KR20200134241A - 촬영대, 맘모그라피 장치용 촬영대 및 그 제조 방법 및 맘모그라피 장치 - Google Patents

촬영대, 맘모그라피 장치용 촬영대 및 그 제조 방법 및 맘모그라피 장치 Download PDF

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미츠시게 하마구치
마사토 혼마
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도레이 카부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 박육·고강성의 맘모그라피용 촬영대를 제공한다. 그것과 함께, 박육화에 의해 X선 투과성이 향상되어 피험자의 피폭량이 저감되는 맘모그라피용 촬영대를 제공한다. 맘모그라피 장치 본체에 외팔보의 상태로 지지되는 맘모그라피 장치용 촬영대로서, 상기 촬영대는 적어도 X선 조사면이 그 탄소섬유 복합재료로 형성되어 있고, 상기 탄소섬유 복합재료는 일방향으로 맞춰진 탄소섬유와 매트릭스 수지를 포함하는 일방향 탄소섬유 복합재료가 포함되는 맘모그라피 장치용 촬영대.

Description

촬영대, 맘모그라피 장치용 촬영대 및 그 제조 방법 및 맘모그라피 장치
본 발명은 X선 화상 촬영 장치에 외팔보의 상태로 지지되는 촬영대, 또한, 맘모그라피 장치 본체에 외팔보의 상태로 지지되는 맘모그라피 장치용 촬영대에 관한 것이다.
피험자의 유방을 검사의 목적으로 하여 유방의 X선 촬영에 의해 화상 데이터를 얻는 맘모그라피 장치가 알려져 있다(특허문헌 1). 이 맘모그라피 장치는 기하학적 흐릿해짐이나 체동에 의한 흐릿해짐이 적고, 콘트라스트나 해상도가 높은 화상 데이터를 얻기 위해서, 유방을 압박하는 촬영대 및 압박판을 구비하고 있다. 그리고, 촬영대에 지지된 유방을 압박판으로 압박해서 균일한 두께로 유지된 유방에 X선을 조사하고, 유방을 투과한 X선을 검출함으로써, 화상 데이터를 생성한다.
상기 촬영대는 내부에 상기 압박판과 피사체인 유방을 투과한 X선을 검출하는 X선 검출부를 갖기 위해서, X선 투과성이 우수한 재료로 형성되어 있다. 또한 피사체는 촬영시에 상기 압박판에 의해 균일 두께로 압박되므로, 상기 촬영대에도 압박판에 의한 외력이 작용하고, 이 외력에 의해 촬영대가 용이하게 변형되어 버리면, 얻어지는 화상 데이터의 콘트라스트나 해상도가 저하된다. 따라서, 일반적으로는 촬영대는 강성이 우수한 재료로 형성되어 있다. 이상의 배경으로부터, 특허문헌 1 기재와 같이, 맘모그라피 장치용 촬영대에는 X선 투과성이 우수하고, 강성이 높은 탄소섬유 강화 복합재료(카본 컴포짓트재)가 적합하게 사용되고 있었다.
또한 맘모그라피에서는 상기 촬영대를 사용한 촬영 방식 외에, 카세트 상에 피사체를 놓고 직접 촬영하는 방법도 개시되어 있다(특허문헌 2). 이 촬영 방법은 박형 직사각체의 카세트를 사용하므로, 중량의 증가를 억제할 수 있어 핸들링성이 우수한 이점을 갖는다. 또한 X선이 조사되는 프론트 부재가 외주 프레임 부재와 함께 일체화되어 있기 때문에, 촬영시의 변형을 억제할 수 있는 효과를 갖는다. 여기에서, 특허문헌 2에는 프론트 부재가 다수개의 탄소섬유 필라멘트가 일방향으로 배열되어 늘어선 복수의 층(탄소섬유층)을 겹쳐서 열경화성 수지에 함침되어서 이루어지는 적층체에 의해 구성되는 것이 기재되어 있다.
일본국 특허공개 2010-35622호 공보 일본국 특허공개 2010-39267호 공보
여기에서, 병소의 조기 발견을 위해서는 맘모그라피 촬영 화상의 콘트라스트와 해상도의 보다 나은 향상이 필요하며, 맘모그라피 장치용 촬영대의 X선 투과성의 향상이나 고강성화에 대한 요구가 있다.
그러나, 특허문헌 1에 기재된 맘모그라피 장치는 촬영대를 카본 섬유로 형성하는 것은 개시되어 있지만, 그 요건, 예를 들면 섬유의 형태나 카본 섬유로 형성한 영역의 구성에 대해서는 아무런 개시도 시사도 되어 있지 않다.
여기에서, 일반 시장 제품에 보여지는 맘모그라피 장치용 촬영대는 중공의 박스형의 형상이지만, 탄소섬유 복합재료를 사용한 것이어도, 형상 추수성이 우수하다라는 이유로부터 직물형태의 재료에 한정되어 있는 실상이 있다. 이러한 탄소직물 복합재료는 매트릭스 수지 중에서 탄소섬유가 기복을 가지면서 직조직을 형성하고 있는 점에서 특정 형상에의 부형시에는 이 직조직이 조직 변화되므로 형상 추수성이 우수하다.
그러나, 탄소직물 복합재료는 탄소섬유의 기복에 의해, 탄소섬유의 탄성률이나 강도의 포텐셜을 충분히 발휘할 수 없다는 과제도 있다. 또한 상기 기복에 의해, 섬유배치에 제한이 가해지므로, 탄소직물 복합재료 중의 탄소섬유의 체적 함유율에는 상한이 설정되어 버린다. 그 때문에 탄소직물 복합재료를 사용한 맘모그라피 장치용 촬영대는 X선 투과성에 관련된 박육화나 강성에 관련된 기계 특성의 향상에는 한계가 있었다. 또한 탄소섬유 복합재료는 탄소섬유를 갖기 때문에 강성과 강도가 우수한 한편, 이것을 달성하기 위해서는 탄소섬유와 매트릭스 수지가 공극을 포함하지 않고 성형할 필요가 있고, X선 투과성에 영향을 주는 X선 투과 방향의 중량을 저감하고, X선 투과성을 향상시키기에는 한계가 있었다.
한편, 특허문헌 2에 따른 발명에서는 맘모그라피 촬영이 가능한 의료용 카세트가 기재되어 있고, 다수개의 탄소섬유 필라멘트가 일방향으로 배열되어 늘어선 복수의 층을 프론트 부재에 사용하고, 이것에 의해 카세트는 강성이 우수한 것이 된다. 또한 상기 프론트 패널은 평판형상이기 때문에, 경량인 코어재를 포함시킬 수 있으므로 X선 투과성을 향상시킬 수 있는 양태를 취하는 것이 가능하다.
그러나, 의료용 카세트란 X선 촬영에 사용하는 필름을 장전하는 용기이며, 맘모그라피 장치에 외팔보의 상태로 지지되는 맘모그라피 장치용 촬영대와는 요구되는 특성이 다르다. 평판형상의 프론트 부재 및 백 부재와 기립벽을 형성하는 프레임으로 구성되므로, 맘모그라피 촬영과 같은 중앙면 하중이 작용하는 조건에서는 기립벽부가 변형되기 쉽고, X선 조사면을 형성하는 프론트 패널과 기립벽을 형성하는 프레임의 경계에서 파괴가 발생할 가능성이 있다.
또한 카세트는 일반적으로 박형의 직사각체이기 때문에, 상기 코어재를 포함시키는 비율에 한계가 있는 것에 추가해서, 이것을 외팔보의 상태로 지지해서 촬영대로 전용한 경우에는 압박판으로부터 받는 하중으로 용이하게 변형되어 버리기 때문에, 얻어지는 화상 데이터의 콘트라스트나 해상도가 저하되어 버릴 우려가 있다. 또한, 맘모그라피 촬영시에 피험자에게 기립벽부가 파고 들어가서 불쾌감을 줄 우려가 있다. 또한 일방향으로 배열되는 섬유를 다수개로 해 가면 복잡한 형상의 부재를 성형할 때, 섬유가 충분히 형상에 전부 추종할 수 없을 우려가 있다. 이 점, 의료용 카세트는 특허문헌 2의 기재와 같이 프론트 부재 및 백 부재를 분리하는 것도 가능하며, 따로따로 성형할 수 있는 것이지만, 맘모그라피 장치용 촬영대의 경우, 복수 부재로 나누어서 성형하는 것은 생각되지 않고, 일반적으로는 일방향 배열섬유를 사용한 성형이 용이하지 않다고 생각되는 것이었다.
그래서 본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 박육·고강성의 촬영대, 및 맘모그라피 장치용 촬영대를 제공하는 것이다. 또한 추가의 목적은 높은 X선 투과성과 높은 강성을 달성하는 맘모그라피 장치용 촬영대를 제공하는 것이다.
상기 문제를 해결하기 위해서, 본 발명의 촬영대는 이하와 같은 구성을 취한다.
X선 화상 촬영 장치에 외팔보의 상태로 지지되는 촬영대로서,
상기 촬영대는 장치와 접속하는 면에 개구부를 가진 면상체와, 장치와 접속하는 연결부를 포함하고,
상기 면상체에 있어서의 적어도 X선 조사면은 일방향으로 맞춰진 탄소섬유와 매트릭스 수지를 포함하는 일방향 탄소섬유 복합재료를 포함하고,
상기 일방향 탄소섬유 복합재료로 형성된 영역에 상기 연결부가 접합되어 있는 촬영대.
또한 본 발명의 맘모그라피 장치용 촬영대는 이하와 같은 구성을 취한다.
맘모그라피 장치 본체에 외팔보의 상태로 지지되는 맘모그라피 장치용 촬영대로서,
상기 촬영대는 적어도 X선 조사면이 상기 탄소섬유 복합재료로 형성되어 있고,
상기 탄소섬유 복합재료에는 일방향으로 맞춰진 탄소섬유와 매트릭스 수지를 포함하는 일방향 탄소섬유 복합재료가 포함되는 맘모그라피 장치용 촬영대.
또한 본 발명의 맘모그라피 장치용 촬영대는 이하와 같은 구성을 취한다.
맘모그라피 장치 본체에 외팔보의 상태로 지지되는 면상체에 의해 형성된 맘모그라피 장치용 촬영대로서,
상기 면상체에 있어서의 적어도 X선 조사면은 연속 섬유와 매트릭스 수지를 포함하는 탄소섬유 복합재료를 갖는 표피재와, 상기 표피재보다 내층측에 배치된 수지 시트에 의해 형성된 맘모그라피 장치용 촬영대.
또한 본 발명의 맘모그라피 장치용 촬영대의 제조 방법은 이하이다.
맘모그라피 장치용 촬영대의 제조 방법으로서, 이하에 나타내는 공정(I)∼(II)를 포함하는 맘모그라피 장치용 촬영대의 제조 방법.
공정(I):연속 섬유로 이루어지는 탄소섬유(A)와 열경화성 수지(B)를 포함하는 기재를 편면형에 부형하는 공정
공정(II):상기 편면형과 상기 기재를 포함하는 공간을 가요성의 필름으로 덮고, 가열·가압하는 공정
본 발명에 의하면, 박육·고강성으로 되므로, 박육에 의한 X선 투과성 향상의 효과에 의해 피험자의 피폭량이 저감되고, 고강성화의 효과에 의해 촬영시의 하중 부하에 의한 휘어짐이 억제되어서 촬영 화상의 질이 향상될 수 있는 촬영대를 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 박육·고강성으로 되므로, 박육에 의한 X선 투과성 향상의 효과에 의해 피험자의 피폭량이 저감되고, 고강성화의 효과에 의해 촬영시의 하중 부하에 의한 휘어짐이 억제되어서 촬영 화상의 질이 향상될 수 있는 맘모그라피 장치용 촬영대를 제공할 수 있다.
또한 경량인 수지 시트를 가지므로 X선 투과성이 향상되고 피험자의 피폭량이 저감되고, 또 탄소섬유 복합재료로 이루어지는 표피재를 가지므로, 높은 강성을 발현해서 촬영시의 하중 부하에 의한 휘어짐이 억제되어서 촬영 화상의 질이 향상될 수 있는 맘모그라피 장치용 촬영대를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대의 외관의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 3a는 본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대의 개구부의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 3b는 도 2의 y-z면에 있어서의 단면형상의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3c는 본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대의 개구부의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 3d는 도 2의 y-z면에 있어서의 단면형상의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대를 성형하는 편면형의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대의 제조 방법의 공정(I)의 일부의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대의 제조 방법의 공정(I)의 일부의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 7은 본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대의 제조 방법의 공정(I)의 일부의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 8a는 본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대의 외관의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 8b는 도 8a의 x-z면에 있어서의 단면형상의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 8c는 도 8a의 y-z면에 있어서의 단면형상의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대의 제조 방법의 공정(II)의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 10은 본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대를 성형하는 양면형의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 11a는 본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대를 구성하는 제1부재의 외관의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 11b는 도 11a의 y-z면에 있어서의 단면형상의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 12a는 본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대를 구성하는 제2부재의 외관의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 12b는 도 12a의 y-z면에 있어서의 단면형상의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 13a는 도 11a에 따른 제1부재와 도 12a에 따른 제2부재로 이루어지는 맘모그라피 장치용 촬영대의 외관의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 13b는 도 13a의 x-z면에 있어서의 단면형상의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 13c는 도 13a의 y-z면에 있어서의 단면형상의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 14는 본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대의 제조 방법의 공정의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 15는 본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대의 제조 방법의 공정의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 16은 본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대의 제조 방법의 공정의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 17a는 본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대의 외관 및 단면형상의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 17b는 도 17a의 x-z면에 있어서의 단면형상의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 17c는 도 17a의 y-z면에 있어서의 단면형상의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 18a는 본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대를 구성하는 제1부재의 외관의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 18b는 도 18a의 y-z면에 있어서의 단면형상의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 19a는 본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대의 외관의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 19b는 도 19a의 x-z면에 있어서의 단면형상의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 19c는 도 19a의 y-z면에 있어서의 단면형상의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 20a는 본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대의 외관의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 20b는 도 20a의 x-z면에 있어서의 단면형상의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 20c는 도 20a의 y-z면에 있어서의 단면형상의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 21은 본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대의 외관의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 22a는 도 19a의 y-z면에 있어서의 단면형상의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 22b는 도 19a의 y-z면에 있어서의 단면형상의 일례를 나타내는 단면도이다.
본 발명의 실시형태에 따른 촬영대는 X선 화상 촬영 장치에 외팔보의 상태로 지지되는 촬영대로서, X선 화상 촬영 장치와 접속하는 면에 개구부를 가진 면상체와, 장치와 접속하는 연결부를 포함하고, 상기 면상체에 있어서의 적어도 X선 조사면은 일방향으로 맞춰진 탄소섬유와 매트릭스 수지를 포함하는 일방향 탄소섬유 복합재료를 포함하고, 상기 일방향 탄소섬유 복합재료로 형성된 영역에 상기 연결부가 접합되어 있는 것을 특징으로 한다. X선 화상 촬영 장치에 외팔보의 상태로 지지되어 있으면, 용도는 한정되지 않지만, 맘모그라피 장치용 촬영대를 예시할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치는 맘모그라피 장치용 촬영대가 맘모그라피 장치 본체에 접속되어서 형성되는 것이며, 이하, 본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대에 대해서 설명한다.
본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대는 적어도 X선 조사면에 일방향 탄소섬유 복합재료를 사용함으로써 종래의 탄소섬유 직물 복합재료 대비, 고강성으로 되므로, 휘어짐량에 영향을 주는 특성인 굽힘 강성을 설계 지표로 했을 때에, 탄소섬유 직물 복합재료에 비해서 판두께를 얇게 할 수 있다. 그 때문에 맘모그라피 장치용 촬영대를 투과해서 내부의 X선 검출기에 도달할 때까지의 X선 강도의 감쇠가 저감되는 즉 X선 투과성이 향상되므로, 피험자의 피폭량을 저감할 수 있다.
여기에서의 판두께란 X선 투과성에 기여하는 X선 조사면의 판두께이며, 바람직하게는 0.5mm 이상 5.0mm 이하이다. 보다 바람직하게는 0.8mm 이상 3.5mm 이하이다. 상기 상한과 하한의 어느 것을 조합한 범위이어도 좋다. 상기 판두께가 0.5mm보다 얇은 경우에는 촬영대로서의 강성을 담보할 수 없어 촬영시에 용이하게 변형되어 버릴 우려가 있다. 상기 판두께가 5.0mm보다 두꺼운 경우에는 X선 투과성이 떨어지므로 X선 조사 강도를 올릴 필요가 있고, 1회의 촬영에 있어서의 피험자의 피폭량이 증가할 우려가 있다.
상기 맘모그라피 장치 본체는 X선 발생부, 압박판을 포함하고, 이들의 배치로서는 도 1에 나타내는 양태를 예시할 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대(1)는 맘모그라피 장치 본체(2)에 외팔보의 상태로 지지되는 것이다. 또한 도 1에 나타내는 맘모그라피 장치는 맘모그라피 장치 본체(2), 맘모그라피 장치용 촬영대(1), 압박판(3), X선 발생부(4)를 구비하고, 맘모그라피 장치용 촬영대(1)는 X선 조사면(5), 저면(6)을 구비한다. 또한 본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대(1)는 판두께보다 면을 형성하는 변의 길이가 충분히 긴 면상체에 의해 형성되고, 통상은 내부가 공동으로 된 대략 박스형의 형상이며, 내부에 X선 검출기가 구비되는 일이 많다. 이러한 X선 검출기는 맘모그라피 장치 본체에 직접 접속되어 있어도, 촬영대내에 고정되어서 배선으로 맘모그라피 장치 본체(2)와 접속하고 있어도 상관없다.
또한 상기 X선 조사면이란 본 발명의 실시형태에 따른 촬영대의 천면에 포함되는 평면영역인 것이다. 상기 평면영역으로서는 촬영대의 천면 전체라도 그 일부라도 상관없지만, X선 투과성과 강성의 관점에서 X 조사면은 탄소섬유 복합재료로 형성된다. 또한 X선 조사면은 또한 수지 시트를 포함하고 있어도 좋다.
더욱 바람직하게는 X선 조사면 이외의 천면영역에 단차부를 형성하는 것이 좋다. 이러한 형상을 형성함으로써, 단차부가 기립벽으로서 기능하기 때문에, 맘모그라피 촬영시의 압박판의 하중에 의한 휘어짐을 억제할 수 있다. 또한 촬영대 내부에 X선 검출기 등을 수납하는 영역을 넓힐 수 있다. 단차부를 형성하는 위치로서는 장치 접속면을 예시할 수 있다(도 21).
본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대는 상기한 구성으로 함으로써, 탄소섬유 복합재료 단독으로 형성되는 구성과 비교해서 탄소섬유 복합재료를 갖는 표피재보다 내층측에 경량인 수지 시트가 배치되므로, 맘모그라피 장치용 촬영대를 투과해서 내부의 X선 검출기에 도달할 때까지의 X선 강도의 감쇠가 억제되고, 즉 X선 투과성이 향상되므로, 피험자의 피폭량을 저감할 수 있다. 또한 연속 섬유를 포함하는 탄소섬유 복합재료가 표피재를 형성하므로, 촬영시에 노출되는 하중의 대부분을 강성이 높은 표피재에서 맡을 수 있다. 그 때문에 강성을 유지하면서, 상기 X선 투과성을 향상시킬 수 있다.
면상체에 있어서의 적어도 X선 조사면은 탄소섬유 복합재료를 갖는 표피재가 수지 시트를 포함하는 코어재의 양면에 배치된 샌드위치 구조에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 면상체의 구조로서는 표피재가 최표면의 편측에만 존재하는 카나페 구조라도, 촬영대 표면의 양측에 표피재가 존재하는 샌드위치 구조라도 상관없지만, 높은 강성과 높은 X선 투과성을 달성하는 관점에서 X선 조사면이 탄소섬유 복합재료로 이루어지는 표피재가 수지 시트로 이루어지는 코어재를 갖는 샌드위치 구조가 바람직하다.
일반적으로, 휘어짐량에 영향을 주는 굽힘 강성은 판두께를 두껍게 할수록 향상되고, 휘어짐량을 저감할 수 있는 효과가 있지만, 단순히 판두께를 두껍게 해 버리면 X선 투과성의 관점에서 불리해진다. 본 발명과 같이, X선 투과성이 우수한 수지 시트를 코어재로 한 구성으로 함으로써, 높은 X선 투과성과 높은 강성을 달성할 수 있다.
상기 X선 조사면을 형성하는 탄소섬유 복합재료는 굽힘 탄성률을 Eb, 밀도를 ρ로 했을 때, Eb1/3×ρ-1로서 나타내어지는 비굽힘 탄성률이 2.50 이상인 것이 바람직하다. 탄소섬유 복합재료의 비굽힘 탄성률이 2.50 이상인 경우, 상대적으로는 굽힘 탄성률이 높고 밀도가 낮은 상태이기 때문에, 변형되기 어려움과 고X선 투과성이 밸런스 좋게 유지되어 바람직하다. 한편, 비굽힘 탄성률의 상한값에는 특별히 제한은 없지만, 20.00 이하로 함으로써 X선 투과성의 향상 효과와 굽힘 탄성률의 밸런스가 우수하므로 바람직하다.
상기 탄소섬유 복합재료는 연속 섬유의 탄소섬유와 매트릭스 수지를 포함하고, 연속 섬유의 형태로서는 연속 섬유로 직조직을 형성한 직물형태, 연속 섬유를 일방향으로 맞춘 형태를 예시할 수 있다. 연속 섬유의 형태로서는 이들을 단독 또는 적층한 것, 상기 2종류를 적층한 것이라도 상관없다.
또, 연속 섬유란 단섬유의 상태로 절단하지 않고, 섬유다발을 연속된 상태로맞춘 것을 의미한다. 여기에서, 단섬유란 길이가 100mm 이하인 섬유를 가리킨다. 그 중에서도 X선 투과율의 면내 분포를 균일하게 하는, 즉 면내의 밀도차를 작게 하는 관점에서 연속 섬유가 간극 없이 늘어서기 쉬운, 일방향으로 맞춰진 연속 섬유의 형태를 채용하는 것이 바람직하다. 또한 형상 추수성의 관점에서 불연속 섬유가 일방향으로 배열한 형태나 불연속 섬유가 분산된 형태의 것과 조합해서 표피재를 형성해도 좋다.
바람직하게는 본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대는 일방향 탄소섬유 복합재료에 추가해서, 또한, 탄소섬유의 직물과 수지를 포함하는 탄소섬유 직물 복합재료를 구성에 갖는 것이 좋다.
이러한 구성으로 함으로써 탄소섬유 직물 복합재료에 의한 형상 추수성의 효과와 일방향 탄소섬유 복합재료에 의한 고강성의 효과 둘다를 얻을 수 있다. 예를 들면 X선 투과성이나 강성에 기여하는 촬영대의 천면에는 일방향 탄소섬유 복합재료를 많이 사용한다든가, 디자인성이 중시되는 등의 경우에는 최외층에 탄소섬유 직물 복합재료를 사용하는 등의 예를 들 수 있다.
탄소섬유 복합재료의 최외층에는 탄소섬유의 직물과 수지를 포함하는 탄소섬유 직물 복합재료가 포함되는 것이 바람직하다. 탄소섬유 직물 복합재료의 비율을 많게 하면 그만큼 형상 성형이 용이해지는 경향이 있는 한편, 박육·고강성이 바람직한 X선 조사면에는 일방향 탄소섬유 복합재료를 포함시키고, 그 비율을 늘림으로써 이러한 특성의 향상을 달성하기 쉬워진다.
맘모그라피 장치는 디자인성의 관점에서 완만한 곡면을 갖고 있거나, 피험자가 촬영시에 자세를 유지하기 위한 핸들을 갖는 경우가 있다. 마찬가지로 맘모그라피 장치용 촬영대도 피험자가 접촉했을 때의 통증을 완화하기 위해서 맘모그라피 촬영에 관련된 X선 조사면이나 피험자와 접촉하는 기립벽면(맘모그라피 장치 본체에 대향하는 기립벽면)의 각부(X선 조사면으로부터 곡절하는 부분)를 제외하고, 완만한 곡면을 갖는 설계로 하는 일이 있다.
더욱 바람직하게는 탄소섬유 복합재료의 최외층에 탄소섬유 직물 복합재료가 포함되는 양태이다. 또한 상기 면상체의 최외층에 탄소섬유 직물 복합재료가 포함되는 양태이다.
피험자의 살갗과 접촉하는 최표면을 이러한 구성으로 함으로써, 사용 환경에 있어서의 소독액의 폭로 등에 의한 경시 변화에 의해 수지가 열화된 경우라도 탄소섬유 직물 복합재료는 탄소섬유의 보풀이 일방향 탄소섬유 복합재료에 비해서 기모 하기 어려워 피험자에게 주는 자극이 완화된다. 이 관점에서 특히, X선 조사면의 최외층이 탄소섬유 직물 복합재료로 형성되고, 내층에 일방향 탄소섬유 복합재료가 배치되는 양태가 바람직하다.
<재료>
본 발명의 실시형태에 따른 탄소섬유 복합재료는 탄소섬유와 매트릭스 수지를 포함한다.
탄소섬유로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 폴리아크릴로니트릴(PAN)계, 피치계 등의 탄소섬유를 사용할 수 있고, 이들은 1종 또는 2종 이상을 병용해도 좋다. 그 중에서도, 얻어지는 탄소섬유 복합재료의 강도와 탄성률의 밸런스의 관점에서 PAN계 탄소섬유가 더욱 바람직하다. 탄소섬유의 스트랜드 탄성률은 200㎬ 이상이 바람직하고, 220㎬ 이상이 보다 바람직하고, 240㎬ 이상이 더욱 바람직하다. 탄소섬유의 스트랜드 탄성률이 200㎬ 미만인 경우에는 탄소섬유 복합재료로 했을 때에, 원하는 특성이 얻어지지 않는 일이 있다.
매트릭스 수지로서는 특별히 한정되지 않지만, 열경화성 수지, 열가소성 수지 중 어느 것이라도 사용할 수 있다. 매트릭스 수지가 열경화성 수지인 경우에는 성형시의 가열에 의해, 또 필요에 따라서 성형후에 열경화성 수지가 경화되는 온도로 더 가열함으로써, 열경화성 수지가 경화되어 매트릭스 수지가 된다. 매트릭스 수지가 열가소성 수지인 경우에는 성형시의 가열에 의해 용융된 수지를 식혀서 고화시킴으로써 매트릭스 수지가 된다.
열경화성 수지로서는 에폭시 수지, 비닐에스테르 수지, 페놀 수지, 불포화 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있고, 열에 의해 가교반응을 일으키고, 적어도 부분적인 3차원 가교 구조를 형성하는 것이면 좋다. 또한 탄소섬유 복합재료를 형성하는 성형 기재로서는 프리프레그를 예시할 수 있고, 그 중에 있어서의 열경화성 수지의 형태로서는 프리프레그 적층시에 프리프레그끼리나 형에 압착할 필요가 있는 점에서 점성이 우수한 반경화 상태인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 접합하는 공정에서의 점성, 및 성형품으로 했을 때의 역학특성을 고려하면 에폭시 수지가 바람직하다.
열가소성 수지로서는 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리알릴렌술피드 수지, 폴리페닐렌술피드 수지, 폴리에테르케톤 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지, 폴리에테르케톤케톤 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리술폰 수지가 바람직하게 사용되며, 또한 이들 중 어느 하나의 수지의 전구체인 환상의 올리고머도 바람직하게 사용된다. 그 중에서도, 맘모그라피 장치용 촬영대를 운용하는 관점에서는 소독액 등으로 청소하는 것을 담안하여 내약품성이 우수한 수지를 선택하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시형태에 따른 일방향 탄소섬유 복합재료란 일방향으로 맞춰진 탄소섬유와 매트릭스 수지를 포함하는 층으로 이루어지고, 1층으로 구성되어 있어도, 2층 이상 적층된 적층상태로 구성되어 있어도 상관없다. 또한 일방향으로 맞춰진 탄소섬유와 매트릭스 수지를 포함하는 층이 2층 이상 적층된 경우에는 탄소섬유의 배향방향을 임의로 시프트시킨 구성으로 해도 좋다. 시트상의 기재로부터 재료를 잘라낼 때의 수율의 관점에서 90°씩 탄소섬유의 배향방향을 시프트시킨 적층 구성이 바람직하다. 또한 등방성의 관점에서는 탄소섬유의 배향방향을 30°∼60° 시프트시킨 적층 구성이 바람직하고, 45°씩 탄소섬유의 배향방향을 시프트시킨 적층 구성이나, 60°씩 탄소섬유의 배향방향을 시프트시킨 적층 구성 등이 바람직하다.
본 발명의 실시형태에 따른 탄소섬유 직물 복합재료는 탄소섬유를 짠 시트상물과 매트릭스 수지를 포함하는 것이며, 통상은 층구조를 갖고, 1층으로 구성되어 있어도, 2층 이상 적층된 적층상태로 구성되어 있어도 상관없다. 탄소섬유의 직조직으로서는 평직, 능직, 수자직 등을 예시할 수 있고, 그 중에서도, 형상 추수성과 X선 투과성의 관점에서 능직이 바람직하다.
본 발명의 실시형태에 따른 수지 시트를 구성하는 재료는 열경화성 수지, 열가소성 수지 중 어느 것이라도 좋고, 탄소섬유 복합재료보다 밀도가 낮으면 특별히 한정되지 않는다. 열경화성 수지로서는 에폭시 수지, 비닐에스테르 수지, 페놀 수지, 열경화성 폴리이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지, 비스말레이미드 수지, 아크릴 수지 등을 예시할 수 있다. 에폭시 수지 단체 외에, 에폭시 수지와 열경화성 수지의 공중합체, 변성체 및 2종류 이상 혼합한 수지 등도 사용할 수 있다. 열가소성 수지로서는 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리알릴렌술피드 수지, 폴리페닐렌술피드 수지, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤 수지, 폴리에테르케톤케톤 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리술폰 수지, 폴리스티렌 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리메타크릴이미드 수지를 예시할 수 있고, 또한 이들 중 어느 하나의 수지의 전구체인 환상의 올리고머도 바람직하게 사용된다. 또한 역학특성을 높이는 관점에서 탄소섬유나 유리섬유 등의 필러를 포함하고 있어도 좋다. 열경화성 수지를 사용하는 경우에는 미경화의 상태로 성형에 제공하면, 유동해서 성형할 수 없을 우려가 있으므로, 미리 원하는 형상으로 성형한 경화 시트로 하는 것이 좋다. 성형성의 관점에서 열에 의해 형상 추종할 수 있으므로, 열가소성 수지를 재료로 하는 수지 시트가 바람직하게 사용된다. 또한 열가소성 수지를 재료로 하는 수지 시트이어도, 미리 원하는 형상으로 열부형한 시트를 성형에 제공할 수도 있다.
또한 본 발명의 실시형태에 따른 수지 시트는 대략 모노필라멘트상, 또한, 랜덤으로 분산된 불연속 강화 섬유를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 양태로 함으로써 수지 단체로 수지 시트를 형성하는 경우에 비해서 역학특성이 향상되는 효과에 추가하여, 불연속 강화 섬유를 대략 모노필라멘트상으로 분산시킴으로써 불연속 강화 섬유의 섬유 다발끝에 있어서의 약부가 극소화할 수 있으므로 우수한 보강 효율을 발현한다. 또한 불연속 강화 섬유를 랜덤으로 분산시킴으로써 역학적으로 등방성이 발현되므로, 성형시에 상정되는 배치 미스에 의한 성능변화가 실질적으로 생기지 않게 되어 제품의 신뢰성이 향상된다. 또한, X선 투과성의 관점에서 균질한 화상을 얻기 쉽기 때문에 바람직하다.
여기에서, 대략 모노필라멘트란 불연속 강화 섬유의 단사가 500개 미만인 세섬도 스트랜드로 존재하는 것을 가리킨다. 상기 불연속 강화 섬유의 단사직경은 X선 투시 화상에의 비침의 관점에서 20㎛ 이하가 바람직하고, 10㎛ 이하가 더욱 바람직하다. 단사직경이 20㎛보다 굵은 경우, X선 투시 화상에의 비침에 영향을 줄 가능성이 있다. 또한 불연속 강화 섬유의 종류는 특별히 한정되지 않지만, X선 투과성과 보강 효과의 관점에서 탄소섬유가 바람직하다.
또한 본 발명의 실시형태에 따른 수지 시트는 수지와 불연속 강화 섬유와 공극으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 양태로 함으로써 불연속 강화 섬유를 포함함으로써 역학특성을 유지하면서, 공극을 포함하므로 밀도가 저하되고, X선 투과성이 향상된다. 여기에서, 공극이란 수지에 의해 피복된 불연속 강화 섬유가 기둥상의 지지체가 되고, 그것이 서로 겹치거나, 또는 교차함으로써 형성된 공간인 것을 가리킨다. 또한 수지 시트 중에 있어서의 공극의 함유율은 10체적% 이상, 99체적% 이하의 범위내에 있다. 공극의 함유율이 10체적% 미만인 경우, 수지 시트의 밀도가 높아지므로, X선 투과성의 향상 효과가 희박해질 가능성이 있다. 한편, 공극 함유율이 99%보다 큰 경우에는 불연속 강화 섬유의 주위에 피복된 수지의 두께가 얇아지므로, 수지 시트 중에 있어서의 불연속 강화 섬유에 의한 보강이 불충분하게 되어 역학특성이 저하될 가능성이 있다. 또, 본 발명에 있어서, 체적 함유율은 수지 시트를 구성하는 수지와 불연속 강화 섬유와 공극의 각각의 체적 함유율의 합계를 100체적%로 한다.
본 발명의 실시형태에 따른 표피재와 수지 시트의 경계에는 맘모그라피 장치용 촬영대의 강도를 향상시키는 관점에서 접착층을 포함하고 있어도 좋다. 접착층은 표피재와 수지 시트를 개별적으로 제작한 후에, 접착제를 이용하여 접착층을 형성하는 형태를 예시할 수 있지만, 생산성의 관점에서 성형 중에 접착층을 형성시키는 것이 바람직하다. 성형 중에 접착층을 형성시키는 방법으로서는 표피재의 매트릭스 수지종과 수지 시트의 수지종이 동일한 경우에는 성형 중에 서로의 수지가 유동해서 접착층을 형성할 수 있고, 표피재의 수지종과 수지 시트의 수지종이 다른 경우에는 접착층을 형성하는 기재를 삽입함으로써 접착층을 형성시키는 방법을 예시할 수 있다. 이렇게 접착층을 형성하는 기재로서는 표피재의 수지종과 수지 시트의 수지종으로부터 임의로 선택할 수 있고, 형태로서는 부직포 등의 얇은 시트 기재를 예시할 수 있다. 일례로서 표피재의 매트릭스 수지가 에폭시 수지이며 수지 시트가 폴리프로필렌 수지인 경우에는 표피재와 수지 시트 사이에, 수지 시트를 구성하는 폴리프로필렌 수지보다 저융점의 부직포 기재를 삽입하는 양태를 들 수 있다. 이러한 구성으로 함으로써 성형 중에 부직포가 에폭시 수지와 앵커링 구조를 형성함과 아울러, 부직포 유래의 폴리프로필렌 수지가 일부 융해되어 수지 시트의 폴리프로필렌 수지와 접착하므로 강도가 높은 접착층을 형성할 수 있다.
바람직하게는 본 발명의 실시형태에 따른 수지 시트가 폼재인 것이 좋다. 공극을 포함하는 폼재를 사용함으로써 두께방향의 중량이 저감되어 X선 투과성이 향상된다. 더욱 바람직하게는 본 발명의 실시형태에 따른 폼재가 독립 기포로 이루어지는 폼재인 것이 좋다. 독립 기포란 내부에 존재하는 기포끼리가 연결되어 있지 않고, 벽으로 구획되어 있는 상태인 것을 나타낸다. 기포끼리가 연결되어 있지 않으므로, 성형 중에 표피재의 매트릭스 수지가 폼재의 공극에 스며드는 것을 억제할 수 있고, 임의점에서 취득한 X선 투과 특성의 불균일이 저감되므로 바람직하다.
본 발명의 실시형태에 따른 폼재가 갖는 독립 기포의 발포 셀은 장경과 단경의 비로 나타내어지는 (단경/장경)이 0.25∼0.90인 것이 독립 기포의 치밀성이 향상되어 얻어지는 맘모그라피 화상이 양호하게 되는 관점에서 바람직하다. 장경과 단경의 비로 나타내어지는 (단경/장경)은 보다 바람직하게는 0.30∼0.80, 더욱 바람직하게는 0.35∼0.75이다. 상기 상한과 하한의 어느 것을 조합한 범위이어도 좋다. 장경과 단경의 비로 나타내어지는 (단경/장경)은 바람직하게는 독립 기포의 발포 셀의 평균 단경이 25∼250㎛인 것이 좋고, 보다 바람직하게는 25∼225㎛, 더욱 바람직하게는 50∼200㎛이다. 상기 상한과 하한의 어느 것을 조합한 범위이어도 좋다. 이러한 범위로 함으로써 표피재에 포함되는 매트릭스 수지의 폼재에의 스며듦을 억제할 수 있는 것에 추가해서, 표피재로부터 폼재에 매트릭스 수지가 침입함으로써 표피재의 매트릭스 수지가 부족하게 되어 형성되는 표면 요철을 억제할 수 있으므로 바람직하다. 평균 단경이 긴 경우에는 독립 기포를 형성하는 벽의 간격이 길어지므로, 매트릭스 수지의 스며듦을 억제하는 것이 곤란해질 우려가 있다.
여기에서, 장경과 단경의 비는 독립 기포의 단경을 장경으로 나눈 값으로 규정되고, 맘모그라피 장치용 촬영대의 폼재를 포함하는 영역에 있어서의 임의 단면을 관찰하고, 독립 기포마다 장경과 단경의 크기를 측정하고, 동일한 독립 기포에 있어서의 단경을 장경으로 나누어서 산출하고, 평균화한 값으로 한다. 보다 구체적으로는 맘모그라피 장치용 촬영대의 X선 조사면의 평면부의 영역내로부터 임의로 소편을 잘라내고, 에폭시 수지에 포매한 후, X선 조사면의 두께방향 단면을 연마한 시료를 제작하고, 레이저 현미경을 이용하여 상기 시료를 확대 배율 100배로 관찰하고, 관찰 화상 범위내에 보이는 50개의 독립 기포에 대해서 장경과 단경의 크기를 각각 측정하고, 그 평균값을 산출해서 취득한다.
바람직하게는 독립 기포의 단경축이 촬영대의 두께방향과 대략 평행한 것이 좋다. 이러한 범위로 함으로써 단경축이 두께방향으로 맞춰진 균질한 기포구조를 취하므로, X선 조사면의 임의점에 있어서 두께방향의 중량분포의 불균일이 저감되고, 촬영 화상의 얼룩을 억제할 수 있으므로 바람직하다. 또, 대략 평행이란 두께방향의 축에 대한 각도가 ±30°이내인 것을 나타낸다. 이러한 두께방향의 축에 대한 각도는 [독립 기포의 장경과 단경의 비율(단경/장경)의 측정]과 마찬가지로, 레이저 현미경을 이용하여, 상기 시료를 확대 배율 100배로 관찰하고, 관찰 화상 범위내에 보이는 독립 기포로부터 임의로 선택한 50개의 독립 기포에 대해서 두께방향축에 대한 단경축의 기울기를 각각 측정하고, 그 평균값을 산출함으로써 취득한다.
<구성>
본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대는 통상은 맘모그라피 장치에 외팔보의 상태로 지지되는 기구를 갖는 것이며, 바람직하게는 상기 탄소섬유 복합재료로 형성된 영역에 맘모그라피 장치 본체와 접속 가능한 연결 부재가 형성된다. 또한 상기 면상체로 형성된 영역에 맘모그라피 장치 본체와 접속 가능한 연결 부재가 형성된다. 즉, 상기 영역에 연결 부재가 부착되는 부분이 형성되고, 상기 부분에 연결 부재가 부착되는 양태를 들 수 있다. 강성이 높은 탄소섬유 복합재료부를 통해 맘모그라피 장치 본체와 연결함으로써 촬영시의 운용 하중의 대부분을 탄소섬유 복합재료로 담보할 수 있으므로, 촬영시의 휘어짐이 억제되어 촬영 화상 얼룩을 방지할 수 있다.
상기 영역과 그 이외의 재료로 형성된 영역의 양쪽에서 연결 부재를 지지해도 좋다.
연결 부재가 부착되는 위치로서는 탄소섬유 복합재료로 형성된 영역내 또는 면상체의 영역내이면 특별히 한정되지 않지만, 얻어지는 맘모그라피 장치용 촬영대의 의장성의 관점에서 탄소섬유 복합재료의 내벽 또는 면상체의 내벽이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 후술하는 개구부를 갖는 면에 있어서의 2개의 측면의 내벽이다.
측면에 연결 부재를 부착함으로써 X선 조사면을 넓게 할 수 있고, 맘모그라피 피검자의 신체에 가까운 위치도 촬영할 수 있어 검사 가능 영역을 넓게 할 수 있다.
맘모그라피 장치 본체와 촬영대를 접속하는 구조로서는 맘모그라피 장치 본체에 구비된 프레임에 연결 부재를 구비한 촬영대의 연결 부재를 통해 접속하는 방법과, 맘모그라피 장치용 촬영대가 프레임상의 연결 부재를 구비하고 있고, 상기 연결 부재를 맘모그라피 장치에 고정함으로써 접속하는 방법을 예시할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대는 상기 X선 조사면을 형성하는 제1부재와, 상기 X선 조사면에 대향하는 저면을 형성하는 제2부재를 갖는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 일방향 탄소섬유 복합재료나 수지 시트를 사용하는 점에서 성형시에 재료가 형상 추종하지 않고, 중공의 박스형이라는 복잡한 형상의 성형이 곤란해지는 과제가 생각되는 바, 이렇게 촬영대를 구성하는 부재를 따로따로 성형하는 방법을 채용함으로써 개개의 부재에 있어서의 곡면이나 각부의 수를 줄일 수 있어 생산성 좋게 촬영대를 제조할 수 있다. 또, 본 발명의 실시형태에 따른 촬영대는 별도로 제3, 제4부재를 갖고 있어도 좋다.
제2부재의 재료로서는 제1부재와 같은 재료이어도 상관없고, 탄소섬유 직물 복합재료만으로 구성되어도 상관없지만, 금속, 플라스틱, 엘라스토머의 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.
제2부재를 이러한 재료로 함으로써 X선 투과성을 담보하는 기능과 피험자의 핸들 등의 형상을 부여하는 기능을 분리할 수 있고, 종래의 맘모그라피 장치에 필요한 기능을 유지하면서, 양호한 생산성으로 복잡형상의 설계가 용이해지므로 바람직하다.
제2부재의 재료로서는 가공성과 치수 정밀도의 관점에서는 금속이 바람직하게 사용되며, 그 종류로서는 알루미늄, 구리, 니켈, 주석, 철, 마그네슘, 크롬, 텅스텐, 아연, 납 등 및 이들의 합금을 예시할 수 있다. 또한 제2부재의 재료는 1종류의 금속재료로 구성되어 있어도 좋고, 2종류 이상의 금속을 조합해도 좋다.
제2부재의 재료로서는 성형·가공성과 제조 비용의 관점에서는 플라스틱이 바람직하게 사용되며, 열경화성 수지, 열가소성 수지 중 어느 것이라도 사용할 수 있다. 열경화성 수지로서는 에폭시 수지, 비닐에스테르 수지, 페놀 수지, 폴리우레탄 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지 등을 예시할 수 있다. 열가소성 수지로서는 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리알릴렌술피드 수지, 폴리페닐렌술피드 수지를 예시할 수 있고, 또한 이들 중 어느 하나의 수지의 전구체인 환상의 올리고머도 바람직하게 사용된다. 또한 역학특성을 높이는 관점에서 제2부재의 재료는 플라스틱이 유리섬유 등의 필러를 포함하고 있어도 좋다.
또는 피험자를 보호하는 관점에서는 제2부재의 재료는 엘라스토머가 바람직하게 사용되며, 실리콘 고무, 우레탄 고무, 열가소 엘라스토머 등을 예시할 수 있다.
제1부재의 형상은 X선 조사면이 포함되어 있으면 특별히 한정되지 않지만, X선 조사면을 포함하는 천면을 갖는 것이 바람직하고, X선 조사면을 포함하는 천면의 외주에 기립벽부를 갖는 형상도 또 바람직하다. 제1부재가 기립벽부를 가짐으로써 맘모그라피 촬영시의 압박판(3)으로부터 받는 하중에 의한 변형을 억제할 수 있다. 또한 제2부재의 형상은 맘모그라피 장치용 촬영대 중, 제1부재로 구성되는 영역 이외를 구성하는 것으로서 적합한 형상을 예시할 수 있고, X선 조사면과 대면하는 저면 및 그 외주에 세워서 설치된 기립벽부를 갖는 형상이 바람직하다.
촬영대는 X선 조사면을 포함하는 천면을 형성하는 제1부재와, 상기 X선 조사면과 대면하는 저면 및 그 외주에 세워서 설치된 기립벽부를 형성하는 제2부재를 갖는 것이 바람직하다.
제1부재에 있어서의 기립벽의 높이는 10mm 이상인 것이 바람직하다. 제1부재는 기립벽의 높이가 10mm 이상이면 X선 검출기를 수납하는 스페이스를 크게 취할 수 있다. 기립벽의 높이란 천면 상부로부터 기립벽 단부까지의 천면과 수직방향의 거리이다. 또 기립벽의 높이는 20mm 이상이 보다 바람직하고, 특히 바람직하게는 30mm 이상이다.
본 발명의 실시형태에 있어서, 바람직하게는 본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대는 맘모그라피 장치 본체와 접속하는 접속면을 갖고, 이 접속면에 개구부를 갖는 구조로 하는 것이 좋다.
도 2에 나타내는 맘모그라피 장치용 촬영대(1)는 기립벽부(7)를 갖고, 맘모그라피 장치 본체와 접속하는 접속면(맘모그라피 장치 본체측)에 개구부를 갖는다. 도 3a 및 도 3b에 나타내듯이, 개구부(8)는 맘모그라피 장치 본체에 접속하는 접속면 전체가 개구된 것이어도 좋고, 도 3c 및 도 3d에 나타내듯이, 접속면의 일부가 개구된 것이어도 좋다. 도 3b 및 도 3d는 도 2에 나타내는 맘모그라피 장치용 촬영대(1)에 있어서의 y-z면의 단면형상의 일례를 나타내는 단면도이다.
맘모그라피 장치용 촬영대(1)는 개구부(8)를 가짐으로써 맘모그라피 장치 본체에 용이하게 탈착할 수 있고, 또 메인터넌스가 용이해진다. 또한 맘모그라피 장치용 촬영대(1)는 개구부(8)를 갖는 면에서 서로 대향하는 2개의 기립벽부(7)에 상기 연결 부재의 각각이 접합되는 것이 바람직하다.
바람직하게는 제1부재의 기립벽부와 제2부재의 기립벽부 둘다를 접합하는 제3부재를 갖는 것이 좋다. 제3부재의 접합 위치로서는 피검자가 접촉하는 면의 내벽측을 예시할 수 있다(도 17). 이러한 양태로 함으로써 제3부재가 보강부재의 역할을 담당하여 강성이 향상되므로, 제1부재의 기립벽부 단부와 제2기립벽부 단부에서 발생되는 개구를 억제할 수 있어 촬영시의 위치 정밀도가 향상된다.
바람직하게는 피검자가 접촉하는 장치 접속면의 대면에 있어서, 제1부재와 제2부재의 경계선이 없는 양태로 하는 것이 좋다. 이러한 양태로 함으로써 촬영시에 피검자의 살갗이 닿는 영역에 요철이 존재하지 않게 되므로, 촬영시에 피검자가 느끼는 불쾌감을 완화할 수 있다. 장치 접속면의 대면에 제1부재와 제2부재의 경계선이 존재하지 않으면, 형태는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 제1부재에 있어서 장치 접속면의 대면에 위치하는 기립벽의 길이를 제2부재의 기립벽 높이까지 늘리고, 상기 제1부재의 기립벽으로 제2부재의 기립벽을 덮도록 접합하는 형태(도 22a)나, 제2부재에 있어서 장치 접속면의 대면에 위치하는 기립벽 길이를 제1부재의 기립벽 높이까지 늘리고, 상기 제2부재의 기립벽으로 제1부재의 기립벽을 덮도록 접속하는 형태(도 22b)를 예시할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 맘모그라피 장치용 촬영대의 제조 방법은 이하에 나타내는 공정(I)∼(II)를 포함하는 것이 바람직하다.
공정(I):연속 섬유로 이루어지는 탄소섬유(A)와 열경화성 수지(B)를 포함하는 기재를 편면형에 부형하는 공정.
공정(II):상기 편면형과 상기 기재를 포함하는 공간을 가요성의 필름으로 덮고, 가열·가압하는 공정.
이러한 제조 방법을 적용함으로써 곡면 등에의 형상 부형이 용이해지고, 보이드가 억제되어서 치수 정밀도가 높은 맘모그라피 장치용 촬영대를 얻을 수 있으므로 바람직하다.
공정(I)은 연속 섬유로 이루어지는 탄소섬유(A)와 열경화성 수지(B)를 포함하는 기재로서 프리프레그를 편면형에 배치하는 공정이다. 프리프레그 중의 열경화성 수지(B)는 적층시에 프리프레그끼리나 형면에 압착할 필요가 있는 점에서 점성이 우수한 반경화 상태인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 접합하는 공정에서의 점성, 및 성형품으로 했을 때의 역학특성을 고려하면 에폭시 수지가 바람직하다. 또한 배치하는 방법으로서는 1층씩 편면형의 표면에 부형해 가는 방법이나, 2층 이상 적층한 적층체를 합쳐서 편면형의 표면에 부형해 가는 방법을 예시할 수 있다. 또한 프리프레그와 프리프레그의 층간에 또한 수지 시트를 삽입할 수도 있다.
공정(II)는 편면형과 프리프레그를 포함하는 영역을 가요성의 필름(16)으로 덮고, 편면형(9)과 가요성의 필름(16)으로 이루어지는 공간을 감압한 상태로 가열·가압하는 공정이다(도 9). 일례로서, 밀봉재(18)를 사용하여 부형한 프리프레그보다 큰 사이즈의 가요성의 필름(16)의 단부를 편면형(9)에 밀착시키는 방법이 있다. 이 방법에서는 가요성의 필름(16)과 편면형(9)의 밀착면의 일부에 흡인구로서 밸브(19)를 설치하고, 진공 펌프를 이용하여, 흡인구로부터 성형 공간(편면형과 가요성의 필름으로 구성되는 공간)내에 존재하는 공기를 흡인해서 상기 성형 공간내를 감압한다. 이 때, 성형 공간이 외부보다 감압 상태로 되므로, 부형된 프리프레그 자체는 가압된 상태가 된다. 또한 이 때, 양호한 의장면을 형성하는 관점에서 편면형과 대응하는 형상의 형을 압박한 양태로 하는 것이 바람직하다.
상기 압박하는 방법으로서는 편면형에 프리프레그를 적층한 공정(I) 후에 프리프레그면에 밀착하도록 압박하고 나서, 상기 형째 가요성의 필름으로 덮는 방법이나, 편면형과 프리프레그를 포함하는 영역을 가요성의 필름으로 덮고, 편면형과 가요성의 필름으로 이루어지는 공간을 감압한 후에 가요성의 필름의 위로부터 상기 형을 압박하는 방법을 예시할 수 있다. 그 후에 오토클레이브나 열풍 오븐 등에 투입하고, 가열함으로써 열경화성 수지(B)의 경화 반응이 진행되어 맘모그라피 장치용 촬영대를 얻을 수 있다. 이러한 성형 방법을 사용하면, 성형 공간에 존재하는 기체가 흡인되어서 감압되므로, 부형한 프리프레그의 층간이나 프리프레그와 편면형 표면간의 공기 등도 제거되고, 얻어지는 맘모그라피 장치용 촬영대의 보이드 형성이 억제되어 양호한 역학특성, 표면품위를 갖는 효과가 있다. 또한, 가열과 가압을 오토클레이브에서 행함으로써, 보이드의 형성이 더욱 억제되므로 바람직하다.
더욱 바람직하게는 상기 공정(I)에 있어서, 기재를 자동 적층 장치에 의해 편면형에 부형하는 것이 바람직하다.
일반적으로, 일방향 탄소섬유 복합재료는 대판의 기재를 주름 없이 형상을 형성할 수 있도록 미리 복잡한 형상으로 재단하는 공정이 필요해진다. 한편, 자동 적층 장치에 의해, 세폭으로 편면형에 부형함으로써 재단 공정을 거치지 않고 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 오토메이션을 구사하기 위해서 휴먼 에러를 억제할 수 있고, 각 샘플간의 품질 불균일도 저감할 수 있으므로 바람직하다.
실시예
이하에, 실시예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 이하, 본문에서는 도면에 기재된 부호에 알파벳을 붙여서 식별해서 설명하는 경우가 있지만, 상기 알파벳은 도면 상에서는 생략하고 있다.
[일방향 탄소섬유 프리프레그]
일방향 탄소섬유 프리프레그로서 도레이(주)제의 "토레카(등록상표) 프리프레그" P3252S-10을 준비했다.
[탄소섬유 직물 프리프레그]
탄소섬유 직물 프리프레그로서 도레이(주)제의 "토레카(등록상표) 프리프레그" F6347B-05P를 준비했다.
[비굽힘 탄성률의 산출]
제작한 맘모그라피 장치용 촬영대의 X선 조사면의 평면부로부터 잘라내어 얻어진 시험편을 이용하여, JIS K7074(1988)에 준거해서 3점 굽힘 탄성률(Eb)을 취득했다. 또한 탄성률(Eb)의 시험전에 JIS Z8807(2012)에 준거해서 밀도(ρ)를 취득했다. 얻어진 굽힘 탄성률(Eb)과 밀도(ρ)로부터 하기 식을 이용하여 비굽힘 탄성률을 산출했다.
(비굽힘 탄성률)=(굽힘 탄성률:Eb[㎬])1/3×(밀도:ρ[g/㎤])-1
[알루미늄 당량의 측정]
제작한 맘모그라피 장치용 촬영대의 X선 조사면의 평면부에 대해서, 그 영역내에서 임의로 설정한 합계 10개소에 대하여 X선 조사 장치를 이용하여, X선 조사관 전압 60kV 및 20kV로 X선을 평면부에 두께와 수직방향, 즉 두께방향으로 입사하여 평면부를 투과한 X선량을 선량계로 측정했다. 그리고, 얻어진 투과 X선량으로부터 알루미늄 당량을 산출했다. 또, X선 조사 장치로서 (주)도시바제 진단용 X선 고전압 장치 KXO-30F를 사용하고, 선량계로서 Radical Corporation제 model No. 2025 Radiation Monitor를 사용했다.
평면부의 X선 조사면에 있어서의 X선 투과선량은 임의의 점에 있어서, X선 조사관 전압의 조건에 상관없이 알루미늄 당량이 0.5mmAL 이하인 것이 바람직하고, X선 조사관 전압 20kV∼60kV 중 어느 하나의 조건으로 0.5mmAL 이하이어도 좋고, X선 조사관 전압이 20kV 또는 60kV로 0.5mmAL 이하이어도 좋다.
[독립 기포의 장경과 단경의 비율(단경/장경)의 측정]
제작한 맘모그라피 장치용 촬영대의 X선 조사면의 평면부에 대해서, 그 영역내로부터 임의로 작은 소편을 잘라내고, 에폭시 수지에 포매한 후, X선 조사면의 두께방향 단면을 연마한 시료를 제작했다. 레이저 현미경(KEYENCE사제 VK-9500)을 사용하고, 상기 시료를 확대 배율 100배로 관찰하고, 관찰 화상 범위내에 보이는 50개의 독립 기포에 대해서, 장경과 단경의 크기를 각각 측정하고, 그 평균값을 산출함으로써 취득했다.
[단경축과 두께방향축의 각도 측정]
상기 [독립 기포의 장경과 단경의 비율(단경/장경)의 측정]과 마찬가지로 레이저 현미경(KEYENCE사제 VK-9500)을 사용하고, 상기 시료를 확대 배율 100배로 관찰하고, 관찰 화상 범위내에 보이는 독립 기포로부터 임의로 선택한 50개의 독립 기포에 대해서, 두께방향축에 대한 단경축의 기울기를 각각 측정하고, 그 평균값을 산출함으로써 취득했다.
(실시예 1)
도 4에 나타내는 편면형(9)에 12층의 일방향 탄소섬유 프리프레그(13)를 적층했다. 상기 편면형(9)은 X선 조사면을 포함하는 천면을 형성하는 A면(10)과 맘모그라피 장치용 촬영대(1A)의 측면의 기립벽면을 형성하는 3개의 면(B면(11))과 맘모그라피 장치용 촬영대(1A)의 저면을 형성하는 C면(12)을 갖는다. 편면형(9)에 일방향 탄소섬유 프리프레그(13)를 부형하는 공정은 1매 1매, 편면형(9)의 상기 각 면에 적층하는 방법으로 실시했다.
우선, B면(11)에 일방향 탄소섬유 프리프레그(13)를 적층하고(도 5), 그 후에, A면(10)과 C면(12)에 각각 일방향 탄소섬유 프리프레그(13)를 적층 구성[0/90]3S로 적층하고(도 6), 마지막으로 B면(11)에 일방향 탄소섬유 프리프레그(13)를 적층했다(도 7).
또, 상기 적층 구성에 있어서, 도 5에 나타내는 x방향이 0°방향과 일치한다.
여기에서, [0/90]은 일방향 탄소섬유 프리프레그(13)의 섬유 배향 방향을 0°방향과 90°방향이 되도록 2층 적층하는 것을 나타낸다. 또한 아래첨자 기호의 3S는 상기 2층의 적층을 3회 반복하고, 또한 대칭으로 적층하는 것을 나타낸다. 따라서, 합계 12층의 일방향 탄소섬유 프리프레그(13)를 적층하는 것을 의미한다.
또, 본 적층 구성에 있어서의 일방향 탄소섬유 프리프레그(13)의 재단 패턴은 B면(11)에 적층하는 재단 패턴, A면(10) 및 C면(12)에 적층하는 0°방향 재단 패턴(x방향으로 탄소섬유가 배향되어 있다), A면(10) 및 C면(12)에 적층하는 90°방향 재단 패턴(y방향으로 탄소섬유가 배향되어 있다)의 3종류이다.
일방향 탄소섬유 프리프레그(13)를 적층한 영역의 외주를 밀봉재(18)(가요성의 필름(16)과 형을 밀착시켜서 형내를 밀폐한다)로 덮은 후, 도 9에 나타낸 바와 같이 프리프레그 적층체(15)의 외주부에 두꺼운 부직포로 이루어지는 블리더(17)(공기가 지나는 길이 되는 스페이서의 역활을 한다)를 배치했다.
상기 블리더(17) 상에 흡인구로서 역류 방지 밸브를 구비한 밸브(19)를 배치한 후, 가요성의 필름(16)으로 편면형을 덮고, 밀봉재(18)와 가요성의 필름(16)을 밀착시켰다. 그 후에 진공펌프를 흡인구인 상기 밸브(19)에 접속하고, 성형 공간(편면형과 가요성의 필름(16)으로 형성되는 일방향 탄소섬유 프리프레그(13)를 적층한 영역을 포함하는 공간)내의 공기를 흡인해서 성형 공간내를 감압했다. 그 후에 오토클레이브 장치내에 편면형을 투입하고, 압력 3기압의 조건으로 2.5℃/분의 속도로 승온하고, 130℃에 도달후에 90분간 유지함으로써 가열, 가압하고, 프리프레그(13) 중의 열경화성 수지 조성물을 경화시켰다. 성형후는 편면형(9)으로부터 성형품을 분리하고, NC 루터로 끝면을 트림해서 맘모그라피 장치용 촬영대(1A)를 얻었다.
얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1A)(도 8a, 도 8b 및 도 8c)는 개구부(8)를 갖고, 개구부로부터 알루미늄 합금제의 연결 부재(14)를 삽입하고, 개구부를 형성하여 서로 대향하는 2개의 기립벽부의 각각 내벽면에 연결 부재(14)를 각각 2액계의 에폭시 접착제로 접합하고(도 8a 및 도 8b), 맘모그라피 장치 본체(2)에 장착하고, 또한 맘모그라피 화상을 촬영한 결과 양호한 화상을 얻을 수 있었다. 또한 상기 [알루미늄 당량의 측정]에 기재된 방법에 따라, A면(X선 조사면(5))의 알루미늄 당량을 측정한 결과, X선 조사관 전압 60kV 조건으로 0.17mmAL, 20kV 조건으로 0.14mmAL이었다. 또한 얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1A)의 x방향을 길이방향으로 하고, NC 루터를 이용하여 직사각형의 시험편을 잘라내고, 상기 [비굽힘 탄성률의 산출]에 기재된 방법으로 산출한 비굽힘 탄성률은 2.70이었다. 또한 얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1A)의 A면(X선 조사면(5))의 두께는 1.28mm였다.
(실시예 2)
(실시예 1)과 같은 편면형을 사용하고, 적층 구성을 형 표면측으로부터 [0/90/0/90/0/0/90/0/90/0]으로 해서 일방향 탄소섬유 프리프레그(13)를 적층한 후, A면(10), B면(11), C면(12) 모든 최외층에 탄소섬유 직물 프리프레그를 1층 적층하는 것 이외는 (실시예 1)과 같은 방법으로 맘모그라피 장치용 촬영대(1B)를 얻었다. 얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1B)는 개구부(8)를 갖는 것이며, 또한 알루미늄 합금제의 연결 부재(14)를 (실시예 1)과 마찬가지로 접합하고(도 8a, 도 8b 및 도 8c), 맘모그라피 장치 본체(2)에 장착하고, 또한 맘모그라피 화상을 촬영한 결과 양호한 화상을 얻을 수 있었다. 상기 [알루미늄 당량의 측정]에 기재된 방법에 따라, A면(X선 조사면(5))의 알루미늄 당량을 측정한 결과, X선 조사관 전압 60kV 조건으로 0.18mmAL, 20kV 조건으로 0.15mmAL이었다.
또한 얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1B)에 대해서 (실시예 1)과 마찬가지로 구한 비굽힘 탄성률은 2.75였다. 또한 얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1B)의 A면(X선 조사면(5))의 두께는 1.30mm였다.
(실시예 3)
일방향 탄소섬유 프리프레그(13)를 적층 구성[0/90]3S로 적층해서 프리프레그 적층체(15)를 얻었다. 프리프레그 적층체(15)는 정방형의 형상이며, 일방향 탄소섬유 프리프레그(13)의 재단 패턴은 1종류이다. 그 때문에 단재 등의 낭비가 적었다. 상기 적층체(15)를 도 10에 나타내는 암형(20) 및 수형(21)의 한쌍의 양면형내에 배치하고, 유압 프레스기를 이용하여 130℃ 90분간, 면압 1.0㎫로 가열 가압해서 성형품을 얻었다.
또, 면압은 성형전의 적층체의 면적(적층방향으로부터 본 투영면적)으로부터 산출했다. 상기 성형품에 있어서, 도 11a의 x방향이 0°방향과 일치하도록, 기립벽면을 NC 루터로 트림해서 A면(10)과 그 외주 3변에 세워서 설치된 B면(11)의 각각의 일부를 형성하는 탄소섬유 복합재료 부재(22a)(제1부재(22))를 얻었다(도 11a 및 도 11b).
다음에 압출 성형으로 ABS 수지("토요락(등록상표)" 600-309, 도레이(주)제)를 두께 3mm의 수지 시트로 성형하고, 상기 수지 시트를 진공 성형으로 그 외주 3변에 기립벽면이 형성된 성형품을 얻었다. 상기 성형품의 기립벽면을 NC 루터로 가공하고, C면(12)과 그 외주 3변에 세워서 설치된 B면(11)의 각각의 일부를 형성하고, 또한 B면(11)측에 단차부를 갖는 수지부재(23a)(제2부재(23))를 얻었다(도 12a 및 도 12b). 이러한 탄소섬유 복합재료 부재(22a)와 수지부재(23a)를 2액계의 에폭시 접착제를 이용하여, 도 13a, 도 13b 및 도 13c에 나타낸 바와 같이 상기 단차부에서 접합해서 맘모그라피 장치용 촬영대(1C)를 얻었다.
얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1C)는 일면에 개구부(8)를 갖는 것이며, 또한 알루미늄 합금제의 연결 부재(14)를 (실시예 1)과 마찬가지로 접합해서 맘모그라피 장치 본체(2)에 장착하고, 또한 맘모그라피 화상을 촬영한 결과 양호한 화상을 얻을 수 있었다.
상기 [알루미늄 당량의 측정]에 기재된 방법에 따라, A면(X선 조사면(5))의 알루미늄 당량을 측정한 결과, X선 조사관 전압 60kV 조건으로 0.17mAL, 20kV 조건으로 0.14mmAL이었다. 또한 얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1C)에 대해서 (실시예 1)과 마찬가지로 구한 비굽힘 탄성률은 2.71이었다. 또한 얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1C)의 A면(X선 조사면(5))의 두께는 1.28mm였다.
(실시예 4)
일방향 탄소섬유 프리프레그(13)를 적층 구성[0/90/0/90/0/0/90/0/90/0]으로 적층하고, 그 편면에 탄소섬유 직물 프리프레그를 1층 적층해서 적층체(15)를 얻었다. 탄소섬유 직물 프리프레그면을 암형면과 접촉시켜서 양면형으로 가열·가압하는 이외는 (실시예 3)과 동일하게 해서 탄소섬유 복합재료 부재(22b)(제1부재(22))를 얻었다. 다음에 압출 성형으로 폴리카보네이트 수지("유피론(등록상표)" E-2000, 미츠비시 엔지니어링 플라스틱(주)제)를 두께 3mm의 수지 시트로 성형하고, 상기 수지 시트를 진공 성형으로 3개의 기립벽면을 갖는 성형품을 얻었다.
상기 성형품의 기립벽면을 NC 루터로 가공하고, C면(12)과 그 외주 3변에 세워서 설치된 B면(11)의 각각의 일부를 형성하고, 또한 B면(11)측에 단차부를 갖는 수지부재(23b)(제2부재(23))를 얻었다. 상기 탄소섬유 복합재료 부재(22b)와 수지부재(23b)를 2액계의 에폭시 접착제를 이용하여, 도 13a, 도 13b 및 도 13c에 나타낸 바와 같이 상기 단차부에서 접합해서 맘모그라피 장치용 촬영대(1D)를 얻었다. 맘모그라피 장치용 촬영대(1D)는 개구부(8)를 갖는 것이며, 또한 알루미늄 합금제의 연결 부재(14)를 (실시예 1)과 마찬가지로 접합하고(도 13a, 도 13b 및 도 13c), 맘모그라피 장치 본체(2)에 장착하고, 또한 맘모그라피 화상을 촬영한 결과 양호한 화상을 얻을 수 있었다.
상기 [알루미늄 당량의 측정]에 기재된 방법에 따라, A면(X선 조사면(5))의 알루미늄 당량을 측정한 결과, X선 조사관 전압 60kV 조건으로 0.18mAL, 20kV 조건으로 0.15mmAL이었다. 또한 얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1D)에 대해서 (실시예 1)과 마찬가지로 구한 비굽힘 탄성률은 2.75였다. 또한 얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1D)의 A면(X선 조사면(5))의 두께는 1.30mm였다.
(실시예 5)
일방향 탄소섬유 프리프레그(13)를 그 길이방향과 섬유 배향 방향을 일치시켜서 10mm 폭으로 잘라내고, 일방향 탄소섬유 테이프를 얻었다. 상기 일방향 탄소섬유 테이프를 자동 적층 장치에 세팅하고, (실시예 1)과 같은 편면형(9)을 사용하고, 형 표면측으로부터 [0/90]3S의 구성으로 자동 적층 장치을 이용하여 부형했다. 부형 공정에서는 기립벽면에 이음매를 형성하지 않고 각부에도 균일한 두께로 일방향 탄소섬유 테이프가 부형되어 있었다. 그 이외는 (실시예 1)과 같은 방법으로 맘모그라피 장치용 촬영대(1E)를 얻었다. 맘모그라피 장치용 촬영대(1E)는 개구부(8)를 갖는 것이며, 알루미늄 합금제의 연결 부재(14)를 (실시예 1)과 마찬가지로 접합하고(도 8a, 도 8b 및 도 8c), 맘모그라피 장치 본체(2)에 장착하여 맘모그라피 화상을 촬영한 결과 양호한 화상을 얻을 수 있었다.
상기 [알루미늄 당량의 측정]에 기재된 방법에 따라, A면(X선 조사면(5))의 알루미늄 당량을 측정한 결과, X선 조사관 전압 60kV 조건으로 0.17mmAL, 20kV 조건으로 0.14mmAL이었다. 또한 얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1E)에 대해서 (실시예 1)과 마찬가지로 구한 비굽힘 탄성률은 2.68이었다. 또한 얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1E)의 A면(X선 조사면(5))의 두께는 1.28mm였다.
(비교예 1)
탄소섬유 직물 프리프레그 7층을 금형에 부형하기 위해서 사용한 이외는 (실시예 1)과 같은 방법으로 맘모그라피 장치용 촬영대(1F)를 얻었다. 맘모그라피 장치용 촬영대(1F)는 개구부(8)를 갖는 것이며, 알루미늄 합금제의 연결 부재(14)를 (실시예 1)과 마찬가지로 접합하고(도 8a, 도 8b 및 도 8c), 맘모그라피 장치 본체(2)에 장착하여 맘모그라피 화상을 촬영한 결과 문제 없이 화상을 얻을 수 있었다. 상기 [알루미늄 당량의 측정]에 기재된 방법에 따라, A면(X선 조사면(5))의 알루미늄 당량을 측정한 결과, X선 조사관 전압 60kV 조건으로 0.20mmAL, 20kV 조건으로 0.16mmAL이었다. 또한 얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1F)에 대해서 (실시예 1)과 마찬가지로 구한 비굽힘 탄성률은 2.46이었다. 또한 얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1F)의 A면(X선 조사면(5))의 두께는 1.45mm였다.
상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대의 특성을 표 1에 정리한다. 맘모그라피 장치용 촬영대(1A)는 맘모그라피 장치용 촬영대(1F)와 비교해서 X선 조사면을 박육화할 수 있고, 강성과 X선 투과성이 높은 맘모그라피 장치용 촬영대인 것을 확인할 수 있었다. 또 맘모그라피 장치용 촬영대(1A)와 맘모그라피 장치용 촬영대(1B)의 표면을 샌드 페이퍼로 연마해서 탄소섬유를 노출시킨 후, 맨손으로 표면을 더듬은 결과, 맘모그라피 장치용 촬영대(1A)는 탄소섬유의 보풀이 손가락에 찔려 통증을 느낀 것에 대해서, 맘모그라피 장치용 촬영대(1B)에서는 통증을 느끼지 않았다. 맘모그라피 장치용 촬영대(1C)는 맘모그라피 장치용 촬영대(1A)와 비교해서 같은 강성과 X선 투과성을 가지면서 기재의 재단 패턴을 줄일 수 있어 생산성 좋게 제조할 수 있었다. 맘모그라피 장치용 촬영대(1E)는 맘모그라피 장치용 촬영대(1A)와 비교해서 편면형에의 적층 공정을 자동화함으로써 생산성 좋게 제조할 수 있었다.
(실시예 11)
수지 시트로서, 산변성 폴리프로필렌 수지 ("아도머(등록상표)" QB510, 미츠이 카가쿠(주)제)를 압출기로 두께 1.2mm의 수지 시트를 얻었다. 도 4에 나타내는 편면형(9)에 상기 수지 시트(25)와 탄소섬유 직물 프리프레그(24)를 적층했다. 상기 편면형(9)은 X선 조사면을 포함하는 천면을 형성하는 A면(10)과 맘모그라피 장치용 촬영대(1A)의 측면의 기립벽면을 형성하는 3개의 면(B면(11))과 맘모그라피 장치용 촬영대(1A)의 저면을 형성하는 C면(12)을 갖는다. 편면형(9)에 탄소섬유 직물 프리프레그(24)와 수지 시트(25)를 부형하는 공정은 1매 1매 편면형(9)에 적층하는 방법으로 실시했다.
우선, B면(11)에 탄소섬유 직물 프리프레그(24)를 적층하고(도 14), 그 후에, A면(10)과 C면(12)에 각각 탄소섬유 직물 프리프레그(24)를, A면(10)에는 [탄소섬유 직물 프리프레그 2층/수지 시트/탄소섬유 직물 프리프레그 2층]의 적층 구성으로, C면(12)에는 탄소섬유 직물 프리프레그(24)를 7층 적층하고(도 15), 마지막으로 B면(11)에 탄소섬유 직물 프리프레그(24)를 적층했다(도 16). 또, 상기 적층 구성에 있어서, 상기 수지 시트(25)는 A면과 동일 사이즈로 했다. 또, 본 적층 구성에 있어서의 탄소섬유 직물 프리프레그(24)의 재단 패턴은 A면(10)에 적층하는 재단 패턴, B면(11)에 적층하는 재단 패턴, C면(12)에 적층하는 재단 패턴의 3종류이다. 도 9에 나타내는 바와 같이 탄소섬유 직물 프리프레그(24)를 적층한 영역의 외주를 밀봉재(18)(가요성의 필름(16)과 형을 밀착시켜서 형내를 밀폐한다)로 덮은 후, 프리프레그 적층체(15)의 외주부에 두꺼운 부직포로 이루어지는 블리더(17)(공기가 지나는 길이 되는 스페이서의 역활을 한다)를 배치했다.
상기 블리더(17) 상에 흡인구로서 역류 방지밸브를 구비한 밸브(19)를 배치한 후, 가요성의 필름(16)으로 편면형을 덮고, 밀봉재(18)와 가요성의 필름(16)을 밀착시켰다. 그 후에 진공펌프를 흡인구인 상기 밸브(19)에 접속하고, 성형 공간(편면형과 가요성의 필름(16)으로 형성되는 탄소섬유 직물 프리프레그(24)와 수지 시트(25)를 적층한 영역을 포함하는 공간)내의 공기를 흡인해서 성형 공간내를 감압했다. 그 후에 오토클레이브 장치내에 편면형을 투입하고, 압력 3기압의 조건으로 2.5℃/분의 속도로 승온하고, 130℃ 도달후에 90분간 유지함으로써 가열, 가압해서 탄소섬유 직물 프리프레그(24) 중의 열경화성 수지 조성물을 경화시켰다. 성형후는 편면형(9)으로부터 성형품을 분리하고, NC 루터로 끝면을 트림해서 맘모그라피 장치용 촬영대(1G)를 얻었다.
얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1G)는 개구부를 갖고, 개구부로부터 알루미늄 합금제의 연결 부재(14)를 삽입하고, 개구부를 형성하여 서로 대향하는 2개의 기립벽부의 각각의 내벽면에 연결 부재(14)를 2액계의 에폭시 접착제로 접합했다(도 17a, 도 17b 및 도 17c). 이것을 맘모그라피 장치 본체(2)에 장착하고, 또한 맘모그라피 화상을 촬영한 결과 양호한 화상을 얻을 수 있었다. X선 조사면의 알루미늄 당량을 측정한 결과, X선 조사관 전압 60kV 조건으로 0.19mmAL, 20kV 조건으로 0.15mmAL이었다. 또한 얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1G)의 X선 조사면을 x방향을 길이방향으로 하고, NC 루터를 이용하여 직사각형의 시험편을 잘라내어 [비굽힘 탄성률(Ep)의 산출]에 기재된 방법으로 산출한 비굽힘 탄성률은 2.93이었다.
(실시예 12)
수지 시트로서 산변성 폴리프로필렌 수지("아도머(등록상표)" QB510, 미츠이 카가쿠(주)제)를 압출기로 두께 1.2mm의 수지 시트를 얻었다. 탄소섬유 직물 프리프레그를 2매 적층한 것을 2세트 준비하고, 상기 수지 시트의 양면에 각각 적층해서 적층체를 얻었다. 상기 적층체를 도 10에 나타내는 암형(20) 및 수형(21)의 한쌍의 양면형내에 배치하고, 유압 프레스기를 이용하여 130℃ 90분간, 면압 1.0㎫로 가열 가압해서 성형품을 얻었다. 또, 면압은 성형전의 적층체의 면적(적층방향으로부터 본 투영면적)으로부터 산출했다.
상기 성형품의 외주를 NC 루터로 트림해서 탄소섬유 복합재료로 이루어지는 표피재와 수지 시트로 이루어지는 코어재를 갖는 제1부재(22H)를 얻었다(도 18a 및 도 18b). 폴리카보네이트 수지 펠릿("판라이트(등록상표)" G-3420, 테이진(주)제)을 원료로 하고, 사출 성형기를 이용하여 도 12a 및 도 12b에 나타내어지는 형상을 갖는 제2부재(23H)를 성형했다. 얻어진 제1부재(22H)와 제2부재(23H)를 2액계의 에폭시 접착제를 이용하여 접합해서 맘모그라피 장치용 촬영대(1H)를 얻었다.
얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1H)는 개구부를 갖는 것이며, 또한 알루미늄 합금제의 연결 부재(14)를 (실시예 11)과 마찬가지로 접합하고(도 19a, 도 19b 및 도 19c), 맘모그라피 장치 본체(2)에 장착하고, 또한 맘모그라피 화상을 촬영한 결과 양호한 화상을 얻을 수 있었다. 상기 [알루미늄 당량의 측정]에 기재된 방법에 따라, X선 조사면의 알루미늄 당량을 측정한 결과, X선 조사관 전압 60kV 조건으로 0.19mmAL, 20kV 조건으로 0.15mmAL이었다. 또한 얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1H) 중의 제1부재(22H)의 X선 조사면의 x방향을 길이방향으로 하고, NC 루터를 이용하여 직사각형의 시험편을 잘라내고, [비굽힘 탄성률(Ep)의 산출]에 기재된 방법으로 산출한 비굽힘 탄성률은 2.93이었다.
(실시예 13)
수지 시트로서 아크릴폼("포맥(등록상표)" S#1000, 세키스이 가가쿠 고교(주)제)을 잘라내어 두께 1.5mm의 수지 시트를 얻었다. 이 수지 시트와 일방향 탄소섬유 프리프레그를 [0/90/수지 시트/90/0]으로 적층해서 적층체를 얻었다. 또, 상기 적층 구성에 있어서, 도 19a에 나타내는 x방향이 0°방향이 된다. 이 적층체를 사용하는 것 이외는 (실시예 12)와 동일하게 해서 제1부재(22I)와 제2부재(23I)로 이루어지는 맘모그라피 장치용 촬영대(1I)를 얻었다. 얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1I)는 개구부를 갖는 것이며, 또한 알루미늄 합금제의 연결 부재(14)를 (실시예 12)(도 19a, 도 19b 및 도 19c)와 동일하게 접합하고, 맘모그라피 장치 본체(2)에 장착하고, 또한 맘모그라피 화상을 촬영한 결과 양호한 화상을 얻을 수 있었다.
상기 [알루미늄 당량의 측정]에 기재된 방법에 따라, X선 조사면의 알루미늄 당량을 측정한 결과, X선 조사관 전압 60kV 조건으로 0.12mmAL, 20kV 조건으로 0.11mmAL이었다. 또한 얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1I) 중의 제1부재(22I)의 X선 조사면의 x방향을 길이방향으로 하고, NC 루터를 이용하여 직사각형의 시험편을 잘라내고, [비굽힘 탄성률(Ep)의 산출]에 기재된 방법으로 산출한 비굽힘 탄성률은 7.13이었다. 상기 [독립 기포의 장경과 단경의 비율(단경/장경)의 측정] 및 [단경축과 두께방향축의 각도 측정]에 기재된 방법으로 평가한 독립 기포의 장경과 단경의 비율은 0.58이며, 평균 단경은 123㎛이며, 단경축과 두께방향축이 이루는 각도는 53°였다.
(실시예 14)
수지 시트로서 폴리메타크릴이미드폼("ROHACELL(등록상표)" 110HP, 다이셀 에보닉(주)제)을 잘라내어 두께 1.5mm의 수지 시트를 얻었다. 이 수지 시트와 일방향 탄소섬유 프리프레그를 [0/90/수지 시트/90/0]으로 적층해서 적층체를 얻었다. 또, 상기 적층 구성에 있어서, 0°방향이 일방향 탄소섬유의 섬유 배향 방향과 일치하고, 도 19에 나타내는 x방향이 0°방향이 된다. 이 적층체를 사용하는 것 이외는 (실시예 12)와 동일하게 해서 제1부재(22J)를 얻었다.
다음에 ABS 수지("토요락(등록상표)" 600-309, 도레이(주)제)를 압출 성형으로 두께 3mm의 수지 시트를 제작하고, 상기 수지 시트를 진공 성형으로 기립벽면을 갖는 성형품을 얻었다.
상기 성형품의 기립벽면을 NC 루터로 가공하고, 기립벽 단부에 단차부를 갖는 제2부재(23J)를 얻었다. 얻어진 제1부재(22J)와 제2부재(23J)를 2액계의 에폭시 접착제를 이용하여 접합해서 맘모그라피 장치용 촬영대(1J)를 얻었다. 얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1J)는 개구부를 갖는 것이며, 또한 알루미늄 합금제의 연결 부재(14)를 (실시예 12)(도 19a, 도 19b 및 도 19c)와 동일하게 접합하고, 맘모그라피 장치 본체(2)에 장착하고, 또한 맘모그라피 화상을 촬영한 결과 양호한 화상을 얻을 수 있었다. 상기 [알루미늄 당량의 측정]에 기재된 방법에 따라, X선 조사면의 알루미늄 당량을 측정한 결과, X선 조사관 전압 60kV 조건으로 0.12mmAL, 20kV 조건으로 0.10mmAL이었다.
또한 얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1J) 중의 제1부재(22J)의 X선 조사면의 x방향을 길이방향으로 하고, NC 루터를 이용하여 직사각형의 시험편을 잘라내고, [비굽힘 탄성률(Ep)의 산출]에 기재된 방법으로 산출한 비굽힘 탄성률은 7.54였다. 상기 [독립 기포의 장경과 단경의 비율(단경/장경)의 측정] 및 [단경축과 두께방향축의 각도 측정]에 기재된 방법으로 평가한 독립 기포의 장경과 단경의 비율은 0.75이며, 평균 단경은 209㎛이며, 단경축과 두께방향축이 이루는 각도는 24°였다.
(실시예 15)
일방향 탄소섬유 프리프레그와 (실시예 14)에서 사용한 수지 시트를 [0/90/수지 시트/90/0]으로 적층하고, 그 편면에 탄소섬유 직물 프리프레그를 1층 적층해서 적층체를 얻었다. 또, 상기 적층 구성에 있어서, 도 19a에 나타내는 x방향이 0°방향이 된다. 탄소섬유 직물 프리프레그면을 암형면과 접촉시켜서 도 10에 나타내는 암형(20) 및 수형(21)의 한쌍의 양면형내에 배치하고, 유압 프레스기를 이용하여 130℃ 90분간, 면압 1.0㎫로 가열 가압해서 성형품을 얻었다.
상기 성형품의 외주를 NC 루터로 트림해서 탄소섬유 복합재료로 이루어지는 표피재와 수지 시트로 이루어지는 코어재를 갖는 제1부재(22K)를 얻었다. 또, 면압은 성형전의 적층체의 면적(적층방향으로부터 본 투영면적)으로부터 산출했다. 그 이외는 (실시예 14)와 동일한 방법으로, 제1부재(22K)와 제2부재(23K)로 이루어지는 맘모그라피 장치용 촬영대(1K)를 얻었다.
얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1K)는 개구부를 갖는 것이며, 또한 알루미늄 합금제의 연결 부재(14)를 (실시예 12)(도 19a, 도 19b 및 도 19c)와 동일하게 접합하고, 맘모그라피 장치 본체(2)에 장착하고, 또한 맘모그라피 화상을 촬영한 결과 양호한 화상을 얻을 수 있었다. 상기 [알루미늄 당량의 측정]에 기재된 방법에 따라, X선 조사면의 알루미늄 당량을 측정한 결과, X선 조사관 전압 60kV 조건으로 0.13mmAL, 20kV 조건으로 0.12mmAL이었다. 또한 얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1K) 중의 제1부재(22K)의 X선 조사면의 x방향을 길이방향으로 하고, NC 루터를 이용하여 직사각형의 시험편을 잘라내고, [비굽힘 탄성률(Ep)의 산출]에 기재된 방법으로 산출한 비굽힘 탄성률은 6.32였다. 상기 [독립 기포의 장경과 단경의 비율(단경/장경)의 측정] 및 [단경축과 두께방향축의 각도 측정]에 기재된 방법으로 평가한 독립 기포의 장경과 단경의 비율은 0.62이며, 평균 단경은 178㎛이며, 단경축과 두께방향축이 이루는 각도는 18°였다.
(비교예 11)
(실시예 11)과 같은 편면형(9)을 사용하고, 형 표면으로부터 탄소섬유 직물 프리프레그를 7층, 금형에 부형했다. 그 이외는 (실시예 11)과 동일한 방법으로 맘모그라피 장치용 촬영대(1L)를 얻었다. 얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1L)는 개구부를 갖는 것이며, 또한 알루미늄 합금제의 연결 부재(14)를 (실시예 11)(도 17a, 도 17b 및 도 17c)와 동일하게 접합해서 맘모그라피 장치 본체(2)에 장착하여 맘모그라피 화상을 촬영한 결과 문제 없이 화상을 얻을 수 있었다. 상기 [알루미늄 당량의 측정]에 기재된 방법에 따라, A면(X선 조사면(5))의 알루미늄 당량을 측정한 결과, X선 조사관 전압 60kV 조건으로 0.20mmAL, 20kV 조건으로 0.16mmAL이었다. 또한 얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1L)의 x방향을 길이방향으로 하고, NC 루터를 이용하여 직사각형의 시험편을 잘라내고, [비굽힘 탄성률(Ep)의 산출]에 기재된 방법으로 산출한 비굽힘 탄성률은 2.46이었다.
(실시예 16)
폴리아크릴로니트릴을 주성분으로 하는 공중합체로부터 방사, 소성 처리, 및 표면 산화 처리를 행하고, 총단사수 12,000개의 연속 탄소섬유를 얻었다. 이 연속 탄소섬유의 특성은 단섬유 직경 7㎛, 밀도 1.8g/㎤, 인장강도 4600㎫, 인장탄성률 220㎬였다. 얻어진 연속 탄소섬유를 카트리지 커터로 6mm로 커트하고, 촙드 탄소섬유를 얻었다. 물과 계면활성제(폴리옥시에틸렌라우릴에테르(상품명), 나카라이텍스(주)제)로 이루어지는 농도 0.1질량%의 분산액을 제작하고, 이 분산액과 촙드 탄소섬유를 초지했다. 초지 장치는 분산조로서의 용기 하부에 개구 코크를 갖는 직경 1000mm의 원통형상의 용기, 분산조와 초지조를 접속하는 직선형상의 수송부(경사각 30°)를 구비하고 있다. 분산조의 상면의 개구부에는 교반기가 부속되고, 개구부로부터 촙드 탄소섬유 및 분산액(분산매체)을 투입 가능하다. 초지조는 저부에 폭 500mm의 초지면을 갖는 메시 컨베이어를 구비하고, 메시 컨베이어는 얻어지는 탄소섬유 기재(초지 기재)를 운반 가능하다. 초지는 분산액 중의 탄소섬유 농도를 0.05질량%로 해서 행했다. 초지한 탄소섬유 기재는 200℃의 건조로에서 30분간 건조하고, 강화 섬유 매트를 얻었다. 얻어진 단위중량은 25g/㎡였다.
미변성 폴리프로필렌 수지("프라임 폴리프로" (등록상표J) 105G, 프라임 폴리머(주)제) 80질량%와, 산변성 폴리프로필렌 수지("아도머" QB510, 미츠이 카가쿠(주)제) 20질량%로 이루어지는 단위중량 50g/㎡의 수지 필름을 제작했다.
강화 섬유 매트와 수지 시트를 [수지 필름/강화 섬유 매트/수지 필름/강화 섬유 매트/강화 섬유 매트/수지 필름/강화 섬유 매트/수지 필름]의 순서로 배치한 적층물을 제작했다. 이어서, 이하의 공정(I)∼(V)를 거침으로써, 두께 1.5mm, 밀도가 0.2g/㎤인 수지 시트를 얻었다. 얻어진 수지 시트는 단면 관찰로부터 강화 섬유가 대략 모노필라멘트상, 또한 랜덤으로 분산되고, 강화 섬유를 기둥상의 지지체로 한 공극을 갖고 있는 것이 확인되었다.
(I)적층물을 230℃로 예열한 프레스 성형용 금형 캐비티내에 배치해서 금형을 폐쇄한다.
(II)이어서, 120초간 유지한 후, 3㎫의 압력을 부여해서 60초간 더 유지한다.
(III)공정(II)후, 금형 캐비티를 개방하고, 그 말단에 금속 스페이서를 삽입하고, 구조체를 얻을 때의 두께가 1.5mm가 되도록 조정한다.
(IV)그 후, 다시 금형 캐비티를 체결하고, 압력을 유지한 상태로 캐비티 온도를 50℃까지 냉각한다.
(V)금형을 개방하여 수지 시트를 인출한다.
이 수지 시트와 일방향 탄소섬유 프리프레그를 [0/90/수지 시트/90/0]으로 적층해서 적층체를 얻었다. 또, 상기 적층 구성에 있어서, 도 19a에 나타내는 x방향이 0°방향이 된다. 도 10에 나타내는 암형(20) 및 수형(21)의 한쌍의 양면형내에 배치하고, 유압 프레스기를 이용하여 160℃ 30분간, 면압 3.0㎫로 가열 가압해서 성형품을 얻었다.
상기 성형품의 외주를 NC 루터로 트림해서 탄소섬유 복합재료로 이루어지는 표피재와 수지 시트로 이루어지는 코어재를 갖는 제1부재(22M)를 얻었다. 또, 면압은 성형전의 적층체의 면적(적층방향으로부터 본 투영면적)으로부터 산출했다. 그 이외는 (실시예 14)와 동일한 방법으로 제1부재(22M)와 제2부재(23M)로 이루어지는 맘모그라피 장치용 촬영대(1M)를 얻었다.
얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1M)는 개구부를 갖는 것이며, 또한 알루미늄 합금제의 연결 부재(14)를 (실시예 12)(도 19a, 도 19b 및 도 19c)와 동일하게 접합하고, 맘모그라피 장치 본체(2)에 장착하고, 또한 맘모그라피 화상을 촬영한 결과 양호한 화상을 얻을 수 있었다. 상기 [알루미늄 당량의 측정]에 기재된 방법에 따라, X선 조사면의 알루미늄 당량을 측정한 결과, X선 조사관 전압 60kV 조건으로 0.12mmAL, 20kV 조건으로 0.10mmAL이었다. 또한 얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1M) 중의 제1부재(22M)의 X선 조사면의 x방향을 길이방향으로 하고, NC 루터를 이용하여 직사각형의 시험편을 잘라내고, [비굽힘 탄성률(Ep)의 산출]에 기재된 방법으로 산출한 비굽힘 탄성률은 7.70이었다.
(실시예 17)
(실시예 16)에서 제작한 강화 섬유 매트와 수지 시트를 [수지 필름/강화 섬유 매트/수지 필름/강화 섬유 매트/수지 필름/강화 섬유 매트/수지 필름/강화 섬유 매트/강화 섬유 매트/수지 필름/강화 섬유 매트/수지 필름/강화 섬유 매트/수지 필름/강화 섬유 매트/수지 필름]의 순서로 배치한 적층물을 제작했다. 이어서, 이하의 공정(I)∼(V)를 거침으로써, 두께 3.0mm, 밀도가 0.2g/㎤인 수지 시트를 얻었다. 얻어진 수지 시트는 단면 관찰로부터 강화 섬유가 대략 모노필라멘트상, 또한 랜덤으로 분산되고, 강화 섬유를 기둥상의 지지체로 한 공극을 갖고 있는 것이 확인되었다.
(I)적층물을 230℃로 예열한 프레스 성형용 금형 캐비티내에 배치해서 금형을 폐쇄한다.
(II)이어서, 120초간 유지한 후, 3㎫의 압력을 부여해서 60초간 더 유지한다.
(III)공정(II)후, 금형 캐비티를 개방하고, 그 말단에 금속 스페이서를 삽입하고, 구조체를 얻을 때의 두께가 3.0mm가 되도록 조정한다.
(IV)그 후, 다시 금형 캐비티를 체결하고, 압력을 유지한 상태로 캐비티 온도를 50℃까지 냉각한다.
(V)금형을 개방하여 수지 시트를 인출한다.
이 수지 시트를 도 10에 나타내는 암형(20) 및 수형(21)의 한쌍의 양면형내에 배치하고, 유압 프레스기를 이용하여 180℃, 면압 3.0㎫로 5분간 가열 가압하고, 그 후 압력을 유지한 상태로 50℃까지 냉각하고, 수지 시트를 부형했다. 이 부형후의 수지 시트의 암형측에 탄소섬유 직물 프리프레그를 1층 적층하고, 다시 도 10에 나타내는 한쌍의 양면형내에 배치하고, 유압 프레스기를 이용하여 130℃ 90분간, 면압 1.0㎫로 가열 가압해서 성형품을 얻었다.
상기 성형품의 외주를 NC 루터로 트림해서 탄소섬유 복합재료로 이루어지는 표피재와 수지 시트의 2층 구성의 제1부재(22N)를 얻었다. 또, 면압은 성형전의 적층체의 면적(적층방향으로부터 본 투영면적)으로부터 산출했다.
다음에 ABS 수지("토요락(등록상표)" 600-309, 도레이(주)제)를 압출 성형으로 두께 4.5mm의 수지 시트를 제작하고, 상기 수지 시트를 진공 성형으로 기립벽면을 갖는 성형품을 얻었다.
상기 성형품의 기립벽면을 NC 루터로 가공하고, 기립벽 단부에 단차부를 갖는 제2부재(23N)를 얻었다. 얻어진 제1부재(22N)와 제2부재(23N)를 2액계의 에폭시 접착제를 이용하여 접합해서 맘모그라피 장치용 촬영대(1N)를 얻었다. 얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1N)는 개구부를 갖는 것이며, 또한 알루미늄 합금제의 연결 부재(14)를 (실시예 12)(도 20a, 도 20b 및 도 20c)와 동일하게 접합하고, 맘모그라피 장치 본체(2)에 장착하고, 또한 맘모그라피 화상을 촬영한 결과 양호한 화상을 얻을 수 있었다. 상기 [알루미늄 당량의 측정]에 기재된 방법에 따라, X선 조사면의 알루미늄 당량을 측정한 결과, X선 조사관 전압 60kV 조건으로 0.10mmAL, 20kV 조건으로 0.09mmAL이었다. 또한 얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대(1M) 중의 제1부재(22M)의 X선 조사면의 x방향을 길이방향으로 하고, NC 루터를 이용하여 직사각형의 시험편을 잘라내고, [비굽힘 탄성률(Ep)의 산출]에 기재된 방법으로 산출한 비굽힘 탄성률은 11.1이었다.
상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 맘모그라피 장치용 촬영대의 특성을 표 2에 정리한다. 맘모그라피 장치용 촬영대(1G)와 맘모그라피 장치용 촬영대(1L)의 비교로부터 X선 조사면의 굽힘 강성을 동등으로 하면서도 X선 투과성이 양호해지는 것을 확인할 수 있었다. 맘모그라피 장치용 촬영대(1I)와 맘모그라피 장치용 촬영대(1J)의 비교로부터 X선 조사영역의 밀도 편차가 저감되는 것을 확인할 수 있었다. 맘모그라피 장치용 촬영대(1J)와 맘모그라피 장치용 촬영대(1K)의 X선 조사면을 샌드 페이퍼로 연마해서 탄소섬유를 노출시킨 후, 맨손으로 표면을 더듬은 결과, 맘모그라피 장치용 촬영대(1J)는 탄소섬유의 보풀이 손가락에 찔려 통증을 느낀 것에 대해서, 맘모그라피 장치용 촬영대(1K)에서는 통증을 느끼지 않았다. 또한 맘모그라피 장치용 촬영대(1M 및 1N)는 맘모그라피 장치용 촬영대(1H)와 비교해서 우수한 X선 투과성 및 X선 조사면의 굽힘 강성을 발현하는 것을 확인할 수 있었다.
Figure pct00001
Figure pct00002
(산업상의 이용 가능성)
본 발명에 의하면, 박육·고강성의 맘모그라피용 촬영대를 제공할 수 있다. 이러한 촬영대는 박육이기 때문에 X선 투과성이 향상되어 피험자의 피폭량을 저감할 수 있고, 고강성이기 때문에 촬영시의 하중 부하에 의한 휘어짐이 저감되므로 촬영 화상의 정밀도가 향상된다. 또한 수지 시트를 가지므로 X선 투과성이 향상되어 피험자의 피폭량을 저감할 수 있고, 탄소섬유 복합재료로 이루어지는 표피재를 가지므로 높은 강성을 발현하고, 촬영시의 하중 부하에 의한 휘어짐이 저감되므로 촬영 화상의 정밀도가 향상된다.
본 발명을 상세하게 또 특정 실시형태를 참조해서 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 다양한 변경이나 수정을 추가할 수 있는 것은 당업자에게 있어서 명백하다.
본 출원은 2018년 3월 23일 출원의 일본 특허출원(특원 2018-55836), 및 2018년 3월 23일 출원의 일본 특허출원(특원 2018-55840)에 의거하는 것이며, 그 내용은 여기에 참조로서 받아들여진다.
1: 맘모그라피 장치용 촬영대
2: 맘모그라피 장치 본체
3: 압박판
4: X선 발생부
5: X선 조사면
6: 맘모그라피 장치용 촬영대의 저면
7: 기립벽부
8: 개구부
9: 편면형
10: A면
11: B면
12: C면
13: 일방향 탄소섬유 프리프레그
14: 연결 부재
15: 프리프레그 적층체
16: 가요성의 필름
17: 블리더
18: 밀봉재
19: 밸브
20: 암형
21: 수형
22: 제1부재
23: 제2부재
24: 탄소섬유 직물 프리프레그
25: 수지 시트
26: 천면의 단차부

Claims (17)

  1. X선 화상 촬영 장치에 외팔보의 상태로 지지되는 촬영대로서,
    상기 촬영대는 장치와 접속하는 면에 개구부를 가진 면상체와, 장치와 접속하는 연결부를 포함하고,
    상기 면상체에 있어서의 적어도 X선 조사면은 일방향으로 맞춰진 탄소섬유와 매트릭스 수지를 포함하는 일방향 탄소섬유 복합재료를 포함하고,
    상기 일방향 탄소섬유 복합재료로 형성된 영역에 상기 연결부가 접합되어 있는 촬영대.
  2. 맘모그라피 장치 본체에 외팔보의 상태로 지지되는 맘모그라피 장치용 촬영대로서,
    상기 촬영대는 적어도 X선 조사면이 탄소섬유 복합재료로 형성되어 있고,
    상기 탄소섬유 복합재료에는 일방향으로 맞춰진 탄소섬유와 매트릭스 수지를 포함하는 일방향 탄소섬유 복합재료가 포함되는 맘모그라피 장치용 촬영대.
  3. 맘모그라피 장치 본체에 외팔보의 상태로 지지되는 면상체에 의해 형성된 맘모그라피 장치용 촬영대로서,
    상기 면상체에 있어서의 적어도 X선 조사면은 연속 섬유와 매트릭스 수지를 포함하는 탄소섬유 복합재료를 갖는 표피재와, 상기 표피재보다 내층측에 배치된 수지 시트에 의해 형성된 맘모그라피 장치용 촬영대.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 X선 조사면은 수지 시트를 더 포함하는 맘모그라피 장치용 촬영대.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 면상체에 있어서의 적어도 상기 X선 조사면은 상기 탄소섬유 복합재료를 갖는 상기 표피재가 상기 수지 시트를 포함하는 코어재의 양면에 배치된 샌드위치 구조에 의해 형성되는 맘모그라피 장치용 촬영대.
  6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수지 시트가 폼재인 맘모그라피 장치용 촬영대.
  7. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수지 시트는 대략 모노필라멘트상, 또한, 랜덤으로 분산된 불연속 강화 섬유를 포함하는 맘모그라피 장치용 촬영대.
  8. 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수지 시트는 수지와 불연속 강화 섬유와 공극으로 이루어지는 맘모그라피 장치용 촬영대.
  9. 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄소섬유 복합재료의 최외층에는 탄소섬유의 직물과 수지를 포함하는 탄소섬유 직물 복합재료가 포함되는 맘모그라피 장치용 촬영대.
  10. 제 2 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄소섬유 복합재료로 형성된 영역에 상기 맘모그라피 장치 본체와 접속하는 연결 부재를 갖는 맘모그라피 장치용 촬영대.
  11. 제 2 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 맘모그라피 장치 본체와 접속하는 접속면을 갖고, 상기 접속면에 개구부를 갖는 맘모그라피 장치용 촬영대.
  12. 제 2 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄소섬유 복합재료의 비굽힘 탄성률이 2.50 이상인 맘모그라피 장치용 촬영대.
    (비굽힘 탄성률)=(굽힘 탄성률)1/3×(밀도)-1
  13. 제 2 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촬영대는 상기 X선 조사면을 포함하는 천면을 형성하는 제1부재와, 상기 X선 조사면과 대면하는 저면 및 그 외주에 세워서 설치된 기립벽부를 형성하는 제2부재를 갖는 맘모그라피 장치용 촬영대.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제2부재가 금속, 플라스틱 및 엘라스토머의 군에서 선택되는 적어도 1종인 맘모그라피 장치용 촬영대.
  15. 제 2 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 맘모그라피 장치용 촬영대와 상기 맘모그라피 장치 본체가 접속되어 이루어지는 맘모그라피 장치.
  16. 제 2 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 맘모그라피 장치용 촬영대의 제조 방법으로서,
    이하에 나타내는 공정(I)∼(II)를 갖는 맘모그라피 장치용 촬영대의 제조 방법.
    공정(I):연속 섬유로 이루어지는 탄소섬유(A)와 열경화성 수지(B)를 포함하는 기재를 편면형에 부형하는 공정
    공정(II):상기 편면형과 상기 기재를 포함하는 공간을 가요성의 필름으로 덮고, 가열·가압하는 공정
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 공정(I)에 있어서, 상기 기재를 자동 적층 장치에 의해 편면형에 부형하는 맘모그라피 장치용 촬영대의 제조 방법.
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