JPS63198898A - 放射線遮蔽繊維及びその製造法 - 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、放射線遮蔽繊維に関するものであシ、更に詳
しくは特定の合成繊維に放射線遮蔽効果を有する重金属
が結合してなる放射１線遮蔽繊維並びにその製造法に関
するものである。

（従来の技術） 放射線は原子力発電所、医学、化学工業における放射性
物質の取扱い時における発生は勿論、テレビ、ＯＡ機器
などのＸ線を発生する機器の飛躍的な普及に伴って一般
の家庭や職場においても多くの人が被曝する状態にあり
、このような放射性物質が生体内に取シ込まれた場合、
蓄積され、生体は内部照射を受けて放射線障害を受ける
恐れがあるため、特に人体への放射線の遮蔽が重要視さ
れている。これまで、特にＸ線、ｒ線等の遮蔽物質とし
て鉛、タングステン、鉄等の金属板あるいは鉄鉱石など
を骨材とした重コンクリートが古くから用いられている
。

一方、従来から用いられている金属板の他、゛近年、成
形性、軽量化、経済性等を考慮して合成樹脂に鉛繊維を
混入した複合材料が提案されている（特開昭５８−６０
２９９号及び特開昭６０−８９８００号）が、Ｘ線遮蔽
材としては有効ではあるが、シート状あるいは樹脂成形
品として使用するもので、編織、縫製等によって作成し
得る衣服、帽子、マヌク、カーテン、カーペット、クロ
ス等の二次繊維製品用途には使用できず、このような用
途に供し得る放射線遮蔽繊維の出現が要求されている。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の主要な目的は、優れた遮蔽効果を有する放射線
遮蔽繊維及びその製造法を提供することにあり、本発明
の目的は編織、縫製可能で軽量かつ洗濯可能な放射線遮
蔽衣料等に使用しうる放射線遮蔽繊維及びその工業的有
利な製造法を提供することにある。本発明の他の目的は
特殊な金属繊維を用いることなく通常の物性を有する繊
維を用いて簡便な処理法によって最終的に得られる繊維
の風合、緒特性を損うことなく、経済的、工業的有利に
放射線遮蔽繊維を製造し得る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） 上記の本発明の目的は、ｌ　ｍｍｏｌ／ｆ以上のカルポ
キＶ／Ｌ／基を含有する繊維に重金属が結合してなる放
射線遮蔽繊維によシ、またｌ　ｍｍｏｌ／９以上のカル
ボキシル基を含有する繊維を、重金属の水溶性塩を溶解
した水溶液で含浸処理する手段により、工業的有利に達
成される。

本発明は放射線遮蔽繊維の基材となる繊維としては、短
繊維、長繊維、＃！維トウ、ウェッブ、糸、編織物、不
織布等いかなる形態のものでも構わないが、繊維中にｌ
　ｍｍｏｌ／ｆ／以上、好ましくは２〜７ｍｍｏｌ／ｙ
のカルボキシル基を含有していることが必要であシ、カ
ルボキシル基が１ｍｍｏｌ／ｆ未満の繊維を用いた場合
は重金属の結合量が少なく放射線遮蔽効果が不十分とな
る。

かかる繊維としては最終的に繊維中に１ｒｒｕｎｏｌ力
　以上のカルボキシル基を含有するものであれば特に限
定されないが、少なくとも繊維外層部の一部がカルボキ
シル基を多量に含有し、しかも水不溶性のヒドロゲルか
らなり、かつ残部がアクリロニトリル（以下ＡＮという
）系重合体および／ｉたは他の重合体で構成される繊維
を用いることによシ、繊維外層部にカルボキシル基を有
し、その結果繊維外層部に重金属が局在化した繊維が得
られるとともに、繊維物性にも問題がないので好ましい
。かかる繊維の製造方法に関しても限定されるものでは
ないが、架橋反応性単量体等の特定の組成を有する重合
体を原料物質として使用することなく、しかも架橋処理
を施すことなく加水分解処理工程のみにＤルボキ’／ｌ
し毛 よって所望の≠掻樽蜂匈を有するヒドロゲル層を導入し
た繊維を作製し得る工業的有利な方法として、例えば下
記の如き手段を好適に採用することができる。

即ち、ＡＮ系繊維に、６．０　ｍｌ？／１０００ｇ浴液
以上の高濃度アルカリ金属水酸化物水性溶液を作用させ
る（以下Ａ法という）か、または０．５ｍｏｌ／１００
０Ｆ溶液以上の濃度の電解質塩を共存させた低濃度アル
カリ金属水酸化物水性溶液を作用させる（以下Ｂ法とい
う）いずれかの方法が推奨される。尚、上記Ａ法を採用
するに際し、６、０　ｍｏ６／１ＱＯＯｆ　ｉＳ液未満
の濃度の７　）ｖカリ水性溶液を作用させる場合には、
ＡＮ系繊維は加水分解反応によシ親水化されるものの水
溶性となシ、目的とするヒドロゲル外層部を形成させる
ことはできない。また、６．２５〜１４．０ｍｏｌ／ｌ
　０００　ｆ溶液、更に６．２５〜１２．０　ｍｏｌ／
１０００ｆ溶液の濃度範囲のアルカリ水性溶液を使用す
ることによシ、本発明で使用する力ｐホキシル基を含有
する繊維をよシ効果的に作製することができる。かかる
好適範囲の上限を越える条件においては、アルカリ金属
水酸化物の活動度が低下するため反応速度を高めるため
には高温処理が必要となり、また残留アルカリの除去処
理が困難となるなど実用上好ましくない。また前記Ｂ法
を採用するに際し、共存させる塩が０．５ｍＯｆｆ／１
０００１溶液未満の低濃度である場合には、ＡＮ系繊維
は加水分解反応によシ親水化されるもののその殆どが水
溶性となシ、低濃度アルカリ水性溶液にて一段の工程で
とドロゲル外層部を形成させることはできない。また１
、ＱｍＯ１／１０００ＦＩ　溶液以上の塩濃度、又は該
塩濃度及び０、２５〜６．０　ｍｏｌ／１０００ｊ’溶
液、更に好ましくは０．５〜５．０　ｍｏｌ／１０００
ｆ／溶液の７　／ｌ／カリ金属水酸化物濃度のアルカリ
水性溶液を使用するととによシ、工業的有利に実施する
ととができ親ここにおいて、アルカリ金属水酸化物とし
ては、Ｎａ、　Ｋ、　Ｌｉ　　等のアルカリ金Ｒ類の水
酸化物もしくはそれ等の混合物を挙げることができ、ま
た、電解質塩類としては、アルカリ処理条件下に安定で
ある限υいかなる塩をも採用することができ、Ｍ塩を構
成する陽イオン成分が例えば、Ｎａ　、　Ｋ、　Ｌｉ　
　等のアルカリ金属類；Ｂｅ、Ｍｇ、　Ｃａ、　Ｂａ等
（ＤｌＮカリ土類金属類；　Ｃｕ、　Ｚｎ。

Ａ６．　Ｍｎ、　Ｆｅ、　Ｃｏ、Ｎｉ等の他の車馬類、
　ＮＨ４等であシ、また陰イオン成分が例えば塩酸、硫
酸、硝酸、炭酸、クロム酸、重クロム酸、塩素酸、次亜
塩素酸、有機カルボン酸、有機スルホン酸等の酸根等で
構成される塩の１種もしくは２種以上の混合物を挙げる
ことができる。尚、上記陽イオン成分が２価以上の元素
である電解質塩類を用いる場合には、生成するヒドロゲ
ル外層部が凝集・合体し易く、アルカリ金属類を陽イオ
ン成分とする塩を使用する方が好ましい。更に、水に代
わる溶媒として、被処理ＡＮ系繊維を溶解せしめない限
シ、メタノール、エタノール、プロパツール、２−メト
キシエタノール、２−エトキシエタノール、ジメチルホ
ルムアミド、ジメチルスルホキシド等の水混和性有機溶
媒と水との水性混合溶媒を使用することができ、更に必
要に応じて他の無機系物質或は有機系物質を共存させる
ことも可能である。

かかるアルカリ水性溶液を作用させるＡＮ系繊維として
は、ＡＮ系重合体の少なくとも一部が繊維外層部に配置
した断面構造を有する限シ採用することができ、単一成
分紡糸、複合紡糸等から任意に選択することができる。

即ち、本発明において採用するＡＮ系繊維は、工業上Ａ
Ｎ系重合体単単一分からなる繊維の使用が好ましいが、
ＡＮ系重合体と少なくとも１種の他の重合体（例えばポ
リ塩化ビニル系、ポリアミド系、ホリオレフイン系、ポ
リスチレン系、セルロース系等）との二成分乃至三成分
以上の重合体の鞘芯型、ランダム複合紡糸型、海島型、
二成分貼シ合せ型、サンドイッチ型等の複合紡糸繊維を
出発物質として使用することもできる。

なお、出発ＡＮ系繊維として顕在乃至潜在捲縮を有する
繊維を使用することにより、捲縮を有するカルボキシル
基含有繊維を作製することができ、かかる捲縮を有する
カルボキシル基含有繊維はとシわけ繊維の腰、へたυ等
の問題を顕著に改善することができるので好ましい。か
かる顕在乃至潜在捲縮を有するＡＮ系繊維としては、機
械的に捲縮が付与された繊維或いは二成分貼シ合せ型、
ランダム複合紡糸型、偏心的鞘芯型等の複合繊維の如き
自己捲縮発現型繊維を挙げることができ、また自己捲縮
発現型繊維は熱処理等により捲縮を顕在化せしめ或は顕
在化せしめた後熱延伸等の手段によシ捲縮を消失せしめ
或はまた捲縮を顕在化せしめないで使用に供することが
できる。

また、かくして作製されるＡＮ系繊維は短繊維、長ａｍ
、繊維トウ、ウェッブ、糸、編織物、不織布等いかなる
形態の′ものであっても、またＡＮ系繊維製造工程等に
おいて排出される廃繊維、或は該ｇ！維製造工程中途品
（例えば、凝固糸、熱延伸糸、乾燥糸等）であっても出
発物質として使用できることは言うまでもない。

尚、上記ＡＮ系重合体とは、３０重量％以上、好ましく
は５０％以上のＡＮを含有する重合体の総称であシ、Ａ
Ｎ単独重合体またはＡＮと少なくとも１種の他のエチレ
ン系不飽和化合物との共重合体、或はＡＮと他の重合体
、例えば、Ｍｉ粉、ポリビニルアルコール等とのグラフ
ト重合体等を挙げることができるが、前記ＡＮ含有率を
満足する限シ、ＡＮ系重合体と他の重合体、例えばポリ
塩化ビニ）ｖ系、ポリアミド系、ポリオレフィン系、ポ
リスチレン系、ポリビニルアルコ−／Ｌ／系、セルロー
ス系等との混合重合体を使用することができる。

かくして、上記ＡＮ系繊維に前記加水分解処理を施すこ
とによシ、所望によシ短繊維、長繊維、編織物、不織布
等種々の形態を有し、少なくとも繊維外層部の一部がヒ
ドロゲルからなり、かつ残部がＡＮ系重合体および／ま
たは他の重合体で構成されるｍ維、好ましくはヒドロゲ
ルからなる繊維外層部とＡＮ系重合体からなる繊維内層
部との二相構造を有し、最適には捲縮を有する繊維が作
製される。繊維の腰、へたシ等を改善させる上で特に好
ましい捲縮を有するカルボキシル基含有繊維の捲縮特性
に関しては、捲縮を有する限シ何ら限定されるものでは
ないが、通常の衣料用繊維等と同様の紡績等の加工性、
或は最終製品の腰、耐へたシ性等諸性能の改善等の観点
から捲縮数（Ｃｎ）が３０個以下、好ましくは４〜２５
個、捲縮度（Ｃｉ）が４０％以下、好ましくは５〜３５
％の範囲内にあることが望ましい。

かかるカルボキシル基含有繊維は水洗後直液、重金属と
結合させるために含浸処理をしても構わないが、前記ア
ルカリ加水分解処理において形成されている塩型カルボ
キシル基を無機又は有機の酸水溶液を用いて酸型力ρホ
キシル基（−ＣＯＯＨ）に変換した後あるいは該酸型カ
ルボキシル基をアンモニア、アミン、無機塩等の水溶液
又は気体を用いて中和した後、含浸処理す−ることもで
きる。

、カルボキシル基を含有する繊維に結合させる重金属と
しては、放射線特にｒ線およびＸ線に対する遮蔽能の面
から、密度の高い元素、原子番号の大きい元素が効果的
であシ、例えばウラン、金、ヒスマス、鉛、水銀、白金
、タングステン、バリウム、鉄等の元素が挙げられ、中
でも鉛、タングステン、バリウムが好ましく、これらの
元素は例えば塩酸塩、硝酸塩、硫酸塩等の無機塩；蟻酸
、酢酸等の有機塩、特に硝酸塩、酢酸塩が水への溶解度
が高く好ましい。

該重金属化合物をカルボキシル基を含有する繊維と結合
させる方法としては、例えば上記重金属化合物を溶解し
ている水溶液を繊維に含浸処理すればよい。該処理液中
の重金属化合物の濃度、処理温度、時間等は特に限定さ
れないが、カルボキシル基への重金属イオンの反応を効
果的に行なうためには、処理液中の重金属化合物の濃度
は０．５重量％以上、処理温度は３０℃以上、また処理
時間は５分以上が好ましい。

なお、通常繊維中に含有する全てのカルボキシル基に重
金属を結合させるが、本発明の目的が達成される限ジカ
ルボキシル基の一部を重金属と結合させても構わない。

このようにして含浸処理によって重金属を結合した繊維
は水洗、脱水後乾燥する。

（実施例） 次に実施例について本発明を更に詳細に説明する。なお
、実施例中の百分率および部は重量基準で示す。

また、実施例中のカルボキシル基量および鉛当量は次の
ようにして測定した。

カルボキシル基量（ｍｍｏｌ／ｙ） 充分乾燥した試料約０．２５Ｆを精秤（Ｘｇ）し、これ
に１００！ｌｌ１０水を加えた後、ＩＮ塩酸水溶液を添
加してｐＨ２にし、次いで０．ＩＮ苛性ソーダ水溶液で
常法に従って滴定曲線を求めた。該滴定曲線からカルボ
キシル基に消費された苛性ソーダ水溶液消費量（Ｙｃｃ
）を求め、以上の測定結果から、次式によって算出した
。

Ｘ 鉛当量（ｍｍｐｂ） ＪＩＳＺ４５０１　　（Ｘ線防護用品類の鉛当量試験方
法）による。

実施例１ ９０％のＡＮ及び１０％のアクリル酸メチル（ＭＡ）よ
りなるＡＮ系繊維（繊度８ｄ、繊維長５０ｆｆｉｌｆ、
８０℃のジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）溶液中の固有
粘度１．８）に濃度４０％の苛性ソーダ水溶液を均一に
付着させた後、１０６℃、１５分間スチーム処理を行な
い、次いで繊維を水洗し、Ｂ、　１　ｍｍｏｌ／ｙのカ
ルボキシル基を含有する繊維を得た。

この繊維をＩ）　Ｈ２，６に維持した硝酸水溶液中に５
分間浸漬した後、水洗、脱水後酢酸鉛２％水溶液中へ、
浴比１／１００になるように浸漬し、室温で３０分間攪
拌した。その後繊維を取出し、水洗、脱水後、１１０℃
で６０分間乾燥した。得られた繊維の鉛含有率は３５％
でありた。この繊維の断面を顕微鏡で観察した結果、厚
さ８Ｈの不織布を作製した。該不織布をＸ線管電圧８Ｑ
　ＫＶｐのＸ線写真で撮影したところ、全面に亘りて黒
く、ピンホールは存在していなかった。該不織布の鉛当
量は０．０７　ｍｒｎ　ｐｂであった。また、該不織布
を３枚積層したものの鉛当量は０．２　ｍ　ｍ　ｐｂで
あった。

実施例２ 実施例１と同じＡＮ系繊維にホルマリン２％を溶解した
４０％苛性ソーダ水溶液を均一に付着させた後、１１２
’Ｃ，８０分間スチーム処理を行なった後、水洗し、６
．０　ｍｍｏ　ｌ　／ｆの力μホキシル基を含有する繊
維を得た。この繊維を酢酸鉛４％水溶液中へ、浴比１／
１００になるように浸漬し、室温で８０分間攪拌した。

該繊維を用いて日付２０００ｆ／ｄ、厚さ８顛の不織布
を作製した。該不織布を８枚積層した試料の鉛当量のＱ
、　ｌ　２　ｍｍｐｂであった。

（発明の効果） 本発明の放射線遮蔽繊維は繊維外層部に放射線遮蔽能を
有する重金属が結合し、且つ繊維本来の性能を有してい
るため、優れた放射線遮蔽性能とともに紡績、編織、縫
製等が可能であシ、放射線遮蔽用の衣服、帽子、マヌク
、カーテン、カーペット、クロス等の二次繊維製品に使
用し得る放’Ｊｌ線遮蔽繊維を提供し得たことが本発明
の特筆すべき効果である。

本発明の放射線遮蔽繊維はカルボキシル基を含有する繊
維を重金属化合物を溶解した水溶液で含浸処理する簡便
な手段によりて繊維に重金属を容易に結合させることが
でき、経済性、生産性、安全性等に優れ、工業的有利に
作製することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、１ｍｍｏｌ／ｇ以上のカルボキシル基を含有する繊
   維に、重金属が結合してなる放射線遮蔽繊維。 ２、重金属が鉛、タングステン、バリウムの少なくとも
   一成分からなる特許請求の範囲第１項記載の放射線遮蔽
   繊維。 ３、カルボキシル基の量が２〜７ｍｍｏｌ／ｇである特
   許請求の範囲第１項記載の放射線遮蔽繊維。 ４、繊維が少なくとも繊維外層部の一部がヒドロゲルか
   らなり、かつ残部がアクリロニトリル系重合体および／
   または他の重合体で構成される繊維である特許請求の範
   囲第１項記載の放射線遮蔽繊維。 ５、１ｍｍｏｌ／ｇ以上のカルボキシル基を含有する繊
   維を、重金属の水溶性塩を溶解した水溶液で含浸処理す
   ることを特徴とする放射線遮蔽繊維の製造法。 ６、重金属として鉛、タングステン、バリウムの少なく
   とも一種類を用いる特許請求の範囲第５項記載の放射線
   遮蔽繊維の製造法。 ７、カルボキシル基の量が２〜７ｍｍｏｌ／ｇ含有する
   繊維を用いる特許請求の範囲第５項記載の放射線遮蔽繊
   維の製造法。 ８、繊維として少なくとも繊維外層部の一部がヒドロゲ
   ルからなり、かつ残部がアクリロニトリル系重合体およ
   び／または他の重合体で構成される繊維を用いる特許請
   求の範囲第５項記載の放射線遮蔽繊維の製造法。