(57)【要約】【課題】本発明の目的は、本発明の課題は、エックス線を遮蔽できる遮蔽材を提供することである。【解決手段】セリサイトを、酸化チタンと、酸化亜鉛とをセリサイトで被覆した粉状物と、エックス線及び電子線遮蔽材を常温で撹拌し、該撹拌されたものに、微粒酸化鉄を入れ、更にイオン性界面活性剤を入れることによりペーストを製造する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セリサイトを、酸化チタンと、酸化亜鉛とで被覆した粉状物と、
エックス線及び電子線遮蔽材を常温で撹拌し、該撹拌されたものに、
微粒酸化鉄を入れ、更に非イオン性界面活性剤を入れることによりペーストを製造することを特徴とするペースト製造方法。
【請求項２】
前記エックス線及び電子線遮蔽材は、全体の比率のうち２０％〜３０％であることを特徴とする請求項１記載のペースト製造方法。
【請求項３】
前記エックス線及び電子線遮蔽材は、紫外線遮蔽能も有することを特徴とする請求項１または２記載のペースト製造方法。
【請求項４】
前記エックス線及び電子線遮蔽材は、少なくともケイ素、ストロンチウム、マグネシウム、ユーロピウム及びジスプロシウムを必須元素として有することを特徴とする請求項１記載のペースト製造方法。
【請求項５】
前記エックス線及び電子線遮蔽材は、ケイ素５〜３０質量％、ストロンチウム３０〜６０質量％、マグネシウム１〜２０質量％、ユーロピウム０．１〜５質量％、及びジスプロシウム０．１〜５質量％を含有することを特徴とする請求項１記載のペースト製造方法。
【請求項６】
前記エックス線及び電子線遮蔽材は、少なくともケイ素酸化物、炭酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、酸化ユーロピウム及び酸化ジスプロシウムを焼成して得られることを特徴とする請求項１記載のペースト製造方法。
【請求項７】
セリサイトを、酸化チタンと、酸化亜鉛とで被覆した粉状物と、
ガンマ線遮蔽材を常温で撹拌し、該撹拌されたものに、
微粒酸化鉄を入れ、更に非イオン性界面活性剤を入れることによりペーストを製造することを特徴とするペースト製造方法。
【請求項８】
前記ガンマ線遮蔽材は、全体の比率のうち２０％〜３０％であることを特徴とする請求項７記載のペースト製造方法。
【請求項９】
前記ガンマ線遮蔽材は、紫外線遮蔽能も有することを特徴とする請求項７または８記載のペースト製造方法。
【請求項１０】
前記ガンマ線遮蔽材は、ビスマス及びチタンの少なくとも１種、ケイ素、並びにストロンチウムを必須元素として有することを特徴とする請求項７記載のペースト製造方法。
【請求項１１】
前記ガンマ線遮蔽材は、ビスマス２０〜５０質量％、ケイ素３〜２５質量％及びストロンチウム２０〜５０質量％を含有することを特徴とする請求項７記載のペースト製造方法
【請求項１２】
前記ガンマ線遮蔽材は、チタン２０〜５０質量％、ケイ素３〜２５質量％及びストロンチウム２０〜５０質量％を含有することを特徴とする請求項７記載のペースト製造方法。
【請求項１３】
前記ガンマ線遮蔽材は、酸化ビスマス、チタン及び酸化チタンの少なくとも１種、ケイ素酸化物、並びに炭酸ストロンチウムを焼成して得られることを特徴とする請求項７記載のペースト製造方法。
【請求項１４】
酸化チタンと、酸化亜鉛と、エックス線及び電子線遮蔽材と、イオン性界面活性剤とを含むことを特徴とするペースト。
【請求項１５】
酸化チタンと、酸化亜鉛と、ガンマ線遮蔽材と、イオン性界面活性剤とを含むことを特徴とするペースト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペースト製造方法およびペーストに関するものであって、特に、エックス線等を遮蔽するペースト製造方法およびペーストに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
放射線は、アルファ線、ベータ線、ガンマ線、エックス線、中性子線、電子線等の総称を指す。その中でも、アルファ線、ベータ線はアルミニウム等の薄膜でも容易に遮蔽できる。一方、ガンマ線、エックス線、中性子線は物質を透過する性質が高いため、これらを遮蔽する物質が研究開発されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このうち、エックス線やガンマ線を遮蔽する能力が特に高い物質として、市販品の中では、鉛が知られている。しかし、鉛は、人体に有害であり、自然環境への悪影響も懸念されているため、無鉛の放射線遮蔽材が求められている。
【０００４】
特に、近年の原子力発電所の事故により、新たな放射線遮蔽材を含有したペーストの開発が急務となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１２８４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、エックス線等を遮蔽できる新しい種類の無鉛の放射線遮蔽材を含有するペーストの提供が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るペースト製造方法は、セリサイトを、酸化チタンと、酸化亜鉛とで被覆した粉状物と、エックス線及び電子線遮蔽材を常温で撹拌し、該撹拌されたものに、微粒酸化鉄を入れ、更に非イオン性界面活性剤を入れることによりペーストを製造する。
【０００８】
本発明に係るペースト製造方法は、エックス線及び電子線遮蔽材は、全体の比率のうち２０％〜３０％であってもよい。
【０００９】
本発明に係るペースト製造方法は、エックス線及び電子線遮蔽材は、紫外線遮蔽能も有するものであってもよい。
【００１０】
本発明に係るペースト製造方法は、エックス線及び電子線遮蔽材は、少なくともケイ素、ストロンチウム、マグネシウム、ユーロピウム及びジスプロシウムを必須元素として有するものであってもよい。
【００１１】
本発明に係るペースト製造方法は、エックス線及び電子線遮蔽材は、ケイ素５〜３０質量％、ストロンチウム３０〜６０質量％、マグネシウム１〜２０質量％、ユーロピウム０．１〜５質量％、及びジスプロシウム０．１〜５質量％を含有するものであってもよい。
【００１２】
本発明に係るペースト製造方法は、エックス線及び電子線遮蔽材は、少なくともケイ素酸化物、炭酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、酸化ユーロピウム及び酸化ジスプロシウムを焼成して得られるものであってもよい。
【００１３】
本発明に係るペースト製造方法は、セリサイトを、酸化チタンと、酸化亜鉛とで被覆した粉状物と、ガンマ線遮蔽材を常温で撹拌し、該撹拌されたものに、微粒酸化鉄を入れ、更に非イオン性界面活性剤を入れることによりペーストを製造するものであってもよい。
【００１４】
本発明に係るペースト製造方法は、ガンマ線遮蔽材は、全体の比率のうち２０％〜３０％であってもよい。
【００１５】
本発明に係るペースト製造方法は、ガンマ線遮蔽材は、紫外線遮蔽能も有するものであってもよい。
【００１６】
本発明に係るペースト製造方法は、ガンマ線遮蔽材は、ビスマス及びチタンの少なくとも１種、ケイ素、並びにストロンチウムを必須元素として有するものであってもよい。
【００１７】
本発明に係るペースト製造方法は、ガンマ線遮蔽材は、ビスマス２０〜５０質量％、ケイ素３〜２５質量％及びストロンチウム２０〜５０質量％を含有するものであってもよい。
【００１８】
本発明に係るペースト製造方法は、ガンマ線遮蔽材は、チタン２０〜５０質量％、ケイ素３〜２５質量％及びストロンチウム２０〜５０質量％を含有するものであってもよい。
【００１９】
本発明に係るペースト製造方法は、ガンマ線遮蔽材は、酸化ビスマス、チタン及び酸化チタンの少なくとも１種、ケイ素酸化物、並びに炭酸ストロンチウムを焼成して得られるものであってもよい。
【００２０】
本発明に係るペーストは、少なくとも、酸化チタンと、酸化亜鉛と、エックス線及び電子線遮蔽材と、イオン性界面活性剤とを含むものである。
【００２１】
本発明に係るペーストは、酸化チタンと、酸化亜鉛と、ガンマ線遮蔽材と、イオン性界面活性剤とを含むものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係るペースト製造方法およびペーストによれば、エックス線を遮蔽することができる。また、紫外線も遮蔽することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のエックス線及び電子線遮蔽材の製造方法のフローチャートの一例を示す。
【図２】本発明の実施例１で得られた放射線遮蔽材の画像である。
【図３】本発明のガンマ線遮蔽材の製造方法のフローチャートの一例を示す。
【図４】本発明の防護服を着た着用者を示す図
【図５】本発明の防護服を着た着用者を透視した例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
［第１の実施形態：ペーストの製造方法］
以下、本発明の実施の形態を添付の図により説明する。ペースト製造方法は、セリサイトを、酸化チタンと、酸化亜鉛とをセリサイトで被覆した粉状物と、エックス線及び電子線遮蔽材を常温で撹拌し、該撹拌されたものに、微粒酸化鉄を入れ、更にイオン性界面活性剤を入れることによりペーストを製造する。具体的には、セリサイトを、酸化鉄含有微粒子（５０ｎｍ〜１００ｎｍ）酸化チタンと、酸化亜鉛とで被覆した粉状物（パウダー）と、エックス線及び電子線遮蔽材を常温で撹拌し、該撹拌されたものに、微粒酸化鉄を投入し、更に非イオン性界面活性剤（アクアビーチカーネルオイル）を入れることにより、ジェル状を整え、テクスチャーを作る。このペーストは、少なくとも、酸化チタンと、酸化亜鉛と、エックス線及び電子線遮蔽材と、イオン性界面活性剤とを含むものである。なお、非イオン性界面活性剤は、ショ糖脂肪酸エステルであってもよい。
【００２５】
なお、エックス線及び電子線遮蔽材およびガンマ線遮蔽材の詳細な内容については、後述する。エックス線及び電子線遮蔽材は、全体の比率のうち２０％〜３０％である。その場合、酸化チタン１０％、酸化亜鉛５％、非イオン性界面活性剤は、６５％〜５５％（エックス線及び電子線遮蔽材の数値変動に応じて変動）となる。また、後述するようにエックス線及び電子線遮蔽材は、紫外線遮蔽能も有するものである。
【００２６】
また、ペースト製造方法は、セリサイトを、酸化チタンと、酸化亜鉛とをセリサイトで被覆した粉状物と、ガンマ線遮蔽材を常温で撹拌し、該撹拌されたものに、微粒酸化鉄を入れ、更にイオン性界面活性剤を入れることによりペーストを製造するものであってもよい。具体的には、セリサイトを、酸化鉄含有微粒子（５０ｎｍ〜１００ｎｍ）酸化チタンと、酸化亜鉛とで被覆した粉状物（パウダー）と、ガンマ線遮蔽材を常温で撹拌し、該撹拌されたものに、微粒酸化鉄を投入し、更に非イオン性界面活性剤（アクアビーチカーネルオイル）を入れることにより、ジェル状を整え、テクスチャーを作る。このペーストは、酸化チタンと、酸化亜鉛と、ガンマ線遮蔽材と、イオン性界面活性剤とを含むものである。また、非イオン性界面活性剤は、ショ糖脂肪酸エステルであってもよい。ガンマ線遮蔽材は、全体の比率のうち２０％〜３０％であって、酸化チタン１０％、酸化亜鉛５％、非イオン性界面活性剤は、６５％〜５５％（エックス線及び電子線遮蔽材の数値変動に応じて変動）となる。また、ガンマ線遮蔽材は、紫外線遮蔽能も有する。
【００２７】
上述したこれらのペーストは、放射能の散乱剤と吸収材という２つの効能を備え、内外被ばくを阻止する。また、ほとんどの成分をミネラルで構成していることから、放射線防護服（参照図４）を着る着用者に、長時間塗布しても肌への負荷がほとんど無く、長時間効果を持続することができる。図５に示す、着用者の甲状腺Ｋやリンパ腺部分Ｒに対して、上述したペーストを塗る。
【００２８】
また、上述したこれらのペーストは、非イオン性界面活性剤を用いているにも関わらず、白濁をおこさず、肌への刺激性が少なく、アレルギーを起こすことが少なく、目を刺激しない。また、当該ペーストは、肌に塗りやすく浸透感がある。また当該ペーストは、有害な紫外線ＵＶ−Ａ波および、ＵＶ−Ｂ波を遮蔽する。また、当該ペーストにチタンを含有させることも可能であり、当該ペーストにチタンを含有させたものは、紫外線の遮蔽率は向上する。
【００２９】
以下に、ガンマ線遮蔽材と、エックス線及び電子線遮蔽材について、詳細に説明する。
［ガンマ線遮蔽材］
前述した独自のガンマ線遮蔽材は、ビスマス及びチタンの少なくとも１種、ケイ素、並びにストロンチウムを必須元素として有する。例えば、ビスマス２０〜５０質量％、ケイ素３〜２５質量％及びストロンチウム２０〜５０質量％を含有する。一例として、チタン２０〜５０質量％、ケイ素３〜２５質量％及びストロンチウム２０〜５０質量％を含有する。酸化ビスマス、チタン及び酸化チタンの少なくとも１種、ケイ素酸化物、並びに炭酸ストロンチウムを焼成して得ても良い。上記ガンマ線遮蔽材の製造に際して、ビスマス化合物及びチタン化合物の少なくとも１種、ケイ素化合物、並びにストロンチウム化合物を混合し、焼成する焼成工程を備えても良い。一例として、この焼成工程は、上記化合物に加えて、さらにホウ酸を混合し、焼成する工程である。
【００３０】
以下、上記ガンマ線遮蔽材について詳述する。
【００３１】
上記ガンマ線遮蔽材は、ビスマス及びチタンの少なくとも１種、ケイ素、並びにストロンチウムを必須元素として有することを特徴とする。これらの元素を組み合わせることにより、ガンマ線を良好に遮蔽することができる。また、ケイ酸塩系化合物であるため鉛よりも比重が軽く、さらには加工性にも優れている。
【００３２】
ビスマス（Ｂｉ）及びチタン（Ｔｉ）の少なくとも１種の含有量は、例えば２０〜５０質量％、好ましくは３０〜４０質量％である。
【００３３】
ケイ素（Ｓｉ）の含有量は、例えば３〜２５質量％、好ましくは５〜１５質量％である。
ストロンチウム（Ｓｒ）含有量は例えば、２０〜５０質量％、好ましくは２５〜４０質量％質量％である。
【００３４】
ガンマ線遮蔽材は、上記必須元素に加えて、酸素原子（好ましくは５〜３０質量％、より好ましくは１０〜２０質量％）を含んでいてもよい。また、ホウ素原子、上記以外の放射線吸収原子（例えば、エルビウム等のランタノイド元素）等を含んでいてもよく、さらには、製造上不可避な不純物等を含んでいてもよい。
上記ガンマ線遮蔽材では、有害性の観点から、鉛元素を実質的に含まないことが好ましい。例えば、５質量％以下、好ましくは１質量％以下である。
【００３５】
ガンマ線遮蔽材の形状は、遮蔽材の使用方法等に応じて適宜決定すればよいが、例えば、粒状（粉体）、ペレット状、塊状、フィルム状、板状等が挙げられる。特に、上記遮蔽材は、粉体加工が可能で、他の有機物（粉状、繊維状）等に混入させ、様々な遮蔽用途に使用することができる。
【００３６】
粒状の場合は、例えば、平均粒子径が０．１μｍ〜１０００μｍ、好ましくは１μｍ〜１００μｍとすればよい。
【００３７】
また、上記ガンマ線遮蔽材は、上記必須元素等を含有する化合物単独で使用してもよいし、例えば、水、有機溶剤（アルコール、エーテル等）、界面活性剤、樹脂バインダー、無機粒子、有機粒子、上記独自のガンマ線遮蔽材以外のガンマ線遮蔽材等といった添加剤と併せて使用してもよい。
【００３８】
上記ガンマ線遮蔽材は、放射線を遮蔽（防護）する用途に様々な形で使用できる。例えば、防護エプロン、医療用エプロン、防護服、宇宙服、壁紙、外装壁面、屋根材、化粧品、日焼け止め、顔用クリーム、医療機器（マンモグラフィー等）などに使用することができる。
【００３９】
上記ガンマ線遮蔽材の好適な製造方法は、ビスマス化合物及びチタン化合物の少なくとも１種、ケイ素化合物、並びにストロンチウム化合物を混合し、焼成する焼成工程を備える。図１に、上記ガンマ線遮蔽材の製造方法の一例を示す。具体的には、例えば、
（ｉ）酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、チタン及び酸化チタンの少なくとも１種、
（ｉｉ）ケイ素酸化物、並びに
（ｉｉｉ）炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）、
を混合し、焼結する工程を経ることにより製造することができる。
酸化チタンは、一酸化チタン（ＴｉＯ）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）等のいずれでもよい。
【００４０】
ケイ素酸化物としては、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）等のいずれでもよいが、一例として、ＳｉＯ２が好適に用いられる。
【００４１】
配合割合は限定的でないが、例えば、
（１）酸化ビスマス３０〜６０質量％、好ましくは４０〜５０質量％
ケイ素酸化物５〜３０質量％、好ましくは１０〜２０質量％、
炭酸ストロンチウム３０〜６０質量％、好ましくは４０〜５０質量％、
（２）チタン又は酸化チタン３０〜６０質量％、好ましくは４０〜５０質量％
ケイ素酸化物５〜３０質量％、好ましくは１０〜２０質量％、
炭酸ストロンチウム３０〜６０質量％、好ましくは４０〜５０質量％、
等とすればよい。
【００４２】
上記原料に加えて、さらにホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）等のホウ素化合物を加えてもよい。これにより、焼成時に金属間の電子移動を容易にさせ、酸化還元作用を促進させることができる。ホウ酸の配合量は限定的でないが、好ましくは０．１〜５質量％、より好ましくは０．５〜３質量％である。
【００４３】
混合した後、ボールミル、ロッドミル等の粉砕機で上記原料を粉砕してもよいし、粉砕しなくてもよいが、粉砕することが好ましい。
【００４４】
焼成温度は、例えば、電気炉にて５００〜２０００℃、好ましくは８００〜１５００℃とすればよい。
【００４５】
焼成雰囲気は、大気雰囲気及び不活性ガス雰囲気のいずれでもよいが、好ましくは大気雰囲気である。
【００４６】
焼成時間は、焼成温度、焼成雰囲気等に応じて適宜決定すればよいが、例えば、１０分〜１０時間、好ましくは３０分〜５時間とすればよい。
【００４７】
上記焼成する焼成工程に代えて、または焼成工程後に、プラズマ焼結工程を行ってもよい。これにより、得られるガンマ線遮蔽材のガンマ線の吸収量を向上させることができる。
【００４８】
プラズマ焼結は、常法に従って行えばよく、例えばプラズマ焼結機で、５００〜２０００℃（好ましくは７００〜１５００℃）にて焼結すればよい。
焼結時間は、焼結温度に応じて適宜決定すればよいが、例えば、５分〜２時間、好ましくは１０分〜１時間とすればよい。
【００４９】
上記ガンマ線遮蔽材を、以下に実施例を用いて、さらに詳細に説明する。なお、上記ガンマ線遮蔽材は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００５０】
＜ガンマ線遮蔽材の実施例１＞
ＳｉＯ２（岩井化学薬品社製）１２．５８質量％、ＳｒＣＯ３（本荘ケミカル社製）４２．４２質量％、Ｂｉ２Ｏ３（岩井化学薬品社製）４３．８５質量％及びＨ３ＢＯ３（岩井化学薬品社製）１．１５質量％をボールミル混合器に入れ、１時間混合した。次いで、電気炉に入れ、大気雰囲気で、９００℃、２時間の条件で焼成した。焼成後、常温まで自然冷却し、ボールミル混合機にて平均粒子径が７μｍになるまで粉砕した（図１参照）。これにより、実施例１のガンマ線遮蔽材を得た。
【００５１】
なお、実施例１のガンマ線遮蔽材の組成比率を測定したところ、Ｂｉ３７．０５質量％、Ｓｉ９．６８質量％、Ｓｒ３５．１２質量％、Ｏ（酸素原子）１３．９４質量％であり、残りは不純物であった。
比重を測定したところ、４．７８ｇ／ｃｍ３であった。蛍光Ｘ線分析で測定したところ、上記実施例１は、Ｂｉ２Ｏ３＋ＳｒＳｉＯ３であることが推定された。
＜ガンマ線遮蔽材の実施例２＞
ＳｉＯ２（岩井化学薬品社製）１２．５８質量％、ＳｒＣＯ３（本荘ケミカル社製）４２．４２質量％、Ｔｉ（トーホーテック社製）４３．８５質量％及びＨ３ＢＯ３（岩井化学薬品社製）１．１５質量％をボールミル混合器に入れ、１時間混合した。次いで、プラズマ焼結機（ＳＰＳシンテック社製、製品名「ＳＰＳ−１０３０」）にて、１０００℃で、約３０分焼結した。これにより、実施例２のガンマ線遮蔽材（ペレット状、厚み３ｍｍ）を得た。
なお、実施例２のガンマ線遮蔽材の組成比率を測定したところ、Ｔｉ３７．９５質量％、Ｓｉ６．４５質量％、Ｓｒ２７．３７質量％、Ｏ（酸素原子）１７．７３質量％であり、残りは不純物であった。
【００５２】
比重を測定したところ、４．６７ｇ／ｃｍ３であった。蛍光Ｘ線分析で測定したところ、上記実施例２は、ＳｒＴｉＯ２．６＋ＴｉＯ＋ＳｒＳｉＯ３であることが推定された。
＜ガンマ線遮蔽材の比較例＞
鉛板（厚さ１ｍｍ、市販品）、アルミニウム板（厚さ３ｍｍ、市販品）をそれぞれ比較例１及び比較例２とした。
【００５３】
＜ガンマ線遮蔽材のガンマ線遮蔽性能試験＞
実施例１のガンマ線遮蔽材については、さらにプラズマ焼結によりペレット状（厚み３ｍｍ）に加工した。下記の条件にて、実施例及び比較例の試料にガンマ線を照射し、遮蔽率を測定した。この結果を表１に示す。
条件(Laser:CO2,Power:1W,Magnet:10A,Energy:1.7MeV,
Current:200mA,Coll:3mmφ,DTCT:NaI6)
【００５４】
【表１】
2013061287.tif 000003
【００５５】
上記の結果から、ガンマ線遮蔽性能において、上記独自のガンマ線遮蔽材の実施例１及び２は、厚みを考慮するとガンマ線遮蔽性能としては非常に有用な鉛板（比較例１）には及ばないものの、実用的な厚さで十分な高さの遮蔽率を示し、良好なガンマ線遮蔽能を有していることが分かる。特に、比較例２のアルミニウムと比較すると、より高い遮蔽率を示し、十分なガンマ線遮蔽能を有していることが分かる。
【００５６】
また、上記独自のガンマ線遮蔽材は、比重が鉛の比重（１１．３４）よりも大幅に軽く、粒状や板状に容易に変形することができ加工性にも優れている。よって、さまざまな用途や形態で使用可能であることが分かる。
【００５７】
また、上記独自のガンマ線遮蔽材は、エックス線及び電子線を遮蔽することもできる。
［エックス線及び電子線遮蔽材］
前述した独自のエックス線及び電子線遮蔽材は、少なくともケイ素、ストロンチウム、マグネシウム、ユーロピウム及びジスプロシウムを必須元素として有する。例えば、ケイ素５〜３０質量％、ストロンチウム３０〜６０質量％、マグネシウム１〜２０質量％、ユーロピウム０．１〜５質量％、及びジスプロシウム０．１〜５質量％を含有する。一例として、少なくともケイ素酸化物、炭酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、酸化ユーロピウム及び酸化ジスプロシウムを焼成して得られる。この場合、焼成後、さらにプラズマ焼結されて、少なくともケイ素酸化物、炭酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、酸化ユーロピウム及び酸化ジスプロシウムを得てもよい。上記エックス線及び電子線遮蔽材を製造する際には、例えば、ケイ素化合物、ストロンチウム化合物、マグネシウム化合物、ユーロピウム化合物及びジスプロシウム化合物を混合し、焼成する焼成工程を備える。前記焼成工程が、上記化合物に加えて、さらにホウ酸を混合し、焼成する工程であってもよい。さらに、プラズマ焼結する工程を備えてもよい。
【００５８】
以下、上記エックス線及び電子線遮蔽材について詳述する。
【００５９】
上記エックス線及び電子線遮蔽材は、少なくともケイ素、ストロンチウム、マグネシウム、ユーロピウム及びジスプロシウムを必須元素として有することを特徴とする。これらの元素を組み合わせることにより、実用的なレベルで、エックス線を遮蔽することができる。また、紫外線の吸収も可能である。さらに、ケイ酸塩系化合物であるため鉛よりも比重が軽く、加工性にも優れている。
【００６０】
ケイ素（Ｓｉ）の含有量は、好ましくは５〜３０質量％、より好ましくは１０〜２０質量％である。
ストロンチウム（Ｓｒ）の含有量は、好ましくは３０〜６０質量％、より好ましくは４０〜５０質量％である。
【００６１】
マグネシウム（Ｍｇ）の含有量は、好ましくは１〜２０質量％、より好ましくは５〜１０質量％である。
ユーロピウム（Ｅｕ）の含有量は、好ましくは０．１〜５質量％、より好ましくは０．５〜３質量％である。
【００６２】
ジスプロシウム（Ｄｙ）の含有量は、好ましくは０．１〜５質量％、より好ましくは０．５〜３質量％である。
【００６３】
上記エックス線及び電子線遮蔽材は、上記必須元素以外にも酸素原子（好ましくは１０〜５０質量％、より好ましくは２０〜４０質量％）を含んでいてもよい。また、ホウ素原子、上記以外の放射線吸収原子（例えば、エルビウム等のランタノイド元素）等を含んでいてもよく、さらには、製造上不可避な不純物等を含んでいてもよい。
【００６４】
上記エックス線及び電子線遮蔽材では、有害性の観点から、鉛元素を実質的に含まないことが好ましい。例えば、５質量％以下、好ましくは１質量％以下である。
【００６５】
上記エックス線及び電子線遮蔽材の形状は、遮蔽材の使用方法等に応じて適宜決定すればよいが、例えば、粒状（粉体）、ペレット状、塊状、フィルム状、板状等が挙げられる。特に、上記遮蔽材は、粉体加工が可能で、他の有機物（粉状、繊維状）等に混入させ、様々な遮蔽用途に使用することができる。
【００６６】
粒状の場合は、例えば、平均粒子径が０．１μｍ〜１０００μｍ、好ましくは１μｍ〜１００μｍとすればよい。
【００６７】
また、上記エックス線及び電子線遮蔽材は、上記必須元素等を含有する化合物単独で使用してもよいし、例えば、水、有機溶剤（アルコール、エーテル等）、界面活性剤、樹脂バインダー、無機粒子、有機粒子、上記独自のエックス線及び電子線遮蔽材以外のエックス線及び電子線遮蔽材等といった添加剤と併せて使用してもよい。特に、上記独自のエックス線及び電子線遮蔽材では、チタン、酸化チタン等のチタン化合物を併用することが好ましい。これにより、紫外線の遮蔽性をより向上させることができる。
【００６８】
上記独自のエックス線及び電子線遮蔽材は、放射線を遮蔽（防護）する用途に様々な形で使用できる。例えば、防護エプロン、医療用エプロン、防護服、宇宙服、壁紙、外装壁面、屋根材、化粧品、日焼け止め、顔用クリーム、医療機器（マンモグラフィー等）などに使用することができる。なお、エックス線のみならず紫外線も遮蔽できるため、化粧品、日焼け止め等に適用することもできる。
【００６９】
上記エックス線及び電子線遮蔽材の製造方法は、ケイ素化合物、ストロンチウム化合物、マグネシウム化合物、ユーロピウム化合物及びジスプロシウム化合物を混合し、焼成する焼成工程を備えることを特徴とする。図２に、上記エックス線及び電子線遮蔽材の製造方法の一例を示す。具体的には、例えば、ケイ素酸化物、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ユーロピウム（Ｅｕ２Ｏ３）及び酸化ジスプロシウム（Ｄｙ２Ｏ３）を混合し、焼結する工程を経ることにより製造することができる。
【００７０】
ケイ素酸化物としては、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）等のいずれでもよいが、一例として、ＳｉＯ２が好適に用いられる。
【００７１】
配合割合は限定的でないが、例えば、
ケイ素酸化物２０〜６０質量％、好ましくは３０〜５０質量％、
炭酸ストロンチウム２０〜６０質量％、好ましくは３０〜５０質量％、
酸化マグネシウ５〜４０質量％、好ましくは１０〜３０質量％、
酸化ユーロピウム０．１〜５質量％、好ましくは０．２〜１質量％及び
酸化ジスプロシウム０．１〜５質量％、好ましくは０．２〜１質量％、
とすればよい。
【００７２】
上記原料に加えて、さらにホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）等のホウ素化合物を加えてもよい。これにより、焼成時に金属間の電子移動を容易にさせ、酸化還元作用を促進させることができる。ホウ酸の配合量は限定的でないが、好ましくは０．１〜５質量％、より好ましくは０．５〜３質量％である。
【００７３】
混合した後、ボールミル、ロッドミル等の粉砕機で上記原料を粉砕してもよいし、粉砕しなくてもよいが、粉砕することが好ましい。
【００７４】
焼成温度は、例えば、電気炉にて５００〜２０００℃、好ましくは１０００〜１５００℃とすればよい。
【００７５】
焼成雰囲気は、大気雰囲気及び不活性ガス雰囲気のいずれでもよいが、好ましくは大気雰囲気である。
【００７６】
焼成時間は、焼成温度、焼成雰囲気等に応じて適宜決定すればよいが、例えば、１０分〜１０時間、好ましくは３０分〜５時間とすればよい。
【００７７】
また、上記焼成工程後に、さらにプラズマ焼結工程を加えることが好ましい。これにより、得られるエックス線及び電子線遮蔽材のエックス線の吸収量を向上させることができる。
【００７８】
プラズマ焼結は、常法に従って行えばよく、例えばプラズマ焼結機で、５００〜２０００℃（好ましくは７００〜１５００℃）にて焼結すればよい。
焼結時間は、焼結温度に応じて適宜決定すればよいが、例えば、５分〜２時間、好ましくは１０分〜１時間とすればよい。
【００７９】
上記エックス線及び電子線遮蔽材を、以下に実施例を用いて、さらに詳細に説明する。なお、上記エックス線及び電子線遮蔽材は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００８０】
＜エックス線及び電子線遮蔽材の実施例１＞
ＳｉＯ２（岩井化学薬品社製）４０質量％、ＳｒＣＯ３（本荘ケミカル社製）３８．２質量％、ＭｇＯ（宇部マテリアルズ社製）２０質量％、Ｅｕ２Ｏ３（ネオマグ社製）０．４質量％、Ｄｙ２Ｏ３（ネオマグ社製）０．４質量％及びＨ３ＢＯ３（岩井化学薬品社製）１質量％をボールミル混合器に入れ、１時間混合した。次いで、電気炉に入れ、大気雰囲気で、１３００℃、２時間の条件で焼成した。焼成後、常温まで自然冷却し、ボールミル混合機にて平均粒子径が７μｍになるまで粉砕した（図２参照）。これにより、実施例１のエックス線及び電子線遮蔽材を得た。実施例１で得られたエックス線及び電子線遮蔽材の画像を図３に示す。
【００８１】
なお、実施例１のエックス線及び電子線遮蔽材の組成比率を測定したところ、Ｓｉ１３．３質量％、Ｓｒ４２．４質量％、Ｍｇ６．２３質量％、Ｅｕ０．８４質量％、Ｄｙ１．８３質量％、Ｏ（酸素原子）３１．３質量％であり、残りは不純物であった。
【００８２】
比重を測定したところ、３．７ｇ／ｃｍ３であった。Ｘ線回折装置による定性分析及び蛍光Ｘ線分析で測定したところ、上記実施例１は、Ｓｒ２ＭｇＳｉ２Ｏ７・Ｅｕ３＋，Ｄｙ３＋であることが推定された。
【００８３】
＜エックス線及び電子線遮蔽材の実施例２＞
実施例１で得られたエックス線及び電子線遮蔽材をさらに、プラズマ焼結機（ＳＰＳシンテック社製、製品名「ＳＰＳ−１０３０」）にて、１０００℃で、約３０分焼結した。焼結後、常温まで自然冷却し、実施例２のエックス線及び電子線遮蔽材（ペレット状、厚み３ｍｍ）を得た。
【００８４】
＜エックス線及び電子線遮蔽材の比較例＞
鉛板（厚さ０．３ｍｍ、市販品）、アルミニウム板（厚さ３ｍｍ、市販品）をそれぞれ比較例１及び比較例２とした。
【００８５】
＜エックス線及び電子線遮蔽材のエックス線遮蔽性能（エックス線透過率測定）＞
実施例１のエックス線及び電子線遮蔽材は、さらにプレス機によりペレット状（厚み３．９５ｍｍ）に加工した。透過法により、測定エネルギー５０ｋｅＶの条件で、実施例１〜２及び比較例１〜２の試料のエックス線の透過率を測定し、透過率から線吸収係数を計算した。なお、線吸収係数は、透過率の自然対数をとった値を、試料の厚み（ｃｍ）で除することにより計算される。得られた測定結果を表１に示す。
【００８６】
【表２】
2013061287.tif 000004
【００８７】
＜エックス線及び電子線遮蔽材の紫外線遮蔽能：紫外線透過測定＞
紫外可視分光光度計（ＵＶ２４００ＰＣ、島津製作所製）により、実施例１の紫外線の透過率を測定した。その結果、２５０ｎｍ〜４００ｎｍの波長域においては、透過率が２０％以下であった。
【００８８】
上記の結果から、エックス線透過率測定において、実施例１及び２は、比較例１のエックス線遮蔽物質としては非常に優れている鉛には及ばないものの、実用的な厚さで十分低い透過率を得ることができ、良好な線吸収係数を有している。特に、比較例２のアルミニウムと比較すると、十分に良好な線吸収係数を持っていることが分かる。
【００８９】
加えて、上記独自のエックス線及び電子線遮蔽材の実施例１は、紫外線の透過率が低いため、良好な紫外線遮蔽性能を有していることも分かる。さらには、電子線に対しても効果がある。
【符号の説明】
【００９０】
Ｋ  甲状腺部分
Ｒ  リンパ線部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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