(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の内径を有するガラス管の一方の端部を封じ切り他端を切断して開放端としたガラス容器を形成する工程と、
ガラス容器の内部にＩＣタグを収容する工程と、
ガラス容器にＩＣタグを囲むようにガラス断熱材を充填する工程と、
開放端を加熱して排気管を取り付ける際にガラス繊維からなる微粉末をエアーにより飛翔させてガラス容器の上部内壁にガラス微粉末を固着する工程と、
排気管を通じてガラス容器を真空排気しながら開放端側を封じ切りする工程と、
を有することを特徴とする耐熱ＩＣタグの製造方法。
【請求項２】
前記ガラス容器の内部を０．５Ｐａ以下まで減圧することを特徴とする請求項１に記載の耐熱ＩＣタグの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣタグをガラス容器に内蔵した耐熱ＩＣタグに係り、特に内蔵したＩＣタグが容器内部をスライドしにくくしたガラス容器の内部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線により非接触でＩＣチップに蓄積された情報を読みだせるＲＦＩＤタグ（以下、ＩＣタグと記す。）は、入出退管理用のＩＤカード、地下鉄、バス、もしくはフェリー等の交通機関の乗車券、または電子マネー等のＩＣカードに内蔵されて、あるいは市場に流通する種々の商品・物品それ自体やケースの封緘シール用ラベルとして貼付され、万引き防止用、真贋判定用、履歴管理、流通管理、在庫管理、等の用途でも利用されている。
【０００３】
ＩＣタグ１０それ自体は、図５に示すように電磁波を送受信するコイル状のループアンテナ１２とループアンテナ１２につながるＩＣチップ４を薄い基材上１１に配設した非常に簡単な構造であるが、実用的には当該基材１１の表裏を保護用シートで被覆して使用に供されるのが普通である。
【０００４】
例えば、非接触型ＩＣカードシステムでは、ＩＣカードにデータの書き込み、あるいは読み出しを行うリーダライタのループアンテナから電磁波が放射される。放射された電磁波は、ＩＣカード内部に設けられたループアンテナで受信される。これにより、ＩＣカードとリーダライタとの間で通信が行なわれるが、駆動用エネルギーは電磁波により励起されるため、エネルギー源として電池を内蔵する必要がない。そのため小型軽量化でき、破壊されない限り半永久的に使用できる。通信周波数は、ループアンテナを小さくできる９００ＭＨｚ帯あるいは２．４５ＧＨｚ、５．８ＧＨｚ帯が使用され、通信可能な距離は、数十ｃｍから数ｍ程度である。
【０００５】
ラベルとして使用する具体的な例は、商品等の在庫・履歴管理のために商材の目立たない部位に貼り付ける場合や、封印用袋、電子機器類の筺体などの折り目や、閉じ部に貼り付けて使用する封緘シールが挙げられる。別の例は、酒、ワイン用の瓶、ジャム、ドレッシング、たれ、スパイスなどの食料用瓶あるいはプラスチック製容器の蓋、栓の周囲に使用される場合である。これらの容器類は、未開栓・未開封であることを示す証拠としてシュリンクフィルムで蓋や栓の一部もしく全部と容器の側面を覆う場合が多い。
【０００６】
この他、最近では３００℃〜４００℃の高温環境でも短時間であれば使用できるＩＣタグあるいは強アルカリ、強酸性液体中でも使用できる耐薬品性のＩＣタグに対する需要も高まっている（特許文献１）。例えば、耐熱タグの構造は、図２に示すようにＩＣタグ１０を耐火層３で覆い、更にその耐火層３を保護層２で覆った構造である。保護層２には耐熱性の合成樹脂が使用される場合もあるが、ＩＣタグが取り付けられる対象物品に酸アルカリを用いた洗浄等の薬液処理工程があると薬品に対する十分な保護効果が得られないということがあり、最近では耐熱性・耐薬品性ともに優れたガラス製容器が保護層２として使用されている。
【０００７】
ガラス容器２の中央に置かれるＩＣタグ１０とガラス容器２との間の空隙には連続気泡を有する断熱性材料が充填されるのが一般的である。しかし、セメントやヒートレスガラスのように耐熱性の高い固体中に独立した気泡が分散する発泡体や中空球体を耐火層３に用いると、気泡内の空気が高温で膨張して破損するようなことが生じるおそれがある。したがって、連続気泡性の断熱材を充填して同時にガラス容器内を低圧真空状態にする構造を有することがある。
【０００８】
断熱材には、セラミックウール、ガラスウール、ロックウールなどの無機繊維や、レンガ、セラミック形成体などの断熱材であって液体や気体の透過性のある素材が用いられる。しかしながら、薬液槽へのディッピングを伴う工程があると、薬液がＩＣタグと接触することがあり耐久性が低下することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−１２３８６６号公報
【特許文献２】特開２００２−２２２４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ガラス容器の中心にＩＣタグをおいてガラス容器とＩＣタグの間の空隙を断熱材のガラス繊維で充填する耐熱ＩＣタグは、製造工程中の加熱処理でガラス繊維系断熱材の端部が溶けるため長さが短くなって、ガラス容器中に占める位置が安定しないということが生じる。ＩＣタグの望ましい容器内の位置が、断熱材の下端がガラス容器の底面に当設する位置であるとしても、何かの調子に底面から断熱材が離れてスライドして上にずれたりすることがある。するとＩＣタグも位置ずれを起こして通信の安定性が損なわれるという問題がある。
【００１１】
逆に断熱材だけがずれてＩＣタグが断熱材中からはみ出てガラス容器に近接しすぎることも生じる。こうなると減圧状態であるにしても断熱材の断熱効果が有効に機能しないので高温環境下でＩＣタグが熱ダメージを受けるおそれがある。
【００１２】
本発明は係る状況に鑑みてなされたもので、ガラス容器内にＩＣタグインレットを収容した耐熱タグにおいて、ＩＣタグを熱から保護するために充填するガラス繊維系断熱層が、外的な衝撃や自重によってガラス容器内をスライドして位置を変えることがないガラス容器の内部構造の提供を目的とした。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を達成するための請求項１に記載の発明は、所定の内径を有するガラス管の一方の端部を封じ切り他端を切断して開放端としたガラス容器を形成する工程と、
ガラス容器の内部にＩＣタグを収容する工程と、
ガラス容器にＩＣタグを囲むようにガラス断熱材を充填する工程と、
開放端を加熱して排気管を取り付ける際にガラス繊維からなる微粉末をエアにより飛翔させてガラス容器の上部内壁にガラス微粉末を固着する工程と、
排気管を通じてガラス容器を真空排気しながら開放端側を封じ切りする工程と、
を有することを特徴とする耐熱ＩＣタグの製造方法としたものである。
【００１６】
上記課題を達成するための請求項２に記載の発明は、前記ガラス容器の内部を０．５Ｐａ以下まで減圧することを特徴とする請求項１に記載の耐熱ＩＣタグの製造方法としたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、円筒状ガラス容器の上部内壁にガラス微粉末からなる凸部を形成したものである。凸部の厚みを適切に選択すると、ガラス凸部部分の内径をガラス繊維からなる円筒状断熱層の外径より狭くすることができる。凸部がストッパーとなるように凸部の内径と断熱層の外径を調節するものである。
【００１８】
すると、ガラス容器の底部に接触するように先に収容してあるガラス繊維断熱層が、例えば外力により上下方向に移動しようとしても、断熱層上部のエッジがガラス微粉末の出っ張りにじゃまされて動けないか動けても僅かな距離しか移動できなくなる。
したがって、断熱層が容器内でずれることがないのでガラス断熱層内部に納まっているＩＣタグが断熱層から露出したり、移動したりすることがない。
【００１９】
このためＩＣタグの通信性能が低下することがなく、耐熱性が低下してＩＣタグが損傷を受けるということがない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】耐熱ＩＣタグの外形形状の一例を説明するための図（写真）である。（ａ）断熱層が正常な位置にある場合。（ｂ）断熱層が上に移動した場合。
【図２】耐熱ＩＣタグの内部構造の一例を説明する側面視（ａ）と上面視（ｂ）の断面図である。
【図３】耐熱ＩＣタグの断熱層のずれを説明する模式図である。（ａ）上面視、（ｂ）断面視である。
【図４】本発明になる固着層と断熱層の位置関係を説明する断面視の図である。
【図５】ＩＣタグの構造を説明する斜視図である。
【図６】（ａ）〜（ｆ）耐熱ＩＣタグの製造方法を説明する断面視の工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
ＩＣタグ１０は、図５に示すように銅もしくはアルミニウムからなるループアンテナ１２が敷設されたフィルム基材１１上に、ＩＣチップ１３をループアンテナ１２の末端に接続して配置したインレット様である。ループアンテナ１２は、一般的に、フィルム基材１１上に可能な限り大きなループ状で２巻き以上に巻かれて敷設されており、リーダライタから放射される電磁波のキャリア周波数（搬送周波数）に、ループアンテナ１２と図示しないコンデンサーからなる共振回路を共振させることにより信号を受信する。
【００２２】
コンデンサーは、例えば基材１１の表裏で電極を対抗させることで作成できる。ＩＣチップ４は、アンテナ１２末端の接続用アイランドに異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic conductive film）あるいは異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Anisotropic conductive paste）を介して接続するか、直接はんだ接続される。接続部分を保護するためにアンダーフィル樹脂がＩＣチップ４と支持基材１１の隙間に充填されたり全体を樹脂で被覆する場合が多い。
【００２３】
通常は、上記のＩＣタグ１０がプラスチック製の基材に狭持されてカード形態、コイン形態等で使用される。耐熱性を向上させるには、ＩＣチップ４を搭載する支持基材１１にガラス基材を使用することもできるが、一般には図１に示すようにガラス容器２の中心にＩＣタグ１０を収容するタイプの耐熱ＩＣタグ１が使用される。
【００２４】
耐熱タグ１の最外層は、石英ガラス、ホウ珪酸ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス等の耐
熱ガラス素材である。ガラス容器２の形状は特に制限されるものでないが、強度と取り扱いの容易さから円筒状、角状形状等の形状が望ましいが、特に円筒形状が好ましい。ガラス容器であれば十分な耐薬品性を備えており、耐熱性と耐薬品性の両方を兼ね備えたＩＣタグになる。
【００２５】
図２、図３ではＩＣタグ１０は容器底面に対して水平に置かれた例を示しているが、垂直であっても構わないし、傾けても構わない。リーダライタからの電波の送受信効率が良くなるように設置すればよい。
【００２６】
ガラス容器２とＩＣタグ１０の間の空隙には、図１から図３に示すようにＩＣタグ１０をガラス壁から離間して保持するためにガラス繊維３が充填される。ガラス繊維３は内部に空孔をもたない連続気泡性の素材であって、内部にＩＣタグ１０を支持できる強度がある。このガラス繊維３は、断熱材として機能するので以下ガラス繊維系断熱層３あるいは単に断熱層３と記す。
【００２７】
断熱層３に用いるガラス繊維としては、セラミックウール、ガラスウール、ロックウールなどの無機繊維体や、レンガ、セラミックス形成体などの耐熱部材であって独立気泡を含まず液体や気体を透過する性質を有する断熱材が好ましい。
【００２８】
ところで両端が閉じた円筒状ガラス容器２の内部に収容した断熱層３は、そのままでは図１（ａ）、（ｂ）と図３（ａ），（ｂ）に対比して示すようにガラス容器２の内部で動かないように固定することができない。断熱層２の長さが、ガラス容器の側壁の長さより短く設定される場合もあるし、ガラス加工中の封切り工程の加熱によりガラス繊維が溶けて長さが短くなる場合もある。
【００２９】
そのような場合、断熱層３がガラス容器２内部をスライドして、断熱層中に留め置かれているＩＣタグ１０の位置が所望の位置（図３（ａ））からずれることがあり、ずれたり露出したりする（図３（ｂ））と、ＩＣタグの通信性能が低下する場合やＩＣチップとの接続部分が熱ダメージを受けるおそれがある。
【００３０】
本発明は、図４に模式的に示すようにガラス容器２の内部で断熱層３が容器２内をスライドしないようにガラス容器２の肩Ｒ３２の下側の内壁部分を厚くしてストッパーの機能を持たせて、下側にあるガラス断熱層３に当設するようにして動けなくしたものである。あるいは、肩３２下側の内側面にガラス系素材で凹凸を形成して容器２の内壁と断熱層３の摩擦力を高めて動きにくくしたものである。
【００３１】
ガラス容器内壁に凸部を設けて厚くするために、肩Ｒ近傍が高熱状態になるときを利用して、ガラス微粉末を肩近傍を飛翔させて高温状態のガラス容器内壁に固着させた。微粉末を飛翔させるタイミングは、内部脱気用のガラスパイプを接続する時を利用する。この時は円筒ガラスの開放端部を加熱するからである。
【００３２】
排気用のガラスパイプを接続せずに排気をすることも考えられるが、この場合も封じ切りは行うのでこの時に微粉末を飛翔させることができる。凸部の高さは、高いほど好ましいが微粉末を平坦に固着させることは容易ではなく、凹凸状に固着するが、平均的として概ね１ｍｍから３ｍｍ程度である。この高さにあわせて断熱層の径を決めることになる。あるいは断熱層の径に合わせて凹凸の高さを設定する。
【００３３】
以下、本発明を実施形態に即して簡単に説明するが、ＩＣタグの工法は定法に従い詳細は省略する。ガラス容器への収容工程を機能ごとに説明して製造装置の詳細も省略する。
【００３４】
ガラス容器は、径が１５ｍｍ、肉厚は１ｍｍ程度の例えばホウケイ酸ガラスからなるガラスパイプ（軟化点は、概ね８５０℃以上）を所定の長さ３０ｍｍに切断したものを加工して製造する。ガラスパイプの内径、長さ、肉厚などは特に限定されないが、内部に収容するＩＣチップの大きさ、必要な断熱材の厚みと長さ、ガラス容器の耐圧強度、コスト、生産性等から決められる。
【００３５】
先ず、ガラス加工の定法に従いガラスパイプ３０の一方の開口端近傍を融点程度に加熱して引き伸ばし肩Ｒ３２と足場３１を形成する（図６（ａ）の絞り加工）。次に、足場３１の基部を加熱して余分な足場を取り、先端部分を更に加熱して肉厚部分も取り先端部を閉じ底部にする。次に、底部を加熱しながら他方の開口部から空気を入れて底部を所定の形状に成型する（図６（ｂ））。底を平らにするときは、コテを当設して平らに成型する。これにより図６（ｃ）に示す他方が開口したガラス容器２を得る。
【００３６】
次に、内部にＩＣチップを納めた概ね所定の径の円筒状のガラス断熱材３（ロックウール）を一方がガラス容器の底部３３に当設するように容器内部に挿入する（図５（ｄ））。この状態では、断熱材５はガラス容器内部を上下（図では左右）にスライド可能な大きさである。
【００３７】
次に、もう一方の開口端に排気用のガラスパイプ３４を接合する。
具体的には、ガラス容器の開放端から所定の距離はなれた部位を加熱して定法にしたがい足場と同じ径の排気用のパイプ３４を加熱接合する。加熱した部位から足場にかけては、径が狭まる肩Ｒ３２になる。肩Ｒ３２近傍が加熱された状態で、足場３１の先からガラス繊維の微粉末をエアー３５で吹き込んで容器内を飛翔させると肩Ｒ３２近傍にガラス微粉末が所定の厚さもしくは凹凸状に融着する。この状態で温度が下がればガラス繊維微粉末が固化して内壁に固着してガラス固着層５となる（図６（ｅ））。
【００３８】
飛翔させるガラス繊維微粉末は、ガラス容器と同じ材質のものを使用するのが好ましく、容器内壁に容易に固着させることができる。しかしながら固着し脱落しなければ材質が異なるガラス同士であっても構わない。これにより図４に示すように肩Ｒを含めて下側の内壁の径が狭まったガラス容器を製造できる。この状態では断熱層３は、上部が固定されて容器内部でスライドすることがない。
【００３９】
飛翔するガラス繊維粉末は、断熱材として予め内挿してあるガラス断熱材３それ自体であっても構わない。温度上昇によって末端が溶けて浮遊する成分があるからである。
【００４０】
最後に、排気用パイプ３４を通じてガラス容器の内部のエアーを吸引しながら足場の基部近傍を加熱し封じ切り加工を行うと図６（ｆ）、図１に示すようなガラス容器の内部にＩＣタグが収容された耐熱ＩＣタグが製造できる。
【００４１】
容器内の圧力は、０．５Ｐａ以下が好ましい。余り高いとエアーによる熱伝導性が残り断熱性が不十分となり、高温環境下でガラス内圧が上がり破裂しやすくなる。ガラス容器の肉厚を考慮して適切な内部圧力になるように制御するのが好ましい。
【符号の説明】
【００４２】
１、耐熱ＩＣタグ
２、ガラス容器（保護層）
３、ガラス断熱材（耐火層）
４、ＩＣチップ
５、ガラス固着層
６、支持基材
１０、ＩＣタグ（インレット）
１２、アンテナ回路
１４、接着材層
１５、離型フィルム
２０、ＲＦＩＤ
３０、ガラスパイプ
３１、足場
３２、肩Ｒ
３３、底部
３４、排気用パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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