JP2007219575A - 共振タグ - Google Patents
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Abstract
【課題】主としてラジオ波を利用した盗難防止等のための検知システムに使用される共振タグであって、片面のみにコイル回路を有する小型でも性能の優れた共振タグを提供すること。
【解決手段】厚さ８μｍ以下のポリプロピレンフィルムの片面に、コイル状部とキャパシタンスを構成する一方のプレート状部を有する金属箔の回路を、他面に他方のプレート状部を有する金属箔の回路を有し、両回路は導通することによりＬＣ回路を形成し、金属箔とポリプロピレンフィルムはスチレン系又はオレフィン系接着材によって接着されてなる、予め定められた周波数のラジオ波に共振する共振タグ。
本発明の共振タグは、小型で総厚さを薄くでき、フレキシブルである。従って、特に小型商品の盗難防止等のための検知システム用のタグとして好適に利用できる。また、ハンドラベラーに対する適性も優れている。
【選択図】図１
【解決手段】厚さ８μｍ以下のポリプロピレンフィルムの片面に、コイル状部とキャパシタンスを構成する一方のプレート状部を有する金属箔の回路を、他面に他方のプレート状部を有する金属箔の回路を有し、両回路は導通することによりＬＣ回路を形成し、金属箔とポリプロピレンフィルムはスチレン系又はオレフィン系接着材によって接着されてなる、予め定められた周波数のラジオ波に共振する共振タグ。
本発明の共振タグは、小型で総厚さを薄くでき、フレキシブルである。従って、特に小型商品の盗難防止等のための検知システム用のタグとして好適に利用できる。また、ハンドラベラーに対する適性も優れている。
【選択図】図１
Description
本発明は盗難防止等に用いる共振タグに関する。
従来より、小売店や図書館等においては盗難防止用のためにラジオ波に共振するタグと発信及び受信アンテナを組み合わせた監視システムが用いられている。共振タグは、絶縁フィルムの片面に導電性金属箔でコイルとプレートが形成され、他面にプレートが形成されたもので、全体としてＬＣ回路を構成し、特定の周波数のラジオ波に共振する。このタグが添付された物品がチェックを受けずに監視領域を通過すると、発信アンテナから発信されるラジオ波に共振し、受信アンテナがこれを検知して、警報を発する。共振周波数としては、種々のノイズ周波数から区別しやすい等の理由で、５〜１５ＭＨｚが採用されるのが通常であり、ＥＡＳ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ａｒｔｉｃｌｅ Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ、電子式商品検知）においては８．２ＭＨｚ、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ、電波式商品自動認識）においては１３．５６ＭＨｚが最も多く用いられる。
従来の共振タグのサイズは最小でも３２ｍｍ×３５ｍｍの長方形でかなり大きく、口紅等の小物化粧品、宝石等には添付が難しかった。その理由は、５〜１５ＭＨｚに共振し、十分なゲインを有し、市場から所望されるサイズの回路が形成できなかったことである。
本発明者は、先に絶縁性フィルムの両面にコイルを有した特定の形状を有する小型のタグを開発した（特許文献１）。しかしながら、このタグは両面にコイル回路を精度よく重ね合わせて形成しなければならず、製造が難しいという欠点があった。また、両面に金属箔コイルを形成するために、厚くてごわごわした感じになりフレキシブル性に欠け、ハンドラベラーでの作業性が劣るという問題点があった。
特開２００１−１６７３６６号公報
本発明者は、先に絶縁性フィルムの両面にコイルを有した特定の形状を有する小型のタグを開発した（特許文献１）。しかしながら、このタグは両面にコイル回路を精度よく重ね合わせて形成しなければならず、製造が難しいという欠点があった。また、両面に金属箔コイルを形成するために、厚くてごわごわした感じになりフレキシブル性に欠け、ハンドラベラーでの作業性が劣るという問題点があった。
本発明の目的は、主としてラジオ波を利用した盗難防止等のための検知システムに使用される共振タグであって、片面のみにコイル回路を有する小型でも性能の優れた共振タグを提供することである。
本発明者は、鋭意検討の結果、絶縁フィルムとして極薄手のポリプロピレンフィルムを用いるとともに、絶縁フィルムと金属箔を特定の接着剤を用いて接着することにより上記の課題を解決することを見出し、本発明に到達した。
即ち、本発明は、以下のとおりである。
１．厚さ８μｍ以下のポリプロピレンフィルムの片面に、コイル状部とキャパシタンスを構成する一方のプレート状部を有する金属箔の回路を、他面に他方のプレート状部を有する金属箔の回路を有し、両回路は導通することによりＬＣ回路を形成し、金属箔とポリプロピレンフィルムはスチレン系又はオレフィン系接着剤によって接着されてなる、予め定められた周波数のラジオ波に共振する共振タグ。
２．面積が７５０ｍｍ２以下である前記１の共振タグ。
３．予め定められた共振周波数が５〜１５ＭＨｚである前記１〜３のいずれか１項の共振タグ。
４．物品に添付されたときに、物品固有のキャパンシタンスとの相互作用により予め定められた共振周波数に共振するように初期周波数が定められた前記１〜３のいずれか１項の共振タグ。
５．ラジオ波を発信及び受信する一対のアンテナと前記１〜４のいずれか１項の共振タグよりなる物品の検出装置。
６．ラジオ波の発信及び受信がそれぞれ異なるアンテナによってなされる前記５の検出装置。
７．ラジオ波の発信及び受信が同一のアンテナによってなされる前記５の検出装置。
即ち、本発明は、以下のとおりである。
１．厚さ８μｍ以下のポリプロピレンフィルムの片面に、コイル状部とキャパシタンスを構成する一方のプレート状部を有する金属箔の回路を、他面に他方のプレート状部を有する金属箔の回路を有し、両回路は導通することによりＬＣ回路を形成し、金属箔とポリプロピレンフィルムはスチレン系又はオレフィン系接着剤によって接着されてなる、予め定められた周波数のラジオ波に共振する共振タグ。
２．面積が７５０ｍｍ２以下である前記１の共振タグ。
３．予め定められた共振周波数が５〜１５ＭＨｚである前記１〜３のいずれか１項の共振タグ。
４．物品に添付されたときに、物品固有のキャパンシタンスとの相互作用により予め定められた共振周波数に共振するように初期周波数が定められた前記１〜３のいずれか１項の共振タグ。
５．ラジオ波を発信及び受信する一対のアンテナと前記１〜４のいずれか１項の共振タグよりなる物品の検出装置。
６．ラジオ波の発信及び受信がそれぞれ異なるアンテナによってなされる前記５の検出装置。
７．ラジオ波の発信及び受信が同一のアンテナによってなされる前記５の検出装置。
本発明の共振タグは、コイルが片面にのみ形成されているにもかかわらず、性能が優れている。従来のタグと同一の大きさならば性能が向上し、性能が同一ならばサイズを小型化できる。例えば、４０ｍｍ×４０ｍｍサイズの従来品タグと３４ｍｍ×３６ｍｍの本発明のタグは、ほとんど同等の性能を有する。本発明のタグは、そのサイズが７５０ｍｍ２以下であっても５〜１５ＭＨｚに共振し、十分なゲインを有する。コイルが片面のみであるので、製造上の困難性が少なく、両面の印刷パターンを合わせるのに実用的に十分な許容差を有し、十分な生産能力を有する印刷方式が可能になる。さらに驚くべきことに、共振周波数のバラツキが極めて小さい、単位面積あたりのゲインが大きいという特徴を有する。本発明によれば、このような性能を有する小型のタグの提供が可能であり、就中、外形が長方形（正方形を含む）で２５ｍｍ×２８ｍｍ以下の共振タグ、さらには２３ｍｍ×２６ｍｍ以下の共振タグの提供も可能である。もちろんサイズが大きいタグも提供可能である。また、その厚さも従来品に比し薄くすることができる。さらに、従来は性能上困難であった巾が狭い形状の細長いタグを提供でき、化粧品等への市場用途が広がる。
図１は本発明の共振タグを透視した場合を表した図、図２はその片面の図、図３は他面の図である。
本発明の共振タグは、図１〜３に示すように、片面にコイル状部１とキャパシタンスを構成する一方のプレート状部２よりなる回路を、他面に他方のプレート状部３よりなる回路を有する。両回路は導通することによりＬＣ回路を形成する。プレート状部の一部においては、絶縁皮膜の厚さが他の部分よりも薄い薄肉部が形成され、電圧を印加したときに絶縁破壊が起こるようになっているのが好ましい。この薄肉部に、商品購入後に所定電圧を印加することにより絶縁破壊をおこし、所定の周波数のラジオ波に共振しないようにする。
本発明の共振タグは、図１〜３に示すように、片面にコイル状部１とキャパシタンスを構成する一方のプレート状部２よりなる回路を、他面に他方のプレート状部３よりなる回路を有する。両回路は導通することによりＬＣ回路を形成する。プレート状部の一部においては、絶縁皮膜の厚さが他の部分よりも薄い薄肉部が形成され、電圧を印加したときに絶縁破壊が起こるようになっているのが好ましい。この薄肉部に、商品購入後に所定電圧を印加することにより絶縁破壊をおこし、所定の周波数のラジオ波に共振しないようにする。
本発明において用いる絶縁フィルムはポリプロピレンであり、好ましくは２軸延伸ポリプロピレンである。その厚さは８μｍ以下であり、好ましくは５μｍ以下である。厚さが８μｍを超えると、小型で必要な性能を有するタグが設計できない。
金属箔としては銅箔又はアルミニウム箔が好ましく、さらに好ましくはアルミニウム箔である。金属箔の厚さは通常３０〜１２０μｍ、好ましくは５０〜８０μｍである。
金属箔とポリプロピレンの接着に用いる接着剤としては、スチレン系又はオレフィン系の接着剤が好ましい。スチレン系接着剤としては、例えばスチレン−ブタジエン樹脂、スチレン−イソプレン樹脂等が挙げられ、スチレン−ブタジエン樹脂が好ましい。また、これらを変性したもの、例えばアクリル酸やアクリル酸ブチル、マレイン酸等で変性したものでもよい。オレフィン系接着剤としては、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン等のオレフィン系、変性オレフィン系樹脂が挙げられ、変性ポリプロピレン樹脂が好ましい。変性としては例えばアクリル酸やアクリル酸ブチル、マレイン酸等で変性したものが挙げられる。これらの樹脂は溶剤型、デスパージョン型いずれでも良いが、乾燥速度等の点で溶剤型が好ましい。
接着剤層の厚さは 好ましくは１μｍ以下、さらに好ましくは０．７μｍ以下である。接着剤層の厚さが薄いほどタグとしての性能は向上する。
金属箔としては銅箔又はアルミニウム箔が好ましく、さらに好ましくはアルミニウム箔である。金属箔の厚さは通常３０〜１２０μｍ、好ましくは５０〜８０μｍである。
金属箔とポリプロピレンの接着に用いる接着剤としては、スチレン系又はオレフィン系の接着剤が好ましい。スチレン系接着剤としては、例えばスチレン−ブタジエン樹脂、スチレン−イソプレン樹脂等が挙げられ、スチレン−ブタジエン樹脂が好ましい。また、これらを変性したもの、例えばアクリル酸やアクリル酸ブチル、マレイン酸等で変性したものでもよい。オレフィン系接着剤としては、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン等のオレフィン系、変性オレフィン系樹脂が挙げられ、変性ポリプロピレン樹脂が好ましい。変性としては例えばアクリル酸やアクリル酸ブチル、マレイン酸等で変性したものが挙げられる。これらの樹脂は溶剤型、デスパージョン型いずれでも良いが、乾燥速度等の点で溶剤型が好ましい。
接着剤層の厚さは 好ましくは１μｍ以下、さらに好ましくは０．７μｍ以下である。接着剤層の厚さが薄いほどタグとしての性能は向上する。
本発明の共振タグは次のようにして得られる。
金属箔の片面に、接着剤をロールコーティング方式により塗布し、厚さ８μｍ以下のポリプロピレンフィルムの両面にラミネートする。通常は、接着剤を塗布乾燥した後ラミネートする所謂ドライラミネートが一般的である。従来の共振タグの製造法においては、ポリエチレンの押出しラミネートにより金属箔をラミネートするのが通常であった。しかしながら、この方法によれば、ポリエチレンの膜厚をある程度より薄くすることができない上に、膜厚がばらつき、結果として共振タグの性能に限界があった。本発明においては、予め公知の方法により製造した特定の厚さのポリプロピレンフィルムに、特定の接着剤を塗布した金属箔をラミネートすることにより、従来の問題を解決したものである。
このようにして得られた積層フィルムの両金属箔に、エッチングレジストで所望のパターンを描く。パターンは、通常は、片面がコイルとプレートで、他面がプレートである。エッチングレジストの印刷はスクリーン印刷、凸版輪転印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷、写真印刷、グラビア印刷等の印刷方式が採用できる。これを、エッチングして、両面に金属箔回路を形成する。
好ましくは、ついで、プレート状部分に薄肉部を形成する。
金属箔の片面に、接着剤をロールコーティング方式により塗布し、厚さ８μｍ以下のポリプロピレンフィルムの両面にラミネートする。通常は、接着剤を塗布乾燥した後ラミネートする所謂ドライラミネートが一般的である。従来の共振タグの製造法においては、ポリエチレンの押出しラミネートにより金属箔をラミネートするのが通常であった。しかしながら、この方法によれば、ポリエチレンの膜厚をある程度より薄くすることができない上に、膜厚がばらつき、結果として共振タグの性能に限界があった。本発明においては、予め公知の方法により製造した特定の厚さのポリプロピレンフィルムに、特定の接着剤を塗布した金属箔をラミネートすることにより、従来の問題を解決したものである。
このようにして得られた積層フィルムの両金属箔に、エッチングレジストで所望のパターンを描く。パターンは、通常は、片面がコイルとプレートで、他面がプレートである。エッチングレジストの印刷はスクリーン印刷、凸版輪転印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷、写真印刷、グラビア印刷等の印刷方式が採用できる。これを、エッチングして、両面に金属箔回路を形成する。
好ましくは、ついで、プレート状部分に薄肉部を形成する。
本発明の共振タグは予め定められた所望の周波数のラジオ波に共振するようにＬＣ回路を形成する。そのためには前記のポリオレフィン薄膜の厚さ、接着剤層の厚さを定めるとともに、金属箔の厚さ、コイルの巻き数、コイルとコイル間の巾、プレートの面先等を適宜定める。前記のように、共振周波数としては、ＥＡＳにおいては８．２ＭＨｚ、ＲＦＩＤにおいては１３．５６ＭＨｚが最も多く用いられる。また、タグを添付する物品自体が固有のキャパシタンスを有するときは、物品とタグとの相互作用により、予め定められた共振周波数になるようにタグの周波数特性を定める。このような物品としては食肉等が例示できる。
本発明の共振タグは、物品に貼付して用いられる。絶縁破壊処理を行っていない共振タグが添付された物品が、店等の出口に備え付けられた所定の周波数のラジオ波を発振及び受信する一対のアンテナの間を通過すると、発信部より発信されたラジオ波に共振したラジオ波を受信部が検知し、アラームを発する。ラジオ波の発信と受信は左右の異なるアンテナで行ってもよく、同一のアンテナで行ってもよい。発信と受信を異なるアンテナで行う場合は、物体が発信アンテナからより離れた場所、即ち受信アンテナよりを通過する場合感度が低下することがある。受信と発信を同一の一対のアンテナで行う場合は、左右発信部からの距離は最大でアンテナ間の距離の半分になるので、より感度が優れている。この場合発信と受信は同一のアンテナで極めて短いサイクルで交互に行われる。
以下に実施例で本発明を説明するが、本発明はこれらにより何ら制限されない。なお、タグの評価は次のようにして行った。
周波数、Ｑ値、Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ（Ａｍｐ（ｄＢ））の測定は、発信器及び受信機からなる測定用コイルを接続したネットワークアナライザーを用いる。測定用コイルの中心にタグをセットすると、横軸に周波数、縦軸にＡｍｐ（ｄＢ）をとったモニターに、図４に示すような共振曲線が表示される。タグの周波数（ｆ０）は、この振幅の中心の値である。Ａｍｐ（ｄＢ）はタグから発せられる信号の強さであり、振幅の大きさ（Ｉ１−Ｉ２）又はＧＳＴで表す。ＧＳＴは受信機側の受ける信号の強さを、マルチメーターを利用して電圧値（ボルト）に換算した値である。Ｑ値は振幅の鋭さであり、ｆ０／半値幅（ｆ１−ｆ２）で表される。Ｑ値は少なくとも５０以上が必要であり、５５以上が好ましい。
周波数、Ｑ値、Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ（Ａｍｐ（ｄＢ））の測定は、発信器及び受信機からなる測定用コイルを接続したネットワークアナライザーを用いる。測定用コイルの中心にタグをセットすると、横軸に周波数、縦軸にＡｍｐ（ｄＢ）をとったモニターに、図４に示すような共振曲線が表示される。タグの周波数（ｆ０）は、この振幅の中心の値である。Ａｍｐ（ｄＢ）はタグから発せられる信号の強さであり、振幅の大きさ（Ｉ１−Ｉ２）又はＧＳＴで表す。ＧＳＴは受信機側の受ける信号の強さを、マルチメーターを利用して電圧値（ボルト）に換算した値である。Ｑ値は振幅の鋭さであり、ｆ０／半値幅（ｆ１−ｆ２）で表される。Ｑ値は少なくとも５０以上が必要であり、５５以上が好ましい。
実施例１、比較例１
厚さ８０μｍおよび９μｍのアルミニウム箔の片面に、ロールコーティング方式でスチレン・ブタジエン系接着剤を乾燥重量で各１ｇ／ｍ２塗布乾燥し、厚さ５μｍの２軸延伸ポリプロピレンフィルムの両面にそれぞれをドライラミネートした。得られた積層フィルムの８０μｍアルミニウム箔側に図２のパターンを、９μｍアルミニウム箔側に図３のパターンのエッチングレジストをグラビア印刷等により印刷し、塩化第二鉄または塩酸でエッチングを行い、回路を形成し、２７ｍｍ×３０ｍｍ（面積８１０ｍｍ２）サイズのタグを製造した。
比較として、接着剤をウレタン系接着剤とした以外は実施例１と同様にして、タグを製造した。
これらのタグの評価結果を表１に示す。スチレン・ブタジエン系接着剤を使用した実施例１は、Ｑ値、Ａｍｐ、ＧＳＴのいずれも十分に大きく、タグとしての性能を十分満たすが、ウレタン系接着剤を使用した比較例１は、いずれも実施例１より劣っており、タグとして不満足であった。
厚さ８０μｍおよび９μｍのアルミニウム箔の片面に、ロールコーティング方式でスチレン・ブタジエン系接着剤を乾燥重量で各１ｇ／ｍ２塗布乾燥し、厚さ５μｍの２軸延伸ポリプロピレンフィルムの両面にそれぞれをドライラミネートした。得られた積層フィルムの８０μｍアルミニウム箔側に図２のパターンを、９μｍアルミニウム箔側に図３のパターンのエッチングレジストをグラビア印刷等により印刷し、塩化第二鉄または塩酸でエッチングを行い、回路を形成し、２７ｍｍ×３０ｍｍ（面積８１０ｍｍ２）サイズのタグを製造した。
比較として、接着剤をウレタン系接着剤とした以外は実施例１と同様にして、タグを製造した。
これらのタグの評価結果を表１に示す。スチレン・ブタジエン系接着剤を使用した実施例１は、Ｑ値、Ａｍｐ、ＧＳＴのいずれも十分に大きく、タグとしての性能を十分満たすが、ウレタン系接着剤を使用した比較例１は、いずれも実施例１より劣っており、タグとして不満足であった。
実施例２〜４
スチレンブタジエン系接着剤の塗布量を変えた以外は実施例１に準じて、２５ｍｍ×２８ｍｍ（面積７００ｍｍ２）サイズのタグを製造し、評価した。両アルミニウム箔の接着剤塗布量は同じとした。結果を表２に示した。
スチレンブタジエン系接着剤の塗布量を変えた以外は実施例１に準じて、２５ｍｍ×２８ｍｍ（面積７００ｍｍ２）サイズのタグを製造し、評価した。両アルミニウム箔の接着剤塗布量は同じとした。結果を表２に示した。
実施例５、比較例２
厚さ５０μｍのアルミニウム箔の片面に、ロールコーティングで変性ポリプロピレン接着剤を各１ｇ／ｍ２塗布乾燥し、厚さ５μｍの２軸延伸ポリプロピレンフィルムの両面にドライラミネートした。以下、実施例１に準じて、２７ｍｍ×３０ｍｍ（面積８１０ｍｍ２）サイズのタグを製造した。
比較として、接着剤をウレタン系接着剤とした以外は実施例４と同様にして、タグを製造した。結果を表３に示した。
厚さ５０μｍのアルミニウム箔の片面に、ロールコーティングで変性ポリプロピレン接着剤を各１ｇ／ｍ２塗布乾燥し、厚さ５μｍの２軸延伸ポリプロピレンフィルムの両面にドライラミネートした。以下、実施例１に準じて、２７ｍｍ×３０ｍｍ（面積８１０ｍｍ２）サイズのタグを製造した。
比較として、接着剤をウレタン系接着剤とした以外は実施例４と同様にして、タグを製造した。結果を表３に示した。
実施例６
厚さ８０μｍのアルミニウム箔の片面に、ロールコーティング方式で変性ポリプロピレン接着剤０．５４ｇ／ｍ２、厚さ９μｍのアルミニウム箔の片面にスチレン・ブタジエン系接着剤を０．５９ｇ／ｍ２塗布乾燥し、厚さ５μｍの２軸延伸ポリプロピレンフィルムの両面にそれぞれをドライラミネートした。以下、実施例１に準じて、２５ｍｍ×２８ｍｍ（面積７００ｍｍ２）サイズのタグを製造した。結果を表３に示した
厚さ８０μｍのアルミニウム箔の片面に、ロールコーティング方式で変性ポリプロピレン接着剤０．５４ｇ／ｍ２、厚さ９μｍのアルミニウム箔の片面にスチレン・ブタジエン系接着剤を０．５９ｇ／ｍ２塗布乾燥し、厚さ５μｍの２軸延伸ポリプロピレンフィルムの両面にそれぞれをドライラミネートした。以下、実施例１に準じて、２５ｍｍ×２８ｍｍ（面積７００ｍｍ２）サイズのタグを製造した。結果を表３に示した
本発明の共振タグは、小型で総厚さを薄くでき、フレキシブルである。従って、特に小型商品の盗難防止等のための検知システム用のタグとして好適に利用できる。また、ハンドラベラーに対する適性も優れている。
１ コイル状部
２ 一方のプレート状部
３ 他方のプレート状部
２ 一方のプレート状部
３ 他方のプレート状部
Claims (7)
- 厚さ８μｍ以下のポリプロピレンフィルムの片面に、コイル状部とキャパシタンスを構成する一方のプレート状部を有する金属箔の回路を、他面に他方のプレート状部を有する金属箔の回路を有し、両回路は導通することによりＬＣ回路を形成し、金属箔とポリプロピレンフィルムはスチレン系又はオレフィン系接着剤によって接着されてなる、予め定められた周波数のラジオ波に共振する共振タグ。
- 面積が７５０ｍｍ２以下である請求項１の共振タグ。
- 予め定められた共振周波数が５〜１５ＭＨｚである請求項１〜３のいずれか１項の共振タグ。
- 物品に添付されたときに、物品固有のキャパンシタンスとの相互作用により予め定められた共振周波数に共振するように初期周波数が定められた請求項１〜３のいずれか１項の共振タグ。
- ラジオ波を発信及び受信する一対のアンテナと請求項１〜４のいずれか１項の共振タグよりなる物品の検出装置。
- ラジオ波の発信及び受信がそれぞれ異なるアンテナによってなされる請求項５の検出装置。
- ラジオ波の発信及び受信が同一のアンテナによってなされる請求項５の検出装置。
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