(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子信号送信装置であって、
信号発生装置と、
前記信号発生装置からの信号を受信し且つ送信するための放射素子とを含み、前記放射素子は、不織ウエブを含み、前記不織ウエブは、パルプ繊維、合成繊維又はこれらの混合材、及び少なくとも１０重量％の量の所定の範囲の長さに切断された導電性繊維からなることを特徴とする電子信号送信装置。
【請求項２】
前記不織ウエブは、少なくとも１０００Ｓ／ｍの導電率を有することを特徴とする請求項１に記載の電子信号送信装置。
【請求項３】
前記電子信号送信装置が、３００ＭＨｚから３０００ＭＨｚの周波数範囲の信号を送信することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子信号送信装置。
【請求項４】
前記放射素子は、不織ウエブからなる２つの帯片を含み、且つ半波長ダイポール・アンテナを構成することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の電子信号送信装置。
【請求項５】
前記導電性繊維が、炭素繊維を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの請求項に記載の電子信号送信装置。
【請求項６】
前記導電性繊維が、金属繊維、導電性ポリマー繊維、又は、金属被覆繊維を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの請求項に記載の電子信号送信装置。
【請求項７】
前記不織ウェブからなる帯片の長さの幅に対する比が１０から５０であることを特徴とする請求項４に記載の電子信号送信装置。
【請求項８】
前記不織ウエブが、ウェットレイド・ウエブを含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかの請求項に記載の電子信号送信装置。
【請求項９】
前記導電性繊維が、１ｍｍから１２ｍｍの平均長さを有し、１００：１から１０００：１のアスペクト比を有することを特徴とする請求項５に記載の電子信号送信装置。
【請求項１０】
前記電子信号送信装置が、無線自動識別装置を含むことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかの請求項に記載の電子信号送信装置。
【請求項１１】
人の身体の一部を覆うように構成された衣料であって、
該衣料を着用する者のデータを送信するように構成された請求項１乃至１０のいずれかの請求項に記載の電子信号送信装置を設けたことを特徴とする衣料。
【請求項１２】
前記無線自動識別装置が、パッシブ型装置を含むことを特徴とする請求項１０に記載の電子信号送信装置。
【請求項１３】
前記信号発生装置が、データを保存し且つ処理することを特徴とする請求項１２に記載の電子信号送信装置。
【請求項１４】
前記不織ウエブが、第１の表面及び第２の表面を含み、前記不織ウエブの少なくとも１つの表面が結合剤で処理されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかの請求項に記載の電子信号送信装置。
【請求項１５】
前記不織ウエブが、前記導電性繊維以外には、実質的にパルプ繊維のみを含有することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかの請求項に記載の電子信号送信装置。
【請求項１６】
前記不織ウエブが、均質な単一繊維層を含むことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかの請求項に記載の電子信号送信装置。
【請求項１７】
前記放射素子が、導電性接着剤によって前記信号発生装置に接続されることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかの請求項に記載の電子信号送信装置。
【請求項１８】
製品用の包装材であって、
該包装材は、板紙材料から作製され、該包装材は、請求項１乃至９のいずれかの請求項に記載の電子信号送信装置に取り付けられ、前記放射素子が該板紙材料に設けられることを特徴とする包装材。
【請求項１９】
前記板紙材料の形成過程中に前記放射素子が前記板紙材料に入れられ、これにより、前記放射素子が前記板紙材料と一体化されることを特徴とする請求項１８に記載の包装材。
【請求項２０】
前記電子信号送信装置が、無線自動識別装置を含み、前記信号発生装置は、前記板紙材料に取り付けられ且つ前記板紙材料に入れられた前記放射素子と電気的に接続することを特徴とする請求項１８に記載の包装材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子信号送信装置に関し、特に、電子装置用アンテナのような放射素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型化技術の進歩によって、様々な量を検出するためのより一層小型の電子装置の開発が進んだ。無線通信技術での同様な進歩は、インターネットのようなコンピュータ・ネットワークの一層の普及と結びついて、２つ以上のコンピュータ間でコスト効率の良い大量のデータ伝送を必要とする技術を提供する。この技術の組合せは、データを監視し、追跡し、送るための小型センサ及びプロセッサの使用を可能にする。
【０００３】
無線自動識別装置（ＲＦＩＤ）は、例えば、物品、製品、等に埋め込み或いは取り付け可能な低コストの「スマート」チップ又は「タグ」であり、その製品に関する情報をスキャナを介して伝える。スマート・タグは、通常、マイクロチップと埋め込まれた小型アンテナとを備えた小さなラベル状装置である。このタグは、パッシブ型又はアクティブ型であり、アクティブ型のタグでは、内部電源を必要とする。リーダー（読取装置）又はスキャナは、電子「トリガ」信号でスマート・タグへの照合を行う。すると、タグは、スキャナによって読み取り可能な電磁パルス応答信号を発生する。この応答信号に製品情報が含まれている。ＲＦＩＤスマート・タグは、製品包装に埋め込み或いは取り付けることもでき、製品内に一体化することもでき、そして、より詳細な他の情報同様に、従来の「バーコード」情報の伝達も可能である。
【０００４】
スマート・タグに関しては、小売市場と小売販売の分野において特にそうであるが、様々な商業的な用途が提案されている。例えば、消費者動向、購入傾向、消費率、等に関する情報の収集を目的としてＲＦＩＤ技術の使用が可能である。また、ＲＦＩＤ技術は、在庫管理、製造工程及び制御、製品説明責任、追跡システム、等の分野において将来性があると示唆されている。製造者、運送者、及び販売者は、特定の製品をその初期製造段階から販売段階の全体を通して自身のシステムを使って追跡することができる。他の用途として、銀行口座への支払い請求を自動的に行うショッピングカート、インターネットに接続して残り少なくなった品物を自動的に追加注文する冷蔵庫、及び、そのような冷蔵庫に接続され、消費者に的を絞ったコマーシャル及び特別な提案を提供する双方向テレビが含まれると示唆されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＲＦＩＤのような電子装置は、通常は、アンテナと接続するデータ回路を含む。このデータ回路は、例えば、多種の電子部品を含む集積回路チップにより構成される。一方、アンテナは、これまで、導電性インク又は金属箔から形成されていた。しかしながら、このようなアンテナを、消費財、他の製品、又は、運送販売のため商品を収納する包装材に一体化する上で問題があった。例えば、金属製アンテナは、或る種類の製品での使用には適していない。さらに、これまでに提案された多くのアンテナでは、製品コストが格段に増加する。
上記の事情の下、改良されたアンテナ構造を有する信号発生装置に対する需要が存在している。特に、リサイクル可能で地球環境に優しい材料で作製され、且つ、包装済み消費財に一体化するのが容易な、低コストアンテナに対する需要が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この明細書は、概ね、適合する任意の電子装置用のアンテナのような改良された放射素子について説明する。例えば、この電子装置は、受信装置に無線方式で情報を伝える信号を放射するように構成される。この明細書の説明に従って作製されたアンテナは、そのような信号を送信するのに特に効率良く適合している。さらに、このアンテナは、製造するのが比較的安価で、各種の製品及び製品包装材への組み入れが容易に可能であり、いずれの金属材料の含有もなしに製作が可能である。
【０００７】
例えば、一実施例に関して、この明細書は、電子信号送信装置を説明する。この装置は、例えば、無線周波数自動識別装置より成る信号発生装置を含む。しかし、他の実施例では、信号発生装置は、データを検知及び／又は記録し且つデータを受信装置に送信するように構成された電子装置を含む。一実施例では、例えば、信号発生装置は、患者体内の生理的状態を検知する医療機器を含む。
【０００８】
この明細書の説明に従い、信号発生装置は、アンテナのような放射素子に接続する。放射素子は、例えば、信号発生装置からの信号の送受信を行う。この明細書の説明に従い、放射素子は、導電性繊維と共にパルプ繊維を含有する不織ウエブを含む。この明細書で使用する用語「導電性」とは、材料が電気を伝導する性質であることをいう。不織ウエブは、例えば、約５０重量％の量である、少なくとも約３０重量％の量のパルプ繊維を含む。一方、導電性繊維は、不織ウエブが所望の導電特性を保有するのに十分な量だけ不織ウエブ内に存在する。
【０００９】
例えば、一実施例では、導電性繊維は、不織ウエブ内に少なくとも１０重量％の量だけ、特定的には、少なくとも約２５重量％の量だけ存在する。導電性繊維には、例えば、金属繊維、導電性ポリマー繊維、又は、金属被覆繊維が含まれる。特別な実施例では、導電性繊維は、炭素繊維を含む。不織ウエブ内には、不織ウエブが少なくとも１０００Ｓ／ｍの導電率を有する程度の導電性繊維が存在する。
【００１０】
信号発生装置は、任意の適切な周波数範囲内で信号を送信するように構成される。一実施例では、例えば、信号発生装置は、極超短波範囲内で信号を送信する。この実施例では、放射素子は、２つのアンテナ部分を形成する２つの不織ウエブ帯片を含む。この放射素子は、半波長ダイポール・アンテナを形成する。
【００１１】
放射素子の形成に使用される不織ウエブの寸法は、用途の特性に応じて変更可能である。特に、不織ウエブの寸法は、信号発生装置から送信される信号の周波数に基づいて設計される。例えば、一実施例では、放射素子は、長さ対幅の比が、約１０から約５０である２つの不織ウエブ帯片を含む。一実施例では、例えば、各不織ウエブ帯片は、９１５ＭＨｚの周波数で特に機能すべく約１４４ｍｍの長さと約８ｍｍの幅とを有する。
【００１２】
不織ウエブは、任意の適切な方法又は技術を使用して作製可能である。一実施例では、例えば、不織ウエブは、製紙工程に従って作製されたウェットレイド・ウエブを含む。ウエブは、例えば、一実施例では、少なくとも約２ｃｃ／ｇのかさ（ｂｕｌｋ）を有しており、約１５ｇｓｍから約１００ｇｓｍの坪量を有する。代替実施例では、このかさは、約２ｃｃ／ｇより小さく、特定的には、約１ｃｃ／ｇより小さく、さらに特定的には、約０．５ｃｃ／ｇより小さく、さらに一層特定的には、約０．０５ｃｃ／ｇよりも十分に小さい値である。導電性繊維が、不織ウエブの厚さ方向の全体にわたり存在するか、もしくは、単一層が、導電性繊維の複数層を含有するかである。この実施例では、導電性繊維は、単一層ウエブである層内に全て含有される。別の一実施例では、例えば、不織ウエブは、３つの別々の層を含み、導電性繊維は、中間層内に存在するものであって良い。
【００１３】
この明細書の説明の他の特徴及び側面は、以下の段落中に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この明細書の説明に従い作製された電子信号送信装置の一実施例の平面図である。
【図２】この明細書の説明に従い作製された放射素子の一実施例の断面図である。
【図３】この明細書の説明に従い作製された衣料品の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この明細書の説明は、実施例の説明のみであり、この発明の広範な特徴の限定を意図していないことを当業者は理解されたい。
【００１６】
概ね、この明細書は、電子装置用のアンテナのような放射素子の構造を説明する。放射素子は、無線方式で信号を受信及び／又は送信するのに使用される。この明細書の説明に従い、放射素子は、不織導電性ウエブから作製される。例えば、一実施例において、不織ウエブは、バルプ繊維を含有し、製紙工程に従い作製される。例えば、不織ウエブは、パルプ繊維と導電性繊維を含有するウェットレイド・ウエブを含む。
【００１７】
不織導電性ウエブは、放射素子としての使用に適合する電子的特性を具備するように製造可能である。特に有利な点としては、導電性不織ウエブは、これまで使用されている伝統的なアンテナの多くのものよりも格段に安価に製造可能である。加えて、導電性不織ウエブは柔軟であり、多くの製品及び包装材内への一体化が可能であり、所望ならば使い捨ても可能である。一実施例では、導電性不織ウエブを、半波長ダイポール・アンテナとして使用して、低コストのデータ送信システムとすることが可能である。特別な用例では、例えば、この明細書の説明の放射素子が、新規な低コストの無線自動識別装置（ＲＦＩＤ）の製造のために使用される。
【００１８】
図１を参照するに、この明細書の説明に従い作製された電子信号送信装置１０の概略図が示されている。図解されているように、この電子信号送信装置は、アンテナ１４のような放射素子と接続する信号発生装置１２を含む。信号発生装置１２は、信号の送受信にアンテナを必要とする電子装置を含む。信号発生装置１２は、例えば、固定電子コードを備える読出し専用装置を含む。代替構成としては、信号発生装置１２を、先行情報の更新又は新情報の追加を可能とする読出し／書込み装置とする。信号発生装置１２は、また、センサーと協働して、バイオセンサーが検知した値のような検知情報を読み取りそしてこの検知情報に応ずる信号を送信する。
【００１９】
一実施例では、信号発生装置１２は、ＲＦＩＤタグを含む。図１に示されるように、信号発生装置がＲＦＩＤタグを含む場合には、信号発生装置１２は、アンテナ１４に取り付けられたＲＦトランスポンダーを含む。アンテナ１４は、第２のアンテナ部分１８から離間する第１のアンテナ部分１６を含む。
【００２０】
ＲＦＩＤタグには、パッシブ型タグ、アクティブ型タグ、そして、セミパッシブ型タグを含む３つの一般的な種類がある。パッシブ型タグは、内部電源を必要とせず、装置に電力を供給するリーダーによって駆動される。一方、セミパッシブ型タグとアクティブ型タグには、通常は、小型の電池である電源が必要である。
【００２１】
通常、導電性タグ又はパッシブ型タグは、シリコン又は他の半導体、コンデンサ、及び、その上に電子部品が実装又は埋設される基板を含む。通常は、基板を封入して密閉するべく、保護カバーが使用される。誘導型又はパッシブ型スマートタグは、「ＢｉＳｔａｔｉｘ」との名称でモトローラ社（Motorola）によって提案された。ＢｉＳｔａｔｉｘ装置の詳細な説明は米国特許第６２５９３６７号Ｂ１明細書（特許文献１）に見ることができる（この参照により本明細書に組み込まれたものとする）。適当なスマートタグの別の商業的供給元は、技術名がＦＳＡ（Fluid Self-Assembly）であるアメリカ合衆国モーガンヒルのアリーン・テクノロジー・コーポレイション（Alien Technology Corporation）である。ＦＳＡ工程では、小寸法の半導体装置が柔軟なプラスチックのロール内に取り付けられる。製造された「スマート」基板は、各種部品の表面に取り付け又は埋設することができる。マサチューセッツ工科大学（マサチューセッツ州ケンブリッジ）のオートＩＤセンター（Auto-ID Center）で開発中のスマートタグ技法も、この発明の範囲内に使用可能である。スマート・タグ及び関連する技術についての詳細な情報は、グラバウ等に２００２年９月１７日付け発行された「ＲＦＩＤ製造コンセプト」との名称の米国特許第６４５１１５４号明細書（特許文献２）、モンに２００２年３月１２日付け発行された「複数のＲＦＩＤタグ付き物品に配置された特定ＲＦＩＤタグ付き物品を発見するための装置及び方法」との名称の米国特許第６３５４４９３号明細書（特許文献３）、２００２年６月２０日付け発行された国際特許出願ＷＯ０２／４８９５５公報（特許文献４）、ベガに２００２年３月２６日付け発行された「無線自動識別装置及び方法に使用する読取装置」との名称の米国特許第６３６２７３８号明細書（特許文献５）、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｕｔｏｉｄｃｅｎｔｅｒ．ｏｒｇ／ｒｅｓｅａｒｃｈ／ＣＡＭ−ＡＵＴＯＩＤ−ＷＨ００４．ｐｄｆで入手可能なD.McFarlene,"Auto-ID Based Control", White Paper for the Auto-ID Center Institute for Manufacturing, Univesity of Cambridge, Cambridge, United Kingdom, Feb. 1, 2002（非特許文献１）、ｗｗｗ．ａｕｔｏｉｄｃｅｎｔｅｒ．ｏｒｇ／ｒｅｓｅａｒｃｈ／ＣＡＭ−ＷＨ−００１．ｐｄｆで入手可能なChien Yaw Wong, "Integration of Auto-ID Tagging System with Holonic Manufacturing System", White Paper for the Auto-ID Center Institute for Manufacturing, University of Cambridge, Cambridge, United Kingdom, September 2001（非特許文献２）に開示されている。
【００２２】
別のＲＦＩＤ技術では、複数の周波数で作動する遠隔式の読出し／書込みチップを提供するマイクロチップ・テクノロジーズ（Microchip Technologies）（アリゾナ州チャンドラー）が製造したものを含む。また、潜在的価値あるものとしては、フィリップス・セミコンダクター（Philips Semiconductor）（オランダ国アインドホーベン）のＩ＊ＣＯＤＥチップとリーダーがあり、これらは、１つの実施例において、固有の製造番号（例えば、電子製品コード）用の６４ビットを備えた３８４ビットの設定可能な読出し／書込みメモリを含むと説明されている。ソキマット（Sokymat）（スイス国ローザンヌ）は、ＡＭ無線信号でデータをリーダー・ステーションに送信するＰＩＣＣＯＬＯ読出し専用ＲＦＩＤディスク・タグを市販する。このタグは、固有のコードを各タグ上に保存することを目的としてポリシリコン・リンクのレーザー溶融による製造の間にプログラム可能な６４ビットのデータを有すると説明されている。
【００２３】
テキサス・インスツルメンツ（Texas Instruments）（テキサス州ダラス）は、従来よりＴＩＲＩＳ．ＣＯＰＹＲＧＴ．ｓｙｓｔｅｍ（テキサス・インスツルメンツ登録及び識別システム）として知られているテキサス・インスツルメンツＲＦＩＤ（ＴＩ＊ＲＦＩＤ．ＴＭ．）システムの一部としてＲＦＩＤ技術を提示しているが、これは、ＴＩ  Ｔａｇ  Ｉｔ．ＴＭ．チップのようなデバイスを使用して複数の資産を追跡し且つ識別するのに使用される。
【００２４】
ジェムプラス（Gemplus）（フランス国ジェメノス）は、ＲＦＩＤ技術を採用したスマート・タグ（しばしば、「スマート・ラベル」と言われる）と、スマート・タグとしての使用が可能なスマート・カードを提供する。同社は、スマート・タグとの併用に適しているインターフェース、スキャナー、及びソフトウエアを販売する。
【００２５】
ネダプ（Nedap）（オランダ国グロエンロ）は、スマートカードと、約１２０ｃｍの範囲の５１２ビットの読出し／書込みメモリを備えたＲＦＩＤ技術を使用した１３．５６ＭＨｚのスマート・タグを提供する。スキャナーによって、１秒につき約２０のそのようなタグの読出しが有効に行われると説明されている。
【００２６】
チェックポイント・システムズ・インコーポレイテッド（Checkpoint Systems Inc.）（フロリダ州マイアミ）は、ＷＯＲＭ技術（一括書込み複数読出し）を備えたスマート・タグを提供する。その一例が、ＭＣＲＦ３５５チップであり、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｄｓｙｓｔｅｍｓ．ｃｏｍ／ｒｅａｄｅｒ／１９９９．ｓｕｂ−−０５／ｊｏｉｎ０５９９．ｈｔｍに詳細に説明されている。
【００２７】
ＰＤＡ類似のリーダー・システム及びＲＦＩＤ技術用の他の携帯リーダーが、オムロン（日本国東京）によって形Ｖ７００又はＶ７２０シリーズのように市販されている。
【００２８】
ＲＦＩＤ技術には、３００ＭＨｚと１０ＧＨｚの間の帯域のような高周波帯域を使用することができる。例えば、エスシーエス・コーポレイション（SCS Corporation）（カリフォルニア州ランチョバーナード）は、２．４５ＧＨｚのスマート・タグ技術を販売している。ＲＦＩＤシステムには、超広帯域技法も適合可能である。本発明の範囲内の関連技術は、表面弾性波（ＳＡＷ）技法である。例えば、インフォレイ（IbfoRay）（マサチューセッツ州ケンブリッジ）は、表面弾性波（ＳＡＷ）装置を使用して長距離範囲（３０メートル以下）を達成すると言われるパッシブ型スマート・タグを販売している。アンテナに接続するチップ上で、ＳＡＷ装置は、無線信号を音響波に変換し、それをＩＤコードで調節し、次に、それを、スマート・タグによって送り出され且つスキャナーによって読み取られる別の無線信号に転換する。スマート・タグのＩＤコードは、この無線信号から抽出される。スキャナは、その信号のスペクトル成分を署名のデータベースと対照して、そのＩＤコードを導き出す。この方法は、３０ｍ以下（通常は１０−２０ｍ）の範囲での読み取りを可能とする。このシステムは、９１５ＭＨｚ帯域及び２．４５ＧＨｚ帯域内で作動することができる。アールエフソオー・インコーポレイテッド（RFSAW, Inc.）（テキサス州ダラス）も、本発明の範囲内で使用可能な精巧な表面弾性波（ＳＡＷ）ＲＦＩＤ装置を提供する。
【００２９】
図１に示され且つ上述したように、この明細書は、特に、任意の適合するＲＦＩＤタグ又はストラップである電子信号送信装置１０へのアンテナ１４の一体化を説明する。アンテナは、パルプ繊維及び／又は合成繊維のような他の繊維に導電性繊維を混合して作製した不織ウエブを含む。一実施例では、例えば、ウエブ形成のために製紙工程が使用される。
【００３０】
この明細書の説明に従い使用される導電性繊維は、個別の用途及び所望される効果に応じて変更することができる。不織ウエブの形成に使用される導電性繊維には、炭素繊維、金属繊維、導電性ポリマー繊維、金属被覆繊維、及びこられの混合繊維が含まれ、前記導電性ポリマー繊維は、導電性ポリマーから作製した繊維又は導電性材料を含有するポリマー繊維を含む。使用可能な金属繊維は、例えば、銅繊維、アルミニウム繊維、等を含む。導電性材料を含有するポリマー繊維は、導電性材料で被覆された熱可塑性繊維又は導電性材料で含浸した又は導電性材料を混合した熱可塑性繊維を含む。例えば、一実施例において、銀で被覆した熱可塑性繊維が使用される。
【００３１】
不織材料内に混合される導電性繊維は、任意の適切な長さ及び直径を有する。一実施例では、例えば、導電性繊維は、約１００：１から約１，０００：１のアスペクト比を有する。
【００３２】
不織ウエブに含有される導電性繊維の量は、ウエブ内に混合される導電性繊維の種類及びウエブの最終使用態様のような複数の異なる要因に基づいて変更される。例えば、不織ウエブ内に、導電性繊維を、約１０重量％から約９０重量％の量、又は、さらに多い量で混合する。例えば、不織ウエブ内に、導電性繊維は、約２５重量％から約６０重量％の量だけ、特定的には、約２５重量％から約４０重量％の量だけ存在する。
【００３３】
この明細書の説明で使用される炭素繊維は、炭素又は繊維を導電性とするのに十分な量の炭素を含有する繊維から全体的に作製された繊維を含む。一実施例では、例えば、ポリアクリロニトリル・ポリマーから形成された炭素繊維を使用する。具体的には、この炭素繊維は、ポリアクリロニトリル・ポリマー繊維に熱を加え、酸化させ、そして、炭化させることによって形成される。この繊維は、通常、高純度であり、比較的に分子量の大きい分子を含有する。例えば、この繊維は、約９０重量％を越える量の炭素を含有し、特定的には、それは、約９３重量％を越え、さらに特定的には、約９５重量％を越える。
【００３４】
ポリアクリロニトリル・ポリマー繊維から炭素繊維を形成するためには、まず、ポリアクリロニトリル繊維を、空気のような酸素環境内で加熱する。加熱中にポリアクリルニトリル内のシアノ部位がテトラヒドロピリジンの繰返し環状単位を形成する。加熱の進行にともない、ポリマーが酸化し始める。酸化過程の間、水素が放出され、炭素による芳香環の形成を生起する。
【００３５】
酸化の後、繊維は、無酸素環境内で更に加熱される。例えば、繊維は、約１３００℃よりも高い温度まで加熱され、特定的には、１４００℃よりも高い温度まで、さらに特定的は、約１３００℃から約１８００℃の範囲の温度まで加熱される。加熱過程の間に、繊維に炭化が生ずる。炭化過程の間、隣接するポリマー鎖が相互に結合して純粋炭素に近い薄板状底面構造を形成する。
【００３６】
ポリアクリロニトリルベースの炭素繊維は、多くの販売元から市販されている。例えば、この種の炭素繊維は、テネシー州ロックウッドのトーホー・テナックス・アメリカ・インコーポレイテッド（Toho Tenax America, Inc.）から入手可能である。
【００３７】
炭素繊維製造のための他の原料は、人絹と石油ピッチである。
特別に有利な点として、形成後の炭素繊維は、任意の適切な長さに細断することができる。この明細書の説明の一実施例では、例えば、約１ｍｍから約１２ｍｍまでの長さ、特定的には、約３ｍｍから約６ｍｍまでの長さを有する細断された炭素繊維を、ベースとなるウエブ内に混合する。この繊維は、約３μから約１５μまでの平均直径、特定的には、約５μから約１０μまでの平均直径を有する。一実施例では、例えば、炭素繊維は、約３ｍｍの長さで約７μの平均直径を有する。
【００３８】
一実施例では、不織ベース・ウエブ内に混合される炭素繊維は、水溶性のサイズ剤を有する。サイズ剤は、０．１重量％乃至１０重量％の量だけ存在する。水溶性サイズ剤は、これのみに限定はされないが、ポリアミド化合物、エポキシ樹脂エステル、及びポリ（ビニルピロリドン）とすることができる。サイズ剤は、炭素繊維を水の中に混合したときに、溶解して、不織ウエブの形成前に、炭素繊維の水の中への良好な拡散を提供する。
【００３９】
この明細書の説明に従う導電性不織ウエブの形成では、上述した導電性繊維は、別の繊維と混合される。この導電性繊維と混合される繊維には、非木質繊維に限定されないが、綿、アバカ、ケナフ麻、サバイグラス（sabai grass）、亜麻、アフリカハネガヤ、わら、黄麻、麻、バガス、トウワタ、フロス繊維、及びパイナップルの葉の繊維を含む任意の天然繊維又は合成繊維、及び、北方及び南方軟木クラフト繊維のような軟木繊維、ユーカリ、カエデ、カバの木、アスペンのような堅木繊維を含む落葉樹及び針葉樹から得られる木質又はパルプ繊維が含まれる。パルプ繊維は、高収率又は低収率の形態で調製され、そして、クラフト亜硫酸高収率パルプ化方法及び他の公知のパルプ化方法でパルプ化される。ラーマネン等に１９８８年１２月２７日付け発行された米国特許第４７９３８９８号明細書（特許文献６）、チャン等に１９８６年６月１０日付け発行された米国特許第４５９４１３０号明細書（特許文献７）、及び米国特許第３５８５１０４号明細書（特許文献８）に開示された繊維及び方法を含むオルガノソルブ（organolov）パルプ化方法を使用しても、繊維の調製が可能である。ゴードン等に１９９７年１月２１日付け発行された米国特許第５５９５６２８号明細書（特許文献９）に例証されるアントラキノン・パルプ化工程を使用しても、有用な繊維の製造が可能である。
【００４０】
繊維の全て又は一部は、人絹、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維、二要素鞘−芯繊維、多要素結合繊維、等のような合成繊維である。例としてのポリエチレン繊維は、ハーキュレス・インコーポレイテッド（Hercules,Inc.）（デラウェア州ウイリミントン）から市販のＰｕｌｐｅｘ（商標）がある。合成セルロース繊維類には、その全ての種類の人絹及びビスコース又は化学変性セルロースから得られた他の繊維が含まれる。
【００４１】
一実施例では、合成繊維が、パルプ繊維と混合される。この実施例では、合成繊維は、約８０重量％未満の量、特定的には、約５０重量％未満の量、さらに特定的には、約５重量％から約３０重量％の量だけ存在する。代替的実施例では、不織ウエブの形成において、導電性繊維は、実質的に合成繊維とのみ混合される。例えば、導電性繊維を欠く場合には、不織ウエブ内に含有されている残留繊維は、約９０重量％より多い量の合成繊維、例えば、１００重量％の合成繊維を含む。合成繊維を主要成分として作製した不織ウエブは、パルプ繊維を主要成分として作製したウエブよりもはるかに洗濯し易く且つ身に着け易い。
【００４２】
不織ウエブ内への熱可塑性繊維の混合は、様々な他の利点及び好結果を提供する。例えば、不織ウエブ内への熱可塑性繊維の混合は、隣接構造へのウエブの熱的な接合を可能とする。例えば、スパンボント・ウエブを含むおむつ内張りのような他の不織材料にウエブを熱的に接合することができる。
【００４３】
シルケット加工パルプ、化学的に硬化された又は架橋された繊維、スルホン酸化された繊維のような化学的に及び／又は物理的に処理された天然セルロース繊維も使用することができる。製紙用繊維に使用するのにふさわしい物理的特性としては、繊維は比較的に損傷を受けておらず、また、全体的に未精製の状態であるか又はわずかに精製されているのみであることが望ましい。シルケット加工繊維、再生セルロース繊維、微生物が生成したセルロース、人絹、及び、他のセルロース材料又はセルロース誘導体の使用が可能である。適合する繊維には、再生繊維、バージン繊維、又はこれらの混合繊維も含まれる。或る実施例では、繊維は、少なくとも２００、より特定的には少なくとも３００、さらに特定的には少なくとも４００、より一層特定的には少なくとも５００のカナダ標準ろ水度を有する。
【００４４】
この明細書の説明において、使用可能な他の製紙用繊維は、損紙（ブローク）又は再生繊維及び高収率繊維を含む。高収率パルプ繊維とは、約６５％以上の収率、より特定的には、約７５％以上の収率、さらに特定的には、約７５％ないし約９５％の収率を提供するパルプ化工程によって製造された製紙用繊維である。収率は、初期木質質量の百分率として表された処理繊維の生成量である。このパルプ化工程には、漂白ケミサーモメカニカルパルプ（ＢＣＴＭＰ）、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）、圧力／圧力サーモメカニカルパルプ（ＰＴＭＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、サーモメカニカルケミカルパルプ（ＴＭＣＰ）、高収率亜硫酸パルプ、及び、高収率クラフトパルプを含み、これらの全てにおいて、高レベルのリグニンを有する生成繊維が後に残る。高収率繊維は、典型的な化学的にパルプ化された繊維に対する乾燥及び湿潤の両状態におけるその剛性が良く知られている。
【００４５】
一般的に、紙ウエブの形成が可能な任意の工程は、導電性ウエブの形成に使用可能である。例えば、この明細書に説明の製紙工程は、当業界で知られている他の工程と同様に、エンボス加工、湿潤プレス加工、空気プレス加工、通気乾燥、アンクレープ通気乾燥、水力巻きつけ、空気添加を使用することができる。紙ウエブは、少なくとも５０重量％の量の、より特定的には少なくとも６０重量％の量の、さらに特定的には少なくとも７０重量％の量のパルプ繊維を含む繊維供給材から形成される。
【００４６】
不織ウエブは、ジョンソン等に１９８５年４月３０日付け発行された米国特許第４５１５３４５号明細書（特許文献１０）、トロカンに１９８５年７月９日付け発行された米国特許第４５２８２３９号明細書（特許文献１１）、１９９２年３月２４日付け発行された米国特許第５０９８５２２号明細書（特許文献１２）、スムルコスキイ等に１９９３年１１月９日付け発行された米国特許第５２６０１７１号明細書（特許文献１３）、トロカンに１９９４年１月４日付け発行された米国特許第５２７５７００号明細書（特許文献１４）、ラッシ等に１９９４年７月１２日付け発行された米国特許第５３２８５６５号明細書（特許文献１５）、トロカン等に１９９４年８月２日付け発行された米国特許第５３３４２８９号明細書（特許文献１６）、ラッシ等に１９９５年７月１１日付け発行された米国特許第５４３１７８６号明細書（特許文献１７）、ステルジェ、ジュニア等に１９９６年３月５日付け発行された米国特許第５４９６６２４号明細書（特許文献１８）、トロカン等に１９９６年３月１９日付け発行された米国特許第５５００２７７号明細書（特許文献１９）、トロカン等に１９９６年５月７日付け発行された米国特許第５５１４５２３号明細書（特許文献２０）、トロカン等に１９９６年９月１０日付け発行された米国特許第５５５４４６７号明細書（特許文献２１）、トロカン等に１９９６年１０月２２日付け発行された米国特許第５５６６７２４号明細書（特許文献２２）、トロカン等に１９９７年４月２９日付け発行された米国特許第５６２４７９０号明細書（特許文献２３）、及び、エイヤー等に１９９７年５月１３日付け発行された米国特許第５６２８８７６号明細書（特許文献２４）のいずれかに開示された紙シートのように、生地密度の濃密化又は生地の圧縮も可能である（この参照により、本発明と矛盾しない限度において、本明細書に組み込まれるものとする）。この圧縮された紙シートは、ドラム乾燥機に対して圧縮用生地が押し付けられてできる濃密度領域と圧縮用生地内のたわみコンジットに符合する比較的に密度の薄い領域（例えば、紙シート内の「ドーム」）の網構造を有しており、たわみコンジット上に重なる紙シートは、たわみコンジットと交差する空気圧差によって一方側に偏らされて紙シート内に低密度の枕状領域又はドームを形成する。
【００４７】
紙ウエブは、また、繊維同士の内部的な接合力が十分でなくても形成することができる。この場合、ベース・ウエブの形成に使用される繊維供給材は、化学的な剥離剤で処理することができる。剥離剤は、パルプ化工程の際に繊維スラリーに添加することもでき、又は、ヘッドボックスに直接添加することもできる。この明細書の説明に使用される適切な剥離剤には、脂肪族ジアルキル第四級アミン塩、モノ脂肪族アルキル第三級アミン塩、第一級アミン塩、イミダゾリン第四級塩、シリコーン第四級塩、及び不飽和脂肪族アルキルアミン塩のようなカチオン剥離剤が含まれる。他の適合する剥離剤は、カウンへの米国特許第５５２９６６５号明細書（特許文献２５）に開示されている（この参照により本明細書に組み込まれるものとする）。詳細には、この米国特許明細書は、カチオン性シリコーン組成物の剥離剤としての使用を開示している。
【００４８】
湿潤及び乾燥補強材をベース・シートに添加又は混合することもできる。ここで使用する「湿潤補強材」とは、湿潤状態の繊維間の結合を固定するのに使用される材料を言う。通常は、紙及び紙製品内において繊維同士を結びつける手段には、水素結合が含まれ、場合によっては、水素結合と共有結合及び／又はイオン結合の組合せが含まれる。本発明では、繊維同士の接合部位を固定しそして接合部位の湿潤状態での分離に対する耐性を与えるような方法での繊維接合を可能とする材料を準備することが有効である。
【００４９】
或る材料を紙シート又はシートに添加した場合に、その紙シート又はシートの湿潤幾何的平均引張強度（wet geometric tensile strength）と乾燥幾何的平均引張強度（dry geometric tensile strength）との比が平均で約０．１を超えたならば、この材料を、湿潤補強材と呼ぶ。通常は、これらの材料は、永続的湿潤補強材又は「一時的」湿潤補強材のいずれかと言う。一時的湿潤補強材から永続的湿潤補強材を区別するため、永続的湿潤補強材は、これを紙又は紙製品に混合して少なくとも５分の間水にさらした後の強度が元の湿潤強度の５０％を超える値を保有する紙又は紙製品を提供する樹脂と定義される。一時的湿潤補強材は、５分の間、水で飽和された後の強度が、元の湿潤強度の約５０％以下を示すものである。湿潤補強材の両グループとも、本発明に適用できる。パルプ繊維に添加される湿潤補強材の量は、繊維の乾燥重量に基づいて、少なくとも約０．１重量％であり、さらに特定的には約０．２重量％以上であり、さらに一層特定的には約０．１重量％から約３重量％である。
【００５０】
永続的湿潤補強材は、通常は、紙シートの構造に対して程度の差はあれ長期にわたる湿潤耐性を提供する。対照的に、一時的湿潤補強材は、通常は、低密度で高耐性の紙シート構造を提供するものの、水又は体液にさらされた状態での長期のわたる耐性を維持する構造は提供しない。すなわち、幾つかの実施例では、永続的湿潤補強材が好ましい。
【００５１】
一時的湿潤補強材は、カチオン性、非イオン性又はアニオン性である。そのような化合物には、サイテック・インダストリース（Cytec Industries）（ニュージャージイ州ウエストパターソン）から市販のカチオン性グリオキシレイトポリアクリルアミドであるＰＡＲＥＺ６３１ＮＣとＰＡＲＥＺ７２５一時的湿潤補強樹脂が含まれる。この樹脂及び同種の樹脂については、コシア等に１９７１年１月１９日付け発行の米国特許第３５５６９３２号明細書（特許文献２６）、ウイリアム等に１９７１年１月１９日付け発行された米国特許第３５５６９３３号明細書（特許文献２７）に記載されている。デラウェア州ウイリミントンに所在するハーキュレス・インコーポレイテッド（Hercules, Inc.）が製造するＨｅｒｃｏｂｏｎｄ１３６６は、本発明に従って使用可能な市販の別のカチオングリオキシレイトポリアクリルアミドである。一時的湿潤補強材の追加的な例としては、ナショナル・スターチ・エンド・ケミカル・カンパニイ（National Starch and Chemical Company）から市販のＣｏｂｏｎｄ１０００のようなジアルデヒドでんぷん及びシュレーダー等に２００１年５月１日付け発行の米国特許第６２２４７１４号明細書（特許文献２８）、シャノン等に２００１年８月１４日付け発行の米国特許第６２７４６６７号明細書（特許文献２９）、シュレーダー等に２００１年９月１１日付け発行の米国特許第６２８７４１８号明細書（特許文献３０）、シャノン等に２００２年４月２日付け発行の米国特許第６３６５６６７号明細書（特許文献３１）に記載のような他のアルデヒド含有ポリマーが含まれる（この参照により本発明と矛盾しない範囲で本明細書に組み込まれるものとする）。
【００５２】
本発明では、カチオン性オリゴマー樹脂又はポリマー樹脂を含む永続的湿潤補強材が使用される。デラウェア州ウイリミントンに所在するハーキュレス・インコーポレイテッド（Hercules, Inc.）が販売するＫＹＭＥＮＥ５５７Ｈのようなポリアミド・ポリアミン・エピクロロヒドリン型の樹脂が、最も広範に使用されている永続的湿潤補強材であり、本発明での使用に適している。この種類の材料は、ケイムに１９７２年１０月２４日付け発行された米国特許第３７００６２３号明細書（特許文献３２）、ケイムに１９７３年１１月１３日付け発行された米国特許第３７７２０７６号明細書（特許文献３３）、ペテロビッチ等に１９７４年１２月１７日付け発行された米国特許第３８５５１５８号明細書（特許文献３４）、ペテロビッチ等に１９７５年８月１２日付け発行された米国特許第３８９９３８８号明細書（特許文献３５）、ペテロビッチ等に１９７８年１２月１２日付け発行された米国特許第４１２９５２８号明細書（特許文献３６）、ペテロビッチ等に１９７９年４月３日付け発行された米国特許第４１４７５８６号明細書（特許文献３７）、及びバン・エーナムに１９８０年９月１６日付け発行された米国特許第４２２２９２１号明細書（特許文献３８）に記載されている。他のカチオン樹脂としては、メラミン又は尿素とホルムアルデヒドの反応により得られるアミノプラスト樹脂とポリエチレンイミン樹脂が含まれる。紙製品の製造には永続的湿潤補強材と一時的湿潤補強材の両者を使用することが有効である。
【００５３】
乾燥補強材は、当業界に良く知られており、限定はしないが、カチオン性でんぷん、両性でんぷん、アニオン性デンプン、グアーガム、ローカストビーンガム、変性ポリアクリルアミド、カルボキシメチルセルロース、蔗糖、ポリビニルアルコール、キトサン、等のような他の多糖類及び変性でんぷんを含む。この種類の乾燥補強材は、通常は、紙シートの成形前に又はクレープ包装材の一部として繊維スラリーに添加される。
【００５４】
この明細書の説明に従って作製される不織ウエブは、また、様々な結合剤によって処理される。結合剤は、例えば、ウエブの１以上の表面に使用される。使用可能な結合剤には、エマルション及び多数の種類のでんぷんをベースとする材料が含まれる。使用可能なラテックス結合剤の一実施例は、ダウ・ケミカル（Dow Chemical）から市販のＣＰ６２０ＮＡ結合剤を含む。不織ウエブに使用可能なでんぷん結合剤の一例には、ペンフォード・プロダクツ（Penford Products）から市販のＰＧ２９０がある。
【００５５】
この明細書の説明に従って作製された不織ウエブは、単一の均質な繊維層を含むか、又は、層状構造を有する。例えば、不織ウエブは、単一層内に含まれた２つ又は３つの繊維層を含む。各層は異なる繊維組成を有する。例えば、一実施例では、不織ウエブは、２つの繊維層を含む。第１の層は全てパルプ繊維であり、一方、第２の層は導電性繊維と混合したパルプ繊維を含む。
【００５６】
別の実施例では、不織ウエブは、図２に図解するような３つの繊維層を含む。図示のように、不織ウエブ２０は、第１の外側層２２と第２の外側層２６の間に配置された中間繊維層を含む。各層に含有される繊維の特性は、形成される製品及び所望されるその効果に依存する。一実施例では、例えば、中間層２４は、導電性繊維と混合したパルプ繊維を含む。一方、外側層２２と２６は、軟材繊維及び／又は硬材繊維のようなパルプ繊維のみを含む。
【００５７】
中間層２４内へ導電性繊維を入れることによって、様々な利点及び好結果が提供される。ウエブの複数層の１つでの繊維の濃密度化により、大量な導電性繊維の追加なしに、そのウエブ材料の導電性を向上することができる。一実施例では、例えば、各層がウエブの約１５重量％から約４０重量％の割合を占める３層ウエブを形成する。外側層は、パルプ繊維のみか、又は、パルプ繊維と熱可塑性繊維の混合材で作製される。一方、中間層は、導電性繊維を混合したパルプ繊維を含む。中間層には、約１０重量％から約９０重量％の量の導電性繊維が含まれ、これは特定的には、約３０重量％から約７０重量％の量であり、さらに特定的には、約４０重量％から約６０重量％の量である。
【００５８】
上述したように、一実施例において、不織ウエブは、ウェットレイド工程を使用して作製される。例えば、不織ウエブを形成する目的で、繊維の水性懸濁液が、形成面上に薄く広げられる。このウエブは、各種の技術及び方法を使って形成され且つ処理される。例えば、一実施例では、不織ウエブは、アンクレープ通気乾燥工程を使用して形成される。アンクレープ通気乾燥生地製造工程は、例えば、ウエント等への米国特許第５６７２２４８号明細書（特許文献３９）、フアリントン等への米国特許第５６５６１３２号明細書（特許文献４０）、リンゼイ及びブラジンへの米国特許第６１２０６４２号明細書（特許文献４１）、ハーマンズ等への米国特許第６０９６１６９号明細書（特許文献４２）、チェン等への米国特許第６１９７１５４号明細書（特許文献４３）、及びハダ等への米国特許第６１４３１３５号明細書（特許文献４４）に開示されている（この参照により本明細書に組み込まれるものとする）。
【００５９】
一実施例では、不織ウエブのかさが小さくなるように不織ウエブを圧縮する。不織ウエブは、様々な技法を使って圧縮することができる。例えば、一実施例では、一対の相互に対向するカレンダー・ロールのニップを通って不織ウエブの給送を行う。代替的なものとしては、不織ウエブがウェットレイド製紙工程によって製造され、その後、乾燥段階の間に、湿潤圧縮される。この方法で、約１ｃｃ／ｇ未満のかさを有する不織ウエブ、特定的には、０．５ｃｃ／ｇ未満のかさを有する不織ウエブ、さらに特定的には、約０．０５ｃｃ／ｇ未満のかさを有する不織ウエブが製造される。上述のようにウエブを圧縮する場合に、一実施例では、パルプ繊維に導電性繊維を均質的に分配する。
【００６０】
この明細書の説明に従って作製された不織ウエブは、ウエブが使用される用途及び必要とされる効果に応じて様々な異なる性質及び特徴を有する。例えば、不織ウエブは、約１５ｇｓｍから約２００ｇｓｍ又はそれ以上の坪量を有する。例えば、不織ウエブの坪量は、約１５ｇｓｍから約１００ｇｓｍであり、さらに特定的には、約１５ｇｓｍから約５０ｇｓｍである。
【００６１】
所望ならば、比較的大きなかさで不織ウエブを作製する。例えば、不織ウエブのかさを約２ｃｃ／ｇから約１０ｃｃ／ｇとする。別の実施例では、しかし、カレンダー加工又は任意の適切な平坦化工程を通して、比較的コンパクトなウエブを形成することが望ましい。例えば、別の実施例では、不織ウエブのかさは、約５ｃｃ／ｇ未満であり、特定的には、約２ｃｃ／ｇ未満であり、さらに特定的には、約１ｃｃ／ｇ未満である。
【００６２】
シート材の「かさ」は、ミクロンで表された乾燥紙シートの厚さ（カリパス）を、１平方メーター当りのグラムで表された乾燥坪量で割って得られる商として計算される。この計算結果としてのシートのかさは、１グラム当りの立方センチメーターで表される。詳細には、このシート材の厚さは、積層体内の各シートを同一面を上にして重ね合わせた、１０枚の典型的なシートからなる積層体の全厚を１０で割ることによって計測される。シート材の厚さは、「紙、厚紙、及び合わせ厚紙の厚さ（カリパス）」のＴＡＰＰＩ試験法Ｔ４１１ｏｍ−８９積層シート材に関する注３に従って計測される。Ｔ４１１ｏｍ−８９の実施に使用するマイクロメータは、オレゴン州ニューバーグのエンベコ・インコーポレイテッド（Emveco, Inc.）より市販のＥｍｖｅｃｏ２００−Ａ  ティッシュ・カリパス試験装置である。このマイクロメータは、２．００キロパスカル（１平方インチ（６．４５平方センチメーター）当り１３２グラム）の荷重と、２５００平方ミリメーターのプレッシャーフット領域と、５６．４２ミリメーターのプレッシャーフット直径と、３秒の滞留時間と、１秒につき０．８ミリメーターの降下率を有する。
【００６３】
不織導電性ウエブが信号の送受信に使用される場合には、ウェブは、意図する目的に見合う十分な導電性を備えることが必要である。不織ウエブの導電性は、ウエブ内に組み入れられる導電性繊維の種類、ウエブ内に組み入れられる導電性繊維の量、及び、導電性繊維がウエブ内に入れられ、集中させられ、方向付けされる方法によって変化する。一実施例では、例えば、不織ウエブの導電率は、少なくとも約１０００Ｓ／ｍであることが必要であり、特定的には、少なくとも１００００Ｓ／ｍであることが必要であり、さらに特定的には、少なくとも約１０００００Ｓ／ｍであることが必要である。
【００６４】
不織ウエブは、また、約１５００Ω／□未満の表面抵抗を有し、特定的には、約１００Ω／□未満の表面抵抗を有し、さらに特定的には、約１０Ω／□
未満の表面抵抗を有する。
【００６５】
シート材の表面抵抗は、ＡＳＴＭ  Ｆ１８９６−９８「印刷された導電性材料の電気抵抗を測定する方法」に従って計測される。ＡＳＴＭ  Ｆ１８９６−９８の実施に使用する電気抵抗測定装置（又はオーム計）は、フルーク・アリゲータ・クリップ（モデルＡＣ１２０）を備えたフルーク・マルチメータ（モデル１８９）であり、この２つとも、ワシントン州エベレットのフルーク・コーポレイション（Fluke Corporation）から市販されている。
【００６６】
不織ウエブが形成されたならば、この不織ウエブは、放射素子としての使用に適する任意の形状に裁断される。アンテナとして使用される場合の不織ウエブの形状及び寸法は、電子装置が動作する周波数を含む幾つかの要因に応じて選択される。図１に示されるように、一実施例では、放射素子の構成として使用される場合には、帯片の形状とする。この帯片は、例えば、約１０から約５０の長さ対幅の比を有する。例えば、一実施例では、極超短波信号を送信する設計では、帯片は、約１２５ｍｍから約２００ｍｍまでの長さを有し、特定的には、約１４０ｍｍから約１６０ｍｍまでの長さを有しており、また、約３ｍｍから約３０ｍｍまでの幅を有し、特定的には、約５ｍｍから約１０ｍｍまでの幅を有している。
【００６７】
しかし、別の実施例では、別の形状が所望されることを理解されたい。例えば、多くの周波数範囲内で作動が可能なように不織ウエブを構成することが可能である。すなわち、この形状は、使用される特定の周波数に応じて大胆に変更することができる。
【００６８】
アンテナ内に不織ウエブを形成する場合には、不織ウエブは、適切な任意の技術又は方法を使用して裁断される。しかし、ウエブの裁断においては、導電性繊維、すなわち、ウエブの導電性を逆に阻害しないように注意を払う必要がある。一実施例では、例えば、ウエブは、超音波エネルギーを使用して裁断される。超音波エネルギーで作動する切断器具は、例えば、ウエブ全体の導電性への不利な影響なしに、導電性繊維を切断するのに十分なエネルギーをウエブに加える。
【００６９】
適切な形状に寸法取りされ且つ形成されたならば、図１に示すように、アンテナ部分１６と１８は、適切な任意の方法又は技術を使用して信号発生装置１２に接続することができる。一実施例では、例えば、アンテナ部分１６と１８は、導電性接着剤を使用して信号発生装置１２に電気的に接続することができる。
【００７０】
図１に示されるように電子信号送信装置１０を作動するべく及び／又はこの電子信号送信装置からの信号を受信するべく、電子信号送信装置は、適切なリーダー（読取装置）と関連して使用される。リーダーは、例えば、コンピュータ、個人用携帯情報端末、ラップトップ・コンピュータ、携帯電話、又は、他の電子装置に付加又は一体化することができる。電子信号送信装置に使用するリーダーは、多重周波数をスキャンする又は多様なＲＦＩＤタグの読取りに適した多重プロトコル読取装置又は他の識別素子を含む公知の多種の任意のものを含む。データ・メカニズム読取装置は、また、その走査周波数、信号強度、及び／又は信号方向を調節してタグから得られた又は読み取られたタグから得られた信号を改善する順応型読取装置である。上述したように、電子信号送信装置とリーダーは、高周波、超短波、及び極超短波を含む異なる周波数で作動可能である。
【００７１】
この明細書の説明に従い作製された電子信号送信装置１０は、多数の異なる用途で使用される。例えば、この装置は、在庫追跡及び在庫管理の効率改善を目的として供給プロセスの管理に使用される。バーコートの取替えのために、電子装置が、また、使用される。この様式で、この明細書の説明の信号送信装置は、事実上、全ての消費財に関連して使用が可能である。
【００７２】
他の用途において、電子信号送信装置は、パスポート及び公共輸送用パスのような様々な別の製品に使用することができる。信号送信装置は、例えば、有料道路上を走行したり、バス又は列車のような公共交通機関の乗車において、人又は自動車が料金を支払った又は支払の義務があることを表示可能である。電子信号送信装置は、また、製品の追跡及び図書館での本の追跡にも使用することができる。信号送信装置は、また、学校や病院で生徒や患者を個別に追跡するのに使用可能である。
【００７３】
一つの特定用途では、電子信号送信装置は、バイオセンサーを含む。バイオセンサーとは、通常、哺乳動物の身体のような有機体に係る生理的パラメータに関する生物学的な測定値を検知するセンサーをいう。この実施例では、バイオセンサーは、生物学的な測定値を検知するように構成され、信号送信装置を使用してこの測定値を適切なリーダーに送信する。幾つかの場合、未処理のバイオセンサーのデータは、生理的パラメータの指標である。別の場合において、バイオセンサーのデータは、生理的パラメータのデータ指標の計算のために計算装置によって使用される。モニターされる対象は、人を含む哺乳動物である。
【００７４】
バイオセンサーを使用して検知される例示的な身体のパラメータは、１）体温、２）血圧、３）心拍数、４）血糖値、５）血中酸素濃度、６）コレステロール値、７）呼吸速度、８）ホルモン値、９）電気皮膚反応、１０）ＥＭＧ、１１）ＥＥＧ、１２）ＥＫＧ、１３）体脂肪、１４）水和レベル、１５）活動レベル、１６）体位、１７）紫外線照射、１８）紫外線吸収、等の任意の組合せを含む。この明細書に説明の電子装置は、前記バイオセンサーのデータの任意のものを局部的に検知又は処理し、この明細書に説明のアンテナを使用して、処理された又は未処理のセンサデータを適切な任意のリーダーへと伝送／送信するように構成される。
【００７５】
特別な利点として、この明細書に説明のアンテナは、様々なバイオセンサー情報の送信を目的として適切な任意の衣料の中に組み入れることができる。例えば、図３を参照するに、病院用ガウンが全体的に３０で示されている。この明細書の説明に従い、電子信号送信装置１０がこのガウン内に組み入れられる。図示のように、装置１０は、アンテナ１４と接続している信号発生装置１２を含む。この実施例において、信号発生装置１２は、ガウン３０を着用する患者の生理的特徴を検知するための任意の適切なバイオセンサーを含む。導電性不織ウエブのアンテナは、柔軟であるとの利点のみならず、身体との接触も快適にすることから、導電性不織ウエブのアンテナ１４としての使用は、アンテナの衣料への組み入れを容易にする。さらに、このアンテナは、その製造が比較的に安価である。
【００７６】
衣料及び他の製品への組み入れに加えて、この明細書に説明のアンテナは、様々な包装材料への組み入れが、また、容易である。例えば、このアンテナは、フイルム又は他のプラスチック内に組み入れることができる。一実施例では、このアンテナは、段ボール紙のような板紙内に組み入れることができる。特別な利点として、板紙の形成中に上述した技術を使用してアンテナを適切な任意の板紙材料内に組み入れることができる。包装材内に組み入れられた場合には、例えば、アンテナ及び関連する信号発生装置は、供給プロセスの用途に使用することができる。
【００７７】
この明細書の説明は、以下の例への参照によってより一層理解される。
【００７８】
例１
この明細書の説明に従って導電性不織ウエブが作製され、アンテナとして試験された。特に、この明細書の説明に従い作製された導電性不織材料から半波長ダイポール・アンテナが構成され、信号を送信する能力が試験された。
【００７９】
この例では、この明細書の説明に従い作製された導電性紙材料の２つの同一な帯片が既存のアンテナ・ベースに取り付けられ、信号発生器に接続された。導電性紙材料の帯片は、炭素繊維を含有し、半波長ダイポール・アンテナを形成した。このアンテナは、９１５ＭＨｚで放射するように設計された。アンテナの有効長さは、１６４ｍｍであった。アンテナの放射電力を測定するべく、簡単な試験が行われた。信号発生器は、アンテナから９００ＭＨｚで１０ｄＢｍ信号を送信した。アンテナから１メートル離れた場合の受信信号を測定するべく、９００ＭＨｚでスペクトル・アナライザーに接続された較正されたアンテナが使用された。
【００８０】
アンテナを形成するのに使用された導電性不織ウエブは、炭素繊維を含有するアンクレープ通気乾燥ウエブを含んでいた。炭素繊維は、このウエブ内に２５重量％の量存在していた。この実施例では、単一層ウエブが、３つの個別層を含みウエブの中間層に導電性繊維が存在していた。
【００８１】
較正されたアンテナが受信する電力は、−２９．５ｄＢｍと計測された。
【００８２】
上記の結果は、導電性不織ウエブが、信号発生装置に関連するアンテナとして有効に使用されたことを示す。例えば、上記の実験は、上述したアンテナを、放射素子として剛性の銅線製の別のアンテナに取り替えて繰り返された。較正されたアンテナで受信された電力は−２６．８ｄＢｍと計測されたが、これは、この明細書の説明に従い作製されたアンテナを使用した場合に得られる前記結果に非常に近似している。
【００８３】
上記の結果は、この明細書の説明に従い作製された不織ウエブは、信号発生装置に関連してアンテナとして有効に使用することができることを示す。
【００８４】
例２
例１として構成された半波長ダイポール・アンテナは、既存のＲＦＩＤストラップに取り付けられた。このＲＦＩＤストラップは、極超短波範囲で作動した。導電性ウエブから作製したアンテナの感度は、正確に１メーター離して配置されたＲＦＩＤ読取アンテナに応答するべく、ＲＦＩＤストラップに対して要求される最小電力をモニターすることによって計測された。アンテナの感度は、−５．１ｄＢｍと評価されたが、これは、有効な読取のために十分である。
【００８５】
本発明のこれらの及び他の改良及び変更は、本発明の範囲を逸脱することなく、当業者によって実施可能であり、本発明は、添付請求項によって限定される。付け加えるに、様々な実施例は、全体的に又は部分的に相互に交換可能であることを理解されたい。さらに、当業者は、先行する説明は、例示の方法としてのみであり、添付請求項に記載された以上に発明を限定する意図のないことを理解されよう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８６】
【特許文献１】米国特許第６２５９３６７号Ｂ１明細書
【特許文献２】米国特許第６４５１１５４号明細書
【特許文献３】米国特許第６３５４４９３号明細書
【特許文献４】国際特許出願ＷＯ０２／４８９５５公報
【特許文献５】米国特許第６３６２７３８号明細書
【特許文献６】米国特許第４７９３８９８号明細書
【特許文献７】米国特許第４５９４１３０号明細書
【特許文献８】米国特許第３５８５１０４号明細書
【特許文献９】米国特許第５５９５６２８号明細書
【特許文献１０】米国特許第４５１４３４５号明細書
【特許文献１１】米国特許第４５２８２３９号明細書
【特許文献１２】米国特許第５０９８５２２号明細書
【特許文献１３】米国特許第５２６０１７１号明細書
【特許文献１４】米国特許第５２７５７００号明細書
【特許文献１５】米国特許第５３２８５６５号明細書
【特許文献１６】米国特許第５３３４２８９号明細書
【特許文献１７】米国特許第５４３１７８６号明細書
【特許文献１８】米国特許第５４９６６２４号明細書
【特許文献１９】米国特許第５５００２７７号明細書
【特許文献２０】米国特許第５５１４５２３号明細書
【特許文献２１】米国特許第５５５４４６７号明細書
【特許文献２２】米国特許第５５６６７２４号明細書
【特許文献２３】米国特許第５６２４７９０号明細書
【特許文献２４】米国特許第５６２８８７６号明細書
【特許文献２５】米国特許第５５２９６６５号明細書
【特許文献２６】米国特許第３５５６９３２号明細書
【特許文献２７】米国特許第３５５６９３３号明細書
【特許文献２８】米国特許第６２２４７１４号明細書
【特許文献２９】米国特許第６２７４６６７号明細書
【特許文献３０】米国特許第６２８７４１８号明細書
【特許文献３１】米国特許第６３６５６６７号明細書
【特許文献３２】米国特許第３７００６２３号明細書
【特許文献３３】米国特許第３７７２０７６号明細書
【特許文献３４】米国特許第３８５５１５８号明細書
【特許文献３５】米国特許第３８９９３８８号明細書
【特許文献３６】米国特許第４１２９５２８号明細書
【特許文献３７】米国特許第４１４７５８６号明細書
【特許文献３８】米国特許第４２２２９２１号明細書
【特許文献３９】米国特許第５６７２２４８号明細書
【特許文献４０】米国特許第５６５６１３２号明細書
【特許文献４１】米国特許第６１２０６４２号明細書
【特許文献４２】米国特許第６０９６１６９号明細書
【特許文献４３】米国特許第６１９７１５４号明細書
【特許文献４４】米国特許第６１４３１３５号明細書
【非特許文献】
【００８７】
【非特許文献１】D.McFarlene,"Auto-ID Based Control", White Paper for the Auto-ID Center Institute for Manufacturing, Univesity of Cambridge, Cambridge, United Kingdom, Feb. 1, 2002
【非特許文献２】Chien Yaw Wong, "Integration of Auto-ID Tagging System with Holonic Manufacturing System", White Paper for the Auto-ID Center Institute for Manufacturing, University of Cambridge, Cambridge, United Kingdom, September 2001
【図１】
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【図２】
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【図３】
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