JP5850703B2

JP5850703B2 - 柔軟素材製品用ｒｆｉｄタグ

Info

Publication number: JP5850703B2
Application number: JP2011235909A
Authority: JP
Inventors: 真也新田
Original assignee: Sato Holdings Corp
Current assignee: Sato Holdings Corp
Priority date: 2011-10-27
Filing date: 2011-10-27
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2031-10-27
Also published as: JP2013092972A

Description

本発明は柔軟素材製品用ＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ；無線自動認識）タグにかかるもので、とくに衣服ないしはランドリー用品など各種の布製品その他の柔軟素材製品に取り付け可能な柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグに関するものである。

従来から、ＩＣチップおよびＲＦＩＤアンテナを有して無線によりデータの書込みおよび読取りを行うことができるＲＦＩＤタグを各種物品に取り付け、これら物品ついての各種データの読み書きを行って、必要なデータ管理など諸々の分野に利用している。

図８は、従来からのＲＦＩＤタグを、たとえばホテルや会社などにおいて使用後洗濯して再度使用する各種のランドリー用品（柔軟素材製品）に取り付けて利用するランドリー用ＲＦＩＤタグ１（柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグ）の一例を示す斜視図であって、ランドリー用ＲＦＩＤタグ１は、タグ本体２と、タグ本体２内部に装備したＲＦＩＤインレイ３と、を有する。

タグ本体２は、たとえばイソプレンゴム材など、必要な柔軟性および剛性を有する素材からこれを直方体状に構成し、その内部にＲＦＩＤインレイ３をモールドしている。

ＲＦＩＤインレイ３は、たとえばポリエチレンテレフタレートないしその積層フィルムなどによるインレイ基材４と、ＩＣチップ５およびＲＦＩＤアンテナ６と、を有する。
ＲＦＩＤインレイ３は、たとえばＵＨＦ帯（３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ（好ましくは８６０〜９６０ＭＨｚ、さらに具体的には、４３３ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、９１５〜９３０ＭＨｚ、９５０〜９５６ＭＨｚ）やマイクロ波（１〜３０ＧＨｚ、具体的には２．４５ＧＨｚ）、ＨＦ帯（３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ（好ましくは１３．５６ＭＨｚ））あるいは１３５ｋＨｚ以下など、その他、所定の周波数帯の電波および電磁的作用などにより、ＲＦＩＤアンテナ６を介してＩＣチップ５に必要なデータの無線による読み取りおよび書き込み（データ通信）を行う。
ただし、それぞれの使用電波に応じてＩＣチップ５およびＲＦＩＤアンテナ６の具体的構成を適正なものとしている。
とくにＵＨＦ帯（たとえば、８６０〜９６０ＭＨｚ）レベルの波長を有する電波を使用するものでは、その通信距離が通常は５〜１０ｍ程度であり、各種の分野における応用が期待されている。

図９は、繰り返して使用するランドリー用品（たとえばシーツ７）にランドリー用ＲＦＩＤタグ１を取り付けた状態を示す一部省略平面図であって、その一部拡大断面図に示すように、シーツ７の一隅に設けた装着用ポケット８にランドリー用ＲＦＩＤタグ１を収納して装着している。

このようなランドリー用ＲＦＩＤタグ１は、いわゆるゴム板のような仕上がりであるため、シーツ７以外に、作業服や制服その他の衣服などに装着した際の異物感は否定することができないとともに、装着用ポケット８に取り付けたランドリー用ＲＦＩＤタグ１は、シーツ７の使用時はもちろん、回収および洗濯ならびにアイロン工程において、ランドリー用ＲＦＩＤタグ１ないし装着用ポケット８の周囲部分に損傷が蓄積しやすく、徐々にランドリー用ＲＦＩＤタグ１がむき出しになってしまうという問題がある。

さらに、ランドリー用ＲＦＩＤタグ１におけるＲＦＩＤアンテナ６は、銅やアルミニウムなどによる極薄の金属箔により、あるいはエッチング加工などにより構成されており、断線しやすいという問題があって、上述のように、ゴム系素材によりタグ本体２を厚く形成して、ＲＦＩＤアンテナ６を保護するという構成を採用していた。
したがって、当該ランドリー用ＲＦＩＤタグ１を衣服やランドリー用品（シーツ７）などに直接縫製することができず、シーツ７に当て布（図示せず）をしたり、上記装着用ポケット８などに容れて縫製するなどの二次部品や二次加工が必要であるという問題がある。

逆に、タグ本体２を厚く形成しなければ、洗濯時の折曲がりやねじれなどのストレスによって厚さの薄いＲＦＩＤアンテナ６が断線しやすく、ランドリー用ＲＦＩＤタグ１自体の故障の原因になるという問題がある。
さらにまた、シーツ７に上記当て布をしたり、上記装着用ポケット８などに容れて縫製するなどの二次加工を行った場合には、ランドリー用ＲＦＩＤタグ１（タグ本体２）全体を布などで隠すことになるため、ＩＣチップ５に保存している情報のバックアップ用として必要な目視可能な識別表記をランドリー用ＲＦＩＤタグ１（タグ本体２）に付することができないという問題がある。

なお、ランドリー用ＲＦＩＤタグ１の使用者ごとにその要望に応じてＲＦＩＤアンテナ６のオリジナルデザイン性を付与するためには、高額な初期費用を必要とするとともに、ランドリー用ＲＦＩＤタグ１の周波数性能にも影響があるために、上記要望に対応することも困難であるという問題がある。

特許第４５４８０７４号公報

本発明は以上のような諸問題にかんがみなされたもので、衣服やランドリー用品など各種の布製品あるいは軟質の合成樹脂材製品や皮革製品その他の柔軟素材製品に直接取り付けることができる柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグを提供することを課題とする。

また本発明は、柔軟性素材製品への取付けが容易な柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグを提供することを課題とする。

また本発明は、洗濯時の折曲がりやねじれなどのストレスに耐性がある柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグを提供することを課題とする。

また本発明は、ＲＦＩＤアンテナが断線しにくく、たとえ断線してもデータ通信に支障がない柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグを提供することを課題とする。

また本発明は、柔軟素材にきわめて近く耐久性に優れた柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグを提供することを課題とする。

また本発明は、材料原価の低廉化および加工性の向上、さらには量産性の向上を実現可能な柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグを提供することを課題とする。

また本発明は、情報のバックアップなどのための識別表示が容易で、ＲＦＩＤアンテナのデザイン性にも自由度が高い柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグを提供することを課題とする。

すなわち本発明は、ＲＦＩＤアンテナ自体を布材など柔軟素材とすること、具体的にはタグ基材自体を布材その他の柔軟素材とすること、およびアンテナ自体を導電糸により構成することに着目したもので、柔軟素材製品に取り付け可能なタグ基材と、このタグ基材に装備するとともにＩＣチップおよびＲＦＩＤアンテナを有して無線によるデータ通信が可能なＲＦＩＤインレイと、を有する柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグであって、上記タグ基材は、これを柔軟素材から構成するとともに、上記ＲＦＩＤアンテナは、導電糸を上記タグ基材に一体化することにより構成した基材アンテナ部を有することを特徴とする柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグである。

上記ＲＦＩＤインレイは、上記ＩＣチップと、上記ＩＣチップに接続したインレイアンテナ部と、このインレイアンテナ部および上記ＩＣチップを保護する保護材と、を有することができる。

上記保護材は、これをガラスエポキシ樹脂から構成することができる。

上記ＲＦＩＤアンテナは、上記ＲＦＩＤインレイが有する前インレイアンテナ部と電磁的に協働可能であることができる。

上記基材アンテナ部と、上記インレイアンテナ部とは、互いに電磁結合可能であることができる。

上記柔軟素材は、布材であることができる。

上記導電糸は、織物加工あるいは縫製加工により上記タグ基材にこれを一体化することができる。

上記ＲＦＩＤインレイは、接着剤により上記タグ基材にこれを固着可能としていることができる。

上記ＲＦＩＤインレイは、上記タグ基材に形成した取付けポケットにこれを取り付け可能としていることができる。

上記ＲＦＩＤインレイは、これを上記タグ基材に縫製可能としていることができる。

本発明による柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグにおいては、タグ基材を布材その他の柔軟素材から構成するとともに、たとえば織物加工や縫製加工などによる一般的な加工処理を用いて、導電糸をタグ基材に一体化することによりＲＦＩＤアンテナを構成して、非接触データ通信を可能としたので、衣服などの柔軟素材製品に取り付けても違和感がなく、ストレスが発生しにくいためＲＦＩＤアンテナ自体の損傷のおそれを低減し、柔軟素材製品と同等の耐久性を備えたものとすることができる。

本発明の実施例による柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグ１０を構成するためのＲＦＩＤアンテナ連続体１１の斜視図である。同、柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグ１０の平面図である。同、柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグ１０の断面図である。同、導電糸１４の拡大斜視図である。同、導電糸１４の他の構成例（補強導電糸２２）を示す拡大斜視図である。同、シーツ７に取り付けるＲＦＩＤアンテナ１１Ａ（タグ基材１２）に形成した取付けポケット２６にＲＦＩＤインレイ１５を取り付ける構成を示す一部省略平面図である。同、シーツ７に取り付けるＲＦＩＤアンテナ１１Ａ（タグ基材１２）とともにＲＦＩＤインレイ１５を縫い付けた構成を示す一部省略平面図である。従来からのＲＦＩＤタグを、たとえばホテルや会社などにおいて使用後洗濯して再度使用する各種のランドリー用品（柔軟素材製品）に取り付けて利用するランドリー用ＲＦＩＤタグ１（柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグ）の一例を示す斜視図である。同、繰り返して使用するランドリー用品（たとえばシーツ７）にランドリー用ＲＦＩＤタグ１を取り付けた状態を示す一部省略平面図である。

本発明は、柔軟素材によるタグ基材と、タグ基材に一体化した導電糸と、によりＲＦＩＤアンテナを構成したので、ＲＦＩＤアンテナ自体をいわば布製とし、衣服その他の柔軟素材製品に直接縫付けなどの処理により取り付けてデータ通信を行うために好適な柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグを実現した。

つぎに本発明の実施例による柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグ１０を図１ないし図７にもとづき説明する。ただし、図８および図９と同様の部分には同一符号を付し、その詳述はこれを省略する。
図１は、無線によるデータ通信が可能な柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグ１０を構成するためのＲＦＩＤアンテナ連続体１１の斜視図、図２は、柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグ１０の平面図、図３は、柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグ１０の断面図である。
ＲＦＩＤアンテナ連続体１１は、帯状のタグ基材１２と、必要なアンテナパターンによる複数個の基材アンテナ部１３と、を有する。

タグ基材１２は、帯状の布材あるいは軟質の合成樹脂材や皮革材などの柔軟素材からこれを構成し、衣服やシーツ７などの布製品あるいは軟質の合成樹脂材製品や皮革製品その他の柔軟素材製品に、縫製加工や接着その他の手法により取り付け可能とする。
タグ基材１２としては、柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグ１０の使用状況ないし使用形態に応じて、任意の厚さに（一般的には比較的薄手に）、柔軟素材製品と同一素材でこれを構成してもよいし、異なる素材であってもかまわない。

基材アンテナ部１３は、導電糸１４を織物加工あるいは縫製加工によりタグ基材１２に一体化することによって、必要な、かつ任意のデザインによるアンテナパターンを有するものとして、その複数個を連続して繰り返して構成する。
たとえば、導電糸１４を縫製加工によりタグ基材１２に刺繍のように縫い付けてゆく場合には、図１に点線で示すように、タグ基材１２の裏面側には導電糸１４のつなぎ部糸１４Ａが位置することになるが、一般的な縫製加工により連続して複数個の基材アンテナ部１３を容易に形成してゆくことができる。
しかも、導電糸１４の縫付け密度すなわち、隣り合う導電糸１４どうしの互いの密着程度を任意に設定して縫い付けることが可能であって、万が一、一部の導電糸１４が断線しても、密に縫い付けておくことにより互いの接触状態を維持可能として、データ通信に支障が生ずることを回避可能である。

こうした構成のＲＦＩＤアンテナ連続体１１によれば、タグ基材１２への基材アンテナ部１３の一体化後、それぞれの基材アンテナ部１３の部分を分離するように、たとえば、上記つなぎ部糸１４Ａの部分でタグ基材１２を所定の長さ（すなわち、柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグ１０に必要な長さ）に切断可能であって、導電糸１４をタグ基材１２に一体化することにより構成されている単位長さのＲＦＩＤアンテナ１１Ａを簡単に作成することができる。

とくに図２および図３に示すように、柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグ１０は、タグ基材１２および基材アンテナ部１３による上記ＲＦＩＤアンテナ１１Ａと、ＲＦＩＤインレイ１５と、を有する。なお図３において、導電糸１４の部分についてはその縫製路に沿った断面を示している。

ＲＦＩＤインレイ１５は、タグ基材１２（すなわちＲＦＩＤアンテナ１１Ａ）に装備して、コアＲＦＩＤタグ材ないしはニアフィールドインレイ材として機能するもので、前記ＩＣチップ５と、ＩＣチップ５に接続したインレイアンテナ部１６と、インレイアンテナ部１６およびＩＣチップ５を保護する保護材１７と、を有し、無線によるデータ通信が可能である。

インレイアンテナ部１６は、たとえば銅やアルミニウムなどによりこれを形成しているもので、上記導電糸１４による基材アンテナ部１３と、このインレイアンテナ部１６とは、とくに使用電波が前記ＵＨＦ帯など高周波の場合には、互いに電磁結合（電波のカップリング）が可能であって、柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグ１０全体として非接触のデータ通信を可能とする。
すなわち、ＲＦＩＤインレイ１５が有するインレイアンテナ部１６が内部アンテナ部として機能し、タグ基材１２（ＲＦＩＤアンテナ１１Ａ）が有する基材アンテナ部１３が外部アンテナ部として機能するもので、柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグ１０全体としてのＲＦＩＤアンテナ部１８は、インレイアンテナ部１６および基材アンテナ部１３を含み、ＲＦＩＤアンテナ１１Ａ（基材アンテナ部１３）は、ＲＦＩＤインレイ１５が有するインレイアンテナ部１６と電磁的に協働可能である。

保護材１７は、これをガラスエポキシ樹脂など任意の硬質材から、図示（図２）の例では、円形のコイン状に構成し、ＲＦＩＤインレイ１５さらにはＲＦＩＤアンテナ１１Ａ全体にかかる各種の外力からＩＣチップ５およびインレイアンテナ部１６を保護可能である。

とくに図３に示すように、たとえば接着剤１９によりタグ基材１２（ＲＦＩＤアンテナ１１Ａ）にＲＦＩＤインレイ１５を固着して、柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグ１０とする。

なお図４は、導電糸１４の拡大斜視図であって、導電糸１４は、ポリエステルやアクリルなどによる繊維糸２０に、メッキ、焼付け、巻付けなどの手法により、銅、ニッケルなどの金属２１を一体化させて導電性および柔軟性を付与したもので、既述のように、タグ基材１２に織物加工や縫製加工などにより所定のアンテナパターンで一体化が可能である。

また図５は、導電糸１４の他の構成例（補強導電糸２２）を示す拡大斜視図であって、必要に応じて導電糸１４の周面に、たとえばポリエステル糸２３を螺旋状に巻付けることにより、織物加工や縫製加工などにおけるテンションに耐え得るものとしている。

なお、とくに図２および図３に示すように、ＩＣチップ５に保存している各種データのバックアップ用情報として、たとえば、タグ基材１２上に、バーコードその他のコードや記号さらには目視可能な文字や記号などによる第１の識別表示２４を表示したり、ＲＦＩＤインレイ１５の保護材１７上に同様の第２の識別表示２５を表示することも可能である。

こうした構成の柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグ１０およびＲＦＩＤアンテナ連続体１１においては、タグ基材１２に導電糸１４を一体化させて基材アンテナ部１３（ＲＦＩＤアンテナ１１Ａ）としているので、さらにまた、この構成を単純な織物加工あるいは縫製加工により実現することができるので、きわめて簡単にＲＦＩＤアンテナ連続体１１およびＲＦＩＤアンテナ１１Ａを作成することができる。
しかも、ＲＦＩＤインレイ１５とＲＦＩＤアンテナ１１Ａ（基材アンテナ部１３）とを近接するようにＲＦＩＤインレイ１５をＲＦＩＤアンテナ１１Ａ（タグ基材１２）に配置するだけで、柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグ１０としての非接触データ通信機能を発揮することができる。

さらに、タグ基材１２自体がシーツ７などの布材あるいはその他の柔軟素材製品と同一または類似の柔軟素材から構成されているので、柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグ１０をシーツ７などに装着しても、その布地と一体化し、折曲がりその他のストレスに対しても布地と同様の耐久性を保持可能である。
ＲＦＩＤインレイ１５は保護材１７により保護されているので、内部のＩＣチップ５およびインレイアンテナ部１６の破損ないしは断線を回避することができる。
なお保護材１７として、ガラスエポキシ樹脂以外の軟質かつ剛性のある材料によるものを採用すれば、さらに柔軟性に富んだ保護機能を発揮することができるとともに、柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグ１０としての応用範囲を拡大することができる。

しかして上述のように、ＲＦＩＤアンテナ１１Ａの基材アンテナ部１３（導電糸１４）は断線しにくいものであるが、たとえ導電糸１４が断線しても、その一部であれば、とくに使用電波がＵＨＦ帯など高周波の場合には、互いに電磁結合（電波のカップリング）を維持可能であって、柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグ１０全体として非接触のデータ通信に支障はない。
ただし、基材アンテナ部１３は、導電糸１４が絡み合った刺繍であるため、一部の導電糸１４が切れても、この切断部を跨いだ他の部分における導電糸１４が互いに接触状態であれば導通が保たれることになり、基材アンテナ部１３全体としての導通が損なわれることは希である。
さらに、基材アンテナ部１３の断線が発生しても、ＲＦＩＤインレイ１５自体がＩＣチップ５およびインレイアンテナ部１６を有しているので、利得自体は低下しても、非接触データ通信機能自体を失ってしまうおそれはない。

また、柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグ１０の取付け対象物としても、シーツ７などの布材ないしは衣服に限らず、各種の柔軟な合成樹脂材や皮革材その他の素材による製品にも取り付け可能であり、柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグ１０としての使用対象を任意に選択することができる。

さらに、導電糸１４による基材アンテナ部１３（ＲＦＩＤアンテナ１１Ａ）の形成パターンとしても、使用電波の周波数に応じて、ダイポール型のアンテナパターンや、その他のコイル状パターンなど、使用態様に応じて任意に選択可能であるとともに、使用者の要望に応じて、アンテナパターンを任意のデザインにすることも可能である。そのための加工も、上述した織物加工や縫製加工でよく、きわめて融通性に富むとともに、加工性および量産性に優れたアンテナパターンを得ることができる。

つぎに、柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグ１０のシーツ７など柔軟素材製品への取付け構成としては、任意のものを採用することができる。
たとえば図６は、シーツ７に取り付けるＲＦＩＤアンテナ１１Ａ（タグ基材１２）に形成した取付けポケット２６にＲＦＩＤインレイ１５を取り付ける構成を示す一部省略平面図である。
とくにその一部拡大断面図に示すように、縫い糸２７により柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグ１０のタグ基材１２をシーツ７に縫い付けるとともに、縫い糸２７によりＲＦＩＤアンテナ１１Ａ（タグ基材１２）に上記取付けポケット２６を形成して、この取付けポケット２６にＲＦＩＤインレイ１５を収容固定して、ＲＦＩＤアンテナ１１Ａの基材アンテナ部１３と近接するようにすれば、そのまま柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグ１０としてデータ通信機能を発揮させることができる。
この取付け構成によれば、ＲＦＩＤアンテナ１１Ａとの一体化のために接着剤１９など（図３）を用いることなく、ＲＦＩＤアンテナ１１Ａ（取付けポケット２６）へのＲＦＩＤインレイ１５の簡単な収容作業を行うだけでよい。

図７は、シーツ７に取り付けるＲＦＩＤアンテナ１１Ａ（タグ基材１２）とともにＲＦＩＤインレイ１５を縫い付けた構成を示す一部省略平面図である。
とくにその一部拡大断面図に示すように、ＲＦＩＤインレイ１５の保護材１７にボタン孔のような縫付け孔２８を形成しておき、縫い糸２７によりＲＦＩＤアンテナ１１ＡとともにＲＦＩＤインレイ１５をタグ基材１２に縫製可能としている。
この取付け構成によれば、ＲＦＩＤアンテナ１１Ａのシーツ７への縫付け工程において、ＲＦＩＤアンテナ１１ＡおよびＲＦＩＤインレイ１５を同時にシーツ７に取り付けることができ、きわめて効率よく取付け作業を行うことができる。

１ランドリー用ＲＦＩＤタグ（従来、図８）
２タグ本体
３ＲＦＩＤインレイ
４インレイ基材
５ＩＣチップ
６ＲＦＩＤアンテナ
７シーツ（ランドリー用品、柔軟素材製品、図９）
８装着用ポケット
１０柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグ（実施例、図２、図３）
１１ＲＦＩＤアンテナ連続体（図１）
１１ＡＲＦＩＤアンテナ連続体１１から分離した単位長さのＲＦＩＤアンテナ
１２タグ基材
１３基材アンテナ部
１４導電糸
１４Ａ導電糸１４のつなぎ部糸（図１）
１５ＲＦＩＤインレイ
１６インレイアンテナ部
１７保護材
１８ＲＦＩＤアンテナ部
１９接着剤
２０ポリエステルやアクリルなどによる繊維糸
２１銅、ニッケルなどの金属
２２補強導電糸（導電糸）
２３ポリエステル糸
２４第１の識別表示
２５第２の識別表示
２６取付けポケット（図６）
２７縫い糸
２８縫付け孔（図７）

Claims

柔軟素材製品に取り付け可能なタグ基材を有するＲＦＩＤアンテナと、
このタグ基材に装備するとともにＩＣチップを有して無線によるデータ通信が可能なＲＦＩＤインレイと、を有する柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグであって、
前記タグ基材は、これを柔軟素材から構成するとともに、
前記ＲＦＩＤアンテナは、導電糸を前記タグ基材に一体化することにより構成した基材アンテナ部を有し、
前記ＲＦＩＤインレイは、前記ＩＣチップと、前記ＩＣチップに接続したインレイアンテナ部と、
このインレイアンテナ部および前記ＩＣチップを保護する保護材と、を有し、
前記ＲＦＩＤインレイは、前記タグ基材に形成した取付けポケットにこれを取り付け可能としていることを特徴とする柔軟素材製品用ＲＦＩＤタグ。