特許 7546129 タングステンシート及び放射線防護服

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-28

(45)【発行日】2024-09-05

(54)【発明の名称】タングステンシート及び放射線防護服

(51)【国際特許分類】

   G21F 3/00 20060101AFI20240829BHJP

   G21F 1/08 20060101ALI20240829BHJP

   G21F 3/02 20060101ALI20240829BHJP

   G21F 1/10 20060101ALI20240829BHJP

【ＦＩ】

G21F3/00 G

G21F1/08

G21F3/02 A

G21F1/10

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2023159170

(22)【出願日】2023-09-22

(62)【分割の表示】P 2018109719の分割

【原出願日】2018-06-07

(65)【公開番号】P2023169355

(43)【公開日】2023-11-29

【審査請求日】2023-09-22

(73)【特許権者】

【識別番号】596168199

【氏名又は名称】松林工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000005821

【氏名又は名称】パナソニックホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109210

【弁理士】

【氏名又は名称】新居 広守

(72)【発明者】

【氏名】吉田 雅人

(72)【発明者】

【氏名】嶋津 太輔

(72)【発明者】

【氏名】児玉 吉弘

(72)【発明者】

【氏名】小山 嘉一

(72)【発明者】

【氏名】田畑 邦男

【審査官】後藤 慎平

(56)【参考文献】

【文献】特表２００７－５１３２５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０７７１９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１２２３９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２１１３９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ２１Ｆ １／００－７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タングステン層を有するタングステンシートであって、
前記タングステン層は、バインダ樹脂と、前記バインダ樹脂に含まれる複数のタングステン粒子とを有し、
前記タングステン層におけるタングステンの組成量は、７０重量％以上であり、
前記複数のタングステン粒子は、平均粒径を所定値ａ［μｍ］とすると、前記所定値ａは、１μｍより大きく且つ１５μｍ未満の範囲内の値であり、
前記バインダ樹脂は、アクリル酸エステルによって構成された水溶性の熱可塑性樹脂からなる、
タングステンシート。

【請求項2】

前記所定値ａは、５μｍ以上１０μｍ以下の範囲内の値である、
請求項１に記載のタングステンシート。

【請求項3】

前記所定値ａは、９μｍ±１０％である、
請求項１に記載のタングステンシート。

【請求項4】

前記タングステンシートは、布のように折り曲げたり丸めたりしても割れたり欠けたりしないゴム弾性を有する、
請求項１～３のいずれか１項に記載のタングステンシート。

【請求項5】

前記複数のタングステン粒子は、前記複数のタングステン粒子同士が接触した状態で前記バインダ樹脂内に存在している、
請求項１～４のいずれか１項に記載のタングステンシート。

【請求項6】

前記タングステンシートの厚さは、０．８ｍｍ以下である、
請求項１～５のいずれか１項に記載のタングステンシート。

【請求項7】

さらに、第１基材層と第２基材層とを備え、
前記タングステン層は、前記第１基材層と前記第２基材層とに挟まれている、
請求項１～６のいずれか１項に記載のタングステンシート。

【請求項8】

さらに、第１基材層を備え、
前記タングステン層は、前記第１基材層の表面に形成されている、
請求項１～６のいずれか１項に記載のタングステンシート。

【請求項9】

前記タングステンシートは、所定値以上のＸ線遮蔽率を有する放射線防護シートである、
請求項１～８のいずれか１項に記載のタングステンシート。

【請求項10】

請求項９に記載のタングステンシートを用いた、
放射線防護服。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タングステンシート及びタングステンシートを用いた放射線防護服に関する。

【背景技術】

【0002】

医療用の放射線治療現場又は原子力発電等では、核物資等から放射線（Ｘ線及びγ線等）が放出される。このため、放射線が放射される環境では、放射線防護のために、放射線を遮蔽する材料で構成された放射線防護部材が用いられている。

【0003】

従来、放射線を遮蔽する材料として鉛が用いられていた。鉛を用いた放射線防護部材としては、シート状の放射線防護シートが知られている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－２０６６４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

近年、鉛フリーの観点から、鉛の代わりにタングステンを用いた放射線防護シートが検討されている。具体的には、タングステン粒子によって構成されたタングステンシートが検討されている。

【0006】

しかしながら、タングステンシートにおいてタングステンの組成量（タングステン比率）を高くすると、薄くて柔軟性を有するタングステンシートを得ることが難しくなる。

【0007】

本発明は、タングステンの組成量が高くても、薄くて柔軟性を有するタングステンシート等を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明に係るタングステンシートの一態様は、タングステン層を有するタングステンシートであって、前記タングステン層は、バインダ樹脂と、前記バインダ樹脂に分散されたタングステン粒子とを有し、前記タングステン層におけるタングステンの組成量は、７０重量％以上であり、前記複数のタングステン粒子の各々は、平均粒径を所定値ａ［μｍ］とするタングステン粒子であり、前記所定値ａは、１μｍより大きく且つ１５μｍ未満の範囲内の値である。

【0009】

また、本発明に係る放射線防護服の一態様は、上記のタングステンシートを用いたものである。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、タングステンの組成量が高くても、薄くて柔軟性を有するタングステンシートを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施の形態に係るタングステンシートの斜視図である。

【図2】実施の形態に係るタングステンシートの断面の一部を模式的に示す図である。

【図3】実施の形態に係るタングステンシートの製造方法において、混合溶液を作製する工程を説明するための図である。

【図4】実施の形態に係るタングステンシートの製造方法において、混合溶液を乾燥させてタングステンシートを作製する工程を説明するための図である。

【図5】タングステンシートにおけるタングステン層の厚さとＸ線遮蔽率との関係を示す図である。

【図6】タングステンの組成量が９５重量％の場合における、タングステンシートの厚みとタングステン層におけるタングステン粒子の量とＸ線遮蔽率との測定結果を示す図である。

【図7】Ｘ線管電圧１１０ＫｅＶ時のＸ線透過率とシート面積当りのタングステン粒子の重量との関係を示す図である。

【図8】平均粒径φが１５μｍのタングステン粒子を用いて作製したタングステンシートの断面の一部を模式的に示す図である。

【図9】平均粒径φが１μｍのタングステン粒子を用いて作製したタングステンシートの断面の一部を模式的に示す図である。

【図10】水とタングステン粉末とが入ったメスシリンダを一日放置したときの様子を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。

【0013】

（実施の形態）
まず、実施の形態に係るタングステンシート１の構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、実施の形態に係るタングステンシート１の斜視図である。図２は、同タングステンシートの断面の一部を模式的に示す図である。

【0014】

図１に示すように、タングステンシート１は、タングステン層１０を有する薄いシート状のシート部材である。本実施の形態におけるタングステンシート１は、柔軟性を有するとともに弾性変形可能なゴム弾性を有する。したがって、図１に示すように、タングステンシート１は、布のように折り曲げたり丸めたりすることができる。つまり、タングステンシート１を折り曲げたり丸めたりしたとしても、タングステンシート１は、割れたり欠けたりせず、破損しない。

【0015】

図２に示すように、タングステン層１０は、バインダ樹脂１１と、バインダ樹脂１１に含まれる複数のタングステン粒子１２とを有する。複数のタングステン粒子１２は、タングステンシート１の全体にわたってバインダ樹脂１１内に均等に分散されているとよい。

【0016】

バインダ樹脂１１は、複数のタングステン粒子１２を結着させるための結合剤である。バインダ樹脂１１としては、熱可塑性樹脂を用いることができる。具体的には、バインダ樹脂１１は、アクリル酸エステルやアクリル酸ニトリル等のアクリル樹脂を用いることができる。なお、バインダ樹脂１１は、アクリル樹脂に限るものではなく、ウレタン樹脂又はエポキシ樹脂等、水溶性の熱可塑性樹脂であれば種々の材料を用いることができる。

【0017】

本実施の形態では、バインダ樹脂１１として、アクリル酸エステルを用いている。このように、バインダ樹脂１１としてアクリル酸エステルを用いることで、柔軟性及びゴム弾性を有するタングステンシート１を容易に作製することができる。

【0018】

このように構成されるタングステンシート１は、例えば、放射線を遮蔽できる放射線防護シートとして用いることができる。この場合、タングステンシート１は、放射線を吸収したり散乱したりすることで放射線を遮蔽する。

【0019】

タングステンシート１を放射線防護シートとして用いる場合、タングステン層１０におけるタングステン（Ｗ）の組成量は、高い方がよい。したがって、本実施の形態では、タングステン層１０におけるタングステンの組成量（タングステン含有比率）は、７０重量％以上としている。より放射線を遮蔽するとの観点では、タングステン層１０におけるタングステンの組成量は、さらに高い方がよく、好ましくは８０重量％以上、より好ましくは９０重量％以上である。本実施の形態において、タングステン層１０におけるタングステンの組成量は、９５重量％である。

【0020】

このように、本実施の形態におけるタングステンシート１では、タングステン比率が高くなっており、タングステン層１０内においてタングステンが高密度で存在している。したがって、タングステン層１０ではタングステン粒子１２が密集して存在している。好ましくは、タングステン粒子１２は、バインダ樹脂１１内で最密充填されているとよい。

【0021】

タングステン粒子１２は、純タングステン（純度９９．９９質量％以上）によって構成されている。バインダ樹脂１１内に分散されたタングステン粒子１２（タングステン粉末）の平均粒径は、１μｍよりも大きく、１５μｍ未満であるとよく、好ましくは３μｍ以上１２μｍ以下であり、より好ましくは５μｍ以上１０μｍ以下であり、特に、９μｍ±１０％であるとよい。本実施の形態において、バインダ樹脂１１内に分散されたタングステン粒子１２の平均粒径φは、９μｍである。タングステン粒子１２は、例えば、三酸化タングステン粉を水素雰囲気下で水素還元することによって得ることができる。

【0022】

なお、本明細書において、タングステン粒子１２（タングステン粉末）の平均粒径とは、例えばレーザー回折・散乱方式での粒度分布測定機により求めた粒径のメジアン値である。タングステン粉末については一般的にフィッシャー法（ＦＳＳＳ）により求められることが多いが、この方法での測定値とは必ずしも一致しない。したがって、図１に示すように、タングステン層１０内に分散された複数のタングステン粒子１２については、各々の粒径が全て一致しているとは限らない。また、タングステン粒子１２の形状も不定形であり、球状に限るものではない。つまり、図１において、タングステン粒子１２は模式的に示されている。このことについては、後述の図８及び図９でも同様である。

【0023】

本実施の形態におけるタングステンシート１は、３層構造であり、タングステン層１０の他に、さらに、第１基材層２１と第２基材層２２とを有する。タングステン層１０は、第１基材層２１と第２基材層２２とに挟まれている。具体的には、第１基材層２１の上にタングステン層１０が形成され、タングステン層１０の上に第２基材層２２が形成されている。

【0024】

第１基材層２１及び第２基材層２２としては、例えば、織物（織布）や不織布等の布帛、紙又は樹脂膜等の柔軟性を有するシート材を用いることができる。なお、第１基材層２１と第２基材層２２とは同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。本実施の形態では、第１基材層２１と第２基材層２２とは、いずれも織物を用いている。また、第１基材層２１の厚さｔ_１と第２基材層２２の厚さｔ_２は、タングステン層１０の厚さｔ_Ｗよりも薄い方がよいが、これに限らない。

【0025】

タングステンシート１は、全領域においてほぼ一定の厚さであり、タングステンシート１の表面全体は平坦面である。タングステンシート１の厚さｔは、１．０ｍｍ以下であり、好ましくは０．１ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であるとよい。タングステンシート１の厚さｔは、より好ましくは０．５ｍｍ以下であり、さらに、０．３ｍｍ以下であるとよい。

【0026】

なお、本実施の形態におけるタングステンシート１は、厚さｔが０．５ｍｍである。この場合、タングステン層１０の厚さｔ_Ｗは、０．４５ｍであり、第１基材層２１の厚さｔ_１は、０．０２５ｍｍであり、第２基材層２２の厚さｔ_２は、０．０２５ｍｍである。

【0027】

このように構成されるタングステンシート１は、放射線防護性能に優れていながらも折り曲げても割れたり欠けたりせずに破損することがない。したがって、タングステンシート１は、放射線防護シートとして、放射線防護服等の衣服に用いることができる。

【0028】

次に、本実施の形態に係るタングステンシート１の製造方法について、図３及び図４を用いて説明する。図３は、実施の形態に係るタングステンシート１の製造方法において、混合溶液１３を作製する工程を説明するための図である。図４は、実施の形態に係るタングステンシート１の製造方法において、混合溶液１３を乾燥させてタングステンシート１を作製する工程を説明するための図である。

【0029】

まず、図３に示すように、バインダ樹脂１１である水溶性の熱可塑性樹脂と水と助剤とを含む熱可塑性樹脂溶液１１Ａを用意し、この熱可塑性樹脂溶液１１Ａに無数のタングステン粒子１２からなるタングステン粉末１２Ａを投入して混練し、所定の液粘度に調整されたペースト状の混合溶液１３（ペースト液）を作製する。

【0030】

なお、混合溶液１３の作製手順は、これに限るものではなく、先にタングステン粉末１２Ａを水分散させ、その後、水分散させたタングステン粉末１２Ａに水溶性の熱可塑性樹脂と助剤とを混合して混錬することによって混合溶液１３を作製してもよい。

【0031】

本実施の形態における混合溶液１３では、熱可塑性樹脂溶液１１Ａとして、水溶性の熱可塑性樹脂のアクリル酸エステルと水と助剤とによって構成されたエマルジョンを用い、タングステン粉末１２Ａとして、平均粒径φが９μｍのタングステン粒子１２を用いた。この場合、成形後のタングステン層１０のタングステンの組成量が９５重量％となるように、混合溶液１３の固形分を８５重量％とした。なお、熱可塑性樹脂溶液１１Ａに含まれる助剤として、混合溶液１３の粘度を調整する粘度調整剤を用いた。また、混合溶液１３には、その他に硬化剤又は架橋剤等の添加剤が含まれていてもよい。

【0032】

このように構成される混合溶液１３は、熱可塑性樹脂溶液１１Ａにタングステン粉末１２Ａが分散されたディスパージョンである。また、混合溶液１３の液粘度は、２０００～５００００ｍＰａ・ｓであるとよい。この範囲の液粘度に調整することによって、混合溶液１３内に多量のタングステン粒子１２を均一に分散させることができる。これにより、混合溶液１３を乾燥させたときに、バインダ樹脂１１内に均一且つ密な状態でタングステン粒子１２を存在させることができる。つまり、薄くて高密度のタングステン層１０を形成することができる。

【0033】

混合溶液１３を作製した後は、図４に示すように、第１基材層２１と第２基材層２２との間に混合溶液１３を挟み込み、混合溶液１３を挟み込んだ第１基材層２１と第２基材層２２との積層体を第１ローラ１１０と第２ローラ１２０とで圧着し、熱風乾燥炉１３０で加熱乾燥させる。

【0034】

具体的には、まず、供給ローラ等によって原反ロール（不図示）から第１基材層２１及び第２基材層２２を移送し、移送される下側の第１基材層２１の上面に混合溶液１３を供給するとともに、供給した混合溶液１３の上から第２基材層２２を重ね合わせて、混合溶液１３を挟み込んだ状態の第１基材層２１及び第２基材層２２を、第１ローラ１１０と第２ローラ１２０とで圧着しながら移送する。本実施の形態では、第１基材層２１及び第２基材層２２として織物を用いている。

【0035】

圧着された第１基材層２１と混合溶液１３と第２基材層２２との積層体は、熱風乾燥炉１３０に移送されて、熱風乾燥炉１３０で熱風乾燥される。これにより、第１基材層２１と第２基材層２２との間に挟まれた混合溶液１３が乾燥して、第１基材層２１と第２基材層２２との間にタングステン層１０が成形される。このようにして、第１基材層２１と第２基材層２２との間に密着されたタングステン層１０を有するタングステンシート１を作製することができる。なお、第１基材層２１と混合溶液１３と第２基材層２２との積層体を乾燥させるときの乾燥条件は、一例として、乾燥温度（熱風乾燥炉１３０の温度）が１２５℃で、乾燥時間が数分程度である。

【0036】

次に、このようにして作製されたタングステンシート１におけるタングステン層１０の厚さｔ_ＷとＸ線遮蔽率との関係について、図５を用いて説明する。図５は、タングステンシート１におけるタングステン層の厚さｔ_ＷとＸ線遮蔽率との関係を示す図である。図５において、四角印（■）、三角印（▲）及び丸印（●）はそれぞれ、タングステン層１０におけるタングステンの組成量を、７５重量％、８５重量％、９５重量％としたときのタングステン層の厚みｔ_ＷとＸ線遮蔽率との実測値を示している。また、一点鎖線、破線及び実線は、それぞれ、四角印（■）、三角印（▲）及び丸印（●）の近似曲線である。近似曲線は、例えば最小二乗法により算出することができる。

【0037】

各タングステンシート１におけるＸ線遮蔽率の測定は、「ＪＩＳ Ｔ ６１３３１－１ 診断用Ｘ線に対する防護用具－第１部：材料の減弱特性の決定方法」に準じて行った。また、タングステンシート１は、三層構造であり、第１基材層２１の厚さｔ_１及び第２基材層２２の厚さｔ_２は、０．０４ｍｍとし、タングステン粒子１２の平均粒径φは９μｍとした。

【0038】

なお、タングステンの組成量が９５重量％の場合については、タングステンシート１の厚みｔとタングステン層１０におけるタングステン粒子１２の量（タングステン量）とＸ線遮蔽率との測定結果を図６に示す。

【0039】

この結果、図５の一点鎖線で示すように、タングステン層１０におけるタングステンの組成量が７５重量％の場合には、タングステン層１０の厚さを約１．１２ｍｍ以上にすることで、目標とする８０重量％のＸ線遮蔽率を得ることができる。

【0040】

また、図５の破線で示すように、タングステン層１０におけるタングステンの組成量が８５重量％の場合には、タングステン層１０の厚さを約０．６８ｍｍ以上にすることで、目標とする８０重量％のＸ線遮蔽率を得ることができる。

【0041】

また、図５の実線で示すように、タングステン層１０におけるタングステンの組成量が９５重量％の場合には、タングステン層１０の厚さを約０．４６ｍｍ以上にすることで、目標とする８０重量％のＸ線遮蔽率を得ることができる。この場合、図６に示すように、タングステン層１０に含まれるタングステン粒子１２の量は、３０００ｇ／ｍ^２以上となっている。つまり、タングステン層１０に含まれるタングステン粒子１２の量を３０００ｇ／ｍ^２以上にすることで、Ｘ線遮蔽率が８０重量％以上のタングステンシート１を得ることができる。

【0042】

さらに、タングステン粒子の量（タングステン量）とＸ線透過率との関係について実験を行ったところ、図７に示す結果が得られた。図７は、遮蔽率Ｘ線管電圧１１０ＫｅＶ時のＸ線透過率とシート面積当りのタングステン粒子の重量との関係を示す図である。

【0043】

図７に示すように、タングステン粒子の重量とＸ線透過率とは比例関係になっていることが分かった。したがって、タングステン粒子の重量とＸ線遮蔽率とについても比例関係になる。したがって、タングステン層１０に含まれるタングステン粒子１２の量を調整することによって、所望のＸ線遮蔽率を有するタングステンシート１を容易に作製することができる。

【0044】

次に、本実施の形態に係るタングステンシート１の特徴について、本発明に至った経緯を含めて説明する。

【0045】

従来、放射線防護シートには、放射線遮蔽材料として鉛が用いられていたが、本発明者らは、鉛に代替する放射線遮蔽材料としてタングステンを用いて放射線防護シートを作製することを検討した。具体的には、タングステン粒子をバインダ樹脂で結着させたタングステン層を有するタングステンシートを作製することを検討した。

【0046】

このようなタングステンシートを用いて高い放射線防護性能を有する放射線防護シートを得るには、タングステン層におけるタングステンの組成量を高くするとよい。

【0047】

しかしながら、タングステン層におけるタングステンの組成量を高くしようとしてタングステン粒子の粒径を大きくしたりタングステン粒子の量を増やしたりしたりして実際にタングステンシートを作製してみたところ、タングステン粒子の粒径サイズによっては、薄くて柔軟性を有するタングステンシートを得ることが難しいことが分かった。

【0048】

具体的には、図８に示すように、平均粒径φが１５μｍと比較的に粒径サイズが大きなタングステン粒子１２Ｘを用いてタングステンの組成量が７０重量％以上のタングステン層１０Ｘを有するタングステンシート１Ｘを作製した場合、得られたタングステンシート１Ｘは、柔軟性を有しておらず、曲げたときに割れてしまった。これは、タングステンの組成量が７０重量％以上のタングステン層１０Ｘは金属質になっており、タングステン粒子１２Ｘとバインダ樹脂１１との接触部分が少ないために、タングステン層１０Ｘが脆くなったからであると考えられる。

【0049】

しかも、平均粒径が大きなタングステン粒子１２Ｘを用いてタングステンの組成量が７０重量％以上のタングステン層１０Ｘを成形すると、タングステン粒子１２Ｘの平均粒径が大きいために、タングステンシート１Ｘ（タングステン層１０Ｘ）の厚みが厚くなってしまい、薄いタングステンシートを得ることが難しかった。

【0050】

一方、図９に示すように、平均粒径φが１μｍと比較的に粒径サイズが小さなタングステン粒子１２Ｙを用いてタングステンの組成量が７０重量％以上のタングステン層１０Ｙを有するタングステンシート１Ｙを作製した場合、タングステン粒子１２Ｙがバインダ樹脂１１内で密な状態で存在せずに、バインダ樹脂１１がタングステン粒子１２Ｙ同士の間に入り込みすぎる状態になってしまうことが判明した。つまり、タングステン粒子１２Ｙとバインダ樹脂１１との絡みが多すぎる状態になってしまうことが分かった。

【0051】

この原因を調べるために、平均粒径φが１μｍ、９μｍ、１５μｍのタングステン粒子について、タングステン粒子（タングステン粉末）と水とが入ったメスシリンダを混合して一日放置する実験を行った。図１０は、その実験結果を模式的に示している。なお、図１０では、メスシリンダ内にタングステン粒子が存在する領域（タングステン粒子存在領域１２Ｒ）を散点状のハッチングで示している。

【0052】

図１０に示すように、タングステン粒子の平均粒径φが９μｍの場合は、タングステン粒子はメスシリンダの下方に凝集して沈降し、タングステン粒子存在領域１２Ｒは、メスシリンダの下方に存在していた。なお、平均粒径φが１０μｍのタングステン粒子についても同様の実験を行ったところ、タングステン粒子の平均粒径φが９μｍの場合と同様の結果が得られた。

【0053】

一方、タングステン粒子の平均粒径φが１５μｍの場合は、タングステン粒子がメスシリンダの下方に凝集して沈降せず、平均粒径φが９μｍのタングステン粒子の場合と比べて、メスシリンダ内のタングステン粒子存在領域１２Ｒが広くなった。これは、タングステン粒子の粒径サイズが大きくなったために、タングステン粒子を含む溶液がエマルジョン状態にならなかったから等の理由が考えられる。

【0054】

また、タングステン粒子の平均粒径φが１μｍの場合も、タングステン粒子がメスシリンダの下方に凝集して沈降せず、平均粒径φが９μｍのタングステン粒子と比べて、メスシリンダ内のタングステン粒子存在領域１２Ｒが広くなった。この場合、タングステン粒子存在領域１２Ｒにおいて、タングステン粒子が溶液中に浮遊している状態になっていることが観察された。このように、タングステン粒子の粒径サイズが小さいにも関わらずタングステン粒子が溶液中に広範囲にわたって分布する理由は、タングステン粒子の粒径サイズが小さいために、タングステン粒子があまり沈降せずに溶液中に浮遊しているからであると考えられる。

【0055】

この実験結果により、平均粒径φが小さいタングステン粒子によって構成された混合溶液１３を用いてタングステン層を成形すると、図９に示すように、タングステン粒子１２Ｙとバインダ樹脂１１との絡みが多すぎる状態となり、タングステン粒子１２Ｙがバインダ樹脂１１内で密に存在しない状態で分布してしまうのではないかと推測される。この結果、平均粒径φが小さいタングステン粒子を用いて所定値以上のＸ線遮蔽率を有するタングステンシートにするには、タングステンシートの厚みを厚くせざるを得なくなる。

【0056】

以上のように、本願発明者の検討結果によれば、タングステン粒子と水溶性の熱可塑性樹脂との混合溶液によってタングステンの組成量が高いタングステン層を成形する場合には、タングステン粒子の粒径は大きすぎても小さすぎても薄くて柔軟性を有するタングステンシートを得ることができないことが分かった。つまり、タングステンの組成量が高いタングステン層であるにも関わらず薄くて柔軟性を有するタングステンシートを得るには、タングステン粒子の粒径サイズを適切に選択する必要があることが分かった。

【0057】

具体的には、本願発明者らの実験及び検討によれば、タングステン層１０におけるタングステンの組成量が７０％以上の場合には、タングステン層１０における複数のタングステン粒子１２の平均粒径が１μｍを下回ると、タングステン層１０の厚みが急激に厚くなってしまい、薄いタングステンシート１を得ることが難しくなることが分かった。一方、タングステン層１０における複数のタングステン粒子１２の平均粒径が１５μｍを上回ると、タングステン層１０が脆くなって柔軟性を有するタングステンシート１を得ることが難しくなることが分かった。

【0058】

そこで、本実施の形態に係るタングステンシート１では、タングステン層１０における複数のタングステン粒子１２の平均粒径を、１μｍよりも大きく、１５μｍ未満としている。

【0059】

この構成により、タングステン層１０におけるタングステンの組成量が７０％以上であっても、薄くて柔軟性を有するタングステンシート１を得ることができる。

【0060】

また、本実施の形態に係るタングステンシート１において、タングステン層１０におけるタングステンの組成量は、８０重量％以上、より好ましくは、９０重量％以上であるとよい。

【0061】

同じ厚さのタングステンシートであれば、タングステン層１０におけるタングステンの組成量が高ければ高いほど、Ｘ線遮蔽率を高くすることができる。その一方で、タングステン層１０におけるタングステンの組成量が高くなると、タングステン層１０が金属質になってしまい、薄くて柔軟性を有するタングステンシートを得にくくなるが、複数のタングステン粒子１２の平均粒径を１μｍ～１５μｍ以下にすることで、薄くて柔軟性を有するタングステンシート１を容易に得ることができる。

【0062】

特に、タングステンの組成量（タングステン含有比率）が９０重量％以上の高密度のタングステンシート１は、薄くて柔軟性に富み、かつ、高いＸ線遮蔽率を確保することができるので、稼動域の大きい防護服等の生地としての利用が可能になる。

【0063】

この場合、複数のタングステン粒子１２の平均粒径は、５μｍ以上１０μｍ以下であるとよい。本願発明者らの実験によれば、タングステン粒子１２の平均粒径φを５μｍ以上１０μｍ以下にすることで、タングステンがより高密度で薄いタングステン層１０を容易に成形することができることが分かった。つまり、これまでは、タングステンの組成量（含有比率）を高くしてタングステンを高密度にすると、薄くて柔軟性を有するタングステンシートを作製することは困難であると考えられていたが、本願発明者らの実験により、タングステン粒子１２の平均粒径φを一定の範囲に絞ることで、タングステンの組成量が高くても、薄いタングステンシートが得られることが分かった。

【0064】

特に、タングステンの組成量が９０重量％を超えると（例えば９５％重量）、薄いタングステンシートを作製することは極めて困難であったが、本願発明者らが鋭意検討した結果、タングステン粒子１２の平均粒径を５μｍ以上１０μｍ以下にすることで、タングステンの組成量が９０重量％を超えていても、薄くて柔軟性を有するタングステンシート１を作製できることを見出した。

【0065】

さらに、複数のタングステン粒子１２の平均粒径は、９μｍ±１０％であるとよい。本願発明者らの実験によれば、平均粒径φが９μｍのタングステン粒子１２を用いてタングステン層を形成することで、タングステンが高密度で且つ最も薄くて柔軟性を有するタングステン層１０を成形することができることが分かった。また、タングステン粒子１２の平均粒径φが多少ばらついても同様の効果が得られることも分かった。したがって、複数のタングステン粒子１２の平均粒径を±１０％にすることで、タングステン層１０におけるタングステンの組成量が９０重量％以上であっても、薄くて柔軟性を有するタングステンシート１を容易に作製することができた。

【0066】

また、本実施の形態におけるタングステンシート１は、例えば８０％以上のＸ線遮蔽率を得ることができるので、放射線防護シートとして用いることができる。

【0067】

また、放射線防護シートであるタングステンシート１は、Ｘ線検査技師等が着用する防護エプロン（重装エプロン）等の放射線防護服等の衣服に適用することができる。例えば、タングステンシート１を衣服に用いる場合、タングステンシート１は薄い方がよい。この場合、タングステンシート１の厚さｔとしては、０．８ｍｍ以下であるとよく、より好ましくは０．５ｍｍ以下である。したがって、平均粒径が１μｍ～１５μｍ以下のタングステン粒子１２を用いることで、衣服に適した厚さｔが０．５ｍｍ以下の薄いタングステンシート１を得ることができる。具体的には、０．２５ｍｍ鉛相当量の防護エプロンであれば、タングステンシート１の厚さは０．５ｍｍ以下であるとよい。

【0068】

また、本実施の形態におけるタングステンシート１は、放射線防護シートとして用いられるだけではなく、耐熱シート又は防音シートとして用いられてもよい。つまり、タングステンシート１は、放射線防護用途だけではなく、耐熱用途、防音用途や遮音用途、又は、制振用途等の種々の用途に利用することができる。

【0069】

（変形例）
以上、本発明に係るタングステンシートについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。

【0070】

例えば、上記実施の形態では、タングステンシート１は、タングステン層１０が第１基材層２１と第２基材層２２とに挟まれた３層構造であったが、これに限らない。具体的には、第１基材層２１及び第２基材層２２のいずれか一方のみとタングステン層１０とで構成された２層構造のタングステンシートであってもよい。例えば、タングステンシートは、第１基材層２１と、第１基材層２１の表面に形成されたタングステン層１０とによって構成されていてもよい。

【0071】

さらに、タングステンシートは、タングステン層１０のみの単層で構成されていてもよい。この場合、タングステン層１０のみを成形することでタングステンシートを作製してもよいが、第１基材層２１の上にタングステン層１０を成形し、その後、第１基材層２１を剥がすことで、タングステン層１０のみを有するタングステンシートを作製してもよい。この場合、第１基材層２１は離型シートとして用いることができる。

【0072】

また、上記実施の形態において、タングステンシート１は、放射線防護服等の衣服に用いる場合について説明したが、衣服以外のその他の製品に用いてもよい。例えば、タングステンシート１は、手袋又はネックガード等の人が身に着ける物品に用いてもよい。また、タングステンシート１は、人が身に着ける物品以外の種々の物品に用いてもよい。

【0073】

その他、上記の実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記の実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

【符号の説明】

【0074】

１、１Ｘ、１Ｙ タングステンシート
１０、１０Ｘ、１０Ｙ タングステン層
１１ バインダ樹脂
１１Ａ 熱可塑性樹脂溶液
１２、１２Ｘ、１２Ｙ タングステン粒子
１２Ａ タングステン粉末
１２Ｒ タングステン粒子存在領域
１３ 混合溶液
２１ 第１基材層
２２ 第２基材層
１１０ 第１ローラ
１２０ 第２ローラ
１３０ 熱風乾燥炉

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】