JP6764931B2 - Ｒｆｉｄタグに使用するためのアンテナ - Google Patents

Description

本発明は、ＲＦＩＤ（高周波識別）タグ中での使用に適したアンテナの分野に関する。本発明は、たとえば、病院またはホテルで使用される衣類およびベッドシーツなどの洗濯物に取り付け可能なＲＦＩＤタグなど、そのようなアンテナを含むＲＦＩＤタグに関する。

国際公開第２０１４／２０４３２２Ａ１号パンフレットには、リネン製品または洗濯物のタグとしての使用に特に適したＲＦＩＤタグが開示されている。特定の一実施形態におけるＲＦＩＤタグは、バッキング層と、バッキング層の上の第１の接着層と、第１の接着層の上のＲＦＩＤトランスポンダーチップおよびアンテナと、ＲＦＩＤトランスポンダーチップおよびアンテナの上の第２の接着層とを含む。これらの層は互いに積層され、ＲＦＩＤトランスポンダーチップおよびアンテナはＲＦＩＤタグ中に気密封止される。好ましい一実施形態では、アンテナは、たとえば４９本のストランドを有する細長いマルチストランドステンレス鋼ワイヤを含む。このワイヤは、好ましくは直径が０．３〜０．５ｍｍであり、ナイロンまたは他のポリマーの絶縁体中に封入される。直径が０．３〜０．５ｍｍであり４９本のストランドを有するこのようなマルチストランドワイヤ構造は、十分な可撓性を有することが見出され、従来技術のアンテナよりもキンクの傾向が少なかったことが言及される。このアンテナは、積層前に強化接着層に縫合することができる。この縫合は、綿、ポリエステル綿、または他の実質的に耐久性の糸を含むことができ、好ましくは、これにより、積層中および強化接着層が併用されるＲＦＩＤタグの後の使用中にアンテナが所定の位置に維持される。

本発明の目的は、織物上、および／または衣料品上、および／または他の織物製品上に取り付けるための改善されたＲＦＩＤアンテナを提供することである。本発明の特定の目的は、布上にＲＦＩＤアンテナが取り付けられた布または衣料品を使用する場合に使用者がより快適に感じる改善されたＲＦＩＤアンテナを提供することである。

本発明の第１の態様は、ＲＦＩＤタグに使用するためのアンテナである。このアンテナは、金属繊維を含むアンテナヤーンを含む。これらの金属繊維は、ステンレス鋼繊維である。これらのステンレス鋼繊維は、アンテナ中でアンテナ機能を果たすために提供される。アンテナヤーンは、少なくとも１本のラッピングヤーンで巻かれ、それによってアンテナヤーンの表面全体、または金属ワイヤの表面全体、または金属ワイヤの束の表面全体を覆う。少なくとも１本のラッピングヤーンは、非導電性繊維を含み、好ましくはそれからなる。

少なくともアンテナヤーンに巻かれるラッピングヤーン上において、従来の押出コーティングアンテナと同等であるアンテナの代替の電気絶縁が形成される。押出コーティングされる従来技術の種類のアンテナと比較して、より低い曲げ剛性を有するより細いアンテナを得ることが可能であることは、少なくとも１本のラッピングヤーンの使用の有益な技術的効果である。押出コーティングでは、アンテナの表面全体が絶縁コーティングで確実に覆われるようにするため、ある最小限のコーティング厚さが必要となる。これは、アンテナヤーンは不規則な表面を有し、表面全体がコーティングされる必要があるため、アンテナヤーンが使用される場合に特に重要である。押出コーティング後の結果として、むしろ太いアンテナが得られる。さらに、ラッピングヤーンでは、コーティングされたアンテナと比較して曲げ剛性の増加がはるかに少なくなる。

少なくとも１本のラッピングヤーンによってアンテナヤーンが圧密化され、その直径が減少することが分かっている。ラッピングヤーン自体も細い。圧密化は、アンテナヤーン中に低撚り数（低撚り数：たとえば、２００回／メートル未満、またはさらには１５０回／メートル未満、またはさらには１２０回／メートル未満）のアンテナヤーンを使用する場合、または無撚のアンテナヤーンを使用する場合、さらにより顕著となる。低撚り数のアンテナヤーンまたは無撚のアンテナヤーンは、ある程度の嵩高さを有し、少なくとも１本のラッピングヤーンによってアンテナヤーンが圧縮および圧密化される。

コーティングされたアンテナよりも小さい直径および低い曲げ剛性のため、本発明のアンテナにより、アンテナを布に取り付けた場合の使用者、たとえば本発明によるアンテナを含むＲＦＩＤタグを含む衣料品を着用する人は、より良い快適性が得られる。このような人は、アンテナの存在により気付きにくい。したがって、本発明は、布上にＲＦＩＤアンテナが取り付けられた布または衣料品を使用する場合に使用者がより快適となるＲＦＩＤアンテナをどのように提供するかという問題を解決する。

好ましい一実施形態では、本発明のアンテナは、ステンレス鋼フィラメントを含むかまたはそれからなるアンテナヤーンを含み、これは、ステンレス鋼繊維がステンレス鋼フィラメントを含むかまたはステンレス鋼フィラメントであることを意味する。より好ましくは、アンテナヤーンは、撚られたまたはケーブル化されたマルチフィラメントステンレス鋼繊維を含むかまたはそれからなる。

好ましくは、本発明のアンテナヤーンは、２００回／メートル未満、より好ましくは１５０回／メートル未満の撚り数、さらにより好ましくは１２０回／メートルの撚り数で撚られたステンレス鋼フィラメントを含むかまたはそれからなる。

好ましくは、ステンレス鋼繊維、たとえばステンレス鋼フィラメントは、２０μｍ未満、好ましくは１５μｍ未満、たとえば１４μｍまたは１２μｍの相当直径を有する。非円形断面の繊維の相当直径は、非円形断面を有する繊維の断面積と同じ面積を有する円の直径である。一例として、アンテナヤーンは、アンテナヤーンの長さ１メートル当たり１００回撚られた直径１２μｍのステンレス鋼フィラメント２７５本の束であってよい。

好ましい一実施形態では、アンテナヤーンは、ステンレス鋼フィラメントの２つ以上の束を含むケーブルヤーンまたは撚られたヤーンであり、好ましくは、撚り数は２００回／メートル未満、好ましくは１５０回／メートル未満であり、より好ましくは、撚り数は１２０回／メートル未満である。好ましくは、ステンレス鋼フィラメントは、２０μｍ未満、好ましくは１５μｍ未満、たとえば１４μｍまたは１２μｍの相当直径を有する。

好ましくは、アンテナヤーンの線密度は、３５０Ｔｅｘ未満、より好ましくは２５０Ｔｅｘ未満である。

好ましくは、アンテナヤーンは、少なくとも８０本、より好ましくは少なくとも２００本のステンレス鋼繊維（より好ましくはステンレス鋼フィラメント）をその断面内に含む。

一例として、１本または複数のラッピングヤーンは、マルチフィラメントヤーン、または紡糸繊維ヤーン、またはマルチフィラメントである。好ましいマルチフィラメントラッピングヤーンは、テクスチャードマルチフィラメントヤーン、たとえばポリエステルマルチフィラメントヤーンである。最良の被覆率が得られるため、非交絡テクスチャードマルチフィラメントヤーンがより好ましい。

好ましい一実施形態では、少なくとも１本のラッピングヤーンは少なくとも１本のテープである。テープは、モノフィラメントヤーンの特定の種類であり、テープは、ある厚さおよびある幅を示す実質的に平坦な断面を有する。本発明の場合、好ましくは断面の幅の厚さに対する比が少なくとも１０、好ましくは少なくとも１５であるテープが使用される。好ましくは、テープの幅の厚さに対する比は５０未満、より好ましくは３５未満である。テープの巻きは重なり合わないが、巻きの次の回で互いに接触する場合が好ましい。

ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン（たとえば、ポリエチレンまたはポリプロピレン）中のこのようなテープを使用することができる。しかし、複数の性質の興味深い組合せのため、ポリエステルテープが好ましい。

好ましいテープは、厚さが１０〜４０マイクロメートル、より好ましくは１０〜２５マイクロメートル、さらにより好ましくは１２〜２５マイクロメートルである断面を有する。

好ましくは、テープの断面の幅は、少なくとも１００マイクロメートル、より好ましくは少なくとも２００マイクロメートル、さらにより好ましくは少なくとも３００マイクロメートルである。好ましくは、テープの幅は５００マイクロメートル未満である。

本発明に使用できるテープの断面の具体例は、たとえばポリエステルにおいて、たとえば２５０マイクロメートル×１２マイクロメートル、３５０マイクロメートル×１２マイクロメートル、３７０マイクロメートル×１２マイクロメートル、および２５０マイクロメートル×２３マイクロメートルである。

好ましくは、少なくとも１本のラッピングヤーンのそれぞれは、アンテナヤーンの長さ１メートル当たり１０００回を超えて、より好ましくはアンテナヤーンの長さ１メートル当たり２０００回を超えてアンテナヤーンの周囲に巻かれる。１本または複数のラッピングヤーンは、たとえば１本または２本以上のテープであってよい。

好ましいアンテナでは、アンテナヤーンがラッピングヤーンでＳ方向に巻かれ、およびアンテナヤーンがラッピングヤーンでＺ方向に巻かれる。このような実施形態では、ラッピングヤーンのそれぞれがテープであってよい。好ましくは、Ｓ方向における巻きの長さ１メートル当たりの回数は、Ｚ方向における巻きの長さ１メートル当たりの回数と同じである。アンテナヤーンは、アンテナヤーンの長さ１メートル当たり１０００回を超えてラッピングヤーンで巻かれ得る。より好ましくは、アンテナヤーンの長さ１メートル当たり２０００回を超える。

アンテナヤーンの軸の周りのＺ方向およびＳ方向における巻きの方法は、アンテナヤーンの軸の周りにラッピングヤーンの一部をＳ方向に巻き、ラッピングヤーンの一部をＺ方向に巻くことによる方法である。この段落に記載されるような実施形態の利点は、より安定なアンテナが得られることである。アンテナの最良の安定性が得られ、アンテナヤーンの被覆率が向上するため、好ましくは、アンテナは、Ｓ方向に巻くラッピングヤーンとＺ方向に巻くラッピングヤーンとを同量で含有する。たとえば、金属フィラメントが偶数本のラッピングヤーンで巻かれ、半数のラッピングヤーンは金属フィラメントの周りにＳ方向に巻かれ、残りの半数はＺ方向に巻かれる。この利点は、アンテナの安定化である。たとえば、２本のラッピングヤーンが巻きに使用され、一方のラッピングヤーンはアンテナヤーンの周りにＺ方向に巻かれ、他方のラッピングヤーンはアンテナヤーンの周りにＳ方向に巻かれる。

ヤーンを巻く方向は、大文字のＳまたはＺで示される。巻かれるヤーンが垂直方向に維持され、巻きのらせんの傾きが文字Ｓの中央部分と同じ方向となる場合、その巻きはＳ方向となる。巻かれるヤーンが垂直方向に維持され、巻きのらせんの傾きが文字Ｚの中央部分と同じ方向となる場合、その巻きはＺ方向となる。

アンテナヤーン中、ステンレス鋼繊維はステンレス鋼フィラメントとして存在することができ、またはステンレス鋼繊維は個別の長さの繊維として存在することができる。

好ましい一実施形態では、ステンレス鋼繊維は、平行な無撚の配列のフィラメントとして存在する。それは、フィラメントが実質的に互いに平行にかつアンテナヤーンの軸に対して実質的に平行に配置されるように、フィラメントに撚りがかけられず、ケーブル化作業も行われていないことを意味する。このようなアンテナは曲げ剛性がより低くなるため、このようなアンテナにより、布上にＲＦＩＤアンテナが取り付けたられた布または衣料品を使用する場合、布上にＲＦＩＤアンテナが存在することに使用者が気付きにくくなるため、使用者にさらに良好な快適性が付与される。

このような実施形態では、アンテナヤーンは、好ましくはラッピングヤーンでＳ方向に巻かれる。より好ましくは、アンテナヤーンは、Ｓ方向にマルチフィラメントラッピングヤーン、より好ましくはテクスチャードマルチフィラメントラッピングヤーン、より好ましくは非交絡テクスチャードマルチフィラメントラッピングヤーンで巻かれる。より好ましくは、アンテナヤーンは、アンテナヤーンの長さ１メートル当たり１０００回を超えて、より好ましくはアンテナヤーンの長さ１メートル当たり２０００回を超えてマルチフィラメントラッピングヤーンでＳ方向に巻かれる。好ましくは、アンテナヤーンは、ラッピングヤーンでＺ方向に巻かれる。より好ましくは、アンテナヤーンは、Ｚ方向にマルチフィラメントラッピングヤーン、より好ましくはテクスチャードマルチフィラメントラッピングヤーン、より好ましくは非交絡テクスチャードマルチフィラメントラッピングヤーンで巻かれる。より好ましくは、アンテナヤーンは、Ｚ方向にアンテナヤーンの長さ１メートル当たり１０００回を超えて、より好ましくはアンテナヤーンの長さ１メートル当たり２０００回を超えてラッピングヤーンで巻かれる。好ましくは、Ｓ方向およびＺ方向の巻きの撚り数は、アンテナヤーンの長さ１メートル当たりの回数に関して同じである。マルチフィラメントラッピングヤーンの使用に対する代替として、アンテナヤーンを巻くためにテープを使用することができる。

好ましい一実施形態では、アンテナヤーンは、撚られたまたはケーブル化されたマルチフィラメントステンレス鋼繊維を含み、好ましくは、撚り数が２００回／メートル未満、より好ましくは１５０回／メートル未満、さらにより好ましくは撚り数が１２０回／メートル未満である。アンテナヤーンは、ラッピングヤーンでＳ方向に巻かれる。好ましくは、アンテナヤーンは、Ｓ方向にマルチフィラメントラッピングヤーン、より好ましくはテクスチャードマルチフィラメントラッピングヤーン、より好ましくは非交絡テクスチャードマルチフィラメントラッピングヤーンで巻かれる。好ましくは、アンテナヤーンは、Ｓ方向にアンテナヤーンの長さ１メートル当たり１０００回を超えて、より好ましくはアンテナヤーンの長さ１メートル当たり２０００回を超えてマルチフィラメントラッピングヤーンで巻かれる。アンテナヤーンは、ラッピングヤーンでＺ方向に巻かれる。好ましくは、アンテナヤーンは、Ｚ方向にマルチフィラメントラッピングヤーン、より好ましくはテクスチャードマルチフィラメントラッピングヤーン、より好ましくは非交絡テクスチャードマルチフィラメントラッピングヤーンで巻かれる。好ましくは、アンテナヤーンは、Ｚ方向にアンテナヤーンの長さ１メートル当たり１０００回を超えて、より好ましくはアンテナヤーンの長さ１メートル当たり２０００回を超えてラッピングヤーンで巻かれる。好ましくは、Ｓ方向およびＺ方向の巻きの撚り数は、アンテナヤーンの長さ１メートル当たりの回数に関して同じである。

好ましいステンレス鋼繊維は、集束伸線（ｂｕｎｄｌｅ ｄｒａｗｉｎｇ）法によって製造される。ステンレス鋼繊維はフィラメントとして存在することができ（フィラメントは実質的に制限のない長さの繊維を意味する）、またはステンレス鋼繊維は個別の長さの繊維として存在することができる。好ましくは、ステンレス鋼繊維は、多角形、より好ましくは六角形の断面を有する。

本発明の場合、ステンレス鋼とは、少なくとも１０．５重量％のクロムを含む鋼のグレードを意味する。好ましくは、ステンレス鋼は、ＡＳＴＭ Ａ２４０に準拠した３００シリーズまたは２００シリーズのステンレス鋼である。

好ましくは、ステンレス鋼繊維は、個別の長さの繊維またはフィラメントのいずれの場合でも、２０μｍ未満、好ましくは１５μｍ未満、たとえば１４μｍまたは１２μｍの相当直径を有する。好ましくは、ステンレス鋼繊維は、個別の長さの繊維またはフィラメントのいずれの場合でも、集束伸線法によって製造され、ステンレス鋼繊維またはフィラメントの典型的な多角形断面が得られる。

好ましくは、これらのステンレス鋼繊維は、５％未満、好ましくは３％未満、より好ましくは２％未満、より好ましくは１％未満、より好ましくは０．３５％未満、より好ましくは０．２５％未満、より好ましくは０．１％未満のマルテンサイト重量パーセント値を有する。さらにより好ましくは、ステンレス鋼ワイヤはマルテンサイトを含まない。

従来技術には、ＲＦＩＤタグ用のステンレス鋼ワイヤアンテナの使用が記載されている。ステンレス鋼ワイヤは、エンドドローン（ｅｎｄ ｄｒａｗｎ）微細構造を有する。エンドドローン微細構造は、実質的に等軸ではない結晶粒を特徴とする微細構造である。ステンレス鋼ワイヤ（またはステンレス鋼繊維）を伸線することにより、ワイヤまたは繊維は多量のマルテンサイトを含み、典型的にはマルテンサイト含有量はステンレス鋼の１０〜８０重量％の範囲である。

ステンレス鋼中のマルテンサイト含有量が低い実施形態の驚くべき利点は、従来技術のアンテナと異なり、本発明のＲＦＩＤアンテナはＭＲＩスキャナーなどの医療機器と干渉しないことである。したがって、本発明によるＲＦＩＤアンテナは、たとえば、病院において、ＭＲＩスキャナー内またはその周囲で使用される衣料品またはベッドシーツ上のＲＦＩＤタグのために、医療機器によって得られる医療画像を妨害することなく使用することができる

通常、より太いアンテナヤーンまたはより太いステンレス鋼ワイヤを使用することにより、より良好な読み取り距離を実現できる。しかし、これは、使用者がより快適となるアンテナに対する要求とは反対である。アンテナのより良好な導電率のために、優れた読み取り距離を有する細いアンテナの組合せがこのような実施形態で得られる。

ステンレス鋼繊維中のマルテンサイトは、適切なエッチング化学物質を用いてエッチングした後のステンレス鋼の光学顕微鏡観察によって確認することができる。あるいは、ステンレス鋼中のマルテンサイトの存在および量はＸ線回折（ＸＲＤ）によって調べることができる。別の方法では、磁気測定によって飽和磁界が測定され、その後、１００％マルテンサイトステンレス鋼の測定値と比較することにより、試験したステンレス鋼試料の質量パーセント値を計算することができる。

好ましくは、ステンレス鋼中のマルテンサイト含有量が５重量％未満、より好ましくは３重量％未満、より好ましくは２重量％未満、より好ましくは１重量％未満、より好ましくは０．３５重量％未満、より好ましくは０．２５重量％未満、より好ましくは０．１重量％未満であり、さらにより好ましくはステンレス鋼繊維がマルテンサイトを含まない実施形態では、アンテナ中のステンレス鋼は焼きなまし微細構造を有する。焼きなまし微細構造は、実質的に等軸の結晶粒を含む再結晶した微細構造である。焼きなましは、ステンレス鋼をその再結晶温度よりも高温まで加熱し、適切な温度で特定の時間維持し、次に冷却する熱処理プロセスによって行うことができる。焼きなましプロセスにより、ステンレス鋼繊維の伸線中に形成されたマルテンサイトが除去され、ステンレス鋼の再結晶が起こり、その結果として実質的に等軸の結晶粒が得られる。

ステンレス鋼中のマルテンサイト含有量が５重量％未満、より好ましくは３重量％未満、より好ましくは２重量％未満、より好ましくは１重量％未満、より好ましくは０．３５重量％未満、より好ましくは０．２５重量％未満、より好ましくは０．１重量％未満であり、さらにより好ましくはステンレス鋼繊維がマルテンサイトを含まない実施形態の場合、再結晶温度よりも低い温度で十分な時間の焼きなましを行うことにより、本発明のための低マルテンサイトまたはマルテンサイトを含まないステンレス鋼繊維を得ることもできる。次に、微細構造が完全に再結晶することなく、マルテンサイトがオーステナイトに変換される。

ステンレス鋼繊維は、たとえば、ＡＳＴＭ Ａ２４０に準拠した（特にＡＳＴＭ Ａ２４０／Ａ２４０Ｍ−１５ａ，Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｃｈｒｏｍｉｕｍ ａｎｄ Ｃｈｒｏｍｉｕｍ−Ｎｉｃｋｅｌ Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ Ｐｌａｔｅ，Ｓｈｅｅｔ，ａｎｄ Ｓｔｒｉｐ ｆｏｒ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｖｅｓｓｅｌｓ ａｎｄ ｆｏｒ Ｇｅｎｅｒａｌ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ＡＳＴＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｗｅｓｔ Ｃｏｎｓｈｏｈｏｃｋｅｎ，ＰＡ，２０１５に準拠した）３００合金シリーズまたは２００合金シリーズのステンレス鋼、たとえば合金３１６または合金３１６Ｌからできていてよい。好ましくは、ステンレス鋼繊維は、少なくとも１２重量％のニッケルを含む合金からできている。

より好ましくは、ステンレス鋼繊維は、少なくとも１２重量％のニッケル、および少なくとも１６重量％のクロム、および好ましくは２〜２．５重量％のモリブデンを含む合金からできている。

合金３１６Ｌと同じ規格であるが（ＡＳＴＭ Ａ２４０／Ａ２４０Ｍ−１５ａに準拠する）、修正されたニッケル含有量（１２〜１５重量％）、修正されたクロム含有量（１７〜１８重量％）、および修正されたモリブデン含有量（２〜２．５重量％）を有する合金がさらにより好ましい。

好ましくは、ステンレス鋼繊維は、１２〜１５重量％のニッケル、１７〜１８重量％のクロム、２〜２．５重量％のモリブデン、０．０３重量％未満の炭素、および０．１重量％未満の窒素を含むステンレス鋼合金からできている。このような合金は、集束伸線（ｂｕｎｄｌｅ ｄｒａｗｎ）繊維のエンドドローン微細構造中のマルテンサイト量が少ないために好ましい。

好ましくは、ステンレス鋼繊維は、高窒素オーステナイトステンレス鋼（ＨＮＡＳＳ）を含むか、またはそれからできている。高窒素オーステナイトステンレス鋼合金は、０．４重量％を超える窒素含有量を含むステンレス鋼合金である。ＨＮＡＳＳ鋼グレードは、ワイヤの伸線または束ねた繊維の伸線プロセス中に完全にオーステナイトのままであり、伸線プロセス中にひずみ誘起によるマルテンサイトは形成されない。

本発明に使用できるＨＮＡＳＳ鋼グレードの第１の例は、０．２重量％の炭素、１７重量％のクロム、０．０５重量％のニッケル、０．５３重量％の窒素、３．３重量％のモリブデン、および１０．５０重量％のマンガンを含む。

本発明に使用できるＨＮＡＳＳ鋼グレードの第２の例は、０．０８重量％の炭素、２１重量％のクロム、０．３重量％のニッケル、１重量％の窒素、０．７重量％のモリブデン、および２３重量％のマンガンを含む。

それらのステンレス鋼繊維は、フィラメントとしてアンテナヤーン中に存在することができるか、またはステンレス鋼繊維は、個別の長さの繊維としてアンテナヤーン中に存在することができる。フィラメントとは、実質的に無制限の長さのステンレス鋼繊維を意味する。ステンレス鋼フィラメントを含むアンテナヤーンは、撚られた複数の平行のフィラメントの束として、または多子糸（たとえば、双糸）の撚られたヤーンもしくはケーブルヤーンとして提供することができる。

個別の長さの繊維とは、有限の長さを有し、ほとんどの場合にある長さ分布を有する繊維を意味する。個別の長さの繊維からできたアンテナヤーンは、ヤーン紡糸方法、たとえばリング精紡によって製造され得る。個別の長さの繊維からできたアンテナヤーンは、単糸または多子糸（たとえば、双糸）のヤーンであってよい。

フィラメントまたは個別の長さの繊維のいずれかの本発明に使用するためのステンレス鋼繊維は、たとえば、米国特許出願公開第２０５０２９８号明細書に記載されるような集束伸線方法により製造することができる。集束伸線繊維は特徴的な多角形断面を有する。好ましくは、本発明に使用するための集束伸線ステンレス鋼繊維の相当直径は、４μｍを超え、好ましくは１０μｍを超え、好ましくは３０μｍ未満、より好ましくは２０μｍ未満、より好ましくは１５μｍ未満である。単一のエンドドローンステンレス鋼フィラメントを本発明に使用することもできる。このようなフィラメントは、ほとんどの場合に円形断面を有する。４０μｍを超え、好ましくは１００μｍ未満、たとえば５０μｍ、６０μｍ、または８０μｍの断面を有する単一のエンドドローンステンレス鋼フィラメントが好ましい。一例は、１００回／メートルで互いに撚り合わされた直径５０μｍの２４本のステンレス鋼フィラメントからなるヤーンである。

本発明の第２の態様は、トランスポンダーチップと、本発明の第１の態様に記載のアンテナとを含むＲＦＩＤタグである。アンテナはトランスポンダーチップに連結される。アンテナはトランスポンダーチップに誘導結合することができる。

好ましくは、ＲＦＩＤタグは、トランスポンダーチップと、２つのアンテナとを含む。２つのアンテナはトランスポンダーチップに連結され、アンテナはトランスポンダーチップに誘導結合することができる。好ましくは、２つのアンテナ間の夾角は１８０°である。

本発明の第３の態様は、織物と、本発明の第２の態様に記載のＲＦＩＤタグとの組立体である。ＲＦＩＤタグは織物上に固定される。トランスポンダーチップは、たとえば積層用の箔により、またはエポキシの小塊により、または接着剤により織物上に固定することができる。１つまたは複数のアンテナは、１本以上のステッチヤーンによって織物上に固定することができる。

好ましくは、アンテナが、重なり合う端部を有するループを織物上で形成するように、ＲＦＩＤタグが織物上に固定される。トランスポンダーチップは、重なり合う端部を有するループの内側の布上に存在することができる。

好ましくは、アンテナは織物上に固定され、それによってアンテナが織物上で起伏する。

好ましくは、アンテナは、１本または２本以上のステッチヤーンによって織物上に固定される。

本発明の第４の態様は、本発明の第３の態様に記載の組立体を含む衣料品、たとえばガウン、またはベッドシーツ、または枕カバー、またはタオルである。

本発明の第１の態様によるＲＦＩＤタグのためのアンテナの断面を示す。 本発明の第１の態様によるＲＦＩＤタグのためのアンテナの軸を通り、かつその軸に沿った断面を示す。 織物と、その織物上に固定されたＲＦＩＤタグとを示す。

図１は、本発明の第１の態様によるＲＦＩＤアンテナの代表的なアンテナの断面１００を示す。図２は、本発明の第１の態様によるＲＦＩＤタグの代表的なアンテナの軸を通り、かつその軸に沿った面内の断面２００を示す。この代表的なＲＦＩＤアンテナは、３１６Ｌステンレス鋼（ＡＳＴＭ Ａ２４０に準拠）からできた相当直径１２μｍの集束伸線ステンレス鋼フィラメントを用いて製造されている。撚られたヤーンであるアンテナヤーンを得るために、２７５本のステンレス鋼フィラメント１１０の平行の束を１００回／メートルで撚り合わせた。第１のラッピングヤーン１２０は、アンテナヤーンの周りにＺ方向に巻かれる。第２のラッピングヤーン１２５は、アンテナヤーンの周りにＳ方向に巻かれる。ラッピングヤーン１２０および１２５により、アンテナヤーンの表面に完全な被覆が形成される。

図１および２の例は、Ｚ方向およびＳ方向に巻かれたアンテナヤーンを示すが、Ｚ方向またはＳ方向の巻きのみを使用して本発明を実施することも可能であるが、Ｚ方向およびＳ方向に巻くことが好ましい。

図３は、織物３３０と、織物上に固定されたＲＦＩＤタグ３４０とを示す。ＲＦＩＤタグ３４０は、トランスポンダーチップ３５０と、本発明の第１の態様に記載のアンテナ３６０とを含む。アンテナ３６０は、織物上に波打って配置され、重なり合う端部を有するループ３６５をその長さの中央に形成している。アンテナ３６０はトランスポンダーチップ３５０に誘導結合している。ＲＦＩＤタグ３４０は織物上に固定される。アンテナ３６０は、１本または２本以上のステッチヤーン３７０によって織物３３０上に固定される。トランスポンダーチップ３６０は、たとえば透明の積層用の箔３５５によって織物上に固定される。あるいは、トランスポンダーチップは、たとえばエポキシ小塊または接着剤によって織物上に固定することができる。

ＲＦＩＤタグに使用するためのアンテナの第１の実施例は、１００回／メートルの撚り数で互いに撚り合わされた１４μｍの相当直径の９０本のステンレス鋼フィラメントから得られるアンテナヤーンを含む。このアンテナヤーンのステンレス鋼フィラメントは、３１６Ｌステンレス鋼（ＡＳＴＭ Ａ２４０に準拠）からできた集束伸線ステンレス鋼フィラメントを用いて作製されている。このアンテナヤーンは、７６ｄＴｅｘ（＝７．６Ｔｅｘ）の非交絡テクスチャードポリエステルマルチフィラメントヤーンでＳ方向およびＺ方向に巻かれる。この巻きは、アンテナヤーンの長さ１メートル当たり２２５０回で行われる。非交絡テクスチャードポリエステルマルチフィラメントヤーンを巻くことで、アンテナヤーンの表面全体が覆われる。このアンテナは０．２３ｍｍの直径を有する。

ＲＦＩＤタグに使用するためのアンテナの第２の実施例は、１００回／メートルの撚り数で互いに撚り合わされた１２μｍの相当直径の２７５本のステンレス鋼フィラメントから得られるアンテナヤーンを含む。このアンテナヤーンのステンレス鋼フィラメントは、３１６Ｌステンレス鋼（ＡＳＴＭ Ａ２４０に準拠）からできた集束伸線ステンレス鋼フィラメントを用いて作製されている。このアンテナヤーンは、１６７ｄＴｅｘ（＝１６．７Ｔｅｘ）の非交絡テクスチャードポリエステルマルチフィラメントヤーンでＳ方向およびＺ方向に巻かれる。この巻きは、アンテナヤーンの長さ１メートル当たり１２５０回で行われる。非交絡テクスチャードポリエステルマルチフィラメントヤーンを巻くことで、アンテナヤーンの表面全体が覆われる。このアンテナは０．３３ｍｍの直径を有する。巻き前に触るとアンテナヤーンは容易に変形および圧縮されるため、巻き前にその直径を測定することは困難である。

このアンテナを、同じアンテナヤーンを有するが、ラッピングヤーンの代わりにポリマーコーティングシースを有する従来技術のアンテナと比較した。ポリマーコーティングシースを有する従来技術のアンテナは０．５５ｍｍの直径を有する。ポリマーシースの断面を分析すると、コーティング層厚さが０．１２ｍｍであり、アンテナ中のアンテナヤーンの直径が０．３１ｍｍであることが示された。コーティング層厚さ０．１２ｍｍは、アンテナヤーンの表面をポリマーで完全に覆うために塗布可能な最低コーティング層厚さであった。巻かれたアンテナは、コーティングされたアンテナよりも低い曲げ剛性も示した。

ＲＦＩＤタグに使用するためのアンテナの第３の実施例は、１００回／メートルの撚り数で互いに撚り合わされた１２μｍの相当直径の２７５本のステンレス鋼フィラメントから得られるアンテナヤーンを含む。このアンテナヤーンのステンレス鋼フィラメントは、３１６Ｌステンレス鋼（ＡＳＴＭ Ａ２４０に準拠）からできた集束伸線ステンレス鋼フィラメントを用いて作製されている。このアンテナヤーンは、７６ｄＴｅｘ（＝７．６Ｔｅｘ）の非交絡テクスチャードポリエステルマルチフィラメントヤーンでＳ方向およびＺ方向に巻かれる。この巻きは、アンテナヤーンの長さ１メートル当たり２２５０回で行われる。非交絡テクスチャードポリエステルマルチフィラメントヤーンを巻くことで、アンテナヤーンの表面全体が覆われる。このアンテナは０．３０ｍｍの直径を有し、巻き作業で第２の実施例よりもアンテナヤーンが大きく圧密化され、第２の実施例よりも細いラッピングヤーンが使用されることを示している。

３つの実施例では、３１６Ｌステンレス鋼（ＡＳＴＭ Ａ２４０に準拠）繊維を使用したが、別のステンレス鋼のグレードを本発明に使用することができる。

非導電性ラッピング繊維材料として、非交絡テクスチャードマルチフィラメントラッピングヤーンの代わりに別のヤーンまたはテープを使用することができる。

Ｓ方向およびＺ方向に巻くことが好ましいが、一方向（ＳまたはＺ）のみの巻きを本発明に使用することができる。

ＲＦＩＤタグに使用するためのアンテナの第４の実施例は、１００回／メートルの撚り数で互いに撚り合わされた１２μｍの相当直径の２７５本のステンレス鋼フィラメントから得られるアンテナヤーンを含む。このアンテナヤーンのステンレス鋼フィラメントは、３１６Ｌステンレス鋼（ＡＳＴＭ Ａ２４０に準拠）からできた集束伸線ステンレス鋼フィラメントを用いて作製されている。これらのステンレス鋼フィラメントは、１０００℃で焼きなましが行われて、ステンレス鋼フィラメント焼きなまし微細構造が形成されている。このアンテナヤーンは、１６７ｄＴｅｘ（＝１６．７Ｔｅｘ）の非交絡テクスチャードポリエステルマルチフィラメントヤーンでＳ方向およびＺ方向に巻かれる。この巻きは、アンテナヤーンの長さ１メートル当たり１２５０回で行われる。非交絡テクスチャードポリエステルマルチフィラメントヤーンを巻くことで、アンテナヤーンの表面全体が覆われる。

磁気測定によって飽和磁界を測定し、既知のマルテンサイト重量パーセント値を有するステンレス鋼試料の測定値と比較することで、試験試料のマルテンサイト重量パーセント値を計算すると、このアンテナはマルテンサイトを実質的に有さなかった。トランスポンダーチップとこのようなアンテナとを含むＲＦＩＤタグを作製した。実施例に記載のアンテナを有する代表的なＲＦＩＤタグを有する織物について、ＭＲＩスキャナー画像に対する影響を試験した。この影響は十分低く、ＭＲＩ画像に対する悪影響はなかった。

このアンテナは０．３３ｍｍの直径を有した。このアンテナについて、ポリマーコーティングシースと、第４の実施例と同様の構成であるが、エンドドローン（ｅｎｄ−ｄｒａｗｎ）微細構造を有するステンレス鋼フィラメントを含むアンテナヤーンとを有する従来技術のアンテナと比較した。ポリマーシートを有する従来技術のアンテナは０．５５ｍｍの直径を有する。ポリマーシースの断面を分析すると、０．１２ｍｍのコーティング層厚さおよび０．３１ｍｍのアンテナ中のアンテナヤーンの直径が示された。第４の実施例のアンテナは、ポリマーコーティングを有する従来技術のアンテナヤーンよりも改善された読み取り距離を示した。この改善された読み取り距離は、導電率の差によって得られ、第４の実施例のアンテナは、アンテナの長さ１メートル当たり３０オームの導電率を有し、一方、従来技術のアンテナ（エンドドローン微細構造を有するステンレス鋼フィラメントおよびポリマーシースを有するアンテナヤーンを有する）の導電率はアンテナの長さ１メートル当たり２５オームである。

ＲＦＩＤタグに使用するためのアンテナの第５の実施例は、１２μｍの相当直径の２７５本のステンレス鋼フィラメントから得られるアンテナヤーンを含む。これらのステンレス鋼フィラメントは平行な無撚の配列で存在し、これは、無撚の平行なステンレス鋼フィラメントの束であることを意味する。このアンテナヤーンのステンレス鋼フィラメントは、３１６Ｌステンレス鋼（ＡＳＴＭ Ａ２４０に準拠）からできた集束伸線ステンレス鋼フィラメントを用いて作製されている。このアンテナヤーンは、７６ｄＴｅｘ（＝７．６Ｔｅｘ）の非交絡テクスチャードポリエステルマルチフィラメントヤーンでＳ方向およびＺ方向に巻かれる。この巻きは、アンテナヤーンの長さ１メートル当たり２２５０回で行われる。非交絡テクスチャードポリエステルマルチフィラメントヤーンを巻くことで、アンテナヤーンの表面全体が覆われる。

第１、第２、第３、第４、第５の実施例に記載のもの以外の別のラッピングヤーンを使用することができる。有利には、ラッピングヤーンとしてテープを使用することができる。本発明に使用できるテープの断面の具体例は、たとえばポリエステルにおいて、たとえば２５０マイクロメートル×１２マイクロメートル、３５０マイクロメートル×１２マイクロメートル、３７０マイクロメートル×１２マイクロメートル、および２５０マイクロメートル×２３マイクロメートルである。

Claims (15)

1. ＲＦＩＤタグに使用するためのアンテナであって、
   アンテナヤーンを含み、
   前記アンテナヤーンが金属繊維を含み、
   前記金属繊維がステンレス鋼繊維であり、
   前記アンテナヤーンが少なくとも１本のラッピングヤーンで巻かれ、それによって前記アンテナヤーンの表面全体、または前記金属ワイヤの表面全体、または前記金属ワイヤの束の表面全体を覆い、
   前記少なくとも１本のラッピングヤーンが非導電性繊維を含み、好ましくはそれからなる、アンテナ。
2. 前記ステンレス鋼繊維が２０μｍ未満の相当直径を有する、請求項１に記載のアンテナ。
3. 前記アンテナヤーンが少なくとも８０本、好ましくは少なくとも２００本のステンレス鋼繊維をその断面内に含む、請求項１または２に記載のアンテナヤーン。
4. 前記少なくとも１本のラッピングヤーンが少なくとも１つのテープである、請求項１〜３のいずれか一項に記載のアンテナ。
5. 前記少なくとも１本のラッピングヤーンのそれぞれが、前記アンテナヤーンの長さ１メートル当たり１０００回を超えて前記アンテナヤーンの周りに巻かれる、請求項１〜４のいずれか一項に記載のアンテナ。
6. 前記アンテナヤーンがラッピングヤーンでＳ方向に巻かれ、
   前記アンテナヤーンがラッピングヤーンでＺ方向に巻かれる、請求項１〜５のいずれか一項に記載のアンテナ。
7. 前記アンテナヤーンをＺ方向に巻く前記ラッピングヤーンの巻き回数が、前記アンテナヤーンをＳ方向に巻く前記ラッピングヤーンの巻き回数と同じである、請求項６に記載のアンテナ。
8. 前記ステンレス鋼繊維がフィラメントとして存在するか、または前記ステンレス鋼繊維が個別の長さの繊維として存在する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のアンテナ。
9. 前記ステンレス鋼繊維が平行な無撚の配列のフィラメントとして存在する、請求項１〜８のいずれか一項に記載のアンテナ。
10. 前記アンテナヤーンが、撚られたまたはケーブル化されたマルチフィラメントステンレス鋼繊維を含むか、または前記ステンレス鋼繊維が、平行な無撚の配列のフィラメントとして前記アンテナヤーン中に存在し、
    前記アンテナヤーンがラッピングヤーンでＳ方向に巻かれ、
    前記アンテナヤーンがラッピングヤーンでＺ方向に巻かれる、請求項１〜９のいずれか一項に記載のアンテナ。
11. 前記ステンレス鋼繊維が５％未満のマルテンサイト重量パーセント値を有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のアンテナ。
12. トランスポンダーチップと、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のアンテナとを含むＲＦＩＤタグであって、前記アンテナが前記トランスポンダーチップに連結される、ＲＦＩＤタグ。
13. 織物と、請求項１２に記載のＲＦＩＤタグとの組立体であって、好ましくは、前記アンテナが、重なり合う端部を有するループを前記織物上で形成するように、前記ＲＦＩＤタグが前記織物上に固定される、組立体。
14. １本のステッチヤーンまたは２本以上のステッチヤーンによって前記アンテナが前記織物上に固定される、請求項１３に記載の組立体。
15. 請求項１３または１４に記載の組立体を含む、衣料品、またはベッドシーツ、または枕カバー、またはタオル。
    

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