JP6218593B2 - Wireless tag - Google Patents
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Description
本発明は、焼尽性を考慮した無線タグに関するものである。 The present invention relates to a wireless tag in consideration of burnout.
無線タグは、RFID(Radio Frequency IDentification)タグ、無線IC(Integrated Circuit)タグ、電子タグなどとも呼ばれている。無線タグは、無線リーダ(又は無線リーダライタ)と非接触で無線データ通信が可能である。無線タグを管理対象物に付すことで、無線リーダが無線タグの情報を読み取り、非接触で管理対象物を管理することができる。又、無線タグにセンサを装備することで、管理対象物に関する測定や無線タグの周辺環境の測定等を行うことができる。特許文献1に、紙製の基材が用いられた無線タグが記載されており、特許文献2に樹脂フィルム製の基材が用いられた無線タグが記載されており、特許文献3にガス検出用のセンサを有する無線タグが記載されている。
The wireless tag is also called an RFID (Radio Frequency IDentification) tag, a wireless IC (Integrated Circuit) tag, an electronic tag, or the like. The wireless tag can perform wireless data communication without contact with a wireless reader (or wireless reader / writer). By attaching the wireless tag to the management object, the wireless reader can read the information of the wireless tag and manage the management object without contact. In addition, by mounting a sensor on the wireless tag, it is possible to perform measurement related to the management target, measurement of the surrounding environment of the wireless tag, and the like.
例えば、大砲のような火砲では、発射薬や点火薬のような火薬を焼尽性容器に封入した装薬が用いられる。砲弾射撃の際には、装薬が火砲砲身の薬室に装填され、その上に弾丸が載置される。この火薬が点火されると爆発的な燃焼を引き起こし、その燃焼ガス圧力により弾丸が発射される。このような装薬に使用する焼尽性容器が、例えば、特許文献4に記載されている。
For example, in a gun like a cannon, a charge in which a gunpowder such as a propellant or an igniter is enclosed in a burnout container is used. During shell shooting, the charge is loaded into the chamber of the gun barrel, and a bullet is placed on it. When this explosive is ignited, it causes explosive combustion, and a bullet is fired by the combustion gas pressure. A burnout container used for such charge is described in
現在、装薬(火薬)の情報(製造ロット番号や製造場所、製造年月日など)の管理は、装薬の梱包箱や焼尽性容器に印字された文字を、オペレータが目視で1つ1つ確認することで行われている。この作業は、装薬の数が多くなるほど、多くの時間と人手とを有し、手間が掛かる作業となっている。又、火薬の温度は弾丸の弾道性能に影響を及ぼすため、射撃の前に火薬の温度を正確に把握したい場合がある。火薬の温度を測定する場合、千枚通し等の尖頭物で焼尽性容器に穴を開け、棒状の温度計を挿入して測定している。この測定方法は火薬を発火させないように充分注意して行う必要があるため、時間と人手を一層要し、射撃準備の限られた時間の中で全ての火薬の温度を測定することは困難である。 Currently, charge (powder) information (manufacturing lot number, manufacturing location, date of manufacture, etc.) is managed by the operator visually checking the letters printed on the packing box and the burnout container of the charge. It is done by checking one. This work is a work that requires more time and manpower as the number of charges increases. Also, since the temperature of the gunpowder affects the ballistic performance of the bullet, there are cases where it is desired to accurately grasp the temperature of the gunpowder before shooting. When measuring the temperature of explosives, a hole is made in a burnt-out container with a sharp object such as a thousand pieces, and a rod-shaped thermometer is inserted. This method needs to be done with great care so as not to ignite the explosive, so it takes more time and manpower, and it is difficult to measure the temperature of all explosives in a limited time for shooting preparation. is there.
装薬の情報を短時間で取得するために、装薬に無線タグを取り付けることが考えられる。又、必要性に応じて無線タグにセンサを装備して、装薬の内部の火薬の温度等を測定することが考えられる。 In order to obtain information on the charge in a short time, it is conceivable to attach a wireless tag to the charge. In addition, it is conceivable to equip the wireless tag with a sensor as needed to measure the temperature of the explosive inside the charge.
しかしながら、装薬は、燃焼後に残渣物を殆ど生じさせないことが重要である。又、装薬は、僅かに残渣物が生じたとしてもその大きさが微細であることが重要である。大量に又は大きな残渣物が生じると噛み込みによる次弾薬の装填不良や、残渣物の熱による次弾薬の不期発火を招く原因となり得るからである。特許文献1〜3に記載されたような従来の無線タグは、焼尽性についての考慮がなされていないので、構成部材の殆どが火砲内に残渣物として残る可能性が高く、装薬に対して使用することができないという問題がある。
However, it is important that the charge produces little residue after combustion. Further, it is important that the size of the charge is fine even if a slight amount of residue is generated. This is because, if a large amount or a large residue is generated, it may cause a failure to load the next ammunition due to biting, or an unexpected firing of the next ammunition due to the heat of the residue. Conventional wireless tags such as those described in
又、爆発的な燃焼を引き起こすものとして、火薬又は爆薬を用いた武器弾薬、自動車用エアバック、発破用火薬類などの種々の火工品、打上煙火や仕掛煙火などの煙火(花火)、飛翔体(ロケット)の推進薬などが挙げられる。これらに対しても、爆発後の無線タグの残渣物が問題になる場合、従来の無線タグを使用することができないという問題がある。又、焼却処分場等で焼却される容器のように焼かれてしまう物に付される無線タグであっても、燃焼後に残渣物の少ないものが望まれる。 In addition, explosive combustion is caused by various pyrotechnics such as explosives or explosive weapon ammunition, automobile airbags, blasting explosives, fireworks such as launch fireworks and in-process fireworks, and flying. Examples include propellants for the body (rocket). Against these problems, there is a problem that conventional wireless tags cannot be used when the residue of the wireless tags after the explosion becomes a problem. Further, even a wireless tag attached to an object that is burned, such as a container that is incinerated at an incineration disposal site or the like, is desired to have a small amount of residue after combustion.
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、焼尽性に優れ、燃焼後に残渣物の少ない無線タグを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a wireless tag that is excellent in burnout and has little residue after combustion.
前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項1に記載された無線タグは、基材と、前記基材に設けられたアンテナと、前記基材に実装され前記アンテナに電気的に接続される無線タグ用回路とを備える無線タグであって、前記基材が、分子中に酸素を含有する自己反応性物質の焼尽性材料を含んで形成されていることを特徴とする。
The wireless tag according to
請求項2に記載された無線タグは、請求項1に記載のものであり、前記焼尽性材料が、ニトロセルロース誘導体、及び/又はニトログアニジン誘導体を含んでいることを特徴とする。
The wireless tag described in
請求項3に記載された無線タグは、請求項1又は2に記載のものであり、前記アンテナが、導電性の有機材料によって前記基材に膜状の導電パターンで形成されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the wireless tag according to the first or second aspect, wherein the antenna is formed in a film-like conductive pattern on the base material with a conductive organic material. And
請求項4に記載された無線タグは、請求項1又は2に記載のものであり、前記アンテナが、導電性の無機材料によって前記基材に膜状の導電パターンで形成されており、前記導電パターンの膜厚が最大でも50μmであることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the wireless tag according to the first or second aspect, wherein the antenna is formed by a conductive inorganic material in a film-like conductive pattern on the base material. The film thickness of the pattern is 50 μm at the maximum.
請求項5に記載された無線タグは、請求項1から4のいずれかに記載のものであり、前記アンテナには、外周に切り欠き部が形成され、及び/又は抜き孔が形成されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, the wireless tag according to any one of the first to fourth aspects is provided, wherein the antenna has a notch formed on an outer periphery and / or a punched hole. It is characterized by that.
請求項6に記載された無線タグは、請求項1から5のいずれかに記載のものであり、前記無線タグ用回路の構成部品が、導電性接着剤、異方性導電接着体、又は低温半田によって前記基材に実装されていることを特徴とする。 A wireless tag according to a sixth aspect is the one according to any one of the first to fifth aspects, wherein a component of the circuit for the wireless tag is a conductive adhesive, an anisotropic conductive adhesive, or a low temperature. It is mounted on the base material by solder.
請求項7に記載された無線タグは、請求項1から6のいずれかに記載のものであり、前記無線タグ用回路の構成部品の少なくとも一部が、有機材料で形成されていることを特徴とする。
The wireless tag described in claim 7 is the one according to any one of
請求項8に記載された無線タグは、請求項1から7のいずれかに記載のものであり、前記基材の少なくとも一部を覆うカバーが備えられており、前記カバーが焼尽性材料を含んで形成されていることを特徴とする。
The wireless tag according to claim 8 is the one according to any one of
請求項9に記載された無線タグは、請求項1から8のいずれかに記載のものであり、前記無線タグ用回路が、パッシブ型無線タグとして動作するための電源部を備えていることを特徴とする。
The wireless tag according to claim 9 is the one according to any one of
請求項10に記載された無線タグは、請求項1から9のいずれかに記載のものであり、前記無線タグ用回路が、測定対象を測定するセンサを備えており、前記センサの測定値を前記アンテナから無線送信可能であることを特徴とする。
The wireless tag according to claim 10 is the one according to any one of
請求項11に記載された無線タグは、請求項1から10のいずれかに記載のものであり、前記無線タグ用回路が、予め設定された情報を前記アンテナから無線送信可能であることを特徴とする。
The wireless tag according to
本発明の無線タグによれば、基材が焼尽性材料を含んで形成されていることで、無線タグの中で大部分を占める基材が焼尽するため、焼尽性に優れ、燃焼後に残渣物の少ない無線タグとすることができる。 According to the wireless tag of the present invention, since the base material is formed to include a burnout material, the base material that occupies most of the wireless tag is burned out. It can be set as a wireless tag with few.
焼尽性材料が、ニトロセルロース誘導体、及び/又はニトログアニジン誘導体を含んでいる場合、短時間に焼尽して残渣物を生じさせないため、極めて焼尽性に優れた無線タグとすることができる。 In the case where the burnout material contains a nitrocellulose derivative and / or a nitroguanidine derivative, it is burnt out in a short time and does not generate a residue, so that a wireless tag with extremely excellent burnout can be obtained.
アンテナが導電性の有機材料によって基材に膜状の導電パターンで形成されている場合、基材の次に大きな部材であるアンテナが燃焼するため、残渣物を一層少なくすることができる。アンテナが、導電性の無機材料によって基材に膜状の導電パターンで形成されており、その膜厚が最大でも50μmである場合、無線タグの装備対象物(管理対象物)が爆発する場合に、アンテナが爆発の衝撃で一層微細化し易くなる。アンテナには、外周に切り欠き部が形成され、及び/又は抜き孔が形成されている場合、アンテナが爆発の衝撃で一層微細化し易くなる。 When the antenna is formed of a conductive organic material with a film-like conductive pattern on the base material, the antenna, which is the next largest member after the base material, burns, so that residue can be further reduced. When the antenna is formed of a conductive inorganic material with a film-like conductive pattern on the base material, and the film thickness is 50 μm at the maximum, the equipment (management object) of the wireless tag explodes. The antenna becomes easier to miniaturize due to the impact of explosion. When a notch is formed on the outer periphery and / or a hole is formed in the antenna, the antenna is more easily miniaturized by the impact of an explosion.
無線タグ用回路の構成部品が、導電性接着剤、異方性導電接着体、又は低温半田によって基材に実装されている場合、これらが燃焼したり溶融したりするため、構成部品が分離して残渣物を少なくすることができる。又、基材を発火させない低温で、構成部品を安全に実装することができる。 When components of a circuit for a wireless tag are mounted on a substrate with a conductive adhesive, anisotropic conductive adhesive, or low-temperature solder, the components are separated because they are burned or melted. The residue can be reduced. In addition, the components can be safely mounted at a low temperature that does not ignite the base material.
無線タグ用回路の構成部品の少なくとも一部が有機材料で形成されている場合、有機材料が燃焼して、残渣物を少なくすることができる。基材の少なくとも一部を覆うカバーを付したとしても、そのカバーが焼尽性材料を含んで形成されている場合、残渣物を生じさせない。 In the case where at least a part of the components of the wireless tag circuit is formed of an organic material, the organic material can be burned to reduce residue. Even if a cover that covers at least a part of the substrate is attached, if the cover is formed to include a burnout material, no residue is generated.
無線タグ用回路がパッシブ型無線タグとして動作するための電源部を備えている場合、電池を備えないため、アクティブ型無線タグよりも残渣物を生じ難くすることができる。無線タグ用回路がセンサを備え、その測定値をアンテナから無線送信可能である場合、無線リーダで読み込むことで、装備対象物に関する測定を、非接触で簡便、迅速に行うことができる。無線タグ用回路が、予め設定された情報をアンテナから無線送信可能である場合、無線リーダで読み込むことで、燃焼する装備対象物の管理を、非接触で、簡便、迅速に行うことができる。 In the case where the wireless tag circuit includes a power supply unit that operates as a passive wireless tag, a battery is not included, so that a residue can be less likely to be generated than in an active wireless tag. When the wireless tag circuit includes a sensor and the measured value can be wirelessly transmitted from the antenna, reading with a wireless reader can easily and quickly perform measurement related to the installation target without contact. When the wireless tag circuit can wirelessly transmit preset information from the antenna, the equipment to be burned can be managed in a non-contact, simple and quick manner by reading with a wireless reader.
以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態例に限定されるものではない。 Hereinafter, although the form for implementing this invention is demonstrated in detail, the scope of the present invention is not limited to these form examples.
図1(a)に、本発明を適用する無線タグ1の平面図、及び図1(b)に無線タグ1の正面図を示す。無線タグ1は、無線タグ1の装備される装備対象物の燃焼や発熱に伴い、焼尽するように考慮されたものである。又、例え無線タグ1の一部が残渣物になり得ても、装備対象物の燃焼時の熱や衝撃で残渣物が微細化するように考慮されたものである。ここでは、一例として、無線タグ1が、弾丸の発射薬や点火薬となる火薬を収容する焼尽性容器(装備対象物の一例)に装備されるものとして説明する。
FIG. 1A shows a plan view of a
無線タグ1は、基材2、アンテナ3、及び無線タグ用回路4を備えている。
The
基材2は、絶縁性を有する薄いシート状のものである。基材2は、焼尽性を向上させるために、薄い厚みで形成されていることが好ましく、可及的に小さなサイズで形成されていることが好ましい。基材2のサイズ(面積)を小さくするために、同図のようにアンテナ3がループ形状で形成されている場合、ループ形状の内側の基材2に、1つ又は複数の貫通孔(図示省略)を形成してもよい。同図では、基材2の平面形状の外形が長方形に形成された例を示しているが、形状は用途やアンテナ3の形状に合わせて適宜変更すればよい。基材2が、シート状(板状)ではなく、必要性に応じて直方体などの立体形状で形成されていてもよい。
The
基材2は、無線タグ1の大部分を占める最も大きい部材であるため、無線タグ1の焼尽性を向上させるために、焼尽性材料を含んで形成されている。
Since the
焼尽性材料は、燃焼性が高く、燃焼しても灰や燃え残りなどの残渣物が殆ど生じないものである。焼尽性材料には、一例として、自己反応性物質(分子中に酸素を含有し、自己燃焼しやすい固体又は液体の物質)であるニトロセルロース誘導体、及び/又はニトログアニジン誘導体を主成分として含んでいるものを使用することが好ましい。ニトロセルロース誘導体には、ニトロセルロース、アセチルニトロセルロース(難燃化ニトロセルロース)が挙げられる。ニトログアニジン誘導体には、ニトログアニジンが挙げられる。焼尽性材料は、ニトロ化合物を含むもの以外に、火薬や爆薬に用いられる他の自己反応性物質を含むものであってもよい。焼尽性材料の焼尽性能(焼尽時間や残渣物の量、発火点等)は、例えば装備対象物の用途や保管状況、使用条件、燃焼状況に応じて適宜変えることができる。 The burnout material is highly combustible, and hardly generates residue such as ash and unburned residue even when burned. As an example, the burnout material contains a nitrocellulose derivative and / or a nitroguanidine derivative, which is a self-reactive substance (a solid or liquid substance containing oxygen in the molecule and easily burned), as a main component. It is preferable to use what is. Nitrocellulose derivatives include nitrocellulose and acetyl nitrocellulose (flame retardant nitrocellulose). The nitroguanidine derivative includes nitroguanidine. The burnout material may contain other self-reactive substances used for explosives and explosives in addition to those containing nitro compounds. The burn-out performance (burn-out time, amount of residue, ignition point, etc.) of the burn-out material can be appropriately changed according to, for example, the use of the object to be equipped, the storage status, the use conditions, and the combustion status.
ニトロセルロースは、燃焼性、及び焼尽性に優れるため、焼尽性材料の主成分として好ましく使用することができる。ニトロセルロースと樟脳などから製造される合成樹脂であるセルロイドは、焼尽性に優れると共に、シート(フィルム)を簡便に形成することができるため、基材2(焼尽性材料)として好ましく使用することができる。セルロイドの製造方法は、公知であるので詳細な説明を省略する。市場で販売されているシート状のセルロイドを購入し、所望のサイズに切り分けて、基材2として使用してもよい。又、ニトロセルロースを主成分とし、シート状に加工されて販売されているEURENCO社製の商品名Nitrofilm(ニトロフィルム)を焼尽性材料として用いてもよい。この場合も、所望のサイズに切り分けることで、基材2として使用することができる。
Since nitrocellulose is excellent in combustibility and burnout, it can be preferably used as a main component of the burnout material. Celluloid, which is a synthetic resin produced from nitrocellulose and camphor, etc. is excellent in burnout and can easily form a sheet (film). Therefore, it can be preferably used as the substrate 2 (burnout material). it can. Since the manufacturing method of a celluloid is well-known, detailed description is abbreviate | omitted. Sheet-like celluloid sold in the market may be purchased, cut into a desired size, and used as the
又、基材2が、公知の焼尽性容器と同様の材料で形成されていてもよい。焼尽性容器は、焼尽性材料で形成されているので、焼尽性に優れている。特に、無線タグ1が取り付けられる焼尽性容器と基材2とを同様の材料で形成すると、無線タグ1と焼尽性容器との焼尽性能を同じにすることができるため、好ましい。
Moreover, the
焼尽性容器(焼尽性材料)は、例えば特許文献4に記載されているように、主成分であるニトロセルロースと、可燃繊維と、必要に応じて添加剤とを水中でスラリー状にし、抄造、圧搾の工程を経て製造される。抄造は、一例として、スラリーを漉簀で吸引抄造して行う。圧搾は、抄造したものを基材2の形状に合わせた金型、又は平坦な金型に押し付けて加熱しながら圧搾する。平坦な金型を用いた場合、平板状に圧搾された板材を基材2の形状に合わせて切り分けて使用する。
The burnout container (burnout material), for example, as described in
このような焼尽性材料では、可燃繊維成分を8〜89重量%、及びニトロセルロース成分を10〜91重量%とすることが好ましい。ニトロセルロース成分を多く含むほど焼尽性を向上させることができ好ましいが、強度が弱くなるため、成分の配合割合を適宜決定する。 In such a burnout material, the combustible fiber component is preferably 8 to 89% by weight, and the nitrocellulose component is preferably 10 to 91% by weight. The more the nitrocellulose component is contained, the better the burnability can be improved, but the strength is weakened, so the mixing ratio of the components is appropriately determined.
ニトロセルロース成分としては、JIS規格(JIS K6703)のものに加え、そのJIS規格に無いものを各省庁で要求事項や試験方法について標準化して定めたものである防衛省規格(NDS)K−4013C(ニトロセルロース砲弾用)で定められた等級I(窒素含有量12.45〜12.75%)や等級II(窒素含有量13.35重量%以上)や等級III(窒素含有量13.10〜13.30重量%)であるニトロセルロースを使用することができる。又、前述したように、ニトロセルロース以外にも、アセチルニトロセルロース(難燃化ニトロセルロース)、ニトログアニジンなどの自己反応性物質を使用してもよい。 As nitrocellulose components, in addition to those of the JIS standard (JIS K6703), those not included in the JIS standard are standardized by the ministries and agencies regarding requirements and test methods, and are defined by the Ministry of Defense Standard (NDS) K-4013C. Grade I (nitrogen content 12.45-12.75%) and Grade II (nitrogen content 13.35% by weight or more) and Grade III (nitrogen content 13.10) defined in (for nitrocellulose shells) 13.30 wt%) nitrocellulose can be used. As described above, in addition to nitrocellulose, self-reactive substances such as acetyl nitrocellulose (flame retardant nitrocellulose) and nitroguanidine may be used.
可燃繊維成分は、クラフトパルプのようなケミカルパルプであることが好ましいが、その他のケミカルパルプや機械パルプでもよく、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチル、エチルセルロースのようなセルロースからなる繊維であってもよく、草本植物、灌木植物、喬木植物の少なくとも何れかに由来する繊維であってもよく、古紙であってもよく、アクリル繊維であってもよい。また、可燃繊維成分として、平均繊維径を最大でも1.5μmとしつつ平均繊維長を平均繊維径で除したアスペクト比(平均繊維長/平均繊維径)を10以上とする微細化セルロース繊維(セルロースナノファイバー)を含んでいてもよい。微細化セルロース繊維が含まれていると、基材2の強度が向上する。
The combustible fiber component is preferably a chemical pulp such as kraft pulp, but may be other chemical pulp or mechanical pulp, and is a fiber made of cellulose such as cellulose acetate, cellulose acetate propionate, cellulose acetate butyl, or ethyl cellulose. It may be a fiber derived from at least one of a herbaceous plant, a shrub plant, or an oak plant, may be waste paper, or may be an acrylic fiber. Further, as combustible fiber components, a refined cellulose fiber (cellulose) having an average fiber diameter of 1.5 μm at the maximum and an aspect ratio (average fiber length / average fiber diameter) obtained by dividing the average fiber length by the average fiber diameter is 10 or more. Nanofiber) may be included. When the refined cellulose fiber is contained, the strength of the
草本植物として、ケナフ、アサ、アマ、アバカ、タケ、ワタ、イネ、ムギ、バショウ、及びジュートが挙げられ、灌木植物として、コウゾ、ミツマタ、及びガンピが挙げられ、喬木植物として、パルプの原木となる針葉樹、広葉樹が挙げられる。古紙は、段ボール古紙や新聞古紙や裁落紙が挙げられ、繊維に解し必要に応じインキ抜きなどの処理を経て抄紙されるものである。アクリル繊維は、アクリロニトリルを主成分とする合成高分子からなる繊維であることが好ましい。 Herbaceous plants include kenaf, Asa, flax, abaca, bamboo, cotton, rice, wheat, bamboo shoots, and jute. Shrub plants include mulberry, mitsumata, and ganpi. Conifers and hardwoods. Examples of the used paper include corrugated used paper, newspaper used paper, and cut paper, and are made into paper after being processed into a fiber and processed as necessary to remove ink. The acrylic fiber is preferably a fiber made of a synthetic polymer mainly composed of acrylonitrile.
微細化セルロース繊維は、例えば、セルロースナノファイバー、微小セルロース繊維、セルロースナノ繊維、ミクロフィブリル化セルロース、微細セルロース、セルロース繊維、微細セルロース繊維、微細繊維状セルロースと指称されるものであってもよい。微細化セルロース繊維として、具体的に、セリッシュ:KY−100G、KY−100S、FD−100F、FD−100G、FD−100S、FD−100M、FD−200L、PC−110S(何れもダイセルファインケム株式会社製;商品名)やBiNFi−s(ビンフィス)(登録商標)(株式会社スギノマシン製;商品名)が挙げられる。 The fine cellulose fiber may be referred to as, for example, cellulose nanofiber, fine cellulose fiber, cellulose nanofiber, microfibrillated cellulose, fine cellulose, cellulose fiber, fine cellulose fiber, or fine fibrous cellulose. Specifically, as a refined cellulose fiber, serish: KY-100G, KY-100S, FD-100F, FD-100G, FD-100S, FD-100M, FD-200L, PC-110S (all are Daicel Finechem Co., Ltd.) Product name) and BiNFi-s (Binfis) (registered trademark) (manufactured by Sugino Machine Co., Ltd .; product name).
焼尽性材料に必要に応じて含有される添加剤には、例えば合成樹脂、安定剤、定着剤が挙げられる。合成樹脂は、例えばバインダー樹脂である。添加剤の含有量としては0〜10重量%であり、例えばバインダー樹脂や安定剤や定着剤が、重量比率で(6〜12):(0.5〜2.0):(0.1〜1.0)であると好ましい。 Additives contained in the burnout material as necessary include, for example, synthetic resins, stabilizers, and fixing agents. The synthetic resin is, for example, a binder resin. The content of the additive is 0 to 10% by weight. For example, the binder resin, the stabilizer, and the fixing agent are (6 to 12) :( 0.5 to 2.0) :( 0.1 to 0.1) in weight ratio. 1.0).
バインダー樹脂としては、具体的に、乳化重合スチレンブタジエンゴムや溶液重合スチレンブタジエンゴムのような合成樹脂が挙げられる。 Specific examples of the binder resin include synthetic resins such as emulsion polymerization styrene butadiene rubber and solution polymerization styrene butadiene rubber.
安定剤としては、具体的に、エチルセントラリット(ECL)、アカルダイト(AKII)、ジフェミルアミン(DPA)、2-ニトロジメニルアミン(2NO2DPA)、フェノール系酸化防止剤アデカスタブAO-80、AO-50(何れも旭電化工業株式会社製;商品名)、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール(BHT)、ヒドロキノン(HQ)などが挙げられる。 Specific examples of stabilizers include ethyl central (ECL), acardite (AKII), diphemylamine (DPA), 2-nitrodimenylamine (2NO2DPA), phenolic antioxidants ADK STAB AO-80, AO- 50 (all manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd .; trade name), 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol (BHT), hydroquinone (HQ), and the like.
定着剤としては、具体的に、無機系凝集剤(例えば硫酸アルミニウム)、有機系凝集剤(例えば高分子凝集剤)が挙げられる。 Specific examples of the fixing agent include inorganic flocculants (for example, aluminum sulfate) and organic flocculants (for example, polymer flocculants).
焼尽性の観点から、基材2の全体を焼尽性材料で形成することが最も好ましいが、基材2の一部に焼尽性材料を含むように形成してもよい。例えば基材2を焼尽性材料、及び可燃性材料を含んで形成してもよい。可燃性材料とは、燃焼する材料であり、灰などの残渣物を生じるものであってもよい。例えば、シート状の焼尽性材料(セルロイドや焼尽性容器と同様の焼尽性材料等)の表面に、導電パターン11を形成し易くするために、又は焼尽性材料と導電パターン11とが直接触れないようにするために、又は表面の保護のために、絶縁性で可燃性を有する有機材料で形成された薄い表面層(図示せず)を設けてもよい。表面層を設ける場合、焼尽性材料層の燃焼と共に燃焼し、例え残渣物となったとしても火薬(焼尽性容器)の爆発で粉々に微細化するように、表面層を可及的に薄い厚みで形成することが好ましい。さらに表面層を少なくするために、表面層を基材2の全面にではなく導電パターン11を形成する部分の基材2の表面にだけ、つまり導電パターン11のパターン形状とほぼ同形で、表面層を形成するようにしてもよい。表面層は、例えば有機材料で薄い膜を形成し焼尽性材料層の表面に焼尽性又は燃焼性を有する接着剤(例えば公知のニトロセルロース接着剤)で貼り付けてもよいし、有機材料を溶融させて焼尽性材料の表面に溶射や塗布して形成してもよいし、有機材料を溶剤で溶かして表面に塗布し溶剤を乾燥させることで形成してもよい。
From the viewpoint of burnout, it is most preferable that the
又、基材2が焼尽性材料及び無機材料を含んで形成されていてもよい。例えば、焼尽性材料であるニトロセルロースと、無機材料であるグラスウールとからシート状の基材2を形成してもよい。又は、例えばシート状の焼尽性材料の表面に、導体パターン11の形成のためや焼尽性材料の保護のために、無機材料であるガラス又はセラミックで形成された薄い表面層を設けてもよい。基材2に使用する無機材料として、燃焼や爆発で微細化し易い、例えば繊維状のものや脆いものを使用することが好ましい。基材2に無機材料を使用する場合、可及的に少ない量を用いることが好ましい。基材2が焼尽性材料の他に可燃性材料(有機材料)や無機材料を含んでいても、焼尽性材料が主成分になっていることが好ましい。
Moreover, the
表面層を形成する有機材料としては、燃焼し易いものが好ましく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、紙、酢酸セルロースフィルムが挙げられる。 As the organic material for forming the surface layer, those that are easy to burn are preferable, and examples thereof include polyethylene, polypropylene, paper, and cellulose acetate film.
図1に示すように、基材2の表面には、膜状の導電パターン11が形成されている。この導電パターン11により、アンテナ3、無線タグ用回路4の構成部品(一例としてICチップ20及びセンサ25)を実装するための実装用パターン6、及び、各部や構成部品を電気的に接続するための配線パターンが形成されている。実装用パターン6は、各構成部品の端子の形状や配置に対応して形成されたパターンであり、フットパターンやランドパターンとも言われている。導電パターン11は、基材2の片面だけに形成されていてもよいし、両面に形成されていてもよい。多層基板のように、基材2を多層構造とし、各層に導電パターン11を形成してもよい。両面や多層に導電パターン11を形成する場合、導電性のスルーホールで接続してもよいし、細い導電性のケーブル(例えば銅線)で接続してもよい。
As shown in FIG. 1, a film-like
導電パターン11は、基材2の次に大きな構成物であるので、可燃性材料で形成したり、例え残渣物になっても火薬(焼尽性容器)の爆発時の熱や衝撃で微細化するように形成したりすることが好ましい。
Since the
そのため、導電パターン11を、導電性の有機材料で形成することが好ましい。有機材料は可燃性を有するため、燃焼して残渣物を殆ど生じさせない。導電性の有機材料としては、公知のものを用いることができ、例えば、ポリアセチレン、ポリアセン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリパラフェニレン、ポリチオフェン、ポリパラフェニレンビニレンなどの導電性樹脂が挙げられる。又、導電性の有機材料として、カーボンブラックや金属粉などの導電性粉末を練り込むことで導電性を付加した公知の有機材料を用いてもよい。これら有機材料には、導電性が高く、燃焼性が高いものを使用することが好ましい。又、導電パターン11の膜厚は、燃焼し易く、微細化し易いように、薄い厚みで形成することが好ましい。
Therefore, it is preferable to form the
導電性の有機材料で導電パターン11を形成する方法として、マイクロコンタクトプリント法、走査型電顕法、フォトリソグラフィ法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法、キャピラリー法、転写法、ディップ・ベン法、ラインパターニング法が挙げられる。
As a method for forming the
又、導電パターン11を、導電性の無機材料で形成してもよい。導電性の無機材料には、アルミニウムや銀、銅などの金属や、炭素が挙げられる。導電性の無機材料を使用する場合、火薬の爆発時の熱や衝撃で微細化できるよう、少量を用いて、かつ導電パターン11のパターン幅を狭く形成すると共に膜厚を薄い厚みで形成することが好ましい。
Further, the
従来の一般的なプリント基板(リジッド基板やフレキシブル基板)では、銅箔膜(導電パターン)の膜厚は、10〜70μm程度に形成されている。装薬(火薬)の爆発が強力であり、粉々に微細化できる場合であれば、従来と同等の膜厚や、それ以上の厚みの膜厚で導電パターン11を形成してもよいが、膜厚は薄いほど爆発時に微細化し易くなるため、膜厚は最大でも50μmであることが好ましい。
In a conventional general printed circuit board (rigid board or flexible board), the film thickness of the copper foil film (conductive pattern) is about 10 to 70 μm. If the explosion of the charge (explosive) is strong and can be finely divided, the
導電性の無機材料で導電パターン11を形成する方法として、フォトリソグラフィ法、エッチング法、蒸着法、印刷法が挙げられる。特に蒸着法は、導電パターン11の膜厚を薄く形成することができるので、好ましく採用することができる。
Examples of a method for forming the
導電パターン11の全てを同じ材質で形成してもよいが、部分ごとに異なる材質で形成してもよい。例えば、面積の大きなアンテナ3を燃焼し易い導電性の有機材料で形成し、面積の小さな実装用パターン6を精密なパターン形状を形成可能な導電性の無機材料で形成してもよい。
All of the
スルーホールを形成する場合、導電性の有機材料を使用することが好ましい。スルーホールは、従来のプリント基板と同様に形成すればよい。パターン同士をケーブルで接続する場合、導電性の有機接着剤で固定することが好ましい。 When forming a through hole, it is preferable to use a conductive organic material. The through hole may be formed in the same manner as a conventional printed board. When connecting the patterns with a cable, it is preferable to fix the patterns with a conductive organic adhesive.
導電パターン11を形成する際には、基材2が発火しないように、成膜温度や成膜時間、静電気除去等の条件を十分注意する。
When the
アンテナ3は、パターンアンテナであり、無線タグ1が使用する無線周波数やアンテナ形式に対応させた形状で形成する。同図では、一例として、ループ型のアンテナ3を示しているが、アンテナ形式や形状はこれに限られず、公知のものとすることができる。使用する無線周波数は高くなるほどアンテナ3の形状を小さくすることができるため、燃焼後の残渣物を生じ難くすることができる。
The
図1の丸枠内に示すように、導電パターン11(特にアンテナ3)は直線的に曲がる角部12を有している。通常の基板のパターン設計では、パターンを曲げる場合に角部を有さないように円弧形状(R形状)で曲げることが多いが、円弧形状で曲げる場合よりも、角部12を有するように(頂点を有するように)曲げたほうが、角部12の内側頂点を起点として裂けて微細化し易くなる。そのため、導電パターン11を曲げる箇所に、円弧形状(R形状)を形成せずに、直線的に鋭角、直角、又は鈍角で曲がる角部12を形成することが好ましく、特に鋭角又は直角の角部12を形成することがより好ましい。尚、爆発により十分に微細化できる場合、導電パターン11を円弧形状で曲げてもよい。
As shown in the round frame of FIG. 1, the conductive pattern 11 (particularly the antenna 3) has a
又、図2の導電パターン11(アンテナ3)の一部拡大図に示すように、導電パターン11の外周(縁端)に、V字型、U字型、又は切込み線型の切り欠き(ノッチ)部15を、1箇所又は複数個所に形成してもよい。又、導電パターン11(特にアンテナ3)の面内に、丸形又は多角形等の形状で膜を形成しない抜きパターン(抜き孔)16を1箇所又は複数個所に形成してもよい。切欠き部15、及び/又は抜きパターン16が形成されていると、爆発時にこれらを起点として導電パターン11が裂けて微細化し易くなる。切欠き部15、及び/又は抜きパターン16を形成する場合、アンテナ特性に影響がない大きさで形成することが好ましい。
Further, as shown in a partially enlarged view of the conductive pattern 11 (antenna 3) in FIG. 2, a V-shaped, U-shaped, or cut-line-shaped notch (notch) is formed on the outer periphery (edge) of the
尚、アンテナ3を導電パターン11で形成せず、例えば、銅、アルミニウムなどの金属製のケーブル(電線)や、導電性の有機材料で形成されたケーブル(繊維)を用いて、基材2の表面にアンテナ3の形状になるように貼り付けて、アンテナ3を形成してもよい。ケーブルでアンテナ3を形成する場合、爆発で微細化するように、可及的に細いケーブルを使用することが好ましい。又、微細化し易いように、ケーブルの外周に切欠き部を形成してもよいし、ケーブルの外周に横断面方向に貫通する孔(抜き孔)を形成してもよい。
The
図1に示す無線タグ用回路4の構成部品(例えばICチップ20及びセンサ25)には、可及的に小さな部品を使用することが、残渣物を小さくできる観点から好ましく、そのため表面実装部品を使用することが好ましい。各構成部品は、基材2の片面に実装されるように配置してもよいし、両面に実装されるように配置してもよい。又、基材2の中に埋め込むように構成部品を配置してもよい。
It is preferable to use as small components as possible for the components (for example, the
各構成部品として、高耐熱性を示す金属、半導体、ガラス、セラミック等の無機材料を含む構成部品をなるべく使用せず、使用しても小さなものを用いることが好ましい。構成部品には、可燃性を有する有機材料を多く含んでいるものを使用することが、焼尽性の観点から好ましい。さらに、構成部品として、爆発の衝撃で、破壊されて細分化し易いものを使用することが好ましい。 As each component, it is preferable to use a component that includes an inorganic material such as a metal, semiconductor, glass, or ceramic that exhibits high heat resistance as much as possible, and to use a small component even if it is used. It is preferable from the viewpoint of burnout that a component containing a large amount of flammable organic material is used. Furthermore, it is preferable to use components that are easily broken down and fragmented by the impact of an explosion.
同図では、無線タグ用回路4が、ICチップ20、及びセンサ25の2つの構成部品を備えている例を示している。センサ機能が不要であれば、センサ25は不要である。センサ25を内蔵しているICチップ20を使用してもよい。又、1チップ型のICチップ20を使用せずに、複数(多数)の部品を使用して回路を構成してもよい。
In the figure, an example is shown in which the
無線タグ用のICチップ20を使用する場合、多くの部品製造メーカ(例えば、日立製作所、富士通、沖電気工業、NXP社、Infinion社、Texas Instruments社など)が微小サイズのものを開発し実用化しているので、必要な機能を有するものを使用してもよい。ICチップ20は不燃性であり、火薬の爆発で火砲砲身から外部に排出されなければ残渣物となるので、なるべく小さなサイズのものを使用する。ICチップ20として、樹脂又はセラミックのパッケージでモールドされていない状態のベアチップ(ダイ)を使用すると、サイズをより小さくできるので好ましい。
When using an
センサ25を使用する場合、小型のものを使用することが好ましく、有機材料を含んで形成されたものを使用することが好ましい。他の部品を使用するときも同様である。例えばコンデンサを使用する場合、セラミック製コンデンサよりも、ポリエステルやポリプロピレンなどの有機材料を使用しているフィルムコンデンサや、ポリアニリンやテトラシアノキノジメタン(TCNQ)錯塩、ポリピロール(PPy)、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)などの導電性有機材料を使用している電解コンデンサを使用することが好ましい。例えばトランジスタや集積回路などの半導体部品を使用する場合、テトラセンやペンタセン、ペリレンジイミド(PTCDI)、テトラシアノキノジメタン(TCNQ)、ポリ3-ヘキシルチオフェン(P3HT)、ポリフルオレン、ポリジアセチレン、ポリ2,5-チエニレンビニレン、ポリ-パラフェニレンビニレン(PPV)などの導電性有機材料を使用した部品を使用することが好ましい。
When the
無線タグ用回路4の構成部品(ICチップ20及びセンサ25)を基材2の実装用パターン6に実装(電気接続及び固定)する際には、半田よりも導電性接着剤、又は異方性導電接着体を使用して実装することが好ましい。
When the component parts (
導電性接着剤は、一例として、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂などの固着を担うバインダー樹脂(主剤)に、金粉、銀粉、銅粉といった金属粉や、カーボン粉、グラファイト粉などの導電を担う導電性フィラーが分散されているものである。導電性接着剤には、公知のものを使用できる。導電性接着剤の中には、無機材料を主剤とするものがあるが、有機材料(樹脂)を主剤とするものを使用することが好ましい。実装用パターン6(又は構成部品の端子)に導電性接着剤を塗布し、構成部品を基材2に実装することで、実装用パターン6と構成部品とが固着されると共に、電気的に接続される。
For example, conductive adhesives include binder resin (main agent) that is responsible for fixing epoxy resin, urethane resin, silicone resin, acrylic resin, polyimide resin, etc., metal powder such as gold powder, silver powder, copper powder, carbon powder, graphite A conductive filler for conducting electricity such as powder is dispersed. A well-known thing can be used for a conductive adhesive. Some conductive adhesives are based on inorganic materials, but those based on organic materials (resins) are preferably used. By applying a conductive adhesive to the mounting pattern 6 (or the terminal of the component) and mounting the component on the
異方性導電接着体は、取り付ける面に垂直な方向に導電性を有し、平面方向に絶縁性を有するものである。異方性導電接着体には、フィルム状に形成された異方性導電フィルム(ACF;Anisotropic Conductive Film)や、塗布可能にペースト状又は液状に形成された異方性導電接着剤(ACA;Anisotropic Conductive Adhesive)がある。異方性導電接着体は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂といった熱可塑性樹脂や合成ゴムなどの固着を担うバインダー樹脂(主剤)に、例えばニッケル球に金コートしその上に熱や圧力で破壊や溶解する絶縁被膜を形成した球状の導電性粒子が分散されているものである。異方性導電接着体として、公知のものを使用できる。異方性導電接着体を基材2と構成部品との間に配し、例えば熱圧着することで、対向し合う実装用パターン6と構成部品の端子とが一括して電気的に接続される。
The anisotropic conductive adhesive has conductivity in a direction perpendicular to a surface to be attached and has insulation in a planar direction. Anisotropic conductive adhesives include an anisotropic conductive film (ACF) formed into a film, and an anisotropic conductive adhesive (ACA; Anisotropic formed in a paste or liquid form that can be applied) Conductive Adhesive). An anisotropic conductive adhesive is a binder resin (main agent) responsible for fixing thermoplastic resins such as epoxy resins, acrylic resins and polyimide resins, and synthetic rubber, for example, gold coated onto nickel balls, and then destroyed by heat and pressure. Spherical conductive particles in which an insulating coating that dissolves is formed are dispersed. A well-known thing can be used as an anisotropic conductive adhesive body. By disposing the anisotropic conductive adhesive between the
導電性接着剤や異方性導電接着体を使用すると、次の利点がある。第1に、導電性接着剤や異方性導電接着体は、樹脂(有機材料)が主成分であり燃焼するため、半田よりも残渣物を生じさせない。第2に、導電性接着剤や異方性導電接着体は半田よりも低温で接着できるため、焼尽性材料で形成されている基材2を発火させることなく、安全に部品を実装することができる。
Use of a conductive adhesive or anisotropic conductive adhesive has the following advantages. First, conductive adhesives and anisotropic conductive adhesives are mainly composed of a resin (organic material) and burn, so they do not produce residue more than solder. Second, since conductive adhesives and anisotropic conductive adhesives can be bonded at a lower temperature than solder, it is possible to safely mount components without igniting the
ニトロセルロース単体の発火点(発火温度)は、ニトロセルロースの性状や加熱方法、加熱時間などの外的環境により変化するため一概には言えないが、一般的には約160〜180℃と言われている。ニトロセルロースを含む基材2の発火点や発火に至るまでの時間は、基材2に含まれるニトロセルロース量やその他の含有原料の影響により変動するが、少なくとも、ニトロセルロース単体の発火点以下での実装が安全上望ましい。そのため、導電性接着剤や異方性導電接着体として、基材2に用いるニトロセルロース(自己反応性物質)単体の発火点未満の低温で接着できるものを使用する。実装時の温度は低温であるほど安全性が向上するので好ましい。実装時の温度付加時間は、短時間であるほど安全性が向上するので好ましい。
The igniting point (ignition temperature) of nitrocellulose alone cannot be said unconditionally because it varies depending on the external environment such as the properties of nitrocellulose, the heating method, and the heating time, but is generally said to be about 160-180 ° C. ing. The ignition point of the
尚、ニトロセルロース(自己反応性物質)の発火点未満での使用が可能な低温半田であれば、実装に使用してもよい。低温半田としては、公知の市販品を使用すればよい。低温半田を使用する場合、残渣物を少なくし加熱時間を短くできるという観点から、使用量は少量であるほど好ましい。 It should be noted that any low-temperature solder that can be used below the ignition point of nitrocellulose (self-reactive substance) may be used for mounting. A known commercial product may be used as the low-temperature solder. When using low-temperature solder, the amount used is preferably as small as possible from the viewpoint of reducing residue and shortening the heating time.
尚、図1に示した無線タグ1(アンテナ3及び無線タグ用回路4の設けられた基材2)の少なくとも一部を覆う例えばシート状のカバー(図示省略)を備えていてもよい。例えば、基材2の一面側(図1の観察面側)、及び/又は他面側(図1の非観察面側)を覆うシート状にカバーを形成する。カバーは、基材2の外形よりも小さなサイズであってもよく、基材2の外形と同形であってもよく、基材2の外形よりも大きなサイズであってもよい。カバーは、例えば無線タグ1の保護用として用いられたり、焼尽性容器への貼り付け用の粘着シート又は接着シートとして用いられたりする。
In addition, you may provide the sheet-like cover (illustration omitted) which covers at least one part of the radio | wireless tag 1 (The
カバーは、基材2のように焼尽性材料を含んで形成されていることが、焼尽性の観点から好ましい。例えば、カバーとして、基材2と同様のものを使用する。カバーの焼尽性材料がアンテナ3及び無線タグ用回路4に直接触れないように、可燃性の有機材料で形成された表面層をカバーに形成してもよい。いずれも焼尽性材料を含んで形成された基材2とカバーとでアンテナ3及び無線タグ用回路4を挟み込む場合、焼尽性材料は燃えやすいため、例えば有機材料で形成されたアンテナ3や無線タグ用回路4の燃焼を、一層促進することができる。カバーが、焼尽性材料を含まず可燃性の有機材料で形成されていてもよく、この場合、なるべく薄い膜厚で、かつ燃焼性の高い材質で形成することが好ましい。カバーは、燃焼し易い公知の有機系の粘着剤や接着剤を使用して、基材2に貼り付けることが好ましい。又、無線タグ1の裏面(図1における基材2の非観察面側)に、焼尽性容器に貼り付けるための粘着剤や接着剤を付してもよい。この場合も、燃焼し易い公知の有機系の粘着剤や接着剤を使用することが好ましい。
It is preferable from the viewpoint of burnout that the cover is formed to include a burnout material like the
図3に、無線タグ1の電気的なブロック図を示す。
FIG. 3 shows an electrical block diagram of the
無線タグ1は、アンテナ3、及び無線タグ用回路4を備えている。この無線タグ用回路4は、電子部品(電気部品)を構成部品とする電子回路であり、前述したようにICチップ20、及びセンサ25を備えている。ICチップ20は、一例として、送受信部21、制御部22、メモリ23、及び電源部24を内蔵している。これらは、無線タグ用の公知のものである。これらが複数の部品で構成されていてもよい。
The
この無線タグ1は、一例として、電池を内蔵せず、アンテナ3が受信した無線信号を、電源部24が直流の電力に変換し、この電力で各部が動作するパッシブ型のものである。アンテナ3は、無線信号の送信及び受信用に用いられると共に、受電用として用いられる。受電用として、同図に破線で示すアンテナ5をアンテナ3と別に設けてもよい。受電用のアンテナ5を別に設ける場合、アンテナ3と同様に、残渣物をなるべく生じさせないように考慮して、基材2に導電パターン11で形成する。電源部24は、パッシブ型無線タグとして動作するための公知の電源回路であり、例えば整流、蓄電回路である。
As an example, the
尚、パッシブ型の無線タグ1の方が構成部品を少なくでき残渣物を少なくし易いため好ましいが、無線タグ1が電池(電源)を内蔵して動作するアクティブ型のものであってもよい。その場合、市販されている通常の電池(例えばボタン型電池や単1〜5型電池)は、外郭が金属で形成されていて燃え難いため使用しない。その代わりに、焼尽性を考慮して、外郭を、セルロイド等の焼尽性材料や、可燃性の有機材料で形成した電池を使用する。さらに、電池の電極に金属端子を使用せず、導電性の有機材料で電極を形成することが好ましい。電池の内部構造は、従来の公知の電池と同様の構成を用いればよいが、焼尽性を考慮して、有機材料が多用されているものを使用する。電池の形状は、小型化でき、爆発の衝撃で微細化し易い、シート状に形成することが好ましい。
The passive
送受信部21は、アンテナ3を介して無線信号を送信及び受信するための回路である。制御部22は、一例として、CPU(中央処理演算装置)を有する回路であり、無線タグ1の各部の動作を総合的に制御する。又、制御部22は、センサ25の測定値をA/D(アナログ/デジタル)変換するA/D変換器を有している。ICチップ20がA/D変換器を備えていない場合、A/D変換器をICチップ20に外付けすればよい。又、必要であれば、ICチップ20以外に、小型のCPU等の制御用部品を別に備えていてもよい。
The transmission /
センサ25には、所望の測定対象を測定可能なものを使用すればよい。センサ25として、例えば、温度センサ、湿度センサ、光センサ、NOx(窒素酸化物)ガスセンサ、他の各種ガスセンサ、放射線センサ、加速度センサが挙げられる。測定対象が複数ある場合、無線タグ1が、測定対象に対応する複数のセンサ25を備えていてもよい。センサ25が温度センサの場合、構造が簡便で微小サイズで形成できる熱電対や測温抵抗体を使用することが好ましい。センサ25が例えば半導体温度センサのように半導体で形成できるものである場合、ICチップ20や他のCPUなどの無線タグ用回路4に用いる半導体部品に内蔵させるように形成すると、センサ25を一層小型化することができるため、より好ましい。半導体温度センサは、温度変化に対応して半導体の抵抗値やトランジスタのベース-エミッタ間電圧が変化する原理を利用して、温度を測定するものである。
What is necessary is just to use the
メモリ23は、管理に必要な情報、及び、センサ25の測定した測定値を記憶する書き換え可能な不揮発性メモリである。管理に必要な情報は、例えば焼尽性容器の情報(焼尽性容器の製造ロット番号や製造場所、製造年月日、個別番号(ID)など)や、無線タグ1の情報(例えば無線タグ1の製造ロット番号、個別ID番号など)である。
The
管理に必要な情報は、例えば、無線リーダライタ(図示せず)から無線信号で送信され、アンテナ3及び送受信部21がこの無線信号を受信して復調し、制御部22が管理に必要な情報であることを判別し、メモリ23に記憶させる。メモリ23に記憶されている情報及び測定値は、無線リーダ(無線リーダライタ)からの無線信号による要求に応じて、制御部22がメモリ23から読み込みんで、送受信部21に変調させて、アンテナ3から無線送信することができる。又、測定値については、無線リーダから測定要求があったときにセンサ25から取得して、メモリ23に記憶することなく無線送信するようにしてもよい。制御部22は、無線リーダからの無線信号の内容を判別し、必要な情報のみ、又は測定値のみを選択的に無線送信できるようにしてもよい。
Information necessary for management is transmitted as a wireless signal from a wireless reader / writer (not shown), for example, and the
図4に、本発明の無線タグ1が装備された状態の装薬100を示す。装薬100は、前述したように、焼尽性容器101に火薬110が封入されたものであり、砲弾射撃の際に火砲砲身の薬室に装填されて点火され、弾丸を発射させるものである。
In FIG. 4, the
焼尽性容器101は、例えば特許文献4に記載されているように、容器本体103と上蓋102とが、同様な焼尽性材料で形成されており、燃焼すると焼尽する。無線タグ1は、容器本体103又は上蓋102の壁面(内壁又は外壁)に貼り付けられたり、壁内に埋め込まれたり、火薬110と共に焼尽性容器101内に入れられたりして、装薬100に装備される。
As described in, for example,
装薬100に無線タグ1を装備することで、無線リーダを使用して、無線タグ1の情報や測定結果を非接触で瞬時に読み取って、装薬100の管理を行うことができる。又、複数の装薬100の各々に無線タグ1を装備しておくことで、装薬100の数が多くても、選択的に又は一括して管理を行うことができる。
By mounting the
無線タグ1のセンサ25(図1参照)が温度センサである場合、焼尽性容器101に穴を開けることなく、安全、迅速、正確に火薬110の温度を測定できる。したがって、射撃準備中のあわただしい状況であっても、使用する全ての装薬100について火薬110の温度を測定でき、弾丸の弾道計算を正確に行うことができる。センサ25がNOxガスセンサである場合、測定したNOxガスの量に基づいて、火薬の劣化具合を測定することができる。
When the sensor 25 (see FIG. 1) of the
装薬100に点火すると、火薬110および焼尽性容器101の燃焼、爆発と共に、無線タグ1が燃焼する。図1に示すように無線タグ1の殆どを占める基材2は、焼尽性材料を含んで形成されているので瞬時に焼尽して消滅する。残りの有機材料で形成された部材は燃焼して殆どが残らない。無機材料も僅かしか使用していないので、残渣物は僅かな量になる。
When the
導電パターン11が無機材料で形成されていたとしても、基材2が瞬時に消滅することで単独の薄い膜になるため、爆発の衝撃で粉々に微細化される。導電パターン11に切欠き部15や抜きパターン16(共に図2参照)が形成されていると、一層微細化され易い。導電パターン11と無線タグ用回路4の構成部品(ICチップ20やセンサ25)とが、導電性接着剤、異方性導電接着体、又は低温半田によって基材2に実装されている場合、固着部分が燃焼したり溶融したりして、各々が分離するため、残渣物がより小さくなる。構成部品の少なくとも一部に有機材料が使用されていれば、有機材料が燃焼すると共に構成部品が粉々に破壊されやすくなり、残渣物がより微細化する。装薬100は特に火砲筒内で爆発するものであるため、残渣物が小さくなるほど、爆発の衝撃で残渣物が火砲筒外に排出され易くなり、火砲筒内に最終的に残る残渣物の量が一層少なくなる。
Even if the
尚、無線タグ1を装備する装備対象物は、装薬100(焼尽性容器101)に限られず、燃焼させるものであれば装備対象物になる。特に、火薬や爆薬を利用したものに好ましく装備することができ、これらには、武器弾薬、種々の火工品、煙火、飛翔体の推進薬が挙げられる。又、火薬や弾薬を使用していなくても、焼却処分場等で焼却される容器のように焼かれてしまう物を装備対象物としてもよい。
Note that the object to be equipped with the
以下、本発明の無線タグ1を試作した実施例を詳細に説明する。尚、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されない。
Hereinafter, an embodiment in which the
(実施例)
無線タグ1の基材2の原材料として、ニトロセルロース(75重量%)と、クラフトパルプ(針葉樹晒しパルプ)(20重量%)と、バインダー樹脂(4重量%)、安定剤(1重量%)と定着剤とを混合して、水に懸濁させたスラリーを調製した。このスラリーから、吸引抄造法により粗体を調製し、その粗体を125℃に加熱した雄金型に入れ雌金型との金型加熱圧搾により、形状φ145mmディスク状で密度約900kg/m3、肉厚約1mmの圧搾成型品を作製した。この成型品から、板状に切り出しものを基材2として使用した。
(Example)
As raw materials for the
上記で作成した基材2に、真空蒸着法により銅の導電パターン11(アンテナ3及び実装用パターン6を含む)を作製した。真空蒸着法の利用にあたっては、融点の低い樹脂フィルム上(ポリプロピレンなど)へ成膜するのと同様に、基材2の温度が発火点以上にならないよう、成膜温度をコントロールして行った。
A copper conductive pattern 11 (including the
次に、導電パターン11を形成した基材2上に、導電性接着剤を用いて無線タグ用回路4を構成する各電子部品を実装した。センサ25として温度センサを実装した。導電性接着剤には、市販の導電性エポキシ接着剤である商品名CW2400(CircuitWorks社)を使用し、70℃、10分の条件で硬化させ、各電子部品を実装し、温度測定タイプの無線タグ1を作製した。
Next, each electronic component constituting the
作製した無線タグ1を焼尽性容器101内に設置し、無線リーダとの通信及び温度測定が可能であることを確認した。
The produced
(比較例)
比較例として、一般的なガラスエポキシ基板を使用し、部品の実装に半田を用いた温度測定タイプの従来の無線タグを作製した。
(Comparative example)
As a comparative example, a conventional wireless tag of temperature measurement type using a general glass epoxy substrate and using solder for mounting components was manufactured.
(焼尽試験)
実施例及び比較例の焼尽性能を確認した。焼尽試験の方法は、実施例及び比較例を、それぞれ焼尽性容器内に設置した後、焼尽性容器そのものに火をつけて燃焼させ、燃焼終了後に残渣を確認した。
(Burn test)
The burn-out performance of the examples and comparative examples was confirmed. As for the method of the burn-out test, each of the examples and comparative examples was installed in a burn-out container, and then the burn-out container itself was ignited and burned, and the residue was confirmed after the completion of combustion.
焼尽試験の結果は、比較例では、ガラスエポキシ基板そのものがそのままの形状で未燃の残渣として残り、大分部が燃焼していない結果となった。それに対し、実施例では、無線タグ1そのものの姿が全く無くなっており、回収した残渣物を確認しても、導電パターン11や各電子部品は残渣物として問題の無い状態まで微細化されていた。
As a result of the burn-out test, in the comparative example, the glass epoxy substrate itself remained as an unburned residue in its shape, and most of the result was not burned. On the other hand, in the example, the
本発明を適用する無線タグは、焼尽性が考慮されているため、装備対象物と共に燃焼し、残渣物が生じたとしても僅かな量である。そのため、種々の燃焼する物に付して使用することができる。特に、火薬や爆薬を用いた物に好ましく使用することができる。 Since the wireless tag to which the present invention is applied is considered to be burnt out, it burns with the object to be equipped and even if a residue is generated, the amount is small. Therefore, it can be used by attaching to various burning objects. In particular, it can be preferably used for things using explosives or explosives.
1は無線タグ、2は基材、3はアンテナ、4は無線タグ用回路、5はアンテナ、6は実装用パターン、11は導電パターン、12は角部、15は切り欠き部、16は抜きパターン、20はICチップ、21は送受信部、22は制御部、23はメモリ、24は電源部、25はセンサ、100は装薬、101は焼尽性容器、102は上蓋、103は容器本体、110は火薬である。 1 is a wireless tag, 2 is a base material, 3 is an antenna, 4 is a wireless tag circuit, 5 is an antenna, 6 is a mounting pattern, 11 is a conductive pattern, 12 is a corner, 15 is a notch, and 16 is a cutout Pattern, 20 is an IC chip, 21 is a transmission / reception unit, 22 is a control unit, 23 is a memory, 24 is a power supply unit, 25 is a sensor, 100 is a charge, 101 is a burnable container, 102 is an upper lid, 103 is a container body, 110 is gunpowder.
Claims (11)
前記基材が、分子中に酸素を含有する自己反応性物質の焼尽性材料を含んで形成されていることを特徴とする無線タグ。 A wireless tag comprising a base material, an antenna provided on the base material, and a wireless tag circuit mounted on the base material and electrically connected to the antenna,
The wireless tag according to claim 1, wherein the base material includes a burnout material of a self-reactive substance containing oxygen in a molecule .
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