放射线屏蔽材料的制作方法

1.本发明涉及一种用于屏蔽放射线的放射线屏蔽材料。


背景技术：

2.以往，为了避免在医院、研究室、原子能设施等中，在放射性物质的存在下进行操作时的放射线暴露，公开了一种放射线防护衣。一般地，在放射线防护衣中，广泛使用了放射线屏蔽材料，该放射线屏蔽材料将铅、钨等具有放射线屏蔽能力的金属均匀地混和到橡胶或氯乙烯树脂等合成树脂中，并使其薄片化。
3.但是，使用了这样的放射线屏蔽材料的放射线防护衣不仅较重，而且通气性较差，为了缓和闷热而下了各种工夫。例如，在专利文献1中，针对穿用时的内侧结构，公开了一种放射线防护衣，其使以网状材料等具有通气性的衬里材料被覆的内侧结构缝合于穿用内侧，以缓和因出汗导致的闷热。
4.此外，在专利文献2中，公开了一种防护衣，其被构成为：在被构成为由将重金属用作防护材料的片材形成且在前表面进行基于拉锁的开闭的防护衣中，介由安装于该防护衣的背面的风扇取入的外部空气在该防护衣的内部流通，并从袖部及襟部排出。
5.[现有技术文献]
[0006]
[专利文献]
[0007]
专利文献1:日本实用新案登录第3098317号公报
[0008]
专利文献2:日本实用新案登录第3140666号公报


技术实现要素：

[0009]
[发明要解决的课题]
[0010]
然而，现有的放射线防护衣尽管进行了各种改良，但仍然通气性较差，易闷热，因此操作者的负担依然较大。
[0011]
本发明鉴于这样的情况而完成，其目的在于提供一种兼具优异的放射线屏蔽性能与透湿性的放射线屏蔽材料。
[0012]
[用于解决技术课题的技术方案]
[0013]
如权利要求1所述的放射线屏蔽材料，其特征在于，包含：主体部，其由构成三维网眼状骨架的基材构成，并具有连通气孔，以及金属，其具有放射线屏蔽能力；该放射线屏蔽材料具有介由连通气孔的透湿性。
[0014]
如权利要求2所述的放射线屏蔽材料，其特征在于，基材由纤维、发泡体材料、多孔材料或海绵状材料构成。
[0015]
如权利要求3所述的放射线屏蔽材料，其特征在于，金属的被膜被形成为覆盖主体部的基材的表面。
[0016]
如权利要求4所述的放射线屏蔽材料，其特征在于，利用jisl1099a－2法(正杯水法)(其中，设温度20℃，湿度65％rh)的透湿度为1g/m2·
h以上。
[0017]
如权利要求5所述的放射线屏蔽材料，其特征在于，主体部为由聚酯纤维构成的布帛。
[0018]
如权利要求6所述的放射线屏蔽材料，其特征在于，金属为铅。
[0019]
发明效果
[0020]
根据本技术的发明，能够提供一种兼具优异的放射线屏蔽性能与透湿性的放射线屏蔽材料。
附图说明
[0021]
图1是本发明的放射线屏蔽材料的实施例的电子显微镜照片。
[0022]
图2是图1所示的本发明的放射线屏蔽材料的被膜形成前的主体部的电子显微镜照片。
具体实施方式
[0023]
以下，针对本发明的实施方式，参照附图，具体进行说明。图1是本发明的放射线屏蔽材料的实施例的电子显微镜照片。图2是图1所示的本发明的放射线屏蔽材料的被膜形成前的主体部的电子显微镜照片。
[0024]
本发明的放射线屏蔽材料用于屏蔽放射线。是例如在医院、研究室、原子能设施、军事设施、宇宙空间等中，在放射性物质的存在下进行操作时，为避免暴露于放射线而被用于穿着、使用的放射线防护衣或用具的放射线屏蔽材料。放射线防护衣包含围裙、外套、裙子、内裤、覆盖穿用者几乎全身的类型、帽子、手套、护颈、披风等。此外，为了进一步提高放射线屏蔽能力，也可以重叠多个放射线屏蔽材料来用于放射线防护衣或用具。
[0025]
本发明的放射线屏蔽材料包含主体部和具有放射线屏蔽能力的金属。主体部由构成三维网眼状骨架的基材构成，并具有连通气孔。即，主体部自身由构成三维网眼状骨架的基材构成，作为由基材形成的三维网眼结构的间隙的气孔，例如成为了能够从厚度方向的、一个表面到另一表面地连通的连通气孔。本发明的放射线屏蔽材料介由该连通气孔而具有透湿性。
[0026]
关于本发明的放射线屏蔽材料所包含的金属，只要是具有放射线屏蔽能力的金属，就是任意的，例如具有从原子序号为40以上的铅、钨、锡、铋、碘、铯、钡、钽、锑、金、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆等中选择的至少1种元素。作为具有放射线屏蔽能力的金属，从具有较高的放射线屏蔽能力来说优选铅。
[0027]
本发明的放射线屏蔽材料能够通过维持主体部的三维网眼结构并保持连通气孔，从而兼具优异的放射线屏蔽性能与介由连通气孔的透湿性。
[0028]
另外，放射线屏蔽材料包含本发明的主体部和具有放射线屏蔽能力的金属，只要具有介由连通气孔的透湿性，就是任意的，例如，可举出：将铅、钨等具有放射线屏蔽能力的金属均匀地混和到橡胶或氯乙烯树脂、聚氨酯等合成树脂中并使其薄片化的材料；将含有该金属的合成树脂等形成为纤维状后织成薄片状的材料；以及为对以布帛为代表的薄片状的基材镀敷、涂布、喷雾该金属等得到的、且被构成为具有介由连通气孔的透湿性的材料。
[0029]
基材及主体部是任意的，但基材优选由纤维、发泡体材料、多孔材料或海绵状材料构成。由基材构成的主体部可举出：由纤维构成的布帛、编织物、无纺布、由使合成树脂等发
泡的发泡体材料构成的发泡体、由陶瓷、矿物等多孔材料构成的多孔体、以及由天然或合成海绵状材料构成的海绵状体等。
[0030]
本发明的放射线屏蔽材料优选以覆盖主体部的基材表面的方式形成有金属的被膜，该金属具有放射线屏蔽能力。即，关于本发明的放射线屏蔽材料，并非在其整个表面形成有大致平坦的金属层，而是由通过镀敷、涂布、喷雾金属等形成的金属的被膜覆盖构成主体部的三维网眼状骨架的基材表面。该情况从本发明的放射线屏蔽材料的实施例的电子显微镜照片(
×
200)即图1、以及图1所示的本发明的放射线屏蔽材料的被膜形成前的主体部(缎纹织)的电子显微镜照片(
×
200)即图2，能够明显看出。
[0031]
由于以覆盖构成主体部的基材表面的方式，形成有具有放射线屏蔽能力的金属的被膜，因而本发明的放射线屏蔽材料不必封闭主体部的三维网眼结构地将其维持，并保持连通气孔。由此，能够兼具具有放射线屏蔽能力的金属的被膜的优异的放射线屏蔽性能与介由连通气孔的透湿性。
[0032]
本发明的放射线屏蔽材料具有透湿性，因此优选的是，透湿度大于0g/m2·
h，利用jisl1099a－2法(正杯水法)(其中，设温度20℃，湿度65％rh)的透湿度为1g/m2·
h以上。
[0033]
此前，考虑到在放射线屏蔽材料中，放射线屏蔽性与透湿性为相反的功能。因此，针对放射线屏蔽材料的透湿性，一直以来没有进行研究。
[0034]
作为具有透湿性的代表材料，存在透湿防水布。透湿防水布被用于户外装、滑雪服、雨衣、尿布套等。当透湿防水布的透湿度为150g/m2·
h以上(a－1法)时，被评价为具有优异的透湿性。一般地，透湿防水布为以应对因剧烈运动的出汗等导致的衣服内部的高湿度为目的，具有高透湿性的材料。因此，透湿防水布的透湿度需要较高的值。
[0035]
另一方面，使用了放射线屏蔽材料的放射线防护衣基本上在控制了温度、湿度的室内，在进行设备的操作等时穿用。因此，放射线屏蔽材料需要考虑来源于不感蒸发(非出汗的水分散发)的衣服内部的湿度。据说，关于不感蒸发，在气温舒适且身体静卧的情况下，能够将23g/m2·
h视为标准(参照非专利文献1(久野宁著，“汗的故事”(日语：「汗
の
話」)，光生馆))。
[0036]
可是，虽然透湿度是透湿性的评价尺度，但其值会根据测定方法而大有不同。对于jisl1099：2012纤维制品的透湿度试验方法，可举出a－1法(氯化钙法)、a－2法(正杯水法)、b－1法(醋酸钾法)、b－2法(醋酸钾法的另一法i)，b－3法(醋酸钾法的另一法ii)、以及c法(出汗加热板法)。
[0037]
上述不感蒸发的值将来自皮肤表面的水分蒸发用人体天平，以体重的变化来测定。因此，在控制了温度、湿度的室内，透过本发明的放射线屏蔽材料的水蒸汽的质量即透湿度，优选将a－2法(正杯水法)的温度、湿度改变为20℃、65％rh来测定。以该方法测定的本发明的放射线屏蔽材料的透湿度具有透湿性，因此优选大于0g/m2·
h，且为1g/m2·
h以上，更优选的是，为5g/m2·
h以上，特别优选的是，为15g/m2·
h以上。
[0038]
此外，以另一测定方法即a－1法(氯化钙法)测定的本发明的放射线屏蔽材料的透湿度优选大于0g/m2·
h，且为50g/m2·
h以上，更优选的是，为150g/m2·
h以上，特别优选的是，为300g/m2·
h以上。
[0039]
当用具有上述的优异的透湿性的本发明的放射线屏蔽材料来制作放射线防护衣时，能够抑制将其穿用时的衣服内部的湿度的升高。
[0040]
此外，主体部的材料是任意的，有由无机材料构成的材料及由有机材料构成的材料。作为无机材料，例如有硅酸玻璃、丙烯酸玻璃等玻璃、或二氧化硅、氧化铝等陶瓷。作为有机材料，有木材、天然树脂、合成树脂、天然橡胶、合成橡胶、纸、天然纤维、合成纤维、以及由天然纤维或合成纤维构成的布帛等。
[0041]
作为合成树脂，有聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚氨酯、聚氯乙烯等。作为合成纤维，有尼龙纤维、聚酯纤维、聚烯烃纤维、丙烯酸纤维、聚氨酯纤维等。作为由天然纤维或合成纤维构成的布帛，有棉布帛、聚酯系的布帛、丙烯酸系的布帛、聚氨酯系的布帛等。
[0042]
作为主体部，不仅包含由这些无机材料或有机材料的单体构成的材料，也包含由多种无机材料的混合物、多种有机材料的混合物、以及无机材料与有机材料的混合物构成的材料。在本发明中，主体部优选为由纤维构成的布帛，尤其是由聚酯纤维构成的布帛，放射线屏蔽材料优选为将铅镀膜形成于聚酯100％的布帛得到的材料。
[0043]
向聚酯布帛那样的绝缘性的主体部镀敷金属的方法基本由以下工序构成：使主体部的表面粗糙化的工序；使催化剂吸附于粗糙化了的主体部的表面的工序；使催化剂金属化，从而在主体部的表面形成金属膜的工序；以及在金属膜上形成具有放射线屏蔽能力的金属的镀膜的工序。通过这样的方法，能够在布帛的纤维的表面，形成针对具有放射线防护性能厚度足够的金属镀膜。
[0044]
实施例
[0045]
以下，对本发明的放射线屏蔽材料的实施例进行说明，但本发明并不被以下的实施例限定。放射线屏蔽材料的评价按照以下的方法。
[0046]
＜直通气孔率＞
[0047]
关于直通气孔率，从试验片的下方照射光，以实体显微镜(
×
40)来拍摄透射过的光，将得到的图像取入到计算机中，用日铁住金technology(株)制的图像分析软件即粒子分析ver.3.5来转换为进行了黑白2值化处理的图像，计测气孔面积，并通过(1)式来算出了直通气孔率(p)。
[0048]
p＝pw/pa
×
100[％](1)
[0049]
在此，pw[pix]为气孔部分的像素数，pa[pix]为全部像素数。
[0050]
＜透湿度a－2法＞
[0051]
透湿度以改变了jisl1099：2012a－2法(正杯水法)的一部分的方法进行了测定。采集3张直径70mm的试验片，将温度40
±
2℃、湿度50
±
5％rh的恒温、恒湿装置内，改变为温度20℃、湿度65％rh的恒温、恒湿室内进行了试验。
[0052]
＜透湿度a－1法＞
[0053]
透湿度基于jisl1099：2012a－1法(氯化钙法)来进行了测定。采集3张直径70mm的试验片，在温度40℃、湿度95％rh的恒温、恒湿装置内进行了试验。
[0054]
＜放射线屏蔽材料的制作＞
[0055]
在本发明的实施例中，作为放射线屏蔽材料，使用了在由聚酯纤维构成的聚酯布帛形成了铅镀膜的材料。以下，示出其制作方法。
[0056]
首先，为了除去聚酯布帛表面的污垢，进行了脱脂处理。具体而言，用脱脂剂使聚酯布帛的表面的油分等污垢膨胀、浮起并将其除去。在本实施例中，作为脱脂剂，使用了奥
野制药工业(株)的碱性脱脂剂、以及ace-cleana－220(商品名)。在使ace-cleana－220以30～50g/l的比例溶解得到的溶液中，使聚酯布帛浸渍5分钟。然后，将聚酯布帛提起，并进行了水洗。
[0057]
接着，进行了整面处理，该整面处理使被脱脂的聚酯布帛的表面粗糙化，从而提高密接性。作为整面处理，使聚酯布帛浸渍于400g/l的氢氧化钾溶液1～3分钟。该期间中，氢氧化钾溶液被保持在40℃
±
5℃的温度范围。然后，将聚酯布帛提起，并进行了水洗。
[0058]
接着，对聚酯布帛的表面赋予电位，为了促进后续的催化剂吸附处理中的催化剂的吸附，进行了第1活性化处理。在本实施例中，作为表面调节剂，使用了奥野制药工业(株)的塑料用镀敷处理药品、以及condiliserfrconc(商品名，日语：
コンディライザー
fr
コンク
)。使聚酯布帛浸渍于50ml/l的condiliserfrconc溶液中1～3分钟。
[0059]
接着，进行了使催化剂吸附于聚酯布帛的表面的处理。在本实施例中，作为催化剂，使用了氯化钯(pd(ii)cl2)。为了使氯化钯催化剂吸附于聚酯布帛的表面，作为催化剂赋予剂，使用了奥野制药工业(株)的塑料用镀敷处理药品催化剂c(商品名)。在含有60ml/l的催化剂c、180～200ml/l的浓盐酸的溶液中，使聚酯布帛浸渍1～3分钟。
[0060]
接着，进行了使吸附于聚酯布帛的表面的氯化钯金属化的第2活性化处理。在本实施例中，作为活性化剂，使用了奥野制药工业(株)的opc－555促进剂m(商品名)。在100ml/l的opc－555促进剂m的溶液中，使吸附了氯化钯催化剂的聚酯布帛浸渍1～3分钟。通过该处理，吸附于聚酯布帛的表面的氯化钯被金属化，成为了金属钯。
[0061]
接着，通过对聚酯布帛的表面的金属钯进行置换镀敷，从而在聚酯布帛的表面形成铜镀膜。通过将在表面吸附有金属钯的聚酯布帛浸渍在含有甲醛作为还原剂的非电解镀铜液中，从而进行了非电解镀铜处理。作为非电解镀铜液，使用了含有甲醛作为还原剂的镀敷液。非电解镀铜液的温度被控制在40℃
±
5℃。铜镀膜的形成速度为1μm/10min。
[0062]
接着，针对在表面形成有铜镀膜的聚酯布帛，进行了镀铅处理。通过镀铅处理形成的铅镀膜的厚度根据通电时间及通电量来变化，因此针对形成有铜镀膜的聚酯布帛，可确定最佳的条件。在本实施例中，作为用于进行镀铅处理的铅镀敷液，使用了具有下述配合的镀敷液。
[0063]
pb(bf4)2ꢀꢀꢀꢀ
300g/l
[0064]
hbf4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
30g/l
[0065]
h3bo4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
40g/l
[0066]
将形成有铜镀膜的聚酯布帛浸渍在该镀敷液中，在槽电压6v、镀敷液温度30℃
±
5℃的条件下，进行了镀铅处理。每100cm2使17.4a的电流通电的情况下的铅镀膜的形成速度为10μm/min。通过这样去做，能够在聚酯布帛的表面形成铅镀膜。
[0067]
以下，示出从通过上述方法得到的放射线屏蔽材料中采集试验片来进行的试验结果。
[0068]
＜直通气孔率＞
[0069]
本实施例的放射线屏蔽材料的直通气孔率为0％。作为比较例，针对本实施例的放射线屏蔽材料的镀膜形成前的主体部(缎纹织)，也测定了直通气孔率，结果为6.2％。作为参考例，针对作为与用于本实施例的主体部织法不同的布帛的阔幅棉布，也测定了直通气孔率，结果为41.8％。此外，按照jist61331－1，对本实施例的放射线屏蔽材料的透射x射线
量进行了测定(逆宽束)，结果确认了铅当量(110kv)为大于0.00mmpb的值。本发明的放射线屏蔽材料的直通气孔率为0％，在构成布帛的纤维的表面形成有铅镀膜，因此具有优异的放射线屏蔽性能。
[0070]
＜透湿度a－2法＞
[0071]
本实施例的放射线屏蔽材料的透湿度为22.96g/m2·
h。作为比较例，对市售的透湿防水布(“new cubem－4874”，村田长株式会社制)进行了测定，结果透湿度为27.69g/m2·
h。此外，对被作为参考例而用于市售的围裙型的放射线防护衣的、在氯乙烯树脂中均匀地混合了铅的放射线屏蔽片进行了测定，结果透湿度为0.00g/m2·
h。本发明的放射线屏蔽材料具有接近一般的透湿防水布的优异的透湿性。
[0072]
＜透湿度a－1法＞
[0073]
本实施例的放射线屏蔽材料的透湿度为384g/m2·
h。本发明的放射线屏蔽材料具有优异的透湿性。
[0074]
本发明的实施例的放射线屏蔽材料通过维持主体部的三维网眼结构并保持连通气孔，从而与优异的放射线屏蔽性能一同地，具有优异的透湿性。在用本发明的放射线屏蔽材料例如制作放射线防护衣的情况下，能够改善穿用时的闷热。
[0075]
不脱离本发明的广义精神和范围地，本发明能够存在各种实施方式及变形。此外，上述实施方式仅用于对本发明进行说明，并不会限定本发明的范围。即，本发明的范围由权利要求书而非实施方式来表示。并且，在权利要求书内及与其同等的发明的意义的范围内实施的各种变形被视为本发明的范围内。
[0076]
本技术基于2019年11月19日申请的日本国专利申请特愿2019-208588号。在本说明书中，作为参照，援引了日本国专利申请特愿2019-208588号的说明书、权利要求书、以及全部附图。
[0077]
[工业可利用性]
[0078]
像以上那样，根据本发明，能够提供一种兼具优异的放射线屏蔽性能与透湿性的放射线屏蔽材料。