JP2007263969A

JP2007263969A - 放射線遮蔽物品の製造方法

Info

Publication number: JP2007263969A
Application number: JP2007130200A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Mure; 靖牟禮; Michio Yamaji; 道雄山地; Yukihiko Yamaguchi; 幸彦山口
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2007-05-16
Filing date: 2007-05-16
Publication date: 2007-10-11

Abstract

【目的】環境汚染を引き起こすことなく、キズがつきにくく、ガラスが割れてもその破片が飛散しない放射線遮蔽物品の製造方法を提供することである。
【構成】本発明は、バッチ原料を調製し、溶融した後、フロート法により板状に成形して、本質的にＰｂを含有せず、１００ｋＶのＸ線に対する鉛当量が０．０３ｍｍＰｂ／ｍｍ以上であるガラスからなるガラス板１１を作製する工程と、複数枚のガラス板１１を樹脂フィルム１２によって貼り合わせる工程とを有する放射線遮蔽物品１０の製造方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に、１００ｋＶ以下の低エネルギーの放射線を取り扱う施設における放射線遮蔽窓、放射線遮蔽防護衝立等の放射線遮蔽物品の製造方法に関するものである。

放射線診断設備等の低エネルギーの放射線を取り扱う施設において、放射線遮蔽窓、放射線遮蔽防護衝立等の放射線遮蔽物品には、放射線源からの放射線を遮蔽する能力、いわゆる放射線遮蔽能力と、この材料を通して被検体を視認する高い透明性が要求される。そのため、従来は、Ｐｂを多量に含むガラスや合成樹脂が単板で放射線遮蔽物品として使用されていた。

また、特許文献１〜３には、Ｘ線吸収能を有するＰｂを含有しないガラスから成るディスプレイ用ガラス容器に関する記載がある。さらに、特許文献４には、樹脂フィルムによって複数のガラス板を貼り合わせた建築用または自動車用の合わせガラスの開示がある。
特開２０００−３５７４７７号公報特開２００１−３０２２７８号公報特開２００１−３４８２４８号公報特開２００１−３０２２８９号公報

ところが、Ｐｂは有害物質であるため、Ｐｂを多量に含む放射線遮蔽物品は、その生産において、Ｐｂを含む原料がこぼれたり、飛散することによって環境汚染を引き起こしやすいという問題を有していた。

また、Ｐｂを多量に含むガラスは、表面硬度が低いため、研磨や切断等の加工工程において、表面にキズがつきやすく、キズをオリジンとしてガラスが割れることがあった。また、ガラスが割れた場合には、その破片が散乱し非常に危険であった。

また、Ｐｂを多量に含む合成樹脂は、キズが発生しても、割れにくいが、表面硬度が非常に低いため、キズが入りやすく、そのキズによって透明性が低下しやすい。

本発明の目的は、環境汚染を引き起こすことなく、キズがつきにくく、ガラスが割れてもその破片が飛散しない放射線遮蔽物品の製造方法を提供することである。

本発明に係る放射線遮蔽物品の製造方法は、複数枚のガラス板が樹脂フィルムによって貼り合わされてなる放射線遮蔽窓用または放射線遮蔽防護衝立用に好適な放射線遮蔽物品の製造方法であって、バッチ原料を調製し、溶融した後、フロート法により板状に成形して、本質的にＰｂを含有せず、１００ｋＶのＸ線に対する鉛当量が０．０３ｍｍＰｂ／ｍｍ以上であるガラスからなるガラス板を作製する工程と、複数枚のガラス板を樹脂フィルムよって貼り合わせる工程とを有するものである。また、本発明の放射線遮蔽物品の製造方法では、複数枚のガラス板を樹脂フィルムによって貼り合わせる工程が、ガラス板の間に樹脂フィルムを挿置した後、熱圧着するものであることが好ましい。

さらに、本発明で製造する放射線遮蔽物品のガラスは、質量％でＳｉＯ_２５０〜６５％、Ａｌ_２Ｏ_３５〜１５％、ＺｒＯ_２０．１〜９％、ＣａＯ０〜４％、ＳｒＯ３〜１２％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ１５〜２５％、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ７〜１５％の組成を有することが好ましい。

また、本発明で製造する放射線遮蔽物品のガラス板は、表面のヌープ硬度が４．９０ＧＰａを超え、且つ３質量％ＨＣｌ水溶液に２５℃で３０分間浸漬した後、及び３質量％ＮａＯＨ水溶液に２５℃で３０分間浸漬した後、表面の状態を観察した際に、表面に光沢があり、ヤケが発生しないものであることが好ましい。

本発明による放射線遮蔽物品は、複数枚のガラス板が樹脂フィルムによって貼り合わされてなるため、ガラス板が割れてもその破片が飛散せず、またＸ線やγ線以外にも、中性子線を遮蔽する能力を有する。すなわち、ガラス板が割れた場合、樹脂フィルムによって、ガラスが保持され、また、樹脂フィルムは、水素を大量に含み、その水素によって、中性子が捕獲されるからである。

また、複数枚のガラス板が、本質的にＰｂを含有しないガラスからなるため、ガラスの生産において、Ｐｂを含む原料がこぼれたり、飛散することによって環境汚染を引き起こすことがない。

複数枚のガラス板が、１００ｋＶのＸ線に対する鉛当量が０．０３ｍｍＰｂ／ｍｍ以上のガラスからなるため、１００ｋＶ以下の低エネルギーの放射線を防護する放射線遮蔽窓や放射線遮蔽防護衝立として好適である。尚、鉛当量とは、Ｘ線の減衰能力が等しい鉛板の肉厚を示し、この値が大きいほど放射線遮蔽能力が優れていることを表す。

ガラス板の１枚の肉厚は、必要とされる放射線遮蔽能力や使用枚数によって変わるが、１〜１０ｍｍである。

また、本発明の放射線遮蔽物品に使用する樹脂フィルムとしては、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、フッ素樹脂（ＴＨＶ）等が使用可能である。尚、樹脂フィルムの膜厚は、５０〜２０００μｍである。

また、本発明の放射線遮蔽物品に使用するガラスが、ＳｉＯ_２を４０〜７０質量％、Ａｌ_２Ｏ_３を４．１〜１５質量％含有すると、表面をクリーニングしても透明性が低下しにくく、吸水による変形や変色を起こすことがない。また、ガラスの硬度が高いため、キズがつきにくく、キズによる割れや透明性の低下が起こりにくい。すなわち、ＳｉＯ_２が４０質量％より少ないと、化学的耐久性が低いため、ガラス表面をクリーニングした後に、「ヤケ」が発生して、透明性が低下しやすく、７０質量％よりも多いと溶融性が悪化しやすいため好ましくない。また、Ａｌ_２Ｏ_３は、ガラスの表面硬度を向上させるとともに、ガラスの化学的耐久性を向上させる成分であり、その含有量が４．１質量％よりも少ないと、ガラスの硬度が低くなってキズがつきやすく、割れが発生しやすい。また化学的耐久性が低くなるため、ガラス表面をクリーニングした後に、「ヤケ」が発生して、透明性が低下しやすい。Ａｌ_２Ｏ_３が、１５質量％よりも多いと、溶融性が悪化するとともに、液相温度が高くなりやすいため好ましくない。

また、本発明において使用可能なガラスの具体的組成は、質量％で、ＳｉＯ_２５０〜６５％、Ａｌ_２Ｏ_３５〜１５％、ＺｒＯ_２０．１〜９％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ１０〜２７％、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ７〜１５％である。

ＺｒＯ_２は、放射線遮蔽能力及びガラスの化学的耐久性を向上させる成分であり、その含有量は、０．１〜９％、好ましくは、０．１〜８％である。ＺｒＯ_２が０．１％よりも少ないと、放射線遮蔽能力が低く、また、ガラスの化学的耐久性が低下しやすく、９％よりも多いと、ガラスの成形時に失透物が生成しやすく、成形が困難となるため好ましくない。

ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ及びＺｎＯは、ガラスの溶融性を向上させる成分であり、特にＳｒＯ及びＢａＯは、放射線遮蔽能力を高める効果に優れた成分であり、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ及びＺｎＯの合量が１０〜２７％、好ましくは、１５〜２５％である。これらの成分の合量が１０％よりも少ないと、放射線遮蔽能力が低下するとともに、溶融性が悪化しやすい。２７％よりも多いと、ガラスが失透しやすくなる。

ＭｇＯ、ＣａＯ及びＺｎＯの好適な含有量は、いずれも０〜４％である。また、ＢａＯ及びＳｒＯの好適な含有量は、いずれも３〜１２％である。

Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏは、ガラスの溶融性を向上させる成分であり、これらの成分の合量が７〜１５％である。これらの成分の合量が７％よりも少ないと、溶融性が困難になり、１５％よりも多いと、化学的耐久性が低下する。

また、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏの好ましい含有量は、それぞれ０〜１％、２〜１０％、２〜１３％である。

上記した成分の他にも、ＴｉＯ_２を５％まで、Ｐ_２Ｏ_５を３％まで、Ｓｂ_２Ｏ_３及びＡｓ_２Ｏ_３を１％まで添加しても構わない。

また、本発明で放射線遮蔽物品に使用するガラス板は、既存の成形法によって製板することが可能であるが、特にフロート法によって製板すると、平滑性に優れるため、研磨する必要がなく、研磨によるキズが入ることがない。

以上説明したように、本発明により作製した放射線遮蔽物品は、環境汚染を引き起こすことなく、表面をクリーニングしても透明性が低下しにくく、またキズがつきにくく、ガラスが割れてもその破片が飛散しないため、１００ｋＶ以下の低エネルギーの放射線を遮蔽するための放射線遮蔽窓や放射線遮蔽防護衝立として好適である。

本発明の放射線遮蔽物品を実施例に基づいて説明する。

表１に本発明の実施例１〜４を、表２に比較例５〜８を示す。図１は、本発明の放射線遮蔽物品の説明図である。

まず、実施例１〜４は、表１に示した組成となるように、バッチ原料を調製し、溶融した後、フロート法によって肉厚３ｍｍの板状に成形し、２０００×９００の寸法に切断した後、徐冷炉で冷却して、ガラス板を作製した。

次いで、図１に示すように、３枚のガラス板１１の間に肉厚２００μｍのＰＶＢ樹脂フィルム１２を挿置した後、熱圧着することによって放射線遮蔽物品１０を作製した。

比較例５〜７は、表２に示した組成となるように、バッチ原料を調製し、溶融した後、ロールアウト法によって肉厚９．５ｍｍの板状に成形し、２０００×９００の寸法に切断した後、徐冷炉で冷却して、ガラス板を作製した。

次いで、このガラス板の両面を光学研磨して、肉厚９ｍｍの放射線遮蔽物品を作製した。

比較例８は、アクリル酸を２０質量％含有したアクリル酸−メタクリル酸共重合体１００質量部と酸化鉛５０質量部を混合後、シート状に成形し、得られたシートを熱プレスして、肉厚９ｍｍの透明樹脂板を作製した。

尚、３０〜３８０℃における熱膨張係数α_{３０−３８０}は、ディラトメーター（マックサイエンス製、ＴＤ−５０００）によって測定した。また、１００ｋＶのＸ線に対する肉厚１ｍｍでの鉛当量は、ＪＩＳＺ４５０１に基づいて測定した鉛当量を肉厚１ｍｍに換算して求めた。

表面硬度（ヌープ硬度：Ｈｋ）は、ヌープ硬度計を用いて、荷重１０ｇで３０秒間、ダイヤモンド圧子で押圧し、菱形の圧痕の対角長さを測定することによって求めた。

化学耐久性は、耐酸性と耐アルカリ性で評価し、耐酸性は、３質量％ＨＣｌ水溶液に、耐アルカリ性は、３質量％ＮａＯＨ水溶液に、ガラス板及び樹脂板をそれぞれ２５℃で３０分間浸漬した後、表面の状態を観察し、表面に光沢があり、ヤケが発生していないものを「○」、少しヤケが発生し、表面が少し曇っているものを「△」、ヤケが発生し、表面が白く濁っているものを「×」とした。

表１に示すように、実施例１〜４は、表面硬度が高く、化学耐久性に優れていた。

一方、表２に示すように、比較例５〜８は、表面硬度が低く、また、化学耐久性も低かった。尚、比較例８のヌープ硬度は、表面硬度が非常に低いため、測定不能であった。

本発明の放射線遮蔽物品の説明図である。

符号の説明

１０放射線遮蔽物品
１１ガラス板
１２ＰＶＢ樹脂フィルム

Claims

複数枚のガラス板が樹脂フィルムによって貼り合わされてなる放射線遮蔽物品の製造方法であって、
バッチ原料を調製し、溶融した後、フロート法により板状に成形して、本質的にＰｂを含有せず、１００ｋＶのＸ線に対する鉛当量が０．０３ｍｍＰｂ／ｍｍ以上であるガラスからなるガラス板を作製する工程と、複数枚のガラス板を樹脂フィルムによって貼り合わせる工程とを有する放射線遮蔽物品の製造方法。
複数枚のガラス板を樹脂フィルムによって貼り合わせる工程が、ガラス板の間に樹脂フィルムを挿置した後、熱圧着するものであることを特徴とする請求項１に記載の放射線遮蔽物品の製造方法。
ガラスが、質量％でＳｉＯ_２５０〜６５％、Ａｌ_２Ｏ_３５〜１５％、ＺｒＯ_２０．１〜９％、ＣａＯ０〜４％、ＳｒＯ３〜１２％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ１５〜２５％、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ７〜１５％の組成を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射線遮蔽物品の製造方法。
ガラス板は、表面のヌープ硬度が４．９０ＧＰａを超え、且つ３質量％ＨＣｌ水溶液に２５℃で３０分間浸漬した後、及び３質量％ＮａＯＨ水溶液に２５℃で３０分間浸漬した後、表面の状態を観察した際に、表面に光沢があり、ヤケが発生しないものであることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の放射線遮蔽物品の製造方法。