JP3180063U - 放射線遮蔽シート - Google Patents

Abstract

【課題】加工しやすく簡便に持ち運びしやすく、かつ広げやすい放射線遮断シートを提供する。
【解決手段】水膨潤度が１０倍以上の高吸水性繊維を含む不織布に布帛を積層して放射線遮蔽シートとする。
【選択図】図１

Description

本考案は、加工しやすく簡便に持ち運びしやすく、かつ広げやすい放射線遮断シートに関する。

放射性物質からはα線,β線,γ線,中性子線等が放射される。α線やβ線は透過能力が低く、紙やアクリル、アルミ等の容器に入れる程度で放射線を遮蔽することができる。また、γ線の透過能力は高く、鉛等の重金属や厚いコンクリートの遮蔽物質を用いることにより放射線を遮蔽する必要がある。一方、放射線の中には、中性子線という放射線があり、高い透過性を有し、重金属やコンクリートでは効果的に遮蔽できない。中性子線の遮蔽は、原子核に吸収・捕獲されやすいように中性子線の速度を十分に減速して低速度の中性子線にすることが重要で、水素は中性子とほぼ同じ質量であるため中性子を減速させる効果が極めて高く、中性子線遮蔽材には、水や分子内に水素を多量に含む炭化水素化合物がよく使用されている。

上記したように、中性子線を遮蔽する手段としては、水が最も安価であり水素密度も比較的高いため好適であるが、遮蔽のためには、水を入れる容器が必要となるが、大掛りな設置になり設置が煩雑であり、使用しない平時の収納に大きなスペースが必要となる。また、容器の腐食や亀裂によって容器が壊れる懸念もある。

これを改善する方法としては、例えば、特許文献１では、シート若しくはボード状の挟持体を２枚重ね合わせ、これら挟持体の間に繊維若しくは多孔質体等からなる含水体層を挟んで保持し、この含水体層にゴムラテックスと高吸水性樹脂の混合液を含浸させて成る含水シートおよびボードが提案されている。

しかしながらこの方法では、ゴムラテックスと高吸水性樹脂の混合液を含浸・乾燥させる工程が必要であり工程も煩雑であり、さらには、高吸水性樹脂がゴムラテックスで覆われることによって、高吸水性樹脂の含水性能を十分に生かしきれないし、含水前の空隙が少ないことにより含水率不足が生じるおそれがあるという問題があった。

また、例えば、特許文献２では、珪藻土のもつ吸水・吸湿性能を生かした放射線遮蔽ボードが提案されている。
しかしながら、この方法では、珪藻土の粉落ちが懸念されるし、大きくて重いボードになるので、未使用時の収納や設置時の繋ぎ合わせなど、加工性や取扱性の点で十分ではないという問題があった。

他方、地震や津波などと自然災害にと原子力発電所事故が同時に発生した場合は緊急処置として、建物や植物や瓦礫などが放射線を浴びない様、放射線遮蔽物で覆う必要があるが、特許文献１や特許文献２で提案されたものでは、大規模・広範囲に覆うことができないという問題があった。

特開２００２−１６２４９３号公報 特開２０１０−２３６３４１号公報

本考案は、上記の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、加工しやすく簡便に持ち運びしやすく、かつ広げやすい放射線遮断シートを提供することにある。

本考案者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、高吸水性繊維を含む不織布に布帛を積層すると、加工しやすく簡便に持ち運びしやすく、かつ広げやすい放射線遮断シートが得られることを見出し、さらに鋭意検討を重ねることにより本考案に想到した。

かくして、本考案によれば「水膨潤度が１０倍以上の高吸水性繊維を含む不織布、および該不織布に積層してなる布帛を含むことを特徴とする放射線遮蔽シート。」が提供される。
その際、前記不織布において、含水率１０ｗｔ％以下の乾いた状態で厚さが１０〜２００ｍｍの範囲内であることが好ましい。また、前記不織布において、吸水量が２００〜３０００ｇ／ｍ^２であることが好ましい。また、前記布帛が編物であることが好ましい。また、前記布帛がメッシュシートであることが好ましい。また、前記布帛が不織布の表裏両面に積層していることが好ましい。

本考案によれば、加工しやすく簡便に持ち運びしやすく、かつ広げやすい放射線遮断シートが得られる。

本考案の放射線遮断シートを模式的に示す図である。

以下、本考案の実施の形態について詳細に説明する。
本考案の放射線遮蔽シートには、水膨潤度が１０倍以上（好ましくは、３０〜３００倍）の高吸水性繊維が含まれる。ここで、水膨潤度とは、以下の方法により測定するものとする。まず、高吸水性繊維の０．４ｇｒを３００ｃｃの生理食塩水に浸漬し、３０分間放置し、その後３２メッシュの金属ふるいの上に注ぎ１０分間水切りをする。そして、メッシュ上に残ったゲル状の繊維の質量（ｇｒ）を測定し、下記式により水膨潤度（倍）を算出する。
水膨潤度＝（ゲル状繊維質量［ｇｒ］−０．４［ｇｒ］）／０．４［ｇｒ］

上記特性を備えた高吸水性繊維としては、例えば架橋アクリル酸塩系繊維、アクリル繊維を後加工によりその表面を加水分解させて得られた繊維、ポリエステル等の繊維にアクリル酸やメタクリル酸をグラフト重合した繊維等があげられ、これらは単独で用いても２種以上を併用してもよい。そして、これらのなかでも、特に、架橋アクリル酸塩系繊維が、非常に高吸水性であり、好適である。

上記架橋アクリル酸塩系繊維は、アクリル酸系モノマーと、これと架橋結合を形成しうる官能基を有するモノマーとを反応させて得られるポリマーを架橋処理したもので、上記アクリル酸系モノマーとしては、アクリル酸（ＡＡ）、メタクリル酸、マレイン酸、あるいこれらのアルカリ金属塩等があげられる。また、これらを反応させるモノマーとしては、ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、グリセリルモノメタクリレート、グリセリルモノアクリレート等のヒドロシキル系モノマーや、ジメチルアミノエチルアクリレート（ＡＥＡ）、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノプロピルメタクリレーオ等のアミノ系モノマー等があげられる。

これらのモノマーは、単独で用いても複数種類を組み合わせて用いてもよいが、アクリル酸系モノマーと官能基モノマーとは、アクリル酸に対し官能基が当量以下に設定することが好適である。そして、これらを反応させる際には、可塑性を付与するために、他のビニルモノマー、例えば酢酸ビニル（ＶＡ）、アクリロニトリル等を配合することができる。ただし、可塑化のためのモノマーの配合量は全体に対し３０％以下にすることが望ましい。

このような架橋アクリル酸系繊維の好適な市販品としては、帝人ファイバー社製の「ベルオアシス」（登録商標）や、東洋紡績社製の「ランシール」登録商標）等をあげることができる。例えば、上記「ベルオアシス」（登録商標）の場合、自重の８０倍まで水分を吸収することができるという優れた吸水性能を示す。

前記高吸水性繊維の単繊維繊度としては１〜２０ｄｔｅｘの範囲内であることが好ましい。該単繊維繊度が１ｄｔｅｘよりも小さいと高吸水性繊維の製造が困難となるおそれがある。逆に、該単繊維繊度が２０ｄｔｅｘよりも大きいと、十分な吸水性能が得られないおそれがある。

本考案において、不織布は前記の高吸水性繊維のみで構成されていてもよいが、前記の高吸水性繊維と他の繊維とで構成されていると、放射線遮蔽シートの引張り強度、引裂き強度、寸法安定性などが向上し好ましい。

その際、他の繊維としては、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリアクリルニトリル繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維等の合成繊維、レーヨン繊維などの再生繊維、綿繊維、ウール繊維、絹繊維などの天然繊維、これらを複合したものなどが例示される。鞘成分がポリエチレンまたはイソフタル酸やカプロラクトン共重合ポリエステルまたはポリエーテルエステルからなり、一方芯成分がポリプロピレンやポリエチレンテレフタレートからなる芯鞘型複合繊維でもよい。なかでも、保水性繊維が好ましい。かかる保水性繊維としては、保水性能を持っていれば有機・無機繊維限定ない。また合成繊維であっても天然繊維であっても良い。保水性能とは繊維間に水分を保持する親水性繊維、繊維内部に形成された空隙に水を保持する多孔質繊維、超微細繊維間に毛細管現象により水分を保持する繊維を含む。また、親水性繊維の代わりに、疎水性繊維を親水化処理した繊維も使用可能である。そして、必要に応じてこれらの繊維を互いに接着する熱融着性繊維を有することも不織布の形成に有効である。

本考案において、不織布の製造方法としては、比較的長い短繊維を針の付いたローラーを用いて繊維を開繊混合する乾式法（カード法）、比較的短い短繊維を水中で分散しワイヤーに抄き取る湿式法（抄造法）、比較的短い短繊維を穴明きドラムに送り空気により分散しウェブを形成するエアレイド法（エアレイ法、乾式パルプ法とも呼ばれる事がある）等により形成された後、絡合／熱処理工程により構造を固定する方法などが例示され、製法により特に限定されるものではない。その際、絡合／熱処理工程としては、ニードルによる繊維同士の絡み合い（ニードルパンチ法）、高圧水流による繊維同士の絡み合い（スパンレース法）、バインダー繊維による接着（エアースルー法）、収縮による絡み合い、熱ロールによるプレス等を適宜用いることができる。

前記不織布において、含水率１０ｗｔ％以下の乾いた状態で厚さ１０〜２００ｍｍ、含水した状態で厚さ２０〜４００ｍｍの状態であることが好ましい。乾いた状態で２００ｍｍより大の厚みを持つと搬送、収納が困難になるおそれがある。また、含水した状態で厚さが２０ｍｍより小であると、中性子遮蔽効果があまり得られないおそれがある。前記不織布の吸水量は２００〜３０００ｇ／ｍ^２が好ましく、特に好ましくは、吸水量１０００〜１５００ｇ／ｍ^２である。

本考案の放射線遮蔽シートにおいて、前記不織布に布帛が、直接的（不織布と布帛とが接触している。）に、または間接的に（不織布と布帛とが接触していない。）積層されている。その際、シートの強度を向上させる上で、不織布の表裏両面に布帛が積層されていることが好ましい。

かかる布帛としては、シートの吸水スピードを高める上で、編物やメッシュシート（例えば、メッシュ編物、メッシュ織物、網など）が好ましい。その際、メッシュの空隙部面積（空隙部１箇所あたりの面積）としては、４平方ミリメートル〜９００平方センチメートルの範囲が好ましい。メッシュの空隙部面積が４平方ミリメートルよりも小さいと、吸水スピードが低下するおそれがある。逆に、メッシュの空隙部面積が９００平方センチメートルよりも大きいと、シートの形態を保持できなくなるおそれがある。

本考案において、不織布に布帛を積層する方法としては、接着剤を用いる方法やキルテングなどの縫製による方法などが例示される。
なお、本考案の目的が損われない範囲内であれば、部材を製造する前および／または後の工程で、抗菌剤や防カビ剤などを添加する抗菌加工や、染色加工、親水加工、熱プレスなどを施してもよい。

本考案の放射線遮蔽シートには前記の高吸水性繊維が含まれるので、放水や雨により水を保水させることにより、優れた放射線遮蔽性効果を有する。また同時に、加工しやすく簡便に持ち運びしやすく、かつ広げやすい。

次に本考案の実施例及び比較例を詳述するが、本考案はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例中の各測定項目は下記の方法で測定した。
（１）水膨潤度
以下の方法により測定した。まず、０．４ｇｒの高吸水性繊維を３００ｃｃの生理食塩水に浸漬し、３０分間放置し、その後３２メッシュの金属ふるいの上に注ぎ１０分間水切りをした。そして、メッシュ上に残ったゲル状の繊維の質量（ｇｒ）を測定し、下記式により水膨潤度（倍）を算出した。
水膨潤度＝（ゲル状繊維質量［ｇｒ］−０．４［ｇｒ］）／０．４［ｇｒ］
（２）吸水速度
放射線遮蔽性の代用特性として、２０℃、６０％ＲＨ雰囲気下で一昼夜放置した試料に３００ｍＬを一定速度で滴下して水が表面からなくなる時間を計測し吸水速度とした。
（３）目付け
ＪＩＳ Ｌ１９１３により目付け（ｇ／ｍ^２）を測定した。
（４）厚さ
ＪＩＳ Ｌ１９１３により厚さ（ｍｍ）を測定した。

［実施例１］
高吸水性繊維として「ベルオアシス」（帝人ファイバー社製、水膨潤度８０倍）３０重量％、レーヨン７０重量％からなる不織布をニードルパンチ法で作製した。目付３００ｇ／ｍ^２、厚さ５ｍｍであった。この不織布の表裏両面にナイロン製で網目が１０平方センチメートルの無結節魚網を３０ｃｍ角でキルト状に縫い合わせ、図１の放射線遮断シートを作製した。
該放射線遮断シートは、放水や雨により水を保水させることにより、優れた放射線遮蔽性効果を有し、また同時に、加工しやすく簡便に持ち運びしやすく、かつ広げやすいものであった。

［実施例２］
高吸水性繊維として「ベルオアシス」（帝人ファイバー社製、水膨潤度８０倍）３０重量％、レーヨン７０重量％からなる不織布をニードルパンチ法で作製した後、アクリル系ゴムラテックスで含浸、乾燥し不織布とした。この不織布層に目付け１００ｇ／ｍ^２、厚さ１ｍｍのポリエステル織物をウレタン接着剤によって両面張り合わせて放射線遮断シートを作成した。
得られた放射線遮断シートは、吸水スピードの点で、実施例１で得られたものより少し劣るものであった。
放水や雨により水を保水させることにより、優れた放射線遮蔽性効果を有する。また同時に、加工しやすく簡便に持ち運びしやすく、かつ広げやすい。

［比較例１］
実施例１において、高吸水性繊維にかえてポリエチレンテレフタレート繊維（水膨潤度が１０倍未満）を用いること以外は同様にしたところ、吸水性に劣る（放射線遮蔽性に劣る）ものであった。

本考案によれば、加工しやすく簡便に持ち運びしやすく、かつ広げやすい放射線遮断シートが得られ、その工業的価値は極めて大である。

１：網
２：不織布

Claims (6)

1. 水膨潤度が１０倍以上の高吸水性繊維を含む不織布、および該不織布に積層してなる布帛を含むことを特徴とする放射線遮蔽シート。
2. 前記不織布において、含水率１０ｗｔ％以下の乾いた状態で厚さが１０〜２００ｍｍの範囲内である、請求項１に記載の放射線遮蔽シート。
3. 前記不織布において、吸水量が２００〜３０００ｇ／ｍ^２である、請求項１または請求項２に記載の放射線遮蔽シート。
4. 前記布帛が編物である、請求項１〜３のいずれかに記載の放射線遮蔽シート。
5. 前記布帛がメッシュシートである、請求項１〜３のいずれかに記載の放射線遮蔽シート。
6. 前記布帛が不織布の表裏両面に積層してなる、請求項１〜５のいずれかに記載の放射線遮蔽シート。

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