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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022099882
(43)【公開日】2022-07-05
(54)【発明の名称】Ｘ線遮蔽組成物及びＸ線遮蔽組成物の製造方法
(51)【国際特許分類】
G21F 1/10 20060101AFI20220628BHJP
G21F 1/08 20060101ALI20220628BHJP
G21F 1/06 20060101ALI20220628BHJP
C08J 3/20 20060101ALI20220628BHJP
B29B 7/64 20060101ALI20220628BHJP
B29B 7/62 20060101ALI20220628BHJP
C08K 3/01 20180101ALI20220628BHJP
C08L 21/00 20060101ALI20220628BHJP
【ＦＩ】
G21F1/10
G21F1/08
G21F1/06
C08J3/20 B CEQ
B29B7/64
B29B7/62
C08K3/01
C08L21/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020213941
(22)【出願日】2020-12-23
(71)【出願人】
【識別番号】594164542
【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】393002634
【氏名又は名称】キヤノン化成株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001771
【氏名又は名称】特許業務法人虎ノ門知的財産事務所
(72)【発明者】
【氏名】寺尾 優佑
(72)【発明者】
【氏名】谷口 昭彦
(72)【発明者】
【氏名】東木 裕介
(72)【発明者】
【氏名】橋本 正幸
(72)【発明者】
【氏名】山田 晃久
【テーマコード（参考）】
4F070
4F201
4J002
【Ｆターム（参考）】
4F070AA16
4F070AC04
4F070AC06
4F070AC11
4F070AC14
4F070AC40
4F070AC45
4F070AC46
4F070AC50
4F070AC56
4F070AC66
4F070AC94
4F070AE02
4F070AE03
4F070AE08
4F070AE23
4F070FA03
4F070FB06
4F070FB07
4F070FC03
4F070FC09
4F070GA05
4F070GB02
4F070GB07
4F070GC02
4F201AA45
4F201AB16
4F201AE03
4F201AH63
4F201BA01
4F201BK16
4F201BK26
4J002AC001
4J002BB151
4J002DA038
4J002DA116
4J002DA117
4J002DB016
4J002DE097
4J002DJ018
4J002FD018
4J002FD030
4J002FD140
4J002FD150
4J002FD206
4J002FD207
4J002GB01
4J002GD00
(57)【要約】
【課題】Ｘ線遮蔽性及びロール加工性の双方の観点で良好なＸ線遮蔽組成物を提供することである。
【解決手段】実施形態に係るＸ線遮蔽組成物は、ゴム材を備えるＸ線遮蔽組成物であって、第１の遮蔽材と、第２の遮蔽材と、を備える。第１の遮蔽材は、前記ゴム材に混合され、タングステン、タングステン化合物の少なくとも一つを含む。第２の遮蔽材は、前記ゴム材に混合され、ビスマス、ビスマス化合物、モリブデン、モリブデン化合物、バリウム、バリウム化合物、ジルコニウム、ジルコニウム化合物、タンタル、タンタル化合物、ニオブ、ニオブ化合物の少なくとも一つを含む。Ｘ線遮蔽組成物は、前記Ｘ線遮蔽組成物に対する、前記第１の遮蔽材と前記第２の遮蔽材とから構成されるＸ線遮蔽材の割合は、３０体積％以上、７０体積％以下であり、前記第１の遮蔽材と前記第２の遮蔽材との体積比率は、０．５：９．５～８：２の範囲内である。
【選択図】図１
【解決手段】実施形態に係るＸ線遮蔽組成物は、ゴム材を備えるＸ線遮蔽組成物であって、第１の遮蔽材と、第２の遮蔽材と、を備える。第１の遮蔽材は、前記ゴム材に混合され、タングステン、タングステン化合物の少なくとも一つを含む。第２の遮蔽材は、前記ゴム材に混合され、ビスマス、ビスマス化合物、モリブデン、モリブデン化合物、バリウム、バリウム化合物、ジルコニウム、ジルコニウム化合物、タンタル、タンタル化合物、ニオブ、ニオブ化合物の少なくとも一つを含む。Ｘ線遮蔽組成物は、前記Ｘ線遮蔽組成物に対する、前記第１の遮蔽材と前記第２の遮蔽材とから構成されるＸ線遮蔽材の割合は、３０体積％以上、７０体積％以下であり、前記第１の遮蔽材と前記第２の遮蔽材との体積比率は、０．５：９．５～８：２の範囲内である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ゴム材を備えるＸ線遮蔽組成物であって、
前記ゴム材に混合され、タングステン、タングステン化合物の少なくとも一つを含む第１の遮蔽材と、
前記ゴム材に混合され、ビスマス、ビスマス化合物、モリブデン、モリブデン化合物、バリウム、バリウム化合物、ジルコニウム、ジルコニウム化合物、タンタル、タンタル化合物、ニオブ、ニオブ化合物の少なくとも一つを含む第２の遮蔽材と、を備え、
前記Ｘ線遮蔽組成物に対する、前記第１の遮蔽材と前記第２の遮蔽材とから構成されるＸ線遮蔽材の割合は、３０体積％以上、７０体積％以下であり、
前記第１の遮蔽材と前記第２の遮蔽材との体積比率は、０．５：９．５～８：２の範囲内である、
Ｘ線遮蔽組成物。
前記ゴム材に混合され、タングステン、タングステン化合物の少なくとも一つを含む第１の遮蔽材と、
前記ゴム材に混合され、ビスマス、ビスマス化合物、モリブデン、モリブデン化合物、バリウム、バリウム化合物、ジルコニウム、ジルコニウム化合物、タンタル、タンタル化合物、ニオブ、ニオブ化合物の少なくとも一つを含む第２の遮蔽材と、を備え、
前記Ｘ線遮蔽組成物に対する、前記第１の遮蔽材と前記第２の遮蔽材とから構成されるＸ線遮蔽材の割合は、３０体積％以上、７０体積％以下であり、
前記第１の遮蔽材と前記第２の遮蔽材との体積比率は、０．５：９．５～８：２の範囲内である、
Ｘ線遮蔽組成物。
【請求項2】
前記Ｘ線遮蔽組成物に対する、前記第１の遮蔽材と前記第２の遮蔽材とから構成されるＸ線遮蔽材の割合は、４０体積％以上、６０体積％以下である、
請求項１に記載のＸ線遮蔽組成物。
請求項１に記載のＸ線遮蔽組成物。
【請求項3】
前記第１の遮蔽材と前記第２の遮蔽材との体積比率は、３：７～８：２の範囲内である、
請求項１または２に記載のＸ線遮蔽組成物。
請求項１または２に記載のＸ線遮蔽組成物。
【請求項4】
前記Ｘ線遮蔽組成物に対する前記ゴム材の割合は、２０体積％以上、５０体積％未満である、
請求項１～３のいずれか１項に記載のＸ線遮蔽組成物。
請求項１～３のいずれか１項に記載のＸ線遮蔽組成物。
【請求項5】
前記第２の遮蔽材は、酸化ビスマスである、
請求項１～４のいずれか１項に記載のＸ線遮蔽組成物。
請求項１～４のいずれか１項に記載のＸ線遮蔽組成物。
【請求項6】
補強用フィラーが、０．５体積％以上、２．０体積％未満で含有された、
請求項１～５のいずれか１項に記載のＸ線遮蔽組成物。
請求項１～５のいずれか１項に記載のＸ線遮蔽組成物。
【請求項7】
ゴム材を備えるＸ線遮蔽組成物であって、
Ｘ線遮蔽性を有し、前記ゴム材に混合された第１の遮蔽材と、
前記第１の遮蔽材よりもＸ線遮蔽率が低く、前記第１の遮蔽材よりも加工性が高い、前記ゴム材に混合された第２の遮蔽材と、を備え、
前記Ｘ線遮蔽組成物に対する、前記第１の遮蔽材と前記第２の遮蔽材とから構成されるＸ線遮蔽材の割合を、３０体積％以上、７０体積％以下とし、
前記第１の遮蔽材と前記第２の遮蔽材とは、バギングおよびロール貼り付きが起こらない体積比率で混合された、
Ｘ線遮蔽組成物。
Ｘ線遮蔽性を有し、前記ゴム材に混合された第１の遮蔽材と、
前記第１の遮蔽材よりもＸ線遮蔽率が低く、前記第１の遮蔽材よりも加工性が高い、前記ゴム材に混合された第２の遮蔽材と、を備え、
前記Ｘ線遮蔽組成物に対する、前記第１の遮蔽材と前記第２の遮蔽材とから構成されるＸ線遮蔽材の割合を、３０体積％以上、７０体積％以下とし、
前記第１の遮蔽材と前記第２の遮蔽材とは、バギングおよびロール貼り付きが起こらない体積比率で混合された、
Ｘ線遮蔽組成物。
【請求項8】
ゴム材と、タングステン、タングステン化合物の少なくとも一つを含む第１の遮蔽材と、ビスマス、ビスマス化合物、モリブデン、モリブデン化合物、バリウム、バリウム化合物、ジルコニウム、ジルコニウム化合物、タンタル、タンタル化合物、ニオブ、ニオブ化合物の少なくとも一つを含む第２の遮蔽材とを備えたＸ線遮蔽組成物の製造方法であって、
前記Ｘ線遮蔽組成物に対する、前記第１の遮蔽材と前記第２の遮蔽材とから構成されるＸ線遮蔽材の割合を、３０体積％以上、７０体積％以下とし、前記第１の遮蔽材と前記第２の遮蔽材との体積比率を、０．５：９．５～８：２の範囲内とし、前記ゴム材、前記第１の遮蔽材、及び前記第２の遮蔽材を、ミキシングロールにより混練する混練工程と、
前記混練によって製造された組成物を架橋する架橋工程と、を有する、
Ｘ線遮蔽組成物の製造方法。
前記Ｘ線遮蔽組成物に対する、前記第１の遮蔽材と前記第２の遮蔽材とから構成されるＸ線遮蔽材の割合を、３０体積％以上、７０体積％以下とし、前記第１の遮蔽材と前記第２の遮蔽材との体積比率を、０．５：９．５～８：２の範囲内とし、前記ゴム材、前記第１の遮蔽材、及び前記第２の遮蔽材を、ミキシングロールにより混練する混練工程と、
前記混練によって製造された組成物を架橋する架橋工程と、を有する、
Ｘ線遮蔽組成物の製造方法。
【請求項9】
前記Ｘ線遮蔽組成物に対する、前記第１の遮蔽材と前記第２の遮蔽材とから構成されるＸ線遮蔽材の割合は、４０体積％以上、６０体積％以下である、
請求項８に記載のＸ線遮蔽組成物の製造方法。
請求項８に記載のＸ線遮蔽組成物の製造方法。
【請求項10】
前記第１の遮蔽材と前記第２の遮蔽材との体積比率は、３：７～８：２の範囲内である、
請求項８または９に記載のＸ線遮蔽組成物の製造方法。
請求項８または９に記載のＸ線遮蔽組成物の製造方法。
【請求項11】
前記Ｘ線遮蔽組成物に対する前記ゴム材の割合は、２０体積％以上、５０体積％未満である、
請求項８～１０のいずれか１項に記載のＸ線遮蔽組成物の製造方法。
請求項８～１０のいずれか１項に記載のＸ線遮蔽組成物の製造方法。
【請求項12】
前記第２の遮蔽材は、酸化ビスマスである、
請求項８～１１のいずれか１項に記載のＸ線遮蔽組成物の製造方法。
請求項８～１１のいずれか１項に記載のＸ線遮蔽組成物の製造方法。
【請求項13】
前記架橋工程は、Ｘ線遮蔽組成物に対して補強用フィラーを、０．５体積％以上、２．０体積％未満で含有する、
請求項８～１２のいずれか１項に記載のＸ線遮蔽組成物の製造方法。
請求項８～１２のいずれか１項に記載のＸ線遮蔽組成物の製造方法。
【請求項14】
ゴム材と、Ｘ線遮蔽性を有し、前記ゴム材に混合された第１の遮蔽材と、前記第１の遮蔽材よりもＸ線遮蔽率が低く、前記第１の遮蔽材よりも加工性が高い、前記ゴム材に混合された第２の遮蔽材と、を備えたＸ線遮蔽組成物の製造方法であって、
前記第１の遮蔽材と前記第２の遮蔽材とから構成されるＸ線遮蔽材の割合を、３０体積％以上、７０体積％以下とし、前記第１の遮蔽材と前記第２の遮蔽材とは、バギングおよびロール貼り付きが起こらない体積比率で混合し、ミキシングロールによって混練する混練工程と、
前記混練によって製造された組成物を架橋する架橋工程と、を有する、
Ｘ線遮蔽組成物の製造方法。
前記第１の遮蔽材と前記第２の遮蔽材とから構成されるＸ線遮蔽材の割合を、３０体積％以上、７０体積％以下とし、前記第１の遮蔽材と前記第２の遮蔽材とは、バギングおよびロール貼り付きが起こらない体積比率で混合し、ミキシングロールによって混練する混練工程と、
前記混練によって製造された組成物を架橋する架橋工程と、を有する、
Ｘ線遮蔽組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書及び図面に開示の実施形態は、Ｘ線遮蔽組成物及びＸ線遮蔽組成物の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、Ｘ線を遮蔽する材料（Ｘ線遮蔽材）として鉛が広く利用されてきた。鉛は、Ｘ線遮蔽用途であればＲｏＨＳ（Restriction of the use of certain Hazardous Substances in electrical and electronic equipment）指令の適用除外となっているものの、その他の用途では環境毒性の観点からＲｏＨＳ指令の対象となっている。このため、Ｘ線遮蔽材としても鉛の利用は控える傾向にあり、鉛に代わるＸ線遮蔽材を含むＸ線遮蔽組成物が種々提案されている。
【0003】
鉛に代わる材料としては、例えば、タングステンがあり、粉末状に加工されたタングステンをゴム材と混合したＸ線遮蔽組成物が知られている。タングステンは、Ｘ線遮蔽性は高いが、比重が大きく、難削材であるため、粉末加工しにくく、製錬・精製時のＣＯ２排出量が多い。その他のＸ線遮蔽材としては、ビスマス、モリブデン、バリウム、ジルコニウム、タンタル、ニオブ等がある。これらは、タングステンよりも粉末加工しやすく、製錬・精製時のＣＯ２排出量は少ないが、Ｘ線遮蔽性が低い。
【0004】
一方、タングステンのＸ線遮蔽性と、その他のＸ線遮蔽材の加工性を相補的に利用して、ゴム材と混合したＸ線遮蔽組成物を生成しようとした場合、ロール混練機（ミキシングロール）によるロール加工性の問題が生じる。具体的には、タングステンおよびその他のＸ線遮蔽材をゴム材と混合させる際に、ゴム材がロールに巻き付かなくなって垂れ下がる現象（バギング）やゴム材がロールに貼り付いてしまう現象が発生することがある。このような現象が発生すると、Ｘ線遮蔽組成物において双方のＸ線遮蔽材が均一に分散されず、所望（例えば、鉛と同等以上）のＸ線遮蔽性が得られない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特表２００４－５３１７３０号公報
【特許文献2】特開２００１－０８３２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、Ｘ線遮蔽性及びロール加工性の双方の観点で良好なＸ線遮蔽組成物を提供することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。
【課題を解決するための手段】
【0007】
ゴム材を備えるＸ線遮蔽組成物であって、第１の遮蔽材と、第２の遮蔽材と、を備える。第１の遮蔽材は、ゴム材に混合され、タングステン、タングステン化合物の少なくとも一つを含む。第２の遮蔽材は、ゴム材に混合され、ビスマス、ビスマス化合物、モリブデン、モリブデン化合物、バリウム、バリウム化合物、ジルコニウム、ジルコニウム化合物、タンタル、タンタル化合物、ニオブ、ニオブ化合物の少なくとも一つを含む。Ｘ線遮蔽組成物は、Ｘ線遮蔽組成物に対する、第１の遮蔽材と第２の遮蔽材とから構成されるＸ線遮蔽材の割合は、３０体積％以上、７０体積％以下であり、第１の遮蔽材と第２の遮蔽材との体積比率は、０．５：９．５～８：２の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照して、実施形態に係るＸ線遮蔽組成物及びＸ線遮蔽組成物の製造方法を説明する。なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、一つの実施形態に記載した内容は、原則として他の実施形態にも同様に適用可能である。
【0010】
（実施形態）
実施形態に係るＸ線遮蔽組成物は、ゴム材とＸ線遮蔽材とが含まれる。Ｘ線遮蔽材は、第１の遮蔽材と第２の遮蔽材とを有している。Ｘ線遮蔽組成物は、例えば、ＣＴ（Computed Tomography）装置、一般Ｘ線診断装置、Ｘ線透視装置、マンモグラフィ装置、Ｘ線回診車等の各種Ｘ線診断装置に備えられる。具体的には、Ｘ線遮蔽組成物は、Ｘ線の照射野を形成するＸ線絞り羽根（コリメータ）に適用される。また、Ｘ線遮蔽組成物は、各種Ｘ線診断装置の筐体、Ｘ線検査室の天井、床、壁、Ｘ線撮影技師が着用する防護服等に適用されてもよい。なお、形状、サイズ、適用対象は、本実施形態に限定されるものではない。
実施形態に係るＸ線遮蔽組成物は、ゴム材とＸ線遮蔽材とが含まれる。Ｘ線遮蔽材は、第１の遮蔽材と第２の遮蔽材とを有している。Ｘ線遮蔽組成物は、例えば、ＣＴ（Computed Tomography）装置、一般Ｘ線診断装置、Ｘ線透視装置、マンモグラフィ装置、Ｘ線回診車等の各種Ｘ線診断装置に備えられる。具体的には、Ｘ線遮蔽組成物は、Ｘ線の照射野を形成するＸ線絞り羽根（コリメータ）に適用される。また、Ｘ線遮蔽組成物は、各種Ｘ線診断装置の筐体、Ｘ線検査室の天井、床、壁、Ｘ線撮影技師が着用する防護服等に適用されてもよい。なお、形状、サイズ、適用対象は、本実施形態に限定されるものではない。
【0011】
ゴム材は、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）等、Ｘ線に対して耐性が高いものが好ましい。
【0012】
第１の遮蔽材は、Ｘ線を遮蔽する材料であり、タングステン、タングステン化合物の少なくとも一つを含む。第１の遮蔽材は、第２の遮蔽材よりもＸ線遮蔽性が高い。また、第１の遮蔽材は、粉末状に加工されている。第１の遮蔽材は、第２の遮蔽材よりも比重が大きく、難削材であるため、粉末加工しにくく、製錬・精製時のＣＯ２排出量が第２の遮蔽材よりも多い。
【0013】
一方、第２の遮蔽材は、Ｘ線を遮蔽する材料であり、ビスマス、ビスマス化合物、モリブデン、モリブデン化合物、バリウム、バリウム化合物、ジルコニウム、ジルコニウム化合物、タンタル、タンタル化合物、ニオブ、ニオブ化合物の少なくとも一つを含む。また、第２の遮蔽材は、粉末状に加工されている。第２の遮蔽材は、快削材（非難削材）であるため、第１の遮蔽材よりも粉末加工しやすく、製錬・精製時のＣＯ２排出量が第１の遮蔽材よりも少ない。
【0014】
Ｘ線遮蔽組成物は、第１の遮蔽材のＸ線遮蔽性と、第２の遮蔽材の加工性を相補的に利用したものである。また、Ｘ線遮蔽組成物は、Ｘ線遮蔽材をゴム材と混合させる際に、ロール混練機（ミキシングロール）によるロール加工性の問題が生じないように、Ｘ線遮蔽組成物に対するＸ線遮蔽材の割合、第１の遮蔽材と第２の遮蔽材との体積比率が定められている。
【0015】
Ｘ線遮蔽組成物に対するＸ線遮蔽材の割合は、４０体積％以上、６０体積％以下が好ましいが、３０体積％以上、７０体積％以下の範囲内であればよい。また、第１の遮蔽材と第２の遮蔽材とは、３：７～８：２の体積比率が好ましいが、０．５：９．５～８：２の体積比率であればよい。
【0016】
このように構成されたＸ線遮蔽組成物によれば、Ｘ線遮蔽材をゴム材と混合させる際に、ゴム材がロールに巻き付かなくなって垂れ下がる現象（バギング）やゴム材がロールに貼り付いてしまう現象が発生することを抑制できる。これにより、Ｘ線遮蔽組成物において第１の遮蔽材及び第２の遮蔽材が均一に分散され、所望（例えば、鉛と同等以上）のＸ線遮蔽性を得ることができる。さらに、このＸ線遮蔽組成物によれば、第２の遮蔽材の利用によって、第１の遮蔽材のみをゴム材と混合する場合と比べて、ＣＯ２排出量も抑制できる。
【0017】
図１を参照して、材料単体での線吸収係数について説明する。図１は、材料単体での線吸収係数について説明するための図である。図１には、タングステン（Ｗ）、ビスマス（Ｂｉ）、三酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、および鉛（Ｐｂ）の線吸収係数（理論値）を示す。図１において、横軸はＸ線エネルギー［ｋｅＶ］に対応し、縦軸は線吸収係数［ｃｍ－１］に対応する。なお、三酸化ビスマスは、酸化ビスマス及びビスマス化合物の一例である。また、線吸収係数は、Ｘ線遮蔽性を表すパラメータの一つである。
【0018】
図１に示すように、タングステン、ビスマス、および三酸化ビスマスは、いずれも他の材料と比較して鉛に近い線吸収係数を有する。具体的には、タングステンの線吸収係数は、鉛の線吸収係数より高く、鉛の代替材料として十分なＸ線遮蔽効果を有する。また、ビスマスおよび三酸化ビスマスの線吸収係数は、鉛の線吸収係数より低く、鉛と比較するとＸ線遮蔽効果に劣る面がある。
【0019】
図２および図３を参照して、第１の遮蔽材と第２の遮蔽材とを混合した場合の線吸収係数について説明する。図２は、タングステンとビスマスとを混合した場合の線吸収係数について説明するための図である。図２には、タングステン（Ｗ）とビスマス（Ｂｉ）とを凡例に示した体積比率で混合した場合の線吸収係数（理論値）を示す。図３は、タングステンと三酸化ビスマスとを混合した場合の線吸収係数について説明するための図である。図３には、タングステン（Ｗ）と三酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）とを凡例に示した体積比率で混合した場合の線吸収係数（理論値）を示す。図２および図３において、横軸はＸ線エネルギー［ｋｅＶ］に対応し、縦軸は線吸収係数［ｃｍ－１］に対応する。
【0020】
図２に示すように、タングステンとビスマスの体積比率が２：８の場合に、鉛と同等の遮蔽効果が得られる。つまり、タングステンとビスマスの体積比率が２：８～９：１の場合には、鉛と同等又は鉛以上の遮蔽効果が得られる。すなわち、タングステンとビスマスの体積比率が２：８～９：１となるように混合することで、鉛と同等又は鉛以上の遮蔽効果を得つつ、タングステンの含有率を減らすことができる。
【0021】
図３に示すように、タングステンと三酸化ビスマスの体積比率が３：７の場合に、鉛と同等の遮蔽効果が得られる。つまり、タングステンと三酸化ビスマスの体積比率が３：７～９：１の場合には、鉛と同等又は鉛以上の遮蔽効果が得られる。すなわち、タングステンと三酸化ビスマスの体積比率が３：７～９：１となるように混合することで、鉛と同等又は鉛以上の遮蔽効果を得つつ、タングステンの含有率を減らすことができる。
【0022】
（製造方法）
例えば、Ｘ線遮蔽組成物を製造する場合は次のように製造される。ゴム材にＸ線遮蔽材、補強材、加工助剤、可塑剤、軟化剤等の材料を密閉式ミキサーで混練する。密閉式ミキサーはニーダー、バンバリーミキサー、インターミックスミキサー等、通常ゴムの混練に使用されるミキサーが使用可能である。密閉式ミキサーで混練後、架橋剤及び架橋助剤等の架橋反応に関与する材料はロール混練機（ミキシングロール）を用いて混練する。架橋剤及び架橋助剤等の材料は、熱に反応するため冷却性に優れるミキシングロールを使用することが好ましい。ミキシングロールで混練りされたゴム材は、予備成形として遮蔽シートの成形金型に合わせた厚さで圧延して未加硫ゴムシートにする。未加硫ゴムシートは金型に仕込み、熱プレス成形によりシートに架橋することで、遮蔽シートを得ることができる。
例えば、Ｘ線遮蔽組成物を製造する場合は次のように製造される。ゴム材にＸ線遮蔽材、補強材、加工助剤、可塑剤、軟化剤等の材料を密閉式ミキサーで混練する。密閉式ミキサーはニーダー、バンバリーミキサー、インターミックスミキサー等、通常ゴムの混練に使用されるミキサーが使用可能である。密閉式ミキサーで混練後、架橋剤及び架橋助剤等の架橋反応に関与する材料はロール混練機（ミキシングロール）を用いて混練する。架橋剤及び架橋助剤等の材料は、熱に反応するため冷却性に優れるミキシングロールを使用することが好ましい。ミキシングロールで混練りされたゴム材は、予備成形として遮蔽シートの成形金型に合わせた厚さで圧延して未加硫ゴムシートにする。未加硫ゴムシートは金型に仕込み、熱プレス成形によりシートに架橋することで、遮蔽シートを得ることができる。
【0023】
図４を参照して、ロール混練機による加工性について説明する。図４には、タングステンと三酸化ビスマスの体積比率と加工性との関係を示す。具体的には、タングステンと三酸化ビスマスの体積比率が１０：０～０：１０になるように混合し、各々の体積比率における加工性を評価した結果である。なお、ロール混練機（ミキシングロール）とは、並列に配置された２本のロールを備える二本ロール混練機である。ロール混練機は、２本のロールを互いに逆方向に回転させることにより、材料をロールに巻き付かせつつ混練加工を行う装置である。
【0024】
図４に示すように、タングステンと三酸化ビスマスの体積比率が８：２～１０：０の場合には、ロール加工性が不良であった。具体的には、この体積比率で混合した場合には、図４の左の吹き出しに例示するように、混練り時にバギングが発生し、混練・均質化が進まなくなる結果、加工性が低下した。軽度なバギングは、垂れ下がったゴムを引っ張る等して対応が可能である。タングステンは比重が大きいため、タングステンの体積比率が高くなると、ゴム自体が重くなり、重力によりロールから剥がれやすくなると考えられる。
【0025】
また、タングステンと三酸化ビスマスの体積比率が０：１０～０．５：９．５の場合には、加工性が不良であった。具体的には、この体積比率で混合した場合には、図４の右の吹き出しに例示するように、混練時に材料がロールに過度に貼り付いてしまい、均質化が進まなくなる結果、加工性が低下した。タングステンと他のＸ線遮蔽材を混合してゴムに混ぜた場合、タングステンの配合量を削減した分、三酸化ビスマスを配合する。しかし、三酸化ビスマスはタングステンよりも比重が小さいため、タングステンだけをゴム材に混合する場合よりも、Ｘ線遮蔽組成物に対するＸ線遮蔽材の体積比率が大きくなる。そのため、ロール混練時にＸ線遮蔽組成物のゴムの強度が損なわれてロールに貼り付いてしまう現象が発生することがある。
【0026】
これに対し、タングステンと三酸化ビスマスとの体積比率が０．５：９．５～８：２の範囲内である場合には、加工性が良好であった。具体的には、この体積比率で混合した場合には、図４の中央の吹き出しに例示するように、バギングもロール貼り付きも発生せず、２本のロールの間で材料の均質化が進む結果、加工性が良好であった。また、タングステンと三酸化ビスマスとの体積比率は、１：９～８：２の範囲内である場合には、加工性が更に良好であった。
【0027】
このように、タングステンと三酸化ビスマスとを混合することで、混練時の凝集を防ぎ、加工性を良好に維持できる。すなわち、第１の遮蔽材と第２の遮蔽材とは、バギングおよびロール貼り付きが起こらない体積比率で混合される。
【0028】
図５を用いて、ビスマス又は三酸化ビスマスに対するタングステンの体積比率と材料密度との関係を説明する。図５は、ビスマス又は三酸化ビスマスに対するタングステンの体積比率と材料密度との関係を説明するための図である。図５には、各体積比率における材料密度の値を示す。図５において、ビスマス又は三酸化ビスマスに対するタングステンの体積比率に対応し、縦軸は密度［ｇ／ｃｍ３］に対応する。
【0029】
図５に示すように、タングステンとビスマスの体積比率が２：８程度であれば、鉛と同等の密度となることが確認された。また、タングステンと三酸化ビスマスの体積比率が３：７程度であれば、鉛と同等の密度となることが確認された。鉛の代替材料として適用する場合には、本実施形態に係るＸ線遮蔽組成物は、鉛と同等の密度となる体積比率で混合されるのが好適である。
【0030】
上述したように、本実施形態に係るＸ線遮蔽組成物は、第１の遮蔽材、第２の遮蔽材およびゴム材が混練加工されたＸ線遮蔽組成物である。第１の遮蔽材と第２の遮蔽材とは、いずれもＸ線遮蔽性を有する材料から構成される。また、第１の遮蔽材と第２の遮蔽材とは、ロール混練機による加工性が維持されるように設定された体積比率によって混練加工される。本実施形態に係るＸ線遮蔽組成物は、製造過程における加工性が良好である。
【0031】
例えば、本実施形態に係るＸ線遮蔽組成物において、第１の遮蔽材と第２の遮蔽材との体積比率は、混練加工におけるバギングおよび貼り付きが抑制されるように設定される。このため、本実施形態に係るＸ線遮蔽組成物は、混練時のバギングやロールへの貼り付きを防ぎ、加工性を良好に維持できる。
【0032】
次に、Ｘ線遮蔽組成物に対する、第１の遮蔽材と第２の遮蔽材とから構成されるＸ線遮蔽材の割合は、３０体積％以上、７０体積％以下である。これにより、鉛と同等以上のＸ線遮蔽率とロール加工性との両立を図ることができる。なお、この割合が３０体積％未満である場合には、鉛と同等の遮蔽率が得られにくい。また、この割合が７０体積％以上である場合には、材料表面にタングステンやビスマス（又は三酸化ビスマス）の粒子が残存する場合があり、ゴム材のバインダーとしての効果が損なわれる。そのため混練時に未加硫ゴムシートに穴が開く場合があり、品質に課題が生じることがある。つまり、Ｘ線遮蔽組成物に対する、第１の遮蔽材と第２の遮蔽材とから構成されるＸ線遮蔽材の割合は、３０体積％以上、７０体積％以下であるのが好適である。さらには、４０体積％以上、６０体積％以下であることが好ましい。４０体積％以上である場合には、さらにタングステンの配合量を削減することができる。また、この割合が６０体積％未満であれば、さらに成形加工が良好となる。
【0033】
また、第２の遮蔽材は三酸化ビスマスであることがより好ましい。三酸化ビスマスは、他のＸ線遮蔽材よりも凝集することが少なく分散性に優れる。他のＸ線遮蔽材でも、分散不良はスクリーンメッシュ等を通すことで取り除くことが可能であるが、工程が増えてしまう。
【0034】
また、Ｘ線遮蔽組成物は、補強用フィラーが、０．５体積％以上、２．０体積％未満で含有される。補強用フィラーとしては、例えば、カーボンブラックやシリカなど、公知のものを任意に適用可能である。これにより、材料の加工性を維持しながら材料の補強が可能となる。なお、この割合が０．５体積％未満である場合には、十分な補強効果が得られない。また、この割合が２．０体積％以上である場合には、Ｘ線遮蔽材やその他の添加剤が十分に添加できず、配合に制限が生じる場合がある。
【0035】
また、Ｘ線遮蔽組成物に対するゴム材の割合は、２０体積％以上、５０体積％未満である。これにより、シート架橋時のエア不良を低減することができる。なお、この割合が２０体積％未満である場合には、エア不良が発生する可能性がある。未加硫ゴムシートに含まれているエア不良や水分は、シート架橋時（熱プレス成型時）は高温圧縮されている。熱プレス成型が終了し金型を開けた際、圧縮されたエア不良は膨張し、水分は水蒸気となって体積が大幅に増加することで、シートが水膨れ状になる現象として現れる。この現象は、Ｘ線遮蔽組成物に対するゴム材の割合が少なくなると、ゴム材の架橋点が少なくなり、膨張するエアや水蒸気を抑え込むことができないからと考えられる。
【0036】
エア不良は、例えば高温で金型を開けず、冷却してから金型を開けることで発生を防止できる。しかし、製造工程が増加することで、サイクルタイムが長くなる場合がある。また、この割合が５０体積％以上である場合には、架橋剤等、他の配合剤を添加する余地が少なくなる。つまり、Ｘ線遮蔽組成物に対するゴム材の割合は、２０体積％以上、５０体積％未満であるのが好適である。
【0037】
また、タングステンは、第１の遮蔽材であるため、材料の製錬・精製時のエネルギー量が大きく、それに伴って二酸化炭素（ＣＯ２）排出量が大きいことが課題となっている。本実施形態に係るＸ線遮蔽組成物では、第１の遮蔽材を単体で利用せず第２の遮蔽材と混合して利用するので、第１の遮蔽材を単体で利用する場合と比較して製造時の二酸化炭素排出量を抑えることができる。
【0038】
また、タングステンは、他の材料と比較して単価が高いことで知られている。本実施形態に係るＸ線遮蔽組成物では、第１の遮蔽材を単体で利用せず第２の遮蔽材と混合して利用するので、第１の遮蔽材を単体で利用する場合と比較して費用（金銭コスト）を抑えることができる。
【0039】
いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【0040】
（実施例）
以下、実施例を示し、実施形態を具体的に説明するが、実施形態は下記の実施例に制限されるものではない。
以下、実施例を示し、実施形態を具体的に説明するが、実施形態は下記の実施例に制限されるものではない。
【0041】
＜Ｘ線遮蔽組成物の材料＞
実施例で使用したＸ線遮蔽組成物の材料を以下に示す。各実施例、比較例における各材料の配合量（質量部）は表１に示すとおりである。
・ゴム材 ＥＰＤＭ エスプレン５０５Ａ（住友ゴム工業株式会社製）
・Ｘ線遮蔽材 タングステン Ｗ－４ＫＤ（日本新金属株式会社製）
タングステンカーバイド ＷＣ－１５（日本新金属株式会社製）
酸化ビスマス ＦＰ（日本化学産業株式会社製）
ビスマス 微粒品（三井金属鉱業株式会社）
・補強性フィラー カーボンブラック 旭＃３５（旭カーボン株式会社製）
・架橋剤 パークミルＤ－４０（日本油脂株式会社製）
・架橋助剤 タイクＭ－６０（三菱ケミカル株式会社製）
・その他配合剤
加工助剤：ステアリン酸つばき（日本油脂株式会社製）
老化防止剤：ノクラック６Ｃ（大内新興化学株式会社製）
老化防止剤：ノクラックＭＢ（大内新興化学株式会社製）
軟化材：ダイアナプロセスＰＷ－９０（出光興産株式会社製）
実施例で使用したＸ線遮蔽組成物の材料を以下に示す。各実施例、比較例における各材料の配合量（質量部）は表１に示すとおりである。
・ゴム材 ＥＰＤＭ エスプレン５０５Ａ（住友ゴム工業株式会社製）
・Ｘ線遮蔽材 タングステン Ｗ－４ＫＤ（日本新金属株式会社製）
タングステンカーバイド ＷＣ－１５（日本新金属株式会社製）
酸化ビスマス ＦＰ（日本化学産業株式会社製）
ビスマス 微粒品（三井金属鉱業株式会社）
・補強性フィラー カーボンブラック 旭＃３５（旭カーボン株式会社製）
・架橋剤 パークミルＤ－４０（日本油脂株式会社製）
・架橋助剤 タイクＭ－６０（三菱ケミカル株式会社製）
・その他配合剤
加工助剤：ステアリン酸つばき（日本油脂株式会社製）
老化防止剤：ノクラック６Ｃ（大内新興化学株式会社製）
老化防止剤：ノクラックＭＢ（大内新興化学株式会社製）
軟化材：ダイアナプロセスＰＷ－９０（出光興産株式会社製）
【0042】
（実施例１）
＜ゴム組成物の製造＞
表１に示す各成分を７Ｌニーダーと１２インチミキシングロールを用いて混練し、ゴム組成物を得た。具体的には、７Ｌニーダーにゴム材を投入し、回転数：３０ｒｐｍで素練りを１分間行った後、架橋剤及び架橋助剤を除く各成分を投入し、同回転数にて２０分間混練してゴム混合物を排出した。７Ｌニーダーの混合槽への充填率は、６０％になるように調整した。
＜ゴム組成物の製造＞
表１に示す各成分を７Ｌニーダーと１２インチミキシングロールを用いて混練し、ゴム組成物を得た。具体的には、７Ｌニーダーにゴム材を投入し、回転数：３０ｒｐｍで素練りを１分間行った後、架橋剤及び架橋助剤を除く各成分を投入し、同回転数にて２０分間混練してゴム混合物を排出した。７Ｌニーダーの混合槽への充填率は、６０％になるように調整した。
【0043】
次に、１２インチミキシングロールを用い、ロール間隙を５．０ｍｍに設定し、回転数を前ロール：１５ｒｐｍ／後ロール：１７ｒｐｍで１５分間、架橋剤及び架橋剤を混練して各ゴム組成物を得た。得られた各ゴム組成物は、前記ロールを用いて厚さ３．０ｍｍに圧延して未加硫ゴムシートとした。
【0044】
＜成形・架橋＞
上記で得られた未加硫ゴムシートを縦１３５ｍｍ×横１３５ｍｍの大きさに切断し、縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ×深さ２．０ｍｍの型に仕込み、熱プレスを用い２０ＭＰａの圧力で１８０℃、１５分間加熱した。脱型後、バリを除去しＸ線遮蔽組成物を得た。
上記で得られた未加硫ゴムシートを縦１３５ｍｍ×横１３５ｍｍの大きさに切断し、縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ×深さ２．０ｍｍの型に仕込み、熱プレスを用い２０ＭＰａの圧力で１８０℃、１５分間加熱した。脱型後、バリを除去しＸ線遮蔽組成物を得た。
【0045】
＜評価＞
・分散性
ゴム組成物の製造で得た未加硫ゴムシートを、厚さ０．３ｍｍに圧延して、１５０ｍｍ×１５０ｍｍの範囲を目視で表面観察した。最大長さが５００μｍ以上の凝集物の個数を数えて分散性を以下の通り評価した。評価結果を表２に示す。
◎：凝集物なし
○：凝集物が１～５個
×：凝集物が６個以上
・分散性
ゴム組成物の製造で得た未加硫ゴムシートを、厚さ０．３ｍｍに圧延して、１５０ｍｍ×１５０ｍｍの範囲を目視で表面観察した。最大長さが５００μｍ以上の凝集物の個数を数えて分散性を以下の通り評価した。評価結果を表２に示す。
◎：凝集物なし
○：凝集物が１～５個
×：凝集物が６個以上
【0046】
・加工性
上記１２インチミキシングロールの混練時に、バギングおよび貼り付きを以下の通り評価した。評価結果を表２に示す。
バギング
◎：バギングが起こらない
○：バギングは起こるが、混練しながら対応可能なもの
×：バギングが起こり、混練が困難なもの
上記１２インチミキシングロールの混練時に、バギングおよび貼り付きを以下の通り評価した。評価結果を表２に示す。
バギング
◎：バギングが起こらない
○：バギングは起こるが、混練しながら対応可能なもの
×：バギングが起こり、混練が困難なもの
【0047】
・貼り付き
◎：はりつきが起こらない
○：はりつきは起こるが、混練しながら対応可能なもの
×：はりつきが起こり、混練が困難なもの
◎：はりつきが起こらない
○：はりつきは起こるが、混練しながら対応可能なもの
×：はりつきが起こり、混練が困難なもの
【0048】
・ゴムシートの表面性
ゴム組成物の製造で得た未加硫ゴムシートを用い、１５０ｍｍ×３００ｍｍの範囲を目視で表面観察し、ゴムシートの表面性を以下の通り評価した。評価結果を表２に示す。
ゴム組成物の製造で得た未加硫ゴムシートを用い、１５０ｍｍ×３００ｍｍの範囲を目視で表面観察し、ゴムシートの表面性を以下の通り評価した。評価結果を表２に示す。
【0049】
◎：表面にＸ線遮蔽材の粒子が確認できないもの
○：表面にＸ線遮蔽材の粒子が存在したり、小さな穴があるもの
×：穴が開いているもの
○：表面にＸ線遮蔽材の粒子が存在したり、小さな穴があるもの
×：穴が開いているもの
【0050】
・エア不良
ゴムシート成形時、脱型直後のＸ線遮蔽組成物の表面を観察し、エア不良によるふくらみを以下の通り評価した。評価結果を表２に示す。
◎：エアが無いもの
○：脱型時にエアが１～５個存在するもの
×：脱型時にエアが６個以上存在するもの
ゴムシート成形時、脱型直後のＸ線遮蔽組成物の表面を観察し、エア不良によるふくらみを以下の通り評価した。評価結果を表２に示す。
◎：エアが無いもの
○：脱型時にエアが１～５個存在するもの
×：脱型時にエアが６個以上存在するもの
【0051】
・遮蔽率
遮蔽率［％］は、評価対象としたＸ線遮蔽組成物によるＸ線遮蔽率である。遮蔽率は評価対象とした各Ｘ線遮蔽組成物に含まれるＸ線遮蔽材の割合、Ｘ線遮蔽材の体積比率からそれぞれのＸ線遮蔽組成物の線吸収係数［ｃｍ－１］を算出したのち、厚み１．５ｍｍの場合の遮蔽率を算出した。なお、この時の線吸収係数はＣＴ装置のＸ線スペクトルを想定し、１０～１２０ｋｅｖの範囲において各値で係数を乗じたものの総和を用いた。参考として、前述の方法で算出した鉛の遮蔽率は９９．８％である。
遮蔽率［％］は、評価対象としたＸ線遮蔽組成物によるＸ線遮蔽率である。遮蔽率は評価対象とした各Ｘ線遮蔽組成物に含まれるＸ線遮蔽材の割合、Ｘ線遮蔽材の体積比率からそれぞれのＸ線遮蔽組成物の線吸収係数［ｃｍ－１］を算出したのち、厚み１．５ｍｍの場合の遮蔽率を算出した。なお、この時の線吸収係数はＣＴ装置のＸ線スペクトルを想定し、１０～１２０ｋｅｖの範囲において各値で係数を乗じたものの総和を用いた。参考として、前述の方法で算出した鉛の遮蔽率は９９．８％である。
【0052】
（実施例１～１８および、比較例１～３）
各材料の配合量（質量部）は表１に示すとおりに変更した以外は、実施例１と同様に実施した。評価結果は、表２に示すとおりである。
以上のとおり、実施例１～１８では、十分な遮蔽性能を維持しつつ加工性の良好なＸ線遮蔽組成物を得ることができた。
各材料の配合量（質量部）は表１に示すとおりに変更した以外は、実施例１と同様に実施した。評価結果は、表２に示すとおりである。
以上のとおり、実施例１～１８では、十分な遮蔽性能を維持しつつ加工性の良好なＸ線遮蔽組成物を得ることができた。
【0053】
【表1】
【0054】
【表2】
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】