JP4942465B2 - 通信媒体およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は通信媒体、特に非接触通信媒体または非接触通信媒体用アンテナに関し、さらに詳しくは、通信媒体用アンテナを金属層の転写により形成する非接触通信媒体の製造方法および該製造方法によって製造された通信媒体に関する。

近年、車載用アンテナなど、薄膜フィルムにパターンを組み込んだ通信媒体が盛んに開発、使用されている。また、様々な情報を書き込んだ超小型のＩＣチップを組み込んだいわゆるＩＣタグやＩＣカードは、商品管理や流通管理、また各種証明書などの幅広い分野での応用が期待されている。これらＩＣタグ、ＩＣカード等は、一般に小さな送受信用の無線アンテナが取り付けられており、ＩＣタグやＩＣカードに接触せずに専用の読みとり装置と通信できる機能を有するため、非接触通信媒体（カード化やタグ化していないインレットの状態も含む）と呼ばれている。

かかる通信媒体、特に非接触通信媒体に用いられているアンテナの製造方法としては、従来、１）エッチングによる方法、２）スクリーン印刷による方法等が用いられていた。これらのうちエッチングによる方法については、感光性樹脂被膜形成用の塗布装置や露光装置、現像乾燥装置等の高価な設備が必要であり、少量生産の場合には非常に製造コストが高いものとなる。また、その製造工程で使用する各種中間材料もまた高価であり、しかも塗布した材料はエッチングにより除去される部分がアンテナとして有効に残る部分よりも圧倒的に多いため非常に製造コストの高いものとなっていた。

また、スクリーン印刷による方法では、スクリーン版を変更することによりパターンを自由に変更できるという利点は有するものの、アンテナ形成用材料である導電性ペースト自体が高価である。また、スクリーン版を作成するのに長時間を要し、さらにペーストを塗布した後の硬化に長時間に亘る熱処理が必要となるため、大量生産に用いないかぎり結果的にコスト高となる。

ところで、近年、例えば特許文献１〜特許文献４に開示されるように熱転写技術を利用したアンテナの製造方法が提案されている。

特開２００１−１６０１２３号公報 特開２０００−２６８１４９号公報 特開２００３− ３０６１９号公報 特開２００３−２４３９１８号公報

これらのうち特許文献１には、予め金属箔を支持基材に貼り合わせてベースシートを形成し、この金属箔にアンテナのパターンの金型を用いて、金属箔が完全に打ち抜かれる深さまで切込みを入れ、切込みを入れた金属箔のアンテナとして残すべき領域の表面にスクリーン印刷により接着剤を選択的に塗布し、通信媒体用基材にローラで加熱、圧着する非接触通信媒体の製造方法が開示されている。

しかし、かかる方法にあっては、接着剤を金属箔のアンテナとして残すべき領域の表面にスクリーン印刷により選択的に塗布するのにスクリーン版を製作することが必要となるため、（ｉ）多品種、少量生産に柔軟に対応することが困難である、（ｉｉ）オンデマンド性に欠け、商品開発に長期間を要する等の問題があった。また、接着剤を金属箔の所定の領域にのみスクリーン印刷で塗布しようとする場合、濡れ性の高い接着剤を使用すると接着剤が流れて所定領域以外の領域にも付着し、ローラで加熱、圧着した後、ピーリングする際に金属箔の不要な領域まで転写してしまうおそれがある。また、濡れ性の低い接着剤を用いるとその表面張力のために基材に接触する接着剤の領域の周辺部のエッジが忠実に形成されず、加熱、圧着後、ピーリングした場合、必要な領域を正確に転写できないおそれがあった。

本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、通信媒体用基材の表面に所定パターンのアンテナを高いパターン精度で、容易に、かつ低コストで形成し得る通信媒体の製造方法ならびに該製造方法によって製造された通信媒体を実現することを目的とするものである。

そして、本発明は上記目的を達成するために、少なくとも通信媒体用基材とアンテナとを有する通信媒体の製造方法において、支持体の一方の面に金属層、さらにその上に接着剤層を有してなる金属層転写部材の該金属層および接着剤層を該アンテナと同一のパターンに打ち抜く工程、通信媒体用基材の表面に接着剤を該アンテナと同一のパターンに熱転写して接着パターン層を形成する工程、および該接着パターン層上に該金属層のアンテナと同一のパターンに打ち抜かれた部分を転写してアンテナを形成する工程を行うようにしたものである。

さらに、本発明は、少なくとも通信媒体用基材とアンテナとを有する通信媒体において、該アンテナを、支持体の一方の面に金属層を、さらにその上に接着剤層を有してなる金属層転写部材の該金属層および接着剤層を該アンテナと同一のパターンに打ち抜き、通信媒体用基材に接着剤を該アンテナと同一のパターンに熱転写して接着パターン層を形成し、さらに該接着パターン層上に該金属層のアンテナと同一のパターンに打ち抜かれた部分を転写することにより形成するようにしたものである。

本発明において、前記通信媒体は、非接触通信媒体用基材、送受信アンテナ、およびＩＣチップを有する非接触通信媒体であることが好ましい。

以下、本発明の実施の形態を図１に基づいて説明する。尚、図１は説明の便宜上、実際のものとは寸法、縮尺等を変えて表してある。

本発明の製造方法においては、最初に図１（ａ）に示すように、支持体１の一方の表面上に金属層２を有し、該金属層２の表面上にさらに接着剤層３を有する金属層転写部材４を用意する。

次いで、図１（ｂ）に示すように、金属層転写部材４の金属層２および接着剤層３を、形成すべきアンテナと同一のパターン様に打ち抜くことにより、金属層２および接着剤層３を、それぞれアンテナと同一のパターンを有する部分２１、３１とそれ以外の部分とに切り分ける。

一方、図１（ｃ）〜（ｄ）に示すように、別に用意した例えばアンテナ基材のような通信媒体用基材８の表面に、基材シート５の一方の面に接着剤層６を設けてなる接着剤層転写部材７を用いて、接着剤層６のうちアンテナと同一のパターンを有する部分（以下、接着パターン層という）６１のみを熱転写する。

次いで、図１（ｅ）に示すように、表面にアンテナパターン様に接着パターン層６１が形成された通信媒体用基材８に、金属層転写部材４を、パターン化接着剤層３１と接着パターン層６１とが対向するように、かつ接着パターン層６１のアンテナパターンとパターン化金属層２１、パターン化接着剤層３１のアンテナパターンとがそれらの輪郭同士が合致するように位置合わせして重ね合わせた後、加熱、加圧等を行ってパターン化金属層２１を通信媒体用基材８上に転写する。

最後に、図１（ｆ）に示すように、金属層転写部材４を通信媒体用基材８から剥離して所定パターンの金属層２１からなるアンテナを通信媒体用基材８上に形成する。

金属層転写部材４の支持体１としては、たとえば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスルホン等からなるプラスチックフィルム、合成紙、パルプ紙等を使用することができる。中でも、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートが、熱に対する高い寸法安定性、高い機械的強度を有することから好ましい。支持体の厚さは、２．０〜１０．０μmであることが好ましい。また、支持体の長手方向のヤング率は２〜１２ＧＰａが好ましく、幅方向のヤング率は２．５〜１６ＧＰａであることが好ましい。さらに、支持体の長手方向のＦ−５値は４９〜４９０ＭＰａであることが好ましく、幅方向のＦ−５値は２９〜３００ＭＰａであることが好ましい。また、支持体の長手方向及び幅方向の１００℃×３０分での熱収縮率は３．０％以下であることが好ましく、２．０％以下であることがより好ましい。さらに、支持体の長手方向及び幅方向の破断強度は９８〜９８０ＭＰａであることが好ましい。

上記の支持体１の表面上に設けられる金属層２は、銅またはアルミニウムからなるものが好ましい。支持体１上への金属層２の形成方法としては、蒸着、電解メッキ、貼合せ等特に制限はされないが、充分な金属層の厚さを得るためには、銅張り板等の予め貼合せにより形成されたものが市場での入手容易性も含めて好ましい。

金属層２の厚さは特に制限されないが、例えば非接触通信媒体の送受信アンテナとしての所望の体積固有抵抗率を得るためには、１μｍ以上の厚さであることが好ましく、１０μｍ以上の厚さであることがより好ましい。但し、後の転写工程で転写可能な厚さである必要があることから、その上限は好ましくは４０μｍ、さらに好ましくは３５μｍ、最も好ましくは２０μｍである。

上記の金属層２の表面に形成される接着剤層３に使用する接着剤は特に制限されないが、金属／樹脂用の接着剤であることが好ましく、例えばポリエステル系、塩化ビニル−酢酸ビニル系、エポキシ系の各種接着剤が好適に用いられる。接着剤層の形成方法には特に制限はないが、各種コーター、例えばバーコーター、グラビアコーター等により形成することができる。また、接着剤層の厚さは特に制限されないが、好ましくは０．１〜５μｍ、より好ましくは１〜３μｍである。

金属層２および接着剤層３を、形成すべきアンテナと同一のパターン様に打ち抜く方法としては、例えばアンテナと同一パターンの金型を予め作製しておき、該金型を用いて打ち抜く方法や、カッティングプロッターで打ち抜く方法等が挙げられるが、オンデマンド性を考慮するとカッティングプロッターで打ち抜くことが好ましい。

また、通信媒体用基材８としては、特に制限はないが、例えば非接触通信媒体の基材として用いられている例として、ポリエチレンテレフタレートフィルム、カード、ポリプロピレン合成紙等が挙げられる。

上記の通信媒体用基材８にアンテナパターン様の接着パターン層６１を熱転写により形成するための接着剤層転写部材７の例としては以下のものを挙げることができる。

基材シート５としては、通常の熱転写媒体の基材として広く用いられている、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスルホンなどからなる高分子フィルムを使用することができる。なかでも、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートが、熱に対する高い寸法安定性、高い機械的強度を有することからとりわけ好ましい。

基材シート５の厚さは、２．０〜１０．０μmであることが好ましい。また、基材シートの長手方向のヤング率は２〜１２ＧＰａであることが好ましく、幅方向のヤング率は２．５〜１６ＧＰａであることが好ましい。さらに、基材シートの長手方向のＦ−５値は４９〜４９０ＭＰａであることが好ましく、幅方向のＦ−５値は２９〜３００ＭＰａであることが好ましい。また、基材シートの長手方向及び幅方向の１００℃×３０分での熱収縮率は好ましくは３．０％以下、より好ましくは２．０％以下である。さらに、基材シートの長手方向及び幅方向の破断強度は９８〜９８０ＭＰａであることが好ましい。

上記の基材シート５の一方の面に形成される接着剤層６の材料としては、特に制限はないが、例えば金属／樹脂用の接着剤が好ましく、例えばポリエステル系、塩化ビニル−酢酸ビニル系、エポキシ系の各種接着剤が好適に用いられる。また、接着剤層６の形成方法は特に制限されず、各種コーター、例えばバーコーター、グラビアコーター等により形成することができる。さらに、接着剤層の厚さに特に制限はないが、好ましくは０．１〜５μｍ、より好ましくは１〜３μｍである。 特に、上述した金属層２の表面に形成された接着剤層３と同系統、とりわけ同種の接着剤であることが好ましい。

上記基材シート５と接着剤層６との間には離型処理を施し、あるいは離型層を形成することが好ましく、例えば、基材シート５としてシリコーン離型処理が施されたポリエチレンテレフタレートフィルムを用いたり、基材シート５としてのポリエチレンテレフタレートフィルムと接着剤層６との間にセルロース系、メラミン系の離型剤を塗工したりすることが好ましい。

尚、上記の金属層転写部材４と接着剤層転写部材７とはそれぞれ別々の部材として用意してもよいが、例えば金属層転写部分と接着剤層転写部分を同一の基体上に面順次に形成することで一部材として用意することも可能である。

さらに、金属層２１を通信媒体用基材８に転写する方法としては、熱ロールによる加熱、加圧転写、熱転写プリンターを用いたパターン状加熱による転写等が挙げられる。

本発明をさらに詳細に説明するために以下に実施例を示すが、本発明は下記の各実施例によって何ら限定されるものではない。なお、以下、非接触通信媒体を例にとって本発明を説明するが、本発明は非接触通信媒体に限定されるものではなく、それ以外の種々の通信媒体にも適用し得ることは上記の説明から明らかである。また、以下の各実施例中の成分量「部」は重量部を意味している。

（実施例１）
＜金属層転写部材の作製＞
支持体１としての厚さ６μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムの表面に接着層（図示せず）を介して、金属層２としての厚さ２０μｍの銅板を貼り合わせた。次いで、銅板の表面に下記組成を有する接着剤層塗工液１をバーコーターにより厚さ１μｍに塗工し、乾燥して接着剤層３を形成することによって金属層転写部材４を作製した（図１（ａ）参照）。
（接着剤層塗工液１）
ポリエステル樹脂（バイロン２００（商品名）；東洋紡(株)製） ７５部
ポリエステル樹脂（バイロン３００（商品名）；東洋紡(株)製） ２５部
イソシアネート(クロスネートＤ７０（商品名）；大日精化(株)製 ) １部
トルエン／ＭＥＫ（１：１） ９００部
次いで、得られた金属層転写部材４の金属層２を、接着剤層３側から金属層２の支持体１との界面まで、カッティングプロッターを用いて所定のアンテナのパターンにカットして非接触通信媒体の送受信用アンテナパターン２１を形成した（図１（ｂ）参照）。

＜接着剤層転写部材の作製＞
基材シート５としての、一方の面が離型処理された厚さ６μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムの離型処理面に下記組成を有する接着剤層塗工液２をバーコーターにより厚さ１μｍに塗工し、乾燥して接着剤層６を形成することにより接着剤層転写部材７を作製した（図１（ｃ）上部参照）。
（接着剤層塗工液２）
ポリエステル樹脂（バイロン２００（商品名）；東洋紡(株)製） ７５部
ポリエステル樹脂（バイロン３００（商品名）；東洋紡(株)製） ２５部
イソシアネート(クロスネートＤ７０（商品名）；大日精化(株)製 ) １部
トルエン／ＭＥＫ（１：１） ９００部
次いで、得られた接着剤層転写部材７を熱転写プリンター（（株）山櫻製；ＣＡＲＤ ＭＡＴＥ Ｄｉｇｉｃａ（商品名））にセットし、厚さ１μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる非接触通信媒体用基材８の表面上に、接着剤層６の一部を、上記の金属層２に形成したアンテナパターン２１と同じパターンに熱転写することにより接着パターン層６１を形成した（図１（ｃ）および(ｄ)参照）。

次いで、金属層転写部材４を通信媒体用基材８の上に、上記接着パターン層６１とパターン化金属層２１の両パターンの輪郭同士が合致するように位置合わせしつつ重ね合わせ、熱ローラにて加熱、圧着した（図１（ｅ）参照）。

その後、金属層転写部材４を通信媒体用基材８から、パターン化金属層２１を残してピーリングすることによって所定のアンテナパターンを有する金属層２１を非接触通信媒体用基材８の表面に転写した（図１（ｆ）参照）。

得られた金属層２１からなるアンテナパターンを観察したところ、抜けや欠け、余分な金属層の付着等もなく、カティングプロッターで形成したパターンが忠実に再現された送受信用アンテナパターンを形成することができた。

（実施例２）
実施例１と同様の手順に従い、非接触通信媒体用基材８の表面に接着パターン層６１を２０ｍｍ×２０ｍｍの正方形パターンにベタで熱転写し、次いで支持体１上にカッティングプロッターにより金属層２が接着パターン層６１と同一パターンに形成された金属層転写部材４のパターン部分２１と接着パターン層６１とを重ね合わせて、加熱ローラにより加熱、圧着したのち、ピーリングして体積抵抗率の測定サンプルを作製した。得られたサンプルの転写金属層２１の体積抵抗率をデジタルマルチメータＡＤ−５５２３（商品名；エーアンドアイ(株)製）を用いて測定した。測定結果は体積固有抵抗が３×１０^−６Ω・ｃｍであり、非接触通信媒体の送受信アンテナとして用いた場合、感度が非常に良好であることが確認できた。

（実施例３）
金属層２として厚さ２μｍの銅箔を貼り合わせたものを用いた以外は実施例１と同様にして、金属層転写部材４を得た。得られた金属層転写部材を用いて実施例１と同様にしてアンテナパターンを非接触通信媒体用基材８上に形成し、アンテナパターンを観察したところ、抜けや欠け、余分な金属層の付着等もなく、カッティングプロッターで形成したパターンが忠実に再現された送受信用アンテナパターンを形成することができた。 また、本実施例で得られた金属層転写部材４を用いて、実施例２と同様にして体積抵抗率の測定サンプルを作製し、実施例２と同様の方法で体積抵抗率を測定したところ、８×１０^−６Ω・ｃｍであり、非接触通信媒体の送受信アンテナとして用いた場合、感度が良好であることが確認できた。

本発明の実施の形態に係る非接触通信媒体の製造工程を説明する模式的断面図である。

符号の説明

１ 支持体
２ 金属層
３ 接着剤層
４ 金属層転写部材
５ 基材シート
６ 接着剤層
７ 接着剤層転写部材
８ 通信媒体用基材
２１ 金属層のアンテナと同一のパターンを有する部分
３１ 接着剤層のアンテナと同一のパターンを有する部分
６１ 接着パターン層

Claims (4)

1. 少なくとも通信媒体用基材とアンテナとを有する通信媒体の製造方法であって、支持体の一方の面に金属層、さらにその上に接着剤層を有してなる金属層転写部材の該金属層および接着剤層を該アンテナと同一のパターンに打ち抜く工程、通信媒体用基材の表面に接着剤を該アンテナと同一のパターンに熱転写して接着パターン層を形成する工程、および該接着パターン層上に該金属層のアンテナと同一のパターンに打ち抜かれた部分を転写してアンテナを形成する工程を有することを特徴とする通信媒体の製造方法。
2. 前記通信媒体が、非接触通信媒体用基材、送受信アンテナ、およびＩＣチップを有する非接触通信媒体である請求項１記載の通信媒体の製造方法。
3. 少なくとも通信媒体用基材とアンテナとを有する通信媒体であって、該アンテナが、支持体の一方の面に金属層を、さらにその上に接着剤層を有してなる金属層転写部材の該金属層および接着剤層を該アンテナと同一のパターンに打ち抜き、通信媒体用基材に接着剤を該アンテナと同一のパターンに熱転写して接着パターン層を形成し、さらに該接着パターン層上に該金属層のアンテナと同一のパターンに打ち抜かれた部分を転写することにより形成されていることを特徴とする通信媒体。
4. 非接触通信媒体用基材、送受信アンテナ、およびＩＣチップを有する非接触通信媒体である請求項３記載の通信媒体。

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