(57)【要約】【課題】放射線遮蔽性だけでなく加工性および取扱性にも優れた放射線遮蔽材を提供する。【解決手段】水膨潤度が１０倍以上の高吸水性繊維を用いて不織布などを得て放射線遮蔽材とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水膨潤度が１０倍以上の高吸水性繊維を含んでなることを特徴とする放射線遮蔽材。
【請求項２】
放射線遮蔽材において、前記高吸水性繊維の重量割合が１０〜８０重量％である、請求項１に記載の放射線遮蔽材。
【請求項３】
放射線遮蔽材が不織布構造を有する、請求項１または請求項２に記載の放射線遮蔽材。
【請求項４】
放射線遮蔽材が、シート状またはボード状またはブロック状である、請求項１〜３のいずれかに記載の放射線遮蔽材。
【請求項５】
厚さが１ｍｍ以上である、請求項１〜４のいずれかに記載の放射線遮蔽材。
【請求項６】
放射線遮蔽材に、直径が１ｍｍ以上の貫通孔が複数形成されている、請求項１〜５のいずれかに記載の放射線遮蔽材。
【請求項７】
放射線遮蔽材が多層構造を有する、請求項１〜６のいずれかに記載の放射線遮蔽材。
【請求項８】
前記多層構造のうち少なくとも１層が、前記高吸水性繊維以外の繊維からなる、通気度が５０ｃｍ３／ｃｍ２・ｓｅｃ以上の布帛またはメッシュシートにより構成される、請求項７に記載の放射線遮蔽材。
【請求項９】
前記多層構造のうち少なくとも１層が、面ファスナーにより構成される、請求項７または請求項８に記載の放射線遮蔽材。
【請求項１０】
放射線遮蔽材にさらにジルコニウム化合物が含まれる、請求項１〜９のいずれかに記載の放射線遮蔽材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線遮蔽性だけでなく加工性および取扱性にも優れた放射線遮蔽材に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射性物質からはα線，β線，γ線，中性子線等が放射される。α線やβ線は透過能力が低く、紙やアクリル、アルミ等の容器に入れる程度で放射線を遮蔽することができる。また、γ線の透過能力は高く、鉛等の重金属や厚いコンクリートの遮蔽物質を用いることにより放射線を遮蔽する必要がある。一方、放射線の中には、中性子線という放射線があり、高い透過性を有し、重金属やコンクリートでは効果的に遮蔽できない。中性子線の遮蔽は、原子核に吸収・捕獲されやすいように中性子線の速度を十分に減速して低速度の中性子線にすることが重要で、水素は中性子とほぼ同じ質量であるため中性子を減速させる効果が極めて高く、中性子線遮蔽材には、水や分子内に水素を多量に含む炭化水素化合物がよく使用されている。
【０００３】
上記したように、中性子線を遮蔽する手段としては、水が最も安価であり水素密度も比較的高いため好適であるが、遮蔽のためには、水を入れる容器が必要となるが、大掛りな設置になり設置が煩雑であり、使用しない平時の収納に大きなスペースが必要となる。また、容器の腐食や亀裂によって容器が壊れる懸念もある。
【０００４】
これを改善する方法としては、例えば、特許文献１では、シート若しくはボード状の挟持体を２枚重ね合わせ、これら挟持体の間に繊維若しくは多孔質体等からなる含水体層を挟んで保持し、この含水体層にゴムラテックスと高吸水性樹脂の混合液を含浸させて成る含水シートおよびボードが提案されている。
【０００５】
しかしながらこの方法では、ゴムラテックスと高吸水性樹脂の混合液を含浸・乾燥させる工程が必要であり工程も煩雑であり、さらには、高吸水性樹脂がゴムラテックスで覆われることによって、高吸水性樹脂の含水性能を十分に生かしきれないし、含水前の空隙が少ないことにより含水率不足が生じるおそれがあるという問題があった。
【０００６】
また、特許文献２では、珪藻土のもつ吸水・吸湿性能を生かした放射線遮蔽ボードが提案されている。
しかしながら、この方法では、珪藻土の粉落ちが懸念されるし、大きくて重いボードになるので、未使用時の収納や設置時の繋ぎ合わせなど、加工性や取扱性の点で十分ではないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１６２４９３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３６３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、放射線遮蔽性だけでなく加工性および取扱性にも優れた放射線遮蔽材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、高吸水性繊維を用いて放射線遮蔽材を構成すると放射線遮蔽性だけでなく加工性および取扱性にも優れた放射線遮蔽材が得られることを見出し、さらに鋭意検討を重ねることにより本考案に想到した。
【００１０】
かくして、本発明によれば「水膨潤度が１０倍以上の高吸水性繊維を含んでなることを特徴とする放射線遮蔽材。」が提供される。
その際、放射線遮蔽材において、前記高吸水性繊維の重量割合が１０〜８０重量％であることが好ましい。また、放射線遮蔽材が不織布構造を有することが好ましい。また、放射線遮蔽材が、シート状またはボード状またはブロック状であることが好ましい。かかる放射線遮蔽材の厚さとしては１ｍｍ以上であることが好ましい。また、放射線遮蔽材に、直径が１ｍｍ以上の貫通孔が複数形成されていることが好ましい。また、放射線遮蔽材が多層構造を有することが好ましい。また、前記多層構造のうち少なくとも１層が、前記高吸水性繊維以外の繊維からなる、通気度が５０ｃｍ３／ｃｍ２・ｓｅｃ以上の布帛またはメッシュシートにより構成されることが好ましい。また、前記多層構造のうち少なくとも１層が、面ファスナーにより構成されることが好ましい。また、放射線遮蔽材にさらにジルコニウム化合物が含まれることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、放射線遮蔽性だけでなく加工性および取扱性にも優れた放射線遮蔽材が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の放射線遮蔽材の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の放射線遮蔽材には、水膨潤度が１０倍以上（好ましくは、３０〜３００倍）の高吸水性繊維が含まれる。ここで、水膨潤度とは、以下の方法により測定するものとする。まず、高吸水性繊維の０．４ｇｒを３００ｃｃの生理食塩水に浸漬し、３０分間放置し、その後３２メッシュの金属ふるいの上に注ぎ１０分間水切りをする。そして、メッシュ上に残ったゲル状の繊維の質量（ｇｒ）を測定し、下記式により水膨潤度を算出する。
水膨潤度＝（ゲル状繊維質量［ｇｒ］−０．４［ｇｒ］）／０．４［ｇｒ］
【００１４】
上記特性を備えた高吸水性繊維としては、例えば架橋アクリル酸塩系繊維、アクリル繊維を後加工によりその表面を加水分解させて得られた繊維、ポリエステル等の繊維にアクリル酸やメタクリル酸をグラフト重合した繊維等があげられ、これらは単独で用いても２種以上を併用してもよい。そして、これらのなかでも、特に、架橋アクリル酸塩系繊維が非常に高吸水性であり、好適である。
【００１５】
上記架橋アクリル酸塩系繊維は、アクリル酸系モノマーと、これと架橋結合を形成しうる官能基を有するモノマーとを反応させて得られるポリマーを架橋処理したもので、上記アクリル酸系モノマーとしては、アクリル酸（ＡＡ）、メタクリル酸、マレイン酸、あるいこれらのアルカリ金属塩等があげられる。また、これらを反応させるモノマーとしては、ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、グリセリルモノメタクリレート、グリセリルモノアクリレート等のヒドロシキル系モノマーや、ジメチルアミノエチルアクリレート（ＡＥＡ）、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノプロピルメタクリレーオ等のアミノ系モノマー等があげられる。
【００１６】
これらのモノマーは、単独で用いても複数種類を組み合わせて用いてもよいが、アクリル酸系モノマーと官能基モノマーとは、アクリル酸に対し官能基が当量以下に設定することが好適である。そして、これらを反応させる際には、可塑性を付与するために、他のビニルモノマー、例えば酢酸ビニル（ＶＡ）、アクリロニトリル等を配合することができる。ただし、可塑化のためのモノマーの配合量は全体に対し３０％以下にすることが望ましい。
【００１７】
このような架橋アクリル酸系繊維の好適な市販品としては、帝人ファイバー社製の「ベルオアシス」（登録商標）や、東洋紡績社製の「ランシール」登録商標）等をあげることができる。例えば、上記「ベルオアシス」（登録商標）の場合、自重の８０倍まで水分を吸収することができるという優れた吸水性能を示す。
【００１８】
前記高吸水性繊維の単繊維繊度としては１〜２０ｄｔｅｘの範囲内であることが好ましい。該単繊維繊度が１ｄｔｅｘよりも小さいと高吸水性繊維の製造が困難となるおそれがある。逆に、該単繊維繊度が２０ｄｔｅｘよりも大きいと、十分な吸水性能が得られないおそれがある。
【００１９】
本発明の放射線遮蔽材は前記の高吸水性繊維のみで構成されていてもよいが、前記の高吸水性繊維と他の繊維とで構成されていると、放射線遮蔽材の引張り強度、引裂き強度、寸法安定性などが向上し好ましい。高吸水性繊維のみで構成されていると、吸水した部分がゲル化して吸水率が低下するおそれがある。その際、高吸水性繊維の重量割合は放射線遮蔽材の１０〜８０重量％（より好ましくは２０〜５０重量％）であることが好ましい。
【００２０】
ここで、他の繊維としては、自身が放射線照射によって放射能を持たなければ特に特定されるものではないが、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリアクリルニトリル繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維等の合成繊維、レーヨン繊維などの再生繊維、綿繊維、ウール繊維、絹繊維などの天然繊維、これらを複合したものなどが例示される。さらに詳しく述べると、ポリアクリルニトリル繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維等の撥水性繊維とレーヨン繊維、綿繊維等の親水性繊維を組み合わせると、吸水スピードと保水のバランスが最適になり好ましい。
【００２１】
鞘成分がポリエチレンまたはイソフタル酸やカプロラクトン共重合ポリエステルまたはポリエーテルエステルからなり、一方芯成分がポリプロピレンやポリエチレンテレフタレートからなる芯鞘型複合繊維でもよい。これらの繊維を混ぜることで、不織布を作製する際、熱成型が可能になる。
【００２２】
また、放射線遮蔽材にジルコニウム化合物が含まれていると、中性子線だけでなくγ線も遮蔽することができ好ましい。ジルコニウム化合物は塗膜として表面処理してもよいし、高吸水性繊維以外の他の繊維に練りこんでもよい。また、高吸水性繊維を含む層以外の層に存在していてもよい。
さらには、放射線遮蔽材には粉末状の高吸水性樹脂が含まれていてもよい。例えば、放射線遮蔽材をシート状にし、粉末状の高吸水性樹脂を内包する構造などが好ましい。
【００２３】
本発明の放射線遮蔽材において、その形状は特に限定されないが、加工性および取扱性の点でシート状またはボード状またはブロック状であることが好ましい。タイル状でもよし、土嚢のように袋詰めされたものでもよい。
【００２４】
また、その組織は特に限定されず、織物、編物、不織布いずれでもよい。なかでも、不織布が、組織間空隙が小さく優れた吸水性能が得られ好ましい。かかる不織布としては、エアレイド法、ニードルパンチ法、サーマルボンド法、ケミカルボンド法などによって製造される不織布があげられる。これらの織物、編物、不織布は常法により製造することができる。
【００２５】
また、かかる放射線遮蔽材において、一方の表面から他方の表面に貫通する、直径１ｍｍ以上（好ましくは１〜３００ｍｍ）の貫通孔が複数（好ましくは遮蔽材の表面において１平方メートルあたり１〜５００個）形成されていると、吸水性が向上しさらに優れた放射線遮蔽効果が得られ好ましい。なお、貫通孔の断面形状が円形状以外の場合、前記の直径は外接円の直径を測定するものとする。
【００２６】
本発明の実施態様としては、まず、図１に示すような、高吸収性繊維単独、または必要に応じて高吸収性繊維と他の繊維とを用いて得られた、不織布や織編物のみからなる単層構造を有する態様（第１の態様）が例示される。
【００２７】
第１の態様において、温度２０℃、湿度６０％ＲＨの雰囲気下で一昼夜放置した後の厚さが１ｍｍ以上（より好ましくは１〜２００ｍｍ）であることが好ましい。該厚さが１ｍｍよりも小さいと十分な放射線遮蔽効果が得られないおそれがある。逆に、該厚さが２００ｍｍよりも大きいと、加工性が低下し、また、搬送や収納が困難となり取扱性が損なわれるおそれがある。
【００２８】
また、第１の態様において、温度２０℃、湿度６０％ＲＨの雰囲気下で一昼夜放置した後の目付けとしては５０ｇ／ｍ２以上（より好ましくは５０〜１００ｇ／ｍ２）であることが好ましい。該目付けが５０ｇ／ｍ２よりも小さいと十分な放射線遮蔽効果が得られないおそれがある。逆に、該目付けが１０００ｇ／ｍ２よりも大きいと、加工性が低下し、また、搬送や収納が困難となり取扱性が損なわれるおそれがある。
【００２９】
本特許において、第２の態様は、前記単層構造体（第１の態様）の少なくとも１表面に他の布帛を積層した態様である。前記単層構造体に他の布帛を積層することにより、放射線遮蔽材の引張り強度、引裂き強度、寸法安定性などが向上し好ましい。
【００３０】
かかる他の布帛としては、通気度が５０ｃｍ３／ｃｍ２・ｓｅｃ以上の布帛（好ましくは不織布）やメッシュシートであると、放射線遮蔽シートに水をかけた際に水が高吸水性繊維まで容易に浸透し保水でき、好ましい。その際、メッシュシートとしては、４平方ミリメートル〜９００平方センチメートルの網目（空隙部）を有するものが好ましい。
【００３１】
第２の態様において、他の布帛は前記単層構造体の表裏両表面に積層されていることが好ましい。その際、どちらか一方を面ファスナーとすることは好ましいことである。
他の布帛を単層構造体に積層する方法としては、接着剤を用いる方法やキルテイングなどの縫製による方法などが例示される。
【００３２】
なお、本発明の目的が損われない範囲内であれば、部材を製造する前および／または後の工程で、抗菌剤や防カビ剤などを添加する抗菌加工や、染色加工、親水加工、熱プレスなどを施してもよい。
【００３３】
本発明の放射線遮蔽材には前記の高吸水性繊維が含まれるので、放水や雨により水を保水させることにより、優れた放射線遮蔽性効果を有する。また同時に、加工性および取扱性にも優れる。
【実施例】
【００３４】
次に本発明の実施例及び比較例を詳述するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例中の各測定項目は下記の方法で測定した。
【００３５】
（１）水膨潤度
以下の方法により測定した。まず、高吸水性繊維の０．４ｇｒを３００ｃｃの生理食塩水に浸漬し、３０分間放置し、その後３２メッシュの金属ふるいの上に注ぎ１０分間水切りをした。そして、メッシュ上に残ったゲル状の繊維の質量（ｇｒ）を測定し、下記式により水膨潤度を算出した。
水膨潤度＝（ゲル状繊維質量［ｇｒ］−０．４［ｇｒ］）／０．４［ｇｒ］
【００３６】
（２）保水量
ＪＩＳ  Ｌ１９１３により保水量（％）を測定した。
【００３７】
（３）中性子線遮蔽係数
過剰量の水を含ませた試料を重ね合わせて厚みをかえ、カルフォルニウム２５２線源（日本アイソトープ教会  照射量率標準中性子線源  ＣＦ２３０１４０１１Ｕ  線源番号Ｈ７−７６２  公証値３．７ＭＢｑ）を用い中性子線を照射し、距離２０ｃｍに置いた中性子サーベイメータ（アロカ  ＴＰＳ−４５１ＢＳ  Ｓ．Ｎ．４６Ｒ９２８）にて中性子線量を測定し、サンプルの有無による中性子線量の変化より、その透過度を検出した。それを下式にあてはめ、遮蔽係数ｋを求めた。中性子線遮蔽係数が０．０５ｃｍ−１以上を合格とする。なお水の遮蔽係数は０．１３ｃｍ−１である。
透過度＝ｅｘｐ（−ｋ×厚さ）
【００３８】
（４）吸水速度
２０℃、６０％ＲＨ雰囲気下で一昼夜放置した試料に３００ｍＬを一定速度で滴下して水が表面からなくなる時間を計測し吸水速度とした。
【００３９】
（５）目付け
ＪＩＳ  Ｌ１９１３により目付け（ｇ／ｍ２）を測定した。
【００４０】
（６）厚さ
ＪＩＳ  Ｌ１９１３により厚さ（ｍｍ）を測定した。
【００４１】
（７）通気度
ＪＩＳ  Ｌ１９１３により通気度（ｃｍ３／ｃｍ２・ｓｅｃ）を測定した。
【００４２】
［実施例１］
高吸水性繊維として「ベルオアシス」（登録商標、帝人ファイバー社製、水膨潤度８０倍）３０重量％、レーヨン繊維４０重量％、ポリエステル繊維３０重量％とを用いてニードルパンチ法で、図１に示すようなシート状の不織布（目付け２００ｇ／ｍ２、厚さ２ｍｍ、大きさ５０ｃｍ×５０ｃｍ）を作製し、放射線遮蔽材とした。
該放射線遮蔽材において、保水量９５％、吸水速度は１０秒、中性子線遮蔽係数０．１２ｃｍ−１と優れていた。また、該放射線遮蔽材は未使用時の収納や設置時の繋ぎ合わせが容易であり、加工性および取扱性にも優れていた。
【００４３】
［比較例１］
実施例１において、高吸水性繊維にかえてポリエチレンテレフタレート繊維（水膨潤度が１０倍未満）を用いること以外は同様にしたところ、吸水速度は３０秒、含水率５％、中性子線遮蔽係数０．０１ｃｍ−１以下であった。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明によれば、放射線遮蔽性だけでなく加工性および取扱性にも優れた放射線遮蔽材が得られ、その工業的価値は極めて大である。
【符号の説明】
【００４５】
１：不織布
【図１】
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