JP6870340B2 - 耐ガンマ線反射膜 - Google Patents
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本発明は、耐ガンマ線反射膜に関し、より詳細には、石英ガラス基材のような基材の一部表面に形成され、ガンマ線照射に対して耐性を有する耐ガンマ線反射膜に関する。
医学分野では、標準的な滅菌方法として、ガンマ線照射による医療機器の滅菌処理が行われている。ガンマ線照射により滅菌可能な光ファイバの一例が、特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載の光ファイバには、水素含有光ファイバから外部への水素の拡散を抑制するために金属のコーティングが施されている。また、光ファイバの端面には、酸化アルミニウムなどの金属酸化物のコーティングが施されている。
また、ガンマ線滅菌される医療機器の一例として、光干渉断層撮影法（ＯＣＴ，Optical Coherence Tomography）に使用される光プローブが挙げられる。ＯＣＴでは、患者の体内に挿入した光プローブの先端から側方にコヒーレント光を出射するとともに反射光を受光し、器官内の断層画像を生成する。
なお、光プローブの多くは、器官が傷つくことを防止するため、耐薬品性が高く摩擦の少ないフッ素樹脂製のチューブで被覆されている。
なお、光プローブの多くは、器官が傷つくことを防止するため、耐薬品性が高く摩擦の少ないフッ素樹脂製のチューブで被覆されている。
金属反射膜を蒸着した光ファイバ等の医療機器にガンマ線を照射すると、金属反射膜が変質し、剥離したように見える現象（以下、「剥離現象」と称する。）が発生することがある。この剥離現象について本願に係る発明者は種々の実験及び検討を重ねた結果、この剥離現象が、医療機器を被覆するフッ素樹脂製のチューブ等が存在する場合にのみ発生することを見出した。また、フッ素樹脂にガンマ線を照射したところ、フッ化物が検出された。さらに、金属反射膜が変質した部分の付着物をラマン分光測定したところ、フッ化アルミニウムのラマンスペクトルと同様に１５８ｃｍ−１にピークを有するスペクトルが観測された。これらの結果から、剥離現象は、ガンマ線照射によりフッ素樹脂が僅かに分解され、発生したフッ素ラジカルが金属反射膜と反応したことによって発生したものであると考えられる。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ガンマ線照射に対して耐性を有する耐ガンマ線反射膜の提供を目的としている。
本発明に係る耐ガンマ線反射膜は、基材の鏡面研磨した表面上に形成された反射膜を備え、前記反射膜は、０．７９９ボルト以上の標準電極電位を有する金属又は合金で形成された金属反射層を有し、前記基材は、光伝播部材であり、前記反射膜は、前記光伝搬部材内を伝播してきた光を反射し、前記基材の少なくとも一部が、フッ素樹脂製のチューブで被覆され、前記金属反射層は、金又は銀の蒸着膜であることを特徴としている。
本発明の耐ガンマ線反射膜は、０．７９９ボルト以上の標準電極電位を有するイオン化傾向の低い金属又は合金で形成された金属反射層を有する。このようにイオン化傾向の小さい金属で反射層を形成することにより、反射層と、ガンマ線照射により発生したフッ素ラジカルとの反応を抑制し、ガンマ線の照射による反射膜のダメージを抑制することができる。
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１に、本発明に係る耐ガンマ線反射膜の断面模式図を示す。同図に示すように、本実施形態の耐ガンマ線反射膜は、石英ガラス基材１の上面に形成された反射膜２を備えている。
さらに、石英ガラス基材１は、不図示のフッ素樹脂製のチューブで被覆されている。フッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、及び、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）が挙げられるが、これらに限定されない。
石英ガラス基材１は、光ファイバや屈折率分布（Gradient Index，ＧＲＩＮ）レンズのような光伝播部材で構成されるのがよい。また、耐ガンマ線反射膜２は、石英ガラス基材１の鏡面研磨した表面に形成されるのがよく、耐ガンマ線反射膜２は、石英ガラス基材１の内部を伝播してきた光を反射してもよいし、外部からの光を反射してもよい。
反射膜２は、石英ガラス基材１の上面に、アンダーコート層２１、金属反射層２２、トップコート層２３、オーバートップコート層２４を順次に蒸着することにより形成された積層構造を有している。
アンダーコート層２１は、例えば、厚さ１００ｎｍのＡｌ２Ｏ３の蒸着膜で形成され、金属反射層２２と石英ガラス基材１との接着性を高める効果を有することが好ましい。
また、トップコート層２３は、例えば、厚さ１００ｎｍのＳｉＯ２の蒸着膜で形成され、金属反射層２２の保護膜としての効果を有することが好ましい。
さらに、オーバートップコート層２４は、例えば、厚さ５０ｎｍのＴｉ３Ｏ５の蒸着膜で形成され、反射膜２の反射量増加の効果を有することが好ましい。
ここで、表１に、金属反射層２２として、種々の材料で厚さ１５０ｎｍの蒸着膜を形成した場合のガンマ線耐性の試験結果を示す。ガンマ線耐性の試験にあたっては、５０ｋＧｙのガンマ線を照射し、さらに、気温５５℃かつ湿度９５％のチャンバ内で６時間の高温高湿試験を経た後、反射膜２を観察して耐性を評価した。
上記の表１に示すように、金属反射層２２を、１．５Ｖの標準電極電位を有する金（Ａｕ）、又は０．７９９Ｖの標準電極電位を有する銀（Ａｇ）の蒸着膜として形成した場合には、試験後も反射膜２がきれいに残っていた。
一方、金属反射層２２を、０．３４５Ｖの標準電極電位を有する銅（Ｃｕ）、又は−０．１４６Ｖの標準電極電位を有する錫（Ｓｎ）の蒸着膜として形成した場合には、試験後に反射膜２の剥離現象が発生した。
一方、金属反射層２２を、０．３４５Ｖの標準電極電位を有する銅（Ｃｕ）、又は−０．１４６Ｖの標準電極電位を有する錫（Ｓｎ）の蒸着膜として形成した場合には、試験後に反射膜２の剥離現象が発生した。
上記の試験結果から、０．７９９ボルト以上の標準電極電位を有するイオン化傾向の低い金属で金属反射層２２を形成した場合に、剥離現象の発生が回避されている。したがって、剥離現象の発生を回避するためには、耐ガンマ線反射膜の金属反射層２２は、０．７９９ボルト以上の標準電極電位を有する金属で形成することが望ましい。
なお、金属反射層２２は、０．７９９ボルト以上の標準電極電位を有する、金、銀、パラジウム又は白金をベースとした合金で形成してもよい。
なお、金属反射層２２は、０．７９９ボルト以上の標準電極電位を有する、金、銀、パラジウム又は白金をベースとした合金で形成してもよい。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、金属反射層２２をアンダーコート層２１とトップコート層２３及びオーバートップコート層２４とで挟んだ積層構造を有する反射膜２を説明したが、本発明では、反射膜の積層構造はこれに限定されない。
また、上述した実施形態では、石英ガラス基材上に耐ガンマ線反射膜を形成した例を説明したが、本発明では、基材の材料はこれに限定されず、種々の材料を採用することができる。また、基材の形態も限定されない。特に、反射膜を形成する光伝播部材の表面は平面に限定されず、曲面であってもよい。
本発明は、光干渉断層撮影法（Optical Coherence Tomography, OCT）用の光プローブをはじめとする、ガンマ線照射による滅菌処理が必要な種々の医療機器に適用して好適である。また、本発明は、ガンマ線により被曝することが予想される原子炉周辺で測定等に使用される機器や、宇宙空間において使用される機器にも適用して好適である。
１ 石英ガラス基材
２ 反射膜
２１ アンダーコート層
２２ 金属反射層
２３ トップコート層
２４ オーバートップコート層
２ 反射膜
２１ アンダーコート層
２２ 金属反射層
２３ トップコート層
２４ オーバートップコート層
Claims (1)
- 基材の鏡面研磨した表面上に形成された反射膜を備え、
前記反射膜は、０．７９９ボルト以上の標準電極電位を有する金属又は合金で形成された金属反射層を有し、
前記基材は、光伝播部材であり、
前記反射膜は、前記光伝搬部材内を伝播してきた光を反射し、
前記基材の少なくとも一部が、フッ素樹脂製のチューブで被覆され、
前記金属反射層は、金又は銀の蒸着膜である
ことを特徴とする、耐ガンマ線反射膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2017009465A JP6870340B2 (ja) | 2017-01-23 | 2017-01-23 | 耐ガンマ線反射膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017009465A JP6870340B2 (ja) | 2017-01-23 | 2017-01-23 | 耐ガンマ線反射膜 |
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| JP2018120016A JP2018120016A (ja) | 2018-08-02 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017009465A Active JP6870340B2 (ja) | 2017-01-23 | 2017-01-23 | 耐ガンマ線反射膜 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP6870340B2 (ja) |
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