JP2009157280A

JP2009157280A - Ｘ線カセッテ用フロントパネル及びｘ線カセッテ

Info

Publication number: JP2009157280A
Application number: JP2007338284A
Authority: JP
Inventors: Shinji Imamura; 伸二今村; Isao Kurata; 功倉田
Original assignee: Nippon Steel Composite Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2009-07-16

Abstract

【課題】帯電による導電性蓄積性蛍光体への影響を極力少なくすることができ、しかも、加工が容易であり、コストを低減することのできる炭素繊維強化樹脂製のフロントパネルを備えたＸ線カセッテ及びＸ線カセッテ用フロントパネルを提供する。
【解決手段】主として繊維強化樹脂にて形成されたＸ線カセッテ用フロントパネル１は、厚みが４００〜２０００μｍとされる、絶縁基材に樹脂が含浸された芯材層６と、厚みが５０〜５００μｍとされる、芯材層６の両面に配置された炭素繊維強化樹脂層７と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般にはＸ線カセッテに関し、特に、蓄積性蛍光体シートを使用することができるＸ線カセッテ及びＸ線カセッテ用フロントパネルに関するものである。

近年、Ｘ線カセッテの外板、特に、フロントパネルには、アルミニウムよりもＸ線透過率に優れ、軽量であり、又、剛性がある、炭素繊維強化樹脂にて作製することが提案されている。

又、Ｘ線カセッテ内部には、従来、Ｘ線撮影の記録媒体としてＸ線写真フィルムが収納され、撮影後現像処理されていたが、近年、Ｘ線写真フィルムの代わりに蓄積性蛍光体シートを使用し、デジタル画像処理することが行われている。

蓄積性蛍光体シートを収納したＸ線カセッテの外板として炭素繊維強化樹脂製のフロントパネルを使用した時には、炭素繊維強化樹脂製フロントパネルは導電性を有するため、蓄積性蛍光体シートを画像読み取り装置にて処理する際にパネル表面が帯電した場合など、静電気が、内部に収納した蓄積性蛍光体シートに悪影響を及ぼすことがある。

そこで、本願出願人は、図３に概略構成を示すように、特許文献１にて、主として繊維強化樹脂にて成形され、芯材層１１の少なくとも片面に表面層１２を配置し、芯材層１１を構成する強化繊維が一方向に引き揃えられた繊維強化樹脂からなり、表面層１２が樹脂含浸された無機繊維又は有機繊維の不織布とされ、かつ芯材層１１中に体積抵抗率１×１０⁷Ω・ｃｍ以上の高抵抗シート状材料層１３を配置した繊維強化樹脂板材１０を提案した。

このような構成の繊維強化樹脂板材１０からなるフロントパネルは、体積抵抗率の大きな高抵抗シート状材料層１３を有することにより、Ｘ線撮影の記録媒体として蓄積性蛍光体シートを使用する場合においても、読み取りなどによって蛍光体が帯電しても、帯電による導電性蓄積性蛍光体への影響を極力少なくすることができる。

また、このような構成の繊維強化樹脂製フロントパネル１０は、Ｘ線カセッテの帯電を防止して、取扱者が感電することをも抑制できる。
特開２００２−３１６３７７号公報

しかしながら、本発明者らが上記構成の繊維強化樹脂製フロントパネル１０について更に研究実験を行った結果次のことが分かった。

つまり、繊維強化樹脂製フロントパネル１０にて、表面層１２の厚みは５０〜２５０μｍ、芯材層１１の厚みが５００〜２０００μｍであり、高抵抗シート状材料層１３は、Ｘ線透過率に影響を及ぼさない程度の厚みとして、２００μｍ以下、好ましくは３０〜１５０μｍとされた。即ち、繊維強化樹脂製フロントパネル１０は、炭素繊維とされる強化繊維に樹脂が含浸された繊維強化樹脂層からなる芯材層１１が大半を占めている。

一方、フロントパネルは、バックパネルと協働してＸ線カセッテを構成するに際して、その周辺を形成するフレーム部に遮光性良く取り付けることが必要である。そのために、フロントパネルは、その周辺形状が複雑な構造とされる。

しかしながら、上述のように、芯材層１１が大半を占め、実質的に炭素繊維強化樹脂とされるフロントパネル１０を加工するのは極めて困難であり、結果として、非常にコスト高となった。

従って、本発明の目的は、帯電による導電性蓄積性蛍光体への影響を極力少なくすることができ、しかも、加工が容易であり、コストを低減することのできる炭素繊維強化樹脂製のフロントパネルを備えたＸ線カセッテ及びＸ線カセッテ用フロントパネルを提供することである。

上記目的は本発明に係るＸ線カセッテ及びＸ線カセッテ用フロントパネルにて達成される。要約すれば、本発明は、主として繊維強化樹脂にて形成されたＸ線カセッテ用フロントパネルにおいて、
厚みが４００〜２０００μｍとされる、絶縁基材に樹脂が含浸された芯材層と、
厚みが５０〜５００μｍとされる、前記芯材層の両面に配置された炭素繊維強化樹脂層と、
を有することを特徴とするＸ線カセッテ用フロントパネルである。

本発明の一実施態様によると、前記炭素繊維強化樹脂層の外側に厚みが５０〜２５０μｍとされる、有機繊維及び／又は無機繊維をランダムに配向したマット状素材に樹脂が含浸された保護層が設けられる。

本発明の一実施態様によると、前記芯材層の絶縁基材は、木質系繊維紙であり、絶縁基材に含浸する樹脂は、熱硬化性樹脂、好ましくは、フェノール樹脂或いはエポキシ樹脂が使用される。

本発明の一実施態様によると、前記炭素繊維強化樹脂層は、炭素繊維が一方向に配列された炭素繊維層にマトリクス樹脂を含浸して形成される。好ましくは、前記炭素繊維層は、強化繊維の配向方向が互いに異なるようにして複数層積層して形成される。

本発明の他の態様によると、上記構成のフロントパネルを備えたＸ線カセッテが提供される。

本発明のＸ線カセッテ用フロントパネル及びＸ線カセッテは、主として繊維強化樹脂にて形成されたＸ線カセッテ用フロントパネルが、厚みが４００〜２０００μｍとされる、絶縁基材に樹脂が含浸された芯材層と、厚みが５０〜５００μｍとされる、芯材層の両面に配置された炭素繊維強化樹脂層と、を有する構成とされるので、帯電による導電性蓄積性蛍光体への影響を極力少なくすることができ、しかも、加工が容易であり、コストを低減することができる。

以下、本発明に係るＸ線カセッテ及びＸ線カセッテ用フロントパネルを図面に則して更に詳しく説明する。

図１に、本発明に係るＸ線カセッテの一実施例の概略構成を示す。

本発明のＸ線カセッテ１００は、主として繊維強化樹脂にて形成されるフロントパネル１及びバックパネル２を備えている。フロントパネル１及びバックパネル２は、それぞれフロントフレーム３及びバックフレーム４に取り付けられ、蝶番構造５により開閉自在とされている。Ｘ線カセッテ内部には、図示してはいないが、蓄積性蛍光体シート及び押圧部材が収納され、両パネル１、２を閉じることによって、蓄積性蛍光体シートが押圧部材によりフロントパネル１に押し付けられ密着する。

図２に、本発明に従って構成されるフロントパネル１の一実施例の断面構成を示す。本実施例にて、フロントパネル１は、電気的絶縁基材に樹脂が含浸されて作製される電気絶縁層としての芯材層６と、芯材層６の両面に配置された炭素繊維強化樹脂層７と、を有する。必要に応じて、図２に一点鎖線で示すように、少なくとも一方の炭素繊維強化樹脂層７の外側表面には、表面層としての保護層８が配置される。フロントパネル１の全体厚さは、８００〜２５００μｍ、好ましくは、１０００〜２０００μｍとされる。

炭素繊維強化樹脂層７は、良好なＸ線透過率を有しているが、加工性の点で問題がある。従って、本発明では、フロントパネル１に剛性を付与する炭素繊維強化樹脂層７の厚みは可能な限り薄い方が好ましい。また、コストの点でも、薄い方が有利である。そこで、炭素繊維強化樹脂層７は、５０〜５００μｍ、好ましくは、１００〜３００μｍとされる。

一方、芯材層６は、炭素繊維強化樹脂層７と共にフロントパネル１に剛性を付与するものであり、又、良好な加工性を有するものでなければならない。更に、芯材層６は、フロントパネル１のＸ線透過率に影響を与えるものであってはならない。

本発明者らの研究実験の結果、芯材層６の厚みは、最大２０００μｍとすることが可能である。厚みが、４００μｍ未満では、フロントパネルの所要の全体厚みを確保するために炭素繊維強化樹脂層７の厚さを厚くせざるを得ず、その分加工性が低下し、好ましくない。好ましくは、４００μｍ以上とされる。

次に、芯材層６の構成について説明する。

芯材層６を構成する絶縁基材は、紙、ＰＥＴ、アクリルなどが使用可能であるが、特に、木質系繊維紙が好適である。絶縁基材に含浸する樹脂は熱硬化性樹脂とされ、フェノール樹脂或いはエポキシ樹脂が好適に使用される。例えば、フェノール樹脂含浸絶縁紙、フェノール樹脂含浸絶縁布、エポキシ樹脂含浸絶縁紙、エポキシ樹脂含浸絶縁布を使用し得る。

また、芯材層６中の絶縁基材含有率は、２０〜９７重量％とされ、好ましくは、３０〜７０重量％とされる。絶縁基材含有率が２０重量％未満では、板の加工性が良くないため、加工費が高価となる、といった問題がある。又、絶縁基材含有率が９７重量％を越えると、剛性が低く、使用に堪えない、といった問題が起こる。

樹脂含浸絶縁基材は、通常、厚みが４００〜１０００μｍとされ、芯材層６は、このような樹脂含浸絶縁基材を複数層積層することにより形成される。

本発明者らの実験の結果によると、芯材層６は、電気的特性の点からみれば、体積抵抗率が１×１０⁷Ω・ｃｍ以上、通常、１×１０⁷Ω・ｃｍ〜１×１０¹⁷Ω・ｃｍ、好ましくは、１×１０⁹Ω・ｃｍ〜１×１０¹³Ω・ｃｍとされる。このような体積抵抗率とすることにより、Ｘ線撮影の記録媒体として蓄積性蛍光体を使用した場合であっても、パネル表面に発生した静電気が内部の蓄積性蛍光体に影響を与えることはなく、又、読み取りなどによって蛍光体が帯電しても、Ｘ線カセッテの帯電を防止して取扱者が感電することを抑制できる。

次に、炭素繊維強化樹脂層７について説明する。

炭素繊維強化樹脂層７は、炭素繊維が一方向に配列された炭素繊維層にマトリクス樹脂を含浸して形成される。一方向配列炭素繊維層を使用することにより、Ｘ線撮影における透過ムラを極力抑えることができる。炭素繊維層は、炭素繊維の配向方向が互いに異なるようにして、例えば、０°、９０°、±４５°にて、複数層積層して形成することができる。

マトリクス樹脂は、熱硬化性樹脂、或いは、熱可塑性樹脂を使用することができ、具体的には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ナイロン樹脂などを使用し得る。好ましくは、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂である。炭素繊維強化樹脂層７中の繊維含有率は、４５〜６５重量％、好ましくは、４０〜６０重量％とされる。

更に、図２に、一点鎖線にて示すように、少なくとも一方の炭素繊維強化樹脂層７の外側に保護層８を設けることができる。

保護層８としては、有機繊維或いは無機繊維、又は、これらの混合繊維のいずれかであってもよく、また、天然繊維或いは合成繊維であっても良い。具体的には、炭素繊維、アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維などとされる。保護層８は、これら繊維をランダム配向して形成されたマット状素材、即ち、不織布にマトリクス樹脂を含浸して構成される。

不織布に含浸させる樹脂としては、熱硬化性樹脂、或いは、熱可塑性樹脂を使用することができ、具体的には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ナイロン樹脂などを使用し得る。好ましくは、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂である。保護層８中の繊維含有率は、１０〜７０重量％、好ましくは、２５〜５５重量％とされる。

保護層８の厚みは、５０〜２５０μｍ、好ましくは１００〜２００μｍとされる。保護層８は、上述のように、Ｘ線カセッテの外側に位置した炭素繊維強化樹脂層の外表面にだけ設けることもできる。

保護層８を設けることにより、炭素繊維強化樹脂層７を被覆し、炭素繊維強化樹脂層７の表面に傷が付くのを防止すると共に、均質な外観にすることができる。炭素繊維不織布、特に、ピッチ系短繊維不織布を使用すると、傷が付きにくく、傷が付いても温風などをかけることにより、簡単に復元補修することができる。

本発明のフロントパネル１を製造する方法としては、当業者には周知の以下の方法を使用し得る。

つまり、表面層となる保護層８である不織布に樹脂を含浸して作製したマット状プリプレグシートの上に、炭素繊維強化樹脂層７を形成する炭素繊維を一方向に引き揃えたプリプレグシートを積層し、更に、芯材層６とされる樹脂が含浸された絶縁基材を積層し、更に、その上に炭素繊維強化樹脂層７及び保護層８をそれぞれ形成する、炭素繊維を一方向に引き揃えたプリプレグシート及び不織布に樹脂を含浸して作製したマット状プリプレグシートを順番に積層した後、ホットプレス装置やオートクレーブ装置などを用いて、加熱加圧成形することにより製造することができる。

尚、上述のように、保護層８を形成するマット状プリプレグシートは設けなくとも良く、又、片側表面だけに配置しても良い。更には、表裏で異なるマット素材のマット状プリプレグシートを使用しても良い。更に、炭素繊維強化樹脂層７を形成する炭素繊維を一方向に引き揃えたプリプレグシートを積層する際には、フロントパネル１の要求される剛性に応じて繊維方向を一方向だけで積層しても良く、繊維方向が交差するように積層しても良く、二方向以上になるように積層しても良い。

次に、本発明のフロントパネルを実施例について更に具体的に説明する。

実施例１
本実施例では、図２に示す構成のフロントパネル１を製造した。

つまり、本実施例にて、保護層８として、目付１５０ｇ／ｍ²のマット状のピッチ系短繊維不織布（株式会社ドナック製「ドナカーボ」（商品名））にエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグシートを準備し、炭素繊維強化樹脂層７としては、目付１５０ｇ／ｍ²にて一方向に引き揃えた炭素繊維層にエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグシート（三菱レイヨン株式会社製「パイロフィル」（商品名））を準備した。保護層８の繊維含有率は３０重量％であり、炭素繊維強化樹脂層７の繊維含有率は５７重量％であった。

又、芯材層６として、フェノール樹脂含浸絶縁紙（利晶工学株式会社製「リショーライト」（商品名））を準備した。芯材層６における紙含有率は、５５重量％であった。

芯材層６の両側に炭素繊維強化樹脂層７及び保護層８を順番に積層した後、ホットプレス装置を用いて、面圧３０〜５０×１０４Ｐａにて加圧しながら室温から１３０℃まで５℃／ｍｉｎで昇温させ、１３０℃に達した後、１２０分間保持して板状に成形した。板材の厚みは約１２００μｍであった。芯材層６は６００μｍであり、各炭素繊維強化樹脂層７及び保護層８はそれぞれ２００μｍ及び１００μｍであった。

得られた繊維強化樹脂製プロントパネル材をＸ線カセッテに適用するために種々に加工したが、以下に説明する比較例１の繊維強化樹脂板材に比較すると、加工性が極めて良好であった。また、このフロントパネル１の芯材層６の体積抵抗率は１×１０¹⁰Ω・ｃｍであった。更に、このフロントパネル１を静電気試験機にて絶縁性を測定したが、５ｋＶ以上の絶縁を有していた。

又、フロントパネル１の剛性も、比較例１と同様であった。

更に、本実施例のフロントパネル１を実際に、図１に示すような構成のＸ線カセッテに組み込んで、蓄積性蛍光体を使用してＸ線撮影を行ったが、良好な結果を得ることができた。又、Ｘ線カセッテが帯電することもなかった。

実施例２
本実施例では、実施例１のフロントパネルにて保護層８を設けなかった以外は、同じ材料及び製造方法にてフロントパネルを製造した。但し、本実施例のフロントパネルは、保護層８を有していないために、芯材層６は８００μｍであり、炭素繊維強化樹脂層７は２００μｍであった。

実施例１のフロントパネルより加工性が更に向上した。フロントパネルの電気的性質は実施例１の場合と同様であった。又、フロントパネル１の剛性も、実施例１と同様であった。

更に、本実施例のフロントパネル１を、図１に示すような構成のＸ線カセッテに組み込んで、蓄積性蛍光体を使用してＸ線撮影を行ったが、良好な結果を得ることができた。又、Ｘ線カセッテが帯電することもなかった。

比較例１
図３に示す構成のフロントパネル１０を作製した。

本比較例では、表面層１２及び芯材層１１としては、それぞれ実施例１における保護層８としてのプリプレグシート及び炭素繊維強化樹脂層７としてのプリプレグシートを使用し、また、芯材層１１の中心に配置する高抵抗シート状材料層１３としては、厚み１００μｍの絶縁処理を施した絶縁基材を使用した。これら材料を、積層し、実施例１と同様に、ホットプレス装置を用いて同じ条件にて板材を作製した。

板材の厚みは約１２００μｍであった。保護層１２及び芯材層１１はそれぞれ１００μｍ及び４５０μｍであった。

得られた繊維強化樹脂板材を加工してＸ線カセッテ用フロントパネルに加工したが、上記実施例１の繊維強化樹脂板材の加工性に比較すると、加工性が極めて悪かった。

本発明に係るＸ線カセッテの一実施例を示す斜視図である。本発明に係るＸ線カセッテ用フロントパネルの一実施例の断面構成図である。比較例としてのＸ線カセッテ用フロントパネルの断面構成図である。

符号の説明

１フロントパネル
６芯材層
７炭素繊維強化樹脂層
８保護層
１００Ｘ線カセッテ

Claims

主として繊維強化樹脂にて形成されたＸ線カセッテ用フロントパネルにおいて、
厚みが４００〜２０００μｍとされる、絶縁基材に樹脂が含浸された芯材層と、
厚みが５０〜５００μｍとされる、前記芯材層の両面に配置された炭素繊維強化樹脂層と、
を有することを特徴とするＸ線カセッテ用フロントパネル。
前記炭素繊維強化樹脂層の外側に厚みが５０〜２５０μｍとされる、有機繊維及び／又は無機繊維をランダムに配向したマット状素材にマトリクス樹脂が含浸された保護層を設けたことを特徴とする請求項１のＸ線カセッテ用フロントパネル。
前記芯材層の絶縁基材は、木質系繊維紙であり、絶縁基材に含浸する樹脂は、熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１又は２のＸ線カセッテ用フロントパネル。
前記熱硬化性樹脂は、フェノール樹脂或いはエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項３のＸ線カセッテ用フロントパネル。
前記芯材層中の絶縁基材含有率は２０〜９７重量％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載のＸ線カセッテ用フロントパネル。
前記芯材層は、体積抵抗率が１×１０⁷Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載のＸ線カセッテ用フロントパネル。
前記炭素繊維強化樹脂層は、炭素繊維が一方向に配列された炭素繊維層にマトリクス樹脂を含浸して形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載のＸ線カセッテ用フロントパネル。
前記炭素繊維層は、炭素繊維の配向方向が互いに異なるようにして複数層積層して形成されることを特徴とする請求項７のＸ線カセッテ用フロントパネル。
前記マトリクス樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、又は、ナイロン樹脂であることを特徴とする請求項２、７又は８のＸ線カセッテ用フロントパネル。
前記炭素繊維強化樹脂層中の繊維含有率は、４５〜６５重量％であることを特徴とする請求項７又は８のＸ線カセッテ用フロントパネル。
請求項１〜１０のいずれかの項に記載のフロントパネルを備えたＸ線カセッテ。