JP2009093333A - 非接触型データ受送信体 - Google Patents

Abstract

【課題】柔軟性、耐熱性および耐候性に優れるとともに、アンテナに生じる通信特性の低下を防止した非接触型データ受送信体を提供する
【解決手段】本発明の非接触型データ受送信体１０は、ベース基材１３とその一方の面１３ａに設けられ互いに接続されたアンテナ１５およびＩＣチップ１４とからなるインレット１１と、ベース基材１３の一方の面１３ａ全面に設けられた保護部材１２と、を備え、保護部材１２はエラストマーからなり、保護部材１２には、多数のマイクロバブル、マイクロナノバブルまたはナノバブルが均一に分散されたことを特徴とする。
【選択図】図１

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し、特に、柔軟性、耐熱性および耐候性に優れるとともに、通信特性に優れる非接触型データ受送信体に関する。

非接触型データ受送信体の一例であるＩＣタグは、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チップとから構成されるインレットを備えており、１３．５６ＭＨｚ帯で使用するＩＣタグは、情報書込／読出装置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タグ内のＩＣチップが起動し、このＩＣチップ内の情報を信号化し、この信号がＩＣタグのアンテナから発信される。
ＩＣタグから発信された信号は、情報書込／読出装置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、識別などのデータ処理が行われる。

このようなＩＣタグを耐熱性、耐候性に優れたものとするために、インレットをシリコーン樹脂やポリテトラフルオロエチレン樹脂などの樹脂でモールドして、パッケージ化したＩＣタグが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２４７８３号公報

しかしながら、数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚで通信する電波方式のＩＣタグは、１３．５６ＭＨｚ帯の誘導起電力式と異なり、水分や周辺物質の誘電率によって特性が変化し易い。
そのため、インレットを樹脂モールドした数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚで通信する電波方式のＩＣタグは、１３．５６ＭＨｚ帯のＩＣタグと同様に樹脂などでモールドして使用すると、著しく特性が低下し、これにより出力が低下するという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、柔軟性、耐熱性および耐候性に優れるとともに、アンテナに生じる通信特性の低下を防止した非接触型データ受送信体を提供することを目的とする。

本発明の非接触型データ受送信体は、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と、少なくとも前記ＩＣチップに対向する位置に設けられた保護部材と、を備えた非接触型データ受送信体であって、前記保護部材はエラストマーからなり、前記保護部材には、多数のマイクロバブル、マイクロナノバブルまたはナノバブルが均一に分散されたことを特徴とする。

本発明の非接触型データ受送信体は、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と、少なくとも前記ベース基材の一方の面全面に設けられた保護部材と、を備えた非接触型データ受送信体であって、前記保護部材はエラストマーからなり、前記保護部材には、多数のマイクロバブル、マイクロナノバブルまたはナノバブルが均一に分散されたことを特徴とする。

本発明の非接触型データ受送信体によれば、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と、少なくとも前記ＩＣチップに対向する位置に設けられた保護部材と、を備え、前記保護部材はエラストマーからなり、前記保護部材には、多数のマイクロバブル、マイクロナノバブルまたはナノバブルが均一に分散されているので、誘電体からなる保護部材によりインレットに対して耐候性、耐熱性、耐薬品性などを付与しながら、保護部材の比誘電率が低くなるから、このような保護部材に覆われたアンテナの通信特性の低下を防止できる。さらに、アンテナと対向する部分に、その多数のマイクロバブル、マイクロナノバブルまたはナノバブルからなる空孔（空間）が形成されているのと同等の構成をなし、保護部材と接するアンテナの面積を擬似的に減らすことができ、アンテナの通信特性の低下を防止できるという相乗効果が得られる。また、本発明の非接触型データ受送信体を高温下に曝しても、保護部材に含まれる極微少気泡は熱膨張することがないので、極微少気泡の熱膨張によるインレットの破壊や変形を防止できる。

本発明の非接触型データ受送信体の最良の形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。

（１）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。
図１中、符号１０は非接触型データ受送信体、１１はインレット、１２は保護部材、１３はベース基材、１４はＩＣチップ、１５はアンテナをそれぞれ示している。

この非接触型データ受送信体１０は、インレット１１と、このインレット１１に重ねられ、ベース基材１３の一方の面１３ａ全面に設けられた保護部材１２とから概略構成されている。

保護部材１２はエラストマーからなり、エラストマーとしては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリフェレニンサルファイド樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（以下、「ＡＢＳ」と略す。）樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂などの熱可塑性エラストマーが挙げられる。これらのエラストマーの中でも、耐候性、耐熱性、耐薬品性、柔軟性などに優れ、比誘電率が低い点から、シリコーン樹脂が好ましい。

保護部材１２には、多数のマイクロバブル、マイクロナノバブルまたはナノバブルが均一に分散されている。すなわち、保護部材１２は、上記のエラストマーを基材（マトリックスリッス）とし、このエラストマーと、エラストマーに均一に分散された多数のマイクロバブル、マイクロナノバブルまたはナノバブルとから構成されている。
ここで、マイクロバブルとは、直径が１０μｍ〜数十μｍ以下の微少な気泡のことを言う。マイクロナノバブルとは、直径が数百ｎｍ〜１０μｍ以下の微少な気泡のことを言う。ナノバブルとは、直径が数百ｎｍ以下の微少な気泡のことを言う。これらのマイクロバブル、マイクロナノバブル、ナノバブルは、気泡同士の合体や吸収が起こらず、単一の気泡のまま、すなわち、独立気泡として存在し、しかもその寿命が比較的長いという特徴がある。また、これらは、単位体積当たりの表面積が大きいため、上記の保護部材１２に中に分散し易い。
なお、本明細書では、マイクロバブル、マイクロナノバブル、ナノバブルを総称して、極微少気泡と言うこともある。

上記の極微少気泡を構成する気体としては、乾燥空気、窒素ガスなどが用いられる。

また、保護部材１２における上記極微少気泡の含有量は、保護部材１２に要求される比誘電率や耐熱性などに応じて適宜調整されるが、１体積％以上、５０体積％以下が好ましく、１体積％以上、３０体積％以下がより好ましい。
保護部材１２における上記極微少気泡の含有量は、１体積％以上、５０体積％以下が好ましい理由は、極微少気泡の含有量が１体積％未満では、保護部材１２の比誘電率を低減する効果が十分に得られず、一方、極微少気泡の含有量が５０体積％を超えると、保護部材１２が脆くなり機械的強度が低下するおそれがあるからである。

このような極微少気泡を均一に分散させた保護部材１２を作製するには、上記のエラストマーと気体を超高速で旋回させることにより、旋回するエラストマーの中心軸部分に旋回気体空洞部を形成させ、この旋回気体空洞部を旋回速度差で切断することにより、エラストマー中に極微少気泡を発生させる。具体的には、エラストマーと気体を毎秒４００〜６００回転（毎分２４０００回転〜３６０００回転）という超高速で旋回させる。このようにして発生させた極微少気泡は、エラストマー中で偏ることなく、それぞれ独立して、均一に分散される。

インレット１２は、基材１３と、ＩＣチップ１４と、アンテナ１５とから概略構成されている。また、ＩＣチップ１４およびアンテナ１５は、基材１３の一方の面１３ａに設けられ、互いに電気的に接続されている。

アンテナ１５は、各種導電体からなり、互いに対向し、その対向する側にそれぞれ給電点（ＩＣチップ１４と接続している部分）を有する一対の放射素子２１，２２と、放射素子２１，２２の給電点近傍を短絡する短絡部２３とからなるダイポールアンテナである。
また、放射素子２１，２２は、その長手方向の形状が蛇行したメアンダ形状（蛇行形状）をなしている。
また、放射素子２１，２２の給電点とは反対側の端部２１ａ，２２ａは、放射素子２１，２２におけるその他の部分よりも幅広に形成されている。
アンテナ１５の長手方向における長さは、非接触ＩＣカードなどの非接触ＩＣモジュールに利用できる極超短波帯〈ＵＨＦ〉やマイクロ波帯の電波帯の周波数（３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚ）の１／２波長に相当する長さとなっている。すなわち、放射素子２１，２２の長手方向における長さは、１／４波長に相当する長さとなっている。

基材１３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。

ＩＣチップ１４としては、特に限定されず、アンテナ１５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。

アンテナ１５は、基材１３の一方の面１３ａ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、金属メッキしてなるものである。

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。

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１５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１５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。
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。

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。

また、アンテナ１５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。
さらに、アンテナ１５をなす金属メッキとしては、銅メッキ、銀メッキ、金メッキ、白金メッキなどが挙げられる。

この実施形態の非接触型データ受送信体１０は、インレット１１と、ベース基材１３の一方の面１３ａ全面に、アンテナ１５を全て覆うように設けられた保護部材１２と、を備え、保護部材１２はエラストマーからなり、保護部材１２には、多数のマイクロバブル、マイクロナノバブルまたはナノバブルが均一に分散されているので、誘電体からなる保護部材１２によりインレット１１に対して耐候性、耐熱性、耐薬品性などを付与しながら、アンテナ１５の通信特性の低下を防止することができる。
すなわち、非接触型データ受送信体１０は、保護部材１２はエラストマーからなり、保護部材１２には、多数の極微少気泡が均一に分散されているので、インレットを樹脂モールドしたＩＣタグよりも軽量化することができるとともに、保護部材１２に多数の極微少気泡が分散されていない場合と同等の機械的強度を保ちながら、柔軟性に優れたものとなる。また、非接触型データ受送信体１０は、保護部材１２に多数の極微少気泡が均一に分散されているので、保護部材１２の比誘電率が低くなり、このような保護部材１２に覆われているアンテナ１５は通信特性が低下しない。さらに、保護部材１２に多数の極微少気泡が均一に分散されているので、アンテナ１５と対向する部分に、その多数の極微少気泡からなる空孔（空間）が形成されているのと同等の構成をなし、保護部材１２と接するアンテナ１５の面積を擬似的に減らすことができ、アンテナ１５の通信特性の低下を防止できるという相乗効果が得られる。また、非接触型データ受送信体１０を高温下に曝しても、保護部材１２に含まれる極微少気泡は熱膨張することがないので、極微少気泡の熱膨張によるインレット１１の破壊や変形を防止できる。したがって、非接触型データ受送信体１０は、耐候性、耐熱性および耐薬品性、並びに、柔軟性に優れるとともに、読み取り／書き込みの精度に優れ、読み取り／書き込みの距離が低下することを防止できる。

なお、この実施形態では、ベース基材１３の一方の面１３ａ全面に、アンテナ１５を全て覆うように、保護部材１２が設けら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、インレットのベース基材の一方の面において、少なくともＩＣチップに対向する位置に、多数の極微少気泡が均一に分散された保護部材が設けられていればよい。このように、少なくともＩＣチップに対向する位置に、多数の極微少気泡が均一に分散された保護部材が設けられた非接触型データ受送信体は、極微少気泡の熱膨張によるＩＣチップの破損を防止できるとともに、ＩＣチップの耐熱性を向上することができる。

また、この実施形態では、アンテナ１５がダイポールアンテナである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、アンテナがモノポールアンテナ、クロスダイポールアンテナなどであってもよい。

（２）第二の実施形態
図２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２において、図１に示した第一の実施形態の構成要素と同じ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、インレット１１と、このインレット１１の表面全面を覆い、ベース基材１３の一方の面１３ａ全面および他方の面１３ｂ全面に設けられた保護部材２１とから概略構成されている。

保護部材２１は、上記の保護部材１２と同様のエラストマーからなり、保護部材１２と同様に多数のマイクロバブル、マイクロナノバブルまたはナノバブルが均一に分散されている。

この実施形態の非接触型データ受送信体２０は、インレット１１の表面全面を覆うように、多数の極微少気泡が均一に分散された保護部材２１が設けられているので、より耐候性、耐熱性および耐薬品性、並びに、柔軟性に優れるとともに、アンテナ１５の通信特性の低下を防止することができる。

（３）第三の実施形態
図３は、本発明に係る非接触型データ受送信体の第三の実施形態を示す概略断面図である。
図３において、図１に示した第一の実施形態、および、図２に示した第二の実施形態の構成要素と同じ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３０は、インレット１１と、このインレット１１の表面全面を覆い、ベース基材１３の一方の面１３ａ全面および他方の面１３ｂ全面に設けられた保護部材２１と、保護部材２１の表面全面を覆い、第一部材３２と第二部材３３とからなる被覆材３１とから概略構成されている。

被覆材３１は、上記の保護部材１２と同様のエラストマーからなる。

この実施形態の非接触型データ受送信体３０は、上記の非接触型データ受送信体２０の保護部材２１の表面全面を覆うように、被覆材３１が設けられているので、より耐候性、耐熱性および耐薬品性に優れている。

なお、本発明の非接触型データ受送信体にあっては、インレットのアンテナ形状は限定されず、如何なる形状であってもよい。

本発明の非接触型データ受送信体は、非金属物質の他に、金属物品や水分を含む物品へ直接貼付する用途に適用できる。

本発明に係る非接触型データ受送信体の一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。 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。 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断面図である。

符号の説明

１０，２０，３０・・・非接触型データ受送信体、１１・・・インレット、１２，２１・・・保護部材、１３・・・基材、１４・・・ＩＣチップ、１５・・・アンテナ、３１・・・被覆材、３２・・・第一部材、３３・・・第二部材。

Claims (2)

1. 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と、少なくとも前記ＩＣチップに対向する位置に設けられた保護部材と、を備えた非接触型データ受送信体であって、
   前記保護部材はエラストマーからなり、前記保護部材には、多数のマイクロバブル、マイクロナノバブルまたはナノバブルが均一に分散されたことを特徴とする非接触型データ受送信体。
2. 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と、少なくとも前記ベース基材の一方の面全面に設けられた保護部材と、を備えた非接触型データ受送信体であって、
   前記保護部材はエラストマーからなり、前記保護部材には、多数のマイクロバブル、マイクロナノバブルまたはナノバブルが均一に分散されたことを特徴とする非接触型データ受送信体。
   
   

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