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JP6046428B2 - Radiation shielding sheet - Google Patents
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JP6046428B2 - Radiation shielding sheet - Google Patents

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Description

本発明は、少なくとも繊維状材料および結合剤樹脂からなる放射線遮蔽性シート材に関するものである。さらに詳しくは、放射線遮蔽性を有し、機械的強度、柔軟性、シール性に優れた、ガスケットまたはシール材に適した放射線遮蔽性シート材に関するものである。   The present invention relates to a radiation shielding sheet material comprising at least a fibrous material and a binder resin. More specifically, the present invention relates to a radiation shielding sheet material suitable for a gasket or a sealing material having radiation shielding properties and excellent mechanical strength, flexibility and sealing properties.

ガスケットは種々のシール材として広範な範囲で用いられている。その基本組成は繊維材料と充填材、ゴムや樹脂などの結合剤からなる。特に、工業プラントなどに使用されるガスケットは、非常に高い耐熱性と耐薬品性、シール性が求められており、これまでそういった用途には耐熱性、耐薬品性に優れ、また低コストであるアスベストを繊維材料として用いたガスケットが多く用いられていた。しかしながら、昨今のアスベストに対する人体への影響が社会問題となっていることを背景に、アスベストを用いず、かつ耐熱性や耐薬品性に優れたガスケットの開発が精力的に行われている。   Gaskets are used in a wide range as various sealing materials. Its basic composition consists of a fiber material, a filler, and a binder such as rubber or resin. In particular, gaskets used in industrial plants and the like are required to have extremely high heat resistance, chemical resistance, and sealing properties. Until now, such applications have excellent heat resistance and chemical resistance and are low in cost. Many gaskets using asbestos as a fiber material have been used. However, the development of gaskets that do not use asbestos and are excellent in heat resistance and chemical resistance has been vigorously developed against the background of the recent social impact on asbestos.

例えば、特公平4−5053号公報などでは、繊維材料にアスベストの代わりに芳香族ポリアミド繊維および/またはフィブリル化した芳香族ポリアミド繊維を用い、ゴム材料などのバインダー成分と充填材、ポリオレフィン重合体を含むことを特徴とするジョイントシートが開示されている。   For example, in Japanese Patent Publication No. 4-5053, an aromatic polyamide fiber and / or a fibrillated aromatic polyamide fiber is used as a fiber material instead of asbestos, and a binder component such as a rubber material, a filler, and a polyolefin polymer are used. A joint sheet characterized in that it is included is disclosed.

一方、放射線の産業利用とその重要性が増している中で、放射線取扱施設や放射性廃棄物貯蔵施設などが今後も拡大していくことが予想される。なかでも、放射線の漏えいをいかに防止するかは大きな課題であり、特に原子力発電プラントなど放射線を扱うプラントにおいては、配管からの放射線の漏えいを防ぐために、ガスケットやシール材などに放射線遮蔽性能を持たせることが要求される。   On the other hand, as the industrial use and importance of radiation increases, radiation handling facilities and radioactive waste storage facilities are expected to expand in the future. In particular, how to prevent leakage of radiation is a major issue. Especially in plants that handle radiation, such as nuclear power plants, radiation shielding performance is provided in gaskets and sealing materials to prevent leakage of radiation from piping. Is required.

そのような要求を満たすガスケット、シール材としては金属製のものが例として挙げられるが、柔軟性や弾性に乏しく、接面との馴染み性をよくするために高い締め付け力を必要とし、それにより、食い込みが起こるなど、長期使用に際し、安定したシール性が確保できない問題点があった。このように、放射線遮蔽性を有し、機械的強度、柔軟性、シール性を両立させたガスケットやシール材の開発が強く望まれている。   Examples of gaskets and seals that meet such requirements include metal, but they are poor in flexibility and elasticity, and require high tightening force to improve compatibility with the contact surface. However, there is a problem that a stable sealability cannot be ensured during long-term use, such as biting. Thus, there is a strong demand for the development of gaskets and sealing materials that have radiation shielding properties and have both mechanical strength, flexibility, and sealing properties.

特公平4−5053号公報Japanese Patent Publication No. 4-5053

本発明は、かかる従来技術の問題点の解決を目的とするものであり、放射線遮蔽性を有し、かつ、機械的強度、柔軟性、シール性に優れ、ガスケットやシール材に適した、放射線遮蔽性シート材を提供するものである。   The present invention is intended to solve the problems of the prior art, and has radiation shielding properties, excellent mechanical strength, flexibility and sealing properties, and suitable for gaskets and sealing materials. A shielding sheet material is provided.

本発明者が検討した結果、繊維状材料と結合剤樹脂とを巧みに組み合わせたシート材とすることにより、例えばタングステン等の無機粒子を重量割合で55%以上配合することができ、高い放射線遮蔽性能を持つだけでなく、同時に優れた機械的強度、柔軟性を有するガスケット、またはシール材が得られることを見出した。 As a result of the study by the present inventors, by using a sheet material skillfully combining a fibrous material and a binder resin, for example, inorganic particles such as tungsten can be blended by 55 % or more by weight, and high radiation shielding is achieved. It has been found that a gasket or sealing material having not only performance but also excellent mechanical strength and flexibility can be obtained.

かくして本発明によれば、少なくとも繊維状材料およびフッ素樹脂からなる結合剤樹脂、並びに該フッ素樹脂粉末の水中での分散を不安定化させる作用を持つ凝集剤からなるシート材であって、該シート材が、原子番号が40以上の元素からなる単体または化合物からなる無機粒子の少なくとも一種を、該シート材の全重量を基準として55〜90重量%含有し、該繊維状材料のショッパーリーグラー濾水度が20〜80°SRであることを特徴とする放射線遮蔽性シート材が提供される。また、上記の放射線遮蔽性シート材から構成されるガスケットまたはシール材が提供される。 Thus, according to the present invention, there is provided a sheet material comprising at least a binder resin comprising a fibrous material and a fluororesin, and a flocculant having an action of destabilizing dispersion of the fluororesin powder in water, wood is, at least one inorganic particles atomic number is from a single piece or a compound consisting of 40 or more elements, the total weight of the sheet material contains 55 to 90 percent by weight based, Schopper Riegler filtration of the fibrous material A radiation shielding sheet material having a water degree of 20 to 80 ° SR is provided. Moreover, the gasket or sealing material comprised from said radiation shielding sheet material is provided.

本発明のシート材は、高い放射線遮蔽性能を有しながら、機械的強度、柔軟性、シール性に優れており、ガスケットまたはシール材等に好適に用いることができる。   The sheet material of the present invention is excellent in mechanical strength, flexibility and sealing properties while having high radiation shielding performance, and can be suitably used for a gasket or a sealing material.

以下に本発明の実施の形態について詳細に説明する。本発明のシート材は、少なくとも繊維状材料および結合剤樹脂からなるシート材であり、該シート材が、原子番号が40以上の元素からなる単体または化合物からなる無機粒子の少なくとも一種を、該シート材の全重量を基準として50〜96重量%含有していることが肝要である。これにより、高い含有量で上記の無機粒子を強固に保持し、高い放射線遮蔽性を有するだけでなく、同時に機械的特性、柔軟性にも優れたシート材とすることができる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The sheet material of the present invention is a sheet material composed of at least a fibrous material and a binder resin, and the sheet material contains at least one kind of inorganic particles composed of a simple substance or a compound composed of an element having an atomic number of 40 or more. It is important to contain 50 to 96% by weight based on the total weight of the material. As a result, the above-mentioned inorganic particles can be firmly held at a high content and have a high radiation shielding property, and at the same time, a sheet material excellent in mechanical properties and flexibility can be obtained.

上記無機粒子の例としては、バリウム、ジルコニウム、ニオブ、銀、銅、インジウム、スズ、ランタン、セリウム、ネオジウム、タンタル、タングステン、モリブデン等の単体元素や、その酸化物、水酸化物、塩化物、ハロゲン化物、硫酸化物等、各種化合物が挙げられ、これらの無機粒子を含有させることで高い放射線遮蔽性を実現できる。特に、硫酸バリウム、タングステンが安全性と放射線遮蔽性の両方の点から好ましい。   Examples of the inorganic particles include barium, zirconium, niobium, silver, copper, indium, tin, lanthanum, cerium, neodymium, tantalum, tungsten, molybdenum, and other simple elements, and oxides, hydroxides, chlorides thereof, Various compounds such as halides and sulfates can be mentioned, and high radiation shielding properties can be realized by including these inorganic particles. In particular, barium sulfate and tungsten are preferable in terms of both safety and radiation shielding.

また、上記無機粒子の含有量は、該シート材の全重量を基準として、50〜96重量%であり、好ましくは55〜90重量%、より好ましくは60〜85重量%、さらに好ましくは65〜85重量%である。上記含有量が50重量%より多いと十分な放射線遮蔽性は発揮できず、一方、96重量%を超えると無機粒子がシート材から脱落し易くなり好ましくない。   The content of the inorganic particles is 50 to 96% by weight based on the total weight of the sheet material, preferably 55 to 90% by weight, more preferably 60 to 85% by weight, and still more preferably 65 to 85% by weight. 85% by weight. When the content is more than 50% by weight, sufficient radiation shielding properties cannot be exhibited. On the other hand, when the content exceeds 96% by weight, the inorganic particles easily fall off from the sheet material, which is not preferable.

上記無機粒子の一次粒子径は、好ましくは0.1〜10.0μm、より好ましくは0.5〜5.0μmである。本発明に用いられる無機粒子の具体例としては、日本新金属社製のW−1kD、W−3kD、W−4kD(1次粒子径:0.6〜0.9μm、1.5〜2.0μm、2.0〜4.0μm)などが挙げられる。   The primary particle diameter of the inorganic particles is preferably 0.1 to 10.0 μm, more preferably 0.5 to 5.0 μm. Specific examples of the inorganic particles used in the present invention include W-1kD, W-3kD, and W-4kD (primary particle diameter: 0.6 to 0.9 μm, 1.5 to 2. 0 μm, 2.0 to 4.0 μm).

また、上記無機粒子が繊維状材料および結合剤樹脂からなる基材中に均一に分散していることが好ましく、一部凝集していたり、無機粒子が偏在している場合には、十分な放射線遮蔽性が得られない可能性がある。   In addition, it is preferable that the inorganic particles are uniformly dispersed in a base material composed of a fibrous material and a binder resin. If the inorganic particles are partially aggregated or unevenly distributed, sufficient radiation The shielding may not be obtained.

なお、本発明においては、物性を損なわない範囲で、上記無機粒子以外の充填剤(フィラー等)を含有させることができる。該充填剤としては、板状、鱗片状、粒状、不定形状、破砕品など非繊維状の充填剤が挙げられ、具体的には例えば、カーボン、チタン酸カリウム、チタン酸バリウム、ほう酸アルミニウム、窒化ケイ素、マイカ、層状粘土鉱物、タルク、カオリン、シリカ、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、ガラスフレーク、ガラスマイクロバルーン、クレイ、二硫化モリブデン、グラファイト、膨張黒鉛、ウォラストナイト、二酸化チタン、酸化亜鉛、ポリリン酸カルシウム、金属粉、金属フレーク、金属リボン、金属酸化物など一般に公知の充填材を単一または複数種組み合わせて用いることができ、その種類や粒径、形状、組合せ、配合比率等は特に限定されるものではない。またシートを着色する目的で各種顔料を適宜適量添加することもできる。   In addition, in this invention, fillers (filler etc.) other than the said inorganic particle can be contained in the range which does not impair a physical property. Examples of the filler include non-fibrous fillers such as plates, scales, granules, irregular shapes, and crushed products. Specifically, for example, carbon, potassium titanate, barium titanate, aluminum borate, nitriding Silicon, mica, layered clay mineral, talc, kaolin, silica, calcium carbonate, glass beads, glass flake, glass microballoon, clay, molybdenum disulfide, graphite, expanded graphite, wollastonite, titanium dioxide, zinc oxide, calcium polyphosphate Generally, known fillers such as metal powder, metal flakes, metal ribbons and metal oxides can be used singly or in combination, and the type, particle size, shape, combination, blending ratio, etc. are particularly limited. It is not a thing. In addition, an appropriate amount of various pigments can be appropriately added for the purpose of coloring the sheet.

本発明に用いる繊維状材料としては、ガラス繊維、セラミック繊維、アルミナ繊維、チタン酸カリウム繊維、ロックウール、炭素繊維、スチール繊維などの無機繊維や、芳香族ポリアミド繊維(アラミド繊維)、アクリル繊維、セルロース繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、全芳香族ポリエステル繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維などの有機繊維などであり、好ましくはこれらの短繊維、より好ましくは後述するフィブリッドやフィブリル化したパルプが挙げられる。特に芳香族ポリアミド(アラミド)フィブリット、フィブリル化した芳香族ポリアミド(アラミド)パルプ、中でもパラ型芳香族ポリアミドフィブリットや、フィブリル化したパラ型芳香族ポリアミドパルプが挙げられる。上記繊維は、単一または複数種組み合わせて用いることができ、その種類や組合せ、配合比率等は特に限定されるものではない。   Examples of the fibrous material used in the present invention include inorganic fibers such as glass fibers, ceramic fibers, alumina fibers, potassium titanate fibers, rock wool, carbon fibers, and steel fibers, aromatic polyamide fibers (aramid fibers), acrylic fibers, Cellulose fibers, polypropylene fibers, polyethylene fibers, polyparaphenylene benzobisoxazole fibers, wholly aromatic polyester fibers, organic fibers such as polyphenylene sulfide fibers, etc., preferably these short fibers, more preferably fibrils and fibrillation described later Pulp. In particular, aromatic polyamide (aramid) fibrils, fibrillated aromatic polyamide (aramid) pulps, para-type aromatic polyamide fibrils, and fibrillated para-type aromatic polyamide pulps are particularly mentioned. The fibers can be used singly or in combination, and the type, combination, blending ratio, etc. are not particularly limited.

本発明においては、繊維状材料がフィブリルを有していることが特に望ましく、ポリマー溶液を水系凝固液に導入して得られるフィブリッドが好ましく、例えば、WO2004/099476A1により製造されるフィブリットなどを例示することができる。また、離解機(パルパー)、ビーター、リファイナー、またはミキサーなどを用いてフィブリル化させたパルプを例示することができる。   In the present invention, it is particularly desirable that the fibrous material has fibrils, and fibrils obtained by introducing a polymer solution into an aqueous coagulation liquid are preferable. Examples thereof include fibrils manufactured by WO2004 / 099476A1. can do. Moreover, the pulp fibrillated using a disaggregator (pulper), a beater, a refiner, a mixer, etc. can be illustrated.

特に、我々は、上記のフィブリッドやフィブリル化したパルプ、特にフィブリッドが1ミクロン以下の細かいフィブリル繊維を多く含み、これを水に分散させ、抄造することにより得られたシート状物を乾燥・熱プレスすることにより、非常に高強度で、また平滑性に富んだ紙が得られることに着目した。これは物理的に細かいフィブリル同士が絡み合って強度を発現すると考えられ、特に乾燥時に収縮することにより、その絡み合いがさらに強まると考えられる。したがい、シート材の繊維状材料として用いた場合には、シート材の補強材としての役割を果たし、機械的強度に優れたシート材が得られる。   In particular, we dry and heat press the above-mentioned fibrils and fibrillated pulps, especially the fibrils containing many fine fibrils of 1 micron or less, dispersed in water and made into paper. In doing so, it was noted that paper with very high strength and smoothness could be obtained. It is considered that physically fine fibrils are entangled with each other to develop strength, and the entanglement is considered to be further strengthened by shrinkage during drying. Therefore, when used as a fibrous material for the sheet material, it serves as a reinforcing material for the sheet material, and a sheet material having excellent mechanical strength can be obtained.

さらに、無機粒子やさらに充填材を同時に抄き込んだ際には、フィブリットやフィブリル化したパルプの細かいフィブリル繊維が無機粒子等を保持し、該無機粒子等を高い混率で、しかも均一に配合することができる。これは、細かいフィブリルに無機粒子等が物理的に吸着するだけでなく、乾燥時フィブリル同士が絡み合い、バインダー性能が発現することにより、無機粒子等が保持されると考えられる。また、シート材とした場合には、シート材の面方向や厚み方向などの方向を選ばずに、無機粒子等を均一に分散することが可能である。   In addition, when the inorganic particles and the filler are simultaneously engraved, the fine fibril fibers of the fibril or fibrillated pulp retain the inorganic particles and the like, and the inorganic particles are mixed at a high mixing ratio and uniformly. can do. This is considered that not only the inorganic particles and the like are physically adsorbed on the fine fibrils but also the fibrils are entangled with each other at the time of drying and the binder performance is exhibited, whereby the inorganic particles and the like are held. In addition, when the sheet material is used, it is possible to uniformly disperse the inorganic particles and the like without selecting a direction such as a surface direction or a thickness direction of the sheet material.

本発明においては、繊維状材料のショッパーリーグラー濾水度が、好ましくは20〜80°SR、より好ましくは25〜80°SR、さらに好ましくは40〜80°SRである。該濾水度が小さすぎても無機材料を高含有率で保持することが難しくなり、大きすぎても濾水時間が長くなり生産性が劣るため、上記範囲とすることが好ましい。   In the present invention, the shopper leaguer freeness of the fibrous material is preferably 20 to 80 ° SR, more preferably 25 to 80 ° SR, and further preferably 40 to 80 ° SR. If the freeness is too small, it is difficult to keep the inorganic material at a high content. If the freeness is too high, the drainage time becomes long and the productivity is poor.

また、繊維状材料の水分率としては、好ましくは10〜99%、より好ましくは20〜99%であり、繊維中に水分が多く存在することにより、乾燥時、水が除去された際の収縮の度合いが大きくなる傾向にあり、繊維やフィブリル同士の絡み合いが強まると考えられる。したがい、機械的強度に優れ、かつシール性の高いシート材が得られる。   Further, the moisture content of the fibrous material is preferably 10 to 99%, more preferably 20 to 99%. Due to the presence of a large amount of moisture in the fiber, shrinkage when water is removed during drying. It is thought that the entanglement between fibers and fibrils is strengthened. Accordingly, a sheet material having excellent mechanical strength and high sealing properties can be obtained.

以上の繊維状材料のショッパーリーグラー濾水度や水分率とする観点からは、フィブリッドまたはフィブリル化したパルプ、中でもフィブリル化した芳香族ポリアミドパルプまたは芳香族ポリアミドフィブリット、特に芳香族ポリアミドフィブリットを用いることが好ましい。   From the viewpoint of the shopper ligler freeness and moisture content of the above fibrous material, fibrillated or fibrillated pulp, especially fibrillated aromatic polyamide pulp or aromatic polyamide fibril, particularly aromatic polyamide fibril It is preferable to use it.

本発明における結合剤樹脂としては、例えば、ニトリルブタジエンゴム、スチレンブタ
ジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素ゴム、イソプレンゴム、天然ゴムなど一般に公知のゴムのラテックスを、単一または適宜複数組み合わせて用いることができる。また、このようなゴムを加硫させるために、硫黄やイソシアネート、過酸化物などの加硫剤を適宜適量使用することができる。また、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラニン樹脂、尿素樹脂などの樹脂エマルションを用いることもできる。特に、耐熱性や耐薬品性に優れることからフッ素樹脂が好ましく、前記のフィブリッドまたはフィブリル化したパルプ、中でもフィブリル化した芳香族ポリアミドパルプまたは芳香族ポリアミドフィブリット、特に芳香族ポリアミドフィブリットと併用することによって、耐熱性、耐薬品性に加え、無機粒子を前記の高含有量で無機粒子を保持することができ、高い放射線遮蔽性能を発揮するシート材が得られることがわかった。
As the binder resin in the present invention, for example, nitrile butadiene rubber, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, butyl rubber, silicon rubber, ethylene propylene rubber, fluorine rubber, isoprene rubber, natural rubber, and the like, a latex of a generally known rubber is used. Alternatively, a plurality of combinations can be used as appropriate. Further, in order to vulcanize such rubber, an appropriate amount of a vulcanizing agent such as sulfur, isocyanate, or peroxide can be used. Moreover, resin emulsions, such as a fluororesin, a urethane resin, an epoxy resin, a phenol resin, a melanin resin, a urea resin, can also be used. In particular, a fluororesin is preferable because of its excellent heat resistance and chemical resistance, and it is used in combination with the above-mentioned fibril or fibrillated pulp, particularly fibrillated aromatic polyamide pulp or aromatic polyamide fibril, especially aromatic polyamide fibril. It was found that, in addition to heat resistance and chemical resistance, the inorganic particles can be retained at the above-described high content, and a sheet material exhibiting high radiation shielding performance can be obtained.

上記のフッ素樹脂としては、例えば、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)、パーフルオロアルコキシ樹脂(PFA)、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂(FEP)、四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂(ETFE)、フッ化ビニリデン樹脂(PVDF)、三フッ化塩化エチレン樹脂(PCTFE)などが挙げられ、中でも前記観点から四フッ化エチレン樹脂(PTFE)が好ましい。   Examples of the fluororesin include, for example, tetrafluoroethylene resin (PTFE), perfluoroalkoxy resin (PFA), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer resin (FEP), and tetrafluoroethylene-ethylene copolymer. Resin (ETFE), vinylidene fluoride resin (PVDF), trifluoroethylene chloride resin (PCTFE), and the like are mentioned. Among these, tetrafluoroethylene resin (PTFE) is preferable.

本発明においては、繊維状材料:結合剤樹脂の重量比は、10:90〜80:20の範囲であることが好ましい。繊維状材料が少なすぎても機械的強度が低下する傾向にあり、結合剤樹脂が少なすぎても繊維状材料や無機粒子との結合や保持を十分に行うことが難しくなる傾向にある。   In the present invention, the weight ratio of fibrous material: binder resin is preferably in the range of 10:90 to 80:20. If the amount of the fibrous material is too small, the mechanical strength tends to decrease, and if the amount of the binder resin is too small, it is difficult to sufficiently bond and hold the fibrous material and the inorganic particles.

以上に説明した本発明のシート材の製造方法としては、例えば、木質パルプを抄紙する従来から用いられている方法をそのまま適用することができる。また、その際、各種の離解機(パルパー)、ナイヤガラビーター等の各種ビーター、あるいはシングルディスクリファイナー等の各種リファイナー等を用いてもよい。   As a manufacturing method of the sheet material of the present invention described above, for example, a conventionally used method for making wood pulp can be applied as it is. At that time, various dispersers (pulpers), various beaters such as a Niagara beater, or various refiners such as a single disc refiner may be used.

以下、結合剤樹脂の分散液(ディスパージョン又はエマルジョン等と呼ばれることがある)を用いる方法を説明する。結合剤樹脂の分散液は、アニオン系、カチオン系、またはノニオン系の界面活性剤を含む水中に結合剤樹脂粉末を安定に分散させて作製する。一般的には、1種類以上の界面活性剤の存在下で結合剤樹脂の原料のモノマーを水系重合させることによって同様な結合剤樹脂粉末の分散液を調整することもできる。また、市販されている結合剤樹脂のディスパージョンをそのまま利用することも可能である。例えば、フッ素樹脂粉末の水分散液として、旭硝子(株)、ダイキン工業(株)等から市販されているフッ素樹脂のディスパージョンを挙げることができる。   Hereinafter, a method of using a binder resin dispersion (sometimes called a dispersion or an emulsion) will be described. The binder resin dispersion is prepared by stably dispersing the binder resin powder in water containing an anionic, cationic, or nonionic surfactant. In general, a similar binder resin powder dispersion can be prepared by aqueous polymerization of a binder resin raw material monomer in the presence of one or more surfactants. It is also possible to use a commercially available binder resin dispersion as it is. For example, as an aqueous dispersion of fluororesin powder, dispersion of fluororesin commercially available from Asahi Glass Co., Ltd., Daikin Industries, Ltd. and the like can be mentioned.

本発明においては、結合剤樹脂粉末を水中での分散を不安定化させる作用を持つ凝集剤を用いることが好ましく、これにより結合剤樹脂を繊維状材料の表面に沈着させる役割を果たす。適用する凝集剤の種類、及び添加量は、結合剤樹脂粉末を分散させるのに用いている界面活性剤の種類、及び繊維状材料の比表面積により決定される。また、結合剤樹脂、特にフッ素樹脂の凝集剤として、ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸とグルコース類との縮合物及び多価の金属塩を併用することは、使用する界面活性剤の種類に係わらず、特に有効である。縮合物の例としては、タンニン酸、没食子酸等が挙げられる。金属塩の例として、硫酸アルミニウム、塩化カルシウム等が挙げられる。この時、系に水酸化カルシウムやアンモニア等のアルカリ成分を加えて系のpHを3.5から6.0の範囲に調整することは、結合剤樹脂粉末の実質上総てを繊維状材料に沈着させるので有効である。   In the present invention, it is preferable to use an aggregating agent having an action of destabilizing the dispersion of the binder resin powder in water, thereby playing a role of depositing the binder resin on the surface of the fibrous material. The type of flocculant to be applied and the amount added are determined by the type of surfactant used to disperse the binder resin powder and the specific surface area of the fibrous material. In addition, using a condensate of polyhydroxy aromatic carboxylic acid and glucose and a polyvalent metal salt as a binder resin, particularly a fluororesin flocculant, regardless of the type of surfactant used, It is particularly effective. Examples of condensates include tannic acid and gallic acid. Examples of metal salts include aluminum sulfate and calcium chloride. At this time, adding alkaline components such as calcium hydroxide and ammonia to the system to adjust the pH of the system to the range of 3.5 to 6.0 causes the binder resin powder to be deposited on the fibrous material. This is effective.

結合剤樹脂及び無機粒子を繊維状材料表面に沈着させる方法としては、繊維状材料、無機粒子、及び結合剤樹脂粉末が水中に分散した分散液を調整し、該分散液に凝集剤を添加
することができる。しかし、繊維状材料が水中に分散した分散液に予め凝集剤を加え、次に水中に結合剤樹脂粉末及び無機粒子が分散した分散液を添加する手順が好ましい。結合剤樹脂粉末及び無機粒子が沈着した繊維状材料を常法に従って抄造した後、必要に応じて脱水し、ついで乾燥してシート材を得ることができる。
As a method of depositing the binder resin and the inorganic particles on the surface of the fibrous material, a dispersion in which the fibrous material, the inorganic particles, and the binder resin powder are dispersed in water is prepared, and an aggregating agent is added to the dispersion. be able to. However, it is preferable to add a flocculant in advance to a dispersion in which the fibrous material is dispersed in water, and then add a dispersion in which the binder resin powder and inorganic particles are dispersed in water. The fibrous material on which the binder resin powder and the inorganic particles are deposited is made according to a conventional method, then dehydrated as necessary, and then dried to obtain a sheet material.

本発明においては、抄造は一般的に利用されている長網式や丸網式の抄造機をそのまま適用して行うことができる。抄造されたシートは結合剤樹脂粉末及び無機粒子を水中で分散させるために用いた界面活性剤や凝集時に用いた薬剤を含有する場合がある。これらの成分は、プレフォームの焼成時にガス化して、割れや膨れ等の欠陥の原因となることがあるため、これらの成分をシート材より除去する必要がある。除去方法は、結合剤樹脂や、界面活性剤、凝集剤の種類によって異なるが、結合剤樹脂がフッ素樹脂の場合、200℃からフッ素樹脂の融点未満の温度、より好ましくは220℃からフッ素樹脂の融点より20℃下の範囲で加熱することが好ましい。   In the present invention, papermaking can be carried out by applying a commonly used long net type or round net type paper machine. The sheet thus produced may contain a surfactant used to disperse the binder resin powder and inorganic particles in water and a chemical used during aggregation. Since these components may be gasified during firing of the preform and cause defects such as cracking and swelling, it is necessary to remove these components from the sheet material. The removal method varies depending on the type of the binder resin, the surfactant, and the flocculant. When the binder resin is a fluororesin, the temperature is from 200 ° C. to less than the melting point of the fluororesin, more preferably from 220 ° C. to the fluororesin. It is preferable to heat within a range of 20 ° C. below the melting point.

以上により得られた、繊維状材料、結合剤樹脂、及び無機粒子からなるシートは、そのままシート材とすることができる。
なお、結合剤樹脂がフッ素樹脂の場合は、必要に応じて積層した状態で型内に装填した後、加圧して、シート材のプレフォームを作製する。さらに、このプレフォームを、例えば、窒素中で350〜400℃で0.5〜1.5時間保持して焼成を行い、シート材を作成することができる。この際、該シート材からなるガスケットやシール材とするには、前記の抄造したシートの大きさや積層枚数を任意に調整してプリフォームを作成し、さらに前記条件で焼成を行い、任意の形状に切り出して、ガスケットやシール材を成形すればよい。
The sheet made of the fibrous material, the binder resin, and the inorganic particles obtained as described above can be used as a sheet material as it is.
In the case where the binder resin is a fluororesin, it is loaded into a mold in a state of being laminated as necessary, and then pressed to produce a sheet material preform. Furthermore, this preform can be fired by holding it at 350 to 400 ° C. in nitrogen for 0.5 to 1.5 hours, for example, to produce a sheet material. At this time, in order to make a gasket or a sealing material made of the sheet material, a preform is prepared by arbitrarily adjusting the size and the number of laminated sheets of the paper sheet, and further subjected to firing under the above-described conditions. And a gasket or a sealing material may be formed.

(1)繊維状材料のショッパーリーグラー濾水度
JIS P 8121に準拠した方法により、測定を行った。
(2)繊維状材料の水分率
JIS L 1013に準拠して測定し下記の式で算出した。
繊維状材料の水分率=(W−W)/W×100
ここで、Wは繊維状材料の乾燥前重量、Wは繊維状材料の乾燥後重量をそれぞれ表す。
(3)シート材料の厚み、目付
JIS L 1096に準拠した方法により、測定を行った。厚みは、ディジマティック厚さ試験機を用いて織物測定用荷重(240g/m)にて測定を行った。
(4)シート材の引張強度
JIS K 7137に準拠した方法により、測定を行った。
(5)シート材の放射線遮蔽性能
シート材の厚み方向における鉛当量をJIS Z 4501に準じ、測定した。
(1) Shopper leaguer freeness of fibrous material It measured by the method based on JISP8121.
(2) Moisture content of fibrous material Measured according to JIS L 1013 and calculated by the following formula.
Moisture content of fibrous material = (W 0 −W) / W 0 × 100
Here, W 0 represents the weight before drying of the fibrous material, and W represents the weight after drying of the fibrous material.
(3) Thickness and basis weight of sheet material Measurement was performed by a method based on JIS L 1096. The thickness was measured with a load for fabric measurement (240 g / m 2 ) using a digimatic thickness tester.
(4) Tensile strength of sheet material Measurement was performed by a method based on JIS K 7137.
(5) Radiation shielding performance of sheet material The lead equivalent in the thickness direction of the sheet material was measured according to JIS Z 4501.

[実施例1]
繊維材料として、WO2004/099476A1の実施例1に準拠し、ポリ−p−フェニレンテレフタルアミドのフィブリッドを作製した。該フィブリッドを用い、結合剤樹脂としてPTFE粉末のディスパージョン(商品名「フルオンディスパージョンAD911E」、旭硝子株式会社製)、無機粒子として1次粒子径が2.5μmであるタングステン粒子(商品名「W−4kD」、日本新金属社製)をそれぞれ表1に示す組成で、シート材を作製した。
まず、アラミドフィブリット、PTFEディスパージョン、タングステン粒子を水に分散させ、これに定着剤(商品名「グレージンCF」、松本油脂株式会社製、タンニン酸/硫酸アルミ=60/40(重量比))及びアルミン酸ソーダ水溶液を添加してpHを調節
し、10分間攪拌して、フィブリッドにPTFEおよび無機粒子を定着させた。そして、抄紙機を用いて抄造し、脱水乾燥させた後、260℃で8時間乾燥させることにより、シート中に含まれる揮発成分を除去した。次に得られたシートを所定枚数重ね、面圧100Kgf/cmでプレスしてプレフォームを得た。このプレフォームを窒素中で380℃に1時間保持して焼成を行い、シート材を作成した。
[Example 1]
As a fiber material, a fibrid of poly-p-phenylene terephthalamide was prepared in accordance with Example 1 of WO2004 / 099476A1. Using this fibrid, dispersion of PTFE powder as a binder resin (trade name “Fluon Dispersion AD911E”, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), and tungsten particles having a primary particle diameter of 2.5 μm (trade name “W” -4 kD "(manufactured by Nippon Shin Metals Co., Ltd.) with the compositions shown in Table 1, respectively, to prepare sheet materials.
First, aramid fibrite, PTFE dispersion, and tungsten particles are dispersed in water, and a fixing agent (trade name “Gragin CF”, manufactured by Matsumoto Yushi Co., Ltd., tannic acid / aluminum sulfate = 60/40 (weight ratio)) Then, an aqueous solution of sodium aluminate was added to adjust the pH, and the mixture was stirred for 10 minutes to fix PTFE and inorganic particles to the fibrid. And after making with a paper machine, making it spin-dry | dehydrated and drying, it was made to dry at 260 degreeC for 8 hours, and the volatile component contained in a sheet | seat was removed. Next, a predetermined number of the obtained sheets were stacked and pressed at a surface pressure of 100 kgf / cm 2 to obtain a preform. This preform was baked by holding at 380 ° C. for 1 hour in nitrogen to prepare a sheet material.

[実施例2]
シート材の全重量に対する無機粒子の含有量を80%とした以外は、実施例1と同様に実施した。
[Example 2]
The same operation as in Example 1 was performed except that the content of inorganic particles with respect to the total weight of the sheet material was 80%.

[実施例3]
繊維状材料として、濾水度が80°SRであるフィブリッドを用いた以外は、実施例2と同様に実施した。
[Example 3]
The same operation as in Example 2 was performed except that fibrid having a freeness of 80 ° SR was used as the fibrous material.

[実施例4]
繊維状材料として、ポリ−p−フェニレンテレフタルアミドをフィブリル化させたアラミドパルプ(商品名「トワロン1094」、帝人アラミドBV社製、長さ加重平均繊維長:0.91mm)を用いた以外は、実施例1と同様に実施した。
[Example 4]
Except for using an aramid pulp (trade name “Twaron 1094”, manufactured by Teijin Aramid BV, length-weighted average fiber length: 0.91 mm) fibrillated with poly-p-phenylene terephthalamide as a fibrous material, The same operation as in Example 1 was performed.

[実施例5]
繊維状材料として、実施例4の繊維状材料をミキサーにより叩解することにより、さらにフィブリル化させたアラミドパルプを用いた以外は、実施例1と同様に実施した。
[Example 5]
As the fibrous material, the same procedure as in Example 1 was carried out except that the fibrous material of Example 4 was beaten with a mixer and further fibrillated aramid pulp was used.

[実施例6]
実施例1と同様に作製したポリ−p−フェニレンテレフタルアミドのフィブリッドを適度に乾燥し水分率が24.2%とした以外は、実施例1と同様に実施した。
[Example 6]
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the poly-p-phenylene terephthalamide fibrid produced in the same manner as in Example 1 was appropriately dried to have a moisture content of 24.2%.

[比較例1]
無機粒子を用いなかった以外は、実施例1と同様に実施した。
[Comparative Example 1]
The same operation as in Example 1 was performed except that inorganic particles were not used.

[比較例2]
シート材の全重量に対する無機粒子の含有量を40%とした以外は、実施例1と同様に実施した。
[Comparative Example 2]
The same operation as in Example 1 was performed except that the content of inorganic particles with respect to the total weight of the sheet material was 40%.

[比較例3]
シート材の全重量に対する無機粒子の含有量を94%とした以外は、実施例1と同様に実施した。
[Comparative Example 3]
The same operation as in Example 1 was performed except that the content of inorganic particles with respect to the total weight of the sheet material was 94%.

[比較例4]
繊維状材料として、ポリ−p−フェニレンテレフタルアミドをフィブリル化させたアラミドパルプ(商品名「トワロン1097」、帝人アラミドBV社製、長さ加重平均繊維長:1.34mm)を用いた以外は、実施例1と同様に実施した。
以上の結果を表1に示す。
[Comparative Example 4]
Except for using aramid pulp (trade name “Twaron 1097”, manufactured by Teijin Aramid BV, length-weighted average fiber length: 1.34 mm) fibrillated with poly-p-phenylene terephthalamide as a fibrous material, The same operation as in Example 1 was performed.
The results are shown in Table 1.

Figure 0006046428
Figure 0006046428

本発明のシート材は、高い放射線遮蔽性能を有しながら、機械的強度、柔軟性、シール性に優れており、ガスケットまたはシール材等に好適に用いることができる。   The sheet material of the present invention is excellent in mechanical strength, flexibility and sealing properties while having high radiation shielding performance, and can be suitably used for a gasket or a sealing material.

Claims (8)

少なくとも繊維状材料およびフッ素樹脂からなる結合剤樹脂、並びに該フッ素樹脂粉末の水中での分散を不安定化させる作用を持つ凝集剤からなるシート材であって、該シート材が、原子番号が40以上の元素からなる単体または化合物からなる無機粒子の少なくとも一種を、該シート材の全重量を基準として55〜90重量%含有し、該繊維状材料のショッパーリーグラー濾水度が20〜80°SRであることを特徴とする放射線遮蔽性シート材。 A sheet material comprising at least a binder resin composed of a fibrous material and a fluororesin, and an aggregating agent having an action of destabilizing dispersion of the fluororesin powder in water, the sheet material having an atomic number of 40 Containing at least one kind of inorganic particles composed of the above-described elements alone or a compound based on the total weight of the sheet material in an amount of 55 to 90 % by weight, and the fibrous material has a shopper leaguer freeness of 20 to 80 °. A radiation shielding sheet material characterized by being SR . 上記フッ素樹脂が、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)、パーフルオロアルコキシ樹脂(PFA)、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂(FEP)、四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂(ETFE)、フッ化ビニリデン樹脂(PVDF)、三フッ化塩化エチレン樹脂(PCTFE)からなる群から選ばれる少なくとも1種のフッ素樹脂である請求項1記載の放射線遮蔽性シート材。The fluororesin is tetrafluoroethylene resin (PTFE), perfluoroalkoxy resin (PFA), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer resin (FEP), tetrafluoroethylene-ethylene copolymer resin (ETFE). The radiation shielding sheet material according to claim 1, wherein the radiation shielding sheet material is at least one fluororesin selected from the group consisting of vinylidene fluoride resin (PVDF) and ethylene trifluoride chloride resin (PCTFE). 上記凝集剤が、ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸とグルコース類との縮合物からなる請求項1または2に記載の放射線遮蔽性シート材。The radiation shielding sheet material according to claim 1, wherein the flocculant is a condensate of polyhydroxy aromatic carboxylic acid and glucose. 上記凝集剤が、タンニン酸又は没食子酸である請求項1〜3のいずれかに記載の放射線遮蔽性シート材。The radiation shielding sheet material according to claim 1, wherein the flocculant is tannic acid or gallic acid. 上記繊維状材料がフィブリルを有する芳香族ポリアミドからなる請求項1から4のいずれかに記載の放射線遮蔽性シート材。 The radiation shielding sheet material according to any one of claims 1 to 4, wherein the fibrous material is made of an aromatic polyamide having fibrils. 繊維状材料が芳香族ポリアミド溶液を水系凝固液に導入して得られるフィブリッドであり、かつ該フィブリッドの水分率が10〜99%である請求項1〜5のいずれかに記載の放射線遮蔽性シート材。 The radiation shielding sheet according to any one of claims 1 to 5, wherein the fibrous material is a fibrid obtained by introducing an aromatic polyamide solution into an aqueous coagulating liquid, and the moisture content of the fibrid is 10 to 99%. Wood. 請求項1〜6のいずれかに記載の放射線遮蔽性シート材から構成されるガスケット。 The gasket comprised from the radiation shielding sheet | seat material in any one of Claims 1-6 . 請求項1〜6のいずれかに記載の放射線遮蔽性シート材から構成されるシール材。 The sealing material comprised from the radiation shielding sheet | seat material in any one of Claims 1-6 .
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