(57)【要約】【課題】モニタリング対象物の状態を監視するモニタリングセンサをモニタリング対象物に配置する、モニタリングセンサの配置方法を提供すること。【解決手段】モニタリングセンサとしてのモニタリングタグ１は、シート状の基材と、基材に搭載されたアンテナ回路及びＩＣチップを備えるＲＦＩＤタグ３と、モニタリング対象物に影響を及ぼす特定の刺激に応答してＩＣチップのメモリ情報を変化させる刺激応答部位６とを備える。モニタリングセンサの配置方法は、ＲＦＩＤタグ３を、モニタリング対象物の表面に配置することを含む配置工程を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モニタリングセンサを、モニタリング対象物に配置するモニタリングセンサの配置方法であって、
前記モニタリングセンサとして、シート状の基材と、前記基材に搭載されたアンテナ回路及びＩＣチップを備えるＲＦＩＤタグと、モニタリング対象物に影響を及ぼす特定の刺激に応答して前記ＩＣチップのメモリ情報を変化させる刺激応答部位とを備え、
前記ＲＦＩＤタグを、前記モニタリング対象物の表面に配置することを含む配置工程を備える、モニタリングセンサの配置方法。
【請求項２】
前記配置工程は、前記モニタリング対象物の表面に粘着剤を塗布し、塗布された粘着剤の上に前記モニタリングセンサを重ねることを含む、請求項１に記載のモニタリングセンサの配置方法。
【請求項３】
前記配置工程は、前記モニタリングセンサの裏面に粘着層を形成し、前記粘着層を前記モニタリング対象物の表面に貼り付けることを含む、請求項１に記載のモニタリングセンサの配置方法。
【請求項４】
前記配置工程は、前記モニタリング対象物の表面に保持部材を設け、前記保持部材に前記モニタリングセンサを保持させることを含む、請求項１に記載のモニタリングセンサの配置方法。
【請求項５】
前記アンテナ回路は、導電性材料の細粒を含む樹脂溶液を前記基材の面上に印刷して形成された回路、又は金属箔を前記基材の面上に圧着及びエッチングして形成した回路である、請求項１から４のいずれか１項に記載のモニタリングセンサの配置方法。
【請求項６】
前記ＲＦＩＤタグはタンパー検知用回路を含み、
前記刺激応答部位を前記タンパー検知用回路に設けた、請求項１から５のいずれか１項に記載のモニタリングセンサの配置方法。
【請求項７】
前記ＲＦＩＤタグは、さらに、前記刺激応答部位が露出する開口部が形成されるように、前記タンパー検知用回路を封止する封止材を含む、請求項６に記載のモニタリングセンサの配置方法。
【請求項８】
前記ＲＦＩＤタグは、さらに、前記刺激応答部位を被覆する刺激応答性樹脂を含む、請求項１から７のいずれか１項に記載のモニタリングセンサの配置方法。
【請求項９】
前記刺激応答部位は、刺激応答性金属からなる、請求項１から８のいずれか１項に記載のモニタリングセンサの配置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モニタリングセンサの配置方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＤ（IDentification）情報を埋め込んだＲＦ（Radio Frequency）タグ（以下、ＲＦＩＤタグという）を、品質管理等の用途に応用する技術が各種開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、コンクリート構造物内に埋設されたセンサ（ｐＨセンサ、温度センサ等）と、ＲＦＩＤタグを用いてコンクリート構造物の品質管理を行う技術が開示されている。
【０００４】
しかし、特許文献１の技術では、複雑な構造のタグ、具体的には、コンクリート構造物内に埋設されたセンサを介して得られるセンサ情報を演算処理して測定値とするコンピュータチップと、その測定値を記憶するメモリを有するＲＦＩＤチップを搭載し、かつ、センサをコンピュータチップに接続する端子を備えたタグが必要となる。
このため、特許文献１の技術では、タグが大型化してしまい、配置位置に制限が生じるという問題があった。また、コンピュータチップの演算処理に要する電力が、省電力の観点から好ましくないという問題があった。
【０００５】
そこで、モニタリングセンサとして、シート状の基材と、前記基材に搭載されたアンテナ回路及びＩＣチップと、モニタリング対象物に影響を及ぼす特定の刺激に応答して前記ＩＣチップのメモリ情報を変化させる刺激応答部位とを備えるＲＦＩＤタグを用いることが考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２５７７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、モニタリング対象物の状態を監視するモニタリングセンサをモニタリング対象物に配置する、モニタリングセンサの配置方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、鋭意検討した結果、以下に示す、モニタリングセンサの配置方法を発明するに至った。
【０００９】
［１］モニタリングセンサを、モニタリング対象物に配置するモニタリングセンサの配置方法であって、
前記モニタリングセンサとして、シート状の基材と、前記基材に搭載されたアンテナ回路及びＩＣチップを備えるＲＦＩＤタグと、モニタリング対象物に影響を及ぼす特定の刺激に応答して前記ＩＣチップのメモリ情報を変化させる刺激応答部位とを備え、
前記ＲＦＩＤタグを、前記モニタリング対象物の表面に配置することを含む配置工程を備える、モニタリングセンサの配置方法。
［２］前記配置工程は、前記モニタリング対象物の表面に粘着剤を塗布し、塗布された粘着剤の上に前記アンテナＩＣ回路部を重ねることを含む、［１］に記載のモニタリングセンサの配置方法。
［３］前記配置工程は、前記アンテナＩＣ回路部の裏面に粘着層を形成し、前記粘着層を前記モニタリング対象物の表面に貼り付けることを含む、［１］に記載のモニタリングセンサの配置方法。
［４］前記配置工程は、前記モニタリング対象物の表面に保持部材を設け、前記保持部材に前記アンテナＩＣ回路部を保持させることを含む、［１］に記載のモニタリングセンサの配置方法。
［５］前記アンテナ回路は、導電性材料の細粒を含む樹脂溶液を前記基材の面上に印刷して形成された回路、又は金属箔を前記基材の面上に圧着及びエッチングして形成した回路である、［１］から［４］のいずれかに記載のモニタリングセンサの配置方法。
［６］前記ＲＦＩＤタグはタンパー検知用回路を含み、
前記刺激応答部位を前記タンパー検知用回路に設けた、［１］から［５］のいずれかに記載のモニタリングセンサの配置方法。
［７］前記ＲＦＩＤタグは、さらに、前記刺激応答部位が露出する開口部が形成されるように、前記タンパー検知用回路を封止する封止材を含む、［６］に記載のモニタリングセンサの配置方法。
［８］前記ＲＦＩＤタグは、さらに、前記刺激応答部位を被覆する刺激応答性樹脂を含む、［１］から［７］のいずれかに記載のモニタリングセンサの配置方法。
［９］前記刺激応答部位は、刺激応答性金属からなる、［１］から［８］のいずれかに記載のモニタリングセンサの配置方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＲＦＩＤタグを、モニタリング対象物の表面に配置することを含む配置工程を備える、モニタリングセンサの配置方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るモニタリングセンサの一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１を参照して、本発明に係る配置方法で用いるモニタリングセンサを説明する。
【００１３】
＜モニタリングタグ＞
図１に示すように、本実施形態では、モニタリングセンサとしては、シート状の基材と、基材に搭載されたＩＣチップ及びアンテナ回路（送受信アンテナ１７とＩＣチップとを接続する回路）を備えるＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグ３と、モニタリング対象物に影響を及ぼす特定の刺激に応答してＩＣチップのメモリ情報を変化させる刺激応答部位６とを備えるモニタリングタグ１として説明する。すなわち、モニタリングタグ１は、ＲＦＩＤタグ３を内蔵している。また、モニタリングタグ１は、ＲＦＩＤタグ３とループ回路７と刺激応答部位６と後述する送受信アンテナ１７を、封止材で封止して構成されている。
【００１４】
モニタリングタグ１の形状は、ラベル型、カード型、コイン型、スティック型等の形状から、用途に応じて最適なものを選択することができる。
また、モニタリング対象物はコンクリート構造物として説明するが、これに限定されず、モニタリング対象物の経年劣化に伴い、刺激応答部位がモニタリング対象物に影響を及ぼす特定の刺激に応答するものであれば、特に限定されない。
【００１５】
＜ＲＦＩＤタグ＞
ＲＦＩＤタグ３は、電池を内蔵しないパッシブタイプのＲＦＩＤタグであり、ＩＤ情報を含むメモリ情報を格納したＩＣチップと、このメモリ情報を読取端末に送信する送受信アンテナ１７を含むアンテナ回路と、タンパー検知用回路を構成するループ回路７とを有している。ＲＦＩＤタグ３とは、固体識別情報（Identification）を記憶したＩＣチップを埋め込んだ無線用（Radio Frequency）タグである。
ＲＦＩＤタグ３は、シート状の基材上に、ＩＣチップとアンテナ回路を搭載している。
ＲＦＩＤタグ３の通信距離は、１ｍｍ〜１０ｍの中から、用途に応じて最適なものを選択することができる。
【００１６】
＜ループ回路＞
ループ回路７は、その回路の断線もしくは短絡によって、タンパーの発生を検知することを目的として敷設されたタンパー検知用回路であり、このタンパー検知用回路であるループ回路７には、上記の物理的あるいは化学的反応を生じる刺激応答部位６を備えている。
【００１７】
ループ回路７は、通電可能なループとしてつながっていればよく、形状は特に限定されない。使用環境及び使用目的等に応じて、平面、湾曲、ロッド状等、適宜最適な形状に設計することができる。ループ回路７の大きさも同様に、適宜最適な大きさとすることができる。
ループ回路７の両端は、ＲＦＩＤタグ３内のＩＣチップの所定のピンに有線接続されている。
【００１８】
通常、タンパー検知用回路とは、ＲＦＩＤタグ３が取り付けられた対象物から、ＲＦＩＤタグ３が故意に（盗難等の目的のために）引き剥がされた場合に、機械的に破壊されるように設けられた回路、すなわち、その回路の開裂によって、その要因となった行為（すなわち、タンパー行為）を検知することを目的として敷設された回路である。本実施形態では、タンパー検知用回路とは、前記のようなＲＦＩＤタグ３の引き剥がしを検出する回路の他に、ＲＦＩＤタグ３が取り付けられたモニタリング対象物が、その特性に影響を及ぼす特定の刺激に晒された場合に、その刺激に起因した物理的あるいは化学的反応によって断線もしくは短絡が生じて抵抗が変化する回路、すなわち、その抵抗の変化によって、特定の刺激に晒されたことを検知することを目的として敷設された回路も含む。
【００１９】
＜ＲＦＩＤタグ内のＩＣチップ＞
ＲＦＩＤタグ３内のＩＣチップは、ループ回路７の抵抗状態の高低を区別して検知可能なものを使用することが好ましく、例えば、０．４ｍｍから１ｍｍ角程度の小さな半導体チップである。
ＩＣチップには、簡単なマイクロコンピュータとＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等が搭載され、特定のＩＤ等を格納する媒体としてのメモリ機能を備えている。データ改ざん等を防ぐための暗号化処理を行うためのプログラムを備えることもできる。
ＩＣチップと内蔵ＩＣアンテナは、内蔵回路によって電気的に接続されている。本明細書において「電気的に接続する」とは、「電気抵抗の低い金属が形成する導通回路が物理的に接触又は接続している状態」と、「物理的に離れているが、想定した電気回路として機能している状態」とを含む概念である。
【００２０】
本実施形態では、配線接続タイプのＩＣチップ（NXP Semiconductors社製UCODE G2iL+）を用いているとして説明するが、磁界及び電波共振タイプのＩＣチップを用いてもよい。
配線接続タイプのＩＣチップは、チップの四隅に、２つのタンパー用回路ピンと、２つのアンテナ用回路ピンとを備え、ループ回路７の両端がそれぞれ電気的に２つのタンパー用回路ピンに配線接続し、また、送受信アンテナ１７の両端がそれぞれ電気的に２つのアンテナ用回路ピンとに配線接続している。
【００２１】
また、磁界及び電波共振タイプのＩＣチップの場合、ＲＦＩＤタグ３の製造方法は特に限定されないが、例えば、絶縁性フィルムの表面に硬質アルミニウム箔を張り合わせて長尺の基材を用意し、次に、アルミニウム箔面に、グラビア印刷でエッチングレジストを形成した後、塩化第二鉄水溶液にてエッチングを行って、ＩＣチップとの整合回路を有する内蔵ＩＣアンテナ（図示せず）を形成することができる。次に、ＩＣチップの外部端子となるバンプを、内蔵ＩＣアンテナの所定の位置にフリップチップ構造にて位置合わせし、超音波を印加して接合を行った後、ＩＣチップと内蔵ＩＣアンテナの空隙には封止樹脂を充填し、加熱硬化して複数個のＩＣチップを搭載したアンテナテープを得ることができる。アンテナテープをカットし、余剰部分を取り除くことで、使用したＩＣチップと同数のＲＦＩＤタグ３を作製することができる。
【００２２】
磁界及び電波共振タイプのＩＣチップには、アンテナ用回路ピンに相当する配線接続部はない。磁界及び電波共振タイプのＩＣチップは、磁界及び電波の共振により電気的にアンテナ回路に接続している。
上記のように、本実施形態で用いるセンサ１は、ＩＣチップに、ループ回路７とアンテナ回路の２つの回路をそれぞれ接続し、ループ回路７に設けた刺激応答部位６が特定の刺激に応答してループ回路７の抵抗が変化したことをＩＣチップ内のメモリ情報に記憶させるものであるため、簡単な回路構成からなるコンパクトなセンサとすることができる。
【００２３】
刺激応答部位６が特定の刺激に応答してループ回路７が断線もしくは短絡して、ループ回路７の抵抗が変化した場合には、ＩＣチップ内のメモリ情報が変化する。
例えば、ループ回路７が断線もしくは短絡して、高抵抗状態となった場合、ＩＣチップ内のメモリの所定アドレスの「フラグ」がＯＮからＯＦＦ（導電から絶縁）又はＯＦＦからＯＮ（絶縁から導電）となるようにして、これをリーダライタ等で読み取ることにより、ＲＦＩＤタグ３が取り付けられたモニタリング対象物が特定の刺激に晒されたことを検知するシステムを構築することができる。
【００２４】
＜アンテナ回路及び送受信アンテナ＞
アンテナ回路は、基材の面上に導電性材料の細粒を含む樹脂溶液を印刷して形成しているが、金属箔を前記基材の面上に圧着及びエッチングして形成してもよい。
アンテナ回路の一部を構成する送受信アンテナ１７は、ＲＦＩＤタグ３の内蔵ＩＣアンテナから発信された電波を読取端末等に内蔵された外部アンテナに届くように発信する機能、及び、読取端末等の外部アンテナを介して外部からの電波を受信する機能を有する。
【００２５】
＜刺激応答部位＞
モニタリングタグ１は、特定の刺激に応答して刺激を検出する刺激応答部位６を備えている。この刺激応答部位６は、ＩＣチップから引き出されたループ回路７に形成されている。
【００２６】
刺激応答部位６は特に限定されないが、例えば、刺激応答部位６は、刺激応答性金属からなっていてもよい。
本実施形態において、刺激応答部位とは、モニタリング対象物が、その特性に影響を及ぼす特定の刺激に晒された場合に「応答する」機能、具体的には、特定の刺激に晒された場合に、その刺激に起因した物理的あるいは化学的反応を生じさせて、タンパー検知用回路を断線もしくは短絡させて、ＩＣチップへのメモリ情報を変化させる機能、すなわち、外部環境の変化を検知するセンサ機能を有する部位を意味する。
刺激応答部位６は、例えば、ループ回路７の少なくとも一部を刺激応答性樹脂で被覆して構成することができる。あるいは、ループ回路７の少なくとも一部を刺激性応答性金属に置き換えて構成することができる。ループ回路７の全てを刺激応答性樹脂で被覆したり、ループ回路７の全てを刺激性応答性金属で構成したりすることもできる。
上記の刺激応答性樹脂及び刺激性応答性金属は、検出対象とする刺激に応じて、適宜選択することができる。
【００２７】
具体的には、刺激応答性樹脂としては、例えば、熱応答性樹脂材料、ｐＨ応答性樹脂材料、応力応答性樹脂材料、光応答性樹脂材料、特定の物質に応答する樹脂材料、またこれら複数を組み合わせた樹脂材料等を例示することができる。
刺激性応答性金属としては、例えば、検出対象とする刺激によって変質（腐食等）して断線する金属或いは不導体となる金属を例示することができる。
また、ループ回路を形成する金属の一部の厚み或いは幅を変更して刺激応答性を向上させて刺激性応答性金属とすることもできる。
【００２８】
＜封止材＞
封止材としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＥＶＡ樹脂からなる群から構成される少なくとも何れかを用いることが好ましい。
【００２９】
＜他のモニタリングタグの形態＞
モニタリングタグ１は、ＲＦＩＤタグ３とループ回路７に形成した刺激応答部位６を、封止材で封止して構成されているが、モニタリングタグ１は、刺激応答部位６の少なくとも一部を封止材から露出させる開口部２１を有していてもよい。換言すると、封止材で、刺激応答部位６が露出する開口部２１が形成されるように、ループ回路７（タンパー検知用回路）を封止してもよい。
【００３０】
なお、刺激応答部位６を、ＲＦＩＤタグ３又はアンテナ回路の少なくとも何れかに設け、刺激応答部位６が刺激に応答した際に、刺激応答部位６の設置箇所で断線もしくは短絡を生じさせ、その結果、センサがリーダライタ等に対して応答しなくなることを指標としてモニタリング対象物が特定の刺激に晒されたことを検知するシステムを構築することはできる。
【００３１】
ただし、この場合には、読取端末に対して応答がなくなった原因が、刺激応答部位６が刺激に応答したことに起因するものなのか、もしくは、モニタリングタグの破損に起因するものなのかは区別することができない。
【００３２】
このため、正確な判断のためには、例えば、複数のモニタリングタグ１を使用して、全てのモニタリングタグ１が読取端末に対して応答しなくなった場合には、刺激応答部位６が刺激に応答したものと判断し、何れかのモニタリングタグ１のみが読取端末に対して応答しなくなった場合には、そのモニタリングタグ１の故障と判断する、等の手段が必要となる。
【００３３】
これに対し、ループ回路７に刺激応答部位６を備えた場合、刺激応答部位６が刺激に応答した状態でも、ＲＦＩＤタグ３自体及びアンテナ回路は影響を受けず、センサとリーダライタ等と間の通信は行われるため、上記のような手段によらず、刺激応答部位が刺激に応答した状態と、モニタリングタグ１の破損を区別することができる。
【００３４】
＜モニタリングタグの配置方法＞
このようなモニタリングタグ１は、ＲＦＩＤタグ３を、前記モニタリング対象物の表面に配置する（配置工程）ことで、モニタリング対象物の経年劣化を検出する。
具体的には、モニタリング対象物の表面に粘着剤を塗布し、塗布された粘着剤の上にモニタリングタグ１を重ねたり、モニタリングタグ１の裏面に粘着層を形成し、その粘着層をモニタリング対象物の表面に貼り付けたり、モニタリング対象物の表面に保持部材を設け、その保持部材にモニタリングタグ１を保持させたりする。
【００３５】
モニタリング対象物の表面に塗布する粘着剤としては、ウレタン樹脂系、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、クロロプレンゴム系、シリコーン樹脂系、変性シリコーン樹脂系、エポキシ・変性シリコーン樹脂系、ホットメルト系（ＥＶＡ又はＳＢＳ樹脂）オレフィン樹脂系、酢酸ビニル樹脂系、二トリルゴム系、メラミン樹脂系、フェノール樹脂系、フェノール・メラミン共縮合樹脂系、レゾルシノール・フェノール共縮系、水性高分子イソシアネート系、合成ゴム系、ポリマーセメントモルタル、エポキシ樹脂モルタル、を挙げることができる。
【００３６】
また、モニタリングタグ１の裏面に形成した粘着層としては、ウレタン樹脂系、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、クロロプレンゴム系、シリコーン樹脂系、変性シリコーン樹脂系、エポキシ・変性シリコーン樹脂系、ホットメルト系（ＥＶＡ又はＳＢＳ樹脂）、オレフィン樹脂系、酢酸ビニル樹脂系、二トリルゴム系、メラミン樹脂系、フェノール樹脂系、フェノール・メラミン共縮合樹脂系、レゾルシノール・フェノール共縮系、水性高分子イソシアネート系、合成ゴム系、を挙げることができる。
【００３７】
モニタリング対象物の表面に設けた保持部材としては、鉱物（モルタル）系、合成樹脂系（フェノール樹脂系、エポキシ樹脂系、メラミン樹脂系、ユリア樹脂系、不飽和ポリエステル樹脂系、アルキド樹脂系、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、テフロン（登録商標）、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリエステル系、感情ポリオレフィン、ポリフェニレンスルファイド、ポリテトラフロロエチレン、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、非晶ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミドイミドＣＦＲＰ）、天然樹脂系（天然ゴム）、木材系、紙系、金属系、織物系、ガラス系、天然繊維物系、ビニール系、を挙げることができる。
【００３８】
このように、モニタリングタグ１の配置される位置は、いずれも、モニタリング対象物の表面であるので、モニタリング対象物の形成後に、容易に、モニタリングタグ１を配置することができる。
【００３９】
様々な態様で、モニタリングタグ１をモニタリング対象物に配置することができ、例えば、刺激応答部位６を地下ガソリンタンク内部に配置して地下ガソリンタンク内部の腐食を検出したり、電柱に配置して漏電を検出したり、土中配管等に配置して漏水及び漏電を検出したり等、各種用途に幅広く適用することができる。
他方、モニタリング対象物の経年劣化は、モニタリング対象物の個体差により、異なり、また、刺激応答部位６の応答のタイミングは、その個体差の影響を大きく受ける。
【００４０】
このため、刺激応答部位６の応答のタイミングを適切にするためには、多くのモニタリング対象物に対してテストを行う必要がある。
しかし、本発明のモニタリングセンサの配置方法は、ＲＦＩＤタグ３を、モニタリング対象物の表面に配置する配置工程を含むので、モニタリング対象物に、多くのモニタリングタグ１を配置することができるので、１つのモニタリング対象物に対して、複数の、刺激応答部位６の応答のタイミングを得ることができ、統計学を利用して、刺激応答部位６の応答の適切なタイミングを決定することができる。
【００４１】
また、１つのモニタリング対象物に対して配置した複数のモニタリングタグ１のうち、幾つかのモニタリングタグ１に外部の部材が接触して、破損しても、その破損したモニタリングタグ１を容易に取り替えることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１  モニタリングタグ（モニタリングセンサ）
３  ＲＦＩＤタグ
６  刺激応答部位
７  ループ回路
１７  送受信アンテナ
２１  開口部
【図１】
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