、そこでスマートラベルカードが形成され、その裏面フィルムは完成した製品においてその位置に残される。

表面ウェブは、スマートラベルウェブを外部の影響から保護する。表面ウェブは、湿気の影響、もしくは機械的に引き起こされる回路の電気特性への損傷を防止する。これはまた、チップ上の集積回路およびその付着物を周囲の要因、機械的応力および静電気の放電から保護する。すべての上述の現象は、回路を完全に壊し、もしくはその効率を損なうことがある。チップは、公知の、たとえば、いわゆるフリップチップ技術によって、スマートラベルウェブのそれぞれのスマートラベルに貼り付けることができる。

表面フィルムおよびスマートフィルムの境界に塗られる接着剤は、いかにうまくスマートラベルを外部の影響から保護するかの重要な要因である。接着剤の疎水性／親水性の特性、および湿気の影響による機械的な特性の変化は考慮しなければならない。この目的のために特に適切な接着剤は、それらのわずかな湿気の吸収性のために、ホットメルト接着剤、特に、UV放射もしくは電子線硬化によって架橋することができ搬送積層できる接着剤を含んでいる。表面ウェブの剥離ウェブ上に形成された粘着層は、搬送積層され、この後、重合体は更に架橋される。架橋は、系に供給されたエネルギーを調節することによって制御することができる。UV放射の量を調節することによって架橋を調節することができる、UVホットメルト接着剤を使うことは可能である。この放射はUV放射を通す保護用フィルムを必要とし、その場合、たとえば、ポリエチレンやポリプロピレンのフィルムは目的のためにとても適切である。電子線硬化（EB）によって接着剤を硬化することも可能であり、そこで、UV放射が使われるときよりも大きな材料を基礎とする範囲のフィルムを用いることができる。なぜなら、この場合、そのフィルムは、紫外線を透過する必要がないからである。電子線による硬化を使用するとき、その浸透深さを適切に選択して、チップの機能的な特性に影響を及ぼさないようにしなければならない。放射によって架橋された接着剤を使用すると、接着剤の粘着性は、ニップの後で架橋によって向上することができるので、ウェブは、ウェブを貼り付けるニップにおいて強力な圧力を受ける必要がない。

スマートラベルウェブは、表面ウェブと裏面ウェブとの間に積層され、裏面ウェブが後の工程段階で除去されることを意図されないようにする。しかし、スマートラベルウェブは、固定サイズを有し最終製品に残る裏面フィルムへとパンチされる。このように、バスのチケットまたは料金カードなどの、たとえば使い捨て可能な料金カードとして使用することができるカードが形成される。そのようなカードは、たとえば、衣服の中に縫い込まれ、もしくは熱封入される製品制御手段としても使用することができる。そのようなカードの表面ウェブおよび裏面ウェブは、たとえばプラスチック、紙もしくは板紙で作ることができる。材料がUV放射を透過しない場合において、適した硬化方法は、電子線によって硬化するものである。これらの使用において、表面ウェブおよび裏面ウェブに必要な特性は、熱シーリング、剛性、および良い機械的、光学的および視覚的特性に対する適合性である。

スマートラベル素材ウェブを製造する工程で用いられる速度は、比較的遅く、その場合、柔らかくて長いニップにおいては、長いニップ時間によってよい結果が得られる。長いニップは、たとえば、2本のロールの間で、もしくはロールと弾力のあるベルトとの間で形成することができる。２本のロールによって形成されたニップにおいて、少なくともこれらのロールのうち１本は、弾力性のある表面を有して、少なくとも、そのロールの材料の一部は、エラストマでよい。ニップを形成するロールの両方が弾力表面を有することも可能である。裏面ウェブおよび表面ウェブの張力は、公知の方法により調整されるが、積層に進むとスマートラベルウェブは緩む。表面ウェブおよび裏面ウェブが同時に積層されることによって、積層工程において、スマートラベルが一度だけニップを走行するとき、その壊れる危険が減少する。同様に、長く柔らかいニップを使うことによって、堅いニップを使うことと比べて低い表面圧力にスマートラベルをかけるとき、壊れる危険性は減少する。さらに、スマートラベルの経路は、急峻な転向角度を有することがある堅いニップより、柔らかいニップでは直状である。

後の工程において、スマートラベル素材ウェブは、その処理において表面ウェブと裏面ウェブとの間に導入される。その後、完成したラベルは、場合によってはウェブからパンチして分離され、スマートラベル製品が形成される。後の工程において、ラベルは印刷することができ、良い印刷結果を達成するために、スマートラベル製品のプロファイルは均一でなければならない。平滑性における問題点は、特に、スマートラベル製品の表面上で明瞭なふくらみを形成するスマートラベルチップによるものである。このふくらみは、チップの表面から表面ウェブの粘着層を除去しようとすることによって、小さくすることができる。ホットメルト接着剤は、紫外線放射もしくは電子線などの放射により硬化するホットメルト接着剤、または熱により流体化されチップの表面を流れるようにできる通常のホットメルト接着剤のどちらかである。紫外線放射もしくは電子線により硬化できるホットメルト接着剤は、表面ウェブの積層に流体として残ることができ、その場合、加熱は必要でない。

以下に、添付図面を参照して本発明を説明する。

図１は上部から見たスマートラベルウェブW2を示し、これは、１枚のスマートラベル12を含んで、その中に回路パターン13および集積回路14を含んでいる。スマートラベル12は、導電性の印刷インクによってフィルム上の回路パターンを印刷することによって、もしくは、金属フィルム上で回路パターンをエッチングすることによって製造することができる。回路パターンは、無線周波識別（RFID）回路などの識別回路が設けられている。識別回路は、所定の周波数で作動するように同調された、単純な電気発振回路（RCL 回路）である。この回路は、コイル、コンデンサおよびチップ上に集積された回路から成り、集積回路は、エスコートメモリ、および読取装置と通信するためのRF部を含んでいる。RCL 回路のコンデンサも、チップ上に集積することができる。

図２は、スマートラベル素材ウェブを製造する工程を示している。表面ウェブW1を含む連続的なウェブがリール５からほどかれる。表面ウェブW1の裏側から、表面ウェブの剥離ウェブを剥がし、その剥がされたものはロール４に巻き取られる。剥離ウェブが剥がされた側で、表面ウェブW1は、ヒータ７で熱することによって接着性を向上させることができる接着剤で充填する。表面ウェブW1の材料は、ポリプロプレンもしくはポリエチレンのフィルムなどの、ポリオレフィンのフィルムが好ましい。

搬送用ウェブ上で順次並んだスマートラベル12を含むスマートラベルウェブW2は、リール３からほどかれる。搬送用ウェブは、さらに、いくつかのスマートラベルを横に並んで含んでもよい。スマートラベルウェブW2は、その表面に、回路パターンが形成され、集積回路が貼り付けられ、その材料は、適当な剛性を持つプラスチックフィルムが好ましい。

裏面ウェブW3を含む連続的なウェブがリール１からほどかれる。裏面ウェブW3の裏側から、裏面ウェブの剥離ウェブを剥がし、その剥がされたものはロール２に巻き取られる。剥離ウェブが剥がされた側で、裏面ウェブW3は、接着剤が供給される。接着剤は、たとえば他の表面に対して押圧することにより、その表面に付着させることができる感圧接着剤でよい。

表面ウェブW1、スマートラベルウェブW2および裏面ウェブW3は、ロール8および９により形成されるニップN1において互いに貼り付けられる。このニップは弾力がある長いニップである。ニップN1の後には、ラジエータ装置10があり、これにスマートラベル素材ウェブのブランクW4が導入される。ラジエータ装置10は、紫外線放射および電子線を供給することができる。スマートラベル素材ウェブのブランクW4は、さらに、パンチング装置18に導入され、そこで、表面ウェブW1およびスマートラベルウェブW2は、適した位置でパンチされ、裏面ウェブW3の表面に一連の固定サイズのスマートラベル12、およびその上の保護用表面フィルム15が設けられる。このパンチングを終えると、表面ウェブW1およびスマートラベルウェブW3の余剰部分は、スマートラベル12および表面フィルムの外に残されて、リール19で余剰材料が巻かれることにより除去される。完成したスマートラベル素材ウェブW5は、リール11へ巻かれる。

図３は、完成したスマートラベル素材ウェブの長手方向の断面図を示す。裏面ウェブW3は、表面フィルム15の下方のスマートラベル12のための連続的な搬送用ウェブである。表面ウェブW1およびスマートラベルウェブW2は、カバーフィルム15およびスマートラベル12としてパンチされる。パンチング時に縁部に残された表面ウェブW1およびスマートラベルW2の余剰部分は、裏面ウェブW3から除去される。裏面ウェブW3とスマートラベル12との間の境界16に、接着剤層が設けられ、これは、たとえば感圧接着剤でよい。スマートラベル12とカバーフィルム15との間の境界17は、接着剤層が設けられ、これは、紫外線放射（UV）や電子線（EB）により硬化するホットメルト接着剤が好ましい。

裏面ウェブ13は、剥離紙であり、スマートラベル12の側の表面を処理して、スマートラベル12およびカバーフィルム15が境界16で裏面ウェブW3から容易に剥がれるようにする。カバーフィルム15は、ポリオレフィンフィルムなどのUV放射を透過するフィルムである。
実施例
紫外線放射（acResin A 258 UV、BASF社、ドイツ）により硬化可能なホットメルト接着剤、および従来の接着剤を合成のフィルムの付着の比較テストに用いた。各サンプルを速度300mm/minで、180°の角度の引張り装置（インストロン社）によって引き、引出し力を測定した。分離のために必要とされる力（剥離値）は、様々な接着剤について次の通りであった（平均測定値）。

従来の接着剤 16 N/48mm
紫外線放射によって硬化する接着剤 22 N/48mm
従来の接着剤と比較したとき、紫外線放射により硬化できる接着剤は約37％の増加をもたらすという結果が見られる。

本発明は、上述に制限されず、請求項の範囲内で変えてもよい。本発明に基づいた方法は、スマートラベルに保護を必要するすべての適切な用途において使用することができる。スマートラベル素材ウェブは、必ずしも連続的なウェブとして形成する必要があるとは限らず、個々のスマートラベルを、適切な供給装置によって供給してもよい。スマートラベル素材ウェブのブランクは、スマートラベルの両側にフィルムを含むスマートラベルカードとしてパンチすることができ、フィルムの外側の表面に通常接着剤を塗布しない。

上部から見たスマートラベルを示す図である。 スマートラベル素材ウェブを製造する工程の概要を示す図である。 完成したスマートラベル素材ウェブの側面を示す図である。

Claims (4)

1. 回路パターンおよび集積回路をそれぞれに有するスマートラベルを含むスマートラベルウェブの製造方法において、該方法は、
   −ウェブ形式でスマートラベル素材ウェブを製造し、
   −前記スマートラベル素材ウェブから１枚のスマートラベルを離し、
   −表面ウェブおよび裏面ウェブ間に前記１枚のスマートラベルを導入することを特徴とするスマートラベルウェブの製造方法。
2. 請求項１に記載の方法において、前記表面ウェブおよび前記裏面ウェブから形成されるウェブは、印刷されることを特徴とするスマートラベルウェブの製造方法。
3. 回路パターンおよび集積回路をそれぞれに有するスマートラベルを含むスマートラベルウェブにおいて、前記スマートラベルは、それぞれ互いに離されて、表面ウェブおよび裏面ウェブ間に連続的に配されるように含まれることを特徴とするスマートラベルウェブ。
4. 請求項３に記載のスマートラベルウェブにおいて、前記表面ウェブおよび前記裏面ウェブは、紙であることを特徴とするスマートラベルウェブ。
   

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