專利名稱：屏蔽材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于屏蔽放射線或電磁波的屏蔽材料。
背景技術(shù)：
過去，作為放射線的屏蔽材料，由于密度高屏蔽能力出色，一直多使用鉛及鉛合金。但是，因為鉛及鉛合金厚度增加后變形加工困難，存在作為在需要塑性加工的地方所用屏蔽材料難以使用的問題。最近幾年，作為可以變形加工的鉛屏蔽材料，使用了細纖維狀的所謂鉛毛的集合體。但是，使用這樣的鉛毛后，雖然變形變得容易了，但伴隨著加工的程度變大密度下降，因此，產(chǎn)生了屏蔽性能下降的問題。再有，也由于鉛本身對人體有害，其使用正在不斷受到限制。所以，就要尋求不使用鉛的屏蔽材料。
另外，在電磁波屏蔽中可以使用混入像重金屬和氧化鐵這樣其自身具有屏蔽能力的屏蔽粉末的樹脂。但是，其變形加工困難，再有，存在混入屏蔽粉末的樹脂有容易破損，需要在操作中特別注意的缺點。
為了消除這些過去替代鉛的屏蔽材料的缺點，在特開平08-122492號公報中公開了應滿足環(huán)境衛(wèi)生和柔軟性要求的金屬和有機物的復合物制成的屏蔽材料。
但實際上，由于金屬和有機物的復合物因在操作中破壞或產(chǎn)生龜裂，和過去一樣操作時也需給與特別注意。作為其對策，雖也可以選擇高強度的有機物，增加其含量，但反之失去了柔軟性，再有，密度下降導致了屏蔽性能下降。進一步，金屬和有機物的復合物還具有在火災和異常過熱時易燃的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明概念上的目的就在于消除于過去的屏蔽材料的缺點。具體而言，本發(fā)明的第一個目的在于不使用鉛而獲得放射性屏蔽能力或電磁波屏蔽能力高的屏蔽材料。
本發(fā)明的其他目的在于獲得高密度不膨松的屏蔽材料。
再有，本發(fā)明的其他目的在于使強度提高，獲得不易撕裂、受沖擊時不易破壞、操作變得簡單的屏蔽物和有機物的復合物制成的屏蔽材料。
本發(fā)明的進一步的其他目的在于獲得不使用在彎曲加工中或彎折時不易破損的鉛的屏蔽材料。
與本發(fā)明有關(guān)的屏蔽材料是將具有屏蔽放射線、電磁波功能的分散用粉末和作為分散基材的有機物的復合物制成的具有柔軟性的板狀體樣的成型體通過用難燃性纖維薄片所包裹，使難燃性和操作時的強度都得到提高的屏蔽材料。另外，本發(fā)明的屏蔽材料由于富有柔軟性而易于變形加工，可以將具有復雜形狀的屏蔽對象物無間隙地屏蔽起來，可以將來自具有復雜表面形狀的對象物的各種放射線或電磁波屏蔽。
再有，與本發(fā)明有關(guān)的屏蔽材料，通過在對放射性或電磁波具有屏蔽功能的粒子和具有彈性的高分子有機化合物粒子的復合體表面或內(nèi)部配置有增強材料使其成為一體化，提高了對于彎曲或彎折加工的強度。
適合分散混合于有機物基材中的屏蔽物質(zhì)和有機物可根據(jù)所要求的屏蔽能力和使用溫度等應用環(huán)境適當選取。特別是，關(guān)于放射線的屏蔽，放射線的屏蔽能力主要和屏蔽材料的密度成比例。例如，鎢或鉬密度大，屏蔽能力非常強，具有同體積鉛的1.4倍左右的屏蔽能力。再有，相同的碳化鎢或其他的鎢合金或鎢化合物、其他的重金屬化合物和鎢或鉬等其他的高密度的粉末混合也可得到同樣的效果。
另外，為了屏蔽電磁波，作為混合在有機物中的屏蔽用分散材料，鐵材料、氧化鐵、氧化鈦、鈦酸鋇這樣的金屬化合物的磁性體的粉末都適用。為了屏蔽電磁波，可利用其表面反射，或被屏蔽材料所吸收的任意一個作用，但特別是在應用于電磁波測定儀時，由反射引起的屏蔽，因為被反射的電磁波可能會影響其他的儀器，所以盡量希望使用吸收屏蔽。為此，在使用磁性體的金屬化合物的場合，由于具有電磁波變化為熱被屏蔽材料所吸取的作用，所以適用。
再有，本發(fā)明中所使用的有機物，是具有柔軟性，和上述金屬及金屬氧化物容易親合的材料，可使用彈性樹脂、加硫橡膠、軟質(zhì)塑料等。
作為包裹上述具有屏蔽能力的復合物的成型體的難燃性布狀薄片，可使用像以玻璃纖維、金屬纖維、碳纖維，或陶瓷纖維等難燃性纖維編織成布狀的、抗撕裂、有柔軟性、有難燃性的纖維材料。用這樣的纖維部件將上述具有屏蔽功能的復合物的成型體以密封狀態(tài)包裹起來，隔斷了對構(gòu)成上述復合物的有機物的氧的供給，進一步提高了難燃性。這時，上述纖維制成的布狀薄片，優(yōu)選用氯乙烯這樣的非透氣性的被覆材料被覆。
制造本發(fā)明的屏蔽材料時將成型材料放入具有難燃性的布狀物包裹，可以使用各種方法。例如，可以采用將難燃性布材料整形加工為袋狀，把混合物的成型體封入袋內(nèi)的方法；預先將混合材料用布材料包裹，一體成型為最終形狀的方法；在兩張或更多的布狀材料之間插入混合物的成型體，將外圍部訂在一起成為一體的方法。為將布材料訂在一起，可采用將外圍部用高強度的尼龍、玻璃纖維、金屬纖維等的線縫合的方法和，用焊接器加熱、加壓壓力接合的方法，進一步，也可采用使用粘結(jié)劑粘在一起的方法。
進一步，作為增強材料，可使用聚乙烯、尼龍、聚酯、金屬等的層壓薄片、尼龍纖維、金屬纖維等的絲網(wǎng)，或表面具有突起的板狀或棒狀材料。由于使用這些增強材料，可以抗彎曲和剪斷，成為用小體積增強的屏蔽材料。因此，盡管使用了增強材料但作為屏蔽材料的密度的減低也很小，其對放射線或電磁波的屏蔽能力幾乎沒有下降。增強材料根據(jù)屏蔽材料的形狀切斷使用。
作為屏蔽材料和增強材料一體化的手段，可以使用在增強材料和屏蔽材料接觸的狀態(tài)下加熱部分熔融使其一體化的方法；用粘結(jié)劑將兩者粘在一起使其一體化的方法；把增強材料貼在屏蔽材料上的方法；將增強材料夾在2個或更多的屏蔽材料之間加熱或加壓使其一體化的方法等各種各樣的方法。
再有，通過和增強材料一體化后的屏蔽材料，適用于上述的包裹在布狀薄片中的構(gòu)造，可以大大增強通過折疊搬運和保管時的抗破損和抗破裂性。
附圖的簡單說明

圖1為在屏蔽材料的單側(cè)表面上施加增強材料的例子，圖2為在屏蔽材料的內(nèi)部施加增強材料的例子，圖3為在屏蔽材料的表面附近埋設(shè)增強材料的例子，圖4為在單面施加具有在一定程度以上不能彎曲功能的增強材料的屏蔽材料的例子，(a)為通常時，(b)為折疊狀態(tài)，進一步，圖5，為在屏蔽材料的兩面施加圖4中所示的增強材料的例子。
具體實施例方式
實施例1表1表示的是本發(fā)明的屏蔽材料應用于放射線用屏蔽材料的例子。
同表中，No.1～8為本發(fā)明的實施例，No.9～13為比較例，是根據(jù)柔軟性、屏蔽能力、難燃性、操作性加之綜合評價進行各例評價的。
將使用具有0.5～100μm左右粒徑的鎢粉末、鉬粉末、氧化鉿作為給與屏蔽能力的分散粒子，與約40體積％比例的作為有機物的鏈烯烴類彈性體、加硫橡膠、苯乙烯類彈性體、異戊二烯類彈性體、聚酯類彈性體混煉得到的復合物，在140℃～180℃的溫度之間以壓制的方法成型，成為3mm×300mm×1000mm的板狀材料。接著，用如表中所示的用氯乙烯包覆的玻璃布薄片、用硅包覆的玻璃布薄片、用硅包覆的碳纖維薄片、用PTFE(聚四氟乙烯)包覆的鎢絲薄片、用PTFE包覆的鋼絲薄片、包覆硅的含有碳化硅粉末的尼龍薄片作為布的材料，整形為內(nèi)部具有厚度為3mm×300mm×1000mm的空洞的口袋。在此空洞內(nèi)插入上述的板狀材料，用聚酯線將袋的空口縫合得到屏蔽材料。這一屏蔽材料不是用于將屏蔽部件長期固定使用，而是隨屏蔽場所變動，應所要屏蔽的場所的形狀需要而變形成型，作為放射線屏蔽部件在核電設(shè)施內(nèi)檢查操作時使用。
本發(fā)明的實施例的No.1～8對柔軟性、屏蔽能力、難燃性、對環(huán)境的影響、操作性全部都是適合的，作為放射線屏蔽部件顯示了良好的性能。
本發(fā)明的屏蔽材料由于含有高密度的鎢粉末，放射線屏蔽性能出色，比相同厚度的含鉛材料試料No.9和No.10的X線屏蔽能力還要好。
再有，試料No.11，雖然是鐵粉充填在包覆氯乙烯(以下簡記為氯乙烯)玻璃布薄片中的，但在內(nèi)部粉末偏向一邊屏蔽能力不均不實用。
試料No.12的試料雖是鎢—彈性體樹脂復合物，但對折疊和撕裂非常脆弱，操作困難，容易破損。
試料No.13的試料雖然使用了作為布狀材料的聚乙烯，但和火炎短時間接觸即容易著火。


實施例2表2表示的是將本發(fā)明應用于電磁波屏蔽材料的例子。
同表中所示的實施例的No.21～23，作為電磁波屏蔽用的分散材料選擇了氧化鐵粉和鐵粉，作為有機物選擇了加硫橡膠、鏈烯烴類彈性體，將這些以40體積％的比例混合的復合物用與實施例1同樣的條件處理，準備成1mm×1000mm×1000mm的板狀材料。
作為布材料，選擇了覆有氯乙烯的玻璃布薄片，準備2片，在這2片之間夾有復合物板狀部件的狀態(tài)下，在玻璃布薄片的外圍用焊接器加熱、壓附，使其在夾持板狀復合物的狀態(tài)下成為一體，獲得屏蔽材料。
制作數(shù)個這樣的屏蔽材料，貼在簡易的電磁波暗室的外壁上，從而作為電磁波屏蔽部件使用。
因為電磁波暗室的外壁有凸凹，有必要用柔軟材料無間隙地覆蓋，再有，為了用于設(shè)備移動，其他設(shè)備的屏蔽等，對操作不需要特別注意的、抗撕裂等強的材料是必要的。另外，如果屏蔽能力小為得到充分的屏蔽效果，就有必要使用厚的部件，因為在運輸和設(shè)備的設(shè)置、保管等時會變得不利，所以希望每單位體積屏蔽能力盡量高的材料。與本發(fā)明有關(guān)的試料No.21～23對于有關(guān)用途是合適的電磁波屏蔽材料。進一步，在具有柔軟性的同時，還具有不易破損性，難燃性等。
表2中所示的No.24～27為比較例。上述為本發(fā)明實施例的No.21～23相對這些比較例，在柔軟性、屏蔽性、難燃性、對環(huán)境的影響、操作性的全方面，作為電磁波屏蔽部件都是出色的。
雖然比較例No.24不是復合物板狀部件而是鐵粉在覆有氯乙烯的玻璃布薄片中填充的部件，但在內(nèi)部粉末不均勻，屏蔽能力也不均不能使用。No.25雖然為氧化鐵-彈性體樹脂復合物，但操作困難，容易破損。另外，No.26作為布狀材料使用了聚乙烯，但和火炎短時間接觸即容易著火，再有，No.27是鐵板對于設(shè)備來說，形狀不親合，只能用于有限的設(shè)備形狀。


實施例3所附各圖表示了增強材料對本發(fā)明的屏蔽材料的應用例.
具有屏蔽功能的粒子和具有彈性的高分子化合物的混合物制成的屏蔽材料1中，雖然增強材料2是一體安裝的，但其形態(tài)有如圖1所示那樣當增強材料2為薄膜狀、網(wǎng)狀時，貼在屏蔽材料1的表面的形態(tài)和如圖2所示的那樣在屏蔽材料1內(nèi)部埋入增強材料2的形態(tài)。
再有，如圖3中所示的那樣，在表面具有突起21的增強材料20的場合，可以將突起21為下側(cè)，在屏蔽材料1的表面附近埋入形成一體化。
進一步，圖4(a)中表示了表面有突起21的增強材料20，如圖4(b)中所示那樣，突起21限制了屏蔽材料1的彎曲，使屏蔽材料1在特定方向上不能彎曲到一定程度以上。例如，將此增強材料20安裝在一個方向長的屏蔽部件墊的中央部位，則在折疊搬運和保管時，也因為可以將折疊部位的曲率確保在一定程度以上，從而不會發(fā)生從該處破壞和破裂。
在本實施例中，將作為金屬的放射線屏蔽能力高的鎢粉末和作為有機物的熱增塑性彈性體的鏈烯烴類彈性體粉末混合、加熱、加壓，得到鎢粉末60(體積％)，鏈烯烴類彈性體40(體積％)的板狀復合物。另外，選擇以樹脂成分為主的粘合性層壓薄片作為增強材料，按照復合物的形狀切斷。接著，在板狀復合物的兩面貼上層壓薄片，得到作為一體的具有柔軟性的板狀屏蔽部件。
得到的此屏蔽部件，用于過去使用含鉛材料的手提行李檢查用的X射線透過裝置的簾子。
由于此屏蔽部件含有高密度的鎢粉末，放射線屏蔽性出色，X射線屏蔽能力比相同厚度的含鉛材料還要好。再有，柔軟性高，可以折疊變形。在物品為食品等的場合由于沒有使用鉛等有害材料也沒有對食品的鉛污染的問題，可以使用。進一步，對撕裂的強度比過去的屏蔽部件要高，操作非常容易，與含鉛材料的簾子比較可以獲得同等或更長的壽命。
實施例4和實施例3同樣選擇板狀材料作為屏蔽材料。作為增強材料20如圖4所示的那樣選擇了表面有突起的21的樹脂制的板狀材料，按照板狀材料的大小切成2張。接著，用粘結(jié)劑將復合物和增強材料兩者貼在一起，得到如圖5所示那樣兩面有溝狀凸凹的屏蔽材料1。獲得的屏蔽材料，作為放射線屏蔽部件在核電設(shè)施內(nèi)檢查操作時使用。這一用途不是將屏蔽材料固定那樣地長期使用，而是根據(jù)操作地點的需要一邊變動屏蔽場所一邊使用。
此屏蔽材料，由于具有充分的柔軟性，可以對應各種各樣的形狀進行屏蔽。另外，雖然搬運時有時要折疊，由于增強材料可以確保彎曲部位在一定以上的曲率，復合物不會破裂。而且，屏蔽性具有相同厚度的鉛毛墊的2倍左右的能力。
作為比較例，同樣的屏蔽材料直接作為放射線屏蔽部件在核電設(shè)施內(nèi)檢查操作時使用，搬運時復合物發(fā)生了破裂，不耐用。
實施例5選擇電磁波吸收能力高的鐵氧體粉末作為金屬，選擇加硫橡膠作為有機物，用與實施例1同樣的方法獲得了由鐵氧體60(體積％)，加硫橡膠40(體積％)制成的板狀屏蔽材料。將此復合物成型為厚1mm，500mm見方的板狀。接著，用此屏蔽材料2張將粗0.05mm、間距1mm的格子狀的銅制網(wǎng)1張夾住，一邊加熱一邊從兩面進行加壓使三者一體化，得到屏蔽材料。銅制網(wǎng)埋設(shè)于成為一體的復合物中央部，很牢固地接合在一起。
在將獲得的電磁波屏蔽部件無間隙地設(shè)置在簡易電磁波測定室的墻壁和房頂時，來自外部的頻率為2MHz或更高的電波完全不能進入，可以進行沒有噪聲的正確測定。另外，在設(shè)置時雖直接彎曲折疊使用，但完全沒有破壞等，再有，給測定室的形狀增添了柔軟性。
工業(yè)實用性本發(fā)明的屏蔽材料，可以簡便地應用于屏蔽來自電磁波和核設(shè)施放射線的任意地方和部件。
再有，本發(fā)明的屏蔽材料，由于沒有毒性可用于對食品中殘留金屬的探測裝置和機場的利用X射線的行李檢查機簾子這樣的用途。
權(quán)利要求
1.一種屏蔽材料，其特征為，是將由具有屏蔽放射線或電磁波能力的分散材料和有機物的復合物制成的具有柔軟性的成型體用由難燃性纖維制成的布狀薄片包裹的屏蔽材料。
2.權(quán)利要求1所記載的放射線屏蔽材料，其中分散材料為重金屬粉末。
3.權(quán)利要求1所記載的電磁波屏蔽用的屏蔽材料，其中分散材料為吸收電磁波的金屬鐵、氧化鐵或介電體。
4.權(quán)利要求1至3的任一項所記載的屏蔽材料，其中難燃性纖維為玻璃纖維、金屬纖維、碳纖維、陶瓷纖維中的任意一種。
5.權(quán)利要求1至4的任一項所記載的屏蔽材料，其中由難燃纖維制成的布狀薄片用非透氣性的被覆材料包覆。
6.一種屏蔽材料，其特征為在分散有具備放射線或電磁波屏蔽能力的分散材料的、具有彈性的高分子有機化合物制成的屏蔽材料上安裝有對彎曲具有增強作用的增強材料。
7.權(quán)利要求6所記載的屏蔽材料，其中分散材料為重金屬或磁性體，具有彈性的高分子有機化合物為彈性體樹脂或加硫橡膠。
8.權(quán)利要求6或7所記載的屏蔽材料，其中增強材料為聚乙烯、尼龍、聚酯、金屬等的薄膜，尼龍纖維、金屬纖維等的絲網(wǎng)或表面有突起的板狀或棒狀材料的任意1種、2種或更多種。
9.權(quán)利要求6至8任一項所記載的屏蔽材料，其中在屏蔽材料上安裝增強材料的處所為屏蔽材料的表面、內(nèi)部或表面附近。
10.權(quán)利要求6至8任一項所記載的屏蔽材料，其中在屏蔽材料上安裝增強材料的狀態(tài)以壓力接合狀態(tài)安裝。
11.權(quán)利要求6至8任一項所記載的屏蔽材料，其中增強材料以壓力接合的狀態(tài)安裝在分為兩半的屏蔽材料之間。
12.權(quán)利要求6至11的任一項所記載的屏蔽材料，其中屏蔽材料具有包裹于用玻璃纖維、金屬纖維、尼龍纖維等高強度纖維編織成的布狀薄片中的構(gòu)造。
全文摘要
本發(fā)明提供對放射線或電磁波具有高屏蔽性能、彎曲加工性和操作性出色、而且不含難燃性的鉛的屏蔽材料。其是將具有放射性或電磁波屏蔽能力的金屬及金屬化合物和有機物的復合物成型為板狀等，再用玻璃纖維、金屬纖維、碳纖維等制成的布狀薄片將此成型體包裹起來的屏蔽材料。再有，是在由重金屬、鐵氧體這樣的具有高屏蔽性能的粒子和具有彈性的高分子有機化合物制成的屏蔽材料的表面、內(nèi)部或表面附近通過壓力接合安裝有聚乙烯、尼龍、聚酯、金屬等的薄膜、尼龍纖維、金屬纖維等的絲網(wǎng)或表面有突起的板狀或棒狀材料的屏蔽材料。
文檔編號B32B27/18GK1764987SQ0382629
公開日2006年4月26日 申請日期2003年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月18日
發(fā)明者岡村研二, 山內(nèi)正博, 松尾繁, 坂口茂也 申請人:日本鎢合金株式會社