JPS63100391A - 蛍光体成型体および螢光体成型体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシンチレーション型Ｘ線検出器のシンチレータ
に係り、特にＣＴ　（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｔｏｍｏｇｒ
ａｐｈｙ）用Ｘ　１４検出器用のシンチレータとして好
適な蛍光体成型体および蛍光体成型体の製造方法に関す
る。

〔従来の技術〕

粉末蛍光体の成型体および成型体の製造方法の従来技術
の第１の例として特開昭５８−２４０８８公報に示され
るように粉末蛍光体を高温高圧でホットプレスあるいは
ホラ１〜アイソスタテイツクプレスのプレス成形により
ブロック状の成型体をうる方法が知られている。第２の
例は特開昭５７−７８６１に示されるように粉体とポリ
ーマエマルジョンを混合し、乾燥したのちポリマーの付
着した粉体を加熱又は加圧若しくはその両者をなすこと
により粉体を成型することができる。この方法の好適例
としてポリスチレン樹脂エマルジョンを使用した粉末蛍
光体の簡易な成型方法が述べられている。第３の例は特
開昭５４−９００８９公報に示されるように、硬化可能
であり硬化後光透過性を有する液状母材物質（たとえば
エポキシ樹脂）に蛍光体を混合し懸濁液を調整し所望形
状の型に懸濁液を導入し液状母材物質を硬化させること
により蛍光体が一定のＲ１濁状態に保ったまま固定され
た固形物体かえられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

」−記従来技術の第１の例では温）！１ｔｏｏｏ〜２０
００℃。

圧力１０〜１０００ｋｇ　／　ｄの高温高圧を必要とし
人がかりな装置を必要とすること、使用する容器壁から
の不純物拡散のため容器壁近傍の蛍光体成型体部分は性
能劣化を生じることがあり低価格で蛍光体成型体をうろ
ことは困難である。

また第２の従来技術例ではポリスチレンの耐薬品性の乏
しさから有機溶剤による洗浄ができないこと、成型体に
は多数の空隙が残るため機械加工時に使用する研削油が
空隙にしみこみ光透過性を劣化させる等の種々の難点が
ある。第３の従来技術例では蛍光体を懸濁状態のまま固
定した状態であるので密度を大きくすることはできずｘ
ｉｆＡの利用効率はあまり良くない。

本発明の目的は簡易安価でＸ線照射にたいして着色劣化
が小さく、Ｘ線の検出を高感度で実施しつる均質で耐薬
品性および機械加工性にすぐれた蛍光体成型体および蛍
光体成型体の製造方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は硬化後において光透性を有しＸｆｉ照射にた
いする着色劣化が小さいような低粘度のエポキシ組成液
を見い出し、この低粘度エポキシ組成液ｌこ粉末蛍光体
を気泡を含まぬように均一に分散させたのち粉末蛍光体
を沈降させエポキシ組成液を加熱硬化させることにより
達成される。

〔作用〕

加熱硬化したエポキシ組成物はすぐれた耐薬品性と機械
加工性を有する。また粉末蛍光体を沈降させることによ
り粉末蛍光体を分散させたまま硬化させる従来技術より
も蛍光体成型体の密度は大きくなる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

粉末蛍光体をシンチレータとしてＸ線強度の測定に利用
する場合には何らかの方法により粉末蛍光体を固形化さ
せた成型体が必要となる。Ｘ線の検出効率を良くするた
めには均一、高密度に粉末蛍光体を固形化させ、光の散
乱による損失をなくすため気泡の混入のないことが望ま
しい、また、固形化にさいして蛍光体粉末粒子間を結合
させるために使用する補助材料は使用中に受けるＸ線の
照射により着色劣化を生じてはならない。このような条
件をみたす粉末蛍光体の成型体の成形方法として、固形
化に使用する補助材料として加熱により硬化し、硬化後
はＸ線照射により着色しない液状物質を使用し、この液
状物質中に粉末蛍光体を均一に気泡を含まぬように分散
させたのちこの混合液を静かに放置することにより粉末
蛍光体を沈降させ、液状物質を加熱により硬化させ沈降
部分より蛍光体成型体を得る方法について説明する。

第１図は気泡を含まぬように粉末蛍光体を液状物質中に
均一に分散させる方法を示し、粉末蛍光体粒子間を結合
させるに使用する液状物質１６としてエポキシ樹脂、硬
化剤、硬化促進剤等からなるエポキシ組成液を使用しこ
の中に粉末蛍光体１５を容器１４の中で混合し一定温度
に維持した真空恒温槽１３の中で撹拌子駆動系１１と撹
拌子１２により混合液を撹拌することにより気泡を含ま
ぬように粉末蛍光体を均一に分散させる。第２図は上記
のように粉末蛍光体を均一に分散させた混合液を一定温
度に維持したまま混合液を静１直シた後の状態を示す。

上記混合液を含む容器１４の内部はほとんど蛍光体粒子
を含まないエポキシ組成液が主である」二部２１と粉末
蛍光体粒子が沈降した部分２２に分離する。この沈降し
た部分２２では粉末蛍光体粒子間に、この粒子間を結合
する形でエポキシ組成液が存在する。容器１４の中のエ
ポキシ組成液を必要な条件で加熱硬化させたのち、必要
な形状の蛍光体成型体を沈降した部分２２から機械的加
工により得ることができる。

第２図において粉末蛍光体とエポキシ組成液の混合物全
体のなす液高りと粉末蛍光体粒子の沈降した部分の高さ
Ｈで決まる比、−・（沈降部分高さの全液高に対する比
）はエポキシ組成液の密度と混合する粉末蛍光体の密度
およびその濃Ｊσにより決まる。第３図は密度約７．２
　　ｇ／ｒＪの粉末蛍光体と密度１．０〜１．２に／ｃ
ｄのエポキシ組成液を使用して実験的に求めた粉末蛍光
体の沈降部分高さの全液高に対する比、−と粉末蛍光体
濃度との関係を示す、粉末蛍光体をエポキシ組成液に均
一に分散させ、気泡が混合液より抜けやすくするために
粉末蛍光体濃度は５０〜７０ｗｔ％が適当であり、たと
えば全液高を１２０ｍｍ程度とすると粉末蛍光体の沈降
部分の高さは３０〜６０ｎｎ程度となりかなり大形の蛍
光体成型体をうろことができる。

Ｘ線の検出を高感度で長期的に安定して実施しうるため
には粉末蛍光体粒子間を結合する形で存在するエポキシ
樹脂は長期間のＸ線照射により着色劣化をはなはだしく
生じてはならない。このために種々の実験により、Ｘａ
照射にたいして着色劣化の小さいエポキシ組成液として
次のものが適当であることが判明した。

エポキシ樹脂：Ｄ、Ｅ、Ｒ，３３２（１００部。

ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エポキシ当量１　７
　２〜１　７　６　、　　Ｔｈｅ　　Ｄｏｗ　　Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ　　Ｃｏ＋ｍｐａｎｙ）硬化剤として酸無水
物：　ＨＮ　−５５００Ｅ　（３ｏｒ４−＋＋ａｔｈｙ
ｌ　Ｈｅｘａｈｙｄｒｏ　Ｐｈｔｈａｌｉｃ　Ａｎｈｙ
ｄｒｉｄｅ、　９０〜１１０部９日立化成工業ＫＫ） 硬化速進剤：　Ｍ２−−１００　（Ｔａｔｒａｄｅｃｙ
ｌＤｉｍｅｔｈｙｌ　１３ｅｎｚｙｌ　Ａｉｍｍｏｎｉ
ｕｍ　Ｃｈｌｏｒｉｄｅ、上記のエポキシ樹脂と硬化剤
の混合物にたいして０．１〜１．０ｗｔ％、ト１本油脂
ＫＫ） Ｍ２−１００は４個の置換基のうち少なくとも１個以上
の置換基の炭系数が８以上のアルキル基よりなる第４級
アンモニウム塩の一つでありエポキシ樹脂、あるいは液
状の酸無水物化合物若しくは混合物への溶解性は十分良
好である。Ｍ、−１００の混合量が０．１ｗｔ％未満で
は硬化に長時間を要し実用的ではない、また１％以上で
は硬化後の着色がはなはだしく望ましくない。

このエポキシ組成液は無色透明であり、この液に密度約
７．２　　ｇ／−の粉末蛍光体（粒径４ｏ〜５０μｍ）
を混合分散させ、混合液の温度を６０〜７０℃に維持し
た場合には約１時開枠度で第２図に示すような粉末蛍光
体粒子が沈降した状態に達する。

Ｘ線検出器用のシンチレータとしてはＸ線から光への高
変換効率をもつ蛍光体の使用が望ましく、とくにＣＴ用
Ｘ線検出器に適した蛍光体としては特許公報昭６０−４
８５６に報告されているものの−っであるＧｄｚＯｚＳ
：　Ｐｒ、Ｃｅ、Ｆが最適なものの一つである０粒径４
０〜５０μｍの粉末蛍光体（密度約７．２　　ｇ／ａｄ
）　ｔ　ＧｄｚＯｚＳ：　Ｐ　ｒ、　Ｃｅ、　Ｆを上記
のエポキシ組成液に混合分散、沈降させて蛍光体成型体
を°、８０℃、２２時間のゲル化と１００℃、１４時間
のキュアによって得た。得られた蛍光体成型体の密度は
約４．２ｇ／ｃｘｌで均質であった。この蛍光体成型体
の長時間にわたるＸ線（１２０ｋＶｐ）照射による感度
劣化の実験結果を第４図のＡに示す。

第４図のＢは市販の透明低粘度エポキシ樹脂（Ｅ　Ｐ　
０　　７１’　Ｆ：　Ｋ　３０１　　２　、　ＦＰＯＸ
Ｙ　ＴＦＣＩＩＮＯＬＯＧＹＴＮＣ，）を使用した本発
明による蛍光体成型体の製造方法にもとずく、蛍光体（
Ｇｄｚ（ｌｚｓ　：　Ｐ　ｒ　。

Ｃｅ、ｉ’）成型体のＸ線（１２０ｋＶｐ）照射による
感度劣化を示す。第４図でＡとＢにおける感度劣化の差
は使用したエポキシ組成液によるものである。第４図の
縦軸はＸ線照射なしの時の感度で規格化してあり、本発
明による実施例Ａでは数十刃レントゲンのＸ線照射によ
って約１０％の感度劣化を示すだけで実用的には何ら問
題はない。

下表は本発明による蛍光体成型体の１２０ｋＶｐのＸ線
にたいする感度を従来の発明（＆　２３　。

８０４）によるポリスチレン樹脂エマルジョンを使用し
た蛍光体成型体の感度およびｌｌｊ結晶シンチレータの
感度とともにＣＴ用Ｘ線検出器を想定した条件下で相対
比較したものである。

このように本発明による蛍光体成型体のＸ線感度は弔結
晶であるＣｄＷＯ＋以」−であり、従来発明による蛍光
体成型体の３０％以七の感ｙｊ（向−１−をもたらす。

さらにエポキシ硬化物の耐薬品性や機械加工ｆｌ＋に優
れる特性を有効に生かすことができ、簡易な方法で優れ
た性質をもつ均質な蛍光体成型体を低価格で提供するこ
とができる。

以上、粒末蛍光体粒子間を結合させる媒体としてエポキ
シ組成液を使用する方法について説明したが、エポキシ
組成液のかわりに硬化後において透明性を有してＸ線照
射により着色劣化を生じない液状物質についても容易に
適用できることはいうまでもない。

本発明により得られる蛍光体成型体のりｒ適な応用とし
てｘ　ｇ　ｃ　”ｒ相検出器用のシンチレータがある。

第５図は本発明により得られる蛍光体成型体をいわゆる
第３１１牡代方式のｘｍｃ’ｒ用のＸ線検出器に応用し
た例を示す。Ｘ線管球５］かｒ）のＸ線ビー１１５２は
被検体５３を通過して、本発明による蛍光体成型体によ
って作られたシンチレータ５４に到達し、シンチレータ
からの発光は受光素子５５により検出される。

〔発明の効果〕

本発明によれば粉末蛍光体をエポキシ組成液に均一に分
散させ沈降させたのちエポキシ組成液を加熱硬化させ蛍
光体成型体を得ることができるので、エポキシ硬化物の
特徴である耐薬品性９機械加工性に優れ、均タデにも優
れる簡易な方法で低価格の蛍光体成型体とその製造方法
を提供することができろ。

【図面の簡単な説明】

第１図は粉末蛍光体を液状物質中に気泡の入らぬように
均一に分散させる方法を示す断面図、第２図２は粉末蛍
光体をエポキシ組成液中に均一に分散させ静置させたの
ちえられる粉末蛍光体粒子が沈降した状態を示す断面図
。第３図は沈降した粉末蛍光体部分の高さの、粉末蛍光
体とエポキシ組成液との混合物の全液高に対する比を示
す図。 第４図はいくつかの蛍光体成型体のＸ線照射による感度
劣化を示す図。第５図は本発明の蛍光体底、型体のＸ線
ＣＴ用検出器への応用を示す平面図。 １４・・容器、１２・・・撹拌子、１５・・・粉末蛍光
体、］６・・・エポキシ組成液、２２・・・沈降した粉
末蛍光体部分、５４・・・シンチレータ、５５・・・受
光素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）常温あるいは加温下において低粘度を有するエポキ
   シ樹脂及び硬化剤の混合物からなり硬化後において光透
   過性を有するエポキシ組成液中に粉末蛍光体を分散した
   のち粉末蛍光体を沈降させ、エポキシ組成液を加熱硬化
   させて得ることを特徴とする蛍光体成型体。 ２）特許請求の範囲第１項において、上記エポキシ樹脂
   としてエポキシ当量１７０〜１８０を有する低粘度のビ
   スフエノールＡ型エポキシ樹脂、上記硬化剤として低粘
   度の酸無水物化合物を使用し、硬化促進剤として４個の
   置換基のうち少なくとも１個以上の置換基の炭素数が少
   なくとも８以上のアルキル基よりなる第４級アンモニウ
   ム塩を使用した上記の３物質の混合物からなる硬化後に
   おいて光透過性を有するエポキシ組成液を使用すること
   を特徴とする蛍光体成型体。 ３）特許請求の範囲２項記載した酸無水物化合物として
   ３ｏｒ４メチールヘキサハイドロ　ヒトラリツク　アン
   ヒドライド（Ｍｅｔｈｙｌ　ＨｅｘａｈｙｄｒｏＰｈｔ
   ｈａｌｉｃ　Ａｎｈｙｄｒｉｄｅ）を９０〜１１０ｐｈ
   ｒ，第４級アンモニウム塩としてテトラデイクロ　デイ
   メチール　ベンゼル　アンモニウム　クロライド（Ｔｅ
   ｔｒａｄｅｃｙｌ　Ｄｉｍｅｔｈｙｌ　Ｂｅｎｚｙｌ　
   ＡｍｍｏｎｉｕｍＣｈｌｏｒｉｄｅ）をエポキシ樹脂と
   硬化剤の混合物にたいして０．１〜１．０ｗｔ％を使用
   することを特徴とする蛍光体成型体。 ４）特許請求の範囲第１項，第２項，又は第３項に記載
   した蛍光体としてＧｄ＿２Ｏ＿２Ｓ：Ｐｒ，Ｃｅ，Ｆを
   使用することを特徴とする蛍光体成型体。 ５）粉末蛍光体を常温あるいは加温下において低粘度を
   有するエポキシ組成液に分散させる工程と、粉末蛍光体
   を沈降させる工程およびエポキシ組成液を加熱硬化させ
   る工程を有することを特徴とする蛍光体成型体の製造方
   法。