(57)【要約】【課題】破損時に鋭利な破片が飛散することなく安全であり、かつ、長期間にわたり視認性に優れ、しかも、軽量な医療施設の放射線検査などの使用に好適な放射線遮蔽安全ガラスを提供すること。【解決手段】放射線遮蔽板ガラス１にカバー板ガラス２が樹脂層３を介して貼着されて成る放射線遮蔽安全ガラス１０であって、この樹脂層３がポリカーボネイトフィルム３ａを含むことを特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線遮蔽板ガラスにカバー板ガラスが樹脂層を介して貼着されて成る積層ガラスであって、前記樹脂層がポリカーボネイトフィルムを含むことを特徴とする放射線遮蔽安全ガラス。
【請求項２】
前記カバー板ガラスが、酸化物換算の質量百分率で、ＳｉＯ２  ５０〜６５％、Ａｌ２Ｏ３  ３〜１４％、ＭｇＯ  ０〜４％、ＣａＯ  ０〜２．９％、ＳｒＯ  ２〜１３％、ＢａＯ  ２〜１３％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ  １７〜２７％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜１％、Ｎａ２Ｏ  ２〜１０％、Ｋ２Ｏ  ２〜１３％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  ７〜１５％、ＺｒＯ２  １〜９％、ＴｉＯ２  ０〜５％、Ｓｂ２Ｏ３  ０〜１％、Ａｓ２Ｏ３  ０〜１％の組成を含有することを特徴とする請求項１に記載の放射線遮蔽安全ガラス。
【請求項３】
前記放射線遮蔽板ガラスが、酸化物換算の質量百分率で、ＳｉＯ２  １０〜３５％、ＰｂＯ  ５５〜８０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜１０％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜１０％、ＳｒＯ  ０〜１０％、ＢａＯ  ０〜１０％、Ｎａ２Ｏ  ０〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜１０％の組成を含有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射線遮蔽安全ガラス。
【請求項４】
前記放射線遮蔽板ガラスが、厚み１０ｍｍについて、全光線透過率が５０％以上であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の放射線遮蔽安全ガラス。
【請求項５】
前記樹脂層の厚みが、前記ポリカーボネイトフィルムを含んで２００〜１０００μｍであることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の放射線遮蔽安全ガラス。
【請求項６】
前記樹脂層が、前記ポリカーボネイトフィルムを除いて光硬化性樹脂から成ることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の放射線遮蔽安全ガラス。
【請求項７】
前記ポリカーボネイトフィルムの厚みが、１００〜５００μｍであることを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の放射線遮蔽安全ガラス。
【請求項８】
放射線遮蔽板ガラスにカバー板ガラスが樹脂層を介して貼着されて成り、該樹脂層がポリカーボネイトフィルムを含む積層ガラスの製造方法であって、
前記ポリカーボネイトフィルムの両面に光硬化性樹脂を塗布する塗布工程と、
前記ポリカーボネイトフィルムを、該ポリカーボネイトフィルムの一の面に塗布された前記光硬化性樹脂を介して前記放射線遮蔽板ガラスに積層する第一積層工程と、
前記ポリカーボネイトフィルムに、該ポリカーボネイトフィルムの他の面に塗布された前記光硬化性樹脂を介して前記カバー板ガラスを積層する第二積層工程と、
前記第一積層工程及び前記第二積層工程により得た積層体に紫外線又は可視光線を照射して前記光硬化性樹脂を硬化させる光照射工程と、
を含むことを特徴とする放射線遮蔽板ガラスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療施設の放射線検査などで使用される放射線遮蔽安全ガラスと、放射線遮蔽安全ガラスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、医療機関等の放射線を取り扱う施設の壁には、放射線を遮蔽するために金属鉛や鉄あるいはコンクリートが用いられている。その場合に機器操作室や検査室等がコンクリートなどで仕切られる構造であると、室内に窓を取り付ける必要がある。また、被検体に放射線を発生する薬剤等を注射あるいは吸入して検査を行う場合には、医師または検査技師もしくは看護師等が、例えば被検体の顔色や脈拍を確認する等のように被検体をその近傍で観察するに際して、放射線を体全体に直接受けないようにするために防護衝立が必要となる。
【０００３】
これらの窓や防護衝立に要求される特性としては、放射線を遮蔽して人体に対する安全性を確保するために、放射線源からの放射線を遮蔽する能力、いわゆる放射線遮蔽能力が必要となる。しかも、被検体の状態を的確に視認できなければ、種々の弊害を招くことになり、特に医療分野においては、被検体の検査結果に悪影響を及ぼし得ることから、これらの窓や防護衝立には視認性が必要となる。
【０００４】
また、「ポジトロン断層撮影法」を採用したＰＥＴ−ＣＴ装置等により心臓や脳などの働きを断層画像としてとらえ、病気の原因や病状を診断する新しい検査方法としてＰＥＴ検査がある。このＰＥＴ検査を伴う診療の環境下では、検査薬を投与された被検体からガンマ線（γ線）があらゆる方向に放射されることになるため、このガンマ線を医師等の検査者が体に直接受けないように遮蔽することが必須の条件となる。
【０００５】
特許文献１には、放射線遮蔽窓及び放射線遮蔽防護衝立の代表例として、高い放射線遮蔽特性を有するＰｂＯを含有したガラスが開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、遮蔽ガラス、膨張層、フロート成形によるソーダライムガラスが積層された耐火性のＸ線遮蔽積層ガラスが開示されている。
【０００７】
また、特許文献３には、本質的にＰｂを含有せず、１００ｋＶのＸ線に対する鉛当量が０．０３ｍｍＰｂ／ｍｍ以上であるガラスから成る複数枚の板ガラスが樹脂フィルムによって貼り合わされて成る放射線遮蔽物品が開示されている。
【０００８】
また、特許文献４には、１００ｋＶのＸ線に対する鉛当量が０．０３ｍｍＰｂ／ｍｍ以上であり、化学的耐久性がソーダライムガラスより優れるカバーガラスを樹脂フィルムによって貼り合わされて成る放射線遮蔽安全ガラスが開示されている。
【０００９】
また、特許文献５には、合成樹脂板と板ガラスとを接着剤層を介して一体化させた異材合わせガラスにおいて、各板の接着剤層と接する面にシリコーン系プライマー層を形成することが開示されている。
【００１０】
また、特許文献６には、複数枚の防火ガラス板が樹脂中間層を介して貼り合わされて成り、少なくとも１枚の防火ガラス板の表面に、波長２５００ｎｍにおける反射率が７０％以上の熱線反射膜を有する防火ガラスが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平２−２１２３３１号公報
【特許文献２】ＷＯ２００４／０８７４１４Ａ２号公報
【特許文献３】特開２００３−３１５４９０号公報
【特許文献４】特開２００８−２８６７８７号公報
【特許文献５】特開平１１−５８６１２号公報
【特許文献６】特開２００１−９７７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載の単板ガラスを用いた放射線遮蔽窓及び放射線遮蔽防護衝立は、ガラスの破損時に破損部分が鋭利な状態になり、また飛散することから、医療機関に用いられる材料であるにも関わらず、安全性が低い問題点がある。更に、ＰｂＯを多く含むガラスは、放射線遮蔽能力は優れているものの、化学的耐久性に乏しいため、長期間の使用によって表面やけが発生し視認性に劣る問題点がある。
【００１３】
また、特許文献２に記載の積層ガラスは、放射線遮蔽能力が小さいソーダライムガラスを用いているので、必要な放射線遮蔽能力を確保するためには積層ガラス体を厚くせざるを得ず、重くなる問題点がある。
【００１４】
また、特許文献３に記載の放射線遮蔽物品は、１００ｋＶ以下の低エネルギーの放射線を遮蔽する放射線遮蔽窓や放射線遮蔽防護衝立として好適であるが、高エネルギーの放射線を遮蔽する用途には適さない問題点がある。
【００１５】
また、特許文献４に記載の放射線遮蔽安全ガラスは、カバーガラスにアルカリ金属酸化物が多く含まれており、アルカリ溶出の可能性があり、酸、アルカリ等の薬品に対する長期間に亘る繰り返し使用した時の耐薬品性が十分でない問題点がある。
【００１６】
また、特許文献５に記載の異材合せガラスは、プライマー層を形成することから製造コストが上昇する問題点がある。
【００１７】
また、特許文献６に記載の防火ガラスは、ガラスや樹脂に放射線に対する遮蔽性能がなく、高エネルギーの放射線を遮蔽する用途には適さない問題点がある。
【００１８】
本発明は、破損時に鋭利な破片が飛散することなく安全であり、かつ、長期間にわたり視認性に優れ、しかも、軽量な放射線遮蔽安全ガラスとその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、放射線遮蔽板ガラスにカバー板ガラスが樹脂層を介して貼着されて成る積層ガラスであって、前記樹脂層がポリカーボネイトフィルムを含むことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、前記カバー板ガラスが、酸化物換算の質量百分率で、ＳｉＯ２  ５０〜６５％、Ａｌ２Ｏ３  ３〜１４％、ＭｇＯ  ０〜４％、ＣａＯ  ０〜２．９％、ＳｒＯ  ２〜１３％、ＢａＯ  ２〜１３％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ  １７〜２７％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜１％、Ｎａ２Ｏ  ２〜１０％、Ｋ２Ｏ  ２〜１３％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  ７〜１５％、ＺｒＯ２  １〜９％、ＴｉＯ２  ０〜５％、Ｓｂ２Ｏ３  ０〜１％、Ａｓ２Ｏ３  ０〜１％の組成を含有することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、前記放射線遮蔽板ガラスが、酸化物換算の質量百分率で、ＳｉＯ２  １０〜３５％、ＰｂＯ  ５５〜８０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜１０％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜１０％、ＳｒＯ  ０〜１０％、ＢａＯ  ０〜１０％、Ｎａ２Ｏ  ０〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜１０％の組成を含有することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、前記放射線遮蔽板ガラスが、厚み１０ｍｍについて、全光線透過率が５０％以上であることを特徴とする。
【００２３】
なお、本明細書において、厚み「１０ｍｍについて」とは、放射線遮蔽板ガラスを板厚が１０ｍｍの板ガラスと仮定した場合についての事項を意味し、また「全光線透過率」とは、ＪＩＳ  Ｋ７１０５（光源：ＣＩＥの標準の光Ａ）又はＪＩＳ  Ｋ７３６１（光源：ＣＩＥの標準の光Ｄ６５）に準拠しＣＩＥの標準の光Ａ又はＣＩＥの標準の光Ｄ６５を使用して測定した透光板への平行入射光束に対する全透過光束の割合である。一般に、ヘーズメーターと呼ばれる測定装置を使用して、その板ガラスについて測定された全光線透過率を意味する。
【００２４】
また、本発明は、前記樹脂層の厚みが、前記ポリカーボネイトフィルムを含んで２００〜１０００μｍであることを特徴とする。放射線遮蔽安全ガラスに使用する樹脂層の厚みが２００μｍ以上で、かつ１０００μｍ以下であるとは、樹脂層の厚みが２００μｍ（０．２ｍｍ）未満では所望の耐衝撃性を得ることが困難である。他方、樹脂層の厚みが１０００μｍ（１ｍｍ）を超えると、窓としての高い透明性を確保することが困難になるため防火上好ましくない。さらに、樹脂層の厚みが１０００μｍ（１ｍｍ）を超えると、放射線遮蔽安全ガラスを製造する際の経済性及び組み立て時の作業性も共に損なわれる。
【００２５】
また、本発明は、前記樹脂層が、前記ポリカーボネイトフィルムを除いて光硬化性樹脂から成ることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明は、前記ポリカーボネイトフィルムの厚みが、１００〜５００μｍであることを特徴とする。ポリカーボネイトフィルムの厚みが１００μｍ未満であると、十分な耐衝撃性能が得られない。一方、厚みが５００μｍを超えると、耐衝撃性の向上度合いに比して高価になる。ポリカーボネイトフィルムの厚みが、１５０〜２５０μｍ程度あれば、衝撃が加わっても樹脂層に亀裂が発生せず、また、経済的にも好ましい。
【００２７】
また、本発明は、放射線遮蔽板ガラスにカバー板ガラスが樹脂層を介して貼着されて成り、該樹脂層がポリカーボネイトフィルムを含む放射線遮蔽板ガラスの製造方法であって、前記ポリカーボネイトフィルムの両面に光硬化性樹脂を塗布する塗布工程と、前記ポリカーボネイトフィルムを、該ポリカーボネイトフィルムの一の面に塗布された前記光硬化性樹脂を介して前記放射線遮蔽板ガラスに積層する第一積層工程と、前記ポリカーボネイトフィルムに、該ポリカーボネイトフィルムの他の面に塗布された前記光硬化性樹脂を介して前記カバー板ガラスを積層する第二積層工程と、前記第一積層工程及び前記第二積層工程により得た積層体に紫外線又は可視光線を照射して前記光硬化性樹脂を硬化させる光照射工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係る請求項１に記載の放射線遮蔽安全ガラスによれば、放射線遮蔽板ガラスに樹脂層を介してカバー板ガラスが貼着されているので、放射線遮蔽能力を持つ合せガラスを構成することができ、万一、衝撃によって放射線遮蔽安全ガラスが破損した場合でも、鋭利な破片が飛散することもなく安全性に優れている。
【００２９】
しかも、樹脂層がポリカーボネイトフィルムを含んでいるので、放射線遮蔽安全ガラスの耐衝撃性能を大幅に向上させることができる。
【００３０】
また、カバー板ガラスが、酸化物換算の質量百分率で、ＳｉＯ２  ５０〜６５％、Ａｌ２Ｏ３  ３〜１４％、ＭｇＯ  ０〜４％、ＣａＯ  ０〜２．９％、ＳｒＯ  ２〜１３％、ＢａＯ  ２〜１３％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ  １７〜２７％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜１％、Ｎａ２Ｏ  ２〜１０％、Ｋ２Ｏ  ２〜１３％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  ７〜１５％、ＺｒＯ２  １〜９％、ＴｉＯ２  ０〜５％、Ｓｂ２Ｏ３  ０〜１％、Ａｓ２Ｏ３  ０〜１％の組成を含有する、請求項２に記載の放射線遮蔽安全ガラスによれば、本質的にＰｂを含有していないので、ガラス製造時にＰｂを含む原料がこぼれたりして環境汚染を引き起こすことがない。また、カバー板ガラスの表面をクリーニングしても透明性が低下しにくく、吸水による変形や変色を起こすことがない。また、表面硬度が高いため、キズがつきにくく、キズによる割れや透明性の低下が起こりにくく、良好な視認性を維持することができる。
【００３１】
また、放射線遮蔽板ガラスが、酸化物換算の質量百分率で、ＳｉＯ２  １０〜３５％、ＰｂＯ  ５５〜８０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜１０％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜１０％、ＳｒＯ  ０〜１０％、ＢａＯ  ０〜１０％、Ｎａ２Ｏ  ０〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜１０％の組成を含有する、請求項３に記載の放射線遮蔽安全ガラスによれば、高エネルギーの放射線を遮蔽でき、ガンマ線も有効に遮蔽することができる。
【００３２】
また、放射線遮蔽板ガラスが、厚み１０ｍｍについて全光線透過率が５０％以上である請求項４に記載の放射線遮蔽安全ガラスによれば、視認性を充分確保することができる。
【００３３】
また、樹脂層の厚みが、ポリカーボネイトフィルムを含んで２００〜１０００μｍである、請求項５に記載の放射線遮蔽安全ガラスによれば、必要な耐衝撃性を得つつ良好な視認性を確保することができる。
【００３４】
また、樹脂層が、ポリカーボネイトフィルムを除いて光硬化性樹脂から成る、請求項６に記載の放射線遮蔽安全ガラスによれば、室温条件で紫外線等の照射により樹脂を硬化させることができ、熱膨張係数の異なる耐熱板ガラス等を合せても、耐熱板ガラスの反りや破損が生じないため、組合せのバリエーションを増やすことができる。
【００３５】
また、ポリカーボネイトフィルムの厚みが１００〜５００μｍである、請求項７に記載の放射線遮蔽安全ガラスによれば、耐衝撃性能を向上させつつ経済性に優れている。
【００３６】
また、本発明の請求項８に記載の放射線遮蔽安全ガラスの製造方法によれば、予め両面に光硬化性樹脂を塗布したポリカーボネイトフィルムを放射線遮蔽板ガラスに重ねるようにしているので、放射線遮蔽安全ガラスの製造工程を大幅に簡素化することができ、製造コストを低減化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態の放射線遮蔽安全ガラスの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本実施形態の放射線遮蔽安全ガラス１０は、図１に示すように、放射線遮蔽板ガラス１の両面にそれぞれ、カバー板ガラス２が樹脂層３を介して貼着されて成る積層ガラスであって、各樹脂層３がポリカーボネイトフィルム３ａを含んでいる。
【００３９】
放射線遮蔽板ガラス１は、酸化物換算の質量百分率で、ＳｉＯ２  １０〜３５％、ＰｂＯ  ５５〜８０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜１０％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜１０％、ＳｒＯ  ０〜１０％、ＢａＯ  ０〜１０％、Ｎａ２Ｏ  ０〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜１０％の組成を含有しており、ＰｂＯが５５％以上あることから高い放射線遮蔽能力を備えている。
【００４０】
このようなガラス組成を含有することによって、ガラス特性として十分なガンマ線遮蔽能力を得ることができるとともに、ガラス組成にＰｂＯを多量に含有させても失透することがない。また、上記の組成範囲は非常に失透しにくい組成範囲であるため、失透することなしにガラスの板厚を容易に厚くすることが可能である。したがって、ガラスのガンマ線遮蔽能力を極めて高めることができ、ポジトロン核種から発生するガンマ線を的確に遮蔽することが可能となり、ＰＥＴ検査を行う医師および検査技師、看護師等がガンマ線を累積的に浴び、被爆するといった事態を有効に回避することが可能となる。
【００４１】
放射線遮蔽板ガラス１の組成範囲を上記のように限定した理由は次のとおりである。
【００４２】
ＳｉＯ２は、ガラスのネットワークを形成する成分である。その含有量は１０〜３５％、好ましくは１５〜３０％、より好ましくは２０〜３０％である。ＳｉＯ２の含有量が３５％よりも多くなると、ガラスの高温粘度が高くなり、溶融、成形が難しくなったり、ガンマ線遮蔽能力が低下する。一方、ＳｉＯ２の含有量が１０％より少なくなると、ガラスの骨格を形成する成分が少なくなりすぎ、ガラスが構造的に不安定になるとともに、ガラスの耐水性が低下する。
【００４３】
ＰｂＯは、ガンマ線を遮蔽させるための成分である。その含有量は５５〜８０％、好ましくは６２〜８０％、さらに好ましくは６７〜８０％、最も好ましくは７０〜８０％である。ＰｂＯの含有量が８０％より多くなると、ＰｂＯ以外の成分が相対的に少なくなり、ガラスが熱的に不安定になる。一方、ＰｂＯの含有量が５０％未満であるとガンマ線遮蔽能力が低下してしまう。
【００４４】
Ｂ２Ｏ３は、ガラスの高温粘度を低下させて溶融性や成形性を高めたり、熱的安定性を高める成分である。その含有量は０〜１０％、好ましくは０．１〜８％、より好ましくは０．１〜５％である。Ｂ２Ｏ３の含有量が１０％より多くなると、ガラスの耐水性が低下する。
【００４５】
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの熱的安定性を高くする成分である。その含有量は０〜１０％、好ましくは０〜５％、より好ましくは０〜３％である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が１０％より多くなると、ガラスの高温粘度が高くなり、溶融、成形が難しくなったり、ガンマ線遮蔽能力が落ちる。
【００４６】
ＳｒＯやＢａＯは、ガラスの粘度や失透性を調整する成分であり、ガンマ線遮蔽能力を高める成分である。その含有量はそれぞれ０〜１０％、好ましくは０〜８％、より好ましくは０〜５％である。ＳｒＯやＢａＯの含有量が１０％より多くなると、ガラスが熱的に不安定になる。
【００４７】
Ｎａ２ＯやＫ２Ｏはガラスの高温粘度を低下させて溶融性や成形性を高める成分である。その含有量はそれぞれ０〜１０％、好ましくは０〜８％、より好ましくは１〜５％である。これらの含有量が１０％より多くなると、ガンマ線遮蔽能力が低下する。
【００４８】
Ｓｂ２Ｏ３は、清澄剤として作用する成分である。その含有量は、１００ｐｐｍ〜２％（好ましくは、２００ｐｐｍ〜２％、５００ｐｐｍ〜２％、１０００ｐｐｍ〜２％、５０００超ｐｐｍ〜２％、５５００ｐｐｍ〜２％、６０００ｐｐｍ〜２％）である。Ｓｂ２Ｏ３の含有量が１００ｐｐｍよりも少なくなると、清澄力が得られ難くなり、ガラス内の泡を低減し難くなる。また、Ｓｂ２Ｏ３の含有量が２％より多くなると、Ｓｂ２Ｏ３が高価であるため、原料コストが上昇することになる。
【００４９】
Ｃｌ２は、清澄剤として作用する成分である。その含有量は、０ｐｐｍ〜２％、好ましくは２００ｐｐｍ〜２％、より好ましくは５００ｐｐｍ〜２％、さらに好ましくは１０００ｐｐｍ〜１％である。Ｃｌ２の含有量が２％より多くなると、Ｃｌ２の蒸発量が多くなり過ぎてガラスが変質し易くなる。尚、Ｃｌ２の含有量は、ガラス中の残存量を指している。
【００５０】
清澄剤として使用するＳｂ２Ｏ３は、９００℃以上の温度域でＳｂイオンの価数変化による化学反応により多量の清澄ガス（酸素ガス）を発生する。特に１０００〜１２００℃の低温で清澄ガスを多量に発生する。また、Ｃｌ２は９００℃以上の温度域で分解、蒸発して清澄ガス（塩素ガス等）を発生する。したがって、清澄剤としてＳｂ２Ｏ３やＣｌ２を使用することにより、ガラス化反応時から均質化溶融時にかけての温度域が低温であっても、高い清澄効果が得られるため、着色や泡が存在しない放射線遮蔽板ガラスを効率よく得ることができる。
【００５１】
なお、ガラスの特性を損なわない範囲で他の成分を１０％まで添加できる。
【００５２】
この放射線遮蔽板ガラス１を製造するに際しては、溶融炉でガラス原料を溶融して溶融ガラスとした後に、その溶融ガラスをロールアウト法により成形して板ガラスとする。
【００５３】
また、本実施形態における放射線遮蔽板ガラス１は、厚み１０ｍｍについて、波長４００ｎｍにおける全光線透過率が５０％以上である。このことで、視認性を充分確保することができる。
【００５４】
カバー板ガラス２は、酸化物換算の質量百分率で、ＳｉＯ２  ５０〜６５％、Ａｌ２Ｏ３  ３〜１４％、ＭｇＯ  ０〜４％、ＣａＯ  ０〜２．９％、ＳｒＯ  ２〜１３％、ＢａＯ  ２〜１３％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ  １７〜２７％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜１％、Ｎａ２Ｏ  ２〜１０％、Ｋ２Ｏ  ２〜１３％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  ７〜１５％、ＺｒＯ２  １〜９％、ＴｉＯ２  ０〜５％、Ｓｂ２Ｏ３  ０〜１％、Ａｓ２Ｏ３  ０〜１％の組成を含有している。
【００５５】
このカバー板ガラス２は、本質的にＰｂを含有していないため、ガラス製造時にＰｂを含む原料がこぼれたりして環境汚染を引き起こすことがない。
【００５６】
また、カバー板ガラス２は、ＳｉＯ２を５０〜６５％、Ａｌ２Ｏ３を３〜１４％含有するため、表面をクリーニングしても透明性が低下しにくく、吸水による変形や変色を起こすことがない。また、表面硬度が高いため、キズがつきにくく、キズによる割れや透明性の低下が起こりにくい。即ち、ＳｉＯ２が５０％より少ないと、化学的耐久性が低いため、ガラス表面をクリーニングした後に、「ヤケ」が発生して、透明性が低下しやすく、６５％よりも多いと溶融性が悪化しやすいため好ましくない。また、Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの表面硬度を向上させるとともに、ガラスの化学的耐久性を向上させる成分であり、その含有量が３％よりも少ないと、表面硬度が低くなってキズがつきやすく、割れが発生しやすい。また化学的耐久性が低くなるため、ガラス表面をクリーニングした後に、「ヤケ」が発生して、透明性が低下しやすい。Ａｌ２Ｏ３が、１４％よりも多いと、溶融性が悪化するとともに、液相温度が高くなりやすいため好ましくない。
【００５７】
ＺｒＯ２は、放射線遮蔽能力及びガラスの化学的耐久性を向上させる成分であり、その含有量は、１〜９％、好ましくは、１〜８％である。ＺｒＯ２が１％よりも少ないと、放射線遮蔽能力が低く、また、ガラスの化学的耐久性が低下しやすく、９％よりも多いと、ガラスの成形時に失透物が生成しやすく、成形が困難となるため好ましくない。
【００５８】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯは、ガラスの溶融性を向上させる成分であり、特にＳｒＯ及びＢａＯは、放射線遮蔽能力を高める効果に優れた成分であり、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの合量が１７〜２７％である。これらの成分の合量が１７％よりも少ないと、放射線遮蔽能力が低下するとともに、溶融性が悪化しやすい。２７％よりも多いと、ガラスが失透しやすくなる。
【００５９】
ＭｇＯの好適な含有量は０〜４％、ＣａＯは０〜２．９％である。また、ＢａＯ及びＳｒＯの好適な含有量は、いずれも２〜１３％である。
【００６０】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏは、ガラスの溶融性を向上させる成分であり、これらの成分の合量が７〜１５％である。これらの成分の合量が７％よりも少ないと、溶融が困難になり、１５％よりも多いと、化学的耐久性が低下する。
【００６１】
また、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの好ましい含有量は、それぞれ０〜１％、２〜１０％、２〜１３％である。
【００６２】
上記した成分の他にも、ＴｉＯ２を５％まで、Ｐ２Ｏ５を３％まで、Ｓｂ２Ｏ３及びＡｓ２Ｏ３を１％まで添加してもよい。
【００６３】
また、カバー板ガラス２は、既存の成形法によって製板することが可能であるが、特にフロート法によって製板すると、平滑性に優れるため、研磨する必要がなく、研磨によるキズが入ることがない。
【００６４】
樹脂層３は、ポリカーボネイトフィルム３ａ以外の部分が光硬化性樹脂から形成されている。本実施形態では、建材用として実績のあるエポキシアクリレートを主成分とする紫外線硬化性樹脂を採用しているが、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂等の他の樹脂を使用することもできる。膨張係数の異なる板ガラスを貼り合わせるため、熱硬化による樹脂でなく、硬化剤を使用して常温で反応硬化するものや、光硬化タイプを使用することが好ましい。
【００６５】
ポリカーボネイトフィルム３ａを含む樹脂層３の厚みは５５０μｍである。また、ポリカーボネイトフィルム３ａの厚みは１５０μｍである。すなわち、樹脂層３は、カバー板ガラス２側の接着層の厚みが２００μｍ、ポリカーボネイトフィルム３ａの厚みが１５０μｍ、放射線遮蔽板ガラス１側の接着層の厚みが２００μｍで、合計の厚みが５５０μｍの三層構造になっている。
このポリカーボネイトフィルム３ａの厚みが、１５０〜２５０μｍ程度あれば、衝撃が加わっても樹脂層３に亀裂が発生せず、また、経済的にも好ましい。
【００６６】
このように樹脂層３は、ポリカーボネイトフィルム３ａを除いて光硬化性樹脂から成るので、室温条件で紫外線等の照射により硬化させることができ、熱膨張係数の異なる耐熱板ガラス等を合せても、耐熱板ガラスの反りや破損が生じないため、組合せのバリエーションが増え好ましい。また、樹脂層３の厚みが、２００〜１０００μｍであるので、樹脂層３で変形を吸収することができ、寸法変化率の異なるガラスを合せることが可能となる。また、落球衝撃剥離特性やショットバッグ衝撃特性を向上させることができる。
【００６７】
次に、本実施形態の放射線遮蔽安全ガラス１０の製造方法について説明する。
【００６８】
本実施形態の放射線遮蔽安全ガラスの製造方法は、ポリカーボネイトフィルム３ａの両面に光硬化性樹脂を塗布する塗布工程と、このポリカーボネイトフィルム３ａを、ポリカーボネイトフィルム３ａの一の面に塗布された光硬化性樹脂を介して放射線遮蔽板ガラス１に積層する第一積層工程と、このポリカーボネイトフィルム３ａの他の面に光硬化性樹脂を介してカバー板ガラス２を積層する第二積層工程と、これら第一積層工程及び第二積層工程により得た積層体に紫外線又は可視光線を照射して光硬化性樹脂を硬化させる光照射工程と、から構成されている。
【００６９】
まず、ロールアウト法で、１．１ｍｍＰｂの鉛当量の性能を有する比重４．３５で厚みが７ｍｍの放射線遮蔽用の板ガラスを製板し、徐冷してその両面を研磨した後、幅１０００ｍｍ×長さ１６００ｍｍのサイズに加工し、放射線遮蔽板ガラス１を得る。
【００７０】
次に、上記の組成を含有するガラスとなるようにバッチ原料を調合し、溶融した後、フロート法によって厚み１．８ｍｍの板状に成形し、幅１０００ｍｍ×長さ１６００ｍｍの寸法に切断した後、徐冷炉で冷却してカバー板ガラス２を作製した。
【００７１】
次に、厚み１５０μｍのポリカーボネイトフィルム３ａの両面にそれぞれ、ウレタン変性アクリレートを主成分とする光硬化性樹脂を塗布し、この光硬化性樹脂が塗布されたポリカーボネイトフィルム３ａを、放射線遮蔽板ガラス１の一の面に樹脂に気泡が入らないようにゆっくり静置する。そして、カーボネイトフィルム３ａの上にカバー板ガラス２を樹脂に気泡が入らないようにゆっくり静置する。
【００７２】
次に、得られた積層体に対し、照射波長４５０ｎｍの蛍光灯の光を、５０ｍｍ上方から３０分照射して光硬化性樹脂を硬化させる。その後、端部にはみ出した余分な樹脂を取り除く。そして、放射線遮蔽板ガラス１の他の面にも、同様に、両面に光硬化性樹脂が塗布されたポリカーボネイトフィルム３ａとカバー板ガラス２とを積層し、光硬化性樹脂を硬化させる。
【００７３】
こうして、図１に示すように、放射線遮蔽板ガラス１の両面にそれぞれ、ポリカーボネイトフィルム３ａを含む樹脂層３を介して、カバー板ガラス２が貼着されて成る放射線遮蔽安全ガラス１０を製造することができる。
【００７４】
以上に説明したように、本実施形態の放射線遮蔽安全ガラス１０によれば、放射線遮蔽板ガラス１に樹脂層３を介してカバー板ガラス２が貼着されているので、放射線遮蔽能力を持つ合せガラスを構成することができ、万一、衝撃によって放射線遮蔽安全ガラス１０が破損した場合でも、鋭利な破片が飛散することもなく安全性に優れている。放射線遮蔽安全ガラス１０を衝立等に使用する場合には、放射線遮蔽板ガラス１の両面にそれぞれ、カバー板ガラス２を貼着して成るものが好ましい。
【００７５】
しかも、樹脂層３がポリカーボネイトフィルム３ａを含んでいるので、放射線遮蔽安全ガラス１０の耐衝撃性能を大幅に向上させることができる。ショットバッグ試験によっても樹脂層３に亀裂が発生しない。
【００７６】
また、本実施形態の放射線遮蔽安全ガラス１０によれば、放射線遮蔽板ガラス１が、酸化物換算の質量百分率で、ＳｉＯ２  １０〜３５％、ＰｂＯ  ５５〜８０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜１０％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜１０％、ＳｒＯ  ０〜１０％、ＢａＯ  ０〜１０％、Ｎａ２Ｏ  ０〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜１０％の組成を含有しているので、高い放射線遮蔽能力を備えており、高エネルギーの放射線を遮蔽でき、ガンマ線も有効に遮蔽することができる。またＸ線やγ線以外にも、中性子線を遮蔽する能力を有する。樹脂層３は、水素を大量に含み、その水素によって中性子が捕獲されるからである。
【００７７】
また、本実施形態の放射線遮蔽安全ガラス１０によれば、放射線遮蔽板ガラス１が、厚み１０ｍｍについて、全光線透過率が５０％以上であるので、視認性を充分確保することができる。
【００７８】
また、本実施形態の放射線遮蔽安全ガラス１０によれば、カバー板ガラス２が、酸化物換算の質量百分率で、ＳｉＯ２  ５０〜６５％、Ａｌ２Ｏ３  ３〜１４％、ＭｇＯ  ０〜４％、ＣａＯ  ０〜２．９％、ＳｒＯ  ２〜１３％、ＢａＯ  ２〜１３％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ  １７〜２７％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜１％、Ｎａ２Ｏ  ２〜１０％、Ｋ２Ｏ  ２〜１３％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  ７〜１５％、ＺｒＯ２  １〜９％、ＴｉＯ２  ０〜５％、Ｓｂ２Ｏ３  ０〜１％、Ａｓ２Ｏ３  ０〜１％の組成を含有しており、本質的にＰｂを含有していないので、ガラス製造時にＰｂを含む原料がこぼれたりして環境汚染を引き起こすことがない。
【００７９】
また、カバー板ガラス２の表面をクリーニングしても透明性が低下しにくく、吸水による変形や変色を起こすことがない。また、表面硬度が高いため、キズがつきにくく、キズによる割れや透明性の低下が起こりにくく、良好な視認性を維持することができる。
【００８０】
また、本実施形態の放射線遮蔽安全ガラス１０によれば、樹脂層３の厚みが、ポリカーボネイトフィルム３ａを含んで２００〜１０００μｍであるので、必要な耐衝撃性を得つつ良好な視認性を確保することができる。
【００８１】
また、本実施形態の放射線遮蔽安全ガラス１０によれば、樹脂層３が、ポリカーボネイトフィルム３ａを除いて光硬化性樹脂から成るので、室温条件で紫外線等の照射により樹脂を硬化させることができ、熱膨張係数の異なる耐熱板ガラス等を合せても、耐熱板ガラスの反りや破損が生じないため、組合せのバリエーションを増やすことができる。
【００８２】
また、本実施形態の放射線遮蔽安全ガラス１０によれば、ポリカーボネイトフィルム３ａの厚みが１００〜５００μｍであるので、耐衝撃性能を向上させつつ経済性にも優れている。
【００８３】
また、本実施形態の放射線遮蔽安全ガラス１０の製造方法によれば、予め両面に光硬化性樹脂を塗布したポリカーボネイトフィルム３ａを、放射線遮蔽板ガラス１に重ねるようにしているので、放射線遮蔽安全ガラス１０の製造工程を大幅に簡素化することができ、製造コストを低減化することができる。
【実施例】
【００８４】
以下、本発明に係る放射線遮蔽安全ガラスを実施例に基づいて説明する。表１は、この放射線遮蔽安全ガラスに用いるカバー板ガラスの実施例１〜５、及び比較例１〜３を示すものである。
【００８５】
【表１】
2012057952.tif 000003
【００８６】
カバー板ガラスの実施例１〜４は、表１に示す組成を含有するガラスとなるようにバッチ原料を調合し、溶融した後、フロート法によって厚み１．８ｍｍの板状に成形し、幅１０００ｍｍ×長さ１６００ｍｍの寸法に切断した後、徐冷炉で冷却して作製した。
【００８７】
カバー板ガラスの比較例１〜３は、表１に示す組成を含有するガラスとなるようにバッチ原料を調製し、溶融した後、フロート法によって厚み４ｍｍの板状に成形し、幅１０００ｍｍ×長さ１６００ｍｍの寸法に切断した後、徐冷炉で冷却して、ガラス成形体を作製した。そして、このガラス成形体の両面を光学研磨して厚み３ｍｍのカバー板ガラスを作製した。
【００８８】
このようにして得られた各カバー板ガラスの熱膨張係数、鉛当量、表面硬度、化学耐久性を表１に示す。
【００８９】
なお、３０〜３８０℃における熱膨張係数α30-380は、ディラトメーター（マックサイエンス製、ＴＤ−５０００）によって測定した。また、１００ｋＶのＸ線に対する厚み１ｍｍでの鉛当量は、ＪＩＳ Ｚ ４５０１に基づいて測定した鉛当量を厚み１ｍｍに換算して求めた。表面硬度（ヌープ硬度：Ｈｋ）は、ヌープ硬度計を用いて、荷重１０ｇで３０秒間、ダイヤモンド圧子で押圧し、菱形の圧痕の対角長さを測定することによって求めた。化学耐久性は、耐酸性と耐アルカリ性で評価し、耐酸性は、３質量％ＨＣｌ水溶液に、耐アルカリ性は、３質量％ＮａＯＨ水溶液に、板ガラス及び樹脂板をそれぞれ２５℃で３０分間浸漬した後、表面の状態を観察し、表面に光沢があり、ヤケが発生していないものを「○」、少しヤケが発生し、表面が少し曇っているものを「△」、ヤケが発生し、表面が白く濁っているものを「×」とした。
【００９０】
表１から明らかなように、カバー板ガラスの実施例１〜４は、表面硬度が高く、化学耐久性に優れていた。
【００９１】
一方、カバー板ガラスの比較例１〜３は、表面硬度が低く、また、化学耐久性も低かった。
【００９２】
表２は、放射線遮蔽安全ガラスに用いる放射線遮蔽板ガラスの実施例５〜１２を示すものであり、表３は放射線遮蔽板ガラスの比較例４、５を示すものである。
【００９３】
【表２】
2012057952.tif 000004
【００９４】
【表３】
2012057952.tif 000005
【００９５】
放射線遮蔽板ガラスの実施例５〜１２及び比較例４、５は、表２及び表３に示す組成を含有するガラスとなるようにバッチ原料を調合し、白金坩堝に入れて１１５０℃で１時間溶融した後、溶融ガラスをカーボン板の上に流し出して板状に成形し、その後、徐冷して作製した。
【００９６】
このようにして得られた各放射線遮蔽板ガラスの密度、熱膨張係数、ガンマ線のエネルギー（０．５１１ＭｅＶ）におけるガンマ線吸収係数を表２、３に示す。
【００９７】
なお、密度は、周知のアルキメデス法で測定した。熱膨張係数αは、直径５．０ｍｍ、長さ２０ｍｍの円柱状の試料を作製し、ディラトメーターで３０〜３８０℃における平均熱膨張係数を測定した。ガンマ線のエネルギー（０．５１１ＭｅＶ）におけるガンマ線吸収係数は、Ｐｈｏｔｘのデータから計算によって算出した。また、全光線透過率は、へーズメーター（日本電色工業株式会社製、ＮＤＨ−１００１ＤＰ）によって測定した。
【００９８】
表２から明らかなように、放射線遮蔽板ガラスの実施例５〜１２は、０．５１１ＭｅＶにおけるガンマ線吸収係数が０．６６ｃｍ-1以上であり、良好なガンマ線遮蔽能力を有していた。また、本実施例の放射線遮蔽板ガラスは、厚み１０ｍｍについて、全光線透過率が５０％以上の６５〜７５％であり、視認性を充分確保することが可能なものであった。
【００９９】
一方、表３から明らかなように、放射線遮蔽板ガラスの比較例４は、ガラス内のＰｂＯ含有量が３７％と少なかったため、ガンマ線吸収係数が０．３６ｃｍ-1であり、ガンマ線遮蔽能力が小さかった。また、放射線遮蔽板ガラスの比較例５も、ガラス内のＰｂＯ含有量が３３％と少なかったため、ガンマ線吸収係数が０．３４ｃｍ-1であり、ガンマ線遮蔽能力が小さかった。
【０１００】
次に、上記カバー板ガラスの実施例と、上記放射線遮蔽板ガラスの実施例と、ポリカーボネイトフィルムとから本発明に係る放射線遮蔽安全ガラスの実施例を作製した。即ち、１．１ｍｍＰｂの鉛当量の性能を有する比重５．２４で厚み７ｍｍの放射線遮蔽板ガラス（表２の実施例５）の両面に、厚み１５０μｍのポリカーボネイトフィルムを埋設した厚み５５０μｍの樹脂層を介して、厚み１．８ｍｍのカバー板ガラス（表１の実施例３）を貼着することによって、放射線遮蔽安全ガラスの実施例を作製した。この放射線遮蔽安全ガラスの実施例は、厚み７ｍｍの放射線遮蔽板ガラスの両面に、厚み１．８ｍｍのカバー板ガラスが２枚、それぞれ厚み５５０μｍの樹脂層を介して貼着されているので、合計１１．７ｍｍの厚みとなる。
【０１０１】
この放射線遮蔽安全ガラスの実施例の性能を確認する目的で、ＪＩＳ Ｒ ３２０５ 合わせガラスの規格に従い以下の試験を実施した。
【０１０２】
ａ．耐熱性試験：供試体３枚について煮沸試験を行い、供試体のガラス部分に亀裂が入ることは許されるが、供試体の縁又は亀裂から１３ｍｍを超える箇所に、使用上差し支えある泡又はその他の欠点を生じてはならない。また、煮沸試験は、寸法３００×３００ｍｍ角とし、供試体を約６５℃の温水に鉛直に立てて３分間経過後、手早く沸騰水中に浸し２時間おいてから取り出して、中間膜及びそれとの界面の状態を見る。
【０１０３】
この耐熱性試験の結果、供試体は３枚とも、縁又は亀裂から１３ｍｍを超える箇所に使用上差し支えある泡又はその他の欠点を生じず合格であった。
【０１０４】
ｂ．落球衝撃剥離特性試験：供試体６枚について落球試験を行い、５枚以上の供試体の中間膜に切断又はガラスの欠落による露出部分が無い場合を合格とする。落球試験は、約６１０×６１０ｍｍ角とし、鉄製の枠に供試体の加撃目標点の接面が水平になるように支持し、直径６３．５ｍｍ（質量約１０４０ｇ）の鋼球を供試体表面から１２０ｃｍの高さに置き、静止状態から力を加えずに供試体面の中心に向かって１回落下させ、構成するガラスが１枚以上破壊した時の破壊の状態を見る。
【０１０５】
この落球衝撃剥離特性試験の結果、供試体は６枚とも、中間膜に切断又はガラスの欠落による露出部分が無く合格であった。
【０１０６】
ｃ．ショットバッグ衝撃特性試験：供試体４枚についてショットバッグ試験を行い、４枚共次のいずれかに適合しなければならない。
（１）ガラスが破損した場合、破損部分に直径７５ｍｍの球が自由に通過する開口を生じないこと。
（２）ガラスが破損しないこと。
ショットバッグ試験の加撃体は、鉛散弾が充填された皮革袋表面に１２ｍｍ幅のガラス繊維補強の粘着テープで重なりを持つように斜めに巻き、表面を完全に覆ったもので、質量は４５±０．１ｋｇである。供試体寸法は、約１９３０×８６４ｍｍであるが、最大寸法がこのサイズ未満であるため、試験用は約１６００×８６４ｍｍとした。また、供試体を試験枠にゴム板を介して取り付けた後、加撃体を加撃体の最大直径の中心静止の状態における位置から１２０ｃｍの高さで保持した後、振子式に自由落下させ状態を確認する。
【０１０７】
このショットバッグ衝撃特性試験の結果、供試体は４枚とも、カバー板ガラス及び放射線遮蔽板ガラスは破損したものの、樹脂層に亀裂は発生せず、高い耐衝撃性能を示した。樹脂層に亀裂が発生しないということは、人体がガラスに衝突した時に指等を挟んでしまうことが無いため非常に安全性が高いものである。
【０１０８】
放射線遮蔽安全ガラスの比較例として、１．１ｍｍＰｂの鉛当量の性能を有する比重５．２４で厚み７ｍｍの放射線遮蔽板ガラス（表２の実施例５）の両面に、ポリカーボネイトフィルムを含まない、厚み３００μｍの樹脂層を介して、ソーダライムガラスから成る厚み４ｍｍのカバー板ガラス（表１の比較例３）を貼着した放射線遮蔽安全ガラスを作成した。そして、ショットバッグ衝撃特性試験を行った。
【０１０９】
その結果、供試体は４枚とも、カバー板ガラス及び放射線遮蔽板ガラスが破損するとともに、樹脂層に３０ｍｍから５０ｍｍの亀裂が生じた。ただし、この破損部分に直径７５ｍｍの球が自由に通過する開口は生じておらず、ショットバッグ衝撃特性試験は合格であった。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明に係る放射線遮蔽安全ガラスは、医療施設以外の宇宙線等の放射線学術研究その他の施設にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１１１】
１０    放射線遮蔽安全ガラス
１    放射線遮蔽板ガラス
２    カバー板ガラス
３    樹脂層
３ａ    ポリカーボネイトフィルム
【図１】
2012057952.tif 000006