放射線遮蔽用シート
【課題】鉛を用いなくても放射線遮蔽能に十分優れた放射線遮蔽シートであって、主面の面積が大きなシート状に加工し、更に取り扱うのに十分適した放射線遮蔽シートを提供する
【解決手段】硫酸バリウムと、その硫酸バリウムのバインダーである熱可塑性樹脂及び／又は熱可塑性エラストマーとを含む放射線遮蔽に用いられるシートであって、硫酸バリウムを７５質量％以上含有し、硬さがショアＡ硬さで９５以下であり、密度が２．５ｇ／ｃｍ３以上であり、引張破壊伸びが２０％以上である放射線遮蔽用シート。
【解決手段】硫酸バリウムと、その硫酸バリウムのバインダーである熱可塑性樹脂及び／又は熱可塑性エラストマーとを含む放射線遮蔽に用いられるシートであって、硫酸バリウムを７５質量％以上含有し、硬さがショアＡ硬さで９５以下であり、密度が２．５ｇ／ｃｍ３以上であり、引張破壊伸びが２０％以上である放射線遮蔽用シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線遮蔽用シートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
病院や各種の研究機関、検査機関において、放射線検査施設などの放射線（Ｘ線、γ線、電子線を含む。）を取り扱う施設（以下、「放射線取扱施設」という。）では、その施設内部から外部への放射線の漏洩を防止するために、施設の壁、床、扉及び窓などに放射線遮蔽材が用いられる。従来、放射線遮蔽材として、放射線遮蔽能に優れる鉛を含有するものが主に使用されている。
【０００３】
ところが、鉛は近年の環境対策によって規制対象物質に選定される場合が多く、放射線取扱施設で使用する材料として好ましくない。また、実際に壁材などに用いられた鉛を廃材として処分するに際しても、環境面、コスト面等の問題が増大している。これらのことからも明らかなように、鉛は今後ますますその使用を制限される傾向にあるため、現在、放射線遮蔽材に用いられる鉛に代替する材料に関する検討が、種々行われている。
【０００４】
鉛に代替する放射線遮蔽材の材料として、硫酸バリウムが広く知られている。硫酸バリウムは人体に対して無害であり、例えば、Ｘ線を用いた体内検査の際に、消化器官の造影剤として飲まれている。また、環境に対する影響も、鉛と比較すると非常に少ない。
【０００５】
硫酸バリウムを用いた放射線遮蔽材は、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１によると、衛生面及び公害面で問題のないバリウム化合物をポリオレフィン樹脂に添加し、柔軟性に富んだ放射線遮蔽材を提供することを目的として、密度が０.８４〜０.９２ｇ／ｃｍ３の範囲内にあり、メルトフローレート（ＭＦＲ）が０.１〜５０ｇ／１０分の範囲内にあり、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）の比（Ｍｗ／Ｍｎ）が３以下のポリオレフィン樹脂１００重量部に対して、バリウム化合物中のバリウム量として１０〜５００重量部を添加配合してなることを特徴とする放射線遮蔽材が提案されている。特許文献１の実施例では、ポリオレフィン樹脂としてメタロセン触媒系又はチーグラー触媒系のポリエチレン樹脂が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１３３１８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述の放射線取扱施設における壁、床又は扉に放射線遮蔽材を採用する場合、シート状であって、しかも主面の面積が大きな放射線遮蔽材が望まれる。放射線遮蔽材が、例えば粉末状であると、壁や扉に固定するのが困難であり、主面の面積が小さなシート状のものであると、放射線の漏洩を防ぐには不十分となるためである。
【０００７】
しかしながら、本発明者らは、上記特許文献１に記載の従来の放射線遮蔽材について詳細に検討を行ったところ、このような従来の放射線遮蔽材は、主面の面積が大きなシート状に加工し、更に放射線取扱施設の壁などに組み込む等の取り扱いには不適であることを見出した。
【０００８】
そこで、本発明は上記事情にかんがみてなされたものであり、鉛を用いなくても放射線遮蔽能に十分優れた放射線遮蔽シートであって、主面の面積が大きなシート状に加工し、更に取り扱うのに十分適した放射線遮蔽シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
鉛の代替として硫酸バリウムを採用する場合、放射線遮蔽能を十分高くするために、硫酸バリウムを多量に放射線遮蔽材に含有する必要がある。本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねたところ、硫酸バリウムを多量に含んだ放射線遮蔽材は、放射線遮蔽材の加工性及び取り扱い性に劣っていることを見出した。さらに本発明者らは検討を進めた結果、放射線遮蔽材をシート状に加工し、取り扱いを容易にするためには、放射線遮蔽材が特定の性状を有する必要があることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
本発明は、硫酸バリウムと、その硫酸バリウムのバインダーである熱可塑性樹脂及び／又は熱可塑性エラストマーとを含む放射線遮蔽に用いられるシートであって、硫酸バリウムを７５質量％以上含有し、硬さがショアＡ硬さで９５以下であり、密度が２．５ｇ／ｃｍ３以上であり、引張破壊伸びが２０％以上である放射線遮蔽用シートを提供する。
【００１１】
本発明の上記放射線遮蔽用シートは、硫酸バリウムを７５質量％以上含有し、密度が２．５ｇ／ｃｍ３以上になることにより、その放射線遮蔽能を十分に高くすることができる。また、硬さがショアＡ硬さで９５以下となり、しかも引張破壊伸びが２０％以上となることにより、十分な加工性及び取り扱い性を有するようになる。その結果、本発明の放射線遮蔽用シートは、シート状で主面の面積が大きなものとして加工することができ、しかも放射線取扱施設の壁、床及び扉などに組み込むことが可能となるので、内部からの放射線の漏洩を十分効果的かつ確実に防ぐことができる。
【００１２】
本発明の放射線遮蔽用シートは、熱可塑性樹脂及び／又は熱可塑性エラストマーがポリ塩化ビニルであると好ましい。これにより、本発明の放射線遮蔽用シートは、放射線遮蔽能を十分に高く保持した状態で、一層加工性及び取り扱い性を良好にすることができる。本発明の放射線遮蔽用シートが、７５質量％以上という大多量の硫酸バリウムを含んでいてもポリ塩化ビニルをバインダーに用いることにより、加工性及び取り扱い性を一層良好にできる要因としては、以下のことが考えられる。ただし、要因はこれに限定されない。ポリ塩化ビニルは他の樹脂と比較して密度が高く、硫酸バリウムとの相溶性に優れている。また、ポリ塩化ビニルは可塑剤の添加量を調整することにより、多量のフィラー、すなわち硫酸バリウムが添加されていても、ある程度硬度や伸びを制御することができる。その結果、取り扱い性を一層向上させることができる。また、改質剤を添加することにより、溶融時の伸びやフィラーの分散性も調整できるため、加工性の更なる改善も可能となる。
【００１３】
本発明の放射線遮蔽用シートは、ポリ塩化ビニルの平均重合度が１３００〜４０００であると好ましい。これにより、本発明の放射線遮蔽用シートは、平均重合度が１３００未満である場合と比較して、シートの強度及び伸びの低下を防止することができ、シート状に加工する際の伸びの低下を抑制することができる。また、平均重合度が４０００を超える場合と比較して、加工性を向上させることができる。
【００１４】
本発明の放射線遮蔽用シートは、可塑剤と、ポリメチルメタクリレートとを更に含むと好ましい。可塑剤は、バインダーであるポリ塩化ビニルの柔軟性を一層高めると共に、ポリ塩化ビニルに対する硫酸バリウム粉末の分散性を一層高めることができる。また、ポリメチルメタクリレートは、ポリ塩化ビニルの溶融伸びを更に優れたものにすると共に、ゲル化速度を速める効果があるため、その成形を容易に行うことができる。本発明の放射線遮蔽用シートは、これら可塑剤及びポリメチルメタクリレートの、ポリ塩化ビニル及び硫酸バリウムに対する複合的作用によって、放射線遮蔽能を維持又は更に高めると同時に、加工性及び取り扱い性をより優れたものとすることができる。
【００１５】
本発明の放射線遮蔽用シートは、バリウム元素を４５質量％以上含有し、鉛当量が０．１５ｍｍＰｂ以上であると好ましい。これにより、本発明の放射線遮蔽用シートは、鉛製シートの代替として更に有効に利用できる。しかも、そのシート厚さを、施設の壁や扉に組み込むのに現実的な厚さに収めることが、より可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、鉛を用いなくても放射線遮蔽能に十分優れた放射線遮蔽シートであって、主面の面積が大きなシート状に加工し、更に取り扱うのに十分適した放射線遮蔽シートを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態について更に詳細に説明する。
【００１８】
本発明の放射線遮蔽シートは、硫酸バリウムと、その硫酸バリウムのバインダーである熱可塑性樹脂及び／又は熱可塑性エラストマーとを含む放射線遮蔽に用いられるシートであって、硫酸バリウムを７５質量％以上含有し、硬さがショアＡ硬さで９５以下であり、密度が２．５ｇ／ｃｍ３以上であり、引張破壊伸びが２０％以上であるものである。
【００１９】
硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）は、常法により合成してもよく、市販品を入手してもよい。硫酸バリウムの合成方法としては、例えば、塩化バリウムの水溶液に硫酸又は硫酸銅の溶液を添加して、沈殿物として合成する方法が挙げられる。また、市販の硫酸バリウムとしては、例えば、Ｂ−５４、（堺化学工業社製、商品名、一次粒子径：１．２μｍ）、Ｂ−５５（堺化学工業社製、商品名、一次粒子径：０．６６μｍ）、ＢＦ−２０（堺化学工業社製、商品名、一次粒子径：０．０３μｍ）が挙げられる。
【００２０】
合成によって得られた、あるいは市販品から入手した硫酸バリウムが固体粉末状である場合、固体粉末状のものをそのまま用いることができる。また、得られた硫酸バリウムが固体塊状である場合は、それを粉砕して粉末状に成形してから用いてもよい。硫酸バリウムの一次粒子径は、０．０１〜１０μｍであることが好ましく、０．５〜５μｍであることがより好ましい。その一次粒子径が０．０１μｍ以上であると、０．０１μｍを下回る場合と比較して、粒子径の小さな硫酸バリウムが２次凝集を防止でき、シート状への加工時にブロッキングや金属体への粘着をより有効に防止できるため、その成形性を向上させることができる。一方、その一次粒子径が１０μｍ以下であると、１０μｍを超える場合と比較して、シートの機械特性等の各種特性が向上すると共に、シートの外観をより好ましいものにすることができる。
【００２１】
硫酸バリウムは、上述のもののうち１種を単独で又は２種以上を混合して用いられる。
【００２２】
熱可塑性樹脂及び／又は熱可塑性エラストマーは、本発明の放射線遮蔽用シートの特性を上述の範囲に収めることができるものであれば特に限定されない。これら熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマーは、常法により合成してもよく、市販品を入手してもよい。
【００２３】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンが挙げられる。これらの中では、ゴム成分を用いることなく柔軟性を付与できるという観点から、ポリ塩化ビニル及び／又はポリエチレンが好ましい。更にこれらの熱可塑性樹脂の中では、放射線遮蔽用シートに一層優れた加工性及び取り扱い性を付与できる観点から、ポリ塩化ビニルがより好ましい。
【００２４】
本実施形態の放射線遮蔽用シートに熱可塑性樹脂としてポリ塩化ビニルを配合する場合、その平均重合度は、１３００〜４０００であることが好ましく、２０００〜３０００であることがより好ましい。平均重合度が１３００以上であると、平均重合度が１３００未満である場合と比較して、シートの強度及び伸びの低下を防止することができ、シート状に加工する際の伸びの低下を抑制することができる。また、平均重合度が４０００以下であると、平均重合度が４０００を超える場合と比較して、加工性を向上させることができる。なお、本発明における平均重合度は、ＪＩＳ Ｋ６７２０−２（１９９９）に規定される測定方法及び算出方法に準拠して導出される。
【００２５】
ポリ塩化ビニルは、常法によって塩化ビニルモノマーの重合により合成してもよく、市販品を入手してもよい。ポリ塩化ビニルの重合方法としては、塊状重合、懸濁重合、乳化重合、マイクロサスペンジョン及び溶液重合が挙げられる。これらの中で、上述の好適な平均重合度等の物性を有するポリ塩化ビニルを入手しやすい観点から、懸濁重合が好ましい。また、本実施形態のポリ塩化ビニルは、本発明の目的を阻害しない範囲で、塩化ビニル単独重合体の他、仕込み比が５０質量％以上の塩化ビニルモノマーと、これと共重合可能なビニル系モノマーとの共重合体、又はこれら以外の重合体に塩化ビニルモノマーをグラフト重合させたグラフト共重合体であってもよい。これらの中では、一層優れた放射線遮蔽能を発揮できる観点から、塩化ビニル単独重合体が好ましい。
【００２６】
上述のビニル系モノマーとしては、例えば、脂肪酸ビニルエステル類、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、シアン化ビニル類、ビニルエーテル類、α−オレフィン類、不飽和カルボン酸若しくはその酸無水物類、塩化ビニリデン、臭化ビニル、各種ウレタンが挙げられる。脂肪酸ビニルエステルとしては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ラウリン酸ビニルが挙げられ、アクリル酸エステル類としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレートが挙げられ、メタクリル酸エステル類としては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレートが挙げられ、シアン化ビニル類としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリルが挙げられ、ビニルエーテル類としては、例えば、ビニルメチルエーテル、ビニルブチルエーテル、ビニルオクチルエーテルが挙げられ、α−オレフィン類としては、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレンが挙げられ、不飽和カルボン酸若しくはその酸無水物類としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸が挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。
【００２７】
塩化ビニルモノマーとグラフト重合可能な重合体としては、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・酢酸ビニル・一酸化炭素共重合体、エチレン・エチルアクリレート共重合体、エチレン・エチルアクリレート・一酸化炭素共重合体、エチレン・メチルメタクリレート共重合体、エチレン・プロピレン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン共重合体、ポリウレタン、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・α−メチルスチレン共重合体、ポリブチルアクリレート、ブチルゴム、ポリスチレン、スチレン・ブタジエン共重合体、アクリルゴムが挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、これらは上記塩化ビニルモノマーと共重合可能な不飽和基を１個以上有するモノマーと併用してもよい。
【００２８】
市販のポリ塩化ビニルとしては、例えば、ＴＫ−２５００ＨＳ（信越化学工業社製、商品名、平均重合度：２４５０）、ＴＫ−２５００ＰＥ（信越化学工業社製、商品名、平均重合度：３０００）、ＴＫ−２５００ＬＳ（信越化学工業社製、商品名、平均重合度：２２５０）、ＴＫ−１３００（信越化学工業社製、商品名、平均重合度：１３００）が挙げられる。
【００２９】
熱可塑性エラストマーとしては、例えば、スチレン系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、フッ素系、塩化ビニル系、ポリオレフィン系、ポリブタジエン系、ポリイソプレン系、ポリエチレン系の熱可塑性エラストマーが挙げられる。これらの中では、放射線遮蔽用シートの加工性及び取り扱い性を更に容易に確保する観点から、スチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＳ）が好ましく、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンブロックコポリマー（ＳＥＢＳ）又はスチレン−エチレン／プロピレン−スチレンブロックコポリマー（ＳＥＰＳ）がより好ましい。
【００３０】
ＴＰＳは常法によって合成されてもよく、市販品を入手してもよい。市販のＴＰＳとしては、例えば、「セプトン」シリーズ、「ハイプラー」シリーズ（以上クラレ工業社製、商品名）、「タフテック」シリーズ、「タフプレン」シリーズ、「アサプレン」シリーズ、「アサフレックス」シリーズ（以上旭化成社製、商品名）、「クレイトン」シリーズ（ジェイエスアールクレイトンエラストマー社製、商品名）、「ＪＳＲ ＴＲ」シリーズ、「ダイナロン」シリーズ（ＪＳＲ社製、商品名）、「クインタック」シリーズ（日本ゼオン社製、商品名）が挙げられる。これらの中では、機械的強度及び柔軟性をバランスよく優れたものとする観点から、ショアＡ硬さが５０〜８０であるものが好ましい。
【００３１】
上述の熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマーは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。
【００３２】
本実施形態の放射線遮蔽用シートにおいて、硫酸バリウムの配合割合は、放射線遮蔽能を十分に確保するために、シートの総重量に対して７５質量％以上であり、より好ましくは７５〜９０質量％である。硫酸バリウムの配合割合が９０質量％以下であると、９０質量％を超える場合と比較して、放射線遮蔽用シートとしての加工性及び取り扱い性が更に良好になる傾向にある。また、バリウム元素換算では、シートの総重量に対して４５質量％以上であると好ましく、４５〜５０質量％であるとより好ましい。
【００３３】
また、熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマーの配合割合は、放射線遮蔽用シートの加工性及び取り扱い性を優れたものにすると同時に、硫酸バリウムによる放射線遮蔽能を阻害し難くする観点から、シートの総重量に対して１〜２５質量％であると好ましく、１０〜２５質量％であるとより好ましい。
【００３４】
本実施形態の放射線遮蔽用シートは、本発明の課題を解決する範囲において、上述の硫酸バリウム並びに熱硬化性樹脂及び／又は熱硬化性エラストマーに加えて、その他の成分を、必要に応じて１種又は２種以上含有していてもよい。その他の成分としては、改質剤（加工助剤）、可塑剤、熱安定剤、酸化防止剤、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などが挙げられる。
【００３５】
改質剤は主として、放射線遮蔽用シートに配合される熱可塑性樹脂及び／又は熱可塑性エラストマーの特性を変化させる添加剤である。改質剤としては、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）が挙げられる。これらの中では、ＰＭＭＡ又はＰＴＦＥが好ましく、ＰＭＭＡがより好ましい。ＰＭＭＡは、熱可塑性樹脂にポリ塩化ビニルを採用した場合、放射線遮蔽用シートの製造時における溶融伸びを特に向上させる機能を有するため、その観点からも好ましい。
【００３６】
ＰＭＭＡを含有する市販品としては、例えばメタブレンＰ−５３０Ａ（三菱レーヨン社製、商品名、重量平均分子量：４７０万）が挙げられ、ＰＴＦＥを含有する市販品としては、例えばメタブレンＡ−３０００（三菱レーヨン社製、商品名）が挙げられる。また、ＰＭＭＡを用いる場合、その配合割合は、熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマー１００質量部に対して、１〜５０重量部であると好ましい。
【００３７】
可塑剤は、放射線遮蔽用シートの柔軟性を向上させると共に、バインダー中での硫酸バリウム粉末の分散性をも向上させる添加剤として有効である。可塑剤は、上述で例示したポリ塩化ビニルと相溶性のあるものであればよい。可塑剤としては、例えば、フタル酸エステル類、脂肪族二塩基酸エステル類、リン酸エステル類、トリメリット酸エステル類、グリコールエステル類、エポキシ化エステル類、クエン酸エステル類、テトラ−ｎ−オクチルシトレート、ポリプロピレンアジペート、その他のポリエステル系可塑剤が挙げられる。フタル酸エステル類としては、例えば、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジ−ｎ−オクチル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ブチルベンジル又は炭素数１１〜１３程度の高級アルコールのフタル酸エステルが挙げられ、脂肪族二塩基酸エステル類としては、例えば、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジ−ｎ−ヘキシル、セバシン酸ジブチルが挙げられ、リン酸エステル類としては、例えば、リン酸トリブチル、リン酸トリ−２−ｎ−エチルヘキシル、リン酸トリクレジル、リン酸トリフェニルが挙げられ、トリメリット酸エステル類としては、例えば、トリメリット酸−トリ−２−エチルヘキシル、トリメリット酸トリブチルが挙げられ、グリコールエステル類としては、例えば、ペンタエリスリトールエステル、ジエチレングリコールベンゾエートが挙げられ、エポキシ化エステル類としては、例えば、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油が挙げられ、クエン酸エステル類としては、例えば、アセチルトリブチルシトレート、アセチルトリオクチルシトレート、トリ−ｎ−ブチルシトレートが挙げられる。これらの可塑剤は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。また、可塑剤の市販品としては、例えばＤＩＮＰ（新日本理化社製、商品名）、Ｏ−１３０Ｐ（旭電化工業社製、商品名）が挙げられる。可塑剤の配合割合は、ポリ塩化ビニル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２０重量部以上であると、２０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。
【００３８】
熱安定剤としては、例えばＢａ−Ｚｎ系のものが挙げられ、市販品としては、例えばＡＣ−２５５（旭電化工業社製、商品名）が挙げられる。熱安定剤は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。
【００３９】
酸化防止剤としては、例えば、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、ｎ−オクタデシル−３−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル）プロピオネート、テトラキス［メチレン−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、トリス（３，５−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）イソシアヌレート、トリエチレングリコール−ビス［３−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオネート、３，９−ビス{２−[３−(３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]−１，１−ジメチルエチル}−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−t−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼンが挙げられる。これらの酸化防止剤は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。
【００４０】
難燃助剤としては、例えば、メラミンシアヌレート化合物、ハイドロタルサイト、スズ酸亜鉛、ヒドロキシスズ酸亜鉛、ホウ酸亜鉛、酸化亜鉛、酸化錫、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化モリブデン、硫化モリブデン、カーボン、クレー、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、ゼオライト、三酸化アンチモン、シリコーン化合物、ガラス繊維が挙げられる。これらの難燃助剤は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。
【００４１】
滑剤としては、例えば低分子ワックス、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス及び流動パラフィンなどの脂肪族炭化水素系滑剤、ステアリルアルコールなどの高級脂肪族アルコール系滑剤、ステアリン酸アミド、パルミチン酸アミド及びメチレンビステアロアミドなどの脂肪族アミド系滑剤、モノステアリン酸グリセリン、ジアミノステアリン酸エチル及びブチルステアレートなどの脂肪酸エステル系滑剤、金属石けん、又はアクリル系ポリマーなどが挙げられる。これらの滑剤は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。市販の滑剤としては、例えばメタブレンＰ−７００（三菱レーヨン社製、商品名、アクリル系ポリマー）、ＳＬ−０２（理研ビタミン社製、商品名、脂肪酸エステル系滑剤）が挙げられる。
【００４２】
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られる。
【００４３】
本実施形態の放射線遮蔽用シートの製造方法は、例えば以下のようにして行われる。まず、硫酸バリウム及びそのバインダーである熱可塑性樹脂等を始めとする各成分を、押出機、ニーダー、バンバリーミキサーなどで溶融混練する。本実施形態の放射線遮蔽用シートは硫酸バリウムを多く含むため、硫酸バリウムをバインダー中に均一に分散させるのが困難である。そこで、溶融混練の際には強力な混練能を有するバンバリーミキサーを用いることが好ましい。
【００４４】
溶融混練により得られた混練物は、次にカレンダー又はＴダイによってシート加工を施され、本実施形態の放射線遮蔽用シートが得られる。この際、本実施形態の放射線遮蔽用シートは、引張破壊伸びが２０％以上であり、硬さがショアＡ硬さで９５以下であるため、加工途中で割れたりひびが入ったりし難い。
【００４５】
こうして得られた放射線遮蔽用シートは、その主面の形状に特に制限はなく、例えば矩形（長方形）、正三角形や正六角形などの多角形であってもよく、あるいは円形や楕円形であってもよい。また、シート厚さも特に制限されず、鉛当量が０．１５ｍｍＰｂ以上となるような厚さであると好ましく、０．２０ｍｍＰｂ以上となるような厚さであるとより好ましい。一方で、シート厚さが厚くなりすぎると、加工や取り扱いに困難となる傾向にあり、壁や扉に組み込み難くなる傾向ある。その観点から、シート厚さは、２０ｍｍ以下であると好ましく、１０ｍｍ以下であるとより好ましい。
【００４６】
本実施形態の放射線遮蔽用シートは、硬さがショアＡ硬さで９５以下である。この硬さが９５を超えると、放射線遮蔽用シートが柔軟性に乏しくなる傾向にあり、加工時や取り扱い時の折り曲げにより、ひびや皺が発生しやすくなる傾向にある。また、粉末状の硫酸バリウムが多量に配合されているため、放射線遮蔽用シート自体が脆くなる傾向にある。なお、本発明においてショアＡ硬さは、ＪＩＳ Ｋ７２１５（１９８６）に規定された方法に準拠して測定される。ただし、デュロメータの圧子をシートに押し付けた状態が安定した後（例えば押し付け後１０秒経過時）に測定を行う。
【００４７】
本実施形態の放射線遮蔽用シートは、密度が２．５ｇ／ｃｍ３以上である。この密度が２．５ｇ／ｃｍ３を下回ると、放射線遮蔽用シートは放射線遮蔽能に乏しくなる傾向にある。なお、本発明において密度は、ＪＩＳ Ｋ７１１２（１９８０）に規定された方法に準拠して測定される。
【００４８】
本実施形態の放射線遮蔽用シートは、引張破壊伸びが２０％以上であり、３０％以上であると好ましく、５０％以上であるとより好ましい。この引張破壊伸びが２０％を下回ると、加工性及び取り扱い性が良好でなくなる傾向にあり、放射線遮蔽用シートを実際に作製して、放射線取扱施設の壁、床や扉などに組み込むのが困難になる傾向にある。なお、本発明において引張破壊伸びは、ＪＩＳ Ｋ６７２３（１９８３）に記載のＪＩＳ Ｋ７１１３（１９８１）に規定された方法に準拠して測定される。
【００４９】
本実施形態の放射線遮蔽用シートは、引張破壊強度が２ＭＰａ以上であると好ましく、５ＭＰａ以上であるとより好ましい。この引張破壊強度が２ＭＰａを下回ると、２ＭＰａ以上の場合と比較して、加工性及び取り扱い性が良好でなくなる傾向にあり、放射線遮蔽用シートを実際に作製して、放射線取扱施設の壁、床や扉などに組み込むのが困難になる傾向にある。なお、本発明において引張破壊強度は、ＪＩＳ Ｋ６７２３（１９８３）に記載のＪＩＳ Ｋ７１１３（１９８１）に規定された方法に準拠して測定される。
【００５０】
本実施形態の放射線遮蔽用シートは、鉛当量が０．１５ｍｍＰｂ以上であると好ましく、０．２０ｍｍＰｂ以上であるとより好ましい。鉛当量が０．１５ｍｍＰｂを下回ると、放射線取扱施設の壁、床や扉に組み込み可能な程度のシート厚さと、十分な放射線遮蔽能とを同時に備えることが困難となる傾向にある。なお、本発明において鉛当量は、ＪＩＳ Ｚ４５０１（１９８８）に規定された方法に準拠して測定される。
【００５１】
以上説明した本実施形態の放射線遮蔽用シートは、その寸法が大きくなっても、加工性や取り扱い性が良好であるため、好ましくは病院や各種の研究機関、検査機関における放射線取扱施設の壁、床や扉に組み込まれて用いられると有効である。また、歯科用患者エプロン、Ｘ線防護衣などの、人体を放射線曝露から防護するために、その人体に装着するものに用いられてもよい。その他、放射線を遮蔽する必要がある各種器具や装置の材料として用いられてもよい。本実施形態の放射線遮蔽用シートは、各種放射線の中でも、特にＸ線に対する遮蔽能に優れているため、Ｘ線を遮蔽する必要がある各種器具や装置の材料に用いられると好ましい。
【００５２】
本実施形態の放射線遮蔽用シートは、本発明の課題を解決できるほか、防音性についても優れた効果を奏する。
【００５３】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【実施例】
【００５４】
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５５】
（実施例１〜３、比較例１〜４）
表１、２に示す各成分をそれらの表に示す割合（質量部）で配合後、バンバリーミキサーを用いて１６０℃で十分に混練した。次いで、得られた混練物をカレンダー加工によりシート状に成形して、放射線遮蔽用シートを得た。
【００５６】
【表１】
【００５７】
【表２】
【００５８】
なお、表に示した各成分は下記のとおりである。
硫酸バリウム：Ｂ−５４（堺化学工業社製、商品名、一次粒子径：１.２μｍ）
ポリ塩化ビニル：ＴＫ−２５００ＨＳ（信越化学工業社製、商品名、平均重合度：２４５０）
ＴＰＳ：セプトン２００４（クラレ工業社製、商品名、ショアＡ硬さ：７０）
ＴＰＯ（オレフィン系熱可塑性エラストマー）：ミラストマー７０３０Ｎ（三井化学社製、商品名、ショアＡ硬さ：７０）
改質剤Ａ：メタブレンＰ−５３０Ａ（三菱レーヨン社製、商品名、平均分子量：４７０万、ＰＭＭＡ系）
改質剤Ｂ：メタブレンＡ−３０００（三菱レーヨン社製、商品名、ＰＴＦＥ系）
可塑剤Ａ：ＤＩＮＰ（新日本理化社製、商品名、フタル酸ジイソノイル）
可塑剤Ｂ：Ｏ−１３０Ｐ（旭電化工業社製、商品名、エポキシ化大豆油）
熱安定剤：ＡＣ−２５５（旭電化工業社製、商品名、Ｂａ−Ｚｎ系）
滑剤Ａ：メタブレンＰ−７００（三菱レーヨン社製、商品名、アクリル系ポリマー）
滑剤Ｂ：ＳＬ−０２（理研ビタミン社製、商品名、脂肪酸エステル系滑剤）
【００５９】
必要に応じて、それぞれの放射線遮蔽用シートの一部を切り出して試験用サンプルとし、下記に示す方法によりその特性等を評価した。結果を表３、４に示す。
【００６０】
〔成形性（加工性）の評価〕
放射線遮蔽用シートを上述のようにしてカレンダー加工する際に、テストロールを用いて成形性の評価を行った。評価は、テストロールに対するシートの巻き付き性、テストロールからのシートの離型性及び所望のシート状への成形性（外観を目視により確認）について、以下の判断基準で行った。
○：巻き付き性、離型性及びシート状への成形性のいずれも良好であった。
△：巻き付き性及び離型性が良好ではなく、シート状への成形性は良好であった。
×：巻き付き性及び離型性のいずれも良好ではなく、シート状に成形できなかった。
【００６１】
〔硬さの測定〕
試験用サンプルのショアＡ硬さを、ＪＩＳ Ｋ７２１５（１９８６）に規定された方法に準拠して測定した。ただし、デュロメータの圧子を試験用サンプルに押し付けて、１０秒経過した後に測定を行った。
【００６２】
〔引張破壊伸び及び引張破壊強度の測定〕
試験用サンプルの引張破壊伸び及び引張破壊強度の測定を、ＪＩＳ Ｋ６７２３（１９８３）に記載のＪＩＳ Ｋ７１１３（１９８１）に規定された方法に準拠して測定した。
【００６３】
〔密度の測定〕
試験用サンプルの密度を、ＪＩＳ Ｋ７１１２（１９８０）に規定された方法に準拠して測定した。
【００６４】
〔鉛当量の測定〕
試験用サンプルの鉛当量を、ＪＩＳ Ｚ４５０１（１９８８）に規定された方法に準拠して測定した。なお、鉛当量は、鉛シートの１ｍｍ厚当たりに換算した数値で評価した。
【００６５】
〔Ｘ線遮蔽扉への装着性評価〕
Ｘ線遮蔽扉に、従来装着されている鉛板（寸法；１０００ｍｍ×２０００ｍｍ×２ｍｍ）の代わりに、カレンダー加工により成形した上記実施例及び比較例の放射線遮蔽用シート（寸法；１０００ｍｍ×２０００ｍｍ×２ｍｍ）を装着した。なお、鉛当量を鉛板と同程度に合わせるために、放射線遮蔽用シートを５枚重ねて、Ｘ線遮蔽扉に装着した。装着の際の組み付けやすさを以下の判断基準で評価した。
○：全く問題なく装着可能であり、製品機能上も問題ない。
△：シートにひび割れが起こりやすく、装着は困難であるものの、製品機能上問題はない。
×：装着時にシートが切断し、あるいはひび割れ、製品機能上問題がある。
【００６６】
【表３】
【００６７】
【表４】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線遮蔽用シートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
病院や各種の研究機関、検査機関において、放射線検査施設などの放射線（Ｘ線、γ線、電子線を含む。）を取り扱う施設（以下、「放射線取扱施設」という。）では、その施設内部から外部への放射線の漏洩を防止するために、施設の壁、床、扉及び窓などに放射線遮蔽材が用いられる。従来、放射線遮蔽材として、放射線遮蔽能に優れる鉛を含有するものが主に使用されている。
【０００３】
ところが、鉛は近年の環境対策によって規制対象物質に選定される場合が多く、放射線取扱施設で使用する材料として好ましくない。また、実際に壁材などに用いられた鉛を廃材として処分するに際しても、環境面、コスト面等の問題が増大している。これらのことからも明らかなように、鉛は今後ますますその使用を制限される傾向にあるため、現在、放射線遮蔽材に用いられる鉛に代替する材料に関する検討が、種々行われている。
【０００４】
鉛に代替する放射線遮蔽材の材料として、硫酸バリウムが広く知られている。硫酸バリウムは人体に対して無害であり、例えば、Ｘ線を用いた体内検査の際に、消化器官の造影剤として飲まれている。また、環境に対する影響も、鉛と比較すると非常に少ない。
【０００５】
硫酸バリウムを用いた放射線遮蔽材は、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１によると、衛生面及び公害面で問題のないバリウム化合物をポリオレフィン樹脂に添加し、柔軟性に富んだ放射線遮蔽材を提供することを目的として、密度が０.８４〜０.９２ｇ／ｃｍ３の範囲内にあり、メルトフローレート（ＭＦＲ）が０.１〜５０ｇ／１０分の範囲内にあり、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）の比（Ｍｗ／Ｍｎ）が３以下のポリオレフィン樹脂１００重量部に対して、バリウム化合物中のバリウム量として１０〜５００重量部を添加配合してなることを特徴とする放射線遮蔽材が提案されている。特許文献１の実施例では、ポリオレフィン樹脂としてメタロセン触媒系又はチーグラー触媒系のポリエチレン樹脂が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１３３１８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述の放射線取扱施設における壁、床又は扉に放射線遮蔽材を採用する場合、シート状であって、しかも主面の面積が大きな放射線遮蔽材が望まれる。放射線遮蔽材が、例えば粉末状であると、壁や扉に固定するのが困難であり、主面の面積が小さなシート状のものであると、放射線の漏洩を防ぐには不十分となるためである。
【０００７】
しかしながら、本発明者らは、上記特許文献１に記載の従来の放射線遮蔽材について詳細に検討を行ったところ、このような従来の放射線遮蔽材は、主面の面積が大きなシート状に加工し、更に放射線取扱施設の壁などに組み込む等の取り扱いには不適であることを見出した。
【０００８】
そこで、本発明は上記事情にかんがみてなされたものであり、鉛を用いなくても放射線遮蔽能に十分優れた放射線遮蔽シートであって、主面の面積が大きなシート状に加工し、更に取り扱うのに十分適した放射線遮蔽シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
鉛の代替として硫酸バリウムを採用する場合、放射線遮蔽能を十分高くするために、硫酸バリウムを多量に放射線遮蔽材に含有する必要がある。本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねたところ、硫酸バリウムを多量に含んだ放射線遮蔽材は、放射線遮蔽材の加工性及び取り扱い性に劣っていることを見出した。さらに本発明者らは検討を進めた結果、放射線遮蔽材をシート状に加工し、取り扱いを容易にするためには、放射線遮蔽材が特定の性状を有する必要があることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
本発明は、硫酸バリウムと、その硫酸バリウムのバインダーである熱可塑性樹脂及び／又は熱可塑性エラストマーとを含む放射線遮蔽に用いられるシートであって、硫酸バリウムを７５質量％以上含有し、硬さがショアＡ硬さで９５以下であり、密度が２．５ｇ／ｃｍ３以上であり、引張破壊伸びが２０％以上である放射線遮蔽用シートを提供する。
【００１１】
本発明の上記放射線遮蔽用シートは、硫酸バリウムを７５質量％以上含有し、密度が２．５ｇ／ｃｍ３以上になることにより、その放射線遮蔽能を十分に高くすることができる。また、硬さがショアＡ硬さで９５以下となり、しかも引張破壊伸びが２０％以上となることにより、十分な加工性及び取り扱い性を有するようになる。その結果、本発明の放射線遮蔽用シートは、シート状で主面の面積が大きなものとして加工することができ、しかも放射線取扱施設の壁、床及び扉などに組み込むことが可能となるので、内部からの放射線の漏洩を十分効果的かつ確実に防ぐことができる。
【００１２】
本発明の放射線遮蔽用シートは、熱可塑性樹脂及び／又は熱可塑性エラストマーがポリ塩化ビニルであると好ましい。これにより、本発明の放射線遮蔽用シートは、放射線遮蔽能を十分に高く保持した状態で、一層加工性及び取り扱い性を良好にすることができる。本発明の放射線遮蔽用シートが、７５質量％以上という大多量の硫酸バリウムを含んでいてもポリ塩化ビニルをバインダーに用いることにより、加工性及び取り扱い性を一層良好にできる要因としては、以下のことが考えられる。ただし、要因はこれに限定されない。ポリ塩化ビニルは他の樹脂と比較して密度が高く、硫酸バリウムとの相溶性に優れている。また、ポリ塩化ビニルは可塑剤の添加量を調整することにより、多量のフィラー、すなわち硫酸バリウムが添加されていても、ある程度硬度や伸びを制御することができる。その結果、取り扱い性を一層向上させることができる。また、改質剤を添加することにより、溶融時の伸びやフィラーの分散性も調整できるため、加工性の更なる改善も可能となる。
【００１３】
本発明の放射線遮蔽用シートは、ポリ塩化ビニルの平均重合度が１３００〜４０００であると好ましい。これにより、本発明の放射線遮蔽用シートは、平均重合度が１３００未満である場合と比較して、シートの強度及び伸びの低下を防止することができ、シート状に加工する際の伸びの低下を抑制することができる。また、平均重合度が４０００を超える場合と比較して、加工性を向上させることができる。
【００１４】
本発明の放射線遮蔽用シートは、可塑剤と、ポリメチルメタクリレートとを更に含むと好ましい。可塑剤は、バインダーであるポリ塩化ビニルの柔軟性を一層高めると共に、ポリ塩化ビニルに対する硫酸バリウム粉末の分散性を一層高めることができる。また、ポリメチルメタクリレートは、ポリ塩化ビニルの溶融伸びを更に優れたものにすると共に、ゲル化速度を速める効果があるため、その成形を容易に行うことができる。本発明の放射線遮蔽用シートは、これら可塑剤及びポリメチルメタクリレートの、ポリ塩化ビニル及び硫酸バリウムに対する複合的作用によって、放射線遮蔽能を維持又は更に高めると同時に、加工性及び取り扱い性をより優れたものとすることができる。
【００１５】
本発明の放射線遮蔽用シートは、バリウム元素を４５質量％以上含有し、鉛当量が０．１５ｍｍＰｂ以上であると好ましい。これにより、本発明の放射線遮蔽用シートは、鉛製シートの代替として更に有効に利用できる。しかも、そのシート厚さを、施設の壁や扉に組み込むのに現実的な厚さに収めることが、より可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、鉛を用いなくても放射線遮蔽能に十分優れた放射線遮蔽シートであって、主面の面積が大きなシート状に加工し、更に取り扱うのに十分適した放射線遮蔽シートを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態について更に詳細に説明する。
【００１８】
本発明の放射線遮蔽シートは、硫酸バリウムと、その硫酸バリウムのバインダーである熱可塑性樹脂及び／又は熱可塑性エラストマーとを含む放射線遮蔽に用いられるシートであって、硫酸バリウムを７５質量％以上含有し、硬さがショアＡ硬さで９５以下であり、密度が２．５ｇ／ｃｍ３以上であり、引張破壊伸びが２０％以上であるものである。
【００１９】
硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）は、常法により合成してもよく、市販品を入手してもよい。硫酸バリウムの合成方法としては、例えば、塩化バリウムの水溶液に硫酸又は硫酸銅の溶液を添加して、沈殿物として合成する方法が挙げられる。また、市販の硫酸バリウムとしては、例えば、Ｂ−５４、（堺化学工業社製、商品名、一次粒子径：１．２μｍ）、Ｂ−５５（堺化学工業社製、商品名、一次粒子径：０．６６μｍ）、ＢＦ−２０（堺化学工業社製、商品名、一次粒子径：０．０３μｍ）が挙げられる。
【００２０】
合成によって得られた、あるいは市販品から入手した硫酸バリウムが固体粉末状である場合、固体粉末状のものをそのまま用いることができる。また、得られた硫酸バリウムが固体塊状である場合は、それを粉砕して粉末状に成形してから用いてもよい。硫酸バリウムの一次粒子径は、０．０１〜１０μｍであることが好ましく、０．５〜５μｍであることがより好ましい。その一次粒子径が０．０１μｍ以上であると、０．０１μｍを下回る場合と比較して、粒子径の小さな硫酸バリウムが２次凝集を防止でき、シート状への加工時にブロッキングや金属体への粘着をより有効に防止できるため、その成形性を向上させることができる。一方、その一次粒子径が１０μｍ以下であると、１０μｍを超える場合と比較して、シートの機械特性等の各種特性が向上すると共に、シートの外観をより好ましいものにすることができる。
【００２１】
硫酸バリウムは、上述のもののうち１種を単独で又は２種以上を混合して用いられる。
【００２２】
熱可塑性樹脂及び／又は熱可塑性エラストマーは、本発明の放射線遮蔽用シートの特性を上述の範囲に収めることができるものであれば特に限定されない。これら熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマーは、常法により合成してもよく、市販品を入手してもよい。
【００２３】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンが挙げられる。これらの中では、ゴム成分を用いることなく柔軟性を付与できるという観点から、ポリ塩化ビニル及び／又はポリエチレンが好ましい。更にこれらの熱可塑性樹脂の中では、放射線遮蔽用シートに一層優れた加工性及び取り扱い性を付与できる観点から、ポリ塩化ビニルがより好ましい。
【００２４】
本実施形態の放射線遮蔽用シートに熱可塑性樹脂としてポリ塩化ビニルを配合する場合、その平均重合度は、１３００〜４０００であることが好ましく、２０００〜３０００であることがより好ましい。平均重合度が１３００以上であると、平均重合度が１３００未満である場合と比較して、シートの強度及び伸びの低下を防止することができ、シート状に加工する際の伸びの低下を抑制することができる。また、平均重合度が４０００以下であると、平均重合度が４０００を超える場合と比較して、加工性を向上させることができる。なお、本発明における平均重合度は、ＪＩＳ Ｋ６７２０−２（１９９９）に規定される測定方法及び算出方法に準拠して導出される。
【００２５】
ポリ塩化ビニルは、常法によって塩化ビニルモノマーの重合により合成してもよく、市販品を入手してもよい。ポリ塩化ビニルの重合方法としては、塊状重合、懸濁重合、乳化重合、マイクロサスペンジョン及び溶液重合が挙げられる。これらの中で、上述の好適な平均重合度等の物性を有するポリ塩化ビニルを入手しやすい観点から、懸濁重合が好ましい。また、本実施形態のポリ塩化ビニルは、本発明の目的を阻害しない範囲で、塩化ビニル単独重合体の他、仕込み比が５０質量％以上の塩化ビニルモノマーと、これと共重合可能なビニル系モノマーとの共重合体、又はこれら以外の重合体に塩化ビニルモノマーをグラフト重合させたグラフト共重合体であってもよい。これらの中では、一層優れた放射線遮蔽能を発揮できる観点から、塩化ビニル単独重合体が好ましい。
【００２６】
上述のビニル系モノマーとしては、例えば、脂肪酸ビニルエステル類、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、シアン化ビニル類、ビニルエーテル類、α−オレフィン類、不飽和カルボン酸若しくはその酸無水物類、塩化ビニリデン、臭化ビニル、各種ウレタンが挙げられる。脂肪酸ビニルエステルとしては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ラウリン酸ビニルが挙げられ、アクリル酸エステル類としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレートが挙げられ、メタクリル酸エステル類としては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレートが挙げられ、シアン化ビニル類としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリルが挙げられ、ビニルエーテル類としては、例えば、ビニルメチルエーテル、ビニルブチルエーテル、ビニルオクチルエーテルが挙げられ、α−オレフィン類としては、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレンが挙げられ、不飽和カルボン酸若しくはその酸無水物類としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸が挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。
【００２７】
塩化ビニルモノマーとグラフト重合可能な重合体としては、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・酢酸ビニル・一酸化炭素共重合体、エチレン・エチルアクリレート共重合体、エチレン・エチルアクリレート・一酸化炭素共重合体、エチレン・メチルメタクリレート共重合体、エチレン・プロピレン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン共重合体、ポリウレタン、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・α−メチルスチレン共重合体、ポリブチルアクリレート、ブチルゴム、ポリスチレン、スチレン・ブタジエン共重合体、アクリルゴムが挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、これらは上記塩化ビニルモノマーと共重合可能な不飽和基を１個以上有するモノマーと併用してもよい。
【００２８】
市販のポリ塩化ビニルとしては、例えば、ＴＫ−２５００ＨＳ（信越化学工業社製、商品名、平均重合度：２４５０）、ＴＫ−２５００ＰＥ（信越化学工業社製、商品名、平均重合度：３０００）、ＴＫ−２５００ＬＳ（信越化学工業社製、商品名、平均重合度：２２５０）、ＴＫ−１３００（信越化学工業社製、商品名、平均重合度：１３００）が挙げられる。
【００２９】
熱可塑性エラストマーとしては、例えば、スチレン系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、フッ素系、塩化ビニル系、ポリオレフィン系、ポリブタジエン系、ポリイソプレン系、ポリエチレン系の熱可塑性エラストマーが挙げられる。これらの中では、放射線遮蔽用シートの加工性及び取り扱い性を更に容易に確保する観点から、スチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＳ）が好ましく、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンブロックコポリマー（ＳＥＢＳ）又はスチレン−エチレン／プロピレン−スチレンブロックコポリマー（ＳＥＰＳ）がより好ましい。
【００３０】
ＴＰＳは常法によって合成されてもよく、市販品を入手してもよい。市販のＴＰＳとしては、例えば、「セプトン」シリーズ、「ハイプラー」シリーズ（以上クラレ工業社製、商品名）、「タフテック」シリーズ、「タフプレン」シリーズ、「アサプレン」シリーズ、「アサフレックス」シリーズ（以上旭化成社製、商品名）、「クレイトン」シリーズ（ジェイエスアールクレイトンエラストマー社製、商品名）、「ＪＳＲ ＴＲ」シリーズ、「ダイナロン」シリーズ（ＪＳＲ社製、商品名）、「クインタック」シリーズ（日本ゼオン社製、商品名）が挙げられる。これらの中では、機械的強度及び柔軟性をバランスよく優れたものとする観点から、ショアＡ硬さが５０〜８０であるものが好ましい。
【００３１】
上述の熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマーは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。
【００３２】
本実施形態の放射線遮蔽用シートにおいて、硫酸バリウムの配合割合は、放射線遮蔽能を十分に確保するために、シートの総重量に対して７５質量％以上であり、より好ましくは７５〜９０質量％である。硫酸バリウムの配合割合が９０質量％以下であると、９０質量％を超える場合と比較して、放射線遮蔽用シートとしての加工性及び取り扱い性が更に良好になる傾向にある。また、バリウム元素換算では、シートの総重量に対して４５質量％以上であると好ましく、４５〜５０質量％であるとより好ましい。
【００３３】
また、熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマーの配合割合は、放射線遮蔽用シートの加工性及び取り扱い性を優れたものにすると同時に、硫酸バリウムによる放射線遮蔽能を阻害し難くする観点から、シートの総重量に対して１〜２５質量％であると好ましく、１０〜２５質量％であるとより好ましい。
【００３４】
本実施形態の放射線遮蔽用シートは、本発明の課題を解決する範囲において、上述の硫酸バリウム並びに熱硬化性樹脂及び／又は熱硬化性エラストマーに加えて、その他の成分を、必要に応じて１種又は２種以上含有していてもよい。その他の成分としては、改質剤（加工助剤）、可塑剤、熱安定剤、酸化防止剤、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などが挙げられる。
【００３５】
改質剤は主として、放射線遮蔽用シートに配合される熱可塑性樹脂及び／又は熱可塑性エラストマーの特性を変化させる添加剤である。改質剤としては、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）が挙げられる。これらの中では、ＰＭＭＡ又はＰＴＦＥが好ましく、ＰＭＭＡがより好ましい。ＰＭＭＡは、熱可塑性樹脂にポリ塩化ビニルを採用した場合、放射線遮蔽用シートの製造時における溶融伸びを特に向上させる機能を有するため、その観点からも好ましい。
【００３６】
ＰＭＭＡを含有する市販品としては、例えばメタブレンＰ−５３０Ａ（三菱レーヨン社製、商品名、重量平均分子量：４７０万）が挙げられ、ＰＴＦＥを含有する市販品としては、例えばメタブレンＡ−３０００（三菱レーヨン社製、商品名）が挙げられる。また、ＰＭＭＡを用いる場合、その配合割合は、熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマー１００質量部に対して、１〜５０重量部であると好ましい。
【００３７】
可塑剤は、放射線遮蔽用シートの柔軟性を向上させると共に、バインダー中での硫酸バリウム粉末の分散性をも向上させる添加剤として有効である。可塑剤は、上述で例示したポリ塩化ビニルと相溶性のあるものであればよい。可塑剤としては、例えば、フタル酸エステル類、脂肪族二塩基酸エステル類、リン酸エステル類、トリメリット酸エステル類、グリコールエステル類、エポキシ化エステル類、クエン酸エステル類、テトラ−ｎ−オクチルシトレート、ポリプロピレンアジペート、その他のポリエステル系可塑剤が挙げられる。フタル酸エステル類としては、例えば、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジ−ｎ−オクチル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ブチルベンジル又は炭素数１１〜１３程度の高級アルコールのフタル酸エステルが挙げられ、脂肪族二塩基酸エステル類としては、例えば、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジ−ｎ−ヘキシル、セバシン酸ジブチルが挙げられ、リン酸エステル類としては、例えば、リン酸トリブチル、リン酸トリ−２−ｎ−エチルヘキシル、リン酸トリクレジル、リン酸トリフェニルが挙げられ、トリメリット酸エステル類としては、例えば、トリメリット酸−トリ−２−エチルヘキシル、トリメリット酸トリブチルが挙げられ、グリコールエステル類としては、例えば、ペンタエリスリトールエステル、ジエチレングリコールベンゾエートが挙げられ、エポキシ化エステル類としては、例えば、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油が挙げられ、クエン酸エステル類としては、例えば、アセチルトリブチルシトレート、アセチルトリオクチルシトレート、トリ−ｎ−ブチルシトレートが挙げられる。これらの可塑剤は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。また、可塑剤の市販品としては、例えばＤＩＮＰ（新日本理化社製、商品名）、Ｏ−１３０Ｐ（旭電化工業社製、商品名）が挙げられる。可塑剤の配合割合は、ポリ塩化ビニル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２０重量部以上であると、２０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。
【００３８】
熱安定剤としては、例えばＢａ−Ｚｎ系のものが挙げられ、市販品としては、例えばＡＣ−２５５（旭電化工業社製、商品名）が挙げられる。熱安定剤は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。
【００３９】
酸化防止剤としては、例えば、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、ｎ−オクタデシル−３−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル）プロピオネート、テトラキス［メチレン−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、トリス（３，５−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）イソシアヌレート、トリエチレングリコール−ビス［３−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオネート、３，９−ビス{２−[３−(３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]−１，１−ジメチルエチル}−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−t−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼンが挙げられる。これらの酸化防止剤は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。
【００４０】
難燃助剤としては、例えば、メラミンシアヌレート化合物、ハイドロタルサイト、スズ酸亜鉛、ヒドロキシスズ酸亜鉛、ホウ酸亜鉛、酸化亜鉛、酸化錫、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化モリブデン、硫化モリブデン、カーボン、クレー、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、ゼオライト、三酸化アンチモン、シリコーン化合物、ガラス繊維が挙げられる。これらの難燃助剤は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。
【００４１】
滑剤としては、例えば低分子ワックス、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス及び流動パラフィンなどの脂肪族炭化水素系滑剤、ステアリルアルコールなどの高級脂肪族アルコール系滑剤、ステアリン酸アミド、パルミチン酸アミド及びメチレンビステアロアミドなどの脂肪族アミド系滑剤、モノステアリン酸グリセリン、ジアミノステアリン酸エチル及びブチルステアレートなどの脂肪酸エステル系滑剤、金属石けん、又はアクリル系ポリマーなどが挙げられる。これらの滑剤は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。市販の滑剤としては、例えばメタブレンＰ−７００（三菱レーヨン社製、商品名、アクリル系ポリマー）、ＳＬ−０２（理研ビタミン社製、商品名、脂肪酸エステル系滑剤）が挙げられる。
【００４２】
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られる。
【００４３】
本実施形態の放射線遮蔽用シートの製造方法は、例えば以下のようにして行われる。まず、硫酸バリウム及びそのバインダーである熱可塑性樹脂等を始めとする各成分を、押出機、ニーダー、バンバリーミキサーなどで溶融混練する。本実施形態の放射線遮蔽用シートは硫酸バリウムを多く含むため、硫酸バリウムをバインダー中に均一に分散させるのが困難である。そこで、溶融混練の際には強力な混練能を有するバンバリーミキサーを用いることが好ましい。
【００４４】
溶融混練により得られた混練物は、次にカレンダー又はＴダイによってシート加工を施され、本実施形態の放射線遮蔽用シートが得られる。この際、本実施形態の放射線遮蔽用シートは、引張破壊伸びが２０％以上であり、硬さがショアＡ硬さで９５以下であるため、加工途中で割れたりひびが入ったりし難い。
【００４５】
こうして得られた放射線遮蔽用シートは、その主面の形状に特に制限はなく、例えば矩形（長方形）、正三角形や正六角形などの多角形であってもよく、あるいは円形や楕円形であってもよい。また、シート厚さも特に制限されず、鉛当量が０．１５ｍｍＰｂ以上となるような厚さであると好ましく、０．２０ｍｍＰｂ以上となるような厚さであるとより好ましい。一方で、シート厚さが厚くなりすぎると、加工や取り扱いに困難となる傾向にあり、壁や扉に組み込み難くなる傾向ある。その観点から、シート厚さは、２０ｍｍ以下であると好ましく、１０ｍｍ以下であるとより好ましい。
【００４６】
本実施形態の放射線遮蔽用シートは、硬さがショアＡ硬さで９５以下である。この硬さが９５を超えると、放射線遮蔽用シートが柔軟性に乏しくなる傾向にあり、加工時や取り扱い時の折り曲げにより、ひびや皺が発生しやすくなる傾向にある。また、粉末状の硫酸バリウムが多量に配合されているため、放射線遮蔽用シート自体が脆くなる傾向にある。なお、本発明においてショアＡ硬さは、ＪＩＳ Ｋ７２１５（１９８６）に規定された方法に準拠して測定される。ただし、デュロメータの圧子をシートに押し付けた状態が安定した後（例えば押し付け後１０秒経過時）に測定を行う。
【００４７】
本実施形態の放射線遮蔽用シートは、密度が２．５ｇ／ｃｍ３以上である。この密度が２．５ｇ／ｃｍ３を下回ると、放射線遮蔽用シートは放射線遮蔽能に乏しくなる傾向にある。なお、本発明において密度は、ＪＩＳ Ｋ７１１２（１９８０）に規定された方法に準拠して測定される。
【００４８】
本実施形態の放射線遮蔽用シートは、引張破壊伸びが２０％以上であり、３０％以上であると好ましく、５０％以上であるとより好ましい。この引張破壊伸びが２０％を下回ると、加工性及び取り扱い性が良好でなくなる傾向にあり、放射線遮蔽用シートを実際に作製して、放射線取扱施設の壁、床や扉などに組み込むのが困難になる傾向にある。なお、本発明において引張破壊伸びは、ＪＩＳ Ｋ６７２３（１９８３）に記載のＪＩＳ Ｋ７１１３（１９８１）に規定された方法に準拠して測定される。
【００４９】
本実施形態の放射線遮蔽用シートは、引張破壊強度が２ＭＰａ以上であると好ましく、５ＭＰａ以上であるとより好ましい。この引張破壊強度が２ＭＰａを下回ると、２ＭＰａ以上の場合と比較して、加工性及び取り扱い性が良好でなくなる傾向にあり、放射線遮蔽用シートを実際に作製して、放射線取扱施設の壁、床や扉などに組み込むのが困難になる傾向にある。なお、本発明において引張破壊強度は、ＪＩＳ Ｋ６７２３（１９８３）に記載のＪＩＳ Ｋ７１１３（１９８１）に規定された方法に準拠して測定される。
【００５０】
本実施形態の放射線遮蔽用シートは、鉛当量が０．１５ｍｍＰｂ以上であると好ましく、０．２０ｍｍＰｂ以上であるとより好ましい。鉛当量が０．１５ｍｍＰｂを下回ると、放射線取扱施設の壁、床や扉に組み込み可能な程度のシート厚さと、十分な放射線遮蔽能とを同時に備えることが困難となる傾向にある。なお、本発明において鉛当量は、ＪＩＳ Ｚ４５０１（１９８８）に規定された方法に準拠して測定される。
【００５１】
以上説明した本実施形態の放射線遮蔽用シートは、その寸法が大きくなっても、加工性や取り扱い性が良好であるため、好ましくは病院や各種の研究機関、検査機関における放射線取扱施設の壁、床や扉に組み込まれて用いられると有効である。また、歯科用患者エプロン、Ｘ線防護衣などの、人体を放射線曝露から防護するために、その人体に装着するものに用いられてもよい。その他、放射線を遮蔽する必要がある各種器具や装置の材料として用いられてもよい。本実施形態の放射線遮蔽用シートは、各種放射線の中でも、特にＸ線に対する遮蔽能に優れているため、Ｘ線を遮蔽する必要がある各種器具や装置の材料に用いられると好ましい。
【００５２】
本実施形態の放射線遮蔽用シートは、本発明の課題を解決できるほか、防音性についても優れた効果を奏する。
【００５３】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【実施例】
【００５４】
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５５】
（実施例１〜３、比較例１〜４）
表１、２に示す各成分をそれらの表に示す割合（質量部）で配合後、バンバリーミキサーを用いて１６０℃で十分に混練した。次いで、得られた混練物をカレンダー加工によりシート状に成形して、放射線遮蔽用シートを得た。
【００５６】
【表１】
【００５７】
【表２】
【００５８】
なお、表に示した各成分は下記のとおりである。
硫酸バリウム：Ｂ−５４（堺化学工業社製、商品名、一次粒子径：１.２μｍ）
ポリ塩化ビニル：ＴＫ−２５００ＨＳ（信越化学工業社製、商品名、平均重合度：２４５０）
ＴＰＳ：セプトン２００４（クラレ工業社製、商品名、ショアＡ硬さ：７０）
ＴＰＯ（オレフィン系熱可塑性エラストマー）：ミラストマー７０３０Ｎ（三井化学社製、商品名、ショアＡ硬さ：７０）
改質剤Ａ：メタブレンＰ−５３０Ａ（三菱レーヨン社製、商品名、平均分子量：４７０万、ＰＭＭＡ系）
改質剤Ｂ：メタブレンＡ−３０００（三菱レーヨン社製、商品名、ＰＴＦＥ系）
可塑剤Ａ：ＤＩＮＰ（新日本理化社製、商品名、フタル酸ジイソノイル）
可塑剤Ｂ：Ｏ−１３０Ｐ（旭電化工業社製、商品名、エポキシ化大豆油）
熱安定剤：ＡＣ−２５５（旭電化工業社製、商品名、Ｂａ−Ｚｎ系）
滑剤Ａ：メタブレンＰ−７００（三菱レーヨン社製、商品名、アクリル系ポリマー）
滑剤Ｂ：ＳＬ−０２（理研ビタミン社製、商品名、脂肪酸エステル系滑剤）
【００５９】
必要に応じて、それぞれの放射線遮蔽用シートの一部を切り出して試験用サンプルとし、下記に示す方法によりその特性等を評価した。結果を表３、４に示す。
【００６０】
〔成形性（加工性）の評価〕
放射線遮蔽用シートを上述のようにしてカレンダー加工する際に、テストロールを用いて成形性の評価を行った。評価は、テストロールに対するシートの巻き付き性、テストロールからのシートの離型性及び所望のシート状への成形性（外観を目視により確認）について、以下の判断基準で行った。
○：巻き付き性、離型性及びシート状への成形性のいずれも良好であった。
△：巻き付き性及び離型性が良好ではなく、シート状への成形性は良好であった。
×：巻き付き性及び離型性のいずれも良好ではなく、シート状に成形できなかった。
【００６１】
〔硬さの測定〕
試験用サンプルのショアＡ硬さを、ＪＩＳ Ｋ７２１５（１９８６）に規定された方法に準拠して測定した。ただし、デュロメータの圧子を試験用サンプルに押し付けて、１０秒経過した後に測定を行った。
【００６２】
〔引張破壊伸び及び引張破壊強度の測定〕
試験用サンプルの引張破壊伸び及び引張破壊強度の測定を、ＪＩＳ Ｋ６７２３（１９８３）に記載のＪＩＳ Ｋ７１１３（１９８１）に規定された方法に準拠して測定した。
【００６３】
〔密度の測定〕
試験用サンプルの密度を、ＪＩＳ Ｋ７１１２（１９８０）に規定された方法に準拠して測定した。
【００６４】
〔鉛当量の測定〕
試験用サンプルの鉛当量を、ＪＩＳ Ｚ４５０１（１９８８）に規定された方法に準拠して測定した。なお、鉛当量は、鉛シートの１ｍｍ厚当たりに換算した数値で評価した。
【００６５】
〔Ｘ線遮蔽扉への装着性評価〕
Ｘ線遮蔽扉に、従来装着されている鉛板（寸法；１０００ｍｍ×２０００ｍｍ×２ｍｍ）の代わりに、カレンダー加工により成形した上記実施例及び比較例の放射線遮蔽用シート（寸法；１０００ｍｍ×２０００ｍｍ×２ｍｍ）を装着した。なお、鉛当量を鉛板と同程度に合わせるために、放射線遮蔽用シートを５枚重ねて、Ｘ線遮蔽扉に装着した。装着の際の組み付けやすさを以下の判断基準で評価した。
○：全く問題なく装着可能であり、製品機能上も問題ない。
△：シートにひび割れが起こりやすく、装着は困難であるものの、製品機能上問題はない。
×：装着時にシートが切断し、あるいはひび割れ、製品機能上問題がある。
【００６６】
【表３】
【００６７】
【表４】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫酸バリウムと、その硫酸バリウムのバインダーである熱可塑性樹脂及び／又は熱可塑性エラストマーと、を含む放射線遮蔽に用いられるシートであって、
前記硫酸バリウムを７５質量％以上含有し、
硬さがショアＡ硬さで９５以下であり、
密度が２．５ｇ／ｃｍ３以上であり、
引張破壊伸びが２０％以上である、放射線遮蔽用シート。
【請求項２】
前記熱可塑性樹脂及び／又は熱可塑性エラストマーがポリ塩化ビニルである、請求項１記載の放射線遮蔽用シート。
【請求項３】
前記ポリ塩化ビニルの平均重合度が１３００〜４０００である、請求項２記載の放射線遮蔽用シート。
【請求項４】
可塑剤と、ポリメチルメタクリレートと、を更に含む、請求項２又は３に記載の放射線遮蔽用シート。
【請求項５】
バリウム元素を４５質量％以上含有し、鉛当量が０．１５ｍｍＰｂ以上である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の放射線遮蔽用シート。
【請求項１】
硫酸バリウムと、その硫酸バリウムのバインダーである熱可塑性樹脂及び／又は熱可塑性エラストマーと、を含む放射線遮蔽に用いられるシートであって、
前記硫酸バリウムを７５質量％以上含有し、
硬さがショアＡ硬さで９５以下であり、
密度が２．５ｇ／ｃｍ３以上であり、
引張破壊伸びが２０％以上である、放射線遮蔽用シート。
【請求項２】
前記熱可塑性樹脂及び／又は熱可塑性エラストマーがポリ塩化ビニルである、請求項１記載の放射線遮蔽用シート。
【請求項３】
前記ポリ塩化ビニルの平均重合度が１３００〜４０００である、請求項２記載の放射線遮蔽用シート。
【請求項４】
可塑剤と、ポリメチルメタクリレートと、を更に含む、請求項２又は３に記載の放射線遮蔽用シート。
【請求項５】
バリウム元素を４５質量％以上含有し、鉛当量が０．１５ｍｍＰｂ以上である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の放射線遮蔽用シート。
【公開番号】特開２００７−２１２３０４（Ｐ２００７−２１２３０４Ａ）
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２７６０（Ｐ２００６−３２７６０）
【出願日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
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