(57)【要約】【課題】仮に３００℃の高温状態に長時間曝しても、常温に戻せば使用可能な耐熱性無線タグ装置の製造方法及び耐熱性無線タグ装置を提供する。【解決手段】内部に識別コードを発信するシート状の無線タグ１１を備え、３００℃以下の温度に２４時間曝した後も使用できる耐熱性無線タグ装置１０の製造方法であって、ポリイミド系の耐熱樹脂からなる容器１８中に、無線タグ１１が収納できる空間部４４を形成する枠体３０を入れる工程と、枠体３０の周囲に水ガラスを入れて硬化させる工程と、枠体３０を抜いて空間部４４を形成し、空間部４４に無線タグ１１を入れる工程と、無線タグ１１を入れた空間部４４に更に水ガラスを入れて無線タグ１１の周囲を水ガラスで覆う工程と、容器１８にポリイミド系の耐熱樹脂からなる蓋１９を固着する工程とを有する。【選択図】図１
2015001801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に識別コードを発信するシート状の無線タグを備え、３００℃以下の温度に２４時間曝した後も使用できる耐熱性無線タグ装置の製造方法であって、
耐熱樹脂からなる容器中に、前記無線タグが収納できる空間部を形成する枠体を入れる工程と、
前記枠体の周囲に水ガラスを入れて水ガラスを硬化させる工程と、
前記枠体を抜いて前記空間部を形成し、該空間部に前記無線タグを入れる工程と、
前記無線タグを入れた空間部に更に水ガラスを入れて前記無線タグの周囲を水ガラスで覆う工程と、
前記容器に耐熱樹脂からなる蓋を固着する工程とを有することを特徴とする耐熱性無線タグ装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の耐熱性無線タグ装置の製造方法において、前記無線タグの基材には耐熱性素材が使用されていることを特徴とする耐熱性無線タグ装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の耐熱性無線タグ装置の製造方法において、前記容器と前記蓋はねじ止めされる他、前記容器と前記蓋の間が、水ガラスで密封されていることを特徴とする耐熱性無線タグ装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の耐熱性無線タグ装置の製造方法によって製造され、前記無線タグが水ガラスでシールされた状態で、ポリイミド系の耐熱樹脂で覆われていることを特徴とする耐熱性無線タグ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥炉等の３００℃の高温環境下を通過しても又はそのような高温環境下に長時間曝されても、機器が壊れることなく、その後も使用できる耐熱性無線タグ装置の製造方法及び耐熱性無線タグ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載のように、広く販売されているＩＣタグ（無線タグ）は、短時間でも高温状態に曝されると、ケースが熱でボロボロになってしまい、継続的に使用ができないという問題があった。
【０００３】
そこで、本発明者等は先に、特許文献２で示すように、内部に識別コードを発信する送信部を備えた無線タグの周囲を合成樹脂製の保護カバーで覆い、更に保護カバーの周囲をプライマー層を介して珪酸ガラスを主成分とする耐熱性ガラス質被膜（例えば、水ガラス）で覆った耐熱性無線タグ装置を提案した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−７２８０４号公報
【特許文献２】特開２０１２−１４６０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２記載の耐熱性無線タグ装置においても、乾燥炉内部等の３００℃程度の高温雰囲気に長時間曝すと、無線タグの半田等が溶解し外部に漏出する等して、無線タグを再度常温に戻しても使用できないという問題があった。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、仮に３００℃の高温状態に長時間曝しても、常温に戻せば使用可能な耐熱性無線タグ装置の製造方法及び耐熱性無線タグ装置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】
【０００７】
前記目的に沿う第１の発明に係る耐熱性無線タグ装置の製造方法は、内部に識別コードを発信するシート状の無線タグを備え、３００℃以下の温度に２４時間曝した後も使用できる耐熱性無線タグ装置の製造方法であって、
耐熱樹脂からなる容器中に、前記無線タグが収納できる空間部を形成する枠体を入れる工程と、
前記枠体の周囲に水ガラスを入れて水ガラスを硬化させる工程と、
前記枠体を抜いて前記空間部を形成し、該空間部に前記無線タグを入れる工程と、
前記無線タグを入れた空間部に更に水ガラスを入れて前記無線タグの周囲を水ガラスで覆う工程と、
前記容器に耐熱樹脂からなる蓋を固着する工程とを有する。
【０００８】
また、第１の発明に係る耐熱性無線タグ装置の製造方法において、前記無線タグの基材には耐熱性素材が使用されているのが好ましい。ここで、耐熱性素材は、ガラス転移温度＞４００℃を有し、かつ無線タグの基材表面に形成するアンテナ部材（例えば、銅）と線膨張係数が近い樹脂（例えば、ポリイミド系樹脂）を使用するのが好ましい。
【０００９】
そして、第１の発明に係る耐熱性無線タグ装置の製造方法において、前記容器と前記蓋はねじ止めされる他、前記容器と前記蓋の間が、水ガラスで密封されているのが好ましい。
【００１０】
第２の発明に係る耐熱性無線タグ装置は、第１の発明に係る耐熱性無線タグ装置の製造方法によって製造され、前記無線タグが水ガラスでシールされた状態で、ポリイミド系の耐熱樹脂で覆われている。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明に係る耐熱性無線タグ装置の製造方法及び第２の発明に係る耐熱性無線タグ装置は、無線タグが硬化した水ガラスで覆われているので、仮に無線タグの部材同士を接合している半田が溶けても部材同士の接合はそのまま維持される。
また、無線タグの部材は硬化した水ガラスで覆われているので、空気等に触れることがなく、酸化もしない。
無線タグに使用されているＩＣ素子は例えば、３００℃の高温では作動しないが、温度が下がると作動する。更に、無線タグの基材とアンテナ部材の線膨張係数を近くすることによって、３００℃の高温環境においても熱応力によるアンテナ破損を防止できる。
【００１２】
特に、第１の発明に係る耐熱性無線タグ装置の製造方法は、枠体を用いて無線タグを収納する空間部を形成しているので、無線タグを収納するより精度の高い空間部が形成され、無線タグが必ず所定の位置に保持され、その後、水ガラスを充填しているので、無線タグのシールがより完全となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る耐熱性無線タグ装置の正面図、（Ｂ）は同側面図、（Ｃ）は同平面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の一実施の形態に係る耐熱性無線タグ装置の製造方法の一工程を示す図であって、（Ａ）は容器の正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は平面図、（Ｄ）は蓋の正面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は同方法に使用する枠体を示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は平面図を示す。
【図４】同方法に使用する無線タグの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
続いて、添付した図面を参照しながら、本発明を具体化した実施の形態について説明する。
まず、本発明の一実施の形態に係る耐熱性無線タグ装置１０の内部に備えられたシート状の無線タグ１１について図４を参照しながら説明する。
耐熱性素材（例えば、ポリイミド系、又はガラスエポキシ系の樹脂板）の表面に導体（例えば、銅板）が形成された基板シート（基材の一例）１２を用意し、エッチング処理してアンテナ部１３、１４を含むリード１５を形成し、ＩＣ素子１６をリード１５の所定位置に接合する。なお、１６ａ、１６ｂは端子部である。
【００１５】
ＩＣ素子１６は周知の構造のもので、無線タグ１１ごと購入するが、外部にアンテナ部１３、１４を接続し、電波を受信することで得られる起電力により、内部に特別に記憶された識別コードを無線で外部に送信する構造となっている。なお、基板シート１２は３００℃に耐える素材を使用している。基板シート１２とＩＣ素子１６との接合にロウ付けを用いてもよい。この場合、ロウ材に融点３００℃以上の硬ロウを用いるのが好ましいが、融点が３００℃以下で気化はしないが溶融する軟ロウ（半田）を使用することもできる。
【００１６】
この理由は、以下に説明するように、無線タグ１１の使用にあっては、固化した水ガラスで無線タグ１１を覆うのでその形状は保持され、少量のロウ材が溶融しても、温度がロウ材の融点以下になれば、再度同一位置で固化するからである。
なお、無線タグ１１自身は高温状態では作動しないが、密閉状態で使用して、一定の温度以下に復帰すれば使用できることが確認されている。
【００１７】
続いて、耐熱性無線タグ装置１０の製造方法について、図１〜図３を参照しながら説明する。図１（Ａ）〜（Ｃ）、図２（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、それぞれポリイミド系の耐熱樹脂を用いて形成された、内部に容器空間１７を有する容器１８とその蓋１９とを用意する。蓋１９にはねじ孔２０、２１が設けられ、容器１８に設けられたビス穴２２、２３にビスを用いて固定できる。容器空間１７は、無線タグ１１がその上下、左右、前後に十分な隙間（例えば、１〜４ｍｍ）を有して収納できる容積を有している。
【００１８】
また、横長の直方体形状の容器空間１７の前後中央の上側には浅いガイド溝１７ａ、１７ｂが形成されている。そして、蓋１９の下部には落とし込み部２５を有し、蓋１９を閉じた場合、落とし込み部２５が容器１８内に一部嵌入し、水ガラスを使用した場合の密封性を高めるようにしている。
【００１９】
なお、２６、２７はこの無線タグ１１即ち、耐熱性無線タグ装置１０を対象物（例えば、オートバイ、自動車の部品）に固定するために使用する貫通孔（ねじ孔）を示す。容器１８の直方体状の容器空間１７は、蓋１９の落とし込み部２５が嵌入し、前後が開放となった上空間部２８と、その下側に位置する残りの実空間部２９（上部のみ開放）を有している。次に、この容器１８の容器空間１７に枠体３０を入れる。
【００２０】
図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、枠体３０は熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂又は金属製（例えば、銅、銅合金、ニッケル合金）の素材からなって、上側の支持板部３１、下側の空隙形成部３２、中央の前後の上側に配置されたガイド部３３、３４、支持板部３１の両側に形成された第１の段部３５、３６及び第２の段部３７、３８、ガイド部３３、３４の下側に形成された第３の段部４０、４１とを有している。
空隙形成部３２は、無線タグ１１が少しの隙間（間隔約０．５〜１．５ｍｍ）を前後、左右、上下に有して嵌入する容積Ｖとなっている。
【００２１】
中央のガイド部３３、３４を平断面は、ガイド溝１７ａ、１７ｂの平断面と略同一となっている。ガイド部３３、３４をガイド溝１７ａ、１７ｂに嵌入させた場合、ガイド部３３、３４の下端の第３の段部４０、４１を除いた底部分がガイド溝１７ａ、１７ｂの底部に当接する。これによって、空隙形成部３２を実空間部２９（容器空間１７）の中央に位置決めさせ、この状態で、枠体３０を容器１８に嵌合させる。なお、第３の段部４０、４１の高さは枠体３０を位置決めできる長さを有すればよい。最終的には、落とし込み部２５でガイド溝１７ａ、１７ｂを塞ぐようになっている。
【００２２】
図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、対向する左右の第２の段部３７、３８の幅ｗ１は容器空間１７の幅と同一となって、第１の段部３５、３６が容器１８の上部に当接し、容器１８に対する枠体３０の位置が決定される。これによって、容器空間１７の左右両側、下部及び前後に隙間ｃ（例えば０．５〜１．５ｍｍ）を均等に形成できる構造となっている。なお、蓋１９を容器１８に被せた場合、落とし込み部２５の下端と容器空間１７の底との間に２ｃ＋ｋの間隔を有している。ここで、ｋは無線タグ１１の高さ（幅）を示す（図４参照）。
【００２３】
この後、図２に示すように、枠体３０と容器空間１７との間に水ガラスを入れて硬化させる。水ガラスは例えば、珪酸ナトリウム等の濃い水溶液であって、一般式は、Ｍ2Ｏ・ｎＳｉＯ3で表され、放置すると空気中の炭酸ガスと反応して固まる。なお、他の酸、塩等と反応させて水ガラスを凝固させてもよい。水ガラスの注入量は、容器１８を水平状態にして、実空間部２９の上端までとする。
【００２４】
次に、枠体３０を容器１８から取り外す。枠体３０の材質によって硬化した水ガラスから剥離しにくい場合は、適当な離型剤を枠体３０に塗布しておく。枠体３０を容器１８から取り外すと、空隙形成部３２によって形成され、周囲に固まった水ガラスを有する空間部４４が形成される。この空間部４４は、無線タグ１１より少し大きいので、この収納空間に無線タグ１１を入れて、再度水ガラスをこの空間部４４に入れて固化させる。これによって、無線タグ１１が完全に水ガラスで覆われることになり、水ガラスで密封される。
【００２５】
次に、容器１８に水ガラスを接着剤として、蓋１９を被せる。このとき、落とし込み部２５は容器空間１７の上空間部２８に嵌入させ、隙間を完全に水ガラスで覆った状態で、蓋１９のねじ孔２０、２１にビスを入れて蓋１９と容器１８を一体的に結合する。
これによって、無線タグ１１は完全に硬化した水ガラスによってシールされ、ポリイミド系の耐熱樹脂によって覆われているので、３００℃の高温に２４時間曝されても耐えることができる。無線タグ１１内の接合に半田を使用していても、半田がガス化しない限り、固化した水ガラスで覆われ、温度が下がると元に戻り、接合状態を維持する。なお、３００℃では無線タグ１１は作動しないが、温度が下がると作動する。
【００２６】
本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲でその構成を変更することもできる。例えば、容器の材質は３００℃に２４時間以上耐えるものであれば、他の材料を使用することもできる。
また、容器の形状は自由であり、無線タグを収納して、硬化した水ガラスで覆うものであれば、形状が変わってもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１０：耐熱性無線タグ装置、１１：無線タグ、１２：基板シート、１３、１４：アンテナ部、１５：リード、１６：ＩＣ素子、１６ａ、１６ｂ：端子部、１７：容器空間、１７ａ、１７ｂ：ガイド溝、１８：容器、１９：蓋、２０、２１：ねじ孔、２２、２３：ビス穴、２５：落とし込み部、２６、２７：貫通孔、２８：上空間部、２９：実空間部、３０：枠体、３１：支持板部、３２：空隙形成部、３３、３４：ガイド部、３５、３６：第１の段部、３７、３８：第２の段部、４０、４１：第３の段部、４４：空間部
【図１】
2015001801.tif 000003
【図２】
2015001801.tif 000004
【図３】
2015001801.tif 000005
【図４】
2015001801.tif 000006