JP2016161298A - 放射線遮蔽組成物、放射線遮蔽材或いは放射線遮蔽建材等の製造方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】人体に悪影響の無い素材・原料を使用して安価で、しかも、軽量且つフレキシブルで汎用性のある用途に適した、所望の放射線を効果的に遮蔽する事が可能な放射線遮蔽材の製造方法を提供する。
【解決手段】吸水性高分子ポリマーに硫酸カルシウム、硫酸バリウム、黒鉛或いはホウ素（ホウ酸）等から選択された少なくとも一つの放射線遮蔽材が水分の混在下でゲル状の形状を呈する当該放射線遮蔽組成物が空間領域内に密封状態で挿入されている放射線遮蔽材料１。
【選択図】図１

Description

本発明は、放射線遮蔽組成物、放射線遮蔽材料及び放射線遮蔽建材等の製造方法に関するものであり、特に詳しくは、鉛を使用しない、人体に安全で、低コスト化が可能であり、軽量で、汎用性のある、然も、簡易な構成で、一つの放射線遮蔽材料のみで、各種の放射線を有効に遮蔽する事が可能な放射線遮蔽組成物、放射線遮蔽材料及び放射線遮蔽建材等の製造方法を提供するものである。

２０１１年３月１１日に発生した東北地方太平洋沖地震に伴う福島第一原子力発電所の破損事故に起因する放射性物質の大気中への飛散及び広大な地域への拡散により、日本国内の広範な地域に於いて建築物や道路などの工作物、土壌、草木、森林並びに河川などで高い放射線量が検出されるに至っている。
現在、そのような高い放射線量が検出された地域では、そこに堆積している放射性物質を含む土壌などを取り除くいわゆる除染作業が実行されている。
当該除染作業によって大量に取り除かれる土壌を適切な地域に設けられた保管施設に適宜の素材からなるシートを被せたり、適宜の素材からなるコンテナバッグなどの所定の容器に収容された状態で、保管されているが、当該除去された土壌などから放射される放射線を遮蔽し作業者や近隣住民への放射線の影響を低減するための放射線遮蔽手段が十分講じることが前提となる。

その為、現今においては、当該放射能汚染物質から発生する放射線を有効に遮蔽する為の遮弊手段の開発・検討が盛ん行われている。
一方、破損した原発から今でも大量に放射されている人体に有害な放射線を含めて、将来に亘り、放射線発生源から発生する各種の放射線を完全に遮弊する技術の開発が急務となっている。

従来から知られている一般的な放射線遮蔽方法としては、鉛を使用する技術がしられており、例えば、鉛を含有する合成樹脂、ゴム製品或いはコンクリートなどを用いて当該放射線発生源を覆う方法が採用されてきている。

しかし、鉛は、人体や環境に有害であり自然界に溶出しやすく、製造ならびに建設コストがかかる問題があり、且つ重量が重たく、使用に不便であり、適切な形状に加工する事も難しいことから、汎用性に乏しく、また劣化によって長期間、放射線発生源などを被覆・遮蔽することが困難であるという欠点もあり、例えば、病院のレントゲン室の遮蔽壁材として使用されている程度である事が現実であって、汎用性のある放射線遮蔽材としては適さないものであった。

処で、通常の放射性物質からは、α線、β線、γ線、Ｘ線、及び中性子線等が放射される事が知られている。
そして、α線は、その透過能力が比較的に低く、紙等でその透過を遮蔽する事が可能であり、又、β線も透過能力が低く、アルミ二ウム等の薄い金属を使用する事で、その透過を遮蔽する事が可能である。
一方、γ線やＸ線は、その透過能力は高く、鉛等の重金属や、厚い鉄板或いは厚いコンクリートの遮蔽物質を用いることにより放射線を遮蔽する必要がある。
更に、中性子線という放射線は、かなり高い透過性を有しているので、上記した重金属や、コンクリートでは効果的にその透過を遮蔽する事が不可能であり、原子核に吸収・捕獲されやすいように中性子線の速度を十分に減速して低速度の中性子線にすることが必要で、その為に、水或いはパラフィンを使用することによって、当該中性子線の透過を遮蔽する事が可能である事が知られている。

上記した様な、従来からの技術的背景を勘案して、鉛を使用しないか、或いは鉛の使用量を削減させるという前提で種々の放射線遮蔽材料を開発する検討が行われてきている。
例えば、特開２０１４−３５２２５号公報（特許文献１）には、適宜の繊維性布帛の一表面に、硫酸バリウムを主体とする放射線遮蔽層を形成した放射線遮蔽シートに関して記載されており、又、特開２０１３−１８１７９３号公報（特許文献２）には、硫酸バリウムを適宜の熱可塑性合成樹脂内に分散させて構成された放射線遮蔽材からなる線状体で構成された織物が記載されている。
更に、特開２０１４−１５３０６８号公報（特許文献３）には、硫黄、高炉スラグ、焼却灰、タングステン及び硫酸バリウム等をコンクリート成分内に混在させた放射性廃棄物収納用容器に関して記載されている。

然しながら、係る公知技術は、鉛を使用しない放射線遮蔽材としては、有効と言えるものではあるが、使用される物質が硫酸バリウムであるので、たかだか、γ線の透過を遮蔽出来るに留まるものに過ぎず、各種の放射線の遮蔽には不向きであると言う欠点がある。
一方、特開２０１４−１３００５０号公報（特許文献４）には、黒鉛（カーボンナノホーン）を不織布に含浸させて得られた放射線遮蔽材が開示されているが、製造コストが高い事と、γ線とＸ線は遮蔽できるが、その他の放射線は遮蔽する事が出来ないと言う問題を含んでおり、又、特開２０１４−０４４１９７号公報（特許文献５）には、ホウ素（ホウ酸）を合成樹脂内に内蔵させた放射線遮蔽材が開示されているが、当該ホウ素（ホウ酸）は、中性子線の遮蔽に効果を有するものの、その他の放射線は遮蔽する事が出来ないと言う問題を含んでいる。

その他では、特開２０１３−１８４８５３号公報（特許文献６）には、石膏成分内に鉛或いは硫酸バリウムを混在させた放射線遮蔽ボードが記載されており、又、特開２０１４−８９１２７号公報（特許文献７）には、石膏成分にホウ素（ホウ酸）や鉛或いはタングステンなどを混在させて形成された放射線遮蔽用ブロック材に関して記載されているが、何れも、γ線とＸ線および中性子線は遮蔽できるが、その他の放射線は遮蔽する事が出来ないと言う問題を含んでおり、且つ製造コストが高く、ブロック状であるため、使用用途面での汎用性が乏しいと言う問題を内蔵している。

又、特開２０１３−２５７１６４号公報（特許文献８）には、高吸水性繊維で構成された不織布からなる放射線遮蔽材が開示されており、係る放射線遮蔽材では、中性子線を遮蔽できるが、当該高吸水性繊維を製造する為のコストが高く、然も、耐候性及び耐久性に乏しく、従って、特定の分野でのみしか使用出来ないと言う問題点を含んでいる。

一方、特開２０１４−１４５０３２号公報（特許文献９）には、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂にポリ硼酸塩を混在させて発泡処理した放射線遮蔽性発泡樹脂成型品が開示されており、鉛を使用せず、且つ鉛製品の様に、重量が大きい放射線遮蔽材ではなく、軽量で放射線遮蔽性を持った放射線遮蔽材ではあるものの、製造コストが高く、用途の汎用性に乏しいと言う欠点が見られる。
つまり、上記した従来に於ける当該放射線遮蔽材料、或いはそれら用の素材は、何れも、製造コストを含めて高コスト体質を有し、鉛を使用しないものであっても、重量が大きく、フレキシブル性に乏しい事から、その用途に汎用性がなく、又、それぞれの当該放射線遮蔽体は、個々に特定の放射線のみしか遮蔽する事が不可能であるので、複数の放射線を完全に遮蔽する為には、個々の放射線を個別に遮蔽する事が可能な個別の放射能遮蔽体を個別の方法で格別に製造し、その複数の個別の放射能遮蔽体を組み合わせて使用すると言う方法しか存在しない為、完全な放射線遮蔽構造体を構成するには、かなりの時間とコストを掛ける必要があり、不便であった。

処で、放射線の遮蔽は、現在に於いては、質量の大きい物資が遮蔽効果が有ると言うのが常識であるが、必ずしも質量と放射線の遮蔽は比例していない。
一方、放射線の中には色々な放射線があり、万能的な遮蔽材は存在していない。
放射線の種類によっては、アメリカのＮＡＳＡでは、ポリエチレン樹脂で宇宙空間の放射線を遮蔽する研究が進んでいる。また、放射線の中性子においては、水の遮蔽効果が大きいことも分かっている。
又、一方では、病院のＸ線の遮蔽に使われている遮蔽材は鉛と石膏ボードで構成されている。これは、鉛は質量があり、放射線の遮蔽に有効であるが、石膏ボードは遮蔽に有効な質量は、鉛ほどは無いが、石膏ボードに使用されている石膏ボードは２１％の結晶水を保有しており、この水分が放射線の遮蔽に大きく影響していると考えられている。

石膏ボードに使用されている石膏は二水石膏で、結晶水として石膏内に介在する水分は、常温では飛散しない状態であり、安定的に水分を保っている。遮蔽効果を上げる為に、水を含水させた場合、一時的な遮蔽効果は上がっても水分が蒸発すれば、遮蔽効果は水分と共に減少する。
それでは、結晶水の様に蒸発しない状態で、当該水を石膏内に閉じ込めれば良いとなるが、実際には困難な状況にある。
そこで、水分を保水する物質等と石膏を混合すれば、水分量は向上して水分が最も得意とする放射線の中性子の遮蔽に効果が出るとの予測はある。
又、原発事故で、懸念される放射線は、立ち入りが制限されている個所以外では、病院のＸ線のようなレベルの放射線では、短時間で被曝の影響が出るものではない。
然し、長時間の被曝に関しては、健康被害が懸念される。従って、様々な種類の放射線を有効に遮蔽するには、複合的な遮蔽材を使用しなければならないと言う不便さが存在している。

此処で、従来までに個々の放射線に対してその遮蔽効果があると言われている種々の物資に付いて、その遮蔽効果を以下に概略的に説明する。
（１） 硫酸バリウム
安全性があり、比較的安価である。 比重は約４．３ｇ／ｃｍ^３で、特に、Ｘ線、γ線の遮蔽に優れている。
（２）硫酸カルシウム
安全性があり、安価である。 比重は約２．５ｇ／ｃｍ^３で、比重は小さいが二水石膏の結晶水により、中性子の遮蔽に有効である。
（３）水吸収性高分子ポリマー
カルボキシル基を多数持つアクリル酸の重合体であって、自重の２００倍の水分を吸収でき、保湿力がある。
含水させた場合、水分と水素原子を持ったポリマーが中性子及びγ線の遮蔽に有効。
（４）黒鉛
炭素原子が並んだ板状のものが、何層にも重なったもので比重は約０．９５ｇ／ｃｍ^３。
安全性があり、安価である。中性子及びγ線の遮蔽に有効である。
（５）水
水素原子を多く含む水は、中性子の遮蔽に有効である。
（６）ポリエチレン
エチレンの重合体であり、比重は約２．５ｇ／ｃｍ^３。
γ線及び中性子線に対してどちらも有効な遮蔽材である。
（７）ホウ酸（ホウ素）
ホウ素は、中性子を吸収し易い性質があり、ホウ素−１０は中性子を吸収してホウ素−１１になっても放射性を持たない。

実際の放射線遮蔽材配合を考えると、放射線にはその発生機構や物理的性質によって様々なものが存在する。放射線は、その物理的性質から大まかに、電磁放射線と粒子放射線に分ける事が出来る。
電磁放射線は、γ線とＸ線があり、当該電磁放射線は波長が非常に短い電磁波である。
一方、公衆被曝で問題となるのは、この波長が極めて短い事で高い透過性を持って電磁放射線で有る事にある。
粒子放射線に関しては、主な粒子放射線としては、α線、β線、中性子線、重粒子線等がある。
α線、β線は、数ミリの紙やアルミ板で遮蔽が可能であるが、中性子線は最も透過力が高く、水やコンクリートの厚い壁に含まれる水素原子によって、初めて遮蔽できる。

処で、放射線の遮蔽材の配合は先にも述べた通り、遮蔽する放射線の線量によって異なるが、例えば、病院のＸ線診療室の放射線遮蔽材としては、電磁波放射線のＸ線の遮蔽が主な遮蔽目的となる。
鉛当量１．５ｍｍに対して、無鉛遮蔽材の配合は、硫酸バリウムと高分子水吸収ポリマーとポリエチレンの３種類の配合である。配合比率は、７：１：２である。
この配合での鉛当量は１．８ｍｍで、実際の厚みは１８ｍｍと１０倍の厚みが必要となる。
然し、Ｘ線診療室の放射線遮蔽に使用される鉛板は石膏ボード等の裏打ちとしてパネル施行される為に使用される石膏ボードの厚みが１２．５ｍｍ有る為、合計１４ｍｍとなり、実際の厚み差は４ｍｍとなり大きな厚みの変化はない。
この場合は遮蔽材そのものが壁となる為に、所定配合された物は、９１０ｍｍ×１８２０ｍｍ×１８ｍｍに成形される。

一方、原発事故で警戒区域外でも依然、放射線量が問題となっている地域があり、その環境下で生活を余儀なくされている。
国が定めた指針では、年間の被曝量を１ｍＳｖとした場合、１時間当たり０．１９μＳｖとなる。

この時間当たりの基準被曝量を上回っている地域は警戒区域外でも多くある。
例えば、福島県の某所にある空間線量は２０１５年１月現在で、１．８μＳｖである。
同時期に付近の線量を調べるとやはり、国の定める基準を上回っている地域がある。
しかし、多くは基準より５０％を超えるデータは少ない。
この様な現状を踏まえた場合、上記した通り、放射線の遮蔽材は、放射線の種類及びレベルにより構成成分の相互間の配合を変えられる様に構成されていれば最も効果的に遮蔽が出来る事になる。

特開２０１４−０３５２２５号公報 特開２０１３−１８１７９３号公報 特開２０１４−１５３０６８号公報 特開２０１４−１３００５０号公報 特開２０１４−０４４１９７号公報 特開２０１３−１８４８５３号公報 特開２０１４−０８９１２７号公報 特開２０１３−２５７１６４号公報 特開２０１４−１４５０３２号公報

従って、本発明の目的は、前記した従来技術の多くの問題点を改良し、鉛を使用することなく、人体に悪影響の無い素材・原料を主体として使用すると共に、製造コストを含めて安価なコストで製造可能であり、しかも、軽量且つフレキシブルで汎用性のある用途に適した構造を持ち簡易な方法によって、所望の放射線を効果的に遮蔽する事が可能な放射線遮蔽材を製造する事が可能であると同時に、簡易な構成により、全ての放射線を単一の放射線遮蔽材料のみで、確実に遮蔽することが可能な放射線遮蔽組成物の製造方法、或いは放射線遮蔽材料の製造方法或いは放射線遮蔽機能を持つ建材等の製造方法を提供するものである。

福島第一原発の事故により放射線の影響の懸念はいまだに続いている。
しかし、Ｘ線診療室の様な鉛による放射線の遮蔽能力も一般的には要求されていない。
また、鉛の使用は取り扱いが制限され鉛に替わる遮蔽材の開発が急務となっている。
鉛に替わる遮蔽材料は色々と検討されており高価の物ではタングステン等の検討もされている。

近年では安全性に優れ比較的安価な硫酸バリウムが積極的に使用されている。
しかしながら、硫酸バリウムを板状に成形したものは施工性に欠ける事で硫酸バリウムを樹脂又はゴム系のバインダーで成形しフレキシブルなシート状の遮蔽材が開発されている。
フレキシブルを目標としたシート状の遮蔽材は硫酸バリウムの添加量が制限され遮蔽効果が弱いものとなる。
そこで、本発明者は、上記従来技術に於ける問題点を解決し、理想的な放射線遮蔽材を開発し、その製造方法を実現する為に鋭意検討した結果、水のみでは遮蔽できない放射線が存在する事を考慮すると、水或いは水吸収性高分子ポリマーを中心として、上記した従来公知の７種類の無機物及び有機物の遮蔽機能を有する物質を適宜組み合わせ、配合を行うことにより、遮蔽すべき放射線の線量に応答して、調整可能な放射線遮蔽材が得られることになると言う新規な技術的知見を得たものである。

つまり、本発明に於いては、放射線の遮蔽能力が、個々の放射線遮蔽材料の充填量で調整できる放射線遮蔽材を製造する為の技術思想を開発したものであり、同時に充填物を発泡させた場合、断熱及び防音材可能な放射線遮蔽遮蔽効果を持った放射線遮蔽材料及び放射線遮蔽建材を製造する事ができる。
即ち、本発明者は、上記した本発明の目的を達成するために、更に、鋭意検討を重ねた結果、上記したそれぞれの放射線を個別に有効に遮蔽する事が出来る、鉛以外の物質を粒状体の形にして、当該各粒状体の少なくとも１種若しくは特定の選択された複数種の当該粒状体を水の存在下に混合処理して、得られたゲル状の放射線遮蔽組成物を、特定のフレキシブル性を有する材料で形成された空間領域内に閉じ込めることによって、上記した本発明の目的を容易に達成する事が可能である事を知得したものである。

更に、本発明者は、当該空間領域内に閉じ込められる当該１種若しくは複数種の粒状体の構成とその組み合わせを規定すると共に水を介在させて混合処理することによって、一つの放射線遮蔽組成物によって、所望する特定の放射線の一つ或いは、選択された特定の放射線を遮蔽する事が出来る放射線遮蔽組成物、或いはそれを使用した当該放射線遮蔽材料或いはその建材等を、容易な方法で、安価に且つ迅速に製造出来る事を知得したものである。

即ち、本発明は上記のような目的を達成するため基本的には、以下に示す様な技術構成を採用するものである。
つまり、本発明に係る第１の態様に於ける技術構成は、基本的には、吸水性ポリマーからなる粒状体、若しくは、吸水性ポリマーからなる粒状体に対して、粒状体の硫酸カルシウム（二水石膏）を混在させた混合体を撹拌槽内に投入すると共に、少なくとも当該吸水性ポリマーからなる粒状体の重量に対して、少なくとも数１０倍乃至数１００倍の重量に相当する水を当該撹拌槽内に投入した後、所定の時間撹拌処理することによって、ゲル状の混合物を形成する事を特徴とする放射線遮蔽組成物の製造方法である。

又、本発明に係る第２の態様に於ける技術構成は、上記した技術構成に於いて、当該吸水性ポリマーからなる粒状体に対して、更に、粒状体の硫酸バリウムを混在させる事を特徴とする放射線遮蔽組成物の製造方法である。
更に、本発明に係る第３の態様に於ける技術構成は、上記した技術構成に於いて、当該吸水性ポリマーなるなる粒状体に対して、更に、粒状の黒鉛、ホウ素（ホウ酸）の少なくとも一種の粒状体を混在させる事を特徴とする放射線遮蔽組成物の製造方法である。

一方、本発明に係る第４の態様に於ける技術構成は、上記した技術構成に於いて、吸水性ポリマーからなる粒状体と粒状体の硫酸カルシウム（二水石膏）の粒状体とを混在させる場合に於いて、予め硫酸カルシウム（二水石膏）と水とを第１の混合槽内で混合処理し、スラリー状の第１の混合物を形成する第１の工程と、当該吸水性ポリマーからなる粒状体と当該吸水性ポリマーからなる粒状体の重量に対して、少なくとも数１０倍乃至数１００倍の、の重量に相当する水とを第２の混合槽内にて混合し、当該粒状体の吸水性ポリマーに多量の水を含水差せた第２の混合物を形成する第２の工程と、適宜の混合槽内に於いて、当該第１の工程で形成された当該第１の混合物と、当該第２の工程で形成された当該第２の混合物とを混合し、界面活性剤の存在下に、混合処理操作を行う第３の工程とが実行される事を特徴とする放射線遮蔽組成物の製造方法である。

又、本発明に係る第５の態様に於ける技術構成は、基本的には、上記した技術構成に於いて、吸水性ポリマーからなる粒状体と、粒状体の硫酸カルシウム（二水石膏）と、更には硫酸バリウム、黒鉛、ホウ素（ホウ酸）から選択された少なくとも一種の粒状体とを混在させる場合に於いて、予め硫酸カルシウム（二水石膏）と硫酸バリウム、黒鉛、ホウ素（ホウ酸）から選択された少なくとも一種の粒状体とを第１の混合槽内で水と混合処理し、スラリー状の第１の混合物を形成する第１の工程と、当該吸水性ポリマーからなる粒状体と当該吸水性ポリマーからなる粒状体の重量に対して、少なくとも数１０倍乃至数１００倍の、重量に相当する水とを第２の混合槽内にて混合し、当該粒状体の吸水性ポリマーに多量の水を含水させた第２の混合物を形成する第２の工程と、適宜の混合槽内に於いて、当該第１の工程で形成された当該第１の混合物と、当該第２の工程で形成された当該第２の混合物とを混合し、界面活性剤の存在下に、混合処理操作を行う第３の工程とが実行される事を特徴とする放射線遮蔽組成物の製造方法である。

更に、本発明に係る第６の態様に於ける技術構成は、上記した技術構成に於いて、当該混合処理槽内には、せん断力の高い構造を有する撹拌羽根が設けられている事を特徴とする放射線遮蔽組成物の製造方法である。
一方、本発明に係る第７の態様に於ける技術構成は、上記した技術構成に於いて、当該混合処理槽の当該混合槽は、その回転中心軸線が、垂直軸線に対して１乃至１０度の範囲で旋回する様に構成されている事を特徴とする放射線遮蔽組成物の製造方法である。

本発明に係る当該放射線遮蔽組成物、当該放射線遮蔽材料並びに当該放射線遮蔽建材に係るそれぞれの製造方法は何れも、上記した技術構成を採用した結果、従来に於ける問題点を完全に解決し、鉛を使用することなく、人体に悪影響の無い素材・原料を主体として使用すると共に、製造コストを含めて安価なコストで製造可能であり、しかも、軽量且つフレキシブルで汎用性のある用途に適した構造を持ち簡易な方法によって、所望の放射線を効果的に遮蔽する事が可能な放射線遮蔽材料を製造する事が可能であると同時に、簡易な方法により、所望の放射線を確実に遮蔽することが可能な放射線遮蔽組成物、或いは放射線遮蔽体或いは放射線遮蔽機能を持つ建材等を製造する事が可能な技術的方法を提供する事が可能となった。

図１は、本発明に於ける当該放射線遮蔽材料の一具体例に於ける構成の概略を説明する図である。 図２は、本発明に係る発泡性放射線遮蔽材料の施工方法の一具体例を説明する図である。 図３は、本発明に係る発泡性放射線遮蔽材料の施工方法の他の具体例を説明する図である。 図４は、本発明に係る発泡性放射線遮蔽材料の施工方法の別の具体例を説明する図である。 図５は、本発明に係る発泡性放射線遮蔽材料の施工方法の更に別の具体例を説明する図である。 図６は、本発明に於いて使用される混合槽の一具体例に於ける構造を説明するものである。 図７は、本発明に係る当該放射線遮蔽材料の他の構成例を説明する斜視図である。 図８は、本発明に係る当該発泡性放射線遮蔽材料の一具体例の構成を示す斜視図である。 図９は、本発明に係る吸水性高分子ポリマーと水とを混合したものに、硫酸カルシウム（二水石膏）と発泡剤を混合させた当該発泡性放射線遮蔽材料の構成例を説明する電子顕微鏡写真である。 図１０は、本発明に係る吸水性高分子ポリマーと水とを混合したものに、硫酸カルシウム（二水石膏）を混合させた放射線遮蔽材料の構成例を説明する電子顕微鏡写真である。

以下に、本発明に係る当該放射線遮蔽組成物の製造方法、或いはそれを使用した当該放射線遮蔽材料の製造方法或いは、それを使用した放射線遮蔽用建材の製造方法の一具体例の構成を、図面を参照しながら詳細に説明する。
即ち、図７は、本発明に於ける当該放射線遮蔽組成物２００を、所望の密閉性容器３００内に密封して構成された本発明に於ける放射線遮蔽材料１００の一具体例を示す斜視図であって、図中、例えば、ポリエチレン系合成樹脂等からなる放射線の遮蔽効果を有するフィルム、シート等で構成された膜状体からなる密閉容器３００内に、吸水性高分子ポリマー若しくは当該吸水性高分子ポリマーに二水石膏（硫酸カルシウム）を混在させた混合体に、要すれば、更に硫酸バリウム、黒鉛或いはホウ素（ホウ酸）等から選択された少なくとも一種の放射線遮蔽材が含まれた混合体に水分の存在下でゲル状の形状された当該放射線遮蔽組成物２００が密封状態で挿入されている放射線遮蔽材料１００が示されている。
尚、同図（Ａ）の１５０は、当該放射線遮蔽材料１００の上部面を示し、１６０はその底面部を示す。

つまり、本発明により得られた当該各製品に於いては、上記した通り、多種の放射線の何れにも遮蔽効果を発揮出来る汎用性を持たせる事が主たる目的で有る事を考慮し、放射線遮蔽材として、従来技術に於いて最も需要の大きい、鉛及びコンクリートを主体とする放射線遮蔽材料を代替させると言う必須の技術思想を実現させる為、主たる当該放射線遮蔽組成物の主成分として吸水性高分子ポリマーを採用したものある。
そして、本発明に於ける他の具体例としては、当該放射線遮蔽組成物２００の組成として、当該吸水性高分子ポリマーに、他の種類の放射線を遮蔽する機能を持った他の放射線遮蔽材を少なくとも一種類、好ましくは複数種類を混合させた当該放射線遮蔽組成物を使用して所望の放射線遮蔽材料１００を製造する様に構成したものである。

本発明に於いて使用される当該吸水性高分子ポリマーとしては、その種類が特に限定されるものではなく、従来一般的に使用されている吸水性高分子ポリマーを使用する事が出来る。
当該吸水性高分子ポリマーは、通常は、粉状或いはい粒状で存在しているが、水を容易に吸収して、その体積が数倍から数１０倍若しくそれ以上に膨張し、ゲル状の物体となる。
当該吸水性高分子ポリマーは以下のような吸水時間を有する。
つまり、当該吸水性高分子ポリマー１ｇ当たりの吸水時間は、一般的には、２０秒で水５０ｍｌを吸収し、１分で、水１００ｍｌ、３分で、水３００ｍｌ、１０分で、水５００ｍｌをそれぞれ吸収し、１０分以上経過しても当該吸水量は変わらない。
従って、本発明においては、後述するそれぞれの当該吸水性高分子ポリマーの吸水処理時間は最大で１０分を設定しておくことにより、十分な吸水処理が実行される事になる。

本発明に於ける他の具体例に於いては、当該吸水性高分子ポリマーに対して、二水石膏（硫酸カルシウム）を混合させたり、当該吸水性高分子ポリマーに対して、二水石膏（硫酸カルシウム）と硫酸バリウムを混合させたり、更には、それに加えて黒鉛やホウ素（ホウ酸）の少なくとも一方を混在させるものであるが、それぞれの混合量或いは混合比率は特に特定させるものではなく、個々の用途に応じて適宜当該混合量或いは混合比率を変える事が出来る。
一般的には、当該放射線遮蔽材料の汎用性を考慮して、それぞれの放射線遮蔽材の混合比率は同じ値に設定する事が望ましい。
そして、当該各放射線遮蔽材の混合は、各放射線遮蔽材の粒状体或いは粉状体の形態で、所定の混合槽内に投入し、適宜に撹拌して混合させた後、当該混合体を水と接触させて更に混合操作を行う方法が一般的には採用される。

然しながら、上記した通常の一般的な混合方法では、当該混合処理が確実に実行出来ない場合、には、一部の当該放射線遮蔽材を別途、個別に水と混合処理を行わせ、その後、他の放射線遮蔽材とを一体化して混合処理を行う方法を採用しても良い。

更に、本発明に於いて使用される混合装置も特に特定されるものではないが、当該混合装置としては、スラリーが高粘度のためコンパウンドミキサーを使用する事が望ましい事が判明したと共に、当該混合処理に際し、１バッチが１００キロ以上の混合には、混合タンクの内部容積が２００Ｌ以上で、モーター出力が１０ＫＷ以上の混合機である事が必要であることを知得した。
又、図６に示す様に、当該混合処理槽３０の内部には、せん断力の高い構造を有する撹拌羽根３１が設けられている事が望ましく、特に当該撹拌羽根３１は、図６の（Ｂ）乃至（Ｄ）に示されているような形状を有した３枚の撹拌羽根３１を有している事が望ましく、当該各撹拌羽根３１は、適宜の回転装置３１により特定の方向に任意の回転数で回転する様に構成されている事が好ましい。

同様に、本発明に於ける当該混合処理槽３０もそれ自身、適宜の回転装置３１により、適宜の回転方向に適宜の回転数で回転せしめられる様に構成されている事も望ましい具体例である。
更に、本発明に於いては、図６（Ｅ）に示されている様に、当該混合処理槽３０は、その回転中心軸線が、垂直軸線に対して１乃至１０度の範囲でずれながら旋回する様に構成されている事も高精度な混合効果を得る為には好ましい具体例である。

処で、本発明に於いては、上記した様に、吸水性高分子ポリマーを主たる構成成分として使用するか、当該吸水性高分子ポリマーにその他の当該放射線遮蔽材の幾つかを適宜の混合比率の下に混合し、当該放射線遮蔽組成物２００となし、これを当該水の存在下に、適宜の密閉状容器１００内に密閉保持させて、当該放射線遮蔽材料１を構成するものである。
本発明に於ける当該密閉状容器１００の形状や容量は特に限定されるものではないが、強靭でフレキシブル性を有し、放射線を遮蔽する機能を有する材質で構成されている事が望ましい。
例えば、ポリエチレン系合成樹脂材料を主体とするシート或いはフィルムの様な膜体２、３００で構成された物を使用する事が望ましい。

そして、当該膜体で外部が構成され、その内面部には内部空間領域部が形成されており、適宜の密封可能な開口部を有する袋状の容器１００を構成するものが好ましくは使用されるものである。
即ち、本発明に於ける当該放射線遮蔽材料１００は、上記した様な１種若しくは複数種の放射線遮蔽組成物２００が、粒状体若しくは水分の存在下に、相互に混在された状態で、ポリエチレン系合成樹脂材料を主体とする膜体２、３００で構成された密閉空間部内に内蔵されている構成を有しているものである。
かかる容器３００の適宜の開口部（図示せず）から、上記した当該放射線遮蔽組成物２００を当該容器３００の内部に、所望の量を注入し、当該開口部を密閉処理する事により、本発明に係る当該放射線遮蔽材料１００が完成する事になる。

本発明に於ける当該放射線遮蔽材料１００の形状や、各種の寸法は、特に限定されるものではなく、当該放射線遮蔽材料１００の使用目的、使用場所に応じて適宜設計する事が可能である。
例えば、図７（Ａ）に示す当該放射線遮蔽材料１００は、その断面形状が円形、楕円形、矩形、多角形等の形状を有する筒状或いは柱状の外形を有しており、当該断面形状の径は、１０ｃｍから５０ｃｍ程度が好ましく、又、その長尺方向の長さは、５０ｃｍから２ｍ程度が好ましい。

一方、図７（Ｂ）に示す当該放射線遮蔽材料１００は、平板状であって、縦、横及び高さのそれぞれの寸法も適宜の値に設定する事が可能である。
但し、例えば、図７（Ｂ）に示す当該放射線遮蔽材料の縦、横の寸法が２０ｃｍを超える場合で、特に当該放射線遮蔽材料１００を垂直或いはそれに近い状態で施工配置する場合には、内部のゲル状の当該放射線遮蔽組成物２００の位置ずれを防止する為に、適宜の寸法で遮蔽壁部３５０を配置して製造する事が望ましい。
上記した本発明に係る当該放射線遮蔽材料１００は、従来、主に鉛が使用されていた分野及びコンクリートが主に使用されていた分野に専ら使用される事が可能であり、従来に比べて安価であり、軽量であり、フレキシブルであるので、経済的であるほか、施工コストの低減と施工の簡素化も実現出来るので、効率的である。

本発明に係る当該放射線遮蔽材料１００は、それが要求される場所にブロック材の様に、間隔を置かずに相互に密接する様な状態で配置、積層、積み上げすることによって、使用されるものである。
又、本発明に係る当該放射線遮蔽材料１００に含まれる当該放射線遮蔽組成物２００は殆どが水で構成されているので、廃棄する場合でも、有害物質が発生する心配もない。
更に、本発明に係る当該放射線遮蔽材料１００を広い分野で使用する場合には、図１（Ａ）に示されている様に、例えば、ポリエチレン系合成樹脂材料を主体とする膜体で構成された適宜の大きさ、適宜の面積を有するシート状物２に、適宜の大きさ、例えば、１００ｍｍ×１００ｍｍ程度の大きさに設定された密閉可能な袋状空間領域部３を複数個を、所望のシート状面２に沿って、所定の間隔を介して、相互に近接して、二次元方向に整列状態或いは千鳥状態若しくは市松状態に配列形成し、当該それぞれの袋状空間領域部３内に、当該放射線遮蔽組成物２００を密封させて構成した放射線遮蔽材料１（１００）を使用する事も可能である。

本発明に於ける当該放射線遮蔽材料１（１００）は、図１（Ｂ）及び（Ｃ）に示されている通り、その使用に際しては、放射線が漏れない様に、当該複数枚の放射線遮蔽材料１を相互にずらせた状態で重ね合わせる様に配置・施工する事が望ましい。
更に、本発明に於いては、上記した当該放射線遮蔽材料１或いは１００をそのまま、或いはそれらを複数枚積層した状態で、従来、一般的に使用されている壁材、天井材、或いは床材、その他の遮蔽板部の少なくとも一方の表面に、適宜の接着剤或いは固定手段を使用して、貼着させることにより、新規な放射線遮蔽機能を有する建材が提供される事になる。
或いは、当該放射遮蔽材料が従来公知である一般的な一対の建築材料基材の内面或いは内層部に挟持される状態で配置されている構成を採用するものであっても良い。

次に、本発明於ける当該放射線遮蔽組成物２００の製造方法の具体例を以下に詳細に説明する。
即ち、本発明に於ける当該放射線遮蔽組成物２００の製造方法の基本的な技術思想としては、吸水性ポリマーからなる粒状体、若しくは、吸水性ポリマーからなる粒状体に対して、粒状体の硫酸カルシウム（二水石膏）を混在させるか、或いは吸水性ポリマーからなる粒状体に粒状体の硫酸カルシウム（二水石膏）と硫酸バリウムとを混在させた混合体を撹拌槽内に投入すると共に、少なくとも当該吸水性ポリマーからなる粒状体の重量に対して、少なくとも数１０倍乃至数１００倍の重量に相当する水を当該撹拌槽内に投入した後、所定の時間撹拌処理することによって、ゲル状の混合物を形成する事を特徴とする放射線遮蔽組成物の製造方法である。

尚、本具体例に於いて、当該硫酸カルシウム（二水石膏）を使用する場合には、放射線の遮蔽に、当該硫酸カルシウム（二水石膏）に含まれる２１％にも及ぶ内部残留水を十二分に活用する事が望ましいことから、当該硫酸カルシウム（二水石膏）は、焼成していない当該硫酸カルシウム（二水石膏）を使用する事が望ましい。
更に、本発明に於ける当該放射線遮蔽組成物２００の製造方法の他の具体例としては、当該吸水性ポリマーに対して、更に、粒状の黒鉛、ホウ素（ホウ酸）の少なくとも一種の粒状体を追加混在させる事を特徴とする放射線遮蔽組成物の製造方法である。

本発明に於ける当該放射線遮蔽組成物２００の製造方法に於いて、当該吸水性高分子ポリマーのみを使用する場合には、具体的には、例えば、当該吸水性高分子ポリマーの粒状体を１００と水５０Ｌとを、例えば、３００Ｌの内部容量を有し、図６に示されている様な構造からなる混合装置内に投入し、３７ＫＷの出力の下で、例えば、図６に示されている様な当該羽根体若しくは当該円筒体を一分間で５７５回転（ＲＰＭ）の回転数で、約１０分間混合処理することにより、当該放射線遮蔽組成物２００が製造される。

又、本発明に係る当該吸水性ポリマーと水との混合に関する他の具体例としては、
内部容量が３００Ｌドラム内に回転刃体を有する混合機中に、高分子吸水ポリマー１００ｇと５０Ｌの水を入れ、回転数５７５ＲＰＭで３７ＫＷの出力で１０分間混合した。
この混合処理により十分に水を吸収した高分子吸水ポリマーはゼリー状となり、その総重量は合計で５０．１Ｋｇとなった。
この様にして得られた高分子吸水ポリマーを図１に示される様な、複数個の空間領域部３が千鳥状に形成されたポリエチレン系合成樹脂膜状体２の当該個々の空間領域部３内に注入し、その後、当該各空間領域部３の開口部を密閉処理して、放射線遮蔽材を形成した。
一方、本発明に於いて、当該吸水性高分子ポリマーと、上記したその他の放射線遮蔽材と混合して当該放射線遮蔽組成物２００を製造する場合には、各組成成分の均一的な混合を図る為に、新たな技術思想を導入する必要性が有る事が判明した。
本発明者は、上記の具体例に於いて、係る均一な混合結果を得る為に、多数の実験と検討を繰り返した結果、以下の様な新規な技術思想を導入する事が好ましい事を知得したものである。

即ち、例えば、硫酸バリウム及び硫酸カルシウムと吸水性高分子ポリマーとを混合する場合に於いては、含水量を多量に保持させるために、あらかじめ硫酸バリウム及び硫酸カルシウムを水と混合しスラリー状にしたものと、吸水性高分子ポリマーに含水させたものとを後工程で混合すると言う技術思想を採用する事が望ましいとの結論に到達したものである。
その理由は、硫酸バリウム及び硫酸カルシウムは、カルシウムイオンの作用で吸水性高分子ポリマーの吸水力が低下せしめられる事があげられる。

そのため、本発明の当該具体例では、硫酸バリウム及び硫酸カルシウムを、あらかじめ吸水したものを混合する事が好ましい具体例となる。
即ち、硫酸バリウムと硫酸カルシウムとは、それぞれの比重が大きく異なる為、通常の混合処理操作では、均一な混合スラリーをえる事は困難であるが、高分子吸水ポリマーと水とを介在させて混合処理する事により両者の均一な粒子混合が達成出来るのである。
本発明に於ける上記具体例に於いて、更に、当該混合準備が行なわれた硫酸バリウム及び硫酸カルシウムと高分子吸水ポリマーを混合する際、界面活性剤を、混合物重量に対して０．５％から５％の間で添加すると混合性能が増し、分離がなくなると言う好結果が得られたものである。
係る新規な技術思想は、硫酸バリウム及び硫酸カルシウムのみでなく、黒鉛、ホウ素（ホウ酸）を混合処理する具体例に於いても適用可能である事は言うまでも無い。

上記した本発明に於ける具体例の詳細な例を以下に説明するならば、当該具体例に於ける混合方法は、３００Ｌの混合機を使用し、当該混合機を５７５ＲＰＭの回転数と、３７ＫＷの出力に設定し、約１００ＫＧの混合体の製造は、高分子吸水ポリマー１００ｇと５０Ｌの水を入れて１０分間混合する。次に硫酸バリウムを２０Ｋｇ、硫酸カルシウムを２０Ｋｇを水１０ＫＧにて含水させておき水と混合された高分子吸水ポリマーに投入して５７５ＲＰＭの回転数と、３７ＫＷの出力とで４分間混合処理した。
４分間が経過した時点で界面活性剤を０．５％入れて1分間混合した。
尚、上記した工程の順番が望ましい結果を発揮するものであるが、当該順番が変るとスラリーの分離及びスラリーの泡立が現れると言う別の問題が発生するので好ましくない。

此処で、上記した技術思想を纏めると、本発明に係る当該放射線遮蔽組成物２００の製造方法の一態様としては、吸水性ポリマーからなる粒状体と粒状体の硫酸カルシウム（二水石膏）及び硫酸バリウムの少なくとも一方の粒状体とを混在させる場合に於いて、予め硫酸バリウム及び硫酸カルシウム（二水石膏）とを第１の混合槽内で水と混合処理し、スラリー状の第１の混合物を形成する第１の工程と、当該吸水性ポリマーからなる粒状体と当該吸水性ポリマーからなる粒状体の重量に対して、少なくとも数１０倍乃至数１００倍の重量に相当する水とを第２の混合槽内にて混合し、当該粒状体の吸水性ポリマーに多量の水を含水させた第２の混合物を形成する第２の工程と、適宜の混合槽内に於いて、当該第１の工程で形成された当該第１の混合物と、当該第２の工程で形成された当該第２の混合物とを混合し、界面活性剤の存在下に、混合処理操作を行う第３の工程とが実行される事を特徴とする放射線遮蔽組成物の製造方法である。

本発明では、安全で安価で、遮蔽効果の高い、硫酸バリウムを主体に各放射線の遮蔽効果が高い物の組み合わせ、又、使用用途別により混合を変化させる放射線遮蔽材である。
各粒状体の混合比率は特定されるものではないが、それぞれ略同程度の重量割合を持たせて製造する事が望ましい。

その他に、本発明に於ける他の具体的な態様としては、当該混合処理槽内に、せん断力の高い構造を有する撹拌羽根が設けて、当該混合処理する事を特徴とする放射線遮蔽組成物の製造方法が開示されており、又、当該混合処理槽の当該混合槽を、その回転中心軸線が、垂直軸線に対して１乃至１０度の範囲で旋回する様に構成して当該放射線遮蔽組成物を製造する放射線遮蔽組成物の製造方法が開示されている。
更に、他の具体的な態様としては、上記した方法により製造された放射線遮蔽組成物２００を、合成樹脂材料を主体とする空間領域部３内に投入し、その後、当該空間領域部を密閉する事を特徴とする放射線遮蔽材料１の製造方法が開示されており、又、一枚の合成樹脂材料を主体とするシート状構成物の少なくとも一方の面に、二次元的に並列状或いは千鳥状或いは市松状に相互に近接して配置・形成された複数個の空間領域部３内のそれぞれに、当該放射線遮蔽組成物２００を個々に投入し、その後、当該各空間領域部を密閉する事を特徴とする放射線遮蔽材料１の製造方法が開示されている。

更に、本発明に於ける別の具体的な態様としては、上記した方法により製造された当該放射線遮蔽材料１を適宜の建築材料の少なくとも一方の面に、積層若しくは貼着させて構成する事を特徴とする放射線遮蔽用建材の製造方法が開示されている。
次に、本発明により得られた当該放射線遮蔽材料１（１００）の放射線遮蔽効果についての検討を行った結果を、以下に示す表１を参照しながら詳細に説明する。
下記表１は、放射線遮蔽効果の測定に当たり、先ず、主たる組成成分である吸水性高分子ポリマー１０ｇを、５Ｌの水と混合させゲル状にし、それを５ｍｍの厚さ板状に成形加工して、当該作成された放射線遮蔽組成物２００の各種の放射線に対する遮蔽率を測定したものである。

その後、当該吸水性高分子ポリマー１０ｇを５Ｌの水と混合させたものに対して、二水石膏（硫酸カルシウム）、硫酸バリウム、黒鉛並びにホウ素（ホウ酸）を個別に、それぞれ１０ｗｔ％混入して、５ｍｍの厚さの当該放射線遮蔽組成物２００を形成し、それぞれ個別に当該放射線遮蔽組成物２００の各種の放射線に対する遮蔽率を測定したものである。

尚、同表１中、Ｘ線遮蔽率は、ブランクの透過線量率（１００ｋｖ）を基準値として算出したものであり、又、バックグランドの線量率は、０．０５＋／−０．０１μＳ ｖ／ｈであった。

当該表１から明らかな通り、当該吸水性高分子ポリマーのみからなる当該放射線遮蔽組成物２００に於いては、α線とβ線に対しては１００％の遮蔽効果をはっきするものの、Ｘ線に対する遮蔽効果は、若干不満足であり、γ線、及び中性子線に対しては、理想的な遮蔽効果としては、不十分な特性を示している。

これに対し、当該吸水性高分子ポリマーに二水石膏（硫酸カルシウム）或いは硫酸バリウムを混入させた当該放射線遮蔽組成物２００に於いては、γ線に対する遮蔽効果が大幅に改善されると同時に、Ｘ線及び中性子線に対する遮蔽効果は、幾分改善されている事が分かる。
同様に、当該吸水性高分子ポリマーに黒鉛或いはホウ素（ホウ酸）を混入させた当該放射線遮蔽組成物２００に於いては、γ線、Ｘ線及び中性子線に対する遮蔽効果が、幾分改善されている事が分かる。
係る実験と測定結果から判断する限り、当該吸水性高分子ポリマーに二水石膏（硫酸カルシウム）、硫酸バリウム、黒鉛或いはホウ素（ホウ酸）の一つ或いは複数種を組み合わせて混入させることにより、当該吸水性高分子ポリマー単独の場合に比べてそれなりの相乗効果が発揮されていると考えられるので、本発明に於ける混合処理操作が有効である事が理解される。

次に、本発明に於ける当該放射線遮蔽組成物及び当該放射線遮蔽材料及び当該放射線遮蔽建材の発明とそれらの製造方法に関する別の態様の構成について以下に説明する。
即ち、本発明に於ける当該別の具体的態様に於ける基本的技術構成は、上記具体例で製造された当該放射線遮蔽組成物２００に発泡剤を添加して発泡処理された発泡体から構成されている事を特徴とする放射線遮蔽材料４００の製造方法であり、またそれを活用した放射線遮蔽用建材の製造方法であり、図８に示されている通り、前記した当該放射線遮蔽組成物２００が発泡部４０１を多数内包している発泡状の放射線遮蔽材料４００である。
尚、同図中、符号４０２は、当該吸水性高分子ポリマーに混合されている他の放射線遮蔽材の一部である。

本具体例では、従来に於ける当該放射線遮蔽材料が鉛やコンクリートを主体に構成されている為、重量が重かったり、移動に不便で有ったり、施工に時間が掛ると言う問題から、製造コストが高いばかりでなく、資材の移動や、施工に時間と労力が必要とされることから、施工コストも大幅に高騰していたと言う問題があった。
そこで、係る問題を解決する為に、上記した本発明の具体的な態様に於いて、製造される放射線遮蔽組成物２００を、特定の方法によって、発泡処理し、当該放射線遮蔽組成物２００に含まれる硫酸カルシウムが発泡して最終的に得られる当該放射線遮蔽材料１（１００）を発泡状の構成体４００とすることにより、重量の軽減化と資材の移動並びに施工期間の短縮化によって、必要経費を大幅に減少させる事が可能となるのである。
本発明に於ける当該別の具体例に係る当該発泡状の放射線遮蔽材料４００は、空気層を含む事で、断熱性、防音性、難燃性に優れた軽量化された放射線遮蔽用の建材となる。

処で、本具体例に於ける当該発泡状の放射線遮蔽材料４００は、硫酸カルシウムが発泡することにより、当然質量が下がり、放射線に対する遮蔽能力は低下するが断熱材はある程度の厚みが確保出来る事と、当該発泡状の放射線遮蔽材料４００に使用された当該吸水性高分子ポリマーは、殆ど残存していないが、当該吸水性高分子ポリマーと混合されている当該硫酸カルシウムが十分残存しているので、当該硫酸カルシウムの二水石膏が内部に含んでいる結晶水が、発泡処理後でも存在し、放射線の遮蔽効果を発揮していると考えられる。
従って、当該放射線遮蔽組成物２００を発泡して使用する場合には、当該二水石膏（硫酸カルシウム）を予め多量に混入させておく事が望ましい具体例である。

更に、別の実験の結果によれば、原発事故による放射線の影響レベルでは、発泡体の遮蔽材で十分回避出来る事が分かった。
更に、無機物と有機物との混合により、混合物を発泡させることにより、別の機能が付加された機能的な放射線遮蔽材を一般的な建材として展開する事が可能となる。
次に、本具体例に於ける発泡性放射線遮蔽組成物の製造方法について、その基本的な技術構成を説明する。
即ち、本具体例に於ける発泡性放射線遮蔽組成物の製造方法の基本的な技術構成は、前記した具体例に於ける当該放射線遮蔽組成物２００の製造方法に於いて、吸水性ポリマーに対して、硫酸カルシウムとアルミ発泡剤を混入させる様に構成する事を特徴とする発泡性放射線遮蔽材料４００の製造方法である。

更に、本具体例に於ける更なる技術構成としては、前記した具体例に於ける当該放射線遮蔽組成物の製造方法に於いて、当該第３の工程に於いて、アルミ発泡剤の存在下に、混合処理操作を行う事を特徴とする発泡性放射線遮蔽材料４００の製造方法である。
一方、本具体例に於ける別の技術構成としては、上記した具体例に於ける当該発泡性放射線遮蔽材料４００の製造方法に於いて、吸水性ポリマーと硫酸カルシウムとの混合体に対して、界面活性剤とアルミ発泡剤を混入させる様に構成する事を特徴とする発泡性放射線遮蔽材料の製造方法であり、更には、上記した具体例に於ける当該放射線遮蔽組成物の製造方法に於いて、当該第３の工程に於いて、界面活性剤とアルミ発泡剤の存在下に、混合処理操作を行う事を特徴とする発泡性放射線遮蔽材料１０の製造方法である。

以下に、本発明に於ける当該別の態様に於ける当該発泡性放射線遮蔽材料４００の製造方法の一具体例を、当該吸水性高分子ポリマーに、当該二水石膏（硫酸カルシウム）及び当該硫酸バリウムを混在させて発泡性放射線遮蔽材料を製造する場合を例に採って説明する。
具体例１
即ち、当該発泡性放射線遮蔽材料方法は、３００Ｌの混合機を使用し、回転数５７５ＲＰＭで、３７ＫＷの出力を設定し、約１００Ｋｇの混合体を製造するに際し、例えば、図６に示された様な回転式混合槽３０を使用して、高分子吸水ポリマー１００ｇと５０Ｌの水を入れて１０分間混合した。

次に、混合された高分子吸水ポリマーにアルミ発泡剤を最終混合重量の０．０５％〜０．５％と界面活性剤を０．５％投入し、回転数５７５ＲＰＭで、３７ＫＷの出力とで３分間混合処理を行った。
当該３分間の混合処理が経過した時点で、硫酸バリウムを２０Ｋｇ、硫酸カルシウム２０Ｋｇを水１０Ｋｇにて含水させたものを回転数５７５ＲＰＭで、３７ＫＷの出力とで５分混合処理を行った。
上記混合体を乾燥させれば１００Ｋｇに対して水分量が約６０％であるため乾燥後の含水率が１０％としても重量の５０％の質量が失われ２倍発泡が実現する。
上記具体的に於いては、配合成分中の硫酸バリウムと硫酸カルシウムを、従来のセメント系発泡剤を使用して発泡させるものである。
当該発泡現象は、常温近辺の温度下で開始される。一方、当該吸水性高分子ポリマーは、発泡剤の発泡をサポートする機能を有するものである。

当該具体例で使用した発泡剤は金属アルミニウム粉末を使用したが、モルタル発泡剤であるため、モルタルのアルカリ成分に反応して発泡させる為、中性を示す硫酸カルシウムでは、反応が起きにくい。
そこで、アルカリ石鹸を添加することにより、ＰＨ調整をおこない、更に、界面活性効果により発泡させることで、発泡しない硫酸バリウムと硫酸カルシウムの混合スラリーを発泡させる事が可能となった。

具体例２
吸水性高分子ポリマーに硫酸カルシウム（二水石膏）を混入させたものを発泡処理する他の具体例としては、
吸水ポリマーと水の重量比は１；５００に設定して混合すると同時に、硫酸カルシウム（二水石膏）を１５重量部〜５０重量部混合する。
当該混合物を、内部容量が３００Ｌドラム内に回転刃体を有する混合機中に、高分子吸水ポリマー１００ｇと５０Ｌの水を入れ、回転数５７５ＲＰＭで３７ＫＷの出力で１０分間混合した。
吸水ポリマーと水の重量比は１；５００に設定して混合すると同時に、硫酸カルシウム（二水石膏）を１５重量部〜５０重量部混合する。
当該混合物を、内部容量が３００Ｌドラム内に回転刃体を有する混合機中に、高分子吸水ポリマー１００ｇと５０Ｌの水を入れ、回転数５７５ＲＰＭで３７ＫＷの出力で１０分間混合した。

その後、当該混合された高分子吸水ポリマーに、アルミ発泡剤を０．０５ｗｔ％〜０．５ｗｔ％と界面活性剤を０．５ｗｔ％を追加投入し、回転数５７５ＲＰＭで３７ＫＷの出力で１３分混合処理した。
当該混合処理の間に、混合機内でゼリー状の吸水ポリマーが混合漕内で回転され摩擦熱が出て、約３５℃ほどの温度にまで上昇するので、そこで発泡処理が行われる。
即ち、本具体例に於いては、当該発泡処理は、別の行程、つまり別個の加熱工程で加熱処理するのではなく、同一の混合機内で、当該ゼリー状の吸水ポリマーが発生する摩擦熱を利用して当該混合体の温度が上昇する。しかし、ほとんどが水のため合計約１３分の混合処理では３５℃ほどしか温度上昇はしないが、発泡するには望ましい温度となる。

此処で、例えば、吸水ポリマーと水の重量比は１；５００の配合比で５０Ｋｇのゼリー状吸水ポリマーを作った中に硫酸カルシウム（リサイクル二水石膏）をゼリー状吸水ポリマーに５０重量部（２５Ｋｇ）混合したとする。
この時点で合計７５Ｋｇの混合体が出来る。
この７５Ｋｇの混合体にアルミ発泡剤を混合したとする。
仮に二水石膏分を二倍発泡させるようにコントロールすれば体積は二倍になり、水分は乾燥され水分の約５０Ｋｇは無くなり、発泡した２５Ｋｇの二水石膏の発泡体が得られる。
つまり、高分子吸水ポリマーの基本配合は吸水ポリマーと水の重量比は１；５００であり、これに（１）硫酸カルシウム、（２）硫酸バリウム、（３）黒鉛、（４）ホウ素を適宜の比率で加えたものを、乾燥を防ぐ、波型ポリエチレン容器に入れて放射線を遮蔽する製品したものと、この製品に、アルミ発泡剤を入れて発泡させたのちに乾燥させたものとに大別する事が出来る。

しかし発泡体は（１）〜（４）の中で（１）の硫酸カルシウムしか発泡体は製造できないので、おのずから硫酸カルシウムの発泡体となる。この発泡体は密度が低くし遮蔽能力は激減するが、低レベルの放射線の遮蔽が出来る事と、建材としては別の機能の断熱性や防音性に優れる。
具体例３
高分子吸水ポリマーに硫酸カルシウム（二水石膏）を混入させて発泡処理を行う場合の別の具体例

更に、別の具体例として、吸水ポリマーと水の重量比は１；５００に対して硫酸カルシウム(リサイクル二水石膏)を５０重量部を混合し、アルミ発泡剤を０．２ｗｔ％と界面活性剤を０．５ｗｔ％を追加投入した場合、強制乾燥では８０℃で１５時間、自然乾燥であれば外気温２０℃前後で約７５時間で二水石膏の２倍以上の発泡体が得られる。
乾燥後の含水率は４〜８％となる。
ここで、本発明に於ける本具体例により得られた高分子吸水ポリマーを主体とする当該発泡性放射線遮蔽材料の構成例を図９に示す。
即ち、図９は、本発明に係る吸水性高分子ポリマー１０ｇと水５Ｌとを混合したものに、硫酸カルシウム（二水石膏）１０％と発泡剤を２％混合させ発泡処理した後の当該発泡性放射線遮蔽材料の構成例を３０００倍にして撮影した電子顕微鏡写真である。
係る図９の電子顕微鏡写真から、硫酸カルシウム（二水石膏）が吸水性高分子ポリマーと結合して、膨れている発泡状態を呈している事が判明する。
一方、図１０は、吸水性高分子ポリマー１０ｇと水５Ｌとを混合したものに、硫酸カルシウム（二水石膏）１０％のみを混合して構成された合成樹脂構成体を３０００倍にして撮影した電子顕微鏡写真である。
係る図１０の電子顕微鏡写真の内、白い部分は硫酸カルシウム（二水石膏）で、黒い部分が吸水性高分子ポリマーを示すもので有って、発泡構造は存在していない。

具体例４
高分子吸水ポリマーに硫酸カルシウム（二水石膏）を混入させて発泡処理を行う場合の更に別の具体例
吸水ポリマーと水の重量比は１；５００の配合比で５０Ｋｇのゼリー状に硫酸バリウム２０Ｋｇ、硫酸カルシウム２０Ｋｇ、水１０Ｋｇの配合の場合、乾燥後に残る成分は硫酸バリウムの２０Ｋｇと硫酸カルシウムの２０Ｋｇとあえて言うなら高分子吸水ポリマーの１００ｇである。発泡剤は硫酸バリウムが入る事で、発泡がしにくくなるため発泡剤を増やさなくてはならない。上記具体例での説明では、硫酸カルシウムは、アルミ発泡剤を混合重量の０．２％で２倍以上の発泡が可能であるが、硫酸バリウムが入る事で０．５％まで上げないと２倍以上の発泡が出来ない。
また、この単純な高分子吸水ポリマーのゼリー状に二水石膏と発泡剤を入れて乾燥させると、目的は変わるが断熱及び防音の効果がある建材ができる。
この際の吸水ポリマーの働きは二水石膏間にゼリー状の吸水ポリマーが介在し、アルミの発泡を助ける。

処で、本発明に関連して、住宅に於いては、寒暖の地域差はあるものの、断熱材を施行しない住宅は無い為、特に原発事故発生地域に於いては、断熱効果がある放射線遮蔽材を、有効な建材２０となりえる。
即ち、本発明に於ける当該別の態様に於ける更なる発明の基本的技術構成は、当該発泡性の放射線遮蔽材料４００からなり、板状体若しくは所望の断面形状、例えば、円形、楕円形、多角形、矩形等の断面形状を有する柱状体或いは筒状で構成されている本体部を有する事を特徴とする発泡性放射線遮蔽建材であり、当該別の態様に於ける別の発明の基本的技術構成としては、上記した方法で製造された発泡剤を含む当該放射線遮蔽組成物２００を発泡処理すると同時に、適宜の型部内に注入して、板状体若しくは所望の断面形状、例えば、円形、楕円形、多角形、矩形等の断面形状を有する柱状体或いは筒状に成形加工する事を特徴とする発泡性放射線遮蔽建材の製造方法である。

当該発泡性放射線遮蔽建材の使用方法としては、図２に示す様に、壁部の内壁面に形成されている木製若しくは金属製の枠体部５乃至７で形成された空間部内に当該発泡性放射線遮蔽建材２０をはめ込み、その上から別の内壁面被覆ボード４を被覆する様にして使用する事が可能であり、又、図３に示す様に、２枚の相互に対向する表裏壁面材の間に設けられている木製若しくは金属製の枠体部５乃至７で形成された空間部内に、上方から或いはその側面部から当該発泡性放射線遮蔽建材２０を挿入するように施工する事も可能である。
又、天井部に於いても図４に示す様に、天井部の内壁面に形成されている木製若しくは金属製の枠体部８，９及び１１で形成された空間部内に当該発泡性放射線遮蔽建材２０をはめ込み、その上から別の天井面被覆ボード１２を被覆する様にして使用する事が可能であり、又、図５に示す様に、２枚の相互に対向する表裏天井面材の間に設けられている木製若しくは金属製の枠体部８，９及び１１で形成された空間部内に、上方から或いはその側面部から当該発泡性放射線遮蔽建材２０を挿入するように施工する事も可能である。

上記した説明から明らかな通り、本発明に於いては 、今まである放射線の遮蔽材で効果があるとされてきた物質、つまり、鉛及び近年では硫酸バリウム等があるが、水分を積極的に使った遮蔽材は、硫酸バリウムでは無く、従来では、使用実績がない硫酸カルシウム（リサイクル二水石膏）、廃石膏ボードから得られたもの）を使い、水分と石膏の質量と石膏の結晶水で遮蔽するものである。
つまり、本発明に於いては、水分を閉じ込めるに当たり、保水力や水の流動性を調整する事、寒冷地での水分凍結を防ぐ等の目的で、特に、高分子吸水ポリマーを使用するものであるから、単純で安全性がある放射線遮蔽材である。
また、本発明に於いては、かかる単純なゼリー状高分子吸水ポリマーに二水石膏と発泡剤を入れて乾燥させると、目的は変わるが断熱及び防音の効果がある建材ができる。

１，１００…放射線遮蔽材料
２…合成樹脂シート、膜体
３…内部空間領域
４…壁材
５…壁部の枠体
６…壁部の枠体
７…壁部の枠体
８…壁部の枠体
９…壁部の枠
１０…放射線遮蔽材料
１１…壁部の枠、
２０…発泡性放射線遮蔽建材
３０…混合槽
３１…回転刃体部
３２…回転装置
１５０…上面部
１６０…底面部
２００…放射線遮蔽組成物
３００…合成樹脂製容器
３５０…仕切り壁部
４００…発泡性放射線遮蔽建材
４０１…発泡部
４０２…残留硫酸カルシウム

即ち、本発明は上記のような目的を達成するため基本的には、以下に示す様な技術構成を採用するものである。
つまり、本発明に係る第１の態様に於ける技術構成は、基本的には、吸水性ポリマーからなる粒状体、若しくは、吸水性ポリマーからなる粒状体に対して、粒状体の硫酸カルシウム（二水石膏）を混在させた混合体を混合槽内に投入すると共に、少なくとも当該吸水性ポリマーからなる粒状体の重量に対して、少なくとも数倍乃至数１０倍の重量に相当する水を当該混合槽内に投入した後、所定の時間撹拌処理することによって、ゲル状の混合物を形成する事を特徴とする放射線遮蔽組成物の製造方法である。

更に、本発明に係る第６の態様に於ける技術構成は、上記した技術構成に於いて、当該混合処理槽内には、後述する様な特種の撹拌羽根を組み合わせて構成された、せん断力の高い構造を有する撹拌羽根が設けられている事を特徴とする放射線遮蔽組成物の製造方法である。
一方、本発明に係る第７の態様に於ける技術構成は、上記した技術構成に於いて、当該混合処理槽の当該混合槽は、その回転中心軸線が、垂直軸線に対して１乃至１０度の範囲で旋回する様に構成されている事を特徴とする放射線遮蔽組成物の製造方法である。

更に、本発明に於いて使用される混合装置も特に特定されるものではないが、当該混合装置としては、スラリーが高粘度のためコンパウンドミキサーを使用する事が望ましい事が判明したと共に、当該混合処理に際し、１バッチが１００キロ以上の混合には、混合タンクの内部容積が２００Ｌ以上で、モーター出力が１０ＫＷ以上の混合機である事が必要であることを知得した。
又、図６に示す様に、当該混合処理槽３０の内部には、せん断力の高い構造を有する撹拌羽根３１が設けられている事が望ましく、特に当該撹拌羽根３１は、図６の（Ｂ）乃至（Ｄ）に示されているような形状を有した３枚の撹拌羽根３１を有している事が望ましく、当該各撹拌羽根３１は、適宜の回転装置３１により特定の方向に任意の回転数で回転する様に構成されている事が好ましい。
本発明に於いて使用される当該せん断力の高い構造を有する撹拌羽根３１の１具体例としては、図６に示す通り、同一の回転軸を中心として回転する３枚の所定の幅を持った攪拌羽根が当該回転軸線に沿って上下方向に積層配列されており、最上段及び中段に設けられた当該２つの攪拌羽根は、当該回転軸を中心として左右に水平に伸びている部分と当該水平に伸びている部分の両端部から、当該水平に伸びている部分の水平面に対して所定の角度をもって斜め上方に向けて所定の長さだけ延展せしめられている部分と、当該斜め上方に向けて延展せしめられている部分の自由端部から更に、所定の長さだけ、当該延展せしめられている部分に対して外側に所定の角度で折り曲げられた延長部分とから構成された羽根形状を有しており、かつ、最下段に設けられた当該１つの攪拌羽根は、当該回転軸を中心として左右に水平に伸びている部分のみで構成されているが、当該左右に水平に伸びている部分が、当該中心軸と直交する水平面に対して所定の角度でかつ互いに反対方向に捩じられている様に構成されている羽根形状を有する様に構成された撹拌羽根が設けられている構成を採用するものである。

Claims (15)

1. 吸水性ポリマーからなる粒状体、若しくは、吸水性ポリマーからなる粒状体に対して、粒状体の硫酸カルシウム（二水石膏）を混在させた混合体を撹拌槽内に投入すると共に、少なくとも当該吸水性ポリマーからなる粒状体の重量に対して、少なくとも数１０倍乃至数１００倍の重量に相当する水を当該撹拌槽内に投入した後、所定の時間撹拌処理することによって、ゲル状の混合物を形成する事を特徴とする放射線遮蔽組成物の製造方法。
2. 当該吸水性ポリマーからなる粒状体に対して、更に、粒状体の硫酸バリウムを混在させる事を特徴とする請求項1に記載の放射線遮蔽組成物の製造方法。
3. 当該吸水性ポリマーなるなる粒状体に対して、更に、粒状の黒鉛、ホウ素（ホウ酸）の少なくとも一種の粒状体を混在させる事を特徴とする請求項１又は２に記載の放射線遮蔽組成物の製造方法。
4. 吸水性ポリマーからなる粒状体と粒状体の硫酸カルシウム（二水石膏）の粒状体とを混在させる場合に於いて、予め硫酸カルシウム（二水石膏）と水とを第１の混合槽内で混合処理し、スラリー状の第１の混合物を形成する第１の工程と、当該吸水性ポリマーからなる粒状体と当該吸水性ポリマーからなる粒状体の重量に対して、少なくとも数１０倍乃至数１００倍の重量に相当する水とを第２の混合槽内にて混合し、当該粒状体の吸水性ポリマーに多量の水を含水差せた第２の混合物を形成する第２の工程と、適宜の混合槽内に於いて、当該第１の工程で形成された当該第１の混合物と、当該第２の工程で形成された当該第２の混合物とを混合し、界面活性剤の存在下に、混合処理操作を行う第３の工程とが実行される事を特徴とする請求項１乃至３のいづれかに記載の放射線遮蔽組成物の製造方法。
5. 吸水性ポリマーからなる粒状体と、粒状体の硫酸カルシウム（二水石膏）と、更には硫酸バリウム、黒鉛、ホウ素（ホウ酸）から選択された少なくとも一種の粒状体とを混在させる場合に於いて、予め硫酸カルシウム（二水石膏）と硫酸バリウム、黒鉛、ホウ素（ホウ酸）から選択された少なくとも一種の粒状体とを第１の混合槽内で水と混合処理し、スラリー状の第１の混合物を形成する第１の工程と、当該吸水性ポリマーからなる粒状体と当該吸水性ポリマーからなる粒状体の重量に対して少なくとも数１０倍乃至数１００倍の重量に相当する水とを第２の混合槽内にて混合し、当該粒状体の吸水性ポリマーに多量の水を含水させた第２の混合物を形成する第２の工程と、適宜の混合槽内に於いて、当該第１の工程で形成された当該第１の混合物と、当該第２の工程で形成された当該第２の混合物とを混合し、界面活性剤の存在下に、混合処理操作を行う第３の工程とが実行される事を特徴とする請求項１乃至３のいづれかに記載の放射線遮蔽組成物の製造方法。
6. 当該混合処理槽内には、せん断力の高い構造を有する撹拌羽根が設けられている事を特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の放射線遮蔽組成物の製造方法。
7. 当該混合処理槽の当該混合槽は、その回転中心軸線が、垂直軸線に対して１乃至１０度の範囲で旋回する様に構成されている事を特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の放射線遮蔽組成物の製造方法。
8. 請求項１乃至７の何れかに記載の放射線遮蔽組成物の製造方法に於いて、当該混合された放射線遮蔽組成物に対して、更に、アルミ発泡剤を混入させる事を特徴とする発泡性放射線遮蔽材料の製造方法。
9. 請求項４又は５に記載の放射線遮蔽組成物の製造方法に於ける、当該第３の工程に於いて、界面活性剤とアルミ発泡剤の存在下に、混合処理操作を行う事を特徴とする発泡性放射線遮蔽材料の製造方法。
10. 当該混合処理後に、発泡処理操作を行う事を特徴とする請求項８又は９に記載の発泡性放射線遮蔽材料の製造方法。
11. 当該発泡処理後に、乾燥処理操作を行う事を特徴とする請求項１０に記載の発泡性放射線遮蔽材料の製造方法。
12. 当該請求項１乃至７の何れかに記載されている放射線遮蔽組成物の製造方法により製造された放射線遮蔽組成物を、合成樹脂材料を主体とする空間領域部内に投入し、その後、当該空間領域部を密閉する事を特徴とする放射線遮蔽材料の製造方法。
13. 一枚の合成樹脂材料を主体とするシート状構成物の少なくとも一方の面に、二次元的に並列状或いは千鳥状に配置・形成された複数個の空間領域部内のそれぞれに、当該請求項１乃至５の何れかに記載されている放射線遮蔽組成物の製造方法により製造された放射線遮蔽組成物を、個々に投入し、その後、当該各空間領域部を密閉する事を特徴とする請求項１２に記載の放射線遮蔽材料の製造方法。
14. 当該請求項１２又は１３に規定された当該放射線遮蔽材料を、適宜の建築材料の少なくとも一方の面に、積層若しくは貼着させて構成する事を特徴とする放射線遮蔽用建材の製造方法。
15. 請求項８乃至１１の何れかに記載の発泡性放射線遮蔽材料の製造方法に於いて、当該発泡性放射線遮蔽材料を適宜の金型に投入して成形加工処理を施して、適宜の寸法を有する板状体若しくは、適宜の断面形状を有する柱状体に成形加工する事を特徴とする発泡性放射線遮蔽建材の製造方法。
    

Images