JP2014026447A

JP2014026447A - Ｉｃタグ内蔵鋏状手動利器

Info

Publication number: JP2014026447A
Application number: JP2012166017A
Authority: JP
Inventors: Mayuko Fukatsu; 麻由子深津; Kimikatsu Nakagawa; 仁克中川
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2012-07-26
Filing date: 2012-07-26
Publication date: 2014-02-06

Abstract

【課題】刃体と刃体に延設する把握体とを備える鋏半体要素の一対を交差させ、交差部を軸支して回動可能に結合した鋏状手動利器にＩＣタグを取り付けるに当たり、ＩＣタグが外気中に露出しないＩＣタグと鋏状手動利器との一体化手段の提供を目的とした。
【解決手段】把握体２は、少なくともＩＣチップ４とアンテナコイル５からなるＩＣタグが埋設された樹脂部６を備えるか、前記把握体２の少なくとも一方が樹脂製環状把握体である場合には、アンテナコイル５が、環状把握体３の環に沿って環をなすように配設されていることを特徴とするＩＣタグ内蔵鋏状手動利器である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＣタグを内蔵した鋏状手動利器に係り、特に、定常的に滅菌処理が必要な鋏、鉗子等鋏状の手術用器具にＩＣタグとアンテナコイルを内蔵するに当たり、内蔵する部位及び当該部位の組成に関するものである。

近年、情報記憶媒体として、種々の情報を記憶したＩＣを内蔵しているＩＣカードが知られ、同様に、このＩＣカードを利用した情報管理システムが提供されている。例えば、特開平１０−１５７３５２号公報には、個人情報をＩＣカードに記憶させ、予め登録、記憶された指紋情報とＩＣカードから読取った入力指紋情報とを照合することによって、個人情報を管理することを特徴としたＩＣカード及びそれを用いた個人情報管理システムが開示されている。

上記の管理システムは、各種個人情報をＩＣに記憶させ、記憶させた情報を読み出して所持者と照合することによりカードの所有者と携帯者とが同一人であることを確認するものである。これらの管理システムに用いられているＩＣカードは、主としてＩＣカード読み取り／書き込み機にＩＣカードを挿入して記載情報の読み出し／書き換えを行う、接触型のＩＣカードで構成されている。

一方、近年、カード内に送受信用のコイル状アンテナと、このコイル状アンテナに接続されたＩＣチップとを内蔵させた非接触型の無線ＩＣカード、あるいはアンテナとＩＣチップを組み合わせただけのより小型化したＩＣタグ類が提供され、その利便性から種々のシステムに応用展開されている。ＩＣタグリーダーから発射される１３．５６ＭＨｚ帯、４３０ＭＨｚ帯、２．４５ＧＨｚ帯の電波は、いずれも微量な電力を生み出す事が出来る。その電力でＩＣチップ内で情報処理を行い電波を送信し、リーダーはこの電波信号を読み取ってＩＣタグの情報を得ることができる。その際に、ＩＣタグをリーダーにかざすか近接させるだけで直接接触させる必要はない。

無線式のＩＣ機能が有効に活用されたものとして電子パスポート、通勤定期類あるいはセキュリティー性を備えたカード類、冊子類を挙げることができる。一方ＩＣタグは、商品・物品にＩＣタグをつけておくことで、生産者や流通経路を記録することが可能で、物流管理システム、図書・蔵書管理システムや、牛、豚、鶏等の家畜に関する各種情報を管理する畜産管理システム等に利用されている。

医療用途については、手術用器具のリアルタイム追跡を提供する総合システムとして、手術用鋼製小物一本一本に非接触型ＩＣタグ（ＲＦＩＤタグ）を取付け、手術用器具の洗浄、組立て、滅菌、手術部での術前／術後の確認を行い、手術器具の遺残事故の予防、在庫管理により手術用器具を一本一本の個体レベルで管理するシステムがある。

具体的には、鉗子、鋏、メス等の手術用器具の邪魔にならない部位にＩＣタグを取付け、手術用器具の洗浄、組立て、滅菌、手術部での術前／術後の確認を行うが、このためにはＩＣタグは、高温滅菌処理が可能な耐熱性と機械強度を持つ必要がある。そのためセラミック製外装材でＩＣタグを被覆して、コイン型、ボタン型、ドーナツ型等所定の形状に整形し、図２に示すように前記手術用器具（ここでは鋏）１０のストッパーの横に取り付けたり、かしめたりすることができるＩＣタグ９製品が上梓されている（例えば、ＫＲＤコーポレーション）。

しかしながら、上記手術用器具１０にＩＣタグ９を外付けすると取付け部に生じる隙間や溝に汚れがたまり、当該部位が完全に滅菌できないという問題や、洗浄処理中に衝撃でＩＣタグが脱落する問題がある。また、材質がセラミックであり手術中に人体中に落ちてしまった時の悪影響が懸念される。さらにまた、製品に後付けされると煩雑な薬事法の許可を得る必要があるという問題もある（特許文献１）。通信上の問題としては、手術用器具は金属製の場合が多く、金属製品に取り付けられたＩＣタグは通信性能が低下するという問題がある。

特開２００６−２３６２７９号公報特開２０１１−１２３８６６号公報

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたもので、刃体と刃体に延設する把握体とを備える鋏半体要素の一対を交差させ、交差部を軸支して回動可能に結合した鋏状手動利器にＩＣタグを取り付けるに当たり、ＩＣタグが外気中に露出しないＩＣタグと鋏状手動利器との一体化手段の提供を目的とした。

上記課題を達成するための請求項１に記載の発明は、刃体と刃体に延設する把握体とを備える鋏半体要素の一対を交差させ、交差部を軸支して回動可能に結合した鋏状手動利器であって、前記把握体は、少なくともＩＣチップとアンテナコイルからなるＩＣタグが埋設された樹脂部を備えることを特徴とするＩＣタグ内蔵鋏状手動利器としたものである。

また、請求項２に記載の発明は、前記把握体の少なくとも一方が環状把握体であることを特徴とする請求項１に記載のＩＣタグ内蔵鋏状手動利器としたものである。

また、請求項３に記載の発明は、前記アンテナコイルが、環状把握体の環に沿って環をなすように配設されていることを特徴とする請求項２に記載のＩＣタグ内蔵鋏状手動利器としたものである。

また、請求項４に記載の発明は、前記アンテナコイルが、金、銀、銅、アルミニウムのいずれかの金属ワイヤーからなることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＩＣタグ内蔵鋏状手動利器としたものである。

また、請求項５に記載の発明は、前記アンテナコイルが、銅箔もしくはアルミニウム箔をエッチングして製造されたアンテナコイルであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＩＣタグ内蔵鋏状手動利器としたものである。

また、請求項６に記載の発明は、前記樹脂材料が、ガラス転移温度が１８０℃以上のポリフェニルサルフォン樹脂であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のＩＣタグ内蔵鋏状手動利器としたものである。

従来構成の鋏状手動利器は、ＩＣタグが鋏状手動利器に外付けされており空気中に露出しているのに対して、本発明に係る鋏状手動利器においては、ＩＣタグを構成するアンテナコイルとＩＣチップとが、把握体を構成する樹脂中に埋設されており空気中に露出していない。したがって、ＩＣタグ自体と取り付け部分の隙間や溝に、汚れが付着したり、陰
になる部分が滅菌不良になるということがない。
また、衝撃によりＩＣタグが脱落する可能性や人体中に取り残されるいう虞がＩＣタグ単体としては皆無である。

また、金属製の手動利器に外付けされたＩＣタグは、金属部分の影響を受けて通信性能が低下するが、請求項３の発明によれば、手動利器把握体の環状部内にコイルを敷設できるので、コイルの巻き数とコイルに囲まれる面積も比較的大きく取れ、金属によりアンテナコイルが挟まれるような構造にはならないので通信性能の低下はなくむしろ向上が図れるという効果がある。

加えて請求項６に記載の発明は、ＩＣタグが内蔵される鋏状手動利器把握体に高い耐熱性、耐圧性と金属密着性を備えるポリフェニルサルフォン樹脂を採用することで、樹脂部についても金属部分並みの過酷な洗浄条件を課すことが可能である。

ＩＣタグを把握体中に内蔵した鋏状手動利器の概念を説明する上面視の模式図である。ＩＣタグが手術用鋏のストッパー近傍に外付けされた一例を示す写真である。基板上にＩＣチップとアンテナコイルが搭載される様子を模式的に説明する上面視の図である。

本発明に係るＩＣタグを内蔵した鋏状手動利器の概念図を図１に示した。鋏状手動利器１０は、一対の鋏半体要素８を、鋏半体要素８内の一点を支点７にして刃体１が対向するように所定の角度内で回転可能に結合したもので、支点７の一方の側に刃体１を、他方側に刃体基部が把握体２を延設するように備える形態である。通常の鋏は、刃体１と把握体２は、基本的に金属製かセラミック製であり同一材料からなるが、本発明においては、少なくとも把握体２は、下記に記載の樹脂製部分を含む必要がある。

図１は、刃体１の端に樹脂製の把握体２が固定されている一例であるが、刃体１と同じ材質の把握体を、樹脂で所定の肉厚に被覆した形態でも構わない。また、図１では、把握体２は、通常の鋏のように指が差し込める大きさの環状部３を備える把握体２として描かれているが、必ずしも環状部３を備える必要はなく、ナイフの柄のように棒状であっても構わないし、片方の把握体２だけが環状部３を備えても構わない。刃体１自体も切断用の刃である必要はなく、鉗子にように掴んだり引っ掛けるための鉤状あるいは棒状部材でも構わない。また、メスやナイフのように鋏半体要素からなる手動利器にも本発明は適用できる。

本発明は、上記の把握体２を構成する樹脂部分６にＩＣタグを構成するＩＣチップ４とアンテナコイル５とが樹脂により完全に被覆されるようにしたものである。図１に示すようにアンテナコイル５の埋設の仕方は、指を入れる環状部３の有無で異なってもよい。環状部３がある場合には、アンテナコイル５のコイルが環状部３内を貫通するように敷設することができる。この場合には、必要であれば環状部３内を一度ならず複数回通すことが可能である。この方がアンテナに囲まれる面積が広く、巻き回数も増やせるのでアンテナ感度や起電力が高くなる。

環状部分３がない棒状把握体の場合には、樹脂の肉厚部分にアンテナコイル５とＩＣチップ４とが、空気中に露出せず滅菌条件に耐えるように埋設するだけでよい。したがって、いずれの場合でも、ＩＣタグ４，５は、完成製品としての手動利器内部１０に最初から内蔵されており、外付けする場合のように外部に露出していないため余分な溝や隙間が無く汚れが溜まることもない。

次に、樹脂中に内蔵するＩＣタグについて説明する。

「アンテナコイル」
アンテナコイル５は、小型で共振性が高く量産性の良いことが求められるが、金、銀、銅、アルミニウム等の導電性素材からなる金属ワイヤーを巻き線にしたものか、これらの金属箔を基板に接着してエッチングするか、あるいは導電性インク化して基板上にパターン印刷して製造できる。

本発明は、高耐熱性の樹脂６中にアンテナコイル５を内蔵するする必要があるので、どちらかといえば占有領域の狭い金属ワイヤータイプが好ましい。但し、アンテナとＩＣチップが近接配置されたインレットを直接内蔵することも可能である。

「ＩＣチップ」
ＩＣチップ内には簡単なマイクロコンピュータとＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等が含まれており、回路は低消費電力であることが求められる。不正使用や改ざん、なりすましを防ぐための暗号化処理を行うためのプログラムが内蔵されておればより好ましい。

「アンテナとＩＣチップとの接続」
ＩＣチップ４の接続用端子は微細で離間距離も短いため、図３で示すように、一旦インターポーザーまたはＦＰＣ（ｆｌｅｘｉｂｌｅｐｒｉｎｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔｓ）と呼ばれる接続用電極１２が形成された小さい基板１１に搭載される。基板１１は、ポリイミド等の耐熱性のある樹脂基板が好ましい。アンテナコイル５とＩＣチップ４の接続は、該基板１１上の２つの接続用端子１２に、はんだ接続、溶接法あるいはＡＣＰ（異方性導電ペースト）を使ってアンテナ両端を接続することが一般的である。ＩＣチップ４の基板１１への実装は、定法の半導体用ワイヤボンディング、フリップチップ接続あるいはＡＣＰ接続で行われる。全ての接続部とＩＣチップは、最終的に下記に記載の把握体と同じ耐熱性のある樹脂で被覆・保護しておくのが好ましい。

「把握体用樹脂」
鋏状手動利器の把握体２もしくは金属製把握体を被覆する樹脂６として好適に用いることができる樹脂素材としては、熱可塑性のポリイミドやポリサルフォン類が使用できる。ポリサルフォンとしては、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニルサルフォン、変性ポリフェニルサルフォン等の非晶性樹脂が使用でき、ポリフェニルサルフォン（以下、ＰＰＳＵと記す）が、最も好適である。

特に、レーデル（製品名、ソルベイアドバンストポリマーズ株式会社（登録商標））は、ガラス転移温度が１８０℃以上の高耐熱性と優れた耐薬品性を示し、繰り返し蒸気滅菌処理を行っても物性的に変化しないという卓越したオートクレーブ耐性を有している。
また、ＰＰＳＵは、ＩＳＯ１０９９３、ＦＤＡ、食品衛生関連、ＵＬ規格適合等の医療・食品に関する世界中の多くの規格に適合しており、医療現場で安心して使用することができる。

以下に、本発明になるＩＣタグ内蔵の鋏状手動利器の製造工程に沿って説明する。
刃体１には、それ自体で完成品であるか刃付けをすれば完成する前駆製品を使用する。刃体１の柄部を覆うように所望の形状の握り（把握体２）を取り付けて、把握体２の内部にＩＣチップ４とアンテナコイル５を内蔵するには、プラスチックの射出成型法あるいは押し出し成型法を使用する。

射出成形法は、プラスチックの加工法の一つで、熱可塑性樹脂が典型的な成型対象である。軟化温度以上に過熱したプラスチックを、１０〜３０００Ｋｇｆ／ｃｍ^２程度の射出圧で金型中に押込み、型どうりに溶融プラスチックを充填してプラスチックを成形する。プラスチックを流し込む際に、刃体１やＩＣタグ４，５を所定の位置に載置しておけば、図１に示すような全てが一体化された手動利器１０を製造できる。

具体的には、上金型と下金型とを型締めすると、所望の鋏状手動利器１０形状となる空洞を備える上金型と下金型を準備する。これら金型には溶融樹脂が流れる通路等も必要でありこれらは射出成型の定法に従う。先ず、この下金型の所定の凹部に刃体１を装着し、次に、ＩＣチップ４が搭載された耐熱性基板１１と、基板端子に予め接続されているアンテナ用銅細線を環状空洞内の所定箇所に支持する。図１で示すように、アンテナコイル５を環状部３に敷設する必要は必ずしもない。

手動利器類の刃体１は、多くの場合金属であり、アンテナコイル５は該金属部分から離れた部位に敷設されているのが好ましい。これはＩＣタグに使われる電波の周波数によって、金属部分１とアンテナ５が干渉して通信性能が低下するのを防ぐ効果があり、刃体１が金属でも、直接金属には密着しなければよい。一般に環状部３は刃体１とは十分に離れている。ＩＣチップ４と銅配線が動かないようにしてから、上金型を搭載し型締めする。

次に、金型を２１０℃温度に加熱してから溶融したＰＰＳＵ樹脂（ソルベイアドバンストポリマーズ社製）を金属型内部に所定の圧力で射出する。手術器具など高圧滅菌対応が必要な器具として、金属製刃体１と樹脂製把握体２を一体化させる場合は、材質を滅菌処理に耐えられる高耐熱・耐圧性のＰＰＳＵ樹脂を使用する。ＰＰＳＵ樹脂は、ガラス転移温度が１８０℃以上で完璧なオートクレーブ耐性を有しており、鋼鉄、ステンレス等金属との密着性も良好である。

最後に、金型全体をゆっくりと冷やしてから、型開きして刃体１とＰＰＳＵ樹脂からなる把握体２が一体化した鋏状手動利器１０を取り出す。この手動利器の刃体１部分を研いで刃をつけたもの一対を準備して、所定の支点で回転可能にネジ締めし固定すれば本発明に係る鋏状手動利器１０を得ることができる。

こうして得られる鋏の通信性能については、ＨＦ帯用のＩＣタグについては周波数１３．５６ＭＨｚにおいて測定したところ、約５ｃｍ離れても通信ができた。同様にＵＨＦ帯用のＩＣタグについても周波数９５０ＭＨｚにおいて測定したところ、約１０ｃｍ離れても通信ができることが確認された。さらに１３０℃で飽和蒸気圧となるように圧力を調整しながら、２０分の滅菌処理試験を行った。１００回の試験を行ったが、滅菌処理後もデータ通信上で障害が生じることは無かった。

上記実施態様は、刃体１が対向して２つある鋏状手動利器についてであるが、刃体１が一つのメスのような手動利器に対しても適用できることは明らかである。

１・・・刃体
２・・・把握体
３・・・環状部分
４・・・ＩＣチップ
５・・・アンテナコイル
６・・・樹脂部（ポリサルフォン樹脂）
７・・・支持部
８・・・鋏半体要素
９・・・ＩＣタグ
１０・・・鋏状手動利器
１１・・・基板
１２・・・接続用電極

Claims

刃体と刃体に延設する把握体とを備える鋏半体要素の一対を交差させ、交差部を軸支して回動可能に結合した鋏状手動利器であって、前記把握体は、少なくともＩＣチップとアンテナコイルからなるＩＣタグが埋設された樹脂部を備えることを特徴とするＩＣタグ内蔵鋏状手動利器。
前記把握体の少なくとも一方が環状把握体であることを特徴とする請求項１に記載のＩＣタグ内蔵鋏状手動利器。
前記アンテナコイルが、環状把握体の環に沿って環をなすように配設されていることを特徴とする請求項２に記載のＩＣタグ内蔵鋏状手動利器。
前記アンテナコイルが、金、銀、銅、アルミニウムのいずれかの金属ワイヤーからなることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＩＣタグ内蔵鋏状手動利器。
前記アンテナコイルが、銅箔もしくはアルミニウム箔をエッチングして製造されたアンテナコイルであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＩＣタグ内蔵鋏状手動利器。
前記樹脂材料が、ガラス転移温度が１８０℃以上のポリフェニルサルフォン樹脂であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のＩＣタグ内蔵鋏状手動利器。