JP2012073780A - ブースタアンテナ付ｉｃタグ装着用紙およびブースタアンテナ付ｉｃタグ装着用紙の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】強固であって、精度良く、かつ効率良く製造することができるブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙を提供する。
【解決手段】本発明によるブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙１０は、内部に導電性材料からなるブースタアンテナ２０がすき込まれた単一の層からなる用紙３０を備えている。用紙３０上には、基材４１と、基材４１上に設けられ、用紙３０の内部にすき込まれたブースタアンテナ２０に電磁結合可能なチップ側アンテナ４２と、チップ側アンテナ４２に接続されたＩＣチップ４３とを有するＩＣタグ４０が装着されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、内部にブースタアンテナがすき込まれた用紙上にＩＣタグが装着されたブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙およびブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙の製造方法に係り、とりわけ、強固であって、精度良く、かつ効率良く製造することができるブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙およびブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙の製造方法に関する。

従来より、物品に、メモリー付き集積回路を有する「非接触ＩＣタグ」（一般に、「非接触データキャリア」、「無線ＩＣタグ」、「非接触ＩＣ」、「非接触ＩＣラベル」、「ＲＦ−ＩＤタグ」等と表現される場合もある。）を実装して、各種の情報を記録して物品の管理や物流の合理化あるいは商品情報表示等が行われている。このようなことを目的として、非接触ＩＣタグは、例えば、書類や物品に直接貼り付けられたり、ラベル状に形成されて貼り付けられたりしている。

非接触ＩＣタグは、外部装置との間で電波による情報の送受信を行うようにするために、例えば、用紙表面にアンテナパターンを印刷して、このアンテナパターンにＩＣチップを装着するように構成されている。そして、非接触ＩＣタグの基材が紙等の薄層の材料である場合には、導電性インキを使用して、オフセット、グラビア、フレキソ、シルクスクリーン印刷等により形成されている。

しかしながら、印刷によりアンテナパターンを設けた場合には、表面にアンテナパターンが露出されるため、用紙上のデザインが制約されるという問題がある。また、製造工程においても、アンテナパターンを設けるための印刷工程、インターポーザ貼付工程、仕上げ断ち工程などの工程が必要となり、コストダウンを困難にさせているという問題がある。

このようなことに対処するために、内部にアンテナ部がすき込まれた用紙が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、アンテナとＩＣチップとを含むスレッドが、細幅に形成されて、紙製基材内にすき込まれた偽造防止用紙が知られている（例えば、特許文献２および３参照）。

特開２００２−３４２７３５号公報 特開２００８−７１２０８号公報 特開２００７−１４０８９８号公報

しかしながら、特許文献１においては、用紙が２つの紙層により構成され、これら２つの紙層間にアンテナ部を介在させるようにして、アンテナ部を用紙にすき込ませている。このため、用紙を構成する２つの紙層が、剥離されやすいという問題がある。

また、特許文献２および３に示す偽造防止用紙においては、偽造防止を兼ねて、ＩＣチップと共にアンテナが紙製基材内にすき込まれている。ここで、紙製基材内にすき込まれるアンテナとＩＣチップは、樹脂製のフィルムに取り付けられている。この場合、紙製基材の伸縮率と、樹脂製のフィルムの伸縮率が異なるため、スレットの位置がずれるという問題がある。また、この場合、最終製品の形態に応じて、用紙の面付けに対応するように、抄紙工程時のスレットのすき込み位置を変える必要があり、スレットがすき込まれた用紙を量産してコストダウンすることが困難になるという問題がある。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、強固であって、精度良く、かつ効率良く製造することができるブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙およびブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、内部に導電性材料からなるブースタアンテナがすき込まれた単一の層からなる用紙と、用紙上に装着されたＩＣタグであって、基材と、基材上に設けられ、用紙の内部にすき込まれたブースタアンテナに電磁結合可能なチップ側アンテナと、チップ側アンテナに接続されたＩＣチップとを有するＩＣタグと、を備えたことを特徴とするブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙を提供する。

なお、上述したブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙において、ＩＣタグのチップ側アンテナは、ループ状に形成されており、チップ側アンテナの一部が、ブースタアンテナに重なる位置に設けられている、ことが好ましい。

本発明は、導電性材料からなるブースタアンテナを準備する工程と、抄紙形成部材上に、用紙繊維と共にブースタアンテナを供給して、内部にブースタアンテナがすき込まれるように用紙をすき込み、単一の層からなる用紙を作製する工程と、用紙上に、基材と、基材上に設けられ、用紙の内部にすき込まれたブースタアンテナに電磁結合可能なチップ側アンテナと、チップ側アンテナに接続されたＩＣチップとを有するＩＣタグを装着する工程と、を備えたことを特徴とするブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙の製造方法を提供する。

なお、上述したブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙の製造方法において、ブースタアンテナを準備する工程において、帯状のブースタアンテナがロール状に巻き付けられてアンテナロールが形成され、用紙を作製する工程において、ブースタアンテナは、アンテナロールから繰り出されて、抄紙形成部材上に供給される、ことが好ましい。

また、上述したブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙の製造方法において、ＩＣタグを装着する工程において、ループ状に形成されたチップ側アンテナの一部が、ブースタアンテナに重なる位置に設けられている、ことが好ましい。

本発明によれば、ブースタアンテナは、単一の層からなる用紙の内部にブースタアンテナがすき込まれているため、ブースタアンテナがすき込まれた用紙を強固に作製することができる。また、用紙上に、基材と、チップ側アンテナと、ＩＣチップとを有するＩＣタグが装着されるため、用紙の内部に樹脂材料がすき込まれることがなく、ブースタアンテナを用紙の内部の所定の位置に精度良く配置させることができる。また、ＩＣタグが、用紙上に配置されるため、内部にブースタアンテナがすき込まれた用紙を、量産することができ、効率良く製造することができる。

図１は、本発明の実施の形態におけるブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙の一例を示す平面図。 図２は、図１のＡ−Ａ線断面を示す図。 図３は、本発明の実施の形態におけるブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙の製造方法に使用される抄紙機の一例を示す図。 図４は、本発明の実施の形態におけるブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙の製造方法のフローチャートを示す図。 図５は、本発明の実施の形態において、ブースタアンテナがすき込まれた用紙の一例を示す平面図。 図６は、本発明の実施の形態において、ブースタアンテナがすき込まれた用紙の他の例を示す平面図。

図１乃至図６を用いて、本発明の実施の形態におけるブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙およびブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙の製造方法について説明する。

まず、図１および図２によりブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙１０の全体構成について説明する。ここでブースタ付ＩＣタグ装着用紙１０は、外部装置（図示せず）との間で電波による情報の送受信を行うためのものである。

図１および図２に示すように、ブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙１０は、内部に導電性材料からなるブースタアンテナ２０がすき込まれた単一の層からなる用紙３０と、用紙３０上に装着されたＵＨＦ帯のＩＣタグ４０とを備えている。このうちＩＣタグ４０は、樹脂からなる基材４１と、基材４１上に設けられ、用紙３０の内部にすき込まれたブースタアンテナ２０に電磁結合可能なチップ側アンテナ４２と、チップ側アンテナ４２に接続されたＩＣチップ４３とを有している。

ブースタアンテナ２０は、用紙３０のすき込み時に、用紙３０の内部にすき込まれている。すなわち、ブースタアンテナ２０は、図２に示す断面図において、用紙３０を形成する材料により覆われている。また、ブースタアンテナ２０を形成する導電性材料は、アルミニウムを含んでいることが好ましい。なお、ブースタアンテナ２０は、幅５ｍｍ、厚さ１２μｍで、帯状に形成され、ＵＨＦ帯の波長に共振可能になっている。

図１に示すように、ＩＣタグ４０のチップ側アンテナ４２は、ループ状に形成されており、チップ側アンテナ４２の一部が、ブースタアンテナ２０の上に、用紙３０および基材４１を介して配置され、ブースタアンテナ２０に重なる位置に設けられている。なお、チップ側アンテナ４２は、ブースタアンテナ２０と同様に、アルミニウムを含む導電性材料により形成されていることが好ましい。

ＩＣタグ４０は、基材４１の用紙３０側の面に設けられた図示しない粘着層を介して、用紙３０上に貼り付けられている。また、チップ側アンテナ４２とＩＣチップ４３は、樹脂からなるカバー材（図示せず）により覆われている。

次に、図３を用いて、パルプ等からなる用紙繊維（用紙材料）を含む水溶液３０ａから用紙３０を作製する抄紙機５０について説明する。

図３に示すように、抄紙機５０は、上面に用紙３０が形成される抄紙形成部材としての連続状の抄紙網（またはワイヤー部材）５１と、複数のローラ５２ａを有し、抄紙網５１を駆動する抄紙網駆動部５２と、抄紙網５１に、用紙繊維を含む水溶液３０ａを供給する用紙材料供給部５３とを有している。このうち、用紙材料供給部５３の上流側には、帯状のブースタアンテナ２０を繰り出すアンテナ繰出部５４が設けられている。このアンテナ繰出部５４には、帯状のブースタアンテナ２０がロール状に巻き付けられたアンテナロール２１が取り付けられている。

このようにして、アンテナ繰出部５４から繰り出されたブースタアンテナ２０は、用紙繊維を含む水溶液３０ａと共に、抄紙網５１上に供給され、抄紙網５１上において用紙繊維がからみ合って、内部にブースタアンテナがすき込まれるように単一の用紙繊維の層、すなわち用紙３０が形成されるようになっている。その後、抄紙網駆動部５２の下流側端部において、抄紙網５１と、抄紙網５１上に形成された用紙３０とが分離され、脱水処理、乾燥処理および仕上げ処理が順次行われるようになっている。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用、すなわちブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙１０の製造方法について説明する。

図４に示すように、まず、帯状のブースタアンテナ２０を準備する（ステップＳ１）。この場合、帯状のブースタアンテナ２０がロール状に巻き付けられてアンテナロール２１が形成され、このアンテナロール２１が抄紙機５０のアンテナ繰出部５４に取り付けられる。

続いて、内部に１つのブースタアンテナ２０がすき込まれた用紙３０が作製される（ステップＳ２）。この場合、図３に示すように、アンテナ繰出部５４からブースタアンテナ２０が繰り出されて、抄紙網駆動部５２により駆動されている抄紙網５１上に供給される。これと並行して、抄紙網５１上に、用紙材料供給部５３から、用紙繊維を含む水溶液３０ａが供給される。このことにより、抄紙網５１上において、当該水溶液３０ａに含まれる用紙繊維がからみ合って、図５に示すような単一の用紙繊維の層（用紙３０）が形成される。この際、抄紙網５１上にブースタアンテナ２０が供給されているため、単一の用紙３０の内部にブースタアンテナ２０がすき込まれる。次に、抄紙網５１から、内部にブースタアンテナ２０がすき込まれた用紙３０が分離され、当該用紙３０が、脱水処理、乾燥処理および仕上げ処理される。

次に、このようにして得られた用紙３０が、この後装着されるＩＣタグ４０毎に、枚葉状に、断裁される（ステップＳ３）。ここでは、長方形形状のブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙１０の長辺方向にブースタアンテナ２０が延びるように、用紙３０が断裁される（図５参照）。

一方、図４に示すように、ＩＣタグ４０が準備される（ステップＳ４）。この場合、まず、基材４１上に、ループ状のチップ側アンテナ４２が形成され、次に、チップ側アンテナ４２にＩＣチップ４３が接続される。ここで、チップ側アンテナ４２を形成する方法としては、導電性材料を基材４１上にパターン状に塗布する方法、基材４１上にパターン状の導電性箔を転写する方法、あるいは、基材４１上に導電性箔を積層し、この積層された導電性箔をパターン状にエッチングする方法等が挙げられる。その後、チップ側アンテナ４２とＩＣチップ４３が、図示しないカバー材により覆われる。

その後、断裁された用紙３０上に、ＩＣタグ４０が装着される（ステップＳ５）。この場合、基材４１の用紙３０側に設けられた図示しない粘着層により、ＩＣタグ４０が用紙３０に貼り付けられる。また、この場合、チップ側アンテナ４２の一部が、ブースタアンテナ２０に重なる位置に、ＩＣタグ４０が配置される。このようにして、図１に示すような個々のブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙１０が得られる。

このように本実施の形態によれば、ブースタアンテナ２０は、用紙３０のすき込み時に、用紙３０の内部にすき込まれる。このことにより、単一の層からなる用紙３０の内部にブースタアンテナ２０をすき込ませることができる。このため、内部に、ブースタアンテナ２０がすき込まれた用紙３０を強固に作製することができる。

また、本実施の形態によれば、用紙３０上に、基材４１と、チップ側アンテナ４２と、ＩＣチップ４３とを有するＩＣタグ４０が装着されるため、用紙３０の内部に樹脂材料がすき込まれることがなく、ブースタアンテナ２０を用紙３０の内部の所定の位置に精度良く配置させることができる。また、この場合、用紙３０の面付けを比較的自由に行うことができる。このため、内部にブースタアンテナ２０がすき込まれた用紙３０を、量産することができ、効率良く、安価に製造することができる。

また、本実施の形態によれば、予め形成されたブースタアンテナ２０がアンテナロール２１から繰り出されて、用紙３０の内部にすき込まれる。このため、ブースタアンテナ２０の形状寸法の精度を向上させることができる。

さらに、本実施の形態によれば、ＵＨＦ帯のＩＣタグ４０のチップ側アンテナ４２が、ループ状に形成されて、その一部が、同様にＵＨＦ帯の波長に共振するブースタアンテナ２０に重なる位置に設けられている。このことにより、チップ側アンテナ４２とブースタアンテナ２０とを組み合わせて用いることが可能となる。ここで、ＵＨＦ帯の波長は約３０ｃｍである（波長（ｍ）＝３００／周波数）ため、遠方界のＵＨＦ帯に共振するアンテナ長は約３０ｃｍとすることが有効である。しかしながら、ＩＣタグ４０を小型化する場合、チップ側アンテナ４２も小型化することが求められ、チップ側アンテナ４２のアンテナ長を、遠方界のＵＨＦ帯の波長に最も共振する長さとすることが困難になる。その結果、近傍界の磁場で共振する構造となり、ＩＣタグ４０の通信距離が短くなってしまう。そこで、ＩＣタグ４０のチップ側アンテナ４２が、ＵＨＦ帯の波長に最も共振するアンテナ長を有するブースタアンテナ２０と電磁結合することにより、ＩＣタグ４０のみでは通信することができない離れた位置（遠方界）にある外部装置と通信することが可能となる。すなわち、用紙３０が、ＩＣタグ４０のみを備えた場合に比べて、長距離通信が可能な用紙を提供することが可能となる。さらに、ブースタアンテナ２０を設けることにより、チップ側アンテナ４２は、近傍界の磁場で通信する性能を備えればよいため、チップ側アンテナ４２を小さなループ形状（アンテナ長を短く）することができる。このことにより、ＩＣタグ４０を安価に製造することができ、ブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙１０を、全体として、安価に製造することができる。

なお、本実施の形態においては、１つのブースタアンテナロール２１からブースタアンテナ２０が繰り出されて用紙３０が作製される例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、２つのブースタアンテナロール２１を準備し、それぞれのブースタアンテナロール２１から抄紙網５１上にブースタアンテナ２０を供給して、用紙３０を作製するようにしても良い。この場合、図６に示すように、用紙３０の長手方向に、２つのブースタアンテナ２０が並列して延びるため、このような用紙３０からは２列のブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙１０を製造することができ、ブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙１０を効率良く製造することができる。さらに、ブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙１０の製造効率をより一層向上させるために、３つ以上のブースタアンテナロール２１を用いて用紙３０を作製しても良い。

また、本実施の形態においては、長方形形状のブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙１０において、長辺方向にブースタアンテナ２０が延びる例について説明したが、このことに限られることはなく、短辺方向にブースタアンテナ２０が延びるようにしても良い。更には、ブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙１０は、長方形形状に限られることはなく、正方形形状等、任意の形状としても良い。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明してきたが、本発明によるブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙、およびブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙の製造方法は、上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

１０ ブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙
２０ ブースタアンテナ
２１ アンテナロール
３０ 用紙
３０ａ 用紙繊維を含む水溶液
４０ ＩＣタグ
４１ 基材
４２ チップ側アンテナ
４３ ＩＣチップ
５０ 抄紙機
５１ 抄紙網
５２ 抄紙網駆動部
５２ａ ローラ
５３ 用紙材料供給部
５４ アンテナ繰出部

Claims (5)

1. 内部に導電性材料からなるブースタアンテナがすき込まれた単一の層からなる用紙と、
   用紙上に装着されたＩＣタグであって、基材と、基材上に設けられ、用紙の内部にすき込まれたブースタアンテナに電磁結合可能なチップ側アンテナと、チップ側アンテナに接続されたＩＣチップとを有するＩＣタグと、を備えたことを特徴とするブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙。
2. ＩＣタグのチップ側アンテナは、ループ状に形成されており、
   チップ側アンテナの一部が、ブースタアンテナに重なる位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙。
3. 導電性材料からなるブースタアンテナを準備する工程と、
   抄紙形成部材上に、用紙繊維と共にブースタアンテナを供給して、内部にブースタアンテナがすき込まれるように用紙をすき込み、単一の層からなる用紙を作製する工程と、
   用紙上に、基材と、基材上に設けられ、用紙の内部にすき込まれたブースタアンテナに電磁結合可能なチップ側アンテナと、チップ側アンテナに接続されたＩＣチップとを有するＩＣタグを装着する工程と、を備えたことを特徴とするブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙の製造方法。
4. ブースタアンテナを準備する工程において、帯状のブースタアンテナがロール状に巻き付けられてアンテナロールが形成され、
   用紙を作製する工程において、ブースタアンテナは、アンテナロールから繰り出されて、抄紙形成部材上に供給されることを特徴とする請求項３に記載のブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙の製造方法。
5. ＩＣタグを装着する工程において、ループ状に形成されたチップ側アンテナの一部が、ブースタアンテナに重なる位置に設けられることを特徴とする請求項３または４に記載のブースタアンテナ付ＩＣタグ装着用紙の製造方法。

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