(57)【要約】【課題】放射線遮蔽材料を多く配合した場合にも、その配合量の増大による強度低下を有効に抑制する。【解決手段】樹脂積層体であって、密度が４．６ｇ／ｃｍ３以上の金属化合物を６０容量％以上含む樹脂組成物から形成されている放射線遮蔽層２と、上記金属化合物を含んでいないか或いは４０容量％以下の量で含む樹脂組成物から形成されている補強樹脂層３とを含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密度が４．６ｇ／ｃｍ３以上の金属化合物を６０容量％以上の量で含む樹脂組成物から形成されている放射線遮蔽層と、上記金属化合物を含んでいないか或いは４０容量％以下の量で含む樹脂組成物から形成されている補強樹脂層とを含む樹脂積層体。
【請求項２】
前記放射線遮蔽層の両面に補強樹脂層が積層されている請求項１に記載の樹脂積層体。
【請求項３】
前記金属化合物が８０容量％を超える量で放射線遮蔽層に含まれている請求項１又は２に記載の樹脂積層体。
【請求項４】
放射線遮蔽層を形成している樹脂と、前記補強樹脂層を形成している樹脂とは、屈折率差が０．１以内の範囲にある請求項１〜３の何れか一項に記載の樹脂積層体。
【請求項５】
前記放射線遮蔽層の厚み（ｔ１）が、０．２〜２０ｍｍ、放射線遮蔽層の厚み（ｔ１）に対する補強樹脂層の厚み（ｔ２）の比（ｔ２／ｔ１）が、０．１〜１である請求項１〜４の何れか一項に記載の樹脂積層体。
【請求項６】
０．５ｍｍＰｂ以上の鉛当量と、７０％以上の全光線透過率（＠５００ｎｍ）とを有する請求項１〜５の何れか一項に記載の樹脂積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線遮蔽性を有する樹脂積層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線を発生する放射性物質からの放射線を遮蔽する機能を有する放射線遮蔽材料は、成形容易な樹脂に配合し、放射性物質が収容される各種の構造物、例えば容器、パイプ、防具、シリンジ、壁材等に成形して使用に供される場合が多い。
【０００３】
放射線遮蔽材料としては、鉛や鉛ガラスが代表的であるが、これ以外にも、タングステンなどの金属、硫酸バリウムなども知られており、さらに、本出願人により提案された特許文献１には、フッ化バリウム等のフッ化物が、放射線遮蔽性に優れていることが開示されている。
【０００４】
ところで、放射線遮蔽材料が配合されている樹脂成形体では、当然のことながら、その配合が多い程、放射線遮蔽性が向上するのであるが、放射線遮蔽性の向上に伴い、強度が低下するため、放射線遮蔽材料の配合量が制限されるという問題があった。特に、特許文献１に開示されている放射線遮蔽材料は、その配合量を多くすると、鉛ガラスにも匹敵する放射線遮蔽性を得ることができるのであるが、強度低下の問題があるため、その優れた放射線遮蔽性を十分に活かす用途への使用が困難な場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２０１６／０９８７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の目的は、放射線遮蔽材料を多く配合した場合にも、その配合量の増大による強度低下を有効に抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、密度が４．６ｇ／ｃｍ３以上の金属化合物を６０容量％以上の量で含む樹脂組成物から形成されている放射線遮蔽層と、上記金属化合物を含んでいないか或いは４０容量％以下の量で含む樹脂組成物から形成されている補強樹脂層とを含む樹脂積層体が提供される。
【０００８】
本発明の樹脂積層体においては、
（１）前記放射線遮蔽層の両面に補強樹脂層が積層されていること、
（２）前記金属化合物が８０容量％を超える量で放射線遮蔽層に含まれていること、
（３）放射線遮蔽層を形成している樹脂と、前記補強樹脂層を形成している樹脂とは、屈折率差が０．１以内の範囲にあること、
（４）前記放射線遮蔽層の厚み（ｔ１）が、０．２〜２０ｍｍ、放射線遮蔽層の厚み（ｔ１）に対する補強樹脂層の厚み（ｔ２）の比（ｔ２／ｔ１）が、０．１〜１、好ましくは、０．２〜０．５であること、
（５）０．５ｍｍＰｂ以上の鉛当量と、８５％以上の全光線透過率（＠５００ｎｍ）とを有すること、
が好適である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の樹脂積層体では、密度が４．６ｇ／ｃｍ３以上の金属化合物が放射線遮蔽材料として樹脂に高い充填量で配合されている放射線遮蔽層を有しているが、かかる放射線遮蔽層と同時に、樹脂の強度に悪影響を与えない少量の放射線遮蔽材料を含むか、これを含まない樹脂よりなる補強樹脂層が設けられている。即ち、放射線遮蔽層中の上記金属化合物の量が多くなる程、放射線遮蔽特性が向上するが、樹脂特性が低下するため、強度特性の低下を招いてしまう。しかるに、本発明では、補強樹脂層が設けられているため、放射線遮蔽材料である金属化合物の配合量を多くして放射線遮蔽性を向上させた場合においても、その強度低下による不都合を有効に回避することができる。
【００１０】
このように、本発明の樹脂積層体は、金属化合物の配合量を多くして放射線遮蔽性を高めることができるという利点を有しているが、最大の利点は、金属化合物の配合量に関する自由度が高いため、金属化合物の種類と共に、放射線遮蔽層や補強樹脂層の形成に用いる樹脂の種類などを適宜のもの選択することにより、放射線遮蔽性や透明性についての選択の幅が広がっているということである。
【００１１】
例えば、後述する実用的な厚みにおいて、０．５ｍｍＰｂ以上の鉛当量の放射線遮蔽性を得るためには、放射線遮蔽層中の金属化合物の量は６０容量％以上に設定されるが、このとき、放射線遮蔽層を形成する樹脂に近い屈折率を有する金属化合物を使用し、且つ補強樹脂層の形成に用いる樹脂の屈折率も、放射線遮蔽層の樹脂の屈折率に近いものを選択することにより、透明性も確保することができ、５００ｎｍの波長の可視光について８５％以上の全光線透過率を得ることができる。
尚、鉛当量とは、ある放射線遮蔽材について、これと等価な遮蔽能を与える鉛の厚みをいい、鉛当量が高いほど、放射線遮蔽性に優れる。例えば、鉛当量が１ｍｍＰｂの放射線遮蔽材は、厚み１ｍｍの鉛板と等価な放射線遮断性を有する。
【００１２】
さらに、放射線遮蔽層中の金属化合物の量を８０容量％を超える量に設定すると、この樹脂積層体の透明性は低下する傾向にあるが、反面、放射線遮蔽性は大きく向上し、鉛ガラスと同等以上の放射線遮蔽性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の樹脂積層体の基本層構造を示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１を参照して、本発明の樹脂積層体１の基本層構造は、放射線遮蔽層２と高強度層３とを有している。
【００１５】
＜放射線遮蔽層２＞
放射線遮蔽層２は、放射線遮蔽材料として金属化合物が配合されているが、かかる金属化合物の密度は４．６ｇ／ｃｍ３以上、特に４．８ｇ／ｃｍ３以上、最も好ましくは、５．０ｇ／ｃｍ３以上の範囲にある。即ち、密度が上記範囲よりも小さい金属化合物を用いると、高充填による放射線遮断性の限界が低下し、従来実現されたことのない、高い放射線遮蔽性と透光性を併せ有する放射線遮蔽層を実現することが困難となる。
【００１６】
本発明において使用される上記の金属化合物は、密度が上記範囲にある限り、単一金属或いは２種以上の金属を含む酸化物、炭酸塩、硫酸塩、フッ化物等、任意の分子構造を有するものであってよいが、特に光透過性を確保するという点で、樹脂に近い屈折率（例えば、１．４〜１．７）を有しているものが好適である。このような密度と屈折率とを有する金属化合物として、フッ化物、特にアルカリ土類金属のフッ化物や希土類金属のフッ化物を挙げることができる。
その具体例は、以下のとおりである。
ＢａＦ２（密度４．８、屈折率１．４８）
ＢａＹ２Ｆ８（複合フッ化物、密度５．０、屈折率１．５２）
ＢａＬｉＦ３（複合フッ化物、密度５．２、屈折率１．５４）
ＬａＦ３（密度５．９、屈折率１．６０）
ＣｅＦ３（密度６．２、屈折率１．６１）
ＳｍＦ３（密度６．６、屈折率１．６２）
ＹｂＦ３（密度８．２、屈折率１．６０）
【００１７】
上記の金属化合物は、通常、単独で使用されるが、屈折率調整のために２以上を混合して使用することもできるし、また２種以上の化合物の固溶体であってもよく、特に透明性が要求される用途では、この放射線遮蔽層２の形成に用いる樹脂の屈折率に近いもの（例えば樹脂との屈折率差が±０．０５以内）が好適に使用される。
【００１８】
本発明において、このような金属化合物は、通常、単結晶のバルクを粉砕等により、１０００μｍ以下、特に１０〜５００μｍ程度の粒径に調整して樹脂に配合されることが好ましい。この粒径が大き過ぎると、透明性が損なわれるおそれがあり、また、過度に小さ過ぎると、粒子同士の凝集により、樹脂への均一分散が困難となったり、さらにはその取扱いが困難となったり、或いは、樹脂のタイプによっては、増粘等により、樹脂の成形性が損なわれたりするおそれがある。なお、かかるおそれが生じない範囲において、特に高い透明性を得ることを目的とする場合には、約１００ｎｍ以下の粒径の金属化合物を用いても良い。
【００１９】
また、放射線遮蔽層２の形成に用いる樹脂、即ち、上記の金属化合物が分散されるマトリックス樹脂は、所定の成形性を有している限り、それ自体公知のものを使用することができ、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ１−ブテン、ポリ４−メチル−１−ペンテンあるいはエチレン、プロピレン、１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン等のα−オレフィン同志のランダムあるいはブロック共重合体、環状オレフィン共重合体などのオレフィン系樹脂；エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体、エチレン・塩化ビニル共重合体等のエチレン・ビニル系共重合体；ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体、ＡＢＳ、α−メチルスチレン・スチレン共重合体等のスチレン系樹脂；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル・塩化ビニリデン共重合体、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル等のビニル系樹脂；ナイロン６、ナイロン６−６、ナイロン６−１０、ナイロン１１、ナイロン１２等のポリアミド樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、及びこれらの共重合ポリエステル等のポリエステル樹脂；ポリカーボネート樹脂；ポリフエニレンオキサイド樹脂；ポリ乳酸など生分解性樹脂；ポリビニルアセテート等のアセテート樹脂；シリコーン樹脂；エポキシ樹脂；フェノール樹脂；ウレタン樹脂；などを挙げることができる。
【００２０】
前述した金属化合物の樹脂への配合は、一般的には、熱可塑性樹脂の場合、押出機等を用いての溶融混練等により行われるが、液状モノマーを硬化せしめる熱硬化性樹脂においては、ボールミルやバンバリーミキサー等を用いて液状モノマーに粒度調整された金属化合物の粉末を配合し、この後、重合することにより、金属化合物を樹脂中に分散させることもできる。
【００２１】
上述した金属化合物と樹脂とから形成される放射線遮蔽層２において、金属化合物の配合量は、少なくとも高い放射線遮蔽性が得られるような量に設定され、例えば、実用的な厚みにおいて０．５ｍｍＰｂ以上の鉛当量を確保するためには、６０容量％以上の量で金属化合物が配合されていることが好適である。
さらに、放射線遮蔽層２においては、金属化合物を８０容量％を超える量で配合することができ、これにより、鉛ガラスに匹敵し、或いはそれ以上の放射線遮蔽性を得ることができる。但し、この場合には、強度低下が一層大きくなり、さらには成形性も損なわれる恐れがあるため、金属化合物の配合量は９５容量％以下に抑えることが好適である。
【００２２】
上述した放射線遮蔽層２は、用途によっても異なるが、後述する用途において、実用的には、２００μｍ〜２０ｍｍ程度の厚みに設定される。
【００２３】
＜高強度層３＞
本発明において、補強樹脂層３は、金属化合物の高充填により脆くなった前記放射線遮蔽層の強度を補うための層であり、かかる層を構成する樹脂は、使用する樹脂本来の特性を著しく低下しない範囲で金属化合物を含んでいるか、これを含んでいない樹脂が使用される。上記樹脂を使用することにより、樹脂本来の強度特性或いは柔軟性を補強樹脂層により発揮せしめることができる。即ち、このような補強樹脂層３を設けることにより、前述した放射線遮蔽層２中に多量の金属化合物を配合して高い放射線遮蔽性を発現させたときの問題を有効に回避することができる。
【００２４】
このような補強樹脂層３の形成に用いる樹脂としては、前述した放射線遮蔽層２の形成に用いるものと同様の樹脂を例示することができる。
また、特に透明性が要求される場合には、放射線遮蔽層２の形成に用いる樹脂との屈折率差が０．０７以下の樹脂を使用することが好ましく、全く同じ樹脂を用いることが最適である。
【００２５】
このような補強樹脂層３は、前記放射線遮蔽層の厚み（ｔ１）に対する補強樹脂層の厚み（ｔ２）の比（ｔ２／ｔ１）が、０．１〜１、好ましくは、０．２〜０．５となるように設けることが好ましい。
放射線遮蔽層の表層に設ける補強樹脂層は、上記のように比較的薄くても十分な補強効果を発揮するため、樹脂積層体の全体の厚みを異常に厚くしない範囲で、従来の遮蔽材より、高い遮蔽効果を実現できる。
特に、放射線遮蔽層の両面に補強樹脂層を設けた場合は、補強樹脂層による補強硬化を一層高めることができ好ましい。
【００２６】
尚、本発明において、上述した放射線遮蔽層２及び補強樹脂層３中には、これらの層に要求される特性を損なわない範囲において、それ自体公知の樹脂配合剤、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、界面活性剤、充填材、可塑剤、帯電防止剤、着色顔料等が配合されていてもよい。
【００２７】
＜樹脂積層体の層構造及び製造＞
本発明の樹脂積層体は、上述した放射線遮蔽層２と補強樹脂層３とを備えた基本層構造を有しているが、このような基本層構造を有している限り、用途に応じて、他の層を有していてもよい。
例えば、図１の例では、放射線遮蔽層２と補強樹脂層３との２層構造が示されているが、放射線遮蔽層２及び補強樹脂層３を、それぞれ、複数有する多層構造とすることも可能である。但し、放射線遮蔽層３を複数形成する場合には、少なくともそれぞれの放射線遮蔽層２に隣接する位置に補強樹脂層３が存在していることが好適である。
また、放射線遮蔽層２と補強樹脂層３との接着性が低い場合には、両層の間に接着剤樹脂層（例えば、無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂の層）やドライラミネート接着剤（例えばポリウレタン）の層が介在していてもよい。さらに、樹脂積層体を光学系用途に使用する場合には、反射防止膜、ハードコート層などがコーティング或いは蒸着によって形成されていてもよいし、容器等の用途に使用する場合には、ガスバリア性に優れた樹脂層（例えばエチレン・ビニルアルコール共重合体層や芳香族ポリアミド樹脂層）や、被酸化性ポリマー（ポリブタジエンなど）を有する酸素吸収層が、適宜、接着剤層を介して設けられていてもよい。
【００２８】
このような層構造を有する本発明の樹脂積層体は、共押出、共射出等の公知の成形法によって製造することができるし、また、各樹脂層を押出成形、注型重合等によって成形しておき、ドライラミネーション等によって製造することもできる。
また、前記層構造を有する本発明の樹脂積層体を製造する他の方法として、低粘度、具体的には、２５℃における粘度が３０００ｍＰａ・Ｓ以下の液状樹脂に前記金属化合物を添加し分散せしめた後、型に流し込み、金属化合物を沈降せしめて高濃度の層と上澄み液層を形成せしめ、これを硬化することにより、放射線遮蔽層と補強樹脂層とを同時に形成する方法も採用することができる。勿論、上記放射線遮蔽層のもう一面には、前記方法と同様にして補強樹脂層を形成することも可能である。
【００２９】
このようにして得られる本発明の樹脂積層体は、前述した高い放射線遮蔽効果を有する放射線遮蔽層２が設けられていることにより、例えば、０．５ｍｍＰｂ以上の鉛当量の放射線遮蔽性を有することができ、さらに、各種材料を選択することにより、８５％以上の全光線透過率（＠５００ｎｍ）を確保することができる。
また、上記のような高い放射線遮蔽性を有しているにもかかわらず、補強樹脂層３が設けられているため、強度低下も有効に回避することができる。
さらに、補強樹脂層３を設けたことにより、放射線遮蔽層２の放射線遮蔽性を限界に近い領域まで高めることができ、透明性がさほど要求されない採光用窓に使用する場合などにおいては、鉛ガラス或いはそれ以上の放射線遮蔽性を示す。
【００３０】
本発明の樹脂積層体は、その高い放射線遮蔽性と強度特性を活かして、種々の用途に適用することができ、保護メガネ、窓用ガラス、採光用窓、その他、放射線材料収容用容器などに好適に使用される。
このようにして作製される本発明の金属製透光性部材によれば、一定の透光性を確保すると同時に、透光性を示す空隙からの放射線の侵入も有効に遮断することができ、放射線による健康被害も有効に防止することができる。
【実施例】
【００３１】
本発明を次の実験例で説明する。
（実施例）
特開平２００８−２０１６４４号公報の実施例１に記載の方法と同様の方法を用いてＢａＬｉＦ３単結晶体を作製した。得られたＢａＬｉＦ３単結晶体の屈折率は１．５３、比重は５．２であった。
これを粉砕機を用いて細かく粉砕し、目開き２００μｍの篩にかけ、篩下分を回収しＢａＦ粉末１とした。ＢａＦ粉末１の平均粒子径は１２０μｍであった。
【００３２】
屈折率１．５４、比重１．４のポリ塩化ビニル樹脂２００ｇにＢａＦ粉末１を４０００ｇを混合し、バンバリーミキサーを用いて混練し、得られた溶融混合物を用い、加圧プレス機により５ｍｍの厚さを有する１００ｍｍ×１００ｍｍの放射線遮蔽板１を作製した。なおＢａＦ粉末１は放射線遮蔽板において８４．３容量％含まれている。得られた放射線遮蔽板は透明性を有しており、その全光線透過率は８６％であった。
【００３３】
次に上記ポリ塩化ビニル樹脂１００ｇにＢａＦ粉末１を２００ｇ混合し、バンバリーミキサーを用いて混練し、得られた溶融混合物の一部を用い、加圧プレス機により０．５ｍｍの厚さを有する１００ｍｍ×１００ｍｍの放射線遮蔽板２を２枚作製した。なおＢａＦ粉末１は放射線遮蔽板２において３５容量％含まれている。
【００３４】
次に、放射線遮蔽板１の両面に放射線遮蔽板２を張り合わせ、加熱プレス機により厚さ５ｍｍの放射線遮蔽板３を得た。光学顕微鏡を用い放射線遮蔽板３の断面を観察したところ、放射線遮蔽板１に由来する層は４．２ｍｍ、放射線遮蔽板２に由来する層は０．４ｍｍであった。
【００３５】
次に、以下の方法で作製した放射線遮蔽板の放射線透過率を測定した。
１Ｃｓ１３７の６１１ｅＶのガンマ線発生源とＮａＩ−Ｒ６２４９ガンマ線検出器を３０ｃｍの距離で相対させ、その間に遮蔽物を置かない状態でのガンマ線強度Ｃ０を得る。次にガンマ線発生源とガンマ線検出器の間の検出器の３ｃｍ前方に、作製したシートを配置した状態でのガンマ線強度Ｃ１を得る。次式によって放射線透過率を求めた。
放射線透過率（％）＝  Ｃ１／Ｃ０×１００
【００３６】
本実施例にて作製した放射線遮蔽板３を上記の方法で評価したところ、放射線透過率は８５％（０．７ｍｍＰｂ当量）であった。
次に得られた放射性遮蔽板の落球衝撃強度を評価した。放射線遮蔽板１を水平に置き、直上から５００ｇの剛球を高さを変えながら落下させたところ、２０ｃｍの落下高さで表面にひび割れが発生した。
次に放射性遮蔽板２について同様の試験を行ったところ１００ｃｍでひび割れが発生した。
【符号の説明】
【００３７】
１：樹脂積層体
２：放射線遮蔽層
３：補強樹脂層
【図１】
2018179677.tif 000003