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JP2019056640A - X-ray shielding material - Google Patents

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JP2019056640A
JP2019056640A JP2017181625A JP2017181625A JP2019056640A JP 2019056640 A JP2019056640 A JP 2019056640A JP 2017181625 A JP2017181625 A JP 2017181625A JP 2017181625 A JP2017181625 A JP 2017181625A JP 2019056640 A JP2019056640 A JP 2019056640A
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shielding material
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ray
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JP2017181625A
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Japanese (ja)
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修平 前田
Shuhei Maeda
修平 前田
年岡 英昭
Hideaki Toshioka
英昭 年岡
雅晃 山内
Masaaki Yamauchi
雅晃 山内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

To provide an X-ray shielding material having a light weight and sufficient X-ray shielding capability.SOLUTION: An X-ray shielding material 10 includes a base material 20 containing an organic polymer material having a specific gravity of 1.0 or less, a first filler 30 containing a substance having an effective atomic number of 50 or more and 58 or less distributed in the base material 20. The content of the first filler 30 is 20% by volume or more and less than 50% by volume.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、X線遮蔽材に関するものである。   The present invention relates to an X-ray shielding material.

γ線やX線に代表される放射線は検査や分析等の場面で幅広く利用されている。放射線を利用する際には、放射線の利用範囲外に到達する放射線を適切に遮蔽し、不要な被曝を避けることが求められる。そのため放射線を遮蔽するための遮蔽材が用いられる。   Radiation represented by gamma rays and X-rays is widely used in scenes such as inspection and analysis. When using radiation, it is required to appropriately shield the radiation that reaches the outside of the radiation use range and avoid unnecessary exposure. Therefore, a shielding material for shielding radiation is used.

そのような遮蔽材の例として、有機高分子材料中にランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウムおよびガドリニウムから選択される少なくとも1種のランタノイド元素の酸化物粉末が分散された放射線遮蔽材が開示されている(特許文献1および特許文献2参照)。   Examples of such a shielding material include a radiation shielding material in which an oxide powder of at least one lanthanoid element selected from lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, and gadolinium is dispersed in an organic polymer material. It is disclosed (see Patent Document 1 and Patent Document 2).

国際公開第2006/090629号International Publication No. 2006/090629 特開2007−86865号公報JP 2007-86865 A

放射線の中でも、X線は医療分野や理工学分野において広く利用されている。X線を利用する際には、X線防護衣やX線照射室の内壁等を構成する部材としてX線遮蔽材が使用される。このX線遮蔽材に対しては、充分なX線遮蔽能を有することに加え、軽量であることが求められている。   Among radiation, X-rays are widely used in the medical field and science and engineering field. When using X-rays, an X-ray shielding material is used as a member constituting an X-ray protective garment, an inner wall of an X-ray irradiation chamber, or the like. The X-ray shielding material is required to be lightweight in addition to having a sufficient X-ray shielding ability.

そこで軽量でありながら充分なX線遮蔽能を有するX線遮蔽材を提供することを目的の1つとする。   Accordingly, an object is to provide an X-ray shielding material that is lightweight but has sufficient X-ray shielding ability.

本願のX線遮蔽材は、比重が1.0以下の有機高分子材料を含有する母材と、母材に分散された実効原子番号50以上58以下の物質を含む第1フィラーと、を含む。X線遮蔽材中の第1フィラーの含有量は20体積%以上50体積%未満である。   The X-ray shielding material of the present application includes a base material containing an organic polymer material having a specific gravity of 1.0 or less, and a first filler containing a substance having an effective atomic number of 50 or more and 58 or less dispersed in the base material. . The content of the first filler in the X-ray shielding material is 20% by volume or more and less than 50% by volume.

上記X線遮蔽材によれば、軽量でありながら充分なX線遮蔽能を有するX線遮蔽材を提供することが可能となる。   According to the X-ray shielding material, it is possible to provide an X-ray shielding material that is lightweight and has sufficient X-ray shielding ability.

X線遮蔽材を含むX線遮蔽用積層体の一例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows an example of the laminated body for X-ray shielding containing an X-ray shielding material. X線遮蔽材を含むX線遮蔽用積層体の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the laminated body for X-ray shielding containing an X-ray shielding material.

[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施形態を列記して説明する。本願のX線遮蔽材は、比重が1.0以下の有機高分子材料を含有する母材と、母材に分散された実効原子番号50以上58以下の物質を含む第1フィラーと、を含む。X線遮蔽材中の第1フィラーの含有量は20体積%以上50体積%未満である。
[Description of Embodiment of Present Invention]
First, embodiments of the present invention will be listed and described. The X-ray shielding material of the present application includes a base material containing an organic polymer material having a specific gravity of 1.0 or less, and a first filler containing a substance having an effective atomic number of 50 or more and 58 or less dispersed in the base material. . The content of the first filler in the X-ray shielding material is 20% by volume or more and less than 50% by volume.

放射線遮蔽材においては、一般的にフィラーに含まれる元素の原子番号が大きいほど放射線遮蔽性が高くなる傾向がある。またフィラーを多く含むほど放射線遮蔽性が高まる傾向がある。しかしながら原子番号が大きい元素を含むフィラーを多く含む放射線遮蔽材は重いという問題がある。   In radiation shielding materials, generally, the larger the atomic number of an element contained in a filler, the higher the radiation shielding properties. Moreover, there exists a tendency for radiation shielding property to increase, so that many fillers are included. However, there is a problem that a radiation shielding material containing a large amount of filler containing an element having a large atomic number is heavy.

上述のような、原子番号が大きい元素を含むフィラーを多く含む放射線遮蔽材は、X線だけでなくX線よりもエネルギーの高いγ線などの他の放射線をも遮蔽することを想定して設計されている。一方、医療分野や理工学分野においては放射線のうち、X線が用いられる場合が多く存在する。このような分野においてはX線が遮蔽できれば充分である。   The radiation shielding material containing a large amount of filler containing an element having a large atomic number as described above is designed to shield not only X-rays but also other radiation such as γ-rays having higher energy than X-rays. Has been. On the other hand, in the medical field and the science and engineering field, there are many cases where X-rays are used among radiation. In such a field, it is sufficient if X-rays can be shielded.

本発明者らは、特定の実効原子番号を有する物質がX線に対する遮蔽能力が高いことを検討により見出した。具体的には実効原子番号が比較的低い実効原子番号50以上58以下の物質が高いX線遮蔽能を発揮することを見出した。そのような物質をフィラーとして有機高分子材料中に分散させて用いることで、X線遮蔽材の単位質量当たりのX線遮蔽性を高くすることができる。その結果、必要なX線遮蔽性を確保するのに必要なX線遮蔽材の質量を低減でき、軽量でありながら充分なX線遮蔽能を有するX線遮蔽材を提供することが可能となる。これによりX線遮蔽材の用途が広がることが期待される。   The present inventors have found through examination that a substance having a specific effective atomic number has a high shielding ability against X-rays. Specifically, it has been found that a substance having a relatively low effective atomic number of 50 to 58 has a high X-ray shielding ability. By using such a substance as a filler dispersed in an organic polymer material, the X-ray shielding property per unit mass of the X-ray shielding material can be increased. As a result, it is possible to reduce the mass of the X-ray shielding material necessary to ensure the necessary X-ray shielding properties, and it is possible to provide an X-ray shielding material that is lightweight and has sufficient X-ray shielding ability. . This is expected to expand the applications of X-ray shielding materials.

上記母材は、可塑剤および軟化剤のうち少なくともいずれか一方をさらに含有してもよい。母材が可塑剤および軟化剤のうち少なくともいずれか一方を含有することにより、X線遮蔽材の可撓性が向上し、加工や取扱いが容易となる。   The base material may further contain at least one of a plasticizer and a softener. When the base material contains at least one of a plasticizer and a softener, the flexibility of the X-ray shielding material is improved, and processing and handling are facilitated.

上記X線遮蔽材は比重が2.0以上4.0未満であってもよい。このような比重を有することにより充分なX線遮蔽能を維持しつつ、軽量なX線遮蔽材を提供することがより容易となる。   The X-ray shielding material may have a specific gravity of 2.0 or more and less than 4.0. By having such specific gravity, it becomes easier to provide a lightweight X-ray shielding material while maintaining sufficient X-ray shielding ability.

第1フィラーは酸化セリウム又は金属スズであってもよい。酸化セリウム又は金属スズを第1フィラーとして含むことにより、より効率よくX線を遮蔽することができる。   The first filler may be cerium oxide or metallic tin. By containing cerium oxide or metallic tin as the first filler, X-rays can be shielded more efficiently.

上記X線遮蔽材は、上記ターゲット金属がタングステンであるX線発生装置において、管電圧が80kV以上150kV以下の条件で発生するX線を遮蔽するものであってもよい。上記X線遮蔽材は、このようなX線を特に効率よく遮蔽する。   In the X-ray generator in which the target metal is tungsten, the X-ray shielding material may shield X-rays generated under a tube voltage of 80 kV to 150 kV. The X-ray shielding material shields such X-rays particularly efficiently.

上記X線遮蔽材は、タングステンおよびビスマスのうち少なくとも1つの元素を含む物質を第2フィラーとしてさらに含有してもよい。このような物質をフィラーとして含むことにより、遮蔽されるX線の波長範囲をより広くすることができる。   The X-ray shielding material may further contain a substance containing at least one element of tungsten and bismuth as a second filler. By including such a substance as a filler, the wavelength range of X-rays to be shielded can be broadened.

有機高分子材料はエチレンプロピレンジエンゴム(ethylene propylene diene rubber:EPDM)、ブチルゴム(isobutylene isoprene rubber:IIR)、塩素化ブチルゴム、および臭素化ブチルゴムからなる群から選択される少なくとも1種であってもよい。これらのゴムのうち少なくとも1種からなる母材を備えることで、加工しやすいX線遮蔽材が得られる。   The organic polymer material may be at least one selected from the group consisting of ethylene propylene diene rubber (EPDM), butyl rubber (isobutylene isoprene rubber: IIR), chlorinated butyl rubber, and brominated butyl rubber. . By providing a base material composed of at least one of these rubbers, an X-ray shielding material that is easy to process can be obtained.

上記X線遮蔽材はシート状の成形体であってもよい。シート状の成形体は種々の用途への適用が容易な点で好ましい。   The X-ray shielding material may be a sheet-like molded body. A sheet-like molded body is preferable because it can be easily applied to various uses.

[本願発明の実施形態の詳細]
次に、本願のX線遮蔽材の一実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰り返さない。
[Details of the embodiment of the present invention]
Next, an embodiment of the X-ray shielding material of the present application will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

[X線遮蔽材の構成]
図1および図2を参照して、X線遮蔽材の構成を説明する。図1はX線遮蔽材を含むX線遮蔽用積層体の一例を示す概略斜視図である。図2はX線遮蔽材を含むX線遮蔽用積層体の一例を示す概略断面図である。
[Configuration of X-ray shielding material]
The configuration of the X-ray shielding material will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of an X-ray shielding laminate including an X-ray shielding material. FIG. 2 is a schematic sectional view showing an example of an X-ray shielding laminate including an X-ray shielding material.

図1および図2を参照して、X線遮蔽用積層体100は、シート状に成形された本願のX線遮蔽材の一形態であるX線遮蔽シート10と、保護層40とを含む。X線遮蔽シート10は、母材20と、第1フィラー30と、第2フィラー60とを含む。保護層40はX線遮蔽シート10の表面を保護し、かつX線遮蔽シート10を補強する。保護層40は、例えば有機高分子フィルム層である。なお、保護層40および第2フィラー60は省略が可能である。   With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the laminated body 100 for X-ray shielding contains the X-ray shielding sheet 10 which is one form of the X-ray shielding material of this application shape | molded by the sheet form, and the protective layer 40. FIG. X-ray shielding sheet 10 includes base material 20, first filler 30, and second filler 60. The protective layer 40 protects the surface of the X-ray shielding sheet 10 and reinforces the X-ray shielding sheet 10. The protective layer 40 is an organic polymer film layer, for example. The protective layer 40 and the second filler 60 can be omitted.

母材20は比重が1.0以下の有機高分子材料を含有する。そのような有機高分子材料としては、エチレンプロピレンジエンゴム(ethylene propylene diene rubber:EPDM)、ブチルゴム(isobutylene isoprene rubber:IIR)、塩素化ブチルゴム、および臭素化ブチルゴムが挙げられる。母材20はこれらを単独で含んでもよく、これらのうち複数を組み合わせて含んでもよい。有機高分子材料の比重は好ましくは0.7以上、より好ましくは0.8以上である。   The base material 20 contains an organic polymer material having a specific gravity of 1.0 or less. Examples of such an organic polymer material include ethylene propylene diene rubber (EPDM), butyl rubber (isobutylene isoprene rubber: IIR), chlorinated butyl rubber, and brominated butyl rubber. The base material 20 may include these alone, or may include a plurality of these in combination. The specific gravity of the organic polymer material is preferably 0.7 or more, more preferably 0.8 or more.

またエチレンプロピレンジエンゴムは、油展エチレンプロピレンジエンゴムの状態で使用してもよい。油展エチレンプロピレンジエンゴムとは、高分子量のエチレンプロピレンジエンゴムに、軟化剤として作用するパラフィン系オイル等の飽和炭化水素化合物が添加され、粘度が調整されたゴムである。エチレンプロピレンジエンゴムを油展エチレンプロピレンジエンゴムの状態で使用することにより、より可撓性が高く、かつより強度の高いX線遮蔽材を得ることができる。   The ethylene propylene diene rubber may be used in the state of oil-extended ethylene propylene diene rubber. The oil-extended ethylene propylene diene rubber is a rubber whose viscosity is adjusted by adding a saturated hydrocarbon compound such as paraffinic oil acting as a softening agent to a high molecular weight ethylene propylene diene rubber. By using ethylene propylene diene rubber in the state of oil-extended ethylene propylene diene rubber, an X-ray shielding material having higher flexibility and higher strength can be obtained.

第1フィラー30は、実効原子番号50以上58以下の物質を含む。実効原子番号とは、化合物を元素にとっての原子番号に換算した値である。金属単体の場合、実効原子番号は金属の原子番号と基本的に一致する。実効原子番号の算出には様々な方法があるが、一例としては、以下の式により光電効果に対する実効原子番号Zeffを算出する方法が挙げられる。 The first filler 30 includes a substance having an effective atomic number of 50 or more and 58 or less. The effective atomic number is a value obtained by converting a compound into an atomic number for an element. In the case of a simple metal, the effective atomic number basically matches the atomic number of the metal. Although there are various methods for calculating the effective atomic number, an example is a method of calculating the effective atomic number Z eff for the photoelectric effect by the following equation.

Figure 2019056640
式中、Zはi番目の原子を表す。fはその化合物全体の電子に対するZの電子の割合を表し、Σfi=1である。mは注目する相互作用等によって様々な値をとり得る係数である。本願明細書においては、Mayneordが提唱したm=2.94という値を用いる。
Figure 2019056640
In the formula, Z i represents the i-th atom. f i represents the ratio of the electron of Z i to the electron of the entire compound, and Σfi = 1. m is a coefficient that can take various values depending on the interaction of interest. In the present specification, the value m = 2.94 proposed by Mayneord is used.

実効原子番号50以上58以下の物質の例としては酸化セリウム(Ce、実効原子番号54.4)、金属スズ(Sn)(実効原子番号50.0)などが挙げられる。 Examples of the substance having an effective atomic number of 50 or more and 58 or less include cerium oxide (Ce 2 O 3 , effective atomic number 54.4), metallic tin (Sn) (effective atomic number 50.0), and the like.

X線遮蔽シート10中の第1フィラー30の含有量は20体積%以上50体積%未満である。含有量が20体積%以上であれば、X線を充分に遮蔽することが可能となる。また第1フィラー30の比重は、比重1.0以下の有機高分子材料よりも通常大きい。そのため第1フィラー30の含有量が増えると、X線遮蔽シート10は重くなる。第1フィラー30の含有量が50体積%未満であることにより軽量でありながら充分なX線遮蔽能を有するX線遮蔽シート10が提供される。X線遮蔽シート10中の第1フィラー30の含有量の下限は好ましくは30体積%である。また上限は好ましくは40体積%である。   Content of the 1st filler 30 in the X-ray shielding sheet 10 is 20 volume% or more and less than 50 volume%. If the content is 20% by volume or more, X-rays can be sufficiently shielded. Moreover, the specific gravity of the 1st filler 30 is usually larger than the organic polymer material of specific gravity 1.0 or less. Therefore, when the content of the first filler 30 increases, the X-ray shielding sheet 10 becomes heavy. When the content of the first filler 30 is less than 50% by volume, the X-ray shielding sheet 10 having a sufficient X-ray shielding ability while being lightweight is provided. The lower limit of the content of the first filler 30 in the X-ray shielding sheet 10 is preferably 30% by volume. The upper limit is preferably 40% by volume.

第2フィラー60は、タングステンおよびビスマスのうち少なくとも1つの元素を含む物質からなる。タングステンおよびビスマスは、より波長の短い(エネルギーの大きい)X線や他の放射線を遮蔽する。そのため、実効原子番号50以上58以下の物質からなる第1フィラーと、タングステンおよびビスマスのうち少なくとも1つの元素を含む物質からなる第2フィラーとを併用することで、遮蔽されるX線の範囲を広げることができる。なおタングステンおよびビスマスは比較的高価であるために、コストと必要な遮蔽性とを考慮して含有量が選定される。具体的には、X線遮蔽シート10中の第2フィラー60の含有量は1体積%以上20体積%以下であるのが好ましい。   The second filler 60 is made of a material containing at least one element of tungsten and bismuth. Tungsten and bismuth shield X-rays and other radiation with shorter wavelengths (higher energy). Therefore, by using together the first filler made of a substance having an effective atomic number of 50 or more and 58 or less and the second filler made of a substance containing at least one element of tungsten and bismuth, the range of X-rays to be shielded can be reduced. Can be spread. Since tungsten and bismuth are relatively expensive, the content is selected in consideration of cost and necessary shielding properties. Specifically, the content of the second filler 60 in the X-ray shielding sheet 10 is preferably 1% by volume or more and 20% by volume or less.

母材20は、可塑剤および軟化剤のうち少なくともいずれか一方をさらに含んでもよい。可塑剤および軟化剤の種類は特に限定されないが、例えばフタル酸ビス(2−エチルヘキシル)(Di(2−ethylhexyl)phthalate:DEHP)、フタル酸ジイソノニル(Diisononyl phthalate:DINP)等のフタル酸系可塑剤、アジピン酸エステル等のアジピン酸系可塑剤、パラフィン系オイル等の炭化水素系可塑剤などが挙げられる。   The base material 20 may further include at least one of a plasticizer and a softener. The types of plasticizer and softener are not particularly limited, but phthalic plasticizers such as bis (2-ethylhexyl) phthalate (Di (2-ethylhexyl) phthalate: DEHP) and diisononyl phthalate (DINP) And adipic acid plasticizers such as adipic acid esters and hydrocarbon plasticizers such as paraffinic oils.

X線遮蔽材中、すなわちX線遮蔽シート10中の可塑剤または軟化剤の含有量は適宜選択されるが、好ましくは母材20に含まれる有機高分子材料100質量部に対し、3質量部以上200質量部以下である。   The content of the plasticizer or softening agent in the X-ray shielding material, that is, in the X-ray shielding sheet 10 is appropriately selected. The amount is 200 parts by mass or less.

母材20は、可塑剤および軟化剤の他の添加剤を必要量含有してもよい。そのような添加剤としてはカップリング剤、着色剤、帯電防止剤、安定剤、顔料等が挙げられる。   The base material 20 may contain a necessary amount of other additives such as a plasticizer and a softener. Such additives include coupling agents, colorants, antistatic agents, stabilizers, pigments and the like.

特に限定されないが、X線遮蔽シート10は、例えば次のような方法により作製することができる。まず母材20を形成する有機高分子材料、並びに必要に応じて添加される可塑剤および軟化剤のうち少なくともいずれか一方と、第1フィラー30と、必要に応じて第2フィラー60とをそれぞれ所定量秤量し、それらをロール、ニーダー、バンバリーミキサー等の溶融混練装置中で混練して放射線遮蔽材用組成物を形成する。得られた放射線遮蔽材用組成物をカレンダーロールを用いて所望の厚みのシート状に加工することで、上記X線遮蔽シート10が作製される。X線遮蔽シート10は、さらにプレスまたは加硫缶を用いて加硫してもよい。X線遮蔽シート10の一方又は両方の表面に保護層40を積層することにより、X線遮蔽用積層体100が形成される。   Although not particularly limited, the X-ray shielding sheet 10 can be produced by, for example, the following method. First, at least one of an organic polymer material that forms the base material 20, a plasticizer and a softening agent that are added as necessary, a first filler 30, and a second filler 60 as needed, respectively. A predetermined amount is weighed and kneaded in a melt-kneading apparatus such as a roll, a kneader, or a Banbury mixer to form a composition for a radiation shielding material. The X-ray shielding sheet 10 is produced by processing the obtained composition for radiation shielding material into a sheet having a desired thickness using a calender roll. The X-ray shielding sheet 10 may be further vulcanized using a press or a vulcanizing can. By stacking the protective layer 40 on one or both surfaces of the X-ray shielding sheet 10, the X-ray shielding laminate 100 is formed.

[X線遮蔽材のX線遮蔽能]
X線遮蔽シート10は、X線を効果的に遮蔽する。X線遮蔽シート10は、X線遮蔽シート10の表面に入射するX線を、実用上充分な量遮蔽する。X線遮蔽シート10は、例えばX線遮蔽シート10に到達するX線の30%以上、より好ましくは50%以上、さらに好ましくは70%以上、特に好ましくは90%以上を遮蔽する。またX線の中でもターゲット金属がタングステンであるX線発生装置において、管電圧が80kV以上150kV以下、好ましくは100kV以上130kV以下の条件で発生するX線を特に効果的に遮蔽する。
[X-ray shielding ability of X-ray shielding material]
The X-ray shielding sheet 10 effectively shields X-rays. The X-ray shielding sheet 10 shields X-rays incident on the surface of the X-ray shielding sheet 10 in a practically sufficient amount. The X-ray shielding sheet 10 shields, for example, 30% or more of X-rays reaching the X-ray shielding sheet 10, more preferably 50% or more, further preferably 70% or more, and particularly preferably 90% or more. Further, among X-rays, in an X-ray generator in which the target metal is tungsten, X-rays generated under conditions where the tube voltage is 80 kV to 150 kV, preferably 100 kV to 130 kV are effectively shielded.

[用途]
本実施の形態に係るX線遮蔽材は、X線が使用される部屋の壁材として使用することが可能である。本実施の形態に係るX線遮蔽材は軽量であるために施工が容易で、作業者の負担も少ない。また軽量であるにも関わらず実用上充分なX線遮蔽性を発揮する。
[Usage]
The X-ray shielding material according to the present embodiment can be used as a wall material for a room where X-rays are used. Since the X-ray shielding material according to the present embodiment is lightweight, the construction is easy and the burden on the operator is small. In addition, although it is lightweight, it exhibits practically sufficient X-ray shielding properties.

また、本実施の形態に係るX線遮蔽材を被覆材料として用いることによりX線防護衣として使用することも可能である。本実施の形態に係るX線遮蔽材をX線防護衣として用いることにより軽量化が可能なため、着用者が動きやすく負担の少ないX線防護衣を提供することが可能となる。   Moreover, it can also be used as an X-ray protective garment by using the X-ray shielding material according to the present embodiment as a covering material. Since the weight can be reduced by using the X-ray shielding material according to the present embodiment as the X-ray protective clothing, it is possible to provide an X-ray protective clothing that is easy for the wearer to move and has a low burden.

次に、本願発明の効果を確認するために以下の実験を行い、特性を評価した。結果を以下に示す。   Next, in order to confirm the effect of the present invention, the following experiment was performed to evaluate the characteristics. The results are shown below.

[評価用試料の作製]
評価用の試料を次のように作製した。表1に示す各有機高分子材料と、第1フィラーと、必要に応じて可塑剤または軟化剤のうち少なくともいずれか一方と、その他、粉末硫黄、加硫促進剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、老化防止剤等の添加剤とをそれぞれ所定量秤量した。それらをニーダーを用いて混錬して放射線遮蔽材用組成物を形成した。この放射線遮蔽材用組成物をカレンダーロールを用いてシート状に加工し、さらにプレスまたは加硫缶を用いて加硫させることにより、厚み1mmのシート状試料を得た。シート状の成形体を必要な大きさにカットすることにより、評価用の試料を得た。
[Preparation of sample for evaluation]
A sample for evaluation was produced as follows. Each organic polymer material shown in Table 1, the first filler, if necessary, at least one of a plasticizer or a softener, and other powder sulfur, vulcanization accelerator, zinc oxide, stearic acid, aging A predetermined amount of each additive such as an inhibitor was weighed. They were kneaded using a kneader to form a radiation shielding composition. This radiation shielding material composition was processed into a sheet shape using a calender roll, and further vulcanized using a press or a vulcanizing can to obtain a sheet-like sample having a thickness of 1 mm. A sample for evaluation was obtained by cutting the sheet-like molded body into a required size.

[1.第1フィラーの含有量と物性の関係]
第1フィラーの含有量と、X線遮蔽材の比重、可撓性およびX線遮蔽性との関係を調べた。結果を表1に示す。実験No.3〜7は実施例であり、実験No.1,2および実験No.8は比較例である。なお、母材の含有量と第1フィラーの含有量の合計が100体積%とならないのは、他に上記添加剤を含むことによる。
[1. Relationship between content of first filler and physical properties]
The relationship between the content of the first filler and the specific gravity, flexibility, and X-ray shielding property of the X-ray shielding material was examined. The results are shown in Table 1. Experiment No. Nos. 3 to 7 are working examples. 1 and 2 and experiment no. 8 is a comparative example. The total of the content of the base material and the content of the first filler does not become 100% by volume because the additive is included in addition.

評価用シートは、有機高分子材料として油展エチレンプロピレンジエンゴム(油展EPDM、グレード:エスプレン670F、住友化学株式会社製、比重0.86、可塑剤としてパラフィンオイルを含む)を、第1フィラーとして酸化セリウムを使用することにより、上記「評価用試料の作製」で述べた方法に基づいて作製した。なお「母材の含有量」は、有機高分子材料と可塑剤(または軟化剤)の合計量である(油展EPDMを用いる場合には油展EPDMとしての含有量である)。   The evaluation sheet is an oil-extended ethylene propylene diene rubber (oil-extended EPDM, grade: Esprene 670F, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., specific gravity 0.86, including paraffin oil as a plasticizer) as an organic polymer material, and a first filler. Was prepared based on the method described in “Preparation of Evaluation Sample” above. The “content of the base material” is the total amount of the organic polymer material and the plasticizer (or softener) (when oil-extended EPDM is used, it is the content as oil-extended EPDM).

作製した各評価用シートについてX線遮蔽材としての比重を求め、軽量性を評価した。また下記に示すよう方法により、可撓性およびX線遮蔽性を評価した。結果を表1に示す。   About each produced evaluation sheet | seat, specific gravity as an X-ray shielding material was calculated | required, and the lightweight property was evaluated. Further, flexibility and X-ray shielding properties were evaluated by the methods shown below. The results are shown in Table 1.

[可撓性の評価]
100mm×50mmの長方形に切断した試料を180°折り曲げて50mm×50mmの折り畳み形状にした。さらにその上に3kgのおもりを置いて30秒間保持した。おもりを取り除き、折り曲げ部の表裏両面を目視で観察し、亀裂や変色の有無を確認した。
[Evaluation of flexibility]
A sample cut into a 100 mm × 50 mm rectangle was folded 180 ° into a 50 mm × 50 mm folded shape. Further, a 3 kg weight was placed thereon and held for 30 seconds. The weight was removed, and both the front and back surfaces of the bent portion were visually observed to check for cracks and discoloration.

また可撓性は以下のような基準で評価した。
優:表裏両面に亀裂、変色無し
不可:亀裂または変色あり
The flexibility was evaluated according to the following criteria.
Excellent: Cracks on both front and back sides, no discoloration not possible: Cracks or discoloration

[X線遮蔽性(単位質量あたりのX線遮蔽性)の評価]
ターゲット金属がタングステンであるX線発生装置において、管電圧を100kV、電流を1mAとし、厚み0.5mmの銅の付加ろ過板を通してフィルタリングしたX線を試料(厚み1.0mm)に照射し、試料を透過するX線量(輝度)を測定した。X線源と検出器の距離は600mm、X線源と試料の距離は300mmとした。種々の厚みの鉛板についても同様の測定を行い、鉛板の厚みと輝度に関する検量線を作成した。検量線を用いて、試料の輝度に相当する鉛板の厚みを計算した。この鉛板の厚みを鉛当量(mmPb)と定義し、X線遮蔽性の指標とした。
[Evaluation of X-ray shielding properties (X-ray shielding properties per unit mass)]
In an X-ray generator in which the target metal is tungsten, the tube voltage is 100 kV, the current is 1 mA, the sample is irradiated with X-rays filtered through a copper additional filter plate having a thickness of 0.5 mm, and the sample is irradiated. The X-ray dose (luminance) transmitted through was measured. The distance between the X-ray source and the detector was 600 mm, and the distance between the X-ray source and the sample was 300 mm. Similar measurements were performed on lead plates of various thicknesses, and calibration curves related to the thickness and brightness of the lead plates were prepared. Using the calibration curve, the thickness of the lead plate corresponding to the luminance of the sample was calculated. The thickness of this lead plate was defined as a lead equivalent (mmPb), which was used as an index of X-ray shielding properties.

またX線の遮蔽性から、単位質量あたりのX線遮蔽性を求めた。単位質量あたりのX線遮蔽性(表1においては、「X線遮蔽性」と表記)は以下のような基準で評価した。
優:鉛当量(mmPb)/比重(g/cm)が0.08以上
不可:鉛当量(mmPb)/比重(g/cm)が0.08未満
Further, the X-ray shielding property per unit mass was determined from the X-ray shielding property. The X-ray shielding per unit mass (indicated as “X-ray shielding” in Table 1) was evaluated according to the following criteria.
Excellent: Lead equivalent (mmPb) / specific gravity (g / cm 3 ) is 0.08 or more Impossible: Lead equivalent (mmPb) / specific gravity (g / cm 3 ) is less than 0.08

Figure 2019056640
Figure 2019056640

表1に示すように、第1フィラーの含有量が多くなるほどX線遮蔽材としての評価用シートの比重は増大し、X線遮蔽性も増大する。一方、可撓性は第1フィラーの含有量が50体積%を超えると不十分となる。表1の結果からわかるように、可撓性およびX線遮蔽性を両立する範囲は第1フィラーの含有量が20体積%以上でかつ50体積%以下の範囲である。また第1フィラーの含有量がこの範囲内であれば、X線遮蔽材の比重は2.0以上4.0未満の適度な範囲となる。   As shown in Table 1, as the content of the first filler increases, the specific gravity of the evaluation sheet as the X-ray shielding material increases and the X-ray shielding properties also increase. On the other hand, the flexibility becomes insufficient when the content of the first filler exceeds 50% by volume. As can be seen from the results in Table 1, the range in which flexibility and X-ray shielding properties are compatible is a range in which the content of the first filler is 20% by volume or more and 50% by volume or less. If the content of the first filler is within this range, the specific gravity of the X-ray shielding material is in an appropriate range of 2.0 or more and less than 4.0.

[2.特性評価]
次に配合を変更して各物性を比較した。表2に各実施例・比較例の配合および評価結果を示す。表2において実験No.9〜実験No.12は実施例である。また実験No.13〜実験No.15は比較例である。
[2. Characterization]
Next, the formulation was changed and the physical properties were compared. Table 2 shows the composition and evaluation results of each of the examples and comparative examples. In Table 2, Experiment No. 9 to Experiment No. 12 is an example. In addition, Experiment No. 13 to Experiment No. 15 is a comparative example.

表2には使用した有機高分子材料の種類、可塑剤又は軟化剤の有無、フィラーの種類、およびX線遮蔽材の比重を示す。なお、使用した有機高分子材料は油展エチレンプロピレンジエンゴム(油展EPDM)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、ブチルゴム(IIR)および塩素化PE(塩素化ポリエチレン)である。   Table 2 shows the type of organic polymer material used, the presence or absence of a plasticizer or softener, the type of filler, and the specific gravity of the X-ray shielding material. The organic polymer materials used are oil-extended ethylene propylene diene rubber (oil-extended EPDM), ethylene propylene diene rubber (EPDM), butyl rubber (IIR), and chlorinated PE (chlorinated polyethylene).

Figure 2019056640
※1 油展EPDMを使用。
※2 油展EPDM中に、可塑剤としてのパラフィンオイルを含む。
Figure 2019056640
* 1 Oil-extended EPDM is used.
* 2 Oil-extended EPDM contains paraffin oil as a plasticizer.

表2に示すように、実験No.9〜実験No.12に示す実施例においてはいずれも単位質量あたりのX線遮蔽性が充分であった。これに対し、実験No.13〜実験No.15に示す比較例においてはいずれもX線遮蔽性(単位質量あたりのX線遮蔽性)が不充分であった。   As shown in Table 2, Experiment No. 9 to Experiment No. In all the examples shown in No. 12, the X-ray shielding per unit mass was sufficient. In contrast, Experiment No. 13 to Experiment No. In all of the comparative examples shown in FIG. 15, the X-ray shielding properties (X-ray shielding properties per unit mass) were insufficient.

また可塑剤を含まない実験No.11と比較して、実験No.9および実験No.10においては可撓性が向上した。このように軽量かつ可撓性を有するX線遮蔽材は、加工性が高く、特にX線防護衣に適用した場合には軽量かつ動きやすい点で好ましい。   In addition, Experiment No. containing no plasticizer. In comparison with Experiment No. 11, Experiment No. 9 and experiment no. In 10, the flexibility was improved. Such a lightweight and flexible X-ray shielding material is preferable in that it has high workability and is particularly lightweight and easy to move when applied to an X-ray protective clothing.

このように、本実施の形態に係るX線遮蔽材によれば、軽量でありながら充分なX線遮蔽能を有するX線遮蔽材を提供することが可能となる。   Thus, according to the X-ray shielding material according to the present embodiment, it is possible to provide an X-ray shielding material that is lightweight and has sufficient X-ray shielding ability.

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative in all respects and are not restrictive in any respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the meaning described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本願のX線遮蔽材は、軽量で、かつ充分なX線遮蔽性を有するX線遮蔽材が求められる分野において、特に有利に適用され得る。   The X-ray shielding material of the present application can be applied particularly advantageously in a field where an X-ray shielding material that is lightweight and has sufficient X-ray shielding properties is required.

10 X線遮蔽シート
20 母材
30 第1フィラー
40 保護層
60 第2フィラー
100 X線遮蔽用積層体
10 X-ray shielding sheet 20 Base material 30 First filler 40 Protective layer 60 Second filler 100 X-ray shielding laminate

Claims (8)

比重が1.0以下の有機高分子材料を含有する母材と、
前記母材に分散された実効原子番号50以上58以下の物質を含む第1フィラーと、を含み、
前記第1フィラーの含有量が20体積%以上50体積%未満である、X線遮蔽材。
A base material containing an organic polymer material having a specific gravity of 1.0 or less;
A first filler containing a substance having an effective atomic number of 50 or more and 58 or less dispersed in the base material,
X-ray shielding material whose content of the said 1st filler is 20 volume% or more and less than 50 volume%.
前記母材が、可塑剤および軟化剤のうち少なくともいずれか一方をさらに含有する、請求項1に記載のX線遮蔽材。   The X-ray shielding material according to claim 1, wherein the base material further contains at least one of a plasticizer and a softening agent. 比重が2.0以上4.0未満である請求項1又は請求項2に記載のX線遮蔽材。   The X-ray shielding material according to claim 1 or 2, wherein the specific gravity is 2.0 or more and less than 4.0. 前記第1フィラーが酸化セリウム又は金属スズである請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のX線遮蔽材。   The X-ray shielding material according to any one of claims 1 to 3, wherein the first filler is cerium oxide or metallic tin. ターゲット金属がタングステンであるX線発生装置において、管電圧が80kV以上150kV以下の条件で発生するX線を遮蔽する、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のX線遮蔽材。   The X-ray shielding material according to any one of claims 1 to 4, wherein in the X-ray generator in which the target metal is tungsten, X-rays generated under a tube voltage condition of 80 kV to 150 kV are shielded. タングステンおよびビスマスのうち少なくとも1つの元素を含む物質を第2フィラーとしてさらに含有する、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のX線遮蔽材。   The X-ray shielding material according to any one of claims 1 to 5, further comprising a substance containing at least one element of tungsten and bismuth as the second filler. 前記有機高分子材料がエチレンプロピレンジエンゴム、ブチルゴム、塩素化ブチルゴム、および臭素化ブチルゴムからなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のX線遮蔽材。   The X of any one of claims 1 to 6, wherein the organic polymer material is at least one selected from the group consisting of ethylene propylene diene rubber, butyl rubber, chlorinated butyl rubber, and brominated butyl rubber. Wire shielding material. シート状の成形体である、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のX線遮蔽材。   The X-ray shielding material according to any one of claims 1 to 7, which is a sheet-like molded body.
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