(57)【要約】【課題】軽量で取り扱い性に優れ、かつ放射線を効率的に遮蔽できる放射線遮蔽材を提供する。【解決手段】放射線遮蔽材として、多孔質担体の孔内に金属成分を担持させる。前記多孔質担体は、ナノメータサイズの細孔を有し、かつ比表面積５００ｍ２／ｇ以上の炭素材料であってもよい。前記金属成分の割合は、放射線遮蔽材全体に対して０．１質量％以上であってもよい。前記多孔質担体の平均孔径は１〜１０ｎｍ程度であってもよい。前記金属成分に含まれる金属単体の質量吸収係数は理論値の１．１倍以上であってもよい。前記金属成分は水溶性であってもよい。前記金属成分は金属塩化物であってもよい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質担体と、この多孔質担体の孔内に担持された金属成分とを含む放射線遮蔽材。
【請求項２】
多孔質担体が、ナノメータサイズの細孔を有し、かつ比表面積５００ｍ２／ｇ以上の炭素材料である請求項１記載の放射線遮蔽材。
【請求項３】
金属成分の割合が、放射線遮蔽材全体に対して０．１質量％以上である請求項１又は２記載の放射線遮蔽材。
【請求項４】
多孔質担体の平均孔径が１〜１０ｎｍである請求項１〜３のいずれかに記載の放射線遮蔽材。
【請求項５】
金属成分に含まれる金属単体の質量吸収係数が理論値の１．１倍以上である請求項１〜４のいずれかに記載の放射線遮蔽材。
【請求項６】
金属成分が水溶性である請求項１〜５のいずれかに記載の放射線遮蔽材。
【請求項７】
金属成分が金属塩化物である請求項１〜６のいずれかに記載の放射線遮蔽材。
【請求項８】
金属成分を含む液状組成物に多孔質担体を浸漬する浸漬工程、浸漬した多孔質担体を脱液して乾燥する乾燥工程を含む請求項１記載の放射線遮蔽材の製造方法。
【請求項９】
乾燥工程において、減圧して乾燥する請求項８記載の製造方法。
【請求項１０】
液状組成物が水溶液である請求項８又は９記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線を効率的に遮蔽できる放射線遮蔽材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線は、各種の測定装置や医療機器類に広く利用されており、各々の使用する現場での被爆を防ぐため、遮蔽性能を有する部材が使用されている。また、原子力発電所でも、人体を被爆から守るため、あるいは放射能の外部への漏出を防ぐために放射線遮蔽性能を有する様々な部材が使用されている。
【０００３】
放射線には、一般にα線、β線、γ線、Ｘ線、中性子線などが含まれ、これらの放射線の中でも、特に透過率の高い電磁波であるγ線、Ｘ線の有効な遮蔽材料として、金属類が多く用いられている。
【０００４】
例えば、特表２００５−５２９３５２号公報（特許文献１）には鉛を含むポリマー調合品で形成された放射線吸収層を有する放射線保護材料が開示され、特開平６−１２８４４７号公報（特許文献２）には鉛粉末及びカーボンブラックを含むポリノルボルネンを架橋させた放射線用防護素材が開示されている。また、特開平８−１７９０９０号公報（特許文献３）には、タングステンを９９重量％以下含有する熱可塑性樹脂繊維を生地状に形成した有害放射線遮蔽材が開示され、特開２００１−２４２２８８号公報（特許文献４）には、ガドリニウム、ホウ素、リチウム及びインジウムからなる群から選択された少なくとも一種の元素を含む放射線遮蔽素材が開示されている。
【０００５】
放射線吸収能力は、物質特有の質量吸収係数で表され、おおよそ原子番号が大きいほど大きい数値を示すことが一般的に知られており、これらの金属類以外にも水銀、ヨウ素なども放射線遮蔽材料として利用されている。
【０００６】
しかし、重金属類を利用した放射線遮蔽素材は比重が大きいため、人間が着用する場合には重くて機動性に欠けるとともに、取り扱いの際にも手間と労力を要していた。
【０００７】
そのため、実際の放射線制御材や核反応減速材としては、水や黒鉛など、質量吸収係数の低い材料が用いられている。これらの材料は、入手し易く取り扱い性に優れるため、低い質量吸収係数であっても、多量に使用することにより所定の遮蔽性能を発揮させて利用されている。
【０００８】
一方、特開２００５−２７４３７９号公報（特許文献５）には、ナノスケールの微細炭素繊維を含む樹脂又はエラストマーで形成された放射線検出器用遮蔽体が開示されている。この文献には、ナノスケールの微細炭素繊維として、外径が０．４〜１００ｎｍの中空構造を有する繊維状物質であるカーボンナノチューブが記載されている。このカーボンナノチューブを含む遮蔽体は、Ｘ線やα線などの放射線を検出する半導体素子の前面に配設され、半導体素子に感度良く前記放射線を検出させるために、Ｘ線やα線の波長領域以外の波長の電磁波ノイズを除去するために利用されている。すなわち、この文献では、遮蔽体は、Ｘ線及びα線を通すが、他の電磁波ノイズは通さないことが記載され、Ｘ線及びα線は遮蔽しないことを教示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特表２００５−５２９３５２号公報（請求項１）
【特許文献２】特開平６−１２８４４７号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】特開平８−１７９０９０号公報（請求項１）
【特許文献４】特開２００１−２４２２８８号公報（請求項１）
【特許文献５】特開２００５−２７４３７９号公報（特許請求の範囲、段落［００４１］［００４４］、実施例）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本発明の目的は、軽量で取り扱い性に優れ、かつ放射線を効率的に遮蔽できる放射線遮蔽材を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、使用する金属が質量吸収係数の理論値よりも大きな数値を示す放射線遮蔽性を有する放射線遮蔽材及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、多孔質担体の孔内に金属成分を担持することにより、多孔質担体と金属成分とが相乗効果を示し、軽量で取り扱い性に優れ、かつ放射線を効率的に遮蔽できることを見出し、本発明を完成した。
【００１３】
すなわち、本発明の放射線遮蔽材は、多孔質担体と、この多孔質担体の孔内に担持された金属成分とを含む。前記多孔質担体は、ナノメータサイズの細孔を有し、かつ比表面積５００ｍ２／ｇ以上の炭素材料であってもよい。なお、前記多孔質担体としては、比表面積５００ｍ２／ｇ未満であっても、ウルトラミクロ細孔が成長した炭素材料であれば、好ましく使用できる。前記金属成分の割合は、放射線遮蔽材全体に対して０．１質量％以上であってもよい。前記多孔質担体の平均孔径は１〜１０ｎｍ程度であってもよい。前記金属成分に含まれる金属単体の質量吸収係数は理論値の１．１倍以上であってもよい。前記金属成分は水溶性であってもよい。前記金属成分は金属塩化物であってもよい。
【００１４】
本発明には、金属成分を含む液状組成物に多孔質担体を浸漬する浸漬工程、浸漬した多孔質担体を脱液して乾燥する乾燥工程を含む前記放射線遮蔽材の製造方法も含まれる。前記乾燥工程において、減圧して乾燥してもよい。前記液状組成物は水溶液であってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、多孔質担体の孔内に金属成分が担持されているため、軽量で取り扱い性に優れ、かつ放射線を効率的に遮蔽できる。
【００１６】
さらに、本発明では、使用する金属が質量吸収係数の理論値（公知の質量吸収係数）よりも大きな数値を示す。すなわち、質量吸収係数（Ｘ線質量吸収係数）は、元素に依存し物質の構造には依存しないために、固体物理学では物質毎にほぼ一定の定数として扱われており、放射線の波長に依存するものの、一般に原子番号の大きい元素ほど高い放射線吸収能力を示すことが知られている（参考文献：Hubbell, J. H. & Seltzer, S. M. Table of X-Ray Mass Attenuation Coefficients and Mass Energy-Absorption Coefficients (version 1.4), NISTIR 5632 (National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, 1995), [Online] Available:http://physics.nist.gov/xaamdi (2004).）。しかし、本発明では、金属成分が多孔質担体の孔内に担持されて、相乗効果を示すためか、金属の質量吸収係数を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施例１で得られた放射線遮蔽材の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真（５００倍）である。
【図２】図２は、実施例１で得られた放射線遮蔽材の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真（３０００倍）である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［多孔質担体］
多孔質担体としては、金属成分を孔内に担持できる慣用の多孔質担体を利用でき、有機材料であってもよいが、放射線遮蔽性を向上できる点から、無機材料が好ましい。
【００１９】
無機材料としては、例えば、炭素材料、金属化合物又は合成セラミックス（ケイ酸カルシウムやケイ酸アルミニウムなどの金属ケイ酸塩、炭化ケイ素や炭化タングステンなどの金属炭化物、窒化チタン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素などの金属窒化物、炭酸マグネシウムや炭酸カルシウムなどの金属炭酸塩、硫酸カルシウムや硫酸亜バリウムなどの金属硫酸塩など）、天然鉱物（ゼオライト、ケイソウ土、焼成珪成土、活性白土、アルミナ、シリカ、タルク、マイカ、カオリン、セリサイト、ベントナイト、モンモリロナイト、スメクタイト、クレーなど）などが挙げられる。これらの無機材料は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの無機材料のうち、軽量性及び経済性に優れ、金属成分との相乗効果も高い点から、炭素材料（特に活性炭）が好ましい。
【００２０】
炭素材料としては、各種原料の炭化物が使用できる。前記原料としては、例えば、瀝青質物質（エチレンヘビーエンドピッチ、石油系ピッチ、石炭系ピッチ、コールタールピッチ、アスファルト分解ピッチ、ポリ塩化ビニルなどを熱分解して生成するピッチ、ナフタレンなどを超強酸存在下で重合させて作製される合成ピッチなど）、植物原料（ココヤシ、パームヤシ、これらのヤシ殻、クルミ殻、コーヒー殻、竹、木材など）、天然高分子（デンプン、セルロース、デキストリン、グリコーゲン、ペクチン、アガロース、ヘミセルロース、キチンなどの多糖類、リグニン類など）、半合成高分子（レーヨン、セルロースアセテートなどのセルロースエステル類、カルボキシメチルセルロースなどのセルロースエーテル類、リグニン樹脂など）、合成高分子（エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ポリ塩化ビニリデン、フラン系樹脂、メラミン系樹脂、アクリロニトリル系樹脂、ポリパラフェニレン、ポリフェニレンスルフィドなど）、単糖又はオリゴ糖類（グルコース、フルクトースなどの単糖類、ラクトース、スクロース、マルトース、トレハロースなどのオリゴ糖類など）などが挙げられる。これらの原料は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの原料のうち、ナノメータサイズの細孔を形成し易く、繊維化などの形状を容易に成形し易い点から、フェノール系樹脂などの合成高分子が好ましい。
【００２１】
多孔質担体の形状は、特に限定されず、放射線遮蔽材の形状に応じて適宜選択でき、例えば、粒状、不定形状、板状、円柱状、棒状、繊維状、ハニカム状などが挙げられる。多孔質担体は、複数種の形状を組み合わせた複合体であってもよい。これらのうち、粒状、繊維状などが汎用される。粒状の場合は、平均粒径は、例えば、０．１〜１０ｍｍ、好ましくは０．３〜８ｍｍ、さらに好ましくは０．５〜５ｍｍ程度であってもよい。繊維状の場合、平均繊維径は、例えば、０．１μｍ〜１０ｍｍ、好ましくは０．５μｍ〜１ｍｍ、さらに好ましくは１〜１００μｍ程度であってもよい。繊維状の場合、連続した長繊維であってもよく、平均繊維長０．１〜５０ｍｍ、好ましくは０．５〜３０ｍｍ、さらに好ましくは１〜１０ｍｍ程度の短繊維であってもよい。
【００２２】
多孔質担体（特に炭素材料）は、金属成分を担持するために、５００ｍ２／ｇ以上（特に８００ｍ２／ｇ以上）の高い比表面積（窒素吸着法により算出されるＢＥＴ比表面積）を有しているのが好ましく、例えば、５００〜５０００ｍ２／ｇ、好ましくは８００〜４５００ｍ２／ｇ、さらに好ましくは１０００〜４０００ｍ２／ｇ（特に１２００〜３０００ｍ２／ｇ）程度であってもよい。比表面積が小さすぎると、孔部が大きくなるため、金属成分の多孔質担体への担持は、表面への担持が主体となり、多孔質体の孔部内に金属成分が担持され難い。そのため、多孔質担体の表面に担持された金属成分は、使用中などに脱落し易い。一方、細孔径が小さくなり、金属成分を強固に担持できる点から、比表面積は大きい方が好ましいが、大きすぎると、多孔質担体の強度が低下し易い。なお、細孔サイズが０．５ｎｍ以下であるために、比表面積が５００ｍ２／ｇ未満である多孔質担体であっても、ウルトラミクロ細孔が十分に発達した多孔質担体であれば、好ましく使用できる。
【００２３】
多孔質担体（特に炭素材料）は、金属成分を強固に担持でき、かつ金属成分との組み合わせにより、放射線遮蔽能（特に金属の遮蔽能）を向上できる点から、所定量の金属原子を担持できる程度のナノメータサイズ（サブミクロンオーダー）の細孔を有するのが好ましく、平均孔径（直径）は、特に限定されず、例えば、０．４〜１００ｎｍ、好ましくは０．５〜５０ｎｍ程度であってもよい。平均孔径が大きすぎると、ナノメータサイズの細孔の割合が小さくなり、金属成分が脱落し易く、放射線遮蔽能も向上できない。一方、小さすぎると、金属成分を細孔内に担持するのが困難となり、金属成分が脱落し易く、放射線遮蔽能も向上できない。
【００２４】
多孔質担体は、種類に応じて、慣用の方法で製造できる。炭素材料（特に活性炭）の場合は、熱融化する原料では、酸素架橋などの方法を用いて不融化した後、４００〜２０００℃（特に５００〜１５００℃）程度の温度で熱処理して製造してもよい。さらに、熱処理では、ガス賦活（水蒸気、炭酸ガス、酸素、ＬＰＧ燃焼排ガス、又はこれらの混合ガスなどと反応させる処理）、薬品賦活（燐酸や硫酸などの無機酸、塩化亜鉛や塩化カルシウムなどの金属ハロゲン化物などを添加・浸透させて炭化反応させる処理）などの慣用の賦活処理と組み合わせて、比表面積を拡大してもよい。
【００２５】
［金属成分］
金属成分は、前記多孔質担体の孔内に担持されており、金属成分に含まれる金属単体が、主として放射線遮蔽能として寄与する。特に、ナノ構造の細孔内に担持された金属と炭素との協働的な相互作用が、金属単体以上の放射線遮蔽能を生ずる。金属成分は、少なくとも多孔質担体の孔内に担持されていればよく、多孔質担体の表面（表面の非孔領域）に担持されていてもよいが、使用時の脱落を抑制できる点から、孔内のみに担持されているのが好ましい。
【００２６】
金属成分の金属種は、特に限定されないが、金属の放射線遮蔽能は、質量吸収係数（Ｘ線質量吸収係数に代表される質量吸収係数）の大きさに依存するため、質量吸収係数の大きい金属、例えば、周期表の第四周期以降（例えば第五〜七周期）の金属が好ましい。
【００２７】
金属成分は、金属単体であってもよく、金属単体を含む金属化合物であってもよい。金属成分は、金属単体と金属化合物とを組み合わせて用いてもよいが、多孔質担体の孔内への担持性に優れる点から、金属化合物が好ましい。金属化合物は、溶媒により溶液化が容易であり、金属化合物を含む溶液を用いて容易に多孔質担体の孔内に金属化合物を担持できるため、担持のための取り扱い性及び生産性を向上できる。
【００２８】
金属としては、例えば、ルビジウムやセシウムなどのアルカリ金属、ストロンチウムやバリウムなどのアルカリ土類金属、セリウムやガドリニウムなどの希土類金属、鉄、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、銀、タングステン、白金、金などの遷移金属、鉛やビスマスなどの典型金属などが挙げられる。これらの金属は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
【００２９】
これらの金属のうち、高い質量吸収係数により放射線遮蔽能に優れ、入手し易い点から、タングステン、ガドリニウムなどが汎用される。
【００３０】
金属化合物としては、例えば、酸化物（複合酸化物を含む）、水酸化物、ハロゲン化物（塩化物、臭化物、ヨウ化物など）、金属含有無機酸（クロム酸、アンチモン酸、タングステン酸、モリブデン酸、又はこれらの塩など）、無機酸塩（炭酸塩、塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩など）、有機酸塩（酢酸塩などのカルボン酸塩、メタンスルホン酸などのスルホン酸塩など）、錯体（アセチル錯体、アセチルアセトナト錯体、カルボニル錯体など）などが挙げられる。これらの金属化合物は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの金属化合物のうち、溶媒に容易に溶解できる点から、塩化物などのハロゲン化物、タングステン酸などの無機酸、炭酸塩などの無機酸塩などが汎用され、水に溶解でき、容易に入手できる点から、塩化物が好ましい。
【００３１】
金属化合物は、前述の理由から、溶媒に対する溶解性の高い化合物が好ましく、取り扱い性のなどの点から、水溶性化合物が特に好ましい。
【００３２】
本発明では、前記多孔質単体の孔内（特にナノメーターサイズの細孔）に金属成分が担持される（含まれる）ことにより、相乗的な効果が発現するためか、金属成分に含まれる金属単体の質量吸収係数は、理論値よりも向上する。具体的には、金属成分に含まれる金属単体の質量吸収係数は理論値の１．１倍以上であってもよく、例えば、１．１５〜２．５倍、好ましくは１．２〜２．３倍、さらに好ましくは１．３〜２倍（特に１．４〜１．９倍）程度である。
【００３３】
金属成分の割合は、放射線遮蔽材全体（特に、多孔質担体及び金属成分の合計量）に対して０．１質量％以上であってもよく、例えば、０．１〜５０質量％、好ましくは０．５〜３０質量％、さらに好ましくは１〜２０質量％（特に２〜１５質量％）程度である。金属成分の割合が少なすぎると、多孔質担体の孔内に担持される金属の割合が減少するため、放射線遮蔽性を向上できない。一方、金属成分の割合が多すぎると、多孔質担体の表面（表面の非孔領域）に担持される金属成分の割合が増加し、使用時に金属成分が脱落し易く、金属成分の割合の増加に対する放射線遮蔽性の向上効果が小さく、経済性なども低下する。
【００３４】
［放射線遮蔽材の製造方法］
本発明の放射線遮蔽材の製造方法（多孔質担体への金属成分の担持方法）は、特に限定されず、金属単体などの金属成分を直接多孔質担体に添加して添着させる方法、真空下で金属を蒸発して細孔内に担持させる方法などであってもよいが、効率よく、かつ簡便に金属成分を多孔質担体の孔内に担持できる点から、金属成分を含む液状組成物に多孔質担体を浸漬する浸漬工程、浸漬した多孔質担体を脱液して乾燥する乾燥工程を含む放射線遮蔽材の製造方法が好ましい。
【００３５】
液状組成物において、金属成分を溶解又は分散するための溶媒としては、金属の放射線遮蔽性能を低下させない限り、特に限定されず、例えば、水、アルコール類（メタノール、エタノール、イソプロパノールなど）、ケトン類（アセトン、メチルエチルケトンなど）、ハロゲン系溶媒（塩化メチレン、クロロホルムなど）、エーテル類（ジエチルエーテルなどのジアルキルエーテル、テトラヒドロフランなどの環状エーテル類など）、エステル類（酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなど）、セロソルブ類（メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、メチルカルビトールなど）、アミド類（ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドンなど）、スルホキシド類（ジメチルスルホキシド、スルホランなど）、炭化水素類（トルエン、キシレンなど）などが挙げられる。これらの溶媒は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
【００３６】
これらの溶媒のうち、担持処理の取り扱い性や安全性、経済性などの点から、水やアルコール類（エタノールなど）などの水性溶媒が好ましく、水が特に好ましい。特に、金属成分として金属塩化物などの水溶性化合物を用いて、液状組成物を水溶液として調製すると、金属成分を多孔質担体の孔内（特にナノメータサイズの細孔内）に均一に担持するのが容易となる。
【００３７】
液状組成物における金属成分の濃度は、特に限定されず、金属成分の溶解度に応じて適宜選択できるが、例えば、０．００１〜０．５モル／リットル、好ましくは０．００３〜０．３モル／リットル、さらに好ましくは０．００５〜０．２モル／リットル程度である。金属成分の濃度が薄すぎると、多孔質担体に対する金属成分の担持量が低下し、金属成分の濃度が濃すぎると、溶解しない金属成分が増加して、生産性や経済性が低下する。
【００３８】
浸漬温度は、特に限定されず、０〜５０℃程度の範囲から選択でき、例えば、５〜４５℃、好ましくは１０〜４０℃程度であり、通常、常温で浸漬される。浸漬時間は、例えば、１０分〜２４時間、好ましくは３０分〜１２時間、さらに好ましくは１〜５時間程度である。
【００３９】
乾燥工程において、脱液処理は、特に限定されず、遠心装置などの機械的手段を利用してもよいが、通常、重力を利用した水切り処理が利用される。
【００４０】
乾燥方法は、特に限定されず、常温で自然乾燥してもよいが、生産性を向上させる点などから、加熱するのが好ましい。加熱温度は、例えば、３５〜８０℃、好ましくは４０〜７０℃、さらに好ましくは４５〜６０℃程度である。
【００４１】
乾燥工程では、多孔質担体の孔内に金属成分を強固に担持（吸着させる）ために、減圧して乾燥してもよい。減圧下の圧力（絶対圧）は、例えば、１００Ｔｏｒｒ以下（例えば、０．０１〜１００Ｔｏｒｒ）、好ましくは０．１〜５０Ｔｏｒｒ、さらに好ましくは０．３〜１０Ｔｏｒｒ（特に０．５〜５Ｔｏｒｒ）程度である。常圧に近づくと、減圧の効果が小さくなり、金属成分が多孔質担体から脱落し易くなる。
【００４２】
さらに、乾燥後に、水などの溶媒で、金属成分が担持した多孔質担体を洗浄してもよい。溶媒で洗浄することにより、多孔質担体の表面に付着した金属成分を効果的に除去できるため、金属成分の脱落が抑制された多孔質担体を調製できる。洗浄後は、さらに乾燥処理してもよい。
【００４３】
［放射線遮蔽材］
本発明の放射線遮蔽材は、金属成分が担持された多孔質担体を含んでいればよく、前記多孔質担体自体を遮蔽材として用いてもよく、他の担体や基材と組み合わせてもよい。
【００４４】
前記多孔質担体自体を遮蔽材として用いた例は、糸、ひも、組ひもなどの繊維状の多孔質担体であってもよく、繊維状の多孔質担体で形成された繊維構造体、例えば、織物（平織、ツイル織など）、編物（平編、経編、丸編、横編など）、フェルト、レース地、網類、ネット類、不織布又は紙などの布帛であってもよく、トウ状の繊維構造体の裁断物であってもよい。これらのうち、繊維構造体、特に、織物や不織布などの布帛が好ましい。また、同一種又は複数種の構造体を組み合わせた複合型の繊維構造体であってもよく、例えば、目的の放射線遮蔽率を実現するために、特定の織物を積層したシート状物、板状物、三次元状成形体などであってもよい。
【００４５】
繊維構造体の単位面積当たりの重さ（目付量）としては、放射線遮蔽効率の点から、例えば、１０〜３００ｇ／ｍ２、好ましくは３０〜２５０ｇ／ｍ２、さらに好ましくは５０〜２００ｇ／ｍ２程度である。目付量をこの範囲にすることにより、軽量で薄くてしなやかであり、かつ高い放射線遮蔽性を実現できる。
【００４６】
繊維構造体の厚みは、例えば、０．１〜１ｍｍ、好ましくは０．１５〜０．８ｍｍ、さらに好ましくは０．２〜０．６ｍｍ程度である。
【００４７】
さらに、前記多孔質担体自体を遮蔽材として用いた例は、粒状の前記多孔質担体に対して、バインダー樹脂を用いて成形された成形体（例えば、板状成形体など）であってもよい。
【００４８】
バインダー樹脂としては、慣用の接着性樹脂、例えば、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ樹脂などが例示できる。
【００４９】
バインダー樹脂の割合は、多孔質担体１００質量部に対して、０．１〜２００質量部、好ましくは０．５〜１５０質量部、さらに好ましくは１〜１００程度である。
【００５０】
他の担体や基材と組み合わせた遮蔽材において、他の担体及び基材としては、例えば、フィルムやシートなどの樹脂成形体、前記布帛などの繊維構造体などが挙げられる。
【００５１】
前記多孔質担体が繊維状である場合、他の繊維と組み合わせた織編物や不織布などであってもよい。他の繊維としては、慣用の有機繊維（例えば、オレフィン繊維、アクリロニトリル繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリウレタン繊維、アラミド繊維などの合成繊維、綿や麻などの天然繊維、レーヨンなどの再生繊維など）、無機繊維（例えば、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維など）などを利用できる。
【００５２】
他の繊維の割合は、繊維構造体全体に対して、例えば、１〜９９質量％、好ましくは５〜９０質量％、さらに好ましくは１０〜８０質量％程度である。
【００５３】
前記多孔質担体が粒状である場合、多孔質担体が飛散しないように、他の担体や基材に固定化し、用途に応じて、所定の形状に加工してもよい。
【００５４】
担体や基材の材質は、特に限定されず、有機材料、無機材料のいずれであってもよく、有機材料と無機材料との複合材料であってもよい。有機材料としては、例えば、合成樹脂（熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、熱硬化性樹脂など）、合成ゴム、天然材料（天然ゴム、セルロース、木材など）などが挙げられる。これらの有機材料は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。無機材料としては、例えば、金属、ガラス、水硬性材料（セメント、モルタル、コンクリート、石膏など）、土砂類（粘土やシルトなどの土成分、砂利など）、瀝青質材料（アスファルト、タールなど）、セラミックス、サーメット、カーボン材料などが挙げられる。これらの無機材料は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。担体や基材としては、金属成分を固定化し易い点から、例えば、樹脂成形体、繊維又は布帛などが汎用される。
【００５５】
前記多孔質担体を他の担体や基材に固定化する方法としては、樹脂成形体の場合、前記多孔質担体を樹脂中にコンパウンドする方法、前記バインダー樹脂と前記多孔質担体とを混合して押し固める（プレス成形する）方法、樹脂成形体の表面に前記多孔質担体及び前記バインダー樹脂を含む分散液をコーティングする方法などが利用できる。また、繊維や布帛の場合、前記多孔質担体を含む分散液を用いて、繊維の空隙に前記多孔質担体を充填する方法（例えば、前記分散液中に布帛を浸漬して前記多孔質担体を空隙や多孔に浸透させる方法など）などが利用できる。さらに、繊維又は布帛の場合、前記多孔質担体を含む紡糸原液を紡糸する方法、繊維又は布帛の表面に前記多孔質担体及び前記バインダー樹脂を含む分散液をコーティングする方法などが利用できる。
【００５６】
本発明の放射線遮蔽材は、慣用の添加剤、例えば、表面処理剤（カップリング剤など）、着色剤（染顔料など）、色相改良剤、染料定着剤、光沢付与剤、金属腐食防止剤、安定剤（酸化防止剤、紫外線吸収剤など）、界面活性剤、分散安定化剤、増粘剤又は粘度調整剤、チクソトロピー性賦与剤、レベリング剤、消泡剤、殺菌剤、充填剤などを含んでいてもよい。これらの添加剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
【００５７】
本発明の放射線遮蔽材は、各種の放射線、例えば、α線、β線、γ線、Ｘ線、中性子線などを遮蔽できる。これらの放射線のうち、特に、波長２Å以下の放射線に対して効果的であり、０．８Å以下（例えば、０．０１〜０．８Å程度）の放射線（例えば、Ｘ線、γ線）に対して特に効果的である。
【実施例】
【００５８】
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。以下の例において、各物性における測定方法又は評価方法を以下に示す。なお、特にことわりのない限り、「％」は「質量％」を表す。
【００５９】
［Ｘ線遮蔽性能］
下記の条件で、測定対象物へのＸ線の入射強度をＩ０、透過強度をＩとして、Ｘ線遮蔽率を［（Ｉ０−Ｉ）／Ｉ０］×１００（％）として求めた。
【００６０】
・測定条件：１７．５ｋｅＶ、線源ＭｏＫα、機種ＲＩＮＴ  ＴＴＲII  （株）リガク製
・Ｘ線：波長０．７０９Å。
【００６１】
［放射線吸収係数（mass attenuation coefficient）］
測定対象物（金属単体）へのＸ線の入射強度をＩ０、透過強度をＩ、サンプル密度をρ（ｇ／ｃｍ３）、サンプル厚みをｘ（ｃｍ）とし、下式に基づいて、放射線吸収係数μ／ρ（ｇ／ｃｍ２）を求めた。
【００６２】
Ｉ＝Ｉ０ｅ−（μ／ρ）ρｘ
【００６３】
［金属化合物の担持量］
定法に従い、炭素繊維布試料１ｇを硫酸及び硝酸の混酸により湿式分解し、得られた残渣をイオン交換水で希釈した溶液を用いて、ＩＣＰ発光分析により、金属化合物の担持量を測定した。
【００６４】
実施例１
活性炭繊維布（クラレケミカル（株）製「クラクティブＣＨ−７００−２５」、比表面積１７００ｍ２／ｇ、平均細孔径１５Å、サイズ４０ｍｍ×３５ｍｍ×０．５ｍｍ）０．２４７ｇを０．０３８モル／リットルの塩化ガドリニウム水溶液３０ｇに浸漬し、２５℃で３時間放置した。浸漬処理後、一旦、脱液し、イオン交換水１００ｍｌに１０分間浸漬し、脱液した後、５０℃、１Ｔｏｒｒで１２時間乾燥し、目的の放射線遮蔽材を調製した。図１及び２に、得られた放射線遮蔽材のＳＥＭ写真（５００倍、３０００倍）である。金属化合物の担持量は、ガドリニウム含量が７．８４質量％、塩素含有量が５．３質量％であった。さらに、放射線遮蔽材のＸ線遮蔽能を、単層体又は２枚積層体について測定した結果を表１に示す。
【００６５】
【表１】
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【００６６】
図１及び２並びに表１から、金属化合物が多孔質担体である活性炭繊維表面に殆ど付着していないにも拘わらず、相当量の金属化合物が活性炭繊維布に担持されていることがわかる。
【００６７】
実施例２
塩化ガドリニウムに代えて、塩化ストロンチウムを用いる以外は実施例１と同様にして放射線遮蔽材を調製した。金属化合物の担持量は、ストロンチウム含量が２．３４質量％、塩素含量が１．７５質量％であった。また、金属化合物を担持後の活性炭繊維表面には、実施例１と同様に金属化合物は殆ど付着していなかった。さらに、放射線遮蔽材のＸ線遮蔽能を、単層体及び２〜３枚積層体について測定した結果を表２に示す。
【００６８】
【表２】
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【００６９】
実施例３
塩化ガドリニウムに代えて、塩化バリウムを用いる以外は実施例１と同様にして放射線遮蔽材を調製した。金属化合物の担持量は、バリウム含量が３．４０質量％、塩素含量が１．８９質量％であった。さらに、放射線遮蔽材のＸ線遮蔽能を、単層体及び２〜３枚積層体について測定した結果を表３に示す。
【００７０】
【表３】
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【００７１】
実施例４
塩化ガドリニウムに代えて、炭酸セシウムを用いる以外は実施例１と同様にして放射線遮蔽材を調製した。金属化合物の担持量は、セシウム含量が４．４７質量％であった。さらに、放射線遮蔽材のＸ線遮蔽能を、単層体及び２〜３枚積層体について測定した結果を表４に示す。
【００７２】
【表４】
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【００７３】
実施例５
塩化ガドリニウムに代えて、塩化セリウムを用いる以外は実施例１と同様にして放射線遮蔽材を調製した。金属化合物の担持量は、セリウム含量が６．８５質量％、塩素含量が５．０２質量％であった。さらに、放射線遮蔽材のＸ線遮蔽能を、単層体及び２〜３枚積層体について測定した結果を表５に示す。
【００７４】
【表５】
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【００７５】
実施例６
塩化ガドリニウムに代えて、タングステン酸ナトリウムを用いる以外は実施例１と同様にして放射線遮蔽材を調製した。金属化合物の担持量は、タングステン含量が１２．５０質量％、ナトリウム含量が１．５３質量％であった。さらに、放射線遮蔽材のＸ線遮蔽能を、単層体及び２〜３枚積層体について測定した結果を表６に示す。
【００７６】
【表６】
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【００７７】
実施例７
塩化ガドリニウムに代えて、塩化イットリウムを用いる以外は実施例１と同様にして放射線遮蔽材を調製した。金属化合物の担持量は、イットリウム含量が０．９３質量％、塩素含量が１．１１質量％であった。さらに、放射線遮蔽材のＸ線遮蔽能を、単層体及び２〜３枚積層体について測定した結果を表７に示す。
【００７８】
【表７】
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【００７９】
比較例１
活性炭繊維布（クラクティブＣＨ−７００−２５）のＸ線遮蔽能を、単層体又は２枚積層体について測定した結果を表８に示す。
【００８０】
【表８】
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【００８１】
なお、実施例１〜８の金属化合物の担持量（含量）をまとめた結果を表９に示し、実施例１〜３のガドリニウム、ストロンチウム、バリウムの質量吸収係数の実測値及び理論値を表１０に示す。
【００８２】
【表９】
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【００８３】
【表１０】
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【００８４】
表１０の結果から、いずれの実施例でも、金属の質量吸収係数は理論値よりも実測値の方が高く、活性炭繊維の孔内に担持されることにより、放射線遮蔽性が向上していた。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明の放射線遮蔽材は、軽量であり、取り扱い性に優れるため、放射線が関与する種々の分野、特に防護分野に利用できる。
【００８６】
具体的には、衣料や日用品としての防護材料としては、例えば、衣類（作業服、化学防護服などのシャツやズボンなど）、着装品（マスク、手袋、帽子、エプロン、バンド、ベルト、帯、履物、靴、ボタン類など）、日用品（ブラシ、鞄類、袋物、傘、面ファスナー、清掃用具など）、寝装品（クッション、座布団、枕、マットレス、蒲団など）、遮蔽材又は間仕切り材（カバー、カーテン、パーテーションなど）、板状又はシート状物（壁掛け、敷物、カーペット、畳類、人工芝、マット、シートなど）などに利用できる。
【００８７】
建築関係の防護材料としては、例えば、テント類（移動式テント、テント倉庫など）、カバー又は遮蔽材（サンシェード、雨覆い、日覆い、天幕、ターポリンなど）、建材（家屋、集合住宅、ビル、工場などの壁材・壁紙や天井材などの内装材、外装材など）などに利用できる。
【００８８】
機器類の防護材料としては、例えば、精密電子機器類のカバー材や梱包材などに利用できる。
【００８９】
交通機関関係の防護材料としては、例えば、列車、車、飛行機、飛行船、船などのベヒクルの内装材、外装材、シート類などに利用できる。
【００９０】
農作物や家畜の防護材料としては、例えば、農業用シート類、ハウス栽培の内外装材、家畜舎の内外装材などに利用できる。
【００９１】
特に、繊維構造体で形成された放射線遮蔽材は、軽量性、柔軟性、取り扱い性に優れるため、前記防護分野の材料に適している。繊維構造体の形態としては、織物、編物、紙類、不織布、フェルト、糸、ひも、組ひも、網類、ネット類、シート状物などの素材であってもよい。例えば、繊維構造体で形成された放射線遮蔽材は、軽量であるため、放射線を取り扱う作業や検査において、人体に着用する用途、例えば、原子力発電所などの原子力関連施設における防護服や、Ｘ線投影を行うための医療用防護材料（衣服や防護板など）にも利用できる。
【図１】
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【図２】
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