JP2013170836A - Radiation shield glass laminate having resistance to discoloration - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば原子力関連施設、医療関連施設、研究施設等の窓用ガラスに好適な放射線遮蔽ガラス積層体に関する。 The present invention relates to a radiation shielding glass laminate suitable for glass for windows in, for example, nuclear facilities, medical facilities, research facilities and the like.
周知のとおり、放射線遮蔽ガラスは、例えば使用済み核燃料の保管施設や処理施設等の原子力関連施設、放射能濃度の高い野外で使用されるフォークリフト等の重機、CTスキャン装置やレントゲン装置等を備える医療関連施設、或いはX線回折装置や粒子加速装置等を備える研究施設の窓用ガラスとして使用されている。この放射線遮蔽ガラスには、各種放射線を遮蔽して人体や環境に対する安全性を確保することは勿論、施設等の内部を観察するための高い透明性を備えることが要求される。 As is well known, radiation shielding glass is a medical facility equipped with nuclear facilities such as storage facilities and processing facilities for spent nuclear fuel, heavy machinery such as forklifts used outdoors with high radioactive concentration, CT scanning devices, X-ray devices, etc. It is used as glass for windows in related facilities or research facilities equipped with X-ray diffractometers and particle accelerators. This radiation shielding glass is required to have high transparency for observing the inside of a facility or the like, as well as shielding various radiations to ensure safety to the human body and the environment.
従来、これら放射線遮蔽能力と透明性とを兼ね備えたガラスのブロック体として、上記のような用途で使用され、例えば下記特許文献1に記載のものが開示されている。しかしながら、このようなブロック状の放射線遮蔽ガラスは、溶融ガラスを大きな型に流し込んだ後、内部に歪みが生じないように非常にゆっくりと冷却する必要があるため、作製するためには数ヶ月以上の時間が必要となり、納期が遅くなるとともに製造コストを押し上げる要因となっていた。 Conventionally, as a glass block body having both radiation shielding ability and transparency, it is used in the above-described applications. For example, a glass block body described in Patent Document 1 is disclosed. However, such a block-shaped radiation shielding glass needs to be cooled very slowly so as not to cause distortion inside after pouring molten glass into a large mold. Time was required, leading to a delay in delivery and an increase in manufacturing costs.
そこで、現在までに、放射線遮蔽能力と透明性とを高いレベルで兼ね備え、しかも、安全性に優れたガラス積層体として、組成の異なる複数の放射線遮蔽ガラスを透明樹脂層で貼り合わせて成る下記特許文献2に記載の放射線遮蔽ガラス積層体が開示されている。 Therefore, to date, the following patent is a glass laminate that combines radiation shielding ability and transparency at a high level, and is laminated with a plurality of radiation shielding glasses having different compositions as transparent glass layers. The radiation shielding glass laminate described in Document 2 is disclosed.
ところが、特許文献2に記載の放射線遮蔽ガラス積層体は、ガラス積層体を構成する各放射線遮蔽ガラスそれ自体は、放射線照射による褐色化に対する抵抗性を有するものの、放射線遮蔽ガラスを貼り合わせるための透明樹脂層が長期間の使用により変色し、ガラス積層体全体としての透明性が低下してしまう問題があった。 However, the radiation shielding glass laminate described in Patent Document 2 is transparent for bonding radiation shielding glass, although each radiation shielding glass itself constituting the glass laminate has resistance to browning due to radiation irradiation. There was a problem that the resin layer was discolored by long-term use and the transparency of the entire glass laminate was lowered.
本発明は、従来の放射線遮蔽ガラス積層体に上記のような問題があったことに鑑みて為されたもので、ガラスが着色しにくいとともに樹脂層も長期間に亘って変色し難く、放射線遮蔽ガラス積層体全体としての透明性を長期間に亘って維持することができる難変色性放射線遮蔽ガラス積層体を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the conventional radiation shielding glass laminate, and the glass is difficult to be colored and the resin layer is also difficult to discolor over a long period of time. It is an object to provide a hardly discolorable radiation shielding glass laminate capable of maintaining the transparency of the entire glass laminate for a long period of time.
本発明者らは、放射線遮蔽ガラス積層体の透明性低下について鋭意研究を行った結果、γ線やX線、波長400nm以下の紫外光が照射されることでガラスの網目構造や樹脂層を形成する高分子化合物やその他有機化合物の結合が切断されて発生するラジカルや、そのラジカル同士で形成される結合が、樹脂層の変色の主たる要因であることに注目した。特に波長10〜400nmの紫外光は、ガラス中に含まれる酸化セリウムにより有効に吸収できるため樹脂の着色を抑制できるとともに、ガラスにγ線やX線等の放射線が照射されても酸化セリウムを添加することにより褐色に着色しにくくできることを突き止め、本願発明をするに至った。 As a result of intensive studies on the reduction in transparency of the radiation shielding glass laminate, the present inventors formed a glass network structure or a resin layer by irradiating γ rays, X rays, or ultraviolet light having a wavelength of 400 nm or less. It was noted that the radicals generated by breaking the bonds of the polymer compounds and other organic compounds, and the bonds formed between the radicals are the main factors for the discoloration of the resin layer. In particular, ultraviolet light with a wavelength of 10 to 400 nm can be effectively absorbed by cerium oxide contained in the glass, so that coloring of the resin can be suppressed, and cerium oxide is added even when the glass is irradiated with radiation such as γ rays or X rays. As a result, it has been found that it is difficult to be colored brown, and the present invention has been made.
即ち、本発明の難変色性放射線遮蔽ガラス積層体は、複数の放射線遮蔽ガラスが樹脂層により貼り合わされて積層された放射線遮蔽ガラス積層体であって、一の最外層に酸化セリウムを含有していることを特徴としている。 That is, the hardly discolorable radiation shielding glass laminate of the present invention is a radiation shielding glass laminate in which a plurality of radiation shielding glasses are laminated by a resin layer, and one outermost layer contains cerium oxide. It is characterized by being.
また、本発明の難変色性放射線遮蔽ガラス積層体は、酸化セリウムを含有するガラスが放射線遮蔽ガラスであることを特徴とする。 Further, the hardly discolorable radiation shielding glass laminate of the present invention is characterized in that the glass containing cerium oxide is radiation shielding glass.
また、本発明の難変色性放射線遮蔽ガラス積層体は、酸化セリウムを含有するガラスの積層方向の厚みが、3mm以上であることを特徴とする。 In addition, the hardly discolorable radiation shielding glass laminate of the present invention is characterized in that the glass-containing thickness of the glass containing cerium oxide is 3 mm or more.
また、本発明の難変色性放射線遮蔽ガラス積層体は、積層方向のガラスの厚みが、30mm以下であることを特徴とする。 Further, the hardly discolorable radiation shielding glass laminate of the present invention is characterized in that the thickness of the glass in the lamination direction is 30 mm or less.
本発明に係る放射線遮蔽ガラス積層体は、一の最外層のガラスが酸化セリウムを含有しているので、そのガラス側から放射線を照射したときガラス自体の褐色化を防ぐことができるばかりでなく、酸化セリウムにより波長400nm以下の紫外光を効率良く吸収することで紫外光による樹脂層着色を抑制でき、ガラス積層体全体としての透明性を長期間に亘って維持することができる。なお、本来、着色のないガラスは種類にもよるが、波長300nmよりも短波長の光は有効に吸収できるが、波長300〜400nmの紫外線を充分に吸収できない場合が多い。そのガラス中に酸化セリウムを含有すると、可視領域の波長400nm付近より長波長ではほとんど吸収がないが、紫外域である波長400nm付近より短波長の光はほとんど吸収される。そのため、ガラス自体の着色はほとんど確認できないし、また紫外線が樹脂に照射されるのを有効に防止できる。酸化セリウムの含有量は0.1〜3.0%が好ましく、0.1%よりも少ないと紫外光の遮蔽効果が充分に得られにくく、3.0%よりも多いと酸化セリウムに起因する着色によってガラスの透明性が損なわれやすい。 The radiation shielding glass laminate according to the present invention not only can prevent browning of the glass itself when irradiated with radiation from the glass side because the outermost glass layer contains cerium oxide. By efficiently absorbing ultraviolet light having a wavelength of 400 nm or less with cerium oxide, coloring of the resin layer by ultraviolet light can be suppressed, and the transparency of the entire glass laminate can be maintained over a long period of time. In addition, although originally uncolored glass depends on the type, it can effectively absorb light having a wavelength shorter than 300 nm, but often cannot sufficiently absorb ultraviolet light having a wavelength of 300 to 400 nm. When cerium oxide is contained in the glass, there is almost no absorption at wavelengths longer than the wavelength of about 400 nm in the visible region, but light having a shorter wavelength than the wavelength of about 400 nm in the ultraviolet region is almost absorbed. Therefore, almost no coloration of the glass itself can be confirmed, and it is possible to effectively prevent the resin from being irradiated with ultraviolet rays. The content of cerium oxide is preferably 0.1 to 3.0%, and if it is less than 0.1%, it is difficult to sufficiently obtain an ultraviolet light shielding effect, and if it is more than 3.0%, it results from cerium oxide. The transparency of the glass tends to be impaired by coloring.
また、本発明に係る放射線遮蔽ガラス積層体は、ガラスが樹脂で貼り合わされてなるため、湿気の多い環境下で使用する場合でも、直接水分がガラス表面に接触しないためアルカリ吹きやヤケ等の表面品位の劣化が起こりにくい。 In addition, since the radiation shielding glass laminate according to the present invention is formed by bonding glass with a resin, even when used in a humid environment, moisture does not directly contact the glass surface, so that the surface such as alkali blown or burned is used. Degradation is unlikely to occur.
また、酸化セリウムを含有するガラスの積層方向の厚みが3mm以上である難変色性放射線遮蔽ガラス積層体によれば、剛性が充分に得られ易いため破損しにくくなるとともに、紫外光を充分に吸収できるために酸化セリウムの含有量を極端に多くする必要がなく、また、酸化セリウムに起因する着色を抑制でき、透過率の高いガラスとすることが可能である。更に、酸化セリウムの含有量が少なくても充分な厚さを有するため紫外線を充分に吸収することができ、樹脂層の変色をより有効に防ぐことができる。 In addition, according to the hardly discolorable radiation shielding glass laminate having a thickness of 3 mm or more in the direction of lamination of the glass containing cerium oxide, it is difficult to break because it is easy to obtain sufficient rigidity, and absorbs ultraviolet light sufficiently. Therefore, it is not necessary to extremely increase the content of cerium oxide, and coloring due to cerium oxide can be suppressed, and a glass with high transmittance can be obtained. Furthermore, even if there is little content of cerium oxide, since it has sufficient thickness, it can fully absorb an ultraviolet-ray and can prevent discoloration of a resin layer more effectively.
また、放射線遮蔽ガラスの積層方向の厚みが、30mm以下である難変色性放射線遮蔽ガラス積層体によれば、鋳込み法と比べて生産性の高いロールアウト法等の各種成形方法により各放射線遮蔽ガラスを成形することができ、難変色性放射線遮蔽ガラス積層体の総厚が200mmを超える場合であっても、上記の成形方法で生産された放射線遮蔽ガラスを積層して貼り合わせることで作製できるため、その生産性を格段に向上させることができ、より安価に市場に提供することができる。 Further, according to the hardly discolorable radiation shielding glass laminate having a thickness in the laminating direction of the radiation shielding glass of 30 mm or less, each radiation shielding glass is obtained by various molding methods such as a rollout method that is more productive than the casting method. Even when the total thickness of the hardly discolorable radiation shielding glass laminate exceeds 200 mm, the radiation shielding glass produced by the above molding method can be laminated and bonded together. Therefore, the productivity can be remarkably improved and it can be provided to the market at a lower cost.
なお、放射線遮蔽ガラスは、高い線量密度のγ線やX線を照射されるとコンプトン効果により電子が弾き出されて電荷を帯びやすくなり、その電荷が大きくなるとガラス中で放電がおきてガラスが誘電破壊されることがあるが、放射線遮蔽ガラスの板厚を30mm以下として積層し、貼り合わせて作製したブロック状の積層体であるならば、鋳込み方により作製した一体のブロックよりも誘電破壊が起こりにくい傾向となる。 Radiation shielding glass emits electrons due to the Compton effect when it is irradiated with high dose density of γ-rays or X-rays, and it tends to be charged. Although it may be destroyed, if it is a block-like laminate produced by laminating and sticking radiation shielding glass with a plate thickness of 30 mm or less, dielectric breakdown occurs more than an integrated block produced by casting. It tends to be difficult.
図1に示すように、本実施形態の難変色性放射線遮蔽ガラス積層体10はCeO2含有ガラス11と放射線遮蔽ガラス12が樹脂層13により、貼り合わされて積層されて構成されている。本実施形態では、CeO2含有ガラス11と放射線遮蔽ガラス12が一枚の樹脂層13により貼り合わされており、放射線源RS側にCeO2含有ガラス11が配置されている。
As shown in FIG. 1, the hardly discolorable radiation
本実施形態のCeO2含有ガラス11は、例えば、窓板ガラスにCeO2を所定量添加したガラス(ガラスA)のように放射線遮蔽能が高くないものであっても使用可能であるが、放射線遮蔽能が高いものであるとγ線やX線による樹脂の着色や劣化も防止できるため好ましい。なお、放射線遮蔽能を有するとは、管電圧150kVのX線に対して鉛当量が0.03mmPb/mm以上であることを示す。
The CeO 2 -containing
PbOを含有しない放射線遮蔽能を有するCeO2含有ガラス11は、例えば、酸化物換算の質量百分率で、SiO2 40〜70%、CeO2 0.1〜3%、Al2O3 0〜4%、BaO 7〜27%、ZnO 0〜20%、ZrO2 0〜3%、Na2O 0〜12%、K2O 0〜12%の組成を有するものが挙げられ、ガラスBとする。
The CeO 2 -containing
放射線遮蔽ガラス11の組成範囲を上記のように限定した理由は、次のとおりである。
The reason for limiting the composition range of the
SiO2は、ガラスの網目構造形成成分として必須である。含有量が40%に満たないと耐候性が悪くなり、他方70%を越えると密度を高める成分や放射線遮蔽能の高い成分を十分に含有させることができない。 SiO 2 is essential as a glass network structure forming component. When the content is less than 40%, the weather resistance is deteriorated. On the other hand, when the content exceeds 70%, a component for increasing the density and a component having a high radiation shielding ability cannot be contained sufficiently.
CeO2は、放射線照射によるガラスの褐色化を防止する成分であるとともに、波長400nm以下の紫外線を吸収する成分である。そのため、CeO2を含有すると、波長400nm以下の光が吸収されるため、樹脂層13の変色を防止することができる。含有量が0.1%に満たないとその作用に乏しく、3%を越えるとCeO2自体の光の吸収によってガラスが黄色く着色し、光の透過率が低くなる。
CeO 2 is a component that prevents browning of the glass due to irradiation and absorbs ultraviolet rays having a wavelength of 400 nm or less. Therefore, when CeO 2 is contained, light having a wavelength of 400 nm or less is absorbed, so that discoloration of the
Al2O3は、4%を越えると溶融性が悪くなるので、それより少ないのがよい。 If Al 2 O 3 exceeds 4%, the meltability deteriorates.
BaOは、ガラスの密度を高めるとともに放射線遮蔽能の高い成分であるための必須成分であるが、含有量が7%に満たないとその作用に乏しく、他方27%を越えると失透し易くなる。 BaO is an essential component for increasing the density of the glass and having a high radiation shielding ability. However, when the content is less than 7%, its action is poor, and when it exceeds 27%, it tends to devitrify. .
ZnOは、ガラスの密度を高める成分であるとともに、放射線遮蔽能が高い成分であるが、含有量が20%を越えると失透し易くなる。 ZnO is a component that increases the density of glass and is a component that has a high radiation shielding ability. However, when the content exceeds 20%, it tends to devitrify.
ZrO2も同様に密度を高める成分であるとともに、放射線遮蔽能が高い成分であるが、含有量が3%を越えると表面失透を起こし易い。また、耐候性を高める成分でもある。 ZrO 2 is also a component that increases the density and has a high radiation shielding ability. However, if the content exceeds 3%, surface devitrification is likely to occur. Moreover, it is also a component which improves a weather resistance.
Na2O、K2Oは、ガラスの溶融性を高める成分であるとともに、それぞれ電気抵抗を低下させる成分であり、ガラス中に電荷が溜まりにくくできるため誘電破壊を防止する効果を有する成分であり、必要に応じて含有させることができる。これらの含有量がそれぞれ12%を越えると耐候性が悪くなるとともに、ガラスの密度を高める成分や放射線遮蔽能を高くできる成分の含有量が少なくなり、遮蔽能が低くなる傾向がある。 Na 2 O, K 2 O, as well as a component to increase the melting property of the glass, a component to lower the respective electrical resistance, be a component having an effect of preventing the dielectric breakdown because it hardly charges accumulate in the glass , If necessary. When these contents exceed 12%, the weather resistance deteriorates, and the contents of components that increase the density of the glass and components that can increase the radiation shielding ability are decreased, and the shielding ability tends to be lowered.
その他、上記以外の成分としてLi2Oのようなアルカリ金属酸化物、MgO、CaO、SrOなどのアルカリ土類酸化物、TiO2のような波長300〜400nmの紫外域に吸収を持つ成分、B2O3、P2O5のようなガラス骨格を形成する成分、As2O3、Sb2O3、Clのような清澄剤、を必要に応じて添加しても良い。 In addition to the above components, alkali metal oxides such as Li 2 O, alkaline earth oxides such as MgO, CaO, and SrO, components having absorption in the ultraviolet region of wavelength 300 to 400 nm, such as TiO 2 , B Components for forming a glass skeleton such as 2 O 3 and P 2 O 5 and fining agents such as As 2 O 3 , Sb 2 O 3 and Cl may be added as necessary.
PbOを含有する放射線遮蔽能を有するCeO2含有ガラス11としては、例えば、酸化物換算の質量百分率で、PbO 15〜45%、SiO2 40〜60%、CeO2 0.1〜3%、B2O3 0〜10%、Na2O 0〜10%、K2O 0〜10% の組成を有するものも使用することもできる(ガラスC)。 The CeO 2 containing glass 11 having a radiation shielding ability containing PbO, for example, in percent by mass of oxide equivalent, PbO 15~45%, SiO 2 40~60 %, CeO 2 0.1~3%, B 2 O 3 0~10%, Na 2 O 0~10%, may be used those having a composition of K 2 O 0~10% (glass C).
また、CeO2含有ガラス11は、ロールアウト法により平板状に成形されており、積層方向の厚みは3〜30mmである。3mmより小さいと、CeO2含有ガラス11に含まれる酸化セリウムによって充分に紫外線を吸収できない場合もあるため樹脂層13に紫外線が届く場合もあるため、変色抑制作用が乏しくなる。30mmを超えると、ロールアウト法などの成形方法によって効率よくCeO2含有ガラス11を生産しにくくなる。
The CeO 2 -containing
本実施形態の放射線遮蔽ガラス12は、例えば、酸化物換算の質量百分率で、SiO2 10〜40%、PbO 45〜80%、B2O3 0〜10%、Na2O 0〜10%、K2O 0〜10%の組成が挙げられ、ガラスDとする。このように放射線遮蔽ガラス12は、PbOが45%以上あることから高い放射線遮蔽能力を備えている。
The
このようなガラス組成を有することによって、ガラス特性として十分なγ線遮蔽能力を得ることができるとともに、ガラス組成にPbOを多量に含有させても失透することがない。 By having such a glass composition, it is possible to obtain a sufficient γ-ray shielding ability as a glass characteristic, and no devitrification occurs even if a large amount of PbO is contained in the glass composition.
放射線遮蔽ガラス12の組成範囲を上記のように限定した理由は次のとおりである。
The reason why the composition range of the
SiO2は、ガラスの網目構造を形成する成分である。その含有量は10〜40%、好ましくは15〜35%、より好ましくは20〜30%である。SiO2の含有量が40%よりも多くなると、ガラスの高温粘度が高くなり、溶融、成形が難しくなったり、放射線遮蔽能力が高いPbOの含有量が少なくなる傾向があるため放射線遮蔽能が低下する。一方、SiO2の含有量が10%より少なくなると、ガラスの骨格を形成する成分が少なくなりすぎ、ガラスが構造的に不安定になるとともに、ガラスの耐水性が低下する。 SiO 2 is a component that forms a network structure of glass. Its content is 10 to 40%, preferably 15 to 35%, more preferably 20 to 30%. When the content of SiO 2 is more than 40%, the high temperature viscosity of the glass becomes high, melting and molding become difficult, and the content of PbO having a high radiation shielding ability tends to decrease, so that the radiation shielding ability is lowered. To do. On the other hand, when the content of SiO 2 is less than 10%, the components forming the skeleton of the glass become too small, the glass becomes structurally unstable, and the water resistance of the glass is lowered.
PbOは、放射線を遮蔽する能力の高い成分である。その含有量は45〜80%、好ましくは50〜80%、さらに好ましくは60〜80%、最も好ましくは70〜80%である。PbOの含有量が80%より多くなると、PbO以外の成分が相対的に少なくなり、ガラスが熱的に不安定になる。一方、PbOの含有量が45%未満であると放射線遮蔽能力が低下してしまう。 PbO is a component having a high ability to shield radiation. Its content is 45-80%, preferably 50-80%, more preferably 60-80%, most preferably 70-80%. When the content of PbO exceeds 80%, components other than PbO are relatively reduced, and the glass becomes thermally unstable. On the other hand, if the PbO content is less than 45%, the radiation shielding ability is lowered.
B2O3は、ガラスの高温粘度を低下させて溶融性や成形性を高めたり、熱的安定性を高める成分である。その含有量は0〜10%、好ましくは0.1〜8%、より好ましくは0.1〜5%である。B2O3の含有量が10%より多くなると、ガラスの耐水性が低下する。 B 2 O 3 is a component that lowers the high-temperature viscosity of the glass to improve the meltability and formability, and to increase the thermal stability. Its content is 0-10%, preferably 0.1-8%, more preferably 0.1-5%. When the content of B 2 O 3 is more than 10%, the water resistance of the glass is lowered.
Na2OやK2Oは、ガラスの高温粘度を低下させて溶融性や成形性を高める成分である。その含有量はそれぞれ0〜10%、好ましくは0〜8%、より好ましくは1〜5%である。これらの含有量が10%より多くなると、PbOの含有量が低下する傾向にあるため放射線遮蔽能力が低下してしまう。 Na 2 O and K 2 O are components that lower the high-temperature viscosity of the glass and increase the meltability and moldability. The content is 0 to 10%, preferably 0 to 8%, more preferably 1 to 5%. When these contents are more than 10%, the radiation shielding ability is lowered because the PbO content tends to be lowered.
Al2O3やP2O5のようなガラス骨格を形成する成分、MgO、CaO、SrO、BaOのようなアルカリ土類酸化物、As2O3、Sb2O3、Clのような清澄剤、を必要に応じて添加しても良い。 Components forming a glass skeleton such as Al 2 O 3 and P 2 O 5 , alkaline earth oxides such as MgO, CaO, SrO and BaO, and clarification such as As 2 O 3 , Sb 2 O 3 and Cl An agent may be added as necessary.
また、放射線遮蔽ガラス12は、ロールアウト法により平板状に成形されており、積層方向の厚みは30mm以下である。30mmを超えると、生産性に優れるロールアウト法による放射線遮蔽ガラス12の成形が困難になる。本実施形態の難変色性放射線遮蔽ガラス積層体10は、組成が異なり厚みが同じ二枚の放射線遮蔽ガラス(11、12)を貼り合わせているが、同じ組成のものを貼り合わせてもよく、異なる厚みのものを貼り合わせてもよい。
Moreover, the
樹脂層13は、透明樹脂から成り、積層方向の厚みは、10〜2000μmである。本実施形態の樹脂層13は、ポリビニルアルコール樹脂から成る。樹脂層13として他に、フッ素樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリエチレン(低密度、高密度を含む)、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン−ポリプロピレン共重合樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂、ポリカーボネート樹脂、酢酸ビニル系樹脂等の透明樹脂を採用することができる。これらの合成樹脂に、錫含有インジウム酸化物(ITO)、アンチモン含有錫酸化物(ATO)の微粒子や、金、銀、銅、ニッケル、白金等の金属微粒子を混合分散させることにより導電性を与えてもよい。
The
以下に、本実施形態の難変色性放射線遮蔽ガラス積層体10の製造方法について説明する。
Below, the manufacturing method of the hardly discolorable radiation shielding glass laminated
「CeO2含有ガラス11、放射線遮蔽ガラス12の作製」
まず、上記組成となるようにそれぞれガラス原料を調合し、1000〜1500℃で溶融した後、ロールアウト法により厚み約3〜30mmのガラス板を作製する。このガラス板に対し必要に応じてアニール(徐冷)処理、切断、研磨加工等を施すことによって、CeO2含有ガラス11、放射線遮蔽ガラス12を得る。CeO2含有ガラス11、放射線遮蔽ガラス12の成形方法として他に、プレス成形法、ダウンドロー法、フュージョン法等を採用することができる。
“Production of CeO 2 -containing
First, glass raw materials are respectively prepared so as to have the above composition, melted at 1000 to 1500 ° C., and then a glass plate having a thickness of about 3 to 30 mm is produced by a roll-out method. CeO 2 -containing
「CeO2含有ガラス11、放射線遮蔽ガラス12の貼り合わせ」
ポリビニルアルコール樹脂から成る厚み約10〜2000μmの樹脂シートを、CeO2含有ガラス11と放射線遮蔽ガラス12の間に空気を挟まないように介在させて積み重ね、樹脂シートのガラス転移点程度の温度で熱処理することによって、CeO2含有ガラス11と放射線遮蔽ガラス12を樹脂層13により貼り合わせて積層する。このとき、CeO2含有ガラス11と、放射線遮蔽ガラス12をそれぞれ樹脂層13とを密着させるため積層方向に加圧することが好ましい。
“Lamination of CeO 2 -containing
A resin sheet made of a polyvinyl alcohol resin and having a thickness of about 10 to 2000 μm is stacked so as not to sandwich air between the CeO 2 -containing
また、樹脂シートの代わりに、液体樹脂を用いてCeO2含有ガラス11と放射線遮蔽ガラス12の貼り合わせを行うようにしてもよい。例えば、主剤と硬化剤(開始剤)とを混合した二液混合タイプの液体樹脂を脱泡した後、CeO2含有ガラス11の主面上に適量流し出し、その上に放射線遮蔽ガラス12を空気を挟まないように重ね合わせ、そして、必要に応じて熱、紫外線等の外部刺激を加え、樹脂を硬化させることによって、CeO2含有ガラス11と放射線遮蔽ガラス12を貼り合わせる。その後、端部にはみ出した余分な樹脂を取り除く。こうして、本実施形態の難変色性放射線遮蔽ガラス積層体10を製造することができる。積層後に硬化させる液状樹脂としては、他にエポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂等の透明樹脂を採用することができる。
Further, in place of the resin sheet, it may be performed bonding of CeO 2 containing glass 11 and
なお、CeO2含有ガラス11と放射線遮蔽ガラス12を貼り合わせる際、接着強度を向上させるため、CeO2含有ガラス11と放射線遮蔽ガラス12の貼り合わせ面をシランカップリング剤等で表面処理することが好ましい。シランカップリング剤として、アミノ基を有するアミノシラン系、エポキシ基を有するエポキシシラン系、アクリル基を有するアクリルシラン系等を採用することができる。
Incidentally, when attaching the CeO 2 containing glass 11 and
こうして得られた難変色性放射線遮蔽ガラス積層体10を一つ、または放射線遮蔽ガラス12へ樹脂層13と放射線遮蔽ガラス12を繰り返しさらに積層したものを金枠に固定した後、コンクリートや鋼材等から成る壁の開口部に配設し、開口部と金枠との隙間に目地剤等を充填することによって、放射線遮蔽窓を構成することができる。なお、放射線遮蔽窓を構成するとき、CeO2含有ガラス11を放射線源RS側に位置させる。
After fixing one of the hardly discolorable radiation
このように本実施形態の難変色性放射線遮蔽ガラス積層体10は、CeO2含有ガラス11側から放射線を照射したとき、このCeO2含有ガラス11自体の褐色化を防ぐことができるばかりでなく、酸化セリウムにより波長400nm以下の紫外線を有効に吸収できるため、樹脂層13に紫外線がほとんど届かず、樹脂層13の変色をも有効に防ぐことができ、ガラス積層体全体としての透明性を長期間に亘って維持することができる。
Thus, the hardly discolorable radiation
また、本実施形態の難変色性放射線遮蔽ガラス積層体10は、CeO2含有ガラス11の積層方向の厚みが3mm以上であるので、樹脂層13の変色をより有効に防ぐことができ、また衝撃によって破損し難くなるため好ましい。
In addition, the hardly discolorable radiation
また、本実施形態の難変色性放射線遮蔽ガラス積層体10は、CeO2含有ガラス11および放射線遮蔽ガラス12の積層方向の厚みが30mm以下であるので、ロールアウト法以外にもフロートバス成形法、ダウンドロー法、プレス成形法等の種々の成形方法を適宜選択して成形することができる。一般に、厚み30mmを超えるガラスの板の成形は、ロールアウト法等方法では困難であるため鋳込み法によらざるを得ず、したがって、厚み30mmを超えるガラス板は、ガラス板の内部と外表面との温度差による破損等を防ぎながら徐冷して製作しなければならない。特に、200mmを超えると、数ヶ月をかけて徐冷しなければならず、生産性が高くなかった。これに対して、本実施形態の難変色性放射線遮蔽ガラス積層体10は、その総厚みが200mmを超える場合であっても、厚み30mm以下のCeO2含有ガラス11や放射線遮蔽ガラス12を積層して構成するので、その生産性を格段に向上させることができ、より安価に市場に提供することができる。
Moreover, since the thickness in the lamination direction of the CeO 2 -containing
また、上記実施形態では、放射線源RS側に位置されるべきCeO2含有ガラス11のみに酸化セリウムを含有させており、放射線源RSとは反対の観察者側に位置されるべき放射線遮蔽ガラス12には酸化セリウムを含有させていないが、本発明はこれに限定されるものではなく、放射線遮蔽ガラス12にも酸化セリウムを含有させてもよい。
In the above embodiment, only the CeO 2 containing glass 11 to be positioned in the radiation source RS side and contain a cerium oxide, a
本実施形態の難変色性放射線遮蔽ガラス積層体10のCeO2含有ガラス11と放射線遮蔽ガラス12との組み合わせは、ガラスA−ガラスB、ガラスA−ガラスC、ガラスA―ガラスD、ガラスB−ガラスB、ガラスB-ガラスC、ガラスB−ガラスD、ガラスC−ガラスC、ガラスC−ガラスDの組み合わせが可能である。また、同じガラスの組み合わせにおいて、同じ厚さであっても、異なる厚さであっても良い。
Combination of CeO 2 containing glass 11 and
以上、本実施形態の難変色性放射線遮蔽ガラス積層体10について説明したが、本発明はその他の形態でも実施することができる。
As mentioned above, although the hard-discoloration radiation shielding glass laminated
図2に示すように、本実施形態の難変色性放射線遮蔽ガラス積層体20は、CeO2含有ガラス21と複数の放射線遮蔽ガラス(22・23)が樹脂層(24、25)により貼り合わされて積層されて構成されており、放射線源RS側にCeO2含有ガラス21が配置されている。
As shown in FIG. 2, the hardly discolorable radiation
本実施形態のCeO2含有ガラス21は、実施例1のCeO2含有ガラス11と同じ組成を有するものを使用することができる。
As the CeO 2 -containing
本実施形態の放射線遮蔽ガラス22は、実施例1のCeO2含有ガラス11または放射線遮蔽ガラス12と同じ組成を有するもののいずれかを使用することができる。
As the
本実施形態の放射線遮蔽ガラス23は、実施例1の放射線遮蔽ガラス12と同じ組成を有するものを使用することができる。
As the
本実施形態の難変色性放射線遮蔽ガラス積層体20のCeO2含有ガラス21と放射線遮蔽ガラス(22・22)の組み合わせは、ガラスA―ガラスB−ガラスB、ガラスA−ガラスB−ガラスC、ガラスA−ガラスB―ガラスD、ガラスA-ガラスC−ガラスC、ガラスA−ガラスC−ガラスD、ガラスA-ガラスD−ガラスD、ガラスB−ガラスB−ガラスB、ガラスB−ガラスB−ガラスC、ガラスB−ガラスB−ガラスD、ガラスB−ガラスC−ガラスC、ガラスB−ガラスC−ガラスD、ガラスB−ガラスD―ガラスD、ガラスC−ガラスC−ガラスC、ガラスC−ガラスC−ガラスD、ガラスC−ガラスD−ガラスDの組み合わせが可能である。また、同じガラスの組み合わせにおいて、同じ厚さであっても、異なる厚さであっても良い。
The combination of the CeO 2 -containing
樹脂層24、25は、実施例1の樹脂層13と同じものを使用することができる。また、樹脂層24と樹脂層25とは異なる厚みでも、異なる組成の樹脂でもよい。
The resin layers 24 and 25 can be the same as the
本発明は、その他、その趣旨を逸脱しない範囲内で、当業者の知識に基づいて種々の改良、修正、変形を加えた態様で実施し得るものである。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内でいずれかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施してもよく、また、一体に構成されている発明特定事項を複数の部材から構成したり、複数の部材から構成されている発明特定事項を一体に構成した形態で実施してもよい。 The present invention can be carried out in other modes without various modifications, modifications, and variations based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. In addition, any invention-specific matters may be replaced with other technologies within the scope where the same action or effect occurs, and the integrally-configured invention-specific matters are constituted by a plurality of members. Alternatively, the invention specific items configured by a plurality of members may be implemented in an integrated configuration.
本発明に係る難変色性放射線遮蔽ガラス積層体は、強い放射線が照射される原子力関連施設の窓材や、大型加速器を備える研究施設等の窓材に好適であるとともに、医療機器の放射線防護窓などに使用可能であるが、紫外線や湿気にさらされても劣化しにくい特性に鑑みると、原子炉の内部で作業を行うロボットに搭載されているカメラを保護するレンズカバーや、飛散した放射性物質の回収作業用の車両(例えばフォークリフト等の重機の窓材)やロボット等の窓材のように、紫外線を浴びやすい屋外や湿気の多い箇所で作業し、かつ放射線を遮蔽する必要のある用途に特に好適である。 The hardly discolorable radiation shielding glass laminate according to the present invention is suitable for a window material of a nuclear facility where strong radiation is irradiated, a window material of a research facility equipped with a large accelerator, and the radiation protection window of a medical device. In view of the characteristics that are difficult to deteriorate even when exposed to ultraviolet rays or moisture, the lens cover that protects the camera mounted on the robot working inside the nuclear reactor or the scattered radioactive material For applications where it is necessary to work outdoors or in places with high humidity and to shield radiation, such as vehicles for heavy-duty collection (for example, window materials for heavy machinery such as forklifts) and window materials for robots, etc. Particularly preferred.
10、20 難変色性放射線遮蔽ガラス積層体
11、21 CeO2含有ガラス
12、22、23 放射線遮蔽ガラス
13、24、25 樹脂層
10, 20 Difficult color-changing radiation
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