JP2016164558A - 布状素材および放射線防護製品 - Google Patents

Abstract

【課題】通気性および柔軟性を有するとともに、放射線に対して高い遮蔽効果を有する布状素材および放射線防護製品を提供する。【解決手段】放射線遮蔽材と高分子材料とを含む糸を用いた織物または編物によって組織される布状素材およびこの布状素材を用いて放射線遮蔽製品を構成する。【選択図】 図１

Description

本発明は、γ線およびＸ線などの電離性放射線を遮蔽するために好適に実施することができる布状素材および放射線防護製品に関する。

従来から、原子力発電所内での作業、放射能汚染域での活動、および医療施設での放射線被爆域での作業などにおいて、作業者が着用する放射線防護服、エプロン、ズボン、頭巾、コート、カーテン、シートなどの放射線防護製品には、放射線を遮蔽するための素材として、板状、粉状、ブロック状など各種の形態で鉛が用いられている。

このように放射線防護製品は、鉛を含むので重量が大きい。特に防護衣料は、粉状または粒状の鉛を樹脂に混練したシートを衣服状に加工したり、鉛板を内ポケットに挿入するなどの手法が用いられているが、そのような製品は通気性がないために蒸れやすく、衣料内の温度が下がりにくいなど、作業者の負担が大きいという問題がある。

他の従来技術は、たとえば特許文献１に記載されている。この従来技術では、遮蔽すべき放射線のうちのＸ線を対象とし、鉛が人体に有害であることから鉛を使用しないＸ線遮蔽材を用いたＸ線遮蔽体が提案されている。

Ｘ線遮蔽体は、高分子材料と、鉛を含まないＸ線遮蔽材との混合物を生地表面に塗工してＸ線遮蔽層を形成し、生地とＸ線遮蔽層とを高い密着度で一体化することによって、引裂きや引張りに対して高い強度が得られ、生地とＸ線遮蔽層との剥離を抑制し、剥離による隙間の発生を防止することができるように構成されている。

特開２０１３−２０５１０３号公報

前述の特許文献１に記載される従来技術では、高分子材料と、鉛を含まないＸ線遮蔽材との混合物を生地表面に塗工して、生地にＸ線遮蔽層を有するＸ線遮蔽体が形成されるので、このようなＸ線遮蔽体によって防護衣料を製造すると、前記鉛を用いる従来技術に比べて、重量に対して軽量化されるが、通気性および柔軟性がなく、Ｘ線を含む電離性放射線に対する高い遮蔽効果を得ることができないという問題がある。

本発明の目的は、通気性および柔軟性を有するとともに、放射線に対して高い遮蔽効果を有する布状素材および放射線防護製品を提供することである。

本発明は、鉛を除く放射線遮蔽材と高分子材料とを有する、複合糸または複合繊維を含んでなることを特徴とする布状素材である。

また本発明は、前記放射線遮蔽材は、タングステンまたはタングステン化合物、スズまたはスズ化合物、ビスマスまたはビスマス化合物、ランタンまたはランタン化合物、セリウムまたはセリウム化合物、プラセオジムまたはプラセオジム化合物、ネオジムまたはネオジム化合物、サマリウムまたはサマリウム化合物、ユーロピウムまたはユーロピウム化合物およびガドリニウムまたはガドリニウム化合物から選択される少なくとも１種から成ることを特徴とする。

また本発明は、前記複合糸または複合繊維によって形成された織物、編物および不織布のいずれか１つであることを特徴とする。

また本発明は、前記織物または編物は、少なくとも一部の糸が前記複合糸から成ることを特徴とする。

また本発明は、前記織物は、平織、サテン織、ツイル、二重織り、三重織りから選択される１種であることを特徴とする。

また本発明は、各層の織組織の隙間を遮るように、複数の前記織物が互いにずれて積層されていることを特徴とする。

また本発明は、前記布状素材を含む放射線遮蔽材料である。

本発明によれば、人体に有害な鉛を除いた放射線遮蔽材と高分子樹脂とを含む糸または繊維によって布状素材が構成されるので、布状素材自身にＸ線やγ線などの電離性放射線に対する遮蔽効果を有し、放射線遮蔽材の材質、高分子材料に対する配合比、糸または繊維の種類、組織構造、積層数などを調整することによって、使用者が要求する高い放射線遮蔽効果を有するとともに、織目、編目、繊維の間を空気などの気体が通過可能な通気性および柔軟性を有する、人体や環境に無害で安全な布状素材を実現することができる。

また本発明によれば、放射線遮蔽材が、タングステンまたはタングステン化合物、スズまたはスズ化合物、ビスマスまたはビスマス化合物、ランタンまたはランタン化合物、セリウムまたはセリウム化合物、プラセオジムまたはプラセオジム化合物、ネオジムまたはネオジム化合物、サマリウムまたはサマリウム化合物、ユーロピウムまたはユーロピウム化合物およびガドリニウムまたはガドリニウム化合物から選択される少なくとも１種から成るので、鉛のような毒性のない放射線遮蔽材を、放射線遮蔽性能などの要求仕様に応じた適切なものを選択的に用いることができ、放射線遮蔽用布状素材の設計上の自由度を向上することができる。

また本発明によれば、布状素材が複合糸または複合繊維によって形成された織物、編物および不織布のいずれか１つから成るので、織機によって所望の放射線遮蔽効果を有する布状素材を製造することができる。

また本発明によれば、経糸および緯糸のうちの少なくとも一方が前記複合糸から成る織物を使用することで、シート状の遮蔽材では得られない柔軟性、通気性を付与した遮蔽製品を製造することができる。

また本発明によれば、組織を平織、サテン織、ツイル、二重織り、三重織りなどから選択することで、遮蔽性能、風合い、重量、厚み、デザインなどの要求に応じた遮蔽素材を提供することができる。また放射線遮蔽材を含む糸の量が多いほど放射線遮蔽効果は高まるため、より多くの糸を織り込める組織の方が遮蔽効果は高くなる。

また本発明によれば、各層の織組織の隙間を遮るように、複数の前記織物が互いにずれて積層されるので、織機によって所望の放射線遮蔽効果を有する布状素材を製造することができる。

また本発明によれば、人体に有害な鉛を用いずに放射線遮蔽効果を有するとともに、通気性および柔軟性にも優れた放射線遮蔽製品を提供することができる。

本発明の一実施形態の布状素材１を用いた放射線遮蔽製品２を示す正面図である。 図１に示される放射線遮蔽製品２の右側面図である。 布状素材１の組織図である。 図１の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た布状素材１付近の断面を模式的に示す拡大断面図である。 本発明の他の実施形態の布状素材１の織物組織を示す組織図である。 本発明のさらに他の実施形態の布状素材１の織物組織を示す組織図である。

図１は本発明の一実施形態の布状素材１を用いた放射線遮蔽製品２を示す正面図であり、図２は図１に示される放射線遮蔽製品２の右側面図である。なお、図１および図２の放射線遮蔽製品２は、放射線遮蔽製品に係る本発明の一実施形態をも表すものとして、以下に説明する。布状素材および放射線遮蔽製品に係る本発明の実施形態において、放射線遮蔽製品２は、たとえば原子力発電所、放射能汚染区域および医療施設などで作業者が着用する放射線遮蔽用の防護服である。

放射線遮蔽製品（以下、単に「製品」と略記する場合がある）２は、前身頃３、後身頃４、左右一対の肩身頃５ａ，５ｂおよび左右一対の脇身頃６ａ，６ｂを含んで構成される。

前身頃３は、前開口部７を有する前シート部分８と、前シート部分８の前開口部７の開口を塞ぐように配設される前布状素材部分９とを有する。前布状素材部分９は、平面状に展開した形状が長方形であり、その周縁部は前開口部７の開口周縁部に縫製糸１０によって縫着される。

後身頃４は、後開口部１１を有する後シート部分１２と、後シート部分１２の後開口部１１の開口を塞ぐように配設される後布状素材部分１３とを有する。後布状素材部分１３は、平面状に展開した形状が長方形であり、その周縁部は後開口部の開口周縁部に縫製糸１４によって縫着される。

各肩身頃５ａ，５ｂは、肩シート部分１５ａ，１５ｂから成り、各脇身頃６ａ，６ｂは、脇シート部分１６ａ，１６ｂから成る。前シート部分８、後シート部分１２、各肩シート部分１５ａ，１５ｂおよび各脇シート部分１６ａ，１６ｂは、個別のパーツに形成して、各パーツが互いに縫製糸によって縫着されてもよく、一体的に形成されてもよい。

前述の前布状素材部分９および後布状素材部分１３は、共通な素材として布状素材１によって実現される。また前述の前シート部分８、後シート部分１２、各肩シート部分１５ａ，１５ｂおよび各脇シート部分１６ａ，１６ｂは、共通な素材としてシート１７によって実現される。次に、布状素材１およびシート１７の構成について説明する。

図３は布状素材１の組織図であり、図４は図１の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た布状素材１付近の断面を模式的に示す拡大断面図である。前述の布状素材１は、鉛を除く放射線遮蔽材と、高分子材料とを含む糸によって製織して組織された織物によって実現される。鉛を除く放射線遮蔽材としては、タングステンまたはタングステン化合物、スズまたはスズ化合物、ビスマスまたはビスマス化合物、ランタンまたはランタン化合物、セリウムまたはセリウム化合物、プラセオジムまたはプラセオジム化合物、ネオジムまたはネオジム化合物、サマリウムまたはサマリウム化合物、ユーロピウムまたはユーロピウム化合物およびガドリニウムまたはガドリニウム化合物から選択される少なくとも１種を用いることができる。

高分子材料としては、天然樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、酢酸ビニル系樹脂、フッ素樹脂、アクリル系樹脂、エンジニアリングプラスチックおよびシリコーン樹脂などが挙げられ、これらのうちの１種を用いることができる。

織物の組織の重ね方としては、織物を経糸または緯糸の方向が一定の角度ずつずれるように重ねることで、各層の組織の隙間を別の層が遮るように積層するのが好ましく、各織組織によって最も遮蔽性能の高い積層方法で重ね合せればよい。

本発明の他の実施形態において、前述の布状素材１は、鉛を除く放射線遮蔽材と、高分子材料とを含む糸によって製編して組織された編物によって実現される。鉛を除く放射線遮蔽材としては、タングステンまたはタングステン化合物、スズまたはスズ化合物、ビスマスまたはビスマス化合物、ランタンまたはランタン化合物、セリウムまたはセリウム化合物、プラセオジムまたはプラセオジム化合物、ネオジムまたはネオジム化合物、サマリウムまたはサマリウム化合物、ユーロピウムまたはユーロピウム化合物およびガドリニウムまたはガドリニウム化合物から選択される少なくとも１種を用いることができる。

高分子材料としては、天然樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、酢酸ビニル系樹脂、フッ素樹脂、アクリル系樹脂、エンジニアリングプラスチックおよびシリコーン樹脂などが挙げられ、これらのうちの１種を用いることができる。

編物の組織の重ね方としては、編物が各層の組織の隙間を別の層が遮るように積層するのが好ましく、編組織によって最も遮蔽性能の高い積層方法で重ね合せが可能となる。

このように、人体に有害な鉛を除いた放射線遮蔽材と高分子樹脂とを含む糸または繊維によって布状素材１を形成し、布状素材１とシート１７との組み合わせによって放射線遮蔽製品２が構成されるので、布状素材自身にＸ線やγ線などの電離性放射線に対する遮蔽効果を有し、放射線遮蔽材の材質、高分子材料に対する配合比、複合糸または複合繊維の種類、組織構造、積層数などを調整することによって、使用者が要求する高い放射線遮蔽効果を有するとともに、織目、編目、繊維の間を空気などの気体が通過可能な通気性および柔軟性を有する、人体や環境に無害で安全な放射線遮蔽製品２を実現することができる。

上記の布状素材１とシート１７との組合せは、後述のように、実施例１または実施例２の布状素材サンプルと実施例３のシートサンプルとの組合せによって、環境安全性を有し、放射線遮蔽効果、通気性、柔軟性に優れた放射線遮蔽製品２を実現できることを確認した。

前述の実施形態では、放射線遮蔽製品２が防護服である場合について述べたが、本発明の他の実施形態として、エプロン、ズボン、頭巾、コート、カーテン、シートなどの各種の製品に本発明を実施することができ、同様に、環境安全性を有し、優れた放射線遮蔽効果、通気性、柔軟性を奏することができる。

また放射線としては、前述のγ線に限らず、Ｘ線を含む電離性放射線の遮蔽に対して本発明を好適に実施することができる。

また布状素材１は、前述の１６枚朱子織組織に限らず、図５に示す４枚朱子織組織であってもよく、図６に示す平織組織であってもよい。さらに前述の複合糸に代えて、鉛以外の金属または金属化合物から成る繊維が用いられてもよい。

本件発明者は、本実施形態の布状素材１の放射線遮蔽効果、通気性、柔軟性および環境安全性を確認するため、本発明に従う実施例１の布状素材サンプルと実施例２の布状素材サンプルと比較例１の布状素材サンプルとを作製し、γ線遮蔽率を測定し、通気性および柔軟性を確認した。なお、環境安全性については、実施例１，２および比較例１の両者の布状素材サンプルにも鉛を使用しないので、環境安全性を有するものと評価した。

（実施例１）
経糸に繊度１６７ｄｔｅｘのポリエステル糸を用い、緯糸に繊度１０２７ｄｔｅｘのタングステン配合糸を用いて、経糸密度１３６本／インチ、緯糸密度７０本／インチ、図３に示される朱子織で製織し、重量４１０ｇ／ｍ^２の織物を作製し、これを７枚重ねて合計２８７０ｇ／ｍ^２の布状素材を布状素材サンプルとして用いた。布状素材は、緯糸方向を０°としたときに、緯糸方向が積層される順に、０°、９０°、０°、９０°、…のように交互に方向を変え、重ね合せた。

（実施例２）
経糸に繊度１６７ｄｔｅｘのポリエステル糸を用い、緯糸に繊度１０２７ｄｔｅｘのタングステン配合糸を用いて、経糸密度１３６本／インチ、緯糸密度７０本／インチ、図３に示される朱子織で製織し、重量４１０ｇ／ｍ^２の織物を作製し、これを３３枚重ねて合計１３５３０ｇ／ｍ^２の布状素材を布状素材サンプルとして用いた。布状素材サンプルは、緯糸方向を０°としたときに、緯糸方向が積層される順に、０°、９０°、０°、９０°、…のように交互に方向を変え、重ね合せた。

（比較例１）
経糸に繊度１６７ｄｔｅｘのポリエステル糸を用い、緯糸に繊度１６７ｄｔｅｘのポリエステル糸を用いて、経糸密度１３６本／インチ、緯糸密度７５本／インチ、図３に示される朱子織で製織し、重量２７４ｇ／ｍ^２の織物を作製し、これを１０枚重ねて合計２７４０ｇ／ｍ^２の布状素材を布状素材サンプルとして用いた。布状素材は、緯糸方向を０°としたときに、緯糸方向が積層される順に、０°、９０°、０°、９０°、…のように交互に方向を変え、重ね合せた。

測定の結果、γ線遮蔽率、通気性、柔軟性を判断したところ、次の表１に示されるように、γ線遮蔽率、通気性、柔軟性のいずれについても、実施例１の布状素材サンプルのγ線遮蔽率が２．２％であり、比較例１の布状素材サンプルのγ線遮蔽率（＝１．５％）よりも優れていることが確認された。実施例２の布状素材サンプルではγ線遮蔽率が９．４％となり、実施例１の布状素材サンプルのγ線遮蔽率をより向上できることが確認できた。

（シート１７）
本実施形態の放射線遮蔽製品２に用いられるシート１７についても、実施例３および比較例２、３のシートサンプルを作成し、通気性、柔軟性、環境安全性について確認した。

（実施例３）
シリコーン樹脂１２ｗｔ％とビスマス化合物８８ｗｔ％とを配合した混合物を、ポリエステル糸を用いて製編して得られた編物から成る基材に、硬化後の重量が５９４７ｇ／ｍ^２となるように塗工して得られたシートを、実施例３のシートサンプルとして用いた。前記シートは、ポリエステル編物を基材とし、上記の混合物を塗布、硬化、成膜し、厚み１６２０μｍのシートである。

（比較例２）
比較例２のシートサンプルとして、鉛含有ゴムシートを用いた。前記シートは、鉛含有率約８０％、鉛配合樹脂層の両面にナイロン編物を貼り合せた厚み５９４７μｍのシートである。

（比較例３）
比較例３のシートサンプルとして、鉛含有ゴムシートを用いた。前記シートは、鉛含有率約８０％、鉛配合樹脂層の両面にナイロン編物を貼り合せた厚み４０８４μｍのシートである。

測定の結果、下記の表２に示されるように、通気性は実施例３および比較例２、３のいずれについても得られず、柔軟性については、比較例２、３が実施例１〜３に比べて劣っていることが確認された。環境安全性については、鉛を含有しない実施例１〜３のシートサンプルが優れており、鉛を含有する比較例２、３のシートサンプルは劣ることが確認された。

前述の実施形態では、布状素材は、織物または編物によって実現されたが、本発明の他の実施形態では、不織布によって実現されてもよい。この場合にも、織物または編物から成る布状素材と同様な効果を達成することができる。

また、本発明のさらに他の実施形態では、布状素材に織物を用いる場合、経糸および緯糸の少なくも一方が複合糸であってもよい。

１ 布状素材
２ 放射線遮蔽製品
３ 前身頃
４ 後身頃
５ａ，５ｂ 肩身頃
６ａ，６ｂ 脇身頃
７ 前開口部
８ 前シート部分
９ 前布状素材部分
１０ 縫製糸
１１ 後開口部
１２ 後シート部分
１３ 後布状素材部分
１４ 縫製糸
１５ａ，１５ｂ 肩シート部分
１６ａ，１６ｂ 脇シート部分
１７ シート

Claims (7)

1. 鉛を除く放射線遮蔽材と高分子材料とを有する、複合糸または複合繊維を含んでなることを特徴とする布状素材。
2. 前記放射線遮蔽材は、タングステンまたはタングステン化合物、スズまたはスズ化合物、ビスマスまたはビスマス化合物、ランタンまたはランタン化合物)、セリウムまたはセリウム化合物、プラセオジムまたはプラセオジム化合物、ネオジムまたはネオジム化合物、サマリウムまたはサマリウム化合物、ユーロピウムまたはユーロピウム化合物およびガドリニウムまたはガドリニウム化合物から選択される少なくとも１種から成ることを特徴とする請求項１に記載の布状素材。
3. 前記複合糸または複合繊維によって形成された織物、編物および不織布のいずれか１つであることを特徴とする請求項１または２に記載の布状素材。
4. 前記織物または編物は、少なくとも一部に糸が前記複合糸から成ることを特徴とする請求項３に記載の布状素材。
5. 前記織物は、平織、サテン織、ツイル、二重織り、三重織りから選択される１種であることを特徴とする請求項３または４に記載の布状素材。
6. 各層の組織の隙間を遮るように、複数の前記織物が互いにずれて積層されていることを特徴とする請求項３〜５のいずれ１つに記載の布状素材。
7. 請求項１〜６のうちのいずれか１つに記載の布状素材を含む放射線遮蔽製品。

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