JP2007148735A - Ｉｃタグ - Google Patents

Abstract

【課題】柔軟性を有し、耐水性、耐薬品性に加えて、高度な耐熱性と耐屈曲繰返し性を得ることを可能とし、幅広い使用用途に適用できるＩＣタグを提供する。
【解決手段】アンテナ２とＩＣチップ１とを有するＩＣタグ要素４と、ＩＣタグ要素４に接しＩＣタグ要素４を袋状に封着する表面部材６と、を備えたＩＣタグにおいて、表面部材６は、ＩＣタグ要素４に接する面の表面が粗面に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナとＩＣチップとを有するＩＣタグ要素を備えたＩＣタグに関し、特に、樹脂で袋状に封着されて被覆保護されたＩＣタグに関する。

近年、ＩＣタグの使用用途範囲は、単に電子荷札として物品等に貼り付けられ単一環境下で物品の識別管理をする使用用途範囲から、例えば、衣料品等に取り付けられ、洗濯から熱プレスまでその物品と共に２次的３次的な加工環境を伴うランドリー用途などのような、複数の異なる環境に置かれる使用用途範囲へと拡大しつつある。
しかしながら、通常のＩＣタグは、導電性のアンテナとＩＣチップ（集積電子回路）とをＩＣタグ要素とするＩＣモジュールによる電子機能部品であるから、このままの形態ではその耐環境性の理由から使用範囲が自ずと限られることとなる。
そこで、従来からＩＣタグの耐環境性能を向上させてＩＣタグの使用範囲を拡げるべく、ＩＣタグ要素を、被覆パッケージ、熱融着封止、インモールド射出成形、などの成形により、樹脂でＩＣタグ要素全体を被覆保護する様々な提案（特許文献１、特許文献２、特許文献３）がなされてきた。
特開２００３−６７６９６号公報 特開２００２−２４７８３号公報 実登第３１０１７４４号公報

しかしながら、従来のＩＣタグでは、例えば、衣料品等に取り付けられ、洗濯から乾燥、熱プレスまでその物品と共に２次的３次的な加工環境を伴い複数の異なる加工環境下において耐え得るものではなかった。
例として、クリーニング衣料の管理に使用されるランドリー用途などの場合、ＩＣタグは衣服に取り付けられ着用された後には、洗剤による水洗浄、温水洗浄あるいは溶剤洗浄などによる屈曲繰返しが作用する洗濯加工に始まり、脱水シワ取り加工を伴う加熱乾燥を経た後、アイロン加熱、熱プレスなどの仕上げ加工に到るまで、機械的、物理的また加熱と加圧を伴う熱的応力の繰返しにさらされる。そのため、従来の単にＩＣタグ要素を被覆保護したＩＣタグでは、単に水密性を保ち一定の洗濯加工に耐えることはできても、乾燥工程、熱プレス工程などの加熱と加圧を含むサイクルの繰返しにより、被覆が破損したり、被覆樹脂が溶融したりなどして、やがては水密性の喪失、あるいは、ＩＣタグ要素の変形、破壊などにより早期に使用不能となり、このような加熱と加圧が同時に作用する環境下では耐久性に問題を生ずるものであった。

これらの解決のため被覆樹脂を強固に分厚くして耐久性を向上させようとしても、これらの強固で分厚い形態では柔軟性に乏しくまた嵩張るなどの理由から、衣料に取り付けた時の違和感を生じこれらの用途には適用できないものであった。
そこで、耐熱性と機械的強度に優れた公知の樹脂で薄く成形した樹脂フィルムなどによりＩＣタグ要素を被覆成形すれば、一見したところ、柔軟性を有し、水密性を保ち、耐屈曲繰返し性に優れ、且つ耐熱性に優れたＩＣタグを得られることが予測される。
しかしながら、上記の如く、単に耐熱性に優れた樹脂により被覆を薄く形成したとしても、実際にＩＣタグを製作して試用してみると、柔軟性は得られるが、満足する耐久性が得られないという問題を有しており、未だこれらの過酷な条件に見合う十分な耐久性を備えたＩＣタグは現在まで存在しなかった。

そこで、本発明は、柔軟性を有し、耐水性、耐薬品性に加えて、高度な耐熱性と耐屈曲繰返し性を得ることを可能とし、幅広い使用用途に適用できるＩＣタグの提供を目的とする。

本発明によれば、上記課題は、次の手段により解決される。

第1の発明は、アンテナとＩＣチップとを有するＩＣタグ要素と、前記ＩＣタグ要素に接し前記ＩＣタグ要素を袋状に封着する表面部材と、を備えたＩＣタグにおいて、前記表面部材は、前記ＩＣタグ要素に接する面の表面が粗面に形成されている、ことを特徴とするＩＣタグである。

第２の発明は、前記粗面は、十点平均粗さが１０〜２００μｍの範囲にある、ことを特徴とする第１の発明に係るＩＣタグである。

第３の発明は、前記表面部材は、ポリブチレンテレフタレート、ポリメチルペンテン、６ナイロン、６６ナイロン、１１ナイロン、１２ナイロン、変性ポリフェニレンオキサイド、変性ポリフェニレンエーテルのうちの少なくとも１つから成形された、厚さ０．１〜２ｍｍの樹脂フィルムである、ことを特徴とする第１の発明または第２の発明に係るＩＣタグである。

第４の発明は、前記封着は、前記ＩＣタグ要素の上下に配置された表面部材の周縁を熱融着することによりなされる、ことを特徴とする第１の発明〜第３の発明のいずれか1つに係るＩＣタグである。

第５の発明は、前記封着は、前記ＩＣタグ要素の上下に配置された表面部材の周縁を接着部材により接着することによりなされる、ことを特徴とする第１の発明〜第３の発明のいずれか1つに係るＩＣタグである。

第６の発明は、前記接着部材は、加熱されて３次元架橋される、架橋剤が配合されたエチレン−酢酸ビニル共重合体の樹脂フィルムである、ことを特徴とする第５の発明に係るＩＣタグである。

本発明は、ＩＣタグが製造または使用されていく上で、ＩＣタグ要素と表面部材とが吸着または密着し、これがＩＣタグの耐久性に大きな影響を与え得ることを新たに見出した。そして、本発明は、この新たな知見の下、ＩＣタグ要素に接する表面部材におけるＩＣタグ要素に接する面の表面を粗面にすることとした。本発明によれば、表面部材とＩＣタグ要素とが点接触状態を維持して、両者の間に空気層を保持することができるため、表面部材とＩＣタグ要素との吸着または密着を防止できる。その結果、本発明によれば、ＩＣタグに作用する屈曲変形に対して、表面部材とＩＣタグ要素とはその境界における摩擦抵抗を軽減して、曲げ作用時に発生するこれらの層間における剪断応力を緩和できるので、ＩＣタグ要素のＩＣチップあるいはアンテナ部などに対する物理的応力を小さくして、その耐久性を向上させることができる。よって、本発明によれば、柔軟性を有し、耐水性、耐薬品性に加えて、高度な耐熱性と耐屈曲繰返し性を得ることを可能とし、幅広い使用用途に適用できるＩＣタグを提供することができる。

以下に、添付した図面を参照しつつ、本発明を実施するための好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の記載は、発明を実施するための最良の形態に関するものであるから、何ら本発明を限定するものではない。

本発明者らは、ＩＣタグについて様々な被覆樹脂材料と種々の部材構成による試作並びに耐久テストを実施する過程において、単に被覆樹脂の耐熱性を改善するだけでは耐久性に優れたＩＣタグを作成できないとする要因を解明した。

本発明の完成は、実際のＩＣタグの使用状況と実際の加工環境の調査により始まる。ＩＣタグの熱的使用環境の調査によれば、ＩＣタグを衣料品に取り付ける際にホットメルト樹脂で熱圧着による取付加工が行なわれている、また、洗濯後の加熱乾燥中にシワ取りのための熱ロール加圧が作用する、さらに、最終工程ではアイロン加熱などによる熱プレス加工がされる、など、単に加熱されるのみならず同時に加圧を受ける工程が数多く含むものであった。

これらの調査に基づく再現テストによれば、結論的に、単に被覆する表面部材の耐熱性をいくら高めても、加熱と加圧が同時に作用する環境下においては、袋状に封着される内部のＩＣタグ要素とこれに接する表面部材とが、加熱と加圧の作用により、吸着または密着の現象が生じ、これが起因して、ＩＣタグの耐久性を著しく低下させるものであるという結論に到達した。

さらに、本発明者らの詳細な調査実験により、表面部材とＩＣタグ要素との密着は、ＩＣタグが洗濯などの屈曲の繰返しを受けたとき、ＩＣタグ要素と表面部材との層間に剪断応力を作用させる。ＩＣタグ要素自体は非常に繊細な電子部品でありこれらの外的応力の作用を想定した設計はなされていない。そのため、当該剪断応力に対してＩＣタグ要素の突出したシリコン結晶体のＩＣチップ自体が破壊され、または、ＩＣチップとアンテナ部との接続あるいはアンテナ自体が破断され、さらには、アンテナとＩＣチップが固着されたフィルム基材から剥離するなどの現象を引き起こし、ＩＣタグが破壊されるに到るメカニズムを解明したものである。

これらの事実関係に鑑みて、試作研究を継続した結果得られた上記問題を解決する有効な手段が、すなわち、ＩＣタグ要素の上下に配置される表面部材のＩＣタグ要素に接する面の表面を粗面に形成することであった。
ＩＣタグ要素に接する面が粗面に形成された表面部材は、後の加熱および加圧に対してもＩＣタグ要素とは点接触状態を維持して、常時僅かながらの空気層が保持されるため、表面部材とＩＣタグ要素とが吸着または密着することを最大限防止することができる。その結果、ＩＣタグに作用する屈曲変形に対して、表面部材とＩＣタグ要素とはその境界における摩擦抵抗を軽減して、曲げ作用時に発生するこれらの層間における剪断応力を緩和できるので、ＩＣタグ要素のＩＣチップあるいはアンテナ部などに対する物理的応力を最小にして、その耐久性を飛躍的に向上させることができる。

ここで、本発明の表面部材に形成される粗面の形状については、ＩＣタグ要素と点接触して確実に空気層を保持して密着を防止し得る形状であれば特に限定されない。例えば、梨地状、マット状、艶消し状、砂目状などの細かい凹凸模様、そして、円錐状、角錐状、台形状、線状、交差線状、革シボ状などの彫刻的な凹凸模様、さらに、サンドペーパー、ワイヤーブラシなどによる研磨による凹凸模様、等の任意の凹凸模様形状が適用でき、鏡面状の形態以外の粗面状の形態であればいずれも適用可能である。また、表面部材にこれらの凹凸模様を形成するには、表面部材の製造と同時に形成してもよいし、表面部材に対して後加工で形成してもよく、いずれも表面部材としての樹脂フィルムなどに容易に適用可能である。

さらに、本発明の表面部材に形成される粗面の状況について、ＪＩＳＢ０６５１（１９８２年）に規定された蝕針式表面粗さ測定器により測定した表面粗さにおいて、十点平均粗さＲｚが１０〜２００μｍの粗面に形成されていることが好ましい（ＪＩＳＢ０６０１−１９８２表面粗さ規格に基づく）。ここで、表面部材は、十点平均粗さＲｚが１０μｍ以下では、加熱と加圧によるＩＣタグ要素の表面部材との密着が完全に防止できず、ＩＣタグの耐久性を著しく低下させる。これは、十点平均粗さＲｚが１０μｍ以下の場合には、表面部材の表面に形成された凹凸がつぶれてしまい、表面部材とＩＣタグ要素が密着してしまうことによると考えられる。他方、十点平均粗さＲｚが２００μｍ以上の粗面では、これらの密着を完全に阻止できるが、ＩＣタグの屈曲の繰返しで表面部材に亀裂を生じやすくなりその耐久性を低下させる恐れがある。これは、十点平均粗さＲｚが２００μｍ以上の粗面では、表面部材の凹部が部分的に肉薄となって、機械的耐久性が低下するからであると考えられる。
以上のことからして、より確実な耐久性を得るにさらに好ましい上記粗面の状況は、十点平均粗さＲｚが１５〜１５０μｍの粗面に形成されていることであり、さらにまた、より確実で安定して安全な耐久性を得るに好ましい上記粗面の状況は、十点平均粗さＲｚが２０〜１００μｍの粗面に形成されていることが、ＩＣタグの耐久性を確保する上でさらに好ましい。

次に、本発明の表面部材は、上記のＩＣタグ要素の耐環境性を向上させるべくこれらを被覆してＩＣタグの表面を構成する部材であり、耐水性、耐溶剤性、耐屈曲繰返し性、耐熱性などの性能に優れ、また、被覆後のＩＣタグの柔軟性を保持するために厚さを薄く成形することが容易で、且つ、上記の粗面を容易に形成し得る材料であり、さらに、ＩＣタグ要素の外周近傍部でこれを袋状に封着して水密性を保持するための、加熱による融着性、溶剤による溶着性、接着材による接着性などのシール性能に優れる材料であればいずれの材料をも適用できる。

これらの目的性能にかなう材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、天然又は合成ゴム系樹脂、セルロース系樹脂などから適宜選択可能であり特に限定されない。例として、２軸延伸ＰＥＴフィルム、２軸延伸ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリメチルペンテン、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリアリレート、ポリフェニレンオキサイド、変性ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル、ＭＸＤ６ナイロン、６ナイロン、４６ナイロン、６６ナイロン、１１ナイロン、１２ナイロンなどの耐熱性能と機械的強度に優れた熱可塑性樹脂が例示できる。これらのなかでも、ポリブチレンテレフタレート、ポリメチルペンテン、６ナイロン、６６ナイロン、１１ナイロン、１２ナイロン、変性ポリフェニレンオキサイド、変性ポリフェニレンエーテルなどから選択される樹脂は、耐熱性能と機械的強度に優れるほか、熱融着シール性が良好であり、また、接着部材との接着性にも優れ、さらに、押出成形による製膜加工が容易であるため好ましく適用できる。

その他の樹脂としては、３次元架橋されたエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、フッ素系の樹脂、シリコン系の樹脂、さらに、ウレタン系、シリコン系、フッ素系、ＥＶＡ系、ＮＢＲ，ＳＢＲなどの合成ゴム系樹脂、あるいは、エポキシ系、ポリエステル系、フェノール系などの熱硬化性樹脂、これら熱硬化性樹脂を含浸したプラスチック基材、等が本発明の表面部材として適用可能である。そして、少なくとも１２０℃以上の溶融温度もしくは熱変形温度の耐熱性を有する樹脂であり、好ましくは１５０℃以上の耐熱性であり、さらに好ましくは１８０℃以上の同様の耐熱特性を有する樹脂であることが好ましい。

これらの樹脂はいずれも厚さの薄いフィルムまたはシート状に加工して用いることができる。例えば、上記熱可塑性の樹脂、合成ゴム系の樹脂では、公知の押出成形あるいはカレンダー成形などの公知の成形手段により容易に製膜加工ができる。また、熱硬化性樹脂などの場合には注型成形あるいはプレス成形などの公知の成形手段により製膜することができる。

そして、これらの製膜成形と同時に先に説明した凹凸模様を表面に形成することが好ましい。熱可塑性樹脂であれば、例えば、マット加工、彫刻加工が施されたロールを使用して製膜時の溶融樹脂に対するエンボス加工により、これを能率よく形成することができる。また、その他の樹脂であれば、これらのロールもしくは成形型などにより、同じく製膜と同時に上記の凹凸模様による粗面の形成を能率よく行なうことができる。

その他の粗面の形成方法としては、一旦製膜加工した後の樹脂フィルムまたはシートに対して後加工により、これらの表面を粗面に形成する手段を用いることができる。例えば、熱可塑性の樹脂であれば、一旦表面を加熱溶融させた上で上記のロールまたは成形型によりアフターエンボス加工を施すことができる。
さらに、上記樹脂を問わず、薬品などによる腐食作用を利用して樹脂表面をエッチング処理することにより、凹凸模様を形成して粗面とすることでもよい。

そして、さらに他の方法として、例えば、円形に調整されたワイヤーブラシ、または、エンドレスに形成されたサンディングペーパーなどを回転させて、製膜フィルムまたはシートの表面を研磨することによって凹凸模様を形成し、表面部材の表面を粗面に形成することができる。この場合には、上記の樹脂のすべてに対応が可能であり、また、少数量の加工に対しても容易に対応でき、さらに、粗面状態の変更、調整などが自由に行えるなどの利点がある。

かくして製膜加工され、表面が粗面に形成されたフィルムまたはシートにより、ＩＣタグ要素を袋状に被覆して、柔軟性を保持するための表面部材の厚さについては特に限定されないが、概ね０．１〜２ｍｍ程度の厚さであれば柔軟性を維持する上で好ましい。さらに好ましい表面部材の厚さとしては、１００〜１０００μｍであり、ＩＣタグを衣料品などに取り付けたときの柔軟性がその存在感を極力感じさせない厚さである。しかし、これらの厚さの決定は材料樹脂の剛性性能に依存して適宜に設計され得るものである。

上記の表面部材は、ＩＣタグ要素よりも大きな寸法でＩＣタグ要素の上下に配置されてその全面を被覆し、ＩＣタグ要素の外周近傍部で上下の表面部材が袋状に封着される。従って、好ましくは表面部材が上記の熱可塑性樹脂であれば、加熱溶融圧着、ヒートシール、高周波ウェルダー融着、超音波ウェルダー融着などの公知の熱融着手段により能率よく容易に封着加工ができる上、ＩＣタグに優れた水密性を付与することができる。

その他の封着加工の例としては、封着部分の表面部材を溶剤などの薬品によりその表面を溶かして溶着する方法が適用できるほか、上記上下の表面部材の封着部分の層間に接着部材を使用して上下の表面部材を接着して水密性を保つ方法も好ましく適用できる。接着部材としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、等の熱硬化性の公知の接着剤が使用でき、これらは耐熱性と接着性に優れるため好ましく使用できる。

さらに、他の接着部材の例として、３次元架橋されたエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂を例示することができる。当該樹脂を適用する例としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂中に予め架橋剤を配合して製膜したエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂による樹脂フィルムを、上記上下の表面部材の封着部分の層間に配置した後、これら全体を一体的に加熱することにより、当該接着部材が接着剤として機能し良好な水密性が得られる。さらに、当該架橋剤が配合されたエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂は、この加熱初期には熱可塑性樹脂の性質により上下の表面部材の層間で厚さが均等に溶融したのち、その後の加熱の継続により、樹脂中に予め配合された架橋剤のラジカル反応によって、本来融点の低い熱可塑性樹脂であるエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂が化学的に３次元架橋され、３次元架橋されたエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂となるため、一旦架橋された後には加熱により溶融することがなくなり、優れた耐熱性を具備するものとなる。

ここで、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂に配合する架橋剤としては、１００℃以上の温度で分解してラジカル反応を生ずる有機過酸化物を用いることができるが、配合時の安定性を保つ上から、半減期１０時間の分解温度が７０℃以上、もしくは１３０℃における半減期が１時間以内の公知の有機過酸化物を用いるのが好ましく、その結果、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂は７０℃以上の加熱で架橋が可能となり、また、１３０℃以上の温度であればより短時間に架橋を完了することができ、このような加熱により３次元架橋されたエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂は再加熱によって溶融することがなくなり優れた耐熱性が付与される。これらの加熱は、例えば恒温装置による加熱、プレス加熱などの公知の加熱手段を利用することができる。

そしてこのような接着部材は、例えば５０μｍ〜２ｍｍ程度の範囲が使用可能である。また、上記掲げた封着の方法例と比較して、このようなフィルム形態の厚さを有する樹脂フィルムをＩＣタグ要素の外周近傍部に配置して封着すれば、封着部分が薄くなったりせず、ＩＣタグ要素の厚さ分を嵩上げできるので、ＩＣタグの全体を比較的等厚でフラットな形状のＩＣタグとすることができる利点がある。

次に、本発明では、アンテナとＩＣチップとを有するＩＣタグ要素（ＩＣモジュールとも称する）としては、ＩＣタグの方式、規格、種類を問わず、その目的を達成できるだけの機能を持つどのようなタイプのＩＣモジュールをも使用できる。例えばアンテナコイルとＩＣチップだけの素材のみによるＩＣモジュールであってもよく、あるいはまた、例えばポリエステル等のフィルム基材上にアンテナとＩＣチップが固着された形態のものも好ましく使用できる。

後者のフィルム基材上に固着したＩＣモジュールの例として、５０〜２００μｍ程度のフィルム基材上に例えば銀ペーストなどの導電性インキによりアンテナ部をパターン印刷形成したもの、あるいは、銅箔を積層したフィルム基材をフォトエッチングして銅箔のアンテナ部を形成したものなどでもよく、その後、これらの接続部上にＩＣデバイスチップを導電性の接着剤などで結合固着させたＩＣモジュール等はその後の被覆の際のハンドリングが容易で好ましく使用できる。

そして、これらの形態としてアンテナ部は１〜３００μｍ程度と薄く形成され、これに接続されるＩＣデバイスとしては０．５〜５ｍｍ角程度の大きさで、その高さが０．１〜１ｍｍ程度のＩＣチップが搭載され、一見フィルム薄片状の形態でありながら微少なＩＣチップだけが部分的に凸状に突き出た形態のフィルム片状のＩＣモジュールである。また、これらの大きさは概ね５５×８５ｍｍ程度の大きさから、その約１／１〜１／１０程度の面積を有するものがＩＣタグ用のモジュールとして多用されている。

さらに、これらのフィルム基材上にアンテナ部とＩＣチップが固着されたＩＣモジュールの上面に、さらに絶縁性の樹脂をコーティングして大量生産されたものは、通常そのまま一般用途のＩＣタグとしても使用されているもの、あるいはまた、その他の構成の市販のＩＣタグであっても、本発明のＩＣタグ要素として好ましく使用することができ、本発明でのＩＣタグはこれらＩＣタグ要素の形態、種類、大きさ等を問わずに適用できるものである。

図１は、本発明の実施例１に係わるＩＣタグ１０を説明する側面の説明断面図である。また、図２は、本発明の実施例１に係わるＩＣタグ１０の平面の外観図である。本実施例１では、図１および図２において、ＩＣチップ１とアンテナ２とがフィルム基材３の上に固着形成されたＩＣタグ要素４と、これに隣接して上下に配置され、ＩＣタグ要素４よりも大きな寸法で、ＩＣタグ要素４の全面を被覆する樹脂フィルムによる表面部材６とは、ＩＣタグ要素４の外周近傍部で上下の表面部材が袋状に封着されたＩＣタグ１０の様子を示している。

ＩＣタグ要素４は、ポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと称する）の２軸延伸フィルムによる厚さ１００μｍで１０×４６ｍｍのフィルム基材３の上に、銀ペーストにより３０μｍの厚さでパターン印刷されたアンテナ２と、アンテナ２の接続部上に結合固着された２ｍｍ角×０．５ｍｍ高さのＩＣチップ１とを有しており、さらにその表面に絶縁と固着のためのコーティング樹脂５が形成されており、良好な使用環境ではそのまま一般のＩＣタグとして利用可能な市販のＩＣタグ要素４である。

ＩＣタグ要素４の上下両面側に配置される表面部材６は、その融点が１８６℃と耐熱性に優れる１１ナイロン樹脂を使用して、押出成形により製膜した厚さ５００μｍの樹脂フィルムである。当該樹脂フィルムは押出成形と同時に、マット（梨地の凹凸模様）加工が施された加圧ロールにより、製膜の溶融時に加圧転写して、マット状の粗面に形成した凹凸模様７を片面に有しており、凹凸模様７が形成された上下の表面部材６の面は、いずれもＩＣタグ要素４に対して接するように配置されている。

ここで、表面部材６に形成した凹凸模様７の表面粗さを測定したところ、十点平均粗さＲｚが樹脂フィルムの縦方向で４２μｍであり、横方向については４４μｍの表面粗さを呈するものであった。この際使用した表面粗さ計については、(株)東京精密製：表面粗さ形状測定機：サーフコム１１２Ｂを使用した。

次に、上記の上下の表面部材６は、ＩＣタグ要素４の全面を被覆するに十分な大きさである５０×１００ｍｍの大きさに調整し、その中心付近にＩＣタグ要素４をサンドイッチ状に挟み、ＩＣタグ要素４の外周近傍部において、市販の出力３ｋｗ高周波ウェルダー融着機にて、上下の表面部材６どうしを加熱融着したものである。この時の外周の熱融着部９の幅は３ｍｍとした。この際、半透明状の表面部材６の熱融着部９の外観が透明に変化し、上下の表面部材６は良好に熱融着されたことが判る。

さらに、熱融着部９の内側とＩＣタグ要素４の外側との間隔について、ＩＣタグ要素４の長手方向の両端部においては各４ｍｍの間隔とし、短手方向の両端においては各２ｍｍの隙間間隔とした。これは、ＩＣタグ１０の長手方向での屈曲変形時の変位量が大きくなることを考慮したためである。
しかる後、外周の熱融着部９の幅が２ｍｍとなるように、外周の残余の表面部材６を取り除き、外形１８×５８の大きさのＩＣタグ１０を得た。ＩＣタグ１０は、適度な柔軟性を有するＩＣタグであった。

ここで、本実施例１では、ＩＣチップ１側に隣接する表面部材６とフィルム基材３側に隣接する表面部材６は同じ厚さで構成しているが、例えばＩＣチップ１側の厚さを厚くして、被覆強度を向上させるなどの目的で、上下の表面部材６の厚さを異なるもので構成してもよい。
また、本実施例１では、熱融着部９の形状およびＩＣタグ１０の外形をそれぞれ矩形の形状としているが、これらの形状について、例えば角部をＲ形状にするなどして、その角部で例えば衣料品などを傷めないようにしてもよい。

図３は、本発明の実施例２に係わるＩＣタグ２０を説明する側面の説明断面図である。本実施例２では、図３において、実施例１と同一のＩＣタグ要素４および同様の表面部材６を使用しているが、特に、表面部材６の粗面の形成手段が異なり、また、ＩＣタグ要素４の外周近傍部で上下の表面部材を袋状に封着する手段が異なるＩＣタグ２０の様子を示しており、その他については実施例１と同様である。

本実施例２のＩＣタグ要素４の上下両面側に配置される表面部材６は、実施例１と同様に押出成形により製膜した１１ナイロン樹脂による樹脂フィルムであるが、製膜後に片面を研磨加工して凹凸模様７を形成した点が実施例１の表面部材と異なるが、その各種性能については同一である。凹凸模様７を形成する研磨加工は、８０番手のエンドレスサンディングペーパーを周速２０ｍ／秒の速度で回転させるサンダーマシンにより、通過速度６ｍ／分にて当該樹脂フィルムの表面を研磨したものである。

こうして得られた表面部材６に形成した凹凸模様７の表面粗さを、実施例１と同様に測定したところ、十点平均粗さＲｚが樹脂フィルムの縦方向で６１μｍであり、横方向については６４μｍの表面粗さであった。該樹脂フィルムによる表面部材６の厚さは４００μｍであり、５０×１００ｍｍの大きさに調整したものを使用した。

また、ＩＣタグ要素４の外周近傍部で上下の表面部材で袋状に封着する手段について、本実施例２では表面部材６の外周部に接着部材８を用いている。接着部材８は、有機過酸化物による架橋剤を配合したエチレン−酢酸ビニル共重合体（以下ＥＶＡと称する）樹脂により製膜した厚さ２５０μｍで、外形５０×１００ｍｍの大きさに調整した樹脂フィルムであり、さらにこの中心部を、ＩＣタグ要素４より大きな寸法の１６×５２の大きさで窓形状にくり抜き、額縁の形状としたものを用いた。

かくして、得られた各部材を図３の如く重ねた後、これら全体を真空吸引袋（図示せず）に挿入し、−０．０９ＭＰａで減圧しながら恒温装置に投入し加熱した。加熱の条件は、７０℃５分、１００℃５分、１３０℃２０分、１３５℃３０分、１４０℃３０分の順でプログラムコントロール加熱を実施した後、取り出して冷却した。

その後、真空吸引袋から取り出した後、余剰の外周の樹脂を切除して、実施例１と同じ１８×５８ｍｍの大きさのＩＣタグ２０を作製した。当該ＩＣタグ２０は実施例１と比較して、フラット性に優れ適度な柔軟性を有していた。また、接着部材８は、加熱によりあらかじめ配合された架橋剤により３次元架橋され、３次元架橋されたＥＶＡ樹脂であるので、耐熱性に優れる接着部材であることが予測されるＩＣタグ２０である。

ここで、本実施例２の応用例として、ＩＣタグ要素４のフィルム基材３の大きさを表面部材６の寸法と同等になるように構成して、下側の表面部材６を省略することができる。この場合、接着部材８はＩＣタグ要素４のフィルム基材３との接着性にも優れ良好な水密性を保つことができる。

［比較例］
本発明のＩＣタグ１０および２０と比較検討するための比較例（図示せず）を説明する。比較例は、実施例１の構成において、表面部材６に形成した凹凸模様７を形成してない樹脂フィルムを使用した。当該樹脂フィルムは実施例１と同じ１１ナイロン樹脂により、また、同じく押出成形により得られた樹脂フィルムであるが、凹凸模様７を形成するために使用したマット加工が施された加圧ロールに代えて、通常の押出成形に使用される鏡面ロールを使用して成形した樹脂フィルムである。こうして得られた樹脂フィルムの表面粗さは十点平均粗さＲｚが樹脂フィルムの縦方向で４μｍであり、横方向については９μｍの表面粗さであった。このような樹脂フィルムを表面部材６としてＩＣタグ要素４の上下両面に配置した以外は、実施例１と同様に製作した比較例のＩＣタグである。

［性能比較］
実施例１および２、さらに比較例のＩＣタグ計３種類で各３枚のＩＣタグを製作し、それぞれデータキャリヤシステムのホスト機により非接触でのデータ読みとり試験の比較を行ったが、いずれのＩＣタグも遜色なくデータの送受信が行えるものであった。

次に、上記の３種類の各３枚のＩＣタグについて、ポリエステル布製の作業服３着に分けて、それぞれの各３枚を実際に取り付けての洗濯テストを行った。取り付けの方法は、布地にホットメルト接着剤が塗布された市販の接着布をＩＣタグ全体にオーバーラップして、市販の電気アイロンにて、１９０℃の設定温度で２０秒間押し当て、それぞれの作業服の襟部分に均等間隔で各３枚を接着固定させたテスト用衣料を用意した。

その後、これらのテスト用衣料３着について、市販の６ｋｇ全自動電気洗濯機にて、市販の洗濯用粉石鹸を使用して、洗濯とすすぎと脱水工程とを合わせて５０分行った後、市販の電気回転ドラム式乾燥機にて３０分乾燥した後、さらに、上記電気アイロンで１６０℃設定にて約２０秒間のアイロン掛けをＩＣタグが取り付けられた襟部に対して行った。
そして、これらの全工程を１サイクルとした洗濯テストを５０サイクル実施した後、前述のデータ読みとりテストを行った結果、実施例１および実施例２のＩＣタグ１０、２０はいずれも十分読みとりができるものであった。

一方、比較例の３枚のＩＣタグはいずれも読み取りすることができなかった。これらは、先のアイロン加熱と加圧により、融点付近の温度で表面部材６が軟化して、ＩＣタグ要素４に粘着的に密着することにより、洗濯、乾燥時の繰返しの屈曲作用による剪断応力にＩＣタグ要素４が耐えきれずＩＣモジュールの破損を招いたものと思われる。これらのＩＣタグを分解してみたところ、特にアンテナ２が表面部材６に密着していて、無理に剥がすとアンテナ２がフィルム基材３から剥離し、密着の様相を呈していた。

さらに、実施例１および実施例２のＩＣタグ１０および２０については、上記の洗濯テストをさらに５０サイクル実施して、洗濯テストを終了した。
その後、前述のデータ読み取りテストを行なったが、これら実施例のＩＣタグはいずれも十分読み取りのできるものであった。
さらに、本発明のＩＣタグ１０および２０を比較例と同様に分解してみたところ、いずれも比較例のような密着の現象は皆無であり、また、凹凸模様７がほぼそのまま残存しており、屈曲作用によるＩＣタグ要素４に対する剪断応力が緩和されて、耐久性の高いＩＣタグであった。

以上の結果から、本発明である、アンテナとＩＣチップとを有するＩＣタグ要素と、ＩＣタグ要素に接しＩＣタグ要素を袋状に封着する表面部材とを備え、表面部材のＩＣタグ要素に接する面の表面が粗面に形成されているＩＣタグは、過酷な使用環境を伴うランドリー用途などに十分採用可能な、柔軟性を有し、耐水性、耐薬品性に加えて、高度な耐熱性と耐屈曲繰返し性を併せ持ち、優れた耐久性を持つＩＣタグであることが確認された。

近年、物品等に取り付けられているタグ情報を自動的に読みとる識別システムとして従来から使用されるバーコード方式に代えて、より大量の情報を遠隔読み出しが可能なデータキャリアシステムとして、ＩＣタグ、ＲＦタグ、電子タグ、電子荷札等と称される非接触通信媒体を利用したＩＣタグ識別システムの開発が盛んに行われている。

これらの識別システムは、アンテナとＩＣチップを基本要素としたＩＣモジュールをタグ化して物品等に取り付け、ホスト側の機器との間で、磁気、電磁波、マイクロ波（電波）等の伝送媒体を介して非接触で交信を行うことにより、ＩＣタグに情報を加えたり、タグの情報を読み出したりすることによる遠隔識別システムである。

加えて、これらの情報伝送方式の中でも、ホスト側の機器からの伝送信号のエネルギーをＩＣタグ自体の駆動電力としているＩＣタグは、電池などを搭載することなく非常に小型の薄片とすることができるため、単一環境下で識別管理する使用範囲のほか、複数の異なる環境に置かれる使用範囲への応用が試みられてきた。

複数の異なる環境で使用するためには、ＩＣタグが過酷な条件に耐え得るものでなければならないところ、本発明に係るＩＣタグは、柔軟性を有し、耐水性、耐薬品性に加えて、高度な耐熱性と耐屈曲繰返し性を有しているため、従来のＩＣタグよりも、過酷な条件に耐え得ることができる。したがって、本発明によれば、従来は使用できなかった過酷な条件下でもＩＣタグを使用できるようになるため、ＩＣタグの使用範囲を拡大することができる。

本発明の実施例１に係わるＩＣタグ１０を説明する側面の説明断面図である。 本発明の実施例１に係わるＩＣタグ１０の平面の外観図である。 本発明の実施例２に係わるＩＣタグ２０を説明する側面の説明断面図である。

符号の説明

１ ＩＣチップ
２ アンテナ
３ フィルム基材
４ ＩＣタグ要素
５ コーティング樹脂
６ 表面部材
７ 凹凸模様
８ 接着部材
９ 熱融着部
１０ ＩＣタグ
２０ ＩＣタグ

Claims (6)

1. アンテナとＩＣチップとを有するＩＣタグ要素と、前記ＩＣタグ要素に接し前記ＩＣタグ要素を袋状に封着する表面部材と、を備えたＩＣタグにおいて、
   前記表面部材は、前記ＩＣタグ要素に接する面の表面が粗面に形成されている、
   ことを特徴とするＩＣタグ。
2. 前記粗面は、十点平均粗さが１０〜２００μｍの範囲にある、ことを特徴とする請求項１に記載のＩＣタグ。
3. 前記表面部材は、ポリブチレンテレフタレート、ポリメチルペンテン、６ナイロン、６６ナイロン、１１ナイロン、１２ナイロン、変性ポリフェニレンオキサイド、変性ポリフェニレンエーテルのうちの少なくとも１つから成形された、厚さ０．１〜２ｍｍの樹脂フィルムである、ことを特徴とする請求項１または２に記載のＩＣタグ。
4. 前記封着は、前記ＩＣタグ要素の上下に配置された表面部材の周縁を熱融着することによりなされる、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載のＩＣタグ。
5. 前記封着は、前記ＩＣタグ要素の上下に配置された表面部材の周縁を接着部材により接着することによりなされる、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載のＩＣタグ。
6. 前記接着部材は、加熱されて３次元架橋される、架橋剤が配合されたエチレン−酢酸ビニル共重合体の樹脂フィルムである、ことを特徴とする請求項５に記載のＩＣタグ。
   
   
   

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