JP6484530B2

JP6484530B2 - Ｉｃタグを含むゴム製品

Info

Publication number: JP6484530B2
Application number: JP2015170422A
Authority: JP
Inventors: 俊治島井
Original assignee: Nitta Corp
Current assignee: Nitta Corp
Priority date: 2015-08-31
Filing date: 2015-08-31
Publication date: 2019-03-13
Anticipated expiration: 2035-08-31
Also published as: JP2017049650A

Description

本発明は、ＩＣタグとゴム製品とが一体化されており、気泡が存在せず優れた耐久性を有する、ＩＣタグを含むゴム製品に関する。

近年、外部からの情報を無線通信によって読み書き可能なＩＣタグが、種々の用途に使用されている。ＩＣタグは、例えば、柔軟性を有する製品に取り付けたり、ベルトのように巻いて使用したり可撓性が要求される用途にも使用されている。可撓性が要求される用途に使用されるＩＣタグとしては、ＩＣチップおよびアンテナを備えたインレットと繊維構成体シートと弾性体シートとが接着されたものなどが挙げられる（例えば、特許文献１）。

このようなＩＣタグを、例えばゴム製品に取り付けて一体化させるには、ゴム製品を加硫成形させる際に行うことが望ましい。通常、加硫成形は１７０℃前後の高温環境下で加圧しながら行われるため、ＩＣタグには耐熱性および耐圧性のような耐久性が要求される。

従来、耐熱性を有するＩＣタグとして、シリコン樹脂、フッ素樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂などの高耐熱樹脂で、ＩＣチップなどが封止されたものが存在する。しかし、シリコン樹脂やフッ素樹脂は接着力が弱く、さらに加硫成形する温度では溶融しないため、これらの樹脂を用いたＩＣタグはゴム製品に接着させることができない。ＰＰＳ樹脂は、シリコン樹脂やフッ素樹脂と同様、ゴム製品との接着が困難であり、さらに硬質であるためにゴム製品の柔軟性を損なうおそれもある。

また、このような耐熱樹脂でＩＣチップなどが封止されたＩＣタグにゴムシートを積層させた後、ゴム製品と一体化させることも試みられている。しかし、このような方法には下記の（ａ）〜（ｃ）のような問題がある。
（ａ）ゴムシートとゴム製品との隙間の空気が抜けずに気泡が発生する。
（ｂ）高温高圧下で処理するためにゴムシートのゴムが軟化して流れ、ＩＣタグが露出する。
（ｃ）ゴムシートは厚みが薄く耐久性に乏しい（ゴムシートが破れてＩＣタグが露出する）。

特許第５４８６１５５号公報

本発明の課題は、ＩＣタグとゴム製品とが一体化されており、気泡が存在せず優れた耐久性（耐折れ曲がり性、耐熱性、耐水性など）を有する、ＩＣタグを含むゴム製品を提供することである。

本発明者は、上記課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、以下の構成からなる解決手段を見出し、本発明を完成するに至った。
（１）ＩＣチップおよびＩＣチップに格納された情報を電気的に送受信するアンテナを備えたＩＣタグの少なくとも片面に、被覆材を積層した被覆ＩＣタグを含むゴム製品であって、
前記被覆材は、伸縮性を有する布にゴムを含浸させた布であることを特徴とするゴム製品。
（２）布が、伸縮性を有する織布または編布である上記（１）に記載のゴム製品。
（３）布に含浸させるゴムが未加硫ゴムである上記（１）または（２）に記載のゴム製品。
（４）ＩＣタグのＩＣチップ部分に、ＩＣチップより大きな面積を有する保護シートがさらに積層され、保護シートを含むＩＣタグが被覆材で被覆されている上記（１）〜（３）のいずれかに記載のゴム製品。
（５）ゴム製品がシート状製品である上記（１）〜（４）のいずれかに記載のゴム製品。
（６）被覆材が、ＩＣタグを封止するようにＩＣタグの両面に積層されており、ＩＣタグの両面に積層された被覆材同士が、その周縁部で溶着されている上記（１）〜（５）のいずれかに記載のゴム製品。
（７）溶着が高周波ウェルダー加工またはヒートシールによって行われる上記（６）に記載のゴム製品。
（８）ＩＣタグがＵＨＦ帯の電波によってＩＣチップに格納された情報を送受信する上記（１）〜（７）のいずれかに記載のゴム製品。

本発明によれば、ＩＣタグとゴム製品とが一体化されており、気泡が存在せず優れた耐久性を有する、ＩＣタグを含むゴム製品が提供される。本発明では、ＩＣタグの少なくとも片面を被覆する被覆材として、ゴムを含浸させた特定の布が使用されている。そのため、一体成型の際にゴム製品と被覆材に含まれるゴムとが接着され、気泡を発生させることなくＩＣタグとゴム製品とを一体化させることができる。

図１は、本発明に係るＩＣタグを含むゴム製品の一実施形態を示す説明図であり、図１（Ａ）は、ＩＣタグをゴム製品に一体化させる前の説明図であり、図１（Ｂ）は、一体化させた後の説明図である。本発明に係るＩＣタグを含むゴム製品の他の実施形態を示す説明図である。

以下、本発明に係るＩＣタグを含むゴム製品（以下、「ＩＣタグ付ゴム製品」と記載することがある）を図１に基づいて説明する。図１は、本発明に係るＩＣタグを含むゴム製品の一実施形態を示す説明図であり、図１（Ａ）は、ＩＣタグをゴム製品に一体化させる前の説明図であり、図１（Ｂ）は、一体化させた後の説明図である。図１に示すＩＣタグ付ゴム製品４は、ＩＣタグ１の片面に被覆材２が積層された被覆ＩＣタグが、ゴム製品３に取り付けられている。すなわち、ＩＣタグ付ゴム製品４は、被覆材２、ＩＣタグ１およびゴム製品３の順で積層され、一体化された構造を有している。

ＩＣタグ１は、メモリ機能を有するＩＣチップ１１と導体で形成されたアンテナ１２とで構成され、ＩＣチップ１１とアンテナ１２とは電気的に接続されている。図１（Ａ）および（Ｂ）には図示していないが、ＩＣチップ１１およびアンテナ１２は、例えばフィルムなどの基材に貼り付けられている。なお、本明細書において「ＩＣタグ」は、ＩＣチップおよびアンテナのみで構成され無線通信可能な最小単位である「インレット」も包含する。ＩＣタグ１は、例えば、ＵＨＦ帯の電波によってＩＣチップ１１に格納された情報を送受信する。ＩＣタグ１の大きさは、得られるＩＣタグ付ゴム製品４の用途に応じて適宜設定され、特に限定されない。

ＩＣタグ１のＩＣチップ１１部分には、ＩＣチップ１１よりも大きな面積を有する保護シートが積層されていてもよい。このような保護シートを積層させることによって、例えば、ＩＣタグ１が折り曲げられても、ＩＣチップ１１部分の屈曲は抑えられる。その結果、ＩＣチップ１１がＩＣタグ１から剥離しにくくなる。

保護シートとしては、ポリエチレン（ＰＥ）やＰＥより硬質の樹脂で形成される硬質シートなどが挙げられる。ポリエチレンより硬質の樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロン、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、エポキシ樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）などが挙げられる。

さらに、図１（Ａ）および（Ｂ）には図示していないが、ＩＣチップ１１を緩衝材に貼り付けて用いてもよい。緩衝材を用いることによって、一体成型時の加圧によるＩＣチップ１１の破損がより抑制される。緩衝材としては、例えば低硬度ゴムなどが挙げられる。なお、低硬度とは、ＪＩＳＫ６２５３に準拠してデュロメーターＡタイプで測定した値が、１０〜９０程度、好ましくは２０〜５０程度をいう。

被覆材２は、伸縮性を有する布にゴムを含浸させた布である。被覆材２として布を用いることによって、一体化させる際に織目や編目など糸と糸との隙間から空気が抜けるため、気泡が発生しない。さらに、布は一体化させる際に加熱および加圧しても、例えばゴムシートのように軟化せず流れることがない。そのため、形状（厚み）がほとんど変化せず、一体化させる際の温度や圧力の条件が異なっても寸法のバラツキなどが生じにくく、設計通りの加工がしやすくなる。また、伸縮性を有さない布を用いると、得られるＩＣタグ付ゴム製品４の耐折れ曲がり性や、ＩＣタグ付ゴム製品４を成形する際の加工性が乏しくなる。

伸縮性を有する布は、織布であっても編布であってもよい。織布の場合、経糸および緯糸の少なくとも一方が、伸縮性を有する糸で構成されていればよい。このような伸縮性を有する糸としては、例えば、熱収縮させた糸（例えばウーリー糸など）、スパンデックス、撚り糸などが挙げられる。編物の場合は、編み方で伸縮性を付与することができるため、編物を構成する糸は特に限定されず、上記のような伸縮性を有する糸を用いてもよい。

布の厚みは特に限定されず、例えば原反の目付が好ましくは８０〜５００ｇ／ｍ²程度の布が用いられる。例えば、帆布のような厚手の布を用いることによって、耐折れ曲がり性などの耐久性をより向上させることができる。

このような布に含浸させるゴム（すなわち、被覆材２に含まれるゴム）は特に限定されず、例えば、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、ポリブタジエンゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、ミラブルウレタン、アクリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、カルボキシル化ニトリルゴムなどが挙げられる。これらのゴムは、１種のみを用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。被覆材２に含まれるゴムは未加硫のゴムが好ましい。

被覆材２に含まれるゴムの量は、後述のゴム製品３と接着可能な量であれば特に限定されない。布の種類や厚みによって異なるものの、ゴムは、布１ｍ²あたり５０〜３００ｇ程度の割合で含浸させるのが好ましい。

ＩＣタグ１と一体化させるゴム製品３としては、例えば、マットやベルトなどのシート状製品、タイヤ、タイミングベルト、免震材、ジョイント、チューブ、ホースなどが挙げられる。ゴムとしては、例えば上述のゴムが挙げられ、１種のみを用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

ゴム製品３を形成するゴムは未加硫のゴムが好ましい。ゴム製品３を形成するゴムは、被覆材２に含まれるゴムと同種のゴムが好ましく、いずれのゴムも未加硫のゴムであることがより好ましい。同種のゴムを用いることによって、ゴム製品３とＩＣタグ１と被覆材２とをより容易に接着させやすく、いずれも未加硫のゴムの場合には一体成型する際に加硫され、被覆材２に含まれるゴムとゴム製品３とを、より高い接着力で接着することができる。その結果、ＩＣタグ１に水や熱が伝わりにくく、耐水性や耐熱性に優れたＩＣタグ付ゴム製品４が得られる。

ゴムには、本発明の効果を阻害しない範囲で、例えば、加工助剤、可塑剤、着色剤、紫外線吸収剤、老化防止剤などの各種添加剤が添加されていてもよい。

次に、ＩＣタグ１をゴム製品２に一体化させる方法を説明する。まず図１（Ａ）に示すように、ゴム製品３の表面にＩＣタグ１および被覆材２を積層させる。すなわち、ＩＣタグ１をゴム製品３と被覆材２とで挟むように配置する。次いで、加熱加圧条件下で一体成型処理して、ゴム製品３と被覆材２に含まれるゴムとを接着させる。例えば、ゴム製品３または被覆材２に含まれるゴムが未加硫であれば、この成型処理の際に加硫され、高い接着力で接着される。なお、ゴム製品３が加硫済みの製品であっても、高い接着力で接着される。被覆材２が布で構成されているため多数の微細な凹凸が存在し、接着時に高いアンカー効果が発揮されるためである。このようにして、図１（Ｂ）に示すように、ゴム製品３、ＩＣタグ１および被覆材２が一体化される。

なお、図１（Ｂ）は、ＩＣタグ１および被覆材２がゴム製品３に嵌め込まれた構造を有しているが、必ずしも嵌め込まれた構造にする必要はない。例えば、ＩＣタグ１がゴム製品３と被覆材２とで挟まれた構造であれば、ゴム製品３の表面に積層されたＩＣタグ１を、被覆材２で被覆するような構造であってもよい。

一体成型処理において、処理温度は特に限定されず、例えば１５０〜２２０℃程度で加熱され、好ましくは通常の加硫に必要な温度で加熱される。処理時間は、好ましくは３〜３０分程度である。さらに、処理の際、好ましくは０．２〜５ＭＰａ程度の圧力で加圧される。高い接着が必要な場合は、０．３ＭＰａ以上の圧力で加圧するのが好ましい。また、加硫ゴムに対して接着させる場合も、高圧条件下で処理するのが好ましく、０．３ＭＰａ以上の圧力で加圧するのが好ましい。

次に、本発明に係るＩＣタグ付ゴム製品の他の実施形態を、図２に基づいて説明する。なお、図１（Ａ）および（Ｂ）と同じ部材には同じ番号を付し、詳細な説明は省略する。図２に示すＩＣタグ付ゴム製品４は、一体化されているＩＣタグ１が、被覆材２（第１の被覆材２１および第２の被覆材２２）で封止されている。すなわち、ＩＣタグ１の両面に第１の被覆材２１および第２の被覆材２２が積層されており、第１の被覆材２１と第２の被覆材２２とは周縁部２３で溶着されている。このように被覆材２はＩＣタグ１の両面に積層されていてもよい。なお、本明細書において「積層」とは、被覆材２がＩＣタグ１の表面のみ被覆する形態だけでなく、図２に示すように被覆材２がＩＣタグ１の表面からはみ出して表面を被覆する形態も包含される。

第１の被覆材２１と第２の被覆材２２とを周縁部２３で溶着する方法は特に限定されず、例えば、高周波ウェルダー加工、ヒートシールなどが挙げられる。第１の被覆材２１および第２の被覆材２２は、同じ材料で形成されていてもよく、異なる材料で形成されていてもよい。

なお、図２に示すＩＣタグ付ゴム製品４では、ＩＣタグ１のＩＣチップ１１部分に、上述の保護シート５が積層されている。上述のように、保護シート５を用いることによって、ＩＣタグを折り曲げてもＩＣチップ１１部分の屈曲は抑えられる。その結果、ＩＣチップ１１がＩＣタグ１から剥離しにくくなり、耐久性が向上する。さらに、ＩＣタグ１には、上述の緩衝材（緩衝材６）が貼り付けられている。緩衝材６を用いることによって、上述のように、一体成型時の加圧によるＩＣチップ１１の破損がより抑制される。

本発明のＩＣタグ付ゴム製品は、ＩＣタグとゴム製品とを一体化するにあたり、伸縮性を有する布にゴムを含浸させた被覆材でＩＣタグの表面を被覆している。そのため、ゴム製品と被覆材に含まれるゴムとが接着し、一体化が可能となる。また、被覆材として布を用いているため、成形時に布の織目や編目から空気が抜け、気泡が発生しない。さらに、布は一体化させる際に加熱および加圧しても、例えばゴムシートのように軟化せず流れることがない。そのため、形状（厚み）がほとんど変化せず、一体化させる際の温度や圧力の条件が異なっても寸法のバラツキなどが生じにくく、設計通りの加工がしやすくなる。

以下、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
下記に示すゴム製品、ＩＣタグおよび被覆材をこの順で積層して、一体成型処理に供し、図１（Ｂ）に示すようなＩＣタグ付ゴム製品を作製した。処理は２００℃、０．３ＭＰａの加熱加圧条件下で、６分間行った。
ゴム製品：ＮＢＲ製シート
ＩＣタグ：ＡＬＩＥＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ社製、ＡＬＮ９６４０ＦＷＲＣＡ
被覆材：ニッタ（株）製のＮＢＲを含浸させたナイロン６６の織物、２／２綾織

（実施例２）
実施例１で用いた被覆材（第２の被覆材）、ＩＣタグおよび被覆材（第１の被覆材）をこの順で積層して、第１の被覆材と第２の被覆材との周縁部を高周波ウェルダーによって溶着し、被覆ＩＣタグを作製した。第１の被覆材および第２の被覆材は同じ被覆材を使用した。さらに、ＩＣタグのＩＣチップ部分には、ＰＥＴ製の保護シート（三井化学（株）製、ベルクリアＧＡＧ）が積層されている。次いで、得られた被覆ＩＣタグと実施例１で用いたゴム製品とを一体成型処理に供し、図２に示すようなＩＣタグ付ゴム製品を作製した。処理は２００℃、０．３ＭＰａの加熱加圧条件下で、６分間行った。

実施例１および２で得られたＩＣタグ付ゴム製品について、デマチャ屈曲試験機（ＦＴ−１５２４、（株）上島製作所製）を用いて、剥がれの有無を目視で確認し、接着性および耐久性を評価した。試験条件は下記の通りである。なお、「裏凸」はＩＣタグ付ゴム製品のゴム製品面側が、屈曲時に山折りとなり、「表凸」はＩＣタグ付ゴム製品の被覆材面側が、屈曲時に山折りとなるように、屈曲させていることを意味する。
試験温度：２３±２℃
往復運動：３００回／分
つかみ具間の距離：最大時（最大伸長）７８ｍｍ、最小時（最大屈曲）１８ｍｍ
運動距離：６０ｍｍ
屈曲回数：裏凸１０００回→表凸１０００回

屈曲試験後に、実施例１および２で得られたＩＣタグ付ゴム製品を目視で観察したところ、いずれも剥離などが生じておらず、接着性に優れていることがわかった。さらに、屈曲試験後のＩＣタグ付ゴム製品について、ＩＣタグの情報の読み取り可能な距離を測定した。いずれのＩＣタグ付ゴム製品も、屈曲試験前の読み取り可能な距離とほぼ同じであり、耐久性に優れていることがわかった。

１ＩＣタグ
１１ＩＣチップ
１２アンテナ
２被覆材
２１第１の被覆材
２２第２の被覆材
２３周縁部
３ゴム製品
４ＩＣタグを含むゴム製品（ＩＣタグ付ゴム製品）
５保護シート
６緩衝材

Claims

ＩＣチップおよびＩＣチップに格納された情報を電気的に送受信するアンテナを備えたＩＣタグの少なくとも片面に、被覆材を積層した被覆ＩＣタグを含むゴム製品であって、
前記被覆材は、伸縮性を有する布にゴムを含浸させた布であることを特徴とするゴム製品。
前記布が、伸縮性を有する織布または編布である請求項１に記載のゴム製品。
前記布に含浸させるゴムが未加硫ゴムである請求項１または２に記載のゴム製品。
前記ＩＣタグのＩＣチップ部分に、ＩＣチップより大きな面積を有する保護シートがさらに積層され、保護シートを含むＩＣタグが前記被覆材で被覆されている請求項１〜３のいずれかに記載のゴム製品。
前記ゴム製品がシート状製品である請求項１〜４のいずれかに記載のゴム製品。
前記被覆材が、前記ＩＣタグを封止するように前記ＩＣタグの両面に積層されており、前記ＩＣタグの両面に積層された被覆材同士が、その周縁部で溶着されている請求項１〜５のいずれかに記載のゴム製品。
前記溶着が高周波ウェルダー加工またはヒートシールによって行われる請求項６に記載のゴム製品。
前記ＩＣタグがＵＨＦ帯の電波によってＩＣチップに格納された情報を送受信する請求項１〜７のいずれかに記載のゴム製品。