JP2020030088A - 樹脂組成物、その硬化物、および樹脂組成物を用いた積層体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来技術による不具合を有さず、塗工性に優れ、且つ中性子線の遮蔽および放射化抑制効果に優れた樹脂組成物、その硬化物、およびこれを含む積層体の製造方法を提供する。【解決手段】ポリオール成分、ポリイソシアネート成分、および中性子吸収材料を含み、前記中性子吸収材料の平均粒径Ｄ５０が５０μｍ〜８５０μｍの範囲にあることを特徴とする樹脂組成物、およびこれを含む積層体が得られた。【選択図】図３

Description

本発明は、中性子吸収材料を含む樹脂組成物、およびこの樹脂組成物の硬化物に関する。
さらに、本発明は、上記の樹脂組成物を用いた積層体の製造方法に関する。

近年、病院や診療所等の医療施設や研究所では、検査、治療、研究に用いられる放射線について、その患者、医療関係者および研究員等への二次的な影響を最小限に抑える配慮がなされている。また、原子力発電所等においても、作業員、地域住民および環境に対する、放射線の影響を抑制するための対策が種々検討されている。

放射線はその発生源や性質により、α線（アルファ線）、β線（ベータ線）、γ線（ガンマ線）、Ｘ線（エックス線）、中性子線といった複数の種類に分類されるが、このうち人体に影響を与える可能性のあるガンマ線、エックス線、中性子線については、遮蔽または吸収の必要性が極めて高い。

このほか、最先端のがん治療など、中性子線を用いる検査、治療、研究等では、エネルギーが２ＭｅＶ以下の中性子が多量に使用されることがある。この場合、医療施設や研究所の壁部、天井及び床面等(以下、壁部等という)に対して大量の中性子が高速で衝突すれば、本来放射性を有さない壁のコンクリート等が放射化して、ガンマ線が生ずる事態に至るものである。このため、医療関係者、患者、研究員等の被曝の可能性や放射性廃棄物の発生を回避するための厳重な対策が必要である。

このうち、レントゲン装置等の医療機器に用いられるエックス線や、コバルト照射の際に発生するガンマ線は、鉛や鉄などの比重の大きな金属等により遮蔽可能であることから、上記金属等を含む板体状の成型体を壁部等に設置することが行われている。

一方、中性子線は、電荷を持たない物質であり、透過力が非常に高いことから、比重の大きな金属等では遮蔽が困難であり、炭化ホウ素（Ｂ_４Ｃ）等の中性子吸収断面積の大きな材料を含む樹脂板ないしシートにより、放射化を抑制する方法が提案されている。例えば、特許文献１によると、リチウム・ホウ素・サマリウム・ガドリニウム等の中性子吸収材料と、合成樹脂とを混錬してコンパウンドを構成し、これを成形し、中性子の照射に暴露される壁部等に設けられる。

さらに、特許文献２のように、放射線遮蔽のために、コンクリート壁部等に塗料状の組成物を吹き付けて硬化させる方法も提案されている。

特開２０１７−１７３２６０号公報 特開２０１７−１７９１０８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された板体状の遮蔽・吸収材料は、自立しないために、保持部材や冶具を用いて設置することが必要とされる上、壁部等への固定のためには接着層等の下塗り層が必須であるため、多工程の施工が必要となる。また、すでに成型された複数枚の材料を組み合わせて、壁部等を保護する場合には、継ぎ目部分における放射線の遮蔽・吸収の信頼性確保が必須である。さらに複雑形状部位や狭所などは事実上、設置不能な場合も少なくない。

また、放射性物質を使用する医療設備等が解体されて、廃材とされる場合、特に減衰期間の長い放射性材料を含む廃材は、放射性廃棄物となり、その処分に莫大なコストが生ずる。

一方、引用文献２の塗料は、コンクリート材料等に対して吹き付け塗工可能ではあるが、塗工性にはさらに改善の余地がある。また、専らエックス線、ガンマ線の遮蔽目的のものであるために中性子吸収成分が含有されておらず、中性子吸収能力は有さない。

しかるに、従来技術による不具合に鑑み、本発明は、塗工性に優れ、且つ中性子線の遮蔽および放射化抑制効果に優れた樹脂組成物を提供することを目的とする。

さらに、本発明は、上記の樹脂組成物と被塗物との積層体の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の樹脂組成物は、ポリオール成分、ポリイソシアネート成分、および中性子吸収材料を含み、前記中性子吸収材料の平均粒径Ｄ５０が５０μｍ〜８５０μｍの範囲にあることを特徴とする。

樹脂組成物に含まれる中性子吸収材料は、ホウ素含有材料、ランタノイドまたはこれらの混合物であることが好ましい。

さらに、中性子吸収材料は、炭化ホウ素、ホウ酸、ガドリニウムまたはこれらの混合物であることが好ましい。

樹脂組成物の１００質量％に対する中性子吸収材料の添加量が４〜２５質量％であることが好ましい。

本発明の樹脂組成物はコンクリート、鉄、アルミニウム、ポリエチレン被塗物の塗布に使用可能であり、硬化物とされる。

さらに、上記の目的を達成するため、本発明の樹脂組成物と被塗物との積層体の製造方法は、
ポリオール成分と、平均粒径Ｄ５０が５０μｍ〜８５０μｍの中性子吸収材料とを含む主剤を、ポリイソシアネート成分を含む硬化剤に添加する工程と、
得られた混合物を撹拌して前記中性子吸収材料の粒子が相互に分離・独立して存在する樹脂組成物を調製する工程と、
前記樹脂組成物を、調製の直後に被塗物に対して塗布する工程と、
を含むことを特徴とする。

本発明の積層体の製造方法では、前記中性子吸収材料が、炭化ホウ素、ホウ酸、ガドリニウムまたはこれらの混合物であると好ましい。

本発明の本発明の積層体の製造方法では、被塗物がコンクリート、鉄、アルミニウム、ポリエチレンであると好ましい。

本発明の樹脂組成物は、塗工性に優れるために医療施設等に対する施工が容易であり、且つ中性子線の遮蔽および放射化抑制効果に優れている。

さらに、本発明の樹脂組成物と被塗物との積層体の製造方法によると、上記の効果を有する樹脂組成物の硬化物に被覆された材料を、建設資材として予め構成することが可能である。

本発明の樹脂組成物の分散状態を説明するための図面に代わる中性子ラジオグラフィ撮影写真である。 本発明の樹脂組成物の中性子吸収に係る実験方法を説明するための図である。 本発明の実施例および対照サンプルについての中性子線照射試験の結果を示すためのグラフである。 比較例１の樹脂組成物（未硬化）の状態を説明するための図面に代わる写真である。 本発明の樹脂組成物の粘度変化を示すグラフである。

以下、本発明を具体的に説明するが、本発明は特定の具体例に限定されるものではない。

本発明の樹脂組成物は、ポリオール成分、ポリイソシアネート成分、および中性子吸収材料を含み、用いる中性子吸収材料の平均粒径Ｄ５０が５０μｍ〜８５０μｍの範囲とされるものである。

樹脂組成物は、ポリオール成分を含む主剤とポリイソシアネート成分を含む硬化剤とを分離した二液型組成物であってもよいし、主剤と硬化剤とを両方を含む一液型組成物であってもよい。しかし、保存性や硬化剤の種類の制約などの点で、二液型組成物とすることが好ましい。以下、主剤と硬化剤について具体的に説明する。

［１．主剤］
本発明においては、主剤は硬化剤により硬化可能なポリオール成分（ポリオールともいう）と、中性子吸収材料とを必須成分として含む。ポリオールとしては、ヒドロキシル官能価２以上のアルコールが使用される。但し、本発明の効果を損なわない範囲で、主剤がモノオールを含むことも可能である。以下、本発明で使用可能なポリオールの例を挙げる。

［ポリオール］
ポリオールは特に限定されず、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール（ポリカーボネートポリオールを含む）、ポリウレタンポリオール、アクリルポリオールなどから１種以上を選択して使用することができる。

また、トリグリセリド、例えばひまし油等の天然トリグリセリドを用いることも可能である。

［中性子吸収材料］
中性子吸収材料は、中性子吸収断面積が大きい物質であれば特に限定されないが、例えば、炭化ホウ素（Ｂ_４Ｃ）、ホウ酸、酸化ホウ素等のホウ素含有材料、ガドリニウム、サマリウム、ユーロピウム（又はその化合物）、ハフニウム、カドミウム等（又はその化合物）から１種以上を選択して用いることが可能であるが、安全性の面では、ホウ素含有材料とガドリニウム（又はその化合物）の少なくとも一方を用いる。

これらの中でも、ホウ酸および酸化ホウ素は安価でコスト面で有利ではあるが、水溶性が高いので、経年劣化で組成物の硬化塗膜に亀裂が生じた場合があり、特に、樹脂組成物が塗布された施設を解体、廃棄された際など、水が侵入すると、中性子材料が流出する可能性がある。従って、中性子吸収材料は、水溶性の低い炭化ホウ素、ガドリニウムから選択することが好ましい。これらの中でも、主剤および硬化剤等の樹脂成分と比重が略等しく、作業性、経済性、化学的安定性に優れる点で炭化ホウ素が特に適している。

炭化ホウ素は、工業合成品(市販品）を用いることも可能であるが、中性子吸収能が高いホウ素同位体^１０Ｂを濃縮した濃縮物を用いて製造したものを用いることもできる。炭化ホウ素の製造方法は特に限定されず、例えば、無水ホウ酸の炭素還元法などで製造することができる。

中性子吸収材料は紛体状のものを用いることが可能であり、組成物内での分散性や混練作業性の点からは平均粒径５０μｍ〜８５０μｍの材料を用いることが可能であり、好ましくは、１００μｍ〜３５５μｍ、特に好ましくは１００μｍ〜３００μｍの範囲である。平均粒径は、レーザー回折・散乱法により求めた粒度分布における積算値５０％（Ｄ５０）での粒径を意味する。

中性子吸収材料の使用量は、樹脂組成物（溶剤を用いる場合は溶剤以外）１００質量％に対して、配合量が４〜３０質量％、特に１０質量％〜２０質量％であると好ましい。

［その他添加剤］
上記ポリオール、および中性子吸収材料に加え、主剤には、任意に、その他の樹脂、体質顔料、着色剤（着色顔料）、防腐剤、分散剤、たれ防止剤、難燃剤、触媒などの添加剤を添加することもできる。

なお、主剤に有機溶剤などの希釈剤を添加することも可能ではあるが、有機溶剤の環境負荷などを考慮すると、有機溶剤を実質的に含有しない無溶剤型とすることが好ましい。ここで「有機溶剤を実質的に含有しない」とは、主剤に意図的に有機溶剤を添加しないことを意味し、ポリオールやその他成分の製造過程で残留した有機溶剤の存在は排除せず、例えば組成物全量に対して５質量％未満の有機溶剤を含む場合もある。

体質顔料としては、組成物の肉持ち（塗膜厚さ）の調整等の際に配合され、セメント系、炭酸カルシウム系の組成物が挙げられる。例えば、硫酸バリウム、アルミナホワイト、タルク、バライト粉等である。着色顔料としては、塗膜に色彩を与えるために配合されるものであって、黒、グレー、クリーム等の種々の色に適合する顔料が適用される。

主剤を構成する各成分の配合割合は特に限定されないが、主剤の全質量を１００質量％とした場合（ただし、中性子吸収材料は除く）、一例として、ポリオール樹脂が５０〜６０質量％、体質顔料が３０〜４０質量％、着色顔料が１０質量％以下、その他添加剤が１０質量％以下の場合が挙げられる。また、他の例として、ポリオール樹脂が４５〜５５質量％、体質顔料が３５〜４５質量％、着色顔料が１０質量％以下、その他添加剤が１０質量％以下の場合が挙げられる。主剤の密度は１，２６０〜１，４４０ｋｇ／ｍ^３／２０℃の範囲であり、粘度は３，０００〜１２，０００ｍＰａ・ｓ／２０℃の範囲が塗布性等の面で好ましい。

主剤を上記のような混合比（質量比）の樹脂組成物とすることにより、この組成物を、鉄鋼構造物やコンクリート構造部の壁面等に吹付け等により施工する際に、優れた中性子線遮蔽性の他、耐食性、耐衝撃性等を有する硬化塗膜を形成することができる。

［２．硬化剤］
本発明の硬化剤は、ポリイソシアネート成分を含む。ポリイソシアネートとしては、官能価２以上のイソシアネートが主に使用されるが、本発明の効果を損なわない範囲で、単官能イソシアネートを含むことも可能である。以下、本発明で使用可能なポリイソシアネートの例を挙げる。

ポリイソシアネートは特に限定されないが、例えば、脂肪族、芳香族又は芳香脂肪族のポリイソシアネートが含まれ、具体例としては、トリレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、リジンジイソシアネート等のほか、これらイソシアネート化合物の変性体が挙げられる。なお、これらポリイソシアネートは、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。

主剤と同様、無溶剤型の硬化剤とする場合には、ポリイソシアネートは２０℃、大気圧下で液体であることが好ましい。具体的には、２０℃における粘度は２００〜４００ｍＰａ・ｓ／２０℃の範囲であることが好ましい。また、塗工性などの観点で、２０℃における密度は１，２００〜１，３００ｋｇ／ｍ^３／２０℃の範囲であることが好ましい。なお、この粘度はＢ型粘度計を用いて測定された値である。

主剤と同様、硬化剤にも添加剤を添加可能であり、その種類は特に限定されないが、主剤と混合する場合の分散性を考慮すると、体質顔料、着色顔料は硬化剤ではなく主剤に添加するとよい。

また、主剤（中性子吸収材料を除く）と硬化剤の混合比は、施工性（塗工性、延展性）及び作業性に優れた樹脂組成物を調製することが可能な、１：１〜６：１の範囲を目安とし、適用する中性子吸収材の粒径及び物性を考慮して決定する。上記の混合比は、特に２：１〜４：１の範囲であると好ましく、主剤中のポリオール（総質量）と、硬化剤中のポリイソシアネート（総質量）との質量割合を上記範囲とすることが好ましい。

［樹脂組成物の調製］
中性子吸収材料は、１液型の場合は主剤と硬化剤の混合物に添加し、２液型の場合は主剤に添加し、主剤中であらかじめ均一に混合した後、更にこれに硬化剤を添加してさらに均一化して使用される。主剤と硬化剤の質量比は例えば２：１〜４：１であり、組成物（主剤及び硬化剤）と中性子吸収材料との質量比は１：２〜１：７である。質量比を上記の範囲とすることで、硬化剤を混合した後に十分なポットライフを確保でき、例えば吹付け用のスプレーガンを用いて容易に吹付け施工（塗装施工）を行うことができる。特に、被塗物の垂直な壁面等に吹付けた際に、硬化前に液垂れ等が生じるのを防止することができる。

硬化剤を主剤（及び中性子吸収材料）に混合する場合の条件は特に限定されないが、例えば２５℃〜５５℃の温度で行われる。この温度範囲で混合することにより、主剤に対して硬化剤が均一に分散するように混合することができ、又、所望の硬化速度、すなわち、所望のポットライフに適宜設定することができる。混合は、動的又は静的ミキサー、好ましくは静的（スタティック）ミキサーを用いて行うことができる。静的ミキサーによる混合では、予め中性子吸収材料を混合した主剤に対して、不必要に掻き混ぜることなく、硬化剤を均一に混合することができる。そして、各材料の分散状態が均一とされた樹脂組成物を、硬化する前に手際よく、例えば、コテやローラーを用いて手塗加工、吹付け用のスプレーガンを用いて吹付け施工（塗装施工）を行うことができる。

樹脂組成物の被塗物、すなわち塗布対象は、コンクリート材料の他、鉄鋼等の金属、樹脂であってもよい。本発明の樹脂組成物は、医療施設や研究所等、建築物の構造部分、壁部、床、天井に汎用のコンクリート材料等に対して馴染みがよく、平滑に塗布することが容易である。

［樹脂組成物の使用方法］

本発明の樹脂組成物は、被塗物に塗布することで、優れた耐食性、耐衝撃性等を備えた組成物の遮蔽膜を形成することができる。被塗物は特に限定されず、鉄鋼構造物やコンクリート構造部の壁面等多様なものに使用することができる。具体的には、特に中性子が発生する医療施設、研究施設、検査装置などである。本発明の組成物は、塗布工程が簡易であり、塗装後の液たれ等も起こり難いので、上記のような施設のコンクリート壁面のように、大面積に塗布が必要なものに適している。

本発明において、塗布とは、被塗物を被覆するように樹脂組成物を施与することを意味し、樹脂組成物を予め型枠や、射出成型機や押出成形機等を用いて成型し、成型後、半硬化状態または完全硬化状態の樹脂組成物をコンクリート材料等の施与対象に施す以外をいう。

塗装方法は特に限定されず、ローラー、コテ、刷毛、スプレーガンによるものなど、従来公知の塗布手段によるものを多様に選択可能であるが、一般にはローラー、コテ、スプレーガンなどの機械的噴霧装置が特に好ましく、これにより、構造壁やその他の施設等の被塗物の複雑な形状をなす壁面等に対して容易に塗布（吹付）が可能な他、中性子の線量の強さに応じて必要な厚さの均一な塗膜を形成することができる。スプレーガンは、例えば、リシンガンを用いることが可能であり、これにより円滑な吹付作業が可能となる。このほか、ローラー、コテ、刷毛による塗布は、職人により施工が可能であり、段差や微小な亀裂発生箇所などに対しても簡易な塗工が可能とされる。

塗布時の温度は特に限定されず、例えば２５℃〜５５℃の温度に維持される。これにより、混合して得られた樹脂組成物を所望のポットライフに適宜設定することができ、円滑な塗装施工を行うことができる。

被塗物に表面処理（下地層、粗面化）を施してから、本発明の組成物を塗布することも可能である。しかし、本発明の組成物は、コンクリートや鉄鋼、特にコンクリートに対する接着性に優れているので、表面処理をしなくても直接塗布することができる。

本発明では、ポリオールと、平均粒径Ｄ５０が５０μｍ〜８５０μｍの中性子吸収材料とを含む主剤を適宜撹拌して調製し、さらにこれとは別にポリイソシアネートを含む硬化剤を調製する。主剤と硬化剤の調製順序には制限はなく、これらはそれぞれ任意に添加剤を含んでもよく、それぞれ適宜撹拌して予め各成分の混合状態を均一にしておくことが好ましい。次いで、主剤と硬化剤とを塗布の直前に混合し、スタティックミキサー等を用いて、できる限り混合物中に乱流等を生じないように、混合物の全体に中性子吸収材料が一様に分散した樹脂組成物を調製する。樹脂組成物の調製直後に、好ましくは塗布時の環境温度を２５℃〜５５℃、より好ましくは３０℃〜３５として、コンクリート壁部等にローラーなどにより、塗布する。

これにより、本発明の樹脂組成物は、病院等、建築物のコンクリート壁部などを被塗物（基体）とする積層体として構成される。

また、本発明の樹脂組成物は、必ずしも既設または建築中の建築物ではなくとも、ブロック状、板状またはその他の形状の、コンクリートまたは金属等に塗布した積層体状に構成して建設用資材とすることもできる。これらの積層体は、被塗物に対して樹脂組成物が直接塗布されているものでも、被塗物の表面加工がされたもの、下塗り層含むものであってもよい。

本発明で、主剤と硬化剤の混合物に、中性子吸収材料が「分散した」または「分散」とは、主剤と硬化剤を混合させたあと、無作為に抽出したサンプルの組成を確認して、中性子吸収材料の質量割合が目標値の±５％以内であり、かつ中性子吸収材料粒子が目視観察により凝集状態にないこと（いわゆるダマが生じていないこと、または各粒子（一次粒子）が相互に分離・独立して存在していること）である。また、混合の「直後」とは主剤と硬化剤との全量が混合されてから好ましくは６０分以内、さらに好ましくは３０分以内、特に好ましくは、約１５分以内を意味する。この時の樹脂組成物の粘度は２０００Pa・ｓ以下（B型粘度計による測定値）が好ましい。

本発明で「塗布」とは、中性子遮へいに要求される厚さの樹脂組成物を基体上に積層させること、または基体の全体または少なくとも１部分を樹脂組成物で被覆することであり、被塗物表面を必要に応じて、ブラスト等の下地処理や加工を施すこと、下塗り材などを塗って接着性を向上させる工程等も含む。

本発明の被塗物（塗布の基体）は、すでに述べたとおり、コンクリートおよび鉄鋼等の金属とされることが一般的であるが木材、樹脂、布等の他の材料を被塗物とすることも可能である。

以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。なお下記実施例において使用される材料の配合量は質量％を基準とするものである。本発明は実施例に限定されるものではない。

［実施例１〜８および比較例１］
１．樹脂組成物の作製
下表１に記載したとおりの組成により、混合容器にひまし油を含む主剤ポリオールを入れ、その後炭化ホウ素を投入して第１液を調製した。さらに第１液に対して、第２液としての硬化剤ポリイソシアネートを添加した。これらの作業の環境温度は２０℃であった。
この場合、混合物の主剤と硬化剤の質量比は、３：１であり、炭化ホウ素が１０質量％、２０質量％である。

２．混合試験（未硬化状態）
各実施例において、主剤、硬化剤と中性子吸収材料の混合状態を目視にて確認し、以下の評価基準で評価した。

◎ 組成物中、中性子吸収材料が全く凝集することない極めて良好な混合状態が得られている
〇 組成物中、中性子吸収材料の凝集がほとんどなく、良好な混合状態が確認された
× 組成物の粘度が高く、塗布が不能である

すなわち、粒径５０μｍ、１００μｍ、３００μｍ、８５０μｍの炭化ホウ素いずれにおいても中性子吸収材料が凝集することなく良好な混合状態が得られた。特に、１００μｍと３００μｍの炭化ホウ素の場合が最も良好な混合状態だった。この結果を表１にも記載した。

一方、比較例１における粒径１３．４μｍの炭化ホウ素は、混合後粘性が急速にあがり、塗布するのに良好な混合状態を得られなかった。この樹脂組成物の外観をApple社製iPhone（登録商標）7sPlus内蔵カメラを用いて撮影した写真を図４に示す。

３．分散性確認試験（硬化状態）
実施例２，３，４の樹脂組成物を長方形の金型（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ×１０ｍｍ）に注入し、環境温度２０°Ｃ、大気圧下で２４時間静置して硬化させた。

これにより得られた樹脂組成物（硬化物）の下部に、透過した中性子の平面分布を撮影するフィルムであるイメージングプレートを設置し、硬化物の上部から中性子線を２０００秒照射した。中性子照射後のイメージングプレートをイメージングプレート装置（ＧＥ社製）で読み取り、撮影画像を取得した。

実施例３の樹脂組成物の硬化物についての撮影画像を図１に示す。図１により、粒径１００μｍの炭化ホウ素が樹脂組成物の各成分が一様に分散されていることが確認できた。また、他の３種類（５０μｍ、３００μｍ、８５０μｍ）の炭化ホウ素を含む樹脂組成物についても、図１と同様に、一様に分散していることが確認されている（図示せず）。すなわち、本発明の樹脂組成物には塗布により中性子吸収材料は被塗物に対して中性子吸収材料を均一に保持した状態で塗工され、これにより塗装された医療施設、研究所などの施設における壁面、床、天井等が中性子線の衝突を受けた際には、これを塗装面の全面で偏りなく吸収すると考えられる。

４．中性子照射試験
実施例２〜４および６〜８の樹脂組成物を、図２に示す円柱状の普通コンクリート１（直径５ｃｍ、高さ５ｃｍ）の上部に直径５ｃｍ、高さ１ｃｍの硬化物として設置した試料（実施例サンプル）を作製した。

この試料の上方に下記の中性子発生装置（住友重機械工業社製サイクロトロン）を設置し（図示せず）、図２の矢印ｘにより示すように、中性子発生装置から前記試験片の表面に向けて熱中性子を一定量照射した。ここで用いた中性子発生装置は、加速器（サイクロトロン）より発射した陽子ビームを、ベリリウムターゲットに衝突させて発生させ、ポリエチレン減速材によって熱中性子のエネルギーまで減速し放出するものであり、試料に照射した熱中性子量は２．１×１０^５個／秒／ｃｍ^２、照射時間は４時間であった。

このほか、樹脂組成物を塗布しない状態の普通コンクリート１(対照サンプル）に対しても、同様の中性子照射を行った。

中性子照射後、普通コンクリート１に生成した２種類の放射性同位元素Ｎａ−２４、Ｍｎ−５６の生成量を、ゲルマニウム半導体検出器（ＥＧ＆Ｇ社製）を用いて測定した。同様の試験を、それぞれ３回行い、平均値を求めた。

測定結果を表１に示す。この測定結果をグラフ化して図３に示す。
なお、いずれの実施例サンプルにおいても、検出された核種はＮａ−２４およびＭｎ−５６のみであった。

また、樹脂組成物を塗布しない普通コンクリート１ (対照サンプル）における、中性子線照射試験結果は以下の通りであった。

上記により、本発明の樹脂組成物は、中性子による放射化を極めて良好に抑制することが示されている。樹脂組成物を用いた試験では、樹脂組成物を何ら塗布しない場合に比較して、最大では３０分の１以下（Ｎａ−２４）、又は検出限界未満（Ｍｎ−５７）（実施例６、８）というという極めて優れた放射化抑制効果が示された。また、特に被ばくの主原因となるＮａ−２４は１４分の１以下に放射化抑制されたことがわかる。

本発明の樹脂組成物、または樹脂組成物と被塗物との積層体によると、中性子が良好に吸収されて、減衰期間の短い放射性物質（核種）の生成が特に良好に抑制される。このため、医療関係者、患者、研究員等の無用な被曝が抑制され、安全な作業が可能となる。

［実施例９−１５］
４．粘度試験
実施例１−８と同様の材料及び手順を用い、下表３に記載したように、各材料の配合を変えて樹脂組成物を調製した。すなわち、実施例９−１５の組成物は、粒径１００μｍおよび３００μｍの炭化ホウ素を組成物の総質量に対して２０質量％含み、主剤：硬化剤の混合比を、２：１、３：１、４：１、および５：１とするものである。主剤と硬化剤を混合した時を測定開始時間として、Ｂ型粘度計（BROOKFIELD社製 viscometer model LVDV-E）を用いて各樹脂組成物の粘度を測定した。測定結果を図５に示す。

主剤：硬化剤の混合比が２：１、３：１、および４：１の実施例９−１４の組成物では、混合直後から１５分後の粘度は２０００Pa・s以下で、十分な施工性（延展性、被覆性）があることが示された。このうち、混合比２：１（実施例９および実施例１０）では、１５分以上１０００Pa・s以下の粘度を維持し、混合比３：１（実施例１１および実施例１２）では、特に粒径１００μｍの場合に（実施例１１)、５分以上にわたってほぼ一定の低い粘度を維持した。４：１は、混合直後すぐに粘度が上昇し始めたが、その後の粘度上昇は徐々に緩やかになる傾向を示し、施工性の維持が確認された（実施例１３および実施例１４）。混合比５：１の場合は(実施例１５）、混合後の粘度上昇が比較的早いが一定時間施工性の維持が確認された。

主剤、硬化剤の混合比２：１〜５：１の間で、粒径を調整することで、施工に適した条件の設定が可能であることがわかった。

本発明は上記の実施の形態の構成及び実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々変形が可能である。

例えば、上記では主に二液型の樹脂原料についての説明をしたが、ポリイソシアネートとしてブロックイソシアネートを用いることにより、一液型の樹脂組成物とすることができる。

１ 円柱状コンクリート（被塗物）
２ 樹脂組成物の硬化物

Claims (9)

1. ポリオール成分、
   ポリイソシアネート成分、および
   中性子吸収材料を含み、
   前記中性子吸収材料の平均粒径Ｄ５０が５０μｍ〜８５０μｍの範囲にあることを特徴とする樹脂組成物。
2. 前記中性子吸収材料がホウ素含有材料、ランタノイドまたはこれらの混合物である請求項１に記載の樹脂組成物。
3. 前記中性子吸収材料が、炭化ホウ素、ホウ酸、ガドリニウムまたはこれらの混合物である請求項１または２に記載の樹脂組成物。
4. 樹脂組成物の１００質量％に対する前記中性子吸収材料の添加量が４〜２５質量％である請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂組成物。
5. コンクリート、鉄、アルミニウム、ポリエチレン被塗物に塗布される請求項１〜４のいずれか１項に記載の樹脂組成物。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の樹脂組成物の硬化物。
7. ポリオール成分と、平均粒径Ｄ５０が５０μｍ〜８５０μｍの中性子吸収材料とを含む主剤を ポリイソシアネート成分を含む硬化剤に添加する工程と、
   得られた混合物を撹拌して前記中性子吸収材料の粒子が相互に分離・独立して存在する樹脂組成物を調製する工程と、
   前記樹脂組成物を、調製の直後に被塗物に対して塗布する工程と、
   を含むことを特徴とする、樹脂組成物と被塗物との積層体の製造方法。
8. 前記中性子吸収材料が、炭化ホウ素、ホウ酸、ガドリニウムまたはこれらの混合物である請求項７の製造方法。
9. 前記被塗物がコンクリート、鉄、アルミニウム、ポリエチレンであることを特徴とする請求項７または８に記載の製造方法。

Images