JP7155742B2 - Ｒｆタグ付き包装体およびｒｆタグ付き包装材 - Google Patents

Description

本発明は，無線による個体識別で用いられる媒体であるＲＦタグ（RF: Radio Frequency）に関する。

地方における深刻な人手不足の解消や精算業務の効率化などを目的とし，コンビニエンスストアやスーパーマーケットなどの小売店は，ＲＦタグを利用した自動精算システムの導入を検討している。

ＲＦタグを利用した自動精算システムでは，小売店で販売されている商品それぞれにＲＦタグを付し，顧客が購入する商品の代金を精算する際，ＲＦタグに対応したリーダライタにより，顧客が購入する商品に付されているＲＦタグそれぞれから，商品を識別する商品識別データを一括して読み取ることが行われる。

顧客は，複数の商品を買い物カゴに乱雑に入れることが多いため，自動精算システムの導入には，複数の商品が買い物カゴに乱雑に入れられていても，買い物カゴに入れられた商品に付したＲＦタグの通信性能が悪化しない工夫が必要になる。

小売店で販売されている商品には，アルミ層を積層した包装材を用いて成型した袋を包装体とするポテトチップのように，包装材に少なくとも金属材料を用いる商品がある。このような商品の場合，例えば，特許文献１で開示されている発明のように，包装材に用いられている金属材料をＲＦタグのアンテナの放射板として機能させることで，ＲＦタグの通信性能の悪化を防止できる。

これに対し，金属材料を包装材に用いない包装体の場合，包装体に用いられている包装材をＲＦタグの通信性能の向上に利用できないため，ＲＦタグの通信性能の悪化を防止するには，ＲＦタグの通信性能が良好になるように，包装体の表面に付すＲＦタグのアンテナサイズを決定することが必要になる。

包装体に収容する内容物の電気特性が同じなら，ＲＦタグのアンテナサイズを固定にできるが，包装体に収容する内容物の電気特性は商品ごとに変わる。例えば，ハム・ソーセージや味噌など水分を多く含む食品を内容物とする場合もあれば，煎餅など水分を多く含まない食品を内容物とする場合もあり，前者の場合におけるアンテナのサイズは，水分の影響を考慮して，後者の場合におけるアンテナのサイズよりも大きくする必要がある。

特許文献２では，ＲＦタグの通信周波数に対応した面状のアンテナを形成することで，水分や金属の影響を有効に回避・低減できるようにしたＲＦタグが開示され，特許文献２で開示されている発明では，アンテナサイズはＲＦタグの通信周波数の波長に基づくサイズになる。しかし，ＲＦタグの通信周波数ではなく，包装体の表面に付したＲＦタグの通信性能が良好になるようにＲＦタグのアンテナサイズを商品ごとに決定した方が，ＲＦタグの通信性能をより良くできると考えられる。

特開２０１４－２２０８３１号公報 ＷＯ２０１４－００２４３７号公報

しかしながら，商品ごとにＲＦタグのアンテナサイズを決定すると，複数のＲＦタグを用意しなければならず，ＲＦタグの管理が面倒になってしまう。そこで，本発明は，ＲＦタグのアンテナサイズが同一であっても，金属材料を包装材に用いていない包装体に付したＲＦタグの実質的なアンテナサイズが，この商品に適したサイズになるようにすることを目的とする。

上述した課題を解決する第１発明は，ＩＣチップを接続させたループ状の整合回路と少なくとも一つの結合素子を有するアンテナを実装したＲＦタグラベルと，金属材料を包装材に用いていない包装体を備え，前記包装体の表面には，前記結合素子と一対一対応する導電板が加工され，前記ＲＦタグラベルの裏面に積層している粘着層を利用して，前記整合回路は前記導電板と重ならず，前記結合素子が前記導電板と重なるように前記ＲＦタグラベルが貼付されていることを特徴とするＲＦタグ付き包装体である。

更に，第２発明は，ＩＣチップを接続させたループ状の整合回路と少なくとも一つの結合素子を有するアンテナを実装したＲＦタグラベルと，金属材料を用いていない包装材を備え，前記包装材の表面には，前記結合素子と一対一対応する導電板が加工され，前記ＲＦタグラベルの裏面に積層している粘着層を利用して，前記整合回路は前記導電板と重ならず，前記結合素子が導電板と重なるように前記ＲＦタグラベルが貼付されていることを特徴とするＲＦタグ付き包装材である。

本発明において，結合素子が導電板と重なることで，結合素子と導電板は電気結合し，導電板は，ＲＦタグラベルに実装したアンテナの放射板として機能するため，自動精算システムで必要な通信性能が得られるように，ＲＦタグ付き包装体を利用する商品に合わせて導電板のサイズを決定しておけば，ＲＦタグのアンテナサイズが同一であっても，包装体に付したＲＦタグの実質的なアンテナサイズを，この商品に適したサイズにできる。

ＲＦタグ付き包装体を説明する図。 ＲＦタグラベルの構造を説明する図。 味噌を収容する袋に適用したときの適用例を説明する図。 煎餅を収容する袋に適用したときの適用例を説明する図。 ＲＦタグ付き包装材を説明する図。 ＲＦタグ付き包装材の製造工程を説明する図。 ＲＦタグ付き包装材の製造工程の説明に用いる補足図。 変形例に係るＲＦタグ付き包装材を説明する図。

ここから，本発明の好適な実施形態を記載する。なお，以下の記載は本発明の技術的範囲を束縛するものでなく，本発明の理解を助けるために記述するものである。

図１は，ＲＦタグ付き包装体１を説明する図である。また，図２は，ＲＦタグ付き包装体１を構成するＲＦタグラベル３の構造を説明する図で，図２（ａ）は，図１におけるＡ－Ａ’断面図，図２（ｂ）は，ＲＦタグラベル３に実装するアンテナ３０の構造を説明する図である。

本実施形態に係るＲＦタグ付き包装体１は，金属材料を包装材に用いていない包装体２，包装体２の表面に加工されている二つの導電板２０，および，二つの導電板２０の間を架橋する格好で貼付しているＲＦタグラベル３とから少なくとも構成される。

図１では，包装体２は，トップシール部２ａ，ボトムシール部２ｂおよび背シール部２ｃを有するラミネート袋として図示しており，ラミネート袋である包装体２において，包装体２の包装材は，金属層（アルミ箔またはアルミ蒸着層）を積層していない積層フィルムまたは金属材料ではない単層フィルムになる。

包装材に金属材料を用いていなければ，スタンディングパウチやブリスターパックなどにも本発明を適用できる。更には，酸化防止ガスを封入した内袋を紙箱に収容するケースにも本発明を適用でき，この場合，包装材は紙箱を形成する紙になる。

包装体２の表面に加工している導電板２０は，ＲＦタグラベル３のアンテナ３０と電気結合して，アンテナ３０の放射板として機能する部材で，導電板２０の表面抵抗率は０．１Ω／ｓｑ以上ＫΩ／ｓｑ以下が望ましい。包装体２の表面に加工する導電板２０の数は一つでもよいが，図１では，二つの導電板２０を包装体２の表面に加工している。二つの導電板２０を区別して記載するとき，右側の導電板２０を導電板２０ａと記載，左側の導電板２０ｂとして記載する。後述するように，包装体２に貼付するＲＦタグラベル３は，二つの導電板２０と一対一対応で重なる二つの結合素子３０１を有し，二つの導電板２０の間隔は，ＲＦタグラベル３が有する二つの結合素子３０１の間隔に合わせられている。なお，本実施形態において，導電板２０の形状を矩形（四角形）としているが，自動精算システムで必要な通信性能が得られるように導電板２０の形状を変更してもよい。

ＲＦタグラベル３の通信周波数はＵＨＦ帯（８６０～９６０Ｍｈｚ）である。図２（ａ）で図示したように，ＲＦタグラベル３は，ＵＨＦ帯用のアンテナ３０を実装したインレイ３ｃと，アンテナ３０を実装したインレイ３ｃの面に積層した第１粘着層３ｂと，第１粘着層３ｂを利用してインレイ３ｃと接着している表面シート３ａと，アンテナ３０を実装していないインレイ３ｃの面に積層した第２粘着層３ｄとから少なくとも構成され，ＲＦタグラベル３を包装体２に貼付するときに用いる粘着層は第２粘着層３ｄになる。なお，単体の状態におけるＲＦタグラベル３では，第２粘着層３ｄを保護する剥離紙が積層される。

インレイ３ｃのベースとなるフィルムや表面シート３ａには，ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ），ポリプロピレン（ＰＰ）等の合成樹脂製フィルムに加え，アート紙などを用いることができ，第１粘着層３ｂや第２粘着層３ｄにはアクリル系やゴム系の粘着剤を利用できる。

図２（ｂ）で図示したように，インレイ３ｃに実装するアンテナ３０は，ＩＣチップ３０２を接続させたループ状の整合回路３００，整合回路３００を挟んで対向するように配置された二つの結合素子３０１を有している。二つの結合素子３０１を区別して記載するとき，右側の結合素子３０１を結合素子３０１ａと記載，左側の結合素子３０１を結合素子３０１ｂとして記載する。図２（ｂ）では，導波線路３０３ａを介して整合回路３００と結合素子３０１ａが電気的に接続し，導波線路３０３ｂを介して整合回路３００と結合素子３０１ｂが電気的に接続している構造になっている。

アンテナ３０を構成する整合回路３００は，インレイ３ｃに実装するＩＣチップ３０２とのインピーダンス整合をとるためのアンテナ素子である。ＩＣチップ３０２の入力端子間には容量性リアクタンス（キャパシタンス）が存在するので，ＩＣチップ３０２と接続する整合回路３００の形状をループ状にし，ＩＣチップ３０２の入力端子間に存在する容量性リアクタンスに対応した誘導性リアクタンス（インダクタンス）を整合回路３００に持たせている。

アンテナ３０を構成する二つの結合素子３０１は，包装体２の表面に形成した二つの導電板２０と一対一対応で電気結合することで，二つの導電板２０とともにダイポールアンテナの放射板として機能するアンテナ素子になる。なお，一対一対応で電気結合するとは，一方の結合素子３０１ａがそれに対応する一つの導電板２０ａと電気結合し，もう一方の結合素子３０１ｂがそれに対応するもう一つの導電板２０ｂと電気結合することを意味する。

図２（ｂ）では，ＲＦタグラベル３は包装体２に貼付するときの導電板２０の位置を点線で図示している。結合素子３０１と導電板２０を電気結合させるためには，結合素子３０１と導電板２０を重ねることが必要になり，本実施形態では，一方の結合素子３０１ａがそれに対応する一つの導電板２０ａと重なり，もう一方の結合素子３０１ｂがそれに対応するもう一つの導電板２０ｂと重なるように，ＲＦタグラベル３を包装体２の表面に貼付している。なお，ＲＦタグラベル３を包装体２の表面に貼付すると，結合素子３０１と導電板２０の間には第２粘着層３ｄが介在するので，結合素子３０１と導電板２０の電気結合は静電結合になる。

なお，本実施形態に係るＲＦタグ付き包装体１では，結合素子３０１と電気結合する導電板２０は，結合素子３０１を有するＲＦタグラベル３とは別に包装材に加工できるので，自動精算システムで必要な通信性能が得られるように，ＲＦタグ付き包装体１を利用する商品に合わせて導電板２０のサイズを決定することができる。導電板２０は，結合素子３０１と電気結合してアンテナ３０の放射板として機能するため，導電板２０のサイズを大きくすれば，ＲＦタグ付き包装体１における実質的なアンテナサイズは大きくなり，導電板２０のサイズを小さくすれば，ＲＦタグ付き包装体１における実質的なアンテナサイズは小さくなる。

ここから，本発明を適用例について説明する。図３は，味噌を収容する袋に適用したときの適用例を説明する図で，図４は，煎餅を収容する袋に適用したときの適用例を説明する図である。図３で図示したＲＦタグ付き包装体４に収容する内容物は水分を多く含む味噌になるので，図３で図示したＲＦタグ付き包装体４における導電板４０のサイズは，水分を多く含まない煎餅を内容物として収容する図４で図示したＲＦタグ付き包装体５における導電板５０のサイズよりも大きくなっている。よって，ＲＦタグラベル３のサイズが同じであっても，ＲＦタグ付き包装体４における実質的なアンテナサイズは，ＲＦタグ付き包装体５における実質的なアンテナサイズよりも大きくなる。

ここから，本実施形態に係るＲＦタグ付き包装材６について説明する。図５は，本実施形態に係るＲＦタグ付き包装材６を説明する図である。

図５で図示したように，本実施形態に係るＲＦタグ付き包装材６は，ＩＣチップ３０２を接続させたループ状の整合回路３００と少なくとも一つの結合素子３０１を有するアンテナ３０を実装したＲＦタグラベル３と，金属材料を用いていない包装材６０を備える。

図５で図示したＲＦタグ付き包装材６の包装材６０は，図１で図示したＲＦタグ付き包装体１の包装体２を展開したシート形状になっており，包装材６０の最内層には，シール適性の良い低密度ポリエチレン樹脂などの樹脂が用いられたヒートシール層６０ａが積層されている。図５で図示した折り予定線６０ｂ（実際の包装材には加工されていない）に沿って，ＲＦタグ付き包装材６の両端を山折りし，包装材６０の両端が重なり合った領域をヒートシール加工することで，ＲＦタグ付き包装体１の背シール部２ｃが形成される。また，ＲＦタグ付き包装材６の下側領域をヒートシール加工することで，ＲＦタグ付き包装体１のボトムシール部２ｂが形成される。更に，ＲＦタグ付き包装材６の上側領域をヒートシール加工することで，ＲＦタグ付き包装体１のトップシール部２ａが形成される。なお，ＲＦタグ付き包装体１に収容する内容物は，ＲＦタグ付き包装材６をヒートシール加工する際に収容される。

図５で図示したＲＦタグ付き包装材６には，二つの導電板６１が，ＲＦタグ付き包装材６から形成される包装体２の表面になる位置として，この包装体２の正面となるパネルの下側に加工され，二つの導電板６１を加工した包装材６０の箇所には，上述した要領でＲＦタグラベル３が貼付されている。包装材６０の材質としては，金属層（アルミ箔またはアルミ蒸着層）を積層していない積層フィルム，金属材料ではない単層フィルムや紙などを利用でき，包装材６０の比誘電率は１以上１０以下であることが望ましい。なお，包装材６０に貼付するＲＦタグラベル３についてはすでに上述しているので，ここでは説明しない。

図６は，ＲＦタグ付き包装材６の製造工程を説明する図，図７は，ＲＦタグ付き包装材６の製造工程の説明に用いる補足図である。

図６で図示したように，ＲＦタグ付き包装材６の製造工程は，図７（ａ）で図示したように，導電板６１を加工する前の包装材６０に導電板６１を加工する工程（Ｓ１）と，図７（ｂ）で図示したように，導電板６１を加工した包装材６０に，上述した要領でＲＦタグラベル３を貼付する工程（Ｓ２）を含む。

導電板６１を加工する方式は任意でよいが，金属箔を導電板６１の形状で包装材６０に箔押しする箔押し加工や，導電性ペーストを導電板６１の形状で包装材６０に印刷する印刷加工を，導電板６１の加工に利用することで，ＲＦタグ付き包装材６を利用する商品に応じたサイズの導電板６１を包装材６０に加工でき，包装材６０の製造指示に導電板６１の加工を加え易くなる。

ここから，ＲＦタグ付き包装材６の変形例について説明する。図８は，変形例に係るＲＦタグ付き包装材７を説明する図で，図８（ａ）は，変形例に係るＲＦタグ付き包装材７の外観を説明する図，図８（ｂ）は，図８（ａ）におけるＣ－Ｃ’断面図で，変形例に係るＲＦタグラベル８を説明する図，図８（ｃ）は，変形例に係るＲＦタグラベル８に実装するアンテナ８０を説明する図である。

図８（ａ）で図示したように，変形例に係るＲＦタグ付き包装材７は，変形例に係るＲＦタグラベル８と，金属材料を用いていない包装材７０を備える。

図８（ａ）で図示した変形例に係るＲＦタグ付き包装材７の包装材７０は，図５で図示したＲＦタグ付き包装材６と同様にシート形状になっており，包装材７０の最内層には，シール適性の良い低密度ポリエチレン樹脂などの樹脂が用いられたヒートシール層７０ａが積層されている。

図８（ａ）で図示した変形例に係るＲＦタグ付き包装材７には，一つの導電板７１が，変形例に係るＲＦタグ付き包装材７から形成される包装体の表面になる位置として，この包装体の正面となるパネルの下側に加工され，一つの導電板７１を加工した包装材７０の箇所には，変形例に係るＲＦタグラベル８が貼付されている。なお，包装材７０の材質は，本実施形態に係るＲＦタグ付き包装材６と同じであるため，ここでは説明しない。

図８（ｂ）で図示したように，変形例に係るＲＦタグラベル８は，アンテナ８０を実装したインレイ８ａと，アンテナ８０を実装したインレイ８ａの面の裏面に積層した粘着層８ｂとから少なくとも構成され，インレイ８ａを図２（ａ）の表面シート３ａとして利用するようになっている。粘着層８ｂを用いて，変形例に係るＲＦタグラベル８は包装材７０に貼付され，アンテナ８０を実装したインレイ８ａの面は，図５（ｂ）に対して逆さになっている。インレイ８ａのベースとなるフィルムや粘着層８ｂの材質は，既に上述しているので，ここでは説明しない。

図８（ｃ）で図示したように，インレイ８ａに実装するアンテナ８０は，ＩＣチップ８０３を接続させたループ状の整合回路８００，導波線路８０４を介して整合回路８００と接続している一つの結合素子８０１と，一つの結合素子８０１と整合回路８００を挟んで対向するように配置された一つのメアンダ状の線状素子８０２を有している。変形例に係るＲＦタグ付き包装材７において，包装材７０に加工した導電板７１は一つであるため，アンテナ８０が有する結合素子８０１を一つとし，変形例に係るＲＦタグラベル８は，アンテナ８０が有する一つの結合素子８０１と包装材７０に加工した一つの導電板７１が重なるように包装材７０に貼付されている。

なお，変形例に係るＲＦタグ付き包装材７に係る内容は，図１を用いて説明したＲＦタグ付き包装体１にも適用可能である。

１ ＲＦタグ付き包装体
２ 包装体
２０ 導電板
３ ＲＦタグラベル
３ｄ 第２粘着層
３０ アンテナ
３００ 整合回路
３０１ 結合素子
３０２ ＩＣチップ
６ ＲＦタグ付き包装材
６０ 包装材
６１ 導電板
７ 変形例に係るＲＦタグ付き包装材
８ 変形例に係るＲＦタグラベル

Claims (2)

1. ＩＣチップを接続させたループ状の整合回路と少なくとも一つの結合素子を有するアンテナを実装したＲＦタグラベルと，金属材料を包装材に用いていない包装体を備え，前記包装体の表面には，前記結合素子と一対一対応する導電板が加工され，前記ＲＦタグラベルの裏面に積層している粘着層を利用して，前記整合回路は前記導電板と重ならず，前記結合素子が前記導電板と重なるように前記ＲＦタグラベルが貼付されていることを特徴とするＲＦタグ付き包装体。
2. ＩＣチップを接続させたループ状の整合回路と少なくとも一つの結合素子を有するアンテナを実装したＲＦタグラベルと，金属材料を用いていない包装材を備え，前記包装材の表面には，前記結合素子と一対一対応する導電板が加工され，前記ＲＦタグラベルの裏面に積層している粘着層を利用して，前記整合回路は前記導電板と重ならず，前記結合素子が導電板と重なるように前記ＲＦタグラベルが貼付されていることを特徴とするＲＦタグ付き包装材。

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