特表 2024-526276 はんだなしガンマ線遮蔽シート及びこれの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-17

(54)【発明の名称】はんだなしガンマ線遮蔽シート及びこれの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G21F 3/00 20060101AFI20240709BHJP

   G21F 1/10 20060101ALI20240709BHJP

   G21F 1/08 20060101ALI20240709BHJP

   C08L 21/00 20060101ALI20240709BHJP

   C08K 3/22 20060101ALI20240709BHJP

   C08K 3/08 20060101ALI20240709BHJP

   C08J 3/20 20060101ALI20240709BHJP

   C08J 3/24 20060101ALI20240709BHJP

   B29C 43/24 20060101ALI20240709BHJP

   B29C 35/06 20060101ALI20240709BHJP

【ＦＩ】

G21F3/00 G

G21F1/10

G21F1/08

C08L21/00

C08K3/22

C08K3/08

C08J3/20 B CEQ

C08J3/24 Z

B29C43/24

B29C35/06

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023580985

(86)(22)【出願日】2022-06-30

(85)【翻訳文提出日】2023-12-27

(86)【国際出願番号】 KR2022009471

(87)【国際公開番号】W WO2023282545

(87)【国際公開日】2023-01-12

(31)【優先権主張番号】10-2021-0088194

(32)【優先日】2021-07-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524002142

【氏名又は名称】ラスゴ カンパニー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＲＡＳＧＯ ＣＯ．，ＬＴＤ

【住所又は居所原語表記】１９０４ｈｏ １３７ Ｇａｓａｎ ｄｉｇｉｔａｌ １－ｒｏ Ｇｅｕｍｃｈｅｏｎ－ｇｕ Ｓｅｏｕｌ ０８５０６ （ＫＲ）

(71)【出願人】

【識別番号】524002153

【氏名又は名称】アーン，ドングジン

【氏名又は名称原語表記】ＡＨＮ， Ｄｏｎｇｊｉｎ

【住所又は居所原語表記】４Ｆ １０１ Ｓａｎｇｄｏ－ｒｏ ６２－ｇｉｌ Ｄｏｎｇｊａｋ－ｇｕ Ｓｅｏｕｌ ０７０３３ （ＫＲ）

(74)【代理人】

【識別番号】100105131

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 満

(74)【代理人】

【識別番号】100105795

【弁理士】

【氏名又は名称】名塚 聡

(72)【発明者】

【氏名】アーン，ドングジン

(72)【発明者】

【氏名】シム，イェオンハ

【テーマコード（参考）】

4F070

4F203

4F204

4J002

【Ｆターム（参考）】

4F070AA09

4F070AC06

4F070AC14

4F070AC50

4F070AE07

4F070AE08

4F070AE23

4F070FC09

4F070GA06

4F070GB08

4F070GC02

4F203AA45

4F203AB05

4F203AB16A

4F203AC03

4F203AE10

4F203AG01

4F203AH81

4F203DA11

4F203DB02

4F203DC01

4F203DF01

4F203DF02

4F203DL07

4F204AA45

4F204AB05

4F204AB16A

4F204AC03

4F204AE10

4F204AG01

4F204AH81

4F204FA08

4F204FB02

4F204FF01

4F204FN17

4F204FQ32

4J002AC011

4J002AC031

4J002AC071

4J002AC081

4J002AC091

4J002BB151

4J002BB181

4J002DA116

4J002DE108

4J002DE127

4J002FD016

4J002FD137

4J002FD148

4J002FD150

4J002GL00

(57)【要約】

本発明は軽いながらも高いガンマ線遮蔽率を提供するはんだなしガンマ線遮蔽シート及びこれの製造方法に関するものである。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

固体ゴムをミキシングロールに入れて素練りする段階と、
前記ミキシングロールにタングステンと添加剤を投入して前記ゴムと共に混練する段階と、
生成された混合固形物を圧延ロールを利用して一定な厚さで圧搾してシートを製造する段階と、
前記シート圧延ロールに入れて加硫する段階を含み、前記混練段階はゴム１００重量部対比タングステン６００～１９００重量部を混合する段階であることを特徴とするはんだなしガンマ線遮蔽シートの製造方法。

【請求項2】

前記混練段階は難燃性の酸化アンチモンをゴム１００重量部対比５～１５重量部を追加で混合することを特徴とする請求項１に記載のはんだなしガンマ線遮蔽シートの製造方法。

【請求項3】

前記添加剤は酸化亜鉛(亜鉛華)、酸化剤またはこれらの混合物であることを特徴とする請求項１に記載のはんだなしガンマ線遮蔽シートの製造方法。

【請求項4】

前記混練段階は前記ミキシングロールのロール(roll)表面温度が３５～４０℃であり、前記ロール表面に付着された混合固形物の温度が７５～８５℃であり、
前記混合固形物はゴム、タングステン及び添加剤を含むことを特徴とする請求項１に記載のはんだなしガンマ線遮蔽シートの製造方法。

【請求項5】

前記シート製造段階は前記圧延ロールのロール(roll)表面温度が３５～４０℃であり、前記ロール表面に付着された前記混合固形物の温度が７５～８５℃であることを特徴とする請求項１に記載のはんだなしガンマ線遮蔽シートの製造方法。

【請求項6】

前記ゴムは天然ゴム、ニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ブタジエンゴムのうちで何れか一つ以上であることを特徴とする請求項１に記載のはんだなしガンマ線遮蔽シートの製造方法。

【請求項7】

ベースゴムにタングステンと酸化アンチモンが混合されたガンマ線遮蔽シートとして、前記ガンマ線遮蔽シートはゴム１００重量部対比タングステン６００～１９００重量部と酸化アンチモン５～１５重量部を含むことを特徴とするはんだなしガンマ線遮蔽シート。

【請求項8】

前記はんだなしガンマ線遮蔽シートは酸化亜鉛(亜鉛華)、酸化剤またはこれらの混合物である添加剤を含むことを特徴とする請求項７に記載のはんだなし放射線遮蔽シート。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、はんだなしガンマ線遮蔽シート及びこれの製造方法に関するものであり、より詳細には、重くないながらも高いガンマ線遮蔽率を提供するはんだなしガンマ線遮蔽シート及びこれの製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

放射線は地球が生成される当時から存在したし、今も私たちは放射線が一杯な環境下に生活している。放射性物質には自然に存在するものがあって産業、医学などに利用するために人工的に作ったものがあり種類も多様である。

【0003】

電離放射線は物質を通過する時にイオン化を起こすアルファ、ベータ、陽子、中性子、ガンマ線、X-線などの放射線を言って、アルファ線は紙程度の厚さを持った物質にも吸収されて遮られて空気中でもあっという間に止めて特別に遮蔽が必要ないし、ベータ線はアルファ線よりは大きいことで知られているが、一般には薄いアルミニウムホイルやプラスチック板程度でも遮蔽することができる。

【0004】

一方、ガンマ線は核の崩壊や変換から発生されてX線より高いエネルギーを持っている電磁波として、透過力が非常に強い特徴がある。例えば、医療用X線は光子一つが略２，０００eV程度であるが、宇宙ガンマ線は通常１千万eV(１０MeV)で３千億eV(３００GeV)程度であり、ガンマ線がX線の１万～１億倍のエネルギーを持っている。よって、X線遮蔽材に比べて密度や厚さが高いとガンマ線を遮断することができる。

【0005】

韓国公開特許１０-２０１４-００８６２０１号に原子炉で発生する放射線を遮蔽する遮蔽体としてガンマ線を遮蔽する金属薄膜の第１金属シート(鉛)及び中性子を遮蔽する金属薄膜の第２金属シート(カドニュム)を開示している。前記韓国公開特許でのように、原子炉でのガンマ線遮蔽剤は厚い鉛シートと重水(heavy water)が一般的に使われている。また、原子力発電所で勤める作業者らは鉛ガウンを使用することが一般的であった。このような、鉛ガウンは塩化ビニル樹脂(PVC)に鉛成分を分散させた後圧出してシート形態で使われているが、重さが５kg～１０kg程度に重くて着心地が不良で活動性が悪くて着するのに多くの不便さがある。また、鉛は重金属物質で有害性が高くて廃棄処分も易しくない。

【0006】

最近、鉛を取り替えることができる放射線遮蔽物質でタングステンがたくさん使われている。例えば、韓国登録特許１０-１６０５３１９号にはアクリロニトリル-ブタジエンゴム(NBR)１００重量部にタングステン粉末８０～２００重量部、添加剤５～５０重量部を含む放射線遮蔽用ゴム組成物を開示しているし、韓国登録特許１０-１８０４２９５号はアクリロニトリル-ブタジエンゴム(NBR)１００重量部にタングステン粉末８０～２００重量部、タンタル粉末１００～３００重量部及び添加剤５～５０重量部を含む放射線遮蔽用ゴム組成物を開示している。前記二つの韓国登録特許はX線遮蔽率(７５～９５％)に対する試験データのみ提示するだけで、X線対比１億倍以上のエネルギーを持っているガンマ線遮蔽に対する試験データやこれに対する適用可能性に対する具体的言及がない。また、韓国登録特許１０-１８０４２９５号はタングステン粉末とタンタル粉末など多量の金属を使用するにおいて、これら金属の凝り現象を防止するためにアジピン酸エーテルエステル型(Adipic acid ether ester type(RS-１０７))可塑剤でタングステン粉末とタンタル粉末にコーティング処理をしている(請求項１)。

【0007】

図１は、現在市販される日本山本化学工業の放射線遮蔽製品のカタログである。前記カタログを参考すれば、製品の厚さが４mmであるが、ガンマ線(Cs １３７)の遮蔽率が４％に過ぎない。このように、現存する放射線遮蔽製品はガンマ線遮蔽率が低くてガンマ線から作業者を安全に保護することは難しい。

【発明の開示】

【技術的課題】

【0008】

本発明は、鉛を使わないのにガンマ線遮蔽率を高めたシートを提供するものである。

【0009】

本発明は、原子力発電所でガンマ線遮蔽のための遮蔽膜、毛布、防護服で使用可能な遮蔽シートを提供するものである。

【技術的解決手段】

【0010】

本発明は、

【0011】

固体ゴムをミキシングロールに入れて素練りする段階と、

【0012】

前記ミキシングロールにタングステンと添加剤を添加して前記ゴムと共に混練する段階と、

【0013】

生成された混合固形物を圧延ロールを利用して一定厚さで圧搾してシートを製造する段階と、

【0014】

前記シート圧延ロールに入れて加硫する段階を含み、

【0015】

前記混練段階はゴム１００重量部対比タングステン６００～１９００重量部を混合する段階であるガンマ線遮蔽シートの製造方法に関連される。

【0016】

他の様相による本発明は、

【0017】

ベースゴムにタングステンと酸化アンチモンが混合されたガンマ線遮蔽シートとして、

【0018】

前記ガンマ線遮蔽シートは、ゴム１００重量部対比タングステン６００～１９００重量部と酸化アンチモン５～１５重量部を含むガンマ線遮蔽シートに関連される。

【有利な効果】

【0019】

本発明で製造された放射線遮蔽シートは、ガンマ線(Cs-１３７)遮蔽率がそれぞれ１０．３％(厚さ１．１mm)、１８．６％(厚さ２．２mm)であり、従来市販される製品(図１参照)のガンマ線(Cs-１３７)遮蔽率４％(厚さ４mm)に略１０倍程度高い(同一厚さで換算した比較)。また、実施例１のシートは厚さが１．１mmで非常に薄いにもかかわらず遮蔽率が高くて着心地が優秀な防護製品を提供することができる。

【0020】

本発明のガンマ線遮蔽シートは、高密度のタングステンを多量(ベースゴム１００重量部対比６００～１９００重量部)で使用するにも、シート内にタングステンが均一に分散されるようにしてガンマ線遮蔽率を高めた。本発明のガンマ線遮蔽シート製造方法はミキシングロールのローラーと混合固形物(ゴム+タングステン)の温度をそれぞれ３５～４０℃、７５～８５℃で維持しながら混合固形物をミキシングロールに繰り返し投入することで、多量のタングステンをゴムに均一に分散させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

図１は現在市販される日本山本化学工業の放射線遮蔽製品のカタログである。

【0022】

図２は素練りと混練装置の概略図である。

【0023】

図３は混練過程を経った混合固形物を撮影したものである。

【0024】

図４は加硫処理した最終製品(実施例１のシート(１、１mm)である。

【0025】

図５乃至図７は、実施例１で製造したガンマ線遮蔽シートの試験成績書である。

【発明を実施するための最良の様態】

【0026】

以下、本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者が容易に実施できるように本発明の具現例及び実施例を詳しく説明する。

【0027】

本願で使用した用語は、単に特定の実施例を説明するために使用されたものであり、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は文脈上明白に異なるように志さない限り、複数の表現を含む。本出願で、“含む”または“有する”などの用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、一つまたはその以上の他の特徴らや数字、段階、動作、構成要素、またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加可能性をあらかじめ排除しないことで理解されなければならない。

【0028】

本発明のはんだなしガンマ線遮蔽シートは素練り段階、混練段階、シート製造段階(カレンダ段階)、加硫段階を含む。

【0029】

前記素練り段階は固体ゴムをミキシングロールに入れてゴムをつぶして粉碎する段階である。ゴム素練り段階はミキシングロール(例えば、混練機)を利用して原料ゴム(例えば、生ゴム)の分子鎖を機械的に切断、鎖状態の分子間の捩じれを解いて重合度を低めて粘弾性を落として、可塑性を高める工程である。

【0030】

前記固体ゴムは天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ブタジエンゴムのうちで何れか一つ以上であることがある。

【0031】

前記素練り段階と混練段階で使用されるミキシングロールは、二つのロール(roll)を具備してゴムをつぶすことができるか、または圧搾することができる設備を指称する。図２を参考すれば、前記ミキシングロールは二つのローラー(roll)をお互いに反対方向に回転させ、そのローラーの間に固体ゴムが投入されればこれを粉碎する。

【0032】

前記混練段階は前記ミキシングロールにタングステンと添加剤を投入して前記ゴムと共に混合する段階である(図２a参照)。

【0033】

前記ミキシングロールは前記素練り段階のミキシングロールと同じであるか、または異なることがある。

【0034】

前記タングステンは高密度(１９．２５g/cm３)、高比重金属である。本発明ではタングステンをゴム１００重量部対比６００～１９００重量部を使用する。

【0035】

前記タングステンの含量が６００重量部未満ならガンマ線遮蔽率が低く、１９００重量部を超過すると、混練段階で均一な分散が難しくて、カレンダ工程で一定厚さで圧出し難い。

【0036】

本発明では純度９７％～９９．９％、粒子サイズ(粒度)０．０１μｍ～１００μｍであるタングステンが使用されることができる。

【0037】

前記混練段階に使用される添加剤は亜鉛華(酸化亜鉛使用)、酸化剤(加硫剤)または、これらの混合物であることができる。

【0038】

酸化剤(加硫剤)としては硫黄、チオカルバメート系(Thiocarabmate)促進剤、 Thjuram系やThiourea系促進剤であることができる。

【0039】

前記添加剤はゴム１００重量部対比０．１～２０重量部が混合することができる。

【0040】

本発明のガンマ線遮蔽シートはゴムに酸化亜鉛など添加剤を混合して耐久性だけではなく弾性、引裂強度及び引張強度を高めることができる。

【0041】

前記混練段階は難燃性の酸化アンチモンをゴム１００重量部対比５～１５重量部を追加で混合することができる。

【0042】

前記酸化アンチモンの粒子サイズ(粒度)が０．１μｍ～１００μｍであることがある。

【0043】

前記酸化アンチモンはガンマ線遮蔽シートの難燃性を高めてくれる。

【0044】

前記混練段階は前記ミキシングロールで混合固形物を数回繰り返して圧着及び分散することができる。

【0045】

前記混練段階はタングステンがゴムに均一に分散されるようにミキシングロールを経った混合固形物をカッティングして再びミキシングロールに再投入する過程を数回繰り返すことができる。
ここで、混合固形物はゴム、タングステン、添加剤、酸化アンチモンなどを含む混合物として、液状ではなく粘性が維持される固体状態のペースト(paste)である。

【0046】

この時、前記混練段階での前記ミキシングロールのロール(roll)表面温度が３５～４０℃であり、前記ロール表面に付着された混合固形物の温度が７５～８５℃であることがある。前記ロールの表面温度が４０℃を超過して長期間回転すれば、圧着されるゴムが易しく熟してしまうか、またはスコッチ現象(願わない条件で加硫が進行されてゴムの性質が変わる現象)が現われる。よって、本発明はロール表面温度を３５～４０℃範囲で調節しながら混合固形物の温度が７５～８５℃が維持されるようにする。ロールと混合固形物の温度が前記温度より低ければ十分な分散が難しい。

【0047】

本発明のガンマ線遮蔽シートの製造方法は、前記混練段階を経ったシート形態の混合固形物を一定厚さと大きさで切って所定時間の間保管する熟成段階を追加で含むことができる。

【0048】

前記熟成段階は１２時間以上、望ましくは、２４時間以上であることがある。

【0049】

前記熟成段階は常温で進行することができる。

【0050】

前記熟成段階を経らない混合固形物は時間が経てば不良率が高いか、または製品寿命が短縮される問題点が発生することがある。

【0051】

前記シート製造段階(カレンダ段階)は、混練段階で生成された混合固形物を圧延ロールを利用して一定な厚さで圧搾する段階である。

【0052】

前記シート製造段階ではカレンダ(逆L字模様で上に圧延ロールが２個、下で２個付いている装備)を利用して一定な厚さでシートを製造することができる。

【0053】

本発明の製造方法は、前記シート製造段階前に熟成されて硬くなった混合固形物(遮蔽体)をニーダー(Kneader)機に投入して熱と圧力でペースト状態で作る。この時、前記ニーダー機ロールの表面温度と混合固形物(遮蔽体)の表面温度をそれぞれ３５～４０℃、７５～８５℃で維持してスコッチ現象などを防止する。

【0054】

前記シート製造段階は７５～８５℃で維持される混合固形物(遮蔽体)を前記カレンダの圧延ロールに注入することができる。

【0055】

前記シート製造段階は、前記混練段階と同じく、前記圧延ロールのロール(roll)表面温度が３５～４０℃であり、前記ロール表面に付着された前記混合固形物の温度が７５～８５℃であることがある。

【0056】

前記加硫段階は前記シートを圧延ロールに入れて加硫する段階である。

【0057】

前記加硫段階は圧着されたシートをロータキューという装備を利用して熱と圧力をかけて硫黄などの添加剤とゴムが反応を起こす段階である。前記加硫段階を通じて製造されたシートは耐久性が優秀で弾力があるガンマ線遮蔽シートになることができる。

【0058】

本発明のガンマ線遮蔽シート製造方法は、高密度であるタングステンを多量使用するにもかかわらず特定温度を維持する混練段階を数回繰り返すことでタングステンがゴムに均一に分散されることができる。

【0059】

他の様相で、本発明ははんだなしガンマ線遮蔽シートに関連される。

【0060】

本発明のはんだなしガンマ線遮蔽シートは多量のタングステンがベースゴムに分散されて成形されたシートである。

【0061】

前記ベースゴムは天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ブタジエンゴムのうちで何れか一つ以上である。

【0062】

前記シートはベースゴム１００重量部対比６００～１９００重量部のタングステンが含まれることができる。

【0063】

前記タングステンは純度９７％～９９．９％、粒子サイズ(粒度)０．０１μｍ～１００μｍであることがある。

【0064】

本発明のはんだなしガンマ線遮蔽シートは添加剤と酸化アンチモンが含まれることができる。
前記添加剤は亜鉛華(酸化亜鉛使用)、酸化剤(加硫剤)またはこれらの混合物であることができる。

【0065】

前記添加剤はゴム１００重量部対比０．１～２０重量部が混合されることができる。

【0066】

前記酸化アンチモンをゴム１００重量部対比５～１５重量部を追加で混合することができる。

【0067】

前記添加剤と酸化アンチモンは前で上述した内容を参考することができる。
（発明の実施のための形態）

【0068】

下記に本発明の一具現例を開示する。

【0069】

（実施例１）

【0070】

クロロプレンゴム１００gをミキシングロールに入れて３０分間素練りした。続いて、前記ミキシングロールにタングステン７００g、酸化アンチモン５g、亜鉛華３g、Thjuram促進剤(TT)１gを入れて３０分間混練した。混練するうちにミキシングロールのロール(roll)表面温度を３５～４０℃、ロール表面に付着された混合固形物の温度を７５～８５℃で維持した。ミキシングロールで圧着シート形態の混合固形物を一定厚さと大きさで切って１日程度一定常温で熟成した。熟成されて固くなった混合固形物をニーダー(Kneader)機に投入してニーダー機ロールの表面温度と混合固形物(遮蔽体)の表面温度をそれぞれ３５～４０℃、７５～８５℃で維持しながらペースト状態で作った。ニーダー機から練られた混合固形物をカレンダ加工(４個のロール)して一定な厚さで圧搾した。
一定厚さで圧着されたシートをロータキューという装備を利用して加硫させた。１．１mmと２．２mm厚さのシート二つを最終的に修得した。

【0071】

【0072】

図４乃至図７は、実施例１で製造したガンマ線遮蔽シートの試験成績書である。図４乃至図７を参考すれば、実施例１のガンマ線(Cs-１３７)遮蔽率がそれぞれ１０．３％(厚さ１．１mm)、１８．６％(厚さ２．２mm)として、従来市販される製品(図１参照)のガンマ線(Cs-１３７)遮蔽率４％(厚さ４mm)に１０倍程度高い(同一厚さで換算した比較)。また、実施例１のシートは厚さが１．１mmで非常に薄いにもかかわらず遮蔽率が高くて着心地が優秀な防護製品を提供することができる。

【0073】

今まで本発明の具体的な実施例らをよく見た。本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者は本発明が本質的な特性に脱しない範囲で変形された形態で具現されることができることを理解することができるであろう。本発明の範囲は前述した説明ではなく特許請求範囲に現われているし、それと同等な範囲内にあるすべての差異点は本発明に含まれたことで解釈されなければならないであろう。

【産業上の利用可能性】

【0074】

本発明は、ガンマ線遮蔽シートで使用されることができる。本発明の遮蔽シートは着心地が優秀な防護製品に適用されることができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】