JP2010176453A

JP2010176453A - Ｒｆｉｄタグの製造方法

Info

Publication number: JP2010176453A
Application number: JP2009019183A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Muramoto; 勝広村元; Yukito Nozaki; 幸仁野崎
Original assignee: Japan Crown Cork Co Ltd
Current assignee: Nippon Closures Co Ltd
Priority date: 2009-01-30
Filing date: 2009-01-30
Publication date: 2010-08-12

Abstract

【課題】接着剤を使用せずに、且つインレットを目的とする位置に確実に保持して成形できる耐久性のあるゴム製のＲＦＩＤタグを得る。
【解決手段】ＩＣチップ６とそれに接続したアンテナ５からなるインレット４を上面に前記インレットが係合するインレット位置決め手段が形成されている加硫ゴムシート２−１上に配置し、その上から未加硫ゴムを熱溶着させて成形するか又は溶融未加硫ゴムを射出成形により熱溶着させて、前記インレット４が完全にゴム内に包囲されるように成形する。
【選択図】図３

Description

本発明は、固体識別情報が格納されたＩＣチップとアンテナが接続されて一体となったインレットを有するＲＦＩＤタグの製造方法、特にタグ本体がゴム製のＲＦＩＤタグの製造方法に関する。

従来、電子タグは固体識別システムとして広く普及し、特に無線方式のＩＣタグ（電子タグ）であるＲＦＩＤタグ（Radio Frequency Identification）は、種々の物品に取り付けて物品管理に広く利用されている。ＲＦＩＤタグは、ＩＣチップとそれに電気的に接続したアンテナからなるインレットを一般に樹脂内に封止して成形したものが知られている。ＲＦＩＤタグの製造方法として、インレットを熱可塑性樹脂板で挟み、それを上下の熱板で挟み所定の加熱条件下で加圧することにより、熱可塑性樹脂板を溶融させてインレットと一体化させる方法（例えば、特許文献１参照）や、同じ組成の熱可塑性エストラマーからなる下部基材と上部基材との間にインレットを挟んで重ねた状態で射出成形金型内に配置して、上記熱可塑性エストラマーと同じ組成のエストラマーをその外周部に射出して一体化させる方法（特許文献２参照）等が提案されている。しかしながら、樹脂被覆ＲＦＩＤタグの場合は、玄関マット等屋外の過酷な条件下で使用され、かつ繰り返し洗浄・殺菌される物品に装着するＲＦＩＤタグとして、耐薬品性、耐候性、耐衝撃性等に劣り、そのままの状態で物品に装着することは耐用性に欠けるため、例えば被装着物品が玄関マット等で基材がゴム製品である場合、ゴム製品にＲＦＩＤタグが嵌合する凹部を形成してＲＦＩＤタグを未加硫ゴム生地で挟んで加熱・加圧して加硫接着を行なう方法が提案されている（特許文献３）。この場合、ＲＦＩＤタグ自体は熱可塑性樹脂で成形するため、耐久性を持たせるために、被装着物品のゴム基材内に埋め込むという手段を採用しなければならず、物品への取付作業が煩雑であり、簡易に取り付けることができないという欠点がある。一方、加硫ゴムシート間にインレットを挟んで一体化されたＲＦＩＤタグも提案されている。その場合、加硫ゴムシート同士は、熱圧着が困難なために、通常接着剤が使われている。

一方、自動車のタイヤに装着される非接触型ＲＦＩＤタグを、タイヤを構成する未加硫ゴムと同質の未加硫ゴムで被覆したタイヤ取付用ＲＦＩＤタグも提供されている（特許文献４）。その場合、予めプラスチックシート（ラベル）上にＩＣチップとコイルを配置して形成したＩＣタグ本体を、実装側の面に未加硫のゴム部材で形成した保護シートを積層し、タイヤ取付用ＩＣタグを被着材であるタイヤのインナーライナに接着し、タイヤを加硫することによって、前記保護シートが加硫されて、ＩＣタグ本体がタイヤと保護シートで囲繞されて完全に密閉されるようにしている。

さらに、ゴム弾性体に市販のＩＣチップ又はセンサー及びＩＣチップ及び関係回路を含むマイクロシステム（ＩＳＭ）をゴムに埋め込むために、第１層の未加硫ゴムの上に所定のＩＳＭが収納できる空間を刻印し、この中に加硫ゴムチップとＩＳＭをいれ、その上に第２層の未加硫ゴムを載せ、金型で加温、加圧成形する方法が提案されている（特許文献５）。

特開平０９−１９７９６５号公報特開２００５−１４９３６３号公報特許第２６３１１８８号公報特開２００５−９６４２３号公報特開２００４−３４５３３９公報

上記のように加硫ゴムシート同士を接着剤で接着した場合、長期の繰り返し使用等で接着剤に使用される揮発成分が製品や人体に悪影響を与える場合があるという問題点がある。一方、接着剤を使用せずに未加硫ゴム内にインレットを挿入してゴム製のタグを成形する場合、未加硫ゴムはベタベタして取り扱いにくく不安定であり、未加硫ゴム同士の間にインレットを挟み込んで成形すると、両方の未加硫ゴムが不安定で加硫成形中にインレットが動き安定して所定位置に保持して成形することが困難であり、タグ本体内でのインレットの位置にバラツキが生じ均一な製品が得にくいという問題点がある。そのため、従来ＩＣタグは一般にタグ本体を合成樹脂で成形し、過酷な環境下に曝される物品への装着は上記のようにその物品内に埋め込むことによってＩＣタグを保護しているのが現状であり、その場合、ＩＣタグ装着作業が複雑であるという問題点がある。

そこで、本発明は上記実情に鑑み創案されたものであって、接着剤を使用せずに、インレットを所定位置に確実に保持して容易に良好に成形できる耐久性のあるゴム製のＲＦＩＤタグの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明に係るゴム製ＲＦＩＤタグの製造方法は、ＩＣチップとそれに接続したアンテナからなるインレットを加硫ゴムシート上に配置し、その上から加硫剤が添加された未加硫ゴムを熱溶着させることにより、前記インレットが完全にゴム内に包囲されるように成形してなることを特徴とするものである。

前記未加硫ゴムが未加硫ゴム塊であり、前記インレットを前記加硫ゴムシートと前記未加硫ゴム塊で金型内で挟んで加熱加圧することにより、前記未加硫ゴムを加硫させ、前記加硫ゴムシートに熱溶着させることで、インレットを位置決めして挟んだ状態で加硫ゴムと未加硫ゴムを一体に確実に成形することができる。または、前記未加硫ゴムを射出成形により前記加硫ゴムシート及び前記インレットと一体に熱溶着させることにより、より短時間に容易に成形できる。また、加硫ゴムシートに予め位置決め手段を形成しておくことによって、インレットを容易に位置決めすることができる。前記位置決め手段として、前記インレットの外周縁と略同形状の凹部を形成したものが採用できる。

本発明によれば、接着剤を用いずにインレットを加硫ゴムと未加硫ゴムの組合せからなるゴム製タグ本体内の所定位置に位置ずれすることなく一体化でき、均質で、耐熱性、耐薬品性、柔軟性、耐衝撃性など優れた物性を有し、しかも接着剤を使用しないので揮発成分が発生することなく、人体や製品に悪影響がないゴム製のＲＦＩＤタグを簡単に得ることができる。そして、ＲＦＩＤタグ本体が完全にゴム体で構成されているので、玄関マット等過酷な使用条件でしかも洗浄等を繰り返す被装着体にも内部に埋め込む必要もなく、簡単に取り付けすることができる。また請求項２の方法によれば、加硫ゴムと未加硫ゴム塊との組み合わせのため、加硫ゴムシートを下型に簡単にセットできて取り扱いが容易であり、且つ加硫ゴムシートの厚さを調整することによって、インレットの高さ方向位置を容易に調整することができ、被装着物の通信距離及び使用状態に応じてインレットのＲＦＩＤタグ表面との距離を最適位置にセットすることができる。さらに、請求項４、５によれば加硫ゴムシートの上面にインレット位置決め手段が設けられているので、インレットの径方向位置を確実に所定位置に位置決めして成形中に位置ずれすることなく成形でき、更に安定した通信性能を得ることができる。

本発明の実施形態に係るＲＦＩＤタグの概略斜視図である。図１のＡ−Ａ断面図である。本発明の実施形態に係るＲＦＩＤタグの製造工程の展開を示す模式図である。製造工程を示すブロック線図である。

以下、図面を基に本発明に係るＲＦＩＤタグの製造方法の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るゴム製ＲＦＩＤタグ１の模式図であり、ゴム製の外装体を構成するタグ本体２の内部にインレット４が埋設されて構成されている。インレット４は、アンテナ５にＩＣチップ６が電気的に接続して形成されている。本実施形態では、アンテナは図示のように円環状に形成され、その大きさは用途に応じて所定の通信距離を確保できるように使用する電波の周波数に応じて決定される。なお、本実施形態では、アンテナを円環状に形成し、且つタグ本体も円盤状に形成してあるが、形状はそれに限定されるものでなく、矩形状等任意の形に形成することが可能である。

一方、ゴム製のタグ本体２は、加硫ゴムシート２−１上にインレット４を配置し、その上から加硫剤を添加した未加硫ゴム塊７（図３）をヒートプレスにより加熱加圧（加硫）して加硫ゴムシート上に熱溶着すると共に上部ゴム層２−２を成形して加硫ゴムシート２−１（下部ゴム層）と一体化される。加硫ゴムシート２−１の厚さを選択することにより、タグ内のインレットの高さ方向の位置をコントロールでき、通信距離を確保できる。また、未加硫ゴムの量によりタグ全体の厚さをコントロールすることができる。

加硫ゴムシート２−１は、市販の適宜の加硫ゴムシートから所定の形状（本実施形態では円板）に型抜きして形成され、図３に示すように、その中央部にインレットが嵌合する座ぐり凹部３を予め形成しておく。加硫ゴムシート上面にインレット４が着座する座ぐり凹部３を形成しておくことによって、成形に際してインレットを正確に位置決めでき、且つ加熱加圧中（加硫中）にインレットが位置ずれするのを防止し、正確な位置に保持した状態でタグの成形ができるようにしてある。より詳しくは、座ぐり凹部３の内径をインレット４の外周縁（アンテナ５の外周縁）と略同形状若しくは少し大きい寸法にすることで、位置ずれ防止を可能としている。

加硫ゴム及び未加硫ゴムの材質は、タグの使用環境、被装着体に応じて選択し、例えば、ＳＢＲ（スチレン−ブタジエンゴム）、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、ＢＲ（ブタジエンゴム）、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素ゴム等の合成ゴムや天然ゴムが採用できる。例えば、比較的温度の高い環境で使用するタグの場合は、シリコーンゴムやフッ素ゴムを採用する。さらに、柔軟で伸びないことが要求されるタグについては、繊維補強入り加硫ゴムシートを使用することで、変形を抑制することができる。以上のように成形されたＲＦＩＤタグは、完全にインレットがゴムの外装体（タグ本体）内に位置しているので、悪環境下で使用する被装着体の表面に単に固定するだけで使用可能であり、被装着体への装着が容易である。

次に、以上のような構成を有するＲＦＩＤタグの製造方法の実施形態を図３及び図４により説明する。図３は製造工程の展開を示す模式図であり、図４は製造工程を示すブロック線図である。
金型は所定の温度・圧力で加熱・加圧できる一対の下型１０と上型１１とからなり、下型１０には加硫ゴムシートの直径よりも僅かに大きい直径を有し且つ成形後のＲＦＩＤタグ高さに相当する深さを有する凹型１２が形成されている。当該金型を用いて、ＲＦＩＤタグは次のような工程により製造される。

まず下型１０の凹型１２に加硫ゴムシート２−１を座ぐり凹部３面を上にして挿入し（加硫ゴムシートセット工程）、次いで座ぐり凹部３にインレット４をセットする（インレットセット工程）。その際、加硫ゴムシート２−１に座ぐり凹部３が形成されているので、インレット４は該座ぐり凹部３に着座することによって、正確にアンテナ５の位置決めができ、アンテナが偏心又はゴムからはみ出すなどの不良を生じることがない。従って、接着剤を使用しなくても加硫中にアンテナ位置がずれることなく正確な位置に保持することができる。次いで、その上部に未加硫ゴム塊７を載せてセットする（未加硫ゴムセット工程）。

その状態で上型１１及び／又は下型１０を相対的に移動させて型閉めをし（型閉め工程）、所定の温度に加熱された金型で所定圧力で一定時間保持することによって、加硫剤が添加された未加硫ゴム塊７が溶融して凹型１２内の加硫ゴムシート上でインレットを挟んで板状に伸びて成形されて加硫が行なわれる（加熱プレス（加硫）工程）。加硫工程は、採用するゴムの材質及び成形するタグの大きさに応じて、加硫時の温度及び圧力を最適条件で選択して行う。例えば、加硫ゴムシートとして外径３０ｍｍ、厚み１ｍｍのＮＢＲシートを採用し、且つ未加硫ゴムとしてＮＢＲ塊を採用して、金型を１８０℃に加温して、未加硫のＮＢＲ塊を圧力１０ＭＰａで略５分間加圧保持することによって、未加硫ゴム塊の加硫が行なわれ、インレットを挟んで加硫ゴムシート上に未加硫ゴムが良好に一体に溶着した外径３０ｍｍ、厚さ２ｍｍのゴム製ＲＦＩＤタグを得ることができた。

一般に未加硫ゴムはベタベタして取り扱いにくく、且つ未加硫ゴム内にインレットを包含させようとすると加硫中にインレットが動き易くゴム内の正確な位置にインレットを内在させることは困難であるが、本発明によれば、加硫ゴムシート２−１と未加硫ゴム塊７との組み合わせであり、しかも加硫ゴムシートの表面にインレットが着座する座ぐり凹部３が形成されているので、成形中にインレットが動くことなく簡単に成形でき、加硫ゴムシートと未加硫ゴムが一体となる。所定時間経過後型開きして（型開き工程）、離型する（離型工程）ことによって、インレット４が完全にゴムで被覆された状態の円板状のゴム製ＲＦＩＤタグ１を製造することができる。

以上の実施形態では、未加硫ゴムとして未加硫ゴム塊を採用して金型内でプレス成形したが、溶融未加硫を金型内に射出して成形することも可能である。射出成形の場合は、前記実施形態と同様に下型内に加硫ゴムシートをセットしてその上にインレット４を載せて、その上に未加硫ゴムが射出されるように金型内にインサートして型閉めを行い、溶融未加硫ゴムを射出して成形を行う。射出成形の場合は、前記プレス成形の場合と比べて成形時間（加硫時間）が略１／１０程度に短縮できる利点がある。

本発明によれば、インレットを完全に包囲するタグ本体がゴム製のＲＦＩＤタグを簡単に且つインレットがタグ本体の中心位置からずれないように均一に成形することができ、特に悪環境に設置する被装着物に簡単に装着可能なＲＦＩＤタグを得ることができ、産業上の利用可能性が高い。

１ＲＦＩＤタグ
２タグ本体
２−１加硫ゴムシート（下部ゴム層）
２−２上部ゴム層
３座ぐり凹部
４インレット
５アンテナ
６ＩＣチップ
１０下型
１１上型
１２凹型

Claims

ＩＣチップとそれに接続したアンテナからなるインレットを加硫ゴムシート上に配置し、その上から加硫剤が添加された未加硫ゴムを熱溶着させることにより、前記インレットが完全にゴム内に包囲されるように成形してなることを特徴とするゴム製ＲＦＩＤタグの製造方法。
前記未加硫ゴムが未加硫ゴム塊であり、前記インレットを前記加硫ゴムシートと前記未加硫ゴム塊で金型内で挟んで加熱加圧することにより、前記未加硫ゴムを加硫させ、前記加硫ゴムシートに熱溶着させる請求項１に記載のゴム製ＲＦＩＤタグの製造方法。
前記未加硫ゴムを射出成形により前記加硫ゴムシート及び前記インレットと一体に熱溶着させる請求項１に記載のゴム製ＲＦＩＤタグの製造方法。
前記加硫ゴムシートの上面に前記インレットが係合するインレット位置決め手段が形成されている請求項１〜３何れかに記載のゴム製ＲＦＩＤタグの製造方法。
前記位置決め手段が前記インレットの外周縁と略同形状の凹部からなる請求項４に記載のゴム製ＲＦＩＤタグの製造方法。