JP6337626B2 - 耐熱ｉｃタグ - Google Patents
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Description
本発明は、耐薬品性、耐熱性に優れ、断熱構造体を有するＩＣタグに関する。
従来、耐熱性能の高いＩＣタグとして、例えば非接触型のＩＣタグを耐火層で覆い、さらにその耐火層を保護容器で覆った構造からなるＩＣタグがある。耐火層は熱伝導率の低い断熱材と発泡剤による気泡、中空球体またはそれらの複合物からなっており「耐火ＩＣタグ」として知られている。
しかしながら耐火ＩＣタグは、ＩＣタグが取り付けられる対象物の製造工程に、酸やアルカリを用いる洗浄などの薬液処理工程があると、ＩＣタグを構成する保護容器の耐久性としては不十分である。
また、セメントやヒートレスガラスのような耐熱性の高い固体に独立気泡が多く含まれる発泡体や中空球体であると、耐火層として用いると、気泡内の気体が高温で膨張して破損の原因となることがある。
さらに、耐火層の断熱材を、例えば連続気泡を有するガラス繊維からなる不織布単独、およびその断熱材に発泡剤による気泡や中空球体を組み合わせてなる空気層で構成される場合、それらは基体や液体の透過性を有することから、薬液槽へのディッピングを伴う工程において、薬液がＩＣタグと接触することがあり、耐久性に乏しい場合がある。
そうした耐薬品性、耐熱性といった耐久性を向上させるために、非接触型のＩＣタグを透過性の無いガラス材料で覆い、その隙間に連続気泡からなる断熱材充填し、さらにその空隙を真空状態した耐熱ＩＣタグが提案されている（特許文献１）。
図９は、特許文献１における耐熱ＩＣタグの、一実施形態を示した断面概念図であるが、ガラスからなる保護容器の隙間に、連続気泡からなる断熱材充填させるために、ペーパー状断熱材７やウール状断熱材８といった数種類の断熱部材挿入する必要が有り、作業性が悪く、高価となってしまってしまう。
本発明の課題としては、耐薬品性、耐熱性といった耐久性を持たせるため、非接触型のＩＣタグを透過性の無いガラス材料に封入し、非接触型のＩＣタグとガラス材料との空隙に、連続気泡からなる断熱材で充填し、真空状態にした耐熱ＩＣタグにおいて、断熱材の充填作業を効率化し、安価な耐熱ＩＣタグを提供することにある。
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、非接触型のＩＣタグと、透過性の無いガラス材料からなる保護容器と、断熱材とから成り、前記非接触型のＩＣタグと前記保護容器との空隙の少なくとも一部に連続気泡からなる断熱材が充填され、前記空隙が真空状態である耐熱ＩＣタグであって、前記断熱材からなる構造体が、非接触型のＩＣタグを封入できる空間を持った断熱構造体であり、前記構造体は２対からなり、外径１３ｍｍ、高さ１７ｍｍで、２体を合せた時に、内径１１ｍｍ、高さ２ｍｍの非接触型のＩＣタグ挿入空間と内径１１ｍｍ、高さ５ｍｍの断熱空間とを持つことを特徴とする耐熱ＩＣタグである。
また、請求項２に記載の発明は、前記断熱材からなる構造体が、複数の空間を持った構造体であることを特徴とする請求項１に記載の耐熱ＩＣタグである。
また、請求項３に記載の発明は、前記断熱材からなる構造体が、複数に分解可能な構造体であり、非接触型のＩＣタグを封入後、一体化できる構造体であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の耐熱ＩＣタグである。
また、請求項４に記載の発明は、前記断熱材が、ロックウールを主成分とする断熱材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の耐熱ＩＣタグである。
本発明により、断熱部材を構造体化させることによって、機械化が可能となり作業性の向上と、断熱材の充填作業の効率化によるコスト削減及び、断熱性能の均一化によって、品質性能の安定した安価な耐熱ＩＣタグを提供できる。
以下本発明を実施するための形態を、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の断熱構造体１ａの構成と本発明の断熱構造体の一実施形態を用いた耐熱ＩＣタグを示しており、断熱構造体１は、独立気泡を含まない断熱材を成形加工してあり、非接触型のＩＣタグを挿入する空間２と断熱空間３を持ち、複数に分割可能とした形状である。
非接触型のＩＣタグを空間に挿入し、内接面９を合せた後に、ガラス容器４に収め、減圧状態で、封緘加工部１０をガスバーナーを用いて、溶融封緘させ耐熱ＩＣタグ１１を作製する。
図２は、本発明の断熱構造体１ｂの構成と本発明の断熱構造体の別の実施形態を示しており、断熱材を成形加工した断熱構造体１の断熱空間３には、溶融封緘させる時の熱に対応するために、封緘加工部１０の面に断熱材が設けてある。
図２に示す２体からなる構造体は、外径１３ｍｍ、高さ１７ｍｍで、２体を合せた時に、内径１１ｍｍ、高さ２ｍｍの非接触型のＩＣタグ挿入空間２と内径１１ｍｍ、高さ５ｍｍの断熱空間３とを持つ。断熱構造体１ｂは、表面に吸引孔複数設けた金型を用いて
金型にロックウールをのせ、真空状態でプレスにて成形した。
金型にロックウールをのせ、真空状態でプレスにて成形した。
成形された２体の断熱構造体の片方に、表面に巻線アンテナを設けたセラミック基材に、ＩＣチップを実装した巻線インレットを用いた非接触型ＩＣタグ６を、非接触型のＩＣタグ挿入空間２を挿入し、図２に示す様に内接させて一体化し、断熱構造体１ｂとした。
外径２４ｍｍ、内径２２ｍｍのホウ珪酸ガラス管の片端を封じ切りした後に切断して形成したガラス容器４に、作製した非接触型ＩＣタグ６を挿入した断熱構造体１ｂをセットし、次に開放端側から前記ホウ珪酸ガラス管の内部を真空排気し、真空度１０−５Ｔｏｒｒ以下まで減圧した後に、封緘加工部１０を加熱し、容器部分が高さ２６ｍｍになるように封じ切りして密封し、本発明の耐熱ＩＣタグを作製した。
図３は、本発明の断熱構造体１ｃの構成を示しており、分割された断熱構造体の内接面９をＳ字状にした構成を示している。
図４は、本発明の断熱構造体１ｄの構成を示しており、分割された断熱構造体の内接面９に、真空加工時間を短縮するための通気孔を設けた実施形態を示している。
図５は、本発明の断熱構造体１ｅの構成を示しており、分割された断熱構造体の内接面９に、真空加工時間を短縮するための通気孔を設けた実施形態を示している。
図６は、本発明の断熱構造体１ｆの構成を示しており、非接触型のＩＣタグ挿入空間２の上にとなる封緘加工部１０の面に、断熱空間３を持つ断熱材を設けた実施形態を示している。
図７は、本発明の断熱構造体１ｇの構成を示しており、非接触型のＩＣタグ挿入空間２以外は断熱材とした実施形態を示している。
＜保護容器（ガラス容器）４＞
保護容器４は、石英ガラス、ホウ珪酸ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス等の耐熱性ガラスからなる容器として構成できる。前記容器の形状は特に限定されるものではないが、強度と取扱いの容易さから円筒状、角柱状等の形状が好ましく用いられる。
保護容器４は、石英ガラス、ホウ珪酸ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス等の耐熱性ガラスからなる容器として構成できる。前記容器の形状は特に限定されるものではないが、強度と取扱いの容易さから円筒状、角柱状等の形状が好ましく用いられる。
＜断熱材＞
断熱材は、断熱構造体１を形成するものであり、真空または前記容器の内部に挿入され、セラミックウール、ガラスウール、ロックウールなどの無機繊維体や、レンガ、セラミックス形成体などの耐火断熱材である。独立気泡を含まず液体や気体を透過する性質を有する断熱材であるものが好ましく用いられ、ロックウールが好適である。
断熱材は、断熱構造体１を形成するものであり、真空または前記容器の内部に挿入され、セラミックウール、ガラスウール、ロックウールなどの無機繊維体や、レンガ、セラミックス形成体などの耐火断熱材である。独立気泡を含まず液体や気体を透過する性質を有する断熱材であるものが好ましく用いられ、ロックウールが好適である。
＜ＩＣタグ＞
ＩＣタグは非接触型のＩＣタグであり、セラミックス等の絶縁性基材上に形成された巻線アンテナに、ＩＣチップを電気的に結合して設けられている。
ＩＣタグは非接触型のＩＣタグであり、セラミックス等の絶縁性基材上に形成された巻線アンテナに、ＩＣチップを電気的に結合して設けられている。
ＩＣタグは、ガラス底面から読み取るため、傾いた状態で設置されると、通信性能が落ちるため、インレットがガラス底面に対して平行になる様に設置する。
＜確認テスト、耐性テスト＞
確認及び耐性テストは、リーダを用いて共振周波数、通信距離を測定した。封緘加工部１０の加熱密封による劣化の判断と、耐性テストとしては、４５０℃で１８分間の高温保持を行い、ＩＣタグとして使用可能か否かを、通信距離が２５ｃｍ以上あるものを判断基準として評価した。
確認及び耐性テストは、リーダを用いて共振周波数、通信距離を測定した。封緘加工部１０の加熱密封による劣化の判断と、耐性テストとしては、４５０℃で１８分間の高温保持を行い、ＩＣタグとして使用可能か否かを、通信距離が２５ｃｍ以上あるものを判断基準として評価した。
フランジつきパイプの溶融亜鉛メッキ工程における耐熱ＩＣタグの使用可能性を評価するために、以下のように溶融亜鉛メッキ工程を模した評価を行った。フランジつきパイプ１２のフランジ孔部１３に、実施例１の耐熱ＩＣタグ１を図８のように取り付けた。２０％の苛性ソーダに耐熱ＩＣタグ１を３０分浸漬させ、その後水洗いを行い、１３％の塩酸に１５分浸漬させ、水洗いの後に、４５０℃に加熱した溶融状態の亜鉛浴にフランジつきパイプ１２を浸漬して、１０分経過した後に取り出した。亜鉛浴に浸漬した金属部分には亜鉛メッキが良好に形成されたが、耐熱ＩＣタグのガラス容器部分には亜鉛メッキは形成されなかった。
作製した耐熱ＩＣタグは、４５０℃に加熱された溶融状態の亜鉛浴に浸漬してもデータを読み取りことが可能であり、ＩＣタグとして使用可能であり、十分な耐熱性を有していることが確認できた。
断熱構造体が１成形加工されたため、保護容器４への挿入が機械化でき、従来のようにペーパー状断熱材７やウール状断熱材８といった数種類の断熱部材挿入するのとは異なり作業時間の短縮と、断熱材が均一化できるため、品質の安定化も可能となった。
１ａ〜１ｇ・・・断熱構造体
２・・・非接触型のＩＣタグ挿入空間
３・・・断熱空間
４・・・保護容器（ガラス容器）
５・・・封入口
６・・・非接触型のＩＣタグ
７・・・ペーパー状断熱材
８・・・ウール状断熱材
９・・・内接面
１０・・・封緘加工部
１１・・・耐熱ＩＣタグ
１２・・・フランジつきパイプ
１３・・・フランジ孔部
２・・・非接触型のＩＣタグ挿入空間
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４・・・保護容器（ガラス容器）
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６・・・非接触型のＩＣタグ
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８・・・ウール状断熱材
９・・・内接面
１０・・・封緘加工部
１１・・・耐熱ＩＣタグ
１２・・・フランジつきパイプ
１３・・・フランジ孔部
Claims (4)
- 非接触型のＩＣタグと、透過性の無いガラス材料からなる保護容器と、断熱材とから成り、前記非接触型のＩＣタグと前記保護容器との空隙の少なくとも一部に連続気泡からなる断熱材が充填され、前記空隙が真空状態である耐熱ＩＣタグであって、
前記断熱材からなる構造体が、非接触型のＩＣタグを封入できる空間を持った断熱構造体であり、前記構造体は２対からなり、外径１３ｍｍ、高さ１７ｍｍで、２体を合せた時に、内径１１ｍｍ、高さ２ｍｍの非接触型のＩＣタグ挿入空間と内径１１ｍｍ、高さ５ｍｍの断熱空間とを持つことを特徴とする耐熱ＩＣタグ。 - 前記断熱材からなる構造体が、複数の空間を持った構造体であることを特徴とする請求項１に記載の耐熱ＩＣタグ。
- 前記断熱材からなる構造体が、複数に分解可能な構造体であり、非接触型のＩＣタグを封入後、一体化できる構造体であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の耐熱ＩＣタグ。
- 前記断熱材が、ロックウールを主成分とする断熱材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の耐熱ＩＣタグ。
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