(57)【要約】【課題】衝撃に強く、破片が飛散しにくく、視認性に優れ、軽量な放射線遮蔽安全ガラスの提供を課題とする。【解決手段】本発明の放射線遮蔽安全ガラス１０は、図１に示すように、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１の一方の面に樹脂層１２が積層されてなり、この樹脂層１２を介してカバーガラス１３が貼着されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラスの表面に、樹脂層を介してカバーガラスを貼着した放射線遮蔽安全ガラス。
【請求項２】
前記樹脂層が、ポリビニルブチラール樹脂層であり、
前記Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラスの熱膨張係数（３０〜３８０℃）が７０〜８５×１０−７  Ｋ−１であり、
前記カバーガラスの熱膨張係数（３０〜３８０℃）が８０〜１００×１０−７  Ｋ−１であり、
Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラスの熱膨張係数（３０〜３８０℃）＜カバーガラスの熱膨張係数（３０〜３８０℃）であ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】
｛カバーガラスの熱膨張係数（３０〜３８０℃）｝−｛Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラスの熱膨張係数（３０〜３８０℃）｝は、３×１０−７  Ｋ−１以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線遮蔽安全ガラス。
【請求項４】
前記樹脂層は、厚さが０．３〜１ｍｍであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の放射線遮蔽安全ガラス。
【請求項５】
前記樹脂層は、８０℃以上で軟化することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の放射線遮蔽安全ガラス。
【請求項６】
前記カバーガラスは、アルカリ金属を含有するガラスからなることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の放射線遮蔽安全ガラス。
【請求項７】
前記カバーガラスが、酸化物換算の質量百分率で、ＳｉＯ２  ５０〜６５％、Ａｌ２Ｏ３  ３〜１４％、ＺｒＯ2  １〜９％、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％、ＴｉＯ２  ０〜５％、Ｓｂ２Ｏ３  ０〜１％、Ａｓ２Ｏ３  ０〜１％の組成を有するガラスからなることを特徴とする請求項６に記載の放射線遮蔽安全ガラス。
【請求項８】
前記カバーガラスは、１００ｋＶのＸ線に対する鉛当量が０．０３ｍｍＰｂ／ｍｍ以上であることを特徴とする請求項７に記載の放射線遮蔽安全ガラス。
【請求項９】
前記Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラスが、酸化物換算の質量百分率で、ＳｉＯ２  １０〜５５％、ＰｂＯ  ３５〜８０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜１０％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜１０％、ＳｒＯ  ０〜１０％、ＢａＯ  ０〜１０％、Ｎａ２Ｏ  ０〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜１０％の組成を有するガラスよりなることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の放射線遮蔽安全ガラス。
【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では、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。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。さらに、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な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なる放射線遮蔽物品が開示されている。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なる放射線遮蔽物品が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１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では、ガラスの破損時に破損部分が飛散するおそれがあり、破損部分が飛散しない放射線遮蔽防護衝立が求められている。
【０００８】
また、特許文献２に記載の積層ガラスでは、放射線遮蔽能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、重くなる傾向にある。
【０００９】
さらに、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場合には、完全に放射線を遮蔽することが困難となる。
【００１０】
特許文献４では、ソーダライムガラスより化学的耐久性が優れるカバーガラスと放射線遮蔽ガラスとを樹脂フィルムによって貼り合わされてなる放射線遮蔽物品が開示されているが、放射線遮蔽板ガラスとカバーガラスの組み合わせによっては、カバーガラスを貼着させることによる耐衝撃性の向上効果を十分に発揮することができなかった。そのため、外部から強い衝撃が加わることで、放射線遮蔽物品が損傷してしまうおそれがあった。
【００１１】
本発明は、強い衝撃に対しても割れ難く、仮に震災等によって破損した場合でも、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、更に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の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記技術的課題を解決するためになされた本発明に係る放射線遮蔽安全ガラスは、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラスの表面に、樹脂層を介してカバーガラスを貼着した放射線遮蔽安全ガラスである。
【００１３】
また、本発明に係る放射線遮蔽安全ガラスは、前記樹脂層が、ポリビニルブチラール樹脂層であり、前記Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラスの熱膨張係数（３０〜３８０℃）が７０〜８５×１０−７  Ｋ−１であり、前記カバーガラスの熱膨張係数（３０〜３８０℃）が８０〜１００×１０−７  Ｋ−１であり、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラスの熱膨張係数（３０〜３８０℃）＜カバーガラスの熱膨張係数（３０〜３８０℃）であることが好ましく、衝立等に使用される場合には、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラスの両面に、カバーガラスを貼着してなるものであることが好ましい。
【００１４】
本発明は、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス及びカバーガラスの熱膨張係数を、上記の範囲とするとともに、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラスとカバーガラスを貼着するための樹脂層を、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線等の光硬化樹脂などの樹脂としている。これらの樹脂の中でも、樹脂層としてポリビニルブチラール樹脂層を用い、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス及びカバーガラスの熱膨張係数を、上記の範囲とすることにより、ポリビニルブチラール樹脂層とＰｂ含有放射線遮蔽ガラスの界面において、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス側では、圧縮応力がはたらき、ポリビニルブチラール樹脂層側に引張応力がはたらく一方で、ポリビニルブチラール樹脂層とカバーガラスの界面において、カバーガラス側には引張応力がはたらき、界面の反対側、すなわちカバーガラスの表面に圧縮応力がはたらく。通常、樹脂に熱を加えることにより樹脂を軟化させた後に、冷却過程において樹脂を収縮させることでガラスどうしを接着させる場合においては、樹脂の熱膨張係数は、ガラスの熱膨張係数と比較して大きいために、樹脂層とガラスの界面における、樹脂層側には引張応力が、カバーガラス側には圧縮応力がはたらくものと考えられていた。本発明においては、原因については明確でないが、ポリビニルブチラール樹脂層の熱収縮性とＰｂ含有放射線遮蔽ガラスの熱膨張係数（３０〜３８０℃）が上記の範囲である場合、ポリビニルブチラール樹脂層の熱収縮に比べて、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラスの熱収縮が極端に小さくなるとともに、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラスの方が硬度が高くなるため、ポリビニルブチラール樹脂層の収縮が見かけ上Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラスに固定された状態となる。そしてカバーガラスの熱膨張係数も上記の範囲に制限されることで、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラスによりポリビニルブチラール樹脂層とカバーガラスの界面での熱収縮が制限されてカバーガラス側のみに引張応力が発生し、その代わりに界面の反対側、すなわちカバーガラスの表面で圧縮応力が発生すると考えられる。このように、放射線遮蔽安全ガラスの表面で圧縮応力が発生し、放射線遮蔽安全ガラスの耐衝撃性が高まる。そして、外部から衝撃が加わったとしても傷が入りにくく、且つ割れ難い放射線遮蔽安全ガラスとなる。この効果は、ポリビニルブチラール樹脂層の接着力が大きいことにより得られると考える。
【００１５】
また、本発明の放射線遮蔽安全ガラスは、｛カバーガラスの熱膨張係数（３０〜３８０℃）｝−｛Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラスの熱膨張係数（３０〜３８０℃）｝が、３×１０−７  Ｋ−１以上であることが好ましい。このように、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラスとカバーガラスの熱膨張係数の差を所定の範囲とすることにより、更に割れ難いガラスを得ることができる。
【００１６】
また、本発明の放射線遮蔽安全ガラスは、ポリビニルブチラール樹脂層の厚さが０．３〜１ｍｍであることが好ましい。ポリビニルブチラール樹脂層の厚さが１ｍｍよりも厚くなると、樹脂の粘弾性によりＰｂ含有放射線遮蔽ガラスとカバーガラスとの熱収縮量の違いが無効となり、カバーガラスの表面に圧縮応力がはたらきにくくなる。また、樹脂が厚すぎることで、放射線遮蔽安全ガラスの総厚が大きくなりすぎるおそれもある。一方、ポリビニルブチラール樹脂層の厚さが０．３ｍｍよりも薄くなると、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラスとカバーガラスが剥離するおそれがある。
【００１７】
また、本発明の放射線遮蔽安全ガラスは、ポリビニルブチラール樹脂層が、８０℃以上で軟化することが好ましい。ポリビニルブチラール樹脂層の軟化温度を８０℃以上とすることにより、積層体の貼着に使用されるオートクレーブ等の装置により、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラスとカバーガラスを貼着させることができる。また、ポリビニルブチラール樹脂層の収縮量の絶対値を十分に確保できるため、本発明の効果を十分に奏することができる。
【００１８】
また、本発明の放射線遮蔽安全ガラスは、カバーガラスが、アルカリ金属を含有するガラスからなることが好ましい。例えば、カバーガラスとして無アルカリガラスを使用した場合、熱膨張係数（３０〜３８０℃）が小さくなり、またガラスの硬度が大きくなる。このようなカバーガラスにポリビニルブチラール樹脂層を貼着させて熱収縮させた場合、ポリビニルブチラール樹脂層とカバーガラスの界面においても熱収縮しにくくなり、カバーガラスの表面には圧縮応力がはたらきにくくなる。
【００１９】
また、本発明の放射線遮蔽安全ガラスは、カバーガラスが、酸化物換算の質量百分率で、酸化物換算の質量百分率で、ＳｉＯ２  ５０〜６５％、Ａｌ２Ｏ３  ３〜１４％、ＺｒＯ2  １〜９％、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％、ＴｉＯ２  ０〜５％、Ｓｂ２Ｏ３  ０〜１％、Ａｓ２Ｏ３  ０〜１％の組成を有するガラスからなることが好ましい。
【００２０】
また、本発明の放射線遮蔽安全ガラスにおいて、前記カバーガラスは、１００ｋＶのＸ線に対する鉛当量が０．０３ｍｍＰｂ／ｍｍ以上であることが好ましい。一般に、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラスは、放射線が長期間照射されることにより、黄色く変色し、視認性が低下する。変色の度合いは、累積の放射線照射量に比例する。このように、放射線遮蔽能力を有しているカバーガラスは、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラスに照射される放射線の絶対量を減少させ、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラスの変色を抑制する。
【００２１】
また、本発明の放射線遮蔽安全ガラスは、前記Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラスが、酸化物換算の質量百分率で、ＳｉＯ２  １０〜５５％、ＰｂＯ  ３５〜８０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜１０％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜１０％、ＳｒＯ  ０〜１０％、ＢａＯ  ０〜１０％、Ｎａ２Ｏ  ０〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜１０％の組成を有するガラスよりなることが好ましい。このようなガラスは、放射線遮蔽能力に非常に優れている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明により、表面に傷が入りにくく、強い衝撃に対しても割れ難く、仮に震災等によって破損した場合でも、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が優れ、更に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得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の放射線遮蔽安全ガラスの断面図である。
【図２】本発明の放射線遮蔽安全ガラスの他実施形態における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の放射線遮蔽安全ガラスについて、図１を用いながら説明する。
【００２５】
本発明の放射線遮蔽安全ガラス１０は、図１に示すように、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１の一方の面にポリビニルブチラール樹脂層１２が積層されてなり、このポリビニルブチラール樹脂層１２を介してカバーガラス１３が貼着されている。
【００２６】
Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１は、建築物の窓として用いられるアルカリ金属含有ガラス（ソーダライムガラス）と比較して、Ｘ線等の放射線が透過し難い。このように、放射線の透過を抑制する理由は、ガラスに含まれているＰｂによるものである。Ｐｂなどの重金属は、放射線の透過を抑制する性質を有しており、放射線遮蔽ガラス板として広く使用されている。しかし、Ｐｂは、ガラス中でネットワークを形成することができないため、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１単体では、ソーダライムガラスと比較して衝撃に脆い。
【００２７】
カバーガラス１３は、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１の一方の面に、ポリビニルブチラール樹脂層１２を介して貼着されてなる。カバーガラス１３は、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１の表面を保護することを目的として貼着されてなるため、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１に対して直接衝撃が加わり難くなり、放射線遮蔽安全ガラス１０としての耐衝撃性が向上することとなる。なお、図１のように、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１の一方の面にのみカバーガラス１３を貼着させたとしても、耐衝撃性が向上するが、図２に示すように、放射線遮蔽安全ガラス２０の両面に対してカバーガラス１３を貼着した場合、両面からの衝撃に対しても強くなるため、より好ましい。
【００２８】
ポリビニルブチラール樹脂層１２は、熱可塑性樹脂である。ポリビニルブチラール樹脂層１２は、熱可塑性樹脂の中でもガラスとの接着性に優れているとともに、放射線による劣化が起こり難い。
【００２９】
本発明において、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１の熱膨張係数（３０〜３８０℃）は７０〜８５×１０−７  Ｋ−１であり、カバーガラス１３の熱膨張係数（３０〜３８０℃）は８０〜１００×１０−７  Ｋ−１である。一般に熱膨張係数の異なる物質が接触することにより、接触界面には引張応力及び圧縮応力がはたらく。熱膨張係数の大きな物質には引張応力が、熱膨張係数の小さな物質には圧縮応力がはたらく。本発明のように、貼着させる樹脂層として、ポリビニルブチラール樹脂層１２を用いることにより、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１とカバーガラス１３の接着が強固となる。このように接着が強固であり、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１の熱膨張係数（３０〜３８０℃）＜カバーガラス１３の熱膨張係数（３０〜３８０℃）である場合、ポリビニルブチラール樹脂層１２とＰｂ含有放射線遮蔽ガラス１１の界面において、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１側には圧縮応力がはたらき、またポリビニルブチラール樹脂層１２側に引張応力がはたらく。Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１の熱収縮が小さいこと及びポリブチラール樹脂よりも硬度が高いことから、ポリビニルブチラール樹脂層１２の熱収縮も制限される。すなわち、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１がポリビニルブチラール樹脂層１２を見かけ上固定するような状態となる。ポリビニルブチラール樹脂層１２とカバーガラス１３の界面においては、カバーガラス１３側に圧縮応力が発生し、ポリブチラール樹脂層１２側に引張応力が発生する筈である。しかし、カバーガラス１３の熱膨張係数も上記の範囲に制限されることにより、ポリビニルブチラール樹脂層１２とカバーガラス１３の界面での熱収縮が制限され、ポリビニルブチラール樹脂層１２とカバーガラス１３の界面においては、ガラス側に引張応力が発生する。原因は明確ではないが、熱収縮が制限されることで、ポリビニルブチラール樹脂層１２とカバーガラス１３の界面において、ポリビニルブチラール樹脂層１２側に本来発生する引張応力が発生しない。その代わりに、ポリビニルブチラール樹脂層１２とＰｂ含有放射線遮蔽ガラス１１の界面において、ポリビニルブチラール樹脂層１２側に発生した引張応力の反対の力である、圧縮応力が、カバーガラス１３の表面にはたらく。
【００３０】
カバーガラス１３の熱膨張係数（３０〜３８０℃）がＰｂ含有放射線遮蔽ガラス１１の熱膨張係数よりも小さいとカバーガラス１３の表面に圧縮応力がはたらかず、耐衝撃性の向上に結びつかなくなる。
【００３１】
また、｛カバーガラスの熱膨張係数（３０〜３８０℃）｝−｛Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラスの熱膨張係数（３０〜３８０℃）｝は、３×１０−７  Ｋ−１以上であれば、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１がポリビニルブチラール樹脂層１２を固定する力及びカバーガラス１３の表面にはたらく圧縮応力のバランスがとれるため、カバーガラス１３の表面にはたらく圧縮応力を十分な大きさとすることができる。
【００３２】
次に、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１、ポリビニルブチラール樹脂層１２、及びカバーガラス１３について詳細に説明する。
【００３３】
［Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス］
Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１は、熱膨張係数（３０〜３８０℃）が、７０〜８５×１０−７  Ｋ−１であり、かつ放射線遮蔽のためにＰｂを含有するガラスである。Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１としては、酸化物換算の質量百分率で、ＳｉＯ２  １０〜５５％、ＰｂＯ  ３５〜８０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜１０％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜１０％、ＳｒＯ  ０〜１０％、ＢａＯ  ０〜１０％、Ｎａ２Ｏ  ０〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜１０％の組成を有することが好ましい。
【００３４】
Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１の各成分の組成を上記のように限定した理由を以下に述べる。
【００３５】
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１０〜５５％、好ましくは１５〜４５％、より好ましくは２０〜３０％である。ＳｉＯ２の含有量が５５％ 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。
【００３６】
ＰｂＯは、Ｘ線等の放射線を遮蔽させるための成分である。その含有量は３５〜８０％、好ましくは４５〜７０％、さらに好ましくは５０〜６５％、最も好ましくは５５〜６５％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、ガラス化範囲が狭くなる。また、化学的耐久性が低下する。一方、ＰｂＯの含有量が３５％より少なくなると、放射線遮蔽能力が低下してしまう。
【００３７】
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。
【００３８】
Ａｌ２Ｏ３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。
【００３９】
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、失透しやすくなる。
【００４０】
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、ガラスの耐水性が低下する。
【００４１】
また、清澄剤として、Ｓｂ２Ｏ３やＣｌ２を含有していても良い。Ｓｂ２Ｏ３の含有量は、１００ｐｐｍ〜２％であることが好ましく、より好ましくは、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。
【００４２】
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。
【００４３】
本実施形態において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。
【００４４】
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。
【００４５】
本実施形態のＰｂ含有放射線遮蔽ガラス１１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ことが好ましい。
【００４６】
Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１は、その厚さが３〜１５ｍｍであることが好ましい。厚さが大きくなることにより放射線遮蔽能力が向上するものの、厚さが１５ｍｍより大きいと、重くなりすぎ、放射線遮蔽安全ガラス１０、２０の設置場所等に制限が出る。一方で、厚さが３ｍｍより小さいと、放射線遮蔽能力が低下する上に、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１の衝撃強度が低下する。好ましい厚さは、５〜１２ｍｍである。
【００４７】
なお、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１の形状は、縦１００〜３０００ｍｍ、横１００〜３０００ｍｍの矩形板状であると、設置や取り扱いが容易であり好ましい。
【００４８】
［カバーガラス］
カバーガラス１３は、熱膨張係数（３０〜３８０℃）が、８０〜１００×１０−７  Ｋ−１であるガラスからなる。カバーガラス１３は、任意のガラスを適用することができるが、アルカリ金属を含有することが好ましい。一般に、アルカリ金属を含有しない無アルカリガラスは熱膨張係数（３０〜３８０℃）が低く、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１の熱膨張係数（３０〜３８０℃）よりも高くすることが難しくなる。また、原因は明確でないが、無アルカリガラスのように熱膨張係数が低く、硬度の高いガラスでは、本発明のような効果が得られ難くなる。
【００４９】
アルカリ金属を含有するカバーガラス１３としては、一般的な自動車用や建築用の窓ガラスを使用することが可能である。
【００５０】
アルカリ金属を含有するカバーガラス１３としては、酸化物換算の質量百分率で、ＳｉＯ２  ５０〜６５％、Ａｌ２Ｏ３  ３〜１４％、ＺｒＯ2  １〜９％、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％、ＴｉＯ２  ０〜５％、Ｓｂ２Ｏ３  ０〜１％、Ａｓ２Ｏ３  ０〜１％の組成を有することが好ましい。
【００５１】
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５０〜６５％、好ましくは５２〜６２％である。ＳｉＯ２の含有量が６５％ 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、放射線遮蔽能力が低下する。一方、ＳｉＯ２の含有量が５０％より少なくなると、化学的耐久性が低くなり、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なり、カバーガラスの用途として適用し難くなる。
【００５２】
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスのネットワークを形成する成分である。また、ガラスの表面硬度を向上させる成分である。その含有量は３〜１４％、好ましくは４〜１３％、より好ましくは５〜１０％である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が１４％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、放射線遮蔽能力が落ちる。一方、Ａｌ２Ｏ３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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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、溶融性が困難になり、１５％よりも多いと、化学的耐久性が低下する。
【００５７】
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。
【００５８】
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％まで添加しても構わない。
【００５９】
また、カバーガラス１３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、研磨量が少なくて済み、研磨によるキズが入ることがない。
【００６０】
また、カバーガラス１３は、１００ｋＶのＸ 線に対する鉛当量が０．０３ｍｍＰｂ／ｍｍ以上であることが好ましい。なお、鉛当量とは、Ｘ線の減衰能力が等しい鉛板の肉厚を示し、この値が大きいほど放射線遮蔽能力が優れていることを表す。Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１は、放射線遮蔽能力に優れているものの、放射線の照射により黄色く変色する。Ｐｂを含有しないガラスは、放射線遮蔽能力は低いものの、変色のおそれがない。このように、所定の放射線遮蔽能を有するガラスを、カバーガラス１３として使用することで、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１に到達する放射線の線量を減衰させ、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１の変色を抑制できる。
【００６１】
また、カバーガラス１３は、その厚さが０．５〜６ｍｍであることが好ましい。厚さが大きくなることにより放射線遮蔽能力が向上するものの、厚さが６ｍｍより大きいと、重くなるとともに、フロート法以外の方法によりカバーガラス１３を製造する必要があり、コストが高い。なお、厚さが０．５ｍｍより小さいと、耐衝撃性の向上というカバーガラスとしての機能を奏しなくなる。
【００６２】
なお、カバーガラス１３の形状は、縦１００〜３０００ｍｍ、横１００〜３０００ｍｍの矩形板状であると、設置や取り扱いが容易であり好ましい。
【００６３】
また、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１とカバーガラス１３との厚さの関係も、圧縮応力に関係する。Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１とカバーガラス１３との厚さの比は、１：０．１〜１：１であることが好ましい。
【００６４】
［ポリビニルブチラール樹脂層］
ポリビニルブチラール樹脂層１２は、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１とカバーガラス１３を貼着させるために用いられ、加熱により軟化する熱可塑性樹脂である。ポリビニルブチラール樹脂層１２は、ポリビニルブチラール樹脂からなり、他の熱可塑性樹脂と比べて接着性が良好となる。そのため、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１により固定化されやすく、本発明のような、特有の効果を奏する。
【００６５】
また、ポリビニルブチラール樹脂層１２の厚みが０．３〜１ｍｍであることが好ましい。樹脂層１２の厚みが０．３ｍｍ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１ｍｍを超えると、樹脂の粘弾性によってガラスの熱収縮の差による応力発生の効果が得られず、耐衝撃性の向上ができない。加えて、放射線遮蔽安全ガラス１０、２０の厚さが厚くなる。ポリビニルブチラール樹脂層１２の厚みが、０．３〜０．８ｍｍ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。
【００６６】
また、ポリビニルブチラール樹脂層１２を構成する樹脂が、８０℃以上で軟化することが好ましい。８０℃以下で軟化する樹脂を用いた場合、低温で樹脂を軟化させ、ガラスどうしを接着させることができるが、接着力が弱く、カバーガラス１３が剥離するおそれがある。また、低温で軟化させると、収縮量の絶対値が小さくなり、本発明の効果を十分に発揮できない。より好ましい樹脂の軟化温度は、１００〜１５０℃である。樹脂の軟化温度を１５０℃以下とすることで、例えばオートクレーブにより加熱する場合において、過度に温度を上げなくても接着可能となるため、電力コストの削減となり、好ましい。
【００６７】
なお、ポリビニルブチラール樹脂の熱膨張係数（３０〜３８０℃）は、５００〜２０００×１０−７  Ｋ−１であることが好ましい。Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス及びカバーガラスとの熱膨張係数（３０〜３８０℃）の差を十分持たせることにより、本発明特有の効果を奏することができる。
【００６８】
本発明の放射線遮蔽安全ガラスを製造するには、次の方法が好ましい。前記Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラスおよびカバーガラスの中間に８０℃以上で軟化するポリビニルブチラールを配置し、減圧吸引により合わせる予備圧着工程と、前記予備圧着工程により得られたＰｂ含有放射線遮蔽ガラスとカバーガラスの積層体に、オートクレーブによって加圧しながら１００〜１８０℃の熱を６０〜２４０分加えて前記ポリビニルブチラールを軟化させる圧着工程と、前記ポリビニルブチラールの軟化温度よりも温度を下げる冷却工程とを含み、前記Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラスの熱膨張係数（３０〜３８０℃）が７０〜８５×１０−７  Ｋ−１であり、前記カバーガラスの熱膨張係数（３０〜３８０℃）が８０〜１００×１０−７  Ｋ−１であり、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラスの熱膨張係数（３０〜３８０℃）＜カバーガラスの熱膨張係数（３０〜３８０℃）である。
【００６９】
また、本発明の放射線遮蔽安全ガラスを製造する場合、前記圧着工程でのポリビニルブチラールの最大体積ＶＡと、冷却工程後におけるポリビニルブチラールの体積ＶＢとの比（ＶＡ／ＶＢ）が３０〜５０であり、｛カバーガラスの熱膨張係数（３０〜３８０℃）｝−｛Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラスの熱膨張係数（３０〜３８０℃）｝は、３〜３０×１０−７  Ｋ−１であることが好ましい。
【００７０】
具体的には、熱膨張係数（３０〜３８０℃）が７０〜８５×１０−７  Ｋ−１であるＰｂ含有放射線遮蔽ガラス１１と、熱膨張係数（３０〜３８０℃）が８０〜１００×１０−７  Ｋ−１のカバーガラス１３を準備する。次に、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１とカバーガラス１３中間に、８０℃以上で軟化するポリビニルブチラールを配置し、減圧吸引により合わせる（予備圧着工程）。ポリビニルブチラールは、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１とカバーガラス１３の面全体に亘り、均一となるように配置することが好ましい。次に、予備圧着したＰｂ含有放射線遮蔽ガラス１１とカバーガラス１３を、オートクレーブによる加圧しながら１００〜１８０℃の熱を６０〜２４０分加えて前記ポリビニルブチラールを軟化させる（圧着工程）。加熱温度は、ポリビニルブチラールの軟化温度+２０℃以上であることで、ポリビニルブチラール全体が軟化し、軟化不良となる部位が存在しなくなるため好ましい。ここで、加熱時間は、１００〜１８０℃となる時間を表しており、例えば１００℃未満である間は、加熱時間に該当しない。加熱後、Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス１１とカバーガラス１３とを積層させた積層体の温度を、ポリビニルブチラールの軟化温度よりも下げる（冷却工程）。このことにより、ポリビニルブチラールが硬化し、ポリビニルブチラール層１２が形成され、ポリビニルブチラール層１２により十分に強固な接着となる。なお、温度を下げる方法としては、オートクレーブ内で自然に冷却させる方法や、冷風を吹きかけることにより、強制的に冷却させる方法のいずれの方法でも良い。
【００７１】
なお、本発明において、この加熱により最も熱可塑性樹脂が膨張した時における体積（最大体積ＶＡ）と、熱可塑樹脂の軟化温度よりも下げた後、具体的には２９３Ｋにおける体積（ＶＢ）比（ＶＡ／ＶＢ）が３０〜５０であることで、ポリビニルブチラールの収縮量が十分となり、本発明の効果を十分に奏することができる。
【実施例】
【００７２】
以下、本発明に係る放射線遮蔽安全ガラスの実施例を説明する。
【００７３】
本実施例の放射線遮蔽安全ガラスは、Ｐｂを含有し、熱膨張係数（３０〜３８０℃）が８０×１０−７  Ｋ−１、厚みが７ｍｍである放射線遮蔽ガラス  ＬＸ−５７Ｂ（日本電気硝子株式会社製）の両面に、厚みが３８０μｍのポリビニルブチラール層  エスレックシリーズ（積水化学工業株式会社製）を介して、熱膨張係数（３０〜３８０℃）が８３×１０−７  Ｋ−１、厚みが２ｍｍのカバー板ガラスを貼着したものである。この放射線遮蔽安全ガラスは、約１１ｍｍの厚みとなる。
【００７４】
この放射線遮蔽安全ガラスの応力を確認する目的で、歪測定装置（株式会社ルケオ）を用いてカバー板ガラスの表面の圧縮応力発生状況を観察した。試験に使用した放射線遮蔽安全ガラスのサイズは、幅４０ｍｍ×高さ５ｍｍである。
【００７５】
観察した結果、カバー板ガラスの両表面に圧縮応力が発生していることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の放射線遮蔽安全ガラスは、医療施設のみならず、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】
【００７７】
１０、２０  放射線遮蔽安全ガラス
１１        Ｐｂ含有放射線遮蔽ガラス
１２        ポリビニルブチラール樹脂層
１３        カバーガラス
【図１】
2013242303.tif 000003
【図２】
2013242303.tif 000004