ＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体
【課題】接着力が低下することなく、ブロッキングが生じるのを防止することができるとともに、接着層の誘電率を小さくすることによってＱ値をより高めることが可能なＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体を提供する。
【解決手段】ＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体１は、樹脂フィルムの基材１１と、基材１１の両面上に形成されたアルミニウム箔の回路パターン層１３１と１３２とを備える。回路パターン層１３１と１３２の一部と、回路パターン層１３１、１３２の一部の間に介在する基材１１と接着層１２の一部がキャパシタを構成する。回路パターン層１３１と１３２は導通するように電気的に接続されている。接着層１２は、ポリウレタン系接着剤からなる第１の接着層１２１と、１質量％以上４０質量％以下のメラミン系架橋剤で熱架橋したポリエチレンテレフタレート系樹脂からなる第２の接着層１２２とからなる。
【解決手段】ＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体１は、樹脂フィルムの基材１１と、基材１１の両面上に形成されたアルミニウム箔の回路パターン層１３１と１３２とを備える。回路パターン層１３１と１３２の一部と、回路パターン層１３１、１３２の一部の間に介在する基材１１と接着層１２の一部がキャパシタを構成する。回路パターン層１３１と１３２は導通するように電気的に接続されている。接着層１２は、ポリウレタン系接着剤からなる第１の接着層１２１と、１質量％以上４０質量％以下のメラミン系架橋剤で熱架橋したポリエチレンテレフタレート系樹脂からなる第２の接着層１２２とからなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には、ＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体に関し、特定的には、非接触ＩＣカード、万引き防止センサ等に代表されるＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）のためのアンテナ回路を備えたＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＣタグ、ＩＣカード等の機能カードは、目覚しい発展を遂げ、盗難防止用タグ、出入者チェック用タグ、テレフォンカード、クレジットカード、プリペイドカード、キャッシュカード、ＩＤカード、カードキー、各種会員カード、図書券、診察券、定期券等に使用され始めている。これらの機能カード用アンテナ回路構成体は、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等の樹脂フィルムからなる基材と、基材の表面上に形成されたアルミニウム箔または銅箔の金属箔からなるアンテナ回路パターン層とから構成される。アンテナ回路パターン層は、基材の片面または両面に接着剤を介在して金属箔をドライラミネート法等によって接着した後、その金属箔にエッチング処理を施すことにより、基材の表面上に形成される。
【０００３】
上記のような構成の従来のアンテナ回路構成体とそれを備えた機能カード、アンテナ回路構成体の製造方法は、特開２００４−１４０５８７号公報（特許文献１）、特開２００２−７９９０号公報（特許文献２）に記載されている。
【０００４】
しかしながら、従来のＩＣカード用アンテナコイル構成体では、製造工程において以下の問題があった。
【０００５】
ＩＣカード用アンテナコイル構成体を製造した後、そのアンテナコイル構成体の上にＩＣチップを装着するまで、アンテナコイル構成体は、互いに重ねられた状態で、または巻き取られた状態で運搬され、保管される。この際、アンテナコイル構成体の重ねられた部分が互いに密着する現象（ブロッキングという）が起こる。密着した部分は容易に分離できないため、アンテナコイル構成体が次工程に供給されると、ＩＣカードの製造ラインが停止するというトラブルがあった。また、アンテナコイル構成体が重なったまま、次工程に供給されることによってＩＣカードの不良品が発生するという問題があった。
【０００６】
ブロッキングが生じるのを防止するために種々のＩＣカード用アンテナコイル構成体が、たとえば、特開２００４−４６３６２号公報（特許文献３）、特開２００４−４６３６０号公報（特許文献４）、特開２００２−１５７５６４号公報（特許文献５）で提案されている。
【０００７】
なお、特開２００７−４８８００号公報（特許文献６）には、合成樹脂フィルム、ポリウレタン系接着剤、エポキシ系樹脂層、電解銅箔からなる金属箔製回路パターンの順で積層一体化されてなるＩＣカード用アンテナコイルが提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１４０５８７号公報
【特許文献２】特開２００２−７９９０号公報
【特許文献３】特開２００４−４６３６２号公報
【特許文献４】特開２００４−４６３６０号公報
【特許文献５】特開２００２−１５７５６４号公報
【特許文献６】特開２００７−４８８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＩＣタグ、ＩＣカード等の機能カードの普及とともに、一商品に複数のＩＣタグが付着されたり、一人で複数のＩＣカード型乗車券を所持したりすることは珍しくなくなってきている。したがって、誤動作を避けるために、ＲＦＩＤ用アンテナの読み取り精度の向上が求められている。
【０００９】
ところで、ＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体においては、一般的に、樹脂フィルムからなる基材の両面に接着層を介在して回路パターン層が形成される。この場合、基材の一方表面の上にコイル状の回路パターン層が形成される。このコイル状回路パターン層が電子回路のコイルに相当し、同時に電磁波を受け取るアンテナの役割を果たす。また、コイル状回路パターン層と、その反対側で基材の他方表面に形成される回路パターン層と、樹脂フィルムからなる基材の一部と接着層の一部は、樹脂フィルムおよび接着剤を誘電体とするキャパシタの役割を果たす。このコイルとキャパシタの働きにより共振回路が形成される。
【００１０】
上記のように構成されるＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体に求められる特性として、Ｑ値がある。Ｑ値は振動の状態を表す無次元数であり、次式で表される。
【００１１】
Ｑ＝ω0／（ω2−ω1）
ここで、ω0は共振ピーク周波数、ω2―ω1は共振ピーク半値幅である。
【００１２】
Ｑ値が高いと振動が安定し、アンテナ回路構成体の読み取り精度が向上するため、Ｑ値をより高めることが求められている。
【００１３】
また、Ｑ値は次式でも表される。
【００１４】
Ｑ＝（１／Ｒ）×（Ｌ／Ｃ）０．５
ここで、Ｒは回路の電気抵抗値、Ｌは回路のインダクタンス、Ｃは回路の静電容量である。
【００１５】
回路パターン層の設計仕様が同じであれば、Ｒ（電気抵抗値）とＬ（インダクタンス）は一定であることから、Ｃ（静電容量）を低くすることによりＱ値を高くすることができる。
【００１６】
このとき、Ｃ（静電容量）は次式で表される。
【００１７】
Ｃ＝ε×（Ｓ／Ｗ）
ここで、εは対向する電極間に介在する誘電体の誘電率、Ｓは対向する電極の面積、Ｗは対向する電極間の距離である。
【００１８】
回路パターン層の設計仕様が同じであれば、Ｓ（対向する電極の面積）は一定であることから、Ｗ（対向する電極間の距離）を大きくするか、ε（対向する電極間に介在する誘電体の誘電率）を小さくすることによりＣ（静電容量）を低くし、Ｑ値を高くすることができる。
【００１９】
Ｗ（対向する電極間の距離）を大きくするためには、ＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体の基材を構成する樹脂フィルムの厚みを大きくしたり、基材を複数の樹脂フィルム層で構成したりすればよい。しかしながら、近年、ＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体はより薄型化されたものが望まれており、基材を構成する樹脂フィルムの厚みとしては５０μｍ以下のものが求められている。
【００２０】
さらに、キャパシタとして機能させるためには、両面の回路パターン層が導通するように接合されていることが必須である。両面の回路パターン層の接合の比較的一般的で安価な方法として、物理的または熱的に樹脂フィルム層を突き破り、かしめや溶接により両面の回路パターン層を直接接合する方法がある。その場合、樹脂フィルムの厚みが５０μｍを超えると、両面の回路パターン層の接合が困難となるおそれがあった。
【００２１】
そこで、基材を構成する樹脂フィルムの誘電率を小さくするためには、誘電率の低い樹脂からなるフィルムを採用すればよい。しかしながら、オレフィン系樹脂などの誘電率の低い樹脂はいずれも耐熱性に劣る。このため、樹脂からＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体用基材への加工、基材の表面上の半導体チップの実装、カード化の加工などの製造工程にて付加される熱的な処理に耐えることができないという問題がある。このことから、一般的に耐熱性のあるポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートが基材を構成する樹脂フィルムの材料として用いられている。
【００２２】
一方、接着層も樹脂フィルムとともにＱ値に影響を及ぼしている。したがって、Ｑ値を高くするために接着層の誘電率を小さくすることが求められている。また、接着層には、接着力が低下することなく、ブロッキングが生じるのを防止することが求められている。
【００２３】
そこで、この発明の目的は、接着力が低下することなく、ブロッキングが生じるのを防止することができるとともに、接着層の誘電率を小さくすることによってＱ値をより高めることが可能なＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本願発明者らは、接着層の誘電率を小さくするために種々検討した結果、以下のような知見を得た。
【００２５】
第１および第２の回路パターン層を形成する金属箔と基材を形成する樹脂フィルムとの間に介在する接着層としては、金属箔や樹脂フィルムとの接着力、初期タック性を含む作業性を考慮して、ポリウレタン系の接着剤を用いるのが一般的である。しかし、ポリウレタン系接着剤の誘電率は一般的に５以上と比較的高めである。そこで、基材側にポリウレタン系接着剤からなる第１の接着層を配置し、回路パターン層側にポリウレタン系接着剤よりも誘電率が低い第２の接着層を配置すれば、ポリウレタン系接着剤のみで接着層を構成する場合に比べて、接着層全体の誘電率を低くすることが可能になることがわかった。その具体的な方法として、本願発明者らは、第２の接着層として誘電率が３程度のポリエチレンテレフタレート系樹脂を用いるのが最もよいことがわかった。
【００２６】
また、第２の接着層は、回路パターン層を形成した後に、回路パターン層が形成されていない箇所で露出する接着層の表面において、ポリウレタン系接着剤からなる第１の接着層の表面を被覆することになるので、ブロッキングを防止することができる。
【００２７】
さらに、基材側にポリウレタン系接着剤からなる第１の接着層を配置し、回路パターン層側にポリエチレンテレフタレート系樹脂からなる第２の接着層を配置しても、第１および第２の回路パターン層を形成する金属箔と基材を形成する樹脂フィルムとの間の接着力が低下することもない。
【００２８】
以上の知見に基づき、本発明のＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体は次のような構成を備えている。
【００２９】
この発明に従ったＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体は、樹脂フィルムからなる基材と、この基材の一方表面の上に接着層を介在して形成された、主成分として金属を含む電気導電体からなる第１の回路パターン層と、基材の他方表面の上に接着層を介在して形成された、主成分として金属を含む電気導電体からなる第２の回路パターン層とを備える。第１と第２の回路パターン層の少なくともいずれかがコイル状のパターン層を含む。第１の回路パターン層の一部と、基材を介して第１の回路パターン層の一部に対向する第２の回路パターン層の一部と、第１と第２の回路パターン層の一部の間に介在する基材および接着層の一部がキャパシタを構成する。第１の回路パターン層と第２の回路パターン層とは導通するように電気的に接続されている。接着層は、基材に接するように配置され、ポリウレタン系接着剤からなる第１の接着層と、第１および第２の回路パターン層に接するように配置され、メラミン系架橋剤で熱架橋したポリエチレンテレフタレート系樹脂からなる第２の接着層とからなる。第２の接着層は、ポリエチレンテレフタレート系樹脂に対して１質量％以上４０質量％以下のメラミン系架橋剤で熱架橋したものである。
【００３０】
この発明のＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体において、第２の接着層は、ポリエチレンテレフタレート系樹脂に対して１質量％以上２０質量％以下のメラミン系架橋剤で熱架橋したものであることが好ましい。
【００３１】
また、この発明のＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体において、第１と第２の回路パターン層はアルミニウム箔からなることが好ましい。
【００３２】
さらに、この発明のＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体において、樹脂フィルムは、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネートおよびポリイミドからなる群より選ばれた１種の樹脂からなることが好ましい。
【発明の効果】
【００３３】
以上のようにこの発明によれば、ＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体において、接着力が低下することなく、ブロッキングが生じるのを防止することができるとともに、接着層の誘電率を小さくすることができ、より高いＱ値を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３５】
図１は、この発明の１つの実施の形態に従ったＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体の平面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線の方向から見た部分断面図である。
【００３６】
図１と図２に示すように、ＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体の一例としてのＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体１は、樹脂フィルムからなる基材１１と、基材１１の両面に形成された接着層１２と、接着層１２の表面上に所定のパターンに従って形成された、一例として主成分としてアルミニウムを含むアルミニウム箔からなる回路パターン層１３１、１３２とから構成されている。図１において実線で示されるように、基材１１の一方表面の上に形成された第１の回路パターン層の一例としての回路パターン層１３１は、基材１１の表面上に渦巻状またはコイル状のパターンで形成されている。図１において点線で示されるように、基材１１の他方表面の上に形成された第２の回路パターン層の一例としての回路パターン層１３２は、基材１１の裏面に配置される。基材１１の表面に形成された回路パターン層１３１は、基材１１の裏面に形成された回路パターン層１３２に、圧着部１３ａと１３ｂのそれぞれで互いに電気的に導通するように接触している。この接触は、たとえば、超音波等を用いたクリンピング加工によって、基材１１の両面に接着層１２を介在して形成された回路パターン層１３１と１３２の一部同士を押圧することによって、接着層１２、基材１１を構成する樹脂を部分的に破壊し、両側の回路パターン層１３１と１３２の一部同士を物理的に接触させることにより達成されている。
【００３７】
図２に示すように、回路パターン層１３１の一部（コイル状部分）と、基材１１を介して回路パターン層１３１の一部に対向する回路パターン層１３２の一部と、回路パターン層１３１と１３２の一部の間に介在する基材１１の一部と接着層１２の一部がキャパシタを構成している。
【００３８】
基材１１を構成する樹脂フィルムの材質は、耐熱性を有するものであれば特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド等が好適に使用される。
【００３９】
樹脂フィルムの厚みは、５μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、２５μｍ以上３８μｍ以下であるのがより好ましい。樹脂フィルムの厚みが５μｍ未満になると、基材１１としての形状を維持することが困難となる。樹脂フィルムの厚みが５０μｍを超えると、基材１１の両面に形成される回路パターン層１３１と１３２をクリンピング加工等によって接合することが困難になる。
【００４０】
回路パターン層１３１、１３２を形成するためのアルミニウム箔と、基材１１としての樹脂フィルムとの間の接着層１２は、基材１１に接するように配置され、ポリウレタン系接着剤からなる第１の接着層１２１と、回路パターン層１３１、１３２に接するように配置され、メラミン系架橋剤で熱架橋したポリエチレンテレフタレート系樹脂からなる第２の接着層１２２とからなる。第２の接着層１２２は、ポリエチレンテレフタレート系樹脂に対して１質量％以上４０質量％以下のメラミン系架橋剤で熱架橋したものである。
【００４１】
このように、一般的に誘電率が５以上と比較的高いポリウレタン系接着剤からなる第１の接着層１２１を基材１１側に配置し、ポリウレタン系接着剤よりも誘電率が３程度と比較的低いポリエチレンテレフタレート系樹脂からなる第２の接着層１２２を回路パターン層１３１、１３２側に配置すれば、ポリウレタン系接着剤のみで接着層１２を構成する場合に比べて、接着層１２全体の誘電率を低くすることが可能になることがわかった。
【００４２】
第１の接着層１２１は、エポキシ樹脂を含有するポリウレタン（ＰＵ）系接着剤を用いたドライラミネーションによるのが好ましい。エポキシ樹脂を含有するポリウレタン系接着剤としては東洋モートン社製ＡＤ５０６、ＡＤ５０３、ＡＤ７６−Ｐ１等を採用することができ、硬化剤としては同社製ＣＡＴ−１０を接着剤：硬化剤＝２〜１２：１の比率で配合して使用すればよい。通常のエポキシ樹脂を含有しないポリウレタン系接着剤を用いた場合には、回路パターン層を形成するためのエッチング処理中や、ＩＣチップを実装するときにデラミネーション（剥離）が生じやすくなる。これは、エポキシ樹脂を含有しないポリウレタン系接着剤が耐薬品性や耐熱性に劣るからである。
【００４３】
第２の接着層１２２は、回路パターン層１３１、１３２を形成するためのアルミニウム箔の一方の表面に接するように形成され、主成分がポリエチレンテレフタレート系樹脂からなる。第２の接着層１２２の厚みは０．１ｍｍ以上５．０μｍ以下であるのが好ましい。第２の接着層１２２の厚みが０．１μｍ未満では、Ｑ値を十分に向上させることができない。第２の接着層１２２の厚みが５．０μｍを超えると、ＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体１の厚みが大きくなり、ＩＣカード・タグのフレキシブル性が損なわれるおそれがある。
【００４４】
第２の接着層１２２の形成方法は、特に限定されるものではないが、刷毛塗り、ディッピング、ロールコーター、バーコーター、ドクターブレード、吹き付け、印刷等により行うことができる。特に、第２の接着層１２２の形成方法としては、グラビア印刷法が好適に採用される。
【００４５】
ポリエチレンテレフタレート系樹脂は、誘電率が低いが、熱には弱く、高温では変形や発泡を起こす場合がある。ＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体１は、ＩＣチップが搭載されるときに高温にさらされるため、第２の接着層１２２がポリエチレンテレフタレート系樹脂だけで形成されると、その温度条件によっては不具合を起こす場合がある。このため、ポリエチレンテレフタレート系樹脂にメラミン系架橋剤を添加し、焼付けまで至らない程度の温度で熱架橋させることによって、ポリエチレンテレフタレート系樹脂の耐熱性を向上させる。
【００４６】
この場合、メラミン系架橋剤としてはアルコール変性メラミン樹脂を用いるのが望ましい。アルコール変性メラミン樹脂としては、ブチル化メラミン樹脂、メチル化メラミン樹脂、メチル化メチロールメラミン樹脂、ブチル化メチロールメラミン樹脂等があるが、ポリエチレンテレフタレート系樹脂との反応性が良好なメチル化メラミンを用いるのがさらに望ましい。
【００４７】
メラミン系架橋剤はポリウレタン系接着剤と同程度の高い誘電率を有しているので、ポリエチレンテレフタレート系樹脂にメラミン系架橋剤を多量に添加すると、接着層１２全体の誘電率を低くするという効果を減少させる結果となる。逆に、ポリエチレンテレフタレート系樹脂へのメラミン系架橋剤の添加量が少なすぎると、架橋される割合が不十分となり、ポリエチレンテレフタレート系樹脂の耐熱性を向上させる効果が減少してしまう。そのため、ポリエチレンテレフタレート系樹脂に対するメラミン系架橋剤の添加割合は１〜４０質量％に限定され、１〜２０質量％が望ましく、さらには３〜１０質量％がより望ましい。
【００４８】
次に、この発明のＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体の製造方法の１つの実施の形態について簡単に説明する。
【００４９】
まず、アルミニウム箔の一方の表面に、ポリエチレンテレフタレート系樹脂に対して１質量％以上４０質量％以下のメラミン系架橋剤で熱架橋したものを塗布することによって、第２の接着層１２２を形成する。一方、樹脂フィルムからなる基材１１の両面にポリウレタン系接着剤からなる第１の接着層１２１を形成し、この第１の接着層１２１によって基材１１の両面に、上記のアルミニウム箔の一方表面を固着する。このようにして、アルミニウム箔と基材１１との積層体を準備する。
【００５０】
次に、アンテナコイルの仕様に従った所定の渦巻状パターンを有するようにレジストインク層をアルミニウム箔の表面上に印刷する。印刷後、レジストインク層の硬化処理を行なう。
【００５１】
そして、レジストインク層をマスクとして用いてアルミニウム箔をエッチングすることにより、回路パターン層１３１、１３２を形成する。
【００５２】
その後、レジストインク層を剥離する。最後に、回路パターン層１３１、１３２の所定領域にクリンピング加工等を施すことにより、図２に示すように回路パターン層１３１と１３２の一部に接触部または圧着部１３ａ、１３ｂを形成する。このようにして本発明のＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体１が完成する。
【００５３】
この発明の製造方法において用いられるレジストインクは特に限定されないが、分子中に少なくとも１個のカルボキシル基を有するアクリルモノマーとアルカリ可溶性樹脂とを主成分とする紫外線硬化型レジストインクを用いるのが好ましい。このレジストインクは、グラビア印刷が可能であり、耐酸性を有し、かつアルカリによって容易に剥離除去することが可能であるので、連続大量生産に適している。このレジストインクを用いてアルミニウム箔に所定の回路パターンでグラビア印刷を施し、紫外線を照射して硬化させた後、通常の方法に従って、たとえば塩化第二鉄等によるアルミニウム箔の酸エッチング、水酸化ナトリウム等のアルカリによるレジストインク層の剥離除去を行なうことによって、回路パターン層を形成することができる。
【００５４】
分子中に少なくとも１個のカルボキシル基を有するアクリルモノマーとしては、たとえば、２−アクリロイルオキシエチルフタル酸、２−アクリロイルオキシエチルコハク酸、２−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、２−アクリロイルオキシプロピルフタル酸、２−アクリロイルオキシプロピルテトラヒドロフタル酸、２−アクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロフタル酸等が挙げられ、これらのうち、単独のアクリルモノマー、またはいくつかのアクリルモノマーを混合したものを使用することができる。上記のアルカリ可溶性樹脂としては、たとえば、スチレン−マレイン酸樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ロジン−マレイン酸樹脂等が挙げられる。
【００５５】
レジストインクには、上記の成分の他に、アルカリ剥離性を阻害しない程度に通常の単官能アクリルモノマー、多官能アクリルモノマー、プレポリマーを添加することができ、光重合開始剤、顔料、添加剤、溶剤等を適宜添加して作製することができる。光重合開始剤としては、ベンゾフェノンおよびその誘導体、ベンジル、ベンゾイン、およびそのアルキルエーテル、チオキサントンおよびその誘導体、ルシリンＰＴＯ、チバスペシャリティケミカルズ製イルガキュア、フラッテリ・ランベルティ製エサキュア等が挙げられる。顔料としては、パターンが見やすいように着色顔料を添加する他、シリカ、タルク、クレー、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の体質顔料を併用することができる。特にシリカは、紫外線硬化型レジストインクを付けたまま、金属箔を巻き取る場合には、ブロッキング防止に効果がある。添加剤としては、２−ターシャリーブチルハイドロキノン等の重合禁止剤、シリコン、フッ素化合物、アクリル重合物等の消泡剤、レベリング剤があり、必要に応じて適宜添加する。溶剤としては酢酸エチル、エタノール、変性アルコール、イソプロピルアルコール、トルエン、ＭＥＫ等が挙げられ、これらのうち、溶剤を単独、または混合して用いることができる。溶剤は、グラビア印刷の後、熱風乾燥等でレジストインク層から蒸発させることが好ましい。
【実施例】
【００５６】
以下に説明するように、この発明の実施例１〜６としてＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体１の試料を作製した。また、実施例１〜６の試料と比較するために、以下に説明するように比較例１〜６の試料も作製した。
【００５７】
まず、各試料について、東洋アルミニウム株式会社製の厚みが２０μｍの一方のアルミニウム箔（ＪＩＳ １Ｎ３０）の片面に、グラビア印刷法によって、以下の各材料からなる第２の接着層１２２を塗工した。
【００５８】
実施例１〜６と比較例２〜４の試料では、固形分比率で以下の表１に示すメラミン配合量になるように、ポリエチレンテレフタレート系樹脂である東洋紡績株式会社製のバイロン３０ＳＳ（商品名）に、メチル系架橋剤である、メチル化メラミン樹脂：株式会社三和ケミカル製のニカラックＭＳ００１（商品名）および／またはブチル化メラミン樹脂：三井東圧株式会社製のユーバン２０ＳＥ（商品名）を配合したものを第２の接着層１２２の材料として用いた。実施例５の試料では、メチル系架橋剤として、メチル化メラミン樹脂とブチル化メラミン樹脂を固形分比率で１：１の割合で配合したものを用いた。
【００５９】
比較例５、６の試料では、エポキシ樹脂である大阪印刷インキ製造株式会社製のオピコートＥＳＨ（商品名）を第２の接着層１２２の材料として用いた。
【００６０】
比較例１の試料では、何も表面に塗工しないでアルミニウム箔をそのまま用いた。
【００６１】
実施例１〜６と比較例２〜６の試料では、上記の第２の接着層１２２の各材料を、トルエンとメチルエチルケトンを１：１で配合した混合溶剤にて適宜希釈した後、グラビア印刷法によってアルミニウム箔の片面に塗工した。その直後に１０秒間熱風乾燥することによって、アルミニウム箔の片面に塗工膜を形成した。塗工膜の厚みは、溶剤を蒸発させた後の固形分の厚みが１μｍになるように適宜調整を行った。
【００６２】
表１における塗工時の膨張シワについての評価は、この時点の各試料を用いて行った。
【００６３】
次に、各試料について、東洋アルミニウム株式会社製の厚みが３０μｍの他方のアルミニウム箔（ＪＩＳ １Ｎ３０）の片面に、グラビア印刷法によって、上記の各材料からなる第２の接着層１２２を塗工した。
【００６４】
そして、第２の接着層１２２が塗工された厚みが２０μｍと３０μｍの一方と他方のアルミニウム箔を、基材１１である厚みが３８μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムの両面に貼り合わせた。
【００６５】
この場合、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムとして東洋紡績株式会社製のＥ５２００（商品名）を用いた。アルミニウム箔とポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムとの間に介在させる第１の接着層１２１のポリウレタン系接着剤として、ディーアイシー株式会社製のＬＸ５００（商品名）を１０質量部とディーアイシー株式会社製のＫＷ７５（商品名）を１質量部の割合で混合し、この混合物を溶媒として酢酸エチルで希釈したものを用いた。上記の接着剤をグラビア印刷法によってポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムの両面に塗工した。そして、表１に示す乾燥温度で各試料を熱風乾燥した後、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムの両面に一方と他方のアルミニウム箔を貼り合せた。
【００６６】
比較例１以外の試料では、固形分が２ｇ／ｍ２になるように上記の接着剤を塗工した。比較例１では、固形分が３ｇ／ｍ２になるように上記の接着剤を塗工した。
【００６７】
以上のようにして、各試料について、以下の層構成を備えた積層体を作製した。
【００６８】
比較例１以外の試料 ： 厚みが２０μｍのアルミニウム箔／第２の接着層１２２／第１の接着層１２１／ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム（基材１１）／第１の接着層１２１／第２の接着層１２２／厚みが３０μｍのアルミニウム箔。
【００６９】
比較例１の試料 ： 厚みが２０μｍのアルミニウム箔／第１の接着層１２１／ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム（基材１１）／第１の接着層１２１／厚みが３０μｍのアルミニウム箔。
【００７０】
貼り合わせ後に硬化反応を促進させるために温度４０℃で３日間エージングを行った。
【００７１】
表１に示す接着力の評価は、エージング後の各試料を用いて行った。
【００７２】
その後、上記で得られた各試料の積層体の両面にレジスト印刷を施した。
【００７３】
レジスト印刷された積層体において、レジスト印刷された部分以外のアルミニウム箔を塩酸水溶液に溶解させることにより、図１に示すようにアルミニウム箔からなる第１と第２の回路パターン層１３１と１３２を形成した。
【００７４】
表１に示すブロッキングの評価は、この時点の各試料を用いて行った。
【００７５】
得られた各試料の積層体の所定の位置で、具体的には図２に示す圧着部１３ａ、１３ｂにおいて、鋼鉄製の冶具をハンマーで打ち付けることにより第１と第２の回路パターン層１３１と１３２を導通させた。
【００７６】
表１に示す相対Ｑ値の評価は、導通後の各試料を用いて行った。
【００７７】
表１に示す各特性の評価は以下のようにして行った。
【００７８】
（塗工時の膨張シワ）
第２の接着層１２２をアルミニウム箔に塗工したときに、折れ込む膨張シワが発生した場合を「×」とし、それ以外を「○」とした。
【００７９】
（ブロッキング）
エッチング後の各試料の接着層１２が露出している部分にて、接着層１２同士が触れ合うように各試料を２枚重ね合わせ、１ｋｇ／ｃｍ２の圧力を加えた状態で温度４０℃で２日間保持した。その後、接着層１２の塗工面の引っ付き状態を次の通り評価した。
【００８０】
接着層１２同士の引っ付きが見られない：○
接着層１２同士の引っ付きが見られるが、接着層１２が剥がれることはない：△
接着層１２同士が引っ付いて接着層１２が剥がれる：×。
【００８１】
（接着力）
ＪＩＳ Ｋ６８５４のＴ型剥離試験に準拠し、接着力（＝剥離強度）を測定した。ただし、試験片の幅を１５ｍｍとした。各試料で測定された接着力がＲＦＩＤ用アンテナの一般的に必要な接着力である３．０Ｎ／１５ｍｍ以上であるかどうかを評価した。
【００８２】
（相対Ｑ値）
得られたＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体１の各試料を、スペクトラムアナライザ（株式会社アドバンテスト製 品番Ｕ３７５１）を用いて、共振点より−３ｄＢの地点でのＱ値を測定した。得られたＱ値は、比較例１で測定されたＱ値を１００としたときの相対値として百分率で表１に示す。なお、実施例１〜６と比較例１〜６の各試料においては、同じ仕様の回路パターン層として、図１に示す第１と第２の回路パターン層１３１と１３２を形成した。
【００８３】
得られた各試料の評価の結果を表１に示す。
【００８４】
【表１】
【００８５】
表１に示す結果からわかるように、実施例１〜６の試料では、接着力が低下することなく、ブロッキングが生じるのを防止することができるとともに、より高いＱ値を実現することができることがわかる。
【００８６】
今回開示された実施の形態と実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は以上の実施の形態と実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものであることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】この発明の１つの実施の形態に従ったＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体を示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線の方向から見た部分断面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１：ＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体、１１：基材、１２：接着層、１２１：第１の接着層、１２２：第２の接着層、１３１、１３２：回路パターン層、１３ａ，１３ｂ：圧着部。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には、ＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体に関し、特定的には、非接触ＩＣカード、万引き防止センサ等に代表されるＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）のためのアンテナ回路を備えたＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＣタグ、ＩＣカード等の機能カードは、目覚しい発展を遂げ、盗難防止用タグ、出入者チェック用タグ、テレフォンカード、クレジットカード、プリペイドカード、キャッシュカード、ＩＤカード、カードキー、各種会員カード、図書券、診察券、定期券等に使用され始めている。これらの機能カード用アンテナ回路構成体は、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等の樹脂フィルムからなる基材と、基材の表面上に形成されたアルミニウム箔または銅箔の金属箔からなるアンテナ回路パターン層とから構成される。アンテナ回路パターン層は、基材の片面または両面に接着剤を介在して金属箔をドライラミネート法等によって接着した後、その金属箔にエッチング処理を施すことにより、基材の表面上に形成される。
【０００３】
上記のような構成の従来のアンテナ回路構成体とそれを備えた機能カード、アンテナ回路構成体の製造方法は、特開２００４−１４０５８７号公報（特許文献１）、特開２００２−７９９０号公報（特許文献２）に記載されている。
【０００４】
しかしながら、従来のＩＣカード用アンテナコイル構成体では、製造工程において以下の問題があった。
【０００５】
ＩＣカード用アンテナコイル構成体を製造した後、そのアンテナコイル構成体の上にＩＣチップを装着するまで、アンテナコイル構成体は、互いに重ねられた状態で、または巻き取られた状態で運搬され、保管される。この際、アンテナコイル構成体の重ねられた部分が互いに密着する現象（ブロッキングという）が起こる。密着した部分は容易に分離できないため、アンテナコイル構成体が次工程に供給されると、ＩＣカードの製造ラインが停止するというトラブルがあった。また、アンテナコイル構成体が重なったまま、次工程に供給されることによってＩＣカードの不良品が発生するという問題があった。
【０００６】
ブロッキングが生じるのを防止するために種々のＩＣカード用アンテナコイル構成体が、たとえば、特開２００４−４６３６２号公報（特許文献３）、特開２００４−４６３６０号公報（特許文献４）、特開２００２−１５７５６４号公報（特許文献５）で提案されている。
【０００７】
なお、特開２００７−４８８００号公報（特許文献６）には、合成樹脂フィルム、ポリウレタン系接着剤、エポキシ系樹脂層、電解銅箔からなる金属箔製回路パターンの順で積層一体化されてなるＩＣカード用アンテナコイルが提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１４０５８７号公報
【特許文献２】特開２００２−７９９０号公報
【特許文献３】特開２００４−４６３６２号公報
【特許文献４】特開２００４−４６３６０号公報
【特許文献５】特開２００２−１５７５６４号公報
【特許文献６】特開２００７−４８８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＩＣタグ、ＩＣカード等の機能カードの普及とともに、一商品に複数のＩＣタグが付着されたり、一人で複数のＩＣカード型乗車券を所持したりすることは珍しくなくなってきている。したがって、誤動作を避けるために、ＲＦＩＤ用アンテナの読み取り精度の向上が求められている。
【０００９】
ところで、ＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体においては、一般的に、樹脂フィルムからなる基材の両面に接着層を介在して回路パターン層が形成される。この場合、基材の一方表面の上にコイル状の回路パターン層が形成される。このコイル状回路パターン層が電子回路のコイルに相当し、同時に電磁波を受け取るアンテナの役割を果たす。また、コイル状回路パターン層と、その反対側で基材の他方表面に形成される回路パターン層と、樹脂フィルムからなる基材の一部と接着層の一部は、樹脂フィルムおよび接着剤を誘電体とするキャパシタの役割を果たす。このコイルとキャパシタの働きにより共振回路が形成される。
【００１０】
上記のように構成されるＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体に求められる特性として、Ｑ値がある。Ｑ値は振動の状態を表す無次元数であり、次式で表される。
【００１１】
Ｑ＝ω0／（ω2−ω1）
ここで、ω0は共振ピーク周波数、ω2―ω1は共振ピーク半値幅である。
【００１２】
Ｑ値が高いと振動が安定し、アンテナ回路構成体の読み取り精度が向上するため、Ｑ値をより高めることが求められている。
【００１３】
また、Ｑ値は次式でも表される。
【００１４】
Ｑ＝（１／Ｒ）×（Ｌ／Ｃ）０．５
ここで、Ｒは回路の電気抵抗値、Ｌは回路のインダクタンス、Ｃは回路の静電容量である。
【００１５】
回路パターン層の設計仕様が同じであれば、Ｒ（電気抵抗値）とＬ（インダクタンス）は一定であることから、Ｃ（静電容量）を低くすることによりＱ値を高くすることができる。
【００１６】
このとき、Ｃ（静電容量）は次式で表される。
【００１７】
Ｃ＝ε×（Ｓ／Ｗ）
ここで、εは対向する電極間に介在する誘電体の誘電率、Ｓは対向する電極の面積、Ｗは対向する電極間の距離である。
【００１８】
回路パターン層の設計仕様が同じであれば、Ｓ（対向する電極の面積）は一定であることから、Ｗ（対向する電極間の距離）を大きくするか、ε（対向する電極間に介在する誘電体の誘電率）を小さくすることによりＣ（静電容量）を低くし、Ｑ値を高くすることができる。
【００１９】
Ｗ（対向する電極間の距離）を大きくするためには、ＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体の基材を構成する樹脂フィルムの厚みを大きくしたり、基材を複数の樹脂フィルム層で構成したりすればよい。しかしながら、近年、ＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体はより薄型化されたものが望まれており、基材を構成する樹脂フィルムの厚みとしては５０μｍ以下のものが求められている。
【００２０】
さらに、キャパシタとして機能させるためには、両面の回路パターン層が導通するように接合されていることが必須である。両面の回路パターン層の接合の比較的一般的で安価な方法として、物理的または熱的に樹脂フィルム層を突き破り、かしめや溶接により両面の回路パターン層を直接接合する方法がある。その場合、樹脂フィルムの厚みが５０μｍを超えると、両面の回路パターン層の接合が困難となるおそれがあった。
【００２１】
そこで、基材を構成する樹脂フィルムの誘電率を小さくするためには、誘電率の低い樹脂からなるフィルムを採用すればよい。しかしながら、オレフィン系樹脂などの誘電率の低い樹脂はいずれも耐熱性に劣る。このため、樹脂からＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体用基材への加工、基材の表面上の半導体チップの実装、カード化の加工などの製造工程にて付加される熱的な処理に耐えることができないという問題がある。このことから、一般的に耐熱性のあるポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートが基材を構成する樹脂フィルムの材料として用いられている。
【００２２】
一方、接着層も樹脂フィルムとともにＱ値に影響を及ぼしている。したがって、Ｑ値を高くするために接着層の誘電率を小さくすることが求められている。また、接着層には、接着力が低下することなく、ブロッキングが生じるのを防止することが求められている。
【００２３】
そこで、この発明の目的は、接着力が低下することなく、ブロッキングが生じるのを防止することができるとともに、接着層の誘電率を小さくすることによってＱ値をより高めることが可能なＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本願発明者らは、接着層の誘電率を小さくするために種々検討した結果、以下のような知見を得た。
【００２５】
第１および第２の回路パターン層を形成する金属箔と基材を形成する樹脂フィルムとの間に介在する接着層としては、金属箔や樹脂フィルムとの接着力、初期タック性を含む作業性を考慮して、ポリウレタン系の接着剤を用いるのが一般的である。しかし、ポリウレタン系接着剤の誘電率は一般的に５以上と比較的高めである。そこで、基材側にポリウレタン系接着剤からなる第１の接着層を配置し、回路パターン層側にポリウレタン系接着剤よりも誘電率が低い第２の接着層を配置すれば、ポリウレタン系接着剤のみで接着層を構成する場合に比べて、接着層全体の誘電率を低くすることが可能になることがわかった。その具体的な方法として、本願発明者らは、第２の接着層として誘電率が３程度のポリエチレンテレフタレート系樹脂を用いるのが最もよいことがわかった。
【００２６】
また、第２の接着層は、回路パターン層を形成した後に、回路パターン層が形成されていない箇所で露出する接着層の表面において、ポリウレタン系接着剤からなる第１の接着層の表面を被覆することになるので、ブロッキングを防止することができる。
【００２７】
さらに、基材側にポリウレタン系接着剤からなる第１の接着層を配置し、回路パターン層側にポリエチレンテレフタレート系樹脂からなる第２の接着層を配置しても、第１および第２の回路パターン層を形成する金属箔と基材を形成する樹脂フィルムとの間の接着力が低下することもない。
【００２８】
以上の知見に基づき、本発明のＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体は次のような構成を備えている。
【００２９】
この発明に従ったＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体は、樹脂フィルムからなる基材と、この基材の一方表面の上に接着層を介在して形成された、主成分として金属を含む電気導電体からなる第１の回路パターン層と、基材の他方表面の上に接着層を介在して形成された、主成分として金属を含む電気導電体からなる第２の回路パターン層とを備える。第１と第２の回路パターン層の少なくともいずれかがコイル状のパターン層を含む。第１の回路パターン層の一部と、基材を介して第１の回路パターン層の一部に対向する第２の回路パターン層の一部と、第１と第２の回路パターン層の一部の間に介在する基材および接着層の一部がキャパシタを構成する。第１の回路パターン層と第２の回路パターン層とは導通するように電気的に接続されている。接着層は、基材に接するように配置され、ポリウレタン系接着剤からなる第１の接着層と、第１および第２の回路パターン層に接するように配置され、メラミン系架橋剤で熱架橋したポリエチレンテレフタレート系樹脂からなる第２の接着層とからなる。第２の接着層は、ポリエチレンテレフタレート系樹脂に対して１質量％以上４０質量％以下のメラミン系架橋剤で熱架橋したものである。
【００３０】
この発明のＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体において、第２の接着層は、ポリエチレンテレフタレート系樹脂に対して１質量％以上２０質量％以下のメラミン系架橋剤で熱架橋したものであることが好ましい。
【００３１】
また、この発明のＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体において、第１と第２の回路パターン層はアルミニウム箔からなることが好ましい。
【００３２】
さらに、この発明のＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体において、樹脂フィルムは、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネートおよびポリイミドからなる群より選ばれた１種の樹脂からなることが好ましい。
【発明の効果】
【００３３】
以上のようにこの発明によれば、ＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体において、接着力が低下することなく、ブロッキングが生じるのを防止することができるとともに、接着層の誘電率を小さくすることができ、より高いＱ値を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３５】
図１は、この発明の１つの実施の形態に従ったＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体の平面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線の方向から見た部分断面図である。
【００３６】
図１と図２に示すように、ＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体の一例としてのＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体１は、樹脂フィルムからなる基材１１と、基材１１の両面に形成された接着層１２と、接着層１２の表面上に所定のパターンに従って形成された、一例として主成分としてアルミニウムを含むアルミニウム箔からなる回路パターン層１３１、１３２とから構成されている。図１において実線で示されるように、基材１１の一方表面の上に形成された第１の回路パターン層の一例としての回路パターン層１３１は、基材１１の表面上に渦巻状またはコイル状のパターンで形成されている。図１において点線で示されるように、基材１１の他方表面の上に形成された第２の回路パターン層の一例としての回路パターン層１３２は、基材１１の裏面に配置される。基材１１の表面に形成された回路パターン層１３１は、基材１１の裏面に形成された回路パターン層１３２に、圧着部１３ａと１３ｂのそれぞれで互いに電気的に導通するように接触している。この接触は、たとえば、超音波等を用いたクリンピング加工によって、基材１１の両面に接着層１２を介在して形成された回路パターン層１３１と１３２の一部同士を押圧することによって、接着層１２、基材１１を構成する樹脂を部分的に破壊し、両側の回路パターン層１３１と１３２の一部同士を物理的に接触させることにより達成されている。
【００３７】
図２に示すように、回路パターン層１３１の一部（コイル状部分）と、基材１１を介して回路パターン層１３１の一部に対向する回路パターン層１３２の一部と、回路パターン層１３１と１３２の一部の間に介在する基材１１の一部と接着層１２の一部がキャパシタを構成している。
【００３８】
基材１１を構成する樹脂フィルムの材質は、耐熱性を有するものであれば特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド等が好適に使用される。
【００３９】
樹脂フィルムの厚みは、５μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、２５μｍ以上３８μｍ以下であるのがより好ましい。樹脂フィルムの厚みが５μｍ未満になると、基材１１としての形状を維持することが困難となる。樹脂フィルムの厚みが５０μｍを超えると、基材１１の両面に形成される回路パターン層１３１と１３２をクリンピング加工等によって接合することが困難になる。
【００４０】
回路パターン層１３１、１３２を形成するためのアルミニウム箔と、基材１１としての樹脂フィルムとの間の接着層１２は、基材１１に接するように配置され、ポリウレタン系接着剤からなる第１の接着層１２１と、回路パターン層１３１、１３２に接するように配置され、メラミン系架橋剤で熱架橋したポリエチレンテレフタレート系樹脂からなる第２の接着層１２２とからなる。第２の接着層１２２は、ポリエチレンテレフタレート系樹脂に対して１質量％以上４０質量％以下のメラミン系架橋剤で熱架橋したものである。
【００４１】
このように、一般的に誘電率が５以上と比較的高いポリウレタン系接着剤からなる第１の接着層１２１を基材１１側に配置し、ポリウレタン系接着剤よりも誘電率が３程度と比較的低いポリエチレンテレフタレート系樹脂からなる第２の接着層１２２を回路パターン層１３１、１３２側に配置すれば、ポリウレタン系接着剤のみで接着層１２を構成する場合に比べて、接着層１２全体の誘電率を低くすることが可能になることがわかった。
【００４２】
第１の接着層１２１は、エポキシ樹脂を含有するポリウレタン（ＰＵ）系接着剤を用いたドライラミネーションによるのが好ましい。エポキシ樹脂を含有するポリウレタン系接着剤としては東洋モートン社製ＡＤ５０６、ＡＤ５０３、ＡＤ７６−Ｐ１等を採用することができ、硬化剤としては同社製ＣＡＴ−１０を接着剤：硬化剤＝２〜１２：１の比率で配合して使用すればよい。通常のエポキシ樹脂を含有しないポリウレタン系接着剤を用いた場合には、回路パターン層を形成するためのエッチング処理中や、ＩＣチップを実装するときにデラミネーション（剥離）が生じやすくなる。これは、エポキシ樹脂を含有しないポリウレタン系接着剤が耐薬品性や耐熱性に劣るからである。
【００４３】
第２の接着層１２２は、回路パターン層１３１、１３２を形成するためのアルミニウム箔の一方の表面に接するように形成され、主成分がポリエチレンテレフタレート系樹脂からなる。第２の接着層１２２の厚みは０．１ｍｍ以上５．０μｍ以下であるのが好ましい。第２の接着層１２２の厚みが０．１μｍ未満では、Ｑ値を十分に向上させることができない。第２の接着層１２２の厚みが５．０μｍを超えると、ＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体１の厚みが大きくなり、ＩＣカード・タグのフレキシブル性が損なわれるおそれがある。
【００４４】
第２の接着層１２２の形成方法は、特に限定されるものではないが、刷毛塗り、ディッピング、ロールコーター、バーコーター、ドクターブレード、吹き付け、印刷等により行うことができる。特に、第２の接着層１２２の形成方法としては、グラビア印刷法が好適に採用される。
【００４５】
ポリエチレンテレフタレート系樹脂は、誘電率が低いが、熱には弱く、高温では変形や発泡を起こす場合がある。ＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体１は、ＩＣチップが搭載されるときに高温にさらされるため、第２の接着層１２２がポリエチレンテレフタレート系樹脂だけで形成されると、その温度条件によっては不具合を起こす場合がある。このため、ポリエチレンテレフタレート系樹脂にメラミン系架橋剤を添加し、焼付けまで至らない程度の温度で熱架橋させることによって、ポリエチレンテレフタレート系樹脂の耐熱性を向上させる。
【００４６】
この場合、メラミン系架橋剤としてはアルコール変性メラミン樹脂を用いるのが望ましい。アルコール変性メラミン樹脂としては、ブチル化メラミン樹脂、メチル化メラミン樹脂、メチル化メチロールメラミン樹脂、ブチル化メチロールメラミン樹脂等があるが、ポリエチレンテレフタレート系樹脂との反応性が良好なメチル化メラミンを用いるのがさらに望ましい。
【００４７】
メラミン系架橋剤はポリウレタン系接着剤と同程度の高い誘電率を有しているので、ポリエチレンテレフタレート系樹脂にメラミン系架橋剤を多量に添加すると、接着層１２全体の誘電率を低くするという効果を減少させる結果となる。逆に、ポリエチレンテレフタレート系樹脂へのメラミン系架橋剤の添加量が少なすぎると、架橋される割合が不十分となり、ポリエチレンテレフタレート系樹脂の耐熱性を向上させる効果が減少してしまう。そのため、ポリエチレンテレフタレート系樹脂に対するメラミン系架橋剤の添加割合は１〜４０質量％に限定され、１〜２０質量％が望ましく、さらには３〜１０質量％がより望ましい。
【００４８】
次に、この発明のＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体の製造方法の１つの実施の形態について簡単に説明する。
【００４９】
まず、アルミニウム箔の一方の表面に、ポリエチレンテレフタレート系樹脂に対して１質量％以上４０質量％以下のメラミン系架橋剤で熱架橋したものを塗布することによって、第２の接着層１２２を形成する。一方、樹脂フィルムからなる基材１１の両面にポリウレタン系接着剤からなる第１の接着層１２１を形成し、この第１の接着層１２１によって基材１１の両面に、上記のアルミニウム箔の一方表面を固着する。このようにして、アルミニウム箔と基材１１との積層体を準備する。
【００５０】
次に、アンテナコイルの仕様に従った所定の渦巻状パターンを有するようにレジストインク層をアルミニウム箔の表面上に印刷する。印刷後、レジストインク層の硬化処理を行なう。
【００５１】
そして、レジストインク層をマスクとして用いてアルミニウム箔をエッチングすることにより、回路パターン層１３１、１３２を形成する。
【００５２】
その後、レジストインク層を剥離する。最後に、回路パターン層１３１、１３２の所定領域にクリンピング加工等を施すことにより、図２に示すように回路パターン層１３１と１３２の一部に接触部または圧着部１３ａ、１３ｂを形成する。このようにして本発明のＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体１が完成する。
【００５３】
この発明の製造方法において用いられるレジストインクは特に限定されないが、分子中に少なくとも１個のカルボキシル基を有するアクリルモノマーとアルカリ可溶性樹脂とを主成分とする紫外線硬化型レジストインクを用いるのが好ましい。このレジストインクは、グラビア印刷が可能であり、耐酸性を有し、かつアルカリによって容易に剥離除去することが可能であるので、連続大量生産に適している。このレジストインクを用いてアルミニウム箔に所定の回路パターンでグラビア印刷を施し、紫外線を照射して硬化させた後、通常の方法に従って、たとえば塩化第二鉄等によるアルミニウム箔の酸エッチング、水酸化ナトリウム等のアルカリによるレジストインク層の剥離除去を行なうことによって、回路パターン層を形成することができる。
【００５４】
分子中に少なくとも１個のカルボキシル基を有するアクリルモノマーとしては、たとえば、２−アクリロイルオキシエチルフタル酸、２−アクリロイルオキシエチルコハク酸、２−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、２−アクリロイルオキシプロピルフタル酸、２−アクリロイルオキシプロピルテトラヒドロフタル酸、２−アクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロフタル酸等が挙げられ、これらのうち、単独のアクリルモノマー、またはいくつかのアクリルモノマーを混合したものを使用することができる。上記のアルカリ可溶性樹脂としては、たとえば、スチレン−マレイン酸樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ロジン−マレイン酸樹脂等が挙げられる。
【００５５】
レジストインクには、上記の成分の他に、アルカリ剥離性を阻害しない程度に通常の単官能アクリルモノマー、多官能アクリルモノマー、プレポリマーを添加することができ、光重合開始剤、顔料、添加剤、溶剤等を適宜添加して作製することができる。光重合開始剤としては、ベンゾフェノンおよびその誘導体、ベンジル、ベンゾイン、およびそのアルキルエーテル、チオキサントンおよびその誘導体、ルシリンＰＴＯ、チバスペシャリティケミカルズ製イルガキュア、フラッテリ・ランベルティ製エサキュア等が挙げられる。顔料としては、パターンが見やすいように着色顔料を添加する他、シリカ、タルク、クレー、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の体質顔料を併用することができる。特にシリカは、紫外線硬化型レジストインクを付けたまま、金属箔を巻き取る場合には、ブロッキング防止に効果がある。添加剤としては、２−ターシャリーブチルハイドロキノン等の重合禁止剤、シリコン、フッ素化合物、アクリル重合物等の消泡剤、レベリング剤があり、必要に応じて適宜添加する。溶剤としては酢酸エチル、エタノール、変性アルコール、イソプロピルアルコール、トルエン、ＭＥＫ等が挙げられ、これらのうち、溶剤を単独、または混合して用いることができる。溶剤は、グラビア印刷の後、熱風乾燥等でレジストインク層から蒸発させることが好ましい。
【実施例】
【００５６】
以下に説明するように、この発明の実施例１〜６としてＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体１の試料を作製した。また、実施例１〜６の試料と比較するために、以下に説明するように比較例１〜６の試料も作製した。
【００５７】
まず、各試料について、東洋アルミニウム株式会社製の厚みが２０μｍの一方のアルミニウム箔（ＪＩＳ １Ｎ３０）の片面に、グラビア印刷法によって、以下の各材料からなる第２の接着層１２２を塗工した。
【００５８】
実施例１〜６と比較例２〜４の試料では、固形分比率で以下の表１に示すメラミン配合量になるように、ポリエチレンテレフタレート系樹脂である東洋紡績株式会社製のバイロン３０ＳＳ（商品名）に、メチル系架橋剤である、メチル化メラミン樹脂：株式会社三和ケミカル製のニカラックＭＳ００１（商品名）および／またはブチル化メラミン樹脂：三井東圧株式会社製のユーバン２０ＳＥ（商品名）を配合したものを第２の接着層１２２の材料として用いた。実施例５の試料では、メチル系架橋剤として、メチル化メラミン樹脂とブチル化メラミン樹脂を固形分比率で１：１の割合で配合したものを用いた。
【００５９】
比較例５、６の試料では、エポキシ樹脂である大阪印刷インキ製造株式会社製のオピコートＥＳＨ（商品名）を第２の接着層１２２の材料として用いた。
【００６０】
比較例１の試料では、何も表面に塗工しないでアルミニウム箔をそのまま用いた。
【００６１】
実施例１〜６と比較例２〜６の試料では、上記の第２の接着層１２２の各材料を、トルエンとメチルエチルケトンを１：１で配合した混合溶剤にて適宜希釈した後、グラビア印刷法によってアルミニウム箔の片面に塗工した。その直後に１０秒間熱風乾燥することによって、アルミニウム箔の片面に塗工膜を形成した。塗工膜の厚みは、溶剤を蒸発させた後の固形分の厚みが１μｍになるように適宜調整を行った。
【００６２】
表１における塗工時の膨張シワについての評価は、この時点の各試料を用いて行った。
【００６３】
次に、各試料について、東洋アルミニウム株式会社製の厚みが３０μｍの他方のアルミニウム箔（ＪＩＳ １Ｎ３０）の片面に、グラビア印刷法によって、上記の各材料からなる第２の接着層１２２を塗工した。
【００６４】
そして、第２の接着層１２２が塗工された厚みが２０μｍと３０μｍの一方と他方のアルミニウム箔を、基材１１である厚みが３８μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムの両面に貼り合わせた。
【００６５】
この場合、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムとして東洋紡績株式会社製のＥ５２００（商品名）を用いた。アルミニウム箔とポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムとの間に介在させる第１の接着層１２１のポリウレタン系接着剤として、ディーアイシー株式会社製のＬＸ５００（商品名）を１０質量部とディーアイシー株式会社製のＫＷ７５（商品名）を１質量部の割合で混合し、この混合物を溶媒として酢酸エチルで希釈したものを用いた。上記の接着剤をグラビア印刷法によってポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムの両面に塗工した。そして、表１に示す乾燥温度で各試料を熱風乾燥した後、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムの両面に一方と他方のアルミニウム箔を貼り合せた。
【００６６】
比較例１以外の試料では、固形分が２ｇ／ｍ２になるように上記の接着剤を塗工した。比較例１では、固形分が３ｇ／ｍ２になるように上記の接着剤を塗工した。
【００６７】
以上のようにして、各試料について、以下の層構成を備えた積層体を作製した。
【００６８】
比較例１以外の試料 ： 厚みが２０μｍのアルミニウム箔／第２の接着層１２２／第１の接着層１２１／ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム（基材１１）／第１の接着層１２１／第２の接着層１２２／厚みが３０μｍのアルミニウム箔。
【００６９】
比較例１の試料 ： 厚みが２０μｍのアルミニウム箔／第１の接着層１２１／ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム（基材１１）／第１の接着層１２１／厚みが３０μｍのアルミニウム箔。
【００７０】
貼り合わせ後に硬化反応を促進させるために温度４０℃で３日間エージングを行った。
【００７１】
表１に示す接着力の評価は、エージング後の各試料を用いて行った。
【００７２】
その後、上記で得られた各試料の積層体の両面にレジスト印刷を施した。
【００７３】
レジスト印刷された積層体において、レジスト印刷された部分以外のアルミニウム箔を塩酸水溶液に溶解させることにより、図１に示すようにアルミニウム箔からなる第１と第２の回路パターン層１３１と１３２を形成した。
【００７４】
表１に示すブロッキングの評価は、この時点の各試料を用いて行った。
【００７５】
得られた各試料の積層体の所定の位置で、具体的には図２に示す圧着部１３ａ、１３ｂにおいて、鋼鉄製の冶具をハンマーで打ち付けることにより第１と第２の回路パターン層１３１と１３２を導通させた。
【００７６】
表１に示す相対Ｑ値の評価は、導通後の各試料を用いて行った。
【００７７】
表１に示す各特性の評価は以下のようにして行った。
【００７８】
（塗工時の膨張シワ）
第２の接着層１２２をアルミニウム箔に塗工したときに、折れ込む膨張シワが発生した場合を「×」とし、それ以外を「○」とした。
【００７９】
（ブロッキング）
エッチング後の各試料の接着層１２が露出している部分にて、接着層１２同士が触れ合うように各試料を２枚重ね合わせ、１ｋｇ／ｃｍ２の圧力を加えた状態で温度４０℃で２日間保持した。その後、接着層１２の塗工面の引っ付き状態を次の通り評価した。
【００８０】
接着層１２同士の引っ付きが見られない：○
接着層１２同士の引っ付きが見られるが、接着層１２が剥がれることはない：△
接着層１２同士が引っ付いて接着層１２が剥がれる：×。
【００８１】
（接着力）
ＪＩＳ Ｋ６８５４のＴ型剥離試験に準拠し、接着力（＝剥離強度）を測定した。ただし、試験片の幅を１５ｍｍとした。各試料で測定された接着力がＲＦＩＤ用アンテナの一般的に必要な接着力である３．０Ｎ／１５ｍｍ以上であるかどうかを評価した。
【００８２】
（相対Ｑ値）
得られたＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体１の各試料を、スペクトラムアナライザ（株式会社アドバンテスト製 品番Ｕ３７５１）を用いて、共振点より−３ｄＢの地点でのＱ値を測定した。得られたＱ値は、比較例１で測定されたＱ値を１００としたときの相対値として百分率で表１に示す。なお、実施例１〜６と比較例１〜６の各試料においては、同じ仕様の回路パターン層として、図１に示す第１と第２の回路パターン層１３１と１３２を形成した。
【００８３】
得られた各試料の評価の結果を表１に示す。
【００８４】
【表１】
【００８５】
表１に示す結果からわかるように、実施例１〜６の試料では、接着力が低下することなく、ブロッキングが生じるのを防止することができるとともに、より高いＱ値を実現することができることがわかる。
【００８６】
今回開示された実施の形態と実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は以上の実施の形態と実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものであることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】この発明の１つの実施の形態に従ったＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体を示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線の方向から見た部分断面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１：ＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体、１１：基材、１２：接着層、１２１：第１の接着層、１２２：第２の接着層、１３１、１３２：回路パターン層、１３ａ，１３ｂ：圧着部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂フィルムからなる基材と、
前記基材の一方表面の上に接着層を介在して形成された、主成分として金属を含む電気導電体からなる第１の回路パターン層と、
前記基材の他方表面の上に接着層を介在して形成された、主成分として金属を含む電気導電体からなる第２の回路パターン層とを備え、
前記第１と第２の回路パターン層の少なくともいずれかがコイル状のパターン層を含み、
前記第１の回路パターン層の一部と、前記基材を介して前記第１の回路パターン層の一部に対向する前記第２の回路パターン層の一部と、前記第１と第２の回路パターン層の一部の間に介在する前記基材および前記接着層の一部がキャパシタを構成し、
前記第１の回路パターン層と前記第２の回路パターン層とは導通するように電気的に接続されており、
前記接着層は、前記基材に接するように配置され、ポリウレタン系接着剤からなる第１の接着層と、前記第１および第２の回路パターン層に接するように配置され、メラミン系架橋剤で熱架橋したポリエチレンテレフタレート系樹脂からなる第２の接着層とからなり、
前記第２の接着層は、ポリエチレンテレフタレート系樹脂に対して１質量％以上４０質量％以下のメラミン系架橋剤で熱架橋したものである、ＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体。
【請求項２】
前記第２の接着層は、ポリエチレンテレフタレート系樹脂に対して１質量％以上２０質量％以下のメラミン系架橋剤で熱架橋したものである、請求項１に記載のＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体。
【請求項３】
前記第１と第２の回路パターン層はアルミニウム箔からなる、請求項１または請求項２に記載のＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体。
【請求項４】
前記樹脂フィルムは、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネートおよびポリイミドからなる群より選ばれた１種の樹脂からなる、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体。
【請求項１】
樹脂フィルムからなる基材と、
前記基材の一方表面の上に接着層を介在して形成された、主成分として金属を含む電気導電体からなる第１の回路パターン層と、
前記基材の他方表面の上に接着層を介在して形成された、主成分として金属を含む電気導電体からなる第２の回路パターン層とを備え、
前記第１と第２の回路パターン層の少なくともいずれかがコイル状のパターン層を含み、
前記第１の回路パターン層の一部と、前記基材を介して前記第１の回路パターン層の一部に対向する前記第２の回路パターン層の一部と、前記第１と第２の回路パターン層の一部の間に介在する前記基材および前記接着層の一部がキャパシタを構成し、
前記第１の回路パターン層と前記第２の回路パターン層とは導通するように電気的に接続されており、
前記接着層は、前記基材に接するように配置され、ポリウレタン系接着剤からなる第１の接着層と、前記第１および第２の回路パターン層に接するように配置され、メラミン系架橋剤で熱架橋したポリエチレンテレフタレート系樹脂からなる第２の接着層とからなり、
前記第２の接着層は、ポリエチレンテレフタレート系樹脂に対して１質量％以上４０質量％以下のメラミン系架橋剤で熱架橋したものである、ＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体。
【請求項２】
前記第２の接着層は、ポリエチレンテレフタレート系樹脂に対して１質量％以上２０質量％以下のメラミン系架橋剤で熱架橋したものである、請求項１に記載のＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体。
【請求項３】
前記第１と第２の回路パターン層はアルミニウム箔からなる、請求項１または請求項２に記載のＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体。
【請求項４】
前記樹脂フィルムは、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネートおよびポリイミドからなる群より選ばれた１種の樹脂からなる、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のＩＣカード・タグ用アンテナ回路構成体。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−８６１１９（Ｐ２０１０−８６１１９Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５２１０６（Ｐ２００８−２５２１０６）
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（３９９０５４３２１）東洋アルミニウム株式会社 (179)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（３９９０５４３２１）東洋アルミニウム株式会社 (179)
【Ｆターム（参考）】
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