JPS6144279B2 - - Google Patents
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Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Description
本発明は、光学的透明性および機械的強靭性の
改善された放射線遮蔽材料に関する。 メタアクリル酸鉛もしくはアクリル酸鉛（以
下、これらの混合物も含めて鉛アクリレートと略
称することがある）は、その融点以上の温度で重
合せしめることにより、透明な放射線遮蔽能を有
する材料が得られることは公知であるが、このも
のは極めて脆弱で、成形、加工および使用におい
て実用に耐えない。鉛アクリレートを例えばメチ
ルメタアクリレートなどの他種モノマーと混合し
て重合することにより、向上した強度を有する材
料を得ることは可能であるが、かくして得られる
重合体がある程度満足すべき放射線遮蔽能と強度
を併せもつような鉛含有量となる混合割合では、
一般に該重合体の透明性が失なわれ、白色半透明
ないし不透明となる。例えばメタアクリル酸鉛
は、その融点以上の温度で、メチルメタアクリレ
ートと任意の割合で混合して均一透明な混合物を
与えるが、この混合物を重合して透明な重合体が
得られるメタアクリル酸鉛の含有割合は約６重合
％以下および約95重量％以上であり、前者の場合
は実用的に満足な放射線遮蔽能をもたず、後者の
場合は実用的な強度を有しない。また発明者等は
さきに特開昭53―9995号（特願昭51―84616号）
において重合体のモノマー（スチレン、アルキル
メタクリレート、ヒドロキアルキル（メタ）アク
リレート）と（メタ）アクリル酸鉛とから鉛含有
透明樹脂材料を得ようとするとき、モノマーの成
分の一つであるヒドロキシアルキル（メタ）アク
リレートの使用比率を選ぶことにより（メタ）ア
クリル酸鉛の好適含有範囲が得られることを開示
した。しかしながら、この場合透明な材料を得る
ためにはモノマー成分中に所望の鉛含有量に応じ
た比率のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレー
トを含むことが必須である。 本発明は上述の欠点を改善し、良好な光学的透
明性と機械的強度を有する鉛アクリレート含有放
射線遮蔽材料を提供することを目的として鋭意研
究を重ねた結果、到達したものであつて、特定さ
れた量の（RCOO）aMを共存せしめることよ
り、基体モノマー成分の種類、構成を広い範囲か
ら選び、（メタ）アクリル酸鉛と共に重合体を形
成して透明な材料を提供するものである。即ち本
発明は、アルキル炭素数１ないし４のアルキルメ
タアクリレート、ヒドロキシアルキルメタアクリ
レート、ヒドロキシアルキルアクリレート、スチ
レンよりなる群から選ばれた少なくとも１種のモ
ノマーを必須成分として含む基体モノマーとメタ
アクリル酸鉛もしくはアクリル酸鉛よりなる重合
体および一般式（RCOO）aＭ〔ただしＭは亜鉛、
カドミウムまたは水銀、ａはＭの原子価に等しい
整数、Ｒは水酸基で置換されていてもよい炭素数
４ないし19の飽和もしくは不飽和の炭化水素基を
表わす〕で表わされる有機酸金属塩から構成され
た材料であつて、かつ前記材料の重合体中のメタ
アクリル酸鉛もしくはアクリル酸鉛の全モノマー
中に占める割合ｘ重量％と前記有機酸金属塩の全
モノマー100重量部に対する配合量ｙ重量部とが
次式の(1)または(2)のいずれかを満足するように共
存せしめられている放射線遮蔽材料である。 25≧ｙ≧１ ……(1) （ただし９≦ｘ≦20） 25≧ｙ≧２／５（ｘ−20）＋１ ……(2) （ただし20≦ｘ≦45） 本発明において、前記有機酸金属塩が前記材料
中に前記のように限定された範囲内で共有すると
き該材料の透明性が高度に維持されることは予期
されなかつたことであり、その作用機構は必ずし
も明らかではないが、これにより実用的な放射線
遮蔽能を有し、機械的に強靭で、かつ透明性のす
ぐれた材料が得られることは、工業的および医学
的に極めて有意義である。 本発明におけるアルキルメタアクリレートとし
ては炭素数１ないし４のアルキル基を有するもの
が使用可能であるが、メチルメタアクリレートが
特に好ましい。 本発明におけるヒドロキシアルキルメタアクリ
レートおよびヒドロキシアルキルアクリレートと
は、それぞれ置換基を有し、もしくは有しないヒ
ドロキシアルキルメタアクリレートおよびヒドロ
キシアルキルアクリレートであり、好ましい例と
してはヒドロキシエチルメタアクリレート、ヒド
ロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピル
メタアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレ
ート、ヒドロキシクロロプロピルメタアクリレー
ト、ヒドロキシクロロプロピルアクリレート等が
ある。 前記有機酸金属塩において、Ｍは亜鉛、カドミ
ウムまたは水銀であり、亜鉛およびカドミウムが
特に好ましい。ａは前記金属の原子価に等しい整
数であり、Ｒは水酸基で置換されていてもよい炭
素数４ないし19の飽和もしくは不飽和の、好まし
くは脂肪族炭化水素基である。たとえば、カプロ
ン酸亜鉛、カプロン酸カドミウム、オクチル酸亜
鉛、オクチル酸カドミウム、オクチル安息香酸カ
ドミウム、ラウリン酸亜鉛、ラウリン酸カドミウ
ム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カドミウ
ム、オレイン酸カドミウム、リシノール酸亜鉛、
リシノール酸カドミウム、ナフテン酸亜鉛、ナフ
テン酸カドミウムを使用することができる。Ｒの
炭素数が３以下または20以上の場合には、得られ
る組成物の透明性または機械的強度もしくはその
両方が不満足なものとなり、本発明の目的は充分
には達せられない。 前記基体モノマーと鉛アクリレートよりなる重
合体における鉛アクリレートの含有割合が９重量
％に満たない場合は実用的な放射線遮蔽能をもた
ず、また45重量％を超える場合は放射線遮蔽能は
充分であるが実用的な透明性を有しない。 本発明によれば前記基体モノマーと鉛アクリレ
ートよりなる全モノマー中に占める鉛アクリレー
トの割合ｘ重量％と該全モノマー100重量部に対
する前記有機酸金属塩の配合量ｙ重量部とが前記
の式(1)または(2)のいずれかを満足するように、該
有機酸金属塩を共存せしめることによつて、従来
製造不可能であつた鉛アクリレートを９ないし45
重量％含有する前記重合体を構成成分とする透明
かつ強靭な放射線遮蔽材料料を得ることができ
る。前記有機酸金属塩の配合量が式(1)もしくは(2)
の下限を示す値に満たない場合は、得られる材料
は一般には透明でなく半透明ないし不透明となる
か、もしくは不均一となる。また有機酸金属塩を
多量に用いいても、ある限度を超えて材料の透明
性が向上することはなく、材料の機械的強度を低
下させ、またブリード現象を起すので前記配合量
ｙは25重量部以下、好ましくは15重量部以下が望
ましい。なお、本発明によれば前記有機酸金属塩
の共存により、透明性を維持しつつ鉛とは異なる
放射線遮蔽特性を有する前記金属を導入して、鉛
のみでは得られない特色ある放射線遮蔽能が得ら
れる。 本発明の重合体組成物は鉛アクリレート〔下記
反応式において（R′COO）2Pbと記す〕と
（RCOO）aＭで表わされる前記有機酸金属塩〔下
記反応式において（RCOO）2（２／ａＭ）と記す〕と を基体モノマー中において重合させることによつ
て製造することができるが、一般に２種類以上の
有機酸金属塩が共存する場合、次の式に示す平衡
関係がある。 （R′COO）2Pb＋（RCOO）2（２／ａＭ） （R′COO）Pb（OOCR）＋（R′COO）（２／ａＭ） （OOCR） （R′COO）2（２／ａＭ）＋（RCOO）2Pb したがつて本発明において鉛アクリレートと前
記有機酸金属塩を使用するかわりに鉛のメタアク
リル酸（またはアクリル酸）および有機酸
（RCOOH）との複合塩〔（RCOO）Pb
（COCR）〕、金属（Ｍ）のメタアクリル酸（また
はアクリル酸）および有機酸との複合塩
〔（R′COO）（２／ａＭ）（OOCR）〕、金属のメタアク
リ ル酸（またはアクリル酸）塩〔（R′COO）2（２／ａ Ｍ）〕あるいは鉛の有機酸塩〔RCOO）2Pb〕を適
宜に前記配合量に相当するように組合せて使用す
ることも本発明に包含される。さらにまたメタア
クリル酸（またはアクリル酸）と有機酸
（RCOOH）との混合物と、鉛および金属（Ｍ）
の酸化物、水酸化物または炭酸塩等とを反応させ
て得られる金属塩の平衡混合物を使用することも
本発明に包含される。 なお、本発明にいう基体モノマーとして、前記
必須成分モノマーの他に、本発明の効果を損なわ
ない範囲で他の重合可能なモノマーを使用するこ
と、もしくは可塑剤等の添加物を加えることも本
発明の実施態様に含まれる。 本発明による放射線遮蔽材料は、結果的に前述
の重合材料が得られるかぎり、どのような方法で
製造されてもよいが、モノマー成分と有機酸金属
塩とを所定の割合で混合し、要すれば加熱して均
一な溶液とし、ラジアル重合開始剤の存在下、鋳
形中あるいは押出機中で重合を行なうのが便利で
ある。 以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 実施例１〜６、比較例１〜５ 表１に示す成分をそれぞれ混合し、加温溶解し
たのち、ラジカル重合開始剤として混合物100重
量部に対して0.1重量部のｔ―ブチルパーオキシ
イソプロピルカーボネートを添加溶解した。この
溶液を２枚のガラス板と塩化ビニル樹脂製ガスケ
ツトを用いて組んだセル中に注入し、窒素気流中
80℃で５時間、次いで120℃で１時間重合を行な
つた。重合終了後、セルを解体して注型板を取り
出した。このようにして得られた材料の性質を表
２に示す。
改善された放射線遮蔽材料に関する。 メタアクリル酸鉛もしくはアクリル酸鉛（以
下、これらの混合物も含めて鉛アクリレートと略
称することがある）は、その融点以上の温度で重
合せしめることにより、透明な放射線遮蔽能を有
する材料が得られることは公知であるが、このも
のは極めて脆弱で、成形、加工および使用におい
て実用に耐えない。鉛アクリレートを例えばメチ
ルメタアクリレートなどの他種モノマーと混合し
て重合することにより、向上した強度を有する材
料を得ることは可能であるが、かくして得られる
重合体がある程度満足すべき放射線遮蔽能と強度
を併せもつような鉛含有量となる混合割合では、
一般に該重合体の透明性が失なわれ、白色半透明
ないし不透明となる。例えばメタアクリル酸鉛
は、その融点以上の温度で、メチルメタアクリレ
ートと任意の割合で混合して均一透明な混合物を
与えるが、この混合物を重合して透明な重合体が
得られるメタアクリル酸鉛の含有割合は約６重合
％以下および約95重量％以上であり、前者の場合
は実用的に満足な放射線遮蔽能をもたず、後者の
場合は実用的な強度を有しない。また発明者等は
さきに特開昭53―9995号（特願昭51―84616号）
において重合体のモノマー（スチレン、アルキル
メタクリレート、ヒドロキアルキル（メタ）アク
リレート）と（メタ）アクリル酸鉛とから鉛含有
透明樹脂材料を得ようとするとき、モノマーの成
分の一つであるヒドロキシアルキル（メタ）アク
リレートの使用比率を選ぶことにより（メタ）ア
クリル酸鉛の好適含有範囲が得られることを開示
した。しかしながら、この場合透明な材料を得る
ためにはモノマー成分中に所望の鉛含有量に応じ
た比率のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレー
トを含むことが必須である。 本発明は上述の欠点を改善し、良好な光学的透
明性と機械的強度を有する鉛アクリレート含有放
射線遮蔽材料を提供することを目的として鋭意研
究を重ねた結果、到達したものであつて、特定さ
れた量の（RCOO）aMを共存せしめることよ
り、基体モノマー成分の種類、構成を広い範囲か
ら選び、（メタ）アクリル酸鉛と共に重合体を形
成して透明な材料を提供するものである。即ち本
発明は、アルキル炭素数１ないし４のアルキルメ
タアクリレート、ヒドロキシアルキルメタアクリ
レート、ヒドロキシアルキルアクリレート、スチ
レンよりなる群から選ばれた少なくとも１種のモ
ノマーを必須成分として含む基体モノマーとメタ
アクリル酸鉛もしくはアクリル酸鉛よりなる重合
体および一般式（RCOO）aＭ〔ただしＭは亜鉛、
カドミウムまたは水銀、ａはＭの原子価に等しい
整数、Ｒは水酸基で置換されていてもよい炭素数
４ないし19の飽和もしくは不飽和の炭化水素基を
表わす〕で表わされる有機酸金属塩から構成され
た材料であつて、かつ前記材料の重合体中のメタ
アクリル酸鉛もしくはアクリル酸鉛の全モノマー
中に占める割合ｘ重量％と前記有機酸金属塩の全
モノマー100重量部に対する配合量ｙ重量部とが
次式の(1)または(2)のいずれかを満足するように共
存せしめられている放射線遮蔽材料である。 25≧ｙ≧１ ……(1) （ただし９≦ｘ≦20） 25≧ｙ≧２／５（ｘ−20）＋１ ……(2) （ただし20≦ｘ≦45） 本発明において、前記有機酸金属塩が前記材料
中に前記のように限定された範囲内で共有すると
き該材料の透明性が高度に維持されることは予期
されなかつたことであり、その作用機構は必ずし
も明らかではないが、これにより実用的な放射線
遮蔽能を有し、機械的に強靭で、かつ透明性のす
ぐれた材料が得られることは、工業的および医学
的に極めて有意義である。 本発明におけるアルキルメタアクリレートとし
ては炭素数１ないし４のアルキル基を有するもの
が使用可能であるが、メチルメタアクリレートが
特に好ましい。 本発明におけるヒドロキシアルキルメタアクリ
レートおよびヒドロキシアルキルアクリレートと
は、それぞれ置換基を有し、もしくは有しないヒ
ドロキシアルキルメタアクリレートおよびヒドロ
キシアルキルアクリレートであり、好ましい例と
してはヒドロキシエチルメタアクリレート、ヒド
ロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピル
メタアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレ
ート、ヒドロキシクロロプロピルメタアクリレー
ト、ヒドロキシクロロプロピルアクリレート等が
ある。 前記有機酸金属塩において、Ｍは亜鉛、カドミ
ウムまたは水銀であり、亜鉛およびカドミウムが
特に好ましい。ａは前記金属の原子価に等しい整
数であり、Ｒは水酸基で置換されていてもよい炭
素数４ないし19の飽和もしくは不飽和の、好まし
くは脂肪族炭化水素基である。たとえば、カプロ
ン酸亜鉛、カプロン酸カドミウム、オクチル酸亜
鉛、オクチル酸カドミウム、オクチル安息香酸カ
ドミウム、ラウリン酸亜鉛、ラウリン酸カドミウ
ム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カドミウ
ム、オレイン酸カドミウム、リシノール酸亜鉛、
リシノール酸カドミウム、ナフテン酸亜鉛、ナフ
テン酸カドミウムを使用することができる。Ｒの
炭素数が３以下または20以上の場合には、得られ
る組成物の透明性または機械的強度もしくはその
両方が不満足なものとなり、本発明の目的は充分
には達せられない。 前記基体モノマーと鉛アクリレートよりなる重
合体における鉛アクリレートの含有割合が９重量
％に満たない場合は実用的な放射線遮蔽能をもた
ず、また45重量％を超える場合は放射線遮蔽能は
充分であるが実用的な透明性を有しない。 本発明によれば前記基体モノマーと鉛アクリレ
ートよりなる全モノマー中に占める鉛アクリレー
トの割合ｘ重量％と該全モノマー100重量部に対
する前記有機酸金属塩の配合量ｙ重量部とが前記
の式(1)または(2)のいずれかを満足するように、該
有機酸金属塩を共存せしめることによつて、従来
製造不可能であつた鉛アクリレートを９ないし45
重量％含有する前記重合体を構成成分とする透明
かつ強靭な放射線遮蔽材料料を得ることができ
る。前記有機酸金属塩の配合量が式(1)もしくは(2)
の下限を示す値に満たない場合は、得られる材料
は一般には透明でなく半透明ないし不透明となる
か、もしくは不均一となる。また有機酸金属塩を
多量に用いいても、ある限度を超えて材料の透明
性が向上することはなく、材料の機械的強度を低
下させ、またブリード現象を起すので前記配合量
ｙは25重量部以下、好ましくは15重量部以下が望
ましい。なお、本発明によれば前記有機酸金属塩
の共存により、透明性を維持しつつ鉛とは異なる
放射線遮蔽特性を有する前記金属を導入して、鉛
のみでは得られない特色ある放射線遮蔽能が得ら
れる。 本発明の重合体組成物は鉛アクリレート〔下記
反応式において（R′COO）2Pbと記す〕と
（RCOO）aＭで表わされる前記有機酸金属塩〔下
記反応式において（RCOO）2（２／ａＭ）と記す〕と を基体モノマー中において重合させることによつ
て製造することができるが、一般に２種類以上の
有機酸金属塩が共存する場合、次の式に示す平衡
関係がある。 （R′COO）2Pb＋（RCOO）2（２／ａＭ） （R′COO）Pb（OOCR）＋（R′COO）（２／ａＭ） （OOCR） （R′COO）2（２／ａＭ）＋（RCOO）2Pb したがつて本発明において鉛アクリレートと前
記有機酸金属塩を使用するかわりに鉛のメタアク
リル酸（またはアクリル酸）および有機酸
（RCOOH）との複合塩〔（RCOO）Pb
（COCR）〕、金属（Ｍ）のメタアクリル酸（また
はアクリル酸）および有機酸との複合塩
〔（R′COO）（２／ａＭ）（OOCR）〕、金属のメタアク
リ ル酸（またはアクリル酸）塩〔（R′COO）2（２／ａ Ｍ）〕あるいは鉛の有機酸塩〔RCOO）2Pb〕を適
宜に前記配合量に相当するように組合せて使用す
ることも本発明に包含される。さらにまたメタア
クリル酸（またはアクリル酸）と有機酸
（RCOOH）との混合物と、鉛および金属（Ｍ）
の酸化物、水酸化物または炭酸塩等とを反応させ
て得られる金属塩の平衡混合物を使用することも
本発明に包含される。 なお、本発明にいう基体モノマーとして、前記
必須成分モノマーの他に、本発明の効果を損なわ
ない範囲で他の重合可能なモノマーを使用するこ
と、もしくは可塑剤等の添加物を加えることも本
発明の実施態様に含まれる。 本発明による放射線遮蔽材料は、結果的に前述
の重合材料が得られるかぎり、どのような方法で
製造されてもよいが、モノマー成分と有機酸金属
塩とを所定の割合で混合し、要すれば加熱して均
一な溶液とし、ラジアル重合開始剤の存在下、鋳
形中あるいは押出機中で重合を行なうのが便利で
ある。 以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 実施例１〜６、比較例１〜５ 表１に示す成分をそれぞれ混合し、加温溶解し
たのち、ラジカル重合開始剤として混合物100重
量部に対して0.1重量部のｔ―ブチルパーオキシ
イソプロピルカーボネートを添加溶解した。この
溶液を２枚のガラス板と塩化ビニル樹脂製ガスケ
ツトを用いて組んだセル中に注入し、窒素気流中
80℃で５時間、次いで120℃で１時間重合を行な
つた。重合終了後、セルを解体して注型板を取り
出した。このようにして得られた材料の性質を表
２に示す。
【表】
【表】
【表】
全光線透過率はASTM D1003に準拠して測定
したものである。表２に見るごとく、本発明によ
る材料は強靭性に富み、かつ透明性のすぐれた放
射線遮蔽材料であることが明らかである。 実施例１において得られ材料の、68.8KeVのｘ
線に対する鉛当量（mmPb）は0.23であつた。ま
た、比較例５において得られた材料は、68.8keV
のＸ線に対して実質的な遮蔽効果を有しなかつ
た。
したものである。表２に見るごとく、本発明によ
る材料は強靭性に富み、かつ透明性のすぐれた放
射線遮蔽材料であることが明らかである。 実施例１において得られ材料の、68.8KeVのｘ
線に対する鉛当量（mmPb）は0.23であつた。ま
た、比較例５において得られた材料は、68.8keV
のＸ線に対して実質的な遮蔽効果を有しなかつ
た。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アルキル炭素数１ないし４のアルキルメタア
クリレート、ヒドロキシアルキルメタアクリレー
ト、ヒドロキシアルキルアクリレートおよびスチ
レンよりなる群から選ばれた少なくとも１種のモ
ノマーを必須成分として含む基体モノマーとメタ
アクリル酸鉛もしくはアクリル酸鉛よりなる重合
体および一般式（RCOO）aＭ〔ただしＭは亜鉛、
カドミウムまたは水銀、ａはＭの原子価に等しい
整数、Ｒは水酸基で置換されてもよい炭素数４な
いし19の飽和もしくは不飽和の炭化水素基を表わ
す〕で表わされる有機酸金属塩から構成された材
料であつて、かつ前記材料の重合体中のメタアク
リル酸鉛もしくはアクリル酸鉛の全モノマー中に
占める割合ｘ重量％と前記有機酸金属塩の全モノ
マー100重量部に対する配合量ｙ重量部とが次式
の(1)または(2)のいずれかを満足するように共存せ
しめられている放射線遮蔽材料。 25≧ｙ≧１ ……(1) （ただし９≦ｘ≦20） 25≧ｙ≧２／５（ｘ−20）＋１ ……(2) （ただし20≦ｘ≦45）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP258278A JPS5495899A (en) | 1978-01-13 | 1978-01-13 | Radiation shielding material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP258278A JPS5495899A (en) | 1978-01-13 | 1978-01-13 | Radiation shielding material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5495899A JPS5495899A (en) | 1979-07-28 |
| JPS6144279B2 true JPS6144279B2 (ja) | 1986-10-02 |
Family
ID=11533360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP258278A Granted JPS5495899A (en) | 1978-01-13 | 1978-01-13 | Radiation shielding material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5495899A (ja) |
-
1978
- 1978-01-13 JP JP258278A patent/JPS5495899A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5495899A (en) | 1979-07-28 |
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