(57)【要約】【課題】塩素含有樹脂とタングステン金属粉末を含有する組成物からなる長尺のシート形状の放射線遮蔽シート及びその製造方法を提供する。【解決手段】塩素含有樹脂及びタングステン金属粉末を含有する樹脂組成物からなる放射線遮蔽用シートであって、タングステン金属粉末は、放射線遮蔽用シートの全量に対して８５〜９６．５重量％の割合で含まれ、幅２５ｃｍ以上、長さ１０ｍ以上、厚み１００〜１００００μｍである放射線遮蔽用シート。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩素含有樹脂及びタングステン金属粉末を含有する樹脂組成物からなる放射線遮蔽用シートであって、
タングステン金属粉末は、放射線遮蔽用シートの全量に対して８５〜９６．５重量％の割合で含まれ、
幅２５ｃｍ以上、長さ１０ｍ以上、厚み１００〜１００００μｍ
であることを特徴とする放射線遮蔽用シート。
【請求項２】
塩素含有樹脂は、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、クロロスルフォン化ポリエチレン樹脂、塩素化塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニル−ポリ塩化ビニリデン共重合樹脂、ポリ塩化ビニル−アクリロニトリル共重合樹脂、ポリ塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合樹脂、ポリ塩化ビニル−アクリル樹脂グラフト共重合樹脂、ポリ塩化ビニル−エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、ポリ塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、塩素化ポリエチレン−エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、塩素化ポリエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂からなる群より選択される少なくとも１の樹脂である請求項１記載の放射線遮蔽シート。
【請求項３】
塩素含有樹脂及びタングステン金属粉末を含有する組成物を塩素含有樹脂が塑性変形可能な状態で連続的に成形ロール上に供給する工程（１）、及び、
その後、ロールによる圧延加工を行う工程（２）を有することを特徴とする放射線遮蔽用シートの製造方法。
【請求項４】
塩素含有樹脂はポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、クロロスルフォン化ポリエチレン樹脂、塩素化塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニル−ポリ塩化ビニリデン共重合樹脂、ポリ塩化ビニル−アクリロニトリル共重合樹脂、ポリ塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合樹脂、ポリ塩化ビニル−アクリル樹脂グラフト共重合樹脂、ポリ塩化ビニル−エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、ポリ塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、塩素化ポリエチレン−エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、塩素化ポリエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂からなる群より選択される少なくとも１の樹脂である請求項３記載の放射線遮蔽シートの製造方法。
【請求項５】
塩素含有樹脂及びタングステン金属粉末を加圧型ニーダーによって混練する工程（工程A）を工程（１）の前に行うものである請求項３又は４記載の放射線遮蔽用シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線遮蔽シート及び放射線遮蔽シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
福島における原子力発電所の事故後の除染処理においては、除染処理によって集められた放射性の廃棄物を処理施設に移動したり、処理施設における処理工程において一時的に廃棄物を保管したりする際に、作業者等の廃棄物の近くにいる者が放射線の被曝を受けないようにすることが必須である。
【０００３】
このような目的においては、高比重の組成物によって放射線を遮蔽する方法が最も望ましいものである。具体的にはタングステン金属粉等の高比重の成分を多量に配合した樹脂組成物をシート状に成形して、これによって放射性物質に覆いをかけたり、カーテン、被服、床下シート、天井・壁シートとして使用したりすることよって放射線を遮蔽する方法が検討されている。
【０００４】
高比重の樹脂組成物が放射線を防御する性能を有することは、周知の事実ではあるが（特許文献１，２等）、従来は多量かつγ線等の透過性の高い放射性物質の除染が必要とされることがなかったため、大規模な実用化のための検討は充分になされていなかった。このような多量の放射性物質の除染が必要とされる現状において新たな解決すべき課題が生じている。例えば、このような放射線遮蔽シートは、長期間にわたって風雨・日光等に曝される条件で使用されることも考えられるため、耐候性が要求される。更に、このようなシートを加工して、被服品やカーテン等に使用することも望まれるため、ある程度の柔軟性や強度も求められる。更に、できるだけ薄いシートによって高い放射線遮蔽能を発揮することが望まれるため、高比重の樹脂を使用することが好ましい。
【０００５】
また、このような用途においては、きわめて多くの使用態様が考えられる。例えば、放射性物質を含有する廃棄物である土の上に覆うシート等であったり、放射性物質をトラックで輸送する際に、トラックが通過する場所に放射線の被爆が生じないように包み込むためのシートや、処理施設用の建材などがある。このため、種々の実施態様に対応できるように、多くの物性を兼ね備えたものであることが好ましい。更に、大型のシートとすることも望ましいことである。
【０００６】
これらの観点から、シート形状に成形した場合、比重が重いために遮蔽性に寄与し、樹脂物性としても優れた性能を有するポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂等の塩素含有樹脂を基材樹脂として上述したような放射線遮蔽用の高密度シートを得ることができれば、上述した多くの種類の用途において特に好適に使用することができると考えられる。塩素含有樹脂は、樹脂物性に優れるものであることから、多くの用途において使用できる点で好ましい。特に、長尺のシートに加工することができれば、トラック上に放射性物質を載置した場合の遮蔽等の大型放射線遮蔽シートとして使用もでき、切断して被服等の小型の放射線遮蔽シートとして使用することもできる。
【０００７】
しかしながら、樹脂成分とタングステン金属粉末とが化学的に親和性が高い成分ではないことに加え、密度の差も非常に高いため、これらを均一に混合して、金属粉末が樹脂中に均一分散した状態とすることは容易ではない。特に塩素含有樹脂は、その他の熱可塑性樹脂と相違する特異的な性質を有するため、加工における問題はより重要になる。この点について、以下詳述する。
【０００８】
例えばポリ塩化ビニル樹脂及びポリ塩化ビニリデン樹脂は、例えばポリスチレンやアクリル樹脂同様、結晶化度が低く非晶質に分類されている。よって通常の結晶性樹脂の様に多く存在する結晶点のような明確な拘束点は持たず、ガラス転移点・軟化温度・塑性変形可能温度が常温以上であるため、基本的に常温では変形し難い剛直な樹脂であるが、可塑剤を一定以上添加することで、常温レベルでも軟質化する。
常温で軟質なものは、拘束点をしっかり持たない限り圧力等の外部からの力（エネルギー）が加わったりすると容易に塑性変形しやすいと思われる。しかし、例えば軟質ポリ塩化ビニル樹脂は熱を加えある程度の剪断を与えなければ塑性賦形し難い。これは、ポリ塩化ビニル樹脂の分子同士の絡まりもあるが分子構造に塩素という炭素と比べ大きな原子を持っているので、その塩素原子と結合している炭素との間に＋と−の分極を生じ、他のポリマー鎖間での引き合う力の存在が大きく影響していると考えられる。
【０００９】
この力が大きく影響して、拘束点を持たなくても常温で軟質形状を保ち得ていると考えられる。
このように、ポリ塩化ビニル樹脂及びポリ塩化ビニリデン樹脂などの塩素含有樹脂は、分子間での＋と−の引き合う力があるため、熱エネルギーだけで簡単に動かすには分解点を超える可能性もあり、加工に際しては分子同士が引き合う力を崩し、擦り引き離すイメージで分子を動かし賦形する必要があると考えられる。よって、塩素含有樹脂の加工においては、加熱以外に剪断について考慮する必要がある。
【００１０】
更に、金属タングステン粉末を多量に含有するポリ塩化ビニル樹脂及び／又はポリ塩化ビニリデン樹脂組成物等の塩素含有樹脂組成物の成形においては、金属タングステン粉末を多量に含有することによる問題も存在する。すなわち、タングステン金属粉末が比較的放熱性を上げるものであることから、冷えやすく、加熱状態からシートを成形する時に、シート成形ロールに到達するまでに冷却されてしまい、塑性変形のための熱エネルギーが奪われる。このことも加工が困難となる原因であると考えられる。
【００１１】
上述したようなポリ塩化ビニル樹脂及びポリ塩化ビニリデン樹脂などの塩素含有樹脂の特性とタングステンの特性のため、ポリ塩化ビニル樹脂及びポリ塩化ビニリデン樹脂において一般に汎用される通常のカレンダー成形法によっては、成形ロールに到達する前に固まってしまい、成形ロールに挟まった時点で剪み砕かれる様にバラバラな状態になり、まとまらず、シート形状とすることができない。特に、連続的に安定してシート形状とすることで、長尺のシートを得ることは不可能である。
【００１２】
上述した特許文献１，２においては、一般的な記載としては、タングステン粉末とポリ塩化ビニル樹脂とを混合した樹脂組成物について開示している。しかし、これを具体的に製造する方法は記載も示唆もしていない。上述したような加工における種々の問題を考慮すれば、これらの文献において一般的に記載された成形方法を、ポリ塩化ビニル樹脂とタングステン金属粉末とを含有する組成物に適用しても、上述したような問題は解決できず、各引用文献に記載されたようなシート状の成形物をポリ塩化ビニル樹脂を使用して得ることはできない。
【００１３】
また、特許文献３、４においては、ゴム状物質の成形装置についての検討が行われている。しかし、これらの文献においては、ポリ塩化ビニル樹脂の成形に関する具体的な記載が存在しない。また、ゴムの成形について主として記載しているものであることから、混練に際して冷却しながら行うことが記載されているのみである。
【００１４】
さらに、特許文献５においては、塗料型の放射線遮蔽材を流し込みによって成型してシート状の放射線遮蔽材硬化物を作成することが記載されている。しかし、このような方法では、長尺のシートを得ることはできない。更に、このような方法によって形成されたシートは、柔軟性に欠け割れやすいものであることから、巻き取ることができず、仮に型を巨大なものとして長尺なものを得たとしても、これを長尺のままで運搬することは現実的ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０１５−２２４９６７
【特許文献２】特開２００６−７７１９７
【特許文献３】特開２００９−１２４６３
【特許文献４】特開２０００−３１７２９１
【特許文献５】特開２０１４−２０６５２９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上記に鑑み、塩素含有樹脂とタングステン金属粉末を含有する組成物からなり、長尺で巻き取ることができるシート形状の放射線遮蔽シート及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、塩素含有樹脂及びタングステン金属粉末を含有する樹脂組成物からなる放射線遮蔽用シートであって、
タングステン金属粉末は、放射線遮蔽用シートの全量に対して８５〜９６．５重量％の割合で含まれ、幅２５ｃｍ以上、長さ１０ｍ以上、厚み１００〜１００００μｍであることを特徴とする放射線遮蔽用シートである。
【００１８】
上記塩素含有樹脂は、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、クロロスルフォン化ポリエチレン樹脂、塩素化塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニル−ポリ塩化ビニリデン共重合樹脂、ポリ塩化ビニル−アクリロニトリル共重合樹脂、ポリ塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合樹脂、ポリ塩化ビニル−アクリル樹脂グラフト共重合樹脂、ポリ塩化ビニル−エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、ポリ塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、塩素化ポリエチレン−エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、塩素化ポリエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂からなる群より選択される少なくとも１の樹脂であることが好ましい。
【００１９】
本発明は、塩素含有樹脂が塑性変形可能な状態で連続的に成形ロール上に供給する工程（１）、及び、その後、ロールによる圧延加工を行う工程（２）を有することを特徴とする放射線遮蔽用シートの製造方法でもある。
【００２０】
本発明の放射線遮蔽用シートの製造方法において、塩素含有樹脂はポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、クロロスルフォン化ポリエチレン樹脂、塩素化塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニル−ポリ塩化ビニリデン共重合樹脂、ポリ塩化ビニル−アクリロニトリル共重合樹脂、ポリ塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合樹脂、ポリ塩化ビニル−アクリル樹脂グラフト共重合樹脂、ポリ塩化ビニル−エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、ポリ塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、塩素化ポリエチレン−エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、塩素化ポリエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂からなる群より選択される少なくとも１の樹脂であることが好ましい。
【００２１】
上記放射線遮蔽用シートの製造方法は、塩素含有樹脂及びタングステン金属粉末を加圧型ニーダーによって混練する工程（工程A）を工程（１）の前に行うものであってもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の放射線遮蔽シートは、耐候性・耐紫外線性等の性質や、強度等においても優れた物性を有し、長尺のシート形状を有するものであるため、多くの用途に適用できる。より具体的には、遮蔽性測定体内容が比重約７．８８で厚み５００μｍ換算で、線源がセシウム１３７線源  公称値  １０ＭＢｑ  より具体的には応用光研工業製Ｓ−３０７３、１インチφＮａＩシンチレーション検出器による厳しい計測状況で３％以上の遮蔽率という高い放射線遮蔽を行うことができるものである。もちろん比重を増やせば性能を上げることも可能である。
更に、本発明の放射線遮蔽シートの製造方法は、公知の塩素含有樹脂の成形方法においては製造が困難であった上記放射線遮蔽シートを、容易にかつ長尺のシート形状として製造することができるものである。更に本発明の放射線遮蔽シートは、柔軟性に優れるものであることから、容易にロール状に巻き取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の製造方法において使用することができる装置の一例を示す模式図である。
【図２】混練装置のローターの一例を示す模式図である。
【図３】混練装置のローターの一例を示す模式図である。
【図４】従来の一般的なカレンダー加工の工程を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の放射線遮蔽シートは、上述したような課題を解決し、塩素含有樹脂及び金属タングステン粉末を含有し、特定のシート状の形状を有するものである。
これによって、上述した目的を好適に達成することができ、種々の形態を有する用途に使用することができる塩素含有樹脂を主体とする放射線遮蔽シートに関するものである。
更に、一般的な塩素含有樹脂の成形方法によっては、良好な加工ができなかった塩素含有樹脂を主体とする放射線遮蔽シートの良好な製造方法に関するものでもある。
【００２５】
本発明の放射線遮蔽シートは、塩素含有樹脂及びタングステン金属粉末を含有する樹脂組成物からなる放射線遮蔽用シートであって、タングステン金属粉末は、８５〜９６．５重量％の割合で含まれるものである。すなわち、タングステン金属粉末を上述した高い割合で配合するものであることによって、高い放射線遮蔽能を発揮するものである。更に、長尺のシート形状であることから、大型のサイズの遮蔽用シートとして使用することができる。
【００２６】
本発明で使用する塩素含有樹脂としては塩素を含む樹脂であれば特に限定されるものではないが、樹脂の重量に対して、２０重量％以上の塩素が含まれるような樹脂であることが好ましい。高濃度で塩素が含まれる樹脂は、塩素が多く含まれることで高密度化し、樹脂による放射線遮蔽能の向上が見られること、屋外で使用した場合の耐候性に優れること等の点で好ましいものである。
その反面、上述したような高濃度で塩素が含まれる樹脂は、通常の熱可塑性樹脂のような溶融押出成形によって成型することはできず、これまでこのような樹脂において多量にタングステン金属粉末を含有するものを大型の遮蔽用シートとすることはできなかった。本発明者は、このような成型方法を見出し、タングステン金属粉末を多量に含有し、高濃度で塩素が含まれる樹脂についてのシート状物の製造方法を見出し、これが優れた効果を有することを見出し、これによって発明を完成させた。
【００２７】
本発明で使用する塩素含有樹脂として具体的には、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、クロロスルフォン化ポリエチレン樹脂、塩素化塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニル−ポリ塩化ビニリデン共重合樹脂、ポリ塩化ビニル−アクリロニトリル共重合樹脂、ポリ塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合樹脂、ポリ塩化ビニル−アクリル樹脂グラフト共重合樹脂、ポリ塩化ビニル−エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、ポリ塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、塩素化ポリエチレン−エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、塩素化ポリエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂等が挙げられる。
【００２８】
本発明の塩素含有樹脂としては、上記のような樹脂を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００２９】
本発明で使用するポリ塩化ビニル樹脂としては、特に限定されるものではなく、一般的に市販されているものを使用することができる。重合度としては、例えば、１０００以上のものを使用することが好ましく、２０００以上のものを使用することが更に好ましい。
【００３０】
本発明においては、上述した塩素含有樹脂に加えて可塑剤を併用することが好ましい。特に、塩素含有樹脂としてポリ塩化ビニル樹脂及び／又はポリ塩化ビニリデン樹脂を使用する場合は、加工性を得るために、可塑剤を使用することが好ましい。塩素含有樹脂として塩素化ポリエチレンを使用する場合には、可塑剤は必須ではないが、可塑剤を含有するものであってもよい。
【００３１】
可塑剤は、特に限定されるものではなく、フタル酸系、アジピン酸系、リン酸系、トリメリット酸系、安息香酸系、クエン酸系、エポキシ系、セバシン酸系、アゼライン酸系、ポリエチレンとアクリル酸エステルとケトン基を介して結合してなる繰り返し単位を有する共重合体、アクリル系ポリマー及びオリゴマー、エチレン-酢酸ビニル共重合樹脂等の任意のものを使用することができる。可塑剤の配合量は特に限定されるものではなく、求められる柔らかさによるが、例えば、１０〜２００重量％であることが好ましい。上記下限は２０重量％であることがより好ましく、３０重量％であることが更に好ましい。上記上限は７０重量％であることがより好ましく、５０重量％であることが更に好ましい。
可塑剤の配合割合は、塩素含有樹脂１００重量部に対して２０〜２００重量部であると好ましい。この配合割合が１０重量部以上であると、１０重量部未満の場合と比較して、放射線遮蔽用シートの硬さが増大する傾向にあり、２００重量部以下であると、２００重量部を超える場合と比較して、放射線遮蔽用シートの密度の上昇に伴い、放射線遮蔽能が向上する傾向にある。
【００３２】
また、上述した可塑剤のうち、ポリエチレンとアクリル酸エステルとケトン基を介して結合してなる繰り返し単位を有する共重合体を使用すると、得られたシートの強度を高めることができる点で特に好ましい。
【００３３】
本発明において使用される樹脂は、上述したものであるが、なかでもポリ塩化ビニル樹脂及び／又はポリ塩化ビニリデン樹脂を上記可塑剤と併用して使用する組成物、又は、塩素化ポリエチレンを使用することが特に好ましい。これらは、強度、化学的安定性等の観点から優れた性能を有する点で好ましいものである。
【００３４】
本発明で使用するタングステン金属粉末は特に限定されず、平均粒子径が０．６〜１５０μｍであることが好ましく、上記下限は１μｍであることがより好ましく、上記上限は１６μｍであることがより好ましい。このようなものとしては、例えば、日本新金属（株）、（株）アライドマテリアル等の市販のものを使用することができる。もちろん輸入物でも構わない。
【００３５】
上記タングステン金属粉末は、粒子径が相違するものを２種併用して使用するものであってもよい。すなわち、粒子径が相違する粒子を併用すると、充填率が高くなることから、高い割合でタングステン金属粉末を添加することができ、これによって高度の遮蔽性を得ることができる点で好ましいものである。
【００３６】
上記タングステン金属粉末は、放射線遮蔽用シートの全量に対して８５〜９６．５重量％の割合で含まれるものである。上記下限は、９０重量％であることがより好ましく、９１重量％であることが更に好ましい。上記上限は、９４重量％であることがより好ましい。
８５重量％未満であると、充分に高密度化を図ることができないため、高度の遮蔽性が得られない点で好ましくない。更に、９６．５重量％以上のものは、シート成形が極めて困難となる点で好ましくない。
【００３７】
上記タングステン金属粉末は、必要に応じて表面処理を施したものを使用することもできる。表面処理としては特に限定されず、シランカップリング剤等のカップリング剤処理、界面活性剤による処理等を挙げることができる。
【００３８】
本発明の放射線遮蔽用シートは、必要に応じて塩素含有樹脂、可塑剤並びにタングステン金属粉末以外の成分を添加するものであってもよい。添加できる成分としては、特に限定されず、その他の高比重フィラー（例えば、硫酸バリウム，ビスマス金属粉体，酸化ビスマス、セリウム、ランタノイド族等）、紫外線吸収剤、ゲル化剤、酸化防止剤、改質剤（加工助剤）、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、難燃助剤、顔料、滑剤、ブロッキング防止剤等を挙げることができる。
【００３９】
上述のその他の成分は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４０】
本発明の放射線遮蔽用シートは、幅２５ｃｍ以上、長さ１０ｍ以上、厚み１００〜１００００μｍである。すなわち、このような長尺のシート形状を有するものであることが重要である。これによって、例えば、多量の放射性物質を移送する際に、ここから発生する放射線を遮蔽する目的で使用されるカバー、放射性物質の保管時に使用されるカバー等、広い面積を有することが求められる用途において特に好適に使用することができる。更に切断することで、被服等の形態で使用することも容易である。上記幅は、３０ｃｍ以上であることがより好ましく、１００ｃｍ以上であることが更に好ましい。上記長さは、１５ｍ以上であることがより好ましい。厚みの下限は、３００μｍであることがより好ましい。厚みの上限は、３０００μｍであることが更に好ましい。
【００４１】
本発明の放射線遮蔽用シートは、比重約７．８８で厚み０．５ｍｍあたり３％以上の遮蔽率を有するものであることが好ましい。もちろん比重を増やせば性能を上げることも可能である。すなわち、このような遮蔽率を有するものとすることで、薄物で、使い勝手、柔軟性を充分考慮し、放射線遮蔽用シートとしての機能を発揮することができるとも考えられる。本発明の放射線遮蔽用シートは、５００μｍ以下という比較的薄手でこのような遮蔽率を満たすものとすることができる点でも好ましいものである。
【００４２】
本発明の放射線遮蔽用シートは、上述した層のみからなる単層のものであってもよいし、その他の層と積層したものであってもよい。その他の層は、ラミネートによって積層したものであってもよいし、コーティングによって形成されたものであってもよい。もちろん当該放射線遮蔽用シート同士を、粘・接着剤あるいは熱融着で（遮蔽率を上げるために）積層しても良い。
【００４３】
本発明の放射線遮蔽用シートは、その製造方法を特に限定されるものではない。しかし、上述したように、カレンダー加工等のポリ塩化ビニル樹脂及び／又はポリ塩化ビニリデン樹脂の一般的な加工方法によっては、得ることが困難である。本発明者は、この点についての検討を行い、以下のような方法を利用することによって、本発明の放射線遮蔽用シートを完成するに至ったものである。
【００４４】
多量にタングステン金属粉末を含有する塩素含有樹脂組成物を成形しようとすると、可塑化した後に、冷えやすく、砕けやすくなる。そして、砕けた後は可塑化していてもまとまりにくく、剪断をかけなければシート状に成形することができない。これは、塩素含有樹脂自体の性質に加え、フィラーの量が多量であることが成形性に影響を与えると考えられる。更に、タングステン金属粉末が放熱性を高くするものであることから冷えやすく、加熱状態からロールに到達するまでに冷却されてしまいやすいことも原因であると推測される。
【００４５】
このような観点から発明者は成形方法の検討を行い、以下で詳述する本発明の放射線遮蔽用シートの製造方法によって、上述した問題が解決できることを見出した。
【００４６】
ポリ塩化ビニル樹脂及びポリ塩化ビニリデン樹脂などの塩素含有樹脂は、前述の通り＋と−で引き合っているのでニートポリマーはその力で団子状の塊になっている。このような状態のものをシート形状に加工するには、それを解し、他の団子の塊と絡まり合わせ（ゲル化）成形可能な大きさのポリマー群にコンパウンドしなければならない。その＋と−で引き合う力を弱め一つ一つの団子を解し易くするものとして可塑剤があり、解された一つのポリマーユニットを他の（隣接）ポリマーユニットと絡ませるのがゲル化剤である。
ただそれらの可塑剤やゲル化剤を塩素含有樹脂へ添加して熱をかけるだけでは、「ペースト用」等でない限り塩素含有樹脂は、容易にゲル化しないため、前述の様に剪断というポリマーを擦り動かすような力が必要となる。特に重合度の高い塩素含有樹脂と分子量の高い可塑剤を使用した場合は、このような問題がより顕著なものとなる。また、ゲル化しコンパウッド化された後でも塑性賦形するには同じ要素が必要と思われる。
【００４７】
以上のような観点に基づいて検討を行い、本発明者は種々の検討を行った結果、
（１）塩素含有樹脂組成物が可塑化した状態（すなわち、冷えずに塑性変形可能な状態）で圧延ロール上に供給され、その後、圧延する。
（２）成形ロール上に連続的に塩素含有樹脂組成物を供給する。
という２点の特徴を有するような成形方法を使用することで、上述した問題が解決されることを見出した。
【００４８】
すなわち、塩素含有樹脂組成物が塑性変形を受けることができる状態で、成形ロール上に供給されるということは、圧延ロールに到達する前に樹脂が冷却してしまうことによる問題を生じない。これは、連続的に圧延ロール上に供されることから、冷える機会を極力減らし、その後すぐにロールによる加圧を受けるため、剪断の効果を効率よく受け樹脂同士がまとまりやすく、容易かつ安定的にシート形状を得ることができると考えられる。
【００４９】
ここで、樹脂組成物が可塑化した状態であるとは、樹脂組成物が流動可能となる温度以上に加熱され、剪断を受けて塑性賦形可能な状態であることを意味する。
具体的には、圧延ロール上に供給される時点での樹脂組成物の温度が１２０〜１８０℃であることが好ましい。このような条件で樹脂をロール上に供給することで、塩素含有樹脂が流動可能状態に保持され、圧延ロールでの充分な剪断を受けることによりまとまりシート状に良好に成形することができる。樹脂組成物の温度を１２０〜１８０℃とするには、樹脂に剪断がかかることによって生じる熱を利用するものであってもよいし、装置に加熱機構を設け、樹脂の加熱を行うものであってもよい。当該加熱は、圧延ロール直前部に樹脂貯留部を設け、当該上記樹脂貯留部において加熱を行う方法や、連続的に樹脂を送り出すためのスクリュー部において加熱を行う方法等を挙げることができる。
【００５０】
本発明の製造方法において、当該コンパウンドは性能保持のためにタングステン等の配合比精度を高く保つために加圧ニーダー等「バッチ式」の混練方法が好適である。それらのバッチ式で混練コンパウンドしたものを連続的に圧延ロールに対する原料供給が一定の割合で行われるように原料供給をコントロールするものである。
【００５１】
更に、ここでの原料供給は充分な量が圧延ロールに順次供給されるようにすることが必要である。より具体的には、製造シートの狙い幅の１割増し以上、供給時の厚みが圧延ロールのロール間の幅の倍以上となるような一定の割合の状態で樹脂組成物が連続的に圧延ロールに供給されていくことが好ましい。
このようにすることで、圧延ロールで充分な剪断がかかり、組成物中に存在している隙間が押しつぶされ樹脂組成物同士が合体し、上述したような樹脂がまとまらないという問題を生じることがなく、シート化することができる。
【００５２】
このように連続的な圧延ロール上への原料供給を行う方法としては、特に限定されるものではないが、圧延ロール手前に樹脂貯留部を有して、当該樹脂貯留部から直接圧延ロール上に樹脂が供給されるような加工装置を使用する方法が挙げられる。更に、当該装置において当該樹脂貯留部に樹脂組成物を供給する際に、スクリュー等によって樹脂を一定割合で供給する手段を有することが好ましい。
【００５３】
このような装置の模式図の一例を図1に示した。図１の圧延ロール１の手前には樹脂貯留部２が設けられ、ここに滞留した樹脂が順次圧延ロール１に供給されることで、連続的に樹脂が供給される。そして、樹脂貯留部２への樹脂組成物の供給は、スクリュー３によって連続的に行われるものであることから、これによって樹脂組成物は連続的に圧延ロール１上へと供給される。すなわち、樹脂貯留部への樹脂組成物の供給が一定の割合で連続的に行われることで、樹脂貯留部２から圧延ロール１への樹脂の供給も一定の割合で連続的に行われることとなる。
【００５４】
更に、圧延ロールに対する樹脂組成物の供給は、製造シートの狙い幅の１割増し以上、供給時の厚みが圧延ロールのロール間の幅の倍以上となるような状態で供給されることが好ましい。すなわち、圧延ロールに供給される樹脂組成物の状態は、隙間が多く存在する状態のものであり、流動可能状態でまとまっていないが、この供給方法によって、ロールによる充分な圧縮及び剪断をかけることができ、樹脂同志が互いに一体化することとなり、これによってシート化が行われる。
【００５５】
また、当該装置は、特許文献３，４に記載されたような、シート成形装置であってもよい。なお、特許文献３，４においては、前記材料貯留部に貯留されている材料を上方から予め設定した一定圧力をかけて押圧するための材料押圧機構を設けたものとして記載されているが、本発明の放射線遮蔽用シートの製造方法においては、このような押圧機構は必須ではなく、押圧機構を有さない装置によっても成形することができるし、押圧機構を有する装置によっても成形できる。
【００５６】
上述した製造シートの狙い幅の１割増し以上、供給時の厚みが圧延ロールのロール間の幅の倍以上となるような一定の割合の状態で樹脂組成物が連続的に圧延ロールに供給できるような成形を行うためには、このような装置において、ロール直前の材料貯留部のサイズが当該要件を満たすようなサイズとなるような装置とすることが望ましい。このような材料貯留部を有する装置を使用すると、このような材料貯留部中にスクリューによって樹脂が連続的に供給されることによって、この条件を満たす成形を行うことができる。
【００５７】
このような特許文献３，４の装置は、ゴム材料をシート状に成形することを目的とする装置であるが、本発明においては、これをポリ塩化ビニル樹脂及び／又はポリ塩化ビニリデン樹脂などの塩素含有樹脂組成物の成形に使用するものである。よって、特許文献３，４においては、冷却を行いつつ処理を行う旨が記載されているが、本発明においては冷却を行わずに、樹脂を流動可能な温度で処理を行うことが好ましい。更に、樹脂の加熱を行うものであってもよい。
【００５８】
更に、本発明の放射線遮蔽用シートの製造方法においては、上述した成形を行う前に、加圧型ニーダーによって、塩素含有樹脂、必要に応じて使用する可塑剤、必要に応じて使用するその他の添加剤及びタングステン金属粉末を混練し、その後、上述した成形装置に供することが好ましい。
すなわち、加圧型ニーダーによって、充分に各成分を混合し、その後、上述したような成形を行うことによって、配合比精度を高く保つことができ、良好な成形を行うことができる。
【００５９】
更に、本発明に特有の要素としては、塩素含有樹脂にタングステンという異物が大量に入り、塩素含有樹脂をゲル化させる時に塩素含有樹脂ポリマー同士が出会う機会をタングステンが邪魔すると思われるので、コンパウンド作業時は、塩素含有樹脂ポリマー同士が出会う機会を増やし互いに擦れ合う機会を増やせる様な方法によって加工を行う必要がある、と発明者は考えた。
【００６０】
このような混練においては、例えば、特開２０１２−１２０２２１に記載されたような混練装置を使用することが好ましい。特開２０１２−１２０２２１に記載されたような混練装置は、ローター径がチャンバー内面半径に対して大きいという特徴を有するものである。このため、樹脂に対して充分な剪断がかかることにより、ゲル化にかかわるタングステン粉による障害を減らす。このため、塩素含有樹脂とタングステン金属粉体との混合が好適に行われる点で好ましいものである。
【００６１】
上述したように、塩素含有樹脂をうまくゲル化させ、タングステン金属粉末と均一に混合するには、塩素含有樹脂に、流動可能な状態で充分な剪断をかける必要がある。
【００６２】
すなわち、混練材料を収納するチャンバーと、当該チャンバー内に取付けられた一対のローターを備えた密閉式混練機において、チャンバー内面半径に対しローター軸半径の比を０．６５以上としたことを特徴とする密閉式混練機によって混練を行うことが好ましい。これは、ローターを温めることにより塩素含有ポリマーに熱が加わり易く可塑化及びゲル化の促進にも繋がると思われる。  
このような加圧型ニーダーとしては、例えば、日本スピンドル製造株式会社製のモリヤマ  ワンダーニーダー  シリーズ等を使用することができる。
【００６３】
上記混練工程においては、樹脂温度が１２０〜１８０℃となる条件で行うことが好ましい。上記範囲内で行うことで、樹脂が可塑化した状態で高い剪断をかけながら混練を行うことができ、塩素含有樹脂をゲル化させやすく、タングステン金属粉末と均一に混合することができる点で好ましい。
【００６４】
上述したように、本発明の放射線遮蔽用シートの製造にあたっては、塩素含有樹脂及びタングステン金属粉末を均一に混合することが重要となり、塩素含有樹脂及び必要に応じて使用する可塑剤を、タングステン粉による障害を減らし上手くゲル化させる必要がある。そのためには、充分な剪断をかける必要がある。また、塩素含有樹脂の加工に際しては、塩素含有樹脂をゲル化しやすくするためには、加熱溶融させることで、流動性を高め、効率よくタングステン金属粉と混合する必要がある。
【００６５】
すなわち、このように、ローター径がチャンバー内面半径に対して大きいものであると、塩素含有樹脂ポリマーに対する剪断がかかりやすいため、上述した問題を改善する上でも好ましいものである。すなわち、ブレードの先端部による剪断を受ける高剪断領域６に加えて、バンク部が狭いことから樹脂は薄肉の状態で回転する（図３中の薄肉で回転する円筒状バンク４）。このような作用によって、樹脂とタングステン粉末の混合が促進される。更に、加熱することで樹脂の流動性を高める場合、熱が全体に効率よくいきわたることで、効率よく流動可能な状態に加熱できる点でも好ましい。
【００６６】
図４に示したような、従来の一般的な形状の混練装置を使用しても、混練を行うことができる。但しこの場合は、塩素含有樹脂ポリマーに対して充分な剪断がかからないおそれがあり、かつ、加熱効率も不充分となる場合がある。このため、図４に示した装置を使用して充分な混練を行うには、長時間の加熱が必要となるおそれがある点で製造効率が悪くなり、塩素含有樹脂ポリマーの分解を招く恐れもある。以上の観点から、図３に示したような混練装置を使用することがより好ましい。
【００６７】
本発明においては、上述したような加圧型ニーダーによって、塩素含有樹脂、必要に応じて使用する可塑剤、必要に応じて使用するその他の添加剤及びタングステン金属粉末を混練する装置と、上記工程（１）（２）を行うための装置とを直接連結し、連続的に製造を行うものであってもよい。このような連続的な処理を行うと、樹脂が加熱されて流動可能な状態でシート製造装置に供給されることから、効率よい製造を行うことができ、更に、各成分の良好な分散状態を得ることができる点でも好ましい。
【実施例】
【００６８】
以下、本発明を実施例に基づいてより詳細に説明する。
（樹脂組成物の組成）
以下の配合にて実施例及び比較例の成形を行った。
ポリ塩化ビニル樹脂（ＴＨ−３８００  大洋塩ビ（株）製品）  １００重量部
可塑剤（アジピン酸ポリエステルＷ４０１０  ＤＩＣ (株)製品）１００重量部
安定剤（ＡＣ−２５５  （株）ＡＤＥＫＡ  製品）  ４部
ゲル化剤（Ｐ−５３１Ａ  三菱ケミカル（株）製品）５部
上記配合の混合物４．０８ｋｇに対し
タングステン金属粉〔Ｗ−４  日本新金属（株）製品    〕        ３６．７２ｋｇ
を配合する
【００６９】
（コンパウンドの製造）
上述した配合比の原料を、日本スピンドル製造株式会社製モリヤマ  ワンダーニーダー「ＷＤＳ７−３０」に投入し、混練を行った。なお、当該混練機は、図２の模式図に示されたような構造を有する成形機であり、混練は、１２０〜１８０℃にて行った。このようにして得られた樹脂組成物を、冷却することなく、そのまま、以下の工程に供した。
【００７０】
（実施例）
上述した方法で得られたコンパウンドを日本スピンドル製造株式会社製モリヤマ  シートプレフォーミングマシン「ＳＰＭ２０」に直接、連続的に投入し、連続的にシート形状に成形した。なお、当該装置は、図１の模式図に示したような構造を有するものである。圧延ロールから排出されたシートを冷却・巻き取りすることで、厚み約５５０μｍ、幅約２５ｃｍ、長さ約２０ｍ、比重約７．８８のシートを得た。
得られたシートは柔軟であり、ロール形状に巻きとることができた。得られたシートについて、以下の方法に従って放射線遮蔽性能を測定した。
【００７１】
（放射線遮蔽性能の測定方法）
測定方法：床から１．２ｍの高さで、線源と測定中心までの距離を３５ｃｍとし、その間に試料がない場合と有る場合について線量率をそれぞれ１０回測定し、その平均値より遮蔽率を求めた。
線源：セシウム１３７線源  公称値  １０ＭＢｑ（基準日  平成２２年１２月１６日）
測定器：応用光研工業製Ｓ−３０７３（１インチφＮａＩシンチレーション検出器）
当該方法によって測定された放射線遮蔽性能は、厚み０．５５ｍｍ  ４．５％  であった。
【００７２】
（比較例）
オープン二本ロール機にて混練作成したコンパウンドペレットを、図４に示したような構造の塩化ビニル樹脂の一般的な成形に用いられるカレンダー成形装置によって成形を試みた。しかし、練りロールから厚み約２〜３ｍｍ幅約５ｃｍの連続した短冊状に削り剥がした材料を、長さ約３ｍのベルトコンベアーで運んで圧延ロールに投入するため、厚みが薄く体積容量が小さな形状であるため、外気による冷えまたはコンベアーのベルトそのものに熱を奪われるなどしてその間に冷えて固まり塑性変形性を失い、圧延ロール投入時は、固まった物を砕く作業にしか成り得ず、シート形状に成形することができなかった。
また、冷めにくくするために練りロールでの加熱温度を上げて行くと約１７０℃付近を超えたあたりから材料がロールから剥がれ難くなる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明の放射線遮蔽用シートは、放射性物質を含有する廃棄物である土の上に覆うシートであったり、放射性物質をトラックで輸送する際に、トラックが通過する場所に放射線の被爆が生じないように、覆いをかけるためのシート、カーテン、被服等の各種の放射線遮蔽用シートとして使用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１  圧延ロール
２  樹脂貯留部
３  スクリュー
４  薄肉で回転する円筒状バンク
５  低剪断領域
６  高剪断領域
【図１】
2017219545.tif 000002
【図２】
2017219545.tif 000003
【図３】
2017219545.tif 000004
【図４】
2017219545.tif 000005