JP2018132387A - Radiation shielding material - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation shielding material which has an excellent function of shielding radiation and can be easily dealt with.SOLUTION: The radiation shielding material according to an embodiment of the present invention is formed by depositing a plurality of sheets, which are first composite fiber sheets of barium sulfate and fibers.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は放射線遮断材に関する。   The present invention relates to a radiation shielding material.

繊維は、その表面の官能基などに基づいて種々の特性を発揮するが、用途によっては表面を改質する必要が生じる場合がる。これまで、繊維を表面改質する技術が開発されてきている。   The fiber exhibits various properties based on the functional groups on the surface thereof, but the surface may need to be modified depending on the application. So far, techniques for surface modification of fibers have been developed.

例えば、特許文献1には、結晶質の炭酸カルシウムが繊維上に機械的に結合した複合体が記載されている。また、特許文献2には、パルプ懸濁液中で炭酸ガス法により炭酸カルシウムを析出させることによって、パルプと炭酸カルシウムの複合体を製造する技術が記載されている。特許文献3には、紙と板紙用として多量の填料を繊維に加えて古紙繊維の白色度と清浄度を向上させる方法であって、古紙パルプのスラリーを気体−液体接触装置に送って、流れに逆らってアルカリ塩のスラリーを流れの方向にパルプを接解領域において接解させると共に適当な反応性ガスを送り沈降性填料と混ぜることによって繊維表面に填料を付着させる技術が記載されている。また、特許文献4、5には、繊維ウェブ(湿紙)を形成させる工程において炭酸カルシウムを析出させることによって、炭酸カルシウムが効率的に取り込まれた繊維ウェブを製造する技術が開示されている。   For example, Patent Document 1 describes a composite in which crystalline calcium carbonate is mechanically bonded onto a fiber. Patent Document 2 describes a technique for producing a composite of pulp and calcium carbonate by precipitating calcium carbonate in a pulp suspension by a carbon dioxide method. Patent Document 3 discloses a method for improving the whiteness and cleanliness of waste paper fibers by adding a large amount of filler to the fibers for paper and paperboard, and sending the slurry of waste paper pulp to a gas-liquid contact device. On the other hand, a technique is described in which an alkali salt slurry is contacted in the direction of flow with pulp in the contact zone, and a suitable reactive gas is fed and mixed with the sedimentary filler to adhere the filler to the fiber surface. Patent Documents 4 and 5 disclose a technique for manufacturing a fiber web in which calcium carbonate is efficiently incorporated by precipitating calcium carbonate in a step of forming a fiber web (wet paper).

ところで、放射線遮断材料としては鉛が知られているが、環境への影響から代替物質が求められている。代替物質としては、タングステン、硫酸バリウムが知られている。   By the way, lead is known as a radiation shielding material, but an alternative material is required for its influence on the environment. As alternative materials, tungsten and barium sulfate are known.

特開平06−158585号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-158585 米国特許第5679220号US Pat. No. 5,679,220 米国特許第5665205号US Pat. No. 5,665,205 特表2013−521417号公報Special table 2013-521417 gazette 米国特許公開第2011/0000633号US Patent Publication No. 2011/000633

硫酸バリウムを用いた製品として、樹脂に練りこんだシートが知られている。しかし、良好な放射線遮断機能を有し、かつ、より扱いの容易な放射線遮断材が求められている。   As a product using barium sulfate, a sheet kneaded in a resin is known. However, there is a need for a radiation shielding material that has a good radiation shielding function and is easier to handle.

本発明の一態様は、このような要望に応えるために成されたものであり、良好な放射線遮断機能を有し、かつ、より扱いの容易な放射線遮断材を提供する。   One embodiment of the present invention has been made in order to meet such a demand, and provides a radiation shielding material having a good radiation shielding function and easier to handle.

本発明は、これに制限されるものでないが、以下の発明を包含する。
(1)硫酸バリウムと繊維との複合繊維であり、シート形態である第1の複合繊維シートが複数積層している、放射線遮断材。
The present invention includes, but is not limited to, the following inventions.
(1) A radiation shielding material, which is a composite fiber of barium sulfate and fiber, in which a plurality of first composite fiber sheets in sheet form are laminated.

本発明の一態様によれば、良好な放射線遮断機能を有し、かつ、より扱いの容易な放射線遮断材を提供できるという効果を奏する。   According to one embodiment of the present invention, it is possible to provide a radiation shielding material that has a good radiation shielding function and is easier to handle.

実験1(6)のサンプル1−6の合成に用いた反応装置の概略の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the outline of the reaction apparatus used for the synthesis | combination of sample 1-6 of experiment 1 (6). 実験1において作製した複合繊維(サンプル1−1)の電子顕微鏡による観察結果を示す図である(左:3000倍、右:10000倍)。It is a figure which shows the observation result by the electron microscope of the composite fiber (sample 1-1) produced in Experiment 1 (left: 3000 time, right: 10000 time). 実験1において作製した複合繊維(サンプル1−2)の電子顕微鏡による観察結果を示す図である(左:3000倍、右:10000倍)。It is a figure which shows the observation result by the electron microscope of the composite fiber (sample 1-2) produced in Experiment 1 (left: 3000 time, right: 10000 time). 実験1において作製した複合繊維(サンプル1−3)の電子顕微鏡による観察結果を示す図である(左:3000倍、右:10000倍)。It is a figure which shows the observation result by the electron microscope of the composite fiber (sample 1-3) produced in Experiment 1 (left: 3000 time, right: 10000 time). 実験1において作製した複合繊維(サンプル1−4)の電子顕微鏡による観察結果を示す図である(左:3000倍、右:50000倍)。It is a figure which shows the observation result by the electron microscope of the composite fiber (sample 1-4) produced in Experiment 1 (left: 3000 times, right: 50000 times). 実験1において作製した複合繊維(サンプル1−5)の電子顕微鏡による観察結果を示す図である(左:3000倍、右:10000倍)。It is a figure which shows the observation result by the electron microscope of the composite fiber (sample 1-5) produced in Experiment 1 (left: 3000 time, right: 10000 time). 実験1において作製した複合繊維(サンプル1−6)の電子顕微鏡による観察結果を示す図である(左:3000倍、右:10000倍)。It is a figure which shows the observation result by the electron microscope of the composite fiber (sample 1-6) produced in Experiment 1 (left: 3000 time, right: 10000 time). 実験1において作製した複合繊維(サンプル1−7)の電子顕微鏡による観察結果を示す図である(左:3000倍、右:10000倍)。It is a figure which shows the observation result by the electron microscope of the composite fiber (sample 1-7) produced in Experiment 1 (left: 3000 time, right: 10000 time). 実験2において、複合繊維(サンプル1−1)から製造した複合繊維シート(シート2−1)の電子顕微鏡による観察結果を示す図である(左:500倍、右:10000倍)。In Experiment 2, it is a figure which shows the observation result by the electron microscope of the composite fiber sheet (sheet 2-1) manufactured from the composite fiber (sample 1-1) (left: 500 time, right: 10000 time). 実験2において、複合繊維(サンプル1−2)から製造した複合繊維シート(シート2−2)の電子顕微鏡による観察結果を示す図である(左:500倍、右:10000倍)。In Experiment 2, it is a figure which shows the observation result by the electron microscope of the composite fiber sheet (sheet 2-2) manufactured from the composite fiber (sample 1-2) (left: 500 time, right: 10000 time). 実験2において、複合繊維(サンプル1−4)から製造した複合繊維シート(シート2−4)の電子顕微鏡による観察結果を示す図である(左:500倍、右:3000倍)。In Experiment 2, it is a figure which shows the observation result by the electron microscope of the composite fiber sheet (sheet 2-4) manufactured from the composite fiber (sample 1-4) (left: 500 times, right: 3000 times). 実験2において、複合繊維(サンプル1−5)から製造した複合繊維シート(シート2−5−1)の電子顕微鏡による観察結果を示す図である(左:500倍、右:3000倍)。In Experiment 2, it is a figure which shows the observation result by the electron microscope of the composite fiber sheet (sheet | seat 2-5-1) manufactured from the composite fiber (sample 1-5) (left: 500 time, right: 3000 time). 実験2において、複合繊維(サンプル1−5)から製造した複合繊維シート(シート2−5−2)の電子顕微鏡による観察結果を示す図である(左:500倍、右:3000倍)。In Experiment 2, it is a figure which shows the observation result by the electron microscope of the composite fiber sheet (sheet 2-5-2) manufactured from the composite fiber (sample 1-5) (left: 500 times, right: 3000 times). 実験2において、複合繊維(サンプル1−7)から製造した複合繊維シート(シート2−7)の電子顕微鏡による観察結果を示す図である(左:500倍、右:3000倍)。In Experiment 2, it is a figure which shows the observation result by the electron microscope of the composite fiber sheet (sheet 2-7) manufactured from the composite fiber (sample 1-7) (left: 500 times, right: 3000 times). 実施例で使用した燃焼試験装置の外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of the combustion test apparatus used in the Example. 実験3の耐火性試験後の複合ボード(ボードA−1)の外観を示す図である(左:燃焼面、右:裏面)。It is a figure which shows the external appearance of the composite board (board A-1) after the fire resistance test of Experiment 3 (left: combustion surface, right: back surface). 実験3の耐火性試験後の複合ボード(ボードB)の外観を示す図である(左:燃焼面、右:裏面)。It is a figure which shows the external appearance of the composite board (board B) after the fire resistance test of Experiment 3 (left: combustion surface, right: back surface). 実験1(7)のサンプル1−7の合成に用いた反応装置の概略の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the outline of the reaction apparatus used for the synthesis | combination of the sample 1-7 of Experiment 1 (7).

〔放射線遮断材〕
本発明の一態様に係る放射線遮断材は、硫酸バリウムと繊維との複合繊維であり、シート形態である第1の複合繊維シートが複数積層している。
(Radiation shielding material)
The radiation shielding material according to one embodiment of the present invention is a composite fiber of barium sulfate and fiber, and a plurality of first composite fiber sheets in a sheet form are stacked.

本発明の一態様に係る放射線遮断材は、繊維で構成されている。繊維は、軽量、加工が容易である等の性質を有している。そのため、従来の放射線遮断材と比較して取り扱いが容易である。また、硫酸バリウムは、放射線遮断性を有しており、安価で、環境負荷が低く、人体に対する安全性が高く、さらには難燃性を有している。従って、本発明の一態様に係る放射線遮断材は、軽量であり、安価であり、人体に対する安全性が高く、且つ難燃性を有している。さらには、本発明の一態様に係る放射線遮断材は、廃棄された場合に、環境負荷が低い。また、硫酸バリウムと繊維との複合繊維はインクやインキの付着性がよいため、印刷特性にも優れている。   The radiation shielding material according to one embodiment of the present invention is composed of fibers. The fiber has properties such as light weight and easy processing. Therefore, handling is easy compared with the conventional radiation shielding material. In addition, barium sulfate has radiation shielding properties, is inexpensive, has a low environmental load, is highly safe for human bodies, and has flame retardancy. Therefore, the radiation shielding material according to one embodiment of the present invention is lightweight, inexpensive, highly safe to the human body, and has flame resistance. Furthermore, the radiation shielding material according to one embodiment of the present invention has a low environmental load when discarded. In addition, since composite fibers of barium sulfate and fibers have good ink and ink adhesion, they have excellent printing characteristics.

〔第1の複合繊維シート〕
本発明の一態様に係る放射線遮断材を構成している第1の複合繊維シートは、硫酸バリウムと繊維との複合繊維であり、シート形態のものである。
[First composite fiber sheet]
The 1st composite fiber sheet which constitutes the radiation shielding material concerning one mode of the present invention is a composite fiber of barium sulfate and a fiber, and is a sheet form.

〔複合繊維〕
硫酸バリウムと繊維との複合繊維シートは、単に繊維と硫酸バリウムとが混在しているのではなく、水素結合等によって繊維と硫酸バリウムとが結着しているので、離解処理によっても硫酸バリウムが線維から脱落することが少ない。複合繊維シートにおける繊維と硫酸バリウムとの結着の強さは、例えば、灰分歩留(%)によって評価できる。例えば、(シートの灰分÷離解前の複合繊維の灰分)×100といった数値によって評価することができる。具体的には、複合繊維シートを水に分散させて固形分濃度0.2%に調整してJIS P 8220−1:2012に規定される標準離解機で5分間離解後、JIS P 8222:1998に従って150メッシュのワイヤーを用いてシート化した際の灰分歩留を評価に用いることができ、好ましい態様において灰分歩留は20質量%以上であり、より好ましい態様において灰分歩留は50質量%以上である。つまり、単に硫酸バリウムを繊維に単に配合した場合と異なり、硫酸バリウムを繊維と複合繊維化しておくと、硫酸バリウムが複合繊維シートに歩留易いだけでなく、凝集せずに均一に分散した複合繊維シートを得ることができる。
[Composite fiber]
The composite fiber sheet of barium sulfate and fiber is not just a mixture of fiber and barium sulfate, but the fiber and barium sulfate are bound by hydrogen bonding or the like. Less likely to fall out of the fiber. The binding strength between the fiber and barium sulfate in the composite fiber sheet can be evaluated by, for example, ash yield (%). For example, it can be evaluated by a numerical value such as (sheet ash content / composite fiber ash content before disaggregation) × 100. Specifically, the composite fiber sheet is dispersed in water, adjusted to a solid content concentration of 0.2%, and disaggregated for 5 minutes with a standard disaggregator specified in JIS P 8220-1: 2012, and then JIS P 8222: 1998. The ash yield when formed into a sheet using a 150 mesh wire can be used for evaluation. In a preferred embodiment, the ash yield is 20% by mass or more, and in a more preferred embodiment, the ash yield is 50% by mass or more. It is. In other words, unlike the case where barium sulfate is simply blended into the fiber, when barium sulfate is compounded with the fiber, the barium sulfate is not only easily retained in the composite fiber sheet, but also a composite that is uniformly dispersed without agglomeration. A fiber sheet can be obtained.

繊維と硫酸バリウムとの複合繊維は、一つの好ましい態様において、繊維を含有する溶液中で硫酸バリウムを合成する方法によって得られる。また、複合繊維シートにおける繊維表面の15%以上が硫酸バリウムによって被覆されていることが好ましい。このような面積率で繊維表面が硫酸バリウムに被覆されていると硫酸バリウムに起因する特徴が大きく生じるようになる一方、繊維表面に起因する特徴が小さくなる。また、複合繊維シートにおいて、硫酸バリウムによる繊維の被覆率(面積率)は、25%以上がより好ましく、40%以上がさらに好ましい。また、前記方法によれば、被覆率が60%以上、80%以上の複合繊維を好適に製造できる。被覆率の上限値は用途に応じて適宜設定すればよいが、例えば、100%、90%、80%である。また、前記方法によって得られる複合繊維シートは、好ましい態様において、硫酸バリウムが繊維の外表面及びルーメンの内側に定着するだけでなく、ミクロフィブリルの内側にも生成することが電子顕微鏡観察の結果から明らかとなっている。   In one preferred embodiment, a composite fiber of fiber and barium sulfate is obtained by a method of synthesizing barium sulfate in a solution containing the fiber. Moreover, it is preferable that 15% or more of the fiber surface in the composite fiber sheet is covered with barium sulfate. When the fiber surface is coated with barium sulfate at such an area ratio, features resulting from barium sulfate are greatly produced, while features resulting from the fiber surface are reduced. In the composite fiber sheet, the fiber coverage (area ratio) by barium sulfate is more preferably 25% or more, and further preferably 40% or more. Moreover, according to the said method, the composite fiber whose coverage is 60% or more and 80% or more can be manufactured suitably. The upper limit of the coverage may be set as appropriate according to the application, but is 100%, 90%, or 80%, for example. Further, the composite fiber sheet obtained by the above method, in a preferred embodiment, shows that barium sulfate is not only fixed on the outer surface of the fiber and the inner side of the lumen, but also generated on the inner side of the microfibril. It is clear.

第1の複合繊維シート中に含まれている硫酸バリウムと繊維との複合繊維の含有量は、第1の複合繊維シートの全重量に対して、10%〜100%であることが好ましく、25%〜100%であることがより好ましい。第1の複合繊維シートの全重量に対して、5%以上の硫酸バリウムと繊維との複合繊維を含有していることにより、第1の複合繊維シートを作製することができる。   The content of the composite fiber of barium sulfate and fibers contained in the first composite fiber sheet is preferably 10% to 100% with respect to the total weight of the first composite fiber sheet, 25 It is more preferable that it is% to 100%. By containing a composite fiber of 5% or more of barium sulfate and fiber with respect to the total weight of the first composite fiber sheet, the first composite fiber sheet can be produced.

〔硫酸バリウム〕
第1の複合繊維シートを構成する硫酸バリウムは特に制限されないが、公知の方法で合成することができる。硫酸バリウムの合成を水系で行う場合があり、また、硫酸バリウムと繊維との複合繊維を水系で使用することもある。
[Barium sulfate]
Barium sulfate constituting the first composite fiber sheet is not particularly limited, but can be synthesized by a known method. In some cases, synthesis of barium sulfate is carried out in an aqueous system, and a composite fiber of barium sulfate and fibers is sometimes used in an aqueous system.

硫酸バリウムは、BaSOで表されるバリウムイオンと硫酸イオンとからなるイオン結晶性の化合物であり、板状又は柱状の形態であることが多く、水には難溶性である。純粋な硫酸バリウムは無色の結晶であるが、鉄、マンガン、ストロンチウム、カルシウム等の不純物を含むと黄褐色又は黒灰色を呈し、半透明となる。天然の鉱物としても得られるが、化学反応によって合成することもできる。特に、化学反応による合成品は医薬用(X線造影剤)に用いられるほか、化学的に安定な性質を応用して塗料、プラスチック、蓄電池等に広く使用されている。 Barium sulfate is an ionic crystalline compound composed of barium ions and sulfate ions represented by BaSO 4 , often in the form of a plate or a column, and is hardly soluble in water. Pure barium sulfate is a colorless crystal, but when it contains impurities such as iron, manganese, strontium and calcium, it becomes yellowish brown or blackish gray and becomes translucent. Although it can be obtained as a natural mineral, it can also be synthesized by chemical reaction. In particular, synthetic products by chemical reaction are used not only for pharmaceuticals (X-ray contrast media) but also widely used in paints, plastics, storage batteries, etc. by applying chemically stable properties.

セルロース繊維等の繊維と複合化する硫酸バリウムは特に制限されないが、公知の方法で合成することができる。硫酸バリウムの合成を水系で行う場合があり、また、硫酸バリウムと繊維との複合繊維を水系で使用することもある。   Barium sulfate compounded with fibers such as cellulose fibers is not particularly limited, but can be synthesized by a known method. In some cases, synthesis of barium sulfate is carried out in an aqueous system, and a composite fiber of barium sulfate and fibers is sometimes used in an aqueous system.

一つの好ましい態様として、第1の複合繊維シートにおいて繊維と複合化している硫酸バリウムの平均一次粒子径を、例えば、1.5μm以下とすることができるが、平均一次粒子径が1200nm未満の硫酸バリウム粒子、平均一次粒子径が900nm未満の硫酸バリウム粒子を用いることができる。さらには、平均一次粒子径が200nm以下の硫酸バリウム粒子、平均一次粒子径が150nm以下の硫酸バリウム粒子を用いることができる。また、硫酸バリウム粒子の平均一次粒子径は10nm以上とすることも可能である。なお、平均一次粒子径は電子顕微鏡写真から算出することができる。   As one preferred embodiment, the average primary particle diameter of barium sulfate complexed with fibers in the first composite fiber sheet can be, for example, 1.5 μm or less, but the sulfuric acid having an average primary particle diameter of less than 1200 nm Barium particles and barium sulfate particles having an average primary particle size of less than 900 nm can be used. Furthermore, barium sulfate particles having an average primary particle diameter of 200 nm or less and barium sulfate particles having an average primary particle diameter of 150 nm or less can be used. The average primary particle diameter of the barium sulfate particles can be 10 nm or more. The average primary particle diameter can be calculated from an electron micrograph.

また、第1の複合繊維シートにおいて、硫酸バリウムは、微細な一次粒子が凝集した二次粒子の形態を取ることもあり、用途に応じた二次粒子を生成させることができるし、粉砕によって凝集塊を細かくすることもできる。粉砕の方法としては、ボールミル、サンドグラインダーミル、インパクトミル、高圧ホモジナイザー、低圧ホモジナイザー、ダイノーミル、超音波ミル、カンダグラインダ、アトライタ、石臼型ミル、振動ミル、カッターミル、ジェットミル、離解機、叩解機、短軸押出機、2軸押出機、超音波攪拌機、家庭用ジューサーミキサー等が挙げられる。   Further, in the first composite fiber sheet, the barium sulfate may take the form of secondary particles in which fine primary particles are aggregated, and can generate secondary particles according to the application, or aggregate by pulverization. A lump can be made fine. For grinding, ball mill, sand grinder mill, impact mill, high-pressure homogenizer, low-pressure homogenizer, dyno mill, ultrasonic mill, kanda grinder, attritor, stone mill, vibration mill, cutter mill, jet mill, breaker, beater Short shaft extruder, twin screw extruder, ultrasonic stirrer, household juicer mixer and the like.

第1の複合繊維シートを構成する硫酸バリウム粒子の平均粒子径、形状等は、電子顕微鏡による観察により確認することができる。さらに、硫酸バリウムの合成条件等を調整することによって、種々の大きさ及び形状を有する硫酸バリウムを繊維と複合化することができる。例えば、板状の硫酸バリウムが繊維に複合化している複合繊維とすることもできる。   The average particle diameter, shape, etc. of the barium sulfate particles constituting the first composite fiber sheet can be confirmed by observation with an electron microscope. Furthermore, barium sulfate having various sizes and shapes can be combined with the fiber by adjusting the synthesis conditions and the like of barium sulfate. For example, a composite fiber in which plate-like barium sulfate is combined with the fiber can be used.

〔繊維〕
第1の複合繊維シートを構成する繊維は特に制限されないが、例えば、セルロース繊維、アラミド繊維等が挙げられ、セルロース繊維であることが好ましい。セルロース繊維の原料としては、パルプ繊維(木材パルプ、非木材パルプ)、セルロースナノファイバー、バクテリアセルロース、ホヤ等の動物由来セルロース、藻類等が例示され、木材パルプは、木材原料をパルプ化して製造すればよい。木材原料としては、アカマツ、クロマツ、トドマツ、エゾマツ、ベニマツ、カラマツ、モミ、ツガ、スギ、ヒノキ、カラマツ、シラベ、トウヒ、ヒバ、ダグラスファー、ヘムロック、ホワイトファー、スプルース、バルサムファー、シーダ、パイン、メルクシマツ、ラジアータパイン等の針葉樹、及びこれらの混合材、ブナ、カバ、ハンノキ、ナラ、タブ、シイ、シラカバ、ハコヤナギ、ポプラ、タモ、ドロヤナギ、ユーカリ、マングローブ、ラワン、アカシア等の広葉樹及びこれらの混合材が例示される。
〔fiber〕
Although the fiber which comprises a 1st composite fiber sheet is not restrict | limited in particular, For example, a cellulose fiber, an aramid fiber, etc. are mentioned, A cellulose fiber is preferable. Examples of cellulose fiber raw materials include pulp fibers (wood pulp, non-wood pulp), cellulose nanofibers, bacterial cellulose, cellulose from animals such as sea squirts, and algae. Wood pulp is produced by pulping wood raw materials. That's fine. Wood raw materials include red pine, black pine, todomatsu, spruce, beech pine, larch, fir, tsuga, cedar, hinoki, larch, shirabe, spruce, hiba, douglas fir, hemlock, white fur, spruce, balsam fur, cedar, pine, Coniferous trees such as Merck pine, Radiata pine, etc., and mixed materials thereof, beech, hippopotamus, alder tree, oak, tab, shii, birch, broadleaf tree, poplar, tamo, dragonfly, eucalyptus, mangrove, lawan, acacia, etc. Examples are materials.

木材原料(木質原料)等の天然材料をパルプ化する方法は、特に限定されず、製紙業界で一般に用いられるパルプ化法が例示される。木材パルプはパルプ化法により分類でき、例えば、クラフト法、サルファイト法、ソーダ法、ポリサルファイド法等の方法により蒸解した化学パルプ;リファイナー、グラインダー等の機械力によってパルプ化して得られる機械パルプ;薬品による前処理の後、機械力によるパルプ化を行って得られるセミケミカルパルプ;古紙パルプ;脱墨パルプ等が挙げられる。木材パルプは、未晒(漂白前)の状態であってもよいし、晒(漂白後)の状態であってもよい。   The method for pulping natural materials such as wood raw materials (woody raw materials) is not particularly limited, and examples thereof include pulping methods generally used in the paper industry. Wood pulp can be classified by pulping method, for example, chemical pulp digested by methods such as kraft method, sulfite method, soda method, polysulfide method; mechanical pulp obtained by pulping by mechanical force such as refiner, grinder; Semi-chemical pulp obtained by carrying out pulping by mechanical force after pretreatment by; waste paper pulp; deinked pulp and the like. Wood pulp may be unbleached (before bleaching) or bleached (after bleaching).

非木材由来のパルプとしては、綿、ヘンプ、サイザル麻、マニラ麻、亜麻、藁、竹、バガス、ケナフ、サトウキビ、トウモロコシ、稲わら、楮(こうぞ)、みつまた等が例示される。   Examples of the non-wood-derived pulp include cotton, hemp, sisal hemp, manila hemp, flax, straw, bamboo, bagasse, kenaf, sugar cane, corn, rice straw, straw, honey and so on.

パルプ繊維は、未叩解及び叩解のいずれでもよく、第1の複合繊維シートの物性に応じて選択すればよいが、叩解を行う方が好ましい。これにより、第1の複合繊維シートのシート強度の向上並びに硫酸バリウムの定着促進が期待できる。   The pulp fiber may be either unbeaten or beaten, and may be selected according to the physical properties of the first composite fiber sheet, but it is preferable to beaten. Thereby, improvement in sheet strength of the first composite fiber sheet and promotion of fixing barium sulfate can be expected.

合成繊維とセルロース繊維との複合繊維も第1の複合繊維シートを構成する繊維として使用することができ、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、アクリル繊維、ガラス繊維、炭素繊維、各種金属繊維等とセルロース繊維との複合繊維も使用することができる。   A composite fiber of synthetic fiber and cellulose fiber can also be used as a fiber constituting the first composite fiber sheet. For example, polyester, polyamide, polyolefin, acrylic fiber, glass fiber, carbon fiber, various metal fibers, etc. and cellulose Composite fibers with fibers can also be used.

また、これらセルロース原料はさらに処理を施すことで微粉砕セルロース、酸化セルロース等の化学変性セルロース、及びセルロースナノファイバー:CNF(ミクロフィブリル化セルロース:MFC、TEMPO酸化CNF、リン酸エステル化CNF、カルボキシメチル化CNF、機械粉砕CNF等)として使用することもできる。微粉砕セルロースとしては、一般に粉末セルロースと呼ばれるものと、上記機械粉砕CNFのいずれも含む。粉末セルロースとしては、例えば、例えば、精選パルプを未処理のまま機械粉砕したもの、もしくは、酸加水分解した後に得られる未分解残渣を精製・乾燥し、粉砕・篩い分けするといった方法により製造される棒軸状である一定の粒径分布を有する結晶性セルロース粉末を用いてもよいし、KCフロック(日本製紙製)、セオラス(旭化成ケミカルズ製)、アビセル(FMC社製)等の市販品を用いてもよい。粉末セルロースにおけるセルロースの重合度は好ましくは100〜1500程度であり、X線回折法による粉末セルロースの結晶化度は好ましくは70%〜90%であり、レーザー回折式粒度分布測定装置による体積平均粒子径は好ましくは1μm〜100μmである。酸化セルロースは、例えばN−オキシル化合物、及び、臭化物、ヨウ化物若しくはこれらの混合物からなる群から選択される化合物の存在下で酸化剤を用いて水中で酸化することで得ることができる。セルロースナノファイバーとしては、上記セルロース原料を解繊する方法が用いられる。解繊方法としては、例えばセルロースや酸化セルロース等の化学変性セルロースの水懸濁液等を、リファイナー、高圧ホモジナイザー、グラインダー、一軸又は多軸混練機、ビーズミル等による機械的な磨砕、ないし叩解することにより解繊する方法を使用することができる。上記方法を1種又は複数種類組み合わせてセルロースナノファイバーを製造してもよい。製造したセルロースナノファイバーの繊維径は電子顕微鏡観察等で確認することができ、例えば5nm〜1000nm、好ましくは5nm〜500nm、より好ましくは5nm〜300nmの範囲にある。このセルロースナノファイバーを製造する際、セルロースを解繊及び/又は微細化する前及び/又は後に、任意の化合物をさらに添加してセルロースナノファイバーと反応させ、水酸基が修飾されたものにすることもできる。修飾する官能基としては、アセチル基、エステル基、エーテル基、ケトン基、ホルミル基、ベンゾイル基、アセタール、ヘミアセタール、オキシム、イソニトリル、アレン、チオール基、ウレア基、シアノ基、ニトロ基、アゾ基、アリール基、アラルキル基、アミノ基、アミド基、イミド基、アクリロイル基、メタクリロイル基、プロピオニル基、プロピオロイル基、ブチリル基、2−ブチリル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基、ヘプタノイル基、オクタノイル基、ノナノイル基、デカノイル基、ウンデカノイル基、ドデカノイル基、ミリストイル基、パルミトイル基、ステアロイル基、ピバロイル基、ベンゾイル基、ナフトイル基、ニコチノイル基、イソニコチノイル基、フロイル基、シンナモイル基等のアシル基、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアノイル基等のイソシアネート基、メチル基、エチル基、プロピル基、2−プロピル基、ブチル基、2−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、ミリスチル基、パルミチル基、ステアリル基等のアルキル基、オキシラン基、オキセタン基、オキシル基、チイラン基、チエタン基等が挙げられる。これらの置換基の中の水素が水酸基、カルボキシ基等の官能基で置換されても構わない。また、アルキル基の一部が不飽和結合になっていても構わない。これらの官能基を導入するために使用する化合物としては特に限定されず、例えば、リン酸由来の基を有する化合物、カルボン酸由来の基を有する化合物、硫酸由来の基を有する化合物、スルホン酸由来の基を有する化合物、アルキル基を有する化合物、アミン由来の基を有する化合物等が挙げられる。リン酸基を有する化合物としては特に限定されないが、リン酸、リン酸のリチウム塩であるリン酸二水素リチウム、リン酸水素二リチウム、リン酸三リチウム、ピロリン酸リチウム、ポリリン酸リチウムが挙げられる。更にリン酸のナトリウム塩であるリン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸三ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウムが挙げられる。更にリン酸のカリウム塩であるリン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸三カリウム、ピロリン酸カリウム、ポリリン酸カリウムが挙げられる。更にリン酸のアンモニウム塩であるリン酸二水素アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸三アンモニウム、ピロリン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム等が挙げられる。これらのうち、リン酸基導入の効率が高く、工業的に適用しやすい観点から、リン酸、リン酸のナトリウム塩、リン酸のカリウム塩、リン酸のアンモニウム塩が好ましく、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウムがより好ましいが、特に限定されない。カルボキシル基を有する化合物としては特に限定されないが、マレイン酸、コハク酸、フタル酸、フマル酸、グルタル酸、アジピン酸、イタコン酸等のジカルボン酸化合物やクエン酸、アコニット酸等トリカルボン酸化合物が挙げられる。カルボキシル基を有する化合物の酸無水物としては特に限定されないが、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水フタル酸、無水グルタル酸、無水アジピン酸、無水イタコン酸等のジカルボン酸化合物の酸無水物が挙げられる。カルボキシル基を有する化合物の誘導体としては特に限定されないが、カルボキシル基を有する化合物の酸無水物のイミド化物、カルボキシル基を有する化合物の酸無水物の誘導体が挙げられる。カルボキシル基を有する化合物の酸無水物のイミド化物としては特に限定されないが、マレイミド、コハク酸イミド、フタル酸イミド等のジカルボン酸化合物のイミド化物が挙げられる。カルボキシル基を有する化合物の酸無水物の誘導体としては特に限定されない。例えば、ジメチルマレイン酸無水物、ジエチルマレイン酸無水物、ジフェニルマレイン酸無水物等の、カルボキシル基を有する化合物の酸無水物の少なくとも一部の水素原子が置換基(例えば、アルキル基、フェニル基等)で置換されたものが挙げられる。上記カルボン酸由来の基を有する化合物のうち、工業的に適用しやすく、ガス化しやすいことから、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水フタル酸が好ましいが、特に限定されない。また、化学的に結合させなくても、修飾する化合物がセルロースナノファイバーに物理的に吸着する形でセルロースナノファイバーを修飾してもよい。物理的に吸着する化合物としては界面活性剤等が挙げられ、アニオン性、カチオン性、ノニオン性いずれを用いてもよい。セルロースを解繊及び/又は粉砕する前に上記の修飾を行った場合、解繊及び/又は粉砕後にこれらの官能基を脱離させ、元の水酸基に戻すこともできる。以上のような修飾を施すことで、セルロースナノファイバーの解繊を促進したり、セルロースナノファイバーを使用する際に種々の物質と混合しやすくしたりすることができる。   Further, these cellulose raw materials are further processed to give finely pulverized cellulose, chemically modified cellulose such as oxidized cellulose, and cellulose nanofiber: CNF (microfibrillated cellulose: MFC, TEMPO oxidized CNF, phosphate esterified CNF, carboxymethyl) CNF, mechanically pulverized CNF, etc.). The finely pulverized cellulose includes both what is generally called powdered cellulose and the above mechanically pulverized CNF. The powdered cellulose is produced, for example, by a method in which finely selected pulp is mechanically pulverized without treatment, or an undegraded residue obtained after acid hydrolysis is purified, dried, pulverized and sieved. Crystalline cellulose powder having a certain particle size distribution in the form of a rod axis may be used, or commercially available products such as KC Flock (manufactured by Nippon Paper Industries), Theolas (manufactured by Asahi Kasei Chemicals), Avicel (manufactured by FMC), etc. May be. The degree of polymerization of cellulose in the powdered cellulose is preferably about 100 to 1500, the degree of crystallinity of the powdered cellulose by X-ray diffraction is preferably 70% to 90%, and the volume average particle by a laser diffraction type particle size distribution measuring device. The diameter is preferably 1 μm to 100 μm. Oxidized cellulose can be obtained, for example, by oxidizing in water using an oxidizing agent in the presence of a compound selected from the group consisting of N-oxyl compounds and bromides, iodides or mixtures thereof. As the cellulose nanofiber, a method of defibrating the cellulose raw material is used. As the defibrating method, for example, an aqueous suspension of chemically modified cellulose such as cellulose or oxidized cellulose is mechanically ground or beaten with a refiner, a high-pressure homogenizer, a grinder, a uniaxial or multiaxial kneader, a bead mill or the like. A method of defibration can be used. Cellulose nanofibers may be produced by combining one or more of the above methods. The fiber diameter of the produced cellulose nanofiber can be confirmed by observation with an electron microscope or the like, and is, for example, in the range of 5 nm to 1000 nm, preferably 5 nm to 500 nm, more preferably 5 nm to 300 nm. When producing the cellulose nanofiber, before and / or after the cellulose is defibrated and / or refined, an arbitrary compound may be further added and reacted with the cellulose nanofiber to modify the hydroxyl group. it can. As functional groups to be modified, acetyl group, ester group, ether group, ketone group, formyl group, benzoyl group, acetal, hemiacetal, oxime, isonitrile, allene, thiol group, urea group, cyano group, nitro group, azo group , Aryl group, aralkyl group, amino group, amide group, imide group, acryloyl group, methacryloyl group, propionyl group, propioyl group, butyryl group, 2-butyryl group, pentanoyl group, hexanoyl group, heptanoyl group, octanoyl group, nonanoyl group , Decanoyl group, undecanoyl group, dodecanoyl group, myristoyl group, palmitoyl group, stearoyl group, pivaloyl group, benzoyl group, naphthoyl group, nicotinoyl group, isonicotinoyl group, furoyl group, cinnamoyl group and other acyl groups, 2-methacryloyl Isocyanate groups such as oxyethylisocyanoyl group, methyl group, ethyl group, propyl group, 2-propyl group, butyl group, 2-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl Group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, myristyl group, palmityl group, stearyl group and other alkyl groups, oxirane group, oxetane group, oxyl group, thiirane group, thietane group and the like. Hydrogen in these substituents may be substituted with a functional group such as a hydroxyl group or a carboxy group. Further, a part of the alkyl group may be an unsaturated bond. The compound used for introducing these functional groups is not particularly limited. For example, a compound having a phosphoric acid-derived group, a compound having a carboxylic acid-derived group, a compound having a sulfuric acid-derived group, or a sulfonic acid-derived compound And the like, compounds having an alkyl group, compounds having an amine-derived group, and the like. Although it does not specifically limit as a compound which has a phosphoric acid group, Lithium dihydrogen phosphate which is phosphoric acid and the lithium salt of phosphoric acid, Dilithium hydrogen phosphate, Trilithium phosphate, Lithium pyrophosphate, Lithium polyphosphate is mentioned. . Furthermore, sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, trisodium phosphate, sodium pyrophosphate and sodium polyphosphate which are sodium salts of phosphoric acid are mentioned. Furthermore, potassium dihydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, tripotassium phosphate, potassium pyrophosphate, and potassium polyphosphate which are potassium salts of phosphoric acid are mentioned. Further examples include ammonium dihydrogen phosphate, diammonium hydrogen phosphate, triammonium phosphate, ammonium pyrophosphate, and ammonium polyphosphate, which are ammonium salts of phosphoric acid. Of these, phosphoric acid, sodium phosphate, phosphoric acid potassium salt, and phosphoric acid ammonium salt are preferred from the viewpoint of high efficiency in introducing a phosphate group and easy industrial application. Sodium dihydrogen phosphate Although disodium hydrogen phosphate is more preferable, it is not particularly limited. The compound having a carboxyl group is not particularly limited, and examples thereof include dicarboxylic acid compounds such as maleic acid, succinic acid, phthalic acid, fumaric acid, glutaric acid, adipic acid and itaconic acid, and tricarboxylic acid compounds such as citric acid and aconitic acid. . The acid anhydride of the compound having a carboxyl group is not particularly limited, but examples thereof include acid anhydrides of dicarboxylic acid compounds such as maleic anhydride, succinic anhydride, phthalic anhydride, glutaric anhydride, adipic anhydride, and itaconic anhydride. It is done. Although it does not specifically limit as a derivative of the compound which has a carboxyl group, The derivative of the acid anhydride of the compound which has a carboxyl group and the acid anhydride imidation of a compound which has a carboxyl group are mentioned. Although it does not specifically limit as an acid anhydride imidation thing of a compound which has a carboxyl group, Imidation thing of dicarboxylic acid compounds, such as maleimide, succinic acid imide, and phthalic acid imide, is mentioned. The acid anhydride derivative of the compound having a carboxyl group is not particularly limited. For example, at least some of the hydrogen atoms of the acid anhydride of the compound having a carboxyl group, such as dimethylmaleic anhydride, diethylmaleic anhydride, diphenylmaleic anhydride, etc. are substituted (for example, alkyl group, phenyl group, etc. ) Are substituted. Among the compounds having a group derived from a carboxylic acid, maleic anhydride, succinic anhydride, and phthalic anhydride are preferred because they are easily applied industrially and easily gasified, but are not particularly limited. Further, the cellulose nanofiber may be modified in such a manner that the compound to be modified is physically adsorbed on the cellulose nanofiber without being chemically bonded. Examples of the physically adsorbing compound include surfactants, and any of anionic, cationic, and nonionic may be used. When the above-described modification is performed before cellulose is defibrated and / or pulverized, these functional groups can be removed after defibrating and / or pulverization to return to the original hydroxyl group. By performing the modification as described above, it is possible to promote the defibration of the cellulose nanofiber or to easily mix it with various substances when the cellulose nanofiber is used.

また、セルロース繊維の他にも様々な、天然繊維、合成繊維、半合成繊維、無機繊維が挙げられる。天然繊維としては、例えば、ウール、絹糸、コラーゲン繊維などの蛋白系繊維、キチン・キトサン繊維、アルギン酸繊維などの複合糖鎖系繊維等が挙げられる。合成繊維としては、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、アクリル繊維、半合繊維としてはレーヨン、リヨセル、アセテートなどが挙げられる。無機繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、各種金属繊維などが挙げられる。   In addition to cellulose fibers, various natural fibers, synthetic fibers, semi-synthetic fibers, and inorganic fibers can be used. Examples of natural fibers include protein fibers such as wool, silk thread and collagen fibers, and complex sugar chain fibers such as chitin / chitosan fibers and alginic acid fibers. Examples of synthetic fibers include polyester, polyamide, polyolefin, acrylic fiber, and semi-synthetic fibers such as rayon, lyocell, and acetate. Examples of the inorganic fiber include glass fiber, carbon fiber, and various metal fibers.

また、合成繊維とセルロース繊維との複合繊維も使用することができ、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、アクリル繊維、ガラス繊維、炭素繊維、各種金属繊維などとセルロース繊維との複合繊維も使用することができる。   In addition, composite fibers of synthetic fibers and cellulose fibers can also be used. For example, composite fibers of polyester fibers, polyamides, polyolefins, acrylic fibers, glass fibers, carbon fibers, various metal fibers, etc. and cellulose fibers should also be used. Can do.

以上に示した例の中でも、木材パルプを含むか、若しくは、木材パルプと非木材パルプ及び/又は合成繊維との組み合わせを含むことが好ましく、木材パルプのみであることがより好ましい。   Among the examples shown above, it is preferable to include wood pulp or to include a combination of wood pulp and non-wood pulp and / or synthetic fiber, and more preferably only wood pulp.

好ましい態様において、第1の複合繊維シートを構成する繊維はパルプ繊維である。また、例えば、製紙工場の排水から回収された繊維状物質を本発明の硫酸バリウムとの複合化反応に供給してもよい。このような物質を硫酸バリウムとの複合化反応槽に供給することにより、種々の複合粒子を合成することができ、また、形状的にも繊維状粒子等を合成することができる。   In a preferred embodiment, the fibers constituting the first composite fiber sheet are pulp fibers. Further, for example, a fibrous substance recovered from the wastewater of a paper mill may be supplied to the complexing reaction with barium sulfate of the present invention. By supplying such a substance to a composite reaction tank with barium sulfate, various composite particles can be synthesized, and fibrous particles and the like can be synthesized in terms of shape.

また、繊維の他にも、硫酸バリウムの合成反応には直接的に関与しないが、生成物である硫酸バリウム粒子に取り込まれて複合粒子を生成するような物質を用いることができる。例えば、パルプ繊維等の繊維を使用する態様において、それ以外にも無機粒子、有機粒子、ポリマー等を含む溶液中で硫酸バリウムを合成することによって、さらにこれらの物質が取り込まれた複合粒子を製造することが可能である。   In addition to the fibers, a substance that does not directly participate in the barium sulfate synthesis reaction but is taken into the product barium sulfate particles to form composite particles can be used. For example, in a mode in which fibers such as pulp fibers are used, composite particles in which these substances are further incorporated are produced by synthesizing barium sulfate in a solution containing inorganic particles, organic particles, polymers, etc. Is possible.

以上に例示した繊維については単独でも2種類以上の組み合わせで用いてもよい。   About the fiber illustrated above, you may use individually or in combination of 2 or more types.

また、複合化する繊維の繊維長は特に制限されないが、例えば、平均繊維長が0.1μm〜15mm程度とすることができ、1μm〜12mm、100μm〜10mm、500μm〜8mm等としてもよい。   Moreover, the fiber length of the fiber to be combined is not particularly limited. For example, the average fiber length may be about 0.1 μm to 15 mm, and may be 1 μm to 12 mm, 100 μm to 10 mm, 500 μm to 8 mm, and the like.

複合化する繊維の量は、繊維表面の15%以上が硫酸バリウムで被覆されるような量とすることが好ましい。例えば、繊維と硫酸バリウムとの重量比を、5/95〜95/5とすることができ、10/90〜90/10、20/80〜80/20、30/70〜70/30、40/60〜60/40としてもよい。尚、後述するように、硫酸バリウム以外の難燃剤も繊維に複合化されている場合がある。この場合は、「繊維と硫酸バリウムとの重量比」を、「繊維と硫酸バリウム及び難燃剤との重量比」と読み替えるものとする。   The amount of fibers to be combined is preferably such that 15% or more of the fiber surface is covered with barium sulfate. For example, the weight ratio of fiber to barium sulfate can be 5/95 to 95/5, 10/90 to 90/10, 20/80 to 80/20, 30/70 to 70/30, 40 It is good also as / 60-60 / 40. As will be described later, flame retardants other than barium sulfate may be combined with the fiber. In this case, “weight ratio of fiber to barium sulfate” is read as “weight ratio of fiber to barium sulfate and flame retardant”.

〔難燃剤〕
好ましい態様の一つとして、第1の複合繊維シートは難燃剤を含んでいてもよい。これによって、第1の複合繊維シートに、容易に、より強い難燃性を付与することができる。難燃剤は、炭酸マグネシウム、アルミニウム化合物及びハイドロタルサイト等の難燃性無機粒子、及びテトラブロモビスフェノールA、デカブロモビフェニル、ペンタブロモジフェニルエーテル、塩素系パラフィン、塩素系ポリエチレン、りん酸エステル、ポリりん酸アンモニウム、ポリホウ酸ナトリウム、ホウ砂、ホウ酸亜鉛、シリコーン樹脂、りん酸アンモニウム、グアニジン化合物、メラミン化合物等の有機系難燃剤、からなる群より選ばれる少なくとも一つであり得る。第1の複合繊維シートは、難燃剤として、アルミニウム化合物を含んでいることが好ましい。難燃剤の詳細な説明は後述する。アルミニウム化合物としては、例えば、水酸化アルミニウムが挙げられる。
〔Flame retardants〕
As one preferred embodiment, the first composite fiber sheet may contain a flame retardant. Thereby, stronger flame retardancy can be easily imparted to the first composite fiber sheet. Flame retardants include flame retardant inorganic particles such as magnesium carbonate, aluminum compounds and hydrotalcite, and tetrabromobisphenol A, decabromobiphenyl, pentabromodiphenyl ether, chlorinated paraffin, chlorinated polyethylene, phosphate ester, polyphosphoric acid It may be at least one selected from the group consisting of ammonium, sodium polyborate, borax, zinc borate, silicone resin, ammonium phosphate, guanidine compound, and organic flame retardant such as melamine compound. It is preferable that the 1st composite fiber sheet contains the aluminum compound as a flame retardant. A detailed description of the flame retardant will be described later. An example of the aluminum compound is aluminum hydroxide.

第1の複合繊維シートが難燃剤を含む場合、難燃剤は第1の複合繊維シートを構成している繊維と複合繊維を形成している態様がより好ましい。つまり、この態様では、第1の複合繊維シートにおいて、硫酸バリウム及び難燃剤と繊維とが複合繊維を形成している。難燃剤を繊維と複合化することによって、単に繊維と難燃剤とが混在しているのではなく、水素結合等によって繊維と難燃剤とが結着しているので、離解処理によっても難燃剤が脱落することが少ない。   In the case where the first composite fiber sheet contains a flame retardant, a mode in which the flame retardant forms a composite fiber with the fibers constituting the first composite fiber sheet is more preferable. That is, in this aspect, in the first composite fiber sheet, the barium sulfate, the flame retardant and the fiber form a composite fiber. By combining the flame retardant with the fiber, the fiber and the flame retardant are not simply mixed, but the fiber and the flame retardant are bound by hydrogen bonding or the like. Less likely to drop off.

硫酸バリウムを合成する際の原料として硫酸アルミニウムを用いると、硫酸バリウムだけでなく水酸化アルミニウム等のアルミニウム化合物も合成することが可能である。この方法であれば、硫酸バリウム及びアルミニウム化合物の両方を合成できるので、第1の複合繊維シートの難燃性を容易により向上させることができる。   When aluminum sulfate is used as a raw material for synthesizing barium sulfate, it is possible to synthesize not only barium sulfate but also aluminum compounds such as aluminum hydroxide. If it is this method, since both barium sulfate and an aluminum compound can be synthesize | combined, the flame retardance of a 1st composite fiber sheet can be improved more easily.

もちろん、硫酸バリウムと繊維との複合繊維を合成した後に、当該複合繊維の溶液に難燃剤を添加する方法によって、難燃剤を含む第1の複合繊維シートを製造することも可能である。   Of course, it is also possible to produce a first composite fiber sheet containing a flame retardant by a method of adding a flame retardant to a solution of the composite fiber after synthesizing the composite fiber of barium sulfate and fiber.

第1の複合繊維シートが難燃剤を含んでいる場合、合成される硫酸バリウムと難燃剤との重量比は、適宜設定すればよく、例えば、2/1〜6/1が好ましい。第1の複合繊維シートが上記範囲で難燃剤を含有していることにより、第1の複合繊維シートの放射線遮断性を損なうことなく、難燃性を高めることができる。難燃剤については、詳細は後述する。   When the first composite fiber sheet contains a flame retardant, the weight ratio between the synthesized barium sulfate and the flame retardant may be set as appropriate, and is preferably 2/1 to 6/1, for example. When the first composite fiber sheet contains the flame retardant within the above range, the flame retardance can be enhanced without impairing the radiation shielding property of the first composite fiber sheet. Details of the flame retardant will be described later.

〔硫酸バリウムと繊維との複合繊維の合成〕
硫酸バリウムと繊維との複合繊維は、一つの好ましい態様において、セルロース繊維等の繊維の存在下で硫酸バリウムを合成することによって得ることができる。繊維表面が、硫酸バリウムの析出における好適な場となるため、硫酸バリウムと繊維との複合繊維を合成しやすいためである。
[Synthesis of composite fiber of barium sulfate and fiber]
In one preferred embodiment, the composite fiber of barium sulfate and fiber can be obtained by synthesizing barium sulfate in the presence of fibers such as cellulose fibers. This is because the fiber surface is a suitable place for precipitation of barium sulfate, and it is easy to synthesize a composite fiber of barium sulfate and fiber.

繊維の存在下で硫酸バリウムを合成する方法としては、例えば、セルロース繊維等の繊維の溶液中で硫酸バリウムを合成する方法が挙げられる。例えば、酸(硫酸等)と塩基とを中和によって反応させたり、無機塩と酸もしくは塩基を反応させたり、無機塩同士を反応させたりする方法によって、硫酸バリウムと繊維との複合繊維を得ることができる。また、例えば、水酸化バリウムと硫酸もしくは硫酸アルミニウムとを反応させることで硫酸バリウムを得たり、硫酸塩の含まれる水溶液中に塩化バリウムを加えて硫酸バリウムを沈殿させたりすることができる。硫酸バリウムを合成する際の原料として硫酸アルミニウムを用いると、硫酸バリウムだけでなく水酸化アルミニウム等のアルミニウム化合物も合成することが可能である。この方法であれば、硫酸バリウム及びアルミニウム化合物と繊維との複合繊維を合成することができる。   Examples of the method for synthesizing barium sulfate in the presence of fibers include a method for synthesizing barium sulfate in a solution of fibers such as cellulose fibers. For example, a composite fiber of barium sulfate and fiber is obtained by a method of reacting an acid (such as sulfuric acid) with a base by neutralization, reacting an inorganic salt with an acid or base, or reacting an inorganic salt with each other. be able to. For example, barium hydroxide can be reacted with sulfuric acid or aluminum sulfate to obtain barium sulfate, or barium chloride can be added to an aqueous solution containing sulfate to precipitate barium sulfate. When aluminum sulfate is used as a raw material for synthesizing barium sulfate, it is possible to synthesize not only barium sulfate but also aluminum compounds such as aluminum hydroxide. With this method, it is possible to synthesize composite fibers of barium sulfate and aluminum compounds and fibers.

また、水酸化バリウムに代表されるアルカリ性の硫酸バリウムの前駆体を原料に用いる場合、あらかじめ繊維を硫酸バリウム前駆体の溶液に分散させておくことで繊維を膨潤させることができるため、効率よく硫酸バリウムと繊維との複合繊維を得ることができる。これらを混合後15分以上撹拌することで繊維の膨潤を促進してから反応を開始することもできるが、混合後すぐに反応を開始してもよい。硫酸バリウムと繊維との複合繊維を得るための反応槽の形態及び撹拌条件に特に制限はなく、例えば、繊維と硫酸バリウム前駆体とを含む溶液を開放型の反応槽中で撹拌、混合して複合繊維を合成してもよいし、繊維と硫酸バリウム前駆体を含む水性懸濁液を反応容器内に噴射することによって合成してもよい。後述するが、硫酸バリウム前駆体の水性懸濁液を反応容器内に噴射する際に、キャビテーション気泡を発生させ、その存在下で硫酸バリウムを合成してもよい。   In addition, when an alkaline barium sulfate precursor typified by barium hydroxide is used as a raw material, the fiber can be swollen by dispersing the fiber in a barium sulfate precursor solution in advance, so that sulfuric acid can be efficiently used. A composite fiber of barium and fiber can be obtained. The reaction can be started after promoting the swelling of the fibers by stirring them for 15 minutes or more after mixing, but the reaction may be started immediately after mixing. There is no particular limitation on the form of the reaction tank and the stirring conditions for obtaining the composite fiber of barium sulfate and fiber. For example, the solution containing the fiber and the barium sulfate precursor is stirred and mixed in an open reaction tank. The composite fiber may be synthesized or may be synthesized by injecting an aqueous suspension containing the fiber and a barium sulfate precursor into the reaction vessel. As will be described later, when an aqueous suspension of a barium sulfate precursor is injected into the reaction vessel, cavitation bubbles may be generated and barium sulfate may be synthesized in the presence thereof.

また、反応容器内にキャビテーション気泡を生じさせるような条件で液体を噴射してもよいし、キャビテーション気泡を生じさせないような条件で噴射してもよい。また、反応容器はいずれの場合においても圧力容器であることが好ましい。なお、本発明における圧力容器とは0.005MPa以上の圧力をかけることのできる容器のことである。キャビテーション気泡を生じさせないような条件の場合、圧力容器内の圧力は、静圧で0.005MPa以上、0.9MPa以下であることが好ましい。   Further, the liquid may be ejected under conditions that cause cavitation bubbles in the reaction vessel, or may be ejected under conditions that do not cause cavitation bubbles. The reaction vessel is preferably a pressure vessel in any case. In addition, the pressure vessel in this invention is a container which can apply the pressure of 0.005 Mpa or more. In the condition that does not generate cavitation bubbles, the pressure in the pressure vessel is preferably 0.005 MPa or more and 0.9 MPa or less in static pressure.

(キャビテーション気泡)
硫酸バリウムと繊維との複合繊維を合成する場合、キャビテーション気泡の存在下で硫酸バリウムを析出させることができる。キャビテーションとは、流体の流れの中で圧力差により短時間に泡の発生と消滅が起きる物理現象であり、空洞現象とも言われる。キャビテーションによって生じる気泡(キャビテーション気泡)は、流体の中で圧力がごく短時間だけ飽和蒸気圧より低くなったとき、液体中に存在する100ミクロン以下のごく微小な「気泡核」を核として生じる。
(Cavitation bubbles)
When a composite fiber of barium sulfate and fiber is synthesized, barium sulfate can be precipitated in the presence of cavitation bubbles. Cavitation is a physical phenomenon in which bubbles are generated and disappeared in a short time due to a pressure difference in a fluid flow, and is also called a cavity phenomenon. Bubbles generated by cavitation (cavitation bubbles) are generated with very small “bubble nuclei” of 100 microns or less existing in the liquid as the nucleus when the pressure in the fluid becomes lower than the saturated vapor pressure for a very short time.

キャビテーション気泡は、公知の方法によって反応容器内に発生させることができる。例えば、流体を高圧で噴射することによってキャビテーション気泡を発生させること、流体内で高速で攪拌することによってキャビテーションを発生させること、流体内で爆発を生じさせることによってキャビテーションを発生させること、超音波振動子によってキャビテーションを発生させること(バイブトラリー・キャビテーション)等が考えられる。   Cavitation bubbles can be generated in the reaction vessel by a known method. For example, cavitation bubbles are generated by jetting fluid at high pressure, cavitation is generated by stirring at high speed in the fluid, cavitation is generated by causing explosion in the fluid, ultrasonic vibration It can be considered that cavitation is generated by a child (vibratory cavitation).

また、キャビテーション気泡の発生と制御が容易なため、流体を高圧で噴射することによってキャビテーション気泡を発生させることが特に好ましい。この態様では、ポンプ等を用いて噴射液体を圧縮し高速でノズル等を介して噴射することによって、ノズル近傍での極めて高いせん断力と急激な減圧による液体自体の膨張と同時にキャビテーション気泡が発生する。流体噴流による方法は、キャビテーション気泡の発生効率が高く、より強力な崩壊衝撃力を持つキャビテーション気泡を発生させることができる。本発明においては、硫酸バリウムを合成する際に制御されたキャビテーション気泡を存在させるものであって、流体機械に自然発生的に生じる制御不能の害悪をもたらすキャビテーション気泡と明らかに異なる。   Further, since the generation and control of cavitation bubbles are easy, it is particularly preferable to generate cavitation bubbles by jetting a fluid at a high pressure. In this aspect, by compressing the jet liquid using a pump or the like and jetting it through a nozzle or the like at high speed, cavitation bubbles are generated at the same time as the liquid itself expands due to extremely high shearing force near the nozzle and sudden pressure reduction . The method using a fluid jet has high generation efficiency of cavitation bubbles, and can generate cavitation bubbles having a stronger collapse impact force. In the present invention, controlled cavitation bubbles are present when synthesizing barium sulfate, which is clearly different from cavitation bubbles that cause uncontrollable harm that naturally occurs in fluid machinery.

原料等の反応溶液をそのまま噴射液体として用いてキャビテーションを発生させることもできるし、反応容器内に何らかの流体を噴射してキャビテーション気泡を発生させることもできる。液体噴流が噴流をなす流体は、流動状態であれば液体、気体、粉体やパルプ等の固体の何れでもよく、またそれらの混合物であってもよい。更に必要であれば上記の流体に、新たな流体として、炭酸ガス等、別の流体を加えることができる。上記流体と新たな流体は、均一に混合して噴射してもよいが、別個に噴射してもよい。   Cavitation can be generated by using a reaction solution such as a raw material as an injection liquid as it is, or cavitation bubbles can be generated by injecting some fluid into the reaction vessel. The fluid in which the liquid jet forms a jet may be any liquid, gas, solid such as powder or pulp, or a mixture thereof as long as it is in a fluid state. Furthermore, if necessary, another fluid such as carbon dioxide can be added to the above fluid as a new fluid. The fluid and the new fluid may be uniformly mixed and ejected, but may be ejected separately.

液体噴流とは、液体又は液体の中に固体粒子や気体が分散あるいは混在する流体の噴流であり、パルプや硫酸バリウムの原料スラリーや気泡を含む液体噴流のことをいう。ここで云う気体は、キャビテーションによる気泡を含んでいてもよい。   The liquid jet is a jet of a fluid in which solid particles or gas are dispersed or mixed in the liquid or a liquid, and refers to a liquid jet containing pulp, barium sulfate raw material slurry or bubbles. The gas referred to here may include bubbles due to cavitation.

また、ノズル又はオリフィス管を通じて噴射液を噴射してキャビテーションを発生させる際には、噴射液の圧力(上流側圧力)は0.01MPa〜30MPaであることが望ましく、0.7MPa〜20MPaであることが好ましく、2MPa〜15MPaがより好ましい。上流側圧力が0.01MPa以上であれば、下流側圧力との間で圧力差を得やすく作用効果が大きい。また、30MPa以下であれば、特殊なポンプ及び圧力容器を必要とせずに、消費エネルギーを抑えることができるので、コスト的に有利である。一方、容器内の圧力(下流側圧力)は静圧で0.005MPa〜0.9MPaが好ましい。また、容器内の圧力と噴射液の圧力との比は0.001〜0.5の範囲が好ましい。   In addition, when the injection liquid is injected through the nozzle or the orifice pipe to generate cavitation, the pressure of the injection liquid (upstream pressure) is desirably 0.01 MPa to 30 MPa, and 0.7 MPa to 20 MPa. Is preferable, and 2 MPa to 15 MPa is more preferable. If the upstream pressure is 0.01 MPa or more, it is easy to obtain a pressure difference from the downstream pressure, and the effect is large. Moreover, if it is 30 Mpa or less, since a consumed energy can be suppressed without requiring a special pump and a pressure vessel, it is advantageous in cost. On the other hand, the pressure in the container (downstream pressure) is preferably 0.005 MPa to 0.9 MPa in static pressure. Moreover, the ratio of the pressure in the container and the pressure of the jet liquid is preferably in the range of 0.001 to 0.5.

また、キャビテーション気泡が発生しないような条件で噴射液を噴射して無機粒子を合成することもできる。具体的には、噴射液の圧力(上流側圧力)を2MPa以下、好ましくは1MPa以下とし、噴射液の圧力(下流側圧力)を開放し、0.05MPa以下とすることがより好ましい。   Further, the inorganic particles can be synthesized by spraying the spray liquid under the condition that cavitation bubbles are not generated. Specifically, it is more preferable that the pressure of the spray liquid (upstream pressure) is 2 MPa or less, preferably 1 MPa or less, and the pressure of the spray liquid (downstream pressure) is released to 0.05 MPa or less.

噴射液の噴流の速度は1m/秒〜200m/秒の範囲であることが望ましく、20m/秒〜100m/秒の範囲であることが好ましい。噴流の速度が1m/秒以上であれば、十分に圧力が低下し、キャビテーションが発生し易い。一方、200m/秒以下であれば、特別な装置を必要とせずに必要な圧力が得られ、コスト的に有利である。   The jet velocity of the jet liquid is desirably in the range of 1 m / sec to 200 m / sec, and preferably in the range of 20 m / sec to 100 m / sec. If the jet velocity is 1 m / sec or more, the pressure is sufficiently lowered and cavitation is likely to occur. On the other hand, if it is 200 m / sec or less, a necessary pressure can be obtained without requiring a special device, which is advantageous in terms of cost.

キャビテーションは、硫酸バリウムを析出させる反応容器内に発生させればよい。また、ワンパスで処理することも可能であるが、必要回数だけ循環することもできる。さらに複数の発生手段を用いて並列で、あるいは順列で処理することができる。   Cavitation may be generated in a reaction vessel in which barium sulfate is deposited. Moreover, although it is possible to process by one pass, it can also circulate as many times as necessary. Furthermore, it can be processed in parallel or in permutation using a plurality of generating means.

キャビテーションを発生させるための液体の噴射は、大気開放の容器の中でなされてもよいが、キャビテーションをコントロールするために圧力容器の中でなされるのが好ましい。   The liquid injection for generating cavitation may be performed in a container open to the atmosphere, but is preferably performed in a pressure container in order to control cavitation.

液体噴射によってキャビテーションを発生させる場合、反応溶液の固形分濃度は30重量%以下であることが好ましく、20重量%以下がより好ましい。このような濃度であると、キャビテーション気泡を反応系に均一に作用させやすくなるためである。また、反応溶液である消石灰の水性懸濁液は、反応効率の点から、固形分濃度が0.1重量%以上であることが好ましい。   When cavitation is generated by liquid injection, the solid content concentration of the reaction solution is preferably 30% by weight or less, and more preferably 20% by weight or less. This is because the cavitation bubbles easily act on the reaction system uniformly at such a concentration. In addition, the aqueous suspension of slaked lime that is the reaction solution preferably has a solid concentration of 0.1% by weight or more from the viewpoint of reaction efficiency.

硫酸バリウムと繊維との複合繊維を合成する場合、反応液のpHが反応の進行にしたがって変化するようであれば、反応液のpHをモニターすることによって反応を制御することができる。   When synthesizing a composite fiber of barium sulfate and fiber, the reaction can be controlled by monitoring the pH of the reaction solution as long as the pH of the reaction solution changes as the reaction proceeds.

また、液体の噴射圧力を高めることで、噴射液の流速が増大し、これに伴って圧力が低下し、より強力なキャビテーションが発生させることができる。また、反応容器内の圧力を加圧することで、キャビテーション気泡が崩壊する領域の圧力が高くなり、気泡と周囲の圧力差が大きくなるため気泡は激しく崩壊し衝撃力を大きくすることができる。反応温度は0℃〜90℃であることが好ましく、特に10℃〜60℃であることが好ましい。一般には、融点と沸点の中間点で衝撃力が最大となると考えられることから、水性溶液の場合、50℃前後が好適であるが、それ以下の温度であっても、蒸気圧の影響を受けないため、上記の範囲であれば高い効果が得られる。   Further, by increasing the liquid injection pressure, the flow rate of the injection liquid increases, and the pressure decreases accordingly, and stronger cavitation can be generated. Further, by pressurizing the pressure in the reaction vessel, the pressure in the region where the cavitation bubbles collapse is increased and the pressure difference between the bubbles and the surroundings increases, so that the bubbles collapse violently and the impact force can be increased. The reaction temperature is preferably 0 ° C to 90 ° C, and particularly preferably 10 ° C to 60 ° C. In general, the impact force is considered to be the maximum at the midpoint between the melting point and the boiling point. Therefore, in the case of an aqueous solution, a temperature around 50 ° C. is suitable, but even below that temperature is affected by the vapor pressure. Therefore, a high effect can be obtained within the above range.

界面活性剤を添加することでキャビテーションを発生させるために必要なエネルギーを低減することができる。使用する界面活性剤としては、公知又は新規の界面活性剤、例えば、脂肪酸塩、高級アルキル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、高級アルコール、アルキルフェノール、脂肪酸等のアルキレンオキシド付加物等の非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられる。これらの単一成分からなるものでも、2種以上の成分の混合物でも良い。添加量は噴射液及び/又は被噴射液の表面張力を低下させるために必要な量であればよい。   By adding a surfactant, the energy required to generate cavitation can be reduced. As the surfactant to be used, known or novel surfactants, for example, nonionic surfactants such as fatty acid salts, higher alkyl sulfates, alkylbenzene sulfonates, higher alcohols, alkylphenols, alkylene oxide adducts such as fatty acids, etc. , Anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants and the like. These may consist of a single component or a mixture of two or more components. The addition amount may be an amount necessary for reducing the surface tension of the jet liquid and / or the liquid to be jetted.

繊維を含む溶液中で硫酸バリウムを合成するときに採用する硫酸バリウムの合成方法は、公知の方法によることができる。   The method for synthesizing barium sulfate employed when synthesizing barium sulfate in a solution containing fibers can be performed by a known method.

また、懸濁液の調製等に水を使用するが、この水としては、通常の水道水、工業用水、地下水、井戸水等を用いることができる他、イオン交換水や蒸留水、超純水、工業廃水、反応液を分離・脱水する際に得られる水を好適に用いることできる。   In addition, water is used for the preparation of the suspension, and as this water, normal tap water, industrial water, ground water, well water, etc. can be used, ion-exchanged water, distilled water, ultrapure water, Industrial wastewater and water obtained when separating and dehydrating the reaction liquid can be suitably used.

また、反応槽の反応液を循環させて使用することができる。このように反応液を循環させて、溶液の撹拌を促すことにより、反応効率を上げ、所望の複合繊維を得ることが容易になる。   Moreover, the reaction liquid of a reaction tank can be circulated and used. By circulating the reaction liquid in this way and urging the solution to be stirred, the reaction efficiency is increased and it becomes easy to obtain a desired composite fiber.

また、第1の複合繊維シートを製造する際には、硫酸バリウムと繊維との複合繊維に対して、さらに公知の各種助剤を添加することができる。例えば、キレート剤を添加することができ、具体的には、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸等のポリヒドロキシカルボン酸、シュウ酸等のジカルボン酸、グルコン酸等の糖酸、イミノ二酢酸、エチレンジアミン四酢酸等のアミノポリカルボン酸及びそれらのアルカリ金属塩、ヘキサメタリン酸、トリポリリン酸等のポリリン酸のアルカリ金属塩、グルタミン酸、アスパラギン酸等のアミノ酸及びこれらのアルカリ金属塩、アセチルアセトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸アリル等のケトン類、ショ糖等の糖類、ソルビトール等のポリオールが挙げられる。また、表面処理剤としてパルミチン酸、ステアリン酸等の飽和脂肪酸、オレイン酸、リノール酸等の不飽和脂肪酸、脂環族カルボン酸、アビエチン酸等の樹脂酸、それらの塩、エステル及びエーテル、アルコール系活性剤、ソルビタン脂肪酸エステル類、アミド系やアミン系界面活性剤、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、アルファオレフィンスルホン酸ナトリウム、長鎖アルキルアミノ酸、アミンオキサイド、アルキルアミン、第四級アンモニウム塩、アミノカルボン酸、ホスホン酸、多価カルボン酸、縮合リン酸等を添加することができる。また、必要に応じ分散剤を用いることもできる。この分散剤としては、例えば、ポリアクリル酸ナトリウム、ショ糖脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、アクリル酸−マレイン酸共重合体アンモニウム塩、メタクリル酸−ナフトキシポリエチレングリコールアクリレート共重合体、メタクリル酸−ポリエチレングリコールモノメタクリレート共重合体アンモニウム塩、ポリエチレングリコールモノアクリレート等がある。これらを単独又は複数組み合わせて使用することができる。また、添加のタイミングは合成反応の前でも後でもよい。各種助剤は、合成する硫酸バリウムの量に対して、好ましくは0.001〜20%、より好ましくは0.1〜10%の量で添加することができる。   Moreover, when manufacturing a 1st composite fiber sheet, various well-known auxiliary | assistant can be added with respect to the composite fiber of barium sulfate and a fiber. For example, chelating agents can be added. Specifically, polyhydroxycarboxylic acids such as citric acid, malic acid and tartaric acid, dicarboxylic acids such as oxalic acid, sugar acids such as gluconic acid, iminodiacetic acid, ethylenediaminetetra Aminopolycarboxylic acids such as acetic acid and alkali metal salts thereof, alkali metal salts of polyphosphoric acid such as hexametaphosphoric acid and tripolyphosphoric acid, amino acids such as glutamic acid and aspartic acid and alkali metal salts thereof, acetylacetone, methyl acetoacetate, acetoacetic acid Examples include ketones such as allyl, saccharides such as sucrose, and polyols such as sorbitol. Further, as a surface treatment agent, saturated fatty acids such as palmitic acid and stearic acid, unsaturated fatty acids such as oleic acid and linoleic acid, resin acids such as alicyclic carboxylic acid and abietic acid, salts, esters and ethers thereof, alcohols Activators, sorbitan fatty acid esters, amide or amine surfactants, polyoxyalkylene alkyl ethers, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, sodium alpha olefin sulfonate, long chain alkyl amino acids, amine oxides, alkyl amines, fourth A quaternary ammonium salt, aminocarboxylic acid, phosphonic acid, polyvalent carboxylic acid, condensed phosphoric acid and the like can be added. Moreover, a dispersing agent can also be used as needed. Examples of the dispersant include sodium polyacrylate, sucrose fatty acid ester, glycerin fatty acid ester, acrylic acid-maleic acid copolymer ammonium salt, methacrylic acid-naphthoxypolyethylene glycol acrylate copolymer, methacrylic acid-polyethylene glycol. Examples include monomethacrylate copolymer ammonium salts and polyethylene glycol monoacrylate. These can be used alone or in combination. The timing of addition may be before or after the synthesis reaction. Various auxiliaries can be added in an amount of preferably 0.001 to 20%, more preferably 0.1 to 10% with respect to the amount of barium sulfate to be synthesized.

また、第1の複合繊維シートには、一般に無機填料及び有機填料と呼ばれる粒子、各種繊維(以下、「填料等」という。)を含ませてもよい。例えば、無機填料として、炭酸カルシウム(軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム)、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、アルミニウム化合物、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、クレー(カオリン、焼成カオリン、デラミカオリン)、タルク、酸化亜鉛、ステアリン酸亜鉛、二酸化チタン、ケイ酸ナトリウムと鉱酸から製造されるシリカ(ホワイトカーボン、シリカ/炭酸カルシウム複合繊維、シリカ/二酸化チタン複合繊維)、白土、ベントナイト、珪藻土、硫酸カルシウム、ゼオライト、脱墨工程から得られる灰分を再生して利用する無機填料及び再生する過程でシリカや炭酸カルシウムと複合繊維を形成した無機填料等が挙げられる。炭酸カルシウムシリカ複合物としては、炭酸カルシウム及び/又は軽質炭酸カルシウムシリカ複合物以外に、ホワイトカーボンのような非晶質シリカを併用しても良い。有機填料としては、尿素−ホルマリン樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂、微小中空粒子、アクリルアミド複合繊維、木材由来の物質(微細繊維、ミクロフィブリル繊維、粉体ケナフ)、変性不溶化デンプン、未糊化デンプン等が挙げられる。繊維としては、セルロース等の天然繊維はもちろん、石油等の原料から人工的に合成される合成繊維、さらには、レーヨン、リヨセル等の再生繊維(半合成繊維)、さらには無機繊維等を制限なく使用することができる。填料等は、合成する硫酸バリウムの量に対して、好ましくは1〜80%、より好ましくは5〜50%の量で添加することができる。   Further, the first composite fiber sheet may contain particles generally called inorganic fillers and organic fillers, and various fibers (hereinafter referred to as “fillers”). For example, as inorganic filler, calcium carbonate (light calcium carbonate, heavy calcium carbonate), magnesium carbonate, barium carbonate, aluminum compound, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, zinc hydroxide, clay (kaolin, calcined kaolin, deramikaolin) , Talc, zinc oxide, zinc stearate, titanium dioxide, silica produced from sodium silicate and mineral acid (white carbon, silica / calcium carbonate composite fiber, silica / titanium dioxide composite fiber), white clay, bentonite, diatomaceous earth, sulfuric acid Examples include inorganic fillers that regenerate and use calcium, zeolite, ash obtained from the deinking process, and inorganic fillers that form composite fibers with silica or calcium carbonate in the process of regeneration. As the calcium carbonate silica composite, amorphous silica such as white carbon may be used together with calcium carbonate and / or light calcium carbonate silica composite. Organic fillers include urea-formalin resin, polystyrene resin, phenol resin, fine hollow particles, acrylamide composite fiber, wood-derived substances (fine fiber, microfibril fiber, powder kenaf), modified insolubilized starch, ungelatinized starch, etc. Is mentioned. As fibers, natural fibers such as cellulose, synthetic fibers that are artificially synthesized from raw materials such as petroleum, regenerated fibers (semi-synthetic fibers) such as rayon and lyocell, and inorganic fibers are not limited. Can be used. The filler and the like can be added in an amount of preferably 1 to 80%, more preferably 5 to 50%, based on the amount of barium sulfate to be synthesized.

硫酸バリウムと繊維との複合繊維を合成するときの反応条件は特に制限されず、用途に応じて適宜設定することができる。例えば、合成反応の温度は例えば0℃〜90℃であり、10℃〜70℃とすることが好ましい。反応温度は、反応液の温度を温度調節装置によって制御することができる。0℃以上であれば十分な反応効率が得られコスト面で有利であり、90℃以下であると硫酸バリウム粒子が多くなることを防ぐことができる。   The reaction conditions for synthesizing the composite fiber of barium sulfate and fiber are not particularly limited, and can be set as appropriate according to the application. For example, the temperature of the synthesis reaction is, for example, 0 ° C. to 90 ° C., and preferably 10 ° C. to 70 ° C. The reaction temperature can be controlled by a temperature control device. If it is 0 degreeC or more, sufficient reaction efficiency is obtained and it is advantageous in terms of cost, and if it is 90 degrees C or less, it can prevent that barium sulfate particle increases.

また、硫酸バリウムと繊維との複合繊維を合成するときの反応はバッチ反応とすることもでき、連続反応とすることもできる。一般に、反応後の残存物を排出する便利さから、バッチ反応工程を行うことが好ましい。反応のスケールは特に制限されないが、100L以下のスケールで反応させてもよいし、100L超のスケールで反応させてもよい。反応容器の大きさは、例えば、10L〜100L程度とすることもできるし、100L〜50000L程度としてもよい。   The reaction when synthesizing the composite fiber of barium sulfate and fiber can be a batch reaction or a continuous reaction. In general, it is preferable to perform a batch reaction step for the convenience of discharging the residue after the reaction. The scale of the reaction is not particularly limited, but the reaction may be performed on a scale of 100 L or less, or may be performed on a scale of more than 100 L. The size of the reaction vessel can be, for example, about 10 L to 100 L, or about 100 L to 50000 L.

また、反応液の電導度及び/又は反応時間によって反応を制御することができ、具体的には、反応物が反応槽に滞留する時間を調整して制御することができる。その他、反応槽の反応液を攪拌したり、反応を多段反応としたりすることによって反応を制御することもできる。   In addition, the reaction can be controlled by the electric conductivity of the reaction solution and / or the reaction time, and specifically, the time during which the reaction product stays in the reaction vessel can be adjusted and controlled. In addition, the reaction can also be controlled by stirring the reaction solution in the reaction tank or making the reaction a multistage reaction.

繊維を含有する溶液中で硫酸バリウムを合成する方法においては、反応生成物である複合繊維が懸濁液として得られるため、必要に応じて、貯蔵タンクに貯蔵したり、濃縮、脱水、粉砕、分級、熟成、分散等の処理をしたりすることができる。これらは公知の工程によることができ、用途やエネルギー効率等を考慮して適宜決定すればよい。例えば濃縮・脱水処理は、遠心脱水機、沈降濃縮機等を用いて行われる。この遠心脱水機の例としては、デカンター、スクリューデカンター等が挙げられる。濾過機又は脱水機を用いる場合についてもその種類に特に制限はなく、一般的なものを使用することができるが、例えば、フィルタープレス、ドラムフィルター、ベルトプレス、チューブプレス等の加圧型脱水機、オリバーフィルター等の真空ドラム脱水機等を好適に用いて硫酸バリウムケーキとすることができる。粉砕の方法としては、ボールミル、サンドグラインダーミル、インパクトミル、高圧ホモジナイザー、低圧ホモジナイザー、ダイノーミル、超音波ミル、カンダグラインダ、アトライタ、石臼型ミル、振動ミル、カッターミル、ジェットミル、離解機、叩解機、短軸押出機、2軸押出機、超音波攪拌機、家庭用ジューサーミキサー等が挙げられる。分級の方法としては、メッシュ等の篩、アウトワード型又はインワード型のスリット又は丸穴スクリーン、振動スクリーン、重量異物クリーナー、軽量異物クリーナー、リバースクリーナー、篩分け試験機等が挙げられる。分散の方法としては、高速ディスパーザー、低速ニーダー等が挙げられる。   In the method of synthesizing barium sulfate in a solution containing fibers, a composite fiber that is a reaction product is obtained as a suspension. Therefore, if necessary, it can be stored in a storage tank, concentrated, dehydrated, ground, Processing such as classification, aging, and dispersion can be performed. These can be performed by known processes, and may be appropriately determined in consideration of the application, energy efficiency, and the like. For example, the concentration / dehydration treatment is performed using a centrifugal dehydrator, a sedimentation concentrator, or the like. Examples of the centrifugal dehydrator include a decanter and a screw decanter. When using a filter or a dehydrator, the type is not particularly limited, and a general one can be used. For example, a pressure dehydrator such as a filter press, a drum filter, a belt press, a tube press, A barium sulfate cake can be obtained by suitably using a vacuum drum dehydrator such as an Oliver filter. For grinding, ball mill, sand grinder mill, impact mill, high-pressure homogenizer, low-pressure homogenizer, dyno mill, ultrasonic mill, kanda grinder, attritor, stone mill, vibration mill, cutter mill, jet mill, breaker, beater Short shaft extruder, twin screw extruder, ultrasonic stirrer, household juicer mixer and the like. Examples of the classification method include a sieve such as a mesh, an outward type or inward type slit or round hole screen, a vibrating screen, a heavy foreign matter cleaner, a lighter foreign matter cleaner, a reverse cleaner, and a sieving tester. Examples of the dispersion method include a high-speed disperser and a low-speed kneader.

繊維を含有する溶液中で硫酸バリウムを合成する方法によって得られた複合繊維は、完全に脱水せずに懸濁液の状態で填料や顔料に配合することもできるが、乾燥して粉体とすることもできる。この場合の乾燥機についても特に制限はないが、例えば、気流乾燥機、バンド乾燥機、噴霧乾燥機等を好適に使用することができる。   The composite fiber obtained by the method of synthesizing barium sulfate in the fiber-containing solution can be blended into the filler or pigment in the suspension state without completely dehydrating, You can also Although there is no restriction | limiting in particular also about the dryer in this case, For example, an airflow dryer, a band dryer, a spray dryer etc. can be used conveniently.

硫酸バリウムと繊維との複合繊維は、公知の方法によって改質することが可能である。例えば、ある態様においては、その表面を疎水化し、樹脂等との混和性を高めたりすることが可能である。   The composite fiber of barium sulfate and fiber can be modified by a known method. For example, in some embodiments, the surface can be hydrophobized to improve miscibility with a resin or the like.

〔複合繊維シートの製造〕
硫酸バリウムと繊維との複合繊維は、従来公知の方法でシート形状にすればよい。硫酸バリウムと繊維との複合繊維からシートを製造するときに用いる抄紙機(抄造機)としては、例えば、長網抄紙機、丸網抄紙機、ギャップフォーマ、ハイブリッドフォーマ、多層抄紙機、これらの機器の抄紙方式を組合せた公知の抄造機等が挙げられる。抄紙機におけるプレス線圧、後段でカレンダー処理を行う場合のカレンダー線圧は、いずれも操業性や複合繊維シートの性能に支障を来さない範囲内で定めることができる。また、形成されたシートに対して含浸や塗布により、澱粉、各種ポリマー、顔料及びそれらの混合物を付与しても良い。
[Manufacture of composite fiber sheet]
The composite fiber of barium sulfate and fiber may be formed into a sheet shape by a conventionally known method. Examples of paper machines used for producing sheets from composite fibers of barium sulfate and fibers include long net paper machines, round net paper machines, gap formers, hybrid formers, multilayer paper machines, and these devices. The well-known papermaking machine etc. which combined these papermaking systems are mentioned. The press linear pressure in the paper machine and the calendar linear pressure in the case where the calendar process is performed in the latter stage can be determined within a range that does not hinder the operability and the performance of the composite fiber sheet. Further, starch, various polymers, pigments, and mixtures thereof may be applied to the formed sheet by impregnation or coating.

シート化の際には湿潤及び/又は乾燥紙力剤(紙力増強剤)を添加することができる。これにより、複合繊維シートの強度を向上させることができる。紙力剤としては例えば、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ポリアミド、ポリアミン、エピクロロヒドリン樹脂、植物性ガム、ラテックス、ポリエチレンイミン、グリオキサール、ガム、マンノガラクタンポリエチレンイミン、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルアミン、ポリビニルアルコール等の樹脂;上記樹脂から選ばれる2種以上からなる複合ポリマー又は共重合ポリマー;澱粉及び加工澱粉;カルボキシメチルセルロース、グアーガム、尿素樹脂等が挙げられる。紙力剤の添加量は特に限定されない。   When forming into a sheet, a wet and / or dry paper strength agent (paper strength enhancer) can be added. Thereby, the intensity | strength of a composite fiber sheet can be improved. Examples of paper strength agents include urea formaldehyde resin, melamine formaldehyde resin, polyamide, polyamine, epichlorohydrin resin, vegetable gum, latex, polyethyleneimine, glyoxal, gum, mannogalactan polyethyleneimine, polyacrylamide resin, polyvinylamine. And a resin such as polyvinyl alcohol; a composite polymer or copolymer composed of two or more selected from the above resins; starch and processed starch; carboxymethylcellulose, guar gum, urea resin, and the like. The addition amount of the paper strength agent is not particularly limited.

また、填料の繊維への定着を促したり、填料及び繊維の歩留を向上させたりするために、高分子ポリマーや無機物を添加することもできる。例えば凝結剤として、ポリエチレンイミン及び第三級及び/又は四級アンモニウム基を含む改質ポリエチレンイミン、ポリアルキレンイミン、ジシアンジアミドポリマー、ポリアミン、ポリアミン/エピクロヒドリン重合体、並びにジアルキルジアリル第四級アンモニウムモノマー、ジアルキルアミノアルキルアクリレート、ジアルキルアミノアルキルメタクリレート、ジアルキルアミノアルキルアクリルアミド及びジアルキルアミノアルキルメタクリルアミドとアクリルアミドの重合体、モノアミン類とエピハロヒドリンからなる重合体、ポリビニルアミン及びビニルアミン部を持つ重合体やこれらの混合物等のカチオン性のポリマーに加え、前記ポリマーの分子内にカルボキシル基やスルホン基等のアニオン基を共重合したカチオンリッチな両イオン性ポリマー、カチオン性ポリマーとアニオン性又は両イオン性ポリマーとの混合物等を用いることができる。また歩留剤として、カチオン性又はアニオン性、両性ポリアクリルアミド系物質を用いることができる。また、これらに加えて少なくとも一種以上のカチオンやアニオン性のポリマーを併用する、いわゆるデュアルポリマーと呼ばれる歩留りシステムを適用することもでき、少なくとも一種類以上のアニオン性のベントナイトやコロイダルシリカ、ポリ珪酸、ポリ珪酸もしくはポリ珪酸塩ミクロゲル及びこれらのアルミニウム改質物等の無機微粒子や、アクリルアミドが架橋重合したいわゆるマイクロポリマーといわれる粒径100μm以下の有機系の微粒子を一種以上併用する多成分歩留りシステムであってもよい。特に単独又は組合せで使用するポリアクリルアミド系物質が、極限粘度法による重量平均分子量が200万ダルトン以上である場合、良好な歩留りを得ることができ、好ましくは、500万ダルトン以上であり、更に好ましくは1000万ダルトン以上、3000万ダルトン未満の上記アクリルアミド系物質である場合に非常に高い歩留りを得ることが出来る。このポリアクリルアミド系物質の形態はエマルジョン型でも溶液型であっても構わない。この具体的な組成としては、該物質中にアクリルアミドモノマーユニットを構造単位として含むものであれば特に限定はないが、例えば、アクリル酸エステルの4級アンモニウム塩とアクリルアミドとの共重合物、あるいはアクリルアミドとアクリル酸エステルを共重合させた後、4級化したアンモニウム塩が挙げられる。該カチオン性ポリアクリルアミド系物質のカチオン電荷密度は特には限定されない。   In order to promote the fixing of the filler to the fiber or to improve the yield of the filler and the fiber, a high molecular weight polymer or an inorganic substance can be added. For example, as coagulants, polyethyleneimine and modified polyethyleneimines containing tertiary and / or quaternary ammonium groups, polyalkyleneimines, dicyandiamide polymers, polyamines, polyamine / epichlorohydrin polymers, and dialkyldiallyl quaternary ammonium monomers, dialkyls Cations such as aminoalkyl acrylate, dialkylaminoalkyl methacrylate, dialkylaminoalkyl acrylamide, polymers of dialkylaminoalkyl methacrylamide and acrylamide, polymers of monoamines and epihalohydrin, polymers having polyvinylamine and vinylamine moieties, and mixtures thereof In addition to the functional polymer, a cation ligand obtained by copolymerizing an anionic group such as a carboxyl group or a sulfone group in the molecule of the polymer. Zwitterionic polymers, can be used mixtures of a cationic polymer and an anionic or zwitterionic polymer. As a retention agent, a cationic, anionic, or amphoteric polyacrylamide-based material can be used. In addition to these, a retention system called a so-called dual polymer that uses at least one kind of cation or anionic polymer can also be applied, and at least one kind of anionic bentonite, colloidal silica, polysilicic acid, It is a multi-component yield system using one or more inorganic fine particles such as polysilicic acid or polysilicate microgel and modified aluminum thereof, or organic fine particles having a particle diameter of 100 μm or less, which is called a micropolymer obtained by crosslinking polymerization of acrylamide. Also good. In particular, when the polyacrylamide material used alone or in combination has a weight average molecular weight of 2 million daltons or more by the intrinsic viscosity method, a good yield can be obtained, preferably 5 million daltons or more, and more preferably Can obtain a very high yield in the case of the above acrylamide-based material of 10 million daltons or more and less than 30 million daltons. The form of the polyacrylamide-based material may be an emulsion type or a solution type. The specific composition is not particularly limited as long as the substance contains an acrylamide monomer unit as a structural unit. For example, a copolymer of quaternary ammonium salt of acrylate ester and acrylamide, or acrylamide And a quaternized ammonium salt after copolymerization of acrylate and acrylate. The cationic charge density of the cationic polyacrylamide material is not particularly limited.

その他、目的に応じて、濾水性向上剤、内添サイズ剤、pH調整剤、消泡剤、ピッチコントロール剤、スライムコントロール剤、嵩高剤、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、シリカ等の無機粒子(いわゆる填料)等が挙げられる。各添加材の使用量は特に限定されない。   In addition, according to the purpose, inorganic particles such as drainage improver, internal sizing agent, pH adjuster, antifoaming agent, pitch control agent, slime control agent, bulking agent, calcium carbonate, kaolin, talc, silica (so-called Etc.). The amount of each additive used is not particularly limited.

シートの坪量は、目的に応じて適宜調整できるが、40g/m〜1200g/mとすると放射線遮断効果が高く、また、製造時の乾燥負荷が低いため良好である。また、シートの坪量は、60g/m〜1000g/mとすることもでき、100g/m〜600g/mとすることもできる。 The basis weight of the sheet, may be appropriately adjusted depending on the purpose, high radiation blocking effect when a 40g / m 2 ~1200g / m 2 , also is good for drying load during production is low. The basis weight of the sheet, it is also possible to 60g / m 2 ~1000g / m 2 , it is also possible to 100g / m 2 ~600g / m 2 .

第1の複合繊維シートに、難燃剤を含む材料を、塗布または含侵させることも可能である。また、第1の複合繊維シートを、難燃剤を含む材料によって被覆することも可能である。これにより、第1の複合繊維シートの難燃性をより向上させることができる。   It is also possible to apply or impregnate the first composite fiber sheet with a material containing a flame retardant. Moreover, it is also possible to coat | cover the 1st composite fiber sheet with the material containing a flame retardant. Thereby, the flame retardance of a 1st composite fiber sheet can be improved more.

〔放射線遮断材の製造〕
第1の複合繊維シートを複数枚重ね合わせて積層体(多層シート又は多層ボード)とすることによって、放射線遮断材を製造できる。第1の複合繊維シートを積層して用いる場合は、例えば、2枚〜50枚のシートを用いることができ、3枚〜30枚のシートを用いることが好ましく、4枚〜20枚のシートを用いることがさらに好ましい。このように第1の複合繊維シートを重ねた積層体とすることによって、放射線遮断性が大きく向上する。シートを積層する際は、適宜、バインダー等を使用すればよい。バインダーの種類は特に限定されない。例えば、酢酸ビニル系バインダー等のシートの貼り合せに通常使用されるバインダーが挙げられる。
[Manufacture of radiation shielding materials]
A radiation shielding material can be produced by stacking a plurality of first composite fiber sheets to form a laminate (multilayer sheet or multilayer board). When the first composite fiber sheet is used by being laminated, for example, 2 to 50 sheets can be used, 3 to 30 sheets are preferably used, and 4 to 20 sheets are preferably used. More preferably, it is used. Thus, by setting it as the laminated body which piled up the 1st composite fiber sheet, radiation shielding property improves greatly. When laminating sheets, a binder or the like may be used as appropriate. The kind of binder is not specifically limited. For example, the binder normally used for bonding of sheets, such as a vinyl acetate binder, is mentioned.

ここで、本明細書において、上記「放射線遮断性」とは、X線及びγ線の透過を防ぐ又はX線及びγ線の透過量を低減させる性質をいう。具体的には、後述する実施例に記載した方法によって測定した放射線遮断材のX線の線量減少率(%)が、好ましくは25%以上、より好ましくは40%以上、さらに好ましくは50%以上、最も好ましくは60%以上もしくは、γ線の線量減少率(%)が、好ましくは2%以上、より好ましくは5%以上、さらに好ましくは10%以上、最も好ましくは15%以上である場合に、その放射線遮断材は放射線遮断性を有しているという。尚、本明細書では、上記「放射線遮断性」を「放射線遮蔽性」と言う場合がある。   Here, in the present specification, the “radiation shielding property” refers to a property of preventing the transmission of X-rays and γ-rays or reducing the amount of transmission of X-rays and γ-rays. Specifically, the X-ray dose reduction rate (%) of the radiation shielding material measured by the method described in the examples described later is preferably 25% or more, more preferably 40% or more, and even more preferably 50% or more. Most preferably 60% or more, or the dose reduction rate (%) of γ rays is preferably 2% or more, more preferably 5% or more, still more preferably 10% or more, and most preferably 15% or more. The radiation shielding material is said to have radiation shielding properties. In the present specification, the “radiation shielding” may be referred to as “radiation shielding”.

さらに、第1の複合繊維シートの積層体に、難燃剤を含む材料を、塗布または含侵させる、第1の複合繊維シートの積層体を、難燃剤を含む材料によって被覆する、または、後述する難燃性シートを第1の複合繊維シートの積層体の片面又は両面に貼り合わせて、難燃性を備えた複合ボードとすることもできる。貼り合わせる難燃性シートは1枚であっても複数であってもよいが、複数の難燃性シートを貼り合わせる場合は、例えば、2〜20枚のシートを用いることができ、2〜15枚のシートを用いることが好ましく、2〜10枚のシートを用いることがさらに好ましい。   Furthermore, the laminated body of the first composite fiber sheet is coated or impregnated with a material containing a flame retardant. The laminated body of the first composite fiber sheet is coated with a material containing a flame retardant, or described later. A flame retardant sheet may be bonded to one or both sides of the first composite fiber sheet laminate to form a flame retardant composite board. The flame retardant sheet to be bonded may be one sheet or plural sheets. However, when a plurality of flame retardant sheets are bonded to each other, for example, 2 to 20 sheets can be used. It is preferable to use one sheet, and it is more preferable to use 2 to 10 sheets.

また、複合繊維の成形物に後からポリマー等の各種有機物、顔料等の各種無機物を付与してもよい。例えば、シート化したもの(積層したものやボード状のものも含む)に塗工(塗布)することによって所望の物質を表面に積層することが可能である。例えば、澱粉、PVA等のバインダー、サイズ剤等の疎水化剤、有機又は無機の難燃剤等を塗工することができる。さらに、種々の物質をシート(積層したもの及びボード状のものも含む)に含浸することで、より機能を高めることも可能である。   Further, various organic substances such as polymers and various inorganic substances such as pigments may be added to the composite fiber molding later. For example, it is possible to laminate a desired substance on the surface by applying (applying) a sheet (including laminated ones and board-like ones). For example, a binder such as starch and PVA, a hydrophobizing agent such as a sizing agent, an organic or inorganic flame retardant, and the like can be applied. Furthermore, it is possible to further enhance the function by impregnating sheets (including laminated ones and board-like ones) with various substances.

これらのシート、積層物及びボードはさらに加工してハニカム構造等の立体構造にすることも可能である。   These sheets, laminates, and boards can be further processed into a three-dimensional structure such as a honeycomb structure.

〔難燃性シート〕
本発明の一態様に係る放射線遮断材には、難燃性シートをさらに積層させることもできる。難燃性シートは、難燃剤を含み、シート形態のシートである。難燃性シートがさらに積層していることにより、放射線遮断材の難燃性をより向上させることができる。難燃性シートとしては、従来公知の難燃材料を含むシート形状のものであればよいが、難燃剤と繊維との複合繊維シート(第2の複合繊維シート)であることが好ましい。
[Flame Retardant Sheet]
A flame-retardant sheet can be further laminated on the radiation shielding material according to one embodiment of the present invention. A flame-retardant sheet | seat contains a flame retardant and is a sheet | seat of a sheet form. By further laminating the flame retardant sheets, the flame retardance of the radiation shielding material can be further improved. The flame retardant sheet may be in the form of a sheet containing a conventionally known flame retardant material, but is preferably a composite fiber sheet (second composite fiber sheet) of a flame retardant and a fiber.

〔複合繊維〕
難燃剤と繊維との複合繊維についての説明は、上記「第1の複合繊維シート」の項における「複合繊維」の説明において、「硫酸バリウム」を「難燃剤」に読み替えて援用することができる。
[Composite fiber]
The description of the composite fiber of the flame retardant and the fiber can be incorporated by replacing “barium sulfate” with “flame retardant” in the description of “composite fiber” in the section of “first composite fiber sheet” above. .

第2の複合繊維シート中に含まれている難燃剤と繊維との複合繊維の含有量は、第2の複合繊維シートの全重量に対して、10%以上、100%以下であることが好ましく、25%以上、100%以下であることがより好ましい。第2の複合繊維シートの全重量に対して、5%以上の難燃剤と繊維との複合繊維を含有していることにより、優れた難燃性が得られる。   The composite fiber content of the flame retardant and fiber contained in the second composite fiber sheet is preferably 10% or more and 100% or less with respect to the total weight of the second composite fiber sheet. 25% or more and 100% or less is more preferable. By containing 5% or more of the composite fiber of the flame retardant and the fiber with respect to the total weight of the second composite fiber sheet, excellent flame retardancy can be obtained.

〔難燃剤〕
難燃剤としては、硫酸バリウム以外の難燃剤を用いればよく、例えば、炭酸マグネシウム、アルミニウム化合物、ハイドロタルサイト、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、シリカが挙げられるが、特に好ましくは、炭酸マグネシウム、アルミニウム化合物、硫酸バリウム、ハイドロタルサイト等の難燃性無機粒子、及びテトラブロモビスフェノールA、デカブロモビフェニル、ペンタブロモジフェニルエーテル、塩素系パラフィン、塩素系ポリエチレン、りん酸エステル、ポリりん酸アンモニウム、ポリホウ酸ナトリウム、ホウ砂、ホウ酸亜鉛、シリコーン樹脂、りん酸アンモニウム、グアニジン化合物、メラミン化合物等の有機系難燃剤、からなる群より選ばれる少なくとも一つであり得る。中でも、炭酸マグネシウム、アルミニウム化合物、ハイドロタルサイトがより好ましく、炭酸マグネシウムがさらに好ましい。
〔Flame retardants〕
As the flame retardant, a flame retardant other than barium sulfate may be used, and examples thereof include magnesium carbonate, aluminum compound, hydrotalcite, magnesium hydroxide, calcium carbonate, calcium phosphate, and silica. Particularly preferably, magnesium carbonate, Flame retardant inorganic particles such as aluminum compounds, barium sulfate, hydrotalcite, and tetrabromobisphenol A, decabromobiphenyl, pentabromodiphenyl ether, chlorinated paraffin, chlorinated polyethylene, phosphate ester, ammonium polyphosphate, polyboric acid It may be at least one selected from the group consisting of sodium, borax, zinc borate, silicone resin, ammonium phosphate, guanidine compound, organic flame retardant such as melamine compound. Among these, magnesium carbonate, an aluminum compound, and hydrotalcite are more preferable, and magnesium carbonate is more preferable.

また、第1の複合繊維がアルミニウム化合物を含み、前記難燃性シートが炭酸マグネシウムおよび/もしくはアルミニウム化合物および/もしくはハイドロタルサイトを含むことが好ましい。硫酸バリウムを製造する際、アルミニウム化合物も生成する合成方法を採用すると、第1の複合繊維にも、容易に、より強い難燃性を付与できる。第2の複合繊維にも炭酸マグネシウムおよび/もしくはアルミニウム化合物および/もしくはハイドロタルサイトによる強い難燃性が付与されることで、放射線遮断材の難燃性をより向上させることができる。   Moreover, it is preferable that a 1st composite fiber contains an aluminum compound, and the said flame-retardant sheet | seat contains magnesium carbonate and / or an aluminum compound, and / or a hydrotalcite. When producing a barium sulfate, employing a synthesis method that also produces an aluminum compound can easily impart stronger flame retardancy to the first composite fiber. The flame retardance of the radiation shielding material can be further improved by imparting strong flame retardancy to the second composite fiber to the magnesium carbonate and / or aluminum compound and / or hydrotalcite.

〔炭酸マグネシウム〕
第2の複合繊維シートの好ましい態様の一つは、炭酸マグネシウムと繊維との複合繊維のシートである。炭酸マグネシウム微粒子の平均一次粒径は好適には50μm未満であるが、平均一次粒径が30μm以下の炭酸マグネシウムとすることもできる。また、好ましい態様において、炭酸マグネシウム微粒子の平均一次粒子径は10nm〜3μm程度とすることも可能である。
[Magnesium carbonate]
One of the preferable embodiments of the second composite fiber sheet is a composite fiber sheet of magnesium carbonate and fibers. The average primary particle size of the magnesium carbonate fine particles is preferably less than 50 μm, but may be magnesium carbonate having an average primary particle size of 30 μm or less. In a preferred embodiment, the average primary particle diameter of the magnesium carbonate fine particles can be about 10 nm to 3 μm.

また、炭酸マグネシウムは、微細な一次粒子が凝集した二次粒子の形態を取ることもあり、用途に応じた二次粒子を生成させることができるし、粉砕によって凝集塊を細かくすることもできる。粉砕の方法としては、ボールミル、サンドグラインダーミル、インパクトミル、高圧ホモジナイザー、低圧ホモジナイザー、ダイノーミル、超音波ミル、カンダグラインダ、アトライタ、石臼型ミル、振動ミル、カッターミル、ジェットミル、離解機、叩解機、短軸押出機、2軸押出機、超音波攪拌機、家庭用ジューサーミキサー等が挙げられる。   Magnesium carbonate may take the form of secondary particles in which fine primary particles are aggregated, and secondary particles can be generated according to the application, and the agglomerates can be made fine by pulverization. For grinding, ball mill, sand grinder mill, impact mill, high-pressure homogenizer, low-pressure homogenizer, dyno mill, ultrasonic mill, kanda grinder, attritor, stone mill, vibration mill, cutter mill, jet mill, breaker, beater Short shaft extruder, twin screw extruder, ultrasonic stirrer, household juicer mixer and the like.

炭酸マグネシウムは、例えば、酸化マグネシウム、マグネサイト、ドロマイト、ハンタイト、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、ブルサイト及びこれらの混合物からなる群より選択される原料から合成することができる。中でも水酸化マグネシウムから合成されることがより好ましい。   Magnesium carbonate can be synthesized, for example, from a raw material selected from the group consisting of magnesium oxide, magnesite, dolomite, huntite, magnesium carbonate, magnesium hydroxide, brucite, and mixtures thereof. Among these, it is more preferable to synthesize from magnesium hydroxide.

炭酸マグネシウムと繊維との複合繊維シートの製造方法としては、例えば、繊維を含む溶液において炭酸マグネシウムを合成する方法が挙げられる。酸化マグネシウム等に代表される水酸化マグネシム前駆体から水酸化マグネシムを得る時点で反応溶液中に繊維を分散させておくことができる。また、水酸化マグネシウムから炭酸マグネシウムを得る工程で繊維を分散させておくこともできる。いずれの場合においても、反応溶液がアルカリ性であるため、反応液に浸漬することで繊維を膨潤させ、効率よく炭酸マグネシウムと繊維の複合繊維を得ることができる。繊維を分散させた後、すぐに炭酸化反応を開始することもできるし、15分以上撹拌することでより繊維の膨潤を促してから炭酸化反応を開始することもできる。例えば、水酸化マグネシウムを含む水性懸濁液を反応容器内に噴射することによって炭酸マグネシウムを合成してもよい。後述するが、水酸化マグネシウムの水性懸濁液を反応容器内に噴射する際に、キャビテーション気泡を発生させ、その存在下で炭酸マグネシウムを合成することが好ましい態様である。   As a manufacturing method of the composite fiber sheet of magnesium carbonate and a fiber, the method of synthesize | combining magnesium carbonate in the solution containing a fiber is mentioned, for example. At the time of obtaining magnesium hydroxide from a magnesium hydroxide precursor typified by magnesium oxide or the like, the fibers can be dispersed in the reaction solution. Further, the fiber can be dispersed in the step of obtaining magnesium carbonate from magnesium hydroxide. In any case, since the reaction solution is alkaline, the fibers can be swollen by being immersed in the reaction solution, and a composite fiber of magnesium carbonate and fibers can be obtained efficiently. The carbonation reaction can be started immediately after the fibers are dispersed, or the carbonation reaction can be started after the fiber is further swollen by stirring for 15 minutes or more. For example, magnesium carbonate may be synthesized by injecting an aqueous suspension containing magnesium hydroxide into a reaction vessel. As will be described later, when jetting an aqueous suspension of magnesium hydroxide into the reaction vessel, it is a preferred embodiment to generate cavitation bubbles and synthesize magnesium carbonate in the presence thereof.

繊維を含む溶液中で炭酸マグネシウム微粒子を合成する方法において、炭酸マグネシウムの合成方法は、公知の方法によることができる。例えば、水酸化マグネシウムと炭酸ガスから重炭酸マグネシウムを合成し、重炭酸マグネシウムから正炭酸マグネシウムを経て塩基性炭酸マグネシウムを合成することができる。炭酸マグネシウムの合成方法によって重炭酸マグネシウム、正炭酸マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム等を得ることができるが、塩基性炭酸マグネシムにすることが特に好ましい。塩基性炭酸マグネシムは他の炭酸マグネシウムに比べて安定性が比較的高く、また、柱状(針状)結晶である正炭酸マグネシウムよりも繊維に定着しやすいからである。一方、繊維の存在下で塩基性炭酸マグネシウムにまで化学反応させることで、繊維表面をうろこ状等に被覆した炭酸マグネシウムと繊維の複合繊維を得ることができる。   In the method for synthesizing the magnesium carbonate fine particles in the solution containing the fibers, the magnesium carbonate can be synthesized by a known method. For example, magnesium bicarbonate can be synthesized from magnesium hydroxide and carbon dioxide, and basic magnesium carbonate can be synthesized from magnesium bicarbonate via normal magnesium carbonate. Magnesium bicarbonate, normal magnesium carbonate, basic magnesium carbonate, and the like can be obtained by a magnesium carbonate synthesis method, but basic magnesium carbonate is particularly preferable. This is because basic magnesium carbonate is relatively stable compared to other magnesium carbonates and is more easily fixed to fibers than normal magnesium carbonate which is a columnar (needle-like) crystal. On the other hand, by carrying out a chemical reaction to basic magnesium carbonate in the presence of fibers, a composite fiber of magnesium carbonate and fibers with the fiber surface coated in a scale or the like can be obtained.

第2の複合繊維シートの好ましい態様として、複合繊維シートにおける繊維表面の15%以上が炭酸マグネシウムによって被覆されている態様がある。また、複合繊維シートにおいて、炭酸マグネシウムによる繊維の被覆率(面積率)は、25%以上がより好ましく、40%以上がさらに好ましい。また、繊維を含有する溶液中で炭酸マグネシウムを合成する方法によれば、被覆率が60%以上、80%以上の複合繊維を好適に製造できる。被覆率の上限値は用途に応じて適宜設定すればよいが、例えば、100%、90%、80%である。   As a preferable aspect of the second composite fiber sheet, there is an aspect in which 15% or more of the fiber surface in the composite fiber sheet is coated with magnesium carbonate. Further, in the composite fiber sheet, the coverage (area ratio) of the fiber with magnesium carbonate is more preferably 25% or more, and further preferably 40% or more. Moreover, according to the method of synthesizing magnesium carbonate in a solution containing fibers, a composite fiber having a coverage of 60% or more and 80% or more can be suitably produced. The upper limit of the coverage may be set as appropriate according to the application, but is 100%, 90%, or 80%, for example.

炭酸マグネシウムと繊維とを複合繊維化しておくと、単に炭酸マグネシウムを繊維と混合した場合と比較して、炭酸マグネシウムが製品に歩留り易いだけでなく、凝集せずに均一に分散した製品を得ることができる。すなわち、炭酸マグネシウムと繊維との複合繊維の製品への歩留り(投入した炭酸マグネシウムが製品中に残る重量割合)を60%以上とすることが可能であり、70%以上や90%以上とすることもできる。   When magnesium carbonate and fiber are made into composite fiber, magnesium carbonate is not only easy to yield in the product compared to the case where magnesium carbonate is mixed with fiber, but also a product in which the product is uniformly dispersed without agglomeration is obtained. Can do. In other words, the yield of the composite fiber of magnesium carbonate and fiber to the product (weight ratio of the magnesium carbonate that remains in the product) can be 60% or more, and 70% or more or 90% or more. You can also.

また、炭酸マグネシウムを合成する際に、キャビテーション気泡を存在させることが好ましい。この場合、炭酸マグネシウムの合成ルートの全てにおいてキャビテーション気泡を存在させる必要はなく、少なくとも1つの段階でキャビテーション気泡を存在させればよい。   Further, it is preferable that cavitation bubbles exist when the magnesium carbonate is synthesized. In this case, cavitation bubbles do not need to exist in all of the synthesis routes of magnesium carbonate, and cavitation bubbles may exist in at least one stage.

例えば、塩基性炭酸マグネシウムを製造する場合、マグネシウム源として酸化マグネシウムMgOを使用し、酸化マグネシウムから得られた水酸化マグネシウムMg(OH)に炭酸ガスCOを吹き込んで重炭酸マグネシウムMg(HCOを得て、重炭酸マグネシウムから正炭酸マグネシウムMgCO・3HOを経て塩基性炭酸マグネシウムが得られる。炭酸マグネシウムを合成する際、繊維を存在させておくことによって、繊維上に塩基性炭酸マグネシウムを合成することができる。炭酸マグネシウムのいずれかの合成段階でキャビテーション気泡を存在させておくことが好ましく、炭酸マグネシウムを合成する際にキャビテーション気泡を存在させることがより好ましい。好ましい態様においては、水酸化マグネシウムから重炭酸マグネシウムを合成する段階においてキャビテーション気泡を存在させることができる。また別の態様においては、重炭酸マグネシウム又は正炭酸マグネシウムから塩基性炭酸マグネシウムを合成する段階においてキャビテーション気泡を存在させることができる。さらに別の態様においては、塩基性炭酸マグネシムを合成後、熟成させるときに存在させることができる。 For example, when producing basic magnesium carbonate, magnesium oxide MgO is used as a magnesium source, and carbon dioxide gas CO 2 is blown into magnesium hydroxide Mg (OH) 2 obtained from magnesium oxide to produce magnesium bicarbonate Mg (HCO 3 2 ) and basic magnesium carbonate is obtained from magnesium bicarbonate through normal magnesium carbonate MgCO 3 .3H 2 O. When the magnesium carbonate is synthesized, the basic magnesium carbonate can be synthesized on the fiber by allowing the fiber to be present. Cavitation bubbles are preferably present at any stage of the synthesis of magnesium carbonate, and more preferably, cavitation bubbles are present when synthesizing magnesium carbonate. In a preferred embodiment, cavitation bubbles can be present in the step of synthesizing magnesium bicarbonate from magnesium hydroxide. In another embodiment, cavitation bubbles can be present in the step of synthesizing basic magnesium carbonate from magnesium bicarbonate or normal carbonate. In yet another embodiment, basic magnesium carbonate can be present when synthesized and then aged.

一般に、炭酸ガス法によって炭酸マグネシウム製造する際の反応容器(炭酸化反応機:カーボネーター)として、ガス吹き込み型カーボネーター及び機械攪拌型カーボネーターが知られている。これらの中では、機械攪拌型カーボネーターがより好ましい。機械攪拌型カーボネーターは、カーボネーター内部に攪拌機を設け、その攪拌機の近くに炭酸ガスを導入することによって、炭酸ガスを細かな気泡とする。この仕組みにより、気泡の大きさを均一かつ微細に制御することが容易である。これにより、炭酸ガスを用いた合成における反応効率を向上させている(『セメント・セッコウ・石灰ハンドブック』技報堂出版、1995年、495頁)。ガス吹き込み型カーボネーターでは、消石灰懸濁液(石灰乳)を入れた炭酸化反応槽に炭酸ガスを吹き込み、消石灰と炭酸ガスとを反応させる。   Generally, a gas blowing type carbonator and a mechanical stirring type carbonator are known as a reaction vessel (carbonation reactor: carbonator) for producing magnesium carbonate by the carbon dioxide method. Among these, a mechanical stirring type carbonator is more preferable. The mechanical stirring type carbonator is provided with a stirrer inside the carbonator, and introduces carbon dioxide gas near the stirrer to make carbon dioxide into fine bubbles. This mechanism makes it easy to control the size of bubbles uniformly and finely. This improves the reaction efficiency in synthesis using carbon dioxide gas (“Cement, Gypsum, Lime Handbook”, Gihodo Publishing, 1995, p. 495). In the gas blowing type carbonator, carbon dioxide gas is blown into a carbonation reaction tank containing slaked lime suspension (lime milk), and slaked lime and carbon dioxide gas are reacted.

また、キャビテーション気泡の存在下で炭酸マグネシウムを合成することがより好ましい。反応液の濃度が高かったり炭酸化反応が進んだりして反応液の抵抗が大きくなっても、十分に撹拌して、炭酸ガスを微細化できるからである。そのため、炭酸化反応を的確に制御でき、エネルギーロスを防ぐことができる。また、溶解性が低い水酸化マグネシウム残渣は沈降が速いために、常に底部に滞留しやすいが、キャビテーション気泡の存在下で合成すれば、ガス吹込口が塞がれることを防ぐことができる。   It is more preferable to synthesize magnesium carbonate in the presence of cavitation bubbles. This is because even if the concentration of the reaction solution is high or the carbonation reaction proceeds and the resistance of the reaction solution increases, the carbon dioxide gas can be refined by sufficient stirring. Therefore, the carbonation reaction can be accurately controlled, and energy loss can be prevented. In addition, the magnesium hydroxide residue having low solubility is likely to stay at the bottom because it settles quickly, but if it is synthesized in the presence of cavitation bubbles, the gas inlet can be prevented from being blocked.

従って、効率的に炭酸化反応を進行させ、均一な炭酸マグネシウム微粒子を製造することが可能になる。特に噴流キャビテーションを用いることで、羽根などの機械的な攪拌機なしに、十分な攪拌を行うことができる。また、従来公知の反応容器を用いることができ、もちろん、上述したようなガス吹き込み型カーボネーターや機械攪拌型カーボネーターを問題なく使用することができ、これらの容器にノズルなどを用いた噴流キャビテーションを組合せてもよい。   Therefore, it is possible to efficiently promote the carbonation reaction and produce uniform magnesium carbonate fine particles. In particular, by using jet cavitation, sufficient stirring can be performed without a mechanical stirrer such as a blade. In addition, conventionally known reaction vessels can be used, and of course, the above-described gas blowing type carbonator and mechanical stirring type carbonator can be used without any problem, and jet cavitation using nozzles or the like in these vessels. May be combined.

炭酸マグネシウムを合成するとき、水酸化マグネシウムの水性懸濁液の固形分濃度は、より良好な反応効率を達成でき、かつ、製造コストを抑制する観点から、好ましくは0.1重量%以上、より好ましくは0.5重量%以上、さらに好ましくは1重量%以上である。また、当該固形分濃度は、流動性が良好な状態で反応させて、より良好な反応効率を達成する観点から、好ましくは40重量%以下、より好ましくは30重量%以下、さらに好ましくは20重量%以下程度である。キャビテーション気泡の存在下で炭酸マグネシウムを合成する態様においては、固形分濃度の高い懸濁液(スラリー)を用いても、反応液と炭酸ガスをより好適に混合することができる。   When synthesizing magnesium carbonate, the solid content concentration of the aqueous magnesium hydroxide suspension is preferably 0.1% by weight or more from the viewpoint of achieving better reaction efficiency and suppressing the production cost. Preferably it is 0.5 weight% or more, More preferably, it is 1 weight% or more. Further, the solid content concentration is preferably 40% by weight or less, more preferably 30% by weight or less, and still more preferably 20% by weight from the viewpoint of achieving better reaction efficiency by reacting in a state where fluidity is good. % Or less. In the embodiment in which magnesium carbonate is synthesized in the presence of cavitation bubbles, the reaction solution and carbon dioxide can be more suitably mixed even when a suspension (slurry) having a high solid content is used.

水酸化マグネシウムを含む水性懸濁液としては、一般に用いられるものを使用でき、例えば、水酸化マグネシウムを水に混合して調製したり、酸化マグネシウムを水に添加して調製したりすることができる。酸化マグネシウムから水酸化マグネシウムのスラリーを調製する際の条件は特に制限されないが、例えば、MgOの濃度は0.1重量%以上、好ましくは1重量%以上、温度は20〜100℃、好ましくは30〜100℃とすることができる。また、反応時間は、例えば、5分〜5時間(好ましくは2時間以内)とすることが好ましい。装置はバッチ式であっても連続式であってもよい。なお、水酸化マグネシウムスラリーの調製と炭酸化反応は、別々の装置を用いてもよく、また、1つの反応槽で行ってもよい。   As an aqueous suspension containing magnesium hydroxide, a commonly used one can be used. For example, it can be prepared by mixing magnesium hydroxide with water or by adding magnesium oxide to water. . The conditions for preparing the magnesium hydroxide slurry from magnesium oxide are not particularly limited. For example, the MgO concentration is 0.1 wt% or more, preferably 1 wt% or more, and the temperature is 20 to 100 ° C., preferably 30 It can be set to -100 degreeC. The reaction time is preferably 5 minutes to 5 hours (preferably within 2 hours), for example. The apparatus may be a batch type or a continuous type. Note that the preparation of the magnesium hydroxide slurry and the carbonation reaction may be performed using separate apparatuses or in one reaction tank.

〔アルミニウム化合物〕
第2の複合繊維シートは、アルミニウム化合物と繊維との複合繊維シートであることも好ましい。アルミニウム化合物の合成法は種々あり、アルミニウム塩が含まれる物質にアルカリ溶液を添加することで合成できる。例えば、硫酸アルミニウムに水酸化ナトリウムを添加することで得ることができる。また、硫酸バリウムを合成する際の原料として硫酸アルミニウムを用いると、硫酸バリウムだけでなく水酸化アルミニウム等のアルミニウム化合物も同時に合成することが可能である。この方法であれば、硫酸バリウム及びアルミニウム化合物の両方を同時に合成できるので、複合繊維シートの難燃性を容易により向上させることができる。なお、本発明の一態様として、第1の複合繊維シートを硫酸バリウム及びアルミニウム化合物の両方を同時に合成する方法で製造し、同様の方法によって得るシートをさらに積層させた形態は、硫酸バリウム及びアルミニウム化合物の複合繊維シートが積層したものとなるので、第1の複合繊維シートを積層させたものに該当するといえる。
[Aluminum compound]
It is also preferable that the second composite fiber sheet is a composite fiber sheet of an aluminum compound and fibers. There are various methods for synthesizing aluminum compounds, and they can be synthesized by adding an alkaline solution to a substance containing an aluminum salt. For example, it can be obtained by adding sodium hydroxide to aluminum sulfate. Further, when aluminum sulfate is used as a raw material for synthesizing barium sulfate, not only barium sulfate but also an aluminum compound such as aluminum hydroxide can be synthesized at the same time. With this method, since both barium sulfate and aluminum compound can be synthesized simultaneously, the flame retardancy of the composite fiber sheet can be easily improved. Note that as one embodiment of the present invention, the first composite fiber sheet is manufactured by a method of simultaneously synthesizing both barium sulfate and an aluminum compound, and a form obtained by further laminating sheets obtained by the same method is used as barium sulfate and aluminum. Since the composite fiber sheets of the compound are laminated, it can be said that the compound fiber sheets correspond to those obtained by laminating the first composite fiber sheets.

〔ハイドロタルサイト〕
一般に、ハイドロタルサイトは、[M2+ 1−x3+ (OH)][An− /n・mHO](式中、M2+は2価の金属イオンを、M3+は3価の金属イオンを表し、An− /nは層間陰イオンを表す。また0<x<1であり、nはAの価数、0≦m<1である)という一般式で示される。ここで、2価の金属イオンであるM2+は、例えば、Mg2+、Co2+、Ni2+、Zn2+、Fe2+、Ca2+、Ba2+、Cu2+、Mn2+等、3価の金属イオンであるM3+は、例えば、Al3+、Fe3+、Cr3+、Ga3+等、層間陰イオンであるAn−は、例えば、OH、Cl、CO 、SO 等のn価の陰イオンを挙げることができ、xは一般に0.2〜0.33の範囲である。結晶構造は、正の電荷をもつ正八面体のbrucite単位が並んだ二次元基本層と負の電荷を持つ中間層からなる積層構造をとっている。
[Hydrotalcite]
Generally, hydrotalcite, [M 2+ 1-x M 3+ x (OH) 2] [A n- x / n · mH 2 O] ( wherein, M 2+ is a divalent metal ion, M 3+ is It represents a trivalent metal ion, and A n− x / n represents an interlayer anion, and 0 <x <1, where n is the valence of A, and 0 ≦ m <1. It is. Here, M 2+ that is a divalent metal ion is a trivalent metal ion such as Mg 2+ , Co 2+ , Ni 2+ , Zn 2+ , Fe 2+ , Ca 2+ , Ba 2+ , Cu 2+ , Mn 2+, and the like. there M 3+ are, for example, Al 3+, Fe 3+, Cr 3+, Ga 3+ , etc., a n- is an interlayer anion, for example, OH -, Cl -, CO 3 -, SO 4 - the n-valent, etc. Anions can be mentioned, and x is generally in the range of 0.2 to 0.33. The crystal structure has a laminated structure composed of a two-dimensional basic layer in which octahedral brucite units having a positive charge are arranged and an intermediate layer having a negative charge.

ハイドロタルサイトは、その陰イオン交換機能を生かした様々な用途への展開、例えば、イオン交換材、吸着剤、脱臭剤等の用途に使用されてきた。また、その他、構成する金属イオンの組み合わせを生かし、各構成金属イオンが良好な混合状態にあるハイドロタルサイトを加熱脱水し、又は、さらに加熱焼成することにより、均一な組成の複合酸化物を容易に得られ、触媒用途等に使用する例等も見られる。   Hydrotalcite has been used for various applications utilizing its anion exchange function, such as ion exchange materials, adsorbents, deodorants and the like. In addition, by utilizing the combination of constituent metal ions, hydrotalcite in which each constituent metal ion is in a good mixed state is heated and dehydrated, or further heated and fired to easily produce a complex oxide with a uniform composition. Examples of use in catalyst applications and the like are also found.

第2の複合繊維シートにおけるハイドロタルサイトの比率は、10重量%以上とすることが可能であり、20重量%以上とすることもでき、好ましくは40重量%以上とすることもできる。ハイドロタルサイトと繊維との複合繊維の灰分は、JIS P 8251:2003に従って測定することができる。ハイドロタルサイトと繊維との複合繊維シートの灰分は10重量%以上とすることが可能であり、20重量%以上とすることもでき、好ましくは40重量%以上とすることができる。又はイドロタルサイトと繊維との複合繊維シートは、灰分中、マグネシウム又は亜鉛を10重量%以上含むことが好ましく、40%以上含むことがより好ましい。灰分中のマグネシウム又は亜鉛の含有量は、蛍光X線分析により定量することができる。   The ratio of hydrotalcite in the second composite fiber sheet can be 10% by weight or more, can be 20% by weight or more, and preferably 40% by weight or more. The ash content of the composite fiber of hydrotalcite and fiber can be measured according to JIS P 8251: 2003. The ash content of the composite fiber sheet of hydrotalcite and fibers can be 10% by weight or more, can be 20% by weight or more, and preferably 40% by weight or more. Alternatively, the composite fiber sheet of idrotalcite and fibers preferably contains 10% by weight or more of magnesium or zinc in the ash, and more preferably contains 40% or more. The magnesium or zinc content in the ash can be quantified by fluorescent X-ray analysis.

第2の複合繊維シートの好ましい態様として、複合繊維シートにおける繊維表面の15%以上がハイドロタルサイトによって被覆されている態様がある。また、複合繊維シートにおいて、ハイドロタルサイトによる繊維の被覆率(面積率)は、25%以上がより好ましく、40%以上がさらに好ましい。また、繊維を含有する溶液中でハイドロタルサイトを合成する方法によれば、被覆率が60%以上、80%以上の複合繊維を好適に製造できる。被覆率の上限値は用途に応じて適宜設定すればよいが、例えば、100%、90%、80%である。また、本発明の一態様に係る放射線遮断材が備えるハイドロタルサイトと繊維の複合繊維シートは、好ましい態様において、ハイドロタルサイトが繊維の外表面やルーメンの内側に定着するだけでなく、ミクロフィブリルの内側にも生成することが電子顕微鏡観察の結果から明らかとなっている。   As a preferable aspect of the second composite fiber sheet, there is an aspect in which 15% or more of the fiber surface in the composite fiber sheet is covered with hydrotalcite. In the composite fiber sheet, the fiber coverage (area ratio) by hydrotalcite is more preferably 25% or more, and further preferably 40% or more. Moreover, according to the method of synthesizing hydrotalcite in a solution containing fibers, it is possible to suitably produce a composite fiber having a coverage of 60% or more and 80% or more. The upper limit of the coverage may be set as appropriate according to the application, but is 100%, 90%, or 80%, for example. Further, in a preferred embodiment, the composite fiber sheet of hydrotalcite and fiber provided in the radiation shielding material according to one embodiment of the present invention is not limited to the hydrotalcite fixing on the outer surface of the fiber or the inside of the lumen, but also microfibrils. It is clear from the result of electron microscopic observation that it is also generated inside.

ハイドロタルサイトと繊維とを複合繊維化しておくと、単にハイドロタルサイトを繊維と混合した場合と比較して、ハイドロタルサイトが製品に歩留り易いだけでなく、凝集せずに均一に分散した製品を得ることができる。すなわち、第2の複合繊維シートによれば、ハイドロタルサイトと繊維の複合繊維の製品への歩留り(投入したハイドロタルサイトが製品中に残る重量割合)を65%以上とすることが可能であり、70%以上や85%以上とすることもできる。   When hydrotalcite and fiber are made into composite fiber, compared with the case where hydrotalcite is simply mixed with fiber, not only the hydrotalcite is easy to yield in the product, but also a product that is uniformly dispersed without agglomeration. Can be obtained. That is, according to the second composite fiber sheet, the yield of hydrotalcite and fiber composite fiber to the product (weight ratio in which the hydrotalcite that is input remains in the product) can be 65% or more. 70% or more or 85% or more.

ハイドロタルサイトと繊維とを複合繊維化する方法としては、例えば、繊維の存在下で溶液中においてハイドロタルサイトを合成することによって、ハイドロタルサイトと繊維の複合繊維を製造する方法が挙げられる。   Examples of a method for forming a composite fiber of hydrotalcite and fiber include a method of producing a composite fiber of hydrotalcite and fiber by synthesizing hydrotalcite in a solution in the presence of the fiber.

ハイドロタルサイトの合成方法は公知の方法によることができる。例えば、反応容器内に中間層を構成する炭酸イオンを含む炭酸塩水溶液とアルカリ溶液(水酸化ナトリウム等)に繊維を浸漬し、次いで、酸溶液(基本層を構成する二価金属イオン及び三価金属イオンとを含む金属塩水溶液)を添加し、温度、pH等を制御して共沈反応により、ハイドロタルサイトを合成する。また、反応容器内において、酸溶液(基本層を構成する二価金属イオン及び三価金属イオンを含む金属塩水溶液)に繊維を浸漬し、次いで、中間層を構成する炭酸イオンを含む炭酸塩水溶液とアルカリ溶液(水酸化ナトリウム等)を滴下し、温度、pH等を制御して共沈反応により、ハイドロタルサイトを合成することもできる。常圧での反応が一般的ではるが、それ以外にも、オートクレーブ等を使用しての水熱反応により得る方法もある(特開昭60−6619号公報)。   The synthesis method of hydrotalcite can be based on a known method. For example, the fibers are immersed in an aqueous carbonate solution containing carbonate ions constituting the intermediate layer and an alkaline solution (such as sodium hydroxide) in the reaction vessel, and then an acid solution (divalent metal ions and trivalent ions constituting the basic layer). Hydrotalcite is synthesized by adding a metal salt aqueous solution containing metal ions) and controlling the temperature, pH, etc. and coprecipitation reaction. Further, in the reaction vessel, the fiber is immersed in an acid solution (metal salt aqueous solution containing divalent metal ions and trivalent metal ions constituting the basic layer), and then carbonate aqueous solution containing carbonate ions constituting the intermediate layer. Hydrotalcite can also be synthesized by dropwise addition of an alkaline solution (such as sodium hydroxide) and controlling the temperature, pH, etc. and coprecipitation reaction. Although the reaction at normal pressure is common, there is also a method obtained by a hydrothermal reaction using an autoclave or the like (JP-A-60-6619).

基本層を構成する二価金属イオンの供給源として、マグネシウム、亜鉛、バリウム、カルシウム、鉄、銅、コバルト、ニッケル、マンガンの各種塩化物、硫化物、硝酸化物、硫酸化物を用いることができる。また、基本層を構成する三価金属イオンの供給源として、アルミニウム、鉄、クロム、ガリウムの各種塩化物、硫化物、硝酸化物、硫酸化物を用いることができる。   As a supply source of divalent metal ions constituting the basic layer, various chlorides, sulfides, nitrates, and sulfates of magnesium, zinc, barium, calcium, iron, copper, cobalt, nickel, and manganese can be used. In addition, various chlorides, sulfides, nitrates, and sulfates of aluminum, iron, chromium, and gallium can be used as a supply source of trivalent metal ions constituting the basic layer.

また、懸濁液の調製等に水を使用するが、この水としては、通常の水道水、工業用水、地下水、井戸水等を用いることができる他、イオン交換水や蒸留水、超純水、工業廃水、製造工程中に得られる水を好適に用いることできる。   In addition, water is used for the preparation of the suspension, and as this water, normal tap water, industrial water, ground water, well water, etc. can be used, ion-exchanged water, distilled water, ultrapure water, Industrial wastewater and water obtained during the production process can be suitably used.

層間陰イオンとして陰イオンとして炭酸イオン、硝酸イオン、塩化物イオン、硫酸イオン、リン酸イオン等を用いることができる。炭酸イオンを層間陰イオンとする場合、炭酸ナトリウムが供給源として使用される。ただし炭酸ナトリウムは、二酸化炭素(炭酸ガス)を含む気体で代替可能で、実質的に純粋な二酸化炭素ガスや、他のガスとの混合物であってもよい。例えば、製紙工場の焼却炉、石炭ボイラー、重油ボイラー等から排出される排ガスを二酸化炭素含有気体として好適に用いることができる。その他にも、石灰焼成工程から発生する二酸化炭素を用いて炭酸化反応を行うこともできる。   As the interlayer anion, carbonate ion, nitrate ion, chloride ion, sulfate ion, phosphate ion, or the like can be used as the anion. When carbonate ions are used as interlayer anions, sodium carbonate is used as the source. However, sodium carbonate can be replaced with a gas containing carbon dioxide (carbon dioxide gas), and may be a substantially pure carbon dioxide gas or a mixture with other gases. For example, exhaust gas discharged from an incinerator, a coal boiler, a heavy oil boiler or the like of a paper mill can be suitably used as the carbon dioxide-containing gas. In addition, a carbonation reaction can also be performed using carbon dioxide generated from the lime baking step.

〔難燃剤と繊維との複合繊維の合成〕
難燃剤として無機物を用いる場合、難燃剤と繊維との複合繊維は、一つの好ましい態様において、セルロース繊維等の繊維の存在下で難燃剤を合成することによって得ることができる。繊維表面が、難燃剤の析出における好適な場となるため、繊維と難燃剤との複合繊維を合成しやすいためである。
[Synthesis of composite fiber of flame retardant and fiber]
When using an inorganic substance as a flame retardant, the composite fiber of a flame retardant and a fiber can be obtained by synthesizing a flame retardant in the presence of fibers such as cellulose fibers in one preferred embodiment. This is because the fiber surface is a suitable place for precipitation of the flame retardant, and it is easy to synthesize a composite fiber of fiber and flame retardant.

一つの好ましい態様として、第2の複合繊維シートにおいて繊維と複合化している難燃剤が粒子状である場合、その難燃性粒子の平均一次粒子径を、例えば、1.5μm以下とすることができるが、平均一次粒子径を1200nm以下又は900nm以下にすることもでき、さらには平均一次粒子径が200nm以下や150nm以下にすることもできる。また、難燃剤の平均一次粒子径は10nm以上とすることも可能である。なお、平均一次粒子径は電子顕微鏡写真で測定することができる。   As one preferable aspect, when the flame retardant compounded with fibers in the second composite fiber sheet is in the form of particles, the average primary particle diameter of the flame retardant particles is, for example, 1.5 μm or less. However, the average primary particle diameter can be 1200 nm or less or 900 nm or less, and the average primary particle diameter can be 200 nm or less or 150 nm or less. The average primary particle size of the flame retardant can be 10 nm or more. The average primary particle diameter can be measured with an electron micrograph.

また、第2の複合繊維シートにおける難燃剤は、微細な一次粒子が凝集した二次粒子の形態を取ることもあり、熟成工程によって用途に応じた二次粒子を生成させることができるし、粉砕によって凝集塊を細かくすることもできる。粉砕の方法としては、ボールミル、サンドグラインダーミル、インパクトミル、高圧ホモジナイザー、低圧ホモジナイザー、ダイノーミル、超音波ミル、カンダグラインダ、アトライタ、石臼型ミル、振動ミル、カッターミル、ジェットミル、離解機、叩解機、短軸押出機、2軸押出機、超音波攪拌機、家庭用ジューサーミキサー等が挙げられる。   In addition, the flame retardant in the second composite fiber sheet may take the form of secondary particles in which fine primary particles are aggregated, and can generate secondary particles according to the application by the aging process, and pulverization The agglomerates can also be made finer. For grinding, ball mill, sand grinder mill, impact mill, high-pressure homogenizer, low-pressure homogenizer, dyno mill, ultrasonic mill, kanda grinder, attritor, stone mill, vibration mill, cutter mill, jet mill, breaker, beater Short shaft extruder, twin screw extruder, ultrasonic stirrer, household juicer mixer and the like.

第2の複合繊維シートを構成する難燃剤が粒子状である場合、その難燃性粒子の平均粒子径、形状等は、電子顕微鏡による観察により確認することができる。さらに、難燃剤の合成条件等を調整することによって、種々の大きさ及び形状を有する難燃剤を繊維と複合化することができる。   When the flame retardant constituting the second composite fiber sheet is in the form of particles, the average particle diameter, shape, etc. of the flame retardant particles can be confirmed by observation with an electron microscope. Furthermore, the flame retardant which has various magnitude | sizes and shapes can be compounded with a fiber by adjusting the synthetic | combination conditions etc. of a flame retardant.

また、繊維と難燃剤との複合繊維は、従来公知の方法でシート形状にすればよい。   Moreover, what is necessary is just to make the composite fiber of a fiber and a flame retardant into a sheet shape by a conventionally well-known method.

また、第2の複合繊維シートには、第1の複合繊維シートと同様に、上述した添加剤及び填料を添加することができる。   Moreover, the additive and filler mentioned above can be added to a 2nd composite fiber sheet similarly to a 1st composite fiber sheet.

第2の複合繊維シートの製造方法としては、例えば、繊維を含む溶液において難燃剤を合成する方法が挙げられる。例えば、アルカリ性の難燃剤の前駆体を原料に用いる場合、あらかじめ繊維を前駆体の溶液に分散させておくことで繊維を膨潤させることができるため、効率よく難燃剤と繊維との複合繊維を得ることができる。これらを混合後15分以上撹拌することで繊維の膨潤を促進してから反応を開始することもできるが、混合後すぐに反応を開始してもよい。複合繊維を得るための反応槽の形態及び撹拌条件に特に制限はなく、例えば、繊維と前駆体とを含む溶液を開放型の反応槽中で撹拌、混合して複合繊維を合成しても良いし、繊維と前駆体を含む水性懸濁液を反応容器内に噴射することによって合成してもよい。後述するが、前駆体の水性懸濁液を反応容器内に噴射する際に、キャビテーション気泡を発生させ、その存在下で難燃剤を合成してもよい。   As a manufacturing method of a 2nd composite fiber sheet, the method of synthesize | combining a flame retardant in the solution containing a fiber is mentioned, for example. For example, when using a precursor of an alkaline flame retardant as a raw material, the fiber can be swollen by dispersing the fiber in the precursor solution in advance, so that a composite fiber of the flame retardant and the fiber is efficiently obtained. be able to. The reaction can be started after promoting the swelling of the fibers by stirring them for 15 minutes or more after mixing, but the reaction may be started immediately after mixing. There are no particular restrictions on the form of the reaction tank and the stirring conditions for obtaining the composite fiber. For example, a composite fiber may be synthesized by stirring and mixing a solution containing the fiber and the precursor in an open reaction tank. Alternatively, the aqueous suspension containing the fiber and the precursor may be injected into the reaction vessel. As will be described later, when the aqueous suspension of the precursor is injected into the reaction vessel, cavitation bubbles may be generated and the flame retardant may be synthesized in the presence thereof.

また、反応容器内にキャビテーション気泡を生じさせるような条件で液体を噴射してもよいし、キャビテーション気泡を生じさせないような条件で噴射してもよい。また、反応容器はいずれの場合においても圧力容器であることが好ましい。なお、本発明における圧力容器とは0.005MPa以上の圧力をかけることのできる容器のことである。キャビテーション気泡を生じさせないような条件の場合、圧力容器内の圧力は、静圧で0.005MPa以上、0.9MPa以下であることが好ましい。尚、「キャビテーション気泡」については、上記「第1の複合繊維シート」の項で説明したとおりであるので、記載を省略する。   Further, the liquid may be ejected under conditions that cause cavitation bubbles in the reaction vessel, or may be ejected under conditions that do not cause cavitation bubbles. The reaction vessel is preferably a pressure vessel in any case. In addition, the pressure vessel in this invention is a container which can apply the pressure of 0.005 Mpa or more. In the condition that does not generate cavitation bubbles, the pressure in the pressure vessel is preferably 0.005 MPa or more and 0.9 MPa or less in static pressure. Since “cavitation bubbles” are as described in the section “First composite fiber sheet”, description thereof is omitted.

〔第2の複合繊維シートの製造〕
繊維と難燃剤との複合繊維から第2の複合繊維シートを製造する方法については、上記「第1の複合繊維シート」の項で説明したとおりである。
[Production of second composite fiber sheet]
The method for producing the second composite fiber sheet from the composite fiber of the fiber and the flame retardant is as described above in the section “First composite fiber sheet”.

シートの坪量は、目的に応じて適宜調整できるが、40g/m〜1200g/mとすると難燃効果が高く、また、製造時の乾燥負荷が低いため良好である。また、シートの坪量は、60g/m〜1000g/mとすることもでき、100g/m〜600g/mとすることもできる。 The basis weight of the sheet, may be appropriately adjusted depending on the purpose, flame retardancy When 40g / m 2 ~1200g / m 2 is high, also is good for drying load during production is low. The basis weight of the sheet, it is also possible to 60g / m 2 ~1000g / m 2 , it is also possible to 100g / m 2 ~600g / m 2 .

また、以上に示した配合・乾燥・成形において、1種類の複合繊維のみを用いることもできるし、2種類以上の複合繊維を混合して用いることもできる。2種類以上の複合繊維を用いる場合は、予めそれらを混合したものを用いることもできるし、それぞれを配合・乾燥・成形したものを後から混合することもできる。   Further, in the blending / drying / molding described above, only one type of conjugate fiber can be used, or two or more types of conjugate fibers can be mixed and used. When two or more types of composite fibers are used, those obtained by mixing them in advance can be used, or those obtained by blending, drying and molding each can be mixed later.

本発明によって得られた積層体は、その放射線遮蔽性を活かして種々の用途に用いることができ、例えば、紙、繊維、セルロース系複合材料、フィルター材料、塗料、プラスチックやその他の樹脂、ゴム、エラストマー、セラミック、ガラス、タイヤ、建築材料(アスファルト、アスベスト、セメント、ボード、コンクリート、れんが、タイル、合板、繊維板、壁材、天井材、パーティションボード、壁紙など)、各種担体(触媒担体、医薬担体、農薬担体、微生物担体など)、吸着剤(不純物除去、消臭、除湿など)、しわ防止剤、粘土、研磨材、改質剤、補修材、断熱材、耐熱材、放熱材、防湿材、撥水材、耐水材、遮光材、シーラント、シールド材、防虫剤、接着剤、インキ、化粧料、医用材料、ペースト材料、変色防止剤、食品添加剤、錠剤賦形剤、分散剤、保形剤、保水剤、濾過助材、精油材、油処理剤、油改質剤、電波吸収材、絶縁材、遮音材、防振材、半導体封止材、放射線遮断材、化粧品、肥料、飼料、香料、塗料・接着剤用添加剤、衛生用品(使い捨ておむつ、生理用ナプキン、失禁者用パッド、母乳パッドなど)などに広く使用することができる。また、前記用途における各種充填剤、コーティング剤などに用いることができる。これらの中でも、難燃性能と物質の吸脱着性能に優れるという点から、特に建築材料(壁材、天井材、パーティションボード、壁紙など)に好適に用いることができる。   The laminate obtained by the present invention can be used for various applications utilizing its radiation shielding properties, such as paper, fiber, cellulosic composite material, filter material, paint, plastic and other resins, rubber, Elastomer, ceramic, glass, tire, building material (asphalt, asbestos, cement, board, concrete, brick, tile, plywood, fiberboard, wall material, ceiling material, partition board, wallpaper, etc.), various carriers (catalyst carrier, pharmaceuticals) Carrier, agricultural chemical carrier, microbial carrier, etc.), adsorbent (impurity removal, deodorization, dehumidification, etc.), wrinkle prevention agent, clay, abrasive, modifier, repair material, heat insulating material, heat-resistant material, heat dissipation material, moisture-proof material Water repellent material, water resistant material, light shielding material, sealant, shielding material, insect repellent, adhesive, ink, cosmetics, medical materials, paste material, anti-discoloration agent, food additives , Tablet excipients, dispersants, shape retention agents, water retention agents, filter aids, essential oil materials, oil treatment agents, oil modifiers, radio wave absorbers, insulation materials, sound insulation materials, vibration insulation materials, semiconductor encapsulants It can be widely used for radiation shielding materials, cosmetics, fertilizers, feeds, fragrances, additives for paints / adhesives, sanitary products (disposable diapers, sanitary napkins, incontinence pads, breast milk pads, etc.). Moreover, it can be used for various fillers and coating agents in the above applications. Among these, it can be suitably used particularly for building materials (wall materials, ceiling materials, partition boards, wallpaper, etc.) from the viewpoint of excellent flame retardancy and material adsorption / desorption performance.

〔まとめ〕
本発明は、これに制限されるものでないが、以下の発明を包含する。
(1)硫酸バリウムと繊維との複合繊維であり、シート形態である第1の複合繊維シートが複数積層している、放射線遮断材。
(2)前記繊維の表面の15%以上が硫酸バリウムによって被覆されている、(1)に記載の放射線遮断材。
(3)前記硫酸バリウムの平均一次粒子径が1.5μm以下である、(1)又は(2)に記載の放射線遮断材。
(4)前記第1の複合繊維シートの前記繊維がセルロース繊維である、(1)〜(3)のいずれか1つに記載の放射線遮断材。
(5)前記第1の複合繊維シートの前記繊維と前記硫酸バリウムとの重量比が5/95〜95/5である、(1)〜(4)のいずれか1つに記載の放射線遮断材。
(6)前記第1の複合繊維シートが難燃剤を含む、(1)〜(5)のいずれか1つに記載の放射線遮断材。
(7)前記難燃剤を含む材料を、塗布または含侵させた、(6)に記載の放射線遮断材。
(8)前記難燃剤を含む材料によって被覆されている、(6)に記載の放射線遮断材。
(9)難燃剤を含み、シート形態である、難燃性シートがさらに積層している、(1)〜(8)の何れか1項に記載の放射線遮断材。
(10)前記難燃性シートが、最も外側の層のうち少なくとも一つの層として積層している、(9)に記載の放射線遮断材。
(11)前記難燃剤が、炭酸マグネシウム、アルミニウム化合物及びハイドロタルサイトからなる群より選ばれる少なくとも一つである、(6)〜(10)のいずれか1つに記載の放射線遮断材。
(12)前記難燃剤は粒子状であり、当該粒子の平均一次粒子径が1.5μm以下である、(6)〜(11)のいずれか1つに記載の放射線遮断材。
(13)前記難燃性シートが、前記難燃剤と繊維との第2の複合繊維シートである、(9)に記載の放射線遮断材。
(14)前記第2の複合繊維シートが、前記繊維の表面の15%以上が前記難燃剤によって被覆されている、(13)に記載の放射線遮断材。
(15)前記第2の複合繊維シートの前記繊維は、セルロース繊維である、(13)又は(14)に記載の放射線遮断材。
(16)前記第2の複合繊維シートの前記繊維と前記難燃剤との重量比が5/95〜95/5である、(13)〜(15)のいずれか1つに記載の放射線遮断材。
(17)前記第1の複合繊維シートがアルミニウム化合物を含み、前記第2の複合繊維シートが炭酸マグネシウムを含む、(13)〜(16)のいずれか1つに記載の放射線遮断材。
[Summary]
The present invention includes, but is not limited to, the following inventions.
(1) A radiation shielding material, which is a composite fiber of barium sulfate and fiber, in which a plurality of first composite fiber sheets in sheet form are laminated.
(2) The radiation shielding material according to (1), wherein 15% or more of the surface of the fiber is covered with barium sulfate.
(3) The radiation shielding material according to (1) or (2), wherein an average primary particle diameter of the barium sulfate is 1.5 μm or less.
(4) The radiation shielding material according to any one of (1) to (3), wherein the fibers of the first composite fiber sheet are cellulose fibers.
(5) The radiation shielding material according to any one of (1) to (4), wherein a weight ratio of the fibers of the first composite fiber sheet to the barium sulfate is 5/95 to 95/5. .
(6) The radiation shielding material according to any one of (1) to (5), wherein the first composite fiber sheet includes a flame retardant.
(7) The radiation shielding material according to (6), wherein the material containing the flame retardant is applied or impregnated.
(8) The radiation shielding material according to (6), which is coated with a material containing the flame retardant.
(9) The radiation shielding material according to any one of (1) to (8), further comprising a flame retardant sheet that includes a flame retardant and has a sheet form.
(10) The radiation shielding material according to (9), wherein the flame retardant sheet is laminated as at least one of the outermost layers.
(11) The radiation shielding material according to any one of (6) to (10), wherein the flame retardant is at least one selected from the group consisting of magnesium carbonate, an aluminum compound, and hydrotalcite.
(12) The radiation blocking material according to any one of (6) to (11), wherein the flame retardant is particulate and an average primary particle size of the particles is 1.5 μm or less.
(13) The radiation shielding material according to (9), wherein the flame retardant sheet is a second composite fiber sheet of the flame retardant and fiber.
(14) The radiation shielding material according to (13), wherein 15% or more of the surface of the second composite fiber sheet is covered with the flame retardant.
(15) The radiation shielding material according to (13) or (14), wherein the fibers of the second composite fiber sheet are cellulose fibers.
(16) The radiation shielding material according to any one of (13) to (15), wherein a weight ratio of the fibers of the second composite fiber sheet to the flame retardant is 5/95 to 95/5. .
(17) The radiation shielding material according to any one of (13) to (16), wherein the first composite fiber sheet includes an aluminum compound and the second composite fiber sheet includes magnesium carbonate.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

具体的な実験例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の具体例に限定されるものではない。また、本明細書において特に記載しない限り、濃度や部等は重量基準であり、数値範囲はその端点を含むものとして記載される。   The present invention will be described more specifically with specific experimental examples, but the present invention is not limited to the following specific examples. Unless otherwise specified in the present specification, concentrations, parts, and the like are based on weight, and numerical ranges are described as including the end points.

〔実験1:硫酸バリウムと繊維との複合繊維の合成と評価〕
(1)サンプル1−1:硫酸バリウムとパルプ繊維との複合繊維
1%のパルプスラリー(広葉樹晒クラフトパルプ/針葉樹晒クラフトパルプ=8/2、カナダ標準濾水度CSF=約80mL、平均繊維長:約1.2mm、スラリー重量500g)と水酸化バリウム八水和物(和光純薬、5.82g)とをスリーワンモーター(1000rpm)で撹拌しながら混合後、硫酸(和光純薬、2%水溶液を88g)をペリスターポンプで8g/minで滴下した。滴下終了後、そのまま30分間撹拌を継続してサンプル1−1を得た。た。本実施例において、以下、上記「広葉樹晒クラフトパルプ」を、「LBKP」と省略して記載する。また、上記「針葉樹晒クラフトパルプ」を、「NBKP」と省略して記載する。LBKP及びNBKPは、共に日本製紙製のものを使用した。上記「カナダ標準濾水度」は、シングルディスクリファイナー(SDR)を用いて調製した。また、用いたパルプスラリー中のパルプの平均繊維長はファイバーテスター(Lorentzen&Wettre社)で測定した。
[Experiment 1: Synthesis and evaluation of composite fiber of barium sulfate and fiber]
(1) Sample 1-1: Composite fiber of barium sulfate and pulp fiber 1% pulp slurry (hardwood bleached kraft pulp / softwood bleached kraft pulp = 8/2, Canadian standard freeness CSF = about 80 mL, average fiber length : About 1.2 mm, slurry weight 500 g) and barium hydroxide octahydrate (Wako Pure Chemical, 5.82 g) were mixed with stirring by a three-one motor (1000 rpm), and then sulfuric acid (Wako Pure Chemical, 2% aqueous solution) 88 g) was added dropwise at 8 g / min with a peristaltic pump. After completion of dropping, stirring was continued for 30 minutes to obtain Sample 1-1. It was. In this example, the above-mentioned “hardwood bleached kraft pulp” is hereinafter abbreviated as “LBKP”. In addition, the above “conifer bleached kraft pulp” is abbreviated as “NBKP”. Both LBKP and NBKP were made from Nippon Paper Industries. The “Canadian Standard Freeness” was prepared using a single disc refiner (SDR). Moreover, the average fiber length of the pulp in the used pulp slurry was measured with a fiber tester (Lorentzen & Wettre).

(2)サンプル1−2:硫酸バリウムとアラミド繊維との複合繊維
繊維分として0.8%のアラミド繊維(トワロンRD−1094、帝人、平均繊維長:約1.3mm、スラリー重量625g)のスラリーを用いた他は、サンプル1−1と同様に合成してサンプル1−2を得た。
(2) Sample 1-2: Composite fiber of barium sulfate and aramid fiber A slurry of 0.8% aramid fiber (Twaron RD-1094, Teijin, average fiber length: about 1.3 mm, slurry weight 625 g) as the fiber content A sample 1-2 was obtained by synthesizing in the same manner as in the sample 1-1 except that was used.

(3)サンプル1−3:硫酸バリウム及び水酸化アルミニウムと繊維との複合繊維
1%のパルプスラリー(LBKP、CSF=500mL、平均繊維長:約0.7mm、スラリー重量1300g)と水酸化バリウム八水和物(和光純薬、57g)とをスリーワンモーター(800rpm)で撹拌しながら混合後、硫酸アルミニウム(硫酸バンド、77g)をペリスターポンプで2g/minで滴下した。滴下終了後、そのまま30分間撹拌を継続してサンプル1−3を得た。
(3) Sample 1-3: Composite fiber of barium sulfate and aluminum hydroxide and fiber 1% pulp slurry (LBKP, CSF = 500 mL, average fiber length: about 0.7 mm, slurry weight 1300 g) and barium hydroxide eight Hydrate (Wako Pure Chemical, 57 g) was mixed with stirring with a three-one motor (800 rpm), and aluminum sulfate (sulfuric acid band, 77 g) was added dropwise at 2 g / min with a peristaltic pump. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for 30 minutes to obtain Sample 1-3.

(4)サンプル1−4:硫酸バリウム及び水酸化アルミニウムと繊維との複合繊維
容器(マシンチェスト、容積:4m)に2%のパルプスラリー(LBKP/NBKP=8/2、CSF=390mL、平均繊維長:約1.3mm、固形分25kg)と水酸化バリウム八水和物(日本化学工業、75kg)とを投入して混合後、ペリスターポンプを用いて硫酸アルミニウム(硫酸バンド、98kg)を約500g/minで滴下した。滴下終了後、そのまま30分間撹拌を継続してサンプル1−4を得た。
(4) Sample 1-4: Composite fiber of barium sulfate and aluminum hydroxide and fiber 2% pulp slurry (LBKP / NBKP = 8/2, CSF = 390 mL, average in container (machine chest, volume: 4 m 3 ) Fiber length: about 1.3 mm, solid content 25 kg) and barium hydroxide octahydrate (Nippon Chemical Industry, 75 kg) are added and mixed, and then aluminum sulfate (sulfate band, 98 kg) is added using a peristaltic pump. It was dripped at about 500 g / min. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for 30 minutes to obtain Sample 1-4.

(5)サンプル1−5:硫酸バリウム及び水酸化アルミニウムと繊維との複合繊維
容器(マシンチェスト、容積:30m)に1.5%のパルプスラリー(LBKP/NBKP=8/2、CSF=416mL、平均繊維長:約1.3mm、固形分300kg)と水酸化バリウム八水和物(日本化学工業、1250kg)とを投入して混合後、モーノポンプを用いて硫酸アルミニウム(硫酸バンド8%アルミナ、1752kg)を約34kg/minで滴下した。滴下終了後、そのまま30分間撹拌を継続してサンプル1−5を得た。
(5) Sample 1-5: Composite fiber of barium sulfate / aluminum hydroxide and fiber 1.5% pulp slurry (LBKP / NBKP = 8/2, CSF = 416 mL) in a container (machine chest, volume: 30 m 3 ) , Average fiber length: about 1.3 mm, solid content 300 kg) and barium hydroxide octahydrate (Nippon Chemical Industry, 1250 kg) were mixed and mixed, and then aluminum sulfate (8% alumina sulfate band, alumina, 1752 kg) was added dropwise at about 34 kg / min. After completion of dropping, stirring was continued for 30 minutes to obtain Sample 1-5.

(6)サンプル1−6:硫酸バリウムと繊維の複合繊維
1%のパルプスラリー(LBKP、CSF=490mL、平均繊維長:約0.7mm、固形分140g)と水酸化バリウム八水和物(和光純薬、140g)とを含む水性懸濁液を準備した。この水性懸濁液14Lを、45L容のキャビテーション装置に入れ、反応溶液を循環させながら、反応容器中に硫酸(和光純薬、2%水溶液を1280g)をペリスターポンプで50g/minで滴下した。
(6) Sample 1-6: Composite fiber of barium sulfate and fiber 1% pulp slurry (LBKP, CSF = 490 mL, average fiber length: about 0.7 mm, solid content 140 g) and barium hydroxide octahydrate (sum) An aqueous suspension containing optically pure drug, 140 g) was prepared. 14 L of this aqueous suspension was put into a 45 L cavitation apparatus, and while circulating the reaction solution, sulfuric acid (Wako Pure Chemicals, 1280 g of 2% aqueous solution) was dropped into the reaction vessel at 50 g / min with a peristaltic pump. .

複合繊維の合成においては、図1に示すように反応溶液を循環させて反応容器内に噴射することよって、反応容器内にキャビテーション気泡を発生させた。具体的には、ノズル(ノズル径:1.5mm)を介して高圧で反応溶液を噴射してキャビテーション気泡を発生させたが、噴流速度は約70m/sであり、入口圧力(上流圧)は7MPa、出口圧力(下流圧)は0.3MPaだった。   In the synthesis of the composite fiber, cavitation bubbles were generated in the reaction vessel by circulating the reaction solution and injecting it into the reaction vessel as shown in FIG. Specifically, the reaction solution was injected at high pressure through a nozzle (nozzle diameter: 1.5 mm) to generate cavitation bubbles. The jet velocity was about 70 m / s, and the inlet pressure (upstream pressure) was The outlet pressure (downstream pressure) was 7 MPa and 0.3 MPa.

硫酸滴下終了後、反応容器内の圧力を開放してキャビテーションの発生を停止させ、そのまま30分間、装置内で反応液を循環させてサンプル1−6を得た。   After completion of the sulfuric acid dropping, the pressure in the reaction vessel was released to stop the generation of cavitation, and the reaction solution was circulated in the apparatus for 30 minutes to obtain Sample 1-6.

(7)サンプル1−7:炭酸マグネシウムと繊維との複合繊維
水酸化マグネシウム5250g(宇部マテリアルズ、UD653)とクラフトパルプ3500g(LBKP(CSF=500mL、平均繊維長=0.76mm))とを水中に添加して水性懸濁液(170L)を準備した。
(7) Sample 1-7: Composite fiber of magnesium carbonate and fiber 5250 g of magnesium hydroxide (Ube Materials, UD653) and 3500 g of kraft pulp (LBKP (CSF = 500 mL, average fiber length = 0.76 mm)) in water To prepare an aqueous suspension (170 L).

図18に示すように、この水性懸濁液をキャビテーション装置(500L容)に入れ、反応溶液を循環させながら、反応容器中に炭酸ガスを吹き込んで炭酸ガス法によって炭酸マグネシウム微粒子と繊維との複合繊維を合成した。反応開始温度は約40℃、炭酸ガスは市販の液化ガスを供給源とし、炭酸ガスの吹き込み量は20L/minとした。反応液のpHが約7.8になった段階でCOの導入を停止し(反応前のpHは10.3)、その後30分間、キャビテーションの発生と装置内でのスラリーの循環を続け、炭酸マグネシウム微粒子とパルプ繊維との複合繊維を得た(サンプル1−7)。 As shown in FIG. 18, this aqueous suspension is put into a cavitation apparatus (500 L volume), and while the reaction solution is circulated, carbon dioxide gas is blown into the reaction vessel, and the composite of magnesium carbonate fine particles and fibers is obtained by the carbon dioxide method. Fiber was synthesized. The reaction start temperature was about 40 ° C., the carbon dioxide gas was supplied with a commercially available liquefied gas, and the amount of carbon dioxide blown was 20 L / min. When the pH of the reaction solution reached about 7.8, the introduction of CO 2 was stopped (pH before the reaction was 10.3), and then the cavitation generation and the circulation of the slurry in the apparatus were continued for 30 minutes, A composite fiber of magnesium carbonate fine particles and pulp fiber was obtained (Sample 1-7).

複合繊維の合成においては、図18に示すように反応溶液を循環させて反応容器内に噴射することよって、反応容器内にキャビテーション気泡を発生させた。具体的には、ノズル(ノズル径:1.5mm)を介して高圧で反応溶液を噴射してキャビテーション気泡を発生させたが、噴流速度は約70m/sであり、入口圧力(上流圧)は7MPa、出口圧力(下流圧)は0.3MPaだった。   In the synthesis of the composite fiber, cavitation bubbles were generated in the reaction vessel by circulating the reaction solution and injecting it into the reaction vessel as shown in FIG. Specifically, the reaction solution was injected at high pressure through a nozzle (nozzle diameter: 1.5 mm) to generate cavitation bubbles. The jet velocity was about 70 m / s, and the inlet pressure (upstream pressure) was The outlet pressure (downstream pressure) was 7 MPa and 0.3 MPa.

<複合繊維の評価>
得られた複合繊維の繊維:無機粒子の重量比(灰分)は、ろ紙を用いて複合繊維スラリー(固形分換算で3g)を吸引濾過した後、残渣をオーブンで乾燥し(105℃、2時間)、さらに525℃で有機分を燃焼させ、燃焼前後の重量から算出した。
<Evaluation of composite fiber>
The weight ratio (ash content) of the fiber of the obtained composite fiber: inorganic particles was obtained by suction-filtering the composite fiber slurry (3 g in terms of solid content) using filter paper, and then drying the residue in an oven (105 ° C., 2 hours) The organic content was further burned at 525 ° C., and the weight was calculated from the weight before and after the burning.

尚、複合繊維が複数種類の無機粒子を含んでいるサンプル1−3、1−4及び1−5については、繊維:複数種類の無機粒子の合計の重量比を表している。   In addition, about the samples 1-3, 1-4, and 1-5 in which the composite fiber contains multiple types of inorganic particles, the total weight ratio of fiber: multiple types of inorganic particles is represented.

また、各複合繊維サンプルをそれぞれエタノールで洗浄後、電子顕微鏡によって観察をした(図2〜8)。その結果、いずれのサンプルにおいても繊維表面を無機物質が覆い、自己定着している様子が観察された。繊維に定着している無機粒子の多くは板状であり、サイズが小さいものは不定形の粒子として観察された。観察の結果見積もられた各複合繊維サンプルの無機粒子の一次粒子径は、下表(表1)のとおりだった。
Each composite fiber sample was washed with ethanol and then observed with an electron microscope (FIGS. 2 to 8). As a result, in each sample, it was observed that the fiber surface was covered with an inorganic substance and self-fixed. Most of the inorganic particles fixed on the fiber were plate-like, and those having a small size were observed as amorphous particles. The primary particle size of the inorganic particles of each composite fiber sample estimated as a result of the observation was as shown in the following table (Table 1).

〔実験2:複合繊維シートの製造と評価〕
(1)シート2−1及びシート2−2:第1の複合繊維のシート(第1の複合繊維)
実験1(1)及び実験1(2)で得られた複合繊維(サンプル1−1及びサンプル1−2)をろ紙で吸引濾過した残渣を、水道水を用いて濃度約0.2%のスラリーに調製した。このスラリーをJIS P 8220−1:2012に規定される標準離解機で5分間離解後、JIS P 8222:1998に準じて150メッシュのワイヤーを用いて坪量60g/mの手抄きシートを作製した。
[Experiment 2: Production and evaluation of composite fiber sheet]
(1) Sheet 2-1 and sheet 2-2: sheet of first composite fiber (first composite fiber)
A slurry obtained by sucking and filtering the composite fibers (Sample 1-1 and Sample 1-2) obtained in Experiment 1 (1) and Experiment 1 (2) with a filter paper is a slurry having a concentration of about 0.2% using tap water. Prepared. After this slurry was disaggregated for 5 minutes with a standard disintegrator specified in JIS P 8220-1: 2012, a handsheet having a basis weight of 60 g / m 2 was prepared using a 150 mesh wire in accordance with JIS P 8222: 1998. Produced.

得られた手抄きシートについて、電子顕微鏡観察と灰分測定を行った。図9(サンプル2−1)及び図10(サンプル2−2)に結果を示すが、手抄きシートの表面を電子顕微鏡にて観察したところ、繊維表面に無機物質がしっかりと自己定着している様子が観察された。   The obtained handsheet was observed with an electron microscope and ash content was measured. The results are shown in FIG. 9 (Sample 2-1) and FIG. 10 (Sample 2-2). When the surface of the handsheet was observed with an electron microscope, the inorganic substance was firmly fixed on the fiber surface. I was observed.

(2)シート2−3:クラフトパルプ(KP)のみのシート(2−4の比較例)
KPのみを分散させた濃度約1%のスラリー(LBKP/NBKP=8/2、CSF=390mL、平均繊維長:1.3mm)にカチオン性歩留剤(ND300、ハイモ)とアニオン性歩留剤(FA230、ハイモ)を対固形分で100ppmずつ添加して、長網抄紙機を用いてシートを製造した。
(2) Sheet 2-3: Sheet of kraft pulp (KP) only (Comparative example of 2-4)
A cationic retention agent (ND300, Hymo) and anionic retention agent in a slurry (LBKP / NBKP = 8/2, CSF = 390 mL, average fiber length: 1.3 mm) in which only KP is dispersed (FA230, Hymo) was added at 100 ppm each as a solid content, and a sheet was produced using a long net paper machine.

(3)シート2−4:硫酸バリウム及び水酸化アルミニウムと繊維との複合繊維のシート
実験1(4)で得られた複合繊維(サンプル1−4、濃度:1%)に、カチオン性の歩留剤(ND300、ハイモ)とアニオン性の歩留剤(FA230、ハイモ)を対固形分で100ppmずつ添加して紙料スラリーを調製した。次いで、長網抄紙機を用いて、抄速10m/minの条件でこの紙料スラリーからシートを製造した。
(3) Sheet 2-4: Sheet of composite fiber of barium sulfate and aluminum hydroxide and fiber The composite fiber (sample 1-4, concentration: 1%) obtained in Experiment 1 (4) is a cationic step. A stock slurry was prepared by adding 100 ppm each of a retention agent (ND300, Hymo) and an anionic retention agent (FA230, Hymo) as solids. Next, a sheet was produced from this stock slurry using a long paper machine at a speed of 10 m / min.

得られた複合繊維シートについて、電子顕微鏡を用いて観察した。サンプル2−4の複合シートにおいては、紙の表面や内部を硫酸バリウム及び水酸化アルミニウムが密に被覆・充填していることを確認できた(図11)。   The obtained composite fiber sheet was observed using an electron microscope. In the composite sheet of Sample 2-4, it was confirmed that the surface and inside of the paper were densely covered and filled with barium sulfate and aluminum hydroxide (FIG. 11).

複合繊維シートの特性を測定した結果を下表(表2)に示す。複合繊維を原料に用いることで、灰分約67%のシートを抄紙マシンで製造し、得られたシートを連続的に巻取り、ロール化することができた。このときの歩留は、紙料歩留・灰分歩留ともに96%以上と非常に高かった。また、得られた複合繊維シート(サンプル2−4)は、パルプのみのシート(サンプル2−3)に比べて不透明度や密度、透気抵抗度が高かった。   The results of measuring the properties of the composite fiber sheet are shown in the following table (Table 2). By using the composite fiber as a raw material, a sheet having an ash content of about 67% was produced with a paper machine, and the obtained sheet could be continuously wound and rolled. The yield at this time was as high as 96% or more for both the paper yield and the ash yield. Moreover, the obtained composite fiber sheet (sample 2-4) had higher opacity, density, and air resistance than the pulp-only sheet (sample 2-3).

<測定方法>
・坪量:JIS P 8124:1998
・厚さ:JIS P 8118:1998
・密度:厚さ、坪量の測定値より算出
・灰分:JIS P 8251:2003
・白色度:JIS P 8212:1998
・不透明度:JIS P 8149:2000
・比散乱係数:TAPPI T425(ISO 9416)に規定される式により算出した。
・透気抵抗度:JIS P 8117:2009
・平滑度:JIS P 8155:2010
・L&W曲げこわさ:ISO 2493に準じて、L&W Bending Tester(Lorentzen&Wet
tre社製)で、曲げ角度が15度の曲げこわさを測定した。
・裂断長:JIS P 8113:2006
<Measurement method>
-Basis weight: JIS P 8124: 1998
・ Thickness: JIS P 8118: 1998
-Density: Calculated from measured values of thickness and basis weight-Ash content: JIS P 8251: 2003
Whiteness: JIS P 8212: 1998
・ Opacity: JIS P 8149: 2000
Specific scattering coefficient: Calculated by the formula defined in TAPPI T425 (ISO 9416).
-Air permeability resistance: JIS P 8117: 2009
Smoothness: JIS P 8155: 2010
・ L & W bending stiffness: according to ISO 2493, L & W Bending Tester (Lorentzen & Wet
(manufactured by tre) and the bending stiffness with a bending angle of 15 degrees was measured.
-Breaking length: JIS P 8113: 2006

(4)シート2−5−1:硫酸バリウム及び水酸化アルミニウムと繊維との複合繊維のシート
実験1(5)で得られた複合繊維(サンプル1−5、濃度:1%)に、カチオン性の歩留剤(RX5202、ハイモ)を対固形分で50ppm添加して紙料スラリーを調製した。次いで、5層円網抄紙機を用いて、抄速20m/min、抄幅980mmの条件でこの紙料スラリーからシートを製造した。丸網1層で107g/mのシートを作り、それらを5層重ねあわせることで534g/m、灰分45%のシートを得た。
(4) Sheet 2-5-1: Sheet of composite fiber of barium sulfate and aluminum hydroxide and fiber The composite fiber (sample 1-5, concentration: 1%) obtained in Experiment 1 (5) is cationic. A retention slurry (RX5202, Hymo) was added at a solid content of 50 ppm to prepare a paper slurry. Subsequently, a sheet was produced from this stock slurry using a five-layer circular paper machine under conditions of a paper making speed of 20 m / min and a paper making width of 980 mm. A sheet of 107 g / m 2 was prepared with one layer of a round net, and 5 layers were laminated to obtain a sheet of 534 g / m 2 and an ash content of 45%.

(5)シート2−5−2:硫酸バリウム及び水酸化アルミニウムと繊維との複合繊維のシート
添加した歩留剤の量を対固形分で150ppmとし、円網1層につき64g/mのシートを作り、それらを5層重ねあわせることで320g/mのシートとした以外はシート2−5−1と同様にしてシート2−5−2を得た(シート灰分55%)。
(5) Sheet 2-5-2: Sheet of composite fiber of barium sulfate and aluminum hydroxide and fiber The amount of added retention agent is 150 ppm in terms of solid content, and a sheet of 64 g / m 2 per circular mesh layer. A sheet 2-5-2 was obtained in the same manner as the sheet 2-5-1 except that a sheet of 320 g / m 2 was obtained by superimposing five layers thereof (sheet ash content 55%).

得られた複合繊維シート(シート2−5−1、シート2−5−2)について、電子顕微鏡を用いて観察したところ、紙の表面や内部を硫酸バリウム及び水酸化アルミニウムが密に被覆・充填していることを確認できた(図12、13)。   The obtained composite fiber sheets (sheet 2-5-1 and sheet 2-5-2) were observed with an electron microscope, and the surface and inside of the paper were densely covered and filled with barium sulfate and aluminum hydroxide. (Figs. 12 and 13).

複合繊維シートの特性を実験2(3)と同様の方法で測定した結果を下表(表3)に示す。複合繊維を原料に用いることで、灰分45〜55%のシートを抄紙マシンで製造し、得られたシートを連続的に巻取り、ロール化することができた。また、得られた複合繊維シートは、不透明度や密度、透気抵抗度が高かった。
The results of measuring the properties of the composite fiber sheet by the same method as in Experiment 2 (3) are shown in the following table (Table 3). By using the composite fiber as a raw material, a sheet having an ash content of 45 to 55% was produced by a paper machine, and the obtained sheet could be continuously wound and rolled. Moreover, the obtained composite fiber sheet had high opacity, density, and air resistance.

(6)シート2−7:炭酸マグネシウムと繊維との複合繊維のシート
実験1(7)で得られた複合繊維(サンプル1−7、濃度:1%)に、カチオン性の歩留剤(ND300、ハイモ)とアニオン性の歩留剤(FA230、ハイモ)とを対固形分で100ppmずつ添加して紙料スラリーを調製した。次いで、長網抄紙機を用いて、抄速10m/minの条件でこの紙料スラリーからシートを製造した(坪量:約190g/m2、灰分:約46%)。得られた複合繊維シートについて、電子顕微鏡を用いて観察したところ、紙の表面や内部を炭酸マグンネシウムが密に被覆・充填していることを確認できた(図14)。
(6) Sheet 2-7: Sheet of composite fiber of magnesium carbonate and fiber A cationic retention agent (ND300) was added to the composite fiber (Sample 1-7, concentration: 1%) obtained in Experiment 1 (7). , Hymo) and anionic retention agent (FA230, Hymo) were added at 100 ppm each as a solid content to prepare a paper slurry. Next, a sheet was produced from this stock slurry under the conditions of a papermaking speed of 10 m / min using a long paper machine (basis weight: about 190 g / m2, ash content: about 46%). When the obtained composite fiber sheet was observed with an electron microscope, it was confirmed that the surface and the inside of the paper were densely coated and filled with magnesium carbonate (FIG. 14).

〔実験3:複合繊維ボードの作製〕
(1)複合ボードA:硫酸バリウム及び水酸化アルミニウム複合繊維の複合ボード
実験2(3)で得られたシート2−4(坪量:180g/m)を10枚、20枚、又は40枚、酢酸ビニル系バインダーで貼り合せて、各複合ボードを作製した(複合ボードA−1、A−2、A−3)。
[Experiment 3: Preparation of composite fiber board]
(1) Composite board A: Composite board of barium sulfate and aluminum hydroxide composite fiber 10 sheets, 20 sheets, or 40 sheets 2-4 (basis weight: 180 g / m 2 ) obtained in Experiment 2 (3) Then, each composite board was produced by bonding with a vinyl acetate binder (composite boards A-1, A-2, A-3).

(2)複合ボードB:硫酸バリウム及び水酸化アルミニウム複合繊維と炭酸マグネシウム複合繊維との複合ボード
ボードA−1の表と裏にそれぞれ、実験2(6)で得られたシート2−7(坪量:190g/m)を2枚ずつ貼り合せて、複合ボードを作製した(坪量:約2560g/m)。
(2) Composite board B: Composite board of barium sulfate / aluminum hydroxide composite fiber and magnesium carbonate composite fiber Each of the sheets 2-7 (tsubo) obtained in Experiment 2 (6) on the front and back of the board A-1 (Amount: 190 g / m 2 ) were bonded to each other to prepare a composite board (basis weight: about 2560 g / m 2 ).

(3)複合ボードC:硫酸バリウム及び水酸化アルミニウム複合繊維の複合ボード
実験2(4)で得られたシート2−5−1を酢酸ビニル系バインダーを用いてシート貼合機にて貼り合せて、シート2−5−1が3枚、6枚、又は12枚積層された各複合ボードを得た(複合ボードC−1、C−2、C−3)。
(3) Composite board C: Composite board of barium sulfate and aluminum hydroxide composite fiber The sheet 2-5-1 obtained in Experiment 2 (4) was bonded with a sheet bonding machine using a vinyl acetate binder. Each composite board in which three, six, or twelve sheets 2-5-1 were laminated was obtained (composite boards C-1, C-2, C-3).

(4)複合ボードD:硫酸バリウム及び水酸化アルミニウム複合繊維の複合ボード
実験2(5)で得られたシート2−5−2を酢酸ビニル系バインダーを用いてシート貼合機にて貼り合せ、5枚、11枚、又は22枚積層された各複合ボードを得た(複合ボードD−1、D−2、D−3)。
(4) Composite board D: Composite board of barium sulfate and aluminum hydroxide composite fiber The sheet 2-5-2 obtained in Experiment 2 (5) was bonded with a sheet bonding machine using a vinyl acetate binder, 5, 11, or 22 composite boards were obtained (composite boards D-1, D-2, D-3).

(5)ボードE:ろ紙(比較例)
ろ紙(アドバンテック社製、厚さ1.7mm品)を、酢酸ビニル系バインダーを用いて貼り合せ、2枚、5枚、又は10枚積層された各ボードを得た(ボードE−1、E−2、E−3)。
(5) Board E: Filter paper (comparative example)
Filter paper (manufactured by Advantech Co., Ltd., 1.7 mm thick) was bonded using a vinyl acetate binder to obtain two, five, or ten laminated boards (boards E-1, E-). 2, E-3).

(6)ボードF:ベニヤ板(比較例)
ベニヤ板(市販品)を、酢酸ビニル系バインダーを用いて貼り合せ、1枚、2枚、又は4枚積層されたボードを得た(ボードF−1、F−2、F−3)。
(6) Board F: Veneer board (comparative example)
A veneer board (commercial product) was bonded using a vinyl acetate binder to obtain a board in which one, two, or four sheets were laminated (boards F-1, F-2, F-3).

〔実験4:ボードの難燃性評価〕
実験3で作製したボードの燃焼性を、JIS A 1322(JIS Z 2150)を基にして、以下の手順により評価した。
[Experiment 4: Evaluation of flame retardancy of board]
The flammability of the board produced in Experiment 3 was evaluated according to the following procedure based on JIS A 1322 (JIS Z 2150).

一定の大きさ(20cm×30cm)に切り揃えたボードを50℃で48時間乾燥した後、乾燥用シリカゲルを入れたデシケータ中に24時間放置し、燃焼試験(加熱試験)のサンプルとした。   A board cut to a certain size (20 cm × 30 cm) was dried at 50 ° C. for 48 hours, and then left in a desiccator containing drying silica gel for 24 hours to obtain a sample for a combustion test (heating test).

サンプルを支持枠(枠の内寸16cm×25cm)に取り付けて、加熱試験装置に装着し、ガスバーナーに点火後、2分間、サンプルを加熱し、炭化面積、残炎時間、残じん時間を測定した(図15)。   Attach the sample to the support frame (inner dimensions of the frame 16cm x 25cm), attach it to the heating test device, ignite the gas burner, heat the sample for 2 minutes, and measure the carbonization area, after flame time, and residual time (FIG. 15).

なお、燃焼試験には、45°燃焼性試験器(スガ試験機社製、FL-45M)を用いた。加熱には、メッケルバーナー(高さ160mm、内径20mm)を用い、1次空気を混入しないでガスだけを送入して燃焼させた。燃料は液化石油ガス5号(ブタン及びブチレンを主体とするもの、JIS K 2240)を用い、サンプルを取り付けない状態で、炎の長さが65mmになるように調整した。
・炭化長面積:試験体の加熱面の炭化部分(炭化して明らかに強度が変化)している部分について最大長と最大幅を測定し、それらを掛け合わせて算出した。
・残炎時間:加熱終了時から試験体が炎をあげて燃え続ける時間を測定した。
・残じん:加熱終了時から無炎燃焼している状態をいう。
For the combustion test, a 45 ° flammability tester (FL-45M manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.) was used. For the heating, a Meckel burner (height 160 mm, inner diameter 20 mm) was used, and only the gas was fed and burned without mixing primary air. The fuel was liquefied petroleum gas No. 5 (mainly butane and butylene, JIS K 2240), and the length of the flame was adjusted to 65 mm with no sample attached.
-Carbonization length area: The maximum length and the maximum width were measured and calculated by multiplying the carbonized part of the heated surface of the test specimen (carbonized and apparently changed in strength).
-Residual flame time: The time for which the specimen continued to burn with flames was measured from the end of heating.
-Residual dust: A state in which flameless combustion has occurred since the end of heating.

加熱試験の結果を表4に示す。また、加熱試験後のサンプルの外観写真を図16、17に示す。   Table 4 shows the results of the heating test. Moreover, the external appearance photograph of the sample after a heating test is shown in FIG.

複合ボードA−1は、残炎時間が20秒であったものの、残じん及び炭化面積が小さかった。一方で、炭酸マグネシウムと繊維との複合繊維シートを表裏に貼り合せた複合ボードBは、残炎時間が10秒以下、残じん時間が30秒以下、炭化面積が50cm以下であり、防炎物品(合板)に求められる基準を満たしていた(参考:消防庁「防炎の知識と実際」)。 Although the composite board A-1 had a residual flame time of 20 seconds, the residual dust and carbonized area were small. On the other hand, the composite board B in which a composite fiber sheet of magnesium carbonate and fiber is bonded to the front and back has a residual flame time of 10 seconds or less, a residual dust time of 30 seconds or less, and a carbonized area of 50 cm 2 or less, and is flameproof. Meets the standards required for goods (plywood) (Reference: Fire and Disaster Management Agency "Knowledge and practice of flameproofing").

〔実験5:複合繊維シートの放射線遮蔽能力の評価〕
実験4で製造した複合繊維ボードA〜Dについて、放射線(X線)遮蔽能力を評価した。具体的には、JIS Z 4501「X線防護用品の鉛当量試験法」に準じて、透過X線量率及び鉛当量を測定した。
[Experiment 5: Evaluation of radiation shielding ability of composite fiber sheet]
About the composite fiber boards A to D manufactured in Experiment 4, the radiation (X-ray) shielding ability was evaluated. Specifically, the transmission X-ray dose rate and the lead equivalent were measured in accordance with JIS Z 4501 “Lead equivalent test method for X-ray protective equipment”.

(透過X線量率) JIS Z 4501の試験方法に準じた線質及び配置でX線を照射し、透過X線量率を測定した。各依頼品及び各測定位置につき5回測定を行い、平均値及び標準偏差を求めた。得られた透過線量率から、以下の式で線量減少率を算出した。
線量減少率(%)=(各サンプルの透過線量率/ブランク(サンプルなし)の透過線量率)×100
(鉛当量) JIS Z 4501「X線防護用品の鉛当量試験方法」に準じて、透過X線量を測定して鉛当量を求めた。各サンプルの鉛当量は、標準鉛版から減弱率曲線を作成して求めた。減弱率曲線は、厚みの異なる4枚の標準鉛板の減弱率から二次補間で作成した。標準鉛版には、各試験品の減弱率よりも減弱率の大きな2枚、減弱率の小さな2枚を選んだ。
(Transmission X-Dose Rate) The transmission X-ray dose rate was measured by irradiating X-rays with the quality and arrangement according to the test method of JIS Z 4501. Measurement was performed 5 times for each requested product and each measurement position, and the average value and standard deviation were obtained. From the obtained transmission dose rate, the dose reduction rate was calculated by the following formula.
Dose reduction rate (%) = (transmission dose rate of each sample / transmission dose rate of blank (no sample)) × 100
(Lead equivalent) According to JIS Z 4501, "Lead equivalent test method for X-ray protective article", the transmitted X-ray dose was measured to determine the lead equivalent. The lead equivalent of each sample was determined by preparing an attenuation rate curve from the standard lead plate. The attenuation rate curve was created by quadratic interpolation from the attenuation rates of four standard lead plates with different thicknesses. For the standard lead version, two sheets with a larger attenuation rate than that of each test product and two sheets with a smaller attenuation rate were selected.

(測定条件)
・X線装置:エクスロン・インターナショナル社 MG−452型(平滑回路、焦点寸法5.5mm、Be窓)
・X線管電圧及び管電流:MG−452型 100kV 12.5mA 付加ろ過版0.25mmCu
・X線管焦点―試料間距離:1500mm
・試料―測定器間距離:50mm
・測定器:電離箱照射線量率計 東洋メディック社 RAMTEC―1000D型 A−4プローブ使用
・X線量測定単位:空気衝突カーマ
・X線ビーム:狭いビーム
(Measurement condition)
-X-ray apparatus: Exlon International MG-452 type (smoothing circuit, focal size 5.5 mm, Be window)
-X-ray tube voltage and tube current: MG-452 type 100 kV 12.5 mA additional filtration plate 0.25 mm Cu
・ X-ray tube focus-sample distance: 1500mm
・ Distance between sample and measuring instrument: 50mm
・ Measurement device: Ionization chamber irradiation dose rate meter Toyo Medic Corporation RAMTEC-1000D type A-4 probe use ・ X dose measurement unit: Air collision kerma ・ X-ray beam: Narrow beam

表5に示すように、硫酸バリウム及び水酸化アルミニウムと繊維との複合繊維シートを積層したボードA、B、C、Dは、X線の線量減少率が36.5〜85.2%となり、X線遮蔽効果が確認できた。また、同様に鉛当量は、0.05〜0.31mmであった。一方、比較例である厚ろ紙を積層したボードEやベニヤ板を積層したボードFはX線の減少率が8%以下と低く、鉛当量も0.05mm以下であり、X線の遮蔽効果はほとんどないことを確認できた。   As shown in Table 5, the boards A, B, C, and D in which the composite fiber sheets of barium sulfate and aluminum hydroxide and fibers were laminated had an X-ray dose reduction rate of 36.5 to 85.2%, An X-ray shielding effect was confirmed. Similarly, the lead equivalent was 0.05 to 0.31 mm. On the other hand, board E with laminated thick filter paper and board F with laminated veneer, which are comparative examples, have a low X-ray reduction rate of 8% or less, a lead equivalent of 0.05 mm or less, and almost no X-ray shielding effect. I was able to confirm that there was no.

本発明の一態様に係る放射線遮断材は、その放射線遮蔽性を活かして、種々の用途に用いることができる。   The radiation shielding material according to one embodiment of the present invention can be used for various applications by taking advantage of its radiation shielding properties.

Claims (17)

硫酸バリウムと繊維との複合繊維であり、シート形態である第1の複合繊維シートが複数積層している、放射線遮断材。   A radiation shielding material, which is a composite fiber of barium sulfate and fibers, and a plurality of first composite fiber sheets in a sheet form are laminated. 前記繊維の表面の15%以上が硫酸バリウムによって被覆されている、請求項1に記載の放射線遮断材。   The radiation shielding material according to claim 1, wherein 15% or more of the surface of the fiber is covered with barium sulfate. 前記硫酸バリウムの平均一次粒子径が1.5μm以下である、請求項1又は2に記載の放射線遮断材。   The radiation shielding material according to claim 1 or 2, wherein the average primary particle diameter of the barium sulfate is 1.5 µm or less. 前記第1の複合繊維シートの前記繊維がセルロース繊維である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の放射線遮断材。   The radiation shielding material according to any one of claims 1 to 3, wherein the fibers of the first composite fiber sheet are cellulose fibers. 前記第1の複合繊維シートの前記繊維と前記硫酸バリウムとの重量比が5/95〜95/5である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の放射線遮断材。   The radiation shielding material according to any one of claims 1 to 4, wherein a weight ratio of the fibers of the first composite fiber sheet to the barium sulfate is 5/95 to 95/5. 前記第1の複合繊維シートが難燃剤を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の放射線遮断材。   The radiation shielding material according to any one of claims 1 to 5, wherein the first composite fiber sheet contains a flame retardant. 前記難燃剤を含む材料を、塗布または含侵させた、請求項6に記載の放射線遮断材。   The radiation shielding material according to claim 6, wherein the material containing the flame retardant is applied or impregnated. 前記難燃剤を含む材料によって被覆されている、請求項6に記載の放射線遮断材。   The radiation shielding material according to claim 6, which is coated with a material containing the flame retardant. 難燃剤を含み、シート形態である、難燃性シートがさらに積層している、請求項1〜8のいずれか1項に記載の放射線遮断材。   The radiation shielding material according to any one of claims 1 to 8, further comprising a flame retardant sheet containing a flame retardant and having a sheet form. 前記難燃性シートが、最も外側の層のうち少なくとも一つの層として積層している、請求項9に記載の放射線遮断材。   The radiation shielding material according to claim 9, wherein the flame retardant sheet is laminated as at least one of the outermost layers. 前記難燃剤が、炭酸マグネシウム、アルミニウム化合物及びハイドロタルサイトからなる群より選ばれる少なくとも一つである、請求項6〜10のいずれか1項に記載の放射線遮断材。   The radiation shielding material according to any one of claims 6 to 10, wherein the flame retardant is at least one selected from the group consisting of magnesium carbonate, an aluminum compound, and hydrotalcite. 前記難燃剤は粒子状であり、当該粒子の平均一次粒子径が1.5μm以下である、請求項6〜11のいずれか1項に記載の放射線遮断材。   The radiation blocking material according to any one of claims 6 to 11, wherein the flame retardant is particulate and an average primary particle size of the particles is 1.5 µm or less. 前記難燃性シートが、前記難燃剤と繊維との第2の複合繊維シートである、請求項9に記載の放射線遮断材。   The radiation shielding material according to claim 9, wherein the flame retardant sheet is a second composite fiber sheet of the flame retardant and fibers. 前記第2の複合繊維シートが、前記繊維の表面の15%以上が前記難燃剤によって被覆されている、請求項13に記載の放射線遮断材。   The radiation shielding material according to claim 13, wherein in the second composite fiber sheet, 15% or more of the surface of the fiber is covered with the flame retardant. 前記第2の複合繊維シートの前記繊維は、セルロース繊維である、請求項13又は14に記載の放射線遮断材。   The radiation shielding material according to claim 13 or 14, wherein the fibers of the second composite fiber sheet are cellulose fibers. 前記第2の複合繊維シートの前記繊維と前記難燃剤との重量比が5/95〜95/5である、請求項13〜15のいずれか1項に記載の放射線遮断材。   The radiation shielding material according to any one of claims 13 to 15, wherein a weight ratio of the fiber and the flame retardant of the second composite fiber sheet is 5/95 to 95/5. 前記第1の複合繊維シートがアルミニウム化合物を含み、前記第2の複合繊維シートが炭酸マグネシウムを含む、請求項13〜16のいずれか1項に記載の放射線遮断材。   The radiation shielding material according to any one of claims 13 to 16, wherein the first composite fiber sheet contains an aluminum compound, and the second composite fiber sheet contains magnesium carbonate.
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