(57)【要約】【課題】  ＲＦＩＤタグと送受信するＲＦＩＤタグ通信システムを提供する。【解決手段】  基板上にＲＦＩＤアンテナ（１８）を導電性インクを用いて印刷し、その基板を高圧装飾ラミネートのような装飾面（１６）の中の一層として組み込む。さらに、高圧装飾ラミネートのような面に導電性メッシュを組み込み、浮遊信号がＲＦＩＤアンテナに到達しないようにするＲＦＩＤシールド（３２）を形成する。また、印刷アンテナと導電メッシュとの双方を単一面、例えば装飾面、に一体化して、必要なＲＦＩＤタグ（１２）の読取りを可能にするとともに、不要なＲＦＩＤタグ（３４）の読取りを防止する。【選択図】      図１
2004336797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板層と、前記基板層上の印刷導電アンテナと、前記アンテナに重なる少なくとも一つの付加基板層とを有する多層面と、
前記アンテナを介してＲＦＩＤタグと通信する送受信機と、
送受信機を介して、ＲＩＦＤタグへデータを提供し、又はＲＩＦＤタグからデータを検索するための１以上のコンピュータ化データベースと
を備えるＲＦＩＤタグと通信するＲＦＩＤタグ通信システム。
【請求項２】
前記アンテナは、ステンシル又はスクリーン印刷によって前記基板層に配置される請求項１に記載のＲＦＩＤタグ通信システム。
【請求項３】
前記アンテナは、前記基板層に配置される導電性材料の単一の線を含む単一ループアンテナである請求項１に記載のＲＦＩＤタグ通信システム。
【請求項４】
前記アンテナは、前記基板層に配置される導電性材料の少なくとも二つの線を含む多重ループアンテナである請求項１に記載のＲＦＩＤタグ通信システム。
【請求項５】
前記基板層と前記少なくとも一つの付加基板層とは、高圧装飾用ラミネートを形成する請求項１に記載のＲＦＩＤタグ通信システム。
【請求項６】
前記基板層は、ビニルシートである請求項１に記載のＲＦＩＤタグ通信システム。
【請求項７】
前記アンテナは、約１３．５６ＭＨｚの周波数で、信号を送受信するように構成される請求項１に記載のＲＦＩＤタグ通信システム。
【請求項８】
前記アンテナは、約９１５ＭＨｚの周波数で、信号を送受信するように構成される請求項１に記載のＲＦＩＤタグ通信システム。
【請求項９】
棚基板と、
前記棚基板の第１の面に取付けた第１ラミネート構造体とを備え、
前記第１ラミネート構造体は、第１層と、前記第１層に印刷された導電アンテナと、前記アンテナを覆うように、前記第１層に接合された少なくとも一つの付加層を有する多層棚。
【請求項１０】
フェノール含浸層上に導電アンテナを印刷するステップと、
前記フェノール含浸層上に少なくともメラミン含浸層を配置するステップと、
層間の導電アンテナとともに前記層をお互いに接合するために、熱及び圧力の少なくとも一つを前記層に印加するステップと
を有するラミネート構造体を製造するラミネート構造体製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この技術は、一般的には、中実の媒体の内部にアンテナ又は導電構造を形成することに関する。具体的には、装飾面を有する、被覆又はラミネートのような層状構造物内に導電アンテナを形成することに関する。
【背景技術】
【０００２】
財産管理及び在庫管理の分野で、種々の技術が現れ、在庫の管理をすべて手作業で行なっていたときより、正確さとスピードの改善がみられる。例えば、バーコードリーダを使用して、財産上のバーコードラベルを光学的に読取り、そのバーコードまたおそらくその財産を、バーコードと財産を関連させるデータベースを参照して、自動的に識別することができる。そして製品情報例えば価格が返され、他の情報例えば棚卸し表が更新される。
【０００３】
しかしながら、このようなシステムには限界がある。例えば、その走査プロセスは時間のかかる逐次走査プロセスであり、手動でも自動フィーダでも、一度にたった１枚のラベルしか読むことができない。また、バーコード読取が成功するためには、視野方向に遮るものがないことと、読取装置に対してラベルが規定の方向を向いていることとを必要とする。このような光学的特性により、バーコードは、バーコードラベルを不鮮明にするか、又は破損させる、例えば湿った、汚い、油っぽい、あるいはそのほかの過酷な環境には、不向きである。また、バーコードは、限られた量の情報しか提供できず、通常は財産識別に限定される。さらには、バーコードラベルは、容易に入手できるラベルとパーソナルコンピュータで可能な印刷技術とを用いて、比較的簡単に偽造できる。
【０００４】
バーコード技術と関連するこれらの限界や障害により、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ又はトランスポンダの、財産識別及び財産管理への利用に関心が高まっている。ＲＦＩＤシステムは、光信号ではなく、電磁波を用いて情報を財産から読取装置に伝送する。ＲＦＩＤタグは一般に、アンテナと、無線通信集積回路（ＩＣ）又はチップを備える。チップは、呼掛け機としても知られている遠隔読取装置によって、低電圧の電磁波を介して読取られるメモリ回路を有している。ＲＦＩＤタグはまた、遠隔書込装置によっても書き込むことができる。このチップは、読取りと同様に書込むこともできるので、例えば製造から販売時点までの製品のライフサイクルを通じて、新しい情報又は付加情報により更新することができる。
【０００５】
ＲＦＩＤシステムはいくつかの利点をもち、その一つは、遮られているタグ又は視野の外にあるタグを含む複数のタグを同時に読取可能なことである。さらに、タグは、ラベルより破損は少なく、偽造はきわめて困難である。また、ＲＦＩＤタグは、人が介在することなく読取ることができ、また人の介在による遅延がなく読取ることができる。人が介在しないことは、製品を追跡して管理するような応用には特に有用である。製品の追跡では、従業員が手動で製品をスキャンすることなく、製品の移動又は品切れを登録することが望まれている。例えば、ＲＦＩＤタグは、例えば店舗内で、あるいは倉庫又は貯蔵庫で、あるいは出荷中において、自動化した在庫管理に使用される。このような実施の形態では、ＲＦＩＤタグは、追跡されるべき各商品又は財産に関連付けられ、その環境に応じて最適に配置されたアンテナにより、１つ又は複数の読取り装置が連続的又は周期的に、アンテナに関連してどのタグがあるのか、どこに配置されているのかを判断できるようになっている。
【０００６】
この技術は、ある分野で有用である一方、さまざまな問題も現れている。例えば、棚のような場所に銅その他の金属アンテナ構造を配置すると、表面の滑らかさを破壊し、美的な見地からは不快なものとなる。また、そのような露出した配置により、アンテナは、棚の上への目的物の配置又は移動から損傷を受けやすくなる。さらには、小売あるいはコマーシャル用のセッティングでは、顧客あるいはスタッフが、露出したアンテナをいじったり、損傷を与えたりする可能性がある。
【０００７】
さらに、アンテナは、例えば他の棚や通路に配置された、近くの別のタグから、ＲＦＩＤタグ情報を得る可能性がある。このような場合には、ＲＦＩＤタグは、複数の異なるアンテナによって重複して読取り又は登録され、タグの場所を特定することが困難になる。したがって、ＲＦＩＤアンテナを装飾的あるいは機能的な面又は棚に組み込み、かつＲＦＩＤアンテナを擬似信号から隔離する技術が求められている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の、前述の利点と特徴及びその他の利点と特徴は、図面を参照して以下の詳細な説明を読むことにより、明らかになるであろう。
【０００９】
財産及び製品の追跡管理の分野は、技術の進歩につれて発展してきた。具体的には、手作業や書類による方法は、製品情報の追跡及び保守を可能にするコンピュータ化された在庫・追跡データベースから見て、時代遅れである。さまざまな自動化又は部分的な自動化技術が、そのようなデータベースとのインターフェースを提供し、製品の在庫量、製品の場所、あるいは製品価格等の情報を、データベースに提供し、また検索することを可能にしている。バーコードとバーコード読取装置とが、部分的な自動化技術の一例であり、これによりオペレータが、製品上のコード化されたラベルを読取って、データベースにアクセスして取引、例えば購入を容易にすることができる。しかしながら、光学的読取装置には、いくつかの欠点がある。このなかには、読取装置とラベルとの間には障害となるものがない開けた視野を必要とすることと、ラベルが損傷したり、不明瞭となるような過酷な環境には向いていないこと、及びラベルは偽造されやすく、また改ざんされやすいということがある。さらに、光学的読取装置は、一般に一度に１個の製品を処理できるだけで、連続的な在庫管理のような大規模なあるいは連続的な作業には不向きである。
【００１０】
これらの多くの問題に対処できる技術は、タグと読取装置又は呼掛け装置とを使用する無線識別（ＲＦＩＤ）であり、タグは、集積回路すなわちチップ及びアンテナを備え、読取装置又は呼掛け装置は、チップ上のメモリ回路を読取るアンテナと回路を備えている。書込装置は、チップ上のメモリを更新あるいは書き換えるために設けることができ、読取装置と一体構成とすることもできる。チップ上のメモリ回路は、製品識別情報、製品履歴、価格等の種々の情報を含んでいる。ＲＦＩＤ技術は、無線技術に依拠しているので、開けた視野を必要とせず、一度に１個の製品しか処理できないという限定はない。実際、ＲＦＩＤ技術を用いて、１０以上のタグを同時に読取装置により読取ることができる。光学技術は販売時点で、在庫データベースを不連続的に更新できるだけであるのに対して、ＲＦＩＤ技術は特に、前記した各種要因により、小売店、倉庫、又は出荷の場面における連続的な在庫管理を提供できる。
【００１１】
例えば、図１を参照すると、小売店、倉庫、又は出荷場面に適する代表的なＲＦＩＤ在庫管理システム１０が示されている。集積回路又はチップと、タグアンテナとを組み込んだタグ１２が、製品１４あるいは製品パッケージに組み込まれている。タグ１２は、能動タイプすなわち電源内蔵型で、バッテリのような電源を備えていてもよく、あるいは受動タイプで、電源内蔵型でなくてもよい。受動タグ１２は、読取装置から受動タグへの電力「搬送波」の役目を果たす、アンテナにより生成された低レベル無線周波数電磁場により電力を与えられる。
【００１２】
製品１４は、読取アンテナ１８を含む面１６に近接している。読取アンテナ１８は、図示のように、ワイヤ２２あるいは光ファイバケーブルを介して、又は無線リンクのような無線手段を介して、読取装置２０又は読取・書込装置すなわち送受信装置と通信を行なう。面１６は、棚、床、あるいは天井の一部のように製品１４に対して水平であってもよく、貯蔵ユニットの側面や背面あるいは壁のように製品１４に対して垂直であってもよい。面１６を含む設備又は備品に依存して、面１６を傾けるなどのその他の相対的向き付けが可能である。タグ１２が受動的である場合には、電源２４を備えて、アンテナ１８に電力を供給し、これによって生成される電磁場からタグ１２に電力が供給される。電源２４は、読取装置２０を介してアンテナ１８に接続するように図示されているが、これに代りアンテナ１８に直接接続するようにしてもよい。
【００１３】
読取装置２０は、アンテナ１８から情報を受け取り、情報は、有線又は無線でのいずれかで、追跡データベース２６に送られる。追跡データベース２６は、保管庫のような倉庫２８又は他の保管施設と通信を行ない、在庫状況に基づく補充又は追加注文を容易にする。さらに、誤って配置された商品は、アンテナ１８の位置に基づいてすぐに識別し、かつ店内の他の場所から捜し出すことができる。このようにして、誤って配置された商品を発見して正しく保管することができる。例えばトラック３０による運搬中の商品も、読取装置２０とアンテナ１８を含む面１６とが、トラック３０その他の輸送機関に存在する限りは、連続して追跡できる。トラック３０その他の輸送機関内の面１６は、棚に備え付けてもよく、車両の床、天井、あるいは側面を形成するパネルに備え付けてもよい。さらには、アンテナ１８を内蔵した面１６は、レジを構成するように使用して、レジ係がいなくても買い物客の購入を記録し勘定をするようにできる。
【００１４】
無線周波数（ＲＦ）シールド３２を設けて、近接タグ３４からの信号を遮断するようにできる。タグ３４は、アンテナ１８が監視を予定している範囲の外にあるが、アンテナ１８が偶然に読取る可能性をもっている。シールド３２は、個別のアンテナ１８によって確認されるはずの近接タグ３４のこのような誤検出を防止する。さらに、シールド３２は、製品を捜そうとする従業員を混乱させないように、近接タグ３４をつけた製品が面１６に近接配置されていると誤認することを防止する。
【００１５】
アンテナ１８を備える面１６について、面１６は、装飾的面、すなわち 高圧装飾ラミネート 、低圧ラミネート（連続又はその他）、あるいはビニールのような熱可塑性プラスチックシート等の、一般のディスプレイに適した面とすることができる。面１６はまた、耐磨耗性面のような機能的面であってもよい。例えば、図２に示すように、面１６の一実施形態では、複数の接着層を含む高圧装飾ラミネート（ＨＰＤＬ）４０である。図示の実施形態では、アンテナ１８を上面に有する第１のコア層４２は、ラミネート４０の１層である。ここで使用されているコア層は紙材であり、例えば乾燥紙、樹脂を含浸させたクラフト紙、未処理のクラフト紙、カードボード又はカードストック、あるいはポリエステル又はナイロンのような合成又はプラスチックタイプの材料である。一実施形態では、第１のコア層４２は、フェノール樹脂で処理された、ベータ状態の（beta-staged）クラフト紙のシートである。
【００１６】
アンテナ１８は、各種の技術、例えば、シルクスクリーン、フレキソ印刷、 グラビア印刷等を用いて、第１コア層に印刷され、また、マスク、型板、ロボットアームのような手段で塗布される。本明細書では、印刷には、印刷技術のみならず、各種の塗布技術を含む。実際、インクや塗料のような導電性媒体が、特定の構成において基板に適用される技術であればどのような技術でもよい。アンテナ１８は、第１のコア層４２に導電性媒体を用いて印刷される。導電性媒体は、銀ベースのインク又はカーボンベースのインク、すなわち、導電性有機ポリマー、フラーレン、短ナノチューブその他である。例えば、一実施形態では、導電性媒体は、シルクスクリーンに向いている銀ベースのインクである。例えば、ノエル・インダストリ（Noelle Industries, inc.）によって製造されたノエル（Noelle）E-903-06 がある。アンテナ１８は、積層体４０のエッジまで印刷することができ、アンテナ１８への導電性のエッジコンタクトを提供する。これに代えて、アンテナ１８に達する２以上の孔４４を、穿孔やレーザ彫刻等により第１コア層４２に形成してもよい。孔４４は、導電性インク又は導電性接着材等の導電材料で充填され、アンテナ１８への導電接続を形成する。
【００１７】
第２のコア層４６は、第１コア層４２に重なっている。第２のコア層４６により、アンテナ１８を保護し、アンテナ１８によって付加された面の外形を平坦にし、ラミネート４０に剛性を与えることができる。第３のコア層４８をさらに付加すると、アンテナ１８をさらに保護し、アンテナ１８に起因する表面の輪郭の変化を縮小あるいは除去し、さらにラミネート４０になおいっそうの剛性を与える。実際、目的とするラミネートの厚さによって、複数のコア層が付加可能である。装飾層５０は例えば、模様を有しても、デザインされていても、さらには無地であってもよいパターンシート等であるが、この装飾層５０を設けて、ラミネート４０の装飾価値を高めるようにできる。アンテナ１８は、コア層４２に印刷されていると説明したが、これに代えて装飾層５０に印刷してもよい。一実施形態では、アンテナ１８は、装飾層５０の内側に印刷される。例えば、装飾層５０の内側に印刷されたアンテナ１８は、装飾層５０を適合する基板に接着するようにして、低圧ラミネートを形成するのに適している。ここで、適合する基板とは、パーチクルボード、中密度のファイバーボード、木や木の繊維を含む合成基板その他である。
【００１８】
１以上の摩耗層５２、例えばメラミン含浸紙の層が、所望の表面特性、すなわち耐摩滅性、耐摩耗性、耐化学性、耐熱性、耐光性、耐水性、耐衝撃性などを提供する。後に説明するように、十分に加熱し押圧すると、摩耗層５２は半透明となり、装飾層５０があれば、十分に見えるようになる。ラミネート４０の層にアンテナ１８を備えることにより、アンテナ１８は、面の外観から消え、露出したアンテナ又はアンテナの輪郭よりも、装飾的で美的に快い外観を形成することができる。
【００１９】
図３には、ラミネート４０を製造するステップが示されている。図３（Ａ）には、第１コア層４２が示される。図３（Ｂ）に示すように、アンテナ１８が第１コア層４２上に印刷される。その後引き続いて乾燥し硬化させてもよい。アンテナ１８のリード線５８は、第１コア層４２のエッジまで印刷され、エッジコンタクト６０を形成する。図３（Ｃ）に示すように、第２のコア層４６が、第１のコア層４２の上に設けられ、コンタクト６０を除いて、実質的にアンテナ１８を覆う。アンテナ１８に起因する面の外形６２が、印刷プロセスによって形成されたアンテナ１８の厚さによっては、第２のコア層４６上に現れるかもしれない。図３（Ｄ）に示すように、第３のコア層４８を第２のコア層４６の上に設け、ラミネート４０に剛性と厚みを付加し、さらにアンテナ１８に起因する表面の外形６２を目立たなくする。図３（Ｅ）に示すように、装飾層５０は、第３のコア層４８の上に設け、又は第３のコア層４８がなければ、第２のコア層４６に設けて、面４０の装飾価値を高めることができる。この代わりに、付加的なコア層を第３の層４８上に設けて、所望の厚みあるいは剛性を得るようにした場合には、装飾層５０は、この１以上の付加さらたコア層の上に設けることができる。さらに、図３（Ｆ）に示すように、装飾層５０があればその上に、あるいは一番上のコア層の上に、１以上の摩耗層５２を設け、摩耗や摩滅に対する耐性を与えることができる。
【００２０】
図３（Ｆ）のように各種の層を積み重ねた後、これらをスチールプレートのようなプレートの間に置く。積み重ねられたスタックは、１２１℃から１６０℃（２５０°Ｆから３２０°Ｆ）の範囲の温度、及び
約５６．２４ｋｇ／ｃｍ２から１１２．４８ｋｇ／ｃｍ２（８００p.s.iから１６００p.s.i）に、十分な時間さらされ、ラミネート４０を一体に固め、層に含浸している樹脂を硬化させる。通常、約２０分から１時間かかる。一実施形態では、スタックは、１４３℃から１５４℃（２８９°Ｆから３０９°Ｆ）の温度で約７０．３ｋｇ／ｃｍ２（１０００p.s.i）に２０分から３０分間さらされる。
【００２１】
図３に示した実施形態では、面４０のエッジに読取装置２０への接続のためのコンタクト６０があるが、図２のようにこのような接触部がなければ、コンタクトホール４４を形成し、そこに導電材料を充填する付加的なステップが実行される。この代わりに、ラミネート４０を切除又はカットして、エッジコンタクト６０をカット後に現れるようにして、又は印刷層４２を露出させて、アンテナ１８への電気的アクセスを提供するようにしてもよい。
【００２２】
アンテナコア層４２上に印刷されたアンテナ１８には、種々の配置があり得る。例えば、図４に示されているように、導電構造体６６からなる矩形開ループでもよい。一実施形態では、導電構造体６６は、幅が約６．３５ｍｍ（０．２５インチ）で、厚さ又は高さが約０．０７６２ｍｍ（０．００３インチ）である。導電構造体６６の長さ７２及び幅７４は、それぞれ約３８．１ｃｍ（１５インチ）と２０．３２ｃｍ（８インチ）である。本例では、アンテナ１８の共振周波数は約１３．５ＭＨｚである。ループの数及びアンテナを規定する導電体の線（trace）は変更可能である。また所望の共振周波数、例えば９１５ＭＨｚ又は２．４ＭＨｚを得るために必要とされるように、その寸法を変更し調整することができる。実際、本発明では、このような周波数での動作に特に適合したアンテナが考慮されている。さらに、本技術に従うアンテナ及び装飾面をもつ製品は、例えばＷＩＦＩ用に使用される他の周波数及び用途に適合させることができる。これらは、特定の無線周波数内の「ＲＦ」を指定するものである。特定の周波数を使用しても、このような本技術の実施は、本発明の概念に含まれると考えるべきである。
【００２３】
他の実施形態では、図５に示すように、アンテナ１８は、内側と外側の導電構造体７６及び７８から成る矩形開ループであってもよい。外側の導電構造体７８は、図４に示される導電構造体６６とその寸法が同じであり、内側の導電構造体７６と外側の導電構造体７８との間の間隔は約１．２７ｃｍ（０．５インチ）である。本例では、アンテナ１８は、約１３．５ＭＨｚであるが、上記のように他の共振周波数も、アンテナ１８のサイズの単なる変更により実現できる。図４、５には、矩形ループ構造が示されているが、アンテナ１８を形成する、円形及びＶ字型配置を含む、他の開ループの配置もまた可能である。
【００２４】
一体配置のアンテナ１８をもつラミネート４０に付加して、ＲＦＩＤシステムに使用するために、装飾高圧ラミネートのような装飾面の形態でＲＦシールドを形成することが望ましい。このようなシールド３２は、アンテナ１８やその他の読取アンテナが浮遊信号を偶然に読取ることのないように用いられる。例えば、一実施形態では、図６に示すように、シールドラミネート１００は、第１コア層１０２を備え、その上にはスチールメッシュのような導電メッシュ１０４が配置される。導電メッシュの間隔は、ＲＦ波の通過を防止するのに十分狭く、これにより近くのＲＦタグ３４と読取アンテナとの無線通信を途絶あるいは阻止し、誤った読取り及び誤った登録を防止する。一実施形態では、ワイヤ直径が０．１３９７ｍｍ（０．００５５インチ）のワイヤ・スチールメッシュが用いられる。他の実施形態では、スチールワイヤの直径は０．１９０５ｍｍ（０．００７５インチ）である。第２のコア層１０６が、導電メッシュ１０４の上に配置され、装飾又は機能面となる。付加的なコア層が、必要に応じて付加され、所望の厚さのシールドラミネート１００ができあがる。
【００２５】
図７に、シールドラミネート１００の製造ステップを示す。図７（Ａ）には、第１コア層１０２が示されている。図７（Ｂ）では、導電メッシュ１０４を第１コア層の上に配置する。その後図７（Ｃ）に示すように、第２のコア層１０６をスチールメッシュ１０４の上に配置する。導電メッシュ１０４により、樹脂がその開口を通って流れることができるので、第１及び第２のコア層１０２、１０６は、熱及び／又は圧力の下でお互いに接合し、接合層がなくてもラミネートを形成する。第１及び第２のコア層１０２、１０６のみが示されているが、シールドラミネート１００の所望の厚さを実現するために必要であれば、付加的なコア層を設けてもよい。必要な層とメッシュを積層した後、前記のように、プレート間に配置し熱と圧力で処理して、所望のラミネート層１００を形成する。
【００２６】
シールドラミネート１００は、浮遊ＲＦＩＤ信号をブロックするために、任意のアンテナに関連して使用することができる。一実施形態では、シールドラミネート１００は、印刷されたアンテナ１８を含むラミネート４０と結合して用いられ、図８に示すような棚１２０又はその他の保管用の面を形成する。図８の実施形態では、ラミネート４０は、棚１２０の第１の面１２２に接着した装飾的又は機能的面である。同様に、シールドラミネート１００は、棚１２０の反対の面１２４に接着している。さまざまな接着剤又はエポキシが、棚の基板１２６にラミネート４０、１００を接着するのに使用される。アンテナとシールドをそれぞれ有するラミネート４０とラミネート１００とを組合せると、縦方向に配置して非常に近接して使用する棚１２０であっても、アンテナ保有ラミネート４０によって浮遊ＲＦＩＤ信号を読取って登録するようなことはない。また、コンパクトなラミネートを、ラミネートの１層に印刷されたアンテナ１８と導電メッシュとを備えるように形成することができる。このコンパクトなラミネートは、厚みが２ｍｍから約２．５５ｃｍ（約０．０８インチから１．０インチ）の範囲にあって、アンテナ１８から適当な距離だけ離れて配置された導電メッシュ１０４を有し、アンテナ１８の性能に実質的に影響を与えないようになっている。このような一実施形態では、コンパクトなラミネートが棚やパネルの基板１２６上に配置されるのではなく、コンパクトラミネートそれ自体が棚あるいはパネルのような構造用部品を形成するようにできる。
【００２７】
例えば、図９、１０には、３個の棚１２０をもつ棚ユニット１３０の側面が示されている。棚１２０は、一つのアンテナ、例えば、棚１２０の一面に接着しているラミネート４０中に印刷されたアンテナ１８をもつ。各棚１２０は、またその反対側の面に接着したシールドラミネート１００をもち、水平棚１２０の各々が、シールドラミネート１００によって、縦方向に隣接する棚のＲＦ信号から分離される。図９に示すように、棚ユニット１３０は、アンテナ保有ラミネートが棚１２０の上面に取付けられ、他方シールドラミネートはその底面に取付けられている。逆に、図１０は、アンテナ保有ラミネートが棚１２０の底面に取付けられ、他方シールドラミネートがその上面に取付けられている棚ユニット１３０を示す。棚ユニットの機能、すなわち保管、展示その他の機能に従って、ラミネート４０とラミネート１００の一方あるいは双方は、装飾及び／又は保護層５０、５２を露出面に備えるようにできる。さらに、図９に示すように、より一層浮遊信号の入力を減少させるために、付加的シールドラミネート１００は、垂直方向の基板、例えば棚１２０が取付けられるか、又は棚１２０に隣接している背面パネル１３２あるいは側面パネル１３４に取付けることができる。
【００２８】
またこれに代えて、図１１に示すように、アンテナ保有ラミネート４０は、縦方向の基板すなわち棚ユニットの背面パネル１３２又は側面パネル１３４に取着又は接着することもできる。１以上のシールドラミネート１００は、各縦方向基板の反対側の面に取付けて、隣接する棚ユニットからの浮遊信号の入力を減少することができる。シールドラミネート１００は、図１１に示すように、棚間の浮遊信号を防止するために、棚ユニット１２０の上面又は底面のいずれか一方に、シールドラミネート１００を取付けてもよいし、また取付けなくてもよい。上記したように、棚ユニットの機能、すなわち保管、展示その他の機能に従って、ラミネート４０とラミネート１００の一方あるいは双方の露出面に、装飾及び／又は保護層５０、５２を備えるようにしてもよい。
【００２９】
先に述べたように、さまざまな配置及び材料を用いて、本技術によるアンテナを形成することができる。例えば、装飾高圧ラミネートを説明したが、低圧ラミネート又は押圧処理がなされないものに対しても、本技術は等しく用いられる。同様に、先に述べたように、本技術は、装飾的コーティング及びシート、例えば、装飾サービス産業に一般的に用いられ、ときには「印画紙」又は「コンタクトシート」と言われる熱可塑性及びその他のシート材料の上に、アンテナを形成するために用いられる。このようなアンテナは、先に説明したような印刷技術により形成することもでき、また装飾シート上、一般的にはそのシートの裏面に、アンテナを配置するのに適した機構により形成することもできる。これらの多様性は、アンテナの周波数範囲及び所望の抵抗に応じて、幾何学的配置、インク、及びそのようなインクあるいは印刷材料の量と調製における相違を示す。コンタクトシートのような接着用途に用いる場合、アンテナの上に粘着性のコーティングを行ない、さらに紙又はプラスチックのような剥離可能なシート材料を配置する。剥離可能なシート材料は剥離され、棚やパネルのような所望の面にアンテナを有するコンタクトシートを張り付けることになる。
【００３０】
以下の実施例では、さまざまな周波数範囲に適するアンテナ製造するために示された前記の技術の代表的な実施形態を説明する。以下の例の多くは、１３．５ＭＨｚの周波数範囲あるいは対象周波数のために設計されているが、同様の設計は、より高いさまざまな周波数に対して、特に９１５ＭＨｚに対しても、可能である。これらのより高い周波数は、前述したシールド技術と非常にうまく適合する。以下のすべての例を通じて注目すべきことは、ある態様では、積層構造の形成に用いる方法は、アンテナの導電性の線あるいは区間の抵抗を減少させることによって、製造されるアンテナの性能を驚くほど改善できることである。
【００３１】
（実施例）
前述した技術に従って、２つの方法により代表的なアンテナを作成した。まずすべての試作アンテナを、ステンシル法で製作した。ステンシルは、低タックのマスキングタイプテープをクラフト紙又はフェノール含浸クラフト紙に対して適用して、アンテナの形状にした。低タックのマスキングタイプテープは、30 Day Perfect Release の名称で、米国オハイオ州エイボンのヘンケル・コンシューマ・アドヘシブＩＮｃ．の ダック・プロダクト（www.duckproducts.com 参照）から入手可能である。テープの厚みは、約０．１４２ｍｍであった。これらの紙は、高圧装飾ラミネートを作るために用いられるものと同じタイプである。アンテナをマスクした後、米国マサチューセッツ州ビルリカのノエル・インダストリから入手可能である銀導電性インクをアンテナ領域に塗布した。ナイフエッジをアンテナの長さ方向を横切って滑らせた。ナイフエッジは、高く盛られた場所のインクを滑らかに伸ばし、低地点にインクを満たし、これによりアンテナ全体が、導電性インクにより濡れた状態での厚みが０．１４２ｍｍに等しくなるように塗布した。インクがナイフエッジで等しく広げられた後、マスキングペーパを紙から除去した。
【００３２】
判明したことは、マスキングテープをインクが完全に乾くまで紙に残したままにしておくと、テープをクラフト紙から剥がすのが困難になり、紙の繊維を引き抜くことになったり、銀導電性インクのエッジを傷つけてしまうということであった。試作品は、インク表面が触ってもべたべたしなくなるまで、空気乾燥した。乾燥時間は、環境条件により変化するが、試作品についてはおおむね一晩中乾燥した。
【００３３】
試作品については、強制温風乾燥も行なった。強制温風乾燥は、乾燥した未処理のクラフトに対しては困難なく行なわれた。しかし、フェニール処理済みのペーパに温風を使用するときには、導電性インクの下あるいは導電性インクの近くのフェノール樹脂がＢ状態に進むことができるように、注意が要求される。フェノール樹脂がＢ状態に進むと、高圧装飾ラミネートの最終製品を製造する際、このペーパの領域をペーパの他のクラフト層やメラミン含浸層に接着させる能力をもつ。また、インクを十分に乾燥させないで高圧ラミネートを形成すると、インクが「血のようににじみ出たり」あるいは流れたりする傾向をもち、ラインのエッジが鮮明でなくなり、さらには曖昧となることが判明した。適切に乾かした試作品でも、最終的なラミネートにおいて少量の流出が見られた。この流出は、インク中のポリマー結合組織に起因するものであった。高圧ラミネートを形成したときにインクが乾いていたなら、ポリマー結合組織が、銀粒子を元の位置から流れさせるようにはみえなかった。
【００３４】
アンテナはまた、スクリーン印刷によっても形成された。アンテナの画像を、スクリーン上にメッシュサイズ２００、１５５、及び１１０で作った。ポリエステル製のメッシュを使用した。これは、容易に利用でき比較的安価である。銀含有インクは、ポリエステルメッシュを少々擦り減らす可能性があり、スクリーンの使用寿命を短くする。スクリーンをこの用途に長期間使用しようとする場合、ステンレス・スチール製のスクリーンを使用するのが有利である。標準的なレジスト、露光、及び洗浄の技術を用いて、画像スクリーンを作成した後、同じノエル・インダストリの導電性インクをスクリーンに塗布し、ゴムのスキージを用いてスクリーン上にインクを塗布した。インクを受けるために、乾燥クラフト紙及びフェノール処理済みクラフト紙を用いた。インクはスクリーン上に１，２回塗布されて、試作品が作成された。インクの２回の塗布によって、鮮明なアンテナの像が得られることがわかった。このアンテナ像は、導電性インクで十分に被覆されていて、必要な導電率を提供できた。スクリーン印刷は、同一の幾何学的配置で複数のアンテナを作成するのに最適である。ステンシル法は、個別の幾何学的配置をもつ１つあるいは少数のアンテナ、又は限られた予算しかない１つあるいは少数のアンテナに最適である。
【００３５】
アンテナはまた、グラビア印刷及びフレキソ印刷のような他の方法によっても印刷できることが予想される。これらの両方法は、同一の幾何学的配置の数百から数万あるいは数百万の複製に最適である。
【００３６】
インクジェットは、印刷画像を得るための魅力的な方法である。というのは、コンピュータ制御によって、それぞれ独自の画像を印刷することを可能とし、同じ幾何学的配置のいくつかの画像と同様に、１つの画像でも容易に印刷することができるからである。今日、商用インクジェットプリンタは、前述のノエル・インダストリのもののような顔料である銀インクを使用することは一般的には不可能である。顔料インクは、商用インクジェットプリンタ用に売られているが、これらの顔料インクは、たいていノエル/インダストリのインクの中の銀粒子よりも数倍小さい。商用インクジェット用インクの顔料はまた、立方センチメートル当り１０．４９グラムある銀より濃いものではない。本発明に向けられた銀粒子のインクジェット印刷のための技術は、今日では利用できないが、インクジェット技術が進歩して、銀と同様、比較的大きく高密度の粒子を紙やポリマー基板に印刷することが可能となることは期待できる。いくつか例を挙げると、ポリマー基板には、以下のようなものがある。すなわち、米国デラウェア州ウイルミントンのイー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニーの登録商標である、マイラー（Ｍｙｌａｒ）のようなポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、スチレン、カナダ国アルバータ州カルガリのノヴァ・ケミカルズ・コーポレーションの登録商標である、ダイラーク（Ｄｙｌａｒｋ）のような、無水スチレンーマレイン酸コポリマー、再生セルロース、アクリル、メチルメタクリレートのポリマーとコポリマー、ポリ塩化ビニル、ドイツ国レバークーゼンのバイエルＡ．Ｇの系列会社であるシェフィールド・プラスチックスＩｎｃ．の登録商標である、ヒゾッド（Ｈｙｚｏｄ）のようなポリカーボネート、ポリイミドである。
【００３７】
（例１）
図に示したような開ループアンテナが、ステンシル法で用意された。このアンテナは、１６インチ×１６インチの単一ループであり、第１の例は、導電体（線）の幅は０．２５インチであった。乾燥したアンテナを有するフェノール処理されたクラフトシートを、二つのアルミホイルのシートの間に配置し、アルミホイルを、二つのステンレス鋼のプレートの間に置いた。このサンドウィッチは５層であり、通常工業的に使用されている従来の高圧ラミネートのプレス機のプラテンの間に挿入された。プラテンは、加圧温水で加熱した。プラテンの温度は、周囲温度から２７３°Ｆまで急速に上がり、２７３°Ｆに維持した。周囲温度を超えて加熱した全時間は２２分であった。加熱時間が終わると、まだ圧力をかけたままで、プラテンを周囲温度まで冷やした。冷却サイクルは１２分かかった。試作品をプレス機から取り出し、ステンレス鋼のプレートとアルミホイルを、アンテナを支持したフェノール処理されたクラフトシートから取り除いた。
【００３８】
（例２）
例１と同様のものを用意した。ただし、線幅を０．１２５インチとした。
【００３９】
（例３）
例１と同様のものを用意した。ただし、線幅を０．５０インチとした。
【００４０】
（例４）
例１と同様のものを用意した。ただし、線幅を１．００インチとした。
【００４１】
【表１】
2004336797.tif 000003
【００４２】
プレス以前のＤＣ抵抗は大きいことが認められるので、このままでは抵抗による発熱によりかなりのエネルギーロスをもつアンテナができあがる。このようなものは、一般的に性能の劣ったアンテナと考えられる。ＤＣ抵抗は、アンテナの断面積に関係する。プレス後のＤＣ抵抗は、その大きさが少なくとも１オーダー減少するほど大きく減少する。プレスの後のＤＣ抵抗は、おおよそ１Ｏ以下となり、このような減少したアンテナは、最小限の抵抗加熱を示し、一般的に良好なアンテナと考えられ、特に１３．５６ＭＨｚで使用するのに適している。
【００４３】
プレスサイクルの最大加熱温度の効果を説明するために、他の例のセットを用意した。
（例５）
例１と同様に用意した。ただし、最大プレス温度を２３９°Ｆとした。
（例６）
例１と同様に用意した。ただし、最大プレス温度を２５７°Ｆとした。
（例７）
例１と同様に用意した。
（例８）
例１と同様に用意した。ただし、最大プレス温度を２９３°Ｆとした。
（例９）
例１と同様に用意した。ただし、最大プレス温度を３１０°Ｆとした。
【００４４】
【表２】
2004336797.tif 000004
【００４５】
プレスする前に測定されたＤＣ抵抗 17.6Ｏ +/- 1.2Ｏは、測定誤差及び／又は銀インクの厚みの誤差による変動を示している。前記の温度範囲でプレスした後、測定されたＤＣ抵抗は、すべての場合に１Ｏ以下である。この温度範囲は、従来の高圧装飾ラミネートを作成する間に遭遇する広い範囲の動作条件を反映している。銀インクベースのアンテナを形成したラミネートは、１３．５６ＭＨｚで良好なＲＦ特性を示すことを予想される。
【００４６】
プレスサイクル中の圧力の効果を示すために、他の例のセットを用意した。
（例１０）
例１と同様に用意した。ただし、１０００p.s.iでプレスした。
（例１１）
例１と同様に用意した。ただし、５００p.s.iでプレスした。最大プレス温度を３１０°Ｆとした。
（例１２）
例１と同様に用意した。ただし、２５０p.s.iでプレスした。
（例１３）
実施例１と同様に用意した。ただし、１５００p.s.iでプレスした。
【００４７】
【表３】
2004336797.tif 000005
【００４８】
上記の例で検討された圧力範囲は、従来の低圧装飾ラミネート、連続圧装飾ラミネート、及び高圧装飾ラミネートで使用されている代表的な圧力を包含している。プレスした後に測定されたＤＣ抵抗は、１５００p.s.iの超高圧が最も減少した抵抗を示すもののほとんど違いはなく、上記のプレス条件内にあるインク系は１３．５６ＭＨｚで動作する無線周波数アンテナを作成するのに最適であることを示している。
【００４９】
（スクリーン印刷によって作成されたアンテナの例）
アンテナは、３つのサイズのスクリーン、すなわち２００メッシュ、１５５メッシュ、及び１１０メッシュのスクリーンを用いて作成した。アンテナは、画像上でのスキージの１回又は２回の通過によりスクリーン印刷を行なった。２回の通過はアンテナに銀インクを追加量だけ付加するようにしたものである。「２回通過」アンテナを形成するために、スクリーンは、通過の間紙から取り外すことはなかった。スキージは、画像の領域上を２回引いただけであった。スクリーン印刷の後、インクを乾燥させ、基板をラミネートにプレスした。プレス加熱サイクルと圧力は、実施例１で用いたものと同じであった。
【００５０】
【表４】
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【００５１】
このデータは、インク系のＤＣ抵抗を減少させることについて、プレス条件が有する利点を示している。例１４の場合、抵抗は１７５倍を超えて減少している。２００メッシュスクリーンでは、アンテナに銀を十分供給できず、１３．５６ＭＨｚで動作するのに十分に低い抵抗を与えられない。１５５メッシュと１１０メッシュのスクリーン、すなわち例１６−１９では、それらを形成するために使用された条件下で、十分なインクを供給し、１３．５６ＭＨｚで動作する良好なアンテナを作成できている。さらに、スクリーン印刷したプリントは、ステンシルによるアンテナに比較して銀の導電性インクの使用量が少ないので、より望ましい経済的効果をもたらす。
【００５２】
（紙ではない基板に形成された銀導電性インクアンテナの例）
（例２０）
ステンシル法によって用意されたアンテナが、装飾表面を形成する産業上で利用される商用ビニールのフィルムすなわちポリ塩化ビニルのフィルム上に、形成された。このビニルフィルムには、一方の側に装飾の木目調パターンが印刷されていた。アンテナは、その背面又は装飾されていない側にステンシル印刷された。空気乾燥の後、ビニルシートに、実施例１と同じ通常のプレスを行なった。ＤＣ抵抗は、プレスの前後に測定された。
【００５３】
（例２１）
ステンシル法によって用意されたアンテナが、ポリ塩化ビニルとアクリル系ポリマーとで作成された商用フィルムに形成された。このフィルムの材料は、米国ペンシルベニア州ブルームスバーグのクリアデックス・カンパニー（Kleerdex Company）の登録商標である、カイデックス（Ｋｙｄｅｘ）として知られている。これは、装飾表面形成用途に普及しているフィルム製品である。アンテナは、フィルムの平滑側にステンシル印刷された。空気乾燥の後、カイデックスシートに、実施例１と同じ通常のプレスを行なった。ＤＣ抵抗は、プレスの前後に測定された。
【００５４】
（例２１Ａ）
アンテナは、スクリーン印刷によって作成されたが、これには１１０メッシュスクリーンを用いた。この１１０メッシュスクリーンは、標準的なノエル・インダストリーの銀導電性インクを、６ｍｍ厚のポリカーボネート材料上に配置したものであり、このポリカーボネート材は、ドイツ国レバークーゼンのバイエルＡ．Ｇの系列会社であるシェフィールド・プラスチックスの登録商標である、ヒゾッド（Ｈｙｚｏｄ）の商品名で知られている。空気乾燥の後、このシートに、実施例１と同じ通常のプレスを行なった。ＤＣ抵抗は、プレスの前後に測定された。
【００５５】
【表５】
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【００５６】
２つのフィルム基板は、１３．５６ＭＨｚで動作するアンテナに適していた。他方、ポリカーボネートのシートはかろうじて使用可能であった。紙に比べて低いプレス前のＤＣ抵抗は、銀粒子がフィルム／シートの表面に分布し、紙の多孔質表面に浸透することがないことによるものであった。プレスの後のＤＣ抵抗は、紙に形成された例とほぼ同一で、銀粒子間の物理的接触が同様のものであることを示唆している。ヒゾッド（Ｈｙｚｏｄ）で作成されたアンテナは、最適なものとはいえないが、ポリカーボネートのシートが最終用途に必要とされるなら、プレス後の比較的高い抵抗でも受け入れられるかもしれない。
【００５７】
（適合しない基板に形成されたアンテナの例）
（例２２）
厚み０．００５インチのダイラーク（Dylark）（上記参照）フィルム上に、ステンシル法でアンテナが形成された。ダイラークは、高圧装飾ラミネートの製造に用いられるフェノールクラフト層と適合しかつ強固に接着するから、関心のあるプラスチックフィルム材料である。ラミネートにダイラークフィルムを用いることは、１９９９年１１月２３日にネルソンらに与えられ、プレマーク・ホールディングズ（Premark Holdings）に譲渡された米国特許第５，９８９，６６８号に記載されている。上記のすべての例で使用された導電性インクは、試作品が空気乾燥する間に、そのフィルムを柔らかくすることが認められた。空気乾燥の終了後、フィルムは、アンテナの下及び周囲でしわになったりゆがんでいたりしたことが認められた。アンテナは、例１と同じ条件でプレスした。ＤＣ抵抗は、プレスの前後に測定された。
【００５８】
【表６】
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【００５９】
この例では、プレス前には典型的な紙のＤＣ抵抗値を示している。プレス後の値は最初意外であった。プレス後の比較的高いＤＣ抵抗は、一般的には１３．５６ＭＨｚで動作するアンテナとしては適していない。これは多分、インクの溶媒系の存在によって引き起こされる、インク系のバインダとダイラーク・フィルムとの混合の結果である。ダイラークがインク系と混合したので、銀粒子の分離を増加させ、次いでアンテナのＤＣ抵抗を増加させる結果となった。
【００６０】
（低圧用途の紙に関する例）
（例２３）
両面をメラミン処理し、かつベータ状態で無地の装飾紙のシートに対して、その装飾されていない面上にステンシルアンテナを形成した。空気乾燥の後、試作品は、例１と同様にプレスされた。ＤＣ抵抗は、プレスの前後に測定した。
【００６１】
（例２４）
メラミン処理をしていないか又は乾燥している、木目調を印刷した装飾紙のシートに対して、ステンシル法でその装飾をしていない側にアンテナを印刷した。空気乾燥の後、試作品は、例１と同様にプレスした。ＤＣ抵抗は、プレスの前後に測定した。
【００６２】
【表７】
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【００６３】
例２３のプレス後のＤＣ抵抗は、１３．５６ＭＨｚで動作する例１のサイズのループアンテナとしては、受け入れがたい。多分、メラミン樹脂がプレス中に銀インク領域に流れた。高圧及び低圧のラミネートの製造工程におけるメラミン樹脂の流れは、当該技術分野で公知である。メラミン樹脂が銀インクと混合したとすると、さらに高抵抗のアンテナの最終製品ができあがるであろうと予想される。メラミン樹脂は一般的に、非常によい絶縁特性をもつので、導電性銀粒子を絶縁性樹脂と混合して、低抵抗の製品を製造することは期待できない。
【００６４】
例２４のプレス後のＤＣ抵抗では、１３．５６ＭＨｚで動作する例１のサイズの良好なアンテナを形成できるとは考えにくい。この例で使用された乾燥した又は処理されていない紙は多孔質で、おそらく導電性インクの銀粒子のいくらかは紙の内部に浸透して銀粒子の分離を増加させ、そのことによって電気抵抗を高めている。
【００６５】
本発明は、種々の変形や代替の形態が可能であるが、ここでは特定の実施形態を、例として図示し、詳細に説明した。しかしながら、本発明は開示した特定の形態に限られないことを理解すべきである。それどころか、本発明は、添付のクレームに規定した本発明の精神と範囲に入るすべての修正物、均等物及び代替物を包含する。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に従って、製造され使用される、ＲＦＩＤアンテナとＲＦＩＤシールドを有する、ＲＦＩＤ在庫追跡及び供給システムを示す図である。
【図２】本技術に従って、印刷さらた内部アンテナを有する装飾面を示す断面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｆ）は、図２に示す装飾面の製造方法を示す図である。
【図４】本技術による、アンテナ配置の一実施形態を示す図である。
【図５】本技術による、アンテナ配置の他の実施形態を示す図である。
【図６】本技術に従って、埋め込みシールドを採用した装飾面を示す断面図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、図６に示す装飾面の製造方法を示す図である。
【図８】一方の面に接着したアンテナ保持ラミネートと、反対の面に接着したシールド保持ラミネートとを備える棚を示す側面図である。
【図９】図８の棚を採用した棚ユニットを示す側面図である。
【図１０】図８の棚を採用した棚ユニットの代替配置を示す側面図である。
【図１１】アンテナ保持ラミネートと、シールド保持ラミネートとを組み込んだ棚ユニットの代替配置を示す側面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０…ＲＦＩＤ在庫管理システム
１２…タグ
１４…製品
１６…面
１８…アンテナ
３２…シールド
３４…近接タグ
４０…高圧装飾ラミネート
１００…シールドラミネート
１２０…棚
１３０…棚ユニット
１３２…背面パネル
１３４…側面パネル
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
2004336797.tif 000018
【図１０】
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【図１１】
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