JP3984458B2

JP3984458B2 - Ｉｃタグ付き包装体の製造方法

Info

Publication number: JP3984458B2
Application number: JP2001354026A
Authority: JP
Inventors: 徳之椎名
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2001-11-20
Filing date: 2001-11-20
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2021-11-20
Also published as: JP2003155062A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＩＣタグ付き包装体およびその製造方法に関する。
詳しくは、食品や飲料等の包装体に非接触通信機能を有するＩＣタグを装着する技術であって、非接触ＩＣタグを内容物充填後に包装体に個別にＩＣタグラベルを貼着するのではなく、包装体の製造過程においてインラインで装着する技術に関する。
【０００２】
【従来技術】
非接触で情報を記録し、かつ読み取りできる「非接触ＩＣタグ」（一般に、「非接触データキャリア」、「無線ＩＣタグ」、「非接触ＩＣ」、「非接触ＩＣラベル」等と表現される場合もある。）が、物品や商品の情報管理、物流管理等に広く利用されるようになってきている。
食品等の包装体の分野でも非接触ＩＣタグを装着して、流通や品質管理、使用期限管理等に利用することが行われようとしている。
【０００３】
非接触ＩＣタグの形態について検討すると、（１）ラベル基材に捲線状の平面アンテナパターンを形成し、これに直接ＩＣチップを装着する形態と、（２）基材や包装材料面にアンテナパターンを導電性インキで印刷し、これに、インターポーザ形態のＩＣタグラベルを装着する形態、とがある。
（１）の場合は、アンテナパターンもラベル基材面に備えるのでＩＣタグラベルが割り高となるが、アンテナパターンを包装材料等に連続して印刷できる場合は、ＩＣタグラベルを装着して使用する（２）の実施形態が、コスト上のメリットが有り、包装材料等の大量消費用途には向いている。
【０００４】
図５は、非接触ＩＣタグの実施形態を説明する図である。図５（Ａ）は、ＩＣタグラベル２をパッケージ基材のアンテナパターン１１，１２の双方に接続するように貼着した平面状態、図５（Ｂ）は、アンテナパターン１１，１２からＩＣタグラベル２を部分的に剥離した状態を示し、図５（Ｃ）は、図５（Ａ）のＡ−Ａ線において拡大した断面を示す図である。
この実施形態の場合、非接触ＩＣタグ１０は、パッケージ基材にアンテナパターンを直接印刷し、当該アンテナパターン１１，１２にＩＣタグラベル２を装着した構成となる。
【０００５】
アンテナパターンの形状は特に限定されず２片に分離したパターンであれば任意の形状（円形、矩形状、三角形状、菱形等任意）であってよく、このパターンに導通するようにＩＣタグラベルを装着する。アンテナパターンを２片に分離したパターンとするのは、いずれか一方のアンテナ側が接地側の役割をするためである。
【０００６】
なお、ＩＣタグラベル２とは、シリコン基板に集積回路またはメモリあるいはその双方を設けたＩＣチップ５をアンテナパターン１１，１２に装着可能にタックラベル化した状態のものを意味し、当該ラベル自体にもＩＣチップ５に接続した小型のアンテナ部２１，２２有するものである（図５（Ｃ）参照）。
当該アンテナ部とアンテナパターン１１，１２間は、異方導電性接着剤６（図５（Ｃ）の×印の部分）で接着されていて、アンテナ間の導通が得られるようになっている。もっとも、アンテナ１１と２１、１２と２２の面間が誘電体を介して数１００μｍの間隔にある限り、直接電気的に導通していなくても静電的結合によりアンテナの機能をすることが確認されている。したがって、アンテナ１１と２１、１２と２２がＩＣタグラベル基材を介して相対するように装着することも可能となる。
また、アンテナ部２１，２２にはＩＣチップ５のバンプ（不図示）が接続している（図５（Ｂ）参照）が、アンテナ部２１，２２とＩＣチップ５とは必ずしもＩＣタグラベルの同一面に形成するものに限られない。
このようなＩＣタグラベルには市販の製品があり、具体的には、モトローラ社が製造する「ＢｉＳｔａｔｉｘ」（商標）用のインターポーザ形態のものが使用されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このようなＩＣタグラベルを包装体の製造過程で基材内に装着し、必要なその後の加工を行って包装体を完成しようとするものである。
包装体はＩＣタグに必要なデータを記録した後、または内容物を充填した後にデータを記録し、市中に供給されることになる。
しかし、従来の製造設備を使用して、ＩＣチップの機能を損なわないように、または加工装置を損傷しないようにしてＩＣタグ付き包装体を製造する確立した技術は見られない。
そこで、本発明では、包装体材料に非接触ＩＣタグをインラインで装着した後、従来の製造設備を使用して、ＩＣチップの機能を損なわず、また円滑にその後の加工を行うべく研究し、以下の発明を完成したものである。
【０００８】
【問題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の要旨の第１は、非接触通信機能を有するＩＣタグを装着した包装体の製造方法であって、少なくとも基材フィルムまたはシート上の一部分に導電性インキからなるアンテナを任意パターンで印刷し、そのアンテナ印刷面にＩＣタグラベルをＩＣチップが基材フィルムまたはシート面に面するように装着した後、金属ロールと、ゴムロールからなる圧胴間を通過させて、ＩＣタグラベルを含む基材フィルムまたはシート面に接着剤を塗工する際に、金属ロール側に直接ＩＣチップが接触しないようにして塗工してから、シーラントフィルムを積層することを特徴とするＩＣタグ付き包装体の製造方法、にある。かかるＩＣタグ付き包装体の製造方法であるため、ＩＣチップの破損を防止でき、製造工程において金属ロールを損傷することがない。
【０００９】
上記課題を解決するための本発明の要旨の第２は、非接触通信機能を有するＩＣタグを装着した包装体の製造方法であって、少なくとも基材フィルムまたはシート上の一部分に導電性インキからなるアンテナを任意パターンで印刷し、そのアンテナ印刷面にＩＣタグラベルをＩＣチップが基材フィルムまたはシート面に面するように装着した後、金属ロールであるチルロールと、ゴムロールからなるニップロール間を通過させてイクストルージョンコーティングする際に、金属ロール側に直接ＩＣチップが接触しないようにして塗工してシーラントフィルムを積層することを特徴とするＩＣタグ付き包装体の製造方法、にある。かかるＩＣタグ付き包装体の製造方法であるため、ＩＣチップの破損を防止でき、製造工程において金属ロールを損傷することがない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
ＩＣタグ付き包装体は、食品等の内容物充填後にＩＣタグを貼着する手間の省略と、流通過程における剥落を防止する観点から、軟包装材料やカートンの場合は、積層するフィルム間や紙−フィルム間にＩＣタグを保持する構成が有利となる。
したがって、非接触ＩＣタグは、前記のように基材フィルムまたはシートにアンテナパターンを印刷し、当該アンテナパターンにＩＣタグラベルを装着し、その後、接着剤を介してシーラントフィルムを積層する形態が有利である。
この場合、従来方法の加工を行うと、ＩＣタグラベルのＩＣチップは硬質のシリコン基板からなるので、加工装置を損傷したり、ＩＣチップの機能を損なう問題が生じる。
【００１１】
以下、ＩＣタグ付き包装体について図面を参照して説明する。図１は、ＩＣタグ付き包装体の例を示す図である。図１（Ａ）はＩＣタグ付き包装体１の平面図であって、製袋して内容物を充填した後の状態が示されている。ただし、包装体は製袋や製函後の状態のみを意味せず、積層フィルムや積層シートであって製袋や製函前の巻き取り状等の形態のものをも包含するものとする。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ線において拡大した断面図である。図１のように、包装体１は、基材フィルム１ｂまたはシートにアンテナパターン１１，１２が印刷され、当該アンテナパターンにＩＣタグラベル２が装着されている。当該ＩＣタグラベル２とアンテナパターン１１，１２とにより、非接触ＩＣタグ１０を構成している。包装体にアンテナパターンを設ける位置は特に限定されないが、リーダライタによる読み取りが容易な位置が好ましい。
【００１２】
図１（Ｂ）の断面図のように、ＩＣタグ付き包装体１では、ＩＣタグラベルのラベル基材２ｂがシーラントフィルム３側に面し、ＩＣチップ５が包装体の基材フィルムまたはシート面に面するように装着されている特徴がある。ＩＣチップ５は、ラベル基材２ｂに印刷された小型のアンテナ２１，２２にＩＣチップのバンプ（不図示）が接続するようにされており、アンテナ２１，２２とアンテナパターン１１，１２が異方導電性接着剤６等により接続されるのは前述のとおりである。なお、包装体のパッケージ基材フィルム１ｂとシーラントフィルム６間には、接着剤またはアンカーコート（ＡＣ）剤が介在することになるが図１（Ｂ）での図示は省略されている。ＩＣタグラベル２のアンテナパターン１１，１２上への装着は、アンテナパターンと同時に印刷する位置合わせマーク等を基準にして、走行するパッケージ基材１ｂに対して自動的なラベル貼り付け機等で装着する。
【００１３】
図２は、ＩＣタグ付き包装体を加工する状態を示す図である。パッケージ基材１ｂにＩＣタグラベル２を装着し、ＩＣタグラベルを含む基材フィルムまたはシート面に接着剤４を塗布する状態を示している。一般に基材にシーラントフィルムを積層する場合は、金属ロール７とゴムロール８からなる圧胴間に基材を通過させて、パッケージ基材１ｂ面に接着剤４を塗工することが行われる。この後、シーラントフィルムを供給して、図示しないニップロール間を通して積層フィルムとされる。図中、９は、接着剤供給パンであって、接着剤４には溶剤タイプやホットメルト型の接着剤等が使用され、特にその種類を問わない。図２の場合、装着したＩＣタグラベルのＩＣチップ５がパッケージ基材１ｂ面に面しており、ラベル基材２ｂが金属ロール７側に面するようにされている特徴がある。
【００１４】
図３は、包装体の他の加工状態を示す図である。
図３の場合、装着したＩＣタグラベル２のＩＣチップ５が金属ロール７側に面しており、ラベル基材２ｂが基材１ｂ面に面するようにされている。
図２では、ＩＣチップ５の硬質なシリコン基板がラベル基材２ｂで保護されているのに対し、図３では、シリコン基板が直接に金属ロール７に接触するため、金属ロールを傷付けることが避けられない。特に、連続して供給されるパッケージ基材１ｂのＩＣチップは通常一定の位置に配列しているので、当該金属ロールの一定円周部分が再使用できない程度に損傷するのは明らかである。
一方、図２の場合はシリコン基板がラベル基材２ｂで保護されているので、金属ロールを損傷することが避けられる。この方法は、グラビアロールコートのように金属ロールを使用する場合に一般的に適用できる。
【００１５】
図４は、ＩＣタグ付き包装体を加工する他の状態を示す図である。図４は、イクストルージョンコーター機（ＥＣ機）の場合であるが、基材フィルムまたはシートに溶融したポリエチレン１３等を塗工する場合は、ゴムロールであるニップロール１４側からパッケージ基材１ｂを供給し、Ｔダイ１６から溶融ポリエチレンを押し出し、基材フィルムと溶融ポリエチレン１３の一体化フィルムを金属ロールであるチルロール１５に押圧して積層する。この場合も装着したＩＣタグラベル２のＩＣチップ５がチルロール１５側に面するように装着されていると、チルロールを損傷することになる。前工程であるＡＣ剤の塗工の場合も同様である。
【００１６】
次に、本発明に使用する材料等について説明する。
包装体の基材フィルムには、カートン紙や板紙、上質紙等の紙類、ＰＥＴやＰＢＴ等のポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド、また、無機蒸着フィルムやＥＶＯＨ等のバリアフィルムが、シーラントフィルムにはＰＥやＰＰ等のポリオレフィンもしくはそれらの２種以上のフィルムやシートの積層体を使用できる。
ＩＣタグラベル２に使用するＩＣタグラベル基材２ｂとしては、紙、ＰＥＴ、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ナイロン、ポリオレフィン等の各種材料を使用できる。紙の場合は、耐水処理等がされていて絶縁性の高いものが好ましい。
厚みは１５〜３００μｍが使用できるが、強度、加工作業性、コスト等の点から２０〜２００μｍがより好ましい。
アンテナパターン１１，１２の印刷には導電性インキを使用して、オフセット、グラビア、シルクスクリーン印刷等によって印刷できる。導電性インキには、カーボンや黒鉛、あるいは銀粉やアルミ粉、あるいはこれらの混合体をビヒクルに分散したインキを使用する。あるいはまた、インキコストは割高となるが、酸化錫、酸化チタン粉末等を使用した透明導電性インキであってもよい。
【００１７】
ＩＣチップは、シリコン基板に集積回路やメモリを形成したもので、ＩＣタグラベル用としては２ｍｍ×２ｍｍ程度以内の大きさにされており、厚みは０．５ｍｍ以内である。
ＩＣメモリの場合は、１０２４Ｂｉｔｓで、１２８文字の記録ができ通常の包装体として最低限の情報記録には適用できる。数キロビットであれば、２次元バーコード以上の表示が可能であり、出荷後に書き込み消去が自由にできる利点がある。流通段階で価格表示を変える場合や、入庫日時の記録をする場合等は、書き込みや消去ができる非接触データキャリアが好ましいことになる。
【００１８】
＜非接触ＩＣタグリーダについて＞
非接触ＩＣタグリーダはスキャナともいわれ一定周波数の電波を非接触データキャリアに送信して応答波を検索する。
リーダとの交信には、一般的には１２５ｋＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚ、５．８ＧＨｚ（マイクロ波）の周波数帯を使用することになる。非接触ＩＣタグでは、１３．５６ＭＨｚを利用する場合が多く、各種のリーダやリーダライタが市販されている。
【００１９】
【実施例】
（実施例）
厚み１２μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東洋紡績株式会社製「Ｅ５１００」）に導電性インキ（デュポン社製「カーボンインキ５０６７」）でアンテナパターンをグラビア印刷し、印刷基材フィルムを作成した。
次に、そのアンテナ印刷面側にＩＣタグラベル（モトローラ社製、品名：ＩＣチップ実装ラベル「ＢｉＳｔａｔｉｘ」）を、ＩＣチップ側がアンテナ印刷面に面するようにラベル貼り付け機を用いて装着した。なお、「ＢｉＳｔａｔｉｘ」のラベル基材には厚み２００μｍ程度の紙基材が使用されている。
次に、シングルＥＣ機を用いて、ＩＣタグラベル側にＡＣ（アンカーコート）剤（武田薬品工業株式会社製「Ａ３２１０／Ａ３０７５」、固形分５％）を塗布し、乾燥後、樹脂温度３２０°Ｃの押出しＰＥ（三井化学株式会社製「ミラソン１６Ｐ」）；押出し厚み２０μｍにて、厚み４０μｍのＰＥフィルム（大日本樹脂株式会社製「ＳＫＬフィルム」）と押出しラミネーションを行い、ラミネートフィルムを作製した。
なお、ＡＣ剤の塗工ローラおよびＥＣ機のチルローラは、クロムメッキした鉄ロールであった。
【００２０】
上記の工程により作製した、ラミネートフィルムの構成は、
（表）ＰＥＴ１２μｍ／アンテナパターン印刷／ＩＣタグラベル／ＡＣ
／ＰＥ２０μｍ／ＰＥフィルム４０μｍ（裏）
となった。
【００２１】
（比較例）
厚み１２μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東洋紡績株式会社製「Ｅ５１００」）に導電性インキでアンテナパターンをグラビア印刷し、印刷基材フィルムを作成した。
次に、そのアンテナ印刷面側にＩＣタグラベル（モトローラ社製、品名：ＩＣチップ実装ラベル「ＢｉＳｔａｔｉｘ」）を、ＩＣチップ側がシーラント面側に面するようにラベル貼り付け機を用いて装着した。したがって、この場合はアンテナパターンとＩＣタグラベルのアンテナ間が直接には導通しないで、ＩＣタグラベル基材を介して静電結合的に接続していることになる。
次に、シングルＥＣ機を用いて、ＩＣタグラベル側にＡＣ（アンカーコート）剤（武田薬品工業株式会社製、Ａ３２１０／Ａ３０７５、固形分５％）を塗布し、乾燥後、樹脂温度３２０°Ｃの押出しＰＥ（三井化学株式会社製「ミラソン１６Ｐ」）；押出し厚み２０μｍにて、厚み４０μｍのＰＥフィルム（大日本樹脂株式会社製「ＳＫＬフィルム」）と押出しラミネーションを行い、ラミネートフィルムを作製した。
上記の工程により作製した、ラミネートフィルムの層構成は、ＩＣタグラベル２のＩＣチップ５がシーラントフィルム３面側に面している点で実施例と相違しているが、その他の構成は同一である。
【００２２】
実施例と比較例のラミネートフィルム（包装体）を使用して、スナック菓子用包装材料を１０００袋作製した。確認事項として非接触ＩＣタグ１０に対して所定のデータの記録を行った後、読取装置として、モトローラ社製ＢｉＳｔａｔｉｘリーダー「ＷＡＶＥ」を用いて、情報の読取り試験を行ったところ、実施例では、１０００袋の全てが正しく読み取り出来たが、比較例では、１０００袋の内、４８個が読み取り出来なかった。
読み取り出来なかったサンプルについて、原因を調べたところ、ＩＣチップが破損していたり、ＡＣ（アンカーコート液）溶剤によってアンテナが溶けてしまっていることが確認された。
また、比較例の場合は、ＡＣ剤の塗工ローラおよびＥＣ機のチルローラを損傷していることが認められ、実施例の場合は損傷が無かった。
【００２３】
本発明は軟包装材料に限らず、紙−フィルム等を積層するカートン等にも適用が可能であり函体状の包装体を除外するものではない。
【００２４】
【発明の効果】
上述のように、ＩＣタグ付き包装体は、シーラントフィルムを積層する際に、ＩＣタグラベルのＩＣチップが基材フィルムまたはシート面に面するように装着されているため、接着剤をコーターで塗工したり溶融したポリエチレンをＥＣ機でイクストルージョンコーティングする際に、金属ロール側に直接ＩＣチップが接触しないので、ＩＣチップの破損を防止できるとともに、金属ロールを損傷することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＩＣタグ付き包装体の例を示す図である。
【図２】ＩＣタグ付き包装体を加工する状態を示す図である。
【図３】包装体の他の加工状態を示す図である。
【図４】ＩＣタグ付き包装体を加工する他の状態を示す図である。
【図５】非接触ＩＣタグの実施形態を説明する図である。

Claims

非接触通信機能を有するＩＣタグを装着した包装体の製造方法であって、少なくとも基材フィルムまたはシート上の一部分に導電性インキからなるアンテナを任意パターンで印刷し、そのアンテナ印刷面にＩＣタグラベルをＩＣチップが基材フィルムまたはシート面に面するように装着した後、金属ロールと、ゴムロールからなる圧胴間を通過させて、ＩＣタグラベルを含む基材フィルムまたはシート面に接着剤を塗工する際に、金属ロール側に直接ＩＣチップが接触しないようにして塗工してから、シーラントフィルムを積層することを特徴とするＩＣタグ付き包装体の製造方法。
非接触通信機能を有するＩＣタグを装着した包装体の製造方法であって、少なくとも基材フィルムまたはシート上の一部分に導電性インキからなるアンテナを任意パターンで印刷し、そのアンテナ印刷面にＩＣタグラベルをＩＣチップが基材フィルムまたはシート面に面するように装着した後、金属ロールであるチルロールと、ゴムロールからなるニップロール間を通過させてイクストルージョンコーティングする際に、金属ロール側に直接ＩＣチップが接触しないようにして塗工してシーラントフィルムを積層することを特徴とするＩＣタグ付き包装体の製造方法。