特許 7575305 ＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤタグの製造方法

(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】2024-10-21

(45)【発行日】2024-10-29

(54)【発明の名称】ＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤタグの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G06K 19/077 20060101AFI20241022BHJP

   H01Q 13/10 20060101ALI20241022BHJP

【ＦＩ】

G06K19/077 248

G06K19/077 224

H01Q13/10

G06K19/077 144

G06K19/077 280

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021040664

(22)【出願日】2021-03-12

(65)【公開番号】P2022140030

(43)【公開日】2022-09-26

【審査請求日】2023-07-20

(73)【特許権者】

【識別番号】390029148

【氏名又は名称】大王製紙株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000224123

【氏名又は名称】藤倉化成株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】510204862

【氏名又は名称】大同産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】嶋田 卓朗

(72)【発明者】

【氏名】エリナ ビスタ

(72)【発明者】

【氏名】菅 武

(72)【発明者】

【氏名】中根 仁

【審査官】小林 紀和

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－０５６６８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１２００５１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００７－１９５１５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０２６８６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｋ １９／０７７

Ｈ０１Ｑ １３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

貼付対象物に貼付されるＲＦＩＤタグであって、
識別情報が記録されるＩＣチップと、前記ＩＣチップに接続されるスロットアンテナと、を有するインレイと、
前記インレイの前記貼付対象物側に積層される磁性シートと、
を備え、
前記スロットアンテナは金属薄膜で形成され、
前記スロットアンテナには、前記金属薄膜の一部が細長く切り抜かれたスロットが設けられ、
前記磁性シートには、磁性特性を有する磁性層を区分するスリットが設けられ、
前記スリットは、前記磁性シートと前記インレイとが積層された状態で、前記インレイの前記スロットと重なる領域に配置される、
ＲＦＩＤタグ。

【請求項2】

前記磁性シートの前記貼付対象物側にさらに積層される誘電層を備える、
請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。

【請求項3】

前記貼付対象物は金属である、
請求項１または２に記載のＲＦＩＤタグ。

【請求項4】

前記インレイの主面の中央に前記ＩＣチップが配置され、
前記スロットアンテナの前記スロットは、前記ＩＣチップを挟んで所定方向に平行に延在する一対の平行部を有する、
請求項１～３のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ。

【請求項5】

前記スロットは、前記一対の平行部と直交する方向に延在する垂直部を有する、
請求項４に記載のＲＦＩＤタグ。

【請求項6】

前記スリットは、前記磁性シートと前記インレイとが積層された状態で、前記インレイの前記スロットの前記一対の平行部の全体が前記スリットの領域に含まれるように形成される、
請求項４または５に記載のＲＦＩＤタグ。

【請求項7】

使用周波数がＵＨＦ帯の周波数である請求項１～５のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ。

【請求項8】

電波式の無線タグである請求項１～６のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ。

【請求項9】

磁性特性を有する磁性層を区分するスリットが設けられた磁性シートを形成するステップと、
識別情報が記録されるＩＣチップと、前記ＩＣチップに接続されるスロットアンテナと、を有するインレイと、前記形成するステップにて形成された前記磁性シートを積層するステップと、
を含み、
前記スロットアンテナは金属薄膜で形成され、
前記スロットアンテナには、前記金属薄膜の一部が細長く切り抜かれたスロットが設けられ、
前記スリットは、前記磁性シートと前記インレイとが積層された状態で、前記インレイの前記スロットと重なる領域に配置される、
ＲＦＩＤタグの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤタグの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

物流管理や商品管理のため、貼付対象物に貼付されるＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグが普及している。ＲＦＩＤタグは、ＩＣチップとＩＣチップに電気的に接続されるアンテナとを備える。ＲＦＩＤタグは、無線タグ、ＩＣタグ、ＲＦ－ＩＤタグ、ＲＦタグと呼ばれることもある。

【0003】

このようなＲＦＩＤタグが貼付される貼付対象物が金属製である場合、タグ内のアンテナによる通信ができず、識別情報の読み出しに支障をきたすことがある。これは、金属がＲＦＩＤタグの周辺にあると、データを送受信するリーダライタからＲＦＩＤタグに送られた電磁波が、金属部で渦電流として損失してしまうため、ＩＣチップからデータを再びアンテナに打ち返すためのエネルギが効率的に得られないことが原因と推測される。

【0004】

これらの問題を解決する手段として、磁性シートの使用が有効であることが知られている。ＲＦＩＤタグと、貼付対象物である金属との間に磁性シートを挟むことで、アンテナが受けた電磁波を磁性シート内部で循環させ、ＩＣチップに供給するエネルギを効率的に伝送することができる（例えば非特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【文献】深瀬美紀子、武本聡、「ＵＨＦ帯金属対応ＲＦＩＤタグ用磁性シートの開発」、電気製鋼、第８２巻１号、ｐ．２３～３０、２０１１年

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、ＲＦＩＤタグの通信に用いられる周波数帯は、ＨＦ帯（１３．５６ＭＨｚ、電磁誘導方式）と比較して長距離通信や複数の対象物の一括読み取りが可能となるＵＨＦ帯（電波方式）のニーズが高まっている。しかしながら、従来のＲＦＩＤタグと金属との間に磁性シートを挟む構成では、ＵＨＦ帯で通信ができない虞がある。

【0007】

本開示は、通信性能を向上できるＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤタグの製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の実施形態の一観点に係るＲＦＩＤタグは、貼付対象物に貼付されるＲＦＩＤタグであって、識別情報が記録されるＩＣチップと、前記ＩＣチップに接続されるスロットアンテナと、を有するインレイと、前記インレイの前記貼付対象物側に積層される磁性シートと、を備え、前記スロットアンテナは金属薄膜で形成され、前記スロットアンテナには、前記金属薄膜の一部が細長く切り抜かれたスロットが設けられ、前記磁性シートには、磁性特性を有する磁性層を区分するスリットが設けられ、前記スリットは、前記磁性シートと前記インレイとが積層された状態で、前記インレイの前記スロットと重なる領域に配置される。

【0009】

同様に、本発明の実施形態の一観点に係るＲＦＩＤタグの製造方法は、磁性特性を有する磁性層を区分するスリットが設けられる磁性シートを形成するステップと、識別情報が記録されるＩＣチップと、前記ＩＣチップに接続されるスロットアンテナと、を有するインレイと、前記形成するステップにて形成された前記磁性シートを積層するステップと、を含み、前記スロットアンテナは金属薄膜で形成され、前記スロットアンテナには、前記金属薄膜の一部が細長く切り抜かれたスロットが設けられ、前記スリットは、前記磁性シートと前記インレイとが積層された状態で、前記インレイの前記スロットと重なる領域に配置される。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、通信性能を向上できるＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤタグの製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態に係るＲＦＩＤタグの積層断面図

【図2】図１に示すＲＦＩＤタグの分解斜視図

【図3】図１に示すＲＦＩＤタグの上方から視た平面図

【図4】スロットアンテナの他の形状のスロットの一例を示す平面図

【図5】実施形態に係るＲＦＩＤタグの製造方法の一例を示すフローチャート

【図6】実施例１で用いるスロットアンテナとスロットの各部の寸法を示す図

【図7】実施例１～５及び比較例２のＲＦＩＤタグの周波数特性を示す図

【図8】実施例６～９のＲＦＩＤタグの周波数特性を示す図

【図9】実施例１４で用いたスロットアンテナの形状を示す図

【図10】実施例１４のスロットアンテナのインピーダンス特性の計測結果を示す図

【図11】実施例１５で用いたスロットアンテナの形状を示す図

【図12】実施例１５のスロットアンテナのインピーダンス特性の計測結果を示す図

【図13】実施例１６で用いたスロットアンテナの形状を示す図

【図14】実施例１６のスロットアンテナのインピーダンス特性の計測結果を示す図

【図15】実施例１７で用いたスロットアンテナの形状を示す図

【図16】実施例１７のスロットアンテナのインピーダンス特性の計測結果を示す図

【図17】実施例１８で用いたスロットアンテナの形状を示す図

【図18】実施例１８のスロットアンテナのインピーダンス特性の計測結果を示す図

【図19】実施例１９で用いたスロットアンテナの形状を示す図

【図20】実施例１９のスロットアンテナのインピーダンス特性の計測結果を示す図

【図21】変形例に係るＲＦＩＤタグの積層断面図

【図22】実施形態に係るＲＦＩＤタグの各金属種に対する特性例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照しながら実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

【0013】

なお、以下の説明において、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向は互いに垂直な方向である。ｘ方向はインレイ１０１や磁性シート１０２の長手方向であり、スロット２１の平行部２２及びスリット３０の延在方向である。ｙ方向は、インレイ１０１や磁性シート１０２の短手方向であり、スロット２１の垂直部２３の延在方向である。ｚ方向は、インレイ１０１や磁性シート１０２などＲＦＩＤタグ１００の各構成要素の積層方向である。また、以下では説明の便宜上、ｚ正方向側を上側、ｚ負方向側を下側とも表現する場合がある。

【0014】

図１は、実施形態に係るＲＦＩＤタグ１００の積層断面図である。図２は、図１に示すＲＦＩＤタグ１００の分解斜視図である。図３は、図１に示すＲＦＩＤタグ１００の上方から視た平面図である。ＲＦＩＤタグ１００は、貼付対象物２００に貼付される略平面状の装置である。図１～図３に示すように、ＲＦＩＤタグは、インレイ１０１と、磁性シート１０２と、誘電層１０３とを備える。貼付対象物２００は、例えば金属である。金属としては、鉄、アルミニウム、銅などの金属の他、鉄合金、アルミ合金、銅合金等の金属の合金を含む。なお、貼付対象物２００には、金属以外の他の材料、例えばプラスチックス、紙、セラミックスなども含まれる。

【0015】

実施形態に係るＲＦＩＤタグ１００の主な使用用途としては、ドラム缶、Ｈ鋼等の比較的大きな金属製品への貼り付けが対象であり、これらの金属製品個々の在庫管理等を含む流通経路上の追跡（トレサビリティ）に使用できる。その他に、金属製品以外にも、本件のタグを貼り付けて使用してもよい。

【0016】

さらに、本実施形態のＲＦＩＤタグは、可撓性を有しており、被着体の表面が湾曲していても貼り付け可能である。湾曲状に曲げられて状態においても、良好な通信性能を発揮でき、ドラム缶やスプレー缶などの曲面を有する物品の識別にも本実施形態のＲＦＩＤタグを使用することができ、用途の多様化を図ることができる。

【0017】

インレイ１０１は、ＲＦＩＤタグ１００の機能に関する要素を含む部分であり、図２、図３に示すように、識別情報が記録されるＩＣチップ１０と、ＩＣチップ１０に接続されるスロットアンテナ２０と、を有する。スロットアンテナ２０は金属薄膜で形成される。スロットアンテナ２０には、金属薄膜の一部が細長く切り抜かれたスロット２１が設けられる。インレイ１０１は、例えばＰＥＴフィルム上に、アルミシートをドライラミネートで貼り付けたスロットアンテナ２０が形成され、規定の位置にＩＣチップ１０が実装されている。

【0018】

インレイ１０１の主面の中央にＩＣチップ１０が配置され、スロットアンテナ２０のスロット２１は、ＩＣチップ１０を挟んで所定方向（図２、図３の例ではｘ方向）に平行に延在する一対の平行部２２と、これらの一対の平行部２２と直交する方向（ｙ方向）に延在する一対の垂直部２３とを有する。一対の垂直部２３は、ＩＣチップ１０を挟んでｘ方向に略等間隔の位置にそれぞれ配置される。

【0019】

なお、ＩＣチップ１０のインピーダンスの周波数特性は以下のとおりである。
・８６６ＭＨｚ：１５－ｊ２６５（Ω）
・９１５ＭＨｚ：１４－ｊ２５２（Ω）
・９５３ＭＨｚ：１３－ｊ２４２（Ω）

【0020】

スロットアンテナ２０のインピーダンスは、９１５～９２０ＭＨｚで上記のＩＣチップ１０のインピーダンスと整合するように設計されている。このようなインピーダンスの整合により、電流の損失が少なくなり、損失を少なくすることで通信可能距離が増大する。

【0021】

磁性シート１０２は、磁性材料を含有するシート材であり、インレイ１０１の貼付対象物２００側に積層される。磁性シート１０２は、例えばステンレス系合金などの磁性粉末をゴム材や樹脂等に均一かつ配向して分散するように練り込んで形成される。図２、図３に示すように、磁性シート１０２には、磁性特性を有する磁性層を区分するスリット３０が設けられる。スリット３０は、磁性シート１０２とインレイ１０１とが積層された状態で、インレイ１０１のスロット２１と重なる領域に配置される。

【0022】

スリット３０は、例えば図３に示すように、磁性シート１０２のｙ方向の中央の位置に、ｘ方向に沿って延在するよう形成される。また、スロットアンテナ２０のスロット２１と、磁性シート１０２のスリット３０との配置は、例えば図３に示すように、スリット３０の領域にスロット２１のうち少なくとも一対の平行部２２の全体が含まれるように配置される。

【0023】

磁性シート１０２には、ＵＨＦ帯の電波に対して優れた磁気シールド特性を有するものを用いるのが好ましい。磁性シート１０２は、磁性フィラー、バインダー樹脂等の成分が含まれる磁性塗料を、支持体上に塗布して乾燥させることで得られる。磁性シート１０２をＵＨＦ帯の電波に対して優れた磁気シールド特性を有するものにするためには、乾燥後の磁性シート１０２の膜厚が、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは３００μｍ以下となるように、磁性塗料が塗布される。また、乾燥後の磁性シート１０２の膜厚が、好ましくは５０μｍ以上、より好ましくは１００μｍ以下となるように、磁性塗料が塗布される。

【0024】

同様に、磁性シート１０２をＵＨＦ帯の電波に対して優れた磁気シールド特性を有するものにするためには、磁性シートの８６０～９６０ＭＨｚの周波数帯域における複素比透磁率の損失係数ｔａｎδ（μ´／μ´´）は、好ましくは０．３以下、より好ましくは０．２８以下である。また、磁性シートの８６０～９６０ＭＨｚの周波数帯域における複素比透磁率の損失係数ｔａｎδ（μ´／μ´´）は、好ましくは０．０５以上、より好ましくは０．１以上である。

【0025】

なお、本実施の形態におけるタグの厚さ（剥離紙を除く）は、２００μｍ～１０００μｍであり、好ましくは３００～４００μｍである。また、磁性シートとインレイを貼り合せた状態の厚さ（ラベル紙及び剥離紙は除く）は、１５０～２５０μｍであり、好ましくは１９０～２１０μｍであり、より好ましくは２００μｍ程度である。ラベル紙の厚さは、粘着層を含め、５０μｍ～３００μｍである。剥離紙の厚さは、５０μｍ～３００μｍである。

【0026】

同様に、磁性シート１０２をＵＨＦ帯の電波に対して優れた磁気シールド特性を有するものにするためには、磁性シートの８６０～９６０ＭＨｚの周波数帯域における複素比透磁率の実数部μ´は、好ましくは５．０以上であり、より好ましくは５．２以上である。また、磁性シートの８６０～９６０ＭＨｚの周波数帯域における複素比透磁率の実数部μ´は、好ましくは７．０以下であり、より好ましくは６．０以下である。

【0027】

また、上記の複素比透磁率の条件を満たすためには、磁性塗料に含まれる磁性フィラーの材質は、Ｆｅ－Ｃｒ合金であるのが好ましい。また、磁性フィラーとバインダーの固形分の質量比（磁性フィラーの質量／バインダーの固形分の質量）が７０／３０以上であるのが好ましく、７５／２５以上であるのがより好ましく、８０／２０以上であるのがさらに好ましい。さらに、磁性フィラーとバインダーの固形分の質量比（磁性フィラーの質量／バインダーの固形分の質量）は、９５／５以下であるのが好ましく、９０／１０以下であるのがより好ましく、８５／１５以下であるのがさらに好ましい。

【0028】

また、磁性塗料に含まれるバインダー樹脂は、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、またはポリエステル樹脂から成る群より選ばれる１種類以上の樹脂であり、エポキシ樹脂が好ましい。

【0029】

誘電層１０３は、磁性シート１０２の貼付対象物２００側にさらに積層され、磁性シート１０２と貼付対象物２００との間に配置される。図２では、誘電層１０３は磁性シート１０２の下方に一体的に図示されている。誘電層１０３は、例えば厚紙や合成樹脂等の繊維からなる織布や不織布、セラミックガラス等の無機材料のシートなどの絶縁体で形成されるのが好ましい。本実施形態では、誘電層１０３は、例えば発泡ＰＥＴで形成される。誘電層１０３の材料は、比誘電率が１．２～３．０程度であるのものが好ましく、これによりＲＦＩＤタグ１００の通信距離を増やすことができる。

【0030】

また、図１に示すように、誘電層１０３は、インレイ１０１及び磁性シート１０２を、貼付対象物２００からその厚み分だけ離間させた状態で配置させるスペーサとしても機能する。誘電層１０３は、外力に応じてインレイ１０１及び磁性シート１０２と共に任意に変形可能な材料で形成され、これにより貼付対象物２００の貼付面が湾曲している場合でもＲＦＩＤタグ１００を容易に貼付でき、汎用性を向上できるよう構成されるのが好ましい。

【0031】

また、ＲＦＩＤタグ１００では、例えば図２に示すように、インレイ１０１と磁性シート１０２との間に粘着層１０４が配置される（図１では図示を省略している）。粘着層１０４は、積層時には、磁性シート１０２のスリット３０とその下方の誘電層１０３とによって形成される隙間に進入して、この隙間を埋めることができる。

【0032】

また、本実施形態のＲＦＩＤタグ１００では、インレイ１０１の上方にさらにラベル紙（フィルム系タック紙）１０５が配置される。ラベル紙１０５は、ｚ正方向側の表面に印刷可能である。ラベル紙の素材は適宜選択可能である。

【0033】

また、図１に示すように、ラベル紙１０５のｚ負方向側の裏面には粘着剤１０６が塗布されている。ラベル紙１０５は、インレイ１０１、磁性シート１０２、及び誘電層１０３より大きく形成されており、図２に示すように、インレイ１０１、磁性シート１０２、及び誘電層１０３の外形の全周をラベル紙１０５の外縁部分１０５Ａが包囲するよう形成されている。これにより、図１に示すように、ＲＦＩＤタグ１００が貼付対象物２００に貼付されるときには、インレイ１０１、磁性シート１０２、及び誘電層１０３の外側がラベル紙１０５によって完全に覆われ、ラベル紙１０５の外縁部分１０５Ａが貼付対象物２００と接触する。つまり、ラベル紙１０５の外縁部分１０５Ａの粘着剤１０６によって、ＲＦＩＤタグ１００の全体が貼付対象物２００に貼付される。

【0034】

また、粘着剤１０６は、例えば長期間使用する使用環境においては接着剤を用いることができる。しかし、接着剤は硬化すると剥離が困難になる場合がある。これに対し、粘着剤は、通常、作業者の手作業等でＲＦＩＤタグを対象物品から剥離可能であり、さらに、粘着剤の種類によっては剥離後にＲＦＩＤタグを再度貼り付け可能でありＲＦＩＤタグとして再利用可能となる場合がある。

【0035】

なお、図１に示す、ラベル紙１０５の粘着剤１０６によってＲＦＩＤタグ１００を貼付する構成の場合には、誘電層１０３と貼付対象物２００との間には粘着剤を塗布せずに、誘電層１０３を貼付対象物２００に接着（粘着）しなくてよい。

【0036】

また、図２に示すように、使用前のＲＦＩＤタグ１００には、誘電層１０３より下方に剥離紙１０７が配置される。剥離紙１０７は、例えばラベル紙１０５と同一以上の大きさで形成され、ラベル紙１０５と剥離紙１０７とが、外縁部分の粘着剤１０６によって密着される。これにより、ラベル紙１０５の外縁部分１０５Ａの粘着剤１０６が貼付対象物２００への貼付に用いられる前に外部に露出することを防止でき、粘着力を保持できる。ＲＦＩＤタグ１００の使用時には、剥離紙１０７がＲＦＩＤタグ１００から剥がされて、これにより露出したラベル紙１０５の粘着剤１０６によってＲＦＩＤタグ１００が貼付対象物２００に貼付される。

【0037】

また、剥離紙１０７は、図２に例示するものよりも大きく形成され、一枚の剥離紙１０７の上に複数個のＲＦＩＤタグ１００が配置される構成でもよい。これにより、製造効率や搬送効率を向上できる。

【0038】

なお、ラベル紙１０５の下面の粘着剤１０６に関して、ＲＦＩＤタグ１００の面積の５０％以上の面積が剥離紙１０７に貼り合わせられることが好ましい。ＲＦＩＤタグ１００の製造工程では、一方向へ延びる剥離紙１０７上に複数のＲＦＩＤタグ１００が配置されて、ＲＩＤＦタグ１００を含む剥離紙１０７がロール状とされる。印刷工程では、ロール状の剥離紙１０７が引き出されて個々のＲＦＩＤタグ１００に対して印刷処理が施されて、印刷処理の終了後に再度ロール状とされて保管される。このような製造工程及び印刷工程において、ロール状とされる剥離紙１０７からのＲＦＩＤタグ１００の離脱を防ぐためである。

【0039】

なお、ＲＦＩＤタグ１００の積層構造は図１、図２に示すものに限られない。図２１は、変形例に係るＲＦＩＤタグ１００Ａの積層断面図である。図２１に示すように、ラベル紙１０５が、インレイ１０１、磁性シート１０２、及び誘電層１０３と同じ大きさで形成される構成でもよい。この場合、ラベル紙１０５の外縁部分が貼付対象物２００には接触できないので、貼付対象物２００と対向する誘電層１０３の下面に粘着剤１０６が塗布されて、誘電層１０３が貼付対象物２００に接着されることによって、ＲＦＩＤタグ１００Ａの全体が貼付対象物２００に貼付される。

【0040】

なお、図２、図３に示したスロットアンテナ２０のスロット２１の形状は一例であり、図２、図３に示した形状には限定されない。図４は、スロットアンテナ２０の他の形状のスロット２１Ａの一例を示す平面図である。

【0041】

スロットアンテナ２０のスロットの形状は、例えば図４に示すスロット２１Ａのように、一対の平行部２２Ａのみを有し、垂直部が無い形状でもよい。図４の例では、平行部２２Ａは、図３の垂直部２３の延在方向に向けて、図３の平行部２２よりも開口面積が増えており、ｙ方向の幅が大きくなっている。また、図４の例では、スリット３０の領域にスロット２１Ａの一対の平行部２２Ａが含まれるように、スリット３０の幅が広く形成されている。

【0042】

図５は、実施形態に係るＲＦＩＤタグ１００の製造方法の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１では、磁性特性を有する磁性層を区分するスリット３０が設けられた磁性シート１０２（スリット入り磁性シート）が形成される。

【0043】

このようなスリット入り磁性シート１０２は、例えば、ロール・トゥ・ロール方式により、ポリエステル系合成フィルム（東洋紡株式会社製、「クリスパーＫ１２１１ ＃３８μ」）を速度３ｍ／ｍｉｎで搬送しながら、該フィルム上に、コーターを用いて磁気シールド塗料によるストライプパターンを形成し、４０℃から８０℃まで温度を上げながら３０ｍの硬化炉を通過させることで、形成できる。

【0044】

ステップＳ２では、ステップＳ１にて形成されたスリット入り磁性シート１０２と、インレイ１０１とが積層される。

【0045】

なお、ステップＳ１において磁性シート１０２に設けられるスリット３０は、ステップＳ２にて磁性シート１０２とインレイ１０１とが積層された状態で、インレイ１０１のスロット２１と重なる領域に配置されるよう形成される。

【0046】

ステップＳ３では、磁性シート１０２のインレイ１０１と反対側の面に誘電層１０３が積層される。なお、ステップＳ２とＳ３とを逆に行い、磁性シート１０２と誘電層１０３とを積層した後に、インレイ１０１と磁性シート１０２とを積層する手順でもよい。

【0047】

ステップＳ４では、インレイ１０１の磁性シート１０２とは反対側の面にフィルム系タック紙（ラベル紙）１０５が積層される。

【0048】

このように、本実施形態に係るＲＦＩＤタグ１００は、識別情報が記録されるＩＣチップ１０と、ＩＣチップ１０に接続されるスロットアンテナ２０と、を有するインレイ１０１と、インレイ１０１の貼付対象物２００側に積層される磁性シート１０２と、を備える。スロットアンテナ２０は金属薄膜で形成され、スロットアンテナ２０には、金属薄膜の一部が細長く切り抜かれたスロット２１が設けられる。磁性シート１０２には、磁性特性を有する磁性層を区分するスリット３０が設けられる。このスリット３０は、磁性シート１０２とインレイ１０１とが積層された状態で、インレイ１０１のスロット２１と重なる領域に配置される。

【0049】

このように磁性シート１０２にスリット３０を設けることにより、貼付対象物２００の種類によらず、ＲＦＩＤタグ１００のＵＨＦ帯における通信可能距離を増やすことが可能となり、通信性能を向上できる（後述する図２２参照）。また、ＨＦ帯と比較して長距離通信や複数の対象物の一括読み取りが可能とＵＨＦ帯の通信可能距離を増やすことができるので、汎用性の高いＲＦＩＤタグ１００を実現できる。

【0050】

また、貼付対象物２００が金属製であると、従来のＲＦＩＤタグではタグ内のアンテナによる通信ができず、識別情報の読み出しに支障をきたすことがあるので、本実施形態に係るＲＦＩＤタグ１００通信性能を向上できるという効果は、貼付対象物２００が金属製であるときに特に顕著となる。

【0051】

また、磁性シートを用いない既存の金属用のＲＦＩＤタグにおいては、被着体としての金属の影響による通信性能低下を抑えるために、インレイと被着体との間に比較的大きな間隔が必要となり、その間隔を確保するためにＲＦＩＤタグの全体の厚みが３．５ｍｍ以上であり薄型化が困難であった。

【0052】

これに対して、本実施形態のＲＦＩＤタグの厚みは、１ｍｍ以下であり、磁性シートを使用しない従来のＲＦＩＤタグよりも薄くすることができる。例えば、ラベル紙及び剥離紙を含んだＲＦＩＤタグの厚さとして約３５０μｍの厚さとすることができ、金属対応のＲＦＩＤタグとして著しく薄型化ができる。

【0053】

また、著しく薄型化が可能となることで、通常用いられている（汎用の）ラベルプリンターを用いて、ラベルの印刷とＩＣチップへの情報の書き込みとを同時に行うことが可能で、製造効率を一層高めることができる。

【0054】

また、本実施形態に係るＲＦＩＤタグ１００では、磁性シート１０２の貼付対象物２００側にさらに積層される誘電層１０３を備えることにより、ＵＨＦ帯における通信可能距離をさらに増やすことができるので、通信性能をさらに向上できる。

【0055】

実施形態に係るＲＦＩＤタグ１００は、電磁誘導式の無線タグ、電波式の無線タグの何れにも適用可能である。特に、ＲＦＩＤタグ１００を、電波式の無線タグに適用した場合、リーダとの所定の無線通信距離を確保できる。所定の無線通信距離は、例えば０ｍから２０ｍまでの範囲である。

【0056】

実施形態に係るＲＦＩＤタグ１００は、ＵＨＦ帯の電波だけでなく、ＶＨＦ帯、ＳＨＦ帯などの電波にも適用可能である。ＲＦＩＤタグ１００の使用周波数がＵＨＦ帯の周波数、例えば８６０～９６０ＭＨｚ、９１５～９２５ＭＨｚなどである場合、ＵＨＦ帯はＶＨＦ帯に比べて、周波数が高いため、波長が短くなり、アンテナの小型化に有利である。従って、ＲＦＩＤタグ１００をＵＨＦ帯の電波に好適な形状にすることで、ＩＣチップ１０の小型化を図ることができると共に、メモリ容量も小さく安価な無線タグを得ることができる。

【実施例】

【0057】

次に、本発明の実施例について具体的に説明する。

【0058】

＜スリット幅の影響＞
下記のように実施例１～５、比較例１～２を設定し、磁性シート１０２のスリット３０の幅の変化に応じた通信性能への影響を検証した。

【0059】

［実施例１］
インレイ１０１、厚さ１００μｍの磁性シート１０２、厚さ３８μｍの発泡ＰＥＴ製の誘電層１０３を積層して図１に示すＲＦＩＤタグ１００を作成した。インレイ１０１は、厚さ３８μｍのＰＥＴフィルム上に、１０μｍのアルミシートをドライラミネートで貼り付けたスロットアンテナ２０を形成し、規定の位置にＩＣチップ１０を実装した。ただし、ラベル紙１０５は外した。スロットアンテナ２０のスロット２１のアンテナパターンは、図２に示す形状とした。スロットアンテナ２０とスロット２１の各部の寸法を図６に示す。

【0060】

磁性シート１０２は、次の手順で作成したものを用いた。まず磁性塗料は、磁性フィラーとしてＦｅ－Ｃｒ合金（山陽特殊製鋼株式会社製、「ＦＫＴＥ２３１」）５５．２質量部、バインダー樹脂としてポリエステル系ポリウレタン（荒川化学工業株式会社製、「ユリアーノ２４５６」、重量平均分子量３００００）９．９質量部、有機溶剤としてトルエン２２．６質量部、分散剤としてリン酸ポリエステル系分散剤（ビックケミージャパン株式会社製、「ＢＹＫ－１１１」）０．４質量部、及び、消泡剤として非シリコーン系消泡剤（ビックケミージャパン株式会社製、「ＢＹＫ－１７５２」）０．２質量部を混合して得た。次に、ロール・トゥ・ロール方式により、ポリエステル系合成フィルム（東洋紡株式会社製、「クリスパーＫ１２１１ ＃３８μ」）を速度３ｍ／ｍｉｎで搬送しながら、該フィルム上に、コーターを用いて磁気シールド塗料（上記で得られた磁性塗料）によるストライプパターンを形成し、４０℃から８０℃まで温度を上げながら３０ｍの硬化炉を通過させた。これにより、スリット３０入りの磁性シート１０２を作成した。

【0061】

磁性シート１０２のスリット３０は、図３に示したように磁性シート１０２のｙ方向の中央を幅方向の中心位置として、ｙ方向の幅が２ｍｍとなるように形成した。

【0062】

このように作成したＲＦＩＤタグ１００を、ＳＵＳ板の貼付対象物２００に貼付した状態で、ＲＦＩＤタグ性能検査装置（Ｔａｇｆｏｒｍａｎｃｅ Ｐｒｏ、Ｖｏｙａｎｔｉｃ社製）を用いて、ＲＦＩＤタグ１００の周波数特性を計測した。計測時の無線通信用電波の測定周波数帯は７００～１２００ＭＨｚとし、ＥＩＲＰ（Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｉｓｏｔｒｏｐｉｃａｌｌｙ Ｒａｄｉａｔｅｄ Ｐｏｗｅｒ：等価等方輻射電力）は３．２８Ｗとした。

【0063】

［実施例２］
磁性シート１０２のスリット３０の幅を５ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にＲＦＩＤタグ１００を作成して、周波数特性を計測した。

【0064】

［実施例３］
磁性シート１０２のスリット３０の幅を１０ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にＲＦＩＤタグ１００を作成して、周波数特性を計測した。

【0065】

［実施例４］
磁性シート１０２のスリット３０の幅を１８ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にＲＦＩＤタグ１００を作成して、周波数特性を計測した。

【0066】

［実施例５］
磁性シート１０２のスリット３０の幅を２５ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にＲＦＩＤタグ１００を作成して、周波数特性を計測した。

【0067】

［比較例１］
磁性シート１０２にスリット３０を設けないこと以外は、実施例１と同様にＲＦＩＤタグ１００を作成して、周波数特性を計測した。

【0068】

［比較例２］
磁性シート１０２を除外したこと以外は、実施例１と同様にＲＦＩＤタグ１００を作成した。すなわち、インレイ１０１、厚さ３８μｍの誘電層１０３を積層してＲＦＩＤタグを作成した。また、作成したＲＦＩＤタグについて、実施例１と同様の手法で周波数特性を計測した。

【0069】

図７は、実施例１～５及び比較例２のＲＦＩＤタグの周波数特性を示す図である。図７中の（Ａ）は実施例１、（Ｂ）は実施例２、（Ｃ）は実施例３、（Ｄ）は実施例４、（Ｅ）は実施例５、（Ｆ）は比較例２の周波数特性を示す。各図の横軸は無線通信用電波の周波数を表し、縦軸はＲＦＩＤタグ１００からリーダまでの通信可能距離を表す。

【0070】

図７で特性のグラフが図示されていない周波数帯では、ＲＦＩＤタグ１００とリーダとの間で無線通信を行うことができなかったことを表す。図７（Ｆ）に示すように、磁性シート１０２が無い比較例２では、約８７０ＭＨｚ以下の周波数帯では無線通信を行うことができなかった。なお、図７には図示されていないが、磁性シート１０２にスリット３０を設けない比較例１では、すべての周波数帯において無線通信を行うことができなかった。

【0071】

図７に示すように、ＵＨＦ帯に含まれる所定の周波数９２０ＭＨｚのときの通信可能距離は、実施例１では約２．０ｍ、実施例２では約３ｍ、実施例３では約４．５ｍ、実施例４では約４．５ｍ、実施例５では約２．５ｍ、比較例２では約１．５ｍであった。

【0072】

図７（Ａ）～（Ｄ）に示すように、磁性シート１０２にスリット３０を設ける実施例１～４の構成では、スリット３０の幅が増えるにつれて通信可能距離も増大し、スリット幅が１０～１８ｍｍで通信可能距離が最大の約４．５ｍとなる。また、周波数特性のピーク位置は、ＵＨＦ帯の周波数である８６０～９６０ＭＨｚの範囲に含まれる。なお、図７（Ｅ）に示す実施例５では、スリット幅をさらに増やすと、周波数特性のピーク位置が高周波側に移動し、ＵＨＦ帯（例えば９２０ＭＨｚあたり）の通信可能距離が若干低下した。

【0073】

また、図７（Ｆ）に示すように、磁性シート１０２が無い比較例２では、周波数特性のピーク位置が、図７（Ｅ）に示す実施例５の場合よりもさらに高周波側に大きく移動していた。比較例２では、ＵＨＦ帯で使用するためにはアンテナサイズを大きくする必要がある。

【0074】

図７に示した試験結果より、ＲＦＩＤタグ１００に磁性シート１０２を設け、さらに磁性シートにスリット３０を設けることにより、通信可能距離を増やすことができ、特にＵＨＦ帯の通信可能距離を増やすことができることが示された。

【0075】

さらに、図６に示した各部寸法のスロットアンテナ２０に対しては、スリット３０の幅を１０～１８ｍｍとすると、通信可能距離を最大にできることが示された。つまり、スリット３０の幅には最適な範囲があることが示された。この条件をスロットアンテナ２０のスロット２１との関係で表現すると、スリット３０の範囲内にスロット２１の平行部２２が完全に包含される場合から、スリット３０にスロット２１の平行部２２及び垂直部２３の全体が完全に包含され、スリット３０の幅が垂直部２３の長さをほぼ一致する場合まで、とも表現できる。

【0076】

＜磁性シートの磁性特性の影響＞
下記のように実施例６～９を設定し、磁性シート１０２の磁性特性、具体的には磁性粉の割合の変化に応じた通信性能への影響を検証した。

【0077】

［実施例６］
磁性シート１０２の幅は、上記の実施例１～５のうち最適な範囲に含まれる１８ｍｍとした。磁性シート１０２の磁性層１０２Ａは、磁性粉の割合が１００％、誘電粉の割合が０％のものとした。その他の条件は上記の実施例１と同様としてＲＦＩＤタグ１００を作成して、周波数特性を計測した。

【0078】

［実施例７］
磁性シート１０２の磁性層１０２Ａを、磁性粉の割合が７０％、誘電粉の割合が３０％のものとしたこと以外は、実施例６と同様にＲＦＩＤタグ１００を作成して、周波数特性を計測した。

【0079】

［実施例８］
磁性シート１０２の磁性層１０２Ａを、磁性粉の割合が３０％、誘電粉の割合が７０％のものとしたこと以外は、実施例６と同様にＲＦＩＤタグ１００を作成して、周波数特性を計測した。

【0080】

［実施例９］
磁性シート１０２の磁性層１０２Ａを、磁性粉の割合が０％、誘電粉の割合が１００％のものとしたこと以外は、実施例６と同様にＲＦＩＤタグ１００を作成して、周波数特性を計測した。

【0081】

図８は、実施例６～９のＲＦＩＤタグの周波数特性を示す図である。図８中の（Ａ）は実施例６、（Ｂ）は実施例７、（Ｃ）は実施例８、（Ｄ）は実施例９の周波数特性を示す。各図の概要は、図７と同様である。

【0082】

図８に示すように、ＵＨＦ帯に含まれる所定の周波数９２０ＭＨｚのときの通信可能距離は、実施例６では約４．５ｍ、実施例７では約３．５ｍ、実施例８では約２．５ｍ、実施例９では約１．８ｍであった。また、周波数特性のピークの位置は、実施例６では約９００～９６０ＭＨｚであり、実施例７では約９４０～１０２５ＭＨｚであり、実施例８では約１０１０～１０６０ＭＨｚであり、実施例９では約１０１０ＭＨｚ付近であった。

【0083】

図８に示した試験結果より、磁性シート１０２の磁性層１０２Ａの組成において、磁性粉の割合が多いほど、共振周波数を低周波数側に移動させることができると考えられる。共振周波数を低周波数側に移動させることができるということは、アンテナの小型化が図れるということである。磁性シートの組成において磁性粉の割合を増やすことにより、より小さく、薄いＲＦＩＤタグ１００を実現できると考えられる。また、図８に示した試験結果より、磁性粉の割合を増やすほど、周波数特性のピークとＵＨＦ帯とが重なる範囲が増えるので、ＵＨＦ帯における通信可能距離を改善でき、ＲＦＩＤタグ１００の通信性能を向上できることが示された。

【0084】

＜誘電層の影響＞
下記のように実施例１０～１３を設定し、誘電層１０３の有無に応じた通信性能への影響を検証した。

【0085】

［実施例１０］
上記の実施例５と同様に、磁性シート１０２のスリット３０の幅を２５ｍｍとし、磁性シート１０２の厚さを１００μｍとして、ＲＦＩＤタグ１００を作成した。作成したＲＦＩＤタグ１００をスチール製ロッカーに貼付して、既製品のハンディリーダ（商品名：ＡｓＲｅａｄｅｒＧＵＮ、アスタリスク社製、出力１Ｗ）を用い、通信可能距離を計測した。

【0086】

［実施例１１］
誘電層１０３を除外したこと以外は、実施例１０と同様にＲＦＩＤタグ１００を作成して、周波数特性を計測した。

【0087】

［実施例１２］
磁性シート１０２の厚さを２００μｍとしたこと以外は、実施例１０と同様にＲＦＩＤタグ１００を作成して、周波数特性を計測した。

【0088】

［実施例１３］
誘電層１０３を除外したこと以外は、実施例１２と同様にＲＦＩＤタグ１００を作成して、周波数特性を計測した。

【0089】

表１に、実施例１０～１３のＲＦＩＤタグの通信距離の計測結果を示す。

【0090】

【表1】

【0091】

表１に示すように、磁性シート１０２の厚さが１００μｍで共通する実施例１０、１１では、誘電層１０３を備える実施例１０のほうが通信可能距離を増大できる。また、磁性シート１０２の厚さが２００μｍで共通する実施例１２、１３でも、誘電層１０３を備える実施例１２のほうが通信可能距離を増大できる。以上より、磁性シート１０２の厚さの変化によらず、ＲＦＩＤタグに誘電層１０３を設けるほうが通信性能を向上できることが示された。

【0092】

＜スロットアンテナの形状の影響＞
下記のように実施例１４～１９を設定し、スロットアンテナ２０の形状の変化に応じた通信性能への影響を検証した。具体的には、スロットアンテナ２０の形状をシミュレータで変化させて、インピーダンスの変化を確認した。

【0093】

［実施例１４］
図９は、実施例１４で用いたスロットアンテナ２０－１の形状を示す図である。シミュレータ上で図９に示す形状のスロットアンテナ２０－１のモデルを作成した。なお、図９に示すスロットアンテナ２０－１の形状や各部寸法は、図６に示した実施例１などで形成したスロットアンテナ２０のものと同一である。このように作成したスロットアンテナ２０－１のモデルを用いて、シミュレータ上でインピーダンスの計測を行った。

【0094】

図１０は、実施例１４のスロットアンテナ２０－１のインピーダンス特性の計測結果を示す図である。図１０の縦軸は、インピーダンスの実数と虚数の値を示す。図１０の横軸は周波数［ＭＨｚ］を示す。図１０に示す一点鎖線のグラフ（プロットが丸のグラフ）は各周波数に対応するインピーダンスの実数をプロットしたものである。図１０に示す実線のグラフ（プロットが四角のグラフ）は各周波数に対応するインピーダンスの虚数をプロットしたものである。

【0095】

［実施例１５］
図１１は、実施例１５で用いたスロットアンテナ２０－２の形状を示す図である。実施例１５のスロットアンテナ２０－２では、スロット２１の平行部２２の長さが実施例１４のスロットアンテナ２０－１のものより短くなるよう、スロット２１が形成されている。このように作成したスロットアンテナ２０－２のモデルを用いて、シミュレータ上でインピーダンスの計測を行った。図１２は、実施例１５のスロットアンテナ２０－２のインピーダンス特性の計測結果を示す図である。図１２の概要は図１０と同様である。

【0096】

［実施例１６］
図１３は、実施例１６で用いたスロットアンテナ２０－３の形状を示す図である。実施例１６のスロットアンテナ２０－３では、スロット２１の平行部２２の長さが実施例１５のスロットアンテナ２０－２のものよりさらに短くなるよう、スロット２１が形成されている。このように作成したスロットアンテナ２０－３のモデルを用いて、シミュレータ上でインピーダンスの計測を行った。図１４は、実施例１６のスロットアンテナ２０－３のインピーダンス特性の計測結果を示す図である。図１４の概要は図１０と同様である。

【0097】

［実施例１７］
図１５は、実施例１７で用いたスロットアンテナ２０－４の形状を示す図である。実施例１７のスロットアンテナ２０－４では、スロット２１の垂直部２３を無くし、平行部２２のみとなるよう、スロット２１が形成されている。スロット２１の平行部２２の長さは、実施例１４のスロットアンテナ２０－１のものと同一である。このように作成したスロットアンテナ２０－４のモデルを用いて、シミュレータ上でインピーダンスの計測を行った。図１６は、実施例１７のスロットアンテナ２０－４のインピーダンス特性の計測結果を示す図である。図１６の概要は図１０と同様である。

【0098】

［実施例１８］
図１７は、実施例１８で用いたスロットアンテナ２０－５の形状を示す図である。実施例１８のスロットアンテナ２０－５では、スロット２１の平行部２２の幅が実施例１７のスロットアンテナ２０－４のものより大きくなるようスロット２１が形成されている。このように作成したスロットアンテナ２０－５のモデルを用いて、シミュレータ上でインピーダンスの計測を行った。図１８は、実施例１８のスロットアンテナ２０－５のインピーダンス特性の計測結果を示す図である。図１８の概要は図１０と同様である。

【0099】

［実施例１９］
図１９は、実施例１９で用いたスロットアンテナ２０－６の形状を示す図である。実施例１９のスロットアンテナ２０－６は、短手方向（ｙ方向）の寸法が実施例１４のスロットアンテナ２０－１のものより短くなるよう形成されている。スロット２１の形状は実施例１４のスロットアンテナ２０－１のものと同一である。このように作成したスロットアンテナ２０－６モデルを用いて、シミュレータ上でインピーダンスの計測を行った。図２０は、実施例１９のスロットアンテナ２０－６のインピーダンス特性の計測結果を示す図である。図２０の概要は図１０と同様である。

【0100】

各実施例１４～１９の比較検証は、上記実施例１などで用いた実物のスロットアンテナ２０の形状や各部寸法と同一である実施例１４のスロットアンテナ２０－１のインピーダンス特性を基準として行った。例えば、実施例１４と同様のインピーダンス特性の実施例では、当該実施例の形状で実際にアンテナを製造したものでも、実施例１などの実物のスロットアンテナ２０と同様の性能が得られると仮定した。

【0101】

実施例１４～１６を比較すると、図１０、図１２、図１４に示すように、スリット３０の平行部２２の長さ、つまりスリット３０の長手方向（ｘ方向）の長さを変更すると、スロットアンテナのインピーダンス特性が大きく変化していることがわかる。一方、実施例１４と、実施例１７、１８とを比較すると、図１０、図１６、図１８に示すように、スリットの垂直部２３を無くしたり、平行部２２の幅を増やすなど、スリット３０の短手方向（ｙ方向）の長さを変更しても、シミュレーション上ではスロットアンテナのインピーダンス特性にはほとんど変化が見られなかった。同様に、実施例１４と実施例１９を比較すると、図１０、図２０に示すように、スリットアンテナの短手方向（ｙ方向）の寸法を変更しても、スロットアンテナのインピーダンス特性にはほとんど変化が見られなかった。

【0102】

以上より、シミュレーション上で、スリット３０の長手方向（ｘ方向）の長さがスロットアンテナのアンテナ特性に重要であることが示された。

【0103】

図２２は、上述した本実施の形態における、実施例１のＲＦＩＤタグについて、貼付対象物２００としての各金属種への影響について評価した結果を示す図である。ただし、本評価に当たっては、ラベル紙１０５は使用せず、タブの両端を金属板に粘着テープで固定して、評価した。

【0104】

図２２の評価結果から明らかなように、本実施の形態のＲＦＩＤタグは各金属種に対し良好な通信性能を発揮できる。

【0105】

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

【符号の説明】

【0106】

１００ ＲＦＩＤタグ
１０１ インレイ
１０ ＩＣチップ
２０ スロットアンテナ
２１ スロット
２２ 一対の平行部
２３ 一対の垂直部
１０２ 磁性シート
３０ スリット
１０３ 誘電層
２００ 貼付対象物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】