JP4012025B2

JP4012025B2 - 微小構造体付きフィルムの製造方法と微小構造体付きフィルム

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Publication number: JP4012025B2
Application number: JP2002276591A
Authority: JP
Inventors: 徳之椎名
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2002-09-24
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2022-09-24
Also published as: JP2004118255A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、微小構造体付きフィルムの製造方法と微小構造体付きフィルムに関する。詳しくは、連続的に供給される基材フィルム材料に微小構造体を一定間隔等の規則的条件の下で固着させる製造方法と、当該微小構造体付きフィルムに関する。
本発明において、微小構造体とは規制された一定の大きさと形状を有する固体状物と考えることができ、特定の目的の場合には、集積化した半導体チップ（以下および特許請求の範囲において、「ＩＣチップ」と表現する。）であり、一定の形状に形成されたＩＣチップをフィルムに固定させることになる。このようなＩＣチップ付きフィルムは、非接触ＩＣタグ付き軟包装材料等の利用に好適なものとなるが、本発明の製造方法は当該特定目的に限定されるものではない。
このような技術の他の目的の利用分野は、柔軟性を有するフィルムやシート材料へのＩＣチップを含む電子部品の装着等の分野と考えることができる。
【０００２】
【従来技術】
食品や飲料等の包装体に非接触通信機能を有するＩＣタグを装着することが行われるようになってきている。非接触ＩＣタグを個別の物品に貼着する場合は、非接触ＩＣタグラベルを個々の物品に貼着することが行われるが、フィルム材料や紙等からなる包装体に対しては、包装材料の製造段階でＩＣチップを装着するのが効率的と考えられる。
【０００３】
フィルムや紙等の連続する基材フィルムにＩＣチップ等の微小構造体を装着するには、一般的には、それらの微小構造体を一旦、小さな粘着ラベル等に固定し扱いやすい大きさにした後、ラベルマシーン等で、貼り付ける方法が行われている。しかし、この方法では、ラベル作製のコストや手間がかかるうえ、ラベルマシーンの能力にも限界があるため、連続する基材フィルムに対して高速に、かつ正確にラベル貼りすることは本来、困難と考えられている。
【０００４】
コストのかかるラベルによる貼り付けを省略し、直接基材フィルムに微小構造体を装着する方法として、米国のカリフォルニア大学やエイリアンテクノロジーが開発したＦＳＡ（Fluidic Self Assembly ）技術がある（特許文献１，２，３４）。これは、まず、微小構造体が分散されたスラリー状の展開液中に、その微小構造体が嵌合するように、ほぼ同じ大きさのエンボス穴が形成された基材フィルムを通すことにより、微小構造体がエンボス穴に収まり、ドクター刃等によって、余分な展開液をかきとると、基材フィルムへ微小構造体が固定される、というものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１２０９４３号公報
【特許文献２】
特表平９−５０６７４２号公報
【特許文献３】
米国特許第５５４５２９１号明細書
【特許文献４】
米国特許第６２７４５０８号明細書
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、当該ＦＳＡ技術は、基材フィルムに事前にエンボス穴を形成する必要があり、薄い基材フィルムへの適用には不向きである。また、基材フィルム全体を展開液に浸漬するため、例えば紙等へ用いることは難しい。
そこで、本発明では、印刷技術で一般的に用いられるグラビア印刷法を応用することで微小構造体付きフィルムを製造できることを着想し、本発明の完成に至ったものである。
本発明はこのように、グラビア印刷法を応用するものであるが、グラビア印刷法類似の手法により、一定形状の固形物を基材フィルムに規則的に固着させるような従来技術は検出されない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の要旨の第１は、凹孔付きロールと圧胴、展開液容器およびドクター刃、乾燥ゾーンを備える塗工装置を使用し、特に、展開液容器中に微小構造体が分散した展開液が満たされており、かつ凹孔付きロールの一部が展開液内を浸漬して回転する状態で、基材フィルムを前記凹孔付きロールと圧胴の間を通過させて微小構造体を基材フィルムに固着させる微小構造体付きフィルムの製造方法において、凹孔付きロールには前記微小構造体と略同一サイズ、形状の凹孔が少なくとも一箇所形成されており、凹孔付きロールが該展開液中を回転してドクター刃による表面擦過を受ける際に、該凹孔内に微小構造体が嵌合するとともに凹孔付きロール表面の余分な展開液および微小構造体が除去され、次に、接触回転する凹孔付きロールと圧胴の間を基材フィルムが通過する際に、該凹孔内の微小構造体と小量の展開液ビヒクルが基材フィルムに転移し、その後、乾燥ゾーンを通過する過程において展開液ビヒクルの乾燥および固化に伴い微小構造体を基材フィルムに固着させることを特徴とする微小構造体付きフィルムの製造方法、にある。
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の要旨の第２は、走行するフィルム材料に対して、一定サイズ、形状の微小構造体を規制された位置に実装する方法であって、以下の（１）塗工装置構成条件と、（２）製造操作条件、
（１）塗工装置構成条件；
▲１▼塗工装置は、一般の輪転グラビア印刷機に類似の構成を備え、印刷版胴に相当する部分を凹孔付きロールに置換した構造を有すること。▲２▼走行する基材フィルムが、一定幅で線接触する凹孔付きロールと圧胴の間を通過するようにされていると共に、凹孔付きロールと圧胴間の圧力解除および圧力調整が可能にされていること。▲３▼凹孔付きロールは、前記微小構造体を基材フィルムの定位置に規則的に転移させるための凹孔が、一定の規則性をもって複数個形成され、前記凹孔が微小構造体を収容できる略同一サイズ、形状に形成されていること。▲４▼塗工装置が、凹孔付きロール表面を擦過するドクター刃を備えていること。▲５▼塗工装置は、前記微小構造体を分散した展開液を収容する展開液容器を凹孔付きロールの下側に備えていて、凹孔付きロールの円周の一部が、その凹孔付きロールの全長にわたって、運転中常時浸漬できる構造にされていること。▲６▼塗工装置が、乾燥ゾーンを備えていること。▲７▼基材フィルムの供給、巻き取り装置を備え、張力調整、その他の機構は、通常のグラビア輪転印刷機と同等の機能を備えること。
【０００９】
（２）製造操作条件；
▲１▼展開液は、樹脂分と溶剤とからなるビヒクル中に前記微小構造体が拡散可能な状態で分散されていること。▲２▼凹孔付きロールが展開液中を回転して展開液ビヒクルおよび微小構造体が凹孔付きロールに付着した際に、ドクター刃が凹孔付きロール表面を擦過して、前記凹孔内に微小構造体および小量の展開液ビヒクルを残すと同時に、凹孔付きロール表面の過剰の展開液ビヒクルおよび微小構造体を凹孔付きロール表面から除去すること。▲３▼凹孔付きロールと圧胴の間に、張力を与えた状態で基材フィルムを所定速度で通過させて、凹孔付きロールの前記凹孔内に嵌合している微小構造体と付着した小量の展開液ビヒクルを走行する基材フィルムに転移させること。▲４▼基材フィルムに転移した微小構造体が、乾燥ゾーンを通過する際に、展開液中の揮発分の揮散と樹脂分の固化に伴い微小構造体を基材フィルムに固着させること。を備えることによって実現する微小構造体付きフィルムの製造方法、にある。
【００１０】
上記課題を解決するための本発明の要旨の第３は、上記製造方法により製造された微小構造体付きフィルムであって、非接触ＩＣタグ付き包装材料に使用されることを特徴とする微小構造体付きフィルム、にある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、ＦＳＡ技術のように、あらかじめエンボスした凹部を基材フィルムに設けることなく、平坦な基材フィルムに微小構造体、特にはＩＣチップを固着させて実装しようとするものである。
このような製造技術は、グラビア印刷技術に類似の塗工装置および方法を用いて実施できるが、まずは当該塗工装置の構成条件等から説明することとする。
【００１２】
図１は、微小構造体を基材フィルムに実装する塗工装置の要部を示す図、図２は、凹孔付きロールを示す図、図３は、微小構造体の形状を示す図、図４は、微小構造体が凹孔に嵌合した状態を示す図、図５は、アンテナパターンが印刷された基材フィルムにＩＣチップを実装した状態を示す図である。
【００１３】
図１のように、本発明の製造方法に使用する塗工装置１は、凹孔付きロール１１と圧胴１２を有し、基材フィルム２は一定張力がかかった状態で凹孔付きロール１１と圧胴１２の間を一定圧力を受けながら通過するようにされている。
この塗工装置１の構成は、従来からのグラビア輪転印刷機と類似の構成であるが、グラビア印刷機と相違する点は、グラビア印刷版に代えて凹孔付きロール１１を使用することにある。
ドクター刃１３を使用すること、インキパン同等の展開液容器１４を使用することもグラビア輪転印刷機と同一である。乾燥ゾーン１５を有すること、図示しないが、その他、基材フィルム２の供給、および巻き取り装置を備え、張力調整、等ができることも同様とする。
【００１４】
図１において、フィルム供給装置（不図示）から繰り出された基材フィルム２は、適宜な張力を受けた状態で、凹孔付きロール１１と圧胴１２の間を通過する。凹孔付きロール１１と圧胴１２は、ほぼ同一の周速度で回転しており基材フィルム２をその間に挟んで接触回転する。
基材フィルム２にアンテナパターン２１が印刷されている場合は、当該アンテナパターン位置に位置合わせ（見当合わせ）して微小構造体３を固着させることが必要となる。
【００１５】
凹孔付きロール１１と圧胴１２間は、圧力を解除して両者を離間させることが可能とされている。凹孔付きロール１１や圧胴１２を交換したり、作業開始時やフィルム切断時に基材フィルム２を通しなおす必要があるからである。また、凹孔付きロール１１と圧胴１２間の圧力を調整できることが微小構造体３の良好な転移状態を確保するために必要となる。
【００１６】
凹孔付きロール１１の下側面には、微小構造体３を分散した展開液４を満たす展開液容器（印刷の場合のインキパン）１４を備えていて、凹孔付きロール１１の円周の少なくとも一部が、当該凹孔付きロール１１の全長にわたって、運転中常時、展開液４に浸漬出来る構造にされていることが必要とされる。凹孔付きロール１１が展開液容器１４内を回転する際に、表面に展開液４が付着して流動状態となることが必要だからである。
あるいは凹孔付きロール１１表面への展開液４の供給は、展開液供給用パイプ（不図示）からロール面に給送され、ドクター刃１３で除去された過剰の展開液のみが展開液容器１４内に落下するようにしても良い。
微小構造体３が、展開液４内で展開液容器１４の底面に沈殿しないように、通常の場合、展開液容器１４内の攪拌が行われるか、展開液循環攪拌装置（不図示）が展開液容器１４に接続される。
【００１７】
凹孔付きロール１１表面に過剰に供給された展開液４は、次にドクター刃１３が凹孔付きロール１１表面を擦過して除去するようにされている。ドクター刃１３は、周知のように薄い板状の鋼製刃であって、厚さは１５０μｍ前後のものである。ロールに接触する先端刃先部を直線状、かつ鋭利に研磨して使用する。
通常は、ドクターホルダー１３ｈに挟まれた状態で刃先を凹孔付きロール１１面に線接触させ、ロールの回転に伴いホルダーが左右に揺動するようにされている。
【００１８】
圧胴１２は、ゴム圧胴を使用することができ、合成ゴム等の適宜な硬度のゴムを選択して使用する。乾燥ゾーン１５は、微小構造体３が付着した状態の基材フィルム２において、微小構造体３と共に転移した少量の展開液４ビヒクル中の溶剤を蒸発して乾燥させるために必要とされる。通常は、熱風の送風と共に遠赤外線照射部を備えた乾燥装置が使用される。
【００１９】
凹孔付きロール１１は、図２に示すように、シャフト軸１１１を持つか、シャフト軸取り付け可能な円筒状のシリンダーであって、表面に微小構造体３が嵌合する１または複数の凹孔１１ｈが形成されている。
凹孔１１ｈは、凹孔付きロール１１に、少なくとも１箇所形成されていれば良いが、通常は、効率的かつ規則的に微小構造体３を基材フィルム２に転移させるために、複数の凹孔１１ｈを設ける。「規則的に」とは、基材フィルム２に微小構造体３を設ける位置の基材フィルム流れ方向ピッチ間隔Ｌ１や幅方向間隔Ｌ２に一定の規則性があることをいう。
基材フィルム２が包装用材料に利用される場合は、１つの包装材料に１個の微小構造体３が固着するようにする。したがってＬ１やＬ２の値は、包装材料のサイズや形状等によって定まる数値である。
【００２０】
微小構造体３の形状は、図３のように各種の形状があるが、代表的なものとしては、立方体状（ａ）や長方体状（ｂ）、半球状（ｃ）や半楕円球状（ｄ）、三角錐状（ｅ）や四角錐状（ｆ）、円錐状（ｇ）、あるいは四角錐の截頭ピラミッド形状（ｈ）、円錐截頭型状（ｉ）等となる。長方体状であっても針状に近い長い形状や、錐状体でも長さに較べ底面積の小さい場合は、凹孔内への嵌合や転移が困難となる。
【００２１】
凹孔１１ｈのサイズ、形状は、微小構造体３が嵌合し得るようにするが、基材フィルム２に転移する面が大きい面積である方が、微小構造体３の凹孔１１ｈへの嵌合も容易であるし、基材フィルム２にも安定して付着するので、嵌合や基材フィルム２への転移が円滑に行われるよう、全体形状を微小構造体３よりは多少大きくし、開口部はさらに大きくし、かつ微小構造体３と同時に少量の展開液４のビヒクルを収容できる程度の大きさに形成する。
【００２２】
図４は、微小構造体３が凹孔１１ｈに嵌合した状態を示している。
凹孔１１ｈは、次のように形成するのが好ましい。例えば、微小構造体３が四角錐の截頭ピラミッド形状である場合、凹孔１１ｈと微小構造体３の外形形状は完全に同一であるよりは、凹孔１１ｈの斜面１１ｓと微小構造体３の斜面３ｓの間には、２〜２０°、好ましくは３〜５°程度範囲内の角度αがあるのが好ましい。この角度により微小構造体３の円滑な嵌合が促進されるからである。
また、微小構造体３の転移を促進するためには、微小構造体３の実際厚みよりはやや深い凹孔１１ｈとして展開液４のビヒクルが入る余地を残してもよい。
【００２３】
凹孔付きロール１１への凹孔１１ｈの形成は、通常のグラビア印刷とは異なりスクリーン線の無い状態となる。微小構造体３がＩＣチップである場合は、その大きさ（開口面）は、数ミリ角以下〜１０μｍ角程度、厚さは、１〜２ｍｍ以下〜１０μｍ程度のものとなる。
通常のグラビア印刷の場合、深い版深の場合でも１００μｍ程度であるから、この深さを実現するためには、ダイレクト（直腐食）でエッチングするか、電鋳によるか、機械的な彫刻によるものとなる。
バラード層（剥離銅層）も通常は、１５０〜２００μｍ程度となるので、微小構造体３の厚みがそれ以上の場合は、厚めのバラード層銅を設けるか、バラード銅を使用しないで金属版を直接彫刻する必要が生じる。
【００２４】
次に、微小構造体付きフィルムの製造方法について説明する。
展開液４が展開液容器１４に満たされた状態で、凹孔付きロール１１が展開液４に浸漬した状態で回転すると、ロールの回転に伴い展開液４がロール表面を流動する状態になる。この状態で、ドクター刃１３によりロール表面が擦過を受ける前段階において、あるいは擦過と同時に微小構造体３が凹孔１１ｈ内に嵌合した状態になる。なお、このドクター刃３に接触する前段階においては、嵌合を促進するためにファニッシャローラ（不図示）等を用いても良い。
【００２５】
ドクター刃が過剰の展開液をロール面から除去した後は、微小構造体３と僅かな展開液ビヒクルのみが凹孔１１ｈ内に残った状態になる。そして、基材フィルム２が、凹孔付きロール１１と圧胴１２の間を通過する際に、ロールの凹孔１１ｈ内に嵌合した状態にある微小構造体３は基材フィルム２側に転移する。
この際は、微小構造体３と共に凹孔１１ｈ内に小量残っている展開液４のビヒクルが先に基材フィルムに転移し、その展開液４のビヒクルの表面張力により微小構造体３を基材フィルム２側に引き出す作用を行うことになる。
【００２６】
微小構造体３を転移した基材フィルム２は、図１上において更に右方向に進行し乾燥ゾーン１５を通過して、図示しない巻き取り装置に巻き取られる。
乾燥ゾーン１５通過中に、展開液４ビヒクル中の揮発成分の大部分は揮散し、残存する樹脂成分が固化し、固化による固形成分により微小構造体３は基材フィルム２に固着した状態になる。
その後、微小構造体３付き基材フィルム２は、通常は巻き取り装置により巻き上げられるが、適宜な長さに断裁してシート状にして排出しても良い。
【００２７】
図５は、アンテナパターン２１が印刷された基材フィルム２にＩＣチップ３ｃを実装した状態を示す図である。図５の場合、アンテナパターン２１は静電結合型パターンに印刷されており、双方のパターン２１ａ，２１ｂの接続端子２１ａｃ，２１ｂｃ間にかかるようにＩＣチップ３ｃが固着している。
ＩＣチップ３ｃの多少の位置ずれは非接触通信機能を損なわないが、ＩＣチップ３ｃの双方のパッドがアンテナパターンの接続端子２１ａｃ，２１ｂｃのいずれか一方側にのみ接近して短絡するような場合は、非接触ＩＣタグとして機能しないことになる。従って、アンテナパターン２１ａ，２１ｂとＩＣチップ３ｃの位置合わせは、極力精度高くするようにしなければならない。
【００２８】
アンテナパターン２１は、図５図示のように静電結合型パターンに限らず、コイル状（平面捲線状）の電磁誘導型パターンであってもよい。
静電結合型の場合は、図５のように２片に分離したパッチアンテナ型に印刷し１２５ｋＨｚの通信に使用する。電磁誘導型の場合は、平面コイル状パターンやダイポール型（ＵＨＦ−ＳＨＦ帯）となる。
【００２９】
アンテナパターン２１の印刷には導電性インキを使用して、オフセット、グラビア、シルクスクリーン印刷等によって印刷できる。
導電性インキには、導電性カーボンや黒鉛、あるいは銀粉やアルミ粉、あるいはこれらの混合体をビヒクルに分散したインキを使用する。
あるいはまた、インキコストは割高となるが、酸化錫、酸化インジウム、ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、酸化チタン粉末、導電性高分子を溶解したもの等を使用した透明導電性インキであってもよい。
アンテナパターンの表面抵抗は、ＪＩＳＫ６９１１による測定値で、１０⁶Ω/ □以下が適用でき、好ましくは１０⁴Ω／□以下で、交信の信頼性を高められる。
【００３０】
このように、ＩＣチップを実装した基材フィルムは、非接触ＩＣタグ付き包装材料用途のほか、基材にあらかじめ電気回路を印刷しておいて各種回路基材、表示用ディスプレイ等の利用用途がある。また、電気部品のキャリアテープとしての用途も考えられる。
【００３１】
次に、本製造方法を実施するための材料について説明する。
＜展開液＞
本発明に使用する展開液４は、微小構造体３と微小構造体３を分散するビヒクルからなっている。ビヒクルは一般印刷インキと同様に樹脂分と揮発性の溶剤からなるものであって塗工適性と乾燥性を備えるものである。したがって、展開液４のビヒクルなるものは透明な溶剤系接着剤のようなものであって良く、多くの場合、目的に適合する。さらに、展開液４は微小構造体３を分散した状態で保持し、微小構造体３を沈殿させない粘度状態にあることが必要となる。
この適正粘度は微小構造体３の比重やサイズにより変動するが、微小構造体がＩＣチップである場合には、１００〜６０００ｃｐｓ（２３°Ｃ）の範囲の溶液粘度を有することが、ＩＣチップを沈殿させず凹孔付きロール１１から基材フィルム２への転移性も良好であることが確認されている。
【００３２】
展開液４の樹脂層としては、ポリエチレンもしくはエチレンと（メタ）アクリル酸との共重合体などのオレフィン系、エチレン−酢酸ビニル系共重合体、ポリアミド系、ポリエステル系、熱可塑性エラストマー系、エポキシ系、反応ホットメルト系などのホットメルト系樹脂、ワックス等が用いられる。
溶剤は樹脂層を可溶にするものが選択して使用され、一般的には、トルエンやキシロール、酢酸エチルエステル、酢酸ブチルエステル、ＩＰＡ、メチルアルコール、エチルアルコール、ＭＥＫ、ＭＩＢＫ、等が使用される。
【００３３】
＜微小構造体＞
一定の形状の構造体を規則的に基材フィルム２に固着する対象となるものは電気的素子である場合が多い。特に半導体ＩＣチップや発光体、コンデンサなどが本発明の対象とされる。
ＩＣチップ３ｃの場合は、シリコン基盤に半導体集積回路を形成後、ダイシングして切断する場合は、矩形状の立方体に形成される。
しかし、微小なＩＣチップ３ｃを低コストで製造する場合は、ダイシング溝面積を減少させ収率を高める必要から個別のＩＣチップ３ｃへの分離は、基盤の背面側からのエッチングにより行う。そのため、パッド部分が有る表面側に対し背面側は必然的に狭い面積になり、表面と背面間の面は傾斜面になるのが通常である。
【００３４】
チップの表面形状は通常矩形状であるので、エッチングした場合、ＩＣチップ３ｃの全体形状は断面台形状であり、特に四角錐の截頭ピラミッド形状となるのが一般的である。ただし、目的と用途によって、直方体や立方体、円形や円柱状、その他の形状とされる場合もある。
ちなみに表面が長方形状のＩＣチップの一辺は、５ｍｍ〜１０μｍ程度、厚みは１０００μｍ〜１０μｍ程度である。
【００３５】
＜基材フィルム＞
本発明に使用する基材フィルム２は、一般の包装材料やプリント配線に使用するフレキシブルな樹脂フィルムや紙類を使用することができる。
一般的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＥＴやＰＢＴ等のポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリウレタン、テトラフルオロエチレン、アクリル、酢酸セルロース、無機蒸着フィルムやＥＶＯＨ等のバリアフィルムが用いられる。また、板紙、被覆したカートン紙やダンボール紙、上質紙、樹脂含浸紙、クラフト紙等の紙類が使用されることも多い。
【００３６】
基材フィルム２は印刷の無い白紙であっても良いが、前記のようにアンテナパターン２１が印刷されているものであっても良い。
アンテナパターン２１は透明な基材フィルム２の微小構造体３の実装面に印刷するのが電気的導通のためにも好ましいが、厚み数百μｍ以下のフィルムであれば反対側の面であってもオーミックコンタクトすることが確認されている。
また、アンテナパターン２１と基材フィルム２との間には、図示しない他の絵柄印刷があってもよい。
【００３７】
【実施例】
（実施例）
図１、図５等を参照して、本発明の実施例を説明する。
微小構造体として非接触通信機能を有するＩＣチップ（モトローラ社製、製品名：Ｂｉｓｔａｔｉｘ）を約１万個用意した。
このＩＣチップは、図３（ｂ）のような直方体状で、底面１．５ｍｍ×２．０ｍｍ、厚み０．４ｍｍのものであった。
一方、鋼鉄製ロールを彫刻して凹孔付きロール１１を準備した。凹孔付きロール１１の凹孔１１ｈは、開口面が、１．７ｍｍ×２．３ｍｍの矩形状になるようにし、底面は、１．６ｍｍ×２．１ｍｍの矩形状とし、深さは、ＩＣチップ３ｃの厚みと同等にした。従って、全体としては逆截頭ピラミッド形状の凹孔となった。この凹孔１１ｈは、ロール表面をエンドミルで掘削して形成した。
【００３８】
展開液４には、一般的に用いられるドライラミネーション用接着剤（大日本インキ化学工業株式会社製、主剤：ＬＸ７０３、硬化剤：ＫＲ９００）を使用し、その液８ｌ（リットル）中に、前記ＩＣチップ１万個の全部を入れて攪拌し均一に分散させた。溶液粘度は、２３０〜３００ｃｐｓ（２３°Ｃ）に調整した。
その後、ＩＣチップ３ｃが沈殿しないように適宜攪拌を行った。
【００３９】
基材フィルム２には、厚み２０μｍの片面処理ＰＥＴ（東洋紡Ｅ５１００）を使用した。この基材フィルム２には、導電性インキ（アチソン社製：導電墨インキ）を用い、あらかじめパッチアンテナ型アンテナパターン２１ａ，２１ｂを印刷しておいた（図５）。
【００４０】
凹孔付きロール１１の円周の一部が、前記展開液４に浸漬する状態で回転させ、ロールに付着した展開液４をドクター刃１３で除去（掻き取り）すると、凹孔１１ｈ内にＩＣチップ３ｃが嵌合し、接着剤（展開液ビヒクル）がＩＣチップ３ｃに付着した状態で残った。
基材フィルム２を前記凹孔付きロール１１に接し、圧胴１２で加圧されるようにして通過させると、ＩＣチップ３ｃが基材フィルム２に、順次転移する状態になった。アンテナとの位置合わせを調整すると、丁度、アンテナパターン２１ａ，２１ｂ間の所定位置にＩＣチップ３ｃを転移させることができた（図５）。
ＩＣチップ３ｃの転移したＩＣチップ３ｃ付き基材フィルム２を、８０°Ｃの乾燥ゾーンを通すと溶剤が揮発し、結果的にＩＣチップ３ｃが接着剤により基材フィルム２に強固に固着した状態になった。これにより本発明の微小構造体付きフィルムが完成した。
なお、この時の基材フィルムの通過速度（印刷の場合の印刷速度）は、約６０ｍ／ｍｉｎであった。
【００４１】
ＩＣチップ３ｃの固着した微小構造体付きフィルムを製袋してから単位の包装体に切断し、確認事項として非接触ＩＣタグに対して所定のデータの記録を行った後、読取装置として、モトローラ社製ＢｉＳｔａｔｉｘリーダー「ＷＡＶＥ」を用いて、情報の読取り試験を行ったところ、１５ｃｍの距離から非接触ＩＣタグの記録データを正しく読み取りすることができた。
この読み取り性能は、インターポーザ（非接触ＩＣタグ付きラベル）の場合の読み取り距離、１５ｃｍと同等のものである。
【００４２】
なお、生産量としては、１時間で、約４０００個の非接触ＩＣタグ付きの包装体を得ることができた。
この結果は、ラベラーを使用してインターポーザを包装体に貼着する速度（生産能力：約５００個／時）と比較して、十分に量産性が見込めるものである。
【００４３】
【発明の効果】
上述のように、本発明の微小構造体付きフィルムの製造方法によれば、微小構造体、特に微小なＩＣチップを連続的に効率良く基材フィルムに実装することができる。
本発明の微小構造体付きフィルムは、非接触ＩＣタグ付き包装体等の製造に好適に適用することができる。したがって、本発明によれば、非接触ＩＣタグ機能を有する包装体を低コストで大量に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】微小構造体を基材フィルムに実装する装置の要部を示す図である。
【図２】凹孔付きロールを示す図である。
【図３】微小構造体の形状を示す図である。
【図４】微小構造体が凹孔に嵌合した状態を示す図である。
【図５】アンテナパターンが印刷された基材フィルムにＩＣチップを実装した状態を示す図である。
【符号の説明】
１塗工装置
２基材フィルム
３微小構造体
３ｃＩＣチップ
４展開液
１１凹孔付きロール
１１ｈ凹孔
１２圧胴
１３ドクター刃
１４展開液容器
１５乾燥ゾーン
２１，２１ａ，２１ｂアンテナパターン

Claims

凹孔付きロールと圧胴、展開液容器およびドクター刃、乾燥ゾーンを備える塗工装置を使用し、特に、展開液容器中に微小構造体が分散した展開液が満たされており、かつ凹孔付きロールの一部が展開液内を浸漬して回転する状態で、基材フィルムを前記凹孔付きロールと圧胴の間を通過させて微小構造体を基材フィルムに固着させる微小構造体付きフィルムの製造方法において、凹孔付きロールには前記微小構造体と略同一サイズ、形状の凹孔が少なくとも一箇所形成されており、凹孔付きロールが該展開液中を回転してドクター刃による表面擦過を受ける際に、該凹孔内に微小構造体が嵌合するとともに凹孔付きロール表面の余分な展開液および微小構造体が除去され、次に、接触回転する凹孔付きロールと圧胴の間を基材フィルムが通過する際に、該凹孔内の微小構造体と小量の展開液ビヒクルが基材フィルムに転移し、その後、乾燥ゾーンを通過する過程において展開液ビヒクルの乾燥および固化に伴い微小構造体を基材フィルムに固着させることを特徴とする微小構造体付きフィルムの製造方法。
走行するフィルム材料に対して、一定サイズ、形状の微小構造体を規制された位置に実装する方法であって、以下の（１）塗工装置構成条件と、（２）製造操作条件、を備えることによって実現する微小構造体付きフィルムの製造方法。
（１）塗工装置構成条件；
▲１▼塗工装置は、一般の輪転グラビア印刷機に類似の構成を備え、印刷版胴に相当する部分を凹孔付きロールに置換した構造を有すること。
▲２▼走行する基材フィルムが、一定幅で線接触する凹孔付きロールと圧胴の間を通過するようにされていると共に、凹孔付きロールと圧胴間の圧力解除および圧力調整が可能にされていること。
▲３▼凹孔付きロールは、前記微小構造体を基材フィルムの定位置に規則的に転移させるための凹孔が、一定の規則性をもって複数個形成され、前記凹孔が微小構造体を収容できる略同一サイズ、形状に形成されていること。
▲４▼塗工装置が、凹孔付きロール表面を擦過するドクター刃を備えていること。
▲５▼塗工装置は、前記微小構造体を分散した展開液を収容する展開液容器を凹孔付きロールの下側に備えていて、凹孔付きロールの円周の一部が、その凹孔付きロールの全長にわたって、運転中常時浸漬できる構造にされていること。
▲６▼塗工装置が、乾燥ゾーンを備えていること。
▲７▼基材フィルムの供給、巻き取り装置を備え、張力調整、その他の機構は、通常のグラビア輪転印刷機と同等の機能を備えること。
（２）製造操作条件；
▲１▼展開液は、樹脂分と溶剤とからなるビヒクル中に前記微小構造体が拡散可能な状態で分散されていること。
▲２▼凹孔付きロールが展開液中を回転して展開液ビヒクルおよび微小構造体が凹孔付きロールに付着した際に、ドクター刃が凹孔付きロール表面を擦過して、前記凹孔内に微小構造体および小量の展開液ビヒクルを残すと同時に、凹孔付きロール表面の過剰の展開液ビヒクルおよび微小構造体を凹孔付きロール表面から除去すること。
▲３▼凹孔付きロールと圧胴の間に、張力を与えた状態で基材フィルムを所定速度で通過させて、凹孔付きロールの前記凹孔内に嵌合している微小構造体と付着した小量の展開液ビヒクルを走行する基材フィルムに転移させること。
▲４▼基材フィルムに転移した微小構造体が、乾燥ゾーンを通過する際に、展開液中の揮発分の揮散と樹脂分の固化に伴い微小構造体を基材フィルムに固着させること。
微小構造体がＩＣチップであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の微小構造体付きフィルムの製造方法。
微小構造体が非接触通信機能を有するＩＣチップであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の微小構造体付きフィルムの製造方法。
基材フィルムにあらかじめアンテナパターンが印刷されていて、当該アンテナパターンの所定位置に微小構造体を固着させることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項４のいずれか１の請求項に記載の微小構造体付きフィルムの製造方法。
基材フィルムにあらかじめ電気回路が形成されていて、当該電気回路の所定位置に微小構造体を固着させることを特徴とする請求項１または請求項２記載の微小構造体付きフィルムの製造方法。
アンテナパターンが導電性インキで印刷されていることを特徴とする請求項５記載の微小構造体付きフィルムの製造方法。
電気回路が導電性インキで印刷されていることを特徴とする請求項６記載の微小構造体付きフィルムの製造方法。
展開液のビヒクルが溶剤系接着剤であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の微小構造体付きフィルムの製造方法。
展開液が、１００〜６０００ｃｐｓ（２３°Ｃ）の溶液粘度を有することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項９のいずれか１の請求項に記載の微小構造体付きフィルムの製造方法。
請求項１または請求項２記載の微小構造体付きフィルムの製造方法により製造された微小構造体付きフィルムであって、非接触ＩＣタグ付き包装材料に使用されることを特徴とする微小構造体付きフィルム。