JP7049457B2 - Rfidタグ - Google Patents
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Description
繊維製品に対しRFIDタグを取り付ける方法として、ユーザーの利便性を高めるべく、熱溶着シート等を備えたRFIDタグが提案されている。
当該RFIDタグであれば、ユーザーがアイロン等で熱圧着する等してRFIDタグを簡易的に取り付けることが可能である(例えば、特許文献1、2参照)。
当該構成により、ユーザーがアイロン等で加熱することで布製品に対しRFIDタグを簡易的に取り付けることができる。
そのため、繊維製品に対し熱溶着することが可能なRFIDタグにおいて、そのタグの性能を損なわないようにしながら、より製造コストを抑えたものが望まれていた。
そのため、防水性と耐薬品性を含む総合的な耐久性を備え、また高い受信感度性能を兼ね備えたRFIDタグが望まれていた。
また、本発明の他の目的は、シンプルな構成で耐久性と高い受信感度性能を兼ね備えたRFIDタグを提供することにある。
上記構成により、シンプルな製造工程で製造コストを抑えることができ、繊維製品に対し熱溶着することが可能なRFIDタグを実現することができる。
具体的には、熱溶着シートが取り付け領域と、非取り付け領域とを有しているため、基材に対してブーストアンテナ及びチップモジュールが熱溶着シート(取り付け領域)とともに取り付けられた上で、当該熱溶着シート(非取り付け領域)をそのまま繊維品に対し熱溶着させるためのシートとして利用することができる。そのため、シンプルな構成、シンプルな製造工程によって熱溶着シート付きのRFIDタグを製造することができる。
なお、熱溶着シートは基材に対し、例えば熱溶着シート自身の一部が熱溶着されて取り付けられていても良いし、接着剤等を用いて取り付けられていても良い。
上記構成により、熱溶着シートの取り付け領域は、基材に対しチップモジュールを熱溶着するために用いられ、その非取り付け領域はユーザーが繊維品に熱溶着させるために用いられることになる。そのため、一層シンプルな構成となり、製造コストを抑えることができる。
また、前記取り付け領域は、前記基材の長さ方向における中央部分に設けられ、前記非取り付け領域は、前記基材の長さ方向における両側部分に設けられていると良い。
上記のように、熱溶着シートの取り付け領域が、基材の中央部分(中央部分側)に設けられているため、例えば、熱溶着用金型を用いてRFIDタグを製造するにあたって、取り付け領域の製造工程がシンプルで簡易的になるため、製造コストをより抑えることができる。
また、熱溶着シートの非取り付け領域が、基材の両側部分に設けられているため、ユーザーがアイロン等で繊維品に対しRFIDタグを一層容易に熱溶着させることができる。
上記構成により、洗濯、脱水等で一時的にタグに強い圧力がかかって変形した場合であっても、当該圧力が取り除かれれば、ブーストアンテナの形状が元に戻り、コアアンテナを含むチップモジュールの位置とブーストアンテナの相対的な位置関係が復元される。その結果、RFIDタグとしての基本性能を復元することができる。
そのため、高い耐久性と同時に高い受信感度性能を備えたRFIDタグを実現できる。
上記のように、折り畳まれた基材の内部にブーストアンテナ及びチップモジュールが格納される構成となるため、比較的製造コストが上がらないように配慮しながら防水性と耐薬品性に加えて耐久性を向上させることができる。
また、仮に基材全面にわたってブーストアンテナが配置されていれば、折り畳むことでより高い受信感度性能を備えたRFIDタグとなる。なお、基材が折り畳まれる際にはブーストアンテナ同士が極力重ならないように配慮すると良い。
このとき、前記取り付け領域は、前記基材に対し前記熱溶着シートの一部が熱溶着された熱溶着領域であって、前記非取り付け領域は、前記熱溶着領域とは異なる部分であって、前記熱溶着シートが熱溶着されていない非熱溶着領域であると良い。
また、シンプルな構成で耐久性と高い受信感度性能を兼ね備えたタグとなる。
本実施形態は、基材と、基材に設けられ、導電性材料からなるブーストアンテナと、基材においてブーストアンテナに対応する所定位置に取り付けられる無線通信用のチップモジュールと、基材上においてブーストアンテナ及びチップモジュールを覆うように取り付けられ、熱溶着性を有する熱溶着シートとを備え、熱溶着シートによって繊維製品に対し熱溶着することが可能なRFIDタグであって、熱溶着シートが、基材の面のうち、チップモジュールが取り付けられた部分及び周辺部分において、基材に対し熱溶着シートの一部が熱溶着されて取り付けられている熱溶着領域と、熱溶着領域とは異なる部分であって、熱溶着シートが熱溶着されていない非熱溶着領域と、を有することを特徴とするRFIDタグの発明に関するものである。
RFIDタグ1は、図1に示すように、シート状の布基材10と、布基材10上に設けられ、導電性材料からなるブーストアンテナ20と、布基材10上においてブーストアンテナ20に対応する位置に取り付けられる無線通信用のチップモジュール30と、布基材10上においてブーストアンテナ20及びチップモジュール30を覆うように取り付けられ、熱溶着性を有する熱溶着シート40と、から主に構成されている。
布基材10は、その長さが約7cm、幅が約1cmの大きさで形成されている。
ブーストアンテナ20は、伸縮性を有する導電性インクからなり、布基材10上において所定のアンテナパターンとなるようにスクリーン印刷されている。
「伸縮性を有する導電性インク」とは、シート圧力を加えられたときに伸びる性質を有し、伸びたときには導電性が低下するものの、元の状態に戻ったときには元の導電性を維持することが可能なインク材料である。導電性インクとして、良導電性の銀粉末を用いることが望ましいが、特に限定されることなく、銅やアルミニウム等の金属材料であっても良い。
詳しく言うと、ブーストアンテナ20は、その長さ方向の中央部において略U字形状のアンテナ中央部21を有し、アンテナ中央部21を中心部として左右対称の形状として形成されている。
布基材10上においてアンテナ中央部21が配置された部分には、アンテナ中央部21の外周縁部に沿うようにしてチップモジュール30が取り付けられている。
具体的には、チップモジュール30は、ICチップ31と、ICチップ31と電気的に接続され、電波を送受信するためのコアアンテナ32と、ICチップ31及びコアアンテナ32を封止するための封止部材33と、から主に構成されている。
チップモジュール30は、ブーストアンテナ20の波形状のパターンの間に配置されており、詳しく言うと、チップモジュール30の外縁が、布基材10の厚み方向においてブーストアンテナ20と一部重なる、あるいは近接して略平行に延びるように配置されている。
コアアンテナ32は、環状のアンテナパターンを有し、例えば銅、アルミニウム等の金属箔から形成されている。
コアアンテナ32は、不図示のインピーダンス整合回路を介してICチップ31と接続されている。
封止部材33は、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の樹脂材料からなり、ICチップ31及びコアアンテナ32を内部に格納するように形成されている。
上記構成により、ICチップ31及びコアアンテナ32を水、熱、衝撃等から保護することができる。
熱溶着シート40は、布基材10の表面のうち、チップモジュール30が取り付けられた部分及び周辺部分に対し、熱溶着シート40の一部が熱溶着されて取り付けられている熱溶着領域41と、熱溶着領域41とは異なる部分であって、熱溶着シート40が熱溶着されていない非熱溶着領域42と、を備えている。
詳しくいうと、RFIDタグ1のうち熱溶着領域41において、布基材10と、布基材10上に印刷されたブーストアンテナ20と、布基材10上に配置されたチップモジュール30と、熱溶着シート40とが一体化した状態で構成されている。
非熱溶着領域42は、繊維製品に対しRFIDタグ1を熱溶着するための領域であって、予め熱圧着されておらず、熱溶着可能な非取り付け領域となっている。
詳しく言うと、非熱溶着領域42は、図1、図4に示すように、布基材10の厚み方向において布基材10及びブーストアンテナ20から若干離間している。つまり、非熱溶着領域42と、布基材10及びブーストアンテナ20との間に隙間が形成されている。
上記構成により、1枚の熱溶着シートを有効利用して、シンプルな構成で製造コストを抑えたRFIDタグを実現することができる。
そのため、図3に示すように、熱溶着用金型Mを用いてRFIDタグ1を簡易的に製造することができ、製造コストを抑えることができる。
非熱溶着領域42は、複数設けられ、熱溶着領域41を間に挟むように設けられ、布基材10の長さ方向における両側部分に配置されている。
そのため、ユーザーが、アイロン等で繊維製品に対しRFIDタグ1を容易に熱溶着させることができる。詳しく言うと、ユーザーが、繊維製品に対し、RFIDタグ1を裏返して熱溶着シート40を当接させた状態とし、RFIDタグ1の裏面からアイロン等で熱圧着させることで取り付けることできる。
まずは、布基材10の表面上に、導電性インクを用いて波線形状のアンテナパターンとなるようにブーストアンテナ20をスクリーン印刷する。
そして、図3に示すように、熱溶着用金型M及びタグ置き台Tを準備し、タグ置き台T上において下から順にブーストアンテナ20が印刷された布基材10、チップモジュール30、熱溶着シート40の3つの構成部品を重ねるように配置する。
ここで、熱溶着用金型Mとは、その底面においてチップモジュール30の形状に合わせた凹部を有し、熱溶着のために加熱される金型である。
また、タグ置き台Tとは、その表面上にチップモジュールの形状に合わせた凹部を有し、各構成部品を位置合わせしながら熱溶着するための置き台である。
そして、熱溶着用金型Mによって各構成部品の熱溶着領域41に相当する部分を所定の熱と圧力を加えて挟み込むことで、構成部品同士をつなぎ合わせる。
具体的には、熱溶着用金型Mによって、布基材10の面のうち、チップモジュール30が載置された部分及び周辺部分のみを熱溶着する。
詳しく言うと、熱溶着シート40において熱溶着領域41のみを熱溶着することで各構成部品を一体化させており、熱溶着領域41以外の領域は一体化しておらず、熱溶着領域41の両側の領域(非熱溶着領域42)については、布基材10の厚み方向にめくり上がるような構成となっている。
上記シンプルな製造工程によって、RFIDタグ1を製造することができる。
次に、第2実施形態となるRFIDタグ100について、図5A-Cに基づいて説明する。
なお、以下の説明において、RFIDタグ1と重複する内容は説明を省略する。
RFIDタグ100では、RFIDタグ1と比較して、主に布基材110が折り畳まれた状態で構成されている点が異なっている。
ブーストアンテナ120は、図5A,Cに示すように、波線形状のアンテナパターンとして形成され、布基材10の長さ方向に沿って延びており、その長さ方向の中央部においてアンテナ中央部121を有し、アンテナ中央部121を中心部として点対称の形状として形成されている。
つまり、ブーストアンテナ120は、布基材110が折り畳まれたときに、折り畳まれた布基材110の内面上に略全体にわたって配置されるようになっている。
また、アンテナ中央部121は、折り畳み境界線111とブーストアンテナ120が重なる部分の中央に対して線対称となる2つの略U字形状のアンテナ部分からなり、布基材110が折り畳まれたときに互いに重なり合うように形成されている。
上記構成であれば、折り畳むことで布基材110全面にわたってブーストアンテナ120が配置されているため、高い受信感度性能を備えたRFIDタグとなる。
また、アンテナ中央部121においてチップモジュール30内のコアアンテナと略平行に延びているアンテナ部分が一層長くなるため、強い電磁結合を得ることができる。
第1熱溶着シート140a及び第2熱溶着シート140bは、それぞれ熱溶着領域141と、非熱溶着領域142とを有している。
上記構成であれば、比較的製造コストが上がらないように配慮しながらも、防水性と耐薬品性に加えて耐久性を向上させたRFIDタグとなる。
また、RFIDタグの一方の長辺の端面が閉じているため、タグ強度を向上させることができる。
まずは、布基材110の表面上に、波線形状のアンテナパターンとなるようにブーストアンテナ120をスクリーン印刷する。
そして、図5Bに示すように、熱溶着用金型M及びタグ置き台Tを準備し、タグ置き台T上において下から順に第2熱溶着シート140b、折り畳まれた布基材110(ブーストアンテナ120を含む)の一方側部分、チップモジュール30、第1熱溶着シート140a、折り畳まれた布基材110の他方側部分を重ねるように配置する。
具体的には、熱溶着用金型Mによって、布基材110の面のうち、チップモジュール30が重なる部分及び周辺部分のみを熱溶着させる。
詳しく言うと、第1熱溶着シート140a及び第2熱溶着シート140bにおいて熱溶着領域141のみを熱溶着することで各構成部品を一体化させており、熱溶着領域141の両側の領域については非熱溶着領域142となっている。
上記の製造工程によって、RFIDタグ100を製造することができる。
次に、第3施形態となるRFIDタグ200について、図6A,Bに基づいて説明する。
RFIDタグ200では、RFIDタグ100と比較して、ブーストアンテナ220の形状が異なっている。
ブーストアンテナ220は、波線形状のアンテナパターンとして形成され、布基材110の長さ方向に沿って延びており、その長さ方向の中央部においてアンテナ中央部221を有している。
アンテナ中央部221は、折り畳み境界線111を境にして線対称となる2つの略半楕円形状のアンテナ部分からなり、布基材110が折り畳まれたときに互いに重なり合うように形成されている。
なお、アンテナ中央部221には、チップモジュール30との過度な干渉を抑制すべく、チップモジュール30が重なる部分においてくり抜き穴が形成されている。
RFIDタグ200の製造方法については、RFIDタグ100と同様である。
また、アンテナ中央部221の面積が広いため、折れ曲がりによる断線の虞を抑制することができる。
次に、第4施形態となるRFIDタグ300について、図7A,Bに基づいて説明する。
RFIDタグ300では、RFIDタグ1と比較して、布基材10上にチップモジュール30を接着剤350で取り付けている点が主に異なっている。
接着剤350は、布基材10の表面のうち、チップモジュール30が取り付けられた部分及び周辺部分にのみ塗布されている。
言い換えると、熱溶着シート340が、図7Aに示すように、布基材10の表面のうち、チップモジュール30が取り付けられた部分及び周辺部分に対し、接着剤350で取り付けられている取り付け領域341と、取り付け領域341とは異なる部分であって、布基材10に対し取り付けられていない(対向していない)非取り付け領域342と、を有している。
また、非取り付け領域342は、布基材10の厚み方向において布基材10及びブーストアンテナ20から若干離間している。つまり、非取り付け領域342と布基材10及びブーストアンテナ20の間に隙間が形成されている。
上記構成であっても、1枚の熱溶着シートを有効利用して、シンプルな構成で製造コストを抑えたRFIDタグを実現できる。
そして、布基材10の表面に対しチップモジュール30及び接着剤350を覆うように熱溶着シート340を押し当てて、布基材10、チップモジュール30、熱溶着シート340を一体化させる。
上記シンプルな製造工程によって、RFIDタグ300を製造することができる。
次に、第5施形態となるRFIDタグ400について、図8A,Bに基づいて説明する。
RFIDタグ400では、RFIDタグ1と比較して、熱溶着シート40上にブーストアンテナがスクリーン印刷されている点が主に異なっている。
具体的には、RFIDタグ400は、布基材10と、布基材10上に取り付けられる熱溶着シート40と、熱溶着シート40上に印刷されるブーストアンテナ20と、布基材10と熱溶着シート40の間に挟まれた状態で布基材10に対して取り付けられるチップモジュール30と、から主に構成されている。
布基材10は、図8Aに示すように、熱溶着シート40の長さ方向において熱溶着シート40よりも短くなるように形成されており、詳しく言うと熱溶着シート40のうち、熱溶着領域41に対向する位置に設けられ、熱溶着領域41と略同じ大きさで形成されている。
なお、RFIDタグ400の製造方法については、RFIDタグ1と同様である。
上記構成であれば、シンプルな構成によって製造コストを一層抑えた上で、繊維製品に対し熱溶着することが可能なRFIDタグを実現することができる。
上記実施形態において、図1に示すように、布基材10は、織布または編布であるが、特に限定されることなく変更可能であって、布材料以外の材料、例えば樹脂材料等から形成されていても良い。
例えば、熱溶着シート40が、布基材10の表面のうち、チップモジュール30が取り付けられた周辺部分に対してのみ取り付けられていても良いし、または、チップモジュール30が取り付けられた部分に対してのみ取り付けられていても良い。
ただし、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
特に、熱溶着シートに関する配置、構成について、上記の実施形態にて説明したものは、あくまで一例に過ぎず本発明を限定するものではない。
10,110,410 布基材(基材)
111 折り畳み境界線
20,120,220 ブーストアンテナ
21,121,221 アンテナ中央部
30 チップモジュール
31 ICチップ
32 コアアンテナ
33 封止部
40,140,340 熱溶着シート
41 熱溶着領域(取り付け領域)
42 非熱溶着領域(非取り付け領域)
140a 第1熱溶着シート
140b 第2熱溶着シート
141 熱溶着領域
142 非熱溶着領域
341 取り付け領域
342 非取り付け領域
350 接着剤
M 熱溶着用金型
T タグ置き台
Claims (8)
- 基材と、
該基材に設けられ、導電性材料からなるブーストアンテナと、
前記基材において前記ブーストアンテナに対応する所定位置に取り付けられる無線通信用のチップモジュールと、
前記基材上において前記ブーストアンテナ及び前記チップモジュールを覆うように取り付けられ、熱溶着性を有する熱溶着シートと、を備え、
該熱溶着シートによって繊維品に対し熱溶着することが可能なRFIDタグであって、
前記熱溶着シートは、
前記基材の面のうち、前記チップモジュールが取り付けられた部分及び/または周辺部分において、前記基材に対し取り付けられた状態で設けられる取り付け領域と、
該取り付け領域とは異なる部分であって、前記基材に対し取り付けられていない状態で設けられる非取り付け領域と、を有することを特徴とするRFIDタグ。 - 前記取り付け領域は、前記基材に対し前記熱溶着シートの一部が熱溶着されて取り付けられている熱溶着領域であって、
前記非取り付け領域は、前記熱溶着領域とは異なる部分であって、前記熱溶着シートが熱溶着されていない非熱溶着領域であることを特徴とする請求項1に記載のRFIDタグ。 - 前記非取り付け領域は、複数設けられ、前記取り付け領域を間に挟むように設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載のRFIDタグ。
- 前記取り付け領域は、前記基材の長さ方向における中央部分に設けられ、
前記非取り付け領域は、前記基材の長さ方向における両側部分に設けられていることを特徴とする請求項3に記載のRFIDタグ。 - 前記基材は、伸縮性を有する絶縁シートからなり、
前記ブーストアンテナは、伸縮性を有する導電性インクからなり、前記基材上に設けられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のRFIDタグ。 - 前記基材は、折り畳まれた状態で構成され、
前記熱溶着シートは、
折り畳まれた前記基材の内部に前記ブーストアンテナ及び前記チップモジュールとともに設けられる第1熱溶着シートと、
前記基材上に取り付けられ、繊維品に対し熱溶着することが可能な第2熱溶着シートと、を備え、
前記第1熱溶着シート及び前記第2熱溶着シートは、それぞれ前記取り付け領域と、前記非取り付け領域と、を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のRFIDタグ。 - 基材と、
該基材上に取り付けられ、熱溶着性を有する熱溶着シートと、
該熱溶着シートに設けられ、導電性材料からなるブーストアンテナと、
前記基材と前記熱溶着シートの間に挟まれた状態で、前記熱溶着シートにおいて前記ブーストアンテナに対応する所定位置に取り付けられる無線通信用のチップモジュールと、を備え、
前記熱溶着シートによって繊維品に対し熱溶着することが可能なRFIDタグであって、
前記熱溶着シートは、
前記基材の面のうち、前記チップモジュールが取り付けられた部分及び/または周辺部分において、前記基材に対し取り付けられた状態で設けられる取り付け領域と、
該取り付け領域とは異なる部分であって、前記基材に対し取り付けられていない状態で設けられる非取り付け領域と、を有することを特徴とするRFIDタグ。 - 前記取り付け領域は、前記基材に対し前記熱溶着シートの一部が熱溶着された熱溶着領域であって、
前記非取り付け領域は、前記熱溶着領域とは異なる部分であって、前記熱溶着シートが熱溶着されていない非熱溶着領域であることを特徴とする請求項7に記載のRFIDタグ。
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