(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-19
(45)【発行日】2023-07-27
(54)【発明の名称】ゴム物品用の電子デバイスを製造する方法
(51)【国際特許分類】
B29D 30/00 20060101AFI20230720BHJP
B60C 19/00 20060101ALI20230720BHJP
G06K 19/077 20060101ALI20230720BHJP
【ＦＩ】
B29D30/00
B60C19/00 J
G06K19/077 232
G06K19/077 144
G06K19/077 296
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2022504294
(86)(22)【出願日】2020-07-15
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-09-22
(86)【国際出願番号】 IB2020056656
(87)【国際公開番号】W WO2021014278
(87)【国際公開日】2021-01-28
【審査請求日】2022-02-24
(31)【優先権主張番号】102019000012636
(32)【優先日】2019-07-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT
(73)【特許権者】
【識別番号】518333177
【氏名又は名称】ブリヂストン ヨーロッパ エヌブイ／エスエイ
【氏名又は名称原語表記】ＢＲＩＤＧＥＳＴＯＮＥ ＥＵＲＯＰＥ ＮＶ／ＳＡ
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100179903
【弁理士】
【氏名又は名称】福井 敏夫
(72)【発明者】
【氏名】マリア クリスティーナ カッカミ
(72)【発明者】
【氏名】フランチェスコ ヨツィア
(72)【発明者】
【氏名】ラファエレ ディ ロンザ
(72)【発明者】
【氏名】ロベルト ロンバルディ
(72)【発明者】
【氏名】マリア セシリア パランビ
(72)【発明者】
【氏名】ジャコモ アンドレイニ
【審査官】増田 亮子
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１３２２９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０２４５４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】独国特許出願公開第１０２０１７２０９５５２（ＤＥ，Ａ１）
【文献】特表２０２０－５２８５８４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２９Ｄ ３０／００－３０／７２
Ｇ０６Ｋ １９／０７７
Ｂ６０Ｃ １９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ゴム物品に適用される電子デバイス１を製造する方法であって、前記デバイスは、電子素子５、６、７と、互いの間に前記電子素子５、６、７の全体を包含するようにサンドイッチ状に配置された２つの熱可塑性材料の層３と、少なくとも１つの前記熱可塑性材料の層３の外側表面３ａを覆うように配置された少なくとも外側ゴム層４と、を備え、前記方法は、（ａ）その操作中に、エラストマーゴムのラテックスおよびレゾルシノールとホルムアルデヒドとの組み合わせを含む塩基性水溶液からなる接着剤溶液が、前記熱可塑性材料の層３の１つの少なくとも１つの外側表面３ａに塗布される、堆積操作と、（ｂ）その操作中に、前記接着剤溶液が塗布された前記熱可塑性材料の層が、１２０～２３０℃の範囲の温度に、２～１５分の範囲の時間、保たれる、加熱操作と、を含む事前ステップを含む、ゴム物品に適用される電子デバイス１を製造する方法。
【請求項2】
少なくとも１つの前記熱可塑性材料の層３は、絶縁材料でできている、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記絶縁材料は、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミドを含む群から選択される、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
前記絶縁材料は、ＰＥＴ、ナイロンおよびポリエチレンナフタレートからなる群に含まれる、請求項２に記載の方法。
【請求項5】
前記塩基性水溶液は、イソシアネート保護基を有する、レゾルシノールおよびホルムアルデヒドからなる予備縮合樹脂を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
前記塩基性水溶液は、リグニン、および尿素とチオ尿素との間で選択される化学物質を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記エラストマーゴムのラテックスは、スチレン－ブタジエン－ビニルピリジンのラテックスまたはスチレン－ブタジエン－ビニルピリジンとスチレン－ブタジエンとの混合物のラテックスを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
前記堆積操作は、熱可塑性材料の層３の両表面に前記接着剤溶液が塗布されることを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項9】
前記ゴム物品は、タイヤである、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項10】
前記電子素子は、ＲＦＩＤチップ５と、前記チップ５に接続された第１のアンテナ６と、前記第１のアンテナ６に電磁的に結合された第２のアンテナ７と、を備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ゴム物品に使用される電子デバイスを製造する方法に関する。
【0002】
特に、本発明は、タイヤ用途のためのパッチ無線周波数識別（ＲＦＩＤ）デバイスを指し、その説明は、一般性を失うことなく明示的に参照されるであろう。
【背景技術】
【0003】
タイヤ業界では、製造業者は、タイヤの生産、使用および廃棄中に、タイヤの自動的かつ明確な識別を可能にする解決策が必要であることを表明している。
【0004】
例えば、タイヤの生産に特に関連して、製造業者は、タイヤの自動的かつ明確な識別によって、生産プロセスおよび物流業務を最適化し、自動制御システムの使用をサポートし、タイヤの効率的な位置確認／追跡を実行することが可能になり得、したがって、スマートタイヤ工場の建設が可能となり得る。
【0005】
しかしながら、製造業者がタイヤの生産および単一のタイヤの生産履歴を処理することが可能になるにもかかわらず、タイヤに適用されたバーコードの使用を含む解決策は、限られた数の情報の項目の記録と、所定の視線での１つずつのコードの読み取りと、タイヤの生産中および／または通常の操作／使用中にコードがキャンセルまたは損傷されそれによって読み取り不能になるかまたはいずれにしても読み取りが困難になるリスクと、に関する一連の欠点の影響を受ける。
【0006】
バーコードの使用に対する代替手段は、タイヤ用のパッチ無線周波数識別（ＲＦＩＤ）デバイスを含む。このデバイスは、多層平面の可撓性構造からなり、これは、互いの間に、ＲＦＩＤチップと、チップに接続された第１のアンテナと、少なくとも部分的に第１のアンテナに電磁的に結合された第２のアンテナと、を包含するようにサンドイッチ状に配置されたＰＥＴで作られた２つの絶縁層およびそれぞれの絶縁層の外側表面を覆うように各々配置された２つの外側ゴム層を実質的に備える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ここで、ＰＥＴのような絶縁材料は、「低い比誘電率および低い導電率を有する無損失材料」を意味する。
【0008】
この解決策は、絶縁層とそれらが接触しているそれぞれのゴム層との間の接着に関して臨界点を有することが、実験により示されている。
【0009】
当業者がすぐに理解し得るように、アンテナおよびチップを囲む絶縁ＰＥＴ層が２つの外側ゴム層に正しく接着されていない場合、ＲＦＩＤおよびタイヤ層の周囲のゴムは、損傷し得る。特に、デバイスの分割が起こり得、これは必然的にデバイスの正しい動作を危険にさらし、デバイスが格納されるゴム層に損傷を与える可能性が生じ得る。
【0010】
実際、外側ゴム層との接着が失敗したために絶縁層がデバイスから外れる場合、タイヤの周囲のゴムに切り傷や亀裂が生じ得る。
【0011】
基本的に、タイヤに挿入される他の多くの電子デバイスでも同じ技術的問題に遭遇し得るが、ＲＦＩＤはその一例にすぎない。他の電子デバイスは、温度センサー、圧力センサー、さらには環境発電機などのタイヤ用途で使用される一般的なセンサーであり得る。
【0012】
したがって、タイヤに適用される電子デバイスの正しい構造安定性を保証する解決策が必要である。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明の発明者は、前述の必要性を満たすことが可能な方法を考案した。
【0014】
本発明の主題は、ゴム物品に適用される電子デバイスを製造する方法であって、前記デバイスは、電子素子と、互いの間に前記電子素子を包含するようにサンドイッチ状に配置された２つの熱可塑性材料の層と、少なくとも１つの前記熱可塑性層の外側表面を覆うように配置された少なくとも外側ゴム層と、を備え、前記方法は、（ａ）その操作中に、エラストマーゴムのラテックスおよびレゾルシノールとホルムアルデヒドとの組み合わせを含む塩基性水溶液からなる接着剤溶液が、前記熱可塑性材料の層の１つの少なくとも１つの外側表面に塗布される、堆積操作と、（ｂ）その操作中に、前記接着剤溶液が塗布された前記熱可塑性材料の層が、１２０～２３０℃の範囲の温度に、２～１５分の範囲の時間、保たれる、加熱操作と、を含む事前ステップを含む、ゴム物品に適用される電子デバイスを製造する方法である。
【0015】
好ましくは、少なくとも１つの熱可塑性材料の層は、絶縁材料でできている。
【0016】
好ましくは、当該絶縁材料は、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミドを含む群の中から選択される。
【0017】
好ましくは、当該絶縁材料は、ＰＥＴ、ナイロンおよびポリエチレンナフタレートからなる群に含まれる。
【0018】
好ましくは、当該ゴム物品はタイヤである。
【0019】
好ましくは、当該電子素子は、ＲＦＩＤチップと、チップに接続された第１のアンテナと、第１のアンテナに電磁的に結合された第２のアンテナと、を備える。
【0020】
当該塩基性水溶液は、好ましくは、イソシアネート保護基を有するレゾルシノールおよびホルムアルデヒドからなる予備縮合樹脂を含む。
【0021】
当該塩基性水溶液は、好ましくは、リグニンおよび尿素とチオ尿素との間で選択される化学物質を含む。
【0022】
当該エラストマーゴムのラテックスは、好ましくは、スチレン－ブタジエン－ビニルピリジンのラテックスまたはスチレン－ブタジエン－ビニルピリジンとスチレン－ブタジエンとの混合物のラテックスを含む。
【0023】
当該堆積操作は、好ましくは、当該接着剤溶液が熱可塑性材料の層の両表面に塗布されることを含む。
【0024】
本発明のさらなる主題は、本発明の方法による方法によって実現されることを特徴とする、ゴム物品に使用される電子デバイスである。
【0025】
本発明は、無線周波数識別デバイスを分解図で示す添付の図を参照して、説明的かつ非限定的な実施形態の以下の説明を閲覧すると、最もよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】図において、番号１は、全体として、本発明による無線周波数識別（ＲＦＩＤ）デバイスを示す。
【発明を実施するための形態】
【0027】
デバイス１は、トランシーバアセンブリ２と、トランシーバアセンブリ２の向かい合う側にサンドイッチ状に配置された２つのＰＴＥ層３と、ＰＴＥ層３のそれぞれの外側表面３ａに各々配置された２つの外側ゴム層４と、を備える。トランシーバアセンブリ２は、ＲＦＩＤチップ５と、ＲＦＩＤチップ５に接続された第１のアンテナ６と、第１のアンテナ６に電磁的に結合された第２のアンテナ７と、を備える。
【0028】
図に示すタイプの２つの無線周波数識別（ＲＦＩＤ）デバイスを製造した。２つのデバイスは、それらのうちの１つが、各ＰＥＴ層３の外側表面３ａ上に本発明による接着剤溶液を堆積させることによって製造されたという点でのみ互いに異なる。
【0029】
接着剤溶液は、ブラシ（堆積操作）によって表面３ａに塗布された。
【0030】
表Ｉは、使用した接着剤溶液の組成を重量部で示す。
【0031】
【表1】
【0032】
接着剤溶液を塗布した後（堆積操作）、２つのＰＥＴ層３を加熱操作に供した。加熱操作には、接着剤溶液が塗布された２つのＰＴＥ層３を２２０℃のオーブン内で３分間維持することが含まれていた。
【0033】
上記とは異なり、本発明のさらなる実施形態によれば、接着剤溶液は、イソシアネート保護基を有するレゾルシノールおよびホルムアルデヒドからなる予備縮合樹脂と、リグニンおよび尿素とチオ尿素との間で選択される化学物質と、を含む。この接着剤溶液は、遊離形態のホルムアルデヒドを使用する必要がないという利点を提供する。
【0034】
上記の事前ステップを実行した後、プロセスは、トランシーバアセンブリ２が２つのＰＴＥ層３の間に格納される第１のステップに進み、続いて、２つのＰＴＥ層３がその外側を２つのそれぞれの非加硫ゴム層４で覆われる第２のステップに進む。
【0035】
あるいは、２つのＰＥＴ層３は、２つのそれぞれの部分的または完全に加硫されたゴム層４で外側を覆われ得る。
【0036】
そうすることによって、第１のＲＦＩＤデバイスが製造された。
【0037】
第２のＲＦＩＤデバイスを、事前ステップを実行しなかったことを唯一の例外として、上記の方法を繰り返して製造した。言い換えると、第２のＲＦＩＤデバイスの製造プロセスにおいて、第１のステップは、接着剤溶液を塗布されていないＰＥＴ層３を使用して実行された。
【0038】
上記とは異なり、本発明の好ましい実施形態によれば、接着剤溶液は、ＰＥＴ層３の両表面に塗布され得る。
【0039】
使用中、上記のＲＦＩＤデバイスは、タイヤの未硬化ゴム部分に含まれる。
【0040】
あるいは、上記のＲＦＩＤデバイスは、タイヤの硬化ゴム部分に適用され得る。
【0041】
ＲＦＩＤデバイスがタイヤ内部に挿入されると、加硫ステップが実行される。そうすることによって、ＲＦＩＤデバイスのゴム層は、加硫中に周囲のゴムと架橋され、デバイスの位置の安定性が確保される。
【0042】
第１および第２のＲＦＩＤデバイスは、ＡＳＴＭ Ｄ１８７６法に従って接着試験に供された。当該試験は、各１つのＰＥＴ層３と外側表面３ａを覆うように配置されたそれぞれのゴム層４との間の接着力を測定する。
【0043】
表ＩＩは、前述の試験で得られた値を示す。
【0044】
【表2】
【0045】
表ＩＩに示される値は、本発明の方法が、ＰＥＴ層３とそれぞれのゴム層４との間の強い接着を確実にし得、こうして、デバイスの分割およびそれによって引き起こされる問題を回避し得ることを明確に証明する。
【0046】
図に示されているタイプの他の２つの無線周波数識別（ＲＦＩＤ）デバイス（第３および第４のＲＦＩＤデバイス）を製造した。第３および第４のＲＦＩＤデバイスは、ＰＥＴではなくナイロン製の層３を備えるため、第１および第２のＲＦＩＤデバイスとは異なる。
【0047】
加えて、第３および第４のＲＦＩＤデバイスは、加熱操作（ｂ）において使用される条件が互いに異なる。
【0048】
特に、第３のＲＦＩＤデバイスでは、表Ｉの接着剤溶液をナイロン層の表面３ａにブラシで塗布した（堆積操作）。
接着剤溶液を塗布した後（堆積操作）、２つのナイロン層３を加熱操作に供した。加熱操作は、接着剤溶液が塗布された２つのナイロン層３を２２０℃のオーブン内で５分間維持することを含んだ。
接着剤溶液を塗布した後（堆積操作）、２つのナイロン層３を加熱操作に供した。加熱操作は、接着剤溶液が塗布された２つのナイロン層３を２２０℃のオーブン内で５分間維持することを含んだ。
【0049】
第４のＲＦＩＤデバイスでは、表Ｉの接着剤溶液をナイロン層の表面３ａにブラシで塗布した（堆積操作）。
接着剤溶液を塗布した後（堆積操作）、２つのナイロン層３を加熱操作に供した。加熱操作は、接着剤溶液が塗布された２つのナイロン層３を１５５℃のオーブン中で１０分間維持することを含んだ。
接着剤溶液を塗布した後（堆積操作）、２つのナイロン層３を加熱操作に供した。加熱操作は、接着剤溶液が塗布された２つのナイロン層３を１５５℃のオーブン中で１０分間維持することを含んだ。
【0050】
第１、第３および第４のＲＦＩＤデバイスについて、それぞれの表面３ａに同じ量の接着剤溶液を塗布した。
【0051】
各１つのナイロン層３と外側表面３ａを覆うように配置されたそれぞれのゴム層４との間の接着力を測定するために、第３および第４のＲＦＩＤデバイスを、ＡＳＴＭ Ｄ１８７６法に従って接着試験に供した。
【0052】
表ＩＩＩは、前述の試験で得られた値を示す。
【0053】
【表3】
【0054】
また、表ＩＩＩに示される値は、本発明の方法がナイロン層３とそれぞれのゴム層４との間の強い接着を確実にし得、こうして、デバイスの分裂およびそれによって引き起こされる問題を回避し得ることを明確に証明する。
【0055】
上述のように、本発明は、ゴム物品、例えばタイヤに適用される任意の電子デバイスに適合する。
【0056】
電子デバイスによっては、１つのゴム層４のみを使用し得る。
【図1】