JP2016053874A - Ｒｆｉｄタグ及び管理システム並びにｒｆｉｄタグの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】屋外に保管されるフレキシブルコンテナなどの保管容器に取り付けて使用する場合でも、ＲＦＩＤタグを確実に動作させる。
【解決手段】保管容器に取り付けられるＲＦＩＤタグであって、アンテナとＩＣチップとを含むインレイと、前記インレイを密封する第１樹脂からなる樹脂構造体と、で構成され、前記樹脂構造体は、前記インレイを配置する、予め形成された１次成型品と、前記１次成型品に配置された前記インレイを覆うように射出成型される２次成型品と、で構成され、前記インレイは、前記アンテナ及び前記ＩＣチップを含むインレイ構造体と、前記アンテナ及び前記ＩＣチップを覆う粘着材と、を含み、前記１次成型品は、前記インレイの前記粘着材に接触し、前記２次成型品は、前記インレイの前記インレイ構造体及び前記１次成型品に隙間無く密着している。
【選択図】図３

Description

本発明は、実装されたＩＣチップに対して非接触でデータの読み書きを行うＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムに関し、特に、フレキシブルコンテナなどの保管容器に取り付けるＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤタグを用いてフレキシブルコンテナなどの保管容器に収容される保管物を管理する管理システム並びにＲＦＩＤタグの製造方法に関する。

土砂などの保管物の梱包、輸送に角形や円筒形の袋状の保管容器（フレキシブルコンテナと呼ぶ。）が使用されている。このフレキシブルコンテナは、ポリエチレンやポリプロピレン等の化学繊維で織られたシートとベルトとで構成され、ベルトの上部には長いループ部が形成されており、このループ部をフォークリフトやクレーン等で持ち上げてフレキシブルコンテナを移動させることにより、保管物が保管、管理される。

このようなフレキシブルコンテナに関して、例えば、下記特許文献１には、基布袋体と、前記基布袋体に縫着された縫着部、及び、前記基布袋体に縫着されない非縫着部、を有する吊りベルトと、前記基布袋体の側面の前記非縫着部に結束固定された結束ベルトと、を備え、前記結束ベルトが、隣の土嚢用袋体とも連結固定可能となっている土嚢用袋体が開示されている。

特開２０１３−２４１８１６号公報

ここで、放射性物質が飛散することによって汚染された地域を除染するために、その地域の土の表面を削り取ったり、草木を伐採したりすることが行われている。この削り取った土や伐採した草木をフレキシブルコンテナに収容して保管する場合、土や草木には微量の放射性物質が含まれており、勝手に持ち出されると放射能汚染が広がってしまうことから、フレキシブルコンテナは厳格に保管、管理することが求められる。

フレキシブルコンテナの保管、管理の方法としては、フレキシブルコンテナのシートに内容物やコンテナ番号、保管年月日、保管管理者などの識別情報を書き込んだり、フレキシブルコンテナのベルトに上記識別情報を書き込んだプレートなどを取り付けたりする方法がある。しかしながら、フレキシブルコンテナは屋外に保管され、風雨や日光に晒されるため、時間の経過に伴ってフレキシブルコンテナのシートやプレートに書き込んだ識別情報が消えてしまう恐れがある。また、フレキシブルコンテナは集合して保管されるため、書き込んだ識別情報が他のフレキシブルコンテナに重なって見えなくなる恐れもある。

一方、近年、ＩＣチップを備えたＲＦＩＤタグとリーダ、ライタ又はリーダ／ライタ（以下、総称してリーダ／ライタと呼ぶ。）との間でデータの交信を行うＲＦＩＤシステムが普及している。このＲＦＩＤシステムは、ＲＦＩＤタグ及びリーダ／ライタの各々に備えたアンテナを用いてデータの交信を行うため、ＲＦＩＤタグをリーダ／ライタから離しても通信可能であり、また、汚れなどに強いという長所から、物流の管理等の様々な用途に利用されるようになってきており、このＲＦＩＤシステムを用いてフレキシブルコンテナを管理する方法が提案されている。

その際、フレキシブルコンテナはＪＩＳ規格（JIS Z1651-1988）に準拠しており、角型１ｔ用のフレキシブルコンテナのサイズは８６０ｍｍ×８６０ｍｍ×１２００ｍｍと大きく、多数のフレキシブルコンテナが配置されている状態で各々のフレキシブルコンテナに取り付けたＲＦＩＤタグから識別情報を読み出す必要があることから、フレキシブルコンテナの管理には、ＬＦ帯〜ＵＨＦ帯、特に、ＬＦ帯（１２５ＫＨｚや１３５ＫＨｚ）、ＨＦ（１３．３５ＭＨｚ）、ＵＨＦ帯（９２０ＭＨｚ）の周波数を利用するＲＦＩＤシステムが利用される。

上記ＲＦＩＤタグは、一般にＣｕやＡｌなどの金属パターンからなるアンテナにＩＣチップが実装された構造体（インレイと呼ぶ。）を樹脂で覆うことによって形成されるが、フレキシブルコンテナは屋外に設置され、風雨に晒されるため、水分が樹脂と樹脂の接続部分や樹脂内の気泡を通って内部に進入し、ＩＣに影響して周波数が変化し、樹脂の誘電率が変化して通信距離が低下したり、インレイの金属部分（アンテナやアンテナとＩＣチップの接続部分など）を腐食したりしてしまう。

特に、フレキシブルコンテナのような大きな物体に取り付けるＲＦＩＤタグは通信距離を長くするためにアンテナのサイズを大きくする必要があり、そのためにＲＦＩＤタグのサイズも大きくなる（長辺の長さが十数ｃｍになる）ため、インレイを樹脂で覆う際に樹脂と樹脂の接続部分に隙間が入りやすくなる。また、ＲＦＩＤタグのサイズが大きくなると、インレイを樹脂で覆う処理が困難になるため、通常、インレイを２つの樹脂成型品で挟み込み、２つの樹脂成型品を超音波等で接合する方法が用いられるが、この方法では２つの樹脂成型品の間に隙間が生じてしまい、水分の混入を効果的に防止することができず、防水規格（ＩＰ６８）で定める防水性能を満足することができない。また、放射性物質を含む土や草木は長期間、確実に保管する必要があるため、周波数又は誘電率の変化による通信不良やインレイの腐食による動作不良を確実に防止する必要がある。このような背景から、耐環境性の高いＲＦＩＤタグの開発が求められている。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、屋外に保管されるフレキシブルコンテナなどの保管容器に取り付けて使用する場合であっても、確実に動作させることができるＲＦＩＤタグ及び保管容器に収容される保管物を確実に管理することができる管理システム並びにＲＦＩＤタグの製造方法を提供することにある。

本発明の一側面は、保管容器に取り付けられるＲＦＩＤタグであって、リーダ又はリーダ／ライタと通信を行うアンテナと前記アンテナに接続されるＩＣチップとを含むインレイと、前記インレイを密封する第１樹脂からなる樹脂構造体と、で構成され、前記樹脂構造体は、前記インレイを配置する、予め形成された１次成型品と、前記１次成型品に配置された前記インレイを覆うように射出成型される２次成型品と、で構成され、前記インレイは、前記アンテナ及び前記ＩＣチップを含むインレイ構造体と、前記インレイ構造体の一方の面を覆う粘着材と、を含み、前記１次成型品は、前記インレイの前記粘着材に接触し、前記２次成型品は、前記インレイの前記インレイ構造体及び前記１次成型品に隙間無く密着していることを特徴とする。

本発明の一側面は、前記ＲＦＩＤタグと、前記ＲＦＩＤタグが取り付けられる前記保管容器と、前記ＲＦＩＤタグと通信を行う前記リーダ又はリーダ／ライタとを含み、前記ＲＦＩＤタグの前記ＩＣチップに前記保管容器の識別情報が記憶され、前記リーダ又はリーダ／ライタは、前記ＲＦＩＤタグの前記アンテナを介して前記ＩＣチップに記憶された前記識別情報を取得することにより、前記保管容器に保管される部材を管理することを特徴とする。

本発明の一側面は、長辺が１０ｃｍを超える短冊状のＲＦＩＤタグの製造方法であって、リーダ又はリーダ／ライタと通信を行うアンテナと前記アンテナに接続されるＩＣチップとを含むインレイ構造体を形成し、前記インレイ構造体の一方の面を粘着材で覆ってインレイを形成する第１工程と、ＡＢＳ樹脂を用いて、前記インレイを配置可能な窪みを有する１次成型品を形成する第２工程と、前記１次成型品の前記窪みに、前記粘着材を介して前記インレイを固定する第３工程と、前記インレイを固定した前記１次成型品を第１金型に固定し、前記第１金型上に所定の間隔を空けて第２金型を配置し、前記第１金型と前記第２金型の隙間に溶かしたＡＢＳ樹脂を射出し、射出時に混入した空気を抜きながら前記第２金型を前記第１金型に密着させることにより、前記インレイ及び前記１次成型品を覆う、前記１次成型品との繋ぎ目のない、又は、前記１次成型品との間に気泡の無い２次成型品を形成する第４工程と、を含むことを特徴とする。

本発明のＲＦＩＤタグ及び管理システム並びにＲＦＩＤタグの製造方法によれば、屋外に保管されるフレキシブルコンテナなどの保管容器に取り付けて使用する場合であっても、確実に動作させることができ、保管容器に収容される保管物を確実に管理することができる。

その理由は、第１樹脂からなる１次成型品にインレイを貼り付けた後、第１樹脂を射出して２次成型品を形成し、１次成型品と２次成型品とを一体化させてインレイを覆うことによってＲＦＩＤタグを製造する際に、１次成型品と２次成型品との間に気泡が入ったり、１次成型品と２次成型品との繋ぎ目に隙間が生じたりしないように製造方法を工夫して、ＲＦＩＤタグへの水分の進入を確実に防止するからである。

また、アンテナとＩＣチップとが配置される２次成型品側の基材として柔軟性を有する基材を用いたり、２次成型品側の面に柔軟性を有する部材を配置したり、２次成型品側の面にセパレータを配置したり、２次成型品側の面に環状や棒状の突起部材を配置したり、２次成型品の第１樹脂にガラス等を混入して熱膨張係数を調整したりすることによって、屋外環境の変化による温度変化に伴う２次成型品の伸縮によりインレイに加わる応力を軽減するからである。

また、ＩＣチップの配置位置やアンテナの微細パターンの形成位置を中心からずらすことにより、温度変化に伴う２次成型品の伸縮によりインレイに加わる応力がアンテナの微細パターンやアンテナとＩＣチップの接続部分に加わらないようにするからである。

また、２次成型品側の面に熱伝導率がインレイ構造体の基材よりも小さい部材を配置することによって、２次成型品の射出成型時のＩＣチップの温度上昇を軽減させ、性能劣化を軽減することができるからである。

本発明の第１の実施例に係る管理システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤタグを取り付けるフレキシブルコンテナの構成を示す斜視図である。 本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤタグの構成を示す斜視図及び三面図である。 本発明の第１の実施例に係るインレイの構成を示す三面図及び部分拡大図である。 本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤタグの製造方法を示すフローチャート図である。 本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤタグの製造方法を示す平面図である。 本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤタグの製造方法を示す平面図及び断面図である。 本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤタグの製造方法を示す断面図である。 本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤタグの製造方法を示す平面図及び断面図である。 本発明の第２の実施例に係るインレイの構成を示す平面図及び断面図並びに部分拡大図である。 本発明の第２の実施例に係るインレイの他の構成を示す平面図及び断面図並びに部分拡大図である。 本発明の第２の実施例に係るインレイの他の構成を示す平面図及び断面図並びに部分拡大図である。 本発明の第２の実施例に係るインレイの他の構成を示す平面図及び断面図である。 本発明の第２の実施例に係るインレイの他の構成を示す平面図及び断面図である。 本発明の第２の実施例に係るインレイの他の構成を示す平面図及び断面図である。 本発明の第２の実施例に係るインレイの他の構成を示す平面図である。

背景技術で示したように、放射能等で汚染された土地の表面を削り取ったり、草木を伐採したりし、土や草木をフレキシブルコンテナに入れて保管する際、フレキシブルコンテナのシートに識別情報を書き込んだり、フレキシブルコンテナのベルトに識別情報を書き込んだプレートを取り付けたりする方法が考えられるが、この方法では、書き込んだ識別情報が消えてしまったり、書き込んだ識別情報が他のフレキシブルコンテナに重なって見えなくなってしまったりする。

そこで、フレキシブルコンテナを管理する方法として、ＬＦ帯〜ＵＨＦ帯で動作するＲＦＩＤタグをフレキシブルコンテナに固定し、リーダ／ライタを用いて読み取る方法が提案されている。このＲＦＩＤタグは、インレイを樹脂で覆うことによって製造されるが、樹脂と樹脂を接着する際に接着力が弱かったりして樹脂と樹脂の繋ぎ目に隙間ができてしまい、この隙間に雨が染み込むことによって、内部のＩＣまで水分が到達し、周波数又は樹脂の誘電率が変化して通信距離が低下したり、インレイの金属部分が腐食してしまったりする。特に、フレキシブルコンテナのような大きなサイズの保管容器に取り付けるＲＦＩＤタグは通信距離を長くするためにＲＦＩＤタグのサイズが大きくなり、長辺が１０ｃｍを超える短冊状のＲＦＩＤタグでは、樹脂と樹脂との接着の際に接着力が弱かったりして樹脂と樹脂の繋ぎ目に隙間が入り、水分が入りやすくなる。また、放射性物質を含む土や草木は長期間、確実に保管しなければならないために、周波数又は誘電率の変化による通信不良やインレイの腐食による動作不良を確実に防止する必要がある。

そこで、本発明の一実施の形態では、ＡＢＳ樹脂などの第１樹脂からなる１次成型品にインレイを貼り付けた後、第１樹脂を射出して２次成型品を形成し、１次成型品と２次成型品とを一体化させた樹脂構造体でインレイを覆うことによってＲＦＩＤタグを製造する際に、１次成型品と２次成型品との繋ぎ目に隙間が生じないように製造方法を工夫して、ＲＦＩＤタグへの水分の進入を確実に防止する。

また、アンテナとＩＣチップがＰＥＴ（polyethylene terephthalate）などの第２樹脂からなる基材上に配置されたインレイに対して、２次成型品側の基材を発泡ＰＥＴなどで形成して柔軟性を持たせたり、２次成型品側の面に柔軟性を有する部材（粘着剤など）を配置したり、２次成型品側の面に所定の部材（ラミネートフィルムなどのセパレータ）を配置したり、２次成型品側の面の所定の位置に環状又は棒状の突起部材を配置したり、２次成型品の第１樹脂にガラス等を混入して熱膨張係数を調整したりすることによって、屋外環境の変化による温度変化に伴う２次成型品の伸縮によりインレイに加わる応力を軽減する。

また、ＩＣチップの配置位置やアンテナの微細パターンの形成位置を中心からずらすことにより、屋外環境の変化による温度変化に伴う２次成型品の伸縮によりインレイに加わる応力がアンテナの微細パターンやアンテナとＩＣチップの接続部分に加わらないようにする。

また、２次成型品側の面に熱伝導率が第２樹脂よりも小さい部材を配置することによって、２次成型品の射出成型時のＩＣチップの温度上昇による性能劣化を軽減する。

これらにより、耐環境性及び長期信頼性の高いＲＦＩＤタグを製造することができ、屋外に保管されるフレキシブルコンテナなどの保管容器に取り付けて使用する場合であっても、ＲＦＩＤタグを確実に動作させることができ、保管容器に収容する保管物を確実に管理することができる。

上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤタグ及び管理システム並びにＲＦＩＤタグの製造方法について、図１乃至図６を参照して説明する。図１は、本発明のＲＦＩＤシステムの構成を示すブロック図であり、図２は、フレキシブルコンテナの構成を示す斜視図である。また、図３は、本実施例のＲＦＩＤタグの構成を示す斜視図及び三面図であり、図４は、本実施例のインレイの構成を示す三面図及び部分拡大図である。また、図５は、本実施例のＲＦＩＤタグの製造方法を示すフローチャート図であり、図６は、製造工程の各段階の構造を示す図である。

図１に示すように、本実施例の管理システム１０は、ＬＦ帯〜ＵＨＦ帯、特に、ＬＦ帯（１２５ＫＨｚや１３５ＫＨｚ）、ＨＦ（１３．３５ＭＨｚ）、ＵＨＦ帯（９２０ＭＨｚ）などの周波帯でデータの通信を行う１以上のＲＦＩＤタグ３０と、リーダ又はリーダ／ライタ（以下、リーダ／ライタ４０とする。）とからなる。また、ＲＦＩＤタグ３０は、リーダ／ライタ４０と交信するアンテナ３１と情報を記憶するＩＣチップ３２とを備え、リーダ／ライタ４０は、ＲＦＩＤタグ３０と交信するアンテナ４１と、送受信信号を変換するための通信回路４３や送受信信号をデコードするための演算処理回路４４等の制御部４２とを備える。そして、ＲＦＩＤタグ３０は内蔵する電源又はリーダ／ライタ４０から供給される電源を用いて駆動される。

上記ＲＦＩＤタグ３０は、図２に示すように、管理対象となる保管物を収容する容器（本実施例ではフレキシブルコンテナ２０）に取り付けられる。フレキシブルコンテナ２０は、放射線物質を含む土や草木などを収納するポリエチレンやポリプロピレン等の化学繊維で織られた袋状のシートと、シートに縫着されたベルトなどで構成され、ベルトの上部には長いループ部が形成されている。そして、ＲＦＩＤタグ３０の穴部に通したワイヤなどにより、シート又はベルトの任意の位置（複数のフレキシブルコンテナ２０を集合させた時にリーダ／ライタ４０との交信が可能な位置）に固定される。なお、図２はフレキシブルコンテナ２０の一例であり、その大きさや形状、構造などは任意であり、袋状のシートに収容する保管物も管理対象となる物体であればよい。

図３は、上記ＲＦＩＤタグ３０の具体的な構造を示している。本実施例のＲＦＩＤタグ３０は、数ｃｍ×十数ｃｍ程度（例えば、３ｃｍ×１４ｃｍ）の大きなサイズの短冊状であり、図３に示すように、インレイ３３が、第１樹脂（本実施例ではアクリロニトリル（Acrylonitrile）とブタジエン（Butadiene）とスチレン（Styrene）の共重合合成樹脂であるＡＢＳ樹脂）からなる１次成型品３０ａと２次成型品３０ｂ（これらを合わせて樹脂構造体と呼ぶ。）に覆われている。また、ＲＦＩＤタグ３０の長手方向の両端部近傍には、１次成型品３０ａ及び２次成型品３０ｂを貫通する貫通孔３０ｃが形成されており、この貫通孔３０ｃにワイヤを通すなどしてフレキシブルコンテナ２０に固定される。

なお、本実施例では、インレイ３３を覆う第１樹脂としてＡＢＳ樹脂を使用するが、第１樹脂は安価で加工しやすく、耐環境性に優れた素材であればよく、ＰＰ（polypropylene）やＰＣ（polycarbonate）、ＰＰＳ（Polyphenylenesulfide）などとしてもよい。また、ＡＢＳ樹脂にガラスを混入させて熱膨張率などを調整してもよい。また、第１樹脂の固化後の色も特に限定されず、素材本来の色（透明や乳白色など）としてもよいし、任意の色の染料などを混入して着色してもよい。

また、後述するように、ＲＦＩＤタグ３０は、インレイ３３を１次成型品３０ａに貼り付けた後、インレイ３３上部に第１樹脂を射出して２次成型品３０ｂを形成することによって製造されるが、製造時に上面となる２次成型品３０ｂ側の面を第１面、製造時に下面となる１次成型品３０ａ側の面を第２面と呼ぶことにする。また、ＲＦＩＤタグ３０の第１面側に凹部３０ｄを描いているが、この凹部３０ｄは第１樹脂を射出して２次成型品３０ｂを形成する際や２次成型品３０ｂを形成した後にＲＦＩＤタグ３０を金型から取り外す際に形成される部分であり、その形状やサイズ、凹部であるか凸部であるかなどは限定されない。

また、本実施例では、第１面（又は第２面）から見たＲＦＩＤタグ３０の形状を長方形とするが、正方形や多角形、円形、楕円形などとしてもよい。また、貫通孔３０ｃの断面形状も図の構成に限定されず、楕円形や矩形など、フレキシブルコンテナ２０に固定するために利用可能な形状であればよい。また、ＲＦＩＤタグ３０（１次成型品３０ａ及び２次成型品３０ｂ）の厚みも図の構成に限定されず、強度を保つことができ、かつ、フレキシブルコンテナ２０に取り付けた時に邪魔にならない厚みであればよい。

図４は、インレイ３３の具体的な構造を示しており、その構造を分かりやすくするために厚みを強調して記載している。また、図４では、図６の製造図との整合を図るために、１次成型品３０ａ上に固定される面を図の下側、２次成型品３０ｂが形成される面を図の上側にしている。本実施例のインレイ３３は、第２樹脂（本実施例ではＰＥＴ）からなる第１基材３４上（図では第１基材３４の下面側）に、ＣｕやＡｌの薄膜をパターニングしたアンテナ３１（好ましくはダイポールアンテナ）が形成され、アンテナ３１の所定の位置にＩＣチップ３２が接続され、必要に応じて、アンテナ３１、又は、アンテナ３１及びＩＣチップ３２を覆うように、第２基材３５が形成されている。上記アンテナ３１及びＩＣチップ３２を少なくとも含む構造体をインレイ構造体と呼ぶ。そして、アンテナ３１、又は、アンテナ３１及びＩＣチップ３２の表面、又は、第２基材３５の表面に、アクリル系粘着剤などからなる粘着材３６が形成されている。

なお、粘着材３６は、粘着性の材料のみで形成されていてもよいし、紙などの両面に粘着性の材料が塗布された積層部材（例えば、両面テープ）などとしてもよい。また、図４の構造は例示であり、ＬＦ帯〜ＵＨＦ帯等の周波数帯で作動可能であれば、アンテナ３１の構造や形状等は特に限定されない。例えば、以下の説明では、アンテナ３１及びＩＣチップ３２を覆う第２基材３５を備える構造とするが、第２基材３５はあってもなくてもよい。第２基材３５がない場合は、アンテナ３１、又は、アンテナ３１及びＩＣチップ３２の表面に粘着材３６を形成してもよいし、粘着材３６の表面にセパレータなどの部材を介して更に粘着材３６を形成してもよい。また、図４では、インレイ３３の１次成型品３０ａ側の面にまた、以下の説明では、アンテナ３１及びＩＣチップ３２が第２樹脂（本実施例ではＰＥＴ）からなる第１基材３４上に形成された構造とするが、紙素材からなる第１基材３４上に形成された構造としてもよいし、第１基材３４がない（線状のアンテナ３１にＩＣチップ３２が接続された）構造としてもよいし、第１基材３４の粘着材３６と反対側の面に、アンテナの特性や指向性を改善するための金属部材及び／又は磁性部材が配置された構造としてもよい。また、２本のアンテナエレメントが直線状に配置されたダイポールアンテナとしたり、ダイポールアンテナの変形として、ダイポールアンテナの２本のアンテナエレメントの内、ＧＮＤ側を筐体に落として鏡像とするモノポールアンテナとしたり、２つのダイポールアンテナの位相を９０度ずらして十字状に配置して円偏波を放射するターンスタイルアンテナなどとしてもよい。また、図ではＩＣチップ３２をインレイ３３の略中央に配置しているが、ＩＣチップ３２の配置も任意であり、アンテナ３１の構造や形状に応じて適宜変更可能である。

また、本実施例では、第２樹脂としてＰＥＴを使用するが、第２樹脂は、ＣｕやＡｌの薄膜をパターニングしてアンテナ３１を形成可能であり、アンテナ３１及びＩＣチップ３２を保護可能な素材であればよい。また、本実施例では、ＩＣチップ３２側の第２基材３５上に粘着材３６を形成したが、第１基材３４上に粘着材３６を形成し、インレイ３３を１次成型品３０ａに取り付けた時にＩＣチップ３２がアンテナ３１よりも上層になるようにしてもよい。

以下、上記構成のＲＦＩＤタグ３０の製造方法については、図５のフローチャート図及び図６の構造図を参照して説明する。

まず、ステップＳ１０１で、ＰＥＴなどの第２樹脂からなるシート状の第１基材３４に形成された導電性箔を所定のパターンでエッチング若しくは打ち抜くことにより、又は、シート状の第１基材３４に導電材料を所定のパターンでスクリーン印刷若しくは蒸着することにより、アンテナ３１を形成する。次に、ステップＳ１０２で、このアンテナ３１に、予めフレキシブルコンテナ２０を管理するための識別情報を記憶させるＩＣチップ３２を実装し、必要に応じて、アンテナ３１、又は、アンテナ３１及びＩＣチップ３２を覆うように第２基材３５を形成し、アンテナ３１、又は、アンテナ３１及びＩＣチップ３２上、又は、第２基材３５上に粘着材３６を形成する。そして、ステップＳ１０３で、型抜きして個別に切り離すことにより、図６（ａ）に示すインレイ３３が形成される。なお、インレイ３３の形成方法は上記方法に限定されず、公知の任意の手法を用いることができる。

次に、ステップＳ１０４で、ＡＢＳ樹脂などの第１樹脂を用いて１次成型品３０ａを形成する。この１次成型品３０ａは、インレイ３３よりも大きいサイズで形成され、中央部分が窪んでおり、この窪みにインレイ３３の粘着材３６を粘着させることにより、１次成型品３０ａにインレイ３３を取り付ける。なお、１次成型品３０ａの形成方法は特に限定されず、図示しない金型に第１樹脂を流し込んで形成してもよいし、板状の部材を形成し、板状の部材の中央部分及び両端部近傍の貫通孔部分を切削して形成してもよい。また、本実施例では、１次成型品３０ａの両端部近傍に貫通孔３０ｃを形成しているが、この貫通孔３０ｃを２次成型品３０ｂの形成時に利用しない場合は、２次成型品３０ｂの形成後に貫通孔３０ｃを形成してもよい。

また、本実施例ではインレイ３３側に粘着材３６を形成したが、１次成型品３０ａの窪みに粘着材３６を形成し、その上に、第１基材３４上にアンテナ３１及びＩＣチップ３２を形成したインレイ３３を配置して１次成型品３０ａにインレイ３３を取り付けてもよい。また、本実施例では、アンテナ３１及びＩＣチップ３２上又は第２基材３５上に粘着材３６を形成しているため、１次成型品３０ａ側にＩＣチップ３２が配置されるが、上述したように第１基材３４上に粘着材３６を形成した場合は、２次成型品３０ｂ側にＩＣチップ３２が配置されることになる。

次に、ステップＳ１０５で、ＡＢＳ樹脂などの第１樹脂を所定の温度に加熱して溶かし、インレイ３３を覆うように液状の第１樹脂を射出し、第１樹脂を冷やして２次成型品３０ｂを形成する。具体的には、例えば、図６（ｃ）の上側の図に示すように、インレイ３３を取り付けた１次成型品３０ａを第１金型３０ｅに配置し、第１金型３０ｅの上に隙間を空けて第２金型３０ｆを配置し、第１金型３０ｅと第２金型３０ｆの隙間の一方から溶かした第１樹脂を射出し、第１金型３０ｅと第２金型３０ｆの隙間に第１樹脂を充填する。その後、図６（ｃ）の下側の図に示すように、第２金型３０ｆに予め設けた穴に押圧治具３０ｇを嵌め込み、押圧治具３０ｇを押し込むことによって第１金型３０ｅと第２金型３０ｆを密着させる。そして、金型ごと冷やして第１樹脂を固化させ、２次成型品３０ｂを形成する。

なお、２次成型品３０ｂの形成方法は図６（ｃ）の方法に限定されない。例えば、図６（ｃ）では、第１金型３０ｅと第２金型３０ｆの隙間から第１樹脂を射出したが、第１金型３０ｅと第２金型３０ｆを密着させた後、第２金型３０ｆの一方の穴から第１樹脂を射出し、他方の穴から第１樹脂が排出される状態になったら、第２金型３０ｆの穴に押圧治具３０ｇを嵌め込んで押し込むようにしてもよい。

いずれの場合においても、第１金型３０ｅと第２金型３０ｆの間の空間に空気が混入すると２次成型品３０ｂ内部、若しくは、１次成型品３０ａと２次成型品３０ｂの境界に隙間が生じ、水分がインレイ３３に到達してしまう。特に、長辺が１０ｃｍを超える短冊状のＲＦＩＤタグでは、上記問題が顕著に現れることを本願発明者は確認している。そこで、本実施例では、２次成型品３０ｂの形成に際して、空気の混入を効率的に防止するための工夫を施している。

例えば、第１金型３０ｅと第２金型３０ｆの隙間に第１樹脂を射出する際に、第１樹脂が他方から溢れ出る状態になった後も暫く第１樹脂の射出を継続し、内部の空気を外部に放出する方法が考えられる。また、第１金型３０ｅと第２金型３０ｆの隙間に第１樹脂が充填された状態で暫く放置し、内部の空気が上方に移動した後、再度、第１樹脂を射出して、内部の空気を外部に放出する方法も考えられる。また、第１金型３０ｅと第２金型３０ｆの隙間に第１樹脂を射出する際に、第１樹脂の射出の速度を落とし、第１樹脂をゆっくり隙間に流し込んで内部の空気を外部に放出する方法が考えられる。また、第１金型３０ｅと第２金型３０ｆの隙間に第１樹脂を射出した後、金型全体を揺動させたり、振動を加えたり、傾けたりして内部の空気を外部に放出する方法も考えられる。また、金型全体を減圧雰囲気に置き、内部の空気が少なくなった状態で第１樹脂を射出する方法も考えられる。

その後、ステップＳ１０６で、第２金型３０ｆの穴からＲＦＩＤタグ３０を押圧することによって金型からＲＦＩＤタグ３０を取り出し、第１金型３０ｅと第２金型３０ｆの間からはみ出た第１樹脂（ばり）を切削することにより、２次成型品３０ｂ内部、及び、１次成型品３０ａと２次成型品３０ｂの境界に空気が残存しない、しかも繋ぎ目のないＲＦＩＤタグ３０を形成することができる。そして、このＲＦＩＤタグ３０をフレキシブルコンテナ２０に取り付け、リーダ／ライタ４０で読み取ることにより、フレキシブルコンテナ２０が風雨に晒される屋外に長期間放置される場合であっても、フレキシブルコンテナ２０に収容される保管物を確実に管理することが可能となる。

次に、本発明の第２の実施例に係るＲＦＩＤタグ及び管理システム並びにＲＦＩＤタグの製造方法について、図７乃至図１３を参照して説明する。図７乃至図１３は、本実施例のインレイの構成を示す図である。

前記した第１の実施例では、ＲＦＩＤタグ３０の基本的な構造及び基本的な製造方法について説明したが、ＲＦＩＤタグ３０は、第２樹脂からなる第１基材３４を含むインレイ３３と、第１樹脂からなる１次成型品３０ａ及び２次成型品３０ｂとで構成されており、第１樹脂と第２樹脂（又は紙素材又はアンテナ３１）の熱膨張率が異なるため、ＲＦＩＤタグ３０に屋外の温度変化が加わった場合に応力が発生することが予想される。そして、この応力がインレイ３３内のアンテナ３１やＩＣチップ３２に加わった場合、アンテナ３１のパターンが切断／変形したり、アンテナ３１とＩＣチップ３２の接続部分が破損したり、ＩＣチップ３２自体が破損したりしてＲＦＩＤタグ３０の通信機能が失われてしまう恐れがある。

そこで、本実施例では、フレキシブルコンテナ２０が屋外に長期間放置されることによって、ＲＦＩＤタグ３０に夜間の低温と昼間の高温などの温度変化が加わった場合でも、第１樹脂と第２樹脂（又は紙素材又はアンテナ３１）の熱膨張率が異なることにより発生する応力を緩和して確実に動作するようなインレイ３３の構造について記載する。具体的には、１次成型品３０ａの第１樹脂とインレイ３３の第２基材３５との間には粘着材３６が介在しているのに対して、２次成型品３０ｂの第１樹脂とインレイ３３の第１基材３４の第２樹脂（又は紙素材）又はアンテナ３１とは直接接合しており、第１樹脂と第２樹脂（又は紙素材又はアンテナ３１）の熱膨張率の差による応力はインレイ３３に加わりやすい。そこで、インレイ３３の第１基材３４（又はアンテナ３１）と２次成型品３０ｂとの間に応力を緩和する構造を設ける。なお、以下では、インレイ３３の１次成型品３０ａ側に第２基材３５、２次成型品３０ｂ側に第１基材３４を備える構造を例示するが、前述したように、１次成型品３０ａ側の第２基材３５や２次成型品３０ｂ側の第１基材３４はなくてもよく、少なくともアンテナ３１及びＩＣチップ３２を含むインレイ構造体の１次成型品３０ａ側に粘着材３６が形成されていればよい。

第１の構造は、インレイ３３の第１基材３４自体が応力を緩和する構造である。例えば、図７に示すように、インレイ３３の第１基材を発泡ＰＥＴ３４ａで形成し、発泡ＰＥＴ３４ａ内部の気泡による変形によって応力を緩和し、応力がアンテナ３１やＩＣチップ３２に加わらないようにする。また、第１基材３４の材料は変えずに厚くすることによっても応力を緩和することができる。

第２の構造は、インレイ３３の第１基材３４（又はアンテナ３１）の上に応力を緩和する部材を配置する構造である。例えば、図８に示すように、インレイ３３の第１基材３４（又はアンテナ３１）の上に、第２基材３５側と同様に、アクリル系粘着剤などからなる粘着材３７を配置し、この粘着材３７の変形やズレによって応力を緩和し、応力がアンテナ３１やＩＣチップ３２に加わらないようにする。この粘着材３７はインレイ３３を個別に分離した後に形成してもよいが、第１基材３４上にアンテナ３１及びＩＣチップ３２を配置した後に粘着材３７を形成し、その後、インレイ３３を個別に分離することが好ましい。

第３の構造は、インレイ３３の第１基材３４（又はアンテナ３１）の上に応力を緩和する部材を配置する構造である。例えば、図９に示すように、インレイ３３の第１基材３４（又はアンテナ３１）の上に、熱膨張係数が第１樹脂と第２樹脂（又は紙素材又はアンテナ３１）の間の材料若しくは熱伝導率が第２樹脂（又は紙素材）よりも小さい材料（例えば、ラミネートフィルムやポリイミドなどのセパレータ３８）を配置し、このセパレータ３８の熱変形によって応力を緩和し、応力がアンテナ３１やＩＣチップ３２に加わらないようにしたり、このセパレータ３８の断熱性によって２次成型品３０ｂの射出成型時の温度上昇を緩和し、熱がＩＣチップ３２に加わらないようにしたりする。なお、セパレータ３８として、金属部材や磁性部材又はその両方を用いることも可能である。また、このセパレータ３８はインレイ３３の全体に配置してもよいが、図１０に示すように、応力の影響を受けやすい場所（例えば、アンテナ３１の微細パターンが形成されている場所やＩＣチップ３２が実装されている場所、本実施例の場合はインレイ３３の略中央）のみに形成してもよい

第４の構造は、インレイ３３上に設けた突起によって２次成型品３０ｂの変形を抑制する構造である。例えば、図１１に示すように、応力の影響を受けやすい場所（例えば、アンテナ３１の微細パターンが形成されている場所やＩＣチップ３２が実装されている場所、本実施例の場合はインレイ３３の略中央）を取り囲むように樹脂や金属などからなる突起部材３９を配置し、２次成型品３０ｂの外周部分の変形による応力がインレイ３３の略中央の部分に及ばないようにする。なお、この突起部材３９は応力の影響を受けやすい場所を囲むように形成してもよいが、図１２に示すように、棒状の突起部材３９を１又は複数個配置し、２次成型品３０ｂの外周部分の変形による応力がインレイ３３の略中央の部分に及ばないようにしてもよい。

第５の構造は、インレイ３３の応力の影響を受けやすい場所が、応力が集中する場所を避けるようにＩＣチップ３２の実装場所やアンテナ３１の形状を変える構造である。例えば、図１３に示すように、アンテナ３１の微細パターンが形成される場所やＩＣチップ３２が実装される場所をインレイ３３の端に寄せ、応力が最も大きくなると予想される中央近傍から離して応力を緩和する。なお、図１３では、アンテナ３１の微細パターンが形成される場所やＩＣチップ３２が実装される場所をずらしたが、応力によってアンテナ３１が切断する場合、アンテナ３１のパターン幅が狭い部分、アンテナ３１の形状が変化する部分（パターンの角の部分）などが最も切断しやすいと考えられることから、アンテナ３１のパターン幅を広くしたり、アンテナ３１の形状が変化する部分をなだらかに変化させたりしてもよい。

また、他の構造として、２次成型品３０ｂの材料となる第１樹脂に他の部材を混入して熱膨張係数を調整することもできる。例えば、１次成型品３０ａは通常のＡＢＳ樹脂を使用して形成し、２次成型品３０ｂはガラス粉等を混入したＡＢＳ樹脂を使用して形成し、２次成型品３０ｂとインレイ３３の第１基材３４との熱膨張係数の差を小さくすることもできる。

このような構造を採用することにより、ＲＦＩＤタグ３０に屋外の温度変化が加わって応力が発生した場合であっても、その応力によって、アンテナ３１のパターンが切断／変形したり、アンテナ３１とＩＣチップ３２の接続部分が破損したり、ＩＣチップ３２自体が破損したりしてＲＦＩＤタグ３０の通信機能が失われてしまう不具合を未然に防止することができ、耐環境性の高いＲＦＩＤタグ３０を提供することができる。また、２次成型品３０ｂの射出成型時の温度上昇によって、ＩＣチップ３２自体が破損してＲＦＩＤタグ３０の通信機能が失われてしまう不具合を未然に防止することができ、信頼性の高いＲＦＩＤタグ３０を提供することができる。

なお、本発明は上記実施例の記載に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、ＲＦＩＤタグ３０の構造や各部の材料などは適宜変更可能である。

本発明は、土や草木などを収容するフレキシブルコンテナ２０などの保管容器に取り付けて使用されるＲＦＩＤタグ３０の構造及びその製造方法並びに当該ＲＦＩＤタグ３０を用いてフレキシブルコンテナ２０などの保管容器に収容される保管物を管理する管理システムに利用することができる。

１０ 管理システム
２０ フレキシブルコンテナ
３０ ＲＦＩＤタグ
３０ａ １次成型品
３０ｂ ２次成型品
３０ｃ 貫通孔
３０ｄ 凹部
３０ｅ 第１金型
３０ｆ 第２金型
３０ｇ 押圧治具
３１ アンテナ
３２ ＩＣチップ
３３ インレイ
３４ 第１基材
３４ａ 第１基材（発泡ＰＥＴ）
３５ 第２基材
３６ 粘着材
３７ 粘着材
３８ セパレータ
３９ 突起部材
４０ リーダ／ライタ
４１ アンテナ
４２ 制御部
４３ 通信回路
４４ 演算処理回路

Claims (10)

1. 保管容器に取り付けられるＲＦＩＤタグであって、
   リーダ又はリーダ／ライタと通信を行うアンテナと前記アンテナに接続されるＩＣチップとを含むインレイと、前記インレイを密封する第１樹脂からなる樹脂構造体と、で構成され、
   前記樹脂構造体は、前記インレイを配置する、予め形成された１次成型品と、前記１次成型品に配置された前記インレイを覆うように射出成型される２次成型品と、で構成され、
   前記インレイは、前記アンテナ及び前記ＩＣチップを含むインレイ構造体と、前記インレイ構造体の一方の面を覆う粘着材と、を含み、
   前記１次成型品は、前記インレイの前記粘着材に接触し、
   前記２次成型品は、前記インレイの前記インレイ構造体及び前記１次成型品に隙間無く密着している、
   ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
2. 前記インレイ構造体は、
   第２樹脂からなる基材と、前記基材上に配置される前記アンテナ及び前記ＩＣチップと、前記アンテナ及び前記ＩＣチップを覆う前記粘着材と、からなる第１構造、
   又は、紙素材からなる基材と、前記基材上に配置される前記アンテナ及び前記ＩＣチップと、前記アンテナ及び前記ＩＣチップを覆う前記粘着材と、からなる第２構造、
   又は、前記第１構造又は前記第２構造に、更に、前記基材の前記粘着材と反対側の面に金属部材及び／又は磁性部材が配置された第３構造、のいずれかである、
   ことを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
3. 前記インレイ構造体の前記第２樹脂からなる基材は、発泡ＰＥＴであり、
   前記発泡ＰＥＴの変形により、温度変化に伴う前記２次成型品の伸縮によって前記インレイに加わる応力が緩和される、
   ことを特徴とする請求項２に記載のＲＦＩＤタグ。
4. 前記インレイ構造体の前記２次成型品に密着する面の少なくとも一部の領域に、第２の粘着材を有し、
   前記第２の粘着材の変形により、温度変化に伴う前記２次成型品の伸縮によって前記インレイに加わる応力が緩和される、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のＲＦＩＤタグ。
5. 前記インレイ構造体の前記２次成型品に密着する面の少なくとも一部の領域に、セパレータを有し、
   前記セパレータの変形により、温度変化に伴う前記２次成型品の伸縮によって前記インレイに加わる応力が緩和される、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載のＲＦＩＤタグ。
6. 前記セパレータは、
   熱膨張率が前記２次成型品と前記インレイ構造体の前記２次成型品に密着する面の構造物との間の部材、又は、熱伝導率が前記インレイ構造体の前記基材よりも小さい部材、又は、金属部材、又は、磁性部材の少なくとも１つを含む、
   ことを特徴とする請求項５に記載のＲＦＩＤタグ。
7. 前記少なくとも一部の領域は、前記インレイの前記ＩＣチップの近傍領域である、
   ことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一に記載のＲＦＩＤタグ。
8. 請求項１乃至７のいずれか一に記載の前記ＲＦＩＤタグと、前記ＲＦＩＤタグが取り付けられる前記保管容器と、前記ＲＦＩＤタグと通信を行う前記リーダ又はリーダ／ライタとを含み、
   前記ＲＦＩＤタグの前記ＩＣチップに前記保管容器の識別情報が記憶され、前記リーダ又はリーダ／ライタは、前記ＲＦＩＤタグの前記アンテナを介して前記ＩＣチップに記憶された前記識別情報を取得することにより、前記保管容器に保管される部材を管理する、
   ことを特徴とする保管物管理システム。
9. 前記保管容器に保管される部材は、放射性物質を含む土砂である、
   ことを特徴とする請求項８に記載の保管物管理システム。
10. 長辺が１０ｃｍを超える短冊状のＲＦＩＤタグの製造方法であって、
    リーダ又はリーダ／ライタと通信を行うアンテナと前記アンテナに接続されるＩＣチップとを含むインレイ構造体を形成し、前記インレイ構造体の一方の面を粘着材で覆ってインレイを形成する第１工程と、
    ＡＢＳ樹脂を用いて、前記インレイを配置可能な窪みを有する１次成型品を形成する第２工程と、
    前記１次成型品の前記窪みに、前記粘着材を介して前記インレイを固定する第３工程と、
    前記インレイを固定した前記１次成型品を第１金型に固定し、前記第１金型上に所定の間隔を空けて第２金型を配置し、前記第１金型と前記第２金型の隙間に溶かしたＡＢＳ樹脂を射出し、射出時に混入した空気を抜きながら前記第２金型を前記第１金型に密着させることにより、前記インレイ及び前記１次成型品を覆う、前記１次成型品との繋ぎ目のない、又は、前記１次成型品との間に気泡の無い２次成型品を形成する第４工程と、を含む、
    ことを特徴とするＲＦＩＤタグの製造方法。

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