(57)【要約】【課題】放射線を遮蔽するのではなく、放射線被爆環境下においても物理的特性に変化を来すことがなく、放射線耐性に優れた材料および当該耐放射線材料を用いた放射線取扱い施設用構造材料を提供すること。【解決手段】本発明の耐放射線材料は、アラミド繊維を含む組紐にバインダー樹脂を含浸させて乾燥させることによって得たアラミド筋からなる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶媒に溶解させた樹脂からなる収束剤をアラミド繊維に塗布して乾燥させることによって得た耐放射線材料。
【請求項２】
アラミド繊維を含む組紐にバインダー樹脂を含浸させて乾燥させることによって得たアラミド筋からなる耐放射線材料。
【請求項３】
放射線被爆環境下にある放射線取扱い施設の構造材料であって、当該構造材料の一部または全部に請求項１または２に記載の耐放射線材料を用いた放射線取扱い施設用構造材料。
【請求項４】
構造材料が鉄筋である請求項３に記載の放射線取扱い施設用構造材料。
【請求項５】
構造材料が放射線遮蔽部材であって、当該放射線遮蔽部材を請求項１または２に記載の耐放射線材料で被覆した放射線取扱い施設用構造材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐放射線材料および放射線取扱い施設用構造材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線を取り扱う場合、放射線による障害が起こらないように放射線に照射されないことが望ましい。しかし、日常生活においても、自然の放射線や医療行為に由来する放射線を受けている。また、職業上放射線作業に従事する場合には、人工放射線による被爆を皆無にすることは不可能である。放射線障害が問題となる被爆レベルは、国際放射線防護委員会の勧告にある最大許容線量に基づいて作られている。そして、この勧告に基づき作業者の被爆の管理に法的義務を課している。勧告における最大許容線量はあくまで最大の値であって、この線量まで被爆してよいということはなく、また、あらゆる線量をできるだけ低く保ち、不必要な被爆をすべて避けるように勧告している。従って、放射線作業に従事する場合には、努めて能率よく作業をすることが必要である。また、作業の効率化とともに、適切な防護措置を施すことが重要である。
【０００３】
また、平常の完全な放射線管理のもとでは、一般的に放射線事故と称される事故は発生しないはずである。しかし、現実には放射性物質を保有する施設の火災、放射性物質の盗難または紛失、照射装置の故障による被爆、放射性物質による人体および施設の汚染、不注意による被爆などの発生を皆無にすることはできていない。そのため、関係者は、事故の起こりそうな原因を取り除くように、管理体制の検討や機器の改良、安全な取扱いのための工夫などに常々努力を傾けるとともに、万一、事故が発生した場合には、人身の安全保持はもちろんのこと、その被害を最小限に止めるように対策を施すことが必要である。
【０００４】
そこで、放射線を防護できる放射線遮蔽素材として、ガドリニウム、硼素、リチウム、インジウムのうち、少なくとも１つ以上の元素を含む、α線、β線、中性子線、Ｘ線およびγ線の透過量を下げる放射線遮蔽素材が特許文献１に開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、黒鉛よりなる多孔質遮蔽部材と、この多孔質遮蔽部材の空隙に含浸され且つ固化した重金属よりなる内部遮蔽部材とを備えた放射線遮蔽体が開示されている。さらに、特許文献３には、鉛板または鉛加工品には、銅材の酸化を防止する皮膜厚さを超える厚さにてゴム又は合成樹脂又は難燃性布を一体に形成して被覆してある、原子力発電プラントにおける放射線遮蔽体として鉛板または鉛加工品を用いた放射線遮蔽体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２４２２８８号公報
【特許文献２】特開２０００−１７１５８７号公報
【特許文献３】特開平９−１３３７８９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、特許文献１ないし３に開示されたものは、いずれも放射線遮蔽体に関するものであるため、一定の放射線遮蔽効果を備えていても、やがて、その性能が劣化することは避けられない。
そこで、本発明の目的は、放射線を遮蔽するのではなく、放射線被爆環境下においても物理的特性に変化を来すことがなく、放射線耐性に優れた材料および当該耐放射線材料を用いた放射線取扱い施設用構造材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、分子骨格が芳香族のポリアミド繊維からなるアラミド繊維が放射線耐性に優れた材料であることをできることを見出し、本発明を完成した。
【０００９】
すなわち、本発明は、以下の発明に関する。
［１］溶媒に溶解させた樹脂からなる収束剤をアラミド繊維に塗布して乾燥させることによって得た耐放射線材料。
［２］アラミド繊維を含む組紐にバインダー樹脂を含浸させて乾燥させることによって得たアラミド筋からなる耐放射線材料。
［３］放射線被爆環境下にある放射線取扱い施設の構造材料であって、当該構造材料の一部または全部に［１］または［２］に記載の耐放射線材料を用いた放射線取扱い施設用構造材料。
［４］構造材料が鉄筋である［３］に記載の放射線取扱い施設用構造材料。
［５］構造材料が放射線遮蔽部材であって、当該放射線遮蔽部材を［１］または［２］に記載の耐放射線材料で被覆した放射線取扱い施設用構造材料。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の耐放射線材料は放射線耐性に優れており、放射線に晒されても物理的特性が劣化しないという特長を備えているので、放射線取扱い施設において、線源領域の近傍における放射線束を低減するために線源領域の周囲に設置される放射線遮蔽体として有用な材料である。特に、放射線遮蔽体において使用される鉄筋や補強材料の代替品として非常に有用である。
従来より放射線遮蔽体で使用されている鉄筋や補強材料は放射線に晒されると、その鉄筋や補強材料は放射線取扱い施設の解体時には放射性廃棄物として特別の処理や管理が必要である。一方、アラミド繊維は燃焼することで容易に減容化できるので、本発明の耐放射線材料は放射線被爆環境下にある放射線取扱い施設の鉄筋や補強材料等の構造材料として特に適している。当該構造材料の一部または全部に本発明の耐放射線材料を用いることができる。
また、放射線被爆環境下にある放射線取扱い施設の構造材料として従来から用いられている鉛板または鉛加工品又はこれらと同等の放射線遮蔽性能を有する放射線遮蔽部材は十分な強度を備えているとは言えないので、これらの放射線遮蔽部材を耐熱性に優れて高強度である本発明の耐放射線材料で被覆することにより、放射線遮蔽部材の寿命を向上することが可能である。
さらに、本発明の耐放射線材料は放射線被爆環境下にある放射線取扱い施設において従来から用いられている放射線遮蔽素材からなる放射線遮蔽服の心材または補強材として用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明のアラミド筋からなる耐放射線材料の原料として用いる組紐を示す正面図である。
【図２】図２は、砂付け工程を加えた場合の樹脂含浸組紐の製造方法を示す概略図である。
【図３】図３は、樹脂含浸組紐を示す概略図である。
【図４】図４は、耐放射線材料−１からなる試験片の平面図である。
【図５】図５は、耐放射線材料−２からなる試験片の平面図である。
【図６】図６は、γ線照射線量を横軸として動的引張粘弾性率の推移を示す図である。
【図７】図７は、温度を横軸として動的引張粘弾性率の推移を示す図である。
【図８】図８は、γ線照射線量を横軸として動的引張粘弾性率の推移を示す図である。
【図９】図９は、温度を横軸として動的引張粘弾性率の推移を示す図である。
【図１０】図１０は、γ線照射線量を横軸として横緩和時間Ｔ２の推移を示す図である。
【図１１】図１１は、温度を横軸として横緩和時間Ｔ２の推移を示す図である。
【図１２】図１２は、γ線照射線量を横軸として横緩和時間Ｔ２の推移を示す図である。
【図１３】図１３は、温度を横軸として横緩和時間Ｔ２の推移を示す図である。
【図１４】図１４は、γ線照射線量を横軸として最大引張荷重の推移を示す図である。
【図１５】図１５は、γ線照射線量を横軸として最大引張荷重の推移を示す図である。
【図１６】図１６は、γ線照射線量を横軸として最大引張荷重の推移を示す図である。
【図１７】図１７は、γ線照射線量を横軸として最大引張荷重の推移を示す図である。
【図１８】図１８は、γ線照射線量を横軸として最大引張荷重の推移を示す図である。
【図１９】図１９は、本発明の耐放射線材料で被覆された放射線遮蔽体の断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明を実施するための形態について説明する。
《アラミド繊維》
アラミドは芳香族ポリアミドの別称であって、その化学構造により、パラ系アラミドとメタ系アラミドに大別される。パラ系アラミドは、ｐ−フェニレンジアミンとテレフタル酸クロリドから共縮重合して得られる。メタ系アラミドは、ｍ−フェニレンジアミンとイソフタル酸クロリドから共縮重合して得られる。このアラミド繊維は、高強度かつ軽量で、高耐久性で、衝撃吸収性に優れ、非導電性かつ非磁性で、電波透過性に優れているという特長を備えている極めて有用なエンジニアリングプラスチックである。本発明者は、このアラミド繊維が放射線耐性にも優れているという特性を見出したのである。
【００１３】
《本発明の耐放射線材料−１》
本発明の耐放射線材料−１は、溶媒に溶解させた樹脂からなる収束剤を、アラミド繊維に塗布して乾燥させることによって得ることができる。収束剤は、繊維の毛羽立ちやループを防ぎ、静電気を防止するために、樹脂を溶媒に溶解させたものからなるペースト状の物体である。
【００１４】
《本発明の耐放射線材料−２》
本発明の耐放射線材料−２は、アラミド繊維からなる組紐にバインダー樹脂を含浸させて乾燥させることによって得ることができる。この樹脂含浸組紐は、例えば、図２に示すような方法で製造することができる。図２において、１は送り出しローラー、２は        テンションローラー、３はバインダー樹脂槽、４は原料の組紐、５は加熱炉、６は加熱炉、７は樹脂含浸工程、８は砂付け工程、９は硬化工程、１０は切断工程、１１は樹脂含浸組紐、１２は引き取りローラーである。
【００１５】
樹脂含浸組紐の製造方法は、（１）送り出しローラー１と引き取りローラー１２の速度比（送り出しローラー１の速度）／（引き取りローラー１２の速度）を１以上３以下で、樹脂を含浸していない組紐４にバインダー樹脂槽３を通過させ、前記組紐４にバインダー樹脂を含浸させる工程７、（２）前記組紐４に緊張を与える工程、（３）前記樹脂を硬化させる工程９、（４）前記工程（３）で得られた組紐を切断する工程１０を含んでいる。
【００１６】
図２に示す製造方法では、送り出しローラー１の速度を上げて、かつ引き取りローラー１２の速度を下げて速度差を作ることにより、組紐の構造を緩めることができる。なお、「組紐」とは、基本的に経糸のみで構成されるもので、経糸、緯糸から構成されている「織物」、ループの連続から構成されている「編物」とは異なる。「送り出しローラー１の速度」とは、樹脂含浸前の送り出しローラー１を用いたバインダー樹脂槽３への組紐４の送り出し速度を意味し、「引き取りローラー１２の速度」とは、樹脂含浸後の引き取りローラー１２を用いた組紐４の引き取り速度を意味する。本発明で使用する組紐（「打ち紐」とも呼ばれる）とは、機械製造されるもので、大きく分けて８打、１６打、金剛打、その他多数打ち紐に分類される。本発明において、通常、原料として用いる組紐は樹脂を含有していないものをいう。また、原料の組紐は、特に限定されないが、組紐を肩幅程度の長さとする２点で握り、該２点を中央に寄せた場合、図１に示されるように、組紐の組みピッチが開く程度に弛緩状態のものが好ましい。送り出しローラー１と速度比を設ける引き取りローラー１２は、図２に示されるように、通常、バインダー樹脂槽３の外に設けられている。バインダー樹脂槽３内に設けると、ローラーの回転速度が樹脂により影響を受けるおそれがあるためである。
【００１７】
工程（１）は、送り出しローラー１と引き取りローラー１２の速度比（送り出しローラー１の速度）／（引き取りローラー１２の速度）を１以上３以下で、樹脂を含浸していない組紐４にバインダー樹脂槽３を通過させ、前記組紐４にバインダー樹脂を含浸させる工程である。送り出しローラー１と引き取りローラー１２の速度比としては、通常、１以上３以下であり、糸の乱れを抑える点から、１．２以上１．８以下が好ましい。送り出しローラーの速度は、特に限定されず、適宜設定することができる。引き取りローラー１２の速度は、特に限定されず、適宜設定することができる。前記した速度比まで、送り出しローラー１の速度を上げて、引き取りローラー１２の速度を下げることにより、組紐４が弛緩し、樹脂が組紐４を構成するヤーンの繊維束の内部まで浸透するため、バインダー樹脂の組紐４への含浸を効率よく行うことができる。また、これらの速度比は、その範囲内であれば、常に一定である制限はなく、適宜必要に応じて変えてもよい。前記した速度比を下回ると、組紐４が弛緩せず、効率よく樹脂含浸を行えない。また、この速度比を超えても、組紐４の弛緩は変わらず、糸の乱れが生じるため、好ましくない。本発明は、送り出しローラーと引き取りローラーの速度比により、糸の乱れを生じさせずに、組紐４に図１にあるような緩みを生じさせることができるため、緩みロール等の設備を要しない。
【００１８】
樹脂を含浸していない組紐４にバインダー樹脂槽３を通過させて前記組紐４にバインダー樹脂を含浸させる方法としては、例えば、バインダー樹脂が溶融している溶融槽内に組紐を浸漬して所望により拭き取り用スクイズ等によって余剰分を搾り取ったり、バインダー樹脂槽内でスプレー等を用いて組紐にバインダー樹脂を塗布したり、又は押出し被覆機を用いて押出しコーティングしたりする方法が挙げられる。また、公知のアプリケーターを使用してもよい。組紐を浸漬してバインダー樹脂を含浸させる場合、前記バインダー樹脂槽には、樹脂含浸後の組紐の引き取り側に、組紐を挟むように２つのローラーを有するものが好ましい。バインダー樹脂の含浸量は、前記工程（１）で得られた組紐の重量に対して約１０〜６０重量％が好ましく、約１０〜３０重量％であることがより好ましい。前記した樹脂の溶融温度は、特に限定されず、上記したバインダー樹脂の種類に応じて、適宜選択でき、バインダー樹脂がエポキシ樹脂であれば、２０〜４０℃が好ましい。
【００１９】
本工程（１）に用いる組紐の組みピッチ（ｐ）としては、特に限定されないが、通常、公称直径（ｄ）の５倍以上２０倍以下であり、公称直径の７倍以上１５倍以下が好ましく、公称直径の９倍以上１３倍以下がより好ましい（図３参照）。組みピッチｐと公称直径ｄについて図３に示す。組みピッチｐが公称直径ｄの５倍未満であれば、得られる樹脂含浸組紐の強度が不十分であり、公称直径ｄの２０倍を超えると、得られる樹脂含浸組紐の強度は大きくなるが、表面が滑り、コンクリートとの付着力が小さくなり、コンクリートの中で動きやすく、ぬけやすくなるため、好ましくない。組みピッチｐが公称直径ｄの９倍以上１３倍以下の範囲内では、得られる樹脂含浸組紐は、よりいっそう付着力、強度等に優れる。前記公称直径はＪＩＳ  Ａ  １１９２：２００５に記載の方法に従って測定した値を意味する。
【００２０】
本発明の組紐に用いるヤーンの直径は、特に限定されないが、例えば、０．０１〜１５ｍｍ程度が好ましく、０．１〜１０ｍｍ程度がより好ましい。本発明に用いるヤーンの番手は、特に限定されないが、例えば、５００〜２００００デニールが好ましく、１０００〜１００００デニールがより好ましい。
【００２１】
本発明の組紐を構成するヤーン（以下、構成ヤーンともいう。）は、芳香族ポリアミドを９０重量％以上含むことが好ましく、芳香族ポリアミドを１００重量％含むことがより好ましい。芳香族ポリアミドはアラミドと別称される。アラミド繊維は、パラ系アラミド繊維又はメタ系アラミド繊維に大別でき、具体的には、パラ系アラミド繊維としては、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維（東レ・デュポン株式会社製のケブラー（登録商標）２９、４９、１４９等）又はコポリパラフェニレン−３，４’−ジフェニルエーテルテレフタルアミド繊維（帝人株式会社製のテクノーラ（登録商標））等が挙げられ、メタ系アラミド繊維としては、例えば、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維（デュポン社製のノーメックス（登録商標））等が挙げられる。本発明においては、パラ系アラミド繊維がより好ましく、中でも、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維（東レ・デュポン株式会社製のケブラー（登録商標）２９、４９、１４９等）が特に好ましい。かかる芳香族ポリアミド繊維は、公知又はそれに準ずる方法で製造でき、また、上記のような市販品を用いてもよい。
【００２２】
本発明において、構成ヤーンの構造は特に問わないが、フィラメントヤーンが好ましい。フィラメントヤーンとしては、例えば、複数本のフィラメントからなるマルチフィラメントヤーン、１本のフィラメントからなるモノフィラメントヤーン、前記モノフィラメントヤーン複数本が合糸されているモノマルチフィラメントヤーン等が挙げられる。なお、本発明に係る組紐においては、マルチフィラメントヤーン、モノフィラメントヤーン又はモノマルチフィラメントヤーンのうち一形態のフィラメントヤーンのみで構成されていてもよく、また複数形態のフィラメントヤーンが混在していてもよい。本発明で用いる構成ヤーンは、例えば、その断面が真円状のヤーンであってもよいし、偏平のヤーンであってもよい。また、本発明で用いる構成ヤーンは中空構造を有していてもよい。
【００２３】
本発明で用いる構成ヤーンは、発明の目的を損なわない範囲内で各種公知の添加物を有していてもよい。添加物としては、例えば、下記に詳述する顔料、安定剤、可塑剤もしくは滑剤等が挙げられ、これらは２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、添加物としては、磁性物質、導電性物質、高誘電率を有する物質等も挙げられる。前記物質として、具体的には、例えば、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、クレー、タルク、雲母、長石、ベントナイト、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、二酸化チタン、シリカ又は石膏等が挙げられる。これら物質は、例えばステアリン酸又はアクリル酸等で被覆されていてもよい。
【００２４】
本発明に用いるヤーンは、撚り数が０である無撚りヤーンでもよく、撚り数が１回／ｍ以上３０回／ｍ以下程度の実質的な無撚りヤーンであってもよく、撚りヤーンであってもよい。撚りは、組紐を製紐する前にかけることが好ましい。本発明において撚りがかけられたヤーンを用いる際には、リング撚糸機、ダブルツイスター又はイタリー式撚糸機等の公知の撚糸機を用いて逆向きの撚りをかけ、撚り数を５〜１５回／ｍ程度にしておくのが好ましい。
【００２５】
工程（１）に用いる組紐は、特に限定されず、ヤーン複数本を材料として、公知の手段（通常は組紐機（製紐機））を用いて、編むことにより得られる。例えば４本のヤーンを準備し、右側又は左側の糸を交互に真中に配置させて緩く組み上げていく。製紐に用いるヤーンの数は、４本に限らず、８本、１２本又は１６本の場合等、所望の本数を用いてかまわない。本発明に用いる組紐の形状は、特に限定されず、例えば、丸打組紐、角打組紐、平打組紐等の任意の形状を用いることができる。また、製紐糸の芯部に、金属線等からなる芯糸を埋設させてもよい。金属線としては、合金軟線、銅線、ステンレススチール線、タングステン線又はアモルファス線等が挙げられる。
【００２６】
本発明で用いるバインダー樹脂は、熱硬化性樹脂であれば本発明の効果を妨げない限り特に限定されないが、具体的には、例えばエポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂、尿素系樹脂、シリコーン系樹脂、マレイミド系樹脂、ベンゾオキサジン系樹脂、ビニルエステル系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、シアネート系樹脂、熱硬化性ポリイミド系樹脂、又はポリウレタン系樹脂等が挙げられ、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ビニルエステル系樹脂、またはベンゾオキサジン系樹脂が好ましく、中でも、耐熱性、弾性率および耐薬品性に優れたエポキシ系樹脂がより好ましい。本発明の製造方法では、組紐に対するバインダー樹脂の付着量は、特に限定されないが、組紐の重量に対して約５〜６０重量％が好ましく、約１０〜３０重量％であることがより好ましい。含浸量が少なすぎれば、強度が低下してしまい、含浸量が多すぎると、繊維の自由度が阻害され、その結果、強度が低下してしまう。前記した樹脂の溶融温度は、特に限定されず、前記したプラスチックの種類に応じて、適宜選択できる。
【００２７】
エポキシ系樹脂としては、特に限定されず、通常、分子内に１つ以上のエポキシ基を有する化合物であり、硬化物の耐熱性と機械特性のバランス面から、２官能以上のエポキシ基（１分子当たりエポキシ基を２個以上有する）を用いることが好ましい。本発明で用いられるエポキシ樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、フルオレン骨格を有するエポキシ樹脂、フェノール化合物とジシクロペンタジエンの共重合体を原料とするエポキシ樹脂、ジグリシジルレゾルシノール、テトラキス（グリシジルオキシフェニル）エタン、トリス（グリシジルオキシフェニル）メタン等のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂組成物、テトラグリシジルジアミノフェニルメタン、トリグリシジルアミノフェノール、トリグリシジルアミノクレゾール、テトラグリシジルキシレンジアミン等のグリシジルアミン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、イソシアネート変性エポキシ樹脂およびこれらの混合物でもよい。また、エポキシ樹脂としては、市販品を用いてもよい。ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の市販品としては、特に限定されないが、“ＥＰＯＮ”（登録商標）８２５、“ｊＥＲ”（登録商標）８２６、“ｊＥＲ”（登録商標）８２７、“ｊＥＲ”（登録商標）８２８（以上、三菱化学（株）製）、“エピクロン”（登録商標）８５０（大日本インキ化学工業（株）製）、“エポトート”（登録商標）ＹＤ−１２８（東都化成（株）製）、ＤＥＲ−３３１、ＤＥＲ−３３２（ダウケミカル社製）、“Ｂａｋｅｌｉｔｅ”（登録商標）ＥＰＲ１５４、“Ｂａｋｅｌｉｔｅ”（登録商標）ＥＰＲ１６２、“Ｂａｋｅｌｉｔｅ”（登録商標）ＥＰＲ１７２、“Ｂａｋｅｌｉｔｅ”（登録商標）ＥＰＲ１７３、または“Ｂａｋｅｌｉｔｅ”（登録商標）ＥＰＲ１７４（以上、Ｂａｋｅｌｉｔｅ  ＡＧ社製）等が挙げられる。ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂の市販品としては、特に限定されないが、“ｊＥＲ”（登録商標）８０６、“ｊＥＲ”（登録商標）８０７、“ｊＥＲ”（登録商標）１７５０（以上、三菱化学（株）製）、“エピクロン”（登録商標）８３０（大日本インキ化学工業（株）製）、“エポトート”（登録商標）ＹＤ−１７０、“エポトート”（登録商標）ＹＤ−１７５（東都化成（株）製）、“Ｂａｋｅｌｉｔｅ”（登録商標）ＥＰＲ１６９（Ｂａｋｅｌｉｔｅ  ＡＧ社製）、ＧＹ２８１、ＧＹ２８２、またはＧＹ２８５（以上、ハンツマン・アドバンスト・マテリアル社製）等が挙げられる。レゾルシノール型エポキシ樹脂の市販品としては、特に限定されないが、“デナコール”（登録商標）ＥＸ−２０１（ナガセケムテックス（株）製）等が挙げられる。フェノールノボラック型エポキシ樹脂の市販品としては、特に限定されないが、“ｊＥＲ”（登録商標）１５２、“ｊＥＲ”（登録商標）１５４（以上、三菱化学（株）製）、“エピクロン”（登録商標）７４０（大日本インキ化学工業（株）製）、またはＥＰＮ１７９、ＥＰＮ１８０（以上、ハンツマン・アドバンスト・マテリアル社製）等が挙げられる。グリシジルアミン型��ポキシ樹脂の具体例としては、特に限定されないが、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン類、アミノフェノールのグリシジル化合物類、グリシジルアニリン類、またはキシレンジアミンのグリシジル化合物等が挙げられる。
【００２８】
不飽和ポリエステル系樹脂は、重合性不飽和結合を有するポリカルボン酸またはその誘導体（エステルや酸無水物）を原料としたポリエステルであれば、特に限定されない。かかる不飽和ポリエステルは、例えば、重合性不飽和結合を有するポリカルボン酸またはその誘導体とポリオールに、場合により重合性不飽和結合をもたないポリカルボン酸またはその誘導体を加えて重合することにより得られる。重合性不飽和結合を有するポリカルボン酸としては、特に限定されないが、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、テトラヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸、ナジック酸およびヘット酸等の少なくとも１種を使用することができる。重合性不飽和結合を持たないポリカルボン酸としては、特に限定されないが、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、アジピン酸、セバシン酸等、または、その誘導体等が挙げられる。不飽和ポリエステル樹脂の原料のポリオールとしては、特に限定されないが、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，３−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ビスフェノールＡ、テトラブロモビスフェノールＡ、水素化ビスフェノールＡ、ジブロモネオペンチルグリコール、ビスフェノールＡプロピレンオキシド付加物、ペンタエリスリットジアリルエーテル等が挙げられる。また、不飽和ポリエステル樹脂としては、市販品を用いてもよい。市販品としては、特に限定されないが、例えば、“Ａｔｌａｃ”３８２Ｅ、“Ｄｉｏｎ”６６９４Ｇ、“Ａｔｌａｃ”７１１Ａ（ライヒホールドケミカルズ（株）製）を使用することができ、スチレン溶液の例としては“ユピカ”５５２４Ｐ（日本ユピカ（株）製）、“ポリライト”ＦＧ−１０４（大日本インキ化学工業（株）製）、“エスター”Ｒ２１１０（三井東圧化学（株）製）、“エポラック”Ｇ−１１０ＡＬ（日本触媒（株）製）、“ポリマール”Ｐ−５０３（武田薬品工業（株）製）、“リゴラック”１５５７（昭和高分子（株）製）、“ポリセット”６１２０（日立化成工業（株）製）等が挙げられる。
【００２９】
ビニルエステル系樹脂としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ基を複数有する化合物（エポキシ樹脂）に重合性不飽和結合を有するモノカルボン酸を付加して得られるエステル化合物等を使用することができる。ビニルエステル樹脂の原料のエポキシ樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、テトラブロモビスフェノールＡジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ノボラックのグリシジルエーテル、フタル酸ジグリシジルエステル、テトラグリシジル−ｍ−フェニレンジアミン等が挙げられる。ビニルエステル樹脂の原料の重合性不飽和結合を有するモノカルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。ビニルエステル樹脂の別の合成方法として、ポリフェノールあるいはアミン化合物にグリシジル（メタ）アクリレートを反応させる方法も知られている。例えば、ビスフェノールＡにグリシジルメタクリレートを反応させると、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルとメタクリル酸の反応物と同じ生成物が得られる。また、ビニルエステル系樹脂としては、市販品を用いてもよい。市販品としては、特に限定されないが、例えば、“エポキシエステル”３０００Ａ、“エポキシエステル”３０００Ｍ（共栄社化学（株）製）、スチレン溶液の“リポキシ”Ｒ−８０３（昭和高分子（株）製）、“ネオポール”８２５０（日本ユピカ（株）製）、“エスター”Ｈ６７００（三井東圧化学（株）製）、“ＤＥＲＡＫＡＮＥ”４１１−４５（ＤＯＷ ＰＬＡＳＴＩＣＳ製）等が挙げられる。
【００３０】
ベンゾオキサジン系樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ｏ−クレゾールアニリン型ベンゾオキサジン樹脂、ｍ−クレゾールアニリン型ベンゾオキサジン樹脂、ｐ−クレゾールアニリン型ベンゾオキサジン樹脂、フェノール−アニリン型ベンゾオキサジン樹脂、フェノール−メチルアミン型ベンゾオキサジン樹脂、フェノール−シクロヘキシルアミン型ベンゾオキサジン樹脂、フェノール−ｍ−トルイジン型ベンゾオキサジン樹脂、フェノール−３，５−ジメチルアニリン型ベンゾオキサジン樹脂、ビスフェノールＳ−アニリン型ベンゾオキサジン樹脂、フェノール−ジアミノジフェニルメタン型ベンゾオキサジン樹脂、トリフェニルメタン型ベンゾオキサジン樹脂、ベンゾフェノン型ベンゾオキサジン樹脂、またはフェノールフタレイン型ベンゾオキサジン樹脂等が挙げられる。
【００３１】
本発明で用いるバインダー樹脂には、本発明の目的に反しない限り、公知の添加物が含有されていてもよい。かかる添加物としては、例えば、顔料、可塑剤、充填剤、粘着付与剤樹脂、ヒンダードフェノール系に代表されるフェノール誘導体もしくは亜リン酸エステル等の酸化防止剤、置換ベンゾトリアゾール類等の紫外線吸収剤、ユーロピウム等で賦活されたストロンチウムアルミネーチ等の蓄光剤、発光剤又は加水分解防止剤等が挙げられる。
【００３２】
顔料は、無機顔料又は有機顔料のいずれでもよく、例えば、酸化チタン、カドミウム化合物、カーボンブラック、アゾ化合物、シアニン染料又は多環顔料等が挙げられる。
【００３３】
充填剤としては、例えば酸化亜鉛紛、酸化マグネシウム紛、金属紛、シリカ紛（コロイダルシリカ紛も含む）、炭酸カルシウム紛、酸化チタン紛、タルク紛、アルミナ紛又はカーボンブラック紛等が挙げられる。
【００３４】
可塑剤としては、例えば、液状ポリイソブテン、液状ポリブテン、液状（水添）ポリイソプレン、液状（水添）ポリブタジエン、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル、エポキシ可塑剤、リン酸エステル類、フタル酸エステル類、脂肪族２塩基酸エステル類又はグリコールエステル類等が代表例として挙げられる。
【００３５】
粘着付与剤樹脂は、通常分子量が数百〜数千までの無定形オリゴマーで、ベースポリマーとブレンドすることにより、流動性及びタックを付与し、接着力を向上させることができる。粘着付与剤樹脂としては、例えば、ロジン、エステル化ロジン、不均化ロジン、重合ロジンもしくは水添ロジン等のロジン系樹脂；芳香族変性テルペンもしくはフェノール変性テルペン等のテルペン系樹脂；又は脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂もしくはその共重合系石油樹脂、脂環族水添系石油樹脂等の石油系樹脂等が挙げられる。
【００３６】
工程（２）は、前記工程（１）でバインダー樹脂を含浸した組紐４に緊張を与える工程である。本工程では、工程（１）で得られた組紐４を引き取りながら、テンションローラー２を有する加熱炉５と６に供給し、組紐４に緊張（テンション）をかけて走行させ、緊張を与える。テンションローラー２は、特に限定されず、公知のものを使用することができる。組紐４にかけるテンションは、特に限定されないが、５０〜１０００ｋｇ程度が好ましい。テンションをかけた組紐４を引取機で引き取り、次工程に付す。
【００３７】
工程（３）は、組紐に含浸させたバインダー樹脂を硬化させる工程である。樹脂を硬化させる方法は、特に限定されず、加熱処理を行う等、樹脂の種類に応じて適宜選択すればよい。加熱処理を行う場合、加熱処理の方法は、特に限定されず、公知の方法を採用できる。また、加熱処理は、空気中もしくは水蒸気中等公知の条件下で行えばよく、また、常圧下で行っても、加圧下で行ってもよい。加熱温度は、樹脂の種類又は構成ヤーンの種類もしくは本数等により異なるので一概には言えないが、樹脂の溶融温度以上の温度で行うのが好ましい。具体的には、加熱処理の温度は、特に限定されないが、約５０〜３００℃が好ましく、約８０〜２００℃がより好ましい。しかし、構成ヤーンの融点又は分解点等に応じて、より高い温度で加熱処理を行うことも可能である。
【００３８】
所望により、付着性（接着性）を向上させるために、工程（２）もしくは（３）で組紐の表面に砂付け処理を行い、粒子を付着させてもよい。砂付け処理に用いる粒子をとしては、特に限定されないが、砂、シリカヒューム等の粒状物等が好ましく挙げられる。粒状物の粒径（直径）は、本発明の目的を損なわない限り限定されないが、０．０１〜１ｍｍ程度であることが好ましい。
【００３９】
さらに、必要に応じて、組紐を所望の曲げ形状の成形枠にセットしてもよい。曲げ形状としては、例えばコの字型、Ｌ字型、Ｕ字型、又は螺旋状、三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形等が挙げられる。しかし、これに限られるものではなく、場合に応じて、さまざまな形状に曲げたものを使用することが可能である。
【００４０】
工程（４）は、バインダー樹脂が硬化した組紐を切断する工程である。前記工程（３）で、バインダー樹脂を硬化させた後、カッター等で所望の長さに切断する。長さは用途によって異なるため、特に限定されない。本工程で得られる樹脂含浸組紐の組みピッチは、樹脂含浸前の工程（１）の組紐と、ほとんど変化せず、工程（１）の組紐の組みピッチと同程度であるのが、好ましい。
【００４１】
本発明においては、上記のようにして得られる本発明の樹脂含浸組紐にさらに樹脂を含浸させてもよい。本発明において前記含浸に用いる樹脂（以下、「外層樹脂」ともいう。）は、公知の樹脂を用いてよいが、本発明の樹脂含浸組紐に密着できるものが好ましい。特に、屋外での長期使用に耐え、こすれ、曲げ疲労性等の耐久特性に優れたものが前記外層樹脂としてより好ましい。下記に詳述する押出被覆により本発明の樹脂含浸組紐の外周に外層樹脂を含浸させる場合、外層樹脂としては、メルトインデックスが約０．１ｇ／１０分以上のものが好ましく、約０．１ｇ／１０分〜１０００ｇ／１０分程度のものがより好ましい。コアとなる本発明の樹脂含浸組紐の引張強度を損なわずに含浸させるためには、上記範囲のメルトインデックスを有する外層樹脂を用いることが好ましい。ここで、樹脂のメルトインデックスは、ＪＩＳ  Ｋ  ７２１０（１９７６）「熱可塑性プラスチックの流れ試験方法」に従った方法にて、メルトインデクサ（宝工業株式会社製の商品名「Ｌ−２０２」）で測定する。
【００４２】
上述のような特性を満たす外層樹脂としては、特に限定されないが、例えば、高密度ポリエチレン、ポリプロピレンもしくはエチレン酢酸ビニル共重合体等ポリオレフィン系樹脂もしくはその変性物、ナイロンもしくは共重合ナイロン等のポリアミド樹脂、アクリル系樹脂もしくはその共重合変性物、ポリウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂又はエポキシ樹脂等が挙げられる。
【００４３】
また、本発明に用いる外層樹脂として、耐熱性樹脂を用いてもよい。耐熱性樹脂としては、特に限定されないが、芳香族アミノエポキシ樹脂、例えばテトラグリシジルアミノジフェニルメタンからの樹脂、ジグリシジルアミノ基及び芳香族基置換グリシジルフェノールからの樹脂；ポリエーテルスルホン、ポリアリールエーテルスルホン等のエーテルスルホン系樹脂；１，３−フェニレンビスオキサゾールと芳香族ジアミン、例えばジアミノジフェニルメタンとから得られる架橋ポリアミノアミド、１，３−フェニレンビスオキサゾールと各種カルボン酸（脂肪族ジカルボン酸＋テレフタル酸、脂肪族ジカルボン酸＋ｐ−オキシ安息香酸＋サリチル酸等）とから得られる架橋ポリエステルアミド樹脂等がある。さらには、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド等のイミド系樹脂等も挙げることができる。
【００４４】
本発明に用いる外層樹脂として、金属粒子を含有する樹脂を用いてもよい。ここで用いられる金属粒子を構成する原料としては、例えば、鉄、銅、亜鉛、錫、ニッケル又はタングステン等が挙げられ、これらを単独で使用してもよいし、２以上の金属原料を混合してもしくは合金にして使用してもよい。中でも、タングステン粒子を用いるのが好ましい。タングステンは、比重が大きいために、糸に重さを与えやすく、従って、強度の低下を極力抑えて比重を高くする効果が少量の添加により現れるからである。これら金属粒子は粉末状か、粒状かを問わず本発明に適用することができる。その平均粒径は、特に限定されないが、約２０μｍ以下が好ましく、約１０μｍ以下がより好ましい。金属粒子の粒径が大きすぎると、混合後の全体的な均一性が乏しくなるおそれがある。更に、金属粒子の添加量は、特に限定されないが、樹脂１００重量部に対して約１〜９０重量部程度が好ましく、約５〜７０重量部程度がより好ましい。前記金属粒子を含有する樹脂は、例えば、単軸又は二軸混練機等を用いて金属粒子を溶融混練することにより、金属を含有する樹脂を作製し、かかる樹脂から広く実施されている溶融紡糸方法等を用いて製造することができる。
【００４５】
本発明において、本発明の樹脂含浸組紐の外周に外層樹脂を含浸させる方法としては、加圧押出し被覆等自体公知の方法を採用して行うことができる。中でも、パイプ式押出被覆による方法が好ましい。パイプ式押出被覆による方法は押出成型機から溶融した外層樹脂を押し出し、予熱されているコアとなる糸条に当該外層樹脂を加圧状況下に密着させるものであり、皮膜の密着性が格段に優れたものとなる。その他、例えばアプリケーター、ナイフコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター、フローコーター、ロッドコーター又は刷毛等公知の手段を用いて外層樹脂を塗布してもよいし、溶融状もしくは溶液状の外層樹脂を収納した桶の中にコアとなる糸条を浸漬し引き上げて余剰量をしぼり取るという方法を用いてもよい。
【００４６】
本発明の樹脂含浸組紐は、特に限定されないが、例えば、ケブラー（登録商標）の場合は、引張強度が、通常５００ｋＮ／ｍｍ２以上であり、より優れた強度を有する点から、１０００ｋＮ／ｍｍ２以上のものが好ましい。本発明の樹脂含浸組紐の引張強度はＪＩＳ  Ａ  １１９２：２００５に記載の方法に従って測定した値を意味し、引張試験機、例えば、万能試験機  オートグラフＡＧ−１００ｋＮＩ（商品名、島津製作所製）、ＡＧ−２５０ＫＮＩ（商品名、島津製作所製）等を用いて容易に測定できる。例えば、１０デニールのパラ系アラミド繊維からなる１００００デニールのストランドを用いて、上記した工程に従い、サンプルの樹脂含浸組紐を得る。得られた樹脂含浸組紐から、長さを一定にそろえたサンプルを例えば５個用意し、該サンプルを島津製作所製ＡＧ−２５０ＫＮＩ型引張試験機に取り付け、載荷速度が例えば毎分３００Ｎ／ｍｍ２で、引張破壊が起こるまで、ひずみと載荷荷重を等間隔で計測記録しながら、引張試験を行う。サンプルが破壊した瞬間に示す引張荷重を最大引張荷重とする。測定した５個のサンプルのそれぞれについて、測定した荷重とひずみから、荷重−ひずみ曲線を描く。本発明の樹脂含浸組紐の引張強度は、下記に示す式（１）により求められる。
【数１】
2016138338.tif 000002
（式中、ｆｕは引張強度（Ｎ／ｍｍ２）を表し、Ｆｕは最大引張荷重（Ｎ）を表し、Ａはサンプルの公称断面積（ｍｍ２）を表す。なお、公称断面積はＪＩＳ  Ａ  １１９２：２００５に記載の方法に従って測定した値を意味する。）
【００４７】
本発明の樹脂含浸組紐は、特に限定されないが、例えば、ケブラー（登録商標）の場合は、ヤング率が４５ＧＰａ以上１２０ＧＰａ以下のものが好ましく、６０ＧＰａ以上８０ＧＰａ以下のものがより好ましい。本発明の樹脂含浸組紐のヤング率はＪＩＳ  Ａ  １１９２：２００５に記載の方法に従って測定した値を意味し、引張試験機、例えば、万能試験機（島津製作所製の商品名「オートグラフＡＧ−１００ｋＮＩ」）を用いて容易に測定できる。
【００４８】
本発明の樹脂含浸組紐は、特に限定されないが、例えば、ケブラー（登録商標）の場合は、コンクリートとの付着応力度が２Ｎ／ｍｍ２以上１２Ｎ／ｍｍ２以下のものが好ましく、４Ｎ／ｍｍ２以上９Ｎ／ｍｍ２以下のものがより好ましい。本発明の樹脂含浸組紐のコンクリートとの付着応力度は、日本土木学会規定によるＪＳＣＥ−Ｅ５３９−１９９５の引抜き試験による連続繊維補強材とコンクリートとの付着強度試験方法（案）に従って測定される。
【００４９】
上記のようにして製造される樹脂含浸組紐は、組紐の構造を緩めることができるため、バインダー樹脂が組紐に含浸されにくいという問題がなく、軽量であり、コンクリートとの付着性、物性（強度、耐熱性等）において優れるという特長を有する。上記のようにして製造される樹脂含浸組紐は、鉄を使用していないため、防錆性にも優れる。上記のようにして製造される樹脂含浸組紐は、組紐の形態を採用することにより、樹脂を含浸させ、コの字型、Ｌ字型等に加工することができ、加工性にも優れる。撚り紐では、送り出しローラーの速度と引き取りローラーの速度との差を設定すると、撚り戻りが生じるため、加工できない。引き抜き成形品は、一方向に引き揃えた糸を固めたものであり、Ｌ字型、コの字型等に加工できない。また、上記のようにして製造される樹脂含浸組紐は、その特性から鉄筋代替として土木建築分野において特に有用である。さらに、上記のようにして製造される組紐は、毛羽、ループ等目立った欠点がない点で優れる。
【実施例】
【００５０】
以下に実施例を用いて本発明を説明するが、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲において様々な変更や修正が可能であり、本発明は下記実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。
【００５１】
［耐放射線材料−１の作製］
東レ・デュポン社製のケブラー４９（登録商標）で、繊度が６３００ｄｔｅｘのパラ系アラミド繊維を使用し、収束剤としてエポキシ樹脂１重量部をアセトン１０重量部に溶解させたものを使用し、この収束剤を上記アラミド繊維に塗布し繊維全体に馴染ませて乾燥させた後、図４に示すように、長さＬが５０mmになるように切断して耐放射線材料−１の試験片１３を得た。この試験片１３の幅Ｗは４mmである。
【００５２】
［耐放射線材料−２の作製］
撚り数８回／ｍとした東レ・デュポン社製のケブラー４９（登録商標）で、繊度が６３００ｄｔｅｘのパラ系アラミド繊維８本を編んでなる、組みピッチが公称直径の１０倍の３０ｍｍの組紐４を、送り出しローラー１の速度を６ｍ／分、引き取りローラー１２の速度を５ｍ／分として、ビスフェノールＡ型系エポキシ樹脂の「ｊＥＲ（登録商標）８２７」（商品名；三菱化学社製）を有する図２記載のバインダー樹脂槽３（３０℃）に浸漬し、樹脂を含浸させた。バインダー樹脂槽３を通過した組紐４を引き取りローラー１２で引き取り、樹脂を含浸させた組紐表面の余剰エポキシ樹脂を余剰樹脂拭い取り用スクイズで拭い取った後、該組紐に、５０ｋｇのテンションを与えた。硬化工程は、加熱炉５と６を５ｍ／分で通過させて行い、加熱炉５を１１０℃、加熱炉６を１６０℃とした。加熱炉６を通過した後、樹脂含浸組紐１１を引き取りローラー装置で引き取り、長さが１０００ｍｍになるように切断し、直線状の樹脂含浸組紐を得た。
【００５３】
上記のようにして得られる樹脂含浸組紐は円形であるため、測定器で掴もうとしても点接触となり、確実に掴むことができない。そこで、上記樹脂含浸組紐の製造に用いたものと同じエポキシ樹脂を用いて、図５に示すように、上記のようにして得た樹脂含浸組紐１４の両端部に同エポキシ樹脂からなるタブ１５と１６を有する耐放射線材料−２の試験片１７を得た。Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４はそれぞれ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、２０ｍｍ、５０ｍｍである。すなわち、平面視で、タブ１５と同じ正方形状の断面を有する型枠１と、タブ１６と同じ長方形状の断面を有する型枠２とを用いて、型枠１と型枠２との間隔がＬ２となるように配置して、型枠１と型枠２内に上記樹脂含浸組紐の製造に用いたものと同じエポキシ樹脂を流し込み、加熱して硬化させることにより耐放射線材料−２の試験片１７を得た。この試験片１７の直径は２．７ｍｍ、断面積は５．７ｍｍ２、単位重量は６．４ｇ／ｍである。
【００５４】
《動的引張粘弾性率（Ｎ／ｍｍ２）の測定》
エスアイアイ・テクノロジー社製のDynamic Mechanical Spectroscopy測定器（商品名「DMS6100」）を用いて、温度−１５０〜１７０℃の条件で、γ線の照射線量を下記表１または表２に示すように変化させて、各γ線の照射線量で試験本数を２として、動的引張粘弾性率（Ｎ／ｍｍ２）を測定した。
その結果、耐放射線材料−１については下表１の結果（２本の平均値）を得、耐放射線材料−２については下表２の結果（２本の平均値）を得た。
【００５５】
【表１】
2016138338.tif 000003
【００５６】
【表２】
2016138338.tif 000004
【００５７】
図６は、表１の数値の変化をわかりやすくするために、γ線照射線量を横軸として動的引張粘弾性率がどのように推移するかを図示したものである。図７は、表１の数値の変化をわかりやすくするために、温度を横軸として動的引張粘弾性率がどのように推移するかを図示したものである。図８は、表２の数値の変化をわかりやすくするために、γ線照射線量を横軸として動的引張粘弾性率がどのように推移するかを図示したものである。図９は、表２の数値の変化をわかりやすくするために、温度を横軸として動的引張粘弾性率がどのように推移するかを図示したものである。
【００５８】
図６と図８において、記号「○」は−１５０℃、記号「□」は２０℃、記号「△」は５０℃、記号「×」は１００℃、記号「◇」は１７０℃を示す。図７と図９において、記号「○」は０ＭＧｙ（メガグレイ）、記号「□」は１．７７３ＭＧｙ又は１．３５２ＭＧｙ、記号「△」は２．５８２ＭＧｙ又は２．９９３ＭＧｙ、記号「×」は５．７６４ＭＧｙ又は４．８３０ＭＧｙ、記号「◇」は７．６１０ＭＧｙ又は７．６４７ＭＧｙ、記号「＋」は１１．３０７ＭＧｙ又は９．８８８ＭＧｙを示す。
【００５９】
図６に示すように、−１５０℃、２０℃、５０℃、１００℃、１７０℃の各温度において、約１１ＭＧｙまでのγ線照射線量で動的引張粘弾性率はほとんど変化しないことが分かる。図７に示すように、γ線未照射、γ線照射線量の多寡に関わらず、温度が上昇すると、動的引張粘弾性率はわずかに低下する傾向にあることが分かる。図８に示すように、  −１５０℃、２０℃、５０℃の各温度において、約１０ＭＧｙまでのγ線照射線量で動的引張粘弾性率はあまり変化しないことが分かる。なお、１００℃、１７０℃の各温度において、γ線照射線量が増加すると動的引張粘弾性率は低下しているが、これは耐放射線材料−２の構成材料であるエポキシ樹脂の影響によるものであると思われる。図９に示すように、γ線未照射、γ線照射線量の多寡に関わらず、温度が上昇すると、動的引張粘弾性率はわずかに低下する傾向にあるのは図７と同様であるが、１００℃、１７０℃の各温度における低下量は図７より大きく、これは耐放射線材料−２の構成材料であるエポキシ樹脂の影響によるものであると思われる。
【００６０】
《核磁気共鳴（ＮＭＲ）試験：横緩和時間Ｔ２（ｍｓｅｃ）の測定》
ＢＲＵＫＥＲ社製の核磁気共鳴装置（商品名「the minisupec mq20」）を用いて、温度−１００〜２００℃の条件で、γ線の照射線量を下記表３または表４に示すように変化させて、各γ線の照射線量で試験本数を２として、水素（プロトン１Ｈ）を２００Ｈｚで共鳴させ、その挙動（原子核のスピン状態）を観測することにより横緩和時間Ｔ２(msec)を測定した。
その結果、耐放射線材料−１については下表３の結果（２本の平均値）を得、耐放射線材料−２については下表４の結果（２本の平均値）を得た。
【００６１】
【表３】
2016138338.tif 000005
【００６２】
【表４】
2016138338.tif 000006
【００６３】
図１０は、表３の数値の変化をわかりやすくするために、γ線照射線量を横軸として横緩和時間Ｔ２がどのように推移するかを図示したものである。図１１は、表３の数値の変化をわかりやすくするために、温度を横軸として横緩和時間Ｔ２がどのように推移するかを図示したものである。図１２は、表４の数値の変化をわかりやすくするために、γ線照射線量を横軸として横緩和時間Ｔ２がどのように推移するかを図示したものである。図１３は、表４の数値の変化をわかりやすくするために、温度を横軸として横緩和時間Ｔ２がどのように推移するかを図示したものである。
【００６４】
図１０と図１２において、記号「○」は−１００℃、記号「□」は−５０℃、記号「△」は０℃、記号「×」は２０℃、記号「◇」は５０℃、記号「＋」は７５℃、記号「●」は１００℃、記号「■」は１２５℃、記号「▲」は１５０℃、記号「◆」は１７５℃、記号「＊」は２００℃を示す。図１１と図１３において、記号「○」は０ＭＧｙ（メガグレイ）、記号「□」は１．７７３ＭＧｙ又は１．３５２ＭＧｙ、記号「△」は２．５８２ＭＧｙ又は２．９９３ＭＧｙ、記号「×」は５．７６４ＭＧｙ又は４．８３０ＭＧｙ、記号「◇」は７．６１０ＭＧｙ又は７．６４７ＭＧｙ、記号「＋」は１１．３０７ＭＧｙ又は９．８８８ＭＧｙを示す。
【００６５】
図１０に示すように、−１００〜２００℃までの各温度においては、約１１ＭＧｙまでのγ線照射線量で横緩和時間はほとんど変化しないことが分かる。図１１に示すように、γ線未照射、γ線照射線量の多寡に関わらず、温度が上昇すると、横緩和時間は増加する傾向にあることが分かる。図１２に示すように、温度が上昇すると、横緩和時間は増加する傾向にあるが、−１００〜１５０℃までの各温度においては、約１１ＭＧｙまでのγ線照射線量で横緩和時間はほとんど変化しないことが分かる。図１３に示すように、γ線未照射、γ線照射線量の多寡に関わらず、温度が上昇すると、横緩和時間は増加する傾向にあることが分かる。
【００６６】
《引張試験》
この試験片の形状は図５に示すものと同じであるが、直径が２．７ｍｍ、断面積が５．７ｍｍ２、単位重量が６．４ｇ／ｍの試験片Ａと、直径が９．３ｍｍ、断面積が６７．９ｍｍ２、単位重量が８４ｇ／ｍの試験片Ｂと、直径が１３．７ｍｍ、断面積が１４７ｍｍ２、単位重量が１７３ｇ／ｍの試験片Ｃの３種類を用意し、試験片ＡのＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４はそれぞれ、４０ｍｍ、１００ｍｍ、４０ｍｍ、１８０ｍｍとし、試験片ＢとＣのＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４はそれぞれ、２５０ｍｍ、６００ｍｍ、２５０ｍｍ、１１００ｍｍとした。
【００６７】
そして、（株）森試験機製作所製のアムスラー型万能試験機（最大容量５００ｋＮ：ＭＨ−５０油圧竪型）を用いて、ＪＩＳ  Ａ  １１９２に準拠した方法で、室温（２０℃）、湿度３９〜４１％の条件で、γ線の照射線量を下記表５、表６または表７に示すように変化させて、各γ線の照射線量で試験本数を２として、最大引張荷重（ｋＮ）を測定した。また、（株）東京測器研究所製のひずみ測定器（商品名「ＴＤＳ３０２」）を用いてひずみを測定し、ヤング係数も求めた。
その結果、試験片Ａについては下表５の結果（２本の平均値）を得、試験片Ｂについては下表６の結果（２本の平均値）を得、試験片Ｃについては下表７の結果（２本の平均値）を得た。
【００６８】
【表５】
2016138338.tif 000007
【００６９】
【表６】
2016138338.tif 000008
【００７０】
【表７】
2016138338.tif 000009
【００７１】
図１４は、表５の数値の変化をわかりやすくするために、γ線照射線量を横軸として最大引張荷重がどのように推移するかを図示したものである。図１５は、表６の数値の変化をわかりやすくするために、γ線照射線量を横軸として最大引張荷重がどのように推移するかを図示したものである。図１６は、表７の数値の変化をわかりやすくするために、γ線照射線量を横軸として最大引張荷重がどのように推移するかを図示したものである。
【００７２】
図１４と図１５と図１６において、記号「○」はＮｏ．１の測定値を示し、記号「△」はＮｏ．２の測定値を示す。
【００７３】
図１４に示すように、約１０ＭＧｙまでのγ線照射線量で最大引張荷重はほとんど変化しないことが分かる。図１５に示すように、約５．５ＭＧｙまでのγ線照射線量で最大引張荷重はほとんど変化しないことが分かる。図１６に示すように、約５．５ＭＧｙまでのγ線照射線量で最大引張荷重はほとんど変化しないことが分かる。
【００７４】
《極低温引張試験》
この試験片の形状は図５に示すものと同じであるが、直径が９．３ｍｍ、断面積が６７．９ｍｍ２、単位重量が８４ｇ／ｍの試験片Ｄと、直径が１３．７ｍｍ、断面積が１４７ｍｍ２、単位重量が１７３ｇ／ｍの試験片Ｅの２種類を用意し、この試験片ＤとＥのＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４はそれぞれ、２５０ｍｍ、４００ｍｍ、２５０ｍｍ、９００ｍｍとした。
【００７５】
そして、（株）森試験機製作所製のアムスラー型万能試験機（最大容量５００ｋＮ：ＭＨ−５０油圧竪型）を用いて、ＪＩＳ  Ａ  １１９２に準拠した方法で、試験片ＤとＥのＬ２部分を挿入可能な開口部を有する冷却容器（図示せず）に同Ｌ２部分を挿入し、上記冷却容器内に液体窒素を注入して容器内の温度が−１５０℃になるように液体窒素の注入量を制御した。上記冷却容器は、Ｌ２部分を挿入するための上下の開口部と、液体窒素を注入するための側面の開口部以外は閉じられた構造を備えている。冷却容器内の温度は容器内に埋め込んだ熱電対で測定した。
【００７６】
そして、γ線の照射線量を下記表８または表９に示すように変化させたものについて、各γ線の照射線量で試験本数を２として、最大引張荷重（ｋＮ）を測定した。また、（株）東京測器研究所製のひずみ測定器（商品名「ＴＤＳ３０２」）を用いてひずみを測定し、ヤング係数も求めた。
その結果、試験片Ｄについては下表８の結果（２本の平均値）を得、試験片Ｅについては下表９の結果（２本の平均値）を得た。
【００７７】
【表８】
2016138338.tif 000010
【００７８】
【表９】
2016138338.tif 000011
【００７９】
図１７は、表８の数値の変化をわかりやすくするために、γ線照射線量を横軸として最大引張荷重がどのように推移するかを図示したものである。図１８は、表６の数値の変化をわかりやすくするために、γ線照射線量を横軸として最大引張荷重がどのように推移するかを図示したものである。
【００８０】
図１７と図１８において、記号「○」はＮｏ．１の測定値を示し、記号「△」はＮｏ．２の測定値を示す。
【００８１】
図１７に示すように、極低温下、約５．５ＭＧｙまでのγ線照射線量で最大引張荷重はほとんど変化しないことが分かる。図１８に示すように、極低温下、約５．５ＭＧｙまでのγ線照射線量で最大引張荷重はほとんど変化しないことが分かる。
【００８２】
上記から明らかなように、本発明の耐放射線材料は、γ線照射下におかれても、動的引張粘弾性率や最大引張荷重は低下せず、優れた放射線耐性を備えていることが分かる。そして、本発明の耐放射線材料は、高温（１７０℃）や極低温環境下（−１５０℃）でも優れた放射線耐性を備えている。
【００８３】
《本発明の耐放射線材料の用途》
鉛板や鉛加工品などは放射線遮蔽体として多く用いられている。しかし、従来技術は、原子力発電プラントなどの放射線取扱い施設などの定期検査において、作業員を放射線から防護する際に、次のような欠点がある。
【００８４】
放射線取扱い施設では、放射線の線源となる配管および機器が広範囲に及んでおり、放射線遮蔽体の取り付け及び取り外し作業に要する労力が膨大になることが容易に推測できる。また、定期検査時に使用する遮蔽体の大部分は放射線取扱い施設の運転中は取り除かれる可能性が高い。遮蔽対象となる機器は、運転中は１５０℃を超える高温部に接する可能性が高く、遮蔽体の機械的特性が低下し、損壊に至ることが懸念されるからである。さらに、定期検査時に使用する遮蔽体は可能な限り遮蔽の対象となる機器等に直接取り付けることが好ましい。線源に近い方がより広範囲に低減効果が得られるからである。しかし、遮蔽の対象となる機器等に直接取り付ければ損傷の危険性も大きくなる。この点で、遮蔽体を防護することは有効である。そして、遮蔽体は所定の強度を備えている必要があるが、従来の遮蔽体の強度は十分とはいえない。
【００８５】
そこで、原子力発電プラントなどの放射線取扱い施設における放射線遮蔽体として鉛板もしくは鉛加工品又はこれらと同等の放射線遮蔽性能を有する部材を用いた放射線遮蔽体において、鉛板等の放射線遮蔽部材を、本発明の耐放射線材料で被覆することにより、放射線遮蔽部材の酸化や損傷を防止することができる。また、本発明の耐放射線材料は耐熱性に優れており、高強度であるから長期にわたる使用が可能である。さらに、本発明の耐放射線材料は取扱い作業性に優れている。図１９は、放射線遮蔽部材２０を本発明の耐放射線材料２１で被覆した放射線遮蔽体の一例を示す断面図である。
【００８６】
本発明の耐放射線材料は、α線、β線、中性子線、Ｘ線およびγ線の透過量を下げる元素を含む放射線遮蔽素材からなる放射線遮蔽服の心材又は補強材として用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明の耐放射線材料は、放射線取扱い施設の構造材料として特に有用である。
【符号の説明】
【００８８】
１        送り出しローラー
２        テンションローラー
３        バインダー樹脂槽
４        原料の組紐
５        加熱炉
６        加熱炉
７        樹脂含浸工程
８        砂付け工程
９        硬化工程
１０      切断工程
１１      樹脂含浸組紐
１２      引き取りローラー
ｐ        組みピッチ
ｄ        公称直径
１３      試験片
１４      樹脂含浸組紐
１５      タブ
１６      タブ
１７      試験片
２０      放射線遮蔽部材
２１      耐放射線材料
【図１】
2016138338.tif 000012
【図２】
2016138338.tif 000013
【図３】
2016138338.tif 000014
【図４】
2016138338.tif 000015
【図５】
2016138338.tif 000016
【図６】
2016138338.tif 000017
【図７】
2016138338.tif 000018
【図８】
2016138338.tif 000019
【図９】
2016138338.tif 000020
【図１０】
2016138338.tif 000021
【図１１】
2016138338.tif 000022
【図１２】
2016138338.tif 000023
【図１３】
2016138338.tif 000024
【図１４】
2016138338.tif 000025
【図１５】
2016138338.tif 000026
【図１６】
2016138338.tif 000027
【図１７】
2016138338.tif 000028
【図１８】
2016138338.tif 000029
【図１９】
2016138338.tif 000030