WO2006064782A1 - 誘電性素材、アンテナ装置、携帯電話機及び電磁波遮蔽体 - Google Patents

誘電性素材、アンテナ装置、携帯電話機及び電磁波遮蔽体 Download PDF

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WO2006064782A1
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carbons
silicone rubber
electromagnetic wave
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Kazuhisa Takagi
Yuko Takami
Yuji Koyamashita
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Fine Rubber Kenkyusho KK
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Fine Rubber Kenkyusho KK
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K9/0073—Shielding materials
    • H05K9/0081—Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding
    • H05K9/009—Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding comprising electro-conductive fibres, e.g. metal fibres, carbon fibres, metallised textile fibres, electro-conductive mesh, woven, non-woven mat, fleece, cross-linked
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites

Definitions

  • the present invention relates to a dielectric material, an antenna device, a mobile phone, and an electromagnetic wave shield, and more specifically, a dielectric material having a high dielectric constant, an antenna device using the dielectric material, and a mobile phone. And an electromagnetic wave shielding body.
  • Patent Document 1 discloses a technique related to a mobile phone in which antenna radiation efficiency is improved without impairing lightweight and compactness.
  • Patent Documents 2 to 4 disclose techniques for increasing the antenna radiation efficiency of a mobile phone.
  • Patent Document 1 JP 2004-153807 A
  • Patent Document 2 JP 11-274843 A
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 7-212835
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-269715
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a dielectric material having a high dielectric constant. Further, the present invention uses the dielectric material as an electromagnetic wave control body, so that the antenna radiation efficiency can be improved even when the dielectric material is disposed in the vicinity of the antenna body. The purpose is to provide a useful antenna device. Furthermore, the present invention provides a mobile phone that not only enables weight reduction, thickness reduction, and size reduction by using the electromagnetic wave control body made of the dielectric material, but also improves antenna radiation efficiency. The purpose is to do. Still another object of the present invention is to provide an electromagnetic wave shielding body that is made of the above-described dielectric material and can effectively shield electromagnetic waves generated from, for example, an electric cooking device.
  • the present inventors have found that in the case of a dielectric material containing silicone rubber as the main material and carbon as a conductive material, If carbon is contained in the silicone rubber base material in such a state that the rate of contact between carbons is high, a conductive path (carbon network) is easily formed, and the capacitance between carbons is increased. A dielectric material with an increased rate can be obtained.For example, it has been found that a higher dielectric constant can be obtained compared to the case where the same amount of carbon is uniformly dispersed in a silicone rubber base material, and further investigations are made. As a result, it has been found that such a dielectric material can improve the antenna radiation efficiency even if it is disposed in the vicinity of the antenna body, for example, and has led to the present invention.
  • the present invention provides (1) a dielectric material according to any one of the following 1) to 3) in which carbons are dispersed in a silicone rubber base material mainly composed of silicone rubber, the carbon A dielectric material characterized in that a dielectric material is contained in a state of being unevenly distributed in the silicone rubber base material or in a state where at least a part thereof is in contact with carbon.
  • carbons there are two or more kinds of carbon selected from spherical carbon, flat carbon, carbon fiber having an aspect ratio of 11 or less, carbon nanotubes and conductive carbon, and carbons having different shapes.
  • dielectric materials that are combined and blended.
  • a conductive path is formed on at least a part of the surface of the dielectric material.
  • the present invention provides (2) an antenna device comprising the dielectric material described in (1) above.
  • the antenna device described in the above (2) is a built-in antenna device of a mobile phone.
  • the present invention provides: (3) a mobile phone equipped with an electromagnetic wave control body using the dielectric material described in (1) above; and (4) the dielectric described in (1) above.
  • an electromagnetic wave shielding body characterized by comprising a conductive material.
  • the electromagnetic wave shielding body described in the above (4) is an electromagnetic wave shielding body for an electric cooker that shields electromagnetic waves generated from the electric cooker.
  • the dielectric material of the present invention it is possible to obtain a dielectric material that has a high dielectric constant, can be reduced in weight, and can impart flame retardancy. Further, according to the antenna device of the present invention, the antenna radiation efficiency can be improved even when the electromagnetic wave control body is disposed in the vicinity of the antenna body, and the antenna device particularly useful as a built-in antenna device of a cellular phone. Can be obtained. Furthermore, according to the mobile phone of the present invention, not only can the weight, thickness, and size be reduced, but also the antenna radiation efficiency can be improved, thereby extending the battery life of the mobile phone and improving the SAR. A mobile phone that can reduce the value can be obtained.
  • the electromagnetic wave shielding body of the present invention it is possible to effectively shield the electromagnetic wave.
  • the influence of the electromagnetic wave on the human body can be reduced.
  • An electromagnetic shielding material that can be prevented can be obtained.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a dielectric material of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the configuration of a dielectric material according to the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic top view of a mobile phone for explaining one configuration example of the built-in antenna device of the present invention and an embodiment of the mobile phone of the present invention.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of an experimental apparatus for measuring the SAR substitute value of the embodiment of the mobile phone.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of an experimental apparatus for examining a change in radiation pattern due to a dielectric material used in the example of the mobile phone.
  • FIG. 6 A radiation pattern obtained by the measurement using the above experimental apparatus is shown.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view of an electric cooking device for explaining a configuration example of the electromagnetic wave shielding body of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic longitudinal sectional view of the electric cooker.
  • the dielectric material of the present invention has a composition of any one of the following :!) to 3) in a silicone rubber base material mainly composed of silicone rubber. It is desirable that the bonbons are unevenly distributed or at least part of them are in contact with each other, and it is desirable that a conductive path be generated.
  • the proportion of carbons that are unevenly distributed and in contact is not particularly limited, but considering the effect of the present invention due to the uneven distribution and contact of carbons, the total amount of carbons contained
  • the locations where the carbons are in contact with each other or the carbons are unevenly distributed are about 1Z4 or more, preferably about 1Z3 or more, more preferably about 1Z2 or more of the total area. Is preferable.
  • carbons there are two or more kinds of carbon selected from spherical carbon, flat carbon, carbon fiber having an aspect ratio of 11 or less, carbon nanotubes and conductive carbon, and carbons having different shapes. Dielectric materials made by combining and blending.
  • the above-mentioned :! ) To 3 which is a dielectric material in which carbons are in contact with each other or unevenly distributed in the base material. As described above, it is further applied to at least a part of the surface of the dielectric material. It is desirable that a conductive path (carbon network) is generated. The state where the conductive path is generated on the surface of the dielectric material will be described in more detail with reference to the drawings.
  • Figure 1 shows an example of the dielectric material of 3) above, which is a combination of spherical carbon with a spherical particle with an average particle size of about 10 / m and conductive carbon with a ketjen black with a primary particle size of about 35 nm.
  • A is a dielectric material
  • 1 is a base material
  • 2 is a spherical carbon
  • 3 is a conductive carbon aggregate in which conductive carbon is aggregated
  • a 'is dielectric Materials 1 and 3 are the same as in Fig. 1
  • 4 is a carbon nanotube.
  • the surface state of the dielectric material A is such that spherical carbon 2, which is a large carbon, is dispersed in the base material 1 in a biased state, and a part of it adheres.
  • Conductive carbon in which conductive carbon, which is a small carbon, is agglomerated in a linear manner at locations where spherical carbon 2 is separated from each other.
  • Aggregates 3 are in a state where they are connected to each other, and at least on the surface of dielectric material A, a conductive path is generated due to contact between carbons.
  • the surface state of the dielectric material A 'shown in FIG. 2 is a state in which the carbon nanotubes 4 that are fibrous carbon materials are dispersed in the substrate 1 in a biased state, and a part of them adheres.
  • the conductive carbons are adhered to each other and are in a state of being aggregated linearly.
  • the conductive carbon agglomerates 3 are connected between the carbon nanotubes 4, and at least the surface of the dielectric material A ′ also has a conductive path due to the contact between the bonbons. It is in the state. Needless to say, the conductive path may be generated not only on the surface of the dielectric material but also inside.
  • the ratio of the portion where the conductive path is generated on the surface of the dielectric material is not particularly limited, but considering the effect of the conductive path occurring, the surface area of the dielectric material is approximately 1%. It is desirable that a conductive path is formed at a portion of / 4 or more, preferably about 1/3 or more, more preferably about 1/2 or more.
  • the silicone rubber that is the main material of the silicone rubber base material of the present invention is not particularly limited, for example, methyl vinyl silicone rubber, methyl phenolino vinyl silicone rubber, fluorosilicone. Those sold on the market such as rubber can be suitably used, and these can be used singly or in appropriate combination of two or more.
  • the silicone rubber base material of the present invention may be extracted with a solvent after, for example, a foaming agent or molding, in addition to the above-described silicone rubber and the organic polymer and carbon described later in the case of the dielectric material of 2). Substances may be added.
  • a lighter dielectric material can be obtained by adding a foaming agent or by adding a substance that can be extracted with a solvent after molding.
  • a volatile foaming agent such as carbon dioxide gas or ammonia gas, a decomposable foaming lj such as azodicarbondiamide dinitrosopentamethylenetetramine, an organic balloon, an inorganic balloon, or the like
  • a decomposable foaming lj such as azodicarbondiamide dinitrosopentamethylenetetramine
  • an organic balloon an inorganic balloon, or the like
  • a decomposable foaming lj such as azodicarbondiamide dinitrosopentamethylenetetramine
  • an organic balloon an inorganic balloon, or the like
  • an inorganic balloon or the like
  • the amount added is not particularly limited.
  • the workability and the strength of the molded product are not limited.
  • the organic balloon it is more preferable to add the organic balloon to 5 parts by weight or less, preferably 1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the silicone rubber.
  • both can be used together.
  • vulcanization methods using radiation and addition reactions can be applied to vulcanize silicone rubber.
  • those utilizing an addition reaction can be successfully obtained by adding a small amount of a hydrodiene polysiloxane as a crosslinking agent, a platinum complex as a catalyst, and methylvinylcyclotetrasiloxane or acetylene alcohol as a reaction inhibitor.
  • a shape can be formed, and a molded body can be obtained even at a low temperature.
  • silicone polymers are generally commercially available with silica filled, and such silicone compounds can also be suitably used.
  • the carbons in the dielectric materials 1) and 2) of the present invention it is desirable to use graphite powder, graphite fiber or the like having a specific gravity of 2 or more. Since the reactive groups on the carbon surface are reduced due to the progress of graphitization, the affinity with the silicone rubber is weak, and the graphite is highly flocculated, so it tends to be unevenly distributed. Furthermore, since the specific gravity is larger than that of general carbon, it is possible to increase the filling amount and to obtain a dielectric material having a higher dielectric constant. On the other hand, it was a carbon nanotube that ultimately performed the graph Eithi, which has high electrical conductivity, so it goes without saying that it is effective in a small amount. Furthermore, conductive carbon with a well-structured structure is also preferred. More specifically, carbons mentioned in the dielectric material of 3) described later are more preferably used.
  • the dielectric material of 1) of the present invention is obtained by blending 150 to 300 parts by weight of the above-mentioned carbons with 100 parts by weight of silicone rubber. High filling of carbons in polymer substrate Then, the opportunity for carbons to contact increases, and it becomes easy to make a conductive path.
  • silicone rubber has a weak affinity with carbons. Therefore, by adding an excessive amount of carbon to the silicone rubber before crosslinking, carbon Does not completely disperse in the silicone rubber, and some of the carbons stick together and harden and exist in a non-uniformly dispersed form.
  • the dielectric material of 1) which has a high carbon content compared to a dielectric material filled with a low amount of carbon, is a dielectric material with respect to the ratio of the increase for the high content. The rate is dramatically improved.
  • the mixing ratio of carbons to 100 parts by weight of silicone rubber is 150 to 300 parts by weight, preferably 200 to 300 parts by weight. If the blending ratio of carbons is too large, processing becomes difficult, and if it is too small, the target dielectric constant of the present invention cannot be obtained.
  • the dielectric material of 2) of the present invention is obtained by crosslinking and molding a mixture containing the uncrosslinked silicone rubber, the uncrosslinked organic polymer, and the carbons.
  • the affinity between the carbons and the organic polymer is higher than the affinity between the carbons and the silicone rubber. Since the polymers are preferentially present in the organic polymer, by cross-linking and molding them, the carbons having a high concentration of carbons come into contact with each other, or there is a dielectric material that exists in an unevenly distributed state. By obtaining a conductive path, a higher dielectric constant can be obtained with the same amount of carbon added.
  • the organic polymer mixed with the silicone rubber the ability to use a rubber other than silicone rubber, a thermoplastic elastomer, a thermosetting resin, or the like is more preferable. More preferred are liquid rubbers such as liquid NBR, liquid EP and polybutene. When the liquid rubber as described above is used as the organic polymer to be mixed, the liquid rubber also functions as a plasticizer and can be highly filled with carbons.
  • the mixing ratio is not particularly limited, and can be selected as appropriate depending on the type of organic polymer S, and the organic polymer for 100 parts by weight of silicone rubber. Is preferably 1 to 15 parts by weight, more preferably 3 to 10 parts by weight. If the blending ratio of the organic polymer is too large, the dielectric constant may decrease, and if it is too small, the blending effect of the organic polymer may be difficult to obtain.
  • the amount of the carbons in the silicone rubber base material is not particularly limited, but the carbons are preferably 3 to 300 per 100 parts by weight of the silicone rubber. It is more preferable that the amount is 5 to 250 parts by weight, more preferably 10 to 200 parts by weight. If the amount of carbon added is too large, processing may be difficult, and if it is too small, the target dielectric constant may be difficult to obtain.
  • the dielectric material of 3) of the present invention includes, as the carbons, two or more kinds of carbons selected from spherical carbon, flat carbon, carbon fibers having an aspect ratio of 11 or less, carbon nanotubes, and conductive carbon. It is a combination of carbons with different shapes.
  • a small conductive carbon is formed between large graphite carbon or fibrous carbon materials.
  • a dielectric material can be obtained in which at least a portion of the carbons is in contact with the silicone rubber substrate.
  • examples of the spherical carbon include a spherical graphite obtained by heat-treating carbon called mesophase microspheres, which are coal pitch-based carbon, and called mesocarbon microbeads. Can do.
  • various spherical carbons that are commercially available as spherical carbon, spherical graphite, true spherical carbon, true spherical graphite, etc. are also used.
  • examples of the flat carbon include flaky graphite and flaky natural graphite as described in Patent Document 5.
  • Examples of carbon fibers having an external ratio of 11 or less include pitch-based carbon fibers and PAN-based carbon fibers. The aspect ratio is more preferably 3 to: 11.
  • the carbon nanotube may be a single-walled nanotube (SWNT (single-wall nanotube)), for example, a multi-walled nanotube (MWNT (MWNT ( Multi-wall nanotubes)) or cup-stacked nanotubes ( CU p stack nanotubes).
  • SWNT single-walled nanotube
  • MWNT multi-walled nanotube
  • CU p stack nanotubes cup-stacked nanotubes
  • Patent Document 5 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-105108
  • Conductive carbon is a carbon that can impart conductivity to a polymer matrix with a lower amount of addition than general carbon, and its physical properties such as structure, porosity, and primary particle size are controlled. Les. For example, there are DBP oil absorption and BET specific surface area as values indicating the degree of structure development. If conductive carbon having a large value is used, conductivity can be imparted with a smaller amount of addition.
  • DBP oil absorption preferably 100 cm 3/100 g or more, more preferably 160cm 3/100 g or more, more preferably by using the 360 cm 3/100 g or more carbon compounds It is.
  • the upper limit of the suitable DB P oil absorption amount is not particularly limited, but considering the possibility of destruction of the structure when dispersed in a polymer material, it is preferably 700 cm 3 Zl00 g or less.
  • the DBP oil absorption can be measured according to ASTM D 2414-79. Further, it is preferable to use carbons having a BET specific surface area of preferably 30 m 2 / g or more, more preferably 65 m 2 / g or more, and still more preferably 800 m 2 / g or more.
  • the BET specific surface area is a factor that determines the conductivity in combination with the above structure. If the BET specific surface area is too small, the conductivity of the conductive carbon particles alone cannot be increased, and the high dielectric constant targeted by the present invention is high. It may be difficult to obtain.
  • the upper limit of the specific surface area is particularly limited. However, if the stability of the surface is taken into consideration, it is preferable that it is 3000 m 2 / g or less. More specific examples of such conductive carbon include those commercially available as ketjen black and acetylene black.
  • the specific gravity is larger than that of general carbon, the filling amount can be increased.
  • the conductive carbon is dispersed between the unevenly distributed graphite carbons, and the carbons are connected to each other. Thereby, it is possible to obtain a higher dielectric constant than when each is used alone and uniformly dispersed in the substrate.
  • spherical carbon is more suitable among graphite carbon (spherical carbon, flat carbon, carbon fiber having an aspect ratio of 11 or less), and among spherical carbons, especially spherical graphite and true spherical What is called carbon is suitable.
  • the carbon fiber and carbon nanotube which are fibrous carbon materials, the carbon nanotube has a cylindrical structure in which the graph ensheet (independent carbon hexagonal mesh plane) is rounded as described above. Since a conductive network with a uniform structure and high conductivity can be made easier than carbon fibers, carbon nanotubes are more preferable as the fibrous carbon material.
  • the dielectric material of 3) above when two or more types of carbons having different shapes are used, more preferably at least one of the two or more types of carbons is a conductive carbon.
  • carbon or carbon nanotubes when carbon or carbon nanotubes are used, it is possible to more easily obtain a dielectric material having a high dielectric constant and a light weight, which is an object of the present invention.
  • the graphite carbon combined with the conductive carbon or the carbon nanotube is more suitable for the spherical carbon force, and among the spherical carbons, it is particularly referred to as a true spherical graphite or a true spherical carbon. Those are more preferred.
  • carbon nanotubes have a small diameter (for example, even MWNTs usually have a diameter of about 20 to 60 nm) and flow only on the surface of a high-frequency electromagnetic conductive material. It is more suitable when used in combination with a reactive carbon.
  • the blending ratio is not particularly limited, and can be appropriately selected.
  • the graphite carbon (carbon nanotube) ) And conductive carbon in combination the amount of graphite carbon (excluding carbon nanotubes) is preferably 50 to 99% by weight in the total amount of carbons (100% by weight). It is more preferable to blend the amount of 1 to 50% by weight.
  • the amount of carbon nanotubes is preferably 1 to 99% by weight and the amount of conductive carbon is 1 to 99% of the total amount of carbons (100% by weight). It is more preferable to add 99% by weight.
  • the amount of carbon nanotubes is preferably 0.5 to 95% by weight in the total amount of carbons (100% by weight). It is more preferable that the amount of graphite carbon (excluding carbon nanotubes) is 5 to 95.5% by weight.
  • the blending amount in the dielectric material is not particularly limited and can be appropriately selected, but 100 parts by weight of silicone rubber
  • the total compounding power of carbons relative to is preferably 5 to 250 parts by weight, more preferably 10 to 220 parts by weight. If the total amount of carbons is too large, processing may be difficult, and if it is too small, the target dielectric constant may be difficult to obtain.
  • the dielectric material of the present invention as a component other than the above, for example, metal (aluminum, silver Etc.), metal oxides, metal hydroxides and the like can also be added to the silicone rubber substrate. Addition of these imparts thermal conductivity and flame retardancy. Furthermore, plasticizers and processing aids can be added. By adding these, workability is improved. Examples of such plasticizers and processing aids include silicone oil.
  • the shape of the dielectric material of the present invention is not particularly limited.
  • the shape of the dielectric material can be a suitable shape such as a sheet shape, a cap shape, a holder shape, or a block shape.
  • the dielectric material of the present invention is not particularly limited in terms of its relative dielectric constant, radiated power to the human body, etc.
  • the relative dielectric constant has a suitable range depending on the use of the dielectric material.
  • the value ⁇ ′ of the real part of the complex relative dielectric constant ⁇ is preferably 100 or more. Is more preferably 150 or more, more preferably 200 or more, still more preferably 350 or more, and the value ⁇ ′′ of the imaginary part is 100 or more, preferably 150 or more, more preferably 300 or more, still more preferably 700 or more.
  • the dielectric material of the present invention is a mobile phone.
  • an electromagnetic wave control body using the dielectric material of the present invention for a whip-type antenna of a mobile phone that does not have a built-in antenna device If it is installed, it is preferable that the radiation power to the human body side can be reduced by 80% or more with a whip-type antenna built in (without pulling out), whereas a mobile phone as in the embodiments described later.
  • the radiation power to the human body can be reduced by 80% or more when it is attached to the built-in antenna device. If the real part value is 200 or more, the human side The radiated power is less than 20%, improving the radiation efficiency, and if the imaginary part is 350 or more, the radiated power to the human body is 20% even if the real part is 100 or less. Becomes Increases efficiency.
  • the dielectric constant of the dielectric material of the present invention described above is preferably a sheet-like dielectric material.
  • the dielectric material electromagnettic wave control body
  • the dielectric material is thin for mounting on each device described later. Therefore, if the dielectric material has a high dielectric constant like the dielectric material of the present invention, Even if the conductive material is thin, the electromagnetic wave can be sufficiently controlled.
  • a 0.5 mm thick sheet-like dielectric material is used as the dielectric material of an electromagnetic wave control body to be mounted on a mobile phone that does not have a built-in antenna device
  • a 0.5 mm thick sheet-like dielectric material is used. If the value of the real part of the material is 500 or more, the electromagnetic wave can be controlled sufficiently even if the value of the imaginary part is small.
  • the dielectric material of the present invention is not particularly limited in its physical property value. However, for example, if the specific gravity is too large, it is difficult to reduce the weight of the dielectric material of the present invention. It is desirable that the specific gravity is 3 or less for any of the dielectric materials 1), 2) and 3) above.
  • the dielectric material of the present invention is not particularly limited in its production method.
  • silicone rubber as a raw material component of a silicone rubber base material, and organic polymer in the case of the dielectric material of 2) above are used.
  • they can be molded by a general molding method of a polymer material.
  • the mixing conditions number of stirring, stirring force, mixing time, etc.
  • it can be molded by press molding, injection molding, transfer molding, etc., extrusion molding, calendar molding, etc. If the material is liquid, potting, casting, screen printing, etc. You can also take a method.
  • the dielectric material of the present invention is not particularly limited in its use.
  • mobile phones such as systems that transmit and receive video from small cameras, electromagnetic wave shielding bodies that shield electromagnetic waves, human body phantom materials used for measuring the effects of human bodies due to electromagnetic waves, electromagnetic cookers (electromagnetic induction) It can be used suitably as a shielding apron for an electric cooking device such as a heating cooking device, and an electromagnetic shielding body for an electric cooking device.
  • the antenna device of the present invention is provided with the above-described dielectric material, and the dielectric material of the present invention can be integrally formed with a metal or ceramic antenna body, which is useful for circuit design of mobile phones. Since it can be molded together, it is more suitable particularly when used as a built-in antenna device for a mobile phone.
  • the antenna body of the built-in antenna device is twisted and may interfere with each other, but the dielectric material of the present invention has the above dielectric properties between the twisted antenna bodies. It is also possible to place a material, which can suppress interference between the antenna bodies and improve the antenna radiation efficiency of the antenna device.
  • the radiation power can be prevented from being absorbed by the human body, and for example, the antenna radiation efficiency can be increased between 1 and 1.7 times.
  • a camera for a recording device described in Patent Document 6 and the like, a transmission / reception device in a facility described in Patent Document 7, a small portable terminal described in Patent Document 8, and a date described in Patent Document 9 Built-in in various known small transmitter / receiver devices such as cameras equipped with display devices and date display devices, monitoring devices and monitoring systems described in Patent Document 10, and micro cameras described in Patent Document 11 etc. It can also be suitably used as a receiving antenna device or a transmitting antenna device.
  • Patent Document 6 JP-A 61-32686
  • Patent Document 7 Japanese Patent Laid-Open No. 5-191319
  • Patent Document 8 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-136082
  • Patent Document 9 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-294206
  • Patent Document 10 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-272065
  • Patent Document 11 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-135902
  • the mobile phone of the present invention is one in which an electromagnetic wave control body using the dielectric material is mounted, and the dielectric material (electromagnetic wave control body) is installed on the mobile phone at a position on the human body side. Install sex materials.
  • the size, shape, and the like of the electromagnetic wave control body are not particularly limited. However, the size of the electromagnetic wave control body takes into consideration the demand for weight reduction and miniaturization of the mobile phone and the function as the electromagnetic wave control body.
  • the thickness that is desired to be equal to or greater than the area of the antenna surface (surface with respect to the human body) is preferably 2 mm or less, more preferably lmm, considering the demand for lighter and thinner mobile phones.
  • the thickness is preferably 0.2 mm or more.
  • the dielectric material can also reduce the SAR value by using it as an electromagnetic wave control body of a mobile phone.
  • the electromagnetic wave shielding body of the present invention is provided with the above dielectric material, and since the dielectric material of the present invention has a high dielectric constant and excellent electromagnetic wave shielding performance, the electromagnetic wave shielding body can also be used. Can be used. Therefore, when the electromagnetic wave shielding body of the present invention is used as an electromagnetic shielding body for an electric cooker that shields electromagnetic waves generated from the electric cooking device, it is possible to effectively block electromagnetic waves.
  • the position where the electromagnetic shielding body is installed is not particularly limited, but considering the handling properties, for example, the electromagnetic shielding body is It is preferable that it is installed inside or outside the electric cooker so as to be interposed between the electromagnetic wave generation source of the electric cooker and the human body side of the electric cooker.
  • the size, shape, etc. of the electromagnetic wave shielding body can be appropriately selected depending on the size of the electric cooker that is not particularly limited. It is desirable that the area of the generation source (electromagnetic wave generation device) is equal to or greater than the area of the human body, and more preferably the size is such that the electromagnetic wave generation source is surrounded in a manner that does not impair the function as an electric cooker.
  • the electric cooker using the electromagnetic wave shield of the present invention is not particularly limited in its configuration and type, for example, in an electric cooker such as an electromagnetic induction heating cooker (electromagnetic cooker) or a microwave oven.
  • an electromagnetic induction heating cooker various configurations such as a commercially available electromagnetic induction heating cooker, an electromagnetic induction heating cooker described in Patent Documents 12 to 15 and the like can be used. It can utilize for the electromagnetic induction heating cooking appliance which has.
  • Patent Document 12 JP-A-11_339944
  • Patent Document 13 JP-A-6-5357
  • Patent Document 14 JP-A-5-347180
  • Patent Document 15 JP-A-5-121155
  • silicone rubber DY32-152U manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.
  • MCMB spherical spherical graphite
  • conductive carbon Lion Ketjen Black EC600JD: Measured according to ASTM D 24 14-79, DBP absorption (cm 3 / 100g) is 495, BET specific surface area is 127 0 (m 2 / g), and so on) 3.5 1 part by weight of 2,5, dimethyl 2,5 (t-butyl) dihexane (RC-4 (50P) manufactured by Toray 'Dow Corning) was added as a crosslinking agent.
  • silicone rubber DY32-152U manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.
  • conductive carbon Lion Ketjen Black EC600JD: Measured according to ASTM D 24 14-79, DBP absorption (cm 3 / 100g) is 495, BET specific surface area is
  • Ethylene propylene gen rubber CiSR EP22 100 parts by weight, carbon as a true spherical graphite (Osaka Gas Chemical Co. MCMB (10_28)) 150 parts by weight, conductive carbon (Lion Ketjen Black EC600JD) 3.5 parts by weight, 1 part by weight of stearic acid, 5 parts by weight of zinc oxide, 4.5 parts by weight of 2,5, dimethinole 2,5 (t-butyl) dihexane (Nippon Yushi Co., Ltd.
  • Parhexa 25B (40) The mixture was mixed with a roll and heated and cured at 170 ° C for 10 minutes under the condition of 200 kgf / cm 2 to obtain a 40 X 40 X 10 (mm) sheet-like molded product (dielectric material). Under the same conditions, a 40 XI 10X0.5 (mm) sheet shaped product (dielectric material) was obtained. A 40 x 40 x 10 (mm) molded product was used for dielectric constant measurement, and a 40 x 110 x 0.5 (mm) molded product was used for SAR alternative value measurement.
  • the dielectric constant of each dielectric material was measured using a vector network analyzer (8720ES manufactured by Agilent Technologies) and a dielectric probe set (85070C manufactured by Agilent Technologies). ) was measured.
  • Table 1 shows the measurement results of the complex relative permittivity of each dielectric at 900MHz. Further, the rate of change of the SAR substitute value of each dielectric material was determined according to the method described in Patent Document 1 above. Furthermore, the specific gravity of each dielectric material was measured. The results are shown in Table 1. When the dielectric material of Example 1 and Comparative Example 1 was observed with a transmission electron microscope, the dielectric material of Example 1 had a conductive path formed by contacting carbons in about 1/3 of the surface area.
  • Example 1 the same amount as in Example 1 above, except that 3.5 parts by weight of conductive carbon in Table 1 below is 3 parts by weight, and the total amount is 254.0 parts by weight.
  • the complex relative permittivity (900 MHz) was 143-135j. 56. 0%.
  • Comparative Example 1 and Comparative Example 1 were used except that the conductive carbon content in Table 1 below was 3.5 parts by weight, and the total content was 263.5 parts by weight.
  • the complex relative permittivity and the rate of change of the SAR substitute value were calculated in the same manner as in Comparative Example 1 above.
  • the complex relative permittivity (900 MHz) was 28-12j SAR.
  • the substitution rate change rate was 4.8%.
  • Example 2 90 parts by weight of silicone rubber (DY32-152U, manufactured by Toray Dow Co., Ltd.) and 10 parts by weight of liquid ethylene propylene rubber (Lucanto HC2000, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) True spherical graphite (MCMB (10—, manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.) 28)) 150 parts by weight, conductive carbon (Ketjen Black EC600JD made by Lion) 3.5 parts by weight, 2, 5, dimethinole 2, 5 (t-butyl) dihexane (Toray) 1 part by weight of Dowko Jung RC_4 (5 OP)) was added.
  • silicone rubber DY32-152U, manufactured by Toray Dow Co., Ltd.
  • MCMB True spherical graphite
  • Example 2 With respect to the dielectric material of Example 2 above, the complex relative dielectric constant, SAR alternative value change rate, and specific gravity of each dielectric at 900 MHz were measured in the same manner as in Example 1 above. The results are shown in Table 2 together with the results of Example 1 above. Further, when the dielectric material of Example 2 was observed with a transmission electron microscope, it was confirmed that carbons were in contact with each other and a conductive path was generated in about 1/3 of the surface area. In Example 2, the same amount as in Example 2 except that the compounding amount of conductive carbon in Table 2 below is 3.5 parts by weight and the total compounding amount is 254.0 parts by weight.
  • the complex relative permittivity and the SAR alternative value change rate were determined in the same manner as in Example 2 above.
  • the complex relative dielectric constant (900 MHz) was 160-140j, and the SAR alternative value change.
  • the rate was 78.3%.
  • Example 3 Low specific gravity silicone rubber (X—30— 1777—50 U manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 100 parts by weight, 150 parts by weight of true spherical graphite (MCMB (10-28) manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.) as carbon 3.5 parts by weight of carbon (Ketjen Black EC600JD manufactured by Lion) and 1,5,5 dimethinole 2,5 (t_butyl) dihexane (RC_4 (50P) manufactured by Toray Dow Coung Co., Ltd.) as a cross-linking agent Part by weight was added. Mixing is done on an open roll, 170.
  • Example 3 With respect to the dielectric material of Example 3 above, the complex relative dielectric constant, SAR alternative value change rate, and specific gravity of each dielectric at 900 MHz were measured in the same manner as in Example 1 above. The results are shown in Table 3 together with Example 1 above. In addition, when the dielectric material of Example 3 was observed with a transmission electron microscope, it was confirmed that carbons were in contact with each other and a conductive path was generated in about 1/3 of the surface area. In Example 3 above, the amount of conductive carbon in Table 3 below is 3 parts by weight, except that the amount is 3 parts by weight and the total amount is 254.0 parts by weight.
  • the complex relative permittivity and the rate of change of the SAR substitute value were obtained in the same manner as in Example 3.
  • the complex relative permittivity (900 MHz) was 19 9 141j, the SAR substitute value.
  • the rate of change was 93.2%.
  • Silicone rubber (DY32-152U, manufactured by Toray Dow Corning) 170 parts by weight of spherical globite (MCMB (10-28) manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.) and 10 parts by weight of conductive carbon (Ketjen Black EC600JD manufactured by Lion Co., Ltd.), 2, 5, 1 part by weight of dimethyl 2,5 (t-butyl) dihexane (RC_4 (50P) manufactured by Toray Dow Corning) was added. Mixing was performed with an open roll, and heated and cured at 170 ° C. for 10 minutes at 200 kgf / cm 2 to obtain a 40 ⁇ 40 ⁇ 10 (mm) sheet-like molded product (dielectric material).
  • a sheet-like molded product (dielectric material) of 40 XI 10X0.5 (mm) was obtained under the same conditions.
  • a 40 ⁇ 40 ⁇ 10 (mm) molded product was used for dielectric constant measurement, and a 40 ⁇ 110 ⁇ 0.5 (mm) molded product was used for SAR alternative value measurement.
  • silicone rubber (DY32_152U manufactured by Toray Dow Co., Ltd.), 200 parts by weight of true spherical graphite (MCMB (10-28) manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.) as a carbon, conductive carbon (made by Lion Corporation) 10 parts by weight of CHENBLACK EC600JD) and 1 part by weight of 2,5, dimethyl-2,5 (t-butyl) dihexane (RC-4 (50P) manufactured by Dow Corning Toray) were added as a crosslinking agent. Mixing was performed with an open roll, and heat-cured under conditions of 200 kgf / cm 2 at 170 ° C.
  • Example 7 Silicone rubber (Toray Dow Corning DY32-152U) 100 parts by weight, 150 parts by weight of flaky natural graphite (SEC SNE6G, specific gravity 2.25 (g / cm 3 )) as carbon As an agent, 1 part by weight of 2,5, dimethyl-2,5 (t-butyl) dihexane (RC_4 (50P) manufactured by Toray Industries, Inc.) was added. Mixing is done on an open roll, 170. It was heat-cured at 200 kgf / cm 2 for 10 minutes at C to obtain a 40 ⁇ 40 ⁇ 10 (mm) sheet-like molded product (dielectric material).
  • SEC SNE6G flaky natural graphite
  • RC_4 2,5, dimethyl-2,5 (t-butyl) dihexane
  • the complex relative permittivity, the SAR alternative value change rate, and the specific gravity of each dielectric at 900 MHz were measured in the same manner as in Example 1 above. The results are shown in Table 4. Further, when the dielectric materials of Examples 4 to 7 were observed with a transmission electron microscope, the dielectric material of Example 4 was about 1Z3 in surface area, and the dielectric material of Example 5 was about 1/2 of the surface area. In Example 6, the dielectric material of Example 6 is about 1/2 of the surface area, and the dielectric material of Example 7 is about 1/3 of the surface area. It was confirmed that
  • Silicone rubber 100 parts by weight, carbon as conductive carbon (Lion Ketjen Black EC600JD) 10 parts by weight and carbon nanotubes (manufactured by Nanotech Laboratory Co., Ltd. MWNT) 10 parts by weight , Processing aid (Alp Alphaflex 101) manufactured by haflex Industries Co., Ltd. 1.0 part by weight, 2, 5, dimethyl 2, 5 (t-butyl) dihexane (cross-linking agent (peroxide vulcanizing agent tt)) (RC manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd. 4) 10 parts by weight of (50P)) and 10 parts by weight of silicone oil (SH-2 00 50cs manufactured by Toray Dow Corning) were added.
  • Example 8 For the dielectric material of Example 8 above, in the same manner as in Example 1 above, the complex relative permittivity of each dielectric at 900 MHz, 1.5 GHz, 2. lGHz, and 5. OGHz, and the rate of change of the SAR substitute value at 900 MHz And the specific gravity was measured. The results are shown in Table 5. In addition, when the dielectric material of Example 8 was observed with a transmission electron microscope, it was confirmed that, at a surface area of about 1Z3, carbons contacted each other and a conductive path was generated.
  • Silicone with foam balloon (X—30— 1777—50U manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 100 parts by weight, 1.5 parts by weight of carbon nanotubes (MWNT, manufactured by Nanotechnology Laboratories, Inc.), true spherical graphite (Osaka Gas Chemical) MCMB (10-28))) 100 parts by weight, processing aid (Alphaflex Industries Alphaflex 101) 1.0 part by weight, peroxide vulcanizing agent C-1 8A (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 1.0 part by weight Then, 1.5 parts by weight of silicone oil (SH-200 50cs manufactured by Toray Dow Co., Ltd.) was added. Mixing was performed with an open roll, and heated and cured at 170 ° C.
  • silicone oil SH-200 50cs manufactured by Toray Dow Co., Ltd.
  • Example 9 For the dielectric material of Example 9 above, in the same manner as in Example 1 above, the complex relative permittivity of each dielectric at 900 MHz, 1.5 GHz, 2. lGHz, and 5. OGHz, and the rate of change of the SAR substitute value at 900 MHz And the specific gravity was measured. The results are shown in Table 6. In addition, when the dielectric material of Example 9 was observed with a transmission electron microscope, it was confirmed that the carbons were in contact with each other at about 1/3 of the surface area, resulting in a conductive path.
  • FIG. 3 is a schematic top view showing the cellular phone device 6 provided with the built-in antenna device 5 of one configuration example of the present invention in an opened state.
  • a commercially available mobile phone 6 can be used.
  • the mobile phone 6 shown in FIG. 3 is foldable by a hinge portion 7 having a rotation mechanism, and is used in an open state during a call.
  • the configuration is not particularly limited.
  • 8 is the earpiece
  • 9 is the display section
  • 10 is the menu.
  • a new operation unit, 11 is a dial operation unit
  • 12 is a dielectric material
  • 13 is a mobile phone case.
  • the built-in antenna device 5 is mounted in the mobile phone case 13 and its configuration is not particularly limited.
  • an antenna device built in a commercially available mobile phone can be used.
  • the dielectric material 12 is formed into a sheet having a size (vertical and horizontal) that is approximately the same size as the built-in antenna device 5, and the front surface of the built-in antenna device 5 in the mobile phone box 13.
  • the dielectric material 12 is installed on the outer wall of the antenna device 5 so that it is on the human body side.
  • the configuration of the antenna device provided with the dielectric material of the present invention is not particularly limited.
  • the antenna device of the present invention may have a configuration in which the dielectric material of the present invention is disposed on the human body side of these various antenna devices. it can.
  • a cellular phone of Example 11 was prepared by placing a dielectric material in the form of a sheet of 0.5 mm on the human body side (front) of the built-in antenna device.
  • a commercially available magnetic sheet having a specific gravity of 3.1 and a relative magnetic permeability ⁇ ⁇ 60 (1 ⁇ ) in which a micro-order metal magnetic powder is dispersed and mixed in a mobile phone having the configuration shown in FIG.
  • a mobile phone of Comparative Example 2 was set up so that the vertical antenna (5 mm long, 30 mm wide, lmm thick) was on the human body side of the built-in antenna device.
  • the electric field strength in the human head phantom (solid) was measured using the experimental equipment 14 shown in FIG. SAR substitute value).
  • an SAR measurement antenna ( ⁇ beam antenna with a triaxial triaxial configuration) 16 is inserted at the point where the electric field strength is considered to be the highest in the human head phantom model 15.
  • the electric field strength measurement device (Hioki 8808) 18 measures the electric field strength in the human head phantom model 15 when the mobile phone 6 is used via the signal amplifier circuit 17 (broadband 0P amplifier). .
  • the human head phantom model 15 Place it on a 900 x 900 x 1800 mm foamed PS (polystyrene) laboratory bench (not shown).
  • the experimental facility 14 shown in FIG. 4 is the same as the facility for which the rate of change of the SAR alternative value was obtained in Example 1 above.
  • the SAR substitute values were measured for the mobile phones of Example 11 and Comparative Example 2, respectively, and the SAR substitute values were measured when the dielectric material was removed from each mobile phone.
  • the change rate of the SAR substitute value depending on the presence or absence of the dielectric material was obtained, the change rate of the SAR substitute value in Example 11 was ⁇ 53%, and in the comparative example 2, it was ⁇ 23%.
  • the rate of change of the SAR substitute value of the dielectric materials of Examples 1 to 9 was 40 mm x 110 mm, whereas Example 11 was almost the same size as the built-in antenna of the mobile phone. As the area of the dielectric material is reduced, the effect of reducing the rate of change of the SAR substitute value is reduced.
  • the mobile phone of the present invention in which the inductive material of the present invention is mounted as an electromagnetic wave control body can reduce SAR, and the effect is Comparative Example 2 in which a thick dielectric material is mounted. It is recognized that it is larger than. Therefore, the mobile phone of the present invention has a sufficiently low SAR value even when a thin dielectric material is attached to the electromagnetic wave control body, and is lighter and thinner than recent mobile phones. It can fully meet the demand for miniaturization.
  • the mobile phone of Example 11 uses the built-in antenna device of Example 10 above, and can communicate and talk normally even when installed near the antenna.
  • a sheet-like dielectric material having the same composition as in Example 4 and having a length of 150 mm, a width of 150 mm, and a thickness of 0.5 mm is used between the antenna device and the human phantom model.
  • the experimental equipment shown in Fig. 5 is a stack of polystyrene foam 21 and 21 (500 X 500 X 50 Omm) on a rotating stage 20, on which S.G.
  • the height of the center of the human head phantom model 23 from the floor of the laboratory is the same as the height of the transmitting antenna 22 (arrow h: 1000 mm in the figure).
  • the distance between the transmitting antenna 22 and the phantom model 23 should be 10 mm, that is, the transmitting antenna 22 and the phantom model 23. Place it on the same polystyrene foam as Phantom model 23 so that it is set in the middle.
  • the antenna distance (see Fig. 24) is connected to the receiving antenna (radial antenna installed in the electromagnetic wave chamber) connected to an EMC measuring instrument (8546 A receiver manufactured by Agilent Technologies) that is outside the anechoic chamber and is built in the rack.
  • the middle arrow L) is 1500 mm and the antenna height (arrow h 'in the figure) is 1000 mm.
  • a floor electromagnetic wave absorber 26 is placed on the floor of the laboratory.
  • the antenna length of the transmitting antenna 22 is about 167 mm
  • the 150 X 150 mm dielectric material 25 used as a sample is placed in the height direction of the transmitting antenna 22 so that the antenna length of the transmitting antenna 22 is hidden.
  • the dielectric material 25 was placed so that the diagonal lines coincided.
  • the reason why the height of the phantom model is 400 mm is to reduce the influence of the diffracted wave from the vertical direction.
  • the height of the transmitting / receiving antenna is set to 1000 mm in order to reduce the influence of reflected waves from the floor.
  • Measurement 1 Measure the level of the receiving antenna while rotating the stage of the transmitting antenna (standard dipole antenna) 360 degrees without a phantom model, and monitor the electric field in the 360-degree direction.
  • Measurement 2 Measure the level of the receiving antenna while rotating the stage of the transmitting antenna (standard dipole antenna) 360 degrees with the phantom model mounted, and monitor the electric field in the 360-degree direction with the phantom model.
  • Radiation pattern obtained by the above measurement (measurement of the level of the receiving antenna when the turntable with the transmitting antenna, phantom model, and dielectric material is rotated 360 degrees.
  • Figure 6 shows the results. According to the radiation pattern in Fig. 6, by placing a dielectric material having the same composition as in Example 4 between the transmitting antenna and the human phantom model, the radiation pattern becomes larger than in the case of the human phantom model alone. It can be seen that the radiation pattern from is improved.
  • the configuration of the mobile phone of the present invention is not particularly limited. In addition to the mobile phone 6 described above, the dielectric material of the present invention is disposed on the human body side of the antenna devices of various known mobile phones. be able to.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view showing the appearance of an electric cooker (electromagnetic induction heating cooker) 31 provided with an electromagnetic wave shield 30 (see FIG. 8) according to an example of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view schematically showing an internal configuration of the electric cooker 31 in a state where the cabinet 32 of the electric cooker 31 is removed in order to explain the electromagnetic wave shield 30 provided in the cooker 31.
  • the electric cooker 31 includes a cabinet 32 serving as an outer shell, and a top plate 33 provided with a plurality of air holes 33a is placed on the upper side, and a heating container such as a pan is placed near the center of the top plate 33.
  • a cooking plate 34 is placed on it.
  • An operation panel 35 and a heating adjustment knob 36 are provided on the front side of the cabinet 32a (the surface facing the human body).
  • a cooling fan (not shown), as shown in FIG. 8, a control circuit unit 37 and a box body 40 containing heating coils 39, 39 arranged on a coil support base 38 are stored.
  • On the inner walls of both sides 40a, 40a, front (not shown), rear 40b, and bottom 40c of the box 40 are sheet-like electromagnetic shielding bodies 30, 30, 30, 30 made of the dielectric material of the present invention, respectively. It is attached.
  • Each heating coil 39, 39 is connected to a connection terminal portion (not shown) of the control circuit portion 37 by connection cords 41, 41, thereby controlling the high-frequency current supplied to the heating coils 39, 39.
  • the means for attaching the electromagnetic wave shielding body 30 is not particularly limited, and can be attached by appropriate means such as being attached to the wall surface of the box body 40 using an appropriate heat-resistant adhesive.
  • the electromagnetic wave shielding body 30 is attached to the outer wall of the box, not to the inner wall of the box, or to the inner wall of the cabinet 32. Moyore.
  • the control circuit unit and the heating coil are housed in separate boxes.
  • an electromagnetic wave shield it is preferable to attach an electromagnetic wave shield to each box. Further, for example, when the configuration of the box has no rear surface, it is possible to adopt a configuration in which the electromagnetic wave shielding body is not attached to the rear side of the electric cooker (opposite side of the human body).
  • the configuration of the electric cooker to which the electromagnetic wave control body of the present invention is attached is not particularly limited, and various known electromagnetic induction heating controllers other than the electric cooker (electromagnetic induction heating cooker) 31 described above.
  • the electromagnetic wave shielding body of the present invention can be used by various appropriate means so that the electromagnetic wave shielding body of the present invention is interposed between the electromagnetic wave generation source and the human body in these various types of electric cooking appliances. It can be arranged.
  • the electromagnetic wave leakage to the human body can be reduced by mounting the electromagnetic wave shielding body of the present invention between the electromagnetic wave generation source of the electric cooker and the human body.
  • the electromagnetic wave shielding body of the present invention is made of a dielectric material using a silicone rubber base material, it can be molded and can be molded to a required shape to some extent.
  • the electromagnetic wave shielding body of the present invention may or may not be in close contact with the inner wall of the box of the electric cooking device, but a greater electromagnetic shielding effect can be expected by close contact.
  • the dielectric material of the present invention has the effect of extending the battery life by increasing the radiation efficiency of the antenna of the mobile phone, for example, during communication of a mobile phone, and also has the effect of electromagnetic waves on the human body during a call. It can be reduced and communication performance can be improved.
  • the dielectric material of the present invention can be incorporated into a circuit without increasing the radiation efficiency of the antenna device so that communication can be performed far away with less power and the characteristics of the antenna are not impaired. It is possible to hang up. Further, by using the dielectric material of the present invention, unnecessary radiation from an electric cooker or the like can be reduced.

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Abstract

　高誘電率の誘電性素材、該素材を利用し、特に携帯電話機の内蔵型アンテナ装置として有用なアンテナ装置、軽量化、薄型化、小型化が可能でアンテナ放射効率も向上した携帯電話機、電気調理器からの電磁波を効果的に遮蔽する電磁波遮蔽体を提供する。 　シリコーンゴム基材１中にカーボン類が分散した誘電性素材Ａであり、１）シリコーンゴム１００重量部に対しカーボン類１５０～３００重量部を含有、２）未架橋シリコーンゴムと未架橋有機ポリマーとカーボン類との混合物を、架橋、成形、３）球状カーボン２、扁平状カーボン、特定アスペクト比のカーボン繊維、カーボンナノチューブ、導電性カーボン３の２種以上の形状の異なるカーボン類を組み合わせ配合した誘電性素材Ａのいずれかで、カーボン類がシリコーンゴム基材１中に偏在又は少なくとも一部がカーボン類同士で接触した状態で含有された誘電性素材Ａ。

Description

明 細 書
誘電性素材、アンテナ装置、携帯電話機及び電磁波遮蔽体
技術分野
[0001] 本発明は、誘電性素材、アンテナ装置、携帯電話機及び電磁波遮蔽体に関し、よ り詳細には、高い誘電率を有する誘電性素材、該誘電性素材を利用したアンテナ装 置、携帯電話機及び電磁波遮蔽体に関する。
背景技術
[0002] 従来より、携帯電話機には、軽ぐ薄ぐ且つ小さいという特性を兼備することが要 求されており、その軽量化、薄型化、小型化のための技術が求められている。また、 その一方では、アンテナ放射効率の向上も求められている。このような要望に応えて 、例えば、特許文献 1には、軽量コンパクト性を損なうことなぐアンテナ放射効率が 高められた携帯電話機に関する技術が開示されている。また、例えば、特許文献 2〜 4には、携帯電話機のアンテナ放射効率を高める技術が開示されている。
特許文献 1：特開 2004— 153807号公報
特許文献 2：特開平 11一 274843号公報
特許文献 3：特開平 7— 212835号公報
特許文献 4 :特開 2000— 269715号公報
[0003] し力、しながら、最近は、携帯電話機をより薄くするために、より高いアンテナ放射効 率が求められており、そのためには、更に高い誘電率を有する誘電性素材の開発が 必要となっているが、誘電性素材を利用した電磁波制御体は、通常、透磁率を高くし ようとすると、重くなる傾向にある。更に、最近では、小型化の傾向に合わせて、アン テナ本体を内蔵した携帯電話機の需要が高まってきているが、このような内蔵型アン テナ装置を装着した携帯電話機の場合、給電点とアンテナ本体の位置とが近くなつ ている。し力しながら、従来の磁性体 (電磁波制御体)でのシートは、アンテナ本体の 近傍に置くと、アンテナ放射効率が下がってしまうことから、例えば、携帯電話機の内 蔵型アンテナ装置に応用することは困難であった。
[0004] また、近年、ガス台に替えて、電磁波を利用した電気調理器を備えたマンションな どが増えてきており、これを使用して調理をする際に、電気調理器から発生する電磁 波が人体に当たらないようにする電磁波遮蔽体の開発が求められている。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、高誘電率を有する誘電性素材を提供 することを目的とする。また、本発明は、上記誘電性素材を電磁波制御体として使用 することによって、アンテナ本体の近傍に配設しても、アンテナ放射効率を向上させ ることができ、特に携帯電話機の内蔵型アンテナ装置として有用なアンテナ装置を提 供することを目的とする。更に、本発明は、上記誘電性素材からなる電磁波制御体を 使用することによって、軽量化、薄型化、小型化を可能とするのみならず、更に、アン テナ放射効率も向上した携帯電話機を提供することを目的とする。また更に、本発明 は、上記誘電性素材からなり、例えば、電気調理器から発生する電磁波を効果的に 遮蔽することができる電磁波遮蔽体を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0006] 本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、シリコーンゴムを 基材の主材料とし、導電性材料としてカーボン類を含有する誘電性素材の場合、力 一ボン類をカーボン類同士の接触する率が高くなるような状態でシリコーンゴム基材 中に含有させると、導電パス（カーボンネットワーク）ができ易くなり、カーボン類間の 静電容量も大きくなつて、誘電率が高められた誘電性素材が得られ、例えば、同量の カーボン類をシリコーンゴム基材中に均一分散させた場合に比べて、より高い誘電率 が得られることを知見し、更に鋭意検討した結果、このような誘電性素材は、例えば アンテナ本体の近傍に配設してもアンテナ放射効率を向上させることが可能となるこ とを見出し、本発明をなすに至った。
[0007] 即ち、本発明は、（1)シリコーンゴムを主材料とするシリコーンゴム基材中にカーボ ン類が分散した下記 1)〜3)のいずれかの誘電性素材であって、上記カーボン類が 上記シリコーンゴム基材中に偏在した状態又は少なくともその一部がカーボン類同 士で接触した状態で含有されてなることを特徴とする誘電性素材。
1)上記シリコーンゴム 100重量部に対して上記カーボン類 150〜300重量部を含有 した誘電性素材。
2)未架橋の上記シリコーンゴムと未架橋の有機ポリマーと上記カーボン類とを含有 する混合物を、架橋、成形してなる誘電性素材。
3)上記カーボン類として、球状カーボン、扁平状カーボン、アスペクト比が 11以下の カーボン繊維、カーボンナノチューブ及び導電性カーボンから選ばれる 2種以上の力 一ボン類であって、形状の異なるカーボン類を組み合わせて配合してなる誘電性素 材を提供する。ここで、上記（1)記載の誘電性素材において、上記誘電性素材の表 面の少なくともその一部に導電パスが生じたものであると、より好適である。
[0008] また、本発明は、（2)上記（1)記載の誘電性素材を備えたことを特徴とするアンテ ナ装置を提供する。ここで、上記（2)記載のアンテナ装置が、携帯電話機の内蔵型 アンテナ装置であると、より好適である。
[0009] 更に、本発明は、（3)上記（1)記載の誘電性素材を用いた電磁波制御体を装着し たことを特徴とする携帯電話機、及び (4)上記（1)記載の誘電性素材を備えたことを 特徴とする電磁波遮蔽体を提供する。また、上記 (4)記載の電磁波遮蔽体が、電気 調理器から発生する電磁波を遮蔽する電気調理器用電磁波遮蔽体であると、より好 l である。
発明の効果
[0010] 本発明の誘電性素材によれば、高誘電率を有し、軽量化も可能であり、難燃性を 付与することも可能な誘電性素材を得ることができる。また、本発明のアンテナ装置 によれば、電磁波制御体がアンテナ本体の近傍に配設されていても、アンテナ放射 効率を向上させることができ、特に携帯電話機の内蔵型アンテナ装置として有用なァ ンテナ装置を得ることができる。更に、本発明の携帯電話機によれば、軽量化、薄型 ィ匕、小型化が可能であるのみならず、更に、アンテナ放射効率を向上させることによ つて、携帯電話機の電池寿命を延ばし、 SAR値を低減させることも可能な携帯電話 機を得ることができる。また更に、本発明の電磁波遮蔽体によれば、電磁波を効果的 に遮蔽することができ、例えば、電気調理器から発生する電磁波を効果的に遮蔽す ることによって、人体への電磁波の影響を防ぐことができる電磁波遮蔽体を得ることが できる。 図面の簡単な説明
[0011] [図 1]本発明の誘電性素材の構成を説明する模式図である。
[図 2]本発明の誘電性素材の構成を説明する模式図である。
[図 3]本発明の内蔵型アンテナ装置の一構成例及び本発明の携帯電話機の実施例 を説明するための携帯電話機の概略上面図である。
[図 4]上記携帯電話機の実施例の SAR代替値を測定する実験装置の説明図である
[図 5]上記携帯電話機の実施例に使用した誘電性素材による放射パターンの変化を 調べる実験装置の説明図である。
[図 6]上記実験装置による測定によって得られた放射パターンを示したものである。
[図 7]本発明の電磁波遮蔽体の一構成例を説明するための電気調理器の概略斜視 図である。
[図 8]上記電気調理器の概略縦断面図である。
符号の説明
[0012] A、 A'、 12、 25 誘電性素材
1 基材
2 球状カーボン
3 導電性カーボン (凝集体）
4 カーボンナノチューブ
5 内蔵型アンテナ装置
6 携帯電話機
30 電磁波遮蔽体
31 電気調理器
発明を実施するための最良の形態
[0013] 以下、本発明につき更に詳細に説明すると、本発明の誘電性素材は、下記:!）〜 3) のいずれかの組成からなり、シリコーンゴムを主材料とするシリコーンゴム基材中に力 一ボン類が偏在した状態又は少なくともその一部がカーボン類同士で接触した状態 で含有されたものであり、これによつて、導電パスが生じていることが望ましい。なお、 偏在、接触するカーボン類の割合は、特に制限されるものではないが、カーボン類同 土の偏在、接触による本発明の効果を考慮すれば、含有されるカーボン類の合計量
(重量比）の約 1/4以上、好ましくは約 1/3以上、更に好ましくは約 1/2以上が偏 在、接触していることが望ましぐ例えば本発明の誘電性素材を透過電子顕微鏡によ つて観察したとき、顕微鏡写真においてカーボン類同士が接触又はカーボン類が偏 在している箇所が、全体の面積の約 1Z4以上、好ましくは約 1Z3以上、更に好まし くは約 1Z2以上であると、好適である。
1)上記シリコーンゴム 100重量部に対して上記カーボン類 150〜300重量部を含有 した誘電性素材。
2)未架橋の上記シリコーンゴムと未架橋の有機ポリマーと上記カーボン類とを含有 する混合物を、架橋、成形してなる誘電性素材。
3)上記カーボン類として、球状カーボン、扁平状カーボン、アスペクト比が 11以下の カーボン繊維、カーボンナノチューブ及び導電性カーボンから選ばれる 2種以上の力 一ボン類であって、形状の異なるカーボン類を組み合わせて配合してなる誘電性素 材。
ここで、本発明の誘電性素材の場合、シリコーンゴム基材中にカーボン類が分散し た上記：！）〜 3)のいずれかの誘電性素材であり、基材中にカーボン類同士が接触又 は偏在しているものである力 上述したように、更に、誘電性素材の表面の少なくとも 一部に導電パス（カーボンネットワーク）が生じていることが望ましい。誘電性素材の 表面に導電パスが生じている状態を、図面を参照にして、より詳細に説明する。図 1 は、上記 3)の誘電性素材の一例として、球状カーボンとして平均粒子径 10 / m程度 の真球状カーボンと、導電性カーボンとして一次粒子径 35nm程度のケッチェンブラ ックとを組み合わせた誘電性素材の表面を透過電子顕微鏡で観察した時の映像を 模式的に示したものである。図 1において、 Aは誘電性素材、 1は基材、 2は球状カー ボンであり、 3は導電性カーボンが凝集した導電性カーボン凝集体を示しており、図 2 の場合、 A'は誘電性素材、 1、 3は図 1と同様であり、 4はカーボンナノチューブであ る。図 1に示す誘電性素材 Aの場合、誘電性素材 Aの表面状態は、大きなカーボン 類である球状カーボン 2が、基材 1中に偏った状態で分散し、その一部がくっついた 状態となっていたり、離れた状態となっていたりしており、球状カーボン 2同士が離れ た状態となっている箇所では、小さなカーボン類である導電性カーボンが線状に凝 集した導電性カーボン凝集体 3がそれぞれ間を繋いでいるような状態となっており、 誘電性素材 Aの少なくとも表面においては、カーボン類同士の接触による導電パス が生じた状態となっている。
[0015] また、図 2に示す誘電性素材 A'の表面状態は、繊維状炭素材料であるカーボンナ ノチューブ 4が、基材 1中に偏った状態で分散し、その一部がくっついた状態となって いたり、離れた状態となっていたりしており、カーボンナノチューブ 4同士が離れた状 態となつている箇所では、導電性カーボン同士がくっついて線状に凝集した状態とな つている導電性カーボン凝集体 3が各カーボンナノチューブ 4の間を繋いでいるよう な状態となっており、誘電性素材 A'についても、その少なくとも表面においては、力 一ボン類同士の接触による導電パスが生じた状態となっている。なお、導電パスは、 誘電性素材の表面のみならず、内部に生じていてもよいのは、勿論である。また、誘 電性素材の表面において導電パスが生じている部分の割合は、特に制限されるもの ではないが、導電パスが生じたことによる効果を考慮すれば、誘電性素材の表面積 の約 1/4以上、好ましくは約 1/3以上、更に好ましくは約 1/2以上の部分で導電 パスが生じてレ、ることが望ましレ、。
[0016] ここで、本発明のシリコーンゴム基材の主材料となるシリコーンゴムとしては、その種 類が特に制限されるものではなぐ例えばメチルビニルシリコーンゴム、メチルフエ二 ノレビニノレシリコーンゴム、フロロシリコーンゴム等の巿販されているものを好適 \こ使用 することができ、これらを 1種単独で又は 2種以上を適宜組み合わせて使用すること ができる。また、本発明のシリコーンゴム基材には、上記シリコーンゴム、 2)の誘電性 素材の場合は後述する有機ポリマー、カーボン類の他に、例えば発泡剤や成形後、 溶剤で抽出されるような物質を添加しても良い。発泡剤を添加することや、成形後、 溶剤で抽出されるような物質を添加することによって、より軽量の誘電性素材を得るこ とができる。発泡剤としては、例えば炭酸ガスやアンモニアガス等の揮発型発泡剤、 ァゾジカルボンジアミドゃジニトロソペンタメチレンテトラミン等の分解型発泡斉 lj、また 、有機バルーン、無機バルーンなどを用いることができる。また、成形後、溶剤で抽出 されるような物質は、溶剤を水とした場合、塩ィ匕ナトリウム、ペンタエリスリトールなどを 用いることができるが、基材中での均一性や安定度などを考慮すると、膨張済みの有 機バルーン、無機バルーンを用いると、より好適である。膨張済みの有機バルーン、 無機バルーンを添加する場合、その添加量は、特に制限されるものではなぐ例えば 目的とする誘電性素材の比重によって適宜選定することができるが、加工性や成形 物の強度などを考慮すると、シリコーンゴム 100重量部に対して有機バルーンの場合 、 5重量部以下、好ましくは 1〜5重量部となるように添カ卩すると、より好適である。また 、無機バルーンの場合は、 25重量部以下、好ましくは 5〜25重量部となるように添カロ するとより好適であり、勿論、両者併用も可能である。なお、シリコーンゴムの加硫に は、有機過酸化物以外にも、放射線、付加反応を利用した加硫方法が適用できるの は言うまでもない。特に付加反応を利用したものは、架橋剤としてハイドロジエンポリ シロキサンと、触媒として白金錯体および、反応抑制剤として、メチルビニルシクロテト ラシロキサンやアセチレンアルコール類などを少量添加することによって、良好な成 形体ができ、低温でも成形体を得ることが可能になる。また、シリコーンポリマーは、 一般的に、シリカを充填して市販されており、このようなシリコーンコンパウンドも好適 に用いることができる。
[0017] 本発明の上記 1)、 2)の誘電性素材におけるカーボン類としては、比重が 2以上で あるグラフアイト粉、グラフアイト繊維等を用いることが望ましい。これらは、黒鉛化が進 んでいることによって、カーボン表面の反応基が減っていることから、シリコーンゴムと の親和性が弱ぐまた、黒鉛は凝集性が強いため、偏在し易くなる。更に、一般的な カーボンよりも比重が大きいことから、充填量を多くすることが可能となり、より高い誘 電率を有する誘電性素材を得ることが可能となる。一方で、グラフアイトィヒを究極に行 つたのが、カーボンナノチューブであり、電気伝導性が高いため、少量で効果を発揮 するのは、言うまでもなレ、。また更に、ストラクチャーの発達した導電性カーボンも好ま しい。より具体的には、後述する 3)の誘電性素材で挙げるカーボン類が、より好適に 使用される。
[0018] 本発明の上記 1)の誘電性素材は、シリコーンゴム 100重量部に対して上記カーボ ン類 150〜300重量部を配合したものである。カーボン類を高分子基材中に高充填 すると、カーボン類同士が接触する機会が多くなり、導電パスができ易くなる。そして 、誘電性素材の材料として使用される高分子化合物の中でもシリコーンゴムは、カー ボン類との親和性が弱いために、過剰量のカーボン類を架橋前のシリコーンゴムに 添加することによって、カーボン類がシリコーンゴム中で完全に分散せず、カーボン 類の一部がくっついて固まり、不均一に分散した形で存在するため、これを架橋、成 形することによってシリコーンゴム基材中にカーボン類の一部がカーボン類同士で接 触したり、偏在した状態で存在し、誘電率を高めることができ、また、同時にシリコー ンゴムの絶縁部分も半導体と同じ挙動を示すようにすることも可能となり、高誘電率を 有する誘電性素材を得ることが可能となる。従って、この 1)の誘電性素材の場合、比 重は重くなるが、非常に高い誘電率を有することも可能となるので、例えば薄くしても 高誘電率を有する誘電性素材を得ることが可能となる。また、例えばカーボン類を低 量で充填した誘電性素材と比較して、カーボン類を高充填にした上記 1)の誘電性素 材は、その高充填化のための増量の割合に対して誘電率が格段に向上する。
[0019] 上記 1)の誘電性素材の場合、シリコーンゴム 100重量部に対するカーボン類の配 合割合は、 150〜300重量部であり、好ましくは 200〜300重量部である。カーボン 類の配合割合が大きすぎると加工が困難となり、小さすぎると本発明の目的とする誘 電率が得られない。
[0020] 本発明の上記 2)の誘電性素材は、未架橋の上記シリコーンゴムと未架橋の有機ポ リマーと上記カーボン類とを含有する混合物を、架橋、成形したものである。このよう に未架橋のシリコーンゴム、未架橋の有機ポリマー、カーボン類を含有する混合物の 場合、カーボン類一有機ポリマー間の親和力は、カーボン類 シリコーンゴム間の親 和力よりも高いために、カーボン類は有機ポリマー中に優先的に存在する状態となる ので、これを架橋、成形することによってカーボン類の存在濃度が高ぐカーボン類 同士で接触したり、偏在した状態で存在する誘電性素材が得られ、導電パスが生じ ることによって、同じカーボン類の添カ卩量でより高い誘電率を得ることができる。
[0021] 上記 2)の場合、シリコーンゴムに混合する有機ポリマーとしては、シリコーンゴム以 外のゴム、熱可塑性エラストマ一、熱硬化性樹脂等を使用することができる力 より好 ましくはゴム類、更に好ましくは液状 NBR、液状 EP、ポリブテン等の液状ゴムである。 混合する有機ポリマーとして、上記のような液状ゴムを使用すると、液状ゴムが可塑 剤としても機能し、カーボン類を高充填することも可能となる。シリコーンゴムに有機ポ リマーを混合する場合、これらの配合割合は特に制限されるものではなぐ有機ポリ マーの種類などによって適宜選定することができる力 S、シリコーンゴム 100重量部に 対して、有機ポリマーが好ましくは 1〜： 15重量部、より好ましくは 3〜： 10重量部とする と、好適である。有機ポリマーの配合割合が大きすぎると、誘電率が低下する場合が あり、小さすぎると、有機ポリマーの配合効果が得られ難くなる場合がある。
[0022] 上記 2)の場合、シリコーンゴム基材中の上記カーボン類の配合量は、特に制限さ れるものではないが、シリコーンゴム 100重量部に対して、上記カーボン類が好ましく は 3〜300重量部、より好ましくは 5〜250重量部、更に好ましくは 10〜200重量部 であると、より好適である。上記カーボン類の添加量が多すぎると、加工が困難となる 場合があり、少なすぎると、 目的とする誘電率が得られ難くなる場合がある。
[0023] 本発明の上記 3)の誘電性素材は、上記カーボン類として、球状カーボン、扁平状 カーボン、アスペクト比が 11以下のカーボン繊維、カーボンナノチューブ及び導電性 カーボンから選ばれる 2種以上のカーボン類であって、形状の異なるカーボン類を組 み合わせたものである。このように形状の異なる 2種以上の特定のカーボン類を添カロ することによって、例えば大きなグラフアイトカーボン (例えば平均粒径数/ m〜数 10 β m程度の球状カーボン、扁平状カーボン等）、繊維状炭素材料 (アスペクト比が 11 以下のカーボン繊維、カーボンナノチューブ等）と、小さな導電性カーボンとを併用し た場合、大きなグラフアイトカーボン又は繊維状炭素材料同士の間を、小さな導電性 カーボンがつなぎとして存在することで、シリコーンゴム基材中にカーボン類の少なく とも一部が接触した状態で存在する誘電性素材が得られる。このように導電性カーボ ンがつなぎとして存在することによって、導電パスができ、一種単独では得られない 相乗的な誘電率の向上効果が得られる。
[0024] ここで、球状カーボンとしては、例えば、石炭ピッチ系炭素であるメソフェイズ小球体 と呼ばれる炭素を熱処理して得られ、メソカーボンマイクロビーズと称されているような 球状グラフアイト等を挙げることができる。その他、球状カーボン、球状グラフアイト、真 球状カーボン、真球状グラフアイトなどとして市販されている各種球状カーボンも使用 すること力 Sできる。扁平状カーボンとしては、例えば特許文献 5に記載されているよう な鱗片状グラフアイト、薄片状天然黒鉛などが挙げられる。ァスぺ外比が 11以下の カーボン繊維としては、ピッチ系の炭素繊維、 PAN系の炭素繊維等が挙げられる。 なお、アスペクト比は、 3〜： 11であるとより好適である。アスペクト比が大きすぎると、 偏在状態、接触割合にばらつきが生じ易くなる場合がある。なお、アスペクト比が小さ すぎると、実際上、カーボン繊維とは称されなくなる。カーボンナノチューブは、グラフ エンシート（独立した炭素六角網平面）を丸めた円筒状の構造を有するものであれば よぐ例えば単層ナノチューブ（SWNT (シングルウォールナノチューブ））であっても 多層ナノチューブ（MWNT (マルチウォールナノチューブ））であってもカップ積み上 げ型ナノチューブ（CUp stack nanotube)であってもよレヽ。
特許文献 5 :特開 2003— 105108号公報
導電性カーボンは、一般的なカーボン類よりも低添カ卩量で高分子マトリックス中に 導電性を付与できるカーボン類であり、ストラクチャーや多孔度、一次粒子径などの 物理的特性がコントロールされてレ、る。例えばストラクチャーの発達度を示す値として DBP吸油量、 BET比表面積があり、これらの値の大きい導電性カーボンを用いると、 より少量の添加で導電性を付与できる。具体的には、本発明の導電性カーボンとして は、 DBP吸油量が好ましくは 100cm3/100g以上、より好ましくは 160cm3/100g 以上、更に好ましくは 360cm3/100g以上のカーボン類を使用すると好適である。 D BP吸油量が小さすぎると、ストラクチャーが十分に発達していない場合があり、導電 性が低ぐ本発明が目的とする高い誘電率が得られ難くなる場合がある。好適な DB P吸油量の上限は、特に制限されるものではないが、高分子材料への分散時にストラ クチャ一が破壊する可能性を考慮すれば、 700cm3Zl00g以下であると、好適であ る。なお、 DBP吸油量は、 ASTM D 2414— 79に準じて測定することができる。ま た、 BET比表面積としては、好ましくは 30m2/g以上、より好ましくは 65m2/g以上 、更に好ましくは 800m2/g以上のカーボン類を使用すると好適である。 BET比表面 積は上記ストラクチャーと相まって導電性を決定付ける因子であり、 BET比表面積が 小さすぎると、導電性カーボン粒子単体の導電性が高められず、本発明が目的とす る高い誘電率が得られ難くなる場合がある。好適な比表面積の上限は、特に制限さ れるものではないが、表面の安定度を考慮すれば、 3000m2/g以下であると、好適 である。このような導電性カーボンとして、より具体的には、例えばケッチェンブラック 、アセチレンブラックなどとして市販されてレ、るもの力 S挙げられる。
[0026] 上記 3)の誘電性素材において形状の異なる 2種以上の上記カーボン類を併用す る場合、上記グラフアイトカーボンの中でも、特に比重が 2以上である球状カーボン、 扁平状カーボン、アスペクト比が 11以下のカーボン繊維、カーボンナノチューブを主 体として、その他のカーボン類を組み合わせると、好適である。中でも、導電性カーボ ンと組み合わせると、より好適である。球状カーボン、扁平状カーボン、アスペクト比 力 11以下のカーボン繊維、カーボンナノチューブのようなグラフアイトカーボンは、上 述したように、黒鉛化が進んでいることによって、カーボン表面の反応基が減っている ことから、シリコーンゴムとの親和性が弱ぐまた、黒鉛は凝集性が強いため、偏在し 易くなる。また、一般的なカーボンよりも比重が大きいことから充填量を多くすることが できる。そして、上記グラフアイトカーボンと導電性カーボンとを併用すると、上述した ように、偏在した上記グラフアイトカーボンの間に導電性カーボンが分散し、カーボン 類同士がつなぎ会った状態となる。これにより、それぞれを単独で使用し、基材中に 均一分散させた場合よりも、高い誘電率を得ることができる。
[0027] 更に、形状の異なる 2種以上の上記カーボン類を併用する場合、例えば粒子が大 きい方のカーボン類の形状が球状に近くなるほど、混合し易ぐ高充填することも可 能となるということを鑑みれば、グラフアイトカーボン (球状カーボン、扁平状カーボン 、アスペクト比が 11以下のカーボン繊維）の中でも、球状カーボンがより好適であり、 球状カーボンの中でも、特に真球状グラフアイト、真球状カーボンと称されているもの 力はり好適である。また、繊維状炭素材料である炭素繊維とカーボンナノチューブと では、カーボンナノチューブは、上述したように、グラフエンシート（独立した炭素六角 網平面）を丸めた円筒状の構造をしており、それ故、構造が均一で導電性が高ぐ導 電のネットワークがカーボン繊維よりも容易にできることから、繊維状炭素材料として は、中でもカーボンナノチューブがより好適である。
[0028] また更に、上記 3)の誘電性素材において、形状の異なる 2種以上のカーボン類を 使用する場合、より好ましくは 2種以上のカーボン類の少なくとも 1種が導電性カーボ ン又はカーボンナノチューブであると、本発明の目的とする高誘電率で軽量の誘電 性素材がより容易に得ることが可能となる。また、導電性カーボン又はカーボンナノチ ユーブとの組み合わせるグラフアイトカーボンとしては、上述したように、球状カーボン 力 り好適であり、球状カーボンの中でも、特に真球状グラフアイト、真球状カーボン と称されているものがより好適である。また、カーボンナノチューブは、径が小さく（例 えば MWNTであっても、通常、径は 20〜60nm程度である）、高周波の電磁波の導 電性物質の表面しか流れないことから、表面積の大きな導電性カーボンと併用すると 、より好適である。
[0029] このように形状の異なる 2種以上の特定のカーボン類を使用する場合、その配合割 合は、特に制限されるものではなぐ適宜選定することができ、例えば上記グラフアイ トカーボン (カーボンナノチューブを除く）と導電性カーボンとを併用する場合、カー ボン類の合計量（100重量％)中、上記グラフアイトカーボン (カーボンナノチューブを 除く）の量を好ましくは 50〜99重量％、導電性カーボンの量を 1〜50重量％となるよ うに配合すると、より好適である。また、導電性カーボンとカーボンナノチューブとを併 用する場合、カーボン類の合計量（100重量％)中、カーボンナノチューブの量を好 ましくは 1〜99重量％、導電性カーボンの量を 1〜99重量％となるように配合すると 、より好適である。更に、カーボンナノチューブと上記グラフアイトカーボン (カーボン ナノチューブを除く）とを併用する場合、カーボン類の合計量（100重量％)中、カー ボンナノチューブの量を好ましくは 0. 5〜95重量％、上記グラフアイトカーボン (カー ボンナノチューブを除く）の量を 5〜99· 5重量％となるように配合すると、より好適で ある。
[0030] 形状の異なる 2種以上の特定のカーボン類を使用する場合、誘電性素材中におけ る配合量は、特に制限されるものではなぐ適宜選定することができるが、シリコーン ゴム 100重量部に対するカーボン類の合計配合量力 好ましくは 5〜250重量部、よ り好ましくは 10〜220重量部であれば、より好適である。カーボン類の合計量が多す ぎると、加工が困難となる場合があり、少なすぎると、 目的とする誘電率が得られ難く なる場合がある。
[0031] 本発明の誘電性素材には、上記以外の成分として、例えば金属（アルミニウム、銀 等）、金属酸化物、金属水酸化物などを上記シリコーンゴム基材中に添加することも できる。これらを添加することによって熱伝導性や難燃性が付与される。また更に、可 塑剤ゃ加工助剤を添加することもできる。これらを添加することによって、加工性が改 善される。このような可塑剤、加工助剤としては、例えばシリコーンオイル等が挙げら れる。
[0032] 本発明の誘電性素材の形状は、その形状が特に制限されるものではなぐ例えば シート状、キャップ状、ホルダ状、ブロック状など、用途によって、好適な形状とするこ とができる。
[0033] 本発明の誘電性素材は、その比誘電率、人体側への放射電力などが特に制限さ れるものではなぐ例えば比誘電率としては、誘電性素材の用途に応じ、好適な範囲 を適宜選定することができ、例えば携帯電話機の場合（900MHz)、例えば厚さ lm mのシート状の誘電性素材であれば、複素比誘電率 ε の実数部の値 ε 'が 100以 上、好ましくは 150以上、より好ましくは 200以上、更に好ましくは 350以上であると、 より好適であり、虚数部の値 ε "が 100以上、好ましくは 150以上、より好ましくは 300 以上、更に好ましくは 700以上であることが望ましい。これらの値が小さすぎると、本 発明が目的とするアンテナ放射効率の向上効果が得られ難くなる場合があり、人体 側への放射電力の低減も困難となる場合がある。本発明の誘電性素材を携帯電話 機の電磁波制御体として利用する場合、人体側への放射電力は低いほうが良いこと から、例えばアンテナ装置が内蔵型ではない携帯電話機のホイップ型のアンテナに 本発明の誘電性素材を用いた電磁波制御体を装着するのであれば、ホイップ型のァ ンテナを内蔵した状態（引っ張り出さない状態）で 80%以上人体側への放射電力を 低減できることが好ましい。一方、後述する実施例のように、携帯電話機の内蔵型ァ ンテナ装置に装着する場合、人体側への放射電力を 80%以上低減できることが望ま しい。なお、実数部の値が 200以上の場合は、虚数部の値が 100以上でも人体側へ の放射電力は、 20%以下となり、放射効率が向上する。また、虚数部の値が、 350以 上の場合、実数部の値が、 100以下でも人体側への放射電力は、 20%以下となり、 放射効率が向上する。
[0034] なお、上述した本発明の誘電性素材の好適な比誘電率は、シート状の誘電性素材 力 Slmmの厚さの場合であり、より薄い厚さでは、より高い比誘電率であることが望まし レ、。即ち、後述する各装置などへの装着には、誘電性素材 (電磁波制御体）は薄い ほうが望ましぐ従って、本発明の誘電性素材のように、誘電性素材の誘電率が高い と、誘電性素材が薄くても十分に電磁波を制御することができる。例えば、アンテナ 装置が内蔵型ではない携帯電話機に装着する電磁波制御体の誘電性素材として 0 . 5mmの厚さのシート状の誘電性素材を使用する場合、厚さ 0. 5mmのシート状の 誘電性素材の実数部の値が 500以上であれば、虚数部の値が小さくても十分に電 磁波を制御することができる。
[0035] 本発明の誘電性素材は、その物性値が特に制限されるものではなレ、が、例えば比 重が大きすぎると、本発明の目的とする軽量ィ匕が困難となることから、上記 1)、 2)、 3 )のいずれの誘電性素材であっても、比重が 3以下であることが望ましい。
[0036] 本発明の誘電性素材は、その製造方法が特に制限されるものではなぐ例えば、シ リコーンゴム基材の原料成分となるシリコーンゴム、上記 2)の誘電性素材の場合は有 機ポリマーに、硬化剤とカーボン類と必要に応じてその他成分を添加し、ロールや二 ーダ一等を用いて混合した後に、一般的な高分子材料の成形方法で成形できる。但 し、本発明の場合、混合条件 (攪拌数、攪拌力、混合時間など)を調整し、混合し過 ぎないようにすると共に、製品の均質性を確保するために、混合条件は常に一定に することが望ましい。一般的な成形方法としては、プレス成形、射出成形、トランスファ 一成形等の型成形、押し出し成形、カレンダー成形等で成形することができ、材料が 液状であれば、ポッティング、キャスティング、スクリーン印刷などの方法をとることもで きる。
[0037] 本発明の誘電性素材は、その用途が特に制限されるものではなぐ例えば、携帯電 話機、自動車 (ETC、車間距離、ナビ、ラジオ、テレビ）、携帯テレビ、パソコン通信（ ブルートゥース）、小型カメラ等の映像を送受信するシステムなどのアンテナ装置に使 用する電磁波制御体、電磁波を遮蔽する電磁波遮蔽体、電磁波による人体影響の 測定に使用される人体ファントム用材料、電磁調理器 (電磁誘導加熱調理器)等の 電気調理器などの遮蔽エプロン、電気調理器の電磁波遮蔽体等として好適に使用 すること力 Sできる。 [0038] 本発明のアンテナ装置は、上記誘電性素材を備えたものであり、本発明の誘電性 素材は、金属やセラミックスのアンテナ本体との一体成形も可能であり、携帯電話機 の回路設計に合わせて成形することもできることから、特に携帯電話機の内蔵型アン テナ装置対応として使用すると、より好適である。また、内蔵型アンテナ装置のアンテ ナ本体は、曲がりくねつており、アンテナ本体同士の干渉が生じる可能性もあるが、 本発明の誘電性素材は、曲がりくねつたアンテナ本体同士の間に上記誘電性素材を 置くことも可能であり、これによつて、アンテナ本体同士の干渉を抑え、アンテナ装置 のアンテナ放射効率を向上させることも可能である。具体的には、放射電力が人体に 吸収されるのを抑え、例えば、アンテナ放射効率を 1〜： 1. 7倍間で増加させることも 可能である。また、例えば特許文献 6等に記載された録画装置用カメラ、特許文献 7 に記載された施設内での送受信装置、特許文献 8に記載された小型携帯端末、特 許文献 9に記載されたデート表示装置およびデート表示装置を備えたカメラ、特許文 献 10に記載された監視装置および監視システム、特許文献 11等に記載されたマイ クロカメラ等のように公知の種々の小型送受信装置などに内蔵された受信アンテナ 装置又は送信アンテナ装置としても好適に用いることができる。
特許文献 6 :特開昭 61— 32686号公報
特許文献 7 :特開平 5— 191319号公報
特許文献 8：特開 2001— 136082号公報
特許文献 9：特開 2004— 294206号公報
特許文献 10 :特開 2003— 272065号公報
特許文献 11 :特開 2004— 135902号公報
[0039] 本発明の携帯電話機は、上記誘電性素材を用いた電磁波制御体を装着したもの であり、上記誘電性素材 (電磁波制御体)を携帯電話機に設置する位置は、人体側 に上記誘電性素材を設置する。ここで、上記電磁波制御体の大きさ、形状などは、特 に制限されるものではないが、大きさは、携帯電話機の軽量化、小型化の要請、電 磁波制御体としての機能を考慮すれば、アンテナの表面（人体に対する面）の面積と 同等以上であることが望ましぐ厚さは、携帯電話機の軽量化、薄型化の要請を考慮 すれば、好ましくは 2mm以下、より好ましくは lmm以下、更に好ましくは 0. 5mm以 下程度が好適である。なお、電磁波漏洩防止のためには、厚さは、薄ければ薄いほ ど良いことから、厚さの下限は特に制限されるものではないが、例えば成形体として の取り扱い性、成形性などを考えた場合、厚さが 0. 2mm以上であると、好適である。 上記誘電性素材は、このように携帯電話機の電磁波制御体として用いることによって 、 SAR値を低減することも可能である。
本発明の電磁波遮蔽体は、上記誘電性素材を備えたものであり、本発明の誘電性 素材は高誘電率を有し、電磁波の遮断性能にも優れているため、電磁波遮蔽体とし ても使用することができる。従って、本発明の電磁波遮蔽体は、電気調理器から発生 する電磁波を遮蔽する電気調理器用電磁波遮蔽体として使用すると、電磁波を効果 的に遮断することが可能となる。上記誘電性素材を電気調理器用電磁波遮蔽体とし て使用する場合、電磁波遮蔽体の設置する位置は、特に制限されるものではないが 、取り扱い性などを考慮すれば、例えば上記電磁波遮蔽体が、電気調理器の電磁 波発生源と電気調理器の人体側との間に介在するように、電気調理器の内側又は 外側に取り付けると、好適である。また、この場合、上記電磁波遮蔽体の大きさ、形状 などは、特に制限されるものではなぐ対象となる電気調理器の大きさなどにより、適 宜選定することができるが、大きさは、電磁波発生源 (電磁波発生装置）の人体に対 する面の面積と同等以上であることが望ましぐより好ましくは、電気調理器としての 機能を損なわない態様で電磁波発生源を囲むような大きさとすることによって、漏洩 電磁波が人体に及ぶのをより有効に防ぐことができる。厚さは、電磁波遮蔽体として は、厚いほうが良いが、調理器具のスペースを考慮すると、 5mm以下、特に 3mm以 下程度が好適である。なお、厚さの上限は、特に制限されるものではなレ、が、ゴムの 成形性を考慮すれば、通常、 0. 2mm以上であると、好適である。なお、本発明の電 磁波遮蔽体を利用する電気調理器は、その構成、種類が特に制限されるものではな ぐ例えば電磁誘導加熱調理器 (電磁調理器）、電子レンジ等の電気調理器に好適 に利用することができ、例えば電磁誘導加熱調理器であれば、市販されている電磁 誘導加熱調理器、特許文献 12〜 15などに記載された電磁誘導加熱調理器のように 種々の構成を有する電磁誘導加熱調理器に利用することができる。
特許文献 12：特開平 11 _ 339944号公報 特許文献 13：特開平 6— 5357号公報
特許文献 14:特開平 5— 347180号公報
特許文献 15:特開平 5— 121155号公報
実施例
[0041] 以下、実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記 実施例に限定されるものではない。
[0042] [実施例 1]
シリコーンゴム（東レ.ダウコーニング社製 DY32— 152U)100重量部に、カーボ ン類として真球状グラフアイト（大阪ガスケミカル社製 MCMB (10— 28) )を 150重 量部、導電性カーボン（ライオン社製 ケッチェンブラック EC600JD:ASTM D 24 14— 79に準じて測定した DBP吸収量（cm3/100g)が 495、 BET比表面積が 127 0(m2/g)、以下同様）を 3· 5重量部、架橋剤として 2, 5,ジメチル 2, 5(t—プチル） ジへキサン (東レ'ダウコーニング社製 RC— 4(50P))を 1重量部添加した。混合は 、オープンロールにて行い、 170°Cで 10分間、 200kgf/cm2の条件で加熱硬化さ せて 40 X 40X10 (mm)のシート状成形物（誘電性素材）を得た。同様の条件にて 4 0X110X0.5 (mm)のシート状成形物（誘電性素材）を得た。 40 X 40 X 10 (mm) の成形物を誘電率測定用、 40X110X0.5 (mm)の成形物を SAR代替値測定用と して使用した。
[0043] [比較例 1]
エチレンプロピレンジェンゴム CiSR社製 EP22)100重量部に、カーボン類として 真球状グラフアイト（大阪ガスケミカル社製 MCMB(10_28))を 150重量部、導電 性カーボン (ライオン社製 ケッチェンブラック EC600JD)を 3.5重量部、ステアリン 酸 1重量部、酸化亜鉛 5重量部、 2, 5,ジメチノレ 2, 5 (t—ブチル）ジへキサン（日本 油脂社製 パーへキサ 25B(40))4.5重量部をオープンロールにて混合し、 170°C で 10分間、 200kgf/cm2の条件で加熱硬化させて 40 X40 X 10 (mm)のシート状 成形物（誘電性素材）を得た。同様の条件にて 40 XI 10X0.5 (mm)のシート状成 形物 (誘電性素材）を得た。 40 X 40 X 10 (mm)の成形物を誘電率測定用、 40 X 11 0X0.5 (mm)の成形物を SAR代替値測定用として使用した。 [0044] 上記実施例 1及び比較例 1の誘電性素材について、各誘電性素材の誘電率をべク トルネットワークアナライザ（アジレントテクノロジ一社製 8720ES)と誘電体プローブ セット（アジレントテクノロジ一社製 85070C)を用レヽて測定した。 900MHzにおける 各誘電体の複素比誘電率の測定結果を表 1に示す。また、各誘電性素材の SAR代 替値変化率を上記特許文献 1に記載の方法に準じて求めた。更に、各誘電性素材 の比重を測定した。結果を表 1に示す。実施例 1及び比較例 1の誘電性素材を透過 電子顕微鏡で観察したところ、実施例 1の誘電性素材は、表面積の約 1/3において 、カーボン類同士が接触して、導電パスが生じていることが確認された。これに対して 、比較例 1の誘電性素材は、カーボン類同士がほとんど接触していなかった。なお、 上記実施例 1において、下記表 1中の導電性カーボンの配合量 3. 5重量部を 3重量 部とし、合計配合量を 254. 0重量部とした以外は、上記実施例 1と同様にして得られ た誘電性素材について、上記実施例 1と同様に複素比誘電率、 SAR代替値変化率 を求めたところ、複素比誘電率（900MHz)は、 143— 135j SAR代替値変化率は 56. 0%であった。また、上記比較例 1において、下記表 1中の導電性カーボン の配合量 3. 5重量部を 3重量部とし、合計配合量を 263. 5重量部とした以外は、上 記比較例 1と同様にして得られた誘電性素材にっレ、て、上記比較例 1と同様に複素 比誘電率、 SAR代替値変化率を求めたところ、複素比誘電率（900MHz)は、 28— 12j SAR代替値変化率は、 4. 8%であった。
[0045] [表 1]
Figure imgf000020_0001
[0046] [実施例 2] シリコーンゴム（東レ.ダウコーユング社製 DY32— 152U) 90重量部と液状ェチレ ンプロピレンゴム（三井化学社製 ルーカント HC2000) 10重量部、カーボン類として 真球状グラフアイト（大阪ガスケミカル社製 MCMB (10— 28) )を 150重量部、導電 性カーボン (ライオン社製 ケッチェンブラック EC600JD)を 3. 5重量部、架橋剤とし て 2, 5，ジメチノレ 2， 5 (t—ブチル）ジへキサン（東レ 'ダウコーユング社製 RC_4 (5 OP) )を 1重量部添加した。混合は、オープンロールにて行レ、、 170°Cで 10分間、 20 OkgfZcm2の条件で加熱硬化させて、 40 X 40 X 10 (mm)のシート状成形物（誘電 性素材）を得た。同様の条件にて 40 X I 10 X 0. 5 (mm)のシート状成形物（誘電性 素材）を得た。 40 X 40 X 10 (mm)の成形物を誘電率測定用、 40 X 110 X 0. 5 (m m)の成形物を SAR代替値測定用として使用した。
[0047] 上記実施例 2の誘電性素材について、上記実施例 1と同様にして 900MHzにおけ る各誘電体の複素比誘電率、 SAR代替値変化率及び比重を測定した。結果を上記 実施例 1の結果と共に表 2に示す。また、実施例 2の誘電性素材を透過電子顕微鏡 で観察したところ、表面積の約 1/3において、カーボン類同士が接触して、導電パ スが生じていることが確認された。なお、上記実施例 2において、下記表 2中の導電 性カーボンの配合量 3. 5重量部を 3重量部とし、合計配合量を 254. 0重量部とした 以外は、上記実施例 2と同様にして得られた誘電性素材について、上記実施例 2と 同様に複素比誘電率、 SAR代替値変化率を求めたところ、複素比誘電率（900MH z)は、 160— 140j、 SAR代替値変化率は、 78. 3%であった。
[0048] [表 2]
Figure imgf000021_0001
[0049] [実施例 3] 低比重シリコーンゴム (信越化学工業社製 X— 30— 1777— 50 U) 100重量部 、カーボン類として真球状グラフアイト（大阪ガスケミカル社製 MCMB (10— 28) )を 150重量部、導電性カーボン（ライオン社製 ケッチェンブラック EC600JD)を 3. 5重 量部、架橋剤として 2, 5,ジメチノレ 2, 5 (t_プチル)ジへキサン (東レ'ダウコーユング 社製 RC_4 (50P) )を 1重量部添加した。混合は、オープンロールにて行レ、、 170 。Cで 10分間、 200kgf/cm2の条件で加熱硬化させて 40 X 40 X 10 (mm)のシート 状成形物（誘電性素材）を得た。同様の条件にて 40 X I 10 X 0. 5 (mm)のシート状 成形物（誘電性素材）を得た。 40 X 40 X 10 (mm)の成形物を誘電率測定用、 40 X 1 10 X 0. 5 (mm)の成形物を SAR代替値測定用として使用した。
[0050] 上記実施例 3の誘電性素材について、上記実施例 1と同様にして 900MHzにおけ る各誘電体の複素比誘電率、 SAR代替値変化率及び比重を測定した。結果を上記 実施例 1と共に表 3に示す。また、実施例 3の誘電性素材を透過電子顕微鏡で観察 したところ、表面積の約 1/3において、カーボン類同士が接触して、導電パスが生じ ていることが確認された。なお、上記実施例 3において、下記表 3中の導電性カーボ ンの配合量 3. 5重量部を 3重量部とし、合計配合量を 254. 0重量部とした以外は、 上記実施例 3と同様にして得られた誘電性素材について、上記実施例 3と同様に複 素比誘電率、 SAR代替値変化率を求めたところ、複素比誘電率（900MHz)は、 19 9 141j、 SAR代替値変化率は、 93. 2%であった。
[0051] [表 3]
Figure imgf000022_0001
[0052] [実施例 4]
シリコーンゴム（東レ.ダウコーニング社製 DY32— 152U) 100重量部に、カーボ ン類として真球状グラフアイト（大阪ガスケミカル社製 MCMB (10— 28) )を 170重 量部、導電性カーボン (ライオン社製 ケッチェンブラック EC600JD)を 10重量部、 架橋剤として 2, 5,ジメチル 2, 5 (t—ブチル）ジへキサン (東レ'ダウコーニング社製 RC_4(50P))を 1重量部添加した。混合は、オープンロールにて行レ、、 170°Cで 1 0分間、 200kgf/cm2の条件で加熱硬化させて 40X40X10 (mm)のシート状成形 物（誘電性素材）を得た。同様の条件にて 40 XI 10X0.5 (mm)のシート状成形物（ 誘電性素材）を得た。 40 X 40 X 10 (mm)の成形物を誘電率測定用、 40 X 110 X 0 .5 (mm)の成形物を SAR代替値測定用として使用した。
[0053] [実施例 5]
シリコーンゴム（東レ.ダウコーユング社製 DY32_152U)100重量部に、カーボ ン類として真球状グラフアイト（大阪ガスケミカル社製 MCMB (10— 28) )を 200重 量部、導電性カーボン (ライオン社製 ケッチェンブラック EC600JD)を 10重量部、 架橋剤として 2, 5,ジメチル 2, 5 (t—ブチル）ジへキサン (東レ'ダウコーニング社製 RC— 4(50P))を 1重量部添加した。混合は、オープンロールにて行い、 170°Cで 1 0分間、 200kgf/cm2の条件で加熱硬化させて 40X40X10 (mm)のシート状成形 物 (誘電性素材）を得た。同様の条件にて 40 XI 10X0.5 (mm)のシート状成形物（ 誘電性素材）を得た。 40 X 40 X 10 (mm)の成形物を誘電率測定用、 40 X 110 X 0 .5 (mm)の成形物を SAR代替値測定用として使用した。
[0054] [実施例 6]
シリコーンゴム（東レ.ダウコーニング社製 DY32— 152U)100重量部に、カーボ ン類として人造黒鉛（SEC社製 SGL12、比重 2.21 (g/cm3) )を 200重量部、架 橋剤として 2, 5，ジメチノレ 2， 5 (t_プチル)ジへキサン (東レ 'ダウコーユング社製 R C_4(50P))を 1重量部添加した。混合は、オープンロールにて行い、 170°Cで 10 分間、 2001¾£/01!12の条件で加熱硬化させて40 40 10(111111)の成形物（誘電 性素材）を得た。同様の条件にて 40 XI 10X0.5 (mm)の成形物 (誘電性素材）を 得た。 40X40X10 (mm)の成形物を誘電率測定用、 40X110X0.5 (mm)の成 形物を SAR代替値測定用として使用した。
[0055] [実施例 7] シリコーンゴム（東レ.ダウコーニング社製 DY32— 152U) 100重量部に、カーボ ン類として薄片状天然黒鉛（SEC社製 SNE6G、比重 2. 25 (g/cm3) )を 150重 量部、架橋剤として 2, 5,ジメチル 2, 5 (t—ブチル）ジへキサン (東レ 'ダウコーユング 社製 RC_4 (50P) )を 1重量部添加した。混合は、オープンロールにて行レ、、 170 。Cで 10分間、 200kgf/cm2の条件で加熱硬化させて 40 X 40 X 10 (mm)のシート 状成形物（誘電性素材）を得た。同様の条件にて 40 X I 10 X 0. 5 (mm)のシート状 成形物（誘電性素材）を得た。 40 X 40 X 10 (mm)の成形物を誘電率測定用、 40 X 1 10 X 0. 5 (mm)の成形物を SAR代替値測定用として使用した。
[0056] 上記実施例 4〜7の誘電性素材について、上記実施例 1と同様にして 900MHzに おける各誘電体の複素比誘電率、 SAR代替値変化率及び比重を測定した。結果を 表 4に示す。また、実施例 4〜7の誘電性素材を透過電子顕微鏡で観察したところ、 実施例 4の誘電性素材は、表面積の約 1Z3において、実施例 5の誘電性素材は、 表面積の約 1/2において、実施例 6の誘電性素材は、表面積の約 1/2において、 実施例 7の誘電性素材は、表面積の約 1/3において、それぞれカーボン類同士が 接触して、導電パスが生じていることが確認された。
[0057] [表 4]
Figure imgf000024_0001
[実施例 8]
シリコーンゴム（東レ.ダウコーユング社製 DY32_ 152U) 100重量部に、カーボ ン類として導電性カーボン (ライオン社製 ケッチェンブラック EC600JD) 10重量部と カーボンナノチューブ (物産ナノテク研究所社製 MWNT) 10重量部、加工助剤 (Alp haflex Industries社製 アルファフレックス 101) 1.0重量部、架橋剤（過酸化物加 硫 t t剤）として 2, 5,ジメチル 2, 5 (t—プチル)ジへキサン (東レ'ダウコーニング社製 RC— 4(50P))を 1· 0重量部、シリコーンオイル（東レ 'ダウコーニング社製 SH— 2 00 50cs))を 10重量部添加した。混合は、オープンロールにて行レ、、 170°Cで 10 分間、 2001¾£/01!12の条件で加熱硬化させて40 40 10(111111)のシート状成形 物（誘電性素材）を得た。同様の条件にて 40 XI 10X0.5 (mm)のシート状成形物（ 誘電性素材）を得た。 40 X 40 X 10 (mm)の成形物を誘電率測定用とし、 40X110 X 0.5 (mm)の成形物を SAR代替値測定用として使用した。
[0059] 上記実施例 8の誘電性素材について、上記実施例 1と同様にして 900MHz、 1.5 GHz、 2. lGHz、 5. OGHzにおける各誘電体の複素比誘電率、 900MHzにおける SAR代替値変化率及び比重を測定した。結果を表 5に示す。また、実施例 8の誘電 性素材を透過電子顕微鏡で観察したところ、表面積の約 1Z3において、カーボン類 同士が接触して、導電パスが生じてレ、ることが確認された。
[0060] [表 5]
ロロ名 実施例 8
シ リ コー ンゴム DY32-152U 1 0 0
加工助剤 アル 7ァ 7レ ス 101 1 . 0
過酸化物加硫剤 RC-4(50P) 1 . 0
シリコーンオイル SH—200 50cs 1 0
力一ボンナノチューブ 1 0
導電性カーボン 1 0
合計 （重量部） 1 3 2
複素比誘電率実数部の値
0.9 GHz 5 1 7
1.5 GHz 3 5 3
2 8 7
5, OGHz 2 0 9
襍素比誘電率虚数部の値
0, 9 GHz 1 0 9 7
1.5 GHz 7 1 4
5 3 5
5. OGHz 2 5 5
S A R代替値変化率 （％) - 9 2. 1
比重 （g / c m3) 1 . 1 8 0 [0061] [実施例 9]
発泡バルーン入りシリコーン (信越化学工業社製 X— 30— 1777— 50U)100重 量部に、カーボン類としてカーボンナノチューブ（物産ナノテク研究所社製 MWNT) 1.5重量部、真球状グラフアイト（大阪ガスケミカル社製 MCMB(10-28)))100 重量部、加工助剤（Alphaflex Industries社製 アルファフレックス 101) 1.0重量 部、過酸化物加硫剤 C一 8A (信越化学工業社製)を 1.0重量部、シリコーンオイル (東レ'ダウコーユング社製 SH-200 50cs))を 1.5重量部添カ卩した。混合は、ォ ープンロールにて行レ、、 170°Cで 10分間、 200kgf/cm2の条件で加熱硬化させて 40X40X10 (mm)のシート状成形物（誘電性素材）を得た。同様の条件にて 40 X 110X0.5 (mm)のシート状成形物（誘電性素材）を得た。 40 X 40 X 10 (mm)の成 形物を誘電率測定用、 40X110X0.5 (mm)の成形物を SAR代替値測定用として 使用した。
[0062] 上記実施例 9の誘電性素材について、上記実施例 1と同様にして 900MHz、 1.5 GHz、 2. lGHz、 5. OGHzにおける各誘電体の複素比誘電率、 900MHzにおける SAR代替値変化率及び比重を測定した。結果を表 6に示す。また、実施例 9の誘電 性素材を透過電子顕微鏡で観察したところ、表面積の約 1/3において、カーボン類 同士が接触して、導電パスが生じてレ、ることが確認された。
[0063] [表 6]
Figure imgf000027_0001
[0064] 上記表 1〜6の結果によれば、シリコーンゴムにカーボン類を高充填することによつ て、高誘電率が得られることが認められる。また、シリコーンゴムをベース材料として 使用することによって、フィラー（カーボン類）の添カ卩量が同じでも、汎用ゴムベースを 使用した場合より、高い誘電率が得られることが認められる。更に、シリコーンゴムと 有機ゴム材料を混合してカーボン類を添加すると、シリコーンゴム単独の場合よりも高 い誘電率が得られることが認められる。また更に、異なる形状のカーボン材料 (カーボ ン類）を組み合わせることによって、より高い誘電率が得られることが認められる。
[0065] [実施例 10]
次に、本発明のアンテナ装置の一構成例を実施例 10として図 3を参照して、以下 に説明する。図 3は、本発明の一構成例の内蔵型アンテナ装置 5を備えた携帯電話 機 6を開いた状態で示す概略上面図である。携帯電話機 6は、例えば市販されてい るものを使用することができ、図 3に示すものは、回転機構も備えたヒンジ部 7によって 、折りたたみ可能となっており、通話時には、開いた状態で使用することができるが、 その構成は、特に制限されない。図中 8は受話口、 9はディスプレイ表示部、 10はメ ニュー操作部、 11はダイヤル操作部、 12は誘電性素材、 13は携帯電話機箱体であ る。内蔵型アンテナ装置 5は、携帯電話機箱体 13内に取り付けられており、その構成 は、特に制限されず、例えば市販されている携帯電話機に内蔵されているアンテナ 装置を利用することができる。誘電性素材 12は、内蔵型アンテナ装置 5とほぼ同程 度の大きさ (縦、横)を有するシート状に成形されたものであり、携帯電話機箱体 13 内で内蔵型アンテナ装置 5の前面側、即ち、携帯電話機を使用する時に、誘電性素 材 12が人体側となるように、アンテナ装置 5の外壁に設置されている。なお、本発明 の誘電性素材を備えたアンテナ装置の構成は、特に制限されず、上述した携帯電話 機 6に使用されているような内蔵型アンテナ装置以外にも、公知の各種音声送受信 機、映像送受信機などの種々のアンテナ装置に利用することができ、例えば本発明 のアンテナ装置としては、これらの各種アンテナ装置の人体側に本発明の誘電性素 材を配設した構成とすることもできる。
[0066] [実施例 11]
次に、本発明の携帯電話機の実施例として、上記図 3に示した構成を有する市販 の携帯電話機に、誘電性素材として上記実施例 4と同じ組成からなる縦 5mm、横 30 mm、厚さ 0. 5mmのシート状の誘電性素材を内蔵型アンテナ装置の人体側（前方） となるように設置し、実施例 11の携帯電話機とした。一方、上記図 3に示した構成を 有する携帯電話機に、マイクロオーダーの金属磁性粉末を樹脂中に分散混合した比 重 3. 1、比透磁率 μ Γ= 60 (1ΜΗζ)の市販の磁性シート（縦 5mm、横 30mm、厚さ lmm)を内蔵型アンテナ装置の人体側となるように設置し、比較例 2の携帯電話機と した。これらの実施例 11、比較例 2の携帯電話機につき、以下に詳述する図 4に示 す実験設備 14により、人体頭部ファントム（固体）内の電界強度を測定し、 SARの代 用特性 (SAR代替値)とした。
[0067] 図 4に示す実験設備は、人体頭部ファントムモデル 15内の電界強度の一番高いと 思われるポイントに、 SAR測定用アンテナ（微小ダイポール 3軸構成の Δビームアン テナ） 16を挿入し、信号増幅回路 17 (広帯域〇Pアンプ)を介して電界強度測定装置 (日置社製 8808) 18により、携帯電話機 6を使用時の人体頭部ファントムモデル 15 内の電界強度を測定するものである。測定時には、人体頭部ファントムモデル 15は、 900 X 900 X 1800mmの発泡 PS (ポリスチレン）製の実験台（図示せず）上に載置 する。なお、図 4に示す実験設備 14は、上記実施例 1などにおいて SAR代替値変化 率を求めた設備と同様である。
[0068] 上記実験設備により、実施例 11、比較例 2の携帯電話機につき、それぞれ SAR代 替値を測定し、更に、各携帯電話機から誘電性素材を抜いた場合の SAR代替値を 測定し、誘電性素材の有無による SAR代替値変化率を求めたところ、実施例 11で は、 SAR代替値変化率は、—53%であり、比較例 2では、—23%であった。なお、 実施例 1〜9の誘電性素材の SAR代替値変化率は、 40mm X 110mmの大きさでテ ストしていたのに対し、実施例 11は携帯電話機の内蔵型アンテナとほぼ同じ大きさ の誘電性素材を装着したものであり、誘電性素材の面積が小さくなつている分、 SAR 代替値変化率の低減効果は小さくなつている。これらの結果によれば、本発明の誘 電性素材を電磁波制御体として装着した本発明の携帯電話機は、 SAR低減が可能 であり、その効果は厚みの大きい誘電性素材を装着した比較例 2のよりも大きいこと が認められる。従って、本発明の携帯電話機は、厚みの薄い誘電性素材を電磁波制 御体と装着したものであっても、 SAR値が十分に低減されており、最近の携帯電話 機に対する軽量化、薄型化、小型化の要請に十分に応え得るものである。また、実 施例 11の携帯電話機は、上記実施例 10の内蔵型アンテナ装置を使用したものであ り、アンテナ近傍に設置しても、通常に、通信し、会話することができた。
[0069] 次に、図 5に示す実験設備により、上記実施例 4と同じ組成からなる縦 150mm、横 150mm,厚さ 0. 5mmのシート状誘電性素材をアンテナ装置と人体ファントムモデ ルとの間に入れることにより、放射パターンがどのように変化する力を調べた。図 5に 示す実験設備は、回転ステージ 20の上に発泡スチロール 21、 21 (500 X 500 X 50 Omm)を積み上げ、その上に、電波暗室の外にあり、ラックに組み込まれている S. G . (シグナルゼネレーター 83732B シンセサイズド信号発生器 アジレントテクノロジ 一社製 900MHz： OdBm)に連結された送信アンテナ（UHAP (シュワルツベック社 製)標準ダイポールアンテナ） 22を載置し、更に、その隣に発泡スチロール 21 (500 X 500 X 500mm)、高さ（図中矢印 a)を 300mmにした発泡スチロール 21 'を積み 上げ、その上に高さ（図中矢印 c) 400mmの人体ファントムモデル（直径（図中矢印 b ) φ 200mmで大人の頭部） 23を、送信アンテナ 22との距離が 20mmとなるように載 置する。これによつて、実験室の床面からの人体頭部ファントムモデル 23の高さ方向 中心の高さが送信アンテナ 22の高さ（図中矢印 h: 1000mm)と同じになる。なお、誘 電性素材 25をセットする時は、送信アンテナ 22との間の距離、ファントムモデル 23と の間の距離が、それぞれ 10mmとなるように、即ち、送信アンテナ 22とファントムモデ ノレ 23との真中にセットされるように、ファントムモデル 23と同じ発泡スチロール上に載 置する。そして、電波暗室の外にあり、ラックに組み込まれている EMC測定器（8546 A レシーバー アジレントテクノロジ一社製）に連結した受信アンテナ（電波喑室備 え付けへリカルアンテナ） 24をアンテナ距離（図中矢印 L)が 1500mm、アンテナ高 さ（図中矢印 h' )が 1000mmとなるようにセットする。更に、実験室の床面には、床面 電磁波吸収体 26を載置しておく。また、送信アンテナ 22のアンテナ長は、約 167m mであるので、サンプルとして使用した 150 X 150mmの誘電性素材 25は、送信アン テナ 22のアンテナ長が隠れるよう、送信アンテナ 22の高さ方向に誘電性素材 25の 対角線が一致するように載置した。なお、ファントムモデルの高さを 400mmとしたの は、垂直方向からの回折波の影響を少なくするためである。また、送受信アンテナの 高さを 1000mmとしたのは、床面からの反射波影響を少なくするためである。
[0070] 上記実験設備を用いて、以下の測定を行った。
測定 1：送信アンテナ (標準ダイポールアンテナ）のステージをファントムモデルが ない状態で 360度回転させながら受信アンテナのレベルを測定し、 360度方向の電 界を監視する。
測定 2：送信アンテナ (標準ダイポールアンテナ）のステージをファントムモデルを 載せた状態で 360度回転させながら受信アンテナのレベルを測定し、ファントムモデ ルが有る状態での 360度方向の電界を監視する。
測定— 3：送信アンテナ (標準ダイポールアンテナ）とファントムモデルとの間に誘電 性素材（サンプル）をセットしたステージを 360度回転させながら受信アンテナのレべ ルを測定し、 360度方向の電界を監視する。
[0071] 上記測定によって得られた放射パターン (送信アンテナ、ファントムモデル、誘電性 素材を載せたターンテーブルを 360度回転させたときの受信アンテナのレベルを測 定したもの）を図 6に示す。図 6の放射パターンによれば、実施例 4と同じ組成の誘電 性素材を送信アンテナと人体ファントムモデルとの間に入れることで、人体ファントム モデルだけの場合より、放射パターンが大きくなり、送信アンテナからの放射パターン が改善されることが認められる。なお、本発明の携帯電話機の構成は、特に制限され ず、上述した携帯電話機 6以外にも、公知の各種携帯電話機のアンテナ装置の人体 側に本発明の誘電性素材を配設した構成とすることができる。
[実施例 12]
更に、本発明の電磁波遮蔽体の一構成例を実施例 12として図 7及び図 8を用いて 以下に説明する。図 7は、本発明の一構成例の電磁波遮蔽体 30 (図 8参照）を備え た電気調理器 (電磁誘導加熱調理器） 31の外観を示した概略斜視図であり、図 8は 、電気調理器 31に備え付けられ電磁波遮蔽体 30を説明するために、電気調理器 3 1のキャビネット 32を外した状態の電気調理器 31の内部構成を模式的に示した概略 縦断面図である。電気調理器 31は、外郭となるキャビネット 32を備え、その上側に複 数の空気孔 33aが設けられた天板 33が載置され、天板 33の中央部近傍には、鍋な どの加熱容器を載せる調理プレート 34が嵌め込まれている。そして、キャビネット正 面（人体に向力 面） 32aには、操作パネル 35、加熱調節ツマミ 36が設けられている 。キャビネット内には、図示しない冷却ファン、図 8に示すように、制御回路部 37、コィ ル支持台 38上に配設された加熱コイル 39、 39を収容した箱体 40が収納されており 、箱体 40の両側面 40a、 40a、正面（図示せず）、後面 40b、底面 40cの内壁には、 それぞれ本発明の誘電性素材からなるシート状の電磁波遮蔽体 30、 30、 30、 30が 取り付けられている。各加熱コイル 39、 39は、接続コード 41、 41によって制御回路 部 37の接続端子部（図示せず）に接続され、これによつて、加熱コイル 39、 39に供 給される高周波電流の制御が可能となっている。ここで、電磁波遮蔽体 30の取り付 け手段は、特に制限されず、例えば耐熱性を有する適宜接着剤を用いて箱体 40の 壁面に貼り付けるなどの適宜手段により取り付けることができる。また、電気調理器 31 のように、箱体の外側にキャビネット 32を有する構成の電気調理器の場合、箱体の 内壁ではなぐ箱体の外壁又はキャビネット 32の内壁に電磁波遮蔽体 30を取り付け てもよレ、。更に、例えば制御回路部と加熱コイルとが別々の箱体内に収納されている 電気調理器の場合、それぞれの箱体に電磁波遮蔽体を取り付けると好適である。ま た、例えば箱体の構成が後面のないものである場合、電気調理器の後側（人体の反 対側）には電磁波遮蔽体を取り付けない構成とすることもできる。
[0073] なお、本発明の電磁波制御体を装着する電気調理器の構成は、特に制限されず、 上述した電気調理器 (電磁誘導加熱調理器） 31以外の公知の各種電磁誘導加熱調 理器などの電気調理器を利用することができ、本発明の電磁波遮蔽体は、これら各 種電気調理器において、その電磁波発生源と人体との間に介装されるように、種々 の適宜手段で配設することができる。
[0074] 上記構成例によれば、電気調理器の電磁波発生源と、人体との間に本発明の電磁 波遮蔽体を装着することで、人体側への漏洩電磁波を減らすことができる。また、本 発明の電磁波遮蔽体は、シリコーンゴム基材を用いた誘電性素材からなるので、成 形加工もでき、必要な形状に成形することがある程度可能となる。なお、本発明の電 磁波遮蔽体は、電気調理器の箱体内壁等に密着させても、させなくてもよいが、密着 させることにより、より大きな電磁波遮蔽効果を期待できる。
産業上の利用可能性
[0075] 本発明の誘電性素材は、例えば携帯電話機の通信時に、携帯電話機のアンテナ の放射効率が高まることによる電池寿命が伸びる効果があり、なおかつ、通話時にお ける人体への電磁波の影響を低減したり、通信性能を向上させたりすることが可能な ものである。また、本発明の誘電性素材は、アンテナ装置に対して、放射効率を高め ることにより、少ない電力で、遠くまで通信が可能となったり、アンテナの特性を損な わないで、回路に組み込んだりすることが可能となる。また、本発明の誘電性素材を 用いることによって、電気調理器などからの不要輻射を、低減することもできる。

Claims

請求の範囲
[1] シリコーンゴムを主材料とするシリコーンゴム基材中にカーボン類が分散した下記 1) 〜3)のいずれかの誘電性素材であって、上記カーボン類が上記シリコーンゴム基材 中に偏在した状態又は少なくともその一部がカーボン類同士で接触した状態で含有 されてなることを特徴とする誘電性素材。
1)上記シリコーンゴム 100重量部に対して上記カーボン類 150〜300重量部を含有 した誘電性素材。
2)未架橋の上記シリコーンゴムと未架橋の有機ポリマーと上記カーボン類とを含有 する混合物を、架橋、成形してなる誘電性素材。
3)上記カーボン類として、球状カーボン、扁平状カーボン、アスペクト比が 11以下の カーボン繊維、カーボンナノチューブ及び導電性カーボンから選ばれる 2種以上の力 一ボン類であって、形状の異なるカーボン類を組み合わせて配合してなる誘電性素 材。
[2] 上記誘電性素材の表面の少なくともその一部に導電パスが生じた請求項 1記載の誘 電性素材。
[3] 請求項 1又は 2記載の誘電性素材を備えたことを特徴とするアンテナ装置。
[4] 携帯電話機の内蔵型アンテナ装置である請求項 3記載のアンテナ装置。
[5] 請求項 1又は 2記載の誘電性素材を用いた電磁波制御体を装着したことを特徴とす る携帯電話機。
[6] 請求項 1又は 2記載の誘電性素材を備えたことを特徴とする電磁波遮蔽体。
[7] 電気調理器から発生する電磁波を遮蔽する電気調理器用電磁波遮蔽体である請求 項 6記載の電磁波遮蔽体。
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