JP2017519205A - 放射線遮蔽用組成物及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

ポリウレタン樹脂、ポリシロキサン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、及びアルキド樹脂からなる群から選択された１種以上を含む第１樹脂１００重量部と、ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、及び低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）からなる群から選択された１種以上を含む第２樹脂５〜３０重量部と、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂粉末５〜３０重量部と、金属粉末５〜８０重量部と、金属酸化物粉末１〜７０重量部と、パラフィン１〜５０重量部と、ホウ素化合物５〜１５重量部と、炭素粉末１０〜５０重量部と、を含む放射線遮蔽用組成物を提供する。本発明の放射線遮蔽用組成物を含む纎維複合体、保護衣類は、鉛を用いないながら、ポリエーテルエーテルケトン樹脂を含ませてα線、β線、陽子、γ線、Ｘ線などの放射線だけではなく中性子まで遮蔽することができる。【選択図】図１

Description

本発明は放射線遮蔽用組成物及びその製造方法に関し、より詳しくは、鉛を用いないながら、α線、β線、陽子、γ線、Ｘ線などの放射線だけではなく、中性子まで遮蔽可能な放射線遮蔽用組成物、放射線遮蔽用組成物で製造されたシート、放射線遮蔽用テキスタイル複合体及びその製造方法に関する。

放射線は地球が生成される当時から存在しており、今も私たちは放射線があふれている環境で生活している。放射性物質には自然に存在するもの、産業、医学などに利用するために人工的に作られたものがあり、その種類も多様である。
電離放射線は物質を透過する時にイオンを発生するα線、β線、陽子、中性子、γ線、Ｘ線などの放射線をいい、α線は紙程度の厚さを有する物質にも吸収されて遮られ、空気中でもあっという間に停止して特に遮蔽する必要がない。β線はα線より透過力が大きいと知られているが、一般的には薄いアルミ箔やプラスチック板でも遮蔽することができる。

一方、γ線は核の崩壊や変換から発生され、Ｘ線より高いエネルギーを有する電磁気波として、透過力が非常に強い特徴がある。このようなγ線はコンクリートや鉄、鉛のような密度の高い金属物質を通じて遮断することができるが、金属物質を用いる場合、これらの高密度によって遮蔽材の重量が大きくなるという問題がある。
また、中性子は核が崩壊するか分裂する際に発生し、電荷を帯びないが、高速中性子の場合は１ＭｅＶ以上の大きいエネルギーを有する。このため、高速中性子を減速させるためには、中性子と質量がほぼ同じの水素がたくさん含有された物質を一緒に用い、このような高速中性子が減速されたエネルギーが少ない熱中性子を吸収するための中性子吸収物質が混合された遮蔽材が要求される。

特にγ線または中性子は、原子や分子に直接作用してＤＮＡやタンパク質の主要構造を変更させることができ、生物の生殖細胞に作用する場合突然変異を誘導して奇形を誘発する確率を増加させることができる。人体に作用する場合、癌などの疾患を発生させ、さらに、熱中性子は周りの物質を放射化させて周りの環境を放射能で汚染させるという問題がある。そのため、放射線が適用される分野では人体と環境に有害なγ線、または中性子を遮蔽することができる放射線遮蔽材が必須に要求される。ここで、従来のγ線遮蔽材では、鉄、鉛及びセメントなどを含む物質を利用してγ線遮蔽効果を得られることが知られている。

また、中性子遮蔽材としては、質量がほぼ同じの水素Ｈ、または、酸素Ｏ、炭素Ｃなどの軽い原子番号の含有量が多くて中性子吸収能が優れているパラフィン、或いは、炭素、ボロン、ホウ素、リチウム、ガドリニウムなどの中性子微細吸収断面積（ｔｈｅｒｍａｌ ｎｅｕｔｒｏｎ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃｒｏｓｓ−ｓｅｃｔｉｏｎ）が大きい物質を含む化合物を高分子または金属基材に混合して利用することが知られている。
レントゲンによって発見されたＸ線は、現在産業及び医学の多方面にかけて利用されているが、人がこのような放射線に被爆される場合、特に、医療機関の医者及びＸ線検査装備を運転する放射能撮影技師、学校、研究機関、原子力発電所の従事者は、業務の特性上持続的に放射線に被爆されることが発生する。

有害な放射線に長期間露出される場合、人体のＤＮＡ及び染色体の損傷を誘発し、それにより、白血病などの癌発生率が高くなり、奇形児の出産などその他各種疾病を誘発する可能性が非常に高くなるという危険性に曝される。このように放射線の被爆は人体に有害であるため、上記分野に従事する者は常に放射線を遮蔽することができる遮蔽材を用いなければならない。
従来、放射線を遮蔽するために保護衣類として着用している鉛ガウンは塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ゴム（ＲＵＢＢＥＲ）成分に鉛成分を分散させた後圧出方式を通じたシート上に接合されて用いられているが、重量が５kg〜１０kgと重くて着心地が悪く、活動性が悪くてほとんど着用されないのが実情である。

従来の放射線遮蔽纎維において、硫酸バリウムを利用した特許文献１は、纎維の中に人為的に投入して製造する方法が知られているが、ポリマーの合成時に硫酸バリウムを添加することができる量が微量で遮蔽効果を発揮するには不充分であり、纎維の耐久性を急激に減少させるという短所がある。また、特許文献２では、鉛を利用するため人体有害性の短所があり、特許文献３では、Ｘ線を吸収するために合金からなるワイヤを利用して纎維形態に製造する方法が知られているが、これは纎維としての柔軟性が不良であるという短所がある。また、特許文献４では、金属粒子を分散させて混合物形態で製造して纎維表面に結合させる方法が知られている。これは、遮蔽効果を発揮する効果はあるが、纎維表面に結合をさせる方法としては耐久性を発揮しにくいという短所がある。
特許文献５では、タングステン、硫酸バリウム、ビズマスを遮蔽原料として用いた技術が提案されており、Ｘ線とγ線に対する遮蔽効果があって医療用遮蔽材としては適用可能である。しかし、中性子線に対する遮蔽力はなくて多様な種類の放射線が発生する原子力発電所の遮蔽材として適用するには適切な素材になりえないという問題点がある。

特許文献６には、硫酸バリウムなどの有機ヨード系物質を利用して放射線遮蔽繊維を製造する技術が提案されている。これは、鉛による人体有害性がなく、軽量化を達することができるという長所があるが、中性子遮蔽に対する効果がなく、単純に硫酸バリウム自体ではγ線やＸ線に対する遮蔽効果が優れない。また、特許文献７には、ナノ粒子サイズの放射線遮蔽物質を高分子に混合する技術が提案され、金属ナノ粒子を用いることによって放射線との衝突確率を高める技術が紹介されている。しかし、軽量化には有利であるが、一部鉛成分が適用されて人体に有害性があり、全体高分子に対し金属ナノ粒子が最大約２０％の割合で用いられる場合、分散効果は優れても高分子の割合が高くて空隙が大きいため、放射線の高い透過力を勘案すれば、遮蔽効果に対する部分は充分ではない。さらに、中性子遮蔽において三酸化二ホウ素（Ｂ_２Ｏ_３）単一物質の使用により広いエネルギー分布を有する中性子遮蔽には限界があり、纎維に適用するには上記のナノ金属粒子が高価で、経済的に割に合わないという短所がある。

また、特許文献８の放射線遮蔽纎維の製造方法は、重量や人体有害性に問題があり、特許文献９では硫酸バリウム（ＢａＳＯ_４）を利用して湿式放射方式を通じて遮蔽纎維が提案されているが、糸状態で製造する際に含量を高めることができなくて遮蔽に限界がある。さらに、特許文献１０〜１２などの一連の技術は、適用した高分子物質がポリエチレンやポリオレフインを利用するにおいて水素原子の密度が高く、パラフィンを混用することから中性子の遮蔽には有利な面があるが、纎維との結合力に脆弱な短所を有して、保護服または纎維として耐久性がなくて使用に適さない。さらに、有機ヨード系物質を適用してγ線やＸ（Ｘ−Ｒａｙ）線に対する遮蔽効果が低下する。特許文献１３の技術は多孔性吸収体を利用する方法を通じて粒子放射線であるα線に対して効果的であるが、他の放射線に対しては不十分である。また、特許文献１４では、鉛を用いない放射線遮蔽材が提案されており、三酸化アンチモン（Ｓｂ_２Ｏ_３）と錫（Ｓｎ）粉末を用いるが、これらの物質は鉛に劣らない人体有害性を有するという短所がある。

以上述べたように、放射線遮蔽纎維に対する韓国国内特許が多数出願されて登録されているが、鉛を用いるため、人体有害性に問題があるとともに、多様な放射線遮蔽に対する効果が不足するものが大多数である。

スウェーデン特許第３４９３６６号（１９６０） 米国特許第３２３９６６９号 米国特許第３１９４２３９号 ロシア特許１０−２０００−７００３４４５号 特表２００８−５３８１３６号 韓国特許公開番号１０−２００４−００９３８７８ 韓国特許公開番号１０−２０１０−００４７５１０ 韓国実用新案１９８８−００１２９５０ 韓国特許出願番号１０−２００６−００７００８８ 韓国特許出願番号１０−２００９−００１０５０８ 韓国特許出願番号１０−２００９−００１０５８１ 韓国特許出願番号１０−２００９−００１０６４２ 韓国実用新案２０−１９９９−００２３７０５ 韓国特許第１０−２００４−００４８５８８号

本発明の目的は上述した問題を解決するために案出されたもので、鉛を用いないながら、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂を含ませて、α線、β線、陽子、γ線、Ｘ線などの放射線だけではなく、中性子まで遮蔽可能な放射線遮蔽用組成物及びその製造方法を提供することにある。

本発明の一側面によれば、ポリウレタン樹脂、ポリシロキサン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、及びアルキド樹脂からなる群から選択された１種以上を含む第１樹脂１００重量部と、ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、及び低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）からなる群から選択された１種以上を含む第２樹脂５〜３０重量部と、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂粉末５〜３０重量部と、金属粉末５〜８０重量部と、金属酸化物粉末１〜７０重量部と、パラフィン１〜５０重量部と、ホウ素化合物５〜１５重量部と、炭素粉末１０〜５０重量部と、を含む放射線遮蔽用組成物が提供される。

上記放射線遮蔽用組成物が上記第１樹脂１００重量部に対して無機添加剤１〜８０重量部をさらに含むものであってもよい。
上記第１樹脂がポリウレタン樹脂であってもよい。
上記金属粉末がアルミニウム、チタン、ジルコニウム、スカンジウム、イットリウム、コバルト、タンタル、モリブデン、及びタングステンからなる群から選択された１種以上を含むことができる。
上記金属酸化物粉末が酸化パラジウム、酸化イリジウム、酸化ルテニウム、酸化オスミウム、酸化ロジウム、酸化白金、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化インジウム、酸化アルミニウム、酸化カリウム、酸化チタン、酸化タングステン及び酸化マグネシウムからなる群から選択された１種以上を含むことができる。
上記無機添加剤が水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、塩化バリウム、及び硫酸バリウムからなる群から選択された１種以上を含むものであってもよい。
上記ホウ素化合物がボロン酸、コールマン石、ホウ酸亜鉛、炭化ホウ素、窒化ホウ素及び酸化ホウ素からなる群から選択された１種以上を含むものであってもよい。
上記炭素粉末がフラーレン、炭素ナノ纎維、及び炭素ナノチューブからなる群から選択された１種以上を含むものであってもよい。
上記放射線遮蔽用組成物が第１樹脂１００重量部に対して硬化剤１０〜１００重量部をさらに含むものであってもよい。

本発明の他の一側面によれば、上記放射線遮蔽用組成物を含む放射線遮蔽用シートを提供することができる。
本発明のまた他の一側面によれば、テキスタイル（ｔｅｘｔｉｌｅ）と、上記テキスタイル上に形成された上記放射線遮蔽用シートと、を含む放射線遮蔽用テキスタイル複合体を提供することができる。
上記テキスタイルが織物、編物及び不織布の中の何れか一つを含むものであってもよい。
上記テキスタイルがポリエステル纎維、ナイロン纎維、及びアラミド纎維の中で選択された１種以上を含むものであってもよい。
上記放射線遮蔽用テキスタイル複合体は上記テキスタイルと上記放射線遮蔽用シートとの間に接着層をさらに含むものであってもよい。
上記放射線遮蔽用テキスタイル複合体が放射線遮蔽用バック（ｂａｇ）、保護具及び保護衣類の中の１種以上に用いられることができる。

本発明のまた他の一側面によれば、第１テキスタイルと、上記第１テキスタイル上に配置された第１接着層と、上記第１接着層上に配置された放射線遮蔽用シートと、上記放射線遮蔽用シート上に配置された第２接着層と、上記第２接着層上に配置された第２テキスタイルと、が順次に積層された積層体を含む放射線遮蔽用テキスタイル複合体を提供することができる。

本発明のまた他の一側面によれば、底面に離型紙を含むサイドダム（ｓｉｄｅ Ｄａｍ）の内部に上述した方法によって製造された遮蔽用組成物をコーティングする工程（工程１）と、工程１のコーティングされた組成物を乾燥して放射線遮蔽用シートを製造する工程（工程２）と、テキスタイルを上記放射線遮蔽用シートと接着して放射線遮蔽用テキスタイル複合体を製造する工程（工程３）と、を含む放射線遮蔽用テキスタイル複合体の製造方法を提供することができる。

本発明の放射線遮蔽用組成物を含む放射線遮蔽用シート、放射線遮蔽用テキスタイル複合体、これを含む保護衣類などは、鉛を用いないながらポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂を含ませて、α線、β線、陽子、γ線、Ｘ線などの放射線だけではなく、中性子まで遮蔽することができるという効果を奏する。

本発明の放射線遮蔽用テキスタイル複合体の断面図である。 本発明の他の放射線遮蔽用テキスタイル複合体の断面図である。 本発明の放射線遮蔽用シートの製造に用いられるサイドダム（ｓｉｄｅ Ｄａｍ）方式のコーティングシステムを概略的に示した。 サイドダム方式のコーティングシステムを利用して製造された放射線遮蔽用シートとサイドダムを概略的に示した側面図である。１０はサイドダム、２０は第１離型フィルム、３０は放射線遮蔽用シート、４０は第２離型フィルムを示す。 サイドダムの構造を概略的に示した図面で、１０はサイドダム、２０は第１離型フィルムを示す。

以下、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施することができるように本発明の具現例及び実施例を詳しく説明する。
しかし、以下の説明は本発明を特定の実施形態に対して限定するのではなく、本発明の思想及び技術的範囲に含まれる全ての変換、均等物乃至代替物を含むものとして理解すべきである。なお、本発明を説明するにおいて、関連する公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすると判断される場合、その詳細な説明は省略する。
また、本願で用いる用語はただ特定の実施例を説明するために用いられたもので、本発明を限定する意図はない。単数の表現は文脈上明白に異なるように意味しない限り、複数の表現を含む。本出願で「含む」または「有する」などの用語は明細書に記載された特徴、数字、工程、動作、構成要素、またはこれらを組み合わせたのが存在することを指定するのであって、一つまたはその以上の異なる特徴や数字、工程、動作、構成要素、またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないことと理解すべきである。

以下、本発明の具現例を詳しく説明する。ただし、これは例示として提示されるものであって、これによって本発明が限定されることはない。本発明は後述する特許請求の範囲の記載によって定義されるだけである。

まず、本発明の放射線遮蔽用組成物について説明する。
本発明の放射線遮蔽用組成物は、ポリウレタン樹脂、ポリシロキサン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、及びアルキド樹脂からなる群から選択された１種以上の第１樹脂１００重量部と、ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）からなる群から選択された１種以上の第２樹脂５〜３０重量部と、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂粉末５〜３０重量部と、金属粉末５〜８０重量部と、金属酸化物粉末１〜７０重量部と、パラフィン１〜５０重量部と、ホウ素化合物５〜１５重量部と、炭素粉末１０〜５０重量部と、を含む。

ここで、中密度ポリエチレンの比重は０．９２６〜０．９４０、高密度ポリエチレンの比重は０．９４１以上、低密度ポリエチレンの比重は０．９２５以下であってもよい。
好ましくは、上記放射線遮蔽用組成物は上記第１樹脂１００重量部に対して無機添加剤１〜８０重量部をさらに含むことができる。
上記第１樹脂はポリウレタン樹脂であることが好ましい。ポリウレタン樹脂は纎維素材との結合力が優れ、耐久性が高く、柔軟性が優れて、遮蔽素材として適合する。また、水素密度が高くて高速中性子を減速させるのに効果的である。また、ポリウレタンは纎維素材との結合力が優れ、耐久性が高く、柔軟性が優れるという長所がある。

上記第２樹脂は中性子遮蔽効果を補強することができる成分である。
上記第２樹脂の含量が上記第１樹脂１００重量部に対して５重量部未満の場合には中性子遮蔽効果が低下することがあり、３０重量部以上の場合には纎維との結合力が低下するか、シートに製造された時の強度が低下されて遮蔽素材として適用しにくいことがある。
上記金属粉末はアルミニウム、チタン、ジルコニウム、スカンジウム、イットリウム、コバルト、タンタル、モリブデン、タングステンなどを用いることができる。しかしながら、本発明の範囲がこれに限定されなく、電子密度が相対的に大きい金属を用いることができる。
上記金属酸化物粉末は酸化パラジウム、酸化イリジウム、酸化ルテニウム、酸化オスミウム、酸化ロジウム、酸化白金、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化インジウム、酸化アルミニウム、酸化カリウム、酸化チタン、酸化タングステン、酸化マグネシウムなどを用いることができる。

上記金属粉末と金属酸化物粉末は複合体形態で用いることもできるが、本発明の範囲はこれに限定されない。
上記金属粉末と金属酸化物粉末は粒子直径が０．０１〜１００ｕｍであるものを用いることが好ましい。
上記無機添加剤は水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、塩化バリウム、硫酸バリウムなどを用いることができる。このような無機添加剤は人体に安全で、放射線遮蔽効果が優れ、密度が大きいものを用いることが好ましい。
上記無機添加剤は粒子直径が０．０１〜１００ｕｍであるものを用いることが好ましい。

上記パラフィンの主成分は、直鎖のパラフィン系炭化水素（ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_３）であり、炭素原子が豊富に含まれる。また、ホウ素化合物は微細吸収断面積が大きくて広いエネルギー分布を有しており、中性子を遮蔽するのに適切である。中性子を遮蔽するためには中性子と質量がほぼ同じの水素、或いは酸素、炭素などの軽い原子の含有量が高いものが好ましい。
上記ホウ素化合物はボロン酸（Ｈ_３ＢＯ_３）、コールマン石（ｃｏｌｅｍａｎｉｔｅ、Ｃａ_２Ｏ_１４Ｂ_６Ｈ_１０）、ホウ酸亜鉛（Ｚｎ_２Ｏ_１４、５Ｈ_７Ｂ_６、Ｚｎ_４Ｏ_８Ｂ_２Ｈ_２及び Ｚｎ_２Ｏ_１１Ｂ_６）、炭化ホウ素（Ｂ_４Ｃ）、窒化ホウ素（ＢＮ）及び酸化ホウ素（Ｂ_２Ｏ_３）などであってもよい。より好ましくは、ホウ酸亜鉛と炭化ホウ素の複合材料で用いることができる。
上記炭素粉末はフラーレン、炭素ナノ纎維、炭素ナノチューブなどであってもよい。
なお、粒子直径が５〜２００ｎｍであることが好ましい。

上記放射線遮蔽用組成物は上記第１樹脂１００重量部に対して硬化剤１０〜１００重量部をさらに含むことができる。
この場合、上記放射線遮蔽用組成物は２液型組成物であり、上記第１樹脂が熱硬化性樹脂であるポリウレタン樹脂、ポリシロキサン、フッ素樹脂、アルキド樹脂の中の１種以上を含む場合に上記硬化剤を含むことが好ましい。
場合によって、上記放射線遮蔽用組成物の硬化を促進する触媒をさらに含ませることができる。
本発明の放射線遮蔽用シートは上述した放射線遮蔽用組成物を含む。

図１及び図２は本発明の放射線遮蔽用テキスタイル複合体に対する概略的な断面図である。以下、図１及び図２を参照して本発明の放射線遮蔽用テキスタイル複合体について説明する。
本発明の放射線遮蔽用テキスタイル複合体はテキスタイル（ｔｅｘｔｉｌｅ）及び上記テキスタイル上に形成された上記放射線遮蔽用シートを含むことができる。
上記テキスタイルは織物、編物、不織布などを含むことができる。
詳しくは、図１に示すように、上記テキスタイルと上記放射線遮蔽用シートとの間に接着層をさらに含むことができる。

具体的に、上記放射線遮蔽用テキスタイル複合体は、テキスタイルと、上記テキスタイル上に配置された接着層と、上記接着層上に配置された放射線遮蔽用シートとが順次に積層された積層体であってもよい。
また、場合によって図２に示すように、上記放射線遮蔽用テキスタイル複合体は、第１テキスタイルと、上記第１テキスタイル上に配置された第１接着層と、上記第１接着層上に配置された放射線遮蔽用シートと、上記放射線遮蔽用シート上に配置された第２接着層と、上記第２接着層上に配置された第２テキスタイルとが順次に積層された積層体であってもよい。
上記テキスタイルはポリエステル纎維、ナイロン纎維、及びアラミド纎維などを含むことができるが、本発明の範囲がこれに限定されない。

本発明の放射線遮蔽用組成物の説明で、上述したように、硬化剤を含む２液型の組成物を用いる場合にはテキスタイルと放射線遮蔽用シートの接着のための別途の接着層を省略することができる。具体的に、上記放射線遮蔽用シートが反乾燥された状態で上記テキスタイルを結合して熱を加えて完全乾燥及び結合させることで接着することができる。
上記放射線遮蔽用テキスタイル複合体は放射線遮蔽用バック（ｂａｇ）、保護具、保護衣類など放射線遮蔽が必要なテキスタイルに適用されることができる。

以下、本発明の放射線遮蔽用組成物の製造方法について説明する。
まず、ポリウレタン樹脂、ポリシロキサン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、及びアルキド樹脂からなる群から選択された１種以上の第１樹脂１００重量部と、ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）からなる群から選択された１種以上の第２樹脂５〜３０重量部と、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂粉末５〜３０重量部と、を含む１次予備組成物を製造する（工程ａ）。
また、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、トルエン（ＴＯＬＵＥＮＥ）、ジメチルポルムアミド（ＤＭＦ）及びキシレン（ＸＹＬＥＮＥ）の中の１種以上をさらに含ませて、組成物の分散及び粘度を調節することができる。それによって放射線遮蔽用組成物を利用したコーティング層のコーティング加工性や厚さ調節を容易にすることができる。

次に、上記１次予備組成物に金属粉末５〜８０重量部と、金属酸化物粉末１〜７０重量部と、パラフィン１〜５０重量部と、ホウ素化合物５〜１５重量部と、炭素粉末１０〜５０重量部と、を添加して放射線遮蔽用組成物を製造する（工程ｂ）。
また、工程ｂで、上記第１樹脂１００重量部に対して無機添加剤１〜８０重量部をさらに含ませることができる。
なお、上記金属粉末及び金属酸化物粉末を上記１次予備組成物に混合して予備混合を行った後、上記パラフィン、ホウ素化合物及び炭素粉末を入れて混合することが好ましい。
このように予備混合を行う理由は、均一に分散されるようにして最終的に本発明の放射線遮蔽用組成物からなるコーティング層の放射線遮蔽効果を向上させるためである。
上記無機添加剤、ホウ素化合物及び炭素粉末の種類は前述したとおりであるので、詳細な内容はその部分を参照することにする。

図３は本発明の放射線遮蔽用シートの製造に用いられるサイドダム（ｓｉｄｅ Ｄａｍ）方式のコーティングシステムを概略的に示した図であり、図４は上記サイドダム方式のコーティングシステムを利用して製造された放射線遮蔽用シートとサイドダムを概略的に示した側面図である。また、図５はサイドダムの構造を概略的に示した断面図である。
図３〜図５を参照して放射線遮蔽用シートについて説明する。

以下、本発明の放射線遮蔽用シートの製造方法について説明する。
まず、底面に第１離型フィルム２０を含むサイドダム１０（ｓｉｄｅ Ｄａｍ）の内部に上記製造方法によって製造された放射線遮蔽用組成物３０を所定の厚さでコーティングする（工程１）。
放射線遮蔽用組成物３０のコーティングはシリンダーコータ（ｃｏａｔｅｒ）を利用して所定の厚さでコーティング層を形成する。その厚さは２０ｕｍ〜４０００ｕｍであることが好ましいが、必要によって適切な厚さに調節することができる。

サイドダム１０の高さＨによって、形成される組成物コーティング層の厚さを調節することができる。例えば、第１離型フィルム２０をサイドダム１０の底面に巻いて底面の高さを調節することで、サイドダム１０の高さＨを調節することができる。言い換えれば、第１離型フィルム２０を数回巻いて上記底面の高さが上昇すれば、サイドダム１０の高さＨは相対的に低くなって薄い放射線遮蔽用シートを製造することができる。一方、第１離型フィルム２０を巻く回数を少なくしたり、または、巻かないで底面のみ形成する場合には底面が低くなり、サイドダム１０の高さＨは高くなって相対的に厚い放射線遮蔽用シートを製造することができる。

次に、工程１でコーティングされた組成物３０を乾燥させて放射線遮蔽用シート３０を製造する（工程２）。
上記乾燥は１１０〜１４０℃の温度で３０〜６０秒間行うことが好ましいが、本発明の範囲はこれに限定されず、組成物の厚さまたは成分の含量によって乾燥温度及び時間を適切に調節することができる。
放射線遮蔽用シート３０上には第２離型フィルム４０を付着して保護することができる。

以下、本発明の放射線遮蔽用テキスタイル複合体の製造方法について説明する。
まず、上述した方法と同様に放射線遮蔽用シートを製造する（工程１及び工程２）。
その後、テキスタイルを上記放射線遮蔽用シートと接着して放射線遮蔽用テキスタイル複合体を製造する（工程３）。
ここで、工程３の前に、上記放射線遮蔽用シートまたはテキスタイルの一面に接着層を形成する工程をさらに含むことができる。また、工程３の後に、上記接着層を乾燥及び硬化させる工程をさらに含むことができる。
上記接着層はコンマナイフを利用して均一な厚さに形成することができるが、均一な厚さを形成する方法はこれに限定されない。

以上のような方法で製造される放射線遮蔽用テキスタイル複合体を放射線遮蔽のための保護具、バック（ｂａｇ）などの製造に用いる場合、放射線の強さによって遮蔽効果を増大するために上記放射線遮蔽用テキスタイル複合体を複数重ねて用いることができる。また、場合によって放射線を放出する内容物が接触する綿の内皮テキスタイルをさらに含ませることもできる。

次に、本発明の構成を以下の実施例を通してより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるのではない。

ポリウレタン樹脂１００重量部（東成化学Ｄ−ＡＣＥ ７６０グレード）に対して、ポリエチレン系粉末である中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）５重量部、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）１０重量部、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）樹脂５重量部（錦湖石油化学）を混合した。
その後、ポリエーテルエーテルケトン（Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ｅｔｈｅｒ ｋｅｔｏｎｅ；ＰＥＥＫ）（ＶＩＣＴＲＥＸ会社９０Ｐグレード：
構造式、
の樹脂を前記ポリウレタン樹脂１００重量部に対して１５重量部だけ混合し、ポリウレタン樹脂１００重量部に対してメチルエチルケトン（ＭＥＫ）２０重量部、トルエン１０重量部、ジメチルポルムアミド（ＤＭＦ）２０重量部をさらに投入して１次予備組成物を製造した。
続いて、前記１次予備組成物に金属粉末であるモリブデン粉末（アオメタル(株)）４重量部、タンタル粉末（アオメタル(株)）３重量部、金属酸化物粉末である酸化タングステン（ＷＯ_３）粉末（アオメタル(株)）３５重量部、及び無機添加剤である硫酸バリウム（ＢａＳＯ_４）（ソルベー会社）５重量部を投入して予備混合した。
その後、前記ポリウレタン樹脂１００重量部に対してパラフィン１３重量部、炭化ホウ素（Ｂ_４Ｃ）８重量部、ナノ炭素纎維（コロンビアケミカル社 ＣＤ７０９７Ｕグレード）２５重量部を投入混合して放射線遮蔽用組成物を含む溶液を製造した。

前記の放射線遮蔽用組成物を含む溶液を離型フィルム（Ｒｅｌｅａｓｅ Ｐａｐｅｒ）上にダムコータで厚さ１５０ｕｍになるようにコーティングして放射線遮蔽用フィルムを製造後、１３０℃で５０秒間乾燥及び硬化させた。その後、前記放射線遮蔽用フィルムの表面層にポリウレタン接着樹脂（東成化学Ｄ−ＡＣＥ５０３８Ｂ製品２液型）１００重量部、及び硬化剤（東成化学Ｄ−ＡＣＥ５７５）１０重量部、ＤＭＦ２０重量部、ＭＥＫ２０重量部を混合して接着剤を製造し、その接着剤をコンマナイフを利用して厚さ５０ｕｍに塗布した。前記接着剤の上にポリエステル纎維を含む織物をラミネイティングして、１３０℃で５０秒間乾燥及び硬化させて放射線遮蔽用テキスタイル複合体を製造した。

ポリウレタン樹脂１００重量部に対して、ポリエチレン系粉末である中密度ポリエチレン１０重量部、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）５重量部、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）樹脂５重量部（錦湖石油化学）を混合した。
その後、ポリエーテルエーテルケトン樹脂を実施例１と同様な製品を用い、前記ポリウレタン樹脂１００重量部に対して３０重量部だけ混合し、さらに、前記ポリウレタン樹脂１００重量部に対してメチルエチルケトン（ＭＥＫ）２０重量部、トルエン１０重量部、ジメチルポルムアミド（ＤＭＦ）２０重量部を投入して１次予備組成物を製造した。
続いて、前記１次予備組成物に金属粉末であるモリブデン粉末１０重量部、タンタル粉末１０重量部、金属酸化物粉末である酸化タングステン（ＷＯ_３）粉末２０重量部、及び無機添加剤である硫酸バリウム（ＢａＳＯ_４）５重量部を投入して予備混合した。
その後、前記ポリウレタン樹脂１００重量部に対してパラフィン２５重量部、炭化ホウ素（Ｂ_４Ｃ）５重量部、実施例１と同じ製品のナノ炭素纎維１５重量部を投入混合して放射線遮蔽用組成物を含む溶液を製造した。

前記の放射線遮蔽用組成物を含む溶液を離型フィルムにダムコータで厚さ１５０ｕｍの代わりに３５０ｕｍにし、上記接着剤を厚さ５０ｕｍの代りに２０ｕｍにしたことを除き、実施例１と同じ方法で放射線遮蔽用テキスタイル複合体を製造した。

シリコーン樹脂（信越ＳＶＳ−１２、０００−Ａ）１００重量部に対して硬化剤（信越ＳＶＳ−１２、０００−Ｂ）１００重量部、中密度ポリエチレン粉末１０重量部、低密度ポリエチレン粉末５重量部、高密度ポリエチレン粉末５重量部を混合した。
その後、ポリエーテルエーテルケトンを実施例１と同じ製品を用い、前記シリコーン樹脂１００重量部に対して５重量部混合し、シリコーン樹脂１００重量部に対してメチルエチルケトン（ＭＥＫ）２０重量部、トルエン３０重量部を追加投入して１次予備組成物を製造した。
続いて、前記１次予備組成物に金属粉末であるモリブデン粉末４重量部、タンタル粉末１０重量部、金属酸化物粉末である酸化タングステン（ＷＯ_３）粉末６０重量部、及び無機添加剤である硫酸バリウム（ＢａＳＯ_４）１０重量部を投入して予備混合した。
その後、前記シリコーン樹脂１００重量部に対してパラフィン５重量部、炭化ホウ素（Ｂ_４Ｃ）８重量部、実施例１と同じナノ炭素纎維１０重量部を投入混合して放射線遮蔽用組成物を含む溶液を製造した。

前記の放射線遮蔽用組成物を含む溶液を離型フィルム（Ｒｅｌｅａｓｅ Ｐａｐｅｒ）上にダムコータで厚さ１００ｕｍになるようにコーティングして放射線遮蔽用フィルムを製造した。その後、１１０℃で４０秒間乾燥してフィルム表面が半乾燥（Ｓｅｍｉ−Ｄｒｙ）状態において、直ちにポリエステル纎維を含む織物をラミネイティングした。続いて、１３０℃で５０秒間乾燥及び硬化させて放射線遮蔽用テキスタイル複合体を製造した。

アクリル樹脂（協進化学製品）１００重量部に対して、中密度ポリエチレン粉末１０重量部、低密度ポリエチレン粉末５重量部、高密度ポルリエテルレン粉末５重量部を混合した。
その後、ポリエーテルエーテルケトンを実施例１と同じ製品を用い、前記アクリル樹脂１００重量部に対して２０重量部混合し、前記アクリル樹脂１００重量部に対してメチルエチルケトン（ＭＥＫ）１０重量部、トルエン１５重量部追加投入して１次予備組成物を製造した。
続いて、前記１次予備組成物に金属粉末であるモリブデン粉末１０重量部、タンタル粉末５重量部、金属酸化物粉末である酸化タングステン（ＷＯ３）粉末４０重量部及び無機添加剤である硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）２０重量部を投入して予備混合した。
その後、前記アクリル樹脂１００重量部に対してパラフィン１５重量部、炭化ホウ素（Ｂ_４Ｃ）１２重量部、実施例１と同じナノ炭素纎維７重量部を投入混合して放射線遮蔽用組成物を含む溶液を製造した。

前記の放射線遮蔽用組成物を含む溶液を離型フィルム（Ｒｅｌｅａｓｅ Ｐａｐｅｒ）上にダムコータで厚さ８０ｕｍになるようにコーティングして放射線遮蔽用フィルムを製造した。その後、ポリウレタン接着樹脂１００重量部、及び硬化剤１０重量部、ＤＭＦ２０重量部、ＭＥＫ２０重量部を混合して接着剤を製造した。前記接着剤をコンマナイフを利用して厚さ３００ｕｍに塗布した。次に、前記接着剤の上にポリエステル纎維を含む織物をラミネイティングして、１３０℃で５０秒間乾燥及び硬化させて放射線遮蔽用テキスタイル複合体を製造した。

比較例１

１次予備樹脂組成物の代りにポリウレタン樹脂を単独で用いたことを除き、実施例１と同じ方法及び条件で放射線遮蔽用テキスタイル複合体を製造した。

比較例２

パラフィンとナノ炭素粉末を用いないことを除き、実施例１と同じ方法及び条件で放射線遮蔽用テキスタイル複合体を製造した。

比較例３

金属粉末であるモリブデン粉末４重量部、タンタル粉末３重量部、金属酸化物粉末である酸化タングステン（ＷＯ_３）粉末３５重量部、及び無機添加剤である硫酸バリウム（ＢａＳＯ_４）５重量部の代りに、金属成分として酸化タングステン３５重量部だけを単独で用いたことを除き、実施例１と同じ方法及び条件で放射線遮蔽用テキスタイル複合体を製造した。

試験例

試験例１：放射線遮蔽性能の評価
上記実施例１〜４、及び比較例１〜３によって製造された放射線遮蔽用テキスタイル複合体に対して線形加速器実験室で放射線遮蔽実験を実施した。
具体的に、実施例１〜４、及び比較例１〜３によって製造された放射線遮蔽用テキスタイル複合体を５０×５０ｃｍに切断した後、下記の表１及び表２に記載した線源と平均エネルギーを用いたときの放射線遮蔽率を毎度その位置を変えて１０回測定した。その平均値と変動率を求めて表１及び表２に示した。
ただし、前記変動率の意味は下に表示された式１の通りである。
変動率（％）＝（測定された最大放射線遮蔽率）−（測定された最小放射線遮蔽率） ----- (式１)

表１及び表２によれば、実施例１〜４による放射線遮蔽用テキスタイル複合体に比べて比較例１〜３による放射線遮蔽用纎維がα線を除いた放射線において遮蔽率が低く測定され、変動率も高い数値として現われた。
この結果から、本発明の実施例１〜４による放射線遮蔽用テキスタイル複合体は、β線、γ線、Ｘ線の放射線において遮蔽効果が優れることが分かった。

試験例２：中性子遮蔽性能の評価
実施例１〜４、及び比較例１〜３によって製造された放射線遮蔽用テキスタイル複合体に対して中性子遮蔽性能評価を行い、表３にその結果を示した。
具体的には、所定の大きさをもつ中性子ビーム出口を作り、中性子の強度を測定する検出器を用いて、前記出口から所定の距離（５ｃｍ）だけ離れた位置で入射された中性子数と、放射線遮蔽用テキスタイル複合体を透過した中性子数とを測定した。次に、両者の比を利用して、下記のように熱中性子吸収断面積係数を算出した。
中性子吸収断面積係数の算出方法は以下の式２の通りである。
Ｉ／Ｉ_０＝Ｌ−μ、または、μ＝[ｌｏｇ（Ｉ_０／Ｉ）] -----（式２）
（Ｉ_０：入射ビーム、Ｉ：透過ビーム、Ｌ：散乱断面積係数、μ：吸収断面積係数）

表３によれば、比較例１のようにポリエチレン系樹脂（第２樹脂成分）を用いない場合には、中性子遮蔽効果が２０％ほど減少することが明らかになった。また、比較例２のように中性子遮蔽物質を単一物質で用いる場合、即ちホウ素化合物のみを用い、パラフィンと炭素ナノ粉末を用いない場合、放射線遮蔽効果が約１０％減少することが明らかになった。この結果から、ポリエチレン系樹脂を含み、且つ、中性子遮蔽物質としてパラフィン、ホウ素化合物、炭素ナノ粉末を一緒に用いた実施例１〜４の放射線遮蔽用テキスタイル複合体は、中性子においても遮蔽効果が優れることを確認することができた。

本発明の放射線遮蔽用組成物を含む放射線遮蔽用シート、放射線遮蔽用テキスタイル複合体、これを含む保護衣類などは、鉛を用いないながらポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂を含ませて、α、β線、陽子、γ線、Ｘ線などの放射線だけではなく中性子まで遮蔽することができるという効果を奏する。

Claims (17)

1. ポリウレタン樹脂、ポリシロキサン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、及びアルキド樹脂からなる群から選択された１種以上を含む第１樹脂１００重量部と、
   ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、及び低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）からなる群から選択された１種以上を含む第２樹脂５〜３０重量部と、
   ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂粉末５〜３０重量部と、
   金属粉末５〜８０重量部と、
   金属酸化物粉末１〜７０重量部と、
   パラフィン１〜５０重量部と、
   ホウ素化合物５〜１５重量部と、
   炭素粉末１０〜５０重量部と、を含むことを特徴とする放射線遮蔽用組成物。
2. 前記放射線遮蔽用組成物が、前記第１樹脂１００重量部に対して無機添加剤１〜８０重量部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の放射線遮蔽用組成物。
3. 前記第１樹脂が、ポリウレタン樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の放射線遮蔽用組成物。
4. 前記金属粉末が、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、スカンジウム、イットリウム、コバルト、タンタル、モリブデン、及びタングステンからなる群から選択された１種以上を含むことを特徴とする請求項１に記載の放射線遮蔽用組成物。
5. 前記金属酸化物粉末が、酸化パラジウム、酸化イリジウム、酸化ルテニウム、酸化オスミウム、酸化ロジウム、酸化白金、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化インジウム、酸化アルミニウム、酸化カリウム、酸化チタン、酸化タングステン及び酸化マグネシウムからなる群から選択された１種以上を含むことを特徴とする請求項１に記載の放射線遮蔽用組成物。
6. 前記無機添加剤が、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、塩化バリウム、及び硫酸バリウムからなる群から選択された１種以上を含むことを特徴とする請求項２に記載の放射線遮蔽用組成物。
7. 前記ホウ素化合物が、ボロン酸、コールマン石、ホウ酸亜鉛、炭化ホウ素、窒化ホウ素及び酸化ホウ素からなる群から選択された１種以上を含むことを特徴とする請求項１に記載の放射線遮蔽用組成物。
8. 前記炭素粉末が、フラーレン、炭素ナノ纎維、及び炭素ナノチューブからなる群から選択された１種以上を含むことを特徴とする請求項１に記載の放射線遮蔽用組成物。
9. 前記放射線遮蔽用組成物が、前記第１樹脂１００重量部に対して硬化剤１０〜１００重量部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の放射線遮蔽用組成物。
10. 請求項１の放射線遮蔽用組成物を含むことを特徴とする放射線遮蔽用シート。
11. テキスタイルと、
    前記テキスタイル上に形成された請求項９による放射線遮蔽用シートと、を含むことを特徴とする放射線遮蔽用テキスタイル複合体。
12. 前記テキスタイルが、織物、編物及び不織布の中の何れか一つを含むことを特徴とする請求項１１に記載の放射線遮蔽用テキスタイル複合体。
13. 前記テキスタイルが、ポリエステル纎維、ナイロン纎維、及びアラミド纎維の中で選択された１種以上を含むことを特徴とする請求項１１に記載の放射線遮蔽用テキスタイル複合体。
14. 前記放射線遮蔽用テキスタイル複合体は、前記テキスタイルと前記放射線遮蔽用シートとの間に接着層をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の放射線遮蔽用テキスタイル複合体。
15. 前記放射線遮蔽用テキスタイル複合体が、放射線遮蔽用バック（ｂａｇ）、保護具及び保護衣類の中の１種以上に用いられることを特徴とする請求項１１に記載の放射線遮蔽用テキスタイル複合体。
16. 第１テキスタイルと、
    前記第１テキスタイル上に配置された第１接着層と、
    前記第１接着層上に配置された放射線遮蔽用シートと、
    前記放射線遮蔽用シート上に配置された第２接着層と、
    前記第２接着層上に配置された第２テキスタイルと、が順次に積層された積層体を含むことを特徴とする放射線遮蔽用テキスタイル複合体。
17. 底面に離型紙を含むサイドダム（ｓｉｄｅ Ｄａｍ）の内部に請求項１７によって製造された遮蔽用組成物をコーティングする工程（工程１）と、
    前記工程１によりコーティングされた組成物を乾燥させて放射線遮蔽用シートを製造する工程（工程２）と、
    前記テキスタイルを前記放射線遮蔽用シートと接着して放射線遮蔽用テキスタイル複合体を製造する工程（工程３）と、を含む放射線遮蔽用テキスタイル複合体の製造方法。