プラスチック製キャップおよび非接触ＩＣラベル
【課題】ボトルのキャップに貼り付けるタイプの非接触ＩＣラベルにおいて、不正な貼り替えを防止するために、飲用時のキャップ開栓で、非接触ＩＣラベル自身が持つ通信機能を確実に破壊する技術を提供すること。
【解決手段】ＲＦＩＤ機能を備えたプラスチック製キャップであって、キャップ本体と、回転中蓋と、非接触ＩＣラベルを備えており、前記非接触ＩＣラベルは、前記キャップ本体の天面部の外側と接着層を介してＩＣチップが実装されている面が接着されており、前記キャップ本体の天面部は、前記ＩＣチップが挿入可能な開口部を有し、且つ、前記回転中蓋は、前記キャップ本体の開封方向への回転により、前記ＩＣチップと当ることで前記ＩＣチップの電気的接続を切断することができる突起部を有していることを特徴とするプラスチック製キャップ。
【解決手段】ＲＦＩＤ機能を備えたプラスチック製キャップであって、キャップ本体と、回転中蓋と、非接触ＩＣラベルを備えており、前記非接触ＩＣラベルは、前記キャップ本体の天面部の外側と接着層を介してＩＣチップが実装されている面が接着されており、前記キャップ本体の天面部は、前記ＩＣチップが挿入可能な開口部を有し、且つ、前記回転中蓋は、前記キャップ本体の開封方向への回転により、前記ＩＣチップと当ることで前記ＩＣチップの電気的接続を切断することができる突起部を有していることを特徴とするプラスチック製キャップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的な視覚効果を呈する光学変化デバイスを備え、外部のデータ読取装置との間で、非接触でデータの送受信をすることができるプラスチック製キャップに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小売店やレンタル店等における商品管理に、ＩＣチップとアンテナとを備えた非接触ＩＣラベルが使用されている。これは、管理すべき商品に非接触ＩＣラベルを取り付け、専用のデータ読み書き装置でＩＣチップに格納されたデータを読み書きし、商品の出入庫管理、在庫管理、貸し出し管理等を行うものである。ＩＣチップを備えている為、商品コードだけでなく、入荷日、担当者等の豊富な情報を商品と一体で記録管理することができる。
【０００３】
非接触ＩＣラベルが普及するにつれ、非接触ＩＣラベルに光学変化デバイス（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｅｖｉｃｅ:以下、「ＯＶＤ」と称する。）を組み合わせることが行われている。ＯＶＤとは、光の干渉を用いて立体画像や特殊な装飾画像を表現できるホログラムや回折格子、光学特性の異なる薄膜を重ねることにより見る角度により色の変化を生じる多層薄膜などの総称である。これらＯＶＤは立体画像や色の変化といった独特な印象を与えるため、優れた装飾効果を有しており、各種包装材や絵本、カタログ等の一般的な印刷物に利用されている。ＯＶＤは高度な製造技術を要することから偽造防止手段としても使用され、同様な意味でクレジットカード、有価証券、証明書類等にも利用されている。
【０００４】
上述の非接触ＩＣラベルのデータ読み書き機能とＯＶＤの偽造防止機能や装飾効果を組み合わせることによって、より高レベルの偽造防止効果を実現したり、偽造防止効果又は装飾効果と商品管理機能を併せ持つラベルを構成したりすることができる等の利点がある。一例として、ホログラム加工を施した金属薄膜の一部をエッチング、レーザ照射などにより除去し残った導電性金属部分をアンテナパターンとした非接触型データ送受信体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、ホログラム加工を施したパターン状金属薄膜と、この金属薄膜上に絶縁層を介してＩＣチップとＩＣチップに接続されたアンテナ層（兼接続層）を設け、アンテナ層（兼接続層）と金属薄膜を容量結合で電気的に接続することでアンテナ層と金属薄膜が共同して一つのアンテナとして機能し良好な通信が可能となる非接触ＩＣラベルが提案されている（例えば、特許文献２参照）
【０００６】
現状、高級酒の偽造品は数多く出回っており、その偽造防止対策として、前述のＯＶＤを備える非接触ＩＣラベルをボトル（瓶）のタンパーエビデント機能付きキャップに貼り付けるなどの方法が考えられているが、従来の非接触ＩＣラベルは、加熱によって接着層の接着強度を低下させたり、または有機溶剤等を用いて接着層を溶解させるなどして、キャップから簡単に剥がされ、その後偽造キャップに貼り替えられてしまうという問題があった。
【０００７】
具体的には、飲用後のキャップ付き空ボトルがそれなりの価格で売買され偽造組織に環流され、そこで正規品の非接触ＩＣラベルが剥がし取られ、タンパーエビデントが未破壊の偽造キャップに貼り付けられ再使用されるといったケースである。この場合、偽造品には正規品の非接触ＩＣラベルが貼られているので、外部の非接触読み取り装置でＩＣチップの真贋判定しても本物と判断されてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−４２０８８号公報
【特許文献２】ＷＯ２００８／０３８６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ボトルのキャップに貼り付けるタイプの非接触ＩＣラベルにおいて、不正な貼り替えを防止するために、飲用時のキャップ開栓で、非接触ＩＣラベル自身が持つ通信機能を確実に破壊する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を達成するための請求項１に係る発明は、キャップ本体と、キャップ本体の天板内側に回転中蓋と、キャップ本体天板外側に非接触ＩＣラベルとを備えたプラスチック製キャップであって、
前記キャップ本体の内側周壁部には螺合可能とするためのねじ山が形成され、前記天板内側の中央部には、凹部または凸部が形成され、天板周辺には天板を貫通して開口部が設けられ、
前記非接触ＩＣラベルはＩＣチップが表面に突出して設けられ、前記ＩＣチップが前記開口部に嵌合するように設けられ、
前記回転中蓋には前記キャップ本体の天板内側に接する面の中央部に凹部または凸部と嵌合する凸部または凹部と、外周部に突起部とが形成され、
前記突起部は、前記開口部を通り前記回転中蓋の前記キャップ本体に対する回転により前記開口部を移動し、前記突起部の先端は前記回転中蓋の回転により前記ＩＣチップに当接して剥離する位置に設けられたことを特徴とするプラスチック製キャップである。
【００１１】
また、請求項２に係る発明は、基材の一方の面に、機能層と、パターン化された第一の導電層と該導電層上に位置するマスク層と、隠蔽層と、前記第一の導電層と静電容量的に結合するパターン化された第二の導電層と、前記第二の導電層に跨って電気的に接続するＩＣチップと、パターン化された接着層と、がこの順に積層されており、前記基材の他方の面から見て、前記第二の導電層と前記ＩＣチップが視認不能に前記隠蔽層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の非接触ＩＣラベルである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の非接触ＩＣラベルおよびプラスチック製キャップによれば、ボトルのキャップに貼り付けるタイプの非接触ＩＣラベルにおいて、不正な貼り替えを防止するために、飲用時のキャップ開栓で、非接触ＩＣラベル自身が持つ通信機能を確実に破壊する非接触ＩＣラベルおよびプラスチック製キャップを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のキャップ本体の上面図である。
【図２】回転中蓋の上面図である。
【図３】本発明の非接触ＩＣラベルの外観上面図である。
【図４】図３の上面透視図である。
【図５】図４の破線Ａの断面拡大図である。
【図６】キャップ本体に非接触ＩＣラベルが貼られた状態の上面図である。
【図７】図６の破線Ｂの断面図である。
【図８】図６のピン移動穴のイメージ断面図（閉栓時）である。
【図９】図６のピン移動穴のイメージ断面図（開栓時）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態の一例である非接触ＩＣラベル（以下、単に「ＩＣラベル」と称する）およびプラスチック製キャップ本体（以下、単に「キャップ本体」と称する）について図１から図８を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明のキャップ本体１の上面図である。
キャップ本体１には、図１に示す位置にキャップ本体１を貫通しているピン移動穴２が設けられている。図２は、キャップ本体１の中に押し込まれる円形の回転中蓋３の上面図であり、中心には突起状の中心軸３ｂが設けられており、さらに外周付近には後述するＩＣチップを剥がすための剥離ピン３ａが設けられている。
【００１６】
図３は本発明のＩＣラベル４の外観上面図で、図４はその透視図である。
図５は、図４の破線Ａの断面拡大図である。
【００１７】
ＩＣラベル４は、キャップ本体１の上面形状に合わせた円形であり、以下にＩＣラベル４について説明する。
ラベル基材５は、機能層１１と導電層１０が視認できるような透明の樹脂等からなる。具体的には、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ）等の樹脂等からなる透明なシート状の材料であれば好適に採用することができる。なお、ラベル基材５は、下方の機能層１１と導電層１０が視認できれば、必ずしも無色でなくてもよく、透明性を有する有色の材料で形成されてもよい。
【００１８】
ラベル基材５の導電層１０に対向する面には、ＯＶＤとして機能する機能層１１が形成されている。機能層１１は、立体画像が表現されたり、見る角度によって色が変化するレリーフ型や体積型のホログラム、複数種類の回折格子が画素として配置された回折格子画像、カラーシフトを生じるセラミックスや金属材料の薄膜積層体等が、適宜選択されて公知の方法により形成されている。これらの中では、量産性やコストを考慮すると、レリーフ型ホログラム（回折格子）や多層薄膜方式のものが好ましい。
【００１９】
導電層１０は、アルミ等の金属を機能層１１上に蒸着することによって蒸着膜として形成されている。導電層１０は、ポリアミドイミド等からなる所望の形状のマスク層（兼絶縁層）９で被覆し、デメタライズ処理を施すことによって不要部を除去し、所望の形状に形成することができる。
【００２０】
導電層１０は、接続層７を介してＩＣチップ６と静電容量的に接続されて、ＩＣチップ６のアンテナとして非接触通信を可能にするとともに、反射層として機能するため、機能層１１が発揮する視覚効果を高める。特に、機能層１１がレリーフホログラムや回折格子等の場合は、これらの回折効果が高められ、より鮮明にホログラム画像、回折格子画像が認識できるようになる効果がある。
【００２１】
マスク層（兼絶縁層）９の下面及び機能層１１の下面にはＩＣラベル４を上面から見たとき（平面視）に接続層７、ＩＣチップ６および後述する補助アンテナ８を可視光下で視認不能にするための隠蔽層１２が設けられている。
【００２２】
隠蔽層１２は、後述する導電層１０と接続層７、導電層１０と補助アンテナ８とが静電容量結合可能となるように、非導電性材料で形成されている。本実施形態においては、非導電性インキを印刷することによって隠蔽層１２が形成されている。
【００２３】
隠蔽層１２は、ＩＣチップ６、接続層７および補助アンテナ８が平面視において見えなくなるような印刷インキ等を用いる。例えば、所定の波長の可視光線を反射して特定の色彩を呈するものでも良いし、すべての波長の可視光線を吸収するような黒色のものでもよい。さらに、すべての波長の可視光線を反射するものでもよい。
【００２４】
隠蔽層１２は、少なくともＩＣチップ６、接続層７および補助アンテナ８を覆うように形成してもよいが、全面に形成してもよい。全面に形成することにより、基材側から見たときに、導電性を設けていない部分全域が隠蔽層１２で隠蔽でき、よりＩＣチップの位置がわかりづらくなるため好ましい。
【００２５】
接続層７および補助アンテナ８は、銀ペーストインキ等の導電性ペーストを用いて隠蔽層１２の下面に公知の方法で印刷されることによって、例えば図４に示すような形状に形成されている。
【００２６】
ＩＣチップ６は、シリコンの単結晶等からなり、図示しないバンプが異方導電性接着剤
等を用いて加熱加圧接着し接続層７に電気的に接続され実装されている。導電層１０と接続層７とは、両者の間に介在する絶縁性のマスク層（兼絶縁層）９と非導電性インキの隠蔽層１２を誘電体として、図５で示した破線円Ｃの範囲における静電容量結合により電気的に接続されており、ＩＣチップ６が、外部の読取装置と電波方式の非接触データ通信が可能となっている。ＩＣチップ６と外部の読取装置との交信に使用する周波数は、マイクロ波帯（２．４５ギガヘルツ）及びＵＨＦ波帯（８４０〜９６０メガヘルツ）となっている。
【００２７】
ＩＣチップ６として、１個１個異なる識別情報（ユニークＩＤ、以下、「ＵＩＤ」と称
する。）が付されたものが用いられてもよい。ＵＩＤは、例えば、数字、英文字、記号等またはこれらの組み合わせからできており、それぞれのＩＣチップのメモリに、対応するＵＩＤが記憶されている。このようなＩＣチップを用いると、ＵＩＤを読み取り利用することによって、そのＩＣチップ（又はそのＩＣチップが付いたＩＣラベル）のトレーサビリティを確保することができる。
【００２８】
接続層７、補助アンテナ８を含む隠蔽層１２の下方には、パターン化された接着層１３が設けられており、その接着力によってキャップ本体１の上面に接着される。
【００２９】
上記のように構成されたＩＣラベル４は、ラベル基材５の一方の面に機能層１１を形成し、機能層１１上に金属蒸着膜を形成してマスク層（兼絶縁層）９を用いて導電層１０を所望の形状に形成し、さらに隠蔽層１２、接続層７および補助アンテナ８の順番で印刷によってそれぞれの層を設け、ＩＣチップ６を接続層７に実装し、最後に接着層１３を設けることによって製造することができる。隠蔽層１２、接続層７および補助アンテナ８については、例えば、多色スクリーン印刷機で最初に隠蔽層１２を印刷し、続いて接続層７および補助アンテナ８を印刷し、その印刷直後に乾燥工程を入れることで効率的に形成できる。
【００３０】
図６はキャップ本体１にＩＣラベル４が貼られた状態の上面図であり、ピン移動穴２の中心にＩＣラベル４のＩＣチップ６が入るようにして貼り付けられている。
図７は、図６の破線Ｂにおけるボトル１９との係合状態を示す断面図であり、図に示すように回転中蓋３の剥離ピン３ａがピン移動穴２の中に入るようにして、回転中蓋３はキャップ本体１の内側奥にはめ込まれている。また回転中蓋３の中心にある突起状の中心軸３ｂと、キャップ本体１の内側に設けられた軸受け部１ａは、図に示すように係合されている。回転中蓋３は、後述する理由からキャップ本体１の中で確実に回転しなければならないので、その外形はキャップ本体１の内側の内径より若干小さく作られている。なお図７から図９のキャップは、タンパーエビデント機能の部分を省略して描いている。
【００３１】
図８および図９は、図６のピン移動穴２を、図６の右方向からみたイメージ断面図である。
以下に、内容物がボトル１９に充てんされた後のキャップ本体１の初期閉栓工程について説明する。
初期閉栓において、ピン移動穴２内での剥離ピン３ａの位置は、図８に示す位置にあるものとし、キャップ本体１および回転中蓋３は共に時計方向に回転しながら下方向に進み、回転中蓋３がボトル１９の注ぎ口部に触れると、回転中蓋３はボトル１９との摩擦抵抗によってその回転を止めようとする摩擦力が発生するが、他方では、回転中蓋３の剥離ピン３ａがピン移動穴２の端部に当たっているために、回転中蓋３はキャップ本体１と共に回転しながら閉栓位置まで閉め込まれる。その間、中心軸３ｂが軸受け部１ａに入り込むため、回転中蓋３はキャップ本体１からみて中心に置かれたことになる。
【００３２】
次に、飲用時のキャップ本体１の開栓について説明する。
閉栓状態におけるピン移動穴２内での剥離ピン３ａの位置は、図８に示す位置であり、開栓はキャップ本体１を反時計方向に回転して開栓するわけであるが、開栓初期の状態では、回転中蓋３とボトル１９はまだ摩擦抵抗が高い状態にあるため、回転中蓋３はキャップ本体１の内で留まり、キャップ本体１のみが回転する。相対的にみるとボトル１９と回転中蓋３が回転しているようにも見える。前述のとおり回転中蓋３の中心軸３ｂが軸受け部１ａに入っているために回転軸が形成され、回転中蓋３はぶれることなく回転する。このことで図９に示すようにピン移動穴２の中で剥離ピン３ａが左方向に移動し、この移動によって、ＩＣチップ６はＩＣラベル４から剥がされることになる。
【００３３】
この時の剥離する力を、ＩＣラベル４とＩＣチップの接着強度より大きくするように設定することで、確実にＩＣチップ６はＩＣラベル４から剥がされることになる。
【００３４】
以上のことから、本発明のＩＣラベル４が貼られたキャップ本体１では、購入後飲用するため普通に開栓するだけで、ＩＣラベル４に実装されたＩＣチップ６が剥離され、ＩＣラベルとしての通信機能を不能とすることができる。またＩＣラベル４としてはＩＣチップ６のみの局所的な剥離であるために、ＩＣラベル４に備わっているＯＶＤ機能（導電層１０、機能層１１）の部分にはほとんど損傷を受けないことから、飲用者には知られずにＩＣラベルとしての通信機能を不能にすることができる。
【００３５】
開栓によってＩＣラベル４に実装されたＩＣチップ６が剥離され、通信機能が不能なったＩＣラベルは、外観は正規品であるが通信機能が不能であるために、偽造したキャップに貼り替えて使われても、非接触の読み取り装置を使った真贋判定においては偽造品と判定されることになり、本発明の仕組みは優れた偽造防止策であるといえる。
【００３６】
次にアンテナの特徴と性能について説明する。
図４は、ＩＣラベル内の接続層７のアンテナ部および補助アンテナ８を破線で示した図である。導電層１０、接続層７および補助アンテナ８は共にＩＣラベルのアンテナとして機能する。接続層７にはＩＣチップ６が実装されており、またアンテナ側のインピーダンスとＩＣチップ側の内部インピーダンスとを整合するインピーダンス整合回路がＩＣチップ６付近にスリットパターンとして形成されている。接続層７は、さらに図４に示すように円弧状のアンテナであり、また導電層１０との静電容量結合用の接続パッド１４を備え、図５で示した波線円Ｃの範囲における静電容量結合によって、接続パッド１４と導電層１０とが電気的に接続される。
【００３７】
円弧状の補助アンテナ８は、図５で示した波線円Ｄの範囲における静電容量結合によって接続パッド１５と導電層１０と電気的に接続されており、導電層１０の補助アンテナとして作用し、ＩＣラベルのアンテナ利得向上のために設けてある。
【００３８】
図４に示すアンテナは、一般的な半波長ダイポールアンテナを変形させた変形ダイポールアンテナである。従来のホログラムラベルと同様に、ホログラムの特徴である立体画像、特殊な装飾画像、色変化などの光学効果を最大限に得るためには、欠け、切れ目等のない面で、かつある程度の面積を有する表現部が必要であり、この表現部を得るためにデザインされたアンテナが図４に示す変形ダイポールアンテナである。
【００３９】
図４に示す変形ダイポールアンテナの性能であるが、電磁界シミュレーター（Ａｎｓｏｆｔ社製ＨＦＳＳ）でシミュレーションを行った結果、標準半波長ダイポールアンテナのアンテナ利得が２．１４ｄＢｉであるのに対して、本発明のアンテナは２．４５ＧＨｚ仕様でラベルの直径が２５ｍｍのサイズでアンテナ利得は約１．１ｄＢｉであった。接続層７のアンテナ部分が双方に折り返されていることから全体の放射効率が低下し、アンテナ利得が下がったものと考えられる。なおシミュレーションの際の被接着体モデル（キャップ本体相当）は２ｍｍ厚で比誘電率εsを３．２とした。
【００４０】
本ＩＣラベルは物流等で使われるＲＦＩＤタグのような長距離の読み取り通信距離性能は必要ではない。ハンディリーダーで近接して読み取りできる通信距離があればよいので、前述のアンテナ利得約１．１ｄＢｉという性能であっても問題はなく、また被接着体であるプラスチック製キャップの誘電率により波長短縮効果が働き、検証実験では良好な通信距離が得られている。
【００４１】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものでなく、ＩＣラベルおよびキャップの内容や目的に応じて適宜その構成や材料等において最適化することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１ キャップ本体
１ａ 軸受け部
２ ピン移動穴
３ 回転中蓋
３ａ 剥離ピン
３ｂ 中心軸
４ ＩＣラベル
５ ラベル基材
６ ＩＣチップ
７ アンテナ層（兼接続層）
８ 補助アンテナ
９ マスク層（兼絶縁層）
１０ 導電層
１１ 機能層
１２ 隠蔽層
１３ 接着層
１４ 接続パッド
１５ 接続パッド
１９ ボトル
Ａ 断面
Ｂ 断面
Ｃ 静電容量結合
Ｄ 静電容量結合
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的な視覚効果を呈する光学変化デバイスを備え、外部のデータ読取装置との間で、非接触でデータの送受信をすることができるプラスチック製キャップに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小売店やレンタル店等における商品管理に、ＩＣチップとアンテナとを備えた非接触ＩＣラベルが使用されている。これは、管理すべき商品に非接触ＩＣラベルを取り付け、専用のデータ読み書き装置でＩＣチップに格納されたデータを読み書きし、商品の出入庫管理、在庫管理、貸し出し管理等を行うものである。ＩＣチップを備えている為、商品コードだけでなく、入荷日、担当者等の豊富な情報を商品と一体で記録管理することができる。
【０００３】
非接触ＩＣラベルが普及するにつれ、非接触ＩＣラベルに光学変化デバイス（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｅｖｉｃｅ:以下、「ＯＶＤ」と称する。）を組み合わせることが行われている。ＯＶＤとは、光の干渉を用いて立体画像や特殊な装飾画像を表現できるホログラムや回折格子、光学特性の異なる薄膜を重ねることにより見る角度により色の変化を生じる多層薄膜などの総称である。これらＯＶＤは立体画像や色の変化といった独特な印象を与えるため、優れた装飾効果を有しており、各種包装材や絵本、カタログ等の一般的な印刷物に利用されている。ＯＶＤは高度な製造技術を要することから偽造防止手段としても使用され、同様な意味でクレジットカード、有価証券、証明書類等にも利用されている。
【０００４】
上述の非接触ＩＣラベルのデータ読み書き機能とＯＶＤの偽造防止機能や装飾効果を組み合わせることによって、より高レベルの偽造防止効果を実現したり、偽造防止効果又は装飾効果と商品管理機能を併せ持つラベルを構成したりすることができる等の利点がある。一例として、ホログラム加工を施した金属薄膜の一部をエッチング、レーザ照射などにより除去し残った導電性金属部分をアンテナパターンとした非接触型データ送受信体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、ホログラム加工を施したパターン状金属薄膜と、この金属薄膜上に絶縁層を介してＩＣチップとＩＣチップに接続されたアンテナ層（兼接続層）を設け、アンテナ層（兼接続層）と金属薄膜を容量結合で電気的に接続することでアンテナ層と金属薄膜が共同して一つのアンテナとして機能し良好な通信が可能となる非接触ＩＣラベルが提案されている（例えば、特許文献２参照）
【０００６】
現状、高級酒の偽造品は数多く出回っており、その偽造防止対策として、前述のＯＶＤを備える非接触ＩＣラベルをボトル（瓶）のタンパーエビデント機能付きキャップに貼り付けるなどの方法が考えられているが、従来の非接触ＩＣラベルは、加熱によって接着層の接着強度を低下させたり、または有機溶剤等を用いて接着層を溶解させるなどして、キャップから簡単に剥がされ、その後偽造キャップに貼り替えられてしまうという問題があった。
【０００７】
具体的には、飲用後のキャップ付き空ボトルがそれなりの価格で売買され偽造組織に環流され、そこで正規品の非接触ＩＣラベルが剥がし取られ、タンパーエビデントが未破壊の偽造キャップに貼り付けられ再使用されるといったケースである。この場合、偽造品には正規品の非接触ＩＣラベルが貼られているので、外部の非接触読み取り装置でＩＣチップの真贋判定しても本物と判断されてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−４２０８８号公報
【特許文献２】ＷＯ２００８／０３８６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ボトルのキャップに貼り付けるタイプの非接触ＩＣラベルにおいて、不正な貼り替えを防止するために、飲用時のキャップ開栓で、非接触ＩＣラベル自身が持つ通信機能を確実に破壊する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を達成するための請求項１に係る発明は、キャップ本体と、キャップ本体の天板内側に回転中蓋と、キャップ本体天板外側に非接触ＩＣラベルとを備えたプラスチック製キャップであって、
前記キャップ本体の内側周壁部には螺合可能とするためのねじ山が形成され、前記天板内側の中央部には、凹部または凸部が形成され、天板周辺には天板を貫通して開口部が設けられ、
前記非接触ＩＣラベルはＩＣチップが表面に突出して設けられ、前記ＩＣチップが前記開口部に嵌合するように設けられ、
前記回転中蓋には前記キャップ本体の天板内側に接する面の中央部に凹部または凸部と嵌合する凸部または凹部と、外周部に突起部とが形成され、
前記突起部は、前記開口部を通り前記回転中蓋の前記キャップ本体に対する回転により前記開口部を移動し、前記突起部の先端は前記回転中蓋の回転により前記ＩＣチップに当接して剥離する位置に設けられたことを特徴とするプラスチック製キャップである。
【００１１】
また、請求項２に係る発明は、基材の一方の面に、機能層と、パターン化された第一の導電層と該導電層上に位置するマスク層と、隠蔽層と、前記第一の導電層と静電容量的に結合するパターン化された第二の導電層と、前記第二の導電層に跨って電気的に接続するＩＣチップと、パターン化された接着層と、がこの順に積層されており、前記基材の他方の面から見て、前記第二の導電層と前記ＩＣチップが視認不能に前記隠蔽層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の非接触ＩＣラベルである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の非接触ＩＣラベルおよびプラスチック製キャップによれば、ボトルのキャップに貼り付けるタイプの非接触ＩＣラベルにおいて、不正な貼り替えを防止するために、飲用時のキャップ開栓で、非接触ＩＣラベル自身が持つ通信機能を確実に破壊する非接触ＩＣラベルおよびプラスチック製キャップを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のキャップ本体の上面図である。
【図２】回転中蓋の上面図である。
【図３】本発明の非接触ＩＣラベルの外観上面図である。
【図４】図３の上面透視図である。
【図５】図４の破線Ａの断面拡大図である。
【図６】キャップ本体に非接触ＩＣラベルが貼られた状態の上面図である。
【図７】図６の破線Ｂの断面図である。
【図８】図６のピン移動穴のイメージ断面図（閉栓時）である。
【図９】図６のピン移動穴のイメージ断面図（開栓時）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態の一例である非接触ＩＣラベル（以下、単に「ＩＣラベル」と称する）およびプラスチック製キャップ本体（以下、単に「キャップ本体」と称する）について図１から図８を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明のキャップ本体１の上面図である。
キャップ本体１には、図１に示す位置にキャップ本体１を貫通しているピン移動穴２が設けられている。図２は、キャップ本体１の中に押し込まれる円形の回転中蓋３の上面図であり、中心には突起状の中心軸３ｂが設けられており、さらに外周付近には後述するＩＣチップを剥がすための剥離ピン３ａが設けられている。
【００１６】
図３は本発明のＩＣラベル４の外観上面図で、図４はその透視図である。
図５は、図４の破線Ａの断面拡大図である。
【００１７】
ＩＣラベル４は、キャップ本体１の上面形状に合わせた円形であり、以下にＩＣラベル４について説明する。
ラベル基材５は、機能層１１と導電層１０が視認できるような透明の樹脂等からなる。具体的には、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ）等の樹脂等からなる透明なシート状の材料であれば好適に採用することができる。なお、ラベル基材５は、下方の機能層１１と導電層１０が視認できれば、必ずしも無色でなくてもよく、透明性を有する有色の材料で形成されてもよい。
【００１８】
ラベル基材５の導電層１０に対向する面には、ＯＶＤとして機能する機能層１１が形成されている。機能層１１は、立体画像が表現されたり、見る角度によって色が変化するレリーフ型や体積型のホログラム、複数種類の回折格子が画素として配置された回折格子画像、カラーシフトを生じるセラミックスや金属材料の薄膜積層体等が、適宜選択されて公知の方法により形成されている。これらの中では、量産性やコストを考慮すると、レリーフ型ホログラム（回折格子）や多層薄膜方式のものが好ましい。
【００１９】
導電層１０は、アルミ等の金属を機能層１１上に蒸着することによって蒸着膜として形成されている。導電層１０は、ポリアミドイミド等からなる所望の形状のマスク層（兼絶縁層）９で被覆し、デメタライズ処理を施すことによって不要部を除去し、所望の形状に形成することができる。
【００２０】
導電層１０は、接続層７を介してＩＣチップ６と静電容量的に接続されて、ＩＣチップ６のアンテナとして非接触通信を可能にするとともに、反射層として機能するため、機能層１１が発揮する視覚効果を高める。特に、機能層１１がレリーフホログラムや回折格子等の場合は、これらの回折効果が高められ、より鮮明にホログラム画像、回折格子画像が認識できるようになる効果がある。
【００２１】
マスク層（兼絶縁層）９の下面及び機能層１１の下面にはＩＣラベル４を上面から見たとき（平面視）に接続層７、ＩＣチップ６および後述する補助アンテナ８を可視光下で視認不能にするための隠蔽層１２が設けられている。
【００２２】
隠蔽層１２は、後述する導電層１０と接続層７、導電層１０と補助アンテナ８とが静電容量結合可能となるように、非導電性材料で形成されている。本実施形態においては、非導電性インキを印刷することによって隠蔽層１２が形成されている。
【００２３】
隠蔽層１２は、ＩＣチップ６、接続層７および補助アンテナ８が平面視において見えなくなるような印刷インキ等を用いる。例えば、所定の波長の可視光線を反射して特定の色彩を呈するものでも良いし、すべての波長の可視光線を吸収するような黒色のものでもよい。さらに、すべての波長の可視光線を反射するものでもよい。
【００２４】
隠蔽層１２は、少なくともＩＣチップ６、接続層７および補助アンテナ８を覆うように形成してもよいが、全面に形成してもよい。全面に形成することにより、基材側から見たときに、導電性を設けていない部分全域が隠蔽層１２で隠蔽でき、よりＩＣチップの位置がわかりづらくなるため好ましい。
【００２５】
接続層７および補助アンテナ８は、銀ペーストインキ等の導電性ペーストを用いて隠蔽層１２の下面に公知の方法で印刷されることによって、例えば図４に示すような形状に形成されている。
【００２６】
ＩＣチップ６は、シリコンの単結晶等からなり、図示しないバンプが異方導電性接着剤
等を用いて加熱加圧接着し接続層７に電気的に接続され実装されている。導電層１０と接続層７とは、両者の間に介在する絶縁性のマスク層（兼絶縁層）９と非導電性インキの隠蔽層１２を誘電体として、図５で示した破線円Ｃの範囲における静電容量結合により電気的に接続されており、ＩＣチップ６が、外部の読取装置と電波方式の非接触データ通信が可能となっている。ＩＣチップ６と外部の読取装置との交信に使用する周波数は、マイクロ波帯（２．４５ギガヘルツ）及びＵＨＦ波帯（８４０〜９６０メガヘルツ）となっている。
【００２７】
ＩＣチップ６として、１個１個異なる識別情報（ユニークＩＤ、以下、「ＵＩＤ」と称
する。）が付されたものが用いられてもよい。ＵＩＤは、例えば、数字、英文字、記号等またはこれらの組み合わせからできており、それぞれのＩＣチップのメモリに、対応するＵＩＤが記憶されている。このようなＩＣチップを用いると、ＵＩＤを読み取り利用することによって、そのＩＣチップ（又はそのＩＣチップが付いたＩＣラベル）のトレーサビリティを確保することができる。
【００２８】
接続層７、補助アンテナ８を含む隠蔽層１２の下方には、パターン化された接着層１３が設けられており、その接着力によってキャップ本体１の上面に接着される。
【００２９】
上記のように構成されたＩＣラベル４は、ラベル基材５の一方の面に機能層１１を形成し、機能層１１上に金属蒸着膜を形成してマスク層（兼絶縁層）９を用いて導電層１０を所望の形状に形成し、さらに隠蔽層１２、接続層７および補助アンテナ８の順番で印刷によってそれぞれの層を設け、ＩＣチップ６を接続層７に実装し、最後に接着層１３を設けることによって製造することができる。隠蔽層１２、接続層７および補助アンテナ８については、例えば、多色スクリーン印刷機で最初に隠蔽層１２を印刷し、続いて接続層７および補助アンテナ８を印刷し、その印刷直後に乾燥工程を入れることで効率的に形成できる。
【００３０】
図６はキャップ本体１にＩＣラベル４が貼られた状態の上面図であり、ピン移動穴２の中心にＩＣラベル４のＩＣチップ６が入るようにして貼り付けられている。
図７は、図６の破線Ｂにおけるボトル１９との係合状態を示す断面図であり、図に示すように回転中蓋３の剥離ピン３ａがピン移動穴２の中に入るようにして、回転中蓋３はキャップ本体１の内側奥にはめ込まれている。また回転中蓋３の中心にある突起状の中心軸３ｂと、キャップ本体１の内側に設けられた軸受け部１ａは、図に示すように係合されている。回転中蓋３は、後述する理由からキャップ本体１の中で確実に回転しなければならないので、その外形はキャップ本体１の内側の内径より若干小さく作られている。なお図７から図９のキャップは、タンパーエビデント機能の部分を省略して描いている。
【００３１】
図８および図９は、図６のピン移動穴２を、図６の右方向からみたイメージ断面図である。
以下に、内容物がボトル１９に充てんされた後のキャップ本体１の初期閉栓工程について説明する。
初期閉栓において、ピン移動穴２内での剥離ピン３ａの位置は、図８に示す位置にあるものとし、キャップ本体１および回転中蓋３は共に時計方向に回転しながら下方向に進み、回転中蓋３がボトル１９の注ぎ口部に触れると、回転中蓋３はボトル１９との摩擦抵抗によってその回転を止めようとする摩擦力が発生するが、他方では、回転中蓋３の剥離ピン３ａがピン移動穴２の端部に当たっているために、回転中蓋３はキャップ本体１と共に回転しながら閉栓位置まで閉め込まれる。その間、中心軸３ｂが軸受け部１ａに入り込むため、回転中蓋３はキャップ本体１からみて中心に置かれたことになる。
【００３２】
次に、飲用時のキャップ本体１の開栓について説明する。
閉栓状態におけるピン移動穴２内での剥離ピン３ａの位置は、図８に示す位置であり、開栓はキャップ本体１を反時計方向に回転して開栓するわけであるが、開栓初期の状態では、回転中蓋３とボトル１９はまだ摩擦抵抗が高い状態にあるため、回転中蓋３はキャップ本体１の内で留まり、キャップ本体１のみが回転する。相対的にみるとボトル１９と回転中蓋３が回転しているようにも見える。前述のとおり回転中蓋３の中心軸３ｂが軸受け部１ａに入っているために回転軸が形成され、回転中蓋３はぶれることなく回転する。このことで図９に示すようにピン移動穴２の中で剥離ピン３ａが左方向に移動し、この移動によって、ＩＣチップ６はＩＣラベル４から剥がされることになる。
【００３３】
この時の剥離する力を、ＩＣラベル４とＩＣチップの接着強度より大きくするように設定することで、確実にＩＣチップ６はＩＣラベル４から剥がされることになる。
【００３４】
以上のことから、本発明のＩＣラベル４が貼られたキャップ本体１では、購入後飲用するため普通に開栓するだけで、ＩＣラベル４に実装されたＩＣチップ６が剥離され、ＩＣラベルとしての通信機能を不能とすることができる。またＩＣラベル４としてはＩＣチップ６のみの局所的な剥離であるために、ＩＣラベル４に備わっているＯＶＤ機能（導電層１０、機能層１１）の部分にはほとんど損傷を受けないことから、飲用者には知られずにＩＣラベルとしての通信機能を不能にすることができる。
【００３５】
開栓によってＩＣラベル４に実装されたＩＣチップ６が剥離され、通信機能が不能なったＩＣラベルは、外観は正規品であるが通信機能が不能であるために、偽造したキャップに貼り替えて使われても、非接触の読み取り装置を使った真贋判定においては偽造品と判定されることになり、本発明の仕組みは優れた偽造防止策であるといえる。
【００３６】
次にアンテナの特徴と性能について説明する。
図４は、ＩＣラベル内の接続層７のアンテナ部および補助アンテナ８を破線で示した図である。導電層１０、接続層７および補助アンテナ８は共にＩＣラベルのアンテナとして機能する。接続層７にはＩＣチップ６が実装されており、またアンテナ側のインピーダンスとＩＣチップ側の内部インピーダンスとを整合するインピーダンス整合回路がＩＣチップ６付近にスリットパターンとして形成されている。接続層７は、さらに図４に示すように円弧状のアンテナであり、また導電層１０との静電容量結合用の接続パッド１４を備え、図５で示した波線円Ｃの範囲における静電容量結合によって、接続パッド１４と導電層１０とが電気的に接続される。
【００３７】
円弧状の補助アンテナ８は、図５で示した波線円Ｄの範囲における静電容量結合によって接続パッド１５と導電層１０と電気的に接続されており、導電層１０の補助アンテナとして作用し、ＩＣラベルのアンテナ利得向上のために設けてある。
【００３８】
図４に示すアンテナは、一般的な半波長ダイポールアンテナを変形させた変形ダイポールアンテナである。従来のホログラムラベルと同様に、ホログラムの特徴である立体画像、特殊な装飾画像、色変化などの光学効果を最大限に得るためには、欠け、切れ目等のない面で、かつある程度の面積を有する表現部が必要であり、この表現部を得るためにデザインされたアンテナが図４に示す変形ダイポールアンテナである。
【００３９】
図４に示す変形ダイポールアンテナの性能であるが、電磁界シミュレーター（Ａｎｓｏｆｔ社製ＨＦＳＳ）でシミュレーションを行った結果、標準半波長ダイポールアンテナのアンテナ利得が２．１４ｄＢｉであるのに対して、本発明のアンテナは２．４５ＧＨｚ仕様でラベルの直径が２５ｍｍのサイズでアンテナ利得は約１．１ｄＢｉであった。接続層７のアンテナ部分が双方に折り返されていることから全体の放射効率が低下し、アンテナ利得が下がったものと考えられる。なおシミュレーションの際の被接着体モデル（キャップ本体相当）は２ｍｍ厚で比誘電率εsを３．２とした。
【００４０】
本ＩＣラベルは物流等で使われるＲＦＩＤタグのような長距離の読み取り通信距離性能は必要ではない。ハンディリーダーで近接して読み取りできる通信距離があればよいので、前述のアンテナ利得約１．１ｄＢｉという性能であっても問題はなく、また被接着体であるプラスチック製キャップの誘電率により波長短縮効果が働き、検証実験では良好な通信距離が得られている。
【００４１】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものでなく、ＩＣラベルおよびキャップの内容や目的に応じて適宜その構成や材料等において最適化することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１ キャップ本体
１ａ 軸受け部
２ ピン移動穴
３ 回転中蓋
３ａ 剥離ピン
３ｂ 中心軸
４ ＩＣラベル
５ ラベル基材
６ ＩＣチップ
７ アンテナ層（兼接続層）
８ 補助アンテナ
９ マスク層（兼絶縁層）
１０ 導電層
１１ 機能層
１２ 隠蔽層
１３ 接着層
１４ 接続パッド
１５ 接続パッド
１９ ボトル
Ａ 断面
Ｂ 断面
Ｃ 静電容量結合
Ｄ 静電容量結合
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャップ本体と、キャップ本体の天板内側に回転中蓋と、キャップ本体天板外側に非接触ＩＣラベルとを備えたプラスチック製キャップであって、
前記キャップ本体の内側周壁部には螺合可能とするためのねじ山が形成され、前記天板内側の中央部には、凹部または凸部が形成され、天板周辺には天板を貫通して開口部が設けられ、
前記非接触ＩＣラベルはＩＣチップが表面に突出して設けられ、前記ＩＣチップが前記開口部に嵌合するように設けられ、
前記回転中蓋には前記キャップ本体の天板内側に接する面の中央部に凹部または凸部と嵌合する凸部または凹部と、外周部に突起部とが形成され、
前記突起部は、前記開口部を通り前記回転中蓋の前記キャップ本体に対する回転により前記開口部を移動し、前記突起部の先端は前記回転中蓋の回転により前記ＩＣチップに当接して剥離する位置に設けられたことを特徴とするプラスチック製キャップ。
【請求項２】
基材の一方の面に、機能層と、パターン化された第一の導電層と該導電層上に位置するマスク層と、隠蔽層と、前記第一の導電層と静電容量的に結合するパターン化された第二の導電層と、前記第二の導電層に跨って電気的に接続するＩＣチップと、パターン化された接着層と、がこの順に積層されており、前記基材の他方の面から見て、前記第二の導電層と前記ＩＣチップが視認不能に前記隠蔽層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の非接触ＩＣラベル。
【請求項１】
キャップ本体と、キャップ本体の天板内側に回転中蓋と、キャップ本体天板外側に非接触ＩＣラベルとを備えたプラスチック製キャップであって、
前記キャップ本体の内側周壁部には螺合可能とするためのねじ山が形成され、前記天板内側の中央部には、凹部または凸部が形成され、天板周辺には天板を貫通して開口部が設けられ、
前記非接触ＩＣラベルはＩＣチップが表面に突出して設けられ、前記ＩＣチップが前記開口部に嵌合するように設けられ、
前記回転中蓋には前記キャップ本体の天板内側に接する面の中央部に凹部または凸部と嵌合する凸部または凹部と、外周部に突起部とが形成され、
前記突起部は、前記開口部を通り前記回転中蓋の前記キャップ本体に対する回転により前記開口部を移動し、前記突起部の先端は前記回転中蓋の回転により前記ＩＣチップに当接して剥離する位置に設けられたことを特徴とするプラスチック製キャップ。
【請求項２】
基材の一方の面に、機能層と、パターン化された第一の導電層と該導電層上に位置するマスク層と、隠蔽層と、前記第一の導電層と静電容量的に結合するパターン化された第二の導電層と、前記第二の導電層に跨って電気的に接続するＩＣチップと、パターン化された接着層と、がこの順に積層されており、前記基材の他方の面から見て、前記第二の導電層と前記ＩＣチップが視認不能に前記隠蔽層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の非接触ＩＣラベル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２２７７５２（Ｐ２０１１−２２７７５２Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９７６９７（Ｐ２０１０−９７６９７）
【出願日】平成２２年４月２１日（２０１０．４．２１）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２１日（２０１０．４．２１）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]