JP5274082B2 - 繊維強化樹脂製コア - Google Patents

Description

本発明は、樹脂シート、紙、金属箔、糸、線材等の種々の巻回物が巻き付けられるコア（巻き芯）、及び、コアへの非接触ＩＣタグの取付方法に関するものであり、詳しくは、繊維強化樹脂によって基体が円筒状に形成されてなる繊維強化樹脂製コア、及び、この繊維強化樹脂製コアへの非接触ＩＣタグの取付方法に関するものである。

樹脂シート、紙、金属箔、糸、線材等の長尺状の材料は、コア（巻き芯）にロール状に巻き付けられて巻回物として取り扱うことが一般的になされている。そして、コアに巻き付けられた巻回物の製造履歴などの情報を記録するため、コアに非接触ＩＣタグを取り付けることが種々、提案されている。

ここで、非接触ＩＣタグとは、ＩＣチップ及びアンテナを具備するタグ（ラベル）であり、読取り・書込み装置（以下、「ＲＷ装置」と言う）にかざすことで、ＩＣチップのメモリに記憶された情報を読込んだり、ＩＣチップのメモリに情報を書き込むことができるものである。なお、本書においては、単に「ＩＣタグ」と称した場合、特別な記載がない限り非接触ＩＣタグを示すこととする。

特開２００２−３７３３１６号公報 特開２００６−２３２４４９号公報 特開２００８−０２４５０４号公報

ところで、コアの中には、繊維強化樹脂によって基体が円筒状に形成されてなる繊維強化樹脂製コアがある。そして、このような繊維強化樹脂製コアは、頑丈であり、また高価であることから、長期間に渡って繰返し使用される。また、表面等が損傷した場合には、修理して再利用されることもある。

このように長期間に渡って繰り返し使用されたり、修理して再利用される繊維強化樹脂製コアでは、繊維強化樹脂製コア自体が単体で手荒に取り扱われることがあり、また、修理されることもあることから、取り付けたＩＣタグが破損してしまう虞がある。よって、繊維強化樹脂製コアでは、取り付けたＩＣタグが簡単には破損しないようにすることが要望される。

また、既に流通している繊維強化樹脂製コアについても、簡単には破損しないようにＩＣタグを取り付けることが要望される。

一方、繊維強化樹脂製コアは、ガラス繊維強化樹脂、ケブラー繊維強化樹脂、カーボン繊維強化樹脂等、種々の繊維強化樹脂によって円筒状の基体が形成されているのであるが、カーボン繊維強化樹脂は導電性があることから、カーボン繊維強化樹脂によって基体が形成された繊維強化樹脂製コアにＩＣタグを貼付けた場合では、ＲＷ装置の電波がカーボン繊維強化樹脂に吸収されてしまい、ＲＷ装置にかざしても、ＩＣチップの情報を上手く読込めないことや、ＩＣチップに情報を上手く書込めないことが懸念される。

本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、本発明である第一の発明は、簡単には破損しないＩＣタグを有する繊維強化樹脂製コアの提供を課題とする。

また、第二の発明は、簡単には破損しないようにＩＣタグを取り付けることのできる繊維強化樹脂製コアへのＩＣタグの取付方法の提供を課題とする。

さらに、第三の発明は、カーボン繊維強化樹脂から円筒状の基体が形成された繊維強化樹脂製コアであっても、ＩＣチップの情報を良好に読込み及び書込みすることができるＩＣタグ付きの繊維強化樹脂製コアの提供を課題とする。

本発明である第一の発明の主要な手段は、「巻回物が巻き付けられるコアであり、繊維強化樹脂によって基体が円筒状に形成されてなる繊維強化樹脂製コアであって、前記基体を構成する繊維強化樹脂層は、導電性を有するカーボン繊維強化樹脂層と、該導電性を有するカーボン繊維強化樹脂層の外側に形成された導電性を有しないガラス繊維強化樹脂層とで構成され、該導電性を有しないガラス繊維強化樹脂層の内部で且つ前記導電性を有するカーボン繊維強化樹脂から厚さ方向に離間して非接触ＩＣタグが埋設されていることを特徴とする繊維強化樹脂製コア」である。また、本発明は、上記の手段に加えて、「前記基体は、前記導電性を有しないガラス繊維強化樹脂層が、長手方向の少なくとも一部に備えられていることを特徴とする繊維強化樹脂製コア」としても良い。

上記構成の繊維強化樹脂製コアでは、ＩＣタグが繊維強化樹脂層の内部に埋設されていることから、ＩＣタグの表裏が、繊維強化樹脂によって堅固に保護されることになる。よって、上記構成によれば、簡単には破損しないＩＣタグを有する繊維強化樹脂製コアを提供することができる。

第二の発明の主要な手段は、
「円筒状の基体を構成する繊維強化樹脂層の表面に該繊維強化樹脂層とは別途に形成された表面層を具備し、該表面層の外面に巻回物が巻き付けられる繊維強化樹脂製コア、に非接触ＩＣタグを取り付ける繊維強化樹脂製コアへの非接触ＩＣタグの取付方法であって、
前記表面層を除去して前記繊維強化樹脂層を露呈させ、露呈した繊維強化樹脂層の表面に非接触ＩＣタグを貼着し、非接触ＩＣタグを貼着した繊維強化樹脂層の表面に再び表面層を形成することを特徴とする繊維強化樹脂製コアへの非接触ＩＣタグの取付方法」
である。

上記構成のＩＣタグの取付方法では、表面層と繊維強化樹脂層との間にＩＣタグが取り付けられることになり、ＩＣタグは、その表側が表面層によって堅固に保護され、その裏側が繊維強化樹脂層によって堅固に保護されることになる。よって、既に流通している繊維強化樹脂製コアにおいても、簡単には破損しないようにＩＣタグを取り付けることができる。

第三の発明の主要な手段は、
「巻回物が巻き付けられるコアであり、カーボン繊維強化樹脂によって基体が円筒状に形成されてなる繊維強化樹脂製コアであって、
前記基体を構成するカーボン繊維強化樹脂層に対して非接触ＩＣタグが、該非接触ＩＣタグの厚さ方向に離間して配置されていることを特徴とする繊維強化樹脂製コア」

カーボン繊維強化樹脂によって基体が形成された繊維強化樹脂製コアにＩＣタグを取り付けた場合において、情報の読込み及び書込みを如何にすれば良好に行え得るのかを、本願発明者は鋭意研究した結果、カーボン繊維強化樹脂層からＩＣタグを厚さ方向に離間させると、情報の読込み及び書込みを良好に行うことができるようになることを新たに見出し、第三の発明を完成させたのである。

よって、上記構成によれば、カーボン繊維強化樹脂によって基体が形成された繊維強化樹脂製コアであっても、情報を良好に読込み及び書込みすることができるＩＣタグ付きの繊維強化樹脂製コアを提供することができる。

上述した通り、本発明によれば、まず、第一の発明によって、簡単には破損しないＩＣタグを有する繊維強化樹脂製コアを提供することできる。

また、第二の発明によって、簡単には破損しないようにＩＣタグを取り付けることのできる繊維強化樹脂製コアへのＩＣタグの取付方法を提供することができる。

さらに、第三の発明によって、カーボン繊維強化樹脂から円筒状の基体が形成された繊維強化樹脂製コアであっても、ＩＣチップの情報を良好に読込み及び書込みすることができるＩＣタグ付きの繊維強化樹脂製コアを提供することができる。

本発明に係る繊維強化樹脂製コア、及び、繊維強化樹脂製コアへのＩＣタグの取付方法の実施形態としての例を、以下、図面を用いて詳細に説明する。

なお、繊維強化樹脂製コアは、長期間に渡って繰返し使用されたり、場合によっては修理が施されて再利用されるものである。よって、繊維強化樹脂製コア自体の製造履歴や修理履歴等の情報があると、繊維強化樹脂製コア自体を管理し易い。一方、ＩＣタグは、バーコード等の情報媒体に比して多量の情報を記録しておくことができる可能性があるものであり、また、適時、情報を変更したり、新規の情報を記録することができるものである。そこで、本書では、ＩＣタグに記録する情報として、繊維強化樹脂製コアに巻回された巻回物の情報だけでなく、繊維強化樹脂製コアの製造履歴や修理履歴等、繊維強化樹脂製コア自体の情報を記録することを新規に提案する。

図１及び図２に、繊維強化樹脂製コア１０の一例を示す。この繊維強化樹脂製コア１０は、円筒状の基体２０が繊維強化樹脂によって形成されており、基体２０は、繊維強化樹脂層２３を具備するものとなっている。そして、基体２０の繊維強化樹脂層２３の内部には、ＩＣタグ４０が埋設されている。以下、この繊維強化樹脂製コア１０の詳細を、その製造方法と共に以下に説明する。

まず、マンドレル（芯金）に、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させたシート状のガラス繊維を巻き付けてシート状ガラス繊維強化樹脂層２１を形成する。次に、シート状ガラス繊維強化樹脂層２１の表面の所望の部位にＩＣタグ４０を貼付けた上で、シート状ガラス繊維強化樹脂層２１の外周面に、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた糸状のガラス繊維を巻き付けて、シート状ガラス繊維強化樹脂層２１の外側に糸状ガラス繊維強化樹脂層２２を形成する。

そして、樹脂を熱硬化させた後にマンドレルを抜き、糸状ガラス繊維強化樹脂層２２の外面を切削や研削等によって平滑にすると、繊維強化樹脂製の円筒状の基体２０が出来上がる。なお、このように形成された基体２０では、内面がシート状のガラス繊維による繊維強化樹脂によって構成されているため、内周面の平滑性は、十分に確保されている。

最後に、上述のように形成された基体２０を金型内に配置して、基体２０の外周面に、ポリプロピレン樹脂等の熱可塑性樹脂から構成された表面層３０を形成して、繊維強化樹脂製コア１０を完成させる。なお、表面層３０としては、他の樹脂や樹脂以外の他の材質としてもよいし、繊維強化樹脂製コア１０としての表面が繊維強化樹脂のままでよい場合は、表面層３０の形成を省略してもよい。

このようにして製造された繊維強化樹脂製コア１０は、図２に示すように、シート状ガラス繊維強化樹脂層２１及び糸状ガラス繊維強化樹脂層２２からなる繊維強化樹脂層２３内にＩＣタグ４０が埋設されたものとなり、繊維強化樹脂によって堅固に保護されたＩＣタグ４０を具備する繊維強化樹脂製コア１０となる。

なお、ＩＣタグ４０を埋設する繊維強化樹脂層２３は、ガラス繊維強化樹脂からなるものであり導電性を有しないことから、ＩＣタグ４０周りにおいてＲＷ装置の電波が吸収されることはなく、ＩＣチップに対して情報の読込み及び書込みを良好に行うことができる。

また、繰返しの使用によって表面層３０が破損した場合には、修理として、古い表面層３０を除去して繊維強化樹脂層２３を露呈させ、露呈させた繊維強化樹脂層２３の外周面に新たな表面層３０を再度形成するのであるが、この修理に際しては、ＩＣタグ４０が繊維強化樹脂によって保護されている。よって、修理に際してもＩＣタグ４０が破損し難く、修理し易い繊維強化樹脂製コア１０とすることができる。

次に、第二の発明に係るＩＣタグの取付方法を、図３を用いて説明する。

まず、マンドレル（芯金）に、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させたシート状のガラス繊維を巻き付けてシート状ガラス繊維強化樹脂層２１を形成する。次に、このシート状ガラス繊維強化樹脂層２１の外周面に、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた糸状のガラス繊維を巻き付けて、シート状ガラス繊維強化樹脂層２１の外側に糸状ガラス繊維強化樹脂層２２を形成する。そして、樹脂を熱硬化させた後にマンドレルを抜き、糸状ガラス繊維強化樹脂層２２の外周面を切削や研削等によって平滑にすると、繊維強化樹脂製の円筒状の基体２０が出来上がる。

次に、基体２０の表面の所望の部位にＩＣタグ４０を貼付けた上で、基体２０を金型内に配置し、基体２０の外周面に、ポリプロピレン樹脂等の熱可塑性樹脂から構成された表面層３０を形成して、繊維強化樹脂製コア１０を完成させる。

このようにして製造された繊維強化樹脂製コア１０では、図３に示すように、基体２０の表面に貼付けられたＩＣタグ４０が表面層３０によって堅固に保護される。また、ＩＣタグ４０は、ガラス繊維強化樹脂によって構成された導電性を有しない基体２０と、ポリプロピレン樹脂等によって構成された導電性を有しない表面層３０との間に配置されることになるため、ＩＣチップに対して情報の読込み及び書込みを良好に行うことができる。

なお、表面層３０の材質については、熱可塑性樹脂に限らず、他の樹脂や樹脂以外の他の材質としてもよいが、導電性を有する材質によって表面層３０を形成する場合には、少なくともＩＣタグ４０の表面を、導電性を有しない材質によって被覆して、ＩＣタグ４０と表面層３０とを、ＩＣタグ４０の厚さ方向に離間させるのが望ましい。ＩＣチップへの情報の良好な読込み及び書込み性能を確保できるからである。

ところで、上述のように基体２０の表面にＩＣタグ４０を貼付け、ＩＣタグ４０の上に表面層３０を形成する手法は、既に流通している繊維強化樹脂製コア１０に対してＩＣタグ４０を新たに取り付ける際に適用することができる。すなわち、既に流通している繊維強化樹脂製コア１０に対しては、表面層３０の修理と同様に、古い表面層３０を除去して基体２０を露呈させた後、露呈した基体２０の表面の所望の部位にＩＣタグ４０を貼付けて、基体２０の外側に新たな表面層３０を形成すればよい。

また、基体２０と表面層３０との間にＩＣタグ４０が配置された繊維強化樹脂製コア１０において表面層３０を修理する場合に、表面層３０の除去に際してＩＣタグ４０が破損する虞がある。よって、このような修理を行う場合には、修理に先駆けて、ＩＣチップの情報をバックアップしておき、表面層３０を除去した後にＩＣタグ４０をチェックして、ＩＣタグ４０が破損していれば、露呈した基体２０の表面に新たなＩＣタグ４０を貼付けて、新たなＩＣタグ４０のＩＣチップにバックアップしておいた情報を書込めばよい。なお、表面層３０の修理に際しては、常に、ＩＣタグ４０を含めて古い表面層３０を除去することとして、修理する度に、古いＩＣタグ４０を新しいものに取り替えるようにしてもよい。

次に、第三の発明に係る繊維強化樹脂製コアについて、図４〜１０を用いて説明する。

なお、図４〜１０に示した繊維強化樹脂製コア１０の基体２０は、基体２０を構成する繊維強化樹脂がガラス繊維強化樹脂ではなく、カーボン繊維強化樹脂から構成されている点を除いて、上述の例と同様に構成されている。また、図４〜１０においては、基体２０を図示しており、表面層３０を省略してあるが、基体２０の外周面に、適宜、上述の例と同様な表面層３０を形成して繊維強化樹脂製コア１０とすればよい。

次に、図４〜１０に示した例の具体的な構造を説明する。ここで、図４〜８に示す例は、カーボン繊維強化樹脂によって形成された円筒状の基体２０において、端部の一部を切削等よって切欠き、この切欠きに、導電性を有しない材質から形成されると共に表面にＩＣタグ４０が貼付けられたＩＣタグ部材４１を、基体２０とは別途の部品として取り付けたものであり、ＩＣタグ４０が、ＩＣタグ部材４１の厚さの分だけ、基体２０を構成するカーボン繊維強化樹脂層から離間して配置されたものである。

なお、ＩＣタグ４０が予め貼付けられたＩＣタグ部材４１を基体２０に取り付けるに限らず、基体２０にＩＣタグ部材４１を取り付けた後に、ＩＣタグ部材４１の表面にＩＣタグ４０を貼付けるようにしてもよい。このような態様によれば、基体２０にＩＣタグ部材４１を取り付ける際にＩＣタグが損傷することを防止することができる。

図４に示す例では、基体２０の端部の外周面において、所定角度分が切欠かれており、この切欠きにＩＣタグ部材４１が取り付けられている。ここで、ＩＣタグ部材４１は、ガラス繊維強化樹脂によって円弧状に形成されており、外側の表面にＩＣタグ４０が貼付けられている。よって、ＩＣタグ４０は、ＩＣタグ部材４１の厚さの分だけ、基体２０を構成するカーボン繊維強化樹脂層から離間している。

図５に示す例では、基体２０の端部の内周面において、所定角度分が切欠かれており、この切欠きにＩＣタグ部材４１が取り付けられている。ここで、ＩＣタグ部材４１は、ガラス繊維強化樹脂によって円弧状に形成されており、内側の表面にＩＣタグ４０が貼付けられている。よって、ＩＣタグ４０は、ＩＣタグ部材４１の厚さの分だけ、基体２０を構成するカーボン繊維強化樹脂層から離間している。なお、図４，５では、外周面上と内周面上との切欠きにＩＣタグ部材４１を取り付けているが、図６に示すように、外周面から内周面にかけて連通した切欠きにＩＣタグ部材４１を取り付けても構わない。

図７に示す例では、基体２０の端部の外周面において、全周に渡って所定幅分が切欠かれており、この切欠きにＩＣタグ部材４１が取り付けられている。ここで、ＩＣタグ部材４１は、ガラス繊維強化樹脂によって円環状に形成されており、外側の表面にＩＣタグ４０が貼付けられている。よって、ＩＣタグ４０は、ＩＣタグ部材４１の厚さの分だけ、基体２０を構成するカーボン繊維強化樹脂層から離間している。

図８に示す例では、基体２０の端部の内周面において、全周に渡って所定幅分が切欠かれており、この切欠きにＩＣタグ部材４１が取り付けられている。ここで、ＩＣタグ部材４１は、ガラス繊維強化樹脂によって円環状に形成されており、内側の表面にＩＣタグ４０が貼付けられている。よって、ＩＣタグ４０は、ＩＣタグ部材４１の厚さの分だけ、基体２０を構成するカーボン繊維強化樹脂層から離間している。

以上の図４〜８に示した各例においては、ＩＣタグ部材４１の表面にＩＣタグ４０を貼付けた例を示したが、ＩＣタグ部材４１の内部にＩＣタグ４０を埋設するようにしてもよい。このような態様では、ＩＣタグ４０の表裏がＩＣタグ部材４１を構成する素材によって保護されるため、表面層３０を修理する場合等において表面層３０を除去する際に、ＩＣタグ４０が損傷することを防止することができる。

一方、図９及び図１０に示す例は、円筒状の基体２０に切欠きを設けずに、基体２０とは全く別途のＩＣタグ部材４１を取り付けたものである。ここで、本例においても、ＩＣタグ部材４１は、導電性を有しない材質から形成されている。

ＩＣタグ部材４１は、基体２０の内周面に沿った基部４２と、基部４２から基体２０の内側に向かって凹設された凹部４３とを具備し、凹部４３の内側の底面にＩＣタグ４０が貼付けられている。そして、基部４２を基体２０の内周面の所望の部位に貼付けることで、ＩＣタグ部材４１が基体２０に取り付けられている。このようなＩＣタグ部材４１を用いることで、凹部４３の深さの分だけ、ＩＣタグ４０を、基体２０を構成するカーボン繊維強化樹脂層から離間させることができる。また、ＩＣタグ４０を、ＩＣタグ部材４１によって隠蔽して保護することもできる。

上述の各例のように、ＩＣタグ４０をカーボン繊維強化樹脂層からＩＣタグ４０の厚さ方向に離間して配置することで、カーボン繊維強化樹脂によって基体２０が形成された繊維強化樹脂製コア１０においても、ＩＣチップに対する情報の読込み及び書込みを良好に行うことができる。なお、ＩＣタグ４０をカーボン繊維強化樹脂層から離間させる寸法は、１ｍｍ以下であると良好な読込み及び書込み性能を十分に確保することができないことから、少なくとも２ｍｍ以上、好ましくは少なくとも３ｍｍ以上、とするのがよい。

次に、図１１に、本発明の一実施形態である繊維強化樹脂製コア１０を示す。なお、図示では、基体２０を図示してあり、表面層３０を省略してあるが、基体２０に適宜の表面層３０を形成することで繊維強化樹脂製コア１０とすることができることは、前述の例と同様である。

この繊維強化樹脂製コア１０では、基体２０を構成する繊維強化樹脂が、カーボン繊維強化樹脂とガラス繊維強化樹脂によって形成されており、内側がカーボン繊維強化樹脂層２４となっており、外側がガラス繊維強化樹脂層２５となっている。そして、外側のガラス繊維強化樹脂層２５内にＩＣタグ４０が埋設されている。よって、この繊維強化樹脂製コア１０では、ＩＣタグ４０が、繊維強化樹脂層（ガラス繊維強化樹脂層２５）内に埋設されており、且つ、カーボン繊維強化樹脂層２４から厚さ方向に離間して配置された構造となっている。

このような繊維強化樹脂製コア１０は、カーボン繊維強化樹脂層２４を形成した後にカーボン繊維強化樹脂層２４の外側にガラス繊維強化樹脂層２５を形成して基体２０を形成するに際して、ガラス繊維強化樹脂層２５の形成途中にて、形成途中のガラス繊維強化樹脂層２５の表面にＩＣタグ４０を貼付けることで形成することができる。

なお、円筒状の基体２０の全幅に渡って、カーボン繊維強化樹脂層２４とガラス繊維強化樹脂層２５との二層構造とするに限らず、例えば図１２に示すように、基体２０の端部等の所望の部位において、適宜の幅分だけをカーボン繊維強化樹脂層２４とガラス繊維強化樹脂層２５との２層構造とし、他の部分は全てカーボン繊維強化樹脂層２４の一層構造とすることで、基体２０の強度を向上させるようにしてもよい。

繊維強化樹脂製コアの一例を示す要部斜視図である。 図１に示した繊維強化樹脂製コアの要部断面図である。 第二の発明に係るＩＣタグの取付方法の説明で用いる繊維強化樹脂製コアの要部断面図である。 第三の発明に係る繊維強化樹脂製コアの一例を示す要部斜視図である。 第三の発明に係る繊維強化樹脂製コアの別の例を示す要部斜視図である。 第三の発明に係る繊維強化樹脂製コアの別の例を示す要部斜視図である。 第三の発明に係る繊維強化樹脂製コアの別の例を示す要部斜視図である。 第三の発明に係る繊維強化樹脂製コアの別の例を示す要部斜視図である。 第三の発明に係る繊維強化樹脂製コアの別の例を示す要部斜視図である。 図９に示した繊維強化樹脂製コアの要部断面図である。 本発明の繊維強化樹脂製コアの一例を示す要部断面図である。 本発明の繊維強化樹脂製コアの別の例を示す要部断面図である。

符号の説明

１０ 繊維強化樹脂製コア
２０ 基体
２１ シート状ガラス繊維強化樹脂層
２２ 糸状ガラス繊維強化樹脂層
２３ 繊維強化樹脂層
２４ カーボン繊維強化樹脂層
２５ ガラス繊維強化樹脂層
３０ 表面層
４０ ＩＣタグ
４１ ＩＣタグ部材
４２ 基部
４３ 凹部

Claims (2)

1. 巻回物が巻き付けられるコアであり、繊維強化樹脂によって基体が円筒状に形成されてなる繊維強化樹脂製コアであって、
   前記基体を構成する繊維強化樹脂層は、導電性を有するカーボン繊維強化樹脂層と、該導電性を有するカーボン繊維強化樹脂層の外側に形成された導電性を有しないガラス繊維強化樹脂層とで構成され、該導電性を有しないガラス繊維強化樹脂層の内部で且つ前記導電性を有するカーボン繊維強化樹脂から厚さ方向に離間して非接触ＩＣタグが埋設されていることを特徴とする繊維強化樹脂製コア。
2. 前記基体は、
   前記導電性を有しないガラス繊維強化樹脂層が、長手方向の少なくとも一部に備えられていることを特徴とする請求項１に記載の繊維強化樹脂製コア。

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