JPS6145800B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、光学的透明性および機械的強靭性の
改善された放射線遮蔽材料に関する。 メタアクリル酸鉛もしくはアクリル酸鉛（以
下、これらの混合物も含めて鉛アクリレートと略
称することがある）は、その融点以上の温度で重
合せしめることにより、透明な放射線遮蔽能を有
する材料が得られることは公知であるが、このも
のは極めて脆弱で、成形、加工および使用におい
て実用に耐えない。鉛アクリレートを例えばメチ
ルメタアクリレートなどの他種モノマーと混合し
て重合することにより、向上した強度を有する材
料を得ることとは可能であるが、かくして得られ
る重合体がある程度満足すべき放射線遮蔽能と強
度を併せもつような鉛含有量となる混合割合で
は、一般に該重合体の透明性が失なわれ、白色半
透明ないし不透明となる。例えばメタアクリル酸
鉛は、その融点以上の温度で、メチルメタアクリ
レートと任意の割合で混合して均一透明な混合物
を与えるが、この混合物を重合して透明な重合体
が得られるメタアクリル酸鉛の含有割合は約６重
量％以下および約95重量％以上であり、前者の場
合は実用的に満足な放射線遮蔽能をもたず、後者
の場合は実用的な強度を有しない。 また発明者等はさきに特願昭51―84616号（特
開昭53―9995号公報）において重合体のモノマー
（スチレン、アルキルメタクリレート、ヒドロキ
シアルキル（メタ）アクリレート）と（メタ）ア
クリル酸鉛とから鉛含有透明樹脂材料を得ようと
するとき、モノマーの成分の一つであるヒドロキ
シアルキル（メタ）アクリレートの使用比率を選
ぶことにより（メタ）アクリル酸鉛の好適含有範
囲が得られることを開示した。しかしながら、こ
の場合透明な材料を得るためにはモノマー成分中
に所望の鉛含有量に応じた比率のヒドロキシアル
キル（メタ）アクリレートを含むことが必須であ
る。 本発明は上述の欠点を改善し、良好な光学的透
明性と機械的強度を有する鉛アクリレート含有放
射線遮蔽材料を提供することを目的として鋭意研
究を重ねた結果、到達したものであつて、特定さ
れた量の（RCOO）₂Mを共存せしめることによ
り、基体モノマー成分の種類、構成を広い範囲か
ら選び、（メタ）アクリル酸鉛と共に重合体を形
成して透明な材料を提供するものである。即ち、
本発明は、アルキル炭素数１ないし４のアルキル
メタアクリレート、ヒドロキシアルキルメタアク
リレート、ヒドロキシアルキルアクリレート、ス
チレンよりなる群から選ばれた少なくとも１種の
モノマーを必須成分として含む基体モノマーとメ
タアクリル酸鉛もしくはアクリル酸鉛よりなる重
合体および一般式（RCOO）₂M〔ただしＭはマグ
ネシウム，カルシウム，ストロンチウムまたはバ
リウムを表わし、Ｒは水酸基で置換されていても
よい炭素数４ないし19の飽和もしくは不飽和の炭
化水素基を表わす〕で表わされる有機酸金属塩か
ら構成された材料であつて、かつ前記材料の重合
体のメタアクリル酸鉛もしくはアクリル酸鉛の全
モノマー中に占める割合ｘ重量％と前記有機酸金
属塩の全モノマー100重量部に対する配合量ｙ重
量部とが次式の(1)または(2)のいずれかを満足する
ように共存せしめられている放射線遮蔽材料であ
る。 50≧ｙ≧１／７（ｘ−９）＋１ ……(1) （ただし ９≦ｘ≦65） 50≧ｙ≧−４／１５（ｘ−65）＋９ ……(2) （ただし 65≦ｘ≦95） 本発明において、前記有機酸金属塩が前記材料
中に前記のように限定された範囲内で共存すると
き該材料の透明性が高度に維持されることは予期
されなかつたことであり、その作用機構は必ずし
も明らかではないが、これにより実用的な放射線
遮蔽能を有し、機械的に強靭で、かつ透明性のす
ぐれた材料が得られることは、工業的および医学
的に極めて有意義である。 本発明におけるアルキルメタアクリレートとし
ては炭素数１ないし４のアルキル基を有するもの
が使用可能であるが、メチルメタアクリレートが
特に好ましい。 本発明におけるヒドロキシアルキルメタアクリ
レートおよびヒドロキシアルキルアクリレートと
は、それぞれ置換基を有し、もしくは有しないヒ
ドロキシアルキルメタアクリレートおよびヒドロ
キシアルキルアクリレートであり、好ましい例と
してはヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロ
キシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルメ
タアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレー
ト、ヒドロキシクロロプロピルメタアクリレー
ト、ヒドロキシクロロプロピルアクリレート等が
ある。 前記有機酸金属塩において、Ｍはマグネシウ
ム，カルシウム，ストロンチウムまたはバリウム
であり、カルシウム，ストロンチウムおよびバリ
ウムが特に好ましい。Ｒは水酸基で置換されてい
てもよい炭素数４ないし19の飽和もしくは不飽和
の、好ましくは脂肪族炭化水素基である。たとえ
ば、カプロン酸，オクチル酸，ラウリン酸，パル
ミチン酸，ステアリン酸，オレイン酸，リノール
酸，リノレン酸，リシノール酸，オクチル安息香
酸およびナフテン酸の、それぞれマグネシウム
塩，カルシウム塩，ストロンチウム塩およびバリ
ウム塩を使用することができる。Ｒの炭素数が３
以下または20以上の場合は、得られる組成物の透
明性または機械的強度もしくはその両方が不満足
なものとなり、本発明の目的は充分には達せられ
ない。 前記基体モノマーと鉛アクリレートよりなる重
合体における鉛アクリレートの含有割合が９重量
％に満たない場合は実用的な放射線遮蔽能をもた
ず、また95重量％を超える場合は放射線遮蔽能は
充分であるが実用的な強度を有しない。 本発明によれば前記基体モノマーと鉛アクリレ
ートよりなる全モノマー中に占める鉛アクリレー
トの割合ｘ重量％と該全モノマー100重量部に対
する前記有機酸金属塩の配合量ｙ重量部とが前記
の式(1)または(2)のいずれかを満足するように、該
有機酸金属塩を共存せしめることによつて、従来
製造不可能であつた鉛アクリレートを９ないし95
重量％含有する前記重合体を構成成分とする透明
かつ強靭な放射線遮蔽材料を得ることができる。
前記有機酸金属塩の配合量が式(1)もしくは(2)の下
限を示す値に満たない場合は、得られる材料は一
般には透明でなく半透明ないし不透明となるか、
もしくは不均一となる。また有機酸金属塩を多量
に用いても、ある限度を超えて材料の透明性が向
上することはなく、材料の機械的強度を低下さ
せ、またプリード現象を起すので前記配合量ｙは
50重量部以下、好ましくは30重量部以下が望まし
い。 なお、本発明によれば前記有機酸金属塩の共存
により、透明性を維持しつつ鉛とは異なる放射線
遮蔽特性を有する前記金属を導入して、鉛のみで
は得られない特色ある放射線遮蔽能が得られる。 本発明の重合体組成物は鉛アクリレート〔下記
反応式において（R′COO）₂Pb と記す〕と
（RCOO）₂Mで表わされる前記有機酸金属塩とを
基体モノマー中において重合させることにより製
造することができるが、一般に２種類以上の有機
酸金属塩が共存する場合、次の式に示す平衡関係
がある。 （R′COO）₂Pb＋（RCOO）₂M （R′COO）Pb（OOCR） ＋（R′COO）Ｍ（OOCR） （R′COO）₂M＋（RCOO）₂Pb したがつて本発明において鉛アクリレートと前
記有機酸金属塩を使用するかわりに鉛のメタアク
リル酸（またはアクリル酸）および有機酸
（RCOOH）との複合塩〔（R′COO）Pb
（OOCR）〕、金属（Ｍ）のメタアクリル酸（また
はアクリル酸）および有機酸との複合塩
〔（R′COO）Ｍ（OOCR）〕、金属のメタアクリル
酸（またはアクリル酸）塩〔（R′COO）₂M〕ある
いは鉛の有機酸塩〔（RCOO）₂Pb〕を適宜に前記
配合量に相当するように組合せて使用することも
本発明に包含される。さらにまた、メタアクリル
酸（またはアクリル酸）と有機酸（RCOOH）と
の混合物と、鉛および金属（Ｍ）の酸化物，水酸
化物または炭酸塩等とを反応させて得られる金属
塩の平衡混合物を使用することも本発明に包含さ
れる。 なお、本発明にいう基体モノマーとして、前記
必須成分モノマーの他に、本発明の効果を損なわ
ない範囲で他の重合可能なモノマーを使用するこ
と、もしくは可塑剤等の添加物を加えることも本
発明の実施態様に含まれる。 本発明による放射線遮蔽材料は、結果的に前述
の重合体材料が得られるかぎり、どのような方法
で製造されてもよいが、モノマー成分と有機酸金
属塩とを所定の割合で混合し、要すれば加熱して
均一な溶液とし、ラジカル重合開始剤の存在下、
鋳型中あるいは押出機中で重合を行なうのが便利
である。 以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 実施例１〜８、比較例１〜５ 表１に示す成分をそれぞれ混合し、加温溶解し
たのち、ラジカル重合開始剤として混合物1.00重
量部に対して0.1重量部のｔ―ブチルパーオキシ
イソプロピルカーボネートを添加溶解した。 この溶液を２枚のガラス板と塩化ビニル樹脂製
ガスケツトを用いて組んだセル中に注入し、窒素
気流中80℃で５時間、次いで120℃で１時間重合
を行なつた。重合終了後、セルを解体して注型板
を取り出した。このようにして得られた材料の性
質を表２に示す。

【表】

【表】

【表】 全光線透過率はASTM D1003に準拠して測定
したものである。表２に見るごとく、本発明によ
る材料は強靭性に富み、かつ透明性のすぐれた放
射線遮蔽材料であることが明らかである。 実施例１において得られた材料の、68.8keVの
Ｘ線に対する鉛当量（mmPb）は0.28であつた。 また、比較例５において得られた材料は、
68.8keVのＸ線に対して実質的な遮蔽効果を有し
なかつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アルキル炭素数１ないし４のアルキルメタア
   クリレート，ヒドロキシアルキルメタアクリレー
   ト，ヒドロキシアルキルアクリレートおよびスチ
   レンよりなる群から選ばれた少なくとも１種のモ
   ノマーを必須成分として含む基体モノマーとメタ
   アクリル酸鉛もしくはアクリル酸鉛よりなる重合
   体および一般式（RCOO）₂M〔ただしＭはマグネ
   シウム，カルシウム，ストロンチウムまたはバリ
   ウムを表わし、Ｒは水酸基で置換されていてもよ
   い炭素数４ないし19の飽和もしくは不飽和の炭化
   水素基を表わす〕で表わされる有機酸金属塩から
   構成された材料であつて、かつ前記材料の重合体
   中のメタアクリル酸鉛もしくはアクリル酸鉛の全
   モノマー中に占める割合ｘ重量％と前記有機酸金
   属塩の全モノマー100重量部に対する配合量ｙ重
   量部とが次式の(1)または(2)のいずれかを満足する
   ように共存せしめられている放射線遮蔽材料。 50≧ｙ≧１／７（ｘ−９）＋１ ……(1) （ただし ９≦ｘ≦65） 50≧ｙ≧−４／１５（ｘ−65）＋９ ……(2) （ただし 65≦ｘ≦95）