JPH08110393A

JPH08110393A - 放射線遮蔽ゴム配合物およびそれらを成形した放射線遮蔽パッキン材

Info

Publication number: JPH08110393A
Application number: JP6274548A
Authority: JP
Inventors: Mijuro Takechi; 三十郎武知; Masamichi Uragami; 正道浦上
Original assignee: Kuraray Plastics Co Ltd
Current assignee: Kuraray Plastics Co Ltd
Priority date: 1994-10-12
Filing date: 1994-10-12
Publication date: 1996-04-30

Abstract

(57)【要約】【構成】本発明の放射線遮蔽ゴム配合物は、エチレン
プロピレンゴム（ＥＰＲ、ＥＰＤＭ）およびイソプレン
ゴム（ＩＲ）ならびに酸化鉛を配合したものである。そ
れぞれの配合重量比は、エチレンプロピレンゴムとイソ
プレンゴムの重量比が３：７〜７：３であるゴム１００
重量部に対して酸化鉛粉末を３０〜１００重量部配合す
るのが好ましい。エチレンプロピレンゴムがＥＰＤＭで
あれば更に好ましい。さらに、有機過酸化物により架橋
成形すれば放射線遮蔽パッキン材となる。【効果】本発明によれば、中性子遮蔽能力およびγ線
遮蔽能力を有し、未架橋時の成形加工性が良い放射線遮
蔽ゴム配合物が得られる。さらには、有機過酸化物架橋
により成形すれば引張強度、伸び、耐引裂性に優れ、柔
軟な放射線遮蔽パッキン材が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子力発電所、使用済
み核燃料処理工場等の原子力施設内において、放射線遮
蔽体の間隙部から漏洩する中性子およびγ線を遮蔽する
ことができる柔軟な放射線遮蔽パッキン材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、原子力発電所、原子力研究所、使
用済み核燃料処理工場等の原子力施設内において種々の
放射線遮蔽体が使用されているが、この放射線遮蔽体
は、中性子遮蔽材料のみ、または中性子遮蔽材料とγ線
遮蔽材料の組み合わせにより構成されている。中性子遮
蔽材料としては、水素密度の高い材料が高速中性子の減
速作用が大きいので中性子遮蔽性に優れ、例えば、ポリ
エチレン、パラフィン、シリコーン、エチレンプロピレ
ンゴム等が知られている。また、γ線遮蔽材料として
は、重金属または重金属化合物が優れ、例えば鉛、酸化
鉛等が知られている。これらの放射線遮蔽体により中性
子およびγ線の遮蔽はされるものの放射線遮蔽体の振
動、膨張、収縮により生ずる間隙部からの中性子および
γ線の漏洩が問題となった。そこで放射線の漏洩を防止
する目的で、容易に弾性変形可能なゴムに中性子遮蔽材
料としてガドリニウム化合物等の無機物およびγ線遮蔽
材料としての酸化鉛系の無機物を配合した、放射線遮蔽
充填材が特開昭５７−９６２９６号公報あるいは特開平
３−１２５９８号公報にそれぞれ開示されている。な
お、素材自体に中性子遮蔽能力があるエチレンプロピレ
ンゴムを採用した中性子遮蔽材は、特開昭６１−２１３
６９４号公報および特開昭６１−２９０３９９号公報に
開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
中性子遮蔽材料、γ線遮蔽材料として無機物をゴムに配
合したものは、中性子およびγ線の遮蔽を両立させるた
めには大量に無機物を配合せざるを得ないので、ゴム物
性が低下してしまう不都合がある。また、エチレンプロ
ピレンゴムを採用した中性子遮蔽材は、未架橋ゴム生地
状態での粘着性が、他の汎用ゴムと比較して不十分であ
ることに起因すると考えられる成形加工性（ロール巻付
き性、押出性）の低さが問題となった。さらには、架橋
成形したパッキン材料として、引張強さ、伸び、耐引裂
性に劣る。特に、これらにγ線遮蔽材料として重金属化
合物を混合するとき、前記の問題点はさらにクローズア
ップされる。本発明は、上述した問題点を解決すること
を目的とする。つまり、中性子遮蔽能力およびγ線遮蔽
能力を有し、放射線遮蔽ゴム配合物として未架橋時の成
形加工性が良く、さらには、容易に製造可能で、引張強
さ、伸び、耐引裂性に優れ、柔軟な放射線遮蔽パッキン
材を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の放射線遮蔽ゴム配合物は、エチレンプロピ
レンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）およびイソプレンゴム
（ＩＲ）ならびに酸化鉛を配合したものである。それぞ
れの配合重量比は、エチレンプロピレンゴムとイソプレ
ンゴムの重量比が３：７〜７：３であるゴム１００重量
部に対して酸化鉛粉末を３０〜１００重量部配合するの
が好ましい。エチレンプロピレンゴムがＥＰＤＭであれ
ば更に好ましい。上記の放射線遮蔽ゴム配合物を有機過
酸化物により架橋成形すれば放射線遮蔽パッキン材とな
る。

【０００５】

【作用】放射線遮蔽ゴム配合物の配合材料それぞれにつ
いて以下、詳細に説明する。エチレンプロピレンゴムは
中性子遮蔽の作用をする。エチレンプロピレンゴムとし
ては、ＥＰＭとＥＰＤＭがある。ＥＰＭはエチレンとプ
ロピレンの共重合体であり、ＥＰＤＭはエチレンとプロ
ピレン及び若干のジエン成分、例えばジシクロペンタジ
エン、エチリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエン
等との三元共重合体である。ＥＰＭはＥＰＤＭよりも水
素密度が高いので中性子遮蔽能力は若干優れるものの使
用上では大差無いレベルにあり、ＥＰＤＭの方がＥＰＭ
よりも成形加工性が優れ、また他のゴム成分との相溶性
も良いので好ましい。ＥＰＤＭのジエン成分は特に限定
するものではなく、上記したジシクロペンタジエン、エ
チリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエン等が採用
できる。

【０００６】イソプレンゴムは、未架橋ゴム生地の成形
加工性および架橋したパッキン材の引張強さ、伸び、耐
引裂性を向上させる目的で配合するが、エチレンプロピ
レンゴムの本来持っている耐オゾン性を低下させない範
囲に配合するのが好ましく、エチレンプロピレンゴムと
イソプレンゴムの重量比が３：７〜７：３の範囲が好ま
しい。また、イソプレンゴムとしては同じ化学構造をも
つ天然ゴムを採用することもできるが、加工性等を考慮
すると合成ゴムであるイソプレンゴムが好ましい。その
他の一般的なゴム、例えばスチレンブタジエンゴム（Ｓ
ＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリルブ
タジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）等
では、前述した架橋したパッキン材の引張強さ、伸び、
耐引裂性を向上させる目的を十分達成できないので好ま
しくない。

【０００７】酸化鉛は、γ線遮蔽の作用をする。他のγ
線遮蔽材料としては、硼酸鉛、三塩基性硫酸鉛、塩基性
硫酸鉛、二塩基性亜リン酸鉛、塩基性ケイ酸鉛、塩基性
炭酸鉛等があるが、これらは鉛含有率が低く高価である
ので酸化鉛が好ましい。さらに、酸化鉛としては四三酸
化鉛（Ｐｂ₃Ｏ₄）、一酸化鉛（ＰｂＯ）等があるが、前
記した理由により一酸化鉛が好ましい。また、酸化鉛は
粉末状のものが未架橋ゴム生地に混練りが容易であるの
で好ましく、粒子径としては２〜１０μｍの範囲が好ま
しい。さらに、鉛粉末を採用することも可能であるが、
粒子径を小さくすることが技術的に困難で最小のもので
も約４５μｍと大きいので好ましくない。酸化鉛粉末の
配合量は、多いほどγ線遮蔽作用が大きいので好ましい
が、未架橋ゴム生地への混練り性および架橋成形した放
射線遮蔽パッキン材の物性値が低下するので、好ましく
はゴム１００重量部に対して３０〜１００重量部、更に
好ましくは、５０〜８０重量部である。

【０００８】上記した、放射線遮蔽ゴム配合物に、架橋
剤（加硫剤）を適量配合して、熱プレス、インジェクシ
ョン等により架橋（加硫）成形すれば、柔軟で耐引裂性
に優れた放射線遮蔽パッキン材となる。この時、用いら
れる架橋剤（加硫剤）としては、大別して有機過酸化
物、硫黄が適用できるが、本発明ではγ線遮蔽材料とし
て酸化鉛を採用したので、硫黄の場合は硫黄と酸化鉛が
反応して硫酸鉛が生成し、黒色に変化するので放射線遮
蔽パッキン材が黒色以外の時には問題となるばかりか、
硫酸鉛が成形用金型を汚染してしまうので有機過酸化物
による架橋が好ましい。有機過酸化物架橋剤としては、
特に限定するものではなく、ゴム用有機過酸化物架橋剤
の１，１−ビス（第三ブチルペルオキシ）−３，３，５
−トリメチルシクロヘキサン（1,1-bis(tert-butyl per
oxy)-3,3,5-tri-methyl cyclohexane）、ジクミルペル
オキシド（dicumyl peroxide）等が採用できる。

【０００９】上記した、配合材料の他に、通常ゴム配合
に用いられる、配合剤として例えば、架橋促進剤、架橋
促進助剤、補強剤、老化防止剤、充てん剤、軟化剤、着
色剤、発泡剤、難燃剤等を適宜選択して配合することが
可能である。

【００１０】

【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に説明する。

【００１１】〔実施例（１）〜（２）および比較例
（１）〜（９）〕表１に示した配合処方に従って、通常
のゴム混練用ニーダーとロールにて混練りし、本発明の
放射線遮蔽ゴム配合物および比較例放射線遮蔽ゴム配合
物を得た。また、押出性を見るために前記本発明の放射
線遮蔽ゴム配合物および比較例の放射線遮蔽ゴム配合物
を押出機に投入し幅５０ｍｍ×厚み５ｍｍのテープ状に
成形した。

【００１２】

【表１】

【表２】＊１）エスプレン５０５Ａ住友化学工業社製＊２）クラプレンＩＲ−１０クラレ社製＊３）パークミルＤ−４０日本油脂社製＊４）リサージ＃１三井金属鉱業社製＊５）石原産業社製＊６）Ｎｉｐｏｌ１５０２日本ゼオン社製＊７）ＪＳＲＢＲ０１日本合成ゴム社製＊８）Ｎｉｐｏｌ１０４２ＡＬ日本ゼオン社製＊９）ＲＳＳ＃１＊１０）デンカクロロプレンＭ−４０電気化学工業社
製

【００１３】この時の未架橋である実施例品および比較
例品の放射線遮蔽ゴム配合物の１００℃でのムーニー粘
度値（ＭＬ₁₊₄）を測定し、さらにムーニー粘度のバラ
ツキおよびロール、押出し機での成形加工性を○△×の
３段階に評価して表３および表４に記した。

【００１４】

【表３】

【表４】

【００１５】表３および表４の結果により、本発明の放
射線遮蔽ゴム配合物の実施例品は、ムーニー粘度のバラ
ツキおよび成形加工性のバランスが比較例品よりも優れ
ていることが分かった。また、ムーニー粘度値について
も問題は無い。

【００１６】次に、熱プレスにて上記の未架橋である実
施例品および比較例品を架橋し、２ｍｍ厚のシート状で
ある実施例品および比較例品の放射線遮蔽パッキン材を
得た。プレス条件は圧力５０Ｋｇｆ／ｃｍ²×１６０℃
×２５分とした。そして、ＪＩＳＫ６３０１の加硫
ゴム物理試験方法に準じた方法により、オゾン劣化試験
（オゾン濃度５０ｐｐｈｍ×伸長率２０％×４０℃×１
６８時間）を行った。また、２５℃での引張強さ（Ｋｇ
ｆ／ｃｍ²）、引裂強さ（Ｋｇｆ／ｃｍ）、伸び
（％）、硬度（ＪＩＳ−Ａ）、比重、を測定した。さら
に、引裂強さ（Ｋｇｆ／ｃｍ）は１００℃の場合も測定
した。なお、結果は表５および表６に示した。

【００１７】

【表５】

【表６】

【００１８】表５および表６の結果により、本発明の放
射線遮蔽パッキン材の実施例品は、耐オゾン劣化性に優
れた範囲で、２５℃での引張強さおよび引裂強さならび
に伸びが比較例品（１）〜（７）、（９）よりも優れて
いることが分かった。比較例品（８）は、引張強さ、引
裂強さで実施例品と同等であるものの伸びが低い。次
に、１００℃での引裂強さは、放射線遮蔽パッキン材を
架橋成形直後に金型から容易に取り出せるかの指標とな
るが、本発明の放射線遮蔽パッキン材の実施例品は、ど
の比較例品よりも優れていた。また、本発明の実施例品
の硬度が４６〜４７であることからも放射線遮蔽パッキ
ン材として容易に製造できまた好適に用いることができ
る。

【００１９】本発明の実施例品の放射線遮蔽能力の指標
として中性子線源（²⁵²Ｃｆ；エネルギーＥave＝２．
３７ＭｅＶ）を用いて照射試験を行った。方法は、中性
子線源から１ｍの位置に中性子線用サーベイメーター
（レムカウンタ）を固定し、レムカウンタ側に１０ｍｍ
厚みの本発明の放射線遮蔽パッキン材の実施例品（１）
〜（２）および比較例品（１）を配置して測定を行っ
た。測定はレムカウンタの出力をカウンタに接続して計
数した。遮蔽能力は、遮蔽なしのときの測定値を基準と
し、測定値との比を求め、これを減衰比として結果を表
７に記した。

【００２０】

【表７】

【００２１】表７の結果より、本発明の実施例品は、十
分に中性子遮蔽能力を有することが分かった。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、中性子遮蔽能力および
γ線遮蔽能力を有し、未架橋時の成形加工性が良い放射
線遮蔽ゴム配合物が得られる。さらには、有機過酸化物
架橋により成形すれば引張強度、伸び、耐引裂性に優
れ、柔軟な放射線遮蔽パッキン材が容易に製造できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エチレンプロピレンゴムとイソプレンゴ
ムの重量比が３：７〜７：３であるゴム１００重量部に
対して酸化鉛粉末を３０〜１００重量部配合した放射線
遮蔽ゴム配合物。
【請求項２】請求項１に記載のエチレンプロピレンゴ
ムがＥＰＤＭである放射線遮蔽ゴム配合物。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の放射線
遮蔽ゴム配合物を有機過酸化物により架橋成形した放射
線遮蔽パッキン材。