(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
不飽和ポリエステル樹脂からなるバインダー１００質量部に対して、沈降性硫酸バリウム８５〜２００質量部を配合した樹脂組成物からなる放射線遮蔽材。
【請求項２】
上記放射線遮蔽材が、放射線遮蔽性塗料である請求項１に記載の放射線遮蔽材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、硫酸バリウムを含有してガンマ線等の放射線に対する遮蔽性を有する放射線遮蔽性塗料等の放射線遮蔽材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、セシウムその他の放射性核種から放射される透過力の大きいガンマ線等や、Ｘ線に対して遮蔽性を有する物質として硫酸バリウムが知られている。
【０００３】
硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）は、半透明または無色の結晶であり、鉄、マンガンなどの不純物を含有する鉱物由来のものは各種バリウム製品の原料として利用し、化学的な不純物が含まれない合成品をＸ線造影剤などの医療用製剤に利用している。各種バリウム製品としては、電子材料、塗料、インキ、プラスチック、ガラス、化粧品などが挙げられる。
【０００４】
放射線遮蔽材として硫酸バリウムを含有する放射線遮蔽用塗料は、そのバインダー成分として、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン樹脂、スチレンブタジエンゴム、ニトリルブタジエンゴム、メタクリル酸・ブタジエンゴムを採用したものが知られている（特許文献１）。
【０００５】
硫酸バリウムは、重晶石(barite)を粉砕して製造するひ性硫酸バリウム（バライト粉）の他に、重晶石の還元バイ焼により得た硫化バリウムの溶液に硫酸ナトリウム溶液を加え、沈殿させて作る沈降性硫酸バリウムもある。
【０００６】
この沈降性硫酸バリウムを重量比で３０〜８０％含有して、バインダー樹脂としてエポキシ樹脂、アクリルウレタン樹脂、シリコーンアクリル樹脂組成物等を採用した放射線遮蔽塗料が知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−２３４９１８号公報（請求項１２、１３）
【特許文献２】特開２０１３−１８５０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記した従来の放射線遮蔽塗料や、同様のバインダー樹脂をマトリックスとする放射線遮蔽材では、ガンマ線等の遮蔽効果が充分ではなく、所期した程度に硫酸バリウム本来の放射線遮蔽効果が得られないという問題点がある。
【０００９】
また、従来の放射線遮蔽塗料は、沈降性硫酸バリウムが、粒子が無定形で非常に細くて軟らかいので、バインダー樹脂との相性はよく添加効率は良いが、塗膜の乾燥に長時間を要しており、硬化塗膜の形成または成形品の完成までに要する作業効率が良くないという問題もある。
【００１０】
そこで、この発明の課題は、上記した問題点を解決し、放射線遮蔽材によるガンマ線遮蔽効果が充分でない点を改良して、優れた放射線遮蔽性が得られ、しかも塗膜の形成や成形品の調製作業に係わる作業効率に優れた放射線遮蔽性塗料等の放射線遮蔽材とすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、この発明においては、不飽和ポリエステル樹脂からなるバインダー１００質量部に対して、硫酸バリウム５０〜２００質量部を配合した樹脂組成物からなる放射線遮蔽材としたのである。
【００１２】
上記したように構成されるこの発明の放射線遮蔽材は、不飽和ポリエステル樹脂の原料であるフマル酸，無水マレイン酸など不飽和ジカルボン酸、およびエチレングリコールなどの二価アルコールと、バリウムイオンおよび硫酸イオンからなるイオン結晶性の硫酸バリウムとの親和性が良く、硫酸バリウムは不飽和ポリエステル樹脂中に均一に分散されやすくなり、その放射線遮蔽性を極めて効率よく発揮する。
【００１３】
この発明の放射線遮蔽材の放射線遮蔽性の改善効果は、後述するガンマ線の遮蔽率の測定試験結果からも認められるように、従来のバインダー樹脂を用いた放射線遮蔽材に比べて、各段に優れた放射線遮蔽性が得られ、しかも不飽和ポリエステル樹脂は、モノマーと混じり合っている液状の状態から、触媒の存在下で速やかに硬化反応を進めるので、塗膜の形成や成形品の調製に係わる作業効率が非常に良い放射線遮蔽材になる。
【００１４】
不飽和ポリエステル樹脂からなるバインダー１００質量部に対する硫酸バリウムの配合量は、５０〜２００質量部であれば、上記した作用効果は確実に奏される。
【００１５】
このような作用効果をより確実に奏するように、上記硫酸バリウムとして沈降性硫酸バリウムを採用することが好ましい。沈降性硫酸バリウムは、粒子が無定形で非常に細くて軟らかいものであり、添加効率がよく優れた放射線遮蔽性を発揮する。
【００１６】
また、上記放射線遮蔽材は、上記作用効果を得るための実施態様として、壁面などに用いる板状成形体の他、放射線遮蔽性を要する物品に塗布可能な放射線遮蔽性塗料とすることもできる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明は、上記したように不飽和ポリエステル樹脂からなるバインダーに対して、所定量の硫酸バリウムを配合した樹脂組成物からなる放射線遮蔽材としたので、放射線遮蔽材によるガンマ線等の放射線遮蔽効果が充分で優れた放射線遮蔽性が得られ、しかも塗膜の形成や成形品の調製作業に係わる製造の作業効率の高い放射線遮蔽性塗料その他の放射線遮蔽材となる利点がある。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
この発明の放射線遮蔽材の実施形態である成形品と、放射線遮蔽性塗料の実施形態について、以下に説明する。
この発明の放射線遮蔽材からなる成形品は、成形材料としての不飽和ポリエステル樹脂をバインダーとし、バインダー１００質量部に対して、硫酸バリウム５０〜２００質量部を配合した樹脂組成物からなるものである。
【００１９】
不飽和ポリエステル樹脂は、不飽和二塩基酸と２価のアルコールを重縮合させて不飽和ポリエステルをつくり、これにさらに不飽和結合をもつビニルモノマーをラジカル共重合させてつくられる熱硬化性樹脂である。
【００２０】
不飽和二塩基酸としては、例えばフマル酸，無水マレイン酸などが挙げられ、２価のアルコールとしては、エチレングリコールやプロピレングリコールが挙げられる。
また、ビニルモノマーとしては、スチレン、メチルメタクリレート、フタル酸ジメチル（ジメチルフタレート）などが挙げられ、触媒として、過酸化ベンゾイル、メチルエチルケトンパーオキサイドなどの過酸化物が挙げられる。
【００２１】
硫酸バリウムは、重晶石を粉砕して製造するひ性硫酸バリウム（バライト粉）も使用可能なものであるが、重晶石の還元バイ焼により得た硫化バリウムの溶液に硫酸ナトリウム溶液を加え、沈殿させて作ることができる沈降性硫酸バリウムを採用することが、添加効率もよく、所期した放射線遮蔽性を充分に得るために好ましい。
【００２２】
不飽和ポリエステル樹脂からなるバインダー１００質量部に対する硫酸バリウムの配合量は、５０〜２００質量部の範囲にあれば、上記した作用効果は充分に得られる。
硫酸バリウムの上記配合量が５０質量部未満の少量では、放射線遮蔽性が所期される程度に確実に現れない場合があり、また２００質量部を超えて多量に添加しても添加量に応じた放射線遮蔽性の向上がなくなり、添加効率が低下してしまうために実用性が相当低下するからである。
【００２３】
このような理由からみて、より好ましい硫酸バリウムの配合量は、バインダー１００質量部に対して８５〜１５０質量部、または１００〜１３０質量部である。
【００２４】
このような樹脂組成物に必要に応じて添加される添加剤としては、ゼオライトなどの放射線核種の吸着剤、周知顔料などの着色剤、分散剤、消泡剤、繊維などの強化剤、滑材などの樹脂素材に対して添加される周知の添加剤が挙げられる。
【００２５】
上記の樹脂組成物を成型材料として調製する場合には、注型成形または、繊維強化されたシート状のものを適当枚数重ねて圧縮成形するなどの周知の成形方法を採用して所要の形態に成形することができる。
【００２６】
また上記の放射線遮蔽材の形態が塗料である場合には、適当な粘度に調整された未硬化の液状不飽和ポリエステル樹脂をバインダーとし、上記同様に所定量の硫酸バリウムを配合して放射線遮蔽性塗料を調製することができる。
【００２７】
例えば液状不飽和ポリエステル樹脂として、不飽和二塩基酸と２価のアルコールを重縮合させて不飽和ポリエステルを９０〜９５質量％、硬化剤としてメチルエチルケトンパーオキサイドとジメチルフタレートの混合物５〜１０質量％からなるものを使用できる。
【００２８】
そして、このような未硬化の液状不飽和ポリエステル樹脂１００質量部に対し、沈降性硫酸バリウムを５０〜２００質量部の範囲内で配合して塗料を調製することができる。
【００２９】
因みに、上記した硬化剤の配合量は、夏季５質量％、冬季１０質量％を目安に配合すればよく、塗料の比重は２．０程度に調整することが作業性が良くて好ましい。このような塗料は、使用前に２〜３分程度攪拌すれば、施工しやすい状態になり、硬化時間は、硬化剤の添加量によって調整可能であり、常温で１〜６０時間程度に調整できる。
【００３０】
このように調製された放射線遮蔽性塗料は、不飽和ポリエステル樹脂からなるバインダーが、重合と同時に架橋して固化する熱硬化性樹脂であるので、塗膜の硬化速度が、一般的な揮発性の有機溶剤の揮発により硬化する塗料より早く、そのために塗膜の形成に係わる作業効率に優れた放射線遮蔽性塗料となる。
【実施例】
【００３１】
［実施例１〜６］
無水マレイン酸とエチレングリコールとを加熱重縮合させ，これにスチレンを共重合させた不飽和ポリエステルをスチレンモノマーに溶解し、過酸化ベンゾイルを触媒として加えた不飽和ポリエステル樹脂材料１００質量部に対して、沈降性硫酸バリウム（堺化学工業社製）８５質量部を配合して均一に混合したものを加熱重合させ、所定の厚み（２．５ｃｍ、５ｃｍ、７．５ｃｍ、１０ｃｍ）の直方形の板状成形体からなる放射線遮蔽材の実施例１〜４を作製した。
【００３２】
また、放射線遮蔽材を用いたコンテナ容器等の壁面素材にも使用可能な実用的強度を持たせるために、前記板状成形体の表裏面に、厚さ０．８ｍｍと３．２ｍｍの鉄板を重ねて３層のサンドイッチ状にして接着一体化した放射線遮蔽材の実施例５、６を作製した。これらの板および鉄板の厚みと実施例番号を表１中に示した。
【００３３】
［比較例１〜３］
上記した実施例１において、不飽和ポリエステル樹脂材料に代えて、アクリル樹脂（アクリル酸エステル共重合樹脂エマルジョン）を使用し、均一に混合したものを加熱重合させ、所定の厚み（８ｃｍ、１０ｃｍ、１２ｃｍ）の直方形の板状成形体からなる放射線遮蔽材の比較例１〜３を作製した。これらの板の厚みと比較例番号を表１中に併記した。
【００３４】
＜ガンマ線遮蔽率の測定＞
上記のようにして得られた実施例１〜６、比較例１〜３の放射線遮蔽材からなる試験体に対して、以下の測定方法でガンマ線遮蔽率を調べた。
試験体を床から１．２ｍの高さで、線源（セシウム１３７、１０ＭＢｑ）と測定器（応用光研工業社製：１インチφnNaI シンチレーション検出器  S-3073）の測定中心までの距離を３５ｃｍ（実施例）または４０ｃｍ（比較例）とし、その間に実施例または比較例の試験体がない場合とある場合の線量率をそれぞれ１０回づつ測定し、以下の式から遮蔽率を算出し、さらにそれらの平均値を求めて、表１中に併記した。
【００３５】
遮蔽率の算出は、{(1-（試験体有−ＢＧ）／（試験体無−ＢＧ）}×１００  の式により求めた。ただし、バックグラウンド(BG)の線量率は、0.04±0.01  μSv/hであり、試験体の無い場合の線量率は、実施例の測定時には7.17±0.11 μSv/hであり、比較例の測定時には5.65±0.11 μSv/hであった。
【００３６】
【表１】
0006007276.tif 000002
【００３７】
表１の結果からも明らかなように、実施例４の板状成形体からなる放射線遮蔽材は、同じ厚さの板状成形体である比較例２に比べて、セシウム１３７を線源とするガンマ線の遮蔽率が１２％も高かった。
同様の傾向は、実施例３と比較例１の遮蔽率を比較すると、実施例３の方が板状成形体の厚さが比較例１よりも薄いにも拘わらず、遮蔽率の値が９．４％も高いことからも伺える。
【００３８】
このように表１に示された結果からみると、バインダー樹脂を不飽和ポリエステル樹脂とする実施例は、バインダー樹脂として一般的なアクリル樹脂を採用した同じ厚さの比較例に比べて、非常に優れた放射線遮蔽性が得られていることがわかる。
また、このような傾向は、シート状や膜状の放射線遮蔽材であっても当然にあることは明らかであるので、上記放射線遮蔽材が、放射線遮蔽性塗料である場合にも、同様に優れた放射線遮蔽性のある塗膜が得られる。
【要約】
【課題】ガンマ線等の放射線遮蔽効果が優れ、しかも塗膜の形成や成形品の調製の作業効率性の良い放射線遮蔽材または放射線遮蔽性塗料とすることである。
【解決手段】不飽和ポリエステル樹脂からなるバインダー１００質量部に対して、硫酸バリウム５０〜２００質量部を配合した樹脂組成物からなる放射線遮蔽性塗料や成形体からなる放射線遮蔽材とする。不飽和ポリエステル樹脂の原料とイオン結晶性の硫酸バリウムとの親和性が良いので、硫酸バリウムは不飽和ポリエステル樹脂中に均一分散されやすく、その優れた放射線遮蔽性が充分に発揮される。
【選択図】なし