(57)【要約】【課題】１〜２０ＭＨｚの周波数帯域において高い送受特性を確保し、取扱いが容易でかつ低コストの複合磁性シートを提供する。【解決手段】複合磁性シート１０は、扁平状の軟磁性粉末に結合剤を混合して成形され、所要の柔軟性を有する。複合磁性シート１０は、１〜２０ＭＨｚにおける複素透磁率の実数部μ'が３０以上で、虚数部μ''が１０以下である。複合磁性シート１０の実数部μ'と虚数部μ''の比であるＱ値は、５以上である。扁平状の軟磁性粉末のアスペクト比は、１０〜８０の範囲である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触のデータキャリア(14)とリーダライタ(16)との間で電磁波によるデータの送受を行なう自動認識装置において、前記データキャリア(14)およびリーダライタ(16)の両方あるいは何れか一方におけるアンテナ(12)の裏面に配設される複合磁性シートであって、
前記複合磁性シート(10)は、扁平状の軟磁性粉末と結合剤とを配合して成形された柔軟性を有するシートであり、
１〜２０ＭＨｚにおける複素透磁率の実数部μ'が３０以上で、虚数部μ''が１０以下である
ことを特徴とする複合磁性シート。
【請求項２】
前記複素透磁率の実数部μ'と虚数部μ''の比であるＱ値が５以上である請求項１記載の複合磁性シート。
【請求項３】
前記結合剤がポリマーやエストラマー等の有機結合剤である請求項１または２記載の複合磁性シート。
【請求項４】
軟磁性粉末の合金成分はＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系である請求項１〜３の何れかに記載の複合磁性シート。
【請求項５】
前記扁平状の軟磁性粉末のアスペクト比が、１０〜８０の範囲である請求項１〜４の何れかに記載の複合磁性シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、扁平状の軟磁性粉末と結合剤とを配合して成形した柔軟性を有する複合磁性シートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣメモリおよび通信回路で構成された微小チップと小型アンテナを内蔵したＲＦタグや非接触ＩＣカード等のデータキャリアと、データを読み書きするリーダライタとの間のデータ交換を非接触(電磁波を用いた無線通信)で行なうＲＦＩＤ(Radio Frcqucncy Identification：電磁波を使った非接触の自動認識技術)において、１〜２０ＭＨｚの周波数帯域、特に１３.５６ＭＨｚ帯を用いた精算システムやプリペイドシステム等が知られている(例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
前記ＲＦＩＤにおいて、データキャリアとリーダライタとの間の電磁波の通信距離を長くするために、例えばリーダライタに設けられたアンテナの裏面に、電磁波の送受特性を向上するために透磁率の高い磁性体を配設することが実施されている。この磁性体としては、複素透磁率の実数部μ'が高く、かつ虚数部(損傷分)μ''が小さいことが好ましく、フェライト粉を焼結したものが適用されている。
【特許文献１】特開２００３−２２４６７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、フェライト粉を焼結した磁性体では、薄い板状にするのに手間が掛かると共に、異形状にするのが難しいため、コストが嵩むと共に使用できる部位が限定される難点が指摘される。また、焼結体であるために柔軟性がなく、装置への組付け時や落としたときに割れてしまうおそれがあり、取扱いに注意が必要であった。特に、１３.５６ＭＨｚ帯で使用されるデータキャリアとしては薄型化の要求のあるカード型が主流であり、このカードに柔軟性のない磁性体を用いる場合には充分な強度を確保しなければならず、更にコストが嵩む問題を招く。
【０００５】
すなわちこの発明は、従来の技術に係る前記課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、１〜２０ＭＨｚの周波数帯域において高い送受特性を確保し、取扱いが容易でかつ低コストで製造し得る複合磁性シート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】
【０００６】
前記課題を克服し、所期の目的を好適に達成するため、本発明に係る複合磁性シートは、
非接触のデータキャリアとリーダライタとの間で電磁波によるデータの送受を行なう自動認識装置において、前記データキャリアおよびリーダライタの両方あるいは何れか一方におけるアンテナの裏面に配設される複合磁性シートであって、
前記複合磁性シートは、扁平状の軟磁性粉末と結合剤とを配合して成形された柔軟性を有するシートであり、
１〜２０ＭＨｚにおける複素透磁率の実数部μ'が３０以上で、虚数部μ''が１０以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る複合磁性シートによれば、１〜２０ＭＨｚの周波数帯域において高い送受特性を確保することができる。またシートは柔軟性を有しているから、装置への組付け時や取扱い時に割れるのを防止することができる。更に、薄型化が容易で、かつ各種形状にも簡単に成形することができるから、配設部位が限定されず、低コストで提供し得る。
【０００８】
軟磁性粉末の合金成分としてＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系のもの用いることで、複素透磁率の実数部μ'を高くすることができる。また、軟磁性粉末のアスペクト比を１０〜８０の範囲とすることで、複素透磁率の虚数部μ''を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、本発明に係る複合磁性シートにつき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。
【実施例】
【００１０】
図１は、実施例に係る複合磁性シート１０を、ＩＣメモリおよび通信回路で構成された微小チップ(図示せず)と小型アンテナ１２を内蔵したデータキャリアとしてのカード型のＲＦタグ１４に配設したものを示すものであって、該複合磁性シート１０は、扁平状の軟磁性粉末と結合剤とを所要の割合で配合して柔軟性を有するシート状に成形したものである。すなわち、複合磁性シート１０は柔軟性を有しているから、それ単体を取扱う際やＲＦタグ１４に取付けて持運ぶ際に、落としたり変形させることで割れることはなく、取扱いが容易である。また薄型化が容易で、かつ異形状等にも簡単に成形し得るから、製造コストを低廉に抑えることができると共に、取付け部位が限定されることもない。なお、データキャリアは、ＲＦタグに限定されるものでなく、非接触ＩＣカードを含む。
【００１１】
前記軟磁性粉末としては、複素透磁率の実数部μ'の値が高く、虚数部μ''の値が低い材料、例えば合金成分がＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系のものが好適に使用される。すなわち、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系の合金成分を用いることで、１〜２０ＭＨｚの周波数帯域において複素透磁率の実数部μ'を高くすることができる。また軟磁性粉末は、例えば急冷凝固法によって製造された磁性素材を所要寸法まで粉砕することで得られた扁平状(鱗片状)のものや、ガスアトマイズ法等により得られた球状のものをアトライタにより扁平状としたものが使用される。なお、軟磁性粉末の配合割合は、求められる複素透磁率および柔軟性に応じて、３０〜６０体積％の範囲で適宜に設定される。
【００１２】
前記軟磁性粉末のアスペクト比、すなわち扁平状を呈する粒子の長軸Ｌ1と短軸Ｌ2との平均(粒径の平均)を厚みＨで割った値〔｛(Ｌ1＋Ｌ2)／２｝／Ｈ〕は、１〜２０ＭＨｚの周波数帯域で複素透磁率の虚数部μ''を低く抑えるために、１０〜８０の範囲とするのが好適であり、より好ましくは２０〜３０である。そして、複素透磁率の虚数部μ''を小さくすることで、実数部μ'と虚数部μ''との比｛(μ')／(μ'')｝である性能係数としてのＱ値を、１〜２０ＭＨｚの領域で５以上とすることができる。これにより、ＲＦタグ１４における電磁波の送受特性が向上し、該ＲＦタグ１４との間でデータの送受が行なわれるリーダライタ１６(図２参照)に対する通信距離を長くすることができる。
【００１３】
また結合剤としては、ポリマーまたはエラストマー等の有機結合剤が使用される。有機結合剤としては、例えば塩素化ポリエチレンやアクリル系の結合剤が好適に使用されるが、ゴム等であってもよく、複合磁性シート１０に所要の柔軟性を付与し得るものであればよい。
【００１４】
なお、図示例では自動認識装置におけるＲＦタグ１４に複合磁性シート１０を取付けた場合で説明したが、該ＲＦタグ１４との間でデータの送受が行なわれるリーダライタ１６に、これに設けたアンテナの裏側となる位置に複合磁性シート１０を取付けるものであってもよい。更には、ＲＦタグ１４とリーダライタ１６との両方に複合磁性シート１０を夫々取付けてもよい。
【００１５】
〔実験例〕
ガスアトマイズ法により製造したＦｅ−Ｓｉ−Ａｌのガス噴霧粉を２５ｋｇと、塩素化ポリエチレンを２８.８リットルとを混合して、ボール(鋼球)２５０ｋｇと共にアトライタに入れて所定時間だけ回転することで粉末の扁平化処理を行なった。このアトライタでの処理時間を変更することによって、得られる扁平状粉末のアスペクト比を変えて、該アスペクト比が８と１０７の比較材および１０〜７９の発明材を夫々製造した。なお、扁平状粉末の厚み測定については、粉末を樹脂に埋込み、これを研磨して、その研磨表面に露出した粉末を光学顕微鏡で観察して測定した。また粒径測定については、扁平状粉末を走査電子顕微鏡で観察し、平均的な粒径(長軸Ｌ1と短軸Ｌ2)を測定した。
【００１６】
得られた比較材および発明材の各複合材料について、非酸化雰囲気において、８００℃×２時間の焼鈍を行なった後、ニーダ混練−分出圧延−カレンダー圧延を経て、厚みが約１ｍｍのシート状とした。ここで、分出圧延とは、オープンロールを用いて混練物からシート化する圧延を指す。
【００１７】
そして、扁平状粉末のアスペクト比が８と１０７の比較材および１０〜７９の発明材について、インピーダンスアナライザーで１ターン法により、１３.５６ＭＨｚでの複素透磁率の実数部μ'と虚数部μ''とを測定した値、および該実数部μ'と虚数部μ''とから算出されるＱ値を、表１に示す。また図２に示すように、略名刺サイズのＲＦタグ１４における裏面に、該タグ１４に設けられるアンテナ１２を覆う大きさの各比較材および発明材を貼付け、該ＲＦタグ１４の表面をリーダライタ１６の読取り面(表面)に対向した状態で測定した通信距離を、複合磁性シート１０を取付けない状態で測定した通信距離に対する差で表１に示す。
【００１８】
〔表１〕
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┃      ┃ アスペクト比 ┃ 実数部 ┃ 虚数部 ┃  Ｑ値  ┃ 通信距離(ｃｍ) ┃
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┃比較材┃        ８    ┃  ２３  ┃  ５.２ ┃  ４.４ ┃    ＋１.０     ┃
┣━━━╋━━━━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━━━━━┫
┃発明材┃      １０    ┃  ３７  ┃  ６.７ ┃  ５.５ ┃    ＋５.０     ┃
┣━━━╋━━━━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━━━━━┫
┃発明材┃      ２１    ┃  ４８  ┃  ７.８ ┃  ６.２ ┃    ＋５.０     ┃
┣━━━╋━━━━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━━━━━┫
┃発明材┃      ４８    ┃  ６５  ┃  ８.４ ┃  ７.７ ┃    ＋４.５     ┃
┣━━━╋━━━━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━━━━━┫
┃発明材┃      ７９    ┃  ７４  ┃  ９.８ ┃  ７.６ ┃    ＋４.６     ┃
┣━━━╋━━━━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━━━━━┫
┃比較材┃    １０７    ┃  ８３  ┃  １２  ┃  ６.９ ┃    ＋２.０     ┃
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【００１９】
以上の結果から、複素透磁率の実数部μ'≧３０，虚数部μ''≦１０，Ｑ値≧５の条件の内、実数部μ'およびＱ値の条件を満たしていない、アスペクト比が８の比較材、および虚数部μ''の条件を満たしていないアスペクト比が１０７の比較材については、その通信距離の延長は僅かであった。
【００２０】
これに対して、扁平状粉末のアスペクト比が、１０〜７９の発明材については、複素透磁率の実数部μ'≧３０，虚数部μ''≦１０，Ｑ値≧５の条件の全てを満たしており、その通信距離に関して大幅な延長が達成された。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例に係る複合磁性シートを取付けたＲＦタグを示す概略図である。
【図２】実施例に係る複合磁性シートを用いたＲＦタグの通信距離を測定する実験の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０ 複合磁性シート，１２ アンテナ，１４ ＲＦタグ(データキャリア)
【図１】
2006039947.tif 000003
【図２】
2006039947.tif 000004