JP2013257205A - 放射線遮蔽金属複合綿及びその製造方法と、これを利用した衣服及び身の回り品並びに住宅用内装材 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、従来の放射線遮蔽素材を改良し、放射線の遮蔽に優れるとともに、柔軟性、通気性、軽量性に優れた放射線遮蔽素材及びその製造方法と、これを利用した衣服及び身の回り品並びに住宅用内装材を提供することを課題とする。
【解決手段】 樹脂膜上に放射線を遮蔽する金属層が形成された金属複合シートを繊維状又は短冊状に裁断し、撹拌することにより綿状にまとめられた放射線遮蔽金属複合綿及びその製造方法と、これを利用した衣服及び身の回り品並びに住宅用内装材である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、放射線遮蔽金属複合綿及びその製造方法と、これを利用した衣服及び身の回り品並びに住宅用内装材に関する。

放射線を遮蔽するため、従来は鉛を主要材料とする放射線遮蔽シートが使用されていた。ところが鉛は衛生面、環境面での問題があることから、これに代わるイリジウム、タングステン、鉄などの非鉛無機材料などを主要材料とする放射線遮蔽シートが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

さらに近年は、経済性、可撓性を重視した放射線遮蔽シートが提案されている。
このような放射線遮蔽シートとして、例えば希土類系酸化物の放射線遮蔽材料粉末を熱可塑性樹脂中に含有させたもの（特許文献２参照）、ウレタン系又はエポキシ系のエラストマ等から構成される基材中に、ステンレス、タングステン等の放射線遮蔽材料からなるフィラーを充填したシート本体からなるもの（特許文献３参照）が提案されている。

これまでに提案された放射線遮蔽シートは、重量性、経済性、可撓性の面で一定の効果があるが、次のような問題点があった。
（１）シート状であるため、立体的な加工がしずらい。
（２）放射線遮蔽の効果を上げようとして複数枚を重ねると、その分だけ重くなり、さらに柔軟性、可撓性が失われる。
（３）シート状であるため、例えば放射線遮蔽の衣服素材として利用しようとすると柔軟性、通気性の点で問題がある。

ＷＯ０１／０９９１１９号公報 特開２００７−８５８６５号公報 特開２０１１−９９７９１号公報

本発明は、従来の放射線遮蔽素材を改良し、放射線の遮蔽に優れるとともに、柔軟性、通気性、軽量性に優れた放射線遮蔽素材及びその製造方法を提供することを課題とする。
さらに、本発明は、放射線遮蔽に優れるとともに、柔軟性、通気性、軽量性に優れた放射線遮蔽素材を利用した衣服並びに住宅用内装材を提供することを課題とする。

本発明の課題を解決するための手段は、次のとおりである。
（１）放射線を遮蔽する金属層と少なくともその片面に樹脂膜を有し、繊維状又は短冊状の複数の金属複合シート片を綿状にまとめた放射線遮蔽金属複合綿。
（２）樹脂膜上に放射線を遮蔽する金属層が形成された金属複合シートを繊維状又は短冊状に裁断し、綿状にまとめられた放射線遮蔽金属複合綿。
（３）放射線を遮蔽する金属層を挟んで上下に樹脂膜が形成された金属複合シートを繊維状又は短冊状に裁断し、綿状にまとめられた放射線遮蔽金属複合綿。
（４）上記金属層は、イリジウム、タングステン、鉄、ステンレス鋼、亜鉛、銅、真鍮、錫、チタン、ニッケル、アルミニウムから選択されたいずれか１種からなる単層あるいは２種以上からなる複層であることを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の放射線遮蔽金属複合綿。
（５）樹脂膜上に放射線を遮蔽する金属層を形成した金属複合シートを用意する工程と、該金属複合シートを繊維状又は短冊状に裁断して複数個の金属複合シート片とする工程と、繊維状又は短冊状に裁断された該複数の金属複合シート片を綿状にまとめる工程とを備えた放射線遮蔽金属複合綿の製造方法。
（６）放射線を遮蔽する金属層を挟んで上下に樹脂膜が形成された金属複合シートを用意する工程と、該金属複合シートを繊維状又は短冊状に裁断して複数個の金属複合シート片とする工程と、繊維状又は短冊状に裁断された該複数の金属複合シート片を綿状にまとめる工程とを備えた放射線遮蔽金属複合綿の製造方法。
（７）上記（１）乃至（４）のいずれかに記載された放射線遮蔽金属複合綿を使用した衣服又は身の回り品。
（８）上記（１）乃至（４）のいずれかに記載された放射線遮蔽金属複合綿を使用した住宅用内装材。

本発明の放射線遮蔽金属複合綿では、次のような効果が得られる。
（１）金属複合綿の放射線遮蔽金属として、銅等の金属を採用できるため安価に製造できる。
（２）金属複合綿であるため、軽量性、柔軟性、通気性に富む。
（３）金属複合綿であるため、使用する金属複合綿の量及び厚みを調整することにより、放射線の遮蔽程度を調整することができる。
（４）金属複合シートを繊維状又は短冊状に裁断し、綿状にまとめているため、作製工程が簡単である。
（５）放射線を遮蔽する金属層を挟んで上下に樹脂膜が形成された金属複合シートとすることにより、放射線遮蔽金属複合綿における放射線を遮蔽する金属の酸化等による遮蔽特性の低下を防止することができる。

さらに、本発明の放射線遮蔽金属複合綿は、上記（１）乃至（５）に述べたような効果を有するため、衣服等の素材に採用することにより、放射線の直接的な遮蔽のみならず、放射線流出事故により汚染された地域で問題とされる、低レベル放射線による長時間被曝に起因するいわゆるペトカウ効果も防止することができる。
また、本発明の放射線遮蔽金属複合綿を住宅等の壁内に収容することにより、放射線の遮蔽に加えて住宅用断熱材等の住宅用内装材としても利用することができる。

本発明に係る放射線遮蔽金属複合綿の写真である。 検証に係る袋詰めされた放射線遮蔽金属複合綿（左）及び積層銅複合箔（右）の写真である。 本発明に係る放射線遮蔽金属複合綿（銅複合綿）試料１−１乃至１−５及び積層銅複合箔試料２−１乃至２−５の遮蔽率を示すグラフである。

本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は、本発明に係る放射線遮蔽金属複合綿の写真である。図１に示す放射線遮蔽金属複合綿は、樹脂膜上に放射線を遮蔽する銅層が形成された金属複合シートを繊維状又は短冊状に裁断し、撹拌することにより綿状にまとめられている。

放射線遮蔽金属複合綿は、このまま素材として使用してもいいし、適宜の量を袋に詰めた形にして使用してもよい。
さらに、放射線遮蔽金属複合綿を接着材によって定着させてもよいし、また樹脂等により固めて成形ブロックとしてもよい。

（放射線遮蔽金属複合綿の作製）
本発明に係る放射線遮蔽金属複合綿の作製工程の一例を工程順に以下説明する。
（１）樹脂膜上に放射線を遮蔽する金属層を形成した金属複合シートを用意する工程
樹脂層の上に金属層が蒸着等により形成された金属複合シートを用意する。樹脂層は、ビニル、ナイロン、ポリエステル、ＰＥＴ等柔軟性のある素材を用いる。厚みは１０μ〜３０μが好ましい。金属層は、実施例では０．０５μ〜５μの厚さに銅を蒸着して形成する。
なお、金属複合シートは樹脂層の上に金属層の積層構造としたが金属層を樹脂層で上下に挟んだ構造としてもよい。このような構造では、金属層の酸化等による劣化を防止し、放射線遮蔽効果を長期間維持させることができる。

（２）金属複合シートを繊維状又は短冊状に裁断して複数個の金属複合シート片とする工程
金属複合シートは、幅０．２ｍｍ〜１ｍｍ程度、長さ１０ｍｍ〜７５ｍｍ程度の繊維状又は短冊状の多数の（複数個の）金属複合シート片に裁断する。
（３）繊維状又は短冊状に裁断された多数の（複数個の）金属複合シート片を撹拌等により綿状にまとめる工程
繊維状又は短冊状に裁断された多数の（複数個の）金属複合シート片を例えば適宜撹拌して綿状にまとめることにより、図１に示す綿状の放射線遮蔽銅複合綿が得られる。

（放射線遮蔽効果の検証）
放射線遮蔽金属複合綿の放射線遮蔽効果を次のような試料を用意して検証した。
上記段落００１３乃至００１４で述べた作製方法で得られた放射線遮蔽銅複合綿を、１５ｃｍ四方の袋に詰めた重量の異なる試料１−１乃至１−５を用意した（図２の左側で袋詰めされた放射線遮蔽金属複合綿（銅複合綿ともいう）参照）。
試料１−１乃至１−５の重量は順に、６ｇ、１２ｇ、２４ｇ、４７ｇ、９４ｇとなっている。
試料１−１乃至１−５の重量及び厚みは、表１のとおりである。

次に、樹脂上に銅を蒸着し１枚の厚みを２３ミクロンとした銅複合シートを、１５ｃｍ四方としたものを積層した試料２−１乃至２−５を用意した（図２の右側で折り畳まれた銅複合シート（積層銅複合箔ともいう）参照）。試料２−１乃至２−５の重量は、積層枚数に応じて順に、６ｇ、１２ｇ、２４ｇ、４７ｇ、９４ｇとなっている。
試料２−１乃至２−５の重量、積層枚数及び厚みは、表２のとおりである。

＜検証方法＞
γ線放射線源（核種：セシウム１３７、１３４）と日立アロカメディカル社製ＴＧＳβγサーベイメ−タ）との間に、上記試料１−１乃至２−５を順に配置して放射線遮蔽効果の検証を行った。放射線量の計測は各３分間としこれを３回繰り返した。放射線量の数値は、各回における最高値と最低値の中間値を算出し、３回の中間値の平均値を採用した。
なお、γ線放射線源の放射線量は、１４９４／分であり、室内ブランクは、４５／分であった。

＜検証結果＞
放射線遮蔽金属複合綿（銅複合綿）に係る試料１−１乃至１−５の透過放射線量の測定値及び算出された遮蔽率は、表３のとおりである。

積層銅複合箔に係る試料２−１乃至２−５の透過放射線量の測定値及び算出された遮蔽率は、表４のとおりである。

試料１−１乃至１−５及び試料２−１乃至２−５の遮蔽率を図３に示す。横軸は、放射線遮蔽金属複合綿（銅複合綿）及び積層銅複合箔の重量である。
以上の検証結果から、次のようなことが分かる。
（１）放射線遮蔽金属複合綿は、重量が同一の積層銅複合箔に比べて放射線遮蔽率が高い。
（２）積層銅複合箔では９０％の放射線遮蔽率を得るのに、積層枚数１２８（試料２−５）を要し、９４ｇ必要であるのに対し、放射線遮蔽金属複合綿（銅複合綿）（試料１−３）ではその約４分の１の２４ｇで十分である。このため、軽量かつ高放射線遮蔽率の素材として使用可能であることが分かる
（３）放射線遮蔽金属複合綿（銅複合綿）では、厚み１６．７ｍｍの試料１−３以上で９０％以上の放射線遮蔽率が得られている。すなわち、放射線遮蔽金属複合綿（銅複合綿）では、１６．７ｍｍ以上の厚みがあれば十分高い放射線遮蔽率が得られ、放射線遮蔽物として実用に十分耐えることが分かる。

（放射線遮蔽金属複合綿の変形例）
本発明に係る実施例（試料１−１乃至１−５）では、放射線遮蔽金属として銅を選択したが、イリジウム、タングステン、鉄、ステンレス鋼、亜鉛、真鍮、錫、チタン、ニッケル、アルミニウムであつてもよい。銅の単層としたが、上記金属の内の１種を選択して単層としてもよいし、上記金属の内の２種以上を選択して複層としてもよい。
また、樹脂の種類あるいは金属の形成方法等は、樹脂あるいは金属の特性を考慮して最適のものが選択されることになる。

（本発明に係る放射線遮蔽金属複合綿）
本発明に係る放射線遮蔽金属複合綿には、繊維状又は短冊状の複数の金属複合シート片を綿状にまとめたもののみならず、繊維状又は短冊状の複数の金属複合シート片を絡み合わせてシート状の不織布にまとめたものも包含される。

（放射線遮蔽金属複合綿の適用例）
放射線遮蔽金属複合綿の適用例としては、次のようなものがあげられる。
（１）放射能汚染がれき物の放射線遮断シート
これは、本発明に係る放射線遮蔽金属複合綿の高遮蔽性に基づくものである。放射能汚染がれき物の放射線遮断シートは、放射線遮蔽金属複合綿を所定の袋に収納してシートとしたものである。
（２）放射能汚染地域の住宅の壁内、屋根裏等の断熱を兼ねた住宅用内装材
これは、本発明に係る放射線遮蔽金属複合綿の高遮蔽性、空気層を含む断熱性、柔軟性、可変形性等に基づくものである。
なお断熱性を高めるため、本発明に係る放射線遮蔽金属複合綿にペットウール、セルロースウール、グラスウール等を混合して袋詰めしてもよい。
また、本発明に係る放射線遮蔽金属複合綿と断熱材層とを積層して、二層あるいは三層にすることにより、相乗効果を高めることもできる。
さらに、本発明に係る放射線遮蔽金属複合綿を樹脂等に混ぜて成形ブロックとしてもよい。
（３）放射能汚染地域における衣服や身の回り品の素材
これは、本発明に係る放射線遮蔽金属複合綿の高遮蔽性に加えて、軽量性、通気性、柔軟性、可変形性等に基づくものである。

なお、本明細書に開示した実施例並びに応用例は、本発明の理解を容易にするために例示したものであって、本発明はこれに限定されない。
すなわち、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない限り、放射線遮蔽金属複合綿の作製、応用分野への適用に当たって、適宜の設計変更が可能であることは言うまでもないことである。

Claims (8)

1. 放射線を遮蔽する金属層と少なくともその片面に樹脂膜を有し、繊維状又は短冊状の複数の金属複合シート片を綿状にまとめた放射線遮蔽金属複合綿。
2. 樹脂膜上に放射線を遮蔽する金属層が形成された金属複合シートを繊維状又は短冊状に裁断し、綿状にまとめられた放射線遮蔽金属複合綿。
3. 放射線を遮蔽する金属層を挟んで上下に樹脂膜が形成された金属複合シートを繊維状又は短冊状に裁断し、綿状にまとめられた放射線遮蔽金属複合綿。
4. 上記金属層は、イリジウム、タングステン、鉄、ステンレス鋼、亜鉛、銅、真鍮、錫、チタン、ニッケル、アルミニウムから選択されたいずれか１種からなる単層あるいは２種以上からなる複層であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線遮蔽金属複合綿。
5. 樹脂膜上に放射線を遮蔽する金属層を形成した金属複合シートを用意する工程と、該金属複合シートを繊維状又は短冊状に裁断して複数個の金属複合シート片とする工程と、繊維状又は短冊状に裁断された該複数の金属複合シート片を綿状にまとめる工程とを備えた放射線遮蔽金属複合綿の製造方法。
6. 放射線を遮蔽する金属層を挟んで上下に樹脂膜が形成された金属複合シートを用意する工程と、該金属複合シートを繊維状又は短冊状に裁断して複数個の金属複合シート片とする工程と、繊維状又は短冊状に裁断された該複数の金属複合シート片を綿状にまとめる工程とを備えた放射線遮蔽金属複合綿の製造方法。
7. 上記請求項１乃至４のいずれか１項に記載された放射線遮蔽金属複合綿を使用した衣服又は身の回り品。
8. 上記請求項１乃至４のいずれか１項に記載された放射線遮蔽金属複合綿を使用した住宅用内装材。