JPS61120989A - 固体飛跡検出器 - 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〕 本発明は固体飛跡検出器に関する。さらに詳しくは、特
定した組成割合のアルキレングリコールビスアリルカー
ボネート共重合体を素材とし、該成形品の表面に中性子
の如き素粒子の衝突により形成される潜像を該成形品の
表面を化学エツチングすることにより、明Ｉｌ！なエッ
チビットの顕像として観察することのできる固体飛跡検
出器に関する。

〔従来技術〕

重合体素材を固体飛跡検出器に使用する場合には、荷電
粒子の通過経路に沿って重合体分子鎖の切断が起り潜像
が形成される。この潜像は例えば荷電粒子にさらされた
固体検出器をアルカリ処理の如き化学エツチング処理す
るとエッチビットとして顕像化するので、このエッチビ
ットの形状、大きさあるいは深さ等を顕微鏡観察し解析
することにより、荷電粒子の存在、その強さあるりはそ
の荷電粒子等を決定することができる。

従来、固体飛跡検出器の重合体素材としては硝駿セル田
−ス、ポリカーボネート、ジエチレングリコールビスア
リルカーボネートのホモポリマー（商品名ＣＲ−３９）
あるいはＣＲ−３９と少量のジオクチルフタレートとの
混合が代表的なものとして知られて≠る（　Ｐｈｙｓｉ
ｃｓ　’ｌ’ｏｄａｙ。

１９８１　、３ｅｐｔｅｍｂ＠ｒ　、　ｐａｇｅ　３２
−３９参照）上記のうち、ポリカーボネートは表面荒れ
とでこほこのエッチピット、また、硝酸セルロースは表
面あれと７エーデング現象があることが知られて−る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ジエチレングリコールビスアリルカーボネートの重合体
は、固体飛跡検出器の素材としてポリカーボネートおよ
び硝酸セルロースよりも優れておりエッチビットの形成
が良好である。しかしながら、ジエチレングリコールビ
スアリルカーボネートの重合体は化学エツチング処理に
よって高分子鎖の切断を起すため、化学エツチング後に
エッチピットの他に表面に荷電粒子の飛跡とは関係のな
いバックグランドホールを生じる欠点がある。即ち、バ
ックグランドホールの生成により素材表面の平滑性が失
なわれて、光の乱反射による透明性あるいは、光透過性
の低下を起しエッチピットの識別を困難にする。

一方、ジエチレングリコールビスアリルカーボネートの
重合体と少量のジオクチル７タレートとの混合物は、固
体飛跡検出器として必要なエッチピットの光学的性質が
改善されていることが上記したＰｈｙｓｉａａ　Ｔｏｄ
ａｙに開示されている。

本発明の目的は、中性子荷電粒子等の飛跡を感度良く検
出することのできる固体飛跡検出器を提供することにあ
る。

本発明の他の目的は、化学エツチング処理によってバッ
クグランドホールの形成による表面平滑性が損失するこ
との無い固体飛跡検出器を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、上記のｔｘＪき目的を達成
するための素材として、特定された共重合組成を持つジ
エチレングリコールビスアリルカーボネートの共重合体
を提供することにある。

本発明のさらに他の目的および利点は、以下の説明から
明らかとなろう。

〔問題を解決するための手段〕

本発明によれば、本発明のかかる目的および利点は、 ■下記一般式σ） （ここで、Ｒ１は炭素数２〜６のアルキレン基であり、
…は１〜６の整数である。） で表わされるアルキレングリコールビスアリルカーボネ
ートから導かれろ重合単位と ■下記一般弐〇 Ｒ，０ （ここで、Ｒ２は水素原子又はメチル基であり、Ｒ３は
炭素′Ｉ＆６〜２０の非置換もしくは置換アルキル基で
ある。） で表わされるアクリル酸アルキルエステル又はメタクリ
ル酸アルキルエステルから導かれる重合単位 とかも実質的になり且つ上記一般式〇で表わされるアク
リル酸アルキルエステル又はメタクリル酸アルキルエス
テルから導かれる重合単位がこの架橋共重合体に対して
０．５〜３モル％の割合で含有されている架橋共重合体
から成る固体飛跡検出器によって達成される。

、　本発明の固体飛跡検出器に用いられる架橋共重合体
において、該重合体が上記式σンのアルキレングリコー
ルビスアリルカーボネートから導かれる重合単位と上記
式■のアクリル酸アルキルエステル又はメタクリル酸ア
ルキルエステルから導かれる重合単位とから実質的に成
ること、そして上記式０のモノマーから導かれろ重合単
位が該架橋重合体の０．５〜３モル％を占めることは極
めて重要である。なぜなら、後述するとおりこれらの２
つの条件のいずれか１又は両方が充足されない架橋共重
合体によって本発明の目的を達成することはできないか
らである。

本発明で用いられるアルキレングリコールビスアリルカ
ーボネートは上記一般式で表わされる。一般式（１）に
おいてＲ１は炭素Ｗ１．２〜６のアルキレン基であり、
ｎは１〜６の整数である。

炭素数２〜６のアルキレン基としては、例えばエチレン
、１．２−又は１．３−プロピレン。

１．４−ブチレン、１，５−ペンチレンおよび１．６−
ヘキシレン等をあげることができる。

Ｒ１としては炭素数２〜４のアルキレン基が好ましく、
ｎとしてはｌ又は２が好ましい。

アルキレングリコールビスアリルカーボネートとしては
例えば、エチレン、グリコールビスアリルカーポネー）
ｅ　　１，２−又は１．３’−゛プ゛ロピレングリコー
ル、ジエチレングリコールビスアリルカーポネート、ジ
プロピレングリコールビスアリルカーボネート、ジプチ
レングリフールビス１リルカーポネート等を好ましいも
のとしてあげることもできる。これらのうち、エチレン
グリコールビスアリルカーボネート、１゜２−又は１，
３−プロピレングリコールビスアリルカーボネート、ジ
エチレングリコールビスアリルカーボネートおよびジブ
党ピレングリコールビスアリルカーボネートがとりわけ
好ましいＯ 本発明で用いられるアクリル酸アルキルエステル又はメ
タクリル酸アルキルエステルは上記一般式０で表わされ
るものに特定される。一般式〇においてＲ２は水素原子
又はメチル基であり、Ｒ３は炭素数６〜２０の非置換又
は置換アルキル基である。Ｒ３の炭素数６〜２０の非置
換アルキル基はヘキシル、ヘプチル、オクチル。

ノニ５，７シル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、
ペンタデシル、ヘキサ−デシル、ヘプタデシル、オクタ
デシル、ノナデシル、およびエイコブシルであり、これ
らは直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。これら
のアルキル基は置換されていることができる。かかる置
換基はアルキル基の少なくとも１つの水素の置換基とし
て存在することができ、例えば塩素、臭素、沃素、フッ
素の如きハロゲン原子；メトキシ、エトキシ、プロポキ
シ、ブトキシの如き炭素数１〜４の低級アルコキシ基、
あるいはフェノキシ基等を好ましいものとしてあげるこ
とができる。

アクリル酸アルキルエステル、又はメタクリル酸アルキ
ルエステルとしては、上記一般式０のＲ３の定義によっ
て例えばアクリル酸もしくはメタクリル酸ヘキシル、ア
クリル酸もしくはメタクリル酸２−エチルヘキシル、ア
クリル酸もしくはメタクリル酸ｎ−ドデシルあるいはア
クリル酸もしくはメタクリル酸ステアリル等を好ましい
ものとしてあげること′ができる。Ｒ３のアルキル基の
炭素数が６より小さい場合には架橋共重合体は化学エツ
チング処理したのち、その透明性を大巾に喪失し、本発
明の目的を達成することができなり。またＲ１のアルキ
ル基の炭素数が２０を起える場合には、架橋共重合体を
製造する際にアルキレングリコールビスアリルカーボネ
ートとの相溶性が低下し、均一混合が困難となり、ひい
ては平滑な表面を持つ架橋共重合体を得ることができな
い。

本発明によって用いられるアクリル酸アルキルエステル
又はメタクリル酸アルキルエステルとしては、特に一般
式〇においてＲ３が炭素数８〜１８の非置換もしくは置
換アルキル基であるものが好ましい。

本発明で用いられる架橋共重合体は、上記一般式〇）の
アルキレングリフールビスアリルカーボネートの重合単
位と上記一般式０のアクリル酸アルキルエステル又はメ
タクリル酸アルキルエステルの１合単位から実質的に成
り、しかも上記一般式■のモノマーからの重合単位が共
重合体の０．５〜３モル弾を占めるものでなければなら
ない。上記一般式〇のアクリルモノマーから導かれる重
合単位の占める割合が０．５モル％より少ない場合には
、化学エツチング処理によって表面にバックグランドホ
ールを生成し、透明性の著しく損なられた処理物を与え
るため、固体飛跡検出器として用いられない。また上記
一般式〇のアクリルモノマーから導かれる重合単位の占
める割合が３モル％を超える場合には、中性子、荷電粒
子等によるエッチピットの形成感度が低下し好ましくな
い。

上記した如く本発明において架橋共重合体を構成する重
合単位のアクリルモノマーが、上記一般式０で示される
ように炭素数６〜２０の非置換又は置換アルキル基を有
していることと共に、該架橋共重合体がこのアクリルモ
ノマーに由来する重合単位を０．５〜３モル％の割合で
含有することが極めて重要である。このことは後述する
実施例において具体的なデーターによって実に理解され
よう。

本発明の固体飛跡検出器を形成する架橋重合体は通常シ
ートの形態で提供され、シートの形態で固体飛跡検出器
として用いられる。

本発明で用いられる架橋重合体は、歯の前装冠又はジャ
ケットクラウンの外層用レジンとして特公昭５９−３１
４８４号に記載されたアルキレングリフールビスアリル
カーボネートを５０重量％以上含む共重合体に広い意味
において含まれる。しかしながら、特公昭５９−３１４
８４号公報には本発明の組成を持つ架橋共重合体は具体
的に記載されて―ず、むろん固体飛跡検出器については
何らのすらなされていない。

本発明で用いられる架橋共重合体は、これ自体公知の方
法によって製造することができる。

好適に採用される代表的な方法を例示すれば、エラスト
マーガスケット又はスペーサーで保持されているモール
ド間に、ラジカル開始剤を含む前記一般式０）で示され
るアルキレングリフールビスアリルカーボネートを前記
一般式〇で示されろアクリル酸アルキルエステル又はメ
タクリル酸アルキルエステルとの混合液を注入し、空気
炉中で硬化重合させた後取り出すことにより、架橋重合
体を直接シートとして得られる。

重合は一般に比較的低温下でゆっくりと重合を開始し、
重合終了時に高温下で硬化させる所謂２段重合な実施す
るのが好適である。例えば室温〜７０℃程度でゆっくり
と重合させた後、８０〜１２０℃程度の高温で重合を完
結させると得られ、シートにひずみが残留しないので好
ましい。

また上記原料化合物の混合に先きだち、アルキレングリ
コールビスアリルカーボネートを一部５〜２０％程度部
分的に重合して使用することも出来、更に重合開始剤の
存在下に共重合成分単量体の混合物を予備的に重合させ
て、該混合物の粘度をあげたのち、注型重合することも
できる。

、上記ラジカＡ／重合開始剤は特に限定されず公知のも
のが使用できろ。例えば、ジイソプロピルパーオキシジ
カーボネート、アゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベ
ンゾイル等通常のラジカル重合開始剤である。該ラジカ
ル重合開始剤の使用量は、重合形式１重合条件９重合成
分の単量体の種類等によって異なり一般に限定できない
が、一般には、全単量体に対して０．０１〜１０重量％
の範囲で用いるのが最も好ましい。

また、前記重合に際し、離型剤、紫外線吸収剤、酸化防
止剤２着色防止剤、帯電防止剤、ケイ光染料、その他各
種安定剤又はその他の酢加剤の添加は必要に応じて選択
して使用することができる。

本発明の固体飛跡検出器を構成する前記一般式σ】及び
同■で示される原料から導かれる重合単位からなる共重
合体物中の上記各種重合単位の罹認は、公知の方法で実
施出来る。一般にはＦＴＩＲスペクトロメーター＃　１
３ＣＩＮＭＲＩ熱分解ガスクロとマススペクトロ、熱分
解ガスクロ等によって実施できる。

前記重合で得られたシートは、そのまま固体飛跡検出器
として、使用出来るし、該シートを枠体の内にはめ込み
例えばバッチとして使用することも出来る。

また一般に該シートを荷電粒子を測定するのに使用する
場合には、その４！ま荷電粒子の存在する場所に置−て
使用すればよい。また中性子を測定する場合は中性子が
荷電を有しないため、直接シート上に潜像を鮮明につけ
ることが出来ないので、一般には中性子の照射によりプ
ロトンを発生するようなフィルム又はシートで該シート
表面を被覆し、この被覆面が中性子の照射に対向するよ
うにして使用される。

上記被覆に使用されるフィルム又はシートとしては炭素
、水素結合を有する高分子物質でなるものが使用される
。例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチ
レン、ポリイソプレン、ポリビニルメチルエーテル、ポ
リアクリ。

ルニトリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニー
ルアルコール、ポリスチレン、ポリカ゛プ四ラクタム、
ポリ　（メタ）アクリルメチルエーテル等を素材として
なるものである。

前記の固体飛跡検出器に使用するシートの厚みは、その
使用条件、使用環境等によって異なり一概に限定出来る
ものではないが、一般には、０．０５〜１０ＩＩＩＩの
範囲から選ぶのが最も好適である。

〔効　果〕

本発明の固体飛跡検出器は中性子又は荷電粒子に対して
敏感に潜像を生成する。しかし、該潜像の形成はこのま
ま観察することが出来ないので、一般には潜像を形成し
た固体飛跡検出器を化学エツチング処理例えば苛性ソー
ダ、苛性カリ等のアルカリエツチング処理に対し該化学
エツチング処理後にシート表面に顕在化するエッチピッ
トとして顕微鏡（写真）によって確認する手法が好適に
採用される。

本発明の固体飛跡検出器は上記中性子、荷電粒子によっ
て形成される潜像が極めて感度よく形成されるばかりで
なく、化学エツチング処理後に於いてもシートの表面は
平滑で、中性子。

荷電粒子によって形成されるエッチビットが明確にマー
クされる。

しかも化学エツチング処理後のシートは後述する実施例
でも明らかなように、透明性がほとんど損われることが
ない特徴を有する。これらの優れた特徴のため、本発明
の５ｓＴｎｓ＊従来固体飛跡検出器に改善が求められて
来た欠陥の克服をほぼ完全になく得たすばらしいもので
ある。

〔実施例〕 本発明を更に具体的に説明するため、以下に実施例及び
それに対応する比較例を示すが、本発明はこれらの実施
例に限定されるものではない。なお、実施例及び比較例
において試験片（シート）の作成、化学エツチング処理
、？１明性の測定は夫々下記の方法に基づいて行なった
。

・シート製造方法 サンプルシートは注型重合によって作った。

大きさ２００Ｘ２００％、厚さ８％の強化ガラス２枚用
い、その間に厚さ１．７′Ｘ、のシリコン製の注入用の
切れ目を有するガスケットをはさみ、周辺をバインダー
クリップで固定しセルを作った。

原料単量体は、原料単量体と混合した後□、真空ポンプ
で１〜’ｌ　ｔｏｒｒで１分間脱気して０．４５μのフ
ィルター（東洋メンブランフィルタ−ＴＹＰＥ　ＴＭ−
２Ｐ　）を使用してろ過、脱気した。

セルの注入口から単量体を注入し空気オーブン中で４０
℃〜９０’Ｃまで、２４時間かけてゆっくり重合した。

重合後、離型し、１００℃で１時間後硬化を行ない厚さ
１．６１のシートを得た。

・透明性測定 エツチングしたシートは分光光度計（日立３２３型分光
光度計）を使用して紫外部５３０認の透過率を測定した
。

実施例１ ジエチレングリコールビスアリルカーポネー）（ＴＳ−
１６；商品名、徳山曹達■社製）９＆７５重量襲、第１
表に示すメタクリル酸アルキルエステル１．２５重量％
よりなる組成物１００重量部に対して重合開始剤として
ジイソプロピルパーオキシジカーボネートを２．８重量
部加えて１時間攪拌したのち、前記シートの製造方法に
準じてシートを作った。

このｇｈｓｅｔ　　の表面に厚さ０．９簡のポリエチレ
ンシートを被覆した。このポリエチレンシートが被覆さ
れた面に２５２０ｙ　　（カリホルニウム）より放射さ
れる中性子を照射した。その後、上記シートを５．２　
Ｎ　−ＮａＯＨ水溶液中に６０℃で１８時間浸漬してエ
ツチング処理を行った。その後、このシートの表面単位
面積当り＜ａｄ）のエッチピットの数を顕微鏡写真（３
００倍）により算出シた。尚、上記エッチピットの算出
は、エッチピットとバックグランドホールの区別がつか
ないものについては、エッチビット数に加算しないで実
施した。

その結果は第１表に示す通りであった。なお、第１表の
Ｍ／Ｍ十Ａ（モル％）は、メタクリル酸アルキルエステ
ル（Ｍ）のジエチレングリコールビスアリルカーボネー
ト（Ａ）とにおける含有割合を示す。

またエツチング処理前と後のそれぞれのシートの透過率
につ−て測定した結果は第２表に示す通りであった。

以下余白 実施例２ 実施例１で使用したジエチレングリコールビスアリルカ
ーボネートに代り、アルキレングリコールビスアリルカ
ーボネートを用いた以外は実施例１の第１表＆８と同じ
方法で実施した。

その結果を第３表に示す。

以下余白 実施例３ 実施例１の第１表ム８に於けるメタクリル酸ｎ−ドデシ
ルエステルの配合割合を第４表に示すように変えた以外
は実施例１と同様に実施した。その結果は第４表に示す
通りであった。

以下余白 実施例４ 実施例１のメタクリル酸アルキルエステルに代り、第５
表に示すアクリル酸アルキルエステルを用いた以外は実
施例１と同様に実施した。

その結果は第５表に示す通りであった。

Ｊ′ξ下余白

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）（Ａ）下記一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼・・（ I ） （ここで、Ｒ＿１は炭素数２〜６のアルキレン基であり
   、ｎは１〜６の整数である） で表わされるアルキレングリコールビスアリルカーボネ
   ートから導かれる重合単位と （Ｂ）下記一般式（II） ▲数式、化学式、表等があります▼ （ここで、Ｒ＿１は水素原子またはメチル基であり、Ｒ
   ＿３は炭素数６〜２０の非置換もしくは置換アルキル基
   である） で表わされるアクリル酸アルキルエステルまたはメタク
   リル酸アルキルエステルから導かれる重合単位とから実
   質的になり、且つ上記（II）で表わされるアクリル酸ア
   ルキルエステルまたはメタクリル酸アルキルエステルか
   ら導かれる重合単位が、この架橋共重合体に対し０．５
   〜３モル％の割合で含有されている架橋共重合体から成
   る固体飛跡検出器
2. （２）上記一般式（ I ）のアルキレングリコールビス
   アリルカーボネートがエチレングリコールビスアリルカ
   ーボネート、１，２−または１，３−プロピレングリコ
   ールビスアリルカーボネート、ジエチレングリコールビ
   スアリルカーボネート、ジプロピレングリコールビスア
   リルカーボネートおよびそれらの混合物よりなる群から
   選ばれる特許請求の範囲第１項記載の固体飛跡検出器
3. （３）上記一般式（II）のアクリル酸アルキルエステル
   がアクリル酸ヘキシル、アクリル酸２−エチルヘキシル
   、アクリル酸ｎ−ドデシルまたはアクリル酸ステアリル
   である特許請求の範囲第１項記載の固体飛跡検出器
4. （４）上記一般式（II）のメタクリル酸アルキルエステ
   ルがメタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸２−エチルヘ
   キシル、メタクリル酸ｎ−ドデシルまたはメタクリル酸
   ステアリルである特許請求の範囲第１項記載の固体飛跡
   検出器