(57)【要約】 【課題】  通信周波数の電磁波によって形成される磁界のエネルギを損失させることなく、シート面内に磁界を集中させて通過させることができる磁気シールドシート、これを用いた非接触ＩＣカード通信改善方法および非接触ＩＣカード収容容器を提供することを目的とする。【解決手段】  磁気シールドシート１０は、磁性体層１１と導体層３１で構成される。磁性体層１１は、通信周波数の電磁波に対して、好ましい特有の材料定数μ’，μ”を有する。磁性体層１１のμ’と厚さを調整することで共振周波数およびＱ値を調整する。【選択図】      図１
2007295557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部装置と非接触に通信することができる非接触ＩＣカードが、重なって存在する場合に用いて通信特性を改善する磁気シールドシートであって、
非接触ＩＣカードの間に配置し、少なくとも共振周波数の高周波数成分を非接触ＩＣカードが本来有する共振周波数ｆ０と一致もしくは近づけるという共振周波数調整手段により、通信特性の改善を行う磁気シールドシート。
【請求項２】
通信周波数の電磁波に対して、複素比透磁率の実数部μ’が３０以上であり、かつ複素比透磁率の虚数部μ”を複素比透磁率の実数部μ’で除算した値ｔａｎδμは、０．２以下であるとともに、表面抵抗率が１０４Ω／□以上である磁性体層を有する請求項１記載の磁気シールドシート。
【請求項３】
磁性体層からなる構成であって、磁性体層が、通信周波数の電磁波に対する複素比透磁率の実数部μ’、磁性体層厚ｔ（μｍ）として
μ’×ｔ＞１０，０００
である請求項１または２記載の磁気シールドシート。
【請求項４】
磁性体層／導体層および磁性体層／導体層／磁性体層からなる構成であって、磁性体層が、通信周波数の電磁波に対する複素比透磁率の実数部μ’、磁性体層厚ｔ（μｍ）として
μ’×ｔ＞２，０００
である請求項１または２記載の磁気シールドシート。
【請求項５】
前記共振周波数および通信周波数は、１００ｋＨｚ以上３０ＧＨｚ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の磁気シールドカード。
【請求項６】
前記磁性体層は、バインダーに扁平な軟磁性金属粉が混合される材料からなり、前記軟磁性金属粉は、前記バインダーに対して２０体積％以上含有されており、配向された状態で分散されていることを特徴とする請求項３または４記載の磁気シールドシート。
【請求項７】
前記導体層は、前記通信周波数の電磁波に対して、ＫＥＣ法またはアドバンテスト法による磁気シールド性が２０ｄＢ以上であることを特徴とする請求項４に記載の磁気シールドシート。
【請求項８】
前記導体層は、磁性金属、アモルファス金属、磁性ステンレス鋼およびフェライトから選ばれる１種以上からなることを特徴とする請求項４に記載の磁気シールドシート。
【請求項９】
厚みが、０．０５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の磁気シールドシート。
【請求項１０】
非接触ＩＣカードの間に、請求項１〜９のいずれか１つに記載の磁気シールドシートを配置し、少なくとも共振周波数の高周波数成分を非接触ＩＣカードが本来有する共振周波数ｆ０と一致もしくは近づけることで通信特性の改善を行うことを特徴とする非接触ＩＣカード通信改善方法。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１つに記載の磁気シールドシートを用いた非接触ＩＣカード通信改善装置を収納する非接触ＩＣカード収容容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁界をシート面方向に集中させて通過させＲＦＩＤ通信特性を改善する磁気シールドシート、非接触ＩＣカード通信改善方法および非接触ＩＣカード収容容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）技術の具体例として、ＲＦＩＤタグ（ＲＦタグ、ＩＣタグ）、非接触ＩＣカード、およびＲＦＩＤ機能を備えたモバイル端末、タグなどと無線通信するリーダ、リーダ／ライタ、それらを含む電子機器が使用されている。ＲＦＩＤ無線通信の通信手段としては次の２種類がある。一つはコイルとコイルの結合で通信する電磁誘導方式であり、周波数は１２５ｋＨｚ帯、１３５ｋＨｚ未満帯、ＨＦ波（１３．５６ＭＨｚ帯等）などが用いられる。他の一つは電波方式であり、周波数は４３３ＭＨｚ帯、ＵＨＦ（ultra high frequency）帯（８６０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ）、２．４ＧＨｚ帯などが用いられる。また非接触ＩＣカードに主に用いられる周波数は、密着型で４．９１ＭＨｚ帯、近接型で１３．５６ＭＨｚ帯である。このうち１３．５６ＭＨｚ帯を中心に用途展開されている。１３．５６ＭＨｚ帯を用いることで、数ｃｍから１ｍ以内の無線通信が可能とされていて、この帯域を利用することを中心に実用化が図られている。
【０００３】
本発明は、アンテナコイルによる通信を行う、いわゆる電磁誘導方式での無線ＲＦＩＤ通信を行う場合に通信特性を改善する磁気シールドシートである。電波方式の通信では原則として効果はないが、例外的に、８００ＭＨｚ帯以上の高周波数であっても近傍通信のためにアンテナコイルを用いて電磁誘導方式を利用する場合に本発明が適用される。
【０００４】
図１８は、非接触ＩＣカードの構成を示す図である。非接触ＩＣカードは、電磁波の信号を送受信するアンテナコイル１と、アンテナコイルによって送受信される信号を処理するための集積回路（ＩＣ）２とが基板３上に組み合わされた構成を有している。このＩＣチップ２とアンテナコイル１を組み合わせた状態、またはＩＣチップ２とアンテナコイル１を組み合わせてパッケージ化したものをカード状態としている。非接触ＩＣカードは、読取装置からの要求信号を受信すると、ＩＣ内に記憶されている情報を送信するように、換言すれば、読取装置によって非接触ＩＣカードに保持されている情報を読取ることができるように、構成される。逆の情報伝達として非接触ＩＣカードへの情報の書込も可能である。この非接触ＩＣカードは、たとえば、プラスチックのカードなどに内蔵され、交通機関の改札システム、電子決済、製品（部品、中間製品）管理システム、入退出場管理などに利用されている。
【０００５】
この非接触ＩＣカードを同一のカードケースに複数枚収容しているなど、とくに電磁誘導方式の通信を行う非接触ＩＣカード同士が接近すると、アンテナコイル同士が近傍に存在する状態となり、アンテナコイルのインダクタンスが変化し、アンテナの共振周波数が変化するので、互いのアンテナコイルが無線通信を妨害する通信妨害部材になり、読取装置との無線通信ができなくなる。アンテナコイル同士を離反させることによって、非接触ＩＣカードと読取装置との無線通信を可能にすることができるが、カードケースなどの非接触ＩＣカードを収容する容器に、アンテナコイル同士を離反させる空間を確保することは困難である。
【０００６】
また、このような非接触ＩＣカードは、読取装置と接触せずに通信することが可能であるので、使用者の意図しないところで、非接触ＩＣカード内に保持されている情報が読み取られる、いわゆるスキミングされる可能性がある。このスキミングは、通信周波数の電磁波に対して影響を与える磁性材、磁石および導電性部材（たとえば、金属板）などの通信妨害部材を非接触ＩＣカードに含まれるアンテナコイルなどに近傍に配置させることによって、防止することができる。このような通信妨害部材としては、たとえば特許文献１に記載されている。特許文献１には、読取装置と非接触ＩＣカードとの間の電磁波の誘導を遮断または減衰させ、非接触ＩＣカードの表面および裏面の一方または双方に配置する通信防止装置などが記載されている。通信防止装置としては電磁シールド手段、具体的には金属などが使われている。この通信防止装置を備えるカードケースに非接触ＩＣカードを収容して、非接触ＩＣカードと通信防止装置とを近傍に配置させることによって、スキミングを防止することができる。
【０００７】
しかしながら、通信防止装置を備えるカードケースに非接触ＩＣカードを収容するなど、アンテナコイルの近傍に通信防止装置が存在すると、使用者が通信を行いたい場合であっても、スキミングを防止した状態のままでは通信することができず、たとえば、非接触ＩＣカードをカードケースから取り出すなどの非接触ＩＣカードと通信防止装置とを離反させる必要があり、非常に不便である。
【０００８】
特許文献２には、それぞれがアンテナを有する複数枚の非接触型ＩＣカードを各ポケットに収納されたカードホルダーをリーダライタのアンテナ上に載置またはかざした場合、カード隔壁部に導電体部を挟んで第１および第２の磁性体部を設けることで、本来データの読み出しや書き込みを行うべき１つの非接触型ＩＣカードとカードリーダとを的確に電磁結合できるとしている。
【０００９】
さらに、特許文献３には、特許文献２と同じ使用状況にて、磁性シートの使用を最小限に留めるために、導電性シートおよび磁性シート以外に間隔形成手段を備え、その間隔形成手段の形状等により通信性能を向上しようとする方法が示されている。
【００１０】
上記のような通信を妨害するアンテナおよび金属板などの通信妨害部材がアンテナコイルの近傍に存在する場合、通信周波数の電磁波によって形成される磁界のエネルギを損失させることなく、磁界を集中させて通過させることができる磁気シールドシートを、アンテナコイルを有する通信部材と通信妨害部材との間に設けることによって、アンテナコイルを有する通信部材と読取装置との無線通信を可能にすることができる。このような磁気シールドシートとしては、たとえば特許文献４に記載されている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−３４６５４９号公報
【特許文献２】特開２０００−２６８１４６号公報
【特許文献３】特開２００５−１１０４４号公報
【特許文献４】特開２００５−３２７９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献４によると、このような磁気シールドシートは、非常に薄いにもかかわらず、通信妨害部材が近傍に存在しても、アンテナコイルに貼着させるなどによって、アンテナコイルを有する通信部材と読取装置との無線通信を可能にすることができるので、アンテナコイルによる通信機能を備えた電子機器などの小型化、薄型化などに非常に有効である。
【００１３】
ＲＦＩＤ通信でのアンテナコイルに及ぼす近傍導体板（たとえば、金属板）の影響は、導体板の表面での渦電流発生による損失（渦電流損）、発生した渦電流により誘導される磁界が通信のための磁界と逆向きであるための磁界損失（反磁界による相殺）、およびアンテナコイルの共振周波数が変化することにより、通信周波数（たとえば、リーダ側からの通信電波の共振周波数）と異なってしまうことである。
【００１４】
磁気シールドシートは、シート自体の電気抵抗値が高く自身に渦電流を発生しない。磁気シールドシートは、複素比透磁率の実数部μ’が高く、磁界（磁束）を取り込む効果があり、通信妨害部材に到達する磁界（磁束）を低減させる。磁気シールドシートは、複素比透磁率の虚数部μ”が低く、集めた磁界（磁束）をエネルギ的に損失の少ない状態で通過させる。したがって、磁気シールドシートは、上記のような性能を有するので、近傍導体板があってもアンテナコイルによるＲＦＩＤ通信特性を改善することができる。
【００１５】
しかしながら、同周波数帯域の通信周波数を持つ非接触ＩＣカードが重なって存在する場合は、アンテナコイルの近くに導体板が存在する場合とは異なる現象が発生する。これは重なって存在する場合には、非接触カードが本来有する共振周波数ｆ０が、ｆ１（＜ｆ０）およびｆ２（＞ｆ０）の二つに分かれるなどで、外部装置との通信周波数ｆ０近辺での通信特性が著しく劣るという現象である。この場合、本来データの読み出しや書き込みを行うべき非接触型ＩＣカードの周波数の１つは低くシフトするため、近傍導体板の場合には常に高い方に共振周波数がシフトすることとは、逆の現象となっている。
このような場合に磁性シートをただアンテナコイルに貼るだけでＲＦＩＤ通信特性の改善が達成されるものではない。非接触ＩＣカードが重なって存在する場合、通信改善をするには近くに存するアンテナコイルの電磁結合を低減すること（電磁シールド性を付与）、および通信するための共振周波数を調整することの二つを行う必要がある。
【００１６】
本発明は、通信周波数の電磁波によって形成される磁界のエネルギを損失させることなく、シート面方向に磁界を集中させて通過させることができ、重なって存在するアンテナコイルの影響を減らして、本来通信を行うべきカードリーダ（ライタ）との通信を確実にして、非接触ＩＣカードに対しスキミング防止機能や通信改善機能を選択的あるいは両立して付与することが可能な磁気シールドシート、非接触ＩＣカード通信改善方法および非接触ＩＣカード収容容器を提供する。通信改善方法としては、特許文献３に述べられていない磁気シールドシート（導体層、磁性体層）による周波数調整方法を述べるものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、外部装置と非接触に通信することができる非接触ＩＣカードが、重なって存在する場合に用いて通信特性を改善する磁気シールドシートであって、非接触ＩＣカードの間に配置し、少なくとも共振周波数の高周波数成分を非接触ＩＣカードが本来有する共振周波数ｆ０と一致もしくは近づけるという共振周波数調整手段により、通信改善を行う非接触ＩＣカード通信改善装置である。
【００１８】
また本発明は、通信周波数の電磁波に対して、複素比透磁率の実数部μ’が３０以上であり、かつ複素比透磁率の虚数部μ”を複素比透磁率の実数部μ’で除算した値ｔａｎδμは、０．２以下であるとともに、表面抵抗率が１０4Ω／□以上である磁性体層から成る磁気シールドシートである。
また本発明は、磁性体層からなる構成であって、磁性体層が、通信周波数の電磁波に対する複素比透磁率の実数部μ’、磁性体層厚ｔ（μｍ）として
μ’×ｔ＞１０，０００である磁気シールドシートである。
【００１９】
また本発明は、磁性体層／導体層および磁性体層／導体層／磁性体層からなる構成であって、磁性体層が、通信周波数の電磁波に対する複素比透磁率の実数部μ’、磁性体層厚ｔ（μｍ）として
μ’×ｔ＞２，０００である磁気シールドシートである。
【００２０】
また本発明は、前記共振周波数および通信周波数は、１００ｋＨｚ以上３０ＧＨｚ以下であることを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、前記磁性体層は、バインダーに扁平な軟磁性金属粉が混合される材料からなり、
前記軟磁性金属粉は、前記バインダーに対して２０体積％以上含有されており、配向された状態で分散されていることを特徴とする。
【００２２】
また本発明は、前記導体層は、前記通信周波数の電磁波に対して、ＫＥＣ法またはアドバンテスト法による磁気シールド性が２０ｄＢ以上であることを特徴とする。
【００２３】
また本発明は、前記導体層は、磁性金属、アモルファス金属、磁性ステンレス鋼およびフェライトから選ばれる１種以上からなることを特徴とする。
【００２４】
また本発明は、厚みが、０．０５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることを特徴とする。
また本発明は、非接触ＩＣカードの間に、請求項１〜９のいずれか１つに記載の磁気シールドシートを配置し、少なくとも共振周波数の高周波数成分を非接触ＩＣカードが本来有する共振周波数ｆ０と一致もしくは近づけることで通信特性の改善を行うことを特徴とする非接触ＩＣカード通信改善方法である。
【００２５】
また本発明は、磁気シールドシートから成る非接触ＩＣカード通信改善装置および非接触ＩＣカード収容容器である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、非接触ＩＣカードが重なって存在する場合、すなわち電磁誘導方式で通信するアンテナコイルが重なる場合、とくに同周波数帯の共振周波数のアンテナコイルの場合に、非接触カードが本来有する共振周波数ｆ０が、ｆ１（＜ｆ０）およびｆ２（＞ｆ０）の二つに分かれるなどで、外部装置とのｆ０近辺での通信が著しく損なわれる現象がある。この双峰性を示す周波数シフトは、非接触ＩＣカードの重なりが部分的であっても起きる。
【００２７】
非接触ＩＣカードの間に磁気シールドシートを配置することで、上記の場合の通信特性の改善を図ることができる。磁気シールドシートを構成する磁性層により、少なくともｆ２をｆ０に近づける、もしくは導体層によりｆ０より高周波数にシフトさせた共振周波数をｆ０まで近づけるという共振周波数調整方法により、通信改善が可能となる。
【００２８】
本発明の磁気シールドシートによる重なって存在する非接触ＩＣカードの通信改善を行うメカニズムは次の通りである。
【００２９】
第１は、磁性体層や導体層を間に配置することで重なりあうアンテナコイル間の電磁結合を低減させること。
第２は、導体層によりアンテナコイルの共振周波数をｆ０より上昇させること。
第３は、磁性体層によりアンテナ共振周波数を下げて、ｆ０またはｆ０近辺に周波数調整すること。
第４は、磁性体層によりインピーダンスの実数値（Ｒ）を高く調整してＱ値を上げること。
【００３０】
以上により、自由空間にて周波数ｆ０で通信できる非接触ＩＣカードを、例えばカードホルダーなどの収容容器内で非接触ＩＣカードが重なりあった態様で近傍に存在する場合でも、ｆ０近辺の周波数でＲＦＩＤ通信が可能となる。メカニズムの第１〜第４は全て満たす必要はなく、通信特性が最適になるようにメカニズムを選択すればよい。
【００３１】
本発明によれば、磁気シールドシートには、電気抵抗性の高い磁性体層が設けられる。磁性体層は、複素比透磁率の実数部μ’が大きいほど、磁力線（磁束）が集中して通るようになり、複素比透磁率の実数部μ’が小さいほど、磁力線（磁束）が通りにくい構成となる。また、磁性体層は、複素比透磁率の虚数部μ”が大きいほど磁界のエネルギを損失させ、複素比透磁率の虚数部μ”が小さいほど磁界のエネルギを損失させにくい構成となる。さらに磁性体層の表面抵抗率は１０4Ω／□以上と高い電気抵抗値を有しており、磁性体層自身に渦電流が発生することも抑えている。
【００３２】
磁性体層は、通信周波数の電磁波に対しては、複素比透磁率の実数部μ’が３０以上と大きくかつ複素比透磁率の虚数部μ”を複素比透磁率の実数部μ’で除算した値ｔａｎδμは、０．２以下であり、複素比透磁率の実数部μ’と比較して複素比透磁率の虚数部μ”は小さい。これによって通信周波数の電磁波によって形成される磁界に対して、磁力線（磁束）が磁性体層を集中して通り易くなるようにし、その上で磁界のエネルギを損失させないようにすることができる。したがって、このような磁性体層を含む磁気シールドシートを用いることによって、通信周波数の電磁波を、エネルギの損失を小さく抑えたうえで漏れないように磁性体層面内に集中させて通過させることができる。また磁性体層自身に渦電流が発生せず、そこから発生する反磁界もないため、磁性体層によるロスがなく、磁界が通過することができる。つまり磁界が導体板の影響を受けることを最小限に抑えることが可能となる。
【００３３】
本発明の磁気シールドシートが磁性体層からなる構成であって、磁性体層が、通信周波数の電磁波に対する複素比透磁率の実数部μ’と磁性体層厚ｔ（μｍ）の積が１０，０００より大きい場合に、磁性体層のみでｆ２をｆ０に近づけることが可能となる。またＱ値を高くすることができる。この場合は磁気シールドシートを用いても共振周波数は双峰性を示す場合があるが、通信は可能になる。
【００３４】
本発明の磁気シールドシートが磁性体層／導体層および磁性体層／導体層／磁性体層である構成であって、磁性体層が、通信周波数の電磁波に対する複素比透磁率の実数部μ’と磁性体層厚ｔ（μｍ）の積が２，０００より大きい場合に、通信が可能になる。この場合の導体層は、非接触ＩＣカード（アンテナコイル）間の電磁結合をよりシールドすることができ、しかもアンテナ共振周波数を高周波数にシフトさせるため、非接触ＩＣカードが重なった状態であっても、共振周波数を単峰にすることができる。ここに磁性体層により共振周波数を下げることで、ｆ０に近づける調整ができ、且つインピーダンスの実数部（Ｒ）を高くすることができるためＱ値が上がり、磁性体層側に位置する非接触ＩＣカードの通信が可能となる。
【００３５】
このような磁性体層は、アンテナコイルの近傍にアンテナコイルが存在する状態であっても、アンテナコイルとアンテナコイルとの間に設けることによって、通信周波数の電磁波を利用して好適に無線通信することができる。
【００３６】
以上のことから、磁気シールドシートは、通信周波数の電磁波を利用して無線通信する場合において、非接触ＩＣカードを同一のカードケースに収容するなど、アンテナコイルの近傍に通信妨害部材が存在する状態であっても、アンテナコイルと通信妨害部材との間に設けることによって、通信周波数の電磁波を利用して好適に無線通信させることができる。
【００３７】
また、この磁気シールシートの近傍に存在する非接触ＩＣカードは、通信方向を制御することができる。たとえば、磁気シールドシートの両側にある非接触ＩＣカードの読み取りや書き込みの通信が可能となる。導体層に隣接する非接触ＩＣカードは共振周波数を大きくシフトすることで通信不可となり、スキミング防止機能を持つ。このように磁気シールドシートを用いることで、二つの非接触ＩＣカードのアンテナコイル同士を離反させなくても、非接触ＩＣカードと読取装置および書込装置との通信やスキミング防止機能の付与が可能である。
【００３８】
以上より、磁気シールドシートは、積層体となる場合に、少なくとも一方の外層に磁性体層が設けられているので、好適な無線通信環境を確保しつつ、反対側に導体層が設けられているので、送受信方向と反対側からのスキミングを防止することができる。
【００３９】
また、この磁気シールドシートの近傍に存在する非接触ＩＣカードは、通信方向を制御することができる。たとえば、磁性体層と導体層を共に外層となるように積層した場合、導体層側の非接触ＩＣカードからは通信できず磁性体層側の非接触ＩＣカードからは通信可能となる。この場合は、通信特性に異方性を持たせることができ、導体層側の非接触ＩＣカードはスキミング防止効果を持つ。また、導体層を挟み両側に磁性体層を積層した場合、磁気シールドシートの両側にある非接触ＩＣカードが読み取りや書き込みの通信可能となる。このように磁気シールドシートを用いることで、二つの非接触ＩＣカードのアンテナコイル同士を離反させなくても、それぞれ非接触ＩＣカードと読取装置との通信が可能となる。
【００４０】
また本発明によれば、共振周波数および通信周波数は、１００ｋＨｚ以上３０ＧＨｚ以下であり、この通信周波数の電磁波を利用して好適に無線通信することができる。たとえば、ＲＦＩＤタグや非接触ＩＣカードの無線通信に用いることができる。
【００４１】
また本発明によれば、磁性体層は、バインダーに扁平な軟磁性金属粉が混合される材料からなり、軟磁性金属粉は、バインダーに対して２０体積％以上含有されており、配向された状態で分散されている。扁平形状の軟磁性金属粉が接触しない態様で磁性体層の面方向に配向することによって、シート状の磁性体層のシート面を突き抜ける方向の電磁シールド性は高く、磁性体層の面内の面に沿う方向には磁界成分は抵抗少なく流れることが可能となる。これによりアンテナコイルのコイル周りを磁界が回り込むことが可能となる。さらに導体層がある場合は、磁界は導体層の表面に近いところを導体層に沿って流れることになるため、ここに磁性体層を配置することで、より確実に磁界の回り込みを達成することができる。そのような磁性体層の分散状態により、通信周波数の電磁波によって形成される磁界のエネルギを損失させることなく、磁界を集中させて通過させることができるという優れた効果を達成する磁気シールドシートを実現することができる。
【００４２】
また本発明によれば、導体層は、通信周波数の電磁波に対して、ＫＥＣ法またはアドバンテスト法による磁気シールド性が２０ｄＢ以上である。そうすることによって、非接触ＩＣカード間の電磁結合をより確実にシールドすることができる。
【００４３】
また本発明によれば、導体層は、磁性金属、アモルファス金属、磁性ステンレス鋼およびフェライトから選ばれる１種以上からなることが好ましい。そうすることによって、導体層の磁気シールド性（磁界シールド性）を高めることができ、他の干渉電磁波からの影響を抑えることができる。
【００４４】
また本発明によれば、厚みが、０．０５ｍｍ以上５ｍｍ以下である。そうすることによって、好適な無線通信環境を実現することができ、薄型軽量である磁気シールドカードを得ることが出来る。
【００４５】
また本発明によれば、磁性体層と、電磁波信号を送受信するためのアンテナコイルとを、磁性体層が、前記アンテナコイルの送受信方向と反対側となるように積層した積層体と、非導電性材料で構成され、前記積層体を少なくとも部分的に被覆する被覆層とを含む非接触ＩＣカードである。
【００４６】
そうすることによって、非接触ＩＣカードは、磁性体層側から到来した通信周波数の電磁波を利用して好適に無線通信することができる。さらに、磁性体層側の通信距離を伸ばすためには、磁性体層に積層されたアンテナコイルの共振周波数は調整することができる。調整の方法は回路的にＣ成分を付与してもよいし、磁性体層の複素比透磁率や厚みで調整してもよい。さらに、この電子機器は、アンテナコイルを内蔵することによって、小型化を図ることができる。
【００４７】
また本発明によれば、磁性体層と、金属を含む導体層から成る磁気シールドシートであって、電磁波信号を送受信するための非接触ＩＣカードを、少なくとも一方の外層に配置されるように積層した積層体と、非導電性材料で構成され、前記積層体を少なくとも部分的に被覆する被覆層とを含む非接触ＩＣカードである。
【００４８】
そうすることによって、非接触ＩＣカードは、磁性体層側から到来した通信周波数の電磁波を利用して好適に無線通信することができる。さらに、磁性体層側の通信距離を伸ばすためには、磁性体層に積層された非接触ＩＣカードの共振周波数調整やＱ値を調整することができる。調整の方法は回路的にＣ成分を付与してもよいし、磁性体層の複素比透磁率や厚みで調整してもよい。さらに、この非接触ＩＣカードは、磁気シールドシートを内蔵することによって、小型化を図ることができる。また、導体層を積層するので、スキミングを防止することもできる。
【００４９】
また本発明によれば、非接触ＩＣカードの間に、上記のような構成の磁気シールドシートを配置する。
【００５０】
こうすることで、少なくとも共振周波数の高周波数成分を非接触ＩＣカードが本来有する共振周波数ｆ０と一致もしくは近づけることができ、非接触ＩＣカードの通信特性を改善することができる。
【００５１】
また本発明によれば、通信周波数の電磁波の信号を送受信する非接触ＩＣカードを収容する収容部を備え、収容部が、前記磁気シールドシートを含んで構成されることを特徴とする収容容器である。そうすることによって、複数枚の非接触ＩＣカードを収容するなど、アンテナコイルの近傍に通信妨害部材が存在しても、アンテナコイルを通信妨害部材から離反させる必要がなく、収容した状態のまま、通信することができる。また、非接触ＩＣカードのスキミングを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
図１は、本発明の第１の実施形態である磁気シールドシート１０を簡略化して示す断面図である。磁気シールドシート１０は、少なくとも磁界を集中させて通過させるために用いられる磁気シールドカード１０であって、本実施の形態では、たとえば、非接触ＩＣカード１５と非接触ＩＣカード１５とに挟持し、それぞれの非接触ＩＣカード１５と読取装置との無線通信を可能にするために用いられる。集中させて通過させる対象とする電磁波は、通信周波数の電磁波である。通信周波数は、１００ｋＨｚ以上３０ＧＨｚ以下であればよく、たとえば、１３．５６ＭＨｚ帯であっても、４．９１ＭＨｚ帯、１２５ｋＨｚ帯、１３５ｋＨｚ未満帯であってもよい。これらの周波数の数値は代表値であり、数値は通信に使用される範囲を含んでいる。
【００５３】
磁気シールドシート１０は、磁性体層１１を含んで構成される。磁性体層１１は、少なくとも磁界を磁性体層１１面内に集中させて通過させるための層である。磁性体層１１は、重なって存在する非接触ＩＣカード１５のアンテナコイル１６の結合による干渉を抑えるためアンテナコイル１６およびコイル内部を含む面積で構成される。磁性体層１１は被覆層１２と共に用いられる。この例は、被覆層１２が全体を被覆している例である。磁性体層１１と被覆層１２との間には粘着剤層や接着剤層もしくは誘電体層があってもよいし、無くてもよい。
【００５４】
磁性体層１１は、複素比透磁率の実数部μ’が大きくかつ複素比透磁率の虚数部μ”が小さい材料から成る。磁性体層１１は、複素比透磁率の実数部μ’が大きいほど、磁力線（磁束）が集中して通るようになり、複素比透磁率の実数部μ’が小さいほど、磁力線（磁束）が通りにくい構成となる。また、磁性体層１１は、複素比透磁率の虚数部μ”が大きいほど磁界のエネルギを損失させ、複素比透磁率の虚数部μ”が小さいほど磁界のエネルギを損失させにくい構成となる。
【００５５】
具体的には、磁性体層１１の複素比透磁率の実数部μ’は、３０以上と大きく、好ましくは４０以上である。複素比透磁率の虚数部μ”は、６以下と小さく、好ましくは３以下である。さらに、複素比透磁率の虚数部μ”を複素比透磁率の実数部μ’で除算した値である透磁率損失項ｔａｎδμ（＝μ”／μ’）は、０．２以下であり、好ましくは０．１以下であり、複素比透磁率の実数部μ’と比較して複素比透磁率の虚数部μ”は小さい。透磁率損失項ｔａｎδμが、０．２以下であるという好適範囲は、虚数部μ”が６以下であるという好適範囲より優先される。たとえば、１３．５６ＭＨｚにおける複素比透磁率の実数部μ'が６０である場合、ｔａｎδμ（＝μ”／ μ'）が０．２であると、複素比透磁率の虚数部μ”は１２となり、６よりも大きくなる。このような場合は、ｔａｎδμ（＝μ”／ μ'）が０．２以下であるという好適範囲が優先適用され、複素比透磁率の虚数部μ”の好適範囲は１２以下となる。これによって通信周波数の電磁波によって形成される磁界に対して、磁力線（磁束）が磁性体層１１を集中して通り易くなるようにし、その上で磁界のエネルギを損失させないようにすることができる。したがって、磁性体層１１を用いることによって、通信周波数の電磁波を、エネルギの損失を小さく抑えたうえで漏れないように集中させて通過させることができる。磁性体層１１の複素比透磁率の実数部μ’は、大きいほど好ましく、複素比透磁率の実数部μ’にはまさに上限がない。複素比透磁率の虚数部μ”は小さいほど好ましく、下限はないに等しいが、０未満の値となり得ることがないので、透磁率損失項ｔａｎδμとしては０が下限値となる。さらに磁性体層１１の表面抵抗率は１０4Ω／□以上と高い電気抵抗値を有しており、磁性体層１１自身に渦電流が発生することも抑えている。
【００５６】
本発明の磁性体層１１は、電気抵抗値の高い磁性体により構成され、たとえば、フェライトやグラニュラーなどの金属酸化物、ゴムフェライト、バインダーと扁平軟磁性粉末との複合体などが用いられる。好ましくは、扁平軟磁性粉末とバインダーとを主要構成材料とし、さらに必要に応じて誘電材料、分散剤および難燃剤を含有させた材料が用いられる。本発明の磁性体層１１は複合体であり、主としてシートの形態である。
【００５７】
扁平軟磁性粉末としては、たとえば、センダスト（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金）、パーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ合金）、ケイ素銅（Ｆｅ―Ｃｕ―Ｓｉ合金）、Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ（−Ｃｕ−Ｎｂ）合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ―Ｓｉ合金、Ｆｅ―Ｓｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ―Ｓｉ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｓｉ合金などが挙げられる。これら以外にもＦｅ系合金としては、例えば、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｂ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｎｂ、Ｃｒなどから選ばれる少なくとも１種の元素を有するＦｅ系合金が挙げられる。Ｎｉ、Ｃｏなどからなる金属やアロイも使用することができる。また、扁平でないフェライト粉末または純鉄粒子を用いてもよい。フェライト粉末としては、たとえば、Ｍｎ-Ｚｎフェライト、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ-Ｍｇフェライト、Ｍｎフェライト、Ｃｕ−Ｚｎフェライト、Ｃｕ−Ｍｇ−Ｚｎフェライトなどのソフトフェライトおよび永久磁石材料であるハードフェライトなどが挙げられる。酸化物も使用可能である。純鉄粒子としては、たとえば、カルボニル鉄粉が挙げられる。好ましくは複素比透磁率の実数部の高い扁平軟磁性粉末を使用するのがよい。これら磁性材料を単体で使用するほか、複数をブレンドしても構わない。軟磁性粉末としては、扁平軟磁性粉末と非扁平軟磁性粉末（針状、繊維状、球状、塊状等）との組合せを用いても良いが、組合せの少なくとも１種類は扁平状であることを要す。軟磁性粉末の粒径は０．１〜３００μｍ、好ましくは２０〜１００μｍであるのがよい。また、扁平軟磁性粉末のアスペクト比は２〜５００、好ましくは１０〜１００であるのがよい。軟磁性粉は、表面に耐食性を向上させるために酸化皮膜を有していても良い。
【００５８】
軟磁性粉末は表面が表面処理されているのが好ましい。表面処理としてはカップリング剤や界面活性剤などによる一般的な処理が使用できる。その中で樹脂コーティングされていることが好ましく、これにより扁平軟磁性粉末とバインダーの親和性が向上するため、扁平軟磁性粉末を高密度に充填することができる。表面コーティングする樹脂としては、使用するバインダーと同じか、あるいは使用するバインダーとの親和性に優れた有機重合体材料（ゴム、熱可塑性エラストマー、各種プラスチック）が使用可能である。樹脂のコーティング量は、コーティングした扁平軟磁性粉末の含有量に対して約０．０１〜１０重量％であるのがよい。他の表面処理材としては、シリカやＺｎＯなどがある。これらで軟磁性粉末を被覆することで、複合体の電気抵抗値を増すことが可能である。
【００５９】
本発明の磁性体層１１に用いるバインダーとしては、各種の有機重合体材料が使用可能であり、たとえば、ゴム、熱可塑性エラストマー、各種プラスチックなどの高分子材料が挙げられる。前記ゴムとしては、たとえば、天然ゴムのほか、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、ＥＰＤＭゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、水素添加ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリルゴム、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン系共重合体、シリコーンゴムなどの合成ゴム単独、またはこれらのゴムを各種変性処理にて改質したものが挙げられる。本実施形態ではＨＮＢＲ（水素添加ニトリルブタジエンゴム）を用いたが、これに限定されることはない。
【００６０】
これらのゴムは単独で使用するほか、複数をブレンドして用いることができる。ゴムには、加硫剤のほか、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤、可塑剤、充填剤、着色剤などの従来からゴムの配合剤として使用されていたものを適宜配合することができる。これら以外にも、任意の添加剤を使用することができる。たとえば、誘電率を制御するために所定量の誘電体（カーボンブラック、黒鉛、酸化チタンなど）、放熱特性を付与するための熱伝導性材料（窒化ホウ素、窒化アルミニウム、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化亜鉛など）を、使用される電子機器内に発生する不要電磁波へのインピーダンスマッチングや温度環境に応じて、材料設計して添加することができる。さらに加工助剤（滑剤など）、難燃剤（ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤、亜鉛系難燃剤、窒素系難燃剤、水酸化物系難燃剤、アンチモン系難燃剤）なども適宜選択して添加しても良い。また、これらの熱伝導性材料や難燃剤についても表面処理がされていてもよい。
【００６１】
前記エラストマーとしては、たとえば、塩素化ポリエチレン、ポリ塩化ビニルなどの塩素系化合物、ポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、フッ素系、シリコーン系などの各種エラストマー（熱可塑性エラストマーを含む）が挙げられる。
【００６２】
前記樹脂としては、たとえば、ポリエステル系ウレタン樹脂（アジペート系、カーボネート系、カプロラクタムエステル系など）、ポリエーテル系ウレタン樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、フッ素樹脂、アクリル系樹脂、ナイロン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリナフタレンテレフタレート、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル、ポリスルホン、ポリウレタン樹脂（ポリエステル系、ポリエーテル系以外の上述以外の全てのタイプ）、フェノール樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、アクリル系共重合体系、アルキルアクリル系などの熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂が挙げられる。これらのエラストマーまたは樹脂は、単独で用いても良いし、変性処理（グラフト、共重合、化学処理など）を施したものを用いてもよいし、複合系（ブレンド、ポリマーアロイ、コンポジットなど）で用いることもできる。アクリルシリコーン、アクリルウレタン、アクリルラッカー、各種プライマー、フッ素系塗料、シリコーン系塗料、ＵＶ塗料に配合することもできる。これらのエラストマーおよび樹脂などは、凝集力を向上させるため官能基（グリシジル基、カルボキシル基、スルフォン酸基、マレイン酸基、アミノ基などの極性基など、たとえば、金属塩や４級アミンなどを介してアイオノマーを形成できる極性基）を付与することもできる。
【００６３】
有機重合体材料以外に無機系材料、木材、紙、石膏、セメント、発泡体などの導電性を有さない一切の材料を使用することができる。
【００６４】
好ましいポリマーとしては、ＨＮＢＲ、塩素化ポリエチレン、ＳＢＳ（スチレン−ブタジエン−スチレン系共重合体）及びその水素添加物、シリコーン、ウレタン樹脂を挙げることができるが、これらに限定されることはない。
【００６５】
本発明の磁性体層１１は、扁平軟磁性粉末と結合剤とを含有した磁性塗料を、たとえば、支持体上にブレード等にて塗布、乾燥し、ついでこの支持体から分離（剥離）させることで得られる。支持体からの分離（剥離）は必要がなければ、省略してもよい工程である。
【００６６】
磁性塗料の調製には、扁平軟磁性粉末および結合剤を溶解または分散させるための溶剤を使用する。このような溶剤としては、特に限定されるものではないが、たとえば、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、乳酸エチル、エチルグリコールアセテートなどのエステル類、ジエチレングリコールジメチルエーテル、２−エトキシエタノール、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素化合物、メチレンクロライド、エチレンクロライド、四塩化炭素、クロロフォルム、クロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素化合物などを用いることができる。これらの溶剤は、それぞれ単独で使用できるほか、２種以上をブレンドして用いてもよい。
【００６７】
前記磁性塗料は、前記溶剤を結合剤１００重量部に対して１０００重量部以下、好ましくは１００〜８００重量部の割合で含有するのがよい。これに対し、溶剤の含有量が１０００重量部を超えると、シート中に残留エアーが残るので好ましくない。
【００６８】
前記塗料調製のための分散および混練装置としては、たとえば、ニーダ、アジタ、ボールミル、サウンドミル、ロールミル、エクストルーダー、ホモジナイザ、超音波分散機、２軸遊星式混練機などを用いることができる。これら分散および混合装置のうち、特に扁平軟磁性粉末を破壊、歪みを与えない、アジタ、ボールミル、ロールミル、ホモジナイザ、超音波分散機、２軸遊星式混練機などが好ましい。
【００６９】
前記支持体としては、特に限定されるものではなく、たとえば、紙、ポリオレフィンなどの高分子樹脂をラミネートした紙、紙、離型紙、高分子樹脂、布、不織布、金属、金属処理（蒸着、メッキ）したものなどが挙げられる。これらのうち、薄くて強度が有る高分子樹脂が好ましく、この高分子樹脂としては、たとえば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレートなどのポリエステル類、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類、これらポリオレフィン類の水素の一部または全部をフッ素樹脂で置換したフッ素樹脂、セルローストリアセテート、セルロースダイアセテートなどのセルロース誘導体、ポリ塩化ビニルなどのビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデンなどのビニリデン樹脂、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリイミドなどが挙げられる。これらの高分子樹脂表面は、フッ素やシリコーンなどの離型処理で剥離処理を施していると、磁性体層１１を簡単に剥離することができるうえで好ましい。また、これらの高分子樹脂は、厚さ１μｍ〜１００ｍｍ程度のフィルム状であるのがよい。ただし、支持体を剥離しない形態で使用する場合は、これらの離型処理は不要であり、接着処理やアンカーコートのための表面に凹凸付与処理が施される。
【００７０】
前記支持体上に磁性塗料を塗布する方法は、特に限定されるものではなく、たとえば、エアドクターコート、ブレードコート、ワイアバーコート、エアナイフコート、スクイズコート、含浸コート、リバースロールコート、トランスファロールコート、グラビアコート、キスコート、キャストコート、エクストルージョンコート、ダイコート、スピンコートなどの従来の方法は、いずれも採用可能である。
【００７１】
また、架橋剤を添加して前記結合剤を架橋させ、磁性体層１１の耐熱性を向上させてもよい。この架橋については架橋剤や架橋助剤を配合するだけでなく、ＵＶ硬化、光硬化、放射線硬化などの手段を選ぶことができる。
【００７２】
磁気シールドシート１０は、任意の構成であるが被覆層１２が設けられる。被覆層１２は、磁性体層１１を少なくても部分的に被覆するので、磁性体層１１を保護し、磁気シールドシート１０の機械的強度が高くなり、たとえば、非接触ＩＣカード１５に挟む際に、折れ曲がったり、磁性体層１１が傷付いたりすることを抑制することができる。したがって、磁気シールドシート１０は、機械的強度が高いので、磁性体層１１が傷ついたり、折れ曲がったりすることによって、好適な無線通信環境を損なうことを防ぐことができる。また、被覆層１２は、非導電性材料からなるので、被覆層１２での渦電流の発生を防ぐ。したがって、被覆層１２が無線通信の障害になることを防止して、好適な無線通信環境を実現することができる。被覆層１２は、磁性体層１１の表面を覆うように被覆されていてもよいし、磁性体層１１の表面だけではなく、側面も覆うように被覆されていてもよい。
【００７３】
このような被覆層１２は、非導電性材料であればよいが、たとえば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリウレタン、ポリブチレンテレフタレート、ポリナフタレンテレフタレート、ポリエステルテレフタレート、ＡＢＳなどの樹脂、リサイクル樹脂、生分解樹脂、樹脂変性物、アロイ、ゴム、エラストマー、紙、布、織布、発泡体、皮、レザー、セロファンなどが挙げられる。本実施形態では、ポリエステルテレフタレートを用いたが、これに限定されることはない。選択する材料により耐熱性を付与したり、耐薬品性を付与したり、耐気体透過性にすぐれたり、難燃性、準不燃性、不燃性を付与することも可能である。中でも可撓性を保ちながらも気密性、防水性及び機械的強度を向上できる本発明の被覆層１２が最も好ましい。また支持体に用いた材料を剥離することなく、そのまま被覆層１２の一部または全部として利用しても良い。ただし、磁気シールドシート１０の性能を変更しない程度に、導電性材料、誘電性材料、磁性材料などの配合は可能である。また、被覆層１２の補強効果を増すため、補強フィラー（短繊維、長繊維、無機フィラー、カーボンなど）を添加することもできる。
【００７４】
被覆層１２は、ラミネートやモールディングなどの任意の方法で形成される。通常は接着剤、粘着剤を使用しないが、使用してもよいし、ここに帆布やネットなど非導電材料により成る補強層を形成してもよい。
【００７５】
図２は、非接触ＩＣカード１５を簡略化して示す断面図である。電子部品である非接触ＩＣカード１５は、電磁波の信号（「電磁波信号」という場合がある）を送受信するためのアンテナ素子１６と、アンテナ素子１６に電気的に接続される集積回路（ＩＣ）１７を備える非接触ＩＣカード１５である。この非接触ＩＣカード１５は、金属板や他の非接触ＩＣカードのアンテナ素子などの通信妨害部材１９の近傍で使用する際には、通信妨害部材１９との間に磁気シールドシート１０が設けられる。
【００７６】
アンテナ手段であるアンテナ素子１６は、仮想面１８に沿ってコイル状に形成されるアンテナコイルである。仮想面１８は、平面であってもよいし、曲面であってもよいが、本実施の形態では、平面である。このアンテナ素子１６は、少なくとも、仮想面１８に関して一方側に向けて電磁波信号を送信し、仮想面１８に関して一方側から到来する電磁波信号を受信することができる。具体的に例示すると、アンテナ素子１６は、仮想面１８に垂直であり、かつ仮想面１８の一方側に向かう送受信方向Ａへ電磁波信号を送信し、送受信方向Ａから到来する電磁波信号を受信することができる。図中のＡは例示であり、Ａ以外のあらゆる方向からの通信が可能である。図２は通信妨害部材１９の近傍でも磁気シールドシート１０により、電磁誘導方式による通信が可能となる様子を実線の磁界分布曲線により示している。
【００７７】
ＩＣ１７は、少なくとも記憶部と制御部とを有している。記憶部には情報を記憶することが可能であり、制御部は、記憶部に情報を記憶させ、または記憶部から情報を読出すことができる。このＩＣ１７は、アンテナ素子１６によって受信される電磁波信号が表す指令に応答して、情報を記憶部に記憶し、または記憶部に記憶される情報を読出して、その情報を表す信号をアンテナ素子１６に与える。
【００７８】
たとえば、情報管理装置から、予め定める記憶すべき情報（以下「主情報」という）と、その主情報を記憶するように指令する情報（以下「記憶指令情報」という）とを表す電磁波信号が、アンテナ素子１６によって受信されると、主情報および記憶指令情報を表す電気信号がアンテナ素子１６からＩＣ１７に与えられる。ＩＣ１７は、制御部が、記憶指令情報に基づいて、主情報を記憶部に記憶させる。
【００７９】
また、情報管理装置から、記憶部に記憶される情報（以下「記憶情報」という）を送信するように指令する情報（以下「送信指令情報」という）を表す電磁波信号が、アンテナ素子１６によって受信されると、送信指令情報を表す電気信号がアンテナ素子１６からＩＣ１７に与えられる。ＩＣ１７は、制御部が、送信指令情報に基づいて、記憶部に記憶される情報（記憶情報）を読出し、その記憶情報を表す電気信号をアンテナ素子１６に与える。これによってアンテナ素子１６から、記憶情報を表す電磁波信号が送信される。
【００８０】
このように非接触ＩＣカード１５は、アンテナ素子１６によって電磁波信号を送受信する電子部品である。非接触ＩＣカード１５は、内蔵するバッテリによって駆動されるバッテリ駆動タグであってもよいし、受信した電磁波信号のエネルギを利用して電磁波信号を返信するバッテリレスタグであってもよい。
【００８１】
このような非接触ＩＣカード１５を、通信妨害部材１９の近傍で用いることができるようにするために、磁気シールドシート１０が用いられる。磁気シールドシート１０は、アンテナ素子１６に対して、送受信方向Ａと反対側、したがって仮想面１８に関して他方側に設けられる。この非接触ＩＣカード１５は、アンテナ素子１６と通信妨害部材１９との間に磁気シールドシート１０が介在されるように設けられる。また通信の最適化のためには非接触ＩＣカード１５の共振周波数の調整がされることが望ましい。
【００８２】
磁気シールドシート１０は、磁性体層１１または導体層３１によって、電磁界を遮蔽し、磁気シールシート１０によって仕切られる２つの領域のうち、一方の領域の電磁界が他方の領域に漏れ、その一方の領域の電磁界のエネルギが他方の領域に伝わることを防ぐことができる。遮蔽可能な電磁界は、もちろん電磁波によって形成される電磁界も含んでおり、したがってこの電磁界を形成する電磁波を遮蔽することができる。
【００８３】
具体的に述べると、磁性体層１１は、複素比透磁率の実数部μ’が大きい材料から成るので、この磁性体層１１を磁界中に設けると、たとえば、図２にアンテナ素子１６から送信される電磁波による磁界を例に示すように、磁力線２０が磁性体層１１を集中して通るようになり、近傍に存在する通信妨害部材１９内を通らなく、または通りにくく、影響を受けにくくなる。これによって、磁気シールドシート１０を用いることによって、磁界を遮蔽して、磁気シールドシート１０によって仕切られる一方の領域であるアンテナ素子１６が設けられる領域の磁界が、他方の領域である通信妨害部材１９が設けられる領域に漏れることを防ぐことができる。
【００８４】
図２に示す位置と同様の位置にアンテナ素子１６が設けられる場合に、磁気シールドシート１０が設けられていなければ、送受信される電磁波による磁界の磁力線が、たとえば図２に仮想線２１で示すように、通信妨害部材１９内を通るようになる。ただし、実際は、通信妨害部材１９が金属の場合は、多くの磁力線は通信妨害部材１９に平行に進むように曲がり、通信妨害部材１９に進入するものは少ない。むしろ磁力線により通信妨害部材１９の表面に誘導電流（渦電流）を生じる。この渦電流を生じる過程でエネルギ的に損失（渦電流損）を起こし、さらに渦電流により生じる磁界が反磁界として通信のための磁界をキャンセル（相殺）する働きをする。通信妨害部材１９がアンテナコイルの場合は、磁力線が通信妨害部材１９に貫通し、共振周波数のシフトを引き起こす。これに対して、電気抵抗の大きい磁気シールドシート１０を用いて磁界を遮蔽することによって、磁気シールドシート１０に関して通信妨害部材１９と反対側の磁界のエネルギが、通信妨害部材１９によって減少してしまうことを防ぐ。また導体層３１と電気抵抗の大きい磁気シールドシート１０を組み合わせて磁界を遮蔽することにより、アンテナコイル間の干渉を低減することができる。したがって磁気シールドシート１０に関して通信妨害部材１９とは反対側であるアンテナ素子１６側で、アンテナ素子１６によって送受信される電磁波によって形成される磁界のエネルギが、通信妨害部材１９によって減少してしまうことを防ぐ。
【００８５】
さらに、磁性体層１１は、複素比透磁率の虚数部μ”が小さい材料から成るので、この磁性体層１１の中を磁束が通過しても通過に伴う磁性体層１１内でのエネルギの損失を小さく抑えることができる。これによって磁力線が磁性体層１１内を集中して通るようにしても、磁性体層１１自体が磁界のエネルギを損失させてしまうことが抑制されている。このように磁性体層１１は、近傍に存在する通信妨害部材１９による磁界のエネルギの干渉を防止したうえで、自己による損失を小さく抑え、磁界のエネルギの減衰を可及的に小さくすることができる。
【００８６】
磁性体層１１のサイズは、アンテナ素子１６の通信改善が達成できればとくに限定されない。アンテナ素子１６と通信妨害部材１９の間の一部に存在することもある。またスリットやスロットを設けることも可能である。
【００８７】
このような磁気シールドシート１０を、前述のようにアンテナ素子１６と通信妨害部材１９との間に介在させることによって、アンテナ素子１６によって送受信される電磁波信号による電磁界のエネルギが、通信妨害部材１９で減少したり、通信妨害部材１９から干渉を受けて通信特性が劣化してしまうことが防がれる。しかもこのような通信妨害部材１９の影響を防ぐための磁気シールドシート１０自体は、磁性損失が小さく抑えられている。したがってアンテナ素子１６によって好適に、しかも長距離を送受信することができる。したがって非接触ＩＣカード１５が、通信妨害部材１９の近傍に設けられる場合であっても、情報管理装置と非接触ＩＣカード１５との間で情報の無線通信が可能であり、情報管理装置から送信された電磁波信号の表す情報を非接触ＩＣカード１５に記憶させ、また非接触ＩＣカード１５に記憶されている情報を、情報管理装置によって読出すことができる。
【００８８】
さらに、磁気シールドシート１０は通信妨害部材１９と非接触ＩＣカード１５の間にて、非接触ＩＣカード１５の共振周波数調整機能を有する。磁性体層１１の複素比透磁率と厚みにより、非接触ＩＣカード１５の共振周波数をシフトさせることができ、たとえば、整合回路を付加することなくても磁性体層１１のみで共振周波数の調整が可能となる。
【００８９】
磁気シールドシート１０によるＱ値の調整も可能である。Ｑ値は、電磁誘導方式のアンテナコイルの動作周波数での磁界の集めやすさを表す尺度である。
【００９０】
このＱ値は、非接触ＩＣカード１５の送受信特性を示すために、マテリアルアナライザーで得られるインピーダンスの実数部（Ｒ）のピーク値に当てはめて評価する。Ｑ値が高いとは、通信のための磁界を集め易いことを示すので、通信特性が高いことを示している。
【００９１】
通信特性を最も好適にするためには、共振周波数をｆ０付近に調整して、その上でＱ値（本発明ではインピーダンスの実数部（Ｒ））をできるだけ高くする必要がある。磁性体層１１にはアンテナコイル１６の共振周波数を低くする機能があるため、通信妨害部材１９が金属の場合は、高周波数にシフトした共振周波数をｆ０に戻すという相殺効果を、また通信妨害部材１９が他のアンテナコイルの場合は、双峰に分かれた共振周波数の高い成分をｆ０に戻すという効果を得ることができる。
【００９２】
通信妨害部材１９が他のアンテナコイルの場合は、磁性体層１１および導体層３１を組み合わせて用いることができる。導体層３１は電磁シールド性が高く、双峰に分かれた共振周波数をまとめて高周波数の単ピークとすることができる。この状態から磁性体層１１により周波数を調整することで、磁気シールドシート１０に磁性体層１１のみを用いる場合よりも、複素比透磁率の実数部μ’を下げることができたり、磁性体層１１の厚さを薄くすることができる。磁性体層１１による周波数調整方法は、表面に凹凸を与えたり、スリットやスロットを付与しても可能であり、導体層３１との距離を変えることによっても達成することができる。
【００９３】
以上のことから、磁気シールドシート１０は、通信周波数の電磁波を利用して無線通信する場合において、同周波数で通信する非接触ＩＣカード１５を同一のカードケースに収容するなど、アンテナ素子１６（アンテナコイル）の近傍に通信妨害部材１９が存在する状態であっても、アンテナ素子１６（アンテナコイル）と通信妨害部材１９との間に設けることによって、通信周波数の電磁波を利用して好適に無線通信させることができる。さらに、磁気シールドシート１０は機械的強度が高いので、磁性体層１１が傷ついたり、折れ曲がったりすることによって無線通信環境を損なうことは、ない。
【００９４】
また、この磁気シールドシート１０を挟んで異なる非接触ＩＣカード１５を設けることによって、それぞれの非接触ＩＣカード１５の読み取りが可能になり、非接触ＩＣカード１５同士を離反させなくても、それぞれ非接触ＩＣカード１５と読取装置との通信が可能である。磁気シールドシート１０の構成によっては、片面スキミング防止で他面無線通信が可能といった通信特性に異方性を持たせることも可能である。
【００９５】
磁気シールドシート１０は、全体の厚み寸法Ｔ１０が、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下である。厚み寸法Ｔ１０が、０．５ｍｍより小さく形成されると、充分な機械的強度が得られず、磁気シールドシート１０を折れ曲がることを防止することができない。磁気シールドシート１０が折れ曲がると、好適な無線通信環境を損なってしまう。また、厚み寸法Ｔ１０が、５ｍｍより大きく形成されると、カードケースなどに収容しにくくなり、扱いにくい。
【００９６】
また、磁気シールドシート１０は、磁性体層１１および導体層３１自身も被覆層１２を用いる場合はなおさら表面を着色したり、印字、デザインおよび凹凸を施すことができ、意匠性の高いカードにすることも可能である。
【００９７】
図３は、本発明の第２の実施形態である磁気シールドシート１０を簡略化して示す断面図である。図１に示される第１の実施の形態と対応する部分には同一の参照符を付し、重複を避けて説明は省略する。
【００９８】
磁気シールドカード１０は、磁性体層１１の代わりに、磁性体層１１と金属を含む導体層３１とを積層した積層体３２を用いること以外は、第１の実施形態と同様である。磁気シールドシート１０は、積層体３２と、積層体３２全体を被覆する被覆層１２とを含んで構成される。積層体３２は、磁性体層１１と導体層３１とが外層となるように積層した積層体である。
【００９９】
磁気シールドシート１０は、磁性体層１１に導体層３１が積層されているので、非接触ＩＣカードと重ね合わせて使用するなど、非接触ＩＣカード１５の近傍に配置することによって、導体層３１側の非接触ＩＣカード１５のスキミングを防止することができる。さらに、磁気シールドシート１０は、導体層３１を磁性体層１１で挟むように積層しているので、非接触ＩＣカード１５と導体層３１との間に磁性体層１１が配置されることとなり、磁性体層１１側の非接触ＩＣカード１５は好適な無線通信環境を確保することができる。無線通信改善のためには、この段階で共振周波数の調整することが好ましい。
【０１００】
導体層３１は、磁気シールド性が高い材料からなる。通信周波数の電磁波に対して、磁気シールド性が２０ｄＢ以上であることが好ましい。そうすることによって、送受信方向Ａと反対側からの磁界シールド性をさらに向上することができる。
【０１０１】
導体層３１は、金属（アルミ、銅など）、導電性部材、導電処理材などが使用できる。導体層３１は電磁シールド性を有すると共に非接触ＩＣカード１５のアンテナコイルの共振周波数を高周波数にシフトさせ、無線通信を妨げる働きをする。これによりスキミング防止効果が得られる。導体層３１としては、Ａｌ、Ｃｕなど通常の金属を用いることができる。導電性が高ければインクや塗料によってもよい。とくに磁界シールド性が要求される場合は、導体層３１として磁性金属層、磁性セラミックス層、Ｆｅ(鉄)系金属シート、Ｃｏ系シート、Ｎｉ系シート、ステンレスまたはＦｅ系金属粉末と結合剤との複合体が用いられる。この場合の導体層３１の材料としては、前記軟磁性粉末で例示した材料を使うことができる。Ｆｅ系金属シートには、ＦｅまたはＦｅ系合金の金属箔が例示される。Ｆｅ系合金としては、例えば、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｂ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｎｂ、Ｃｒなどから選ばれる少なくとも１種の元素を有するＦｅ系合金が挙げられる。
【０１０２】
Ｆｅ系金属シートおよびＦｅ系金属粉末の具体例としては、ＳＰＣＣ［冷間圧延板および鋼帯（ＪＩＳ  Ｇ  ３１４１及びＪＩＳ  Ｇ  ３３１３）］、ＳＰＣＤ［冷延圧延鋼板及び帯鋼（ＪＩＳ  Ｇ  ３１４１）］、ＳＵＹ（電磁軟鉄）、アモルファス金属箔、溶融亜鉛メッキ鋼板などを挙げることができる。熱処理を付与する、しないにかかわらず使用時に測定した初透磁率が１０以上で５０００未満であれば使用可能である。市販品では、たとえば、シルバートップ（ＳＦ）、Ｆｏｉｌ  Ｔｏｐ（東洋鋼鈑株式会社製）などが使用可能である。
【０１０３】
これらのＦｅ系金属シートおよびＦｅ系金属粉末は、初透磁率が５０００未満であっても良い。一般に、初透磁率が５０００以上ある材料は、パーマロイやスーパマロイなどに限定され、しかも適正な熱処理を施された際に到達する初透磁率の値である。これらの透磁率は高いものの不安定であり、曲げや応力付加に応じてその磁気特性は大きく劣化することになる。すなわち加工性を犠牲にして高透磁率を達成していることになる。
【０１０４】
これに対して、本発明の磁気シールドカードは、所望の磁気シールド性を確保できれば、むしろ加工性を重視することを目的としている。つまり、磁気シールドシートを打ち抜き、曲げるといった二次加工を施しても性能が安定している。さらに透磁率を上昇させるためのアフターキュア工程を省略しても、所望の磁気シールド性を発現できる。
【０１０５】
また、導体層３１がＦｅもしくはＦｅ系合金粉末から構成される場合、ＦｅもしくはＦｅ系合金粉末を結合剤に混合し、これをシート状に形成すればよい。このとき、ＦｅもしくはＦｅ系合金粉末は総量に対して約２０〜９０体積％、好ましくは４０〜８０体積％である。たとえば、磁性塗料の性状で使用される。
【０１０６】
導体層３１の厚さは５００μｍ以下であるのがよく、特に１μｍ〜１００μｍが好ましい。導体層３１としては、板、箔、塗料等に限定されず、たとえば、メッシュ、不織布などにメッキしたものを用いてもよいし、蒸着、メッキ、吸着法などで固定化したものでも良い。
【０１０７】
磁気シールド効果は、ＫＥＣ法またはアドバンテスト法という公知の方法で、周波数１００ＫＨｚ〜１ＧＨｚの範囲で２０ｄＢあることが要求される。好ましくは３０ｄＢ以上である。より好ましくは６０ｄＢ以上である。この周波数域では、磁性体層１１の単層構成では所望の磁気シールド効果（２０ｄＢ）を得ることができず、導体層３１を積層することになる。
【０１０８】
また、導体層３１は、磁気シールド性が高い材料からなる層であればよいが、たとえば、磁性金属、アモルファス金属、磁性ステンレス鋼およびフェライトから選ばれる１種以上からなることが好ましい。また、磁性金属は、鉄、ニッケルおよびコバルトから選ばれる１種以上を含む金属または合金からなることが好ましい。それらの酸化物でもよい。そうすることによって、導体層３１の磁気シールド性を高めることができ、スキミングをさらに防止することができる。
【０１０９】
これらはシート状でもいいし、メッキ、蒸着、印刷されたものでもよい。図３において、一方面のみに磁性体層１１を用い、他面は磁性体層１１の代わりに磁性を持たない絶縁層を用いられる構成も取ることができる。
【０１１０】
図４は、本発明の第３の実施形態である磁気シールドシート１０を簡略化して示す断面図である。図３に示される第２の実施の形態と対応する部分には同一の参照符を付し、重複を避けて説明は省略する。
【０１１１】
磁気シールドシート１０は、積層体３２が、両方の外層が磁性体層１１、その間に導体層３１となるように積層している積層体であること以外、第２の実施形態と同様である。
【０１１２】
また、この磁気シールドシート１０は、導体層３１を磁性体層１１で挟むように積層しているので、この磁気シールドシート１０を挟んで異なる非接触ＩＣカードを設けると、それぞれのタグと導体層３１との間に磁性体層１１が配置される。この段階で共振周波数の調整することもできる。したがって、この磁気シールドシート１０を挟んで異なるタグを設けることによって、それぞれの非接触ＩＣカードの送受信方向にかかわらず、非接触ＩＣカード同士を離反させなくても、それぞれ非接触ＩＣカードと読取装置との通信が可能である。
【０１１３】
また、導体層３１と磁性体層１１の間には接着層、粘着層、誘電体層等があってもよいし、なくてもよい。さらにメッシュや孔開き状の導体層３１を用い、磁性体層１１を導体層３１の両側に配置しながら、実質的に磁性体層１１が繋がっているような構成も可能である。非接触ＩＣカードの通信特性を評価しながら最適構成を選択することができる。
【０１１４】
磁気シールドカード１０は、磁性体層１１側に非接触ＩＣカード１５を配置した場合、非接触ＩＣカード１５と導体層３１との間に、磁性体層１１が配置されることになるので、非接触ＩＣカード１５と読取装置との通信が可能である。
【０１１５】
第２実施形態および第３実施形態の被覆層１２は、磁性体層１１の表面を覆うように被覆されていてもよいし、磁性体層１１の表面だけではなく、側面も覆うように被覆されていてもよいが、磁性体層１１の表面だけではなく、側面も覆うように被覆されているほうが好ましい。そうすることによって、導体層３１が錆びることを防止することができる。
【０１１６】
本発明の磁気シールドシート１０は、カードサイズに限定されることなく、いろいろなサイズで使用することができる。またカード以外にアンテナコイル用積層体としても、アンテナコイルと一体化してアンテナ体としても使用することができる。
【０１１７】
支持体として導体層３１を用いた場合に、磁性体層１１を塗工工程で積層することにより、磁気シールド性、ノイズ抑制効果を有するシートを得ることができる。この磁性体層１１は導体層３１の防錆処理剤としての効果も持つ。また導体層３１は必要に応じて接着処理を施すことができる。
【０１１８】
さらに、上記磁気シールドシート１０は、被覆層１２内側（または被覆層１２の外側、被覆層１２そのもの）に非接触ＩＣカード１５を設けることによって、アンテナコイルの共振周波数が調整された電子機器としてもよい。電子機器としては、たとえば、ボタン型のアンテナなどの小型の電子機器が挙げられる。このような電子機器は、たとえば、磁性体層１１と、電磁波信号を送受信するためのアンテナとを、磁性体層１１が、前記アンテナの送受信方向と反対側となるように積層した積層体３２と、非導電性材料で構成され、前記積層体３２を少なくとも部分的に被覆する被覆層１２とを含んで構成されていてもよい。また、このような電子機器は、たとえば、磁性体層と、金属を含む導体層３１と、電磁波信号を送受信するためのアンテナ手段とを、少なくとも一方の外層がアンテナ手段となり、前記磁性体層１１が前記アンテナ手段と前記導体層３１との間に配置されるように積層した積層体３２と、非導電性材料で構成され、前記積層体３２を少なくとも部分的に被覆する被覆層１２とを含んで構成されていてもよい。
【０１１９】
そうすることによって、電子機器は、磁性体層１１側に位置すれば、到来した通信周波数の電磁波を利用して好適に無線通信することができる。さらに、磁性体層１１側の通信距離を伸ばすためには、磁性体層１１に積層されたアンテナコイルの共振周波数やＱ値は調整することができる。調整の方法は回路的にＣ成分を付与してもよいし、磁性体層１１の複素比透磁率や厚みで調整してもよい。さらに、この電子機器は、アンテナ手段を内蔵することによって、小型化を図ることができる。また、導体層３１を積層した場合、スキミングを防止することもできる。
【０１２０】
図５は、本発明の第４の実施形態である収容容器４１を簡略化して示す断面図である。収容容器４１は、たとえば、カードケース、財布、定期入れ、メモ帳、手帳、かばんおよび衣服などである。本実施の形態では、収容容器４１は、非接触ＩＣカード４２を収容する第１収容部４３と第２収容部４４とを備えている。第１収容部４３と第２収容部４４とは、第１収容部４３と第２収容部４４との間を仕切り部材が、上記磁気シールドカード１０からなる。そうすることによって、第１収容部４３と第２収容部４４とにそれぞれ非接触ＩＣカード４２を収容しても、使用する非接触ＩＣカード４２を第１収容部４３および第２収容部４４から取り出すことなく、収容した状態のまま、非接触ＩＣカード４２と読取装置との通信が可能である。また、非接触ＩＣカード４２のスキミングを防止することができる。図５の構成は例示であり、収容部が完全に被覆する状態でもよいし、部分的に被覆する状態でもよいし、簡単な保持具だけを介して収容されるものでもよい。
【０１２１】
上記実施形態では、収容容器４１は、第１収容部４３と第２収容部４４との間を仕切る部材が磁気シールドシート１０からなる収容部を備えているが、収容部が、磁気シールドカードを含んで構成されていればよい。たとえば、カードケースを構成する布および革で構成されている仕切り部材の中に、磁気シールドシート１０が入っていてもよい。また、収容部は、１つであってもよい。そうすることによって、非接触ＩＣカード４２の好適な無線通信環境を確保しながら、送受信方向とは反対側からのスキミングを防止することができる。収容容器４１は、たとえば、カードケース、財布、定期入れ、メモ帳、手帳、かばんおよび衣服などで実現される。
【０１２２】
（磁性体層作成）
バインダーとしてＨＮＢＲ（日本ゼオン製Ｚｅｔｐｏｌ）を用い、軟磁性金属粉として扁平Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金粉（三菱マテリアル製ＪＥＭ粉）を４０体積％添加し、分散剤としてステアリン酸亜鉛、架橋剤（パーオキサイド）を適宜量加えた後、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）／メチルエチルケトン（ＭＥＫ）溶液に溶かした磁性塗料を作成し、ドクターブレード法にてＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート、剥離支持体）上に塗工してシート成形を行った。ついで、剥離支持体をはがし、熱プレス法により厚さ１５０μｍの磁性体層１１を得た。シールド層１１を被覆層１２としてＰＥＴフィルム（２５μｍ厚）によりラミネート加工し、モールディングした磁気シールドシート１０とした。本実施例は、第１の実施形態に相当する。
【０１２３】
表１に示す磁性体層１１は、軟磁性金属粉は同じであるが、バインダーをウレタン樹脂とし、塗工法によりシートを作成している。厚さが３５μｍ、５０μｍ、１００μｍのものはロール状であり、熱プレス法を使用していない。また１００μｍ厚は５０μｍ厚のシートを２層熱ラミすることで作成した。ただし、２５０μｍ厚のシートは熱プレス法にて作成している。
【０１２４】
（実施例１）
上記のバインダーとしてＨＮＢＲを用いた磁性体層１１（１５０μｍ厚）とアルミ（Ａｌ）箔を接着剤（２５μｍ）にて積層し、さらにこの状態でＰＥＴフィルム（２５μｍ厚）によりラミネート加工し、モールディングした磁気シールドシート１０とした。本実施例は、第３の実施形態に相当する。
【０１２５】
（実施例２）
実施例１の磁性体層１１（１５０μｍ厚）と金属（Ｆｅ）箔（東洋鋼鈑製Ｆｏｉｌ  Ｔｏｐ、５０μｍ厚）に接着剤（２５μｍ）を介して積層し、さらにＰＥＴフィルム（２５μｍ厚）でラミネート加工し、モールディングした磁気シールドシート１０とした。本実施例は、第３の実施形態に相当する。
【０１２６】
（実施例３）
実施例３の金属（Ｆｅ）箔（東洋鋼鈑製Ｆｏｉｌ  Ｔｏｐ、５０μｍ厚）に接着剤（３０μｍ）を介して実施例１の磁性体層１１（１５０μｍ厚）を両側に積層した。さらにＰＥＴフィルムでラミネート加工し、モールディングした磁気シールドシートとした。本実施例は、第２の実施形態に相当する。
【０１２７】
（比較例１）
銅板（５００μｍ）をＰＥＴフィルムによりラミネート加工し、モールディングした磁気シールドシート１０とした。
【０１２８】
（比較例２）
非接触ＩＣカード１５をアンテナコイルが重なる位置にして積層した状態とした。
【０１２９】
実施例１〜１４および比較例１〜７について、材料定数測定、無線通信性能測定、磁気シールド性測定、電界シールド性測定、表面抵抗率測定、機械的強度測定および塩水噴霧試験を行った。
【０１３０】
〈材料定数の測定〉
材料定数は、複素比透磁率の実数部μ’、複素比透磁率の虚数部μ”、複素比誘電率の実数部ε’および複素比誘電率の虚数部ε”を含む。測定は材料をリング加工（φ７×φ３）して同軸管法で測定した。測定機器は、１ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数に対し、マテリアルアナライザーＥ４９９１Ａ及びネットワークアナライザーＨＰ８７２０ＥＳを使用している。
【０１３１】
図６は、実施例１の磁性体層１１（１５０μｍ厚）の材料定数（μ’，μ”，ε’，ε”）測定結果を示すグラフである。図６からわかるように、１３．５６ＭＨｚ帯の複素比透磁率の実数部μ’が５８．７、同虚数部μ”が２．６、複素比誘電率の実数部ε’が５５５．６、同虚数部ε”が１４１．７であった。
【０１３２】
図７は、実施例１１および比較例３、６、７の磁性体層１１（３５μｍ厚）の材料定数（μ’，μ”，ε’，ε”）測定結果を示すグラフである。１３．５６ＭＨｚ帯の複素比透磁率の実数部μ’が３２．５、同虚数部μ”が１．４、複素比誘電率の実数部ε’が３６３．２、同虚数部ε”が３５．７あった。また図８は、実施例５、６、８、９、１２、１３および比較例４、５の磁性体層１１（５０μｍ厚および１００μｍ厚）の材料定数（μ’，μ”）測定結果を示すグラフである。１３．５６ＭＨｚ帯の複素比透磁率の実数部μ’が３９．５、同虚数部μ”が２．２、複素比誘電率の実数部ε’が４４０．３、同虚数部ε”が５６．５あった。さらに図９は、実施例４、７、１０、１４の磁性体層１１（２５０μｍ厚）の材料定数（μ’，μ”，ε’，ε”）測定結果を示すグラフである。１３．５６ＭＨｚ帯の複素比透磁率の実数部μ’が４７．１、同虚数部μ”が１．３、複素比誘電率の実数部ε’が８８５．３、同虚数部ε”が１９８あった。
【０１３３】
したがって、実施例および比較例の磁性体層１１の材料定数は、通信周波数（この例では、１３．５６ＭＨｚ帯）における複素比透磁率の実数部μ’が３０以上であり、かつ複素比透磁率の虚数部μ”を複素比透磁率の実数部μ’で除算した値である透磁率損失項ｔａｎδμ（＝μ”／μ’）が０．２以下である。本実施例の磁性体層１１による効果を得るためには通信周波数に於ける複素比透磁率の実数部μ’および虚数部μ”が、高μ’および低μ”の関係となることが重要である。
【０１３４】
材料定数において請求項に規定する数値が実現できたのは、以下の理由による。第１の理由は、扁平な軟磁性金属（ＪＥＭ粉やセンダストなど）を用いたためである。第２の理由は、さらに扁平な軟磁性金属の形状を壊す（歪み、折れなど）ことなく、軟磁性金属をバインダー（ポリマー）に対して２０体積％以上含有されており、密に分散させて配向させたためである。第１および第２の理由の意味は、扁平な軟磁性金属粉をこのように分散させることで、まず絶縁材料であるバインダーで軟磁性金属粉を包み込むことにより磁性体層１１の絶縁性（高抵抗値）と柔軟性を確保すること、および扁平形状の軟磁性金属粉が平面方向に配向・配列することで、磁性体層１１に対して略垂直方向の磁束の進入を許すが通過を許さず、略水平方向の磁束は集めて通過しやすくするという磁気特性の異方性を与えることが可能になるためである。第３の理由は、シートの複素比透磁率μの実数部μ’の低下する周波数を高周波数化（たとえば、５０ＭＨｚ以上）にすることで、通信周波数の複素比透磁率μの虚数部μ”を低くしたためである（配合方法および金属の組成比、粒度分布の検討により実現）。
【０１３５】
以上の３つの理由が複合して本件材料を用いた各実施例の磁性体層１１では、好ましい特有の材料定数μ’，μ”を得ることができている。一般のノイズ抑制シートは、各周波数における複素比透磁率の実数部μ’および虚数部μ”を共に上げるべく設計されている。本発明はその技術と明確に一線を画しており、特定の通信周波数（１３．５６ＭＨｚ帯）にて複素比透磁率の実数部μ’は高いものの虚数部μ”は低いというエネルギ損失面の意味で逆の性能を実現させている。また、通信周波数が１３．５６ＭＨｚ帯である場合について、詳細に説明したが、通信周波数が１００ｋＨｚ以上３０ＧＨｚ以下であっても、好ましい特有の材料定数μ’，μ”を得ることができている。したがって、これらの通信周波数（特定周波数）の電磁波を利用して好適に無線通信することができる。
【０１３６】
〈無線通信性能の測定〉
無線通信性能の測定は次の２つの方法により行った。
【０１３７】
（１）通信距離測定
非接触ＩＣカード６１としては、テキサス・インスツルメント製タグインレット「Ｔａｇ−ｉｔ TM ＨＦ−１」（ＲＩ−Ｉ０２−１１２Ａ）（ＩＳＯ／ＩＥＣ１５６９３−２、３）を用い、読取装置６２としては、オムロン製リーダ／ライタＶ７２０Ｓ−ＢＣ５Ｄ４を用いて、非接触ＩＣカード６１と読取装置６２との間の通信距離の測定を行った。
【０１３８】
図１０は、ＲＦＩＤシステムオムロン製読取装置６２と非接触ＩＣカード６１による通信距離の測定方法を示す概略図である。通信距離は、以下の２種類の通信距離を測定した。その測定方法は、図１０（ａ）に示すように、非接触ＩＣカード６１に基材６３を介してシート体１０を配置し、さらに、金属箔６４（鉄箔、アルミニウム箔）を配置し、この状態で非接触ＩＣカード６１と読取装置６２間の通信距離Ｌ１を測定した。この場合、通信妨害部材１９は、金属である。また、図１０（ｂ）に示すように、磁気シールドカード１０の両サイドに基材６３を介して非接触ＩＣカード６１を重なる様に２枚配置し、この状態で非接触ＩＣカード６１と読取装置６２間の通信距離Ｌ２を測定した。この場合、通信妨害部材１９は、他の非接触ＩＣカードである。
【０１３９】
非接触ＩＣカード６１を一枚のみで通信妨害部材の無い状態（自由空間の状態）で測定した通信距離は２９ｃｍであった。これに対して、磁気シールドシート１０を介在させない場合、通信距離Ｌ１は、０ｃｍとなり、通信距離が短くなった。磁気シールドシート１０を介在させたときの通信距離Ｌ１を測定した。また、磁気シールドシート１０の両面にある非接触ＩＣカード６１のそれぞれの方向から読み取り、それぞれの非接触ＩＣカード６１を読みとることが可能かを確認した。
【０１４０】
（２）相互インダクタンス測定
非接触ＩＣカード６１と磁気シールドシート１０を積層した状態で、コイル間の通信を行った場合の非接触ＩＣカード６１の共振周波数及び相互インダクタンス（表中のインピーダンスの実数部（Ｒ））をマテリアルアナライザーＥ４９９１Ａにループアンテナを装着して測定した。インピーダンスの実数部（Ｒ）がコイルのＱ値を示す。上記図１０（ａ）に示すような通信妨害部材１９が金属である場合と、図１０（ｂ）に示すような通信妨害部材１９が他の非接触ＩＣカード６１である場合について測定した。その結果を表１に示す。また、磁気シールドシート１０を用いない場合を比較例１および２とした。
【０１４１】
【表１】
2007295557.tif 000003
【０１４２】
図１１は、通信妨害部材１９が金属である場合の共振周波数およびインピーダンスの実数部（Ｒ）を示すグラフであり、図１２は、通信妨害部材１９が他の非接触ＩＣカード６１である場合の共振周波数およびインピーダンスの実数部（Ｒ）を示すグラフである。比較例２の場合、非接触ＩＣカード６１に金属を接近させると共振周波数は、１３ＭＨｚ帯から２８ＭＨｚ付近までずれ、１３．５６ＭＨｚ帯のリーダ／ライタと通信ができなくなった。非接触ＩＣカード６１を重ね合わせた状態でも共振周波数は６ＭＨｚと２４ＭＨｚとに分かれてしまい、通信はできなくなった。磁気シールドシート１０による非接触ＩＣカード６１の共振周波数の調整結果を確認した。
【０１４３】
表１に示す無線通信性能の評価結果からは、非接触ＩＣカード６１のアンテナコイルに及ぼす影響として、通信妨害部材１９が金属である場合と他の非接触ＩＣカード６１の場合で挙動が異なることがわかった。本実験において、リーダ／ライタの共振周波数は１３．５６ＭＨｚで固定している。
【０１４４】
金属（磁性材も含む）の場合は、非接触ＩＣカード６１アンテナコイルの共振周波数は自由空間における１３．５６ＭＨｚ付近からたとえば２８ＭＨｚと高周波数側に大きくずれて、インピーダンスの実数部（Ｒ）の低下も大きくなった。
【０１４５】
これに対して、非接触ＩＣカード６１の重ね合わせの場合は、共振周波数が分かれたりするが、１３．５６ＭＨｚより下および１３．５６ＭＨｚより上にずれていることが多かった。この現象を双峰性と呼んでいる。これは非接触ＩＣカード６１に１ｃｍもの隙間を与えた場合も１２．０ＭＨｚと１７．１ＭＨｚへと共振周波数がシフトしていた。
【０１４６】
ここで表１の共振周波数（ピーク値）およびインピーダンスの実数部（Ｒ）結果は、非接触ＩＣカード６１とループアンテナ間で測定したものであり、相互インダクタンスの評価である。無線通信特性はリーダ／ライタとの通信距離を評価しているが、この場合は相互インダクタンスが問われてくる。よって今回の共振周波数（ピーク値）測定と通信距離の結果は対応しているといえる。
【０１４７】
金属の場合に対する磁性体層１１（磁気シールドシート１０）の効果は、高周波数にシフトした共振周波数を下げ、通信可能な１３ＭＨｚ帯近くに持ってくること、およびインピーダンスの実数部（Ｒ）を回復させることであった。磁性体層１１の共振周波数を下げる効果は、透磁率とシート厚で決まるが、整合回路を用いない場合は下げすぎてしまうことに注意する必要があった。しかし、実施例の構成では共振周波数をほぼ通信周波数に近づけることができ、電気抵抗値の高い磁性体層１１（磁気シールドシート１０）は必須の構成要素といえた。この結果より、非接触ＩＣカード６１の近傍に金属をもってくると、共振周波数が高周波数側に大きくシフトすることと、インピーダンスの実数部（Ｒ）が低下することにより、無線通信できなくなることがわかった。つまり導体層３１の効果は、スキミング防止効果を付与できることと、高い周波数側に共振周波数を持っていくことである。
【０１４８】
一方の非接触ＩＣカード６１の重ね合わせの場合に対する磁性体層１１（磁気シールドシート１０）の効果は、磁性体層１１の持つ透磁率により共振周波数を低下させるという機能が逆効果に働く可能性があったものの、磁気シールドシート１０の厚さ分の隙間を与え、磁性体層１１を挿入すると、通信改善が可能となった。これは金属の場合に対する共振周波数のシフトの効果よりも、やはり磁界を集中して通すという磁性体層１１（磁気シールドシート１０）本来の機能を発揮したといえる。
【０１４９】
この場合には、磁気シールドシート１０に構成として、実施例３の様に内部に導体層３１（金属、磁性金属、導電性材料が使用可能）を配置し、その両側の磁性体層１１により共振周波数を調整しておく（本発明では磁性体層１１の透磁率と厚みで調節）ことがもっとも有効であった。これにより両側非接触ＩＣカード６１が接近していても、間に磁気シールドシート１０があることで両方の非接触ＩＣカード６１が読みとれることを確認した。さらに外層を磁性体層１１と導体層３１とした場合は、磁性材層１１側の非接触ＩＣカード６１はどの方向からも読みとれるが、導体層３１側の非接触ＩＣカード６１はどの方向からも読みとれず、このサイドはスキミング防止効果があることがわかった。非接触ＩＣカード６１が接近している場合には、共振周波数のピークが２つに分かれることが多く、磁気シールドシート１０により、ピークを近づけたり、１つにすることができるが通信距離を大きく伸ばすことは難しかった。実施例２及び３の様に導体層３１で一方の非接触ＩＣカード６１の通信距離をなくした場合に他方の磁性体層１１側の非接触ＩＣカード６１の通信距離が最適になった。
【０１５０】
【表２】
2007295557.tif 000004
【０１５１】
さらに非接触ＩＣカード６１の重なりによる干渉結果とそれに対する磁気シールドシート１０の通信改善効果を測定した。つまり通信妨害部材が重複アンテナコイルの場合の通信特性を評価している。図１３に、図１０（ｂ）の試験で通信特性を測定した磁気シールドシート１０の構成を示す。磁性体層１１を磁気シールドシート１０としたもの（構成ａ）、磁性体層１１および導体層３１を磁気シールドシート１０としたもの（構成ｂ）、磁性体層１１／導体層３１／磁性体層１１を磁気シールドシート１０としたもの（構成ｃ）を作成し、共振特性測定および通信特性の評価を行った。
【０１５２】
図１４〜図１６は、通信妨害部材１９が他の非接触ＩＣカード６１である場合の共振周波数およびインピーダンスの実数部（Ｒ）を示すグラフである。図１４は、構成ａ（実施例４）の結果を示し、図１５は、構成ｂ（実施例５〜７）の結果を示し、図１６は、構成ｃ（実施例８〜１０）の結果を示す。
【０１５３】
まず、構成ａの場合、磁性体層１１を高透磁率化およびシート厚を増すことで、共振ピークの双峰性は解消できないものの、ある閾値以上にて通信改善ができることが判明した。この場合、透磁率μ’とシート厚ｔ（μｍ）の積が１０，０００を超える場合に通信が可能となった。この理由は、非接触ＩＣカード６１が重なった場合の高周波数にシフトした共振ピークを磁性体層１１により通信周波数（ｆ０）まで落として調整したこと、および磁性体層１１によるインピーダンスの実数部（Ｒ）を向上効果、非接触ＩＣカード６１間の電磁結合低減効果による。
【０１５４】
構成ｂおよび構成ｄの場合、導体層３１と磁性体層１１の効果が相俟って、通信改善効果が得られた。導体層３１により高い電磁シールド効果と共振周波数を高周波数へシフトさせる効果があるため、磁性層１１による共振周波数低下効果がより活かすことができた。周波数調整やインピーダンスの実数部（Ｒ）向上のための磁性体層１１は、透磁率μ’とシート厚（μｍ）ｔの積が２，０００を超える場合から通信改善効果を得ることができた。
【０１５５】
本実施例から、非接触ＩＣカード６１が重なった場合の通信改善対策として、磁性体層１１は有効であるが、単に磁性体層１１を用いるだけでは通信改善が達成されないことも判明した。磁性体層１１に適当な透磁率μ’や厚みを与え、共振周波数調整や相互インダクタンス（本発明のインピーダンスの実数部（Ｒ））調整ができることではじめて通信改善が得られている。この磁性体層１１による調整は、導体層３１や非接触ＩＣカード６１からの距離や磁性体層１１の凹凸やスリット・スロットなどの形状効果、積層効果等にも依存するが、最も効果に直結する因子は透磁率μ’および厚みｔであった。
【０１５６】
磁気シールドシート１０の被覆層１２はあってもよいし、なくてもよい。しかし保護層としての役割は重要であり、磁気シールドシート１０の多くの場合に樹脂からなる被覆層１２が付与されている。
【０１５７】
〈磁気（磁界）シールド性の測定〉
アドバンテスト法により１００ＫＨｚ〜１ＧＨｚの周波数における磁気（磁界）シールド性を測定した。図１７は、実施例２である磁気シールドシート１０の磁界シールド性の結果を示すグラフである。図１７からわかるように、１２５ＫＨｚ〜１３５ＫＨｚの周波数で１２ｄＢ、１３ＭＨｚ帯で６０ｄＢ超と高い磁界シールド性を有することを確認した。実施例３である磁気シールドシート１０は、１００ＫＨｚ近辺の周波数で１０ｄＢ以上、１〜２０ＭＨｚの周波数で６０ｄＢ以上のシールド性があり、電磁波干渉（他波干渉）を十分防ぐことができることを確認した。ここでは示していない電界シールド性はとくに磁性金属を用いなくても、高いシールド性を得られており、今回の構成では各周波数で４０ｄＢを超えていた。
【０１５８】
また、実施例３である磁気シールドシート１０のアドバンテスト法による磁界シールド性の測定結果は、１２５ＫＨｚ〜１３５ＫＨｚの周波数で１２ｄＢ、１３ＭＨｚ帯で６０ｄＢ超と高い磁界シールド性を有していた。
【０１５９】
〈表面抵抗率の測定〉
導電性を評価するために表面抵抗率（ＪＩＳ  Ｋ６９１１準拠）を測定した。測定器としては、三菱化学製のハイレスタＭＣＰ−ＨＴ４５０を使用した。本実施例（実施例１）の磁性体層１１は、５．１×１０7Ω／□であった。比較例３，６，７で用いた磁性層１１は２×１０8Ω／□、比較例４，実施例６，８で用いた磁性層１１は２×１０4Ω／□、比較例５，実施例６，９で用いた磁性層１１は５×１０5Ω／□、実施例４，７，１０で用いた磁性層１１は６×１０5Ω／□であった。
【０１６０】
〈機械的強度の測定〉
ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠して実施例１の磁性体層１１（１５０μｍ厚）単独と実施例１である磁気シールドシート１０の引張試験を行った。ダンベル形状は１号形を用いている。磁気シールドシート１０に関してはモールディング加工後にダンベル打ち抜きを行った。引張強度は、実施例１の磁性体層１１（１５０μｍ厚）が６．２ＭＰａであったものが、実施例１である磁気シールドシート１０では１１．５ＭＰａとほぼ倍増していた。
【０１６１】
〈可とう性の評価〉
磁性体層１１を直径３ｍｍの棒に巻き付け、シートに折れや割れが発生するか否かを確認した。本発明の磁性層１１は、厚さ２５０μｍのものも含め、全て折れや割れの発生はなく、可とう性を有していることを確認した。
【０１６２】
〈塩水噴霧試験〉
防錆性は、塩水噴霧試験により評価した。具体的には、塩水噴霧試験機（スガ試験機社製のＣＡＳＳＥＲ−ＩＳＯ−３）を下記試験条件で用い、試験後の磁性体層１１および磁気シールドシート１０の表面を目視観察することにより評価した。この試験の目的は被覆層１２による気密性や防水性の向上の評価である。とくに導体層３１を用いた場合の防錆性の向上を確認している。
【０１６３】
試験条件
塩化ナトリウム溶液濃度：５±０．５重量％
噴霧室温度：３５±２℃
試験時間：４８時間
【０１６４】
結果は、導体層３１を用いていない磁気シールドシート１０に錆は無く、被覆層１２がない状態で導体層３１として鉄箔（５０μｍ厚）を使用したものはその側面に錆発生がみられた。これに対して被覆層１２により少なくとも側面を覆う様に設けたところ、錆発生がなくなった。
【０１６５】
本発明で用いたリーダライタは高出力による長距離通信が可能なタイプである。これは非接触ＩＣカード単体で用いた通信距離が２９ｃｍであったことからも裏付けられる。実際、交通機関の改札システムでは、一般に１５ｃｍ以下の通信距離で多くの場合は非接触ＩＣカードを接触させて利用されている。ところで本発明の実施例４，８〜１４にて回り込んで読み取る結果があった。また実施例５〜７においても導体層３１側からリーダライタで読みとった際に裏側にある磁性体層１１の上にある非接触ＩＣカード６１を回り込んで読みとっていた。これはリーダ／ライタの電波到達距離、つまり出力に依存する結果であり、回り込んで読むことがすべて通信失敗ということにはならない。弊社の実験においてもハンディタイプの小型リーダを用いた場合は回り込み現象は見られなかった。本発明の評価としては、まずリーダ／ライタと相対するカードが正確に読めるという結果が重要である。
【０１６６】
本発明の実施例は以上の通りであるが、その実施例に限定されることはなく、様々な材料、形状、性能、それらの組合せを用いることができる。また非接触ＩＣカードについて効果を示したが、基本的にアンテナコイルを用いる通信手段では同じ現象が起き、それらの改善手段として本発明の手法が使用することができる。アンテナコイルを用いる通信手段としてはＩＣタグや、電磁誘導方式を行うリーダ／ライタ等でも干渉回避手段とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６７】
【図１】本発明の第１の実施形態である磁気シールドシート１０を簡略化して示す断面図である。
【図２】非接触ＩＣカード１５を簡略化して示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態である磁気シールドシート１０を簡略化して示す断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態である磁気シールドシート１０を簡略化して示す断面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態である収容容器４１を簡略化して示す断面図である。
【図６】実施例１の磁性体層１１（１５０μｍ厚）の材料定数（μ’，μ”，ε’，ε”）測定結果を示すグラフである。
【図７】磁性体層１１（３５μｍ厚）の材料定数（μ’，μ”，ε’，ε”）測定結果を示すグラフである。
【図８】磁性体層１１（５０μｍ厚、１００μｍ厚）の材料定数（μ’，μ”）測定結果を示すグラフである。
【図９】磁性体層１１（２５０μｍ厚）の材料定数（μ’，μ”，ε’，ε”）測定結果を示すグラフである。
【図１０】ＲＦＩＤシステムオムロン製読取装置６２と非接触ＩＣカード６１による通信距離の測定方法を示す概略図である。
【図１１】通信妨害部材１９が金属である場合の共振周波数およびインピーダンスの実数部（Ｒ）を示すグラフである。
【図１２】通信妨害部材１９が他の非接触ＩＣカード６１である場合の共振周波数を示すグラフである。
【図１３】通信改善効果を測定した磁気シールドシート１０の構成を示す図である。
【図１４】通信妨害部材１９が他の非接触ＩＣカード６１である場合の共振周波数およびインピーダンスの実数部（Ｒ）を示すグラフである。
【図１５】通信妨害部材１９が他の非接触ＩＣカード６１である場合の共振周波数およびインピーダンスの実数部（Ｒ）を示すグラフである。
【図１６】通信妨害部材１９が他の非接触ＩＣカード６１である場合の共振周波数およびインピーダンスの実数部（Ｒ）を示すグラフである。
【図１７】実施例２である磁気シールドシート１０の磁界シールド性の結果を示すグラフである。
【図１８】非接触ＩＣカードの構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１６８】
１０  磁気シールドシート
１１  磁性体層
１２  被覆層
１５，６１  非接触ＩＣカード
１６  アンテナ素子
１７  ＩＣ
１８  仮想面
１９  通信妨害部材
２０  磁力線
２１  仮想線
３１  導体層
３２  積層体
４１  収容容器
４２  非接触ＩＣカード
４３  第１収容部
４４  第２収容部
６２  読取装置
６３  基材
６４  金属箔
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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