JP6976865B2

JP6976865B2 - Ｉｃタグ

Info

Publication number: JP6976865B2
Application number: JP2018000866A
Authority: JP
Inventors: 俊治島井; 博文辻本
Original assignee: Nitta Corp
Current assignee: Nitta Corp
Priority date: 2018-01-05
Filing date: 2018-01-05
Publication date: 2021-12-08
Anticipated expiration: 2038-01-05
Also published as: WO2019135381A1; US20200372314A1; CA3087661A1; EP3736738A4; CN111566670B; CN111566670A; JP2019121933A; EP3736738A1; KR20200105479A

Description

本発明は、ＩＣタグに関する。

近年、ＩＣタグの１種として、インレットと呼ばれるプラスチックや紙からなるベースシート上に電波通信用のアンテナパターンとＩＣチップが搭載された構成のものが提案されている。そして、このようなインレットを、樹脂で封止したものを物品へ取り付けたり、物品へ埋め込むことで物品の管理に使用されている。

ところで、上記のようなＩＣタグは、リネン物品に取付けられ、管理されることがあるが、リネン物品は出荷に際して金属探知機で金属異物の混入を検査することが一般的である。これに対して、ＩＣタグは、アンテナパターンが金属で形成されているため、ＩＣタグが取付けられたリネン物品を金属探知機で検査すると、リネン物品に金属異物が混入されていなくてもＩＣタグが金属として検出されてしまう。そのため、本来の金属異物の検査を円滑に行うことができないという問題がある。

これに対して、特許文献１には、アンテナの抵抗値を５０〜１０００ΩとしたＩＣタグが開示されており、このような範囲の抵抗値を有するＩＣタグは、金属探知機に反応しないことが開示されている。

特開２０１６−３３７４８号公報

しかしながら、特許文献１のＩＣタグであっても、金属探知機による検出が行われることがあり、さらなる改良が望まれていた。本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、金属探知機による検出をより確実に防止することができるＩＣタグを提供することを目的とする。

本発明に係るＩＣタグは、ＩＣチップと、前記ＩＣチップに格納された情報を電気的に送受信するダイポールアンテナと、前記ＩＣチップ及びダイポールアンテナを支持するシート状の基材と、を備え、前記ダイポールアンテナの両端部間の抵抗値Ｒ、及び、前記ダイポールアンテナに沿って当該ダイポールアンテナの両端部を繋ぐ経路の長さであって、前記ＩＣチップを通過しない経路の長さＬを設定したとき、０．１≦Ｒ／Ｌ≦２．５を充足する。

上記ＩＣタグにおいては、前記長さＬを、１２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下とすることができる。

上記各ＩＣタグにおいて、前記ダイポールアンテナを構成する材料は、銀、アルミニウム、及び銅のいずれかを含有することができる。

上記各ＩＣタグにおいては、前記基材との間で、前記ＩＣチップ及びアンテナを覆うシート状のカバーと、前記カバーと基材とを接着する粘着剤と、をさらに備えることができる。

本発明によれば、金属探知機による検出をより確実に防止することができる。

本発明に係るＩＣタグの一実施形態を示す平面図である。図１のＩＣタグの断面図である。図１のＩＣタグのアンテナを説明する平面図である。実施例１及び比較例１に用いたダイポールアンテナの形状を示す平面図である。実施例２に用いたダイポールアンテナの形状を示す平面図である。実施例３及び比較例２に用いたダイポールアンテナの形状を示す平面図である。実施例４に用いたダイポールアンテナの形状を示す平面図である。実施例５に用いたダイポールアンテナの形状を示す平面図である。

＜１．ＩＣタグの概要＞
以下、本発明に係るＩＣタグの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係るＩＣタグの平面図、図２は図１の断面図である。但し、図１は説明の便宜のため、カバーを省略している。図１及び図２に示すように、本実施形態に係るＩＣタグは、矩形状に形成されたシート状の基材１と、この基材１上に配置されたＩＣチップ２及びダイポールアンテナ３と、これらＩＣチップ２及びダイポールアンテナ３を覆う矩形状に形成されたシート状のカバー４と、を備えている。そして、基材１とカバー４とは、粘着剤５によって接着されている。以下、これら各部材について詳細に説明する。

基材１とカバー４とは、同形状に形成されており、これらの間に粘着剤５が全面に亘って配置されている。すなわち、粘着剤５によって、ＩＣチップ２及びダイポールアンテナ３が覆われ、基材１とカバー４との隙間からＩＣチップ２やダイポールアンテナ３が露出しないようになっている。

基材１及びカバー４を構成する材料は特には限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニルなどで形成することができる。また、基材１及びカバー４の厚みは、例えば、２５〜２００μｍとすることが好ましく、２５〜１００μｍとすることがさらに好ましい。

また、以下では、説明の便宜のため、図１に示すように、基材１及びカバー４の長手方向の辺を第１辺１０１、第２辺１０２と称し、短手方向の辺を第３辺１０３、第４辺１０４と称することとする。したがって、これらの辺は、第１辺１０１，第３辺１０３，第２辺１０２，及び第４辺１０４の順で連結されている。

ＩＣチップ２は、メモリ機能を有する公知のものであり、導体で形成されたダイポールアンテナ３と、電気的に接続されている。

本実施形態では、一例として、図１に示すようなダイポールアンテナが用いられる。すなわち、このダイポールアンテナ３は、基材１の長手方向の中央付近に配置されたインピーダンス整合部３１と、このインピーダンス整合部３１から基材１の長手方向に延びる一対のダイポール部３２と、を備えている。インピーダンス整合部３１は、第１〜第４辺を有する矩形の枠状に形成されている。より詳細には、インピーダンス整合部３１の第１辺３１１は基材１の第１辺１０１からやや離れた位置に配置され、第２辺３１２は、基材１の第２辺１０２に沿うように配置されている。すなわち、インピーダンス整合部３１は、第１辺３１１，第３辺３１３，第２辺３１２，及び第４辺３１４がこの順で連結されている。そして、ＩＣチップ２は、インピーダンス整合部３１の第１辺３１１の中央付近に配置されている。

ダイポール部３２は、左右対称な形状であるため、一方のみ説明する。ダイポール部３２は、インピーダンス整合部３１における第１辺３１１から、基材１の第１辺１０１側に延び、そこから基材１の第１辺１０１、第３辺１０３、及び第２辺１０２に沿うように延び、さらに、インピーダンス整合部３１の第３辺３１３に沿うように矩形状に枠を形成した後、その内側で渦状に延びている。

ダイポールアンテナ３を構成する材料は特には限定されないが、例えば、銀、銅、アルミニウムにより形成することができる。銀を用いる場合には、銀を含有する銀ペーストをスクリーン印刷により基材１上に塗布することで、ダイポールアンテナ３を形成することができる。一方、銅やアルミニウムを用いる場合には、エッチングにより、ダイポールアンテナ３を形成することができる。また、ＩＣチップ２は、例えば、電子部品用の公知のフリップチップ実装などでアンテナ３に固定することができる。

以上のようなダイポールアンテナ３により、例えば、ＵＨＦ帯の電波によってＩＣチップ２に格納された情報を送受信することができる。

粘着剤５は、例えば、天然ゴムや合成ゴムを主成分とするゴム系粘着剤とすることができる。ゴム系粘着剤５の厚さは、特には限定されないが、２８〜５００μｍであることが好ましく、２８〜７２μｍであることがさらに好ましい。ゴム系粘着剤５に用いられる合成ゴムは、特には限定されないが、例えば、スチレン―イソプレン―スチレンブロック共重合体、スチレン―ブタジエン―スチレンブロック共重合体、前記スチレン系ブロック共重合体の水素添加物、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリイソブチレン（ＰＩＢ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）などを挙げることができる。

また、上記天然ゴム、合成ゴムに加えて、ゴム系粘着剤５には、粘着付与剤を含んでいてもよい。粘着付与剤としては、テルペンフェノール樹脂、ロジン系樹脂、石油系樹脂などが挙げられる。粘着付与樹脂の使用量は、粘着性能を損なわない範囲で適宜選択できる。さらに、ゴム系粘着剤には、上述した成分以外に、必要に応じて軟化剤、可塑剤、充填剤、老化防止剤、着色剤などの適宜な添加剤が含まれていてもよい。

なお、粘着剤５としては、ゴム系粘着剤以外に、アクリル系、あるいはシリコーン系の粘着剤を用いることもできる。

＜２．ダイポールアンテナの物性及び電気特性＞
本実施形態に係るダイポールアンテナ３は、次のような物性及び電気特性を有している。この点について、図３を参照しつつ説明する。同図に示すように、まず、ダイポールアンテナ３の両端部Ｓ１，Ｓ２間の抵抗値Ｒ（Ω）、及び、このダイポールアンテナ３に沿ってダイポールアンテナ３の両端部Ｓ１，Ｓ２を繋ぐ経路の長さであって、ＩＣチップ２を通過しない経路（以下、アンテナ経路という：図３の破線）の長さＬ（ｃｍ）を設定したとき、本実施形態に係るダイポールアンテナ３は、以下の式（１）を充足する。なお、アンテナ経路は、ダイポールアンテナ１の線幅の中心を通る経路である。
０．１≦Ｒ／Ｌ≦２．５（１）

これにより、アンテナ経路の単位長さ当たりの抵抗が設定されるが、Ｒ／Ｌが０．１以上であれば、電流が流れにくくなるため、金属探知機により検出されるのが防止される。一方、Ｒ／Ｌが２．５より大きくなると、通信距離が短くなり、対象となるアプリケーションが限定されるおそれがある。したがって、Ｒ／Ｌは２．５以下であることが好ましい。なお、金属探知機による検出をさらに防止するため、Ｒ／Ｌは、以下の式（２）を充足することがさらに好ましい。
１．５≦Ｒ／Ｌ≦２．５（２）

アンテナ３の両端部Ｓ１，Ｓ２間の抵抗値Ｒ（Ω）は特には限定されないが、例えば、１０〜５０Ωであることが好ましく、２０〜４４Ωであることがさらに好ましい。これは、抵抗値Ｒが１０Ω以上であれば、電流が流れにくくなるためであり、５０Ω以下であれば、通信距離が長くなり、通信が安定するためである。

上述したアンテナ経路の長さＬも特には限定されないが、例えば、１２０〜２００ｍｍであることが好ましく、１３０〜１８０ｍｍであることが好ましい。これは、アンテナ経路の長さＬが短いと、通信が不安定になるからであり、アンテナ経路が長すぎると、金属探知機により検出されやすくなるからである。

また、ダイポールアンテナ３の外形の大きさは、特には限定されないが、金属探知機による検出を防止するには、例えば、ダイポールアンテナ３の外形の長手方向の長さＸは６０ｍｍ以下であることが好ましく、４０ｍｍ以下であることが好ましい。また、ダイポールアンテナ３の外形の短手方向の長さＹは、２０ｍｍ以下であることが好ましく、１０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。したがって、ダイポールアンテナの外形の面積（Ｘ＊Ｙ）は、１２００ｍｍ²であることが好ましく、４００ｍｍ²以下であることがさらに好ましい。

ダイポールアンテナ３の厚みは、特には限定されないが、例えば、２０μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以下であることがさらに好ましく、１０μｍ以下であることが特に好ましい。例えば、上述した銀ペーストを用いて印刷によりダイポールアンテナ３を形成すると、銅やアルミニウムを用いてエッチングによりダイポールアンテナ３を形成するよりも、ダイポールアンテナ３の厚みの調整が容易になり、１０μｍ以下の厚みにすることができる。これによって、金属探知機による検出をさらに防止することができる。

＜３．金属探知機＞
本実施形態に係るＩＣタグが検出されないことを想定する金属探知機は、例えば、非鉄金属を検出する金属探知機とすることができる。これは、上記のように、ダイポールアンテナが銀、銅、アルミニウム等の非鉄金属で形成されることがあることによる。そして、検出感度としては、例えば、金属探知機として、ニッカ電測株式会社のＭＵＫ−５００を用いたときに、検出されないことが好ましい。この装置は、検出できる最小の物質として、外径が１．５ｍｍ以上のＳＵＳの球を検出できる検出感度を有している。したがって、一例として、本実施形態に係るＩＣタグが検出されない金属探知機として、非鉄金属に対し、上記のような検出感度を有する金属探知機を規定することができる。但し、これは一例であり、鉄を検出する金属探知機を基準とすることもできる。

＜４．特徴＞
以上のように、本実施形態に係るＩＣタグによれば、ダイポールアンテナ３が上記式（１）を充足するように構成されているため、金属探知機で検出されるのを防止することができる。

＜５．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。そして、以下に示す複数の変形例は適宜組合わせることが可能である。

＜５−１＞
上述したダイポールアンテナ３の形状は、一例であり、上記式（１）を充足する限りは、種々の形状にすることができる。また、ＩＣタグの形状、つまり、基材１やカバー４の形状も特には限定されず、上記のような長尺状のほか、矩形状、円形状、多角形状など、用途に合わせて種々の形状にすることができる。また、基材１とカバー４とを同形状にしなくてもよい。

＜５−２＞
上記実施形態では、基材１とカバー４との間の全面に亘って、粘着剤５が塗布されているが、これに限定されるものではない。例えば、基材１とカバー４の周縁にのみゴム系粘着剤５を塗布し、ＩＣチップ２及びアンテナ３が粘着剤５によって囲まれるようにすることもできる。また、カバー４及び粘着剤５は、必須ではなく、設けないようにすることもできる。

以下、本発明の実施例について説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

＜１．実施例及び比較例の準備＞
以下のように、実施例１〜５及び比較例１，２に係るＩＣタグを準備した。これら実施例及び比較例において、基材及びＩＣチップは同じであるが、ダイポールアンテナが相違している。ここでは、図４〜図８に示す５種類のアンテナ形状を準備し、３種類の材料を準備した。図４〜図８の点線は経路Ｌであり、数値は外形の長さＸ，Ｙを示している。また、基材及びカバーとして、厚みが５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを準備し、ダイポールアンテナを基材とカバーとの間に配置し、上述したゴム系粘着剤により固定した。そして、実施例１〜５及び比較例１，２に係るＩＣタグを以下の表１に示すように準備した。以下のように、実施例及び比較例のアンテナは非鉄金属で構成されている。

＜２．評価＞
金属探知機として、ニッカ電測株式会社製ＭＵＫ−５００を用い、上記実施例及び比較例を検知できるかを試験した。この装置における検知レベルは０〜１２である。具体的には次の通りである。すなわち、ＳＵＳ３０４の球を用いた場合、この装置では、直径が１ｍｍの球は検知できないが、直径２ｍｍ以上の球が検知できる。そして、直径２ｍｍの球を検知したときの検知レベルは８であり、直径３ｍｍの球を検知したときの検知レベルは１２である。一方、検知レベルが０とは、この金属探知機での検出が全くできないことを意味する。すなわち、検知レベルが０に近いほど、この金属探知機での検出ができなくなることを意味する。

実施例１〜３は、Ｒ／Ｌが１．５以上であり、検知レベルはいずれも０であった。すなわち、金属探知機に全く検知されなかった。また、実施例４，５は、Ｒ／Ｌが実施例１〜３よりも低く１以下であるが、０．１以上であった。そして、金属探知機による検知レベルは３であった。すなわち、わずかではあるが、検知されているが、用途によっては使用できるレベルである。一方、比較例１，２は、いずれもＲ／Ｌが０．１より低く、検知レベルは１２であった。すなわち、金属探知機に確実に検知されるレベルである。したがって、Ｒ／Ｌに基づく評価で、実施例１〜５がいずれも比較例１，２よりも優れていることが分かった。

１基材
２ＩＣチップ
３ダイポールアンテナ
４カバー
５粘着剤

Claims

ＩＣチップと、
前記ＩＣチップに格納された情報を電気的に送受信するダイポールアンテナと、
前記ＩＣチップ及びダイポールアンテナを支持するシート状の基材と、
を備え、
前記ダイポールアンテナの両端部間の抵抗値Ｒ、及び、前記ダイポールアンテナに沿って当該ダイポールアンテナの両端部を繋ぐ経路の長さであって、前記ＩＣチップを通過しない経路の長さＬを設定したとき、０．１≦Ｒ／Ｌ≦２．５を充足する、ＩＣタグ。
前記長さＬが、１２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下である、請求項１に記載のＩＣタグ。
前記ダイポールアンテナを構成する材料は、銀、アルミニウム、及び銅のいずれかを含有する、請求項１または２に記載のＩＣタグ。
前記基材との間で、前記ＩＣチップ及びアンテナを覆うシート状のカバーと、
前記カバーと基材とを接着する粘着剤と、
をさらに備えている、請求項１から３のいずれかに記載のＩＣタグ。