JP5262341B2

JP5262341B2 - 非接触ｉｃタグの区分け方法

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Publication number: JP5262341B2
Application number: JP2008164108A
Authority: JP
Inventors: 美紀笠坊; 透菅原; 鉄弥砂原
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2007-06-28
Filing date: 2008-06-24
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2028-06-24
Also published as: JP2009033129A

Description

本発明は、非接触ＩＣタグおよびリーダライタ複合周辺装置を用いて物品管理を行う物流倉庫等において、書込み及び読取りのために認識したい非接触ＩＣタグと既に読取りがすんだ等の理由で認識したくない非接触ＩＣタグとを適切に区分したり、不慮または故意による第三者からの電磁波放射によって非接触ＩＣタグの回路が破壊されたりデータが改ざんされるのを防止するにあたり好適に用いることができる非接触電波認識用電磁波吸収布帛およびこれを用いた非接触タグの区分け方法に関する。

近年、ＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）と称される非接触型ＩＣタグに関する技術が急速に進歩してきており、物流業界では、バーコードに代わる商品識別・在庫管理技術として、早くから適用範囲の拡大が期待されてきた。

しかしながら、国内の多くの店舗や物流倉庫は限られたスペースで大量の商品を取り扱うため、例えば、出入庫時、非接触ＩＣタグおよびリーダライタ複合周辺装置を用いて、商品情報の読取りを行う際、近くに置いてある、既に読取りの済んだ別の商品を意図せず読んでしまう、あるいは過って情報を書換えてしまうといった問題があった。

また、システムが立ち上がるにつれ、不慮または故意による第三者の電磁波放射によって非接触ＩＣタグの回路破壊やデータの改ざんが行われる場合も想定され、安全面からその対策が急がれていた。

これまで、電磁波ノイズから人体、あるいは測定器や検査機器等の精密機器を防護する目的のために、例えば、特許文献１、２で開示されるような、導電性布帛を用いた電磁波シールドカーテンが提案されている。しかしながら、このような電磁波シールド性カーテンは、電磁波を反射する性質を持つため、リーダライタからの電磁波とカーテンからの反射波が逆位相で打ち消しあい、リーダライタと非接触ＩＣタグが通信可能な距離であるにもかかわらず、読み書きができない位置、いわゆるヌル点が、電磁波長のλ／４間隔で多数発生するといった問題があった。また、これとは逆に、リーダライタからの電磁波とカーテンからの反射波が同位相となって強め合い、通常読みとれない場所にある別の非接触ＩＣタグを意図せず読んでしまうといった問題もあった。

このような反射波の発生しない電磁波吸収カーテンとして、半導電性セラミクス繊維で構成されたカーテンが特許文献３に開示されている。しかし、セラミクス繊維は剛性が高く柔軟性に欠け、高価であるため価格アップを招いていた。

さらに、特許文献４には、導電性カーボンを塗布した電磁波遮蔽用壁紙が開示されている。その実施例においては、２〜１８ｄＢの電磁波シールド性が開示されている。しかしながら、特許文献４は、電磁波雑音から人体を防護するための電磁波遮蔽用壁紙であり、非接触ＩＣタグおよびリーダライタ複合周辺装置におけるヌル点発生や非接触ＩＣタグの認識、区分等、非接触ＩＣの実用化に際する今日の技術的課題に対して何らかの解決策を示唆するものではなかった。また、このような壁紙は、カーテンや覆いとして用いるための基本的要求特性であるソフトさ、ドレープ性、フクラミなどが十分ではなかった。
特開２００６−１１８２６０号公報登録実用新案第３０１０１４７号公報特開２００１−１３５１３５号公報特開２００１−３４８７８７号公報

本発明は、たとえば非接触ＩＣタグおよびリーダライタ複合周辺装置を用いて物品管理を行う物流倉庫等において、リーダライタと非接触ＩＣタグが通信可能な距離であるにもかかわらず読み書きができない位置、いわゆるヌル点の発生を防ぎ、書込み及び読取り等のために認識したい非接触ＩＣタグと既に読取りが済んだ等の理由から認識したくない非接触ＩＣタグとを適切に区分したり、不慮または故意による第三者からの電磁波放射によって非接触ＩＣタグの回路破壊やデータの改ざんを防止することが可能な電磁波吸収布帛を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明は、次の（１）〜（５）のいずれかの構成を特徴とするものである。
（１）基布の少なくとも片面に導電性樹脂層を有し、１ＧＨｚにおける透過減衰量が３〜２０ｄＢである非接触電波認識用電磁波吸収布帛。
（２）前記導電性樹脂層が、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維ミルドファイバーから選ばれる少なくとも１種の導電性成分を含むものである、前記（１）記載の非接触電波認識用電磁波吸収布帛。
（３）前記導電性樹脂層を３０〜１２０ｇ／ｍ^２の範囲内で有している、前記（１）または（２）記載の非接触電波認識用電磁波吸収布帛。
（４）前記基布の織組織が平織またはメッシュ織である、前記（１）〜（３）いずれか記載の非接触電波認識用電波吸収布帛。
（５）厚みが５００μｍ〜１ｍｍの範囲内である、前記（１）〜（４）いずれか記載の非接触電波認識用電磁波吸収布帛。
そして、リーダライタに認識させたい非接触ＩＣタグと、認識させたくない非接触ＩＣタグとを、前記いずれかの非接触電波認識用電波吸収布帛で区分することを特徴とする非接触ＩＣタグの区分け方法である。

本発明によれば、以下に説明するとおり、たとえば非接触ＩＣタグおよびリーダライタ複合周辺装置を用いて物品管理を行う物流倉庫等において、書込み及び読取り等のために認識したい非接触ＩＣタグと既に読取り済みなどの理由から認識したくない非接触ＩＣタグとを適切に区分したり、不慮または故意による第三者からの電磁波放射によって非接触ＩＣタグの回路破壊やデータの改ざんを防止することが可能な電磁波吸収布帛を提供することができる。

本発明の電波吸収布帛は、基布の少なくとも片面に導電性樹脂層を有し、かつ１ＧＨｚにおける透過減衰量が３〜２０ｄＢであることが重要である。

透過減衰量が２０ｄＢ（すなわち入射電磁波１に対して透過電磁波が０．１）より大きいと、電磁波を主に反射するため、リーダライタからの入射波と電波吸収布帛からの反射波が逆位相で打ち消しあい、リーダライタと非接触ＩＣタグとが通信可能な距離であるにもかかわらず読み書きができない位置、いわゆるヌル点が多数発生してしまう。一方、透過減衰量が３ｄＢ（すなわち入射電磁波１に対して透過電磁波が０．７）より小さいと、電磁波を主に透過するため、認識したくないタグまで同時に読んでしまう。ヌル点は１〜２点程度発生しても、実用上、さしつかえないことが多いが、ヌル点の数を極力少なくして、通信領域の信頼性をより高めたい場合などには、より好ましい透過減衰量として、上限を１０ｄＢ（すなわち入射電磁波１に対して透過電磁波が０．３２）、下限を５ｄＢ（すなわち入射電磁波１に対して透過電磁波が０．５６）とするのが好ましい。

導電性樹脂層は、バインダー樹脂に導電性成分を分散させたものから形成され、さらに、潤滑性成分、顔料、硬化促進剤、流動調整剤、難燃材、増粘剤、発泡剤、架橋剤、紫外線吸収剤、防汚剤、抗菌剤、その他、各種添加剤を任意の適当量含有させることができる。導電性成分としては、カーボンブラック、グラファイト、金属粉、金属酸化物等の導電性粉体や、炭素繊維、炭化ケイ素繊維、硫化銅結合繊維、金属繊維、金属メッキ繊維等の導電性繊維を使用することができる。なかでも、バインダー樹脂へ均一分散しやすいという点から、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維ミルドファイバーから選ばれる少なくとも１種の導電性成分であるのが望ましい。さらに、カーボンブラック、グラファイト等の導電性粉体に炭素繊維ミルドファイバーを少量添加し併用するのが望ましい。炭素繊維ミルドファイバーは、表面積が大きく、他の導電性成分と接触しやすく、さらに、繊維内部に導電パスを有するので、導電性成分間のつなぎとして、少量で十分な導電性を得ることができるからである。

バインダー樹脂としては、熱可塑性、熱硬化性、或いは紫外線、電子線などの放射線硬化性のいずれでもよい。また、ビニル系樹脂（ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸、ポリビニルアクリレート、ポリメタクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレン−ビニルアルコール共重合体等）、ポリエステル、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、メラミン樹脂、ポリブチラール、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリオレフィン、ポリフェニレンオキサイド、セルロース系ポリマー（酢酸セルロース等）、シリコーン系ポリマーなどの有機ポリマー、ならびにこれらのポリマーの誘導体、共重合体、ブレンドおよび前駆物（モノマー、オリゴマー）を併用してよい。

バインダー樹脂に対する導電性成分の配合割合としては、バインダー成分１００重量部に対して、好ましくは１０〜６０重量部、より好ましくは２０〜５０重量部である。少なすぎると必要な導電性が得られない場合が生じ、多すぎると、樹脂皮膜形成性に問題を生じたり、コーティング工程上の不安定要因となったり、経済的に不利となる場合がある。

さらに、導電性樹脂層は、前記導電性樹脂を３０〜１２０ｇ／ｍ^２、より好ましくは３０〜８０ｇ／ｍ^２の範囲内で有しているのが望ましい。すなわち導電性樹脂を塗布して導電性樹脂層を形成する場合には、乾燥時固形分で３０〜１２０ｇ／ｍ^２、より好ましくは３０〜８０ｇ／ｍ^２の範囲内となるように、導電性樹脂を塗布することが望ましい。塗布量が少なすぎると必要な導電性が得られない場合があり、多すぎると、導電性が高くなり過ぎて、反射波が強くなる傾向にある。布帛としての柔軟性を損なわないという観点からも、上記範囲であるのが望ましい。

本発明において、基布を構成する繊維素材としては、ポリエステル、ポリアミド、ビニロン等の合成繊維や木綿、麻等の天然繊維を単独あるいは混合した混繊糸が好ましく使用できるが、繊維の強度、寸法安定性などからポリエステル繊維の長繊維が好ましい。ポリエステル繊維とは、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートあるいはこれらに第三成分、たとえばイソフタル酸、イソフタル酸スルホネート、アジピン酸、ポリエチレングリコールなどを共重合またはブレンドして得られるポリエステルからなる繊維であり、あらかじめ難燃化された繊維であってもよい。

基布は、織物、編物、不織布等いずれであってもよく、織物としては、平織、朱子織、斜文織、もじり織、伯爵織、しころ織、琥珀織、三原織組織の変化織など適宜用いることができる。なかでも、薄材でありながら軽量性と強度を兼ね備えるという点から、平織またはメッシュ織、いずれかの織組織であるのが好ましい。一方、編物としてもよく、経編、緯編など適宜用いることができ、経糸および緯糸挿入ラッセル編なども好ましく使用できる。

本発明の電磁波吸収布帛は、軽量性と取り扱い性の点から、厚みが５００μｍ〜１ｍｍの範囲であるのが好ましい。

また、本発明の電磁波吸収布帛は、カーテンや覆いとして用いるための基本的要求特性であるソフトさ、ドレープ性、フクラミなどを満足するという点から、剛難度が１〜１５ｍＮ、より好ましくは２〜４ｍＮの範囲であるのが好ましい。１ｍＮ以上とすることで、カーテンや覆いとしての形状を良好に保つことができる。また、１５ｍＮ以下とすることで、ソフトさ、ドレープ性、フクラミが良好となりハンドリング性が向上する。

本発明の電磁波吸収布帛は、たとえば非接触ＩＣタグおよびリーダライタ複合周辺装置を用いて物品管理を行う物流倉庫等において、入荷した物品に付された非接触ＩＣタグの認識を行う空間と、既に認識済みの物品を保管している空間を仕切るカーテンとして好ましく使用することができる。カーテンの形態としては、ドレープカーテン、ブラインドカーテン、アコーディオンカーテン、ロールカーテンなど、いずれの形態でも好ましく使用でき、暖簾の形態でもよい。また、不慮または故意による第三者からの電磁波放射によって非接触ＩＣタグの回路破壊やデータの改ざん防止を目的とした、保管してある物品を覆うカバーとしても好ましく使用できる。

［測定方法］
（１）透過減衰量
透過減衰量の測定は、関西電子工業振興センター法（ＫＥＣ法）に従い、周波数１ＧＨｚ、ｎ＝３で測定を行い、１ＧＨｚの電界の透過減衰量（ｄＢ）の平均値を採用した。

（２）非接触ＩＣタグの認識試験
２．４５ＧＨｚマイクロ波方式の据え置き型リーダライタを、アンテナ中央部が床から高さ８５ｃｍになるよう設置した。そこに、２．４５ＧＨｚパッシブ型非接触ＩＣタグ（大きさ１ｃｍ×５ｃｍ）を２枚用意し、書込み及び読取りなどの際、認識したくないタグをタグＡ、認識したいタグをタグＢとした。このうち、タグＡは、前記アンテナ中心から７０ｃｍの距離に固定、タグＢは、タグＡとアンテナ中心を結ぶ線上を移動可能とした。試料の大きさは、３０ｃｍ×３０ｃｍとし、タグＡとタグＢの間に挿入、試料中心がタグＡの中心に重なるよう、試料をタグＡ前面に設置した。尚、上記試験に係るアンテナ、タグ、試料の配置図を図１に示す。

Ａ．タグＡの遮蔽
リーダライタから電磁波を放射し、タグＡに書込み及び読取りを試み、いずれも成功しなかった場合を◎、片方が成功した場合を○、いずれも成功した場合を×とした。

Ｂ．タグＢの認識
リーダライタから電磁波を放射しながら、タグＢを、試料中心からアンテナ中心に向かう線上を速度３ｃｍ／分で少しずつ移動させた。タグＢを認識しない点（ヌル点）が０個の場合を◎、１〜２個の場合を○、３個以上の場合を×とした。

（３）剛軟度
ＪＩＳＬ１０９６：１９９９に従い、（株）安田精機製作所製ガーレー式柔軟度試験機を用いて測定した。幅２．５ｃｍ×長さ８．９ｃｍの試験片を左右に移動できる支棹に締めつけ試験片の下端を前面ビーム先端に接触させた。支棹の移動によって試料はビームを押して行き、遂に外れた時の指示目盛を測定し、縦、横の平均値をとった剛軟度（ｍＮ）をソフトさの値として測定した。

［実施例１］
（基布）
ポリエステル繊維平織物（織密度：縦５５本×横５５本／２．５４ｃｍ、目付：１５０ｇ／ｍ^２）を基布とした。
（導電性樹脂）
ポリウレタン樹脂（固形分４０重量％）１００重量部にカーボンブラック２０重量部を混合し、導電性樹脂とした。
（電磁波吸収布帛）
前記基布の片面に、前記導電性樹脂を付着量が３０ｇ／ｍ^２（乾燥時固形分）となるようドクタナイフでコーティングし、１７０℃で２分乾燥を行い、厚さ６００μｍの電波吸収布帛を得た。

この電波吸収布帛の透過減衰量は５ｄＢであった。また、この電波吸収布帛を用いて非接触ＩＣタグの認識試験を行った結果、タグＡの遮蔽は◎、タグＢの認識は◎であり、ヌル点が発生することなく、認識したい非接触ＩＣタグと、認識したくない非接触ＩＣタグを良好に区分することができた。
剛軟度は２．２ｍＮであり、カーテンや覆いとして用いるためのソフトさを満足していた。

［実施例２］
（基布）
実施例１と同様の基布を用いた。
（導電性樹脂）
実施例１と同様の導電性樹脂を用いた。
（電磁波吸収布帛）
前記導電性樹脂の付着量を５５ｇ／ｍ^２（乾燥時固形分）とした以外は実施例１と同様にして、厚さ７００μｍの電波吸収布帛を得た。

この電波吸収布帛の透過減衰量は８ｄＢであった。また、この電波吸収布帛を用いて非接触ＩＣタグの認識試験を行った結果、タグＡの遮蔽は◎、タグＢの認識は◎であり、ヌル点が発生することなく、認識したい非接触ＩＣタグと、認識したくない非接触ＩＣタグを良好に区分することができた。
剛軟度は３．１ｍＮであり、カーテンや覆いとして用いるためのソフトさを満足していた。
［実施例３］
（基布）
ポリエステル繊維メッシュ織物（織密度：縦１３本×横１３本／２．５４ｃｍ、目付：３６０ｇ／ｍ^２）を基布とした。
（導電性樹脂）
ポリウレタン樹脂（固形分４０重量％）１００重量部にカーボンブラック１０重量部、平均繊維長５００μｍの炭素繊維ミルドファイバー５重量部を混合し、導電性樹脂とした。
（電磁波吸収布帛）
前記基布に、前記導電性樹脂を付着量が８０ｇ／ｍ^２（乾燥時固形分）となるようディッピングし、１８０℃で４分乾燥を行い、厚さ８００μｍの電波吸収布帛を得た。

この電波吸収布帛の透過減衰量は１０ｄＢであった。この電波吸収布帛を用いて非接触ＩＣタグの認識試験を行った結果、タグＡの遮蔽は◎、タグＢの認識は◎であり、ヌル点が発生することなく、認識したい非接触ＩＣタグと、認識したくない非接触ＩＣタグを良好に区分することができた。
剛軟度は１１ｍＮであり、カーテンや覆いとして用いるためのソフトさを満足していた。

［実施例４］
（基布）
実施例３と同様の基布を用いた。
（導電性樹脂）
実施例３と同様の導電性樹脂を用いた。
（電磁波吸収布帛）
前記導電性樹脂の付着量を１２０ｇ／ｍ^２（乾燥時固形分）とした以外は実施例３と同様にして、厚さ９００μｍ電波吸収布帛を得た。

この電波吸収布帛の透過減衰量は１５ｄＢであった。この電波吸収布帛を用いて非接触ＩＣタグの認識試験を行った結果、タグＡの遮蔽は◎、タグＢの認識は○であり、電波吸収布帛の手前３ｃｍのところにヌル点１点が発生したものの、認識したい非接触ＩＣタグと、認識したくない非接触ＩＣタグを区分することができた。
剛軟度は１２ｍＮであり、カーテンや覆いとして用いるためのソフトさを満足していた。

［実施例５］
（基布）
実施例１と同様の基布を用いた。（導電性樹脂）
ポリウレタン樹脂（固形分４０重量％）１００重量部にカーボンブラック１０重量部を混合し、導電性樹脂とした。
（電磁波吸収布帛）
前記基布の片面に、前記導電性樹脂を付着量が３０ｇ／ｍ^２（乾燥時固形分）となるようドクタナイフでコーティングし、１７０℃で２分乾燥を行い、厚さ５５０μｍの電波吸収布帛を得た。

この電波吸収布帛の透過減衰量は３ｄＢであった。また、この電波吸収布帛を用いて非接触ＩＣタグの認識試験を行った結果、タグＡの遮蔽は◎、タグＢの認識は◎であり、ヌル点が発生することなく、認識したい非接触ＩＣタグと、認識したくない非接触ＩＣタグを良好に区分することができた。
剛軟度は２．０ｍＮであり、カーテンや覆いとして用いるためのソフトさを満足していた。

［実施例６］
（基布）
実施例３と同様の基布を用いた。
（導電性樹脂）
実施例３と同様の導電性樹脂を用いた。
（電磁波吸収布帛）
前記導電性樹脂の付着量を１２０ｇ／ｍ^２（乾燥時固形分）とした以外は実施例３と同様にして、厚さ８５０μｍの電波吸収布帛を得た。

この電波吸収布帛の透過減衰量は１２ｄＢであった。この電波吸収布帛を用いて非接触ＩＣタグの認識試験を行った結果、タグＡの遮蔽は◎、タグＢの認識は○であり、電波吸収布帛の手前３ｃｍのところにヌル点１点が発生したものの、認識したい非接触ＩＣタグと、認識したくない非接触ＩＣタグを区分することができた。
剛軟度は１５ｍＮであり、カーテンや覆いとして用いるためのソフトさを満足していた。

なお、上記実施例１〜６における条件、結果を表１に示す。

［比較例１］
ポリエチレンテレフタレート長繊維に、直径１２μmのステンレス繊維を混撚した繊維を使用して、金属繊維入り平織物（織密度：縦５３本×横５３本／２．５４ｃｍ、目付：１８０ｇ／ｍ^２）とし、比較例１とした。この金属繊維入り平織物の透過減衰量は４０ｄＢであった。この平織物を用いて非接触ＩＣタグの認識試験を行った結果、タグＡの遮蔽は◎であったが、タグＢの認識については、十分通信可能な距離であるにもかかわらず、電波吸収布帛の手前３ｃｍのところから、約３ｃｍ間隔でヌル点が合計６点以上発生し、×であった。
剛軟度は２０ｍＮであった。

［比較例２］
実施例１と同様の基布を用い比較例２とした。このポリエステル繊維平織物の透過減衰量は０ｄＢであった。この平織物を用いて非接触ＩＣタグの認識試験を行った結果、タグＡの遮蔽は×であり、タグＢの認識は◎であった。すなわち、認識したくないタグを適切に区分することができなかった。
剛軟度は０．８ｍＮであった。

［比較例３］
（基布）
実施例１と同様の基布を用いた。
（導電性樹脂）
実施例１と同様の導電性樹脂を用いた。
（電磁波吸収布帛）
前記導電性樹脂の付着量を６ｇ／ｍ^２（乾燥時固形分）とした以外は実施例１と同様にして、厚さ２００μｍの電波吸収布帛を得た。
この電波吸収布帛の透過減衰量は１ｄＢであった。この平織物を用いて非接触ＩＣタグの認識試験を行った結果、タグＡの遮蔽は×であり、タグＢの認識は◎であった。すなわち、認識したくないタグを適切に区分することができなかった。剛軟度は０．９ｍＮであった。

なお、上記比較例１〜３における条件、結果を表２に示す。

本発明の電磁波吸収布帛は、薄材でありながら高度な電磁波吸収機能を備えるものであり、たとえば非接触ＩＣタグおよび周辺リーダライタ装置を使用する店舗や物流倉庫、図書館、工場において、空間を間仕切るカーテンや、物品を覆うカバーに用いることにより、認識したい非接触ＩＣタグと認識したくない非接触ＩＣタグとを適切に区分したり、不慮または故意による第三者からの電磁波放射によって非接触ＩＣタグの回路が破壊されたりデータが改ざんされるのを防止することができる。

実施例、比較例における非接触ＩＣタグ認識試験に係るアンテナ、タグ、試料の配置図である。

符号の説明

１：アンテナ
２：タグＢ
３：試料
４：タグＡ

Claims

リーダライタに認識させたい非接触ＩＣタグと認識させたくない非接触ＩＣタグとの区分け方法であって、認識させたい非接触ＩＣタグと、認識させたくない非接触ＩＣタグとを、基布の少なくとも片面に導電性樹脂層を有し、１ＧＨｚにおける透過減衰量が３〜２０ｄＢの範囲内である非接触電波認識用電磁波吸収布帛で区分することを特徴とする非接触ＩＣタグの区分け方法。
非接触電波認識用電磁波吸収布帛の導電性樹脂層が、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維ミルドファイバーから選ばれる少なくとも１種の導電性成分を含むものである請求項１記載の非接触ＩＣタグの区分け方法。
非接触電波認識用電磁波吸収布帛が導電性樹脂層を３０〜１２０ｇ／ｍ^２の範囲内で有している請求項１または２記載の非接触ＩＣタグの区分け方法。
非接触電波認識用電磁波吸収布帛の基布の織組織が平織またはメッシュ織である請求項１〜３いずれか記載の非非接触ＩＣタグの区分け方法。
非接触電波認識用電磁波吸収布帛の厚みが５００μｍ〜１ｍｍの範囲内である請求項１〜４いずれか記載の非接触ＩＣタグの区分け方法。