JP7014369B2 - Radiation shielding board and manufacturing method of radiation shielding board - Google Patents
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Description
本開示は、放射線遮蔽ボード及び放射線遮蔽ボードの製造方法に関する。 The present disclosure relates to a radiation shielding board and a method for manufacturing a radiation shielding board.
近年、医療現場において、放射線治療が種々行われている。なかでも、レントゲン、ＣＴ（Computed Tomography：コンピュータ断層撮影法）検査などは一般に行われており、いずれもエックス線（Ｘ線）を用いる。また、Ｘ線と一部波長が重なるγ線は、医薬品、食品などの滅菌などに使用される。
レントゲン室、ＣＴ室などの放射線治療室では、患者の患部に照射された放射線（Ｘ線）が、拡散したり、人体を貫通したりして治療施設から漏れ出ることを抑制するために、放射線治療室の周辺部には、鉛板、石膏板の両面を紙で挟み込んだ石膏ボード、石膏ボードと鉛板の積層体等を用いた遮蔽壁により区画され、放射線が遮蔽されている。
γ線は、飛程が長く、電荷を持たないため、電磁気力を使って方向を変える手段が適用できず、遮蔽は他の放射線に比較して困難であり、一般には、比重の高い鉛、鉄、コンクリートなどにより遮蔽される。例えば、厚さ１０ｃｍの鉛板により１／１００～１／１０００に減衰されると言われている。
In recent years, various types of radiation therapy have been performed in the medical field. Among them, X-rays and CT (Computed Tomography) examinations are generally performed, and X-rays (X-rays) are used for all of them. In addition, gamma rays whose wavelength partially overlaps with X-rays are used for sterility of pharmaceuticals, foods, and the like.
In radiation therapy rooms such as X-ray rooms and CT rooms, radiation is used to prevent radiation (X-rays) emitted to the affected area of the patient from diffusing or penetrating the human body and leaking out of the treatment facility. The peripheral part of the treatment room is partitioned by a lead plate, a plaster board having both sides of the plaster plate sandwiched between papers, and a shielding wall using a laminate of the plaster board and the lead plate, and radiation is shielded.
Since γ-rays have a long range and no electric charge, the means of changing the direction using electromagnetic force cannot be applied, and shielding is difficult compared to other radiation. Generally, lead, which has a high specific gravity, Shielded by iron, concrete, etc. For example, it is said that it is attenuated to 1/100 to 1/1000 by a lead plate having a thickness of 10 cm.
鉛板を用いた遮蔽壁は、重量が大きく、設置、移動が困難であり、使用後の解体も困難であった。さらに、火災時に鉛の溶融による放射線遮蔽能の低下、有毒ガスの発生などの懸念がある。また、鉛板と石膏ボードとの積層体の場合、使用後に廃棄処理する場合、両者を剥離する必要があるが、剥離が困難であり、廃棄時における解体効率が悪いという問題もある。
このため、目的とする放射線を効果的に遮蔽することができる放射線遮蔽壁が求められている。
The shielding wall using a lead plate is heavy, difficult to install and move, and difficult to dismantle after use. Furthermore, there are concerns that the radiation shielding ability will decrease due to the melting of lead in the event of a fire, and that toxic gas will be generated. Further, in the case of a laminated body of a lead plate and a gypsum board, it is necessary to peel off both of them when disposing of them after use, but there is also a problem that the peeling is difficult and the dismantling efficiency at the time of disposal is poor.
Therefore, there is a demand for a radiation shielding wall that can effectively shield the target radiation.
石膏に対して、ガラス繊維、及び硫酸バリウムを混合し、水を加えて混練し、石膏ボード用原紙の間に流し込み、乾燥させたときの比重が１．５～２．０の板材とする放射線遮蔽ボードが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、焼石膏と硫酸バリウムとを混合し、混合物を水と混ぜ、石膏ボード製造設備上で石膏ボードを形成する石膏ボードの製造方法が記載されており、得られた石膏ボードは、放射線遮蔽用に使用されること、色素、ガラス繊維等をさらに含みうることが記載されている（例えば、特許文献２参照。）。
Radiation that mixes glass fiber and barium sulfate with gypsum, kneads it with water, pour it between the base papers for gypsum board, and dries it to make a plate with a specific density of 1.5 to 2.0. Shielding boards have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
Further, a method for manufacturing gypsum board, which is obtained by mixing gypsum and barium sulfate and mixing the mixture with water to form gypsum board on a gypsum board manufacturing facility, is described, and the obtained gypsum board is used for radiation shielding. It is described that it can be used in gypsum, and can further contain dyes, glass fibers and the like (see, for example, Patent Document 2).
特許文献１に記載の放射線ボードは、石膏を含む原料の流動性が低いために、硬化促進剤等を含む液体添加剤を粉体の１／３質量部含有させ、乾燥硬化させて製造される。このために製造方法は煩雑である。さらに、石膏板の保持に石膏ボード用原紙を用いた場合には、得られた放射線遮蔽ボードの耐火性が低くなるという問題もある。
特許文献２に記載の製造方法では、混合物に対する水の比率が低く、乾式方法により形成されるため、型枠内に流し込む方法には適用し難く、製造が困難である。また、特許文献２の実施例に記載されるように、石膏ボードは原紙で被覆されて形成されるため、表面に存在する原紙に起因して、耐火性において改良の余地がある。
また、特許文献１及び特許文献２の石膏ボードにおいて、耐火性を向上させる目的で、原紙を用いず、石膏板単独で用いる石膏ボードとした場合には、曲げ剛性が低下したり、ビス打ちなどによりクラックが生じたりする場合がある。
The radiation board described in Patent Document 1 is manufactured by containing 1/3 part by mass of a liquid additive containing a curing accelerator or the like and drying and curing it because the fluidity of the raw material containing gypsum is low. .. Therefore, the manufacturing method is complicated. Further, when the base paper for gypsum board is used for holding the gypsum board, there is a problem that the fire resistance of the obtained radiation shielding board is lowered.
In the production method described in Patent Document 2, the ratio of water to the mixture is low and the mixture is formed by a dry method, so that it is difficult to apply to the method of pouring into a mold and production is difficult. Further, as described in the examples of Patent Document 2, since the gypsum board is formed by being covered with the base paper, there is room for improvement in fire resistance due to the base paper existing on the surface.
Further, in the gypsum boards of Patent Document 1 and Patent Document 2, when the gypsum board is used alone without using the base paper for the purpose of improving the fire resistance, the bending rigidity is lowered, the bending rigidity is reduced, and the like. May cause cracks.
本発明の一実施形態が解決しようとする課題は、Ｘ線及びγ線の遮蔽能が良好であり、必要な強度を有しながら、容易に設置可能な放射線遮蔽ボードを提供することである。
また、本発明の別の実施形態が解決しようとする課題は、Ｘ線及びγ線の遮蔽能が良好であり、放射線遮蔽ボードの簡易な製造方法を提供することである。
An object to be solved by one embodiment of the present invention is to provide a radiation shielding board which has good X-ray and γ-ray shielding ability, has required strength, and can be easily installed.
Another problem to be solved by another embodiment of the present invention is to provide a simple method for manufacturing a radiation shielding board, which has good X-ray and γ-ray shielding ability.
上記課題の解決手段は、以下の実施形態を含む。
＜１＞ 石膏と、石膏１００質量部に対して、硫酸バリウムを２００質量部～４００質量部と、補強繊維を０．７質量部～３質量部と、減水剤を０．２質量部～０．５質量部とを含有する石膏含有組成物硬化体である石膏含有ボード、及び、前記石膏含有ボードの少なくとも一方の面に埋没された不燃性繊維シートを備え、比重が１．８５～２．２０である放射線遮蔽ボード。
The means for solving the above problems include the following embodiments.
<1> With respect to gypsum and 100 parts by mass of gypsum, 200 parts by mass to 400 parts by mass of barium sulfate, 0.7 parts by mass to 3 parts by mass of reinforcing fibers, and 0.2 parts by mass to 0 parts of a water reducing agent. It is provided with a gypsum-containing board which is a cured product of a gypsum-containing composition containing 5 parts by mass, and a nonflammable fiber sheet embedded in at least one surface of the gypsum-containing board, and has a specific gravity of 1.85 to 2. Radiation shielding board which is 20.
＜２＞ 不燃性繊維シートが、ガラス繊維、及び炭素繊維から選ばれる繊維を含む不織布、織布、又は編布である＜１＞に記載の放射線遮蔽ボード。
＜３＞ 減水剤が、ポリカルボン酸系減水剤を含む＜１＞又は＜２＞に記載の放射線遮蔽ボード。
<2> The radiation shielding board according to <1>, wherein the nonflammable fiber sheet is a non-woven fabric, a woven fabric, or a knitted fabric containing a fiber selected from glass fiber and carbon fiber.
<3> The radiation shielding board according to <1> or <2>, wherein the water reducing agent contains a polycarboxylic acid-based water reducing agent.
＜４＞ 石膏と、硫酸バリウムと、補強繊維と、減水剤と、水と、を混練して石膏含有スラリーを調製する工程と、前記石膏含有スラリーに不燃性繊維シートを埋没させる工程と、前記石膏含有スラリーを板状に成形する工程と、成形された前記石膏含有スラリーを硬化させ、不燃性繊維シートが埋没された石膏含有組成物硬化体を得る工程と、を含む放射線遮蔽ボードの製造方法。 <4> A step of kneading gypsum, barium sulfate, reinforcing fibers, a water reducing agent, and water to prepare a gypsum-containing slurry, a step of burying a nonflammable fiber sheet in the gypsum-containing slurry, and the above. A method for producing a gypsum-shielding board, which comprises a step of forming a gypsum-containing slurry into a plate shape and a step of curing the molded gypsum-containing slurry to obtain a gypsum-containing composition cured product in which a non-combustible fiber sheet is embedded. ..
以下に、本開示の放射線遮蔽ボードの好ましい態様を示す。
＜Ａ＞ 石膏は二水石膏を含む放射線遮蔽ボード。
＜Ｂ＞ 補強繊維が、有機繊維及び無機繊維から選ばれる放射線遮蔽ボード。
＜Ｃ＞ 補強繊維が、ガラス繊維を含む放射線遮蔽ボード。
＜Ｄ＞ 不燃性繊維シートの坪量が５０ｇ／ｍ２～８５ｇ／ｍ２である放射線遮蔽ボード。
＜Ｅ＞ 石膏含有ボードの少なくとも一方の面から、少なくとも一方の面に埋没された不燃性繊維シートまでの距離が０．０５ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
なお、本明細書において、石膏含有ボードの少なくとも一方の面における「面」とは、板状の石膏含有ボードの投影図における最も大きな投影面積を示す箇所の表面を指す。便宜上、一方の面を「表面」、他方の面を「裏面」と称することがある。
また、当該「面」に垂直な面を石膏含有ボードの「側面」とする。
石膏含有ボードの一方の面（表面）から他方の面(裏面）までの距離を「石膏含有ボードの厚み」とする。
本明細書において石膏含有組成物とは、石膏、硫酸バリウムなどを含む粉体組成物を指し、前記石膏含有組成物粉体に水を混合して、石膏含有ボードを作製する石膏含有スラリーを調製するものである。
The following shows a preferred embodiment of the radiation shielding board of the present disclosure.
<A> Gypsum is a radiation shielding board containing dihydrate gypsum.
<B> A radiation shielding board in which the reinforcing fiber is selected from organic fiber and inorganic fiber.
<C> A radiation shielding board in which the reinforcing fiber contains glass fiber.
<D> A radiation shielding board having a basis weight of a nonflammable fiber sheet of 50 g / m 2 to 85 g / m 2 .
<E> The distance from at least one surface of the gypsum-containing board to the nonflammable fiber sheet embedded in at least one surface is 0.05 mm or more and 5 mm or less.
In addition, in this specification, the "plane" in at least one surface of a gypsum-containing board refers to the surface of a portion showing the largest projection area in the projection drawing of a plate-shaped gypsum-containing board. For convenience, one surface may be referred to as the "front surface" and the other surface may be referred to as the "back surface".
Further, the surface perpendicular to the "surface" is defined as the "side surface" of the gypsum-containing board.
The distance from one surface (front surface) of the gypsum-containing board to the other surface (back surface) is defined as the "thickness of the gypsum-containing board".
In the present specification, the gypsum-containing composition refers to a powder composition containing gypsum, barium sulfate, etc., and water is mixed with the gypsum-containing composition powder to prepare a gypsum-containing slurry for producing a gypsum-containing board. It is something to do.
以下に、本開示の放射線遮蔽ボードの製造方法の好ましい態様を示す。
＜Ｆ＞ 石膏含有組成物と水とを含む石膏含有スラリーの粘度が５ｄＰａ・ｓ（デシパスカル・秒）～１００ｄＰａ・ｓである放射線遮蔽ボードの製造方法。
The following shows a preferred embodiment of the method for manufacturing a radiation shielding board of the present disclosure.
<F> A method for producing a radiation shielding board having a viscosity of a gypsum-containing slurry containing a gypsum-containing composition and water of 5 dPa · s (decipscal · sec) to 100 dPa · s.
本発明の一実施形態によれば、Ｘ線及びγ線の遮蔽能が良好であり、必要な強度を有しながら、容易に設置可能な放射線遮蔽ボードを提供することができる。
また、本発明の別の実施形態によれば、Ｘ線及びγ線の遮蔽能が良好であり、放射線遮蔽ボードの簡易な製造方法を提供することができる。
According to one embodiment of the present invention, it is possible to provide a radiation shielding board which has good X-ray and γ-ray shielding ability and has required strength and can be easily installed.
Further, according to another embodiment of the present invention, the shielding ability of X-rays and γ-rays is good, and a simple method for manufacturing a radiation shielding board can be provided.
以下、本開示の放射線遮蔽ボード及びその製造方法について詳細に説明する。
〔放射線遮蔽ボード〕
本開示の放射線遮蔽ボード〔以下、適宜、「遮蔽ボード」と称することがある〕は、石膏と、石膏１００質量部に対して、硫酸バリウムを２００質量部～４００質量部と、補強繊維を０．７質量部～３質量部と、減水剤を０．２質量部～０．５質量部と、を含有する石膏含有組成物硬化体である石膏含有ボード、及び、前記石膏含有ボードの少なくとも一方の面に埋没された不燃性繊維シート〔以下、適宜、「繊維シート」と称することがある〕を備え、比重が１．８５～２．２０である。
遮蔽ボードは、板状の形状をとる。板状であれば、厚み方向への投影形状、即ち、板状の遮蔽ボードの表面から観察した際の形状は任意であり、設置場所、使用目的に応じて適宜選択される。
Hereinafter, the radiation shielding board of the present disclosure and the manufacturing method thereof will be described in detail.
[Radiation shielding board]
The radiation shielding board of the present disclosure [hereinafter, may be appropriately referred to as a "shielding board"] includes gypsum, 100 parts by mass of gypsum, 200 parts by mass to 400 parts by mass of barium sulfate, and 0 parts of reinforcing fibers. .. A gypsum-containing board which is a cured product of a gypsum-containing composition containing 7 parts by mass to 3 parts by mass and a water reducing agent of 0.2 parts by mass to 0.5 parts by mass, and at least one of the gypsum-containing boards. It is provided with a non-combustible fiber sheet [hereinafter, may be appropriately referred to as a "fiber sheet"] embedded in the surface of the gypsum, and has a specific mass of 1.85 to 2.20.
The shielding board has a plate-like shape. If it is a plate shape, the projected shape in the thickness direction, that is, the shape when observed from the surface of the plate-shaped shielding board is arbitrary, and is appropriately selected according to the installation location and the purpose of use.
本開示の遮蔽ボードの作用機構は明確ではないが、以下のように考えている。
遮蔽ボードを形成する石膏含有組成物硬化体である石膏含有ボードは、結晶水としての水分を含むことができる石膏に対し、質量比で２倍量から４倍量の硫酸バリウムを含むことで、得られる遮蔽ボードは高比重となり、Ｘ線及びγ線などに対する放射線遮蔽能が向上すると考えられる。
無機粉体である硫酸バリウムの含有量が増加すると、硬化に関与する石膏の含有量が相対的に低くなり、得られる遮蔽ボードは柔軟性及び靱性が低下する傾向にある。本開示の遮蔽ボードの作製に用いられる石膏含有組成物硬化体である石膏含有ボードは、補強繊維を０．７質量部～３質量部含むことで、板状に成形する際の石膏含有スラリーの流動性を維持しつつも、得られる遮蔽ボードにおける柔軟性、靱性が向上し、例えば、ビス打ちなどによる遮蔽ボードのクラックの発生が抑制され、裁断時の破断も抑制される。さらに、石膏含有組成物硬化体は減水剤を０．２質量部～０．５質量部含有することで、板状に成形する際の石膏含有スラリーの流動性を、工業的に遮蔽ボードを製造するに適切な範囲に維持することができる。
これら、石膏含有組成物硬化体に含まれる各成分の機能が相俟って、遮蔽能が良好であり、必要な強度を有しながら、容易に設置可能な遮蔽ボードが形成されると考えている。
本開示の遮蔽ボードは前記石膏含有ボードに埋没された不燃性繊維シートを備える。ここで、「埋没された」とは、不燃性繊維シートが遮蔽ボードの表面に露出しない位置に存在することを指す。不燃性の繊維シートが石膏含有ボードに埋没されて備えられることで、遮蔽ボードは曲げ強度が向上し、不燃性繊維シートによる外観への影響が生じることなく、耐火性能が高い遮蔽ボードとなる。
The mechanism of action of the shielding board of the present disclosure is not clear, but it is considered as follows.
Gypsum-containing composition that forms a shielding board The gypsum-containing board, which is a cured product, contains 2 to 4 times the mass ratio of barium sulfate with respect to gypsum that can contain water as water of crystallization. It is considered that the obtained shielding board has a high specific gravity and the radiation shielding ability against X-rays and γ-rays is improved.
As the content of barium sulfate, which is an inorganic powder, increases, the content of gypsum involved in hardening tends to be relatively low, and the resulting shielding board tends to have reduced flexibility and toughness. The gypsum-containing board, which is a cured product of the gypsum-containing composition used for producing the shielding board of the present disclosure, contains 0.7 parts by mass to 3 parts by mass of reinforcing fibers, so that the gypsum-containing slurry is formed into a plate shape. While maintaining the fluidity, the flexibility and toughness of the obtained shielding board are improved, the generation of cracks in the shielding board due to, for example, gypsum striking is suppressed, and the breakage during cutting is also suppressed. Further, the cured gypsum-containing composition contains 0.2 parts by mass to 0.5 parts by mass of the water reducing agent, so that the fluidity of the gypsum-containing slurry when molded into a plate shape is industrially manufactured as a shielding board. Can be maintained within an appropriate range.
It is considered that the functions of each component contained in the cured gypsum-containing composition combine to form a shielding board having good shielding ability, having the required strength, and being easily installable. There is.
The shielding board of the present disclosure comprises a nonflammable fiber sheet embedded in the gypsum-containing board. Here, "buried" means that the nonflammable fiber sheet is present at a position where it is not exposed on the surface of the shielding board. By burying the nonflammable fiber sheet in the gypsum-containing board, the shielding board has improved bending strength, and the nonflammable fiber sheet does not affect the appearance, so that the shielding board has high fire resistance.
製造方法に関しては、既述の、遮蔽ボード製造に供される石膏含有スラリーの流動性が良好であるために、石膏の水硬性を利用して石膏含有スラリーを板状に流し込み成形すると、繊維シートの繊維間の空隙に石膏含有スラリーが浸透し、繊維シートが石膏含有スラリーに被覆された状態となり易く、結果として、繊維シートが石膏含有ボードに埋没されて備えられる遮蔽ボードが簡易に製造できる。
なお、本開示は上記推定機構には何ら制限されない。
Regarding the manufacturing method, since the fluidity of the gypsum-containing slurry used for manufacturing the shielding board described above is good, the gypsum-containing slurry is poured into a plate shape by utilizing the water-hardness of gypsum to form a fiber sheet. The gypsum-containing slurry permeates the voids between the fibers of the above, and the fiber sheet tends to be in a state of being covered with the gypsum-containing slurry. As a result, a shielding board provided by burying the fiber sheet in the gypsum-containing board can be easily manufactured.
The present disclosure is not limited to the above estimation mechanism.
（石膏含有組成物硬化体：石膏含有ボード）
本開示の遮蔽ボードは、石膏含有組成物硬化体である石膏含有ボード（以下、石膏含有ボードと称することがある）を備える。
石膏含有組成物硬化体は、石膏と、石膏１００質量部に対して、硫酸バリウムを２００質量部～４００質量部と、補強繊維を０．７質量部～３質量部と、減水剤を０．２質量部～０．５質量部と、を含有する。
(Gypsum-containing composition cured product: gypsum-containing board)
The shielding board of the present disclosure includes a gypsum-containing board (hereinafter, may be referred to as a gypsum-containing board) which is a cured product of the gypsum-containing composition.
The cured product containing gypsum contains 200 parts by mass to 400 parts by mass of barium sulfate, 0.7 parts by mass to 3 parts by mass of reinforcing fibers, and 0 parts by mass of a water reducing agent with respect to 100 parts by mass of gypsum and gypsum. It contains 2 parts by mass to 0.5 part by mass.
－石膏－
放射線は、弾性散乱によるエネルギー吸収により遮蔽することが有効であるために、本開示の遮蔽ボードの形成のための組成物は、水素密度の高い石膏を含む。
石膏は、公知の硫酸カルシウムを含有する石膏材料であって、水を含んで速やかに硬化しうる材料であれば、任意に選択して用いることができる。
石膏の種類については「石膏石灰ハンドブック 技報堂（１９７２年刊）」に詳細に記載されており、ここに記載の硬化性石膏であればいずれも使用しうる。
石膏の種類としては、無水石膏、半水石膏（ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏ：三方晶）、二水石膏（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）が挙げられる。
石膏含有組成物硬化体を形成する場合には、石膏含有組成物粉体を構成する半水石膏と硫酸バリウムとを含む粉体と、水とを混練して硬化体とすることが好ましい。従って、結果として、石膏含有組成物硬化体である石膏含有ボードは二水石膏を含む。
半水石膏は、一般的にはα型半水石膏（α石膏）とβ型半水石膏（β石膏）に分類され、いずれも用いることができ、いずれの石膏を用いる場合でも、得られる硬化体は、二水石膏を含む。
なかでも、入手容易な点から、β石膏が好ましい。
なお、石膏含有組成物粉体に用い得るβ型半水石膏は二水石膏を大気中で焼成して得られ、α型半水石膏は二水石膏を水中で焼成して得られる。
-plaster-
Since it is effective to shield the radiation by energy absorption by elastic scattering, the composition for forming the shielding board of the present disclosure comprises gypsum having a high hydrogen density.
The gypsum is a known gypsum material containing calcium sulfate, and can be arbitrarily selected and used as long as it contains water and can be rapidly cured.
The types of gypsum are described in detail in the "Gypsum Lime Handbook Gihodo (1972)", and any of the curable gypsum described here can be used.
Examples of the type of gypsum include anhydrous gypsum, hemihydrate gypsum (CaSO 4.1 / 2H 2 O: trigonal crystal), and dihydrate gypsum (CaSO 4.2H 2 O).
When forming a gypsum-containing composition cured product, it is preferable to knead a powder containing hemihydrate gypsum and barium sulfate constituting the gypsum-containing composition powder with water to obtain a cured product. Therefore, as a result, the gypsum-containing board, which is a cured product of the gypsum-containing composition, contains dihydrate gypsum.
Hemihydrate gypsum is generally classified into α-type hemihydrate gypsum (α-gypsum) and β-type hemihydrate gypsum (β-gypsum), both of which can be used, and the hardening obtained by using any of the gypsum can be used. The body contains dihydrate gypsum.
Among them, β-gypsum is preferable because it is easily available.
The β-type hemihydrate gypsum that can be used for the gypsum-containing composition powder is obtained by firing dihydrate gypsum in the air, and the α-type hemihydrate gypsum is obtained by calcining the dihydrate gypsum in water.
－硫酸バリウム－
石膏含有組成物硬化体は、硫酸バリウムを含有する。
石膏含有組成物硬化体が硫酸バリウムを含有することで、Ｘ線及びγ線の遮蔽効果が良好となる。即ち、Ｘ線及びγ線は、密度の高い材料により効果的に遮蔽されるので、鉛、タングステン、ビスマス、鉄、酸化鉄、鉄鉱石、磁鉄鉱、赤鉄鉱、重晶石、バリウム、及びバリウム化合物等を用いることができる。本開示の遮蔽ボードにおいては、遮蔽性向上効果が高く、入手が容易であり、ハンドリング性に優れるという観点から、硫酸バリウムを選択している。硫酸バリウムは、粉体であり、市販品としても入手可能である。また、硫酸バリウムとして、硫酸バリウムを多く含む重晶石を用いてもよい。
硫酸バリウムの平均粒子径は、石膏含有スラリーの流動性の観点から、５μｍ～５０μｍであるのが好ましく、５μｍ～３０μｍであるのがより好ましい。
硫酸バリウムは１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。２種以上を併用する場合、例えば、互いに粒径の異なる硫酸バリウムの組み合わせ、純度、産地の異なる硫酸バリウムの組み合わせなどが挙げられる。
-Barium sulfate-
The gypsum-containing composition cured product contains barium sulfate.
When the gypsum-containing composition cured product contains barium sulfate, the shielding effect of X-rays and γ-rays becomes good. That is, X-rays and γ-rays are effectively shielded by dense materials, so that lead, tungsten, bismuth, iron, iron oxide, iron ore, magnetite, hematite, barite, barium, and barium compounds. Etc. can be used. In the shielding board of the present disclosure, barium sulfate is selected from the viewpoints of having a high effect of improving the shielding property, being easily available, and having excellent handleability. Barium sulfate is a powder and is also available as a commercial product. Further, as barium sulfate, barium containing a large amount of barium sulfate may be used.
The average particle size of barium sulfate is preferably 5 μm to 50 μm, more preferably 5 μm to 30 μm, from the viewpoint of the fluidity of the gypsum-containing slurry.
Only one type of barium sulfate may be used, or two or more types may be used in combination. When two or more kinds are used in combination, for example, a combination of barium sulfates having different particle sizes, a combination of barium sulfates having different purity and production areas, and the like can be mentioned.
石膏含有組成物硬化体における硫酸バリウムの含有量は、石膏１００質量部に対して、２００質量部～４００質量部の範囲であり、２００質量部～３９０質量部の範囲であることが好ましく、２３０質量部～３５０質量部の範囲であることがより好ましい。
硫酸バリウムの含有量が上記範囲であることで、遮蔽ボードの高比重化が達成され、Ｘ線及びγ線に対する遮蔽能が十分に得られ、より良好となる。
The content of barium sulfate in the cured gypsum-containing composition is in the range of 200 parts by mass to 400 parts by mass, preferably in the range of 200 parts by mass to 390 parts by mass, and 230 parts by mass with respect to 100 parts by mass of gypsum. It is more preferably in the range of parts by mass to 350 parts by mass.
When the content of barium sulfate is in the above range, a high specific density of the shielding board is achieved, and the shielding ability against X-rays and γ-rays is sufficiently obtained, which is better.
－補強繊維－
石膏含有組成物硬化体は、石膏１００質量部に対して、補強繊維を０．７質量部～３質量部含有する。
補強繊維としては、特に制限はなく、通常、セメント組成物、繊維強化樹脂材料などに用いられる補強繊維であれば特に制限はない。
補強繊維は有機繊維及び無機繊維から選択することができる。
無機繊維としては、鋼繊維、ガラス繊維、炭素繊維などが挙げられる。
有機繊維としては、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、アラミド繊維等が挙げられる。
なかでも、耐火性及び耐久性が良好であるという観点からは、ガラス繊維、炭素繊維等が好ましく、ガラス繊維がより好ましい。
補強繊維のサイズとしては、石膏含有スラリーの流動性及び補強繊維の添加効果を十分に得られる観点から、直径が５μｍ～３０μｍが好ましく、８μｍ～２０μｍがより好ましく、１０μｍ～２０μｍがさらに好ましい。また、長さが２ｍｍ～１５ｍｍが好ましく、２ｍｍ～７ｍｍがより好ましく、３ｍｍ～７ｍｍがさらに好ましい。
補強繊維の含有量は、石膏１００質量部に対して、０．７質量部～３質量部であり、０．６質量部～２．５質量部が好ましく、０．５質量部～２．５質量部がより好ましい。
含有量が上記範囲であることで、石膏含有スラリーの流動性を維持しつつ、得られる遮蔽ボードの靱性及び柔軟性がより良好となる。
-Reinforcing fiber-
The gypsum-containing composition cured product contains 0.7 parts by mass to 3 parts by mass of reinforcing fibers with respect to 100 parts by mass of gypsum.
The reinforcing fiber is not particularly limited, and is not particularly limited as long as it is a reinforcing fiber usually used for cement compositions, fiber reinforced resin materials and the like.
The reinforcing fiber can be selected from organic fiber and inorganic fiber.
Examples of the inorganic fiber include steel fiber, glass fiber, carbon fiber and the like.
Examples of the organic fiber include vinylon fiber, polypropylene fiber, aramid fiber and the like.
Among them, glass fiber, carbon fiber and the like are preferable, and glass fiber is more preferable, from the viewpoint of good fire resistance and durability.
The size of the reinforcing fiber is preferably 5 μm to 30 μm, more preferably 8 μm to 20 μm, still more preferably 10 μm to 20 μm, from the viewpoint of sufficiently obtaining the fluidity of the gypsum-containing slurry and the effect of adding the reinforcing fiber. Further, the length is preferably 2 mm to 15 mm, more preferably 2 mm to 7 mm, still more preferably 3 mm to 7 mm.
The content of the reinforcing fiber is 0.7 parts by mass to 3 parts by mass, preferably 0.6 parts by mass to 2.5 parts by mass, and 0.5 parts by mass to 2.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of gypsum. Parts by mass are more preferred.
When the content is in the above range, the toughness and flexibility of the obtained shielding board become better while maintaining the fluidity of the gypsum-containing slurry.
－減水剤－
石膏含有組成物硬化体は、減水剤を含有する。
減水剤には特に制限はなく、石膏含有組成物粉体に使用される公知の減水剤を適宜選択して使用しうる。減水剤は一般的には、石膏含有組成物粉体の分散性を向上させることで、石膏含有スラリーの流動性を改善したり、石膏含有組成物粉体から得られる石膏含有組成物硬化体の強度を向上させたりする機能を期待して使用される。
減水剤としては、ポリカルボン酸系減水剤、ナフタレン系減水剤、リグニン系減水剤、アミノスルホン酸系減水剤、メラミン系減水剤、及びビスフェノール系減水剤を含むことが好ましく、ポリカルボン酸系減水剤を含むことがより好ましい。
減水剤の含有量は、石膏１００質量部に対して、０．２質量部～０．５質量部であり、０．２質量部～０．４質量部が好ましく、０．３質量部～０．４質量部がより好ましい。
減水剤の含有量が、石膏１００質量部に対して０．２質量部以上であることで、石膏含有スラリーの流動性がより良好となり、石膏１００質量部に対して０．５質量部以下であることで、石膏含有組成物硬化体である石膏含有ボードの強度がより良好となる。
-Water reducing agent-
The gypsum-containing composition cured product contains a water reducing agent.
The water reducing agent is not particularly limited, and a known water reducing agent used in the gypsum-containing composition powder can be appropriately selected and used. The water reducing agent generally improves the fluidity of the gypsum-containing slurry by improving the dispersibility of the gypsum-containing composition powder, or of the gypsum-containing composition cured product obtained from the gypsum-containing composition powder. It is used with the expectation of a function that improves strength.
The water reducing agent preferably contains a polycarboxylic acid-based water reducing agent, a naphthalene-based water reducing agent, a lignin-based water reducing agent, an aminosulfonic acid-based water reducing agent, a melamine-based water reducing agent, and a bisphenol-based water reducing agent. It is more preferable to include an agent.
The content of the water reducing agent is 0.2 parts by mass to 0.5 parts by mass, preferably 0.2 parts by mass to 0.4 parts by mass, and 0.3 parts by mass to 0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of gypsum. .4 parts by mass is more preferable.
When the content of the water reducing agent is 0.2 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of gypsum, the fluidity of the gypsum-containing slurry becomes better, and it is 0.5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of gypsum. By the presence, the strength of the gypsum-containing board, which is a cured product of the gypsum-containing composition, becomes better.
－水－
石膏含有組成物粉体に水を加えて、石膏含有スラリーを調製することができる。石膏含有組成物粉体が、さらに水を含むことで流動性が発現し、石膏含有ボードの製造に適した石膏含有スラリーが得られる。石膏含有スラリーの調製に用いる水には特に制限はなく、水道水、イオン交換水、蒸留水、純水などから選択して用いることができる。
石膏含有スラリーにおける水の含有量は、既述の各成分の含有量、物性により適宜調製することができる。なかでも、ハンドリング性の観点からは、得られる石膏含有スラリーの粘度が、５ｄＰａ・ｓ～１００ｄＰａ・ｓの範囲となる量で含まれることが好ましく、スラリーの粘度が、５ｄＰａ・ｓ～３０ｄＰａ・ｓの範囲となる量で含まれることがより好ましく、５ｄＰａ・ｓ～２０ｄＰａ・ｓの範囲となる量で含まれることがさらに好ましい。石膏含有スラリーの粘度が上記範囲であることで、石膏含有スラリーを板状に成形する際の作業性が向上し、遮蔽ボードの製造を効率よく行なうことができる。
石膏含有スラリーの粘度は、ブルックフィールド型粘度計（Ｂ型粘度計）を使用して、上記粘度に適応した条件により、常温（２５℃）にて測定した値を用いている。
-water-
Water can be added to the gypsum-containing composition powder to prepare a gypsum-containing slurry. When the gypsum-containing composition powder further contains water, fluidity is exhibited, and a gypsum-containing slurry suitable for producing a gypsum-containing board can be obtained. The water used for preparing the gypsum-containing slurry is not particularly limited, and can be selected from tap water, ion-exchanged water, distilled water, pure water and the like.
The content of water in the gypsum-containing slurry can be appropriately adjusted depending on the content and physical characteristics of each of the above-mentioned components. Above all, from the viewpoint of handleability, the viscosity of the obtained gypsum-containing slurry is preferably contained in an amount in the range of 5 dPa · s to 100 dPa · s, and the viscosity of the slurry is 5 dPa · s to 30 dPa · s. It is more preferable that it is contained in an amount in the range of 5 dPa · s to 20 dPa · s. When the viscosity of the gypsum-containing slurry is within the above range, the workability when forming the gypsum-containing slurry into a plate shape is improved, and the shielding board can be efficiently manufactured.
The viscosity of the gypsum-containing slurry is a value measured at room temperature (25 ° C.) using a Brookfield type viscometer (B type viscometer) under the conditions adapted to the above viscosity.
－その他の成分－
石膏含有組成物硬化体は、効果を損なわない範囲において、必要に応じてその他の成分を含有することができる。
その他の成分としては、各種放射線に対する放射線遮蔽能を有する成分、石膏の硬化調整剤（硬化促進剤、硬化遅延剤）、耐火材（バーミキュライト等）、撥水材（オルガノポリシロキサン等）等が挙げられる。
その他の成分を用いる場合、その他の成分は必要に応じて１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
-Other ingredients-
The gypsum-containing composition cured product may contain other components, if necessary, as long as the effect is not impaired.
Examples of other components include components having a radiation shielding ability against various types of radiation, gypsum curing modifiers (curing accelerators, curing retarders), fire resistant materials (vermiculite, etc.), water repellent materials (organopolysiloxane, etc.), etc. Be done.
When other components are used, only one type of other component may be used, or two or more types may be used in combination, if necessary.
－石膏含有スラリーの調製－
石膏含有スラリーは、常法により調製することができる。
例えば、上記石膏含有組成物粉体の各成分が均一に分散するように混合して、水を添加して撹拌して石膏含有スラリーを調製する方法、水を撹拌しながら、各成分を適宜添加し、十分に混合して石膏含有スラリーを調製する方法などが挙げられる。石膏含有スラリーを硬化させて、石膏含有組成物の硬化体である石膏含有ボードを得ることができる。
-Preparation of gypsum-containing slurry-
The gypsum-containing slurry can be prepared by a conventional method.
For example, a method of preparing a gypsum-containing slurry by mixing so that each component of the gypsum-containing composition powder is uniformly dispersed, adding water and stirring, and adding each component appropriately while stirring water. Then, a method of preparing a gypsum-containing slurry by mixing them sufficiently can be mentioned. The gypsum-containing slurry can be cured to obtain a gypsum-containing board which is a cured product of the gypsum-containing composition.
（不燃性繊維シート）
本開示の遮蔽ボードは、既述の石膏含有ボード、及び、石膏含有ボードの少なくとも一方の面に埋没された不燃性繊維シート（以下、繊維シートと称することがある）を備える。
遮蔽ボードが、石膏含有ボードに加え、石膏含有ボードに埋没された繊維シートを備えることで、遮蔽ボードの曲げ剛性が向上する。また、繊維シートは、遮蔽ボードの表面に露出せず内部に存在すること、及び、繊維シート自体が不燃性であること等に起因して、本開示の遮蔽ボードは耐火性能に優れる。不燃性繊維シートとは、不燃性の繊維材料または不燃処理を施した繊維材料を基材とした繊維シートを指す。
繊維シートは、繊維により構成され、必要な強度と、柔軟性とを備える限り、織布であっても、編布であっても、不織布であってもよい。なかでも、製造が容易であり、コスト的に有利な不織布が好ましい。
繊維シートは、不燃性の材料、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維などの繊維からなるシートであってもよく、ポリエステルなどの合成繊維、木綿などの天然繊維からなる繊維シートを、公知の不燃化剤、例えば、リン系不燃化処理剤を用いて不燃化処理したシートであってもよい。
なかでも、曲げ強度の向上効果がより良好であり、不燃性が高いガラス繊維及び炭素繊維から選ばれる少なくとも１種の繊維からなる不織布、織布、又は編布が好ましく、ガラス繊維からなる不織布がより好ましい。
(Non-combustible fiber sheet)
The shielding board of the present disclosure includes the above-mentioned gypsum-containing board and a nonflammable fiber sheet (hereinafter, may be referred to as a fiber sheet) embedded in at least one surface of the gypsum-containing board.
By providing the shielding board with a fiber sheet embedded in the gypsum-containing board in addition to the gypsum-containing board, the bending rigidity of the shielding board is improved. Further, the shielding board of the present disclosure is excellent in fire resistance due to the fact that the fiber sheet is not exposed on the surface of the shielding board and exists inside, and that the fiber sheet itself is nonflammable. The non-combustible fiber sheet refers to a fiber sheet based on a non-combustible fiber material or a non-combustible treated fiber material.
The fiber sheet may be a woven fabric, a knitted fabric, or a non-woven fabric as long as it is composed of fibers and has the required strength and flexibility. Among them, a non-woven fabric that is easy to manufacture and is advantageous in terms of cost is preferable.
The fiber sheet may be a sheet made of a nonflammable material, for example, a fiber such as a glass fiber, a carbon fiber, or a metal fiber, and a fiber sheet made of a synthetic fiber such as polyester or a natural fiber such as cotton is known. The sheet may be incombustible with a non-combustible agent, for example, a phosphorus-based non-combustible treatment agent.
Among them, a non-woven fabric, a woven fabric, or a knitted fabric made of at least one fiber selected from glass fibers and carbon fibers having a better effect of improving bending strength and having high nonflammability is preferable, and a non-woven fabric made of glass fibers is preferable. More preferred.
繊維シートは、強度と耐久性の観点から、坪量が５０ｇ／ｍ２以上であることが好ましく、６０ｇ／ｍ２以上であることがより好ましい。また、柔軟性などのハンドリング性を考慮すれば、繊維シートの坪量は８５ｇ／ｍ２以下とすることが好ましい。 From the viewpoint of strength and durability, the fiber sheet preferably has a basis weight of 50 g / m 2 or more, and more preferably 60 g / m 2 or more. Further, in consideration of handleability such as flexibility, the basis weight of the fiber sheet is preferably 85 g / m 2 or less.
繊維シートが、石膏含有ボードの少なくとも一方の面に埋没されるとは、繊維シートが、遮蔽ボードの基体となる石膏含有ボードの二つの「面」のうち、少なくとも一方の面に露出しない状態で石膏含有ボードに内在されることを指す。
繊維シートの配置位置は、石膏含有ボードの表面に露出しない限り特に制限はない。繊維シートの内在による曲げ剛性の向上効果を十分に得られるという観点からは、石膏含有ボードの少なくとも一方の面から、石膏含有ボードの内部に存在する繊維シートまでの距離が０．０５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましく、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることがより好ましい。
繊維シートは、石膏含有ボードの両側の面のうち、一方の面のみに埋没されて備えられればよい。なお、曲げ剛性向上効果の観点からは、石膏含有ボードの両側の面にそれぞれ１枚ずつ埋没されて備えられることが好ましい。
なお、繊維シートの配置位置は、遮蔽ボードを、遮蔽ボードの面方向と垂直な方向に切断し、断面を観察することで測定することができる。
The fiber sheet is buried in at least one surface of the gypsum-containing board when the fiber sheet is not exposed on at least one of the two "faces" of the gypsum-containing board which is the base of the shielding board. It refers to being contained in a gypsum-containing board.
The arrangement position of the fiber sheet is not particularly limited as long as it is not exposed on the surface of the gypsum-containing board. From the viewpoint that the effect of improving the bending rigidity due to the internality of the fiber sheet can be sufficiently obtained, the distance from at least one surface of the gypsum-containing board to the fiber sheet existing inside the gypsum-containing board is 0.05 mm or more and 5 mm or less. It is preferably 0.05 mm or more and 2 mm or less.
The fiber sheet may be provided by being embedded in only one of the sides of the gypsum-containing board. From the viewpoint of the effect of improving the bending rigidity, it is preferable that one sheet is buried in each of the surfaces of the gypsum-containing board.
The arrangement position of the fiber sheet can be measured by cutting the shielding board in the direction perpendicular to the surface direction of the shielding board and observing the cross section.
（遮蔽ボードの物性）
－比重－
本開示の遮蔽ボードは、上記石膏含有組成物の硬化体を含む。
石膏含有組成物硬化体が、硫酸バリウムを上記含有量で含むために、比重は、１．８５以上となり、石膏を含んで構成される公知の遮蔽ボードに比較し比重が高く、このため、放射線遮蔽能、なかでもＸ線及びγ線の遮蔽能が良好となる。
比重は、硫酸バリウムの含有量の増加に従って上昇する傾向にあるが、含有量が増加するに従い、硬化に関与する石膏の含有量が相対的に低くなる。そのような観点から、遮蔽ボードの比重は、２．２以下とすることが好ましい。
遮蔽ボードの比重は、以下の方法で測定することができる。
厚さ１５ｍｍの遮蔽ボードを、石膏含有ボードの標準的なサイズである幅３尺（約９０．９ｃｍ）×長さ６尺（約１８１．８ｃｍ）に裁断し、室温（２５℃）にて質量を測定し、得られた質量を遮蔽ボードの体積（約２．４８×１０４ｃｍ３）で割って比重とする。なお、厚さが異なる遮蔽ボードにおいても同様の方法にて比重を測定することができる。
(Physical characteristics of the shielding board)
-specific gravity-
The shielding board of the present disclosure contains a cured product of the gypsum-containing composition.
Since the cured gypsum-containing composition contains barium sulfate in the above content, the specific gravity is 1.85 or more, which is higher than that of a known shielding board composed of gypsum, and therefore radiation. The shielding ability, especially the shielding ability of X-rays and γ-rays, is good.
The specific gravity tends to increase as the content of barium sulfate increases, but as the content increases, the content of gypsum involved in hardening becomes relatively low. From such a viewpoint, the specific gravity of the shielding board is preferably 2.2 or less.
The specific gravity of the shielding board can be measured by the following method.
A 15 mm thick shielding board is cut into the standard size of a gypsum-containing board, width 3 shaku (about 90.9 cm) x length 6 shaku (about 181.8 cm), and massed at room temperature (25 ° C). Is measured, and the obtained mass is divided by the volume of the shielding board (about 2.48 × 104 cm 3 ) to obtain the specific gravity. The specific gravity can be measured by the same method even for shielding boards having different thicknesses.
－サイズ－
遮蔽ボードのサイズ、形状には特に制限はなく、設置目的に応じて適宜選択される。
遮蔽ボードの厚みは、一般的には、５ｍｍ～５０ｍｍとすることができる。
本開示の遮蔽ボードのＸ線遮蔽性能は、例えば、Ｘ線管電圧１００ｋＶに対し、厚みを１５ｍｍとした場合、鉛当量１．５ｍｍＰｂ以上である。
-size-
There are no particular restrictions on the size and shape of the shielding board, and it is appropriately selected according to the purpose of installation.
The thickness of the shielding board can generally be 5 mm to 50 mm.
The X-ray shielding performance of the shielding board of the present disclosure is, for example, a lead equivalent of 1.5 mmPb or more when the thickness is 15 mm with respect to an X-ray tube voltage of 100 kV.
本開示の遮蔽ボードは上記構成としたため、Ｘ線及びγ線の遮蔽能が良好であり、必要な強度を有しながら、容易に設置可能である。
また、ビス打ちなどを行なってもクラックが生じ難く、裁断が容易に行なえるため、種々の使用場所に対応した形状への加工、固定化が容易であり、簡易に設置できる。
従って、放射線遮蔽機能を付与した壁、パーティション、ドアを簡易に構成することが可能となる。また、医療施設における放射線検査中の患者から放出されるγ線に対して、被ばく低減対策としての遮蔽パーティションとすることができる。
さらに、新築物件に対しては、計画段階からの遮蔽設計仕様に変更が発生した際にも迅速に対応でき、後施工による放射線遮蔽能の付与も簡易に行ないうる。
また、一般的な石膏ボードと同様に、内装工事として完全な乾式施工が可能であり、内装工事現場における汚れの発生、施工時の振動及び騒音が低減でき、工事期間の大幅な短縮が図れる。
さらに、石膏自体は放射化され難い材料であり、使用後の廃棄も容易であるという利点をも有する。
Since the shielding board of the present disclosure has the above-mentioned configuration, it has good shielding ability for X-rays and γ-rays, and can be easily installed while having the required strength.
In addition, cracks are unlikely to occur even if screwing is performed, and cutting is easy, so that it is easy to process and fix into a shape corresponding to various places of use, and it can be easily installed.
Therefore, it is possible to easily configure a wall, a partition, and a door having a radiation shielding function. In addition, it can be used as a shielding partition as an exposure reduction measure for γ-rays emitted from a patient undergoing a radiological examination in a medical facility.
Furthermore, for newly built properties, it is possible to quickly respond to changes in the shielding design specifications from the planning stage, and it is possible to easily add radiation shielding ability by post-construction.
In addition, as with general gypsum board, complete dry construction can be performed as interior work, and the generation of dirt at the interior work site, vibration and noise during construction can be reduced, and the construction period can be significantly shortened.
Furthermore, gypsum itself is a material that is difficult to be activated, and has the advantage that it can be easily disposed of after use.
〔遮蔽ボードの製造方法〕
本開示の放射線遮蔽ボードの製造方法は、石膏と、硫酸バリウムと、補強繊維と、減水剤と、水と、を混練して石膏含有スラリーを調製する工程（工程（Ｉ））と、前記石膏含有スラリーに繊維シートを埋没させる工程（工程（ＩＩ））と、前記石膏含有スラリーを板状に成形する工程と（工程（ＩＩＩ））、成形された前記石膏含有スラリーを硬化させ石膏含有組成物硬化体とする工程（工程（ＩＶ））と、を有する。
[Manufacturing method of shielding board]
The method for producing the radiation shielding board of the present disclosure includes a step (step (I)) of kneading gypsum, barium sulfate, reinforcing fibers, a water reducing agent, and water to prepare a gypsum-containing slurry, and the gypsum. A step of burying a fiber sheet in the contained slurry (step (II)), a step of forming the gypsum-containing slurry into a plate shape (step (III)), and a step of curing the molded gypsum-containing slurry to form a gypsum-containing composition. It has a step (step (IV)) of making a cured product.
工程（Ｉ）では、まず、石膏と、硫酸バリウムと、補強繊維と、減水剤と水とをミキサーで混練して石膏含有スラリーを調製する。次に、工程（ＩＩ）において、工程（Ｉ）で調製した石膏含有スラリーを第１の繊維シート上に投入する。投入された石膏含有スラリーは、既に配置された第１の繊維シートの繊維間の空隙に侵入し、第１の繊維シートの下方に浸み出すことで、第１の繊維シートは石膏含有スラリーに埋没される。
次に、工程（ＩＩＩ）では、石膏含有スラリーを成形機に石膏含有スラリーを連続的に投入し、板状に連続成形して搬送する。
工程（ＩＶ）では、成形された石膏含有スラリーは搬送中から石膏の水和反応により硬化し、板状の石膏含有組成物硬化体が得られる。
In the step (I), first, gypsum, barium sulfate, reinforcing fibers, a water reducing agent and water are kneaded with a mixer to prepare a gypsum-containing slurry. Next, in the step (II), the gypsum-containing slurry prepared in the step (I) is put onto the first fiber sheet. The charged gypsum-containing slurry invades the gaps between the fibers of the already placed first fiber sheet and seeps out below the first fiber sheet, so that the first fiber sheet becomes the gypsum-containing slurry. Be buried.
Next, in the step (III), the gypsum-containing slurry is continuously charged into the molding machine, continuously molded into a plate shape, and conveyed.
In step (IV), the molded gypsum-containing slurry is cured by a hydration reaction of gypsum during transportation to obtain a plate-shaped cured gypsum-containing composition.
次いで、石膏含有組成物硬化体を、所望により実施される乾燥工程に導き、乾燥後に所定寸法に切断することで放射線遮蔽ボードが得られる。
上記製造方法は、公知の石膏ボードの成形機を応用して実施し得る連続法を例に挙げて説明したが、製造方法上記の例に限定されない。製造方法としては、例えば、任意の形状の型枠を用いたバッチ法によって遮蔽ボードを製造する方法をとることもできる。
Next, the cured gypsum-containing composition is guided to a drying step carried out as desired, and after drying, the cured product is cut to a predetermined size to obtain a radiation shielding board.
The above-mentioned manufacturing method has been described by taking as an example a continuous method that can be carried out by applying a known gypsum board molding machine, but the manufacturing method is not limited to the above-mentioned example. As a manufacturing method, for example, a method of manufacturing a shielding board by a batch method using a formwork having an arbitrary shape can be adopted.
このようにして、石膏含有ボードと、前記石膏含有ボードに埋没された繊維シートとを含む遮蔽ボードを簡易に得ることができる。
繊維シートを構成する繊維の太さ、繊維シートの坪量、石膏含有スラリーの粘度、流動性などを調節することで、繊維シートの配置位置を調製することができる。
得られた遮蔽ボードは、耐水性を向上させる目的で、撥水剤、耐水性塗料等を少なくとも片面に塗布したり、カルシウムと反応して硬化するカリ石鹸、カルボン酸塩水溶液等を塗布したり、等の手段をとってもよい。
また、工程（ＩＩ）において、第１の繊維シート上に投入した石膏含有スラリー上に、さらに、第２の繊維シートを配置することができる。石膏含有スラリーは第２の繊維シートの空隙に侵入し、第２の繊維シートは石膏含有スラリーに埋没する。このため、第２の繊維シートを配置することで、第１の繊維シートと第２の繊維シートが石膏含有ボードの表面及び裏面にそれぞれ埋没した遮蔽ボードを得ることができる。
本開示の製造方法によれば、本開示の遮蔽ボードを簡易に製造しうる。
In this way, a shielding board containing a gypsum-containing board and a fiber sheet embedded in the gypsum-containing board can be easily obtained.
By adjusting the thickness of the fibers constituting the fiber sheet, the basis weight of the fiber sheet, the viscosity of the gypsum-containing slurry, the fluidity, and the like, the arrangement position of the fiber sheet can be adjusted.
For the purpose of improving water resistance, the obtained shielding board may be coated with a water repellent, a water resistant paint, etc. on at least one side, or a potash soap, a carboxylate aqueous solution, etc., which cures by reacting with calcium. , Etc. may be taken.
Further, in the step (II), the second fiber sheet can be further arranged on the gypsum-containing slurry put on the first fiber sheet. The gypsum-containing slurry invades the voids of the second fiber sheet, and the second fiber sheet is buried in the gypsum-containing slurry. Therefore, by arranging the second fiber sheet, it is possible to obtain a shielding board in which the first fiber sheet and the second fiber sheet are embedded in the front surface and the back surface of the gypsum-containing board, respectively.
According to the manufacturing method of the present disclosure, the shielding board of the present disclosure can be easily manufactured.
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本開示はこの実施例に制限されるものではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用の変型例の範囲を含むことはいうまでもない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present disclosure is not limited to these examples, and design changes normally made by those skilled in the art to the extent that they do not deviate from the technical idea thereof. Needless to say, it includes a range of modified examples of applications.
〔実施例１〕
（石膏含有組成物１の調製）
β型半水石膏、硫酸バリウム、減水剤(ポリカルボン酸系減水剤）及びガラス繊維(平均直径１０μｍ、長さ３ｍｍ）の各成分を、硬化後の遮蔽ボードが下記表１に示す目標組成となり、且つ、比重が１．８５となる量で秤量し、容器に投入し、室温（２５℃）にて、充分に撹拌混合して石膏含有組成物粉体を得た。
得られた石膏含有組成物粉体に、適量の水（水道水）を加え、十分に撹拌して石膏含有スラリーを調製した。
[Example 1]
(Preparation of gypsum-containing composition 1)
After curing each component of β-type hemihydrate gypsum, barium sulfate, water reducing agent (polycarboxylic acid-based water reducing agent) and glass fiber (average diameter 10 μm, length 3 mm), the shielding board after curing has the target composition shown in Table 1 below. Then, the particles were weighed in an amount having a specific gravity of 1.85, put into a container, and sufficiently stirred and mixed at room temperature (25 ° C.) to obtain a gypsum-containing composition powder.
An appropriate amount of water (tap water) was added to the obtained gypsum-containing composition powder, and the mixture was sufficiently stirred to prepare a gypsum-containing slurry.
（遮蔽ボードの成形）
成形機の搬送路上に第１の繊維シートであるガラス繊維不織布（坪量：５０ｇ／ｍ２）を配置し、成形機内に上記で得た石膏含有スラリーを連続的に供給した。
石膏含有スラリーは、第１の繊維シートの繊維間の間隙に浸透した。
石膏含有スラリーの投入後、成形機内を搬送される際に、石膏含有スラリーの表面が平滑化される。その後、第１の繊維シートと同じガラス繊維不織布（第２の繊維シート）を石膏含有スラリーの表面に配置した。第２の繊維シートは、石膏含有スラリーの内部に僅かに沈み込んだ。
成形機で成形された石膏含有スラリーは速やかに硬化し２枚の繊維シートを有する遮蔽ボードとなる。その後、乾燥工程に導き余剰水分を取り除いた。
得られた遮蔽ボードの厚みは、１５ｍｍであった。また、遮蔽ボードの厚み方向に切断して断面を観察したところ、第１の繊維シート及び第２の繊維シートと、それぞれの近傍の遮蔽ボード表面との距離はいずれも約０．３ｍｍであった。
その後、経時により
(Molding of shielding board)
A glass fiber non-woven fabric (basis weight: 50 g / m 2 ), which is the first fiber sheet, was placed on the transport path of the molding machine, and the gypsum-containing slurry obtained above was continuously supplied into the molding machine.
The gypsum-containing slurry penetrated into the gaps between the fibers of the first fiber sheet.
After the gypsum-containing slurry is charged, the surface of the gypsum-containing slurry is smoothed when it is conveyed in the molding machine. Then, the same glass fiber non-woven fabric (second fiber sheet) as the first fiber sheet was placed on the surface of the gypsum-containing slurry. The second fiber sheet slightly subducted inside the gypsum-containing slurry.
The gypsum-containing slurry molded by the molding machine is rapidly cured to become a shielding board having two fiber sheets. After that, it was guided to a drying step to remove excess water.
The thickness of the obtained shielding board was 15 mm. Further, when the cross section was observed by cutting in the thickness direction of the shielding board, the distance between the first fiber sheet and the second fiber sheet and the surface of the shielding board in the vicinity of each was about 0.3 mm. ..
Then over time
〔実施例２～実施例６、比較例１、比較例２〕
実施例１において、石膏含有組成物硬化体に含まれる成分の目標組成を表１に記載の如く換えた以外は、実施例１と同様にして実施例２～実施例３、比較例１の遮蔽ボードを得た。実施例４～６、比較例２において、石膏含有組成物硬化体に含まれる成分の目標組成を表２に記載の如く換え、石膏含有スラリー粘度を１０ｄＰａ・ｓに調整した以外は、実施例１と同様にして遮蔽ボードを得た。
[Examples 2 to 6, Comparative Example 1, Comparative Example 2]
In Example 1, the shielding of Examples 2 to 3 and Comparative Example 1 is the same as in Example 1 except that the target composition of the components contained in the cured gypsum-containing composition is changed as shown in Table 1. Got a board. In Examples 4 to 6 and Comparative Example 2, the target composition of the components contained in the cured gypsum-containing composition was changed as shown in Table 2, and the gypsum-containing slurry viscosity was adjusted to 10 dPa · s. I got a shielding board in the same way.
（遮蔽ボードの評価）
得られた遮蔽ボードの物性を以下のように評価した。結果を表１に示す。
－石膏含有組成物の粘度－
既述のように、ブルックフィールド型粘度計（Ｂ型粘度計）を用いて、室温にて粘度を測定した。
(Evaluation of shielding board)
The physical characteristics of the obtained shielding board were evaluated as follows. The results are shown in Table 1.
-Viscosity of gypsum-containing composition-
As described above, the viscosity was measured at room temperature using a Brookfield type viscometer (B type viscometer).
－曲げ破壊荷重－
得られた遮蔽ボードをＪＩＳ Ａ ６９０１ 曲げ破壊荷重試験に準拠して、長さ方向の曲げ破壊荷重を測定した。
-Bending fracture load-
The obtained shielding board was measured for bending fracture load in the length direction according to JIS A 6901 bending fracture load test.
－ビス打ち試験－
得られた遮蔽ボードの縁部から１０ｍｍ離した位置に、充電式インパクトドライバを用いてビスを打込んだ。下地はＬＧＳ６５形を用い、打ち込んだビスは、タッピンねじ（頭径８ｍｍ、胴径３．５ｍｍ）を使用した。
なお、以下の基準で、Ａ及びＢは実用上問題のないレベルであり、Ａが好ましい。
（評価基準）
Ａ：目視で確認できるクラックは観察されない
Ｂ：目視で確認できるクラックが僅かに観察される
Ｃ：目視で明らかに確認できるクラックの発生が観察される
-Screw test-
A screw was driven into the position 10 mm away from the edge of the obtained shielding board using a rechargeable impact driver. A LGS65 type was used as the base, and a tapping screw (head diameter 8 mm, body diameter 3.5 mm) was used as the driven screw.
In addition, according to the following criteria, A and B are at a level where there is no practical problem, and A is preferable.
(Evaluation criteria)
A: No visually identifiable cracks are observed B: Slightly visually identifiable cracks are observed C: Occurrence of visually observable cracks is observed
－Ｘ線遮蔽能－
ＪＩＳ Ｚ ４５０１「Ｘ線防護用品の鉛当量試験方法」に順じ、透過Ｘ線量を測定して鉛当量を求めた。試験体として厚さ１５ｍｍの遮蔽ボードを用いた。測定条件を以下に示す。
Ｘ線装置：エクスロン・インターナショナル（株）製 ＭＧ－４５２型
Ｘ線管焦点－試料間距離 １５００ｍｍ
Ｘ線管焦点－測定器間距離 ５０ｍｍ
測定器：電離箱照射線線量率計 東洋メディック（株）製 ＲＡＭＴＥＣ－１０００Ｄ型 Ａ－４プローブ使用
-X-ray shielding ability-
The lead equivalent was determined by measuring the permeation X-ray dose in accordance with JIS Z 4501 "Lead equivalent test method for X-ray protective equipment". A shielding board having a thickness of 15 mm was used as a test body. The measurement conditions are shown below.
X-ray device: MG-452 type X-ray tube focus made by Exlon International Co., Ltd.-Sample distance 1500 mm
Distance between X-ray tube focus and measuring instrument 50 mm
Measuring instrument: Ionization chamber irradiation ray dose rate meter RAMTEC-1000D type A-4 probe manufactured by Toyo Meditech Co., Ltd. is used.
－γ線遮蔽能－
床から１．２ｍの高さで、線源と検出器の測定中心までの距離を３５ｃｍとし、その間に試料がある場合、無い場合について、線量率をそれぞれ１０回測定した平均値より遮蔽率を求めた。セシウム１３７線源は鉛製のコリメータ内に設置し、試験体方向にのみγ線が照射される。試験体として厚さ１５ｍｍの遮蔽ボードを用いた。
厚さの異なる鉛板（厚さ１．０ｍｍ、３．０ｍｍ、６．０ｍｍ）を用いて同様に遮蔽率を求め、これを対照として試料の鉛当量を求めた。測定条件を以下に示す。
線源：セシウム１３７線源 １０ＭＢｑ
測定器：応用光研工業（株）製、Ｓ－３０７０（１インチ（２．５４ｃｍ）φ ＮａＩシンチレーション検出器）
-Gamma ray shielding ability-
At a height of 1.2 m from the floor, the distance between the radiation source and the measurement center of the detector is 35 cm. I asked. The cesium-137 radiation source is installed in a lead collimator, and γ-rays are irradiated only in the direction of the test piece. A shielding board having a thickness of 15 mm was used as a test body.
Similarly, the shielding ratio was determined using lead plates having different thicknesses (thickness 1.0 mm, 3.0 mm, 6.0 mm), and the lead equivalent of the sample was determined using this as a control. The measurement conditions are shown below.
Radioactive source: Cesium-137 radioactive source 10MBq
Measuring instrument: S-3070 (1 inch (2.54 cm) φ NaI scintillation detector) manufactured by Applied Koken Kogyo Co., Ltd.
表１及び表２に記載の如く、実施例１～実施例６では、遮蔽ボードを製造するために用いた石膏含有スラリーの流動性が良好であり、且つ、得られた遮蔽ボードは、曲げ破壊荷重が実用上問題のない高レベルであり、ビス打ちを行なっても目視にて観察されるクラックの発生が認められず、Ｘ線及びγ線に対する放射線遮蔽能が良好であることが分かる。
他方、減水剤の含有量が少ない石膏含有スラリーを用いた比較例１の石膏含有ボードは、板状に成形できなかった。このため、同様の試料が得られず、以降の評価を行なわなかった。
また、補強繊維の含有量が少ない石膏含有組成物を用いた比較例２の遮蔽ボードは、石膏含有スラリーの流動性には問題は無かったが、補強繊維による靱性の改良効果が不十分であり、ビス打ち試験では目視で確認できるクラックが発生した。このため、比較例２の遮蔽ボードを躯体等にビス留めして用いる場合、クラックから放射線が透過することが懸念される。
As shown in Tables 1 and 2, in Examples 1 to 6, the gypsum-containing slurry used for producing the shielding board has good fluidity, and the obtained shielding board is fractured by bending. It can be seen that the load is at a high level where there is no problem in practical use, no cracks that are visually observed are observed even after gypsum striking, and the radiation shielding ability against X-rays and γ-rays is good.
On the other hand, the gypsum-containing board of Comparative Example 1 using the gypsum-containing slurry having a low content of the water reducing agent could not be molded into a plate shape. Therefore, a similar sample could not be obtained, and further evaluation was not performed.
Further, the shielding board of Comparative Example 2 using the gypsum-containing composition having a low content of reinforcing fibers had no problem in the fluidity of the gypsum-containing slurry, but the effect of improving the toughness by the reinforcing fibers was insufficient. In the gypsum test, cracks that can be visually confirmed occurred. Therefore, when the shielding board of Comparative Example 2 is used by fastening it to a skeleton or the like with screws, there is a concern that radiation may pass through the cracks.
Claims (3)
前記石膏含有ボードの少なくとも一方の面に埋没された不燃性繊維シートを備え、
比重が１．８５～２．２０であり、
厚み１５ｍｍとした場合の、Ｘ線遮蔽性能が、Ｘ線管電圧１００ｋＶに対し、鉛当量１．５ｍｍＰｂ以上である放射線遮蔽ボード。 With respect to gypsum and 100 parts by mass of gypsum, 230 parts by mass to 350 parts by mass of barium sulfate, 0.7 parts by mass to 3 parts by mass of reinforcing fibers, and 0.2 parts by mass of a polycarboxylic acid-based water reducing agent. A gypsum-containing board which is a cured product of a gypsum-containing composition containing 0.5 parts by mass, and
A non-combustible fiber sheet embedded in at least one side of the gypsum-containing board.
It has a specific density of 1.85 to 2.20 and has a specific density of 1.85 to 2.20.
A radiation shielding board having an X-ray shielding performance of 15 mm in thickness and a lead equivalent of 1.5 mmPb or more for an X-ray tube voltage of 100 kV .
前記石膏含有スラリーに不燃性繊維シートを埋没させる工程と、
前記石膏含有スラリーを板状に成形する工程と、
成形された前記石膏含有スラリーを硬化させ、不燃性繊維シートが埋没された石膏含有組成物硬化体を得る工程と、
を含む、厚み１５ｍｍとした場合の、Ｘ線遮蔽性能が、Ｘ線管電圧１００ｋＶに対し、鉛当量１．５ｍｍＰｂ以上である放射線遮蔽ボードの製造方法。 Barium sulfate 230 parts by mass to 350 parts by mass , reinforcing fibers 0.7 parts by mass to 3 parts by mass, and polycarboxylic acid-based water reducing agent 0.2 parts by mass to 100 parts by mass of gypsum and gypsum . A step of kneading 0.5 parts by mass and water to prepare a gypsum-containing slurry, and
The step of burying the nonflammable fiber sheet in the gypsum-containing slurry and
The step of forming the gypsum-containing slurry into a plate shape and
A step of curing the molded gypsum-containing slurry to obtain a gypsum-containing composition cured product in which a nonflammable fiber sheet is embedded, and
A method for manufacturing a radiation shielding board having an X-ray shielding performance of 1.5 mmPb or more with respect to an X-ray tube voltage of 100 kV when the thickness is 15 mm .
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