(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水硬性石膏１００重量部に対して硫酸バリウム２４０〜３００重量部を混合したものに、所定の流動性をもたせるために水を加えて混練し、１０〜２０ｍｍの厚さとなるように、石膏ボード用原紙の間に流し込み、乾燥したときの比重が１．５〜２．０の板材とし、
ガラス繊維を０．５重量部、硬化促進剤からなる粉体添加剤１を１．８重量部、減水剤を１．６重量部、硬化遅延剤及び接着向上剤を含む液体添加剤２を水硬性石膏と硫酸バリウムの合計重量の１／３重量部、含有する
ことを特徴とする放射線遮蔽ボード。
【請求項２】
水硬性石膏１００重量部に対して硫酸バリウム２５０〜２６０重量部を混合したものに、所定の流動性をもたせるために水を加えて混練し、１２〜１３ｍｍの厚さとなるように、石膏ボード用原紙の間に流し込み、乾燥したときの比重が１．６〜１．７の板材とし、
ガラス繊維を０．５重量部、硬化促進剤からなる粉体添加剤１を１．８重量部、減水剤を１．６重量部、硬化遅延剤及び接着向上剤を含む液体添加剤２を水硬性石膏と硫酸バリウムの合計重量の１／３重量部、含有する
ことを特徴とする放射線遮蔽ボード。
【請求項３】
水硬性石膏１００重量部に対して硫酸バリウム２５０重量部以上を混合したものに、所定の流動性をもたせるために水を加えて混練し、１２．７ｍｍ以上の厚さとなるように、石膏ボード用原紙の間に流し込み、乾燥したときの比重が１．６６〜１．７０の板材とし、Ｘ線管電圧１００ｋＶに対する放射線遮蔽性が１．１５ｍｍＰｂ以上を満たし、
ガラス繊維を０．５重量部、硬化促進剤からなる粉体添加剤１を１．８重量部、減水剤を１．６重量部、硬化遅延剤及び接着向上剤を含む液体添加剤２を水硬性石膏と硫酸バリウムの合計重量の１／３重量部、含有する
ことを特徴とする放射線遮蔽ボード。
【請求項４】
流動性をもたせるために加える水の量を、硫酸バリウムの混入量の増加に対応して増加させることにより、硫酸バリウムの混入量に拘らず同じ流動性をもたせるようにしたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の放射線遮蔽ボード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石膏ボードを主基材とし、放射線遮蔽機能に優れ、かつ、軽量で、機械的強度を有し、作業性に優れた放射線遮蔽ボードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射線遮蔽ボードには、合成樹脂ボードに鉛粉末を混入させて使用するもの、耐火性と放射線遮蔽とを兼ね備えたものには、石膏ボードに鉛板を裏打ちしたものが知られている。
鉛は、人体に悪影響があるため、現在では、使用に制限があり、この鉛に代えて人体に無害なバリウム化合物が使用されてきている（特許文献１）。
【０００３】
この特許文献１によれば、
・水硬性石膏である硫酸カルシウム１００重量部と、
・塩化バリウム、酸化チタン、酸化バリウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム及び硫酸バリウムからなる群から選択される少なくとも一種または二種以上の無機充填剤８０〜２００重量部
・及び水を加えて得られるスラリーを固化して形成された石膏芯が
・１枚または２枚のカバーシートで被覆され、
・厚さが５〜４０ｍｍの面材であって、
・比重が０．８〜２．０である
ことを特徴とする放射線遮蔽用石膏板である。
【０００４】
この特許文献１の放射線遮蔽用石膏板では、水硬性石膏が１００重量部に対して硫酸バリウムが最大２００重量部としており（段落０００８）、この配合例に基づき同等のサンプルを製作して本件特許出願の発明者が試験を行ったところ、図１に示す試験資料Ｆのような結果が得られた。この配合例Ｆの特性試験結果によれば、厚さ１２．６ｍｍ、比重１．６２でのＸ線遮蔽性は、１．０４（１００ｋＶ）であった。
なお、特許文献１の（段落００１３）の「表３」における実施例Ｎｏ１０では、比重２．０４、Ｘ線遮蔽性１．１５（１００ｋＶ）と記載されているが、詳細な成型方法が記載されていないため、特許出願の発明者が前記実施例Ｎｏ１０の配合例に基づき本発明と同様の方法でサンプルを製作して本件試験を行ったところ、図１に示す試験資料Ｆのような結果が得られたものである。
放射線遮蔽性をより向上させるには、水硬性石膏１００重量部に対する硫酸バリウムを２００重量部以上とすることが望ましい。しかし、特許文献１によれば、石膏板（建築用板材）の場合、無機充填剤（硫酸バリウム）が２００重量部を超えると石膏芯の硬化形成性が不十分となり、また、比重が大きくなって作業取り扱いが不都合になったり、釘打ちすると亀裂を生じたりするなど、固化物として必要な物性が得られなくなる（段落０００８）、としている。
さらに、例えば、石膏芯における硫酸バリウム配合量５５重量％で石膏芯の厚さ１２．５ｍｍのとき、Ｘ線遮蔽性能が０．８ｍｍＰｂとなる。したがって、このような厚さの石膏板の場合、２枚重ねて使用すれば必要なＸ線遮蔽性能が得られる（段落０００８）、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２００７／０５５０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近時、医療関連施設では、２．０ｍｍＰｂ（１００ｋＶ）以上の高いＸ線遮蔽性能の放射線遮蔽ボードが望まれてきている。このＸ線遮蔽性能の測定値には、誤差が生じるので、許容範囲を１５％として、望ましくは、約２．３ｍｍＰｂ（１００ｋＶ）以上であることが要求される。この高いＸ線遮蔽性能を１２．５ｍｍ厚のボードの２枚張りで得るためには、１枚につき約１．１５ｍｍＰｂ（１００ｋＶ）以上が要求される。
また、石膏板に１．００ｍｍの鉛を裏打ちした１２．５ｍｍ厚の放射線遮蔽ボードは、ｍ２当たりの重量が約２１．３ｋｇ（比重約１．７０）で、また、石膏板に１．２６ｍｍの鉛を裏打ちした１２．５ｍｍ厚の放射線遮蔽ボードは、ｍ２当たりの重量が約２４．３ｋｇ（比重約２．００）である。
特許文献１によれば、水硬性石膏１００重量部に対する硫酸バリウムが２００重量部を超えると、比重が大きくなって作業取り扱いが不都合になったり、釘打ちすると亀裂を生じたりするなど、固化物として必要な物性が得られなくなる。また、石膏芯における硫酸バリウム配合量５５重量％で石膏芯の厚さ１２．５ｍｍのとき、Ｘ線遮蔽性能が０．８ｍｍＰｂとなる。したがって、このような厚さの石膏板の場合、２枚重ねて使用すれば必要なＸ線遮蔽性能が得られる（段落０００８）、としているが、この特許文献１の例では、石膏芯の厚さが１２．５ｍｍの厚さの石膏板を２枚張りしても１．６ｍｍＰｂ（１００ｋＶ）であり、本発明が解決しようとしている２．３ｍｍＰｂ（１００ｋＶ）以上のＸ線遮蔽性能を得ることができない。
【０００７】
本発明は、放射線遮蔽の面では、水硬性石膏１００重量部に対する硫酸バリウムを２４０重量部以上とすることにより、約２．３ｍｍＰｂ（１００ｋＶ）以上の放射線遮蔽ボードを得て、また、作業性の面では、鉛を裏打ちした放射線遮蔽ボードの比重と同等か、それより小さく、機械的強度もほとんど低下することがなく、作業性に優れた放射線遮蔽ボードを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、水硬性石膏１００重量部に対して硫酸バリウム２４０〜３００重量部、より好ましくは、２５０〜２６０重量部を混合したものに、所定の流動性をもたせるために水を加えて混練し、厚さ１０〜２０ｍｍ、より好ましくは、厚さ１２〜１３ｍｍとなるように石膏ボード用原紙の間に流し込み、乾燥したときの比重が１．５〜２．０、より好ましくは、１．６〜１．７の板材としたことを特徴とする放射線遮蔽ボードである。
水硬性石膏と硫酸バリウムの混合物に、さらにガラス繊維を約０．５重量部、硬化促進剤からなる粉体添加剤１を約１．８重量部、減水材を約１．６重量部、硬化遅延剤・接着向上剤等からなる液体添加剤２を水硬性石膏と硫酸バリウムの合計重量の約１／３重量部を含有することを特徴とする放射線遮蔽ボードである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、水硬性石膏１００重量部に対して硫酸バリウム２４０〜３００重量部を混合したものに、所定の流動性をもたせるために水を加えて混練し、厚さ１０〜２０ｍｍとなるように石膏ボード用原紙の間に流し込み、乾燥したときの比重が１．５〜２．０の板材としたので、作業性の面では、水硬性石膏１００重量部に対する硫酸バリウムを２４０重量部以上としても鉛を裏打ちした放射線遮蔽ボードの比重と同等か、それより小さく、機械的強度もほとんど低下することがなく、また、放射線遮蔽の面では、厚さの薄いもの１枚でも１．１０〜１．２６の放射線遮蔽性を有する放射線遮蔽ボードを得ることができる。
ガラス繊維を約０．５重量部、硬化促進剤からなる粉体添加剤１を約１．８重量部、減水材を約１．６重量部、硬化遅延剤・接着向上剤等からなる液体添加剤２を水硬性石膏と硫酸バリウムの合計重量の約１／３重量部を含有するので、水硬性石膏１００重量部に対する硫酸バリウムの量が増えても粉体間の接着が向上し、機械的強度の低下を抑えることができる。
流動性をもたせるために水は、硫酸バリウムの混入量の増加に対応して増加することにより硫酸バリウムの混入量に拘らず略同じ流動性をもたせるようにしたので、硫酸バリウムの混入量が増加しても比重の増加を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】水硬性石膏に対する硫酸バリウムの混合割合を種々変えた時の放射線遮蔽性、比重、機械的強度等の特性を測定した特性値を表す図である。
【図２】水硬性石膏に対する硫酸バリウムの混合割合の増加に伴うＸ線遮蔽性と機械的強度の特性を折れ線グラフで表した特性線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、水硬性石膏に対する硫酸バリウムの量を従来不可能とされていた割合よりも多くして放射線遮蔽性を向上させるとともに、建材用のボードとして比重、機械的強度等においても従来と同程度かやや低下する程度とすることにより、作業性に優れた放射線遮蔽ボードを得るものである。
【００１２】
本発明による放射線遮蔽ボードは、放射線遮蔽性を１．１０（１００ｋＶ）以上、好ましくは、１．１５（１００ｋＶ）以上とするために、水硬性石膏１００重量部に対する硫酸バリウムの量を２３０重量部以上、好ましくは、２４０〜３００重量部とする。
ガラス繊維、硬化促進剤からなる粉体添加剤１、減水剤は、水硬性石膏に対する硫酸バリウムの量が多くなってもほぼ同量を添加する。硬化遅延剤・接着向上剤等からなる液体添加剤２は、水硬性石膏と硫酸バリウムの総量に対して比例した約１／３重量部を添加する。例えば、水硬性石膏と硫酸バリウムの総量が３００のとき添加剤２の添加量を９８．５とし、総量が３３０のとき添加剤２の添加量を１０８．３とし、総量が３５０のとき添加剤２の添加量を１１４．９とし、総量が３７０のとき添加剤２の添加量を１２１．４とし、総量が４００のとき添加剤２の添加量を１３１．２とする。このように、硫酸バリウムの混入量の増加に応じて添加剤２の量を増加したことにより、粉体間の接着が向上し、機械的強度の低下を抑えることができる。
【００１３】
水硬性石膏に対する硫酸バリウムの量が多くなればなるほど流動性がなくなるので、水硬性石膏に対する硫酸バリウムの量に拘わらず、略同一の流動性を有するように水を加えて撹拌して石膏ボード用原紙（２８０ｇ／ｍ２）の間に流し込み、厚さ１２．５ｍｍ、幅９１０ｍｍとする。これを含水率が１％以下、例えば、０．２〜０．３％になるまで乾燥する。このように、流動性をもたせるために水は、硫酸バリウムの混入量の増加に対応して増加することにより硫酸バリウムの混入量に拘らず略同じ流動性をもたせるようにしたので、硫酸バリウムの混入量が増加しても比重の増加を抑えることができる。水を増やしたことにより硬化体内部に空隙が生じ比重変動がほとんど起こらなかったものと考えられる。
【００１４】
このようにして構成された本発明の放射線遮蔽ボードは、図１及び図２に示すように、水硬性石膏に対する硫酸バリウムの重量比が１００：２３０のときの比重が１．６５から重量比が１００：３００のときの比重が１．７０と微増するが、放射線遮蔽性は、１．１１から１．２６と増加している。
なお、水硬性石膏に対する硫酸バリウムの重量比が増加すると、機械的強度がわずかに低下する傾向にある。具体的には、図１及び図２に示すように、水硬性石膏である焼石膏１００重量部に対する硫酸バリウムが２００重量部のときの特性を１００％とすると、３００重量部に増えたとき、曲げ破壊荷重とビス引き抜き強度は、８〜９％の低下に過ぎない。圧縮強度は、３６％低下し、曲げ弾性率は、１５％増加した。しかし、後述するように、一般的な石膏ボードの特性を十分上回っている。防火性と釘打ち試験では、硫酸バリウムの重量比が増加しても問題はなかった。
このように、水硬性石膏に対する硫酸バリウムの重量比が１００：２３０から１００：３００までの範囲では、機械的強度は、建築材として使用しても特に問題になるものではない。
【実施例１】
【００１５】
以下、本発明の実施例１を図面に基づき説明する。
図１は、水硬性石膏である焼石膏に対する硫酸バリウムの混合割合を種々変えた時の放射線遮蔽性、比重、機械的強度等の特性を測定した特性値を表す図である。
試験資料Ａの組成
・焼石膏（粉体）：１００重量部
・硫酸バリウム（粉体）：２００重量部
・ガラス繊維（直径１０ミクロン以上、長さ６ｍｍ以上）：０．５重量部
・その他の粉体添加剤１（硬化促進剤）：１．８重量部
・減水剤：１．６重量部
・その他の液体添加剤２（硬化遅延剤、接着向上剤等）：９８．５重量部（焼石膏と硫酸バリウムの合計３００部の約１/３）
【００１６】
以上の原材料に水を加えてミキサーで撹拌しスラリー状にする。加える水の量は、スラリー状物が流動性をもち必要とする厚みで均される程度とする。この流動体は、石膏ボード用原紙（２８０ｇ／ｍ２）の間に流し込み、含水率が約０．４％になるまで乾燥する。
【００１７】
このようにして形成された試験資料Ａの特性は、次の通りであった。
・放射線遮蔽性：１．０４（１００ｋＶ）
・厚さ：１２．６ｍｍ
・比重：１．６４
・含水率：０．３％
・曲げ破壊荷重（長手）：８７７Ｎ
・曲げ強度（長手）：９．８Ｎ／ｍｍ２
・曲げ弾性率（長手）：３７４４Ｎ／ｍｍ２
・防火性：不燃
・ビス引抜強度：３３８Ｎ
・耐衝撃性：０．３ｍｍ
・釘打ち試験：良好
・圧縮強度：１４．６Ｎ／ｍｍ２
以上の試験結果から試験資料Ａは、厚さ１２．６ｍｍでの放射線遮蔽性が１．０４（１００ｋＶ）と特許文献１に基づく試験資料Ｆの特性と略同様であった。
【００１８】
試験資料Ｂの組成
・焼石膏（粉体）：１００重量部
・硫酸バリウム（粉体）：２３０重量部
・ガラス繊維、その他の粉体添加剤１、減水剤は、試験資料Ａと同じ
・その他の液体添加剤２：１０８．３重量部（焼石膏と硫酸バリウムの合計３３０部の約１／３）
【００１９】
ボードの成型時には、硫酸バリウムの量が増えた分だけ流動性がなくなるので試験資料Ａと同様の流動性となるように加える水の量を増やす。
【００２０】
このようにして形成された試験資料Ｂの特性は、次の通りであった。
・放射線遮蔽性：１．１１（１００ｋＶ）
・厚さ：１２．７ｍｍ
・比重：１．６５
・含水率：０．２％
・曲げ破壊荷重（長手）：８５１Ｎ
・曲げ強度（長手）：９．５Ｎ／ｍｍ２
・曲げ弾性率（長手）：３９１７Ｎ／ｍｍ２
・防火性：不燃
・ビス引抜強度：３２２Ｎ
・耐衝撃性：０．３ｍｍ
・釘打ち試験：良好
・圧縮強度：１３．５Ｎ／ｍｍ２
以上の試験結果から試験資料Ｂは、厚さ１２．７ｍｍでの放射線遮蔽性が１．１１（１００ｋＶ）と向上した。比重は１．６５であり、作業性にはほとんど支障がない。
【００２１】
試験資料Ｃの組成
・焼石膏（粉体）：１００重量部
・硫酸バリウム（粉体）：２５０重量部
・ガラス繊維、その他の粉体添加剤１、減水剤は、試験資料Ａと同じ
・その他の液体添加剤２：１１４．９重量部（焼石膏と硫酸バリウムの合計３５０部の約１／３）
【００２２】
ボードの成型時には、硫酸バリウムの量が増えた分だけ流動性がなくなるので試験資料Ａと同様の流動性となるように加える水の量を増やす。
【００２３】
このようにして形成された試験資料Ｃの特性は、次の通りであった。
・放射線遮蔽性：１．１６（１００ｋＶ）
・厚さ：１２．７ｍｍ
・比重：１．６６
・含水率：０．２％
・曲げ破壊荷重（長手）：８２２Ｎ
・曲げ強度（長手）：９．２Ｎ／ｍｍ２
・曲げ弾性率（長手）：４００３Ｎ／ｍｍ２
・防火性：不燃
・ビス引抜強度：３１７Ｎ
・耐衝撃性：０．４ｍｍ
・釘打ち試験：良好
・圧縮強度：１２．１Ｎ／ｍｍ２
以上の試験結果から試験資料Ｃは、厚さ１２．７ｍｍでの放射線遮蔽性が１．１６（１００ｋＶ）と試験資料Ｂよりもさらに向上した。比重は１．６６であり、作業性にはほとんど支障がない。
【００２４】
試験資料Ｄの組成
・焼石膏（粉体）：１００重量部
・硫酸バリウム（粉体）：２７０重量部
・ガラス繊維、その他の粉体添加剤１、減水剤は、試験資料Ａと同じ
・その他の粉体添加剤２：１２１．４重量部（焼石膏と硫酸バリウムの合計３７０部の約１／３）
【００２５】
ボードの成型時には、硫酸バリウムの量が増えた分だけ流動性がなくなるので試験資料Ａと同様の流動性となるように加える水の量を増やす。
【００２６】
このようにして形成された試験資料Ｄの特性は、次の通りであった。
・放射線遮蔽性：１．１８（１００ｋＶ）
・厚さ：１２．７ｍｍ
・比重：１．６７
・含水率：０．２％
・曲げ破壊荷重（長手）：８１２Ｎ
・曲げ強度（長手）：９．１Ｎ／ｍｍ２
・曲げ弾性率（長手）：４１９８Ｎ／ｍｍ２
・防火性：不燃
・ビス引抜強度：３１３Ｎ
・耐衝撃性：０．４ｍｍ
・釘打ち試験：良好
・圧縮強度：１０．９Ｎ／ｍｍ２
以上の試験結果から試験資料Ｄは、厚さ１２．７ｍｍでの放射線遮蔽性が１．１８（１００ｋＶ）と試験資料Ｃよりもさらに向上した。比重は１．６７であり、作業性にはほとんど支障がない。
【００２７】
試験資料Ｅの組成
・焼石膏（粉体）：１００重量部
・硫酸バリウム（粉体）：３００重量部
・ガラス繊維、その他の粉体添加剤１、減水剤は、試験資料Ａと同じ
・その他の液体添加剤２：１３１．２重量部（焼石膏と硫酸バリウムの合計４００部の約１／３）
【００２８】
ボードの成型時には、硫酸バリウムの量が増えた分だけ流動性がなくなるので試験資料Ａと同様の流動性となるように加える水の量を増やす。
【００２９】
このようにして形成された試験資料Ｅの特性は、次の通りであった。
・放射線遮蔽性：１．２６（１００ｋＶ）
・厚さ：１２．６ｍｍ
・比重：１．７０
・含水率：０．２％
・曲げ破壊荷重（長手）：８０４Ｎ
・曲げ強度（長手）：９．０Ｎ／ｍｍ２
・曲げ弾性率（長手）：４３２２Ｎ／ｍｍ２
・防火性：不燃
・ビス引抜強度：３０８Ｎ
・耐衝撃性：０．５ｍｍ
・釘打ち試験：良好
・圧縮強度：９．４Ｎ／ｍｍ２
以上の試験結果から試験資料Ｅは、厚さ１２．６ｍｍでの放射線遮蔽性が１．２６（１００ｋＶ）と試験資料Ｄよりもさらに向上した。比重は１．７０であり、作業性にはほとんど支障がない。
【００３０】
図２において、Ｘ線遮蔽性の特性は、水硬性石膏に対する硫酸バリウムの重量比を１００：２００から１００：２３０、１００：２５０、１００：２７０、１００：３００と変えたとき、１．０４から１．１１、１．１６、１．１８、１．２６と次第に上昇していることを表している。この特性線から１２．５ｍｍ厚のボード１枚につき約１．１５ｍｍＰｂ（１００ｋＶ）以上とするためには、１００：２４０以上で本発明の目的を達成できることを表している。
また、機械的強度（曲げ破壊荷重、曲げ強度、曲げ弾性率、ビス引抜強度、耐衝撃性、圧縮強度）の特性は、水硬性石膏に対する硫酸バリウムの重量比が１００：２００を１００％としたとき、硫酸バリウムの重量比が１００：２３０、１００：２５０、１００：２７０、１００：３００と増加したときの変化を表している。
一般的な石膏ボードの物性は、本発明者の試験等によれば、曲げ破壊荷重５３９Ｎ、曲げ強度６．１Ｎ／ｍｍ２、曲げ弾性率２８２８Ｎ／ｍｍ２、ビス引抜強度７８Ｎ、耐衝撃性２．８ｍｍ、圧縮強度３．５Ｎ／ｍｍ２であるから、水硬性石膏に対する硫酸バリウムの重量比が１００：２３０から１００：３００までの範囲では、建築材として使用しても特に問題になるものではない。
【図１】
0005700844.tif 000002
【図２】
0005700844.tif 000003