TWI556505B - Improve the communication chip and information memory media - Google Patents

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Tsutomu Ueda
Mamoru Maenaka
Kazuhisa Morita
Maki Onitsuka
Hiroaki Kogure
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Description

改善通信片體及資訊記憶媒體
本發明係關於一種改善通信片體及使用其之資訊記憶媒體。
不僅資訊通信領域，且物流管理等領域亦應用無線通信技術，無線通信用之IC標籤(以下僅稱為「無線IC標籤」或「標籤」)係作為承擔RFID(Radio Frequency Identification，射頻識別)技術之一部分任務之產品而廣為人知，作為物流管理、或廉價之資訊記憶媒體之使用用途涉及多方面，因此無線通信設備會放置於各種使用環境。
無線IC標籤自身有不具有電源之被動型及具有電源之主動型。低價格且具有通用性之被動型接收來自讀取器之電波，利用該能量啟動標籤電路，可實現無線通信。
無線IC標籤包含記憶識別編號等之資料之IC晶片及用以收發電波之天線，以薄型、輕量且可實現無線通信成為較大之優勢。晶片中設置有記憶區，因此可使用儲存於此處之資訊實現資訊管理，無線IC標籤成為資訊記憶媒體。再者，無線IC標籤亦可稱為標籤、IC標籤、RFID標籤或RF(Radio Frequency，射頻)標籤。
為了充分地活用此種優勢，較佳為不限制標籤之貼附位置，即便於何處如何貼附，亦可通信地構成。
然而，IC標籤係以於自由空間使用之方式所設計，於利用超短波帶、極超短波帶、微波帶之電波之情形時，無線 IC標籤係使用所謂偶極天線藉由電波方式之通信進行收發，因此若金屬等存在於天線附近，則天線之通信特性會劣化，且可通信距離會變短。
當無線電波碰撞金屬面時，λ/2相位偏移且引起反射。即，入射波與反射波於金屬附近成為相互抵消之關係。於金屬附近合成電場幾乎變為零，與自由空間相比所供給之電場能量會顯著變小。
又，於天線之附近存在金屬等導電性材料之情形時，若共振電流於天線中流動，則於金屬側感應與其反向之電流，藉由感應電流而天線之輸入阻抗器會較大降低。藉此，無法取得與相對於自由空間所設計之IC晶片之阻抗器之整合性，可通信距離會變短。又，若相同大小之電流於附近以大致平行之反向存在，則產生於各電流之周圍之磁場之方向為相反，該等磁場成為相互抵消關係，因此其結果電波無法飛散至遠方，可通信距離會變短。
又，不僅金屬，紙、玻璃、樹脂、液體等亦可成為使無線IC標籤之通信特性劣化之材質。
於該等材質之情形時，藉由該等材質所具有之介電常數及磁導率而使天線之共振頻率變化，藉由通信對象之使用之電波之頻率與天線之共振頻率之偏移，可通信距離會變短。
無線IC標籤及無線IC標籤之讀取器/寫入器裝置之大小依存於天線之大小即使用於無線通信之電波之頻率，因此若欲使無線IC標籤及讀取器/寫入器裝置小型化，則儘可能 提高介電質之相對介電係數而使波長縮短。
於專利文獻1中，揭示有包含使用強介電質陶瓷粉末及塑膠或橡膠所形成之複合材之介電質及使用該介電質之RFID讀取器/寫入器用天線。
於專利文獻2中，揭示有於金屬等之通信干擾構件之附近，能夠改善可通信距離之改善無線通信片體。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2005-216518號公報
[專利文獻2]日本專利特開2009-134709號公報
專利文獻2記載之改善無線通信片體，使用於例如於金屬表面貼附IC標籤時，藉此能夠延伸可通信距離。
本申請案發明者發現對此種改善通信片體，藉由使用環境而溫度變化較大，因此產生分隔件之構件變形，或藉由分隔件與貼附於分隔件之金屬導體之線膨脹係數之差而產生剝離等問題。
又，不受使用環境之限制，因此亦必需具有如追隨貼附改善通信片體之對象之物品之表面形狀般之靈活性。
本發明之目的在於提供一種可實現小型化，不受使用環境之限制之改善通信片體及資訊記憶媒體。
本發明係一種改善通信片體，其係與無線IC標籤貼合而 使用者，其特徵在於包括：第1分隔件，其具有配置上述無線IC標籤之配置面；輔助天線，其設置有孔、切口或間隙，設置於與上述第1分隔件之上述配置面相反側之面；及第2分隔件，其夾持上述輔助天線而設置於與上述第1分隔件相反側，且由相對於橡膠材料100重量份或熱塑性彈性體100重量份含有無機填充劑120~400重量份之複合材料而構成。
又，本發明較佳為上述第2分隔件相對於橡膠材料100重量份，含有可塑劑5~20重量份、作為填充劑之膠體碳酸鈣25~75重量份及作為抗老化劑之蠟5~10重量份。
又，本發明較佳為上述第1分隔件係具有可撓性之樹脂性膜。
又，本發明係一種資訊記憶媒體，其特徵在於包括：無線IC標籤，其記憶資訊；上述改善通信片體；及長條構件，其由導電性材料構成，且相對於上述改善通信片體設置於與上述無線IC標籤相反側。
又，本發明較佳為上述長條構件係帶狀之金屬構件或棒狀之金屬構件。
又，本發明較佳為上述長條構件係工具之一部分或裝置之一部分。
又，本發明較佳為於上述第2分隔件與上述長條構件之間進而設有背面導體層。
根據本發明，較佳為與無線IC標籤貼合而使用之改善通信片體，其包括：第1分隔件，其具有配置上述無線IC標籤之配置面；輔助天線，其設置有孔、切口或間隙，設置於與上述第1分隔件之上述配置面相反側之面；及第2分隔件，其夾持上述輔助天線而設置於與上述第1分隔件相反側；且第2分隔件由相對於橡膠材料100重量份或熱塑性彈性體100重量份含有無機填充劑120~400重量份之複合材料所構成。
藉此，可提高第2分隔件之相對介電係數且可實現改善通信片體之小型化。進而，藉由如上述之調配，而第2分隔件可具有靈活性，並且可使線膨脹係數變小，因此可實現不由溫度變化而產生外觀變化、特性變化，不受使用環境之限制之改善通信片體。
又，根據本發明，上述第2分隔件係相對於橡膠材料100重量份，含有可塑劑5~20重量份、作為填充劑之膠體碳酸鈣25~75重量份及作為抗老化劑之蠟5~10重量份。
藉此，進而可實現具有靈活且恰當之線膨脹係數之第2分隔件。
又，根據本發明，上述第1分隔件係具有可撓性之樹脂性膜，因此可進而提高改善通信片體整體之靈活性。
又，根據本發明，其包括：無線IC標籤，其記憶資訊；上述改善通信片體；及長條構件，其由導電性材料所構成，相對於上述改善通信片體設置於與上述無線IC標籤相反 側。
藉此，藉由使用上述改善通信片體，即便於由導電性材料所構成之長條構件之附近，亦可實現使無線IC標籤通信，並且長條構件作為天線而發揮功能，藉此緩和對無線IC標籤之讀取方向之限制。
又，根據本發明，上述長條構件較佳為帶狀之金屬構件或棒狀之金屬構件，藉由設為此種形狀可高效率地發揮天線功能。
又，根據本發明，上述長條構件設為工具之一部分或裝置之一部分，藉此利用無線IC標籤可高效率地管理工具或裝置。
又，根據本發明，較佳為於上述第2分隔件與上述長條構件之間進而設置背面導體層。
本發明之目的、特色、及優勢係根據下述之詳細之說明與圖式而變得更明確。
以下參考圖式對本發明之較佳之實施形態進行詳細地說明。
圖1係作為本發明之實施之一形態之資訊記憶媒體100之外觀圖。圖2係表示資訊記憶媒體100之構成之剖面圖。於本實施形態中，對將作為作業用工具之螺絲刀10之本體部11設為長條構件之例進行說明。
資訊記憶媒體100係由改善通信片體1、螺絲刀10之本體部11、無線IC標籤20所構成。
螺絲刀10由本體部11與把手部12所構成，本體部11係包含硬鋼線材等導電性材料之長條構件，把手部12係包含木材或樹脂等非導電性材料。於改善通信片體1之表面配置無線IC標籤20，於無線IC標籤20之相反側，以定位之方式配置螺絲刀10之本體部11。
先前，於螺絲刀上安裝無線IC標籤之情形時，研究過於把手部之何處嵌入小型標籤。於此情形時，必需設計、製造用作嵌入專用之螺絲刀，又，利用者亦必須購買其特訂製品。但是，如用人之手握住把手部時則小型標籤無法通信，由於標籤尺寸之限制，因此無法進行長距離之穩定之通信及RFID通信。
本發明之改善通信片體1係與無線IC標籤貼合而使用者，其包括：第1分隔件2，其具有不將無線IC標籤20接線而配置之配置面2a；輔助天線3，其設置有孔、切口或間隙S，設置於與第1分隔件2之配置面2a相反側之面；及第2分隔件4，其夾持輔助天線3設置於與第1分隔件2相反側，且相對於橡膠材料100重量份含有無機填充劑200~400重量份。以下，即便於個別地稱為孔、切口或間隙之情形時，亦附加共用之符號S。
無線IC標籤20由記憶資訊之IC晶片21與可收發特定之頻率之電波之天線22所構成。
原本，無線IC標籤20於包含導電性材料之本體部11之附近妨礙無線通信且通信距離變短，但藉由使用改善通信片體1便可實現無線通信。
首先，對藉由改善通信片體1而進行之無線IC標籤20之改善通信進行說明。
改善通信片體1於輔助天線3上設置孔(狹孔)、切口(狹縫)或間隙部，藉此可實現無線IC標籤20之改善通信。無線IC標籤20之天線22與輔助天線3通過孔、切口或間隙S進行電磁耦合，可實現藉由輔助天線3而進行之無線通信，其結果能夠改善可通信距離。
藉由於輔助天線3上設置孔、切口或間隙S，根據無線IC標籤20之天線22之共振動作，於孔、切口或間隙S處沿天線形狀之長軸方向產生電場，因此藉由經由其可活化天線22(及IC晶片21)與輔助天線3之間之電磁耦合。進而，孔、切口或間隙S可提高導體層之電阻，因此可抑制於導體層產生之與天線相對應之感應電流。
輔助天線3藉由經由孔、切口或間隙S即便不與無線IC標籤20接線亦具有傳送電磁能量之功能或向IC晶片21之資訊與來自IC晶片21之資訊之傳播路徑亦於其內部進行重疊化，藉此除與先前之遠方之天線動作對應以外，亦與於附近與無線IC標籤20之電磁能量之傳送之動作機制相對應。
輔助天線3與無線IC標籤20組合時，整體上係於無線通信頻率中共振之構成，輔助天線3之共振層之共振之部位可為一個，亦可為複數個，若其部位將無線通信頻率之電波之波長設為λ，則共振部位具有位於λ/8~3λ/4之範圍內之尺寸。
如此，改善通信片體1只要與無線IC標籤20貼合，即可進行無線IC標籤20之改善通信。市售之無線IC標籤係藉由各 種之設計，而晶片阻抗器之值會不同。該阻抗器於靜置之情形時與動作時之情形時亦不同，且又動作條件亦依存於接收之能量而變化。本發明之改善通信片體之特徵：於該等不穩定、易變動且具有阻抗器之無線IC標籤上，只要自後面貼附即可實現阻抗器整合及改善。
以下，對改善通信片體1之構成進行詳細地說明。圖3係改善通信片體1之俯視圖。
改善通信片體1如上所述包含第1分隔件2、輔助天線3、及第2分隔件4，於第1分隔件2與輔助天線3設置有槽狀之切口S。第1分隔件2由使無線IC標籤20之天線22與輔助天線3之間絕緣之介電質層所構成。
輔助天線3以無線IC標籤20之通信頻率共振，藉此與無線IC標籤20之天線22進行電磁耦合，並且其自身作為共振天線而發揮功能。
第2分隔件4由使輔助天線3與作為長條構件之本體部11之間絕緣之介電質層所構成。
第1分隔件2、輔助天線3、及第2分隔件4分別具有相同之外形尺寸，且依序積層而構成改善通信片體1。自積層方向觀察改善通信片體1時之平面形狀雖亦取決於所要安裝之無線IC標籤之形狀而定，但多數為矩形狀。又，改善通信片體1之總厚度為大約0.5~15 mm。
於本實施形態中，改善通信片體1之平面形狀為長方形，設置有與短邊方向平行且於長邊方向中央部開放之直線狀之切口(狹縫)S。基於直線狀之切口形狀，因此於以下將本 實施形態之切口S稱為IO型，將改善通信片體1稱為IO型片體。於圖3之俯視圖中，切口S之位置位於改善通信片體1之大致中央，但並不一定限定於中央部。可根據無線IC標籤20之IC晶片21或其接合部及電抗負載部之位置適當地設定切口S之位置。
切口S係如圖2之剖面圖所示，於積層方向貫通第1分隔件2與輔助天線3、使得第2分隔件4成為形成槽之底部之構成。因此，切口S之深度與第1分隔件2之厚度及輔助天線3之厚度之和相同，例如為0.05~10 mm。
切口S之長度L形成為相對於改善通信片體1之短邊方向長度L0為3~97%之長度，例如為3~194 mm。
切口S之寬度W藉由IC晶片21或其接合部分及電抗負載部之大小等，例如為1~180 mm。藉由設置此種切口S，使配置於配置面2a之無線IC標籤20之天線22及輔助天線3經由該切口S而電磁耦合，使輔助天線3作為共振天線而發揮功能。進而，於IC晶片21之正下方設置切口S，藉此可減小作為與IC晶片21相對之輔助天線3之導電體之影響。
第1分隔件2及第2分隔件4分別使無線IC標籤20與輔助天線3絕緣，使輔助天線3與本體部11絕緣，並且作為介電質層給予波長縮短效應之影響，藉此調整輔助天線3之共振頻率。於輔助天線3與本體部11之間有形成成為電場=0之部分之情形，於該情形時即便使於電場=0之部分設置通道等輔助天線3與本體部11導通，亦可進行動作。
第1分隔件2及第2分隔件4只要可保持無線IC標籤20與輔 助天線3、及輔助天線3與本體部11之位置關係，則較佳為使用電磁能量之損耗較低，即於通信頻帶介電正切tanδ(ε"/ε')或磁性正切tanδ(μ"/μ')較低之材料。
第1分隔件2及第2分隔件4包含橡膠材料或熱塑性彈性體與無機填充劑，由相對於橡膠材料100重量份或熱塑性彈性體100重量份調配無機填充劑120~400重量份之板狀構件所構成。
作為橡膠材料，除天然橡膠之外，可列舉：異戊二烯橡膠、丁二烯橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠、乙丙橡膠、乙烯丙烯二烯橡膠(EPDM(乙烯-丙烯-二烯M類橡膠)橡膠)、乙烯-乙酸乙烯酯系橡膠、丁基橡膠、鹵化丁基橡膠、氯丁二烯橡膠、腈橡膠、丙烯酸橡膠、乙烯丙烯酸系橡膠、表氯醇橡膠、氟橡膠、胺基甲酸酯橡膠、聚矽氧橡膠、氯化聚乙烯橡膠、氫化丁腈橡膠(HNBR，Hydrogenated Nitrile Butadiene Rubber)等之合成橡膠單獨、該等之衍生物、或將該等經各種改性處理重組者等。該等之橡膠除可單獨使用外，亦可混合使用複數個。
作為熱塑性彈性體，例如可列舉：如氯化聚乙烯之氯化系、乙烯系共聚物、丙烯酸系、乙烯丙烯酸共聚物系、胺基甲酸酯系、酯系、聚矽氧系、苯乙烯系、胺基系、烯烴系等之各種熱塑性彈性體及該等之衍生物。
作為無機填充劑，可使用相對介電係數較高之陶瓷材料或碳材料等。作為陶瓷，例如可列舉：矽土、氧化鋁、氧化鋯、玻璃及矽酸鎂石等，進而可列舉：鈦鋇釹系陶瓷、 鈦鋇錫系陶瓷、鉛鈣系陶瓷、氧化鈦系陶瓷、鈦酸鋇系陶瓷、鈦酸鉛系陶瓷、鈦酸鍶系陶瓷、鈦酸鈣系陶瓷、鈦酸鉍系陶瓷、鈦酸鎂系陶瓷、鋯酸鍶系陶瓷等。作為碳材料，例如可使用石墨、碳、黑鉛、碳纖維、碳管、黑鉛纖維等之填料。該等之無機填充劑除可僅使用1種以外，亦可混合複數種類而併用。藉由調配此種無機填充劑，可提高第1分隔件2及第2分隔件4之相對介電係數，藉由波長縮短效應而實現改善通信片體1之小型化。
無機填充劑之平均粒徑為0.1~0.5 μm，較佳為0.1~0.2 μm。
該等之調配量係相對於橡膠材料100重量份或熱塑性彈性體100重量份，含有無機填充劑120~400重量份，較佳為含有180~350重量份，更佳為含有240~300重量份。
作為橡膠材料與無機填充劑之組合，較佳為可列舉：於EPDM橡膠中調配氧化鈦作為無機填充劑者、於EPDM橡膠中調配石墨作為無機填充劑者。
藉由此種調配，第1分隔件2及第2分隔件4不僅可藉由高介電常數化而實現小型化，亦可具有充分地追隨長條構件之形狀之靈活性，進而可使線膨脹係數接近金屬材料，可實現不受使用環境之限制之改善通信片體。
先前，作為第1分隔件2及第2分隔件4，可使用聚乙烯等之樹脂材料，但線膨脹係數與金屬材料相比會變大。例如，有冷熱衝擊試驗，其係用作調查作為使用環境於溫度變化中是否具有耐性之試驗。該試驗係例如將於-30℃之環境下 15分鐘之靜置、於85℃之環境下15分鐘之靜置作為1次循環而反覆進行100次循環後，評價外觀變化及特性變化者。若作為第1分隔件2及第2分隔件4使用聚乙烯等之樹脂材料，則於該冷熱衝擊試驗中，產生變形，或產生與第2分隔件4貼附之背面導體層之剝離。其係認為由於樹脂材料之線膨脹係數與金屬材料相比較大，因此無法經受由溫度變化所致之膨脹與收縮之反覆。
本發明藉由使用如上所述之調配之分隔件，可使線膨脹係數接近金屬材料，可實現可充分耐冷熱衝擊試驗之改善通信片體1。其係認為只要使線膨脹係數接近金屬材料，則可使無機填充劑之量儘可能增加且使橡膠材料之比例減少即可，但於此情形時，會產生喪失靈活性、或無法成形為板狀等異常。
本申請案發明者發現可有具有靈活性，且使線膨脹係數更接近金屬材料之特徵之第1分隔件2及第2分隔件4。可具有靈活性與適當之線膨脹係數，進而亦可達成可充分實現小型化之程度之相對介電係數。
圖4係表示於EPDM橡膠中調配氧化鈦時之氧化鈦之調配量與相對介電係數之關係之圖表。橫軸表示與EPDM橡膠100重量份相對之重量份所示之氧化鈦之調配量，縱軸係相對介電係數。圖5係表示於EPDM橡膠中調配氧化鈦與石墨時之石墨之調配量與相對介電係數之關係之圖表。再者，氧化鈦係相對於EPDM橡膠100重量份調配240重量份，對改變石墨之調配量之情形時之相對介電係數進行測定者。橫 軸表示與EPDM橡膠100重量份相對之重量份所示之石墨之調配量，縱軸係相對介電係數。
為了實現藉由波長縮短效應之改善通信片體之充分小型化，作為相對介電係數較佳為至少4以上，更佳為6以上。由圖4之圖表可知，作為無機填充劑，例如於使用氧化鈦之情形時，可將相對介電係數大致自2.5提高至7為止。又，由圖5之圖表可知，例如亦可併用氧化鈦與石墨之2種之無機填充劑，可使調配量增加，藉此可使相對介電係數高達6以上。
於第1分隔件2及第2分隔件4中，較佳為除橡膠材料與無機填充劑以外，進而可調配可塑劑、填充劑及抗老化劑等之添加劑。添加劑之調配量相對於橡膠材料100重量份，可塑劑設為5~20重量份，填充劑設為25~75重量份，抗老化劑設為5~10重量份。
又，作為可塑劑，可使用鏈烷系油、芳香系油、環烷系油、己二酸系聚酯、苯偏三酸系酯、二季戊四醇或均苯四甲酸酯、己二酸、鄰苯二甲酸酯、聚醚酯系等之1種或2種以上。作為填充劑，可使用膠體碳酸鈣、碳酸鈣、滑石等之1種或2種以上。作為抗老化劑，可使用蠟、單酚系、雙酚系、多酚系、苯并咪唑系、硫脲系、胺-酮系、胺系等之1種或2種以上。
藉由以適當之調配量含有此種添加劑，可成形具有更靈活且適當之線膨脹係數之第1分隔件2及第2分隔件4。
進而，本發明所使用之第1分隔件2及第2分隔件4設為如 上所述之調配，藉此無需實施交聯處理，即便未交聯，亦具有充分之強度及耐熱性。
又，第1分隔件2及第2分隔件4可為相同材料，亦可為不同材料。於為不同材料之情形時，例如，作為第1分隔件2使用具有可撓性之樹脂性膜，例如PET(polyethylene terephthalate，聚對苯二甲酸乙二酯)膜，作為第2分隔件4使用於如上所述之EPDM橡膠中混合氧化鈦者。
第1分隔件2及第2分隔件4必需將接收之電波能量儘量改變為無損耗之發送能量，故而必需選定儘量能量損耗較少之材料。因此，無線IC標籤20於利用於無線通信之電磁波之頻率中介電正切tanδ(ε"/ε')較佳為0.5以下，更佳為0.2以下。
作為分隔件材較佳為兼有高介電常數、靈活性及低介電正切tanδ(ε"/ε')，更重要的是表示於通信頻帶(UHF(Ultra High Frequency，超高頻)帶等)較低之介電正切tanδ。
進而，若複介電常數之實部ε'較高，則可獲得片材尺寸之薄型化、小型化，因此作為ε'較佳為1~50。但是，用以藉由各種參數所構成之片材並不限定於上述數值。以上之材料不僅作為第1分隔件2及第2分隔件4之材料，亦可作為包覆資訊記憶媒體100之外表面之一部分或全部之介電材料而使用。
輔助天線3由具有導電性之導電性材料所構成。
作為構成輔助天線3之導電性材料，可為金、鉑、銀、鎳、鉻、鋁、銅、鋅、鉛、鎢、鐵等金屬，亦可為於樹脂中之 上述金屬之粉末、導電性碳系材料之混入之樹脂混合物、或導電性樹脂之膜等。將上述金屬等加工為箔狀、板狀、片狀、膜狀等者亦可。或者，亦可又於合成樹脂性膜上，具有形成膜厚例如600 Å之金屬薄層之構成。亦可將金屬箔轉印至膜或布等之基材上。又，亦可將導電油墨(例如，薄片電阻為10 Ω/□以下)塗佈於第1分隔件2、第2分隔件4上。
輔助天線3之共振層由與對應於特定頻率之電波之波長對應之尺寸決定，背面導體層5之尺寸無限制。又，該背面導體層5存在無僅貼於例如金屬製品等之具有電磁遮蔽性之材料，即貼於具有與背面導體層相同之功能之材質之情形亦可之情況。
切口S可由一般之形成方法而形成。於第1分隔件2中，使用打孔、切割等之機械加工，或使用蝕刻等之化學加工自包含介電質材料之板狀構件去除成為孔或切口之特定之部分即可。又，藉由使用之介電質材料，於成型時亦可預先成型為設置有孔或切口之形狀。
於輔助天線3中，亦使用與第1分隔件2相同之機械、化學加工去除成為孔或切口之特定之部分即可。又，以成為預先設置有切口之形狀之方式，亦可於分隔件上直接印刷、蒸鍍、及塗佈。
使用如上所述之方法，可於第1分隔件2與輔助天線3之各者上形成孔或切口，亦可於第1分隔件2上預先積層輔助天線3，於兩者上同時形成孔或切口。
孔或切口只要為使電阻上升者，則其形狀無限制。又， 孔、切口、或間隙部之尺寸相對於無線通信之電波之頻率，可為共振者，亦可為不共振者。
圖6係作為本發明之其他實施形態之改善通信片體31之俯視圖。於本實施形態中，改善通信片體31之平面形狀為長方形，於其長邊方向中央部設置有與短邊方向平行之直線狀之孔S1、及於短邊方向隔開特定之間隔且與長邊方向平行之2條直線狀孔S2，孔S1與孔S2係於中央部分交叉，並且直線狀之孔S1以不向孔S1更外側突出之方式而設置。根據此種2條孔S2與以於其中央部分將2條孔S2結合之方式設置之孔S1之形狀，於以下將本實施形態之孔S2稱為H型孔S2，將改善通信片體31稱為H型片體。
孔S1及孔S2之剖面與圖2所示之剖面圖相同，將第1分隔件2與輔助天線3於積層方向貫通，其結果第2分隔件4成為形成槽之底之構成。又，孔S1與孔S2之深度及寬度可不同，但於此處為相同。
孔S2之深度係與第1分隔件2之厚度及輔助天線3之厚度之和相同，例如為0.1~10 mm。孔S1及孔S2之寬度W根據IC晶片或其接合部分及電抗負載部之大小等而不同，例如為1~180 mm。
孔S1之長度L1為例如5~200 mm，孔S2之長度L2為例如10~200 mm。例如與本實施形態不同，孔S1及孔S2之交叉之部位，亦可不位於各自之中央部分，2條孔S2亦可為分別不同之長度、寬度、深度。
藉由設置此種孔S1及孔S2，而配置於配置面2a之無線IC 標籤20之天線22或IC晶片21與輔助天線3經由該孔S1及孔S2進行電磁耦合，輔助天線3作為共振天線而發揮功能。進而，於IC晶片21之正下方設置有孔S1，於天線22之環部設置有孔S2，因此可減小作為與IC晶片21及環部(電抗負載部)相對之輔助天線3之導電體之影響。
圖7係作為本發明之其他實施形態之改善通信片體41之放大剖面圖。於上述之實施形態中，對在第1分隔件2及輔助天線3上設置將第2分隔件4設為底之切口S或孔S1之構成進行了說明，但亦可為如於第1分隔件2中不設置孔或切口，而僅於輔助天線3上設置孔、切口、或間隙部般之構成。
作為本實施形態之製造方法，亦可於設置有孔、切口、或間隙部之輔助天線3上貼附未設置孔或切口之第1分隔件2，亦可一旦於第1分隔件2及輔助天線3上設置孔、切口、或間隙部後，將其填埋。
設置於輔助天線3上之孔、切口、或間隙部之形狀或個數並不限定於如圖所示之例，亦可為複數個孔，且亦可為組合者，亦可為如將輔助天線完全分割之形狀。又，不僅為多角形狀，亦可為線狀、棒狀、圓狀、圓弧狀、曲線狀、不定形狀等任意之形狀。該等亦可分佈於上下方向或橫向。
以下，對使長條構件與改善通信片體組合之資訊記憶媒體100進行說明。
改善通信片體1與微帶天線不同，利用經由電磁耦合而配置於接近或附近之導體作為天線可收發電波，因此將由導電性材料所構成之長條構件或黏附物質作為天線，發揮更 進一步之效果。
於無線IC標籤20與作為長條構件之本體部11之間設置改善通信片體1，藉此無線IC標籤20與螺絲刀10之本體部11相互干擾之影響會消失，可將天線功能轉讓至作為長條構件之本體部11上。
藉此，不將位於無線IC標籤20之附近之由導電性材料構成之長條構件作為通信妨礙構件，而作為天線利用，可緩和對無線IC標籤20之讀取方向之限制。
例如，將本體部11延伸之方向作為中心軸，於該軸線周圍進行無線IC標籤20之讀取之情形時，可遍及軸線周圍之全周進行無線IC標籤20之讀取。
於在改善通信片體1上配置無線IC標籤20之情形時，雖無法自無線IC標籤20之相反側讀取記憶於無線IC標籤20中之資訊，但如本發明般，若設置長條構件，則即便自無線IC標籤20之相反側、即長條構件側，亦可讀取記憶於無線IC標籤20之資訊。
先前，即便於在改善通信片體1上配置無線IC標籤20之情形時，由於存在設置於改善通信片體1之背面導體層或具有隨其改變之功能之導電性黏附物質之存在，使得可進行電波通信之方向被限定於背面導體層或導電性黏附物質不存在之方向。即，背面導體層或導電性黏附物質之存在方向成為電波無法到達之所謂之死角，於無線通信中成為無訊區。
當然以洩漏電波之形式，即便於該等之死角部分亦可實 現通信，但並非意圖所設計者，且為通信性能不充分者。本發明之資訊記憶媒體100係將積極地活用不具有飛散先前電波之目的之背面導體層或導電性黏附物質作為天線而設計者。其結果，較先前更可賦予較長通信距離、較廣指向性、寬頻帶特性。當然，不將背面導體層或導電性黏附物質作為天線發揮功能之情形時(例如，將背面導體層、長條構件或黏附物質置於較廣之金屬板之上之情形時等)，改善通信片體1可作為輔助天線發揮功能而輔助無線通信，此亦為其特徵。
如此，長條構件之所以能夠作為天線發揮功能，係由於利用設置於改善通信片體1之輔助天線3上之孔、切口或間隙S，保護無線IC標籤20之IC晶片21不受長條構件之影響，而保持來自天線之供電整合，因此即便IC晶片21與作為長條構件之本體部11藉由電磁耦合而為非接觸，或經由導電性部分，仍可將該兩者連接。其結果，即使一方面利用無線IC標籤20之IC晶片21，仍可自改善通信片體1之輔助天線3與作為長條構件之本體部11選擇作為收發電波之天線。
如以上所述，可活用由導電性材料所構成之長條構件作為天線，藉此無線通信之死角會消失，可緩和對無線IC標籤20之讀取方向之限制。進而，藉由可獲得充分之長度之天線，亦可提高通信特性。於此情形時動作之天線之種類無法選擇，但可設為例如代表之偶極天線。
若將於無線IC標籤20之共振頻率下之波長設為λ，則偶極天線之共振長為(λ/2)×n(n為整數)，具有該尺寸之部分位於 長條構件之某處即可，若共振頻率較高，則共振所需之尺寸變小，因此可實現作為資訊記憶媒體整體小型化。例如，作為UHF帶RFID之認可頻率之953 MHz帶之波長λ為大約31.5 cm，具有λ/2即大約15.7 cm之整數倍之長度之長條構件作為偶極天線而發揮功能。偶極天線係放射效率較高之高性能之天線，即便其長度不完全與共振長一致，亦可獲得充分之通信距離。又，共振部位係藉由於導電性材料中共振電流流動之路徑長而決定，因此並不一定與導電性材料之外形尺寸一致。
於本實施形態中，利用螺絲刀10之本體部11作為長條構件。螺絲刀等作業用器具及直尺等測定工具等(於以下有時僅略稱為「工具類」)自人機學之觀點來看，以自人類之手掌直至肘之距離之大約一半相等之長度，施加夾持、擰捏、按壓等之動作。該長度相當於作為UHF帶RFID之國際認可頻率之電波之λ/2即大約14 cm~18 cm之整數倍。
又，工具類之主要之構成部分係大多數由金屬材料所構成之情形，因此貼附無線IC標籤20與改善通信片體1之工具類本身作為偶極天線而發揮功能。
又，適當變更長條構件之形狀、與長條構件相對之改善通信片體1之配置位置等，藉此長條構件不僅具有作為偶極天線，亦可作為單極天線、環形天線、狹縫天線、或微帶天線之天線功能。長條構件較佳為具有直線狀部分、曲線狀部分、或折曲部分之中至少一個形狀。因此，可折曲而使用，且可使其具有曲率，亦可使其蜿蜒。又，於構件之 內部可有空腔，可組合複數個構件而構成，亦可使該等複合。進而，可於長條構件中設置有孔或切口，亦可為賦予彎曲、摺疊、組附等之立體結構。又，長條構件亦可作為釘、樁等之保持器或安裝器而發揮功能者。
藉此，轉移天線功能至長條構件上，利用該等作為用以無線IC標籤20之無線通信之天線，藉此消除無線通信不可能之位置(無訊區區域)，進而可實現長距離通信。
又，若將具有天線功能之長條構件設為外皮層，則可使用剛性較高之金屬作為外皮層，可容易對資訊記憶媒體賦予耐衝擊性。
改善通信片體1於配置面2a上配置無線IC標籤20，於與配置面相反側之面貼附長條構件，因此該等之面之中之至少1個面較佳為具有黏著材或接著劑。為了固定於黏附物質，可使用磁石材、固定螺絲、固定帶或膠帶等。藉此，可容易地進行無線IC標籤20之配置、或對長條構件之安裝。
對長條構件之安裝，例如亦可使用熱收縮性之覆蓋構件。熱收縮性之覆蓋構件預先形成為筒狀，將長條構件、改善通信片體1及無線IC標籤20收納至筒內藉由來自外部之熱風等進行加熱，藉此覆蓋構件收縮，可自外部固定長條構件、改善通信片體1與無線IC標籤20。
作為可用作覆蓋構件之材料，不限定於熱收縮性，只要藉由刺激或外部因素可將改善通信片體1與無線IC標籤20固定於長條構件者，何種材料亦可使用。作為刺激或外部因素，有熱、壓力、溫度變化、反應、磁力等。亦可為螺 旋或緊固等之物理方法。
作為具體材料，可使用電子束交聯軟質聚烯烴樹脂、電子束交聯軟質阻燃性聚烯烴樹脂、軟質阻燃性聚氯乙烯樹脂、電子束交聯半硬質阻燃性聚偏氟乙烯樹脂、乙丙橡膠、聚矽氧橡膠、丁腈橡膠等之材料，但並不限定於該等而可使用各種之材料。
於上述中，作為長條構件以螺絲刀之本體部為例進行了說明，但並不限定於此，作為構成工具類之一部分之金屬構件，為帶狀之金屬構件或棒狀之金屬構件即可。
作為工具類，可列舉切削工具、作業用器具、測定工具等。作為切削工具，例如可列舉車刀、鑽孔、切割機、鉸刀、切齒工具、螺絲加工工具、超硬工具、弓鋸、機械刀具、木工用之鋸、銼刀等。作為作業用器具，可列舉扳手、扳鉗、鉗子、螺絲刀、老虎鉗、錘、管用工具等。作為測定工具，例如可列舉測微計、游標卡尺、線規、尺等。
於該等之工具類中，若有成為帶狀之金屬構件或棒狀之金屬構件之部分，則關於該部分，可全部作為長條構件而利用。
雖然工具類有無特定之放置場所，是否自特定之場所帶出等之管理較為重要，但該等之判斷依存於藉由目視、或使用之作業者本人之申報，並非可謂形成充分之管理。又，即便欲由先前之無線IC標籤管理工具類，即便於原本由導電性材料所構成之工具類貼附無線IC標籤，亦無法通信，或即便可通信，亦有藉由讀取器對讀取方向之限制，因此 難以進行無線IC標籤之管理。只不過設法將藉由條形碼之個別讀取之管理實用化。
對此，若使用本發明之改善通信片體1，則不僅可使安裝於工具類之無線IC標籤實現通信，對讀取方向亦無限制地讀取，因此藉由無線IC標籤之工具類之管理成為可能。又，讀取距離較長，亦可讀取位於光不到達之場所之工具。其係將配置於例如建築物之壁之中之強化材之位置、或位於地中之配管等或位於水中之物體、或監視感測器、電燈、存取點、電線、電纜、配線、鋼材、電子設備、監視設備、或空調設備等之建築物或工場之某處，或頂棚、棚頂、地板下或位於牆角之配管、構件、蒸氣管、煤氣或自來水管、通信線、空調管等所有者可由讀取器自室內、屋內、地上或地板上、屋上等之位於不置於人危險之安全或空間充裕之位置讀取，可收集所需之資料之意義。又，對物品不僅進行如上述之定位管理，亦可對關於狀態管理及環境管理等物品之各種資訊進行管理。進而，利用與資訊記憶媒體100之環境對應之讀取性能之差異發揮感測器功能，亦可進行資訊管理。
作為本發明之進而其他之實施態樣，可列舉管理系統。作為管理系統，其由如下裝置構成：資訊記憶媒體，其包含記憶資訊之無線IC標籤、改善通信片體、及長條構件；讀取裝置，其自資訊記憶媒體藉由無線通信，讀取記憶於無線IC標籤之資訊；及管理裝置，其基於藉由讀取裝置讀取之資訊、與讀取裝置自資訊記憶媒體讀取資訊時之通信 狀態而管理資訊記憶媒體。讀取裝置(讀取器)亦可為具有除讀取功能以外之寫入功能之讀取寫入器。
作為讀取裝置，可使用一般之無線IC標籤讀取器。管理裝置基於讀取之ID資訊與可讀取、不可讀取、或讀取時之電波強度等之通信狀態，判斷資訊記憶媒體之讀取時之狀態，管理資訊記憶媒體。例如，應位於特定之位置之工具類之中，可管理目前具有哪個工具類，不具有哪個工具類，或何時將何種工具類自特定之場所帶出等。又，不僅工具，亦可成為黏附物質之資訊管理、位置管理、狀態把握、庫存管理、電子結算等。
於將本發明之資訊記憶媒體以與長條構件為金屬板等之導電性構件、水等之介電性構件接觸之方式配置之情形時，藉由長條構件天線功能會喪失，但利用改善通信片體之無線通信改善功能依然發揮作用。
因此，於將本發明之資訊記憶媒體以不與導電性構件或介電性構件接觸之狀態使用之情形時，可發揮長條構件之天線功能，延長通信距離，並且緩和對無線IC標籤之讀取方向之限制，於將本發明之資訊記憶媒體以與導電性構件或介電性構件接觸之狀態使用之情形時，與不接觸接觸之狀態相比，通信距離變短，讀取方向亦自配置有無線IC標籤之側對讀取方向限制。即，本發明之資訊記憶媒體若通信環境變化，則可謂通信距離及讀取方向會變化。
若利用此種特徵，則連續或斷續地進行無線IC標籤之讀取，檢測讀取結果之變化，藉此可檢測資訊記憶媒體之通 信環境之變化，資訊記憶媒體可發揮所謂感測功能。
所謂通信環境之變化，例如包含：資訊記憶媒體之長條構件與導電性構件或介電性構件接觸或接近之狀態、與資訊記憶媒體之長條構件自導電性構件或介電性構件相隔之狀態之狀態變化，以及資訊記憶媒體之長條構件與導電性構件或介電性構件之距離之變化。
作為將資訊記憶媒體用作感測器之具體之方法，例如於由氯乙烯樹脂等之樹脂所構成之非金屬製之自來水管之外表面，以資訊記憶媒體之長條構件與該自來水管接觸之方式貼附而使用。於水於自來水管之管內未流動之情形時，資訊記憶媒體之長條構件成為自導電性構件或介電性構件相隔之狀態，因此可發揮長條構件之天線功能。於水於自來水管之管內流動之情形時，藉由介電性構件與資訊記憶媒體之長條構件相接近而長條構件之天線功能會喪失，通信距離僅發揮出改善通信片體之改善通信效果。
因此，於水於自來水管之管內未流動之情形時與水於自來水管之管內流動之情形時，通信距離會變化。若於水於自來水管之管內未流動之情形時，則通信距離變長，若於水於自來水管之管內流動之情形時，則通信距離變短。
若於水於自來水管之管內未流動之情形時，則若預先測定流動之情形時之通信距離，則根據無線IC標籤之讀取結果，可檢測出水是否於自來水管之管內流動。
有自來水管埋設於地中或隱藏於壁之內部、頂棚等而鋪設之情形，自地表面附近、壁之外部、通路等人不易作業 之位置，進行配置於自來水管表面之資訊記憶媒體之讀取，藉此可檢測出水於自來水管之管內是否流動。
於自來水管之外表面隔開一定之距離預先配置資訊記憶媒體，於引起自來水管之破損等之情形時，沿自來水管之配設方向自地表面附近進行讀取。藉由通信距離之差異，若檢測出水於管內流動之部位與未流動之部位，則可判斷出於該2個部位之間產生自來水管之破損之可能性較高。
以上作為感測自來水管之狀態變化之例，只要為使無線IC標籤之通信距離受到影響者，例如藉由蒸氣管使溫度上升，於濕度或溫度差達到露點以下之表面以凝結水滴之配管、搬送介電質物質之配管等使管內之狀態變化者等，對其狀態變化之監視用途可使用本發明之資訊記憶媒體。
[實施例]
以下對本發明之實施例進行說明。
<線膨脹係數測定>
作為實施例，製作用作第1分隔件2、第2分隔件4之分隔件構件，測定線膨脹係數。作為比較例，對先前之分隔件構件中使用之軟質聚乙烯之線膨脹係數進行測定。
實施例之分隔件構件係於EPDM橡膠(Keltan 2340A，DSM(Diagnostic Statistical Manual)公司製造)100重量份中，調配氧化鈦(Tipaque A-100(平均粒徑0.15 μm)，石原產業股份有限公司製造)280重量份、硬脂酸4.5重量份、作為潤滑劑之鏈烷系橡膠油(SUNPAR2280，SUNOCO(美國太陽石油公司)公司製造)10重量份、作為填充劑之膠體碳酸鈣 (白豔華CC，白石工業股份有限公司製造)50重量份、作為抗老化劑之精選特殊蠟(選擇性特異蠟N，大內新興化學工業股份有限公司製造)6重量份。再者，不調配交聯劑，因此實施例之分隔件構件之EPDM橡膠係未交聯。
實施例及比較例之各試片之大小設為縱20 mm、橫80 mm、厚度1 mm。使溫度於-40℃、20℃、85℃變化而用尺度測定各試片之橫尺寸(長度方向長度)，算出線膨脹係數。
軟質聚乙烯之線膨脹係數為19.9×10-5/℃，實施例之分隔件構件之線膨脹係數為8.8×10-5/℃。同樣地測定之鋁之線膨脹係數為2.0×10-5/℃。
實施例之分隔件構件之線膨脹係數與軟質聚乙烯相比變小，較主要用作改善通信片體之金屬材料之鋁之線膨脹係數更近。
<冷熱衝擊試驗>
作為實施例，製作IO型片體。IO型片體係外形尺寸設為縱10 mm、橫48 mm。第1分隔件2使用厚度0.1 mm之PET(聚對苯二甲酸乙二酯)膜。輔助天線3為厚度0.05 mm之鋁箔層，切口S係長度L設為8 mm，寬度W設為10 mm。第2分隔件4以厚度1 mm進行與上述之線膨脹係數測定用之試片相同之調配。進而，作為背面導體層，將厚度0.05 mm之鋁箔層設置於第2分隔件4之背面。各構成材料之黏著及接著係任意，亦具有無需之情形時，但於本實施例中使用黏著材進行固定化。
作為比較例，除使用上述之線膨脹係數測定用之軟質聚 乙烯作為第2分隔件4以外，與實施例相同地製作IO型片體。
試驗係於實施例及比較例之IO型片體上，以貼附無線IC標籤(UPM(芬歐匯川)製造Combo)之狀態，將於-30℃之環境下15分鐘之靜置、85℃之環境下15分鐘之靜置作為1次循環而反覆進行100次循環。於試驗開始前與試驗結束後，藉由目視對外觀變化進行評價。進而，將無線IC標籤之可無線通信之距離於試驗開始前與試驗結束後分別測定。
實施例之IO型片體於試驗開始前與試驗結束後，完全觀察不到外觀變化。比較例之IO型片體於試驗開始前與試驗結束後，外觀產生較大變化。具體而言，背面導體層自第2分隔件剝離，產生無數個皺紋且偏離至IO型片體之中央附近。進而，破壞IC晶片之安裝部分。
其係認為，比較例之第2分隔件由軟質聚乙烯所構成，藉此與鋁之線膨脹係數之差變大，藉由反覆進行冷熱衝擊，而產生背面導體層之剝離，IC晶片安裝部之破壞者。實施例之IO型片體係認為，使用於EPDM橡膠中調配有氧化鈦者作為第2分隔件4，因此鋁與第2分隔件4之線膨脹係數之差變小，而觀察不到外觀變化者。
貼附於實施例之IO型片體之無線IC標籤之可通信距離於冷熱衝擊試驗之開始前為824 mm，結束後為832 mm(樣品數10之平均值)。可通信距離之變化率為大約1%，未產生通信特性之變化。
關於比較例，由於如上所述破壞IC晶片之安裝部分，因此無法實現冷熱衝擊試驗結束後之無線通信。
又，實施例之IO型片體具有靈活性，可於螺絲刀(driver)、扳手、鉗子之曲面狀部分安裝並使用。
本發明只要不脫離其精神或主要特徵，則能以其他各種形態來實施。因此，上述實施形態所有內容僅為例示，本發明之範圍係申請專利範圍所示者，於說明書本文中絲毫未進行限定。進而，屬於申請專利範圍之變形或變更係全部包括於本發明之範圍內者。
1‧‧‧改善通信片體
2‧‧‧第1分隔件
3‧‧‧輔助天線
4‧‧‧第2分隔件
10‧‧‧螺絲刀
11‧‧‧本體部
20‧‧‧無線IC標籤
21‧‧‧IC晶片
22‧‧‧天線
31‧‧‧改善通信片體
41‧‧‧改善通信片體
100‧‧‧資訊記憶媒體
圖1係作為本發明之實施之一形態之資訊記憶媒體100之外觀圖。
圖2係表示資訊記憶媒體100之構成之剖面圖。
圖3係改善通信片體1之俯視圖。
圖4係表示於EPDM橡膠中調配氧化鈦時之氧化鈦之調配量與相對介電係數之間之關係之圖表。
圖5係表示於EPDM橡膠中調配氧化鈦與石墨時之石墨之調配量及相對介電係數之間之關係之圖表。
圖6係本發明之其他實施形態中使用之改善通信片體31之俯視圖。
圖7係本發明之其他實施形態中使用之改善通信片體41之放大剖面圖。
1‧‧‧改善通信片體
10‧‧‧螺絲刀
11‧‧‧本體部
12‧‧‧把手部
20‧‧‧無線IC標籤
100‧‧‧資訊記憶媒體

Claims (8)

  1. 一種改善通信片體，其係與無線IC標籤貼合而使用者，其特徵在於包括：第1分隔件，其具有配置上述無線IC標籤之配置面；輔助天線，其設置有孔、切口或間隙，且設置於與上述第1分隔件之上述配置面相反側之面；及第2分隔件，其夾著上述輔助天線而設置於與上述第1分隔件相反側，且由相對於未交聯之橡膠材料100重量份或熱塑性彈性體100重量份含有無機填充劑240~400重量份之複合材料而構成。
  2. 如請求項1之改善通信片體，其中上述第2分隔件相對於未交聯之橡膠材料100重量份，含有可塑劑5~20重量份、作為填充劑之膠體碳酸鈣25~75重量份及作為抗老化劑之蠟5~10重量份。
  3. 如請求項1或2之改善通信片體，其中上述第1分隔件係具有可撓性之樹脂性膜。
  4. 一種資訊記憶媒體，其特徵在於包括：無線IC標籤，其記憶資訊；如請求項1至3中任一項之改善通信片體；及長條構件，其由導電性材料構成，且相對於上述改善通信片體設置於與上述無線IC標籤相反側。
  5. 如請求項4之資訊記憶媒體，其中上述長條構件係帶狀之金屬構件或棒狀之金屬構件。
  6. 如請求項4或5之資訊記憶媒體，其中上述長條構件係工 具之一部分或裝置之一部分。
  7. 如請求項4或5之資訊記憶媒體，其中於上述第2分隔件與上述長條構件之間進而設有背面導體層。
  8. 如請求項6之資訊記憶媒體，其中於上述第2分隔件與上述長條構件之間進而設有背面導體層。
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