JP2015060504A - 非接触ｉｃラベル - Google Patents

Abstract

【課題】被貼付体の表面に貼り付ける非接触ICラベルのサイズを小さくでき、かつ必要な通信特性を確保できる非接触ICラベルを提供する。また、貼付体から剥がそうとした際にその痕跡を残すと同時に、復元して再利用することが不可能な構成を有する非接触ICラベルを提供する。【解決手段】ラベル基材１上に、パターン状に形成されたアンテナ回路４と、前記アンテナ回路４に跨って電気的に接続するICチップ７と、接着層８とが積層された非接触ICラベルにおいて、絶縁体８を介して多層に前記アンテナ回路５ａ，５ｂを形成する。また、前記多層のアンテナ回路は導電性ペーストを用いて印刷にて形成され、かつ前記ラベル基材１とアンテナ回路との間にパターンで破壊する易破壊部を設ける。【選択図】図１

Description

本発明は、外部のデータ読取装置との間で、非接触でデータの送受信をすることができる非接触ICラベルに関する。また、貼付体から剥がそうとした際にその痕跡を残すと同時に、復元して再利用することが不可能な構成を有する非接触ICラベルに関する。

従来、小売店やレンタル店等における商品管理に、ICチップとアンテナ回路とを備えた非接触ICラベルが使用されている。これは、管理する商品に非接触ICラベルを取り付け、専用のデータ読み書き装置でICチップに格納されたデータを読み書きし、商品の出入庫管理、在庫管理、貸出管理等を行うものである。ICチップを備えているため、商品コードだけでなく、入庫日、担当者等の多大な情報を商品と一体で記録管理することが出来る。また、非接触ICラベルのデータ読み書き機能を用いて偽造防止効果も得られており、セキュリティ関係であれば有価証券、カード、証明書、保証書、パスポート等、ブランドプロテクション関係であればタバコ、薬、化粧品、酒等に非接触ICラベルを貼付して管理する手法が提案されている。

非接触ICラベルには、短距離通信用、長距離通信用があるが、近年NFC（NearField Communication）＝近距離通信技術が国際標準規格として制定され、また非接触ICカードが世界中に普及していることから、13.56MHz（HF）帯の周波数領域を用いた電磁誘導型の非接触ICタグ、ICラベルが注目されている。

前記非接触ICラベルを構成するアンテナ回路としては、銅線をコイル状に形成する手法や、金属薄膜をエッチングして作製する手法が多く用いられている。一方、前述のように偽造防止を目的とした非接触ICラベルの場合、導電性ペーストを用いてアンテナ回路を印刷形成する手法も考案されている（例えば、下記特許文献１、２参照）。しかしながら、導電ペーストを用いたアンテナ回路の場合、銅線や金属膜よりも抵抗値が高くなってしまうため、通信性能の低下が課題となっている。また、通信性能を確保するために、アンテナ回路サイズを大きくしなければならなく、ラベルの小型化は難しかった。

特許第５１６９１０９号 特開２０００−１０５８０７号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、被貼付体の表面に貼り付ける非接触ICラベルのサイズを小さくでき、かつ必要な通信特性を確保できる非接触ICラベルを提供することにある。また、被貼付体から剥がそうとした際にその痕跡を残すと同時に、復元して再利用することが不可能な構成を有する非接触ICラベルを提供する。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
請求項１に記載の非接触ICラベルは、ラベル基材上に、パターン状に形成されたアンテナ回路と、前記アンテナ回路に跨って電気的に接続するICチップと、接着層とが積層された非接触ICラベルにおいて、前記アンテナ回路が絶縁体を介して多層に形成されたことを特徴とする。

請求項２に記載の非接触ICラベルは、前記アンテナ回路が、第一の導電層と、該導電層上を部分的に覆うように設けられた絶縁層と、前記第一の導電層の一部で厚さ方向に重ねられて電気的に接合するように設けられた第二の導電層から構成されることを特徴とする。

請求項３に記載の非接触ICラベルは、前記アンテナ回路が、前記ラベル基材の一方の面に設けられた第一の導電層と、前記ラベル基材の他方の面に設けられた第二の導電層とから構成されており、該第一の導電層と第二の導電層とが、前記ラベル基材に設けられたスルーホールを介して一部が電気的に接合するように構成されたことを特徴とする。

請求項４に記載の非接触ICラベルは、前記第一の導電層および第二の導電層に、導電性ペーストを用いたことを特徴とする。

請求項５に記載の非接触ICラベルは、前記基材と前記第一の導電層もしくは前記第二の導電層の一部に、それらが破壊されやすくする易破壊部を備えたことを特徴とする。
請求項６に記載の非接触ICラベルは、１３．５６MHｚの周波数帯を用いたことを特徴とする。

本発明の非接触ICラベルは、導電層が多層に形成されたアンテナ回路からなるため、通信特性を確保しながら、ラベルサイズ小型化を図ることができる。すなわち、第一の導電層と第二の導電層に分けて積層するように構成し、それらが電気的に結合して一つのアンテナ回路となっているため、サイズを小さくしても回路長を確保することができる。さらに、回路幅も太くすることもできるため、印刷アンテナにおいても抵抗値が下がることなく形成することができ、通信特性を確保することができる。

さらに、第一の導電層もしくは第二の導電層の下にパターンで破壊する易破壊部を設けるため、被貼付体に貼付した本発明の非接触ICラベルを剥そうとすると、パターンでアンテナ回路が破壊し通信不可能となるため、その痕跡を残すことが可能となる。

本発明に係る第１の非接触ICラベルの実施形態を示す断面図。 本発明に係る第１の非接触ICラベルを被貼付体から剥がした際の破壊イメージを示す断面図。 本発明の実施形態としてのアンテナを構成する（a）第一の導電層、（b）絶縁層、および（c）第二の導電層のそれぞれ平面図。 本発明に係る第２の非接触ICラベルの実施形態を示す断面図。 本発明に係る比較例のアンテナ回路を示す平面図。

以下、本発明の実施形態における封印ラベルについて、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態としての非接触ICラベルAの断面図を示したものである。
図２は、本発明の第１の実施形態としての非接触ICラベルAを被貼付体Xから剥がした際の破壊イメージを断面図で示したものである。
図３は、本発明の実施形態としてのアンテナを構成する（a）第一の導電層、（b）絶縁層、および（c）第二の導電層のそれぞれ平面イメージ図を示したものである。
図４は、本発明の第２の実施形態としての非接触ICラベルBの断面図を示したものである。

（ラベル基材）
ラベル基材１は、例えばポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリ塩化ビニル（PVC）、アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン共重合合成樹脂（ABS）等の樹脂からなるフィルム材料が好適に用いることができる。他に、コート紙などの紙材料も用いることができる。

（易破壊部）
前記ラベル基材１上には、後述するアンテナ４（導電層）が破壊するように、部分的に易破壊部を設ける。即ち、ラベル基材１と導電層５との密着性を部分的に低下させる構成を設ける。

具体的な一例としては、図１のように、ラベル基材１上に、ラベル基材１と密着性の高い材料（パターン接着層２）をパターンでコーティングし、その上にラベル基材１と密着性の低い材料（剥離層３）を全面にコーティングする。この構成により、ラベル化して被貼付体Xに貼付、剥がした際に、パターン接着層２の部分はラベル基材１から剥がれず、剥離層３の部分はラベル基材１から剥がれるため、図２のようにパターンで破壊することが可能となる。

本発明では、図１のように、易破壊部をパターンで設けるほうが好ましい。パターン化することにより剥離強度の差ができるために、より簡単に破断することが期待できる。特に、ＩＣチップやアンテナ周辺に設けることで、非接触ICラベルA、Bを剥離シート９から剥がす際は壊れることなく、被着体に貼り付けた後に剥がそうとするとアンテナも断線するため、通信機能を不能にすることができる。またさらに、レザー等でラベル全層もしくは一部の層をカットして切り込みを設ける（図示しない）。このとき、易破壊部のパターン形状に合わせて切り込みを設けるとより高い効果が得られる。

（多層アンテナ）
ここで、第１の実施形態としての非接触ICラベルAを構成するアンテナ回路について図１を用いて説明する。
図１のように、前述のラベル基材１上に形成されたパターン接着層２、剥離層３上に、第一の導電層５aを図３（a）のようなアンテナ回路形状に印刷する。
その上に、絶縁層６を図３（b）のような形状で印刷する。このとき、図３（a）の接合部Sおよびチップ実装部Cに被らないように位置を合わせる必要がある。絶縁層６としては、後述するように第一の導電層５aと第二の導電層５bが接合部Sを除いて電気的に接合しなければよく、非導電性材料（例えば樹脂成分からなる絶縁性インキ等）を用いることができる。

続いてその上に、第二の導電層５bを図３（c）のようなアンテナ回路形状に印刷する。このとき、図３（a）の接合部Sと図３（c）の接合部Sとが重なって電気的に接合するように位置を合わせて印刷する。このようにして、第一の導電層５aと第二の導電層５bが積層され、それらが接合部Sを介して電気的に結合して一つのアンテナ回路を形成することができる。

続いて、第２の実施形態としての非接触ICラベルAを構成するアンテナについて図４を用いて説明する。
まず図４のように、前述のラベル基材１、およびパターン接着層２、剥離層３を貫通するように抜き型等を用いてスルーホールHを空ける。このとき、スルーホールHは、図３の接合部Sに位置が合うように設ける。

そして前記剥離層３上に、第一の導電層５aを導電ペーストを用いて図３（a）のようなアンテナ回路形状に印刷する。この際、スルーホールHと接合部Sとが重なるように位置を合わせる必要があり、さらに導電ペーストでスルーホールHを埋めるように印刷する必要がある。

続いてラベル基材１の他方の面に、第二の導電層５bを図３（c）のようなアンテナ回路形状に印刷する。このとき、図３（a）の接合部Sと図３（c）の接合部Sとが重なって電気的に接合するように位置を合わせて印刷する。このようにして、第一の導電層５aと第二の導電層５bが積層され、それらがスルーホールHを介して電気的に結合して一つのアンテナ回路を形成することができる。

第一の導電層３および第二の導電層４は、導電性ペーストを印刷によって形成する手法が好ましい。この導電性ペーストによる導電性材料としては、銀系が好ましく、バインダーの樹脂、溶剤、銀粉を含みそれらの接触により導電性を得る蒸発乾燥型の銀ペーストがあげられ、例えばスクリーン印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、オフセット印刷などの印刷方法で印刷して形成することができる。また、導電性のインクをプリンタでプリントすることも可能である。これにより、よりアンテナが破断されやすい構成になり、またラベルの総厚も薄くすることが可能となる。

（多層アンテナのメリット）
以上のような構成にすることで、多層のアンテナを形成することができる。
電磁誘導型（13.56MHz帯）のICタグは、アンテナ回路は図３のようなコイル形状となる。コイルの巻き数等は設計で合わせるが、一般にアンテナサイズが小さいほど巻き数は多くなるため、小型化には限界がある。また、巻き数を多くするためには回路の線幅（図３のL１、L２）を細くする必要があり、特に印刷アンテナでは抵抗値が大きくなり通信特性の低下が著しい。

本発明の非接触ICラベルを構成するアンテナは、上記のように多層に形成するため、１層あたりの巻き数を減らすことが可能となり、アンテナサイズを小さくすることができる。また、回路の線幅L１、L２も太くすることができるため、印刷アンテナの抵抗値が小さくなり通信特性を確保することが可能である。

（ICチップ）
ICチップ７は、シリコンの単結晶等からなり、図示しないバンプが異方導電性接着剤等を用いて加熱加圧接着し、第一の導電層５aのチップ実装部Cに電気的に接続され実装されている。

（接着層）
接着層８の材料としては、アクリル系の熱接着剤、ホットメルト樹脂（例えば、ポリアミド、ウレタン、ＥＶＡ等）、又は粘着剤等が挙げられる。
また、接着層８の表面には、容易に剥離できるような剥離シート９が仮粘着されている。剥離シートとしては、紙製又はプラスチック製のシートにシリコン樹脂などの離型剤層がコーティングなどによって積層されているセパレータが用いられる。

以下に、本発明の具体的な実施例について説明する。

（１）ラベル基材１／パターン接着層２／剥離層３の形成
厚み５０μｍのPETフィルム上に下記組成（a）のインキを用いて、グラビアコーターにて斜線パターンで塗布、約０．１μｍ厚のパターン接着層２を設けた。その上に、下記組成
（b）のインキを用いて、グラビアコーターにて全面塗布、約１．６μｍ厚の剥離層３を設け、８０℃、７日間の養生を行なった。

〔パターン接着層（a）〕
ポリエステル樹脂 ３．０重量％
THF ９７．０重量％

〔剥離層（b）〕
アクリルポリオール樹脂 ２５．０重量％
ニトロセルロース樹脂 ５．０重量％
キシリレンジイソシアネート ５．０重量％
トルエン ２５．０重量％
酢酸イソブチル ２０．０重量％
ＭＥＫ ２０．０重量％

（２）アンテナ４の作製
上記のようにしてラベル基材１上に形成した剥離層３の上に、銀ペースト（LS453-1：アサヒ化学研究所製）をスクリーン印刷（250メッシュ）にて図３（a）のパターン形状に印刷、140℃2分乾燥を行い、第一の導電層５aを形成した。その上面に、絶縁ペースト（CR18T：アサヒ化学研究所製）をスクリーン印刷（120メッシュ）にて図３（b）のパターン形状に位置を合わせて印刷、140℃2分乾燥を行い、絶縁層６を形成した。その後、銀ペーストをスクリーン印刷にて図３（c）のパターン形状に位置を合わせて印刷、140℃2分乾燥を行い、第二の導電層５bを形成、多層のアンテナを作製した。

（３）ICチップ実装、ラベル加工
上記のようにしてラベル基材上に形成した多層のアンテナに、ICチップ（MifareUL：NXP製）をACP（異方性導電ペースト）を介して、第一の導電層５a（チップ実装部C）に接合した。
PETの片面にシリコン処理を施した剥離シート９にアクリル系の粘着剤５０μｍ厚を塗布し、これを上記アンテナ面に転写することで接着層８を設け、ラベルサイズ２０×４０ｍｍの非接触ICラベルAを作製した。

（１）ラベル基材１／パターン接着層２／剥離層３の形成
実施例１（１）と同様にして、ラベル基材１上に、パターン接着層２と剥離層３を形成した後、抜き型を用いて基材を貫通するように、スルーホールH２箇所を形成した。

（２）アンテナ４の作製
上記のようにしてラベル基材１上に形成した剥離層３の上に、銀ペースト（LS453-1：アサヒ化学研究所製）をスクリーン印刷（250メッシュ）にて図３（a）のパターン形状に印刷、140℃2分乾燥を行い、第一の導電層５aを形成した。その際、スルーホールHと接合部Sの位置を合わせ、銀ペーストがスルーホールを埋めるように印刷した。その後、ラベル基材１の他方の面上に、銀ペーストをスクリーン印刷にて図３（c）のパターン形状に位置を合わせて印刷、140℃2分乾燥を行い、第二の導電層５bを形成、多層のアンテナを作製した。

（３）ICチップ実装、ラベル加工
上記のようにしてラベル基材上に形成した多層のアンテナに、ICチップ（MifareUL：NXP製）を、ACP（異方性導電ペースト）を介して、第一の導電層５a（チップ実装部C）に接合した。PETの片面にシリコン処理を施した剥離シート９にアクリル系の粘着剤５０μｍ
厚を塗布し、これを上記アンテナ面に転写することで接着層８を設け、ラベルサイズ２０×４０ｍｍの非接触ICラベルBを作製した。

（比較例１）
５０μm厚みのPET基材上に、銀ペーストを用いてスクリーン印刷にて図５のパターン形状のアンテナ回路５ｃを形成した。この上に、絶縁層１０、ジャンパー層１１、ICチップを形成し、最後に接着材を塗布して、ラベルサイズ２０×４０ｍｍの非接触IC媒体ラベルCを得た。

（比較例２）
５０μm厚みのPET基材上に、２０μｍ厚のアルミニウム薄膜をエッチング法にて図５のパターン形状のアンテナ回路５ｃを形成した。この上に、絶縁層１０、ジャンパー層１１、ICチップを形成し、最後に接着材を塗布して、ラベルサイズ２０×４０ｍｍの非接触IC媒体ラベルDを得た。

それぞれの非接触ICラベルを剥離シートから剥がして、被貼付体Xに貼付した。
実施例１、２の多層のアンテナから構成される非接触ICラベルA、Bは、回路の線幅L1、L2が１mmと太いため、抵抗値が低く通信特性も十分であった。また、被貼付体から剥がすと、アンテナが斜線パターンで破壊し、通信不可能となり、ラベルの再使用は不可能であった。

一方、比較例１の単層のアンテナから構成される非接触ICラベルCは、回路の線幅L3が０．２mmと細くいため、抵抗値が高く十分な通信機能が得られなかった。また、比較例２のエッチングアンテナ回路からなる非接触ICラベルDは、十分な通信機能は得られたが、被貼付体から綺麗に剥がすことができ通信も可能であったため、ラベルの使い回しが可能であった。

Ａ 第１の非接触ICラベル
B 第２の非接触ICラベル
１ ラベル基材
２ パターン接着層
３ 剥離層
４ アンテナ
５a 第一の導電層
５b 第二の導電層
５c 比較例のアンテナ層
６ 絶縁層
７ ICチップ
８ 接着層
９ 剥離シート
１０ 比較例の絶縁層
１１ 比較例のジャンパー層
S 接合部
C チップ実装部
H スルーホール
L 回路幅

Claims (6)

1. ラベル基材上に、パターン状に形成されたアンテナ回路と、前記アンテナ回路に跨って電気的に接続するICチップと、接着層とが積層された非接触ICラベルにおいて、
   前記アンテナ回路が絶縁体を介して多層に形成されたことを特徴とする非接触ICラベル。
2. 前記アンテナ回路が、第一の導電層と、該導電層上を部分的に覆うように設けられた絶縁層と、前記第一の導電層の一部で厚さ方向に重ねられて電気的に接合するように設けられた第二の導電層から構成されることを特徴とする請求項１に記載の非接触ICラベル。
3. 前記アンテナ回路が、前記ラベル基材の一方の面に設けられた第一の導電層と、前記ラベル基材の他方の面に設けられた第二の導電層とから構成されており、該第一の導電層と第二の導電層とが、前記ラベル基材に設けられたスルーホールを介して一部が電気的に接合するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の非接触ICラベル。
4. 前記第一の導電層および第二の導電層に、導電性ペーストを用いたことを特徴とする請求項２または３に記載の非接触ICラベル。
5. 前記基材と前記第一の導電層もしくは前記第二の導電層の一部に、それらが破壊されやすくする易破壊部を備えたことを特徴とする請求項４に記載の非接触ICラベル。
6. １３．５６MHｚの周波数帯を用いたことを特徴とする請求項５に記載の非接触ICラベル。