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JP2013127021A - High density composite material - Google Patents

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JP2013127021A
JP2013127021A JP2011276533A JP2011276533A JP2013127021A JP 2013127021 A JP2013127021 A JP 2013127021A JP 2011276533 A JP2011276533 A JP 2011276533A JP 2011276533 A JP2011276533 A JP 2011276533A JP 2013127021 A JP2013127021 A JP 2013127021A
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JP
Japan
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density
particles
composite material
rubber
density composite
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Pending
Application number
JP2011276533A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Okamura
研二 岡村
Tomonari Sueyoshi
知力也 末吉
Keita Watanabe
景太 渡邉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Tungsten Co Ltd
Original Assignee
Nippon Tungsten Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Tungsten Co Ltd filed Critical Nippon Tungsten Co Ltd
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Abstract

【課題】放射線の遮蔽部材をはじめとした、重量部材やバランス部材などの柔軟性と高い密度を必要とする部材へ好適に利用できる高密度複合材料を提供する。
【解決手段】エラストマー系素材および加硫された加硫ゴム系素材の少なくとも一方を有する柔軟性素材に、高密度粒子が分散されて複合された複合材料であって、エラストマー系素材は、スチレン系、ポリアミド系、ウレタン系、ポリエステル系、塩化ビニル系およびオレフィン系の熱可塑性エラストマーの少なくとも一つから選択され、加硫ゴム系素材は、フッ素ゴム、シリコンゴム、エチレン・プロピレンゴム、ニトリルゴム、天然ゴム、イソプレンゴムおよびスチレン・ブタジエンゴムの少なくとも一つに加硫された素材から選択され、高密度粒子は、タングステン、タングステン合金およびタングステンカーバイドの少なくとも一つから選択される。
【選択図】なし
A high-density composite material that can be suitably used for a member that requires flexibility and high density, such as a weight shielding member and a balance member, including a radiation shielding member.
A composite material in which high-density particles are dispersed in a flexible material having at least one of an elastomer material and a vulcanized rubber material, and the elastomer material is a styrene material. Selected from at least one of polyamide, urethane, polyester, vinyl chloride and olefin thermoplastic elastomers, vulcanized rubber materials are fluoro rubber, silicon rubber, ethylene / propylene rubber, nitrile rubber, natural The material is selected from a material vulcanized into at least one of rubber, isoprene rubber and styrene-butadiene rubber, and the high-density particles are selected from at least one of tungsten, tungsten alloy and tungsten carbide.
[Selection figure] None

Description

本発明は、遮蔽部材や重量部材のように、高い密度と柔軟性とを必要とする部材に好適に利用される高密度複合材料に関する。   The present invention relates to a high-density composite material suitably used for a member that requires high density and flexibility, such as a shielding member and a weight member.

原子力発電所や原子炉を備えるプラント、あるいは実験施設であって放射線を取り扱う施設などは、業務上必要な放射線源を取り扱う。これらの施設では、高いセキュリティおよび規則に基づいて、適切に放射線を管理している。また、規則に定められる以上の放射線管理を施すことも行われている。このような状況において、これら放射線を取り扱う施設は、一般には安全とみなされるような場所においても、放射線源からの放射線を遮蔽する処理を施すことも多い。   Plants equipped with nuclear power plants and reactors, or experimental facilities that handle radiation, handle radiation sources necessary for business. These facilities properly manage radiation based on high security and rules. In addition, radiation management beyond what is stipulated in the regulations is also performed. In such a situation, facilities that handle these radiation often perform a process of shielding radiation from the radiation source even in a place that is generally regarded as safe.

放射線を遮蔽する遮蔽部材は、密度の高い物質、例えば重金属やその化合物を用いることが多い。良く知られている遮蔽部材は、鉛もしくは鉛を主成分とする合金を用いている。このような密度の高い物質は、通過する放射線のエネルギーの大半を吸収することで、放射線を遮蔽できる。このような遮蔽部材は、上述のような放射線を取り扱う必要のある施設での遮蔽部材や作業者の防護服に用いられている。   The shielding member that shields radiation often uses a dense material such as heavy metal or a compound thereof. A well-known shielding member uses lead or an alloy containing lead as a main component. Such a dense substance can shield the radiation by absorbing most of the energy of the passing radiation. Such a shielding member is used for the shielding member in the facility which needs to handle the above-mentioned radiation, and the protective clothing of the worker.

一方で、放射線を取り扱う施設は、様々な部位において放射線源を有していたり、様々な位置において作業者が作業をしたりするという特性を有している。このため、遮蔽部材は、様々な部位の形状、構造、特性に合わせて取り付けられる必要がある。すなわち、取り付ける対象部位(放射線源を含んでいる部位)に応じた柔軟性を、遮蔽部材は必要とする。もちろん、取り付ける対象部位および対象部位からの放射線からの防護を必要とする作業者との関係に応じた柔軟性を、遮蔽部材は必要とする。加えて、遮蔽部材の材料として用いられている鉛は、環境負荷物質であってその取扱に制限が大きく、遮蔽部材の取り付けや設置における外形柔軟性も発揮しにくい問題がある。なお、当然ながら密度が高い素材でなければ、放射線の遮蔽部材としては利用できない。   On the other hand, facilities that handle radiation have characteristics that radiation sources are provided at various sites, and that workers work at various positions. For this reason, the shielding member needs to be attached according to the shape, structure, and characteristics of various parts. That is, the shielding member needs flexibility according to a target site (a site including a radiation source) to be attached. Of course, the shielding member needs to be flexible in accordance with the relationship between the target part to be attached and the worker who needs protection from radiation from the target part. In addition, lead used as a material for the shielding member is an environmentally hazardous substance, and its handling is large, and there is a problem that it is difficult to exhibit the outer shape flexibility in the installation and installation of the shielding member. Of course, if the material is not dense, it cannot be used as a radiation shielding member.

以上のことから、放射線の遮蔽部材においては、鉛のような環境負荷物質でない物質を素材としつつ外形柔軟性を有する高密度複合材料が求められている。
また、放射線の遮蔽部材だけでなく、重量部材、バランス部材、防振部材、放熱部材、散弾などにおいても、高い密度で外形柔軟性のある高密度複合材料が求められている。これらの部材も、十分な重量を必要とし、設置場所や取扱の状態によっては外形や形状の柔軟性を必要とするからである。
From the above, for radiation shielding members, high density composite materials having outer shape flexibility while using materials that are not environmentally hazardous substances such as lead as a raw material are required.
Further, not only a radiation shielding member but also a weight member, a balance member, a vibration isolating member, a heat radiating member, a shot, etc., a high density composite material having a high density and a flexible outer shape is required. This is because these members also require a sufficient weight, and depending on the installation location and the state of handling, the outer shape and the flexibility of the shape are required.

すなわち、(1)高い密度、(2)環境負荷物質を使わない、(3)外形や形状の柔軟性を有する、との(1)〜(3)を充足する高密度複合材料が求められている。   That is, there is a demand for a high-density composite material satisfying (1) to (3) that (1) high density, (2) environmentally hazardous substances are not used, (3) the outer shape and shape are flexible. Yes.

このような高密度複合材料として、変形しやすく加工が容易である高密度金属、特にタングステンと有機材料との複合材料が提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4、参照)。   As such a high-density composite material, a high-density metal that is easily deformable and easy to process, particularly a composite material of tungsten and an organic material has been proposed (for example, Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, Patent Document 4).

特表平10−153687号公報Japanese National Patent Publication No. 10-153687 特開2001−187829号公報JP 2001-187829 A 特開2001−183100号公報JP 2001-183100 A 特開平10−153687号公報JP-A-10-153687 特開平7−33905号公報JP-A-7-33905 特開平11−279415号公報JP-A-11-279415

特許文献1は、ゴムをその他の有機材料と混合物質であって、密度9g/cm以上(密度が9以上)の高密度柔軟性材料を開示する。特許文献1に開示される高密度柔軟性材料は、2種の平均粒子径を有する高密度の粉末を使用することで、密度の増加を図っているが、9g/cmとの密度は鉛(同11.3)よりも低いことに加えて、高密度の粉末を、どのような条件で混合させることで十分な密度を実現するかについては、明確な開示が無い。このため、特許文献1に開示される高密度柔軟性材料は、放射線遮蔽部材としての利用が好適でない問題を有している。ゴムのような柔軟性物質と重金属とを混合させることで、柔軟性と密度とを両立させることは、当然に明確であるが、詳細な条件を明確にしなければ、必要となる密度を実現することは困難である。後述の文献2等においても同様である。 Patent Document 1 discloses a high-density flexible material in which rubber is a mixed substance with other organic materials and has a density of 9 g / cm 3 or more (density is 9 or more). The high-density flexible material disclosed in Patent Document 1 uses a high-density powder having two types of average particle diameters to increase the density, but the density of 9 g / cm 3 is lead. In addition to being lower than (11.3), there is no clear disclosure as to under what conditions a high density powder is mixed to achieve a sufficient density. For this reason, the high-density flexible material disclosed in Patent Document 1 has a problem that it is not suitable for use as a radiation shielding member. It is natural that both flexibility and density can be achieved by mixing a flexible material such as rubber and heavy metal, but if the detailed conditions are not clarified, the required density will be achieved. It is difficult. The same applies to Document 2 described later.

特許文献2は、未加硫ゴムとタングステン粉末とを含み、未加硫ゴムを介してタングステン粉末に形状が付与されてなる、タングステン含有複合材料を開示する。ここで、特許文献2は、タングステン含有複合材料が鉛と同等の密度を有するために、未加硫ゴムとタングステン粉末との重量比率を1:10とすることを開示している。   Patent Document 2 discloses a tungsten-containing composite material that includes an unvulcanized rubber and a tungsten powder, and is formed by imparting a shape to the tungsten powder via the unvulcanized rubber. Here, Patent Document 2 discloses that the weight ratio of unvulcanized rubber and tungsten powder is 1:10 because the tungsten-containing composite material has a density equivalent to that of lead.

ここで、特許文献2に開示されるタングステン含有複合材料は、未加硫ゴムによって柔軟性を実現し、タングステン粉末によって高い密度を実現するが、いずれか一方を優先する対立構造の構成を有しているので、柔軟性と密度との最適なバランスを生み出すことは困難である問題を有している。特に、タングステン粉末を混合させるとの技術だけは、実際には単位体積あたりのタングステン粉末の充填度を調節することはできず、放射線の遮蔽部材として利用することは難しい問題を有している。   Here, the tungsten-containing composite material disclosed in Patent Document 2 realizes flexibility by unvulcanized rubber and realizes high density by tungsten powder, but has a structure of an opposite structure that gives priority to either one. As such, it has the problem that it is difficult to create an optimal balance between flexibility and density. In particular, only the technique of mixing tungsten powder cannot actually adjust the filling degree of tungsten powder per unit volume, and has a problem that it is difficult to use as a radiation shielding member.

特許文献3は、熱可塑性のポリマ樹脂に可塑剤を添加した熱可塑性樹脂組成物と、弾丸の密度を調整するための粉粒状の重金属と、熱可塑性樹脂組成物と重金属との界面接着性を向上させるためのカップリング剤とから弾丸素材を組成し、この弾丸素材を所定形状の弾丸に形成するようにしたことを特徴とする小火器用弾丸であって、この重金属にタングステンなどを用いる弾丸を開示する。   Patent Document 3 describes the interfacial adhesion between a thermoplastic resin composition obtained by adding a plasticizer to a thermoplastic polymer resin, a granular heavy metal for adjusting the density of bullets, and a thermoplastic resin composition and a heavy metal. It is a bullet for small firearms characterized in that a bullet material is composed of a coupling agent for improvement, and this bullet material is formed into a bullet of a predetermined shape, and this heavy metal bullet uses tungsten etc. Is disclosed.

しかしながら、特許文献3も特許文献1、2と同様の問題を有している。   However, Patent Document 3 has the same problem as Patent Documents 1 and 2.

特許文献4は、タングステン粉末と加硫ゴムとの混合物による放射線遮蔽材を開示する。特に、5μm以上50μm以下のタングステン粉末等と0.5μm以上5μm以下のタングステン粉末等を、加硫ゴムと共に混合させた放射線遮蔽材を開示している。   Patent document 4 discloses the radiation shielding material by the mixture of tungsten powder and vulcanized rubber. In particular, a radiation shielding material is disclosed in which tungsten powder of 5 μm or more and 50 μm or less and tungsten powder of 0.5 μm or more and 5 μm or less are mixed with vulcanized rubber.

しかしながら、特許文献4に開示される技術は、タングステン粉末と加硫ゴムとの混合によって、密度と柔軟性を両立させることを企図しているが、そのための詳細な条件を開示していない。このため、密度と柔軟性の両立を、どのように実現するのかについて、十分な開示がない。また、密度を調整するために、5μm以上50μm以下のタングステン粉末等と0.5μm以上5μm以下のタングステン粉末等を混合させる技術を開示しているが、粒径の範囲が広すぎてどの程度まで調整できるかが不明である。すなわち、所望の結果を有する放射線遮蔽剤の製造容易性を考慮しているとはいいがたい。また、タングステンなどは、レアアースであって、粒径の大きなものや小さなものを入手することは難しく、十分な密度を生み出すためには、入手容易性も踏まえた粒径の制御も必要となる。特許文献4は、このような製造容易性および入手容易性を考慮していない問題がある。   However, the technique disclosed in Patent Document 4 intends to achieve both density and flexibility by mixing tungsten powder and vulcanized rubber, but does not disclose detailed conditions for that purpose. For this reason, there is no sufficient disclosure on how to achieve both density and flexibility. Moreover, in order to adjust the density, a technique of mixing tungsten powder of 5 μm or more and 50 μm or less and tungsten powder of 0.5 μm or more and 5 μm or less is disclosed, but to what extent the particle size range is too wide It is unclear whether it can be adjusted. That is, it cannot be said that the ease of manufacturing a radiation shielding agent having a desired result is taken into consideration. Tungsten or the like is a rare earth, and it is difficult to obtain a large particle size or a small particle size, and in order to produce a sufficient density, it is necessary to control the particle size in consideration of availability. Patent Document 4 has a problem that does not consider such ease of manufacture and availability.

特許文献5は、平均粒径1μm〜30μmの重金属の粉末86〜96重量%及び熱可塑性樹脂4〜14重量%を含むことを特徴とする計器指針のバランスウェイト用組成物を開示する。特許文献5に開示される組成物は、タングステン粉末などの重量物の組成比率を特定することで、ウェイトとして使用可能な組成物を特定している。   Patent Document 5 discloses a balance weight composition for an instrument pointer characterized by containing 86 to 96% by weight of heavy metal powder having an average particle diameter of 1 to 30 μm and 4 to 14% by weight of a thermoplastic resin. The composition disclosed in Patent Document 5 specifies a composition that can be used as a weight by specifying the composition ratio of a heavy object such as tungsten powder.

しかしながら、特許文献4と同様に、密度と柔軟性を両立させる技術を開示しているわけではない。加えて、非常に幅の広い粒径の金属粉末による混合物であるので、その密度を所望の範囲に調整することが困難である問題も有している。   However, as in Patent Document 4, it does not disclose a technique for achieving both density and flexibility. In addition, since it is a mixture of metal powder having a very wide particle diameter, it has a problem that it is difficult to adjust the density to a desired range.

特許文献6は、平均粒径1μm〜15μmの重金属の粉末82〜96重量%、及び熱可塑性樹脂の粉末4〜18重量%を混練造粒することを特徴とする高密度樹脂組成物の製造方法を、開示する。特許文献6と同様に、ウェイト部材に用いられる組成物であって、密度と柔軟性の両立、所望の密度の範囲への調整を十分に開示しているものではない。   Patent Document 6 discloses a method for producing a high-density resin composition, comprising kneading and granulating 82 to 96% by weight of heavy metal powder having an average particle size of 1 μm to 15 μm and 4 to 18% by weight of thermoplastic resin powder. Is disclosed. Similar to Patent Document 6, it is a composition used for a weight member, and does not sufficiently disclose compatibility between density and flexibility and adjustment to a desired density range.

以上のように、特許文献1〜6のそれぞれで開示される高密度複合材料は、ゴムなどの柔軟性を有する物質と密度の高いタングステン粉末とを混合させることで、柔軟性と密度とを両立させようとしている。当然ながら、鉛のような環境負荷も生じさせない。   As described above, the high-density composite material disclosed in each of Patent Documents 1 to 6 achieves both flexibility and density by mixing a flexible material such as rubber and a high-density tungsten powder. I am trying to let you. Of course, environmental load such as lead is not generated.

しかしながら、ゴムなどの物質を多くすれば柔軟性はあがるが密度は下がり、逆にタングステン粉末を一定以上多くすれば密度は上がるが柔軟性は下がる問題がある。特に、高密度複合材料が放射線の遮蔽部材に利用されるためには、密度8g/cm以上が望ましく、この値は樹脂の種類やタングステンの粒子径を無視して、単純にゴムとタングステン粉末を混合させるだけでは実現できない。 However, if a substance such as rubber is increased, the flexibility increases, but the density decreases. Conversely, if the tungsten powder is increased more than a certain level, the density increases but the flexibility decreases. In particular, in order for a high-density composite material to be used as a radiation shielding member, a density of 8 g / cm 3 or more is desirable. This value ignores the type of resin and the particle size of tungsten, and is simply rubber and tungsten powder. It cannot be realized simply by mixing.

一方で、異なる複数の粒径のタングステン粉末を混合させることで、大きなタングステン粉末同士で生じる空隙に小さい粒径のタングステン粉末を充填させることによって密度を上げることも提案されている。しかしながら、例えば粒子径が0.3μ以下の超微粉や、15μmを超える粗大粉は原料粉末としてはほとんど流通しておらず、安定供給の面で困難がある。   On the other hand, it has also been proposed to increase the density by mixing tungsten powders having a plurality of different particle sizes so that voids formed between the large tungsten powders are filled with the tungsten powder having a small particle size. However, for example, ultrafine powder having a particle size of 0.3 μm or less and coarse powder having a particle diameter exceeding 15 μm are hardly distributed as raw material powders, which is difficult in terms of stable supply.

以上のことより、次の要件を充足する高密度複合材料が求められている。
(要件1)外形や形状の柔軟性を有すること。
(要件2)放射線の遮蔽部材に利用可能な密度(8g/cm以上)を有すること。
(要件3)混合される高密度粒子の調節が容易であって、入手コストが低廉であること。
(要件4)高密度粒子の確保および高密度複合材料の製造コストの面から、安定供給が可能であること。
In view of the above, a high-density composite material that satisfies the following requirements is required.
(Requirement 1) The outer shape and shape must be flexible.
(Requirement 2) It has a density (8 g / cm 3 or more) that can be used for a radiation shielding member.
(Requirement 3) It is easy to adjust the high density particles to be mixed, and the acquisition cost is low.
(Requirement 4) Stable supply is possible in terms of securing high-density particles and manufacturing cost of high-density composite materials.

特に、これらの(要件1)〜(要件4)を充足する部材を形成するためには、柔軟性と密度とのバランスを取るための組成比、高密度粒子の粒径や組成比を、同時かつ非常に細かく調整する必要がある。   In particular, in order to form a member satisfying these (Requirement 1) to (Requirement 4), the composition ratio for balancing the flexibility and the density, the particle diameter and the composition ratio of the high-density particles are simultaneously set. And it needs to be adjusted very finely.

本発明は、上記課題に鑑み、(要件1)〜(要件4)を充足し、放射線の遮蔽部材をはじめとした、重量部材やバランス部材などの柔軟性と高い密度を必要とする部材へ好適に利用できる高密度複合材料を提供することを目的とする。   In view of the above-described problems, the present invention satisfies (Requirement 1) to (Requirement 4) and is suitable for members that require flexibility and high density, such as weight members and balance members, including radiation shielding members. It aims at providing the high-density composite material which can be utilized for.

上記課題に鑑み、本発明の高密度複合材料は、エラストマー系素材および加硫された加硫ゴム系素材の少なくとも一方を有する柔軟性素材に、高密度粒子が分散されて複合された複合材料であって、エラストマー系素材はスチレン系、ポリアミド系、ウレタン系、ポリエステル系、塩化ビニル系およびオレフィン系の熱可塑性エラストマーの少なくとも一つから選択され、加硫ゴム系素材は、フッ素ゴム、シリコンゴム、エチレン・プロピレンゴム、ニトリルゴム、天然ゴム、イソプレンゴムおよびスチレン・ブタジエンゴムの少なくとも一つに加硫された素材から選択され、高密度粒子は、タングステン、タングステン合金およびタングステンカーバイド(以下、「WC」という)の少なくとも一つから選択され、複合材料の全体積に対して、柔軟性素材は35〜60体積%であると共に高密度粒子は40〜65体積%であり、高密度粒子は、1.5μm以上6μm未満の粒径を有する第1粒子が、高密度粒子全体に対して、18〜74体積%であり、0.5μm以上1.5μm未満の粒径を有する第2粒子が、高密度粒子全体に対して、9〜19体積%である第1粒子、第2粒子および不可避混合物を含む。   In view of the above problems, the high-density composite material of the present invention is a composite material in which high-density particles are dispersed in a flexible material having at least one of an elastomer-based material and a vulcanized rubber-based material. The elastomer material is selected from at least one of styrene, polyamide, urethane, polyester, vinyl chloride and olefin thermoplastic elastomers, and the vulcanized rubber material is fluoro rubber, silicon rubber, The high-density particles selected from materials vulcanized into at least one of ethylene / propylene rubber, nitrile rubber, natural rubber, isoprene rubber and styrene / butadiene rubber are tungsten, tungsten alloy and tungsten carbide (hereinafter referred to as “WC”). The total volume of the composite material. The flexible material is 35-60% by volume and the high-density particles are 40-65% by volume. The first particles having a particle size of 1.5 μm or more and less than 6 μm are the entire high-density particles. The second particles having a particle diameter of 18 to 74% by volume and having a particle size of 0.5 μm or more and less than 1.5 μm are 9 to 19% by volume of the first particles, Contains 2 particles and inevitable mixtures.

本発明の高密度複合材料は、柔軟性と高い密度との両立を実現できる。更には、鉛のような環境負荷を生じさせない。   The high-density composite material of the present invention can achieve both flexibility and high density. Furthermore, it does not cause an environmental load such as lead.

また、本発明の高密度複合材料は、大きく2種類の粒径を有する高密度粒子を用いるので、高密度粒子の入手コスト、高密度複合材料の製造の手間および製造コストを低減できる。また、高密度複合材料は、安定的に供給されるようになり、この高密度複合材料を用いる様々な部材にとっての便宜が高まる。   In addition, since the high-density composite material of the present invention uses high-density particles having two types of particle sizes, it is possible to reduce the acquisition cost of the high-density particles, the labor for manufacturing the high-density composite material, and the manufacturing cost. In addition, the high-density composite material is stably supplied, and convenience for various members using the high-density composite material is increased.

本発明の実施の形態1における高密度複合材料の拡大模式図である。It is an expansion schematic diagram of the high-density composite material in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2における圧粉体密度の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the green compact density in Embodiment 2 of this invention.

本発明の第1の発明に係る高密度複合材料は、エラストマー系素材および加硫された加硫ゴム系素材の少なくとも一方を有する柔軟性素材に、高密度粒子が分散されて複合された複合材料であって、エラストマー系素材はスチレン系ポリアミド系、ウレタン系、ポリエステル系、塩化ビニル系およびオレフィン系の熱可塑性エラストマーの少なくとも一つから選択され、加硫ゴム系素材は、フッ素ゴム、シリコンゴム、エチレン・プロピレンゴム、ニトリルゴム、天然ゴム、イソプレンゴムおよびスチレン・ブタジエンゴムの少なくとも一つに加硫された素材から選択され、高密度粒子は、タングステン、タングステン合金およびタングステンカーバイド(以下、「WC」という)の少なくとも一つから選択され、複合材料の全体積に対して、柔軟性素材は35〜60体積%であると共に高密度粒子は40〜65体積%であり、高密度粒子は、1.5μm以上6μm未満の粒径を有する第1粒子が、高密度粒子全体に対して、18〜74体積%であり、0.5μm以上1.5μm未満の粒径を有する第2粒子が、高密度粒子全体に対して、9〜19体積%である第1粒子、第2粒子および不可避混合物を含む。   The high-density composite material according to the first aspect of the present invention is a composite material in which high-density particles are dispersed in a flexible material having at least one of an elastomer-based material and a vulcanized rubber-based material. The elastomeric material is selected from at least one of styrenic polyamide-based, urethane-based, polyester-based, vinyl chloride-based and olefin-based thermoplastic elastomers, and the vulcanized rubber-based material is fluororubber, silicon rubber, The high-density particles selected from materials vulcanized into at least one of ethylene / propylene rubber, nitrile rubber, natural rubber, isoprene rubber and styrene / butadiene rubber are tungsten, tungsten alloy and tungsten carbide (hereinafter referred to as “WC”). For the total volume of the composite material The flexible material is 35 to 60% by volume and the high-density particles are 40 to 65% by volume. The high-density particles have the first particles having a particle size of 1.5 μm or more and less than 6 μm in the entire high-density particles. On the other hand, the second particles having a particle diameter of 18 to 74% by volume and having a particle size of 0.5 μm or more and less than 1.5 μm are 9 to 19% by volume with respect to the entire high-density particles, Contains particles and inevitable mixtures.

この構成により、高密度複合材料は、柔軟性と高い密度を両立できる。   With this configuration, the high-density composite material can achieve both flexibility and high density.

本発明の第2の発明に係る高密度複合材料では、第1の発明に加えて、不可避混合物は、10μm以上の粒径を有する高密度粒子を含む。   In the high-density composite material according to the second aspect of the present invention, in addition to the first aspect, the inevitable mixture includes high-density particles having a particle size of 10 μm or more.

この構成により、高密度複合材料は、柔軟性と高い密度を実現しつつ、製造工程での管理を容易とする。   With this configuration, the high-density composite material facilitates management in the manufacturing process while realizing flexibility and high density.

本発明の第3の発明に係る高密度複合材料では、第1又は第2の発明に加えて、隣接する第1粒子同士が形成する空隙は、1.5μm未満である。   In the high-density composite material according to the third aspect of the present invention, in addition to the first or second aspect, the gap formed by the adjacent first particles is less than 1.5 μm.

この構成により、第2粒子が第1粒子同士で形成される空隙に重点されやすくなる。   With this configuration, the second particles are easily focused on the voids formed by the first particles.

本発明の第4の発明に係る高密度複合材料では、第1から第3のいずれかの発明に加えて、隣接する第1粒子同士の空隙に、第2粒子が充填される。   In the high-density composite material according to the fourth aspect of the present invention, in addition to any one of the first to third aspects, the second particles are filled in the voids between the adjacent first particles.

この構成により、高密度複合材料は、高い密度で、高密度粒子を含むことができるようになる。   This configuration allows the high density composite material to contain high density particles at a high density.

本発明の第5の発明に係る高密度複合材料では、第1から第4のいずれかの発明に加えて、高密度粒子は、タングステンであって、第1粒子は、高密度粒子全体に対して、65体積%以上74体積%未満であり、第2粒子は、高密度粒子全体に対して、6体積%以上19体積%未満である   In the high-density composite material according to the fifth aspect of the present invention, in addition to any of the first to fourth aspects, the high-density particles are tungsten, and the first particles are based on the entire high-density particles. 65 volume% or more and less than 74 volume%, and the second particles are 6 volume% or more and less than 19 volume% with respect to the entire high density particles.

この構成により、高密度複合材料は、放射線遮蔽などに適用可能な高い密度を有することができる。   With this configuration, the high-density composite material can have a high density applicable to radiation shielding or the like.

本発明の第6の発明に係る高密度複合材料では、第1から第5のいずれかの発明に加えて、高密度複合材料の形状は、シート状、板状、フィルム状、筒状、角形状およびこれらの組み合わせの態様の少なくとも一つを有する。   In the high-density composite material according to the sixth invention of the present invention, in addition to any of the first to fifth inventions, the shape of the high-density composite material is a sheet shape, a plate shape, a film shape, a cylindrical shape, a corner shape. It has at least one of shapes and combinations thereof.

この構成により、高密度複合材料は、様々な用途に適用できる。   With this configuration, the high-density composite material can be applied to various uses.

本発明の第7の発明に係る高密度複合材料では、第1から第6のいずれかの発明に加えて、高密度複合材料は、放射線の遮蔽部材として用いられる。   In the high-density composite material according to the seventh aspect of the present invention, in addition to any of the first to sixth aspects, the high-density composite material is used as a radiation shielding member.

この構成により、放射線遮蔽部材は、柔軟性と密度とを併せ持つ高密度複合材料によって、高い放射線遮蔽能力を有するようになる。   With this configuration, the radiation shielding member has a high radiation shielding ability due to the high-density composite material having both flexibility and density.

本発明の第8の発明に係る高密度複合材料では、第7の発明に加えて、高密度複合材料は、8g/cm〜13g/cmの密度を有する。 The high density composite material according to the eighth aspect of the present invention, in addition to the seventh aspect, the high-density composite material has a density of 8g / cm 3 ~13g / cm 3 .

この構成により、高密度複合材料は、放射線を十分に遮蔽できる。   With this configuration, the high-density composite material can sufficiently shield radiation.

本発明の第9の発明に係る高密度複合材料では、第6から第8のいずれかの発明に加えて、シート状である高密度複合材料において、シートの厚みが2.2mm以下であり、曲率半径が10mmである場合には、折り曲げ角度が0度〜180度の範囲では、亀裂を生じさせない。   In the high-density composite material according to the ninth aspect of the present invention, in addition to any of the sixth to eighth aspects of the invention, in the high-density composite material in the form of a sheet, the thickness of the sheet is 2.2 mm or less, When the radius of curvature is 10 mm, no crack is generated when the bending angle is in the range of 0 to 180 degrees.

この構成により、高密度複合材料は、様々な用途に適用しやすくなる。   With this configuration, the high-density composite material can be easily applied to various uses.

本発明の第10の発明に係る高密度複合材料では、第1から第6のいずれかの発明に加えて、高密度複合材料は、重量部材、防振部材、バランス部材、放熱部材および重錘、カウンターウェイトの少なくとも一つに用いられる。   In the high-density composite material according to the tenth aspect of the present invention, in addition to any of the first to sixth inventions, the high-density composite material includes a weight member, a vibration isolating member, a balance member, a heat radiating member, and a weight. Used for at least one of the counterweights.

この構成により、高密度複合材料は、重さを必要とする部材に適用される。   With this configuration, the high-density composite material is applied to a member that requires weight.

以下、図面を用いながら実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.

(実施の形態1)   (Embodiment 1)

実施の形態1について説明する。   Embodiment 1 will be described.

(全体概要)
実施の形態1の高密度複合材料は、エラストマー系素材および加硫された加硫ゴム素材の少なくとも一方を有する柔軟性素材に、高密度粒子が分散されて複合される複合材料で形成される。柔軟性素材に高密度粒子が分散されて複合されることで、高密度複合材料は、柔軟性を維持しつつも十分な密度を実現して、放射線遮蔽部材のような重量部材やバランス部材に適用できる。
(Overview)
The high-density composite material of Embodiment 1 is formed of a composite material in which high-density particles are dispersed and composited in a flexible material having at least one of an elastomeric material and a vulcanized rubber material. The high density particles are dispersed and combined in the flexible material, so that the high density composite material achieves sufficient density while maintaining flexibility, and can be used as a weight member or balance member such as a radiation shielding member. Applicable.

エラストマー系素材は、スチレン系、ポリアミド系、ウレタン系、ポリエステル系、塩化ビニル系およびオレフィン系の熱可塑性エラストマーの少なくとも一つから選択される。これらの素材は、成形性も優れており、高い軟性を有し、高密度複合材料に高い柔軟性を与えることができる。また、加硫ゴム素材は、フッ素ゴム、シリコンゴム、エチレン・プロビレンゴム、ニトリルゴム、天然ゴム、イソプレンゴムおよびスチレン・ブタジエンゴムの少なくとも一つに加硫されたゴムから選択される。これらの素材は、エラストマー系素材と同様に、成形性も優れており、高い軟性を有して、高密度複合材料に高い柔軟性を与えることができる。   The elastomer material is selected from at least one of styrene, polyamide, urethane, polyester, vinyl chloride and olefin thermoplastic elastomers. These materials are excellent in moldability, have high flexibility, and can impart high flexibility to the high-density composite material. The vulcanized rubber material is selected from rubbers vulcanized into at least one of fluorine rubber, silicon rubber, ethylene / propylene rubber, nitrile rubber, natural rubber, isoprene rubber and styrene / butadiene rubber. These materials, like the elastomeric materials, are excellent in moldability, have high flexibility, and can impart high flexibility to the high-density composite material.

高密度粒子は、タングステン、タングステン合金およびタングステンカーバイド(以下、「WC」という)の少なくとも一つから選択される。これらの素材は、高い密度と強度を有しており、柔軟性素材に分散されることで、高密度複合材料に高い密度と強度を与えることができる。   The high-density particles are selected from at least one of tungsten, a tungsten alloy, and tungsten carbide (hereinafter referred to as “WC”). These materials have high density and strength, and can be given high density and strength to a high-density composite material by being dispersed in a flexible material.

ここで、高密度複合材料を形成する複合材料において、柔軟性素材は、複合材料の全体積に対し35体積%〜60体積%であり、高密度粒子は、1.5μm以上6μm以下の粒径を有する第1粒子が、前記高密度粒子全体に対して、18〜74体積%、0.5μm以上1.5μm未満の粒径を有する第2粒子が、前記高密度粒子全体に対して、9〜19体積%である。更に、高密度粒子は、不可避混合物を含むこともありえる。   Here, in the composite material forming the high-density composite material, the flexible material is 35% by volume to 60% by volume with respect to the total volume of the composite material, and the high-density particle has a particle size of 1.5 μm or more and 6 μm or less. The second particles having a particle size of 18 to 74% by volume and 0.5 μm or more and less than 1.5 μm with respect to the whole high-density particles are 9% to the whole high-density particles. ~ 19% by volume. In addition, the dense particles can contain unavoidable mixtures.

加えて、高密度粒子は、6μm以上の粒子および0.5μm未満の粒子を、上記第1粒子および第2粒子の残部に含んでも良い。この結果、高密度粒子は、第1粒子、第2粒子、6μm以上の粒子、0.5μm未満の粒子および不可避混合物を含むこともある。この場合には、これらの粒子や不可避混合物が、高密度粒子の100%を構成する。   In addition, the high-density particles may include particles of 6 μm or more and particles of less than 0.5 μm in the balance of the first particles and the second particles. As a result, the high density particles may include first particles, second particles, particles of 6 μm or more, particles of less than 0.5 μm, and inevitable mixtures. In this case, these particles and the inevitable mixture constitute 100% of the high density particles.

また、高密度粒子は、上述の通りの粒径を有する第1粒子および第2粒子のみから構成されるとは限らず、これらの粒径以外の粒子を含んでいることもある。要は、第1粒子および第2粒子のそれぞれが、上述の体積比を有しており、それ以外の体積比において、第1粒子および第2粒子のいずれにも属さない粒子を、高密度粒子が含んでいても良い。結果として高密度複合材料を形成する複合材料において、第1粒子および第2粒子以外の高密度粒子が含まれていることもある。   In addition, the high-density particles are not necessarily composed of only the first particles and the second particles having the particle sizes as described above, and may include particles other than these particle sizes. In short, each of the first particles and the second particles has the volume ratio described above, and particles other than the first particles and the second particles in other volume ratios are classified as high-density particles. May be included. As a result, the composite material forming the high-density composite material may contain high-density particles other than the first particles and the second particles.

このように、第1粒子および第2粒子以外の粒径の粒子が含まれるのは、高密度粒子の入手の問題に依存していたり、製造される高密度粒子のばらつきに依存していたりする。   As described above, the inclusion of particles having a particle size other than the first particles and the second particles depends on the problem of obtaining high-density particles or depends on variations in the produced high-density particles. .

実施の形態1における高密度複合材料は、上記のような構成および素材を有することで、柔軟性と高い密度とをバランスよく両立させることができる。また、高密度粒子は、2種類の第1粒子および第2粒子を含むことで、更なる他の種類の高密度粒子を積極的に必要とせず、高密度複合材料に必要となる素材や材料の入手コストや入手リスクを低減できる。特に、タングステンは、輸入を必要とすることも多いレアメタルであり、入手リスクを生じさせる。このような状況であっても、実施の形態1の高密度複合材料は、その高密度粒子を、第1粒子と第2粒子の2種類で対応できることで、このような入手リスクを低減できる。当然ながら入手コストも低減でき、高密度複合材料の製造コストが低減する。   Since the high-density composite material in Embodiment 1 has the above-described configuration and materials, flexibility and high density can be achieved in a balanced manner. In addition, the high-density particles include two types of first particles and second particles, so that other types of high-density particles are not required actively, and materials and materials necessary for high-density composite materials. The acquisition cost and acquisition risk can be reduced. In particular, tungsten is a rare metal that often needs to be imported, resulting in an acquisition risk. Even in such a situation, the high-density composite material of Embodiment 1 can reduce such an acquisition risk by being able to handle the high-density particles with two types of first particles and second particles. Of course, the acquisition cost can be reduced, and the manufacturing cost of the high-density composite material is reduced.

また、高密度粒子は、柔軟性素材に分散されて複合される。このようにして得られる高密度複合材料では、その表面に高密度粒子がほとんど露出していない。表面に高密度粒子がほとんど露出しないことで、高密度複合材料が出荷されたり流通されたりする際に、表面から高密度粒子が脱落しないようになる。   Further, the high density particles are dispersed and composited in a flexible material. In the high-density composite material thus obtained, the high-density particles are hardly exposed on the surface. Since the high-density particles are hardly exposed on the surface, the high-density particles do not fall off the surface when the high-density composite material is shipped or distributed.

なお、高密度複合材料の表面に高密度粒子が露出しないようにするために、高密度複合材料に圧力を掛ける際に面粗さを低くする方法や、押し出し成形の際の成形体の出口の面粗さを低くすることが好適である。このとき、押出し整形の出口の面粗さがRa1.0μm以下であることが好ましい。このように、高密度複合材料の表面に高密度粒子が露出しないことで、高密度複合材料の出荷や流通の際に、表面に保護フィルムを貼らずにすみ、製造コストや流通コストを低減できるメリットがある。   In order to prevent high-density particles from being exposed on the surface of the high-density composite material, a method of reducing the surface roughness when pressure is applied to the high-density composite material or the outlet of the molded body during extrusion molding is used. It is preferable to reduce the surface roughness. At this time, it is preferable that the surface roughness of the outlet for extrusion shaping is Ra 1.0 μm or less. In this way, by not exposing the high density particles on the surface of the high density composite material, it is not necessary to put a protective film on the surface when shipping or distributing the high density composite material, and manufacturing costs and distribution costs can be reduced. There are benefits.

なお、ここで定義する体積%の値は、極めて厳密に限定されなければならないものではなく、例えば、35体積%〜60体積%である場合には、34.8体積%や60.3体積%といった、製造上の誤差や製造上の都合に応じて生じうる誤差を全く含まないことを意図していない。   In addition, the value of the volume% defined here does not have to be very strictly limited. For example, when it is 35 volume% to 60 volume%, 34.8 volume% or 60.3% volume% It is not intended to include any errors that may occur according to manufacturing errors or manufacturing convenience.

(エラストマー系素材)
エラストマー系素材は、高密度複合材料の柔軟性素材となる素材であり、加硫ゴム系素材との間で選択される(柔軟性素材として、エラストマー系素材および加硫ゴム系素材の少なくとも一方が選択される。すなわち、いずれか一方が選択されても良いし、両方が選択されて混合されても良い。)。エラストマー系素材は、スチレン系、ポリアミド系、ウレタン系、ポリエステル系、塩化ビニル系およびオレフィン系の熱可塑性エラストマーの少なくとも一つから選択される。これらのいずれも熱可塑性があり、高密度粒子との複合において、滑らかに分散する。この結果、エラストマー系素材を用いた高密度複合材料は、成形性もよく、軟性の高い柔軟性を生じさせる。
(Elastomer material)
The elastomeric material is a material that becomes a flexible material of the high-density composite material, and is selected between the vulcanized rubber material (at least one of the elastomeric material and the vulcanized rubber material is selected as the flexible material). That is, either one may be selected, or both may be selected and mixed.) The elastomer material is selected from at least one of styrene, polyamide, urethane, polyester, vinyl chloride and olefin thermoplastic elastomers. All of these are thermoplastic and disperse smoothly in a composite with high density particles. As a result, the high-density composite material using the elastomer-based material has good moldability and gives high flexibility.

スチレン系熱可塑性エラストマーは、エラストマーの中でも特に高い柔軟性を有しており、低い軟化温度を有している。このために、スチレン系熱可塑性エラストマーは、高密度粒子との混錬による複合化において、高密度で柔軟性のある複合材料を生じさせることができる。更には、スチレン系熱可塑性エラストマーは、熱可塑性を有しているので再生可能であり、使用後の廃棄量も少なくて済む。スチレン系熱可塑性エラストマーは、スチレン・イソプレン共重合物、スチレン・イソプレン共重合体の水素添加物、スチレン・ブタジエン共重合物、スチレン・ブタジエン共重合物の水素添加物、スチレン・イソプレン・ブタジエン共重合物、スチレン・イソプレン・ブタジエン共重合体の水素添加物等の少なくとも一つから選択される。ここに列挙した一つの素材が選択されても良いし、複数の素材が選択されても良い。これらの素材は、熱可塑性を有しており、高い柔軟性を発揮できるからである。もちろん、ここで列挙された素材は、スチレン系熱可塑性エラストマーとしての一例であり、同様の特性を有する他の素材が、スチレン系熱可塑性エラストマーの素材として選択されてもよい。   Styrenic thermoplastic elastomers have particularly high flexibility among elastomers and have a low softening temperature. For this reason, the styrene-based thermoplastic elastomer can produce a composite material having high density and flexibility in the compounding by kneading with high density particles. Furthermore, since the styrenic thermoplastic elastomer has thermoplasticity, it can be regenerated and the amount of waste after use can be reduced. Styrenic thermoplastic elastomers are styrene / isoprene copolymer, hydrogenated styrene / isoprene copolymer, styrene / butadiene copolymer, hydrogenated styrene / butadiene copolymer, styrene / isoprene / butadiene copolymer. Or a hydrogenated product of styrene / isoprene / butadiene copolymer. One material listed here may be selected, or a plurality of materials may be selected. This is because these materials have thermoplasticity and can exhibit high flexibility. Of course, the materials listed here are examples of styrenic thermoplastic elastomers, and other materials having similar characteristics may be selected as the materials for styrenic thermoplastic elastomers.

ポリアミド系熱可塑性エラストマーも、スチレン系熱可塑性エラストマーと同様、高い柔軟性を有しており、高密度粒子との混錬による複合化において、高密度で柔軟性のある複合材料を生じさせることができる。また耐油性・耐薬品性に優れている。ポリアミド系熱可塑性エラストマーは、ナイロン6、ナイロン66、ポリエステルアミドブロック共重合物などの共重合ナイロンのうち少なくとも一つから選択される。ここに列挙した一つの素材が選択されても良いし、複数の素材が選択されても良い。これらの素材は、熱可塑性を有しており、高い柔軟性を発揮できるからである。   Polyamide-based thermoplastic elastomers, like styrene-based thermoplastic elastomers, have high flexibility, and can be combined with high-density particles to produce high-density and flexible composite materials. it can. It also has excellent oil and chemical resistance. The polyamide-based thermoplastic elastomer is selected from at least one of copolymerized nylons such as nylon 6, nylon 66, and polyesteramide block copolymer. One material listed here may be selected, or a plurality of materials may be selected. This is because these materials have thermoplasticity and can exhibit high flexibility.

ウレタン系熱可塑性エラストマーは、耐摩耗性に優れ、引張強度や引裂強度が高いため、キズに強く強靭な複合材料を生じさせることができる。またスチレン系熱可塑性エラストマーと同様、再生可能であり、使用後の廃棄量も少なくて済む。   Urethane-based thermoplastic elastomers are excellent in wear resistance and have high tensile strength and tear strength, so that a composite material that is strong against scratches and tough can be produced. Further, like the styrene-based thermoplastic elastomer, it can be regenerated and the amount of waste after use can be reduced.

ポリエステル系熱可塑性エラストマーも、ウレタン系熱可塑性エラストマーと同様、耐摩耗性に優れている。また耐油性や耐候性にも優れるため、使用環境による影響を受けにくいという特徴がある。スチレン系熱可塑性エラストマーと同様、再生可能であり、使用後の廃棄量も少なくて済む。   Polyester thermoplastic elastomers are also excellent in wear resistance, like urethane thermoplastic elastomers. In addition, since it is excellent in oil resistance and weather resistance, it is characterized by being hardly affected by the use environment. Like styrenic thermoplastic elastomers, they can be recycled and require less waste after use.

塩化ビニル系熱可塑性エラストマーは最も多く生産されている材料であり、価格も安い。耐熱性、耐候性、耐油性などにも優れる他、耐酸性もある。繰返しの曲げにも強いため、配管等に巻付ける等の用途に向いている。   Vinyl chloride-based thermoplastic elastomer is the most widely produced material and is inexpensive. In addition to being excellent in heat resistance, weather resistance, oil resistance, etc., it also has acid resistance. Because it is resistant to repeated bending, it is suitable for applications such as wrapping around piping.

オレフィン系熱可塑性エラストマーも、高い柔軟性を有し、低い軟化温度を有している。このため、オレフィン系熱可塑性エラストマーは、優れた、成形性、耐油性、耐熱性、引張り強度を有することになる。この結果、オレフィン系熱可塑性エラストマーは、これを用いる高密度複合材料に高い柔軟性と強度を与えることができる。オレフィン系熱可塑性エラストマーを用いる高密度複合材料は、熱可塑性であるので、リサイクルが可能で、使用後の廃棄量が削減できる。オレフィン系熱可塑性エラストマーは、エチレン・ブテン共重合物、プロピレン・ブテン共重合物、エチレン・プロピレン共重合物、ブテンもしくはエチレン、プロピレンとαオレフィン共重合物、非晶質エチレン・プロピレン共重合物などの少なくとも一つから選択される。ここに列挙された一つの素材が選択されても良いし、複数の素材が選択されてもよい。もちろん、ここで列挙された素材は、オレフィン系熱可塑性エラストマーとしての一例であり、同様の特性を有するほかの素材が、オレフィン系熱可塑性エラストマーの素材として選択されても良い。   Olefin-based thermoplastic elastomers also have high flexibility and a low softening temperature. For this reason, the olefinic thermoplastic elastomer has excellent moldability, oil resistance, heat resistance, and tensile strength. As a result, the olefinic thermoplastic elastomer can give high flexibility and strength to a high-density composite material using the olefin-based thermoplastic elastomer. Since the high-density composite material using the olefinic thermoplastic elastomer is thermoplastic, it can be recycled and the amount of waste after use can be reduced. Olefin-based thermoplastic elastomers include ethylene / butene copolymer, propylene / butene copolymer, ethylene / propylene copolymer, butene or ethylene, propylene and α-olefin copolymer, amorphous ethylene / propylene copolymer, etc. Is selected from at least one of the following. One material listed here may be selected, or a plurality of materials may be selected. Of course, the materials listed here are only examples of olefinic thermoplastic elastomers, and other materials having similar characteristics may be selected as the material of the olefinic thermoplastic elastomer.

また、ABS樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂といった一般的に用いられる樹脂、難燃剤、増粘剤、耐オゾン添加剤等の各種添加剤が、エラストマー系素材に添加されることも好適である。これらの素材が添加されることで、最終的に得られる高密度複合材料の硬度や強度が適切に調整されるからである。また、難燃性や耐オゾン性といった機能を有する高密度複合材料が製造できることで、これらの機能を有する重量部材や放射線遮蔽部材が提供できるようになる。   It is also preferable that various additives such as commonly used resins such as ABS resin, polystyrene resin, and polycarbonate resin, flame retardant, thickener, and ozone-resistant additive are added to the elastomeric material. This is because the addition of these materials appropriately adjusts the hardness and strength of the finally obtained high-density composite material. In addition, since a high-density composite material having functions such as flame retardancy and ozone resistance can be manufactured, a weight member and a radiation shielding member having these functions can be provided.

(加硫ゴム)
また、柔軟性素材としては、加硫ゴム系素材が用いられてもよい。加硫ゴム系素材は、フッ素ゴム、シリコンゴム、エチレン・プロピレンゴム、ニトリルゴム、天然ゴム、イソプロピレンゴムおよびスチレン・ブタジエンゴムの少なくとも一つに下流された素材から選択される。もちろん、ここで列挙した素材は一例であり、これ等以外の素材を排除するものではない。
(Vulcanized rubber)
Further, a vulcanized rubber material may be used as the flexible material. The vulcanized rubber material is selected from materials downstream of at least one of fluorine rubber, silicon rubber, ethylene / propylene rubber, nitrile rubber, natural rubber, isopropylene rubber and styrene / butadiene rubber. Of course, the materials listed here are merely examples, and other materials are not excluded.

例えばフッ素ゴムが選択される場合には、高密度複合材料は、平均200℃の環境下で使用可能となる。加えて、高密度複合材料は、ケトン類を除くほとんどの有機溶剤や薬品に耐えることができる弾性変形能力を有するようになる。この場合には、高密度複合材料は、柔軟性や弾性に富んだシート部材を形成できるようになる。   For example, when fluororubber is selected, the high-density composite material can be used in an environment of an average of 200 ° C. In addition, the high-density composite material has an elastic deformation capability that can withstand most organic solvents and chemicals except ketones. In this case, the high-density composite material can form a sheet member rich in flexibility and elasticity.

また、フッ素ゴムに加硫する加硫剤として、バーオキサイドなどが用いられる。バーオキサイドが用いられる場合には、加硫ゴム系素材は(高密度複合材料は)、特に耐薬品性に優れている。あるいは、加硫剤として、ポリオールが用いられる。この場合には、加硫ゴム系素材は(高密度複合材料は)、特に耐熱性に優れ、放射線遮蔽素材に好適に適用できる。フッ素ゴム以外の素材についても、バーオキサイドやポリオールが加硫剤として用いられればよい。加硫剤によって、得られる加硫ゴム系素材の特性が変化するので、高密度複合材料の仕様に応じて、適切な加硫剤が用いられればよい。   In addition, as a vulcanizing agent for vulcanizing the fluororubber, a peroxide or the like is used. When baroxide is used, the vulcanized rubber material (high density composite material) is particularly excellent in chemical resistance. Alternatively, a polyol is used as a vulcanizing agent. In this case, the vulcanized rubber material (high density composite material) is particularly excellent in heat resistance and can be suitably applied to a radiation shielding material. For materials other than fluororubbers, it is sufficient that a peroxide or polyol is used as a vulcanizing agent. Since the characteristics of the resulting vulcanized rubber material change depending on the vulcanizing agent, an appropriate vulcanizing agent may be used according to the specifications of the high-density composite material.

なお、柔軟性素材は、エラストマー系素材および加硫ゴム系素材の少なくとも一方から選択されるが、いずれが用いられるかは、素材のコストや入手容易性に基づいて決定されればよい。あるいは、高密度粒子が柔軟性素材において分散するように混合される必要があるが、この高密度粒子の分散の容易性に基づいて決定されても良い。例えば、エラストマー系素材および加硫ゴム系素材のいずれか一方が、高密度粒子の素材や粒径によって分散しにくい場合には、分散しにくい素材は選択されなければよい。これらは、適宜定められれば良いものである。   The flexible material is selected from at least one of an elastomeric material and a vulcanized rubber material, and which one is used may be determined based on the cost of the material and availability. Or it is necessary to mix so that a high-density particle may disperse | distribute in a flexible raw material, but you may determine based on the ease of dispersion | distribution of this high-density particle. For example, when one of the elastomeric material and the vulcanized rubber material is difficult to disperse depending on the material of the high-density particles and the particle size, the material that is difficult to disperse may not be selected. These may be determined as appropriate.

(高密度粒子)
高密度粒子は、柔軟性素材に分散されて複合される。この高密度粒子の複合によって、高密度複合材料は、高い密度、強度などを有するようになる。高密度粒子は、タングステン、タングステン合金およびタングステンカーバイド(以下、「WC」という)の少なくとも一つから選択される。タングステンは、高い密度を有しており、製造される高密度複合材料は、高い密度を必要とする重量部材や放射線遮蔽部材に、好適に適用されるようになるからである。また、これらタングステンは、粒子の状態で柔軟性素材に混合される。粒子であることで、柔軟性素材に分散されて複合されるようになるからである。加えて、タングステンはレアメタルであって、高い入手コストや入手リスクを有しているが、粒径等を制御することで、入手コストや入手リスクを低減できるからである。
(High density particles)
The high density particles are dispersed and composited in a flexible material. Due to the composite of the high-density particles, the high-density composite material has high density, strength, and the like. The high-density particles are selected from at least one of tungsten, a tungsten alloy, and tungsten carbide (hereinafter referred to as “WC”). This is because tungsten has a high density, and the manufactured high-density composite material is suitably applied to a weight member and a radiation shielding member that require a high density. Moreover, these tungsten is mixed with a flexible material in the state of particle | grains. This is because the particles are dispersed and compounded in the flexible material. In addition, tungsten is a rare metal and has a high acquisition cost and an acquisition risk, but the acquisition cost and the acquisition risk can be reduced by controlling the particle size and the like.

ここで、高密度複合材料は、(1)柔軟性素材と高密度粒子との混合比、(2)高密度粒子における粒径の混合比、の2段階によって、柔軟性と密度とのバランスを最適化する。   Here, the high-density composite material has a balance between flexibility and density by two stages: (1) a mixing ratio of flexible material and high-density particles, and (2) a mixing ratio of particle sizes in high-density particles. Optimize.

まず、(1)についてであるが、柔軟性素材は、高密度複合材料の全体積に対して35〜60体積%であり、高密度粒子は、高密度複合材料の全体積に対して40〜65体積%である。この柔軟性素材と高密度粒子との混合比が、この範囲であることで、高密度複合材料の柔軟性と密度とのバランスが最適化される。   First, as for (1), the flexible material is 35 to 60% by volume with respect to the total volume of the high-density composite material, and the high-density particles are 40 to 40% with respect to the total volume of the high-density composite material. 65% by volume. When the mixing ratio of the flexible material and the high-density particles is within this range, the balance between the flexibility and the density of the high-density composite material is optimized.

次に、(2)についてであるが、高密度粒子は、1.5μm以上6μm未満の粒径を有する第1粒子が、高密度粒子全体に対して、18〜74体積%であり、0.5μm以上1.5μm未満の粒径を有する第2粒子が、高密度粒子全体に対して、9〜19体積%である。この範囲であることで、高密度粒子が、細密に柔軟性素材内部に分散して複合される。すなわち、高密度複合材料の全体に渡って、高い密度で高密度粒子が複合されるようになる。結果として、高密度複合材料は、高い密度を示すようになる。   Next, as for (2), in the high-density particles, the first particles having a particle size of 1.5 μm or more and less than 6 μm are 18 to 74% by volume with respect to the entire high-density particles, and The 2nd particle which has a particle size of 5 micrometers or more and less than 1.5 micrometers is 9-19 volume% to the whole high-density particle. By being in this range, high-density particles are finely dispersed inside the flexible material and combined. That is, high-density particles are composited at a high density over the entire high-density composite material. As a result, the high density composite material will exhibit a high density.

なお、不可避混合物が含まれることを排除するものではない。ここで、不可避混合物は、10μm以上の粒径を有する高密度粒子を含むこともある。例えば、高密度粒子として、タングステンやタングステン合金の粒子が用いられる際に、上述の第1粒子および第2粒子が、柔軟性素材に混合される。このとき、6μm以上の粒径を有する第1粒子にも第2粒子にも属さない粒子が、不可避混合物として混合されても良い。例えば、高密度粒子の入手環境によっては、第1粒子および第2粒子のみでなく、6μm以上の粒子が入手されてしまうこともある。高密度複合材料の製造コストを抑えるために、この6μm以上の粒子を混合させなければならないこともありうる。このように、不可避混合物として、6μm以上の高密度粒子が混合されてしまうこともある。同様に、粒径が0.5μm未満の粒子が、第1粒子および第2粒子以外に、高密度粒子として混合されることがあってもよい。   It should be noted that the inevitable mixture is not excluded. Here, the inevitable mixture may include high-density particles having a particle size of 10 μm or more. For example, when tungsten or tungsten alloy particles are used as the high-density particles, the first particles and the second particles described above are mixed with the flexible material. At this time, particles that do not belong to the first particle or the second particle having a particle diameter of 6 μm or more may be mixed as an inevitable mixture. For example, depending on the environment for obtaining high-density particles, not only the first particles and the second particles but also particles of 6 μm or more may be obtained. In order to reduce the manufacturing cost of the high-density composite material, it may be necessary to mix the particles of 6 μm or more. As described above, high density particles of 6 μm or more may be mixed as an inevitable mixture. Similarly, particles having a particle size of less than 0.5 μm may be mixed as high-density particles in addition to the first particles and the second particles.

第1粒子および第2粒子は、分級により区別されて混合される。例えば、篩によって分級されたり流速を用いて分級されたりしてもよい。もちろん、分級されることは必須ではない。   The first particles and the second particles are distinguished and mixed by classification. For example, classification may be performed using a sieve or classification using a flow rate. Of course, classification is not essential.

高密度粒子は、製造される高密度複合材料の高い密度を実現する。タングステンやその化合物は、それ自体が高い密度を有しているが、高密度複合材料に混合される場合には、高い密度で混合される必要がある。粒径が一種類である高密度粒子が混合される場合には、隣接する高密度粒子同士の間で空隙ができてしまい、この空隙によって密度が下がってしまい、高密度粒子を混合させても、どうしても密度が下がってしまう。   The high density particles achieve the high density of the high density composite material that is produced. Tungsten and its compounds themselves have a high density, but when mixed into a high density composite material, they need to be mixed at a high density. When high-density particles having a single particle size are mixed, voids are formed between adjacent high-density particles, and the density decreases due to the voids. , The density is inevitably lowered.

これに対して、粒径が大きな第1粒子と粒径が小さな第2粒子とが混合されることで、第1粒子同士の隙間であって、第1粒子が入れない大きさの隙間に第2粒子が細密に複合されることになるので、密度が増加して、密度も高まる。図1は、本発明の実施の形態1における高密度複合材料の拡大模式図である。図1に示されるように、第1粒子同士10の空隙12に第2粒子11が入り込んでいる。   On the other hand, by mixing the first particles having a large particle size and the second particles having a small particle size, the gaps between the first particles and the gaps having a size that the first particles cannot enter. Since the two particles are finely combined, the density increases and the density also increases. FIG. 1 is an enlarged schematic diagram of a high-density composite material according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the second particles 11 enter the voids 12 between the first particles 10.

高密度複合材料1は、第1粒子10と第2粒子11との混合で製造されている。第1粒子10は、1.5μm以上6μm未満の粒径を有する大粒子であり、隣接する第1粒子10の間に、空隙12が形成される。一方、第2粒子11は、0.5μm以上1.5μm未満の粒径を有する小粒子であり、この空隙12に入り込むことができるようになる。このように、粒径の異なる第1粒子10と第2粒子11とが混合されることで、細密に高密度粒子が充填されることになり、高密度複合材料は高い密度を有するようになる。   The high-density composite material 1 is manufactured by mixing the first particles 10 and the second particles 11. The first particles 10 are large particles having a particle size of 1.5 μm or more and less than 6 μm, and voids 12 are formed between the adjacent first particles 10. On the other hand, the second particles 11 are small particles having a particle size of 0.5 μm or more and less than 1.5 μm, and can enter the void 12. Thus, by mixing the first particles 10 and the second particles 11 having different particle sizes, the high-density particles are finely filled, and the high-density composite material has a high density. .

また、第1粒子10同士が形成する空隙12は、1.5μm未満の大きさを有していることも好ましい。1.5μm以上6μm未満の粒径を有する第1粒子10同士の隣接で、空隙12は形成されるので、空隙12は、1.5μm未満の大きさとなりやすい。もちろん、1.5μmを若干超える空隙12が形成されることもある。一方第2粒子11は、0.5μm以上1.5μm未満の粒径を有しているので、この1.5μm程度の空隙12に入りやすくなる。すなわち、隣接する第1粒子10同士が形成する空隙12に、第2粒子11が充填されるようになる。この充填によって、図1に示されるように、細密な状態で第1粒子10と第2粒子11とが混合されることになる。この結果、高密度複合材料1は、高い密度を有するようになる。また、第1粒子や第2粒子の粒径に含まれない粒子が、第1粒子と第2粒子の混合比以外の残部で、高密度粒子に含まれることがあってもよい。   Moreover, it is also preferable that the voids 12 formed by the first particles 10 have a size of less than 1.5 μm. Since the void 12 is formed adjacent to each other of the first particles 10 having a particle diameter of 1.5 μm or more and less than 6 μm, the void 12 tends to have a size of less than 1.5 μm. Of course, the gap 12 slightly exceeding 1.5 μm may be formed. On the other hand, since the second particles 11 have a particle size of 0.5 μm or more and less than 1.5 μm, the second particles 11 easily enter the voids 12 of about 1.5 μm. That is, the second particles 11 are filled in the voids 12 formed by the adjacent first particles 10. By this filling, as shown in FIG. 1, the first particles 10 and the second particles 11 are mixed in a fine state. As a result, the high-density composite material 1 has a high density. In addition, particles that are not included in the particle diameters of the first particles and the second particles may be included in the high-density particles in the remainder other than the mixing ratio of the first particles and the second particles.

例えば、粒径の大きな第1粒子のみが柔軟性素材に混合されてしまうと、空隙が多数生じてしまって、密度が下がってしまう。一方、粒径の小さな第2粒子のみが柔軟性素材に混合されても、空隙の一つ一つは小さいが、多くの空隙が形成されてしまい、結局は密度が下がってしまう。実施の形態1の高密度複合材料のように、粒径のバランスが最適である、第1粒子と第2粒子とが混合されることで、形成される空隙の数が少なくなると共に、形成される空隙も充填されることになるので、高密度複合材料は、高い密度を有するようになる。   For example, if only the first particles having a large particle size are mixed with the flexible material, a large number of voids are generated, and the density is lowered. On the other hand, even if only the second particles having a small particle size are mixed with the flexible material, each of the voids is small, but many voids are formed, and the density is eventually lowered. As in the high-density composite material of the first embodiment, the first particles and the second particles having an optimal particle size balance are mixed to reduce the number of voids to be formed. Therefore, the high-density composite material has a high density.

また、第1粒子は、1.5μm以上6μm未満の粒径を有しており、その粒径はきわめて大きいものではない。例えば、粒径が100μm程度のタングステン粒子が用いられると、高密度複合材料は、柔軟性を有さないようになってしまう。高密度複合材料は、シート状やフィルム状にされて折り曲げられたりする場合があるが、柔軟性がないと折り曲げられたりする場合に、ひびが入ったり損傷したりすることもある。このため、第1粒子の粒径は、適当であると考えられる。   The first particles have a particle size of 1.5 μm or more and less than 6 μm, and the particle size is not very large. For example, when tungsten particles having a particle size of about 100 μm are used, the high-density composite material does not have flexibility. A high-density composite material may be folded in the form of a sheet or film, but may be cracked or damaged when folded without flexibility. For this reason, it is considered that the particle size of the first particles is appropriate.

このような高密度粒子は、柔軟性素材に分散されて複合されるので、最終的に製造される高密度複合材料の密度は、高密度粒子に柔軟性素材が加わった密度となる。ここで、高密度粒子と柔軟性素材の混合比が上述のように規定されることで、第1粒子と第2粒子との複合による高密度粒子の密度が、柔軟性素材によって低くなりすぎることはない。   Since such high-density particles are dispersed and composited in a flexible material, the density of the finally produced high-density composite material is a density obtained by adding the flexible material to the high-density particles. Here, when the mixing ratio of the high density particles and the flexible material is defined as described above, the density of the high density particles due to the composite of the first particles and the second particles is too low due to the flexible material. There is no.

仮に、高密度粒子の混合比率が65体積%を超える場合には、高密度粒子がエラストマー系素材などの柔軟性素材に完全に取り込まれなくなり(柔軟性素材中に分散しなくなり)高密度複合材料の柔軟性や弾性変形性が維持できなくなる。逆に、高密度粒子の混合比率が40体積%を下回る場合には、柔軟性素材がリッチとなってしまい、高密度複合材料の密度が下がってしまう問題がある。このような観点からも、柔軟性素材の高密度複合材料全体に対する比率は、35体積%〜60体積%であり、高密度粒子の高密度複合材料全体に対する比率は、40体積%〜65体積%であることが好ましい。第1粒子および第2粒子の比率と相まって、高密度複合材料は、柔軟性と高い密度とのバランスを実現できる。   If the mixing ratio of the high-density particles exceeds 65% by volume, the high-density composite material will not be completely taken into the flexible material such as an elastomeric material (it will not be dispersed in the flexible material). The flexibility and elastic deformability cannot be maintained. Conversely, when the mixing ratio of the high-density particles is less than 40% by volume, there is a problem that the flexible material becomes rich and the density of the high-density composite material decreases. Also from this viewpoint, the ratio of the flexible material to the entire high-density composite material is 35% to 60% by volume, and the ratio of the high-density particles to the entire high-density composite material is 40% to 65% by volume. It is preferable that Combined with the ratio of the first and second particles, the high density composite material can achieve a balance between flexibility and high density.

なお、ここで説明した第1粒子および第2粒子は、列挙されたタングステン、WCなどの素材のそれぞれに該当し、いずれかに限定されるものではない。   In addition, the 1st particle | grains and 2nd particle | grains demonstrated here correspond to each of raw materials, such as enumerated tungsten and WC, and are not limited to either.

(高密度複合材料の製造と特性)
高密度複合材料の製造工程について説明する。
(Manufacturing and properties of high-density composite materials)
A manufacturing process of the high-density composite material will be described.

実施の形態1における高密度複合材料の製造では、まず、第1粒子および第2粒子を含む粉末である高密度粒子を予め混合する。ここで、第1粒子および第2粒子を含む粉末である高密度粒子とは、粒径が1.5μm以上6μm以下の第1粒子を含んでいたり、粒径が0.5μm以上1.5μm未満の第2粒子を含んでいたりしつつ、他の粒径の粒子も含んでいる可能性のある粒子である。   In the production of the high-density composite material in the first embodiment, first, high-density particles that are powders including the first particles and the second particles are mixed in advance. Here, the high-density particles, which are powders including the first particles and the second particles, include first particles having a particle size of 1.5 μm or more and 6 μm or less, or a particle size of 0.5 μm or more and less than 1.5 μm. In other words, the particles may contain particles of other particle sizes.

高密度複合材料の要素である高密度粒子は、上述の粒径によって定義される所定の体積比の第1粒子と第2粒子とが混合されたものである。しかしながら、実際の粒子の製造においては、粒径にばらつきが生じることもあり、高密度粒子は、第1粒子と第2粒子とのみから構成されているものではない。このため、高密度粒子は、上述のように、第1粒子と第2粒子とを含む粉末である、として定義されている。   The high-density particles that are elements of the high-density composite material are a mixture of the first particles and the second particles having a predetermined volume ratio defined by the above-mentioned particle size. However, in the actual production of particles, the particle size may vary, and the high-density particles are not composed of only the first particles and the second particles. For this reason, the high-density particles are defined as powders including the first particles and the second particles as described above.

本発明に定義される高密度粒子は、1.5μm以上6μm以下の粒径を有する第1粒子と0.5μm以上1.5μm未満の第2粒子とを含んでいる粉末であり、これら第1粒子および第2粒子の粒径以外の粒径を有する粒子を含んでいることもある。高密度粒子に対する第1粒子および第2粒子の体積比の合計が、高密度粒子全体に及ばない場合には、高密度粒子は、第1粒子と第2粒子の粒径以外の粒子を含んでいる状態である。すなわち、本発明における高密度粒子は、第1粒子と第2粒子のみを含む状態に限られず、第1粒子と第2粒子の体積比を前提として、第1粒子および第2粒子以外の粒子を含むこともある。   The high-density particles defined in the present invention are powders including first particles having a particle size of 1.5 μm or more and 6 μm or less and second particles of 0.5 μm or more and less than 1.5 μm. The particle | grains other than the particle size of particle | grains and 2nd particle | grains may be included. When the total volume ratio of the first particles and the second particles to the high-density particles does not reach the entire high-density particles, the high-density particles include particles other than the particle sizes of the first particles and the second particles. It is in a state. That is, the high-density particles in the present invention are not limited to the state containing only the first particles and the second particles, and the particles other than the first particles and the second particles are premised on the volume ratio of the first particles to the second particles. May be included.

たとえば、第1粒子や第2粒子が、それぞれ分級により粒径を調整されてから混合機によって均一に分散されて混合されて混合粉末が得られる。あるいは、粒径の異なる第1粒子および第2粒子(予め粒径が調整されている粒子が入手できる場合)が混合機にて均一に分散されながら混合されて混合粉末が得られる。   For example, the first particles and the second particles are adjusted in particle size by classification and then uniformly dispersed and mixed by a mixer to obtain a mixed powder. Alternatively, the first particles and the second particles having different particle diameters (when particles whose particle diameters are adjusted in advance are available) are mixed while being uniformly dispersed by a mixer to obtain a mixed powder.

次に、この混合粉末が柔軟性素材に混合される。柔軟性素材は、上述の通りエラストマー系素材や加硫ゴム系素材である。柔軟性素材としてエラストマー系素材が用いられる場合には、混合粉末がニーダーあるいは成型装置内のスクリュー等によって混練される。この混練によって、高密度複合材料が製造される。得られた高密度複合材料は、プレス成型、押し出し成形、ロール成形などの各種成形装置により、ペレット、ブロック、シート、ワイヤー、パイプといった各種形状への成形が可能である。更には、ダイ押し出し機、カレンダーロールのような連続的なシート成形、射出成形機による複雑形状品への成形、金属部品の埋め込みやスクリューによる成形が行われても良い。   Next, this mixed powder is mixed with the flexible material. The flexible material is an elastomeric material or a vulcanized rubber material as described above. When an elastomeric material is used as the flexible material, the mixed powder is kneaded by a kneader or a screw in a molding apparatus. This kneading produces a high-density composite material. The obtained high-density composite material can be molded into various shapes such as pellets, blocks, sheets, wires, and pipes by various molding apparatuses such as press molding, extrusion molding, and roll molding. Furthermore, continuous sheet forming such as a die extruder and a calender roll, forming into a complex shape product using an injection molding machine, embedding of metal parts, or forming using a screw may be performed.

柔軟性素材として加硫ゴム系素材が使用される場合には、未加硫ゴムに、加硫剤、加硫促進剤、軟化剤、増強剤等の添加剤が配合されたゴム系材料に、配合粉末が混合されて高密度複合材料が得られる。得られた複合材料は、エラストマー系素材の場合と同様に、プレス成形や押し出し成形などによって、各種形状に成形される。   When a vulcanized rubber-based material is used as the flexible material, the rubber-based material in which additives such as a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, a softening agent, and a reinforcing agent are blended with unvulcanized rubber, The blended powder is mixed to obtain a high density composite material. The obtained composite material is molded into various shapes by press molding or extrusion molding as in the case of the elastomeric material.

この結果、高密度複合材料の形状は、シート状、板状、フィルム状、筒状、角形状およびこれらの組み合わせの少なくとも一つを有するようになる。この結果、高密度複合材料は、重量を必要とする重量部材(ウェイト部材)、バランス部材、放射線遮蔽部材などに、好適に利用できる。もちろん、これらの部材に利用される場合には、必要な形状、構造、厚みなどに、成形されれば良い。   As a result, the shape of the high-density composite material has at least one of a sheet shape, a plate shape, a film shape, a cylindrical shape, a square shape, and a combination thereof. As a result, the high-density composite material can be suitably used for a weight member (weight member), a balance member, a radiation shielding member, and the like that require weight. Of course, when it is used for these members, it may be formed into a necessary shape, structure, thickness and the like.

このような様々な形状に加工できることで、重量部材や放射線遮蔽部材などに適用される際にも、具体的な適用用途や適用態様に最適に対応できる。放射線遮蔽が必要な態様が、薄い平面状である場合には、高密度複合材料がシート状やフィルム状に形成されることで、好適に適用される。あるいは、立体形状の重量部材が必要となる場合には、高密度複合材料が、角柱形状に加工されることが好適である。   By being processed into such various shapes, even when applied to a weight member, a radiation shielding member, etc., it is possible to optimally cope with a specific application and application mode. When the aspect requiring radiation shielding is a thin planar shape, the high-density composite material is suitably formed by being formed into a sheet shape or a film shape. Alternatively, when a three-dimensional weight member is required, it is preferable that the high-density composite material is processed into a prismatic shape.

ここで、高密度複合材料は、エラストマー系素材や加硫ゴム系素材を含む柔軟性素材に高密度粒子が混合されている。このため、柔軟性素材だけであれば、切断が困難であるが、高密度粒子の混合によって、ネットワーク上に繋がったミクロのクラックが形成されるので容易に切断できるようになる。このため、高密度複合材料は切断加工性に優れるようになり、様々な部材へ加工できるようになる。また、熱可塑性エラストマーが使用される場合には、加熱によって塑性変形するので、所望の形状の部材が容易に得られる。更には、熱圧着により材料接合が容易となり、部材の施工性にも優れるといった利点がある。   Here, in the high-density composite material, high-density particles are mixed in a flexible material including an elastomer material and a vulcanized rubber material. For this reason, if only a flexible material is used, cutting is difficult, but by mixing high-density particles, micro cracks connected to the network are formed, so that cutting can be easily performed. For this reason, a high-density composite material becomes excellent in cutting workability, and can be processed into various members. Further, when a thermoplastic elastomer is used, since it is plastically deformed by heating, a member having a desired shape can be easily obtained. Furthermore, there is an advantage that material joining becomes easy by thermocompression bonding and the workability of the member is excellent.

高密度複合材料は、密度が8g/cm以上と大きいので重量部材、防振部材、バランス部材の少なくとも一つに用いられることができる。8g/cm以上の密度は、柔軟性のある材料としては最も高密度の類に入り、重量部材や防振部材として、非常に好適な性能を有している。重量部材や防振部材は、その密度(密度)によって、その性能が定まるので、実施の形態1の高密度複合材料は、重量部材や防振部材として最適に使用される。 Since the high density composite material has a high density of 8 g / cm 3 or more, it can be used as at least one of a weight member, a vibration isolating member, and a balance member. A density of 8 g / cm 3 or more is the highest density among flexible materials, and has a very suitable performance as a weight member or a vibration isolation member. Since the performance of the weight member and the vibration isolation member is determined by the density (density), the high-density composite material of the first embodiment is optimally used as the weight member and the vibration isolation member.

当然ながら、高密度複合材料は、8g/cm以上の密度を有しているので、高い放射線遮蔽能力を有している。もちろん、8g/cm以上の密度は、一例であり、高密度複合材料の形状や用途によって、8g/cm以上の密度が好適であることもあり、これより大きいほうが好適であることもある。放射線遮蔽部材に適用されることを考慮すると、高密度複合材料は、好適には、その密度が8g/cm以上13g/cm以下である。 Naturally, the high-density composite material has a high radiation shielding ability because it has a density of 8 g / cm 3 or more. Of course, the density of 8 g / cm 3 or more is an example, and the density of 8 g / cm 3 or more may be preferable depending on the shape and application of the high-density composite material, and may be more preferable. . Considering application to a radiation shielding member, the high-density composite material preferably has a density of 8 g / cm 3 or more and 13 g / cm 3 or less.

また、高密度複合材料は高い柔軟性を有する。例えば、シート状である前記高密度複合材料において、シートの厚みが2.2mm以下であり、曲率半径が10mmである場合には、折り曲げ角度が0度〜180度の範囲では、亀裂を生じさせない程度の柔軟性を有している。   In addition, the high-density composite material has high flexibility. For example, in the sheet-like high-density composite material, when the thickness of the sheet is 2.2 mm or less and the radius of curvature is 10 mm, no crack is generated when the bending angle is in the range of 0 to 180 degrees. It has a degree of flexibility.

このように、実施の形態1における高密度複合材料は、高い放射線遮蔽能力を有しており、放射線遮蔽部材として好適に使用できる。   Thus, the high-density composite material in Embodiment 1 has a high radiation shielding capability, and can be suitably used as a radiation shielding member.

(実施の形態2)   (Embodiment 2)

次に、実施の形態2について説明する。
実施の形態2では、実際に高密度複合材料を製造した場合の実施例等について説明する。
Next, a second embodiment will be described.
In the second embodiment, an example in the case where a high-density composite material is actually manufactured will be described.

高密度粒子としてタングステンを例として説明する。   As an example, tungsten will be described as the high-density particles.

高密度粒子における第1粒子(1.5μm以上6μm未満の粒径)を含む原料粉末として、平均粒子径5μmのタングステン原料粉末を用いる。この平均粒子径5μmの粉末は、1.5μm未満の粒子約3体積%、1.5μm〜6μmの粒子約96.5体積%、6μm超の粒子約0.5体積%からなる。第2粒子(0.5μm以上1.5μm未満の粒径)として、平均粒子径1μmのタングステン原料粉末を用いる。この原料粉末は、0.5μm未満の粒子約9体積%、0.5μm〜1.1の粒子約体積75%、1.1μm超の粒子約26体積%からなる。また、比較例を製造するために、第1粒子よりも大きな粒子(第3粒子と定義する)として、平均粒子径約15μmのタングステン原料粉末を用いる。これらの粒子を、ヘンシェル混合機(FM10B 三井三池加工機製)を使用して30分の混合時間で混合して、混合粉末を得た。   A tungsten raw material powder having an average particle diameter of 5 μm is used as the raw material powder containing the first particles (particle diameter of 1.5 μm or more and less than 6 μm) in the high-density particles. The powder having an average particle diameter of 5 μm is composed of about 3% by volume of particles less than 1.5 μm, about 96.5% by volume of particles of 1.5 μm to 6 μm, and about 0.5% by volume of particles of more than 6 μm. Tungsten raw material powder having an average particle size of 1 μm is used as the second particles (particle size of 0.5 μm or more and less than 1.5 μm). This raw material powder comprises about 9% by volume of particles less than 0.5 μm, about 75% by volume of particles of 0.5 μm to 1.1, and about 26% by volume of particles greater than 1.1 μm. In order to produce a comparative example, tungsten raw material powder having an average particle diameter of about 15 μm is used as particles larger than the first particles (defined as third particles). These particles were mixed in a mixing time of 30 minutes using a Henschel mixer (FM10B, manufactured by Mitsui Miike Machine) to obtain a mixed powder.

比較例1、比較例2、実施例1、実施例2の4つの混合粉末を製造した。表1は、この比較例1〜実施例2のタングステン粒子の配合条件の一覧を示す。   Four mixed powders of Comparative Example 1, Comparative Example 2, Example 1, and Example 2 were produced. Table 1 shows a list of blending conditions for the tungsten particles of Comparative Examples 1 and 2.

Figure 2013127021
Figure 2013127021

まず、これら第1粒子〜第3粒子を用いた比較例1〜実施例2の混合粉末そのものの充填性を評価した。表1に示される比較例1〜実施例2のそれぞれの比率に基づく粒子を混合して、φ14mmプレスモールドを用いて圧力100MPaでプレス体を製作した。このプレス体の体積より、充填された圧粉体密度を測定した。測定結果を図2に示す。図2は、本発明の実施の形態2における圧粉体密度の測定結果を示すグラフである。   First, the filling properties of the mixed powders of Comparative Examples 1 to 2 using these first to third particles were evaluated. Particles based on the respective ratios of Comparative Example 1 to Example 2 shown in Table 1 were mixed, and a press body was manufactured at a pressure of 100 MPa using a φ14 mm press mold. The density of the green compact filled was measured from the volume of the press body. The measurement results are shown in FIG. FIG. 2 is a graph showing measurement results of the green density in the second embodiment of the present invention.

図2より明らかな通り第1粒子、第2粒子、第3粒子のそれぞれ単体では、圧粉体密度は、小さかったり不十分だったりする。また、比較例1、比較例2のように、第1粒子から第3粒子の全てを、所定の割合で混合した混合粉末は、圧粉体密度が高いことが分かる。より多くの種類の粒径の粒子を混合することが、圧粉体密度(すなわち、高密度粒子の充填度)を高めるのに効果的であることが分かる。しかしながら、多くの種類の粒径の粒子を混合することが圧粉体密度を高めるとはいえ、多くの粒径の高密度粒子を入手するには、入手コストや入手リスクが伴う。特に、タングステンは、レアメタルであって、輸入リスクも伴うことが多い。   As is clear from FIG. 2, the density of the green compact is small or insufficient for each of the first particle, the second particle, and the third particle. Moreover, it turns out that the mixed powder which mixed all the 1st particle | grains to the 3rd particle | grains by the predetermined ratio like the comparative example 1 and the comparative example 2 has a high green compact density. It can be seen that mixing more types of particles with different particle sizes is effective in increasing the green density (ie, the degree of packing of high density particles). However, although mixing many kinds of particles with a large particle size increases the density of the green compact, obtaining high-density particles with a large number of particle sizes involves acquisition costs and risks. In particular, tungsten is a rare metal and often carries import risks.

ここで、第1粒子および第2粒子の2種類の粒子の混合粉末である実施例1、実施例2の混合粉末は、圧粉体密度が、11g/cm程度である。これは、3種類の粒子の混合粉末である比較例1、比較例2の圧粉体密度よりは低いが十分な値である。 Here, the mixed powders of Example 1 and Example 2, which are mixed powders of two kinds of particles, the first particles and the second particles, have a green compact density of about 11 g / cm 3 . This is a sufficient value although it is lower than the green density of Comparative Examples 1 and 2 which are mixed powders of three kinds of particles.

入手コストおよび入手リスクに対する、圧粉体密度を考慮すると、本発明の高密度粒子の混合比率に含まれる実施例1、実施例2は、比較例1、2と比較して、十分かつ優れた混合粉末となっていると考えられる。すなわち、この混合粉末が用いられる高密度複合材料は、高い密度を示すことができる。   In consideration of the green compact density with respect to the acquisition cost and the acquisition risk, Example 1 and Example 2 included in the mixing ratio of the high-density particles of the present invention are sufficiently and excellent as compared with Comparative Examples 1 and 2. It is thought to be a mixed powder. That is, the high-density composite material in which this mixed powder is used can exhibit a high density.

次に、柔軟性素材に、製作した混合粉末を混合させて、高密度複合材料を製作した。柔軟性素材として、オレフィン系エラストマー(三菱化学株式会社 サーモラン)を用いた。また、添加剤として、ヒンダードフェノール系酸化防止剤(日本サイテック・インダストリーズ株式会社 サイアノックス)をもちいて、オレフィン系エラストマーに比較例1〜実施例2で製作した混合粉末を混練させて混合した。混練は、ラボプラストミル(ME−50 東洋精機製作所製)を使用し、混練条件は、混練温度を180℃、ブレード回転数25rpm、混練時間30分とした。混練が終了して取り出した混練体は、冷却時にヘラで小塊片に刻んだ状態とした。また、目標となる密度に合わせて、混練配合表を予め設定して、混練体、すなわち高密度複合材料を製作した。表2は、配合表である。   Next, the mixed powder produced was mixed with the flexible material to produce a high-density composite material. As the flexible material, an olefin-based elastomer (Mitsubishi Chemical Corporation Thermorun) was used. Moreover, the mixed powder produced in Comparative Example 1-Example 2 was knead | mixed and mixed with the olefin type elastomer using the hindered phenolic antioxidant (Nippon Cytec Industries Inc. Syanox) as an additive. For the kneading, a lab plast mill (ME-50 manufactured by Toyo Seiki Seisakusho) was used. The kneading conditions were a kneading temperature of 180 ° C., a blade rotation speed of 25 rpm, and a kneading time of 30 minutes. The kneaded body taken out after kneading was chopped into small pieces with a spatula during cooling. Further, a kneading blending table was set in advance according to the target density, and a kneaded body, that is, a high-density composite material was manufactured. Table 2 is a recipe.

Figure 2013127021
Figure 2013127021

表2に示す条件に従って、比較例1〜実施例2の混合粉末をオレフィン系エラストマーに混合して高密度複合材料を得た。これらの高密度複合材料の外観性状および密度を測定した。表3にこの測定結果を示す。   In accordance with the conditions shown in Table 2, the mixed powders of Comparative Examples 1 to 2 were mixed with the olefin elastomer to obtain a high density composite material. The appearance properties and density of these high-density composite materials were measured. Table 3 shows the measurement results.

Figure 2013127021
Figure 2013127021

表3より明らかな通り、実施例1、実施例2においては、目標とする密度を実現しているものと考えられる。すなわち、高密度複合材料に求められる高い密度は、実施例1、実施例2においても実現されている。第1粒子および第2粒子の混合による高密度粒子と柔軟性素材との混合において、それぞれの混合比を、適切に調整することで、十分な密度を得ることができている。3種類の粒子を混合させる比較例1、2と比較しても、実施例1、2の密度は十分である。すなわち、入手コストや入手リスクを低減できている本発明の高密度複合材料は、実験結果からも、その性能の十分性が確認できた。   As is apparent from Table 3, in Examples 1 and 2, it is considered that the target density is achieved. That is, the high density required for the high-density composite material is also realized in the first and second embodiments. In mixing the high density particles and the flexible material by mixing the first particles and the second particles, a sufficient density can be obtained by appropriately adjusting the mixing ratio. Compared with Comparative Examples 1 and 2 in which three kinds of particles are mixed, the density of Examples 1 and 2 is sufficient. That is, the sufficient density of the high-density composite material of the present invention that can reduce the acquisition cost and the acquisition risk was confirmed from the experimental results.

また、製作された高密度複合材料の流動性も評価した。流動性についての数値評価を行うために、メルトインデクサ(F−F01 東洋精機製作所製)を使用した。所定の温度に加熱されたシリンダ内部に材料である高密度複合材料を投入して、ダイスを用いてこの高密度複合材料を押し出す。このとき、単位時間の押出し重量を測定することで、高密度複合材料の流動性を数値化できる。   The fluidity of the manufactured high-density composite material was also evaluated. A melt indexer (F-F01 manufactured by Toyo Seiki Seisakusho) was used to perform numerical evaluation of fluidity. A high-density composite material, which is a material, is put into a cylinder heated to a predetermined temperature, and the high-density composite material is extruded using a die. At this time, the fluidity of the high-density composite material can be quantified by measuring the extrusion weight per unit time.

このとき、JIS規格(JIS K7210−1999)を準用して、シリンダ径は、φ9.55mm、ダイス穴径φ2mm×L8mmである。流動性の単位は、g/10minが使用される。   At this time, JIS standard (JIS K7210-1999) is applied mutatis mutandis, and the cylinder diameter is φ9.55 mm and the die hole diameter φ2 mm × L8 mm. As a unit of fluidity, g / 10 min is used.

この単位は、次式で表されるMFR(g/10min)である。
MFR(g/10min)=600×m/t
MFR…メルトマスフローレイト(g/10min)
…切取り片の平均質量(g)
t…試料の切取り時間間隔(s)
600…基準時間の秒数(=10分)
This unit is MFR (g / 10 min) represented by the following formula.
MFR (g / 10 min) = 600 × m / t
MFR Melt mass flow rate (g / 10min)
m 2 ... average mass of cut pieces (g)
t ... Sample cutting time interval (s)
600 ... seconds of standard time (= 10 minutes)

本発明の高密度複合材料は密度が8〜13g/cmと高く、JIS K7210−1999に則った充填量、採取時間では測定できない。測定試料は、比較例1〜実施例2の高密度複合材料を、粉砕処理を行って最大5mm程度の顆粒状としたものを45〜50g用意した。また測定条件は温度190℃、荷重21.6kgとし、測定を行った。 The high-density composite material of the present invention has a high density of 8 to 13 g / cm 3 and cannot be measured with a filling amount and sampling time according to JIS K7210-1999. The measurement sample prepared 45-50g of what made the high-density composite material of Comparative Example 1-Example 2 into the granular form of about 5 mm at maximum by grind | pulverizing. The measurement conditions were a temperature of 190 ° C. and a load of 21.6 kg.

実際の測定においては、シリンダへ高密度複合材料の試料が投入されて温度が安定するまで4分予熱保持される。おもりによる荷重が負荷されて試料の押出しが開始される。その後、所定の採取時間に応じて試料をカットし、押出し片を3個ずつ回収して、各押し出し片の重量を計測して流動性を算出した。今回、採取時間は、10秒から60秒の間で調整した。   In actual measurement, a sample of a high-density composite material is put into the cylinder and preheated for 4 minutes until the temperature stabilizes. A load due to the weight is applied, and the sample starts to be extruded. Thereafter, the sample was cut according to a predetermined sampling time, three extruded pieces were collected, and the fluidity was calculated by measuring the weight of each extruded piece. This time, the collection time was adjusted between 10 seconds and 60 seconds.

表4に流動性測定結果を示す。   Table 4 shows the results of fluidity measurement.

Figure 2013127021
Figure 2013127021

表4において、MFRの値が20以上である場合には、流動性が高いと判断される。このようにしてみると、実施例1、2のいずれも、流動性があるものと考えられる。実施例1では、密度が高い場合には、流動性が低い値となっているが、実施例2では、一定の流動性を有していることが分かり(比較例2に劣らない流動性を有する)、高密度複合材料を、シートや板状として使用するのに十分なレベルであると判断される。このように、2種類の第1粒子および第2粒子を用いる本発明の高密度複合材料は、密度に加えて柔軟性もバランスよく有しており、重量部材、防振部材、バランス部材、散弾部材、放射線遮蔽部材などの用途に好適に用いることができることが実証された。   In Table 4, when the MFR value is 20 or more, it is determined that the fluidity is high. In this way, both Examples 1 and 2 are considered to have fluidity. In Example 1, when the density is high, the fluidity is low, but in Example 2, it can be seen that the fluidity is constant (the fluidity is not inferior to that of Comparative Example 2). It is determined that the high-density composite material is at a level sufficient for use as a sheet or plate. As described above, the high-density composite material of the present invention using the two types of first particles and second particles has a good balance of flexibility in addition to the density, and includes a weight member, a vibration-proof member, a balance member, and a shot. It was proved that it can be suitably used for applications such as members and radiation shielding members.

(実施例3)
続いて実施例2と同じ粉末配合比とし、柔軟性素材を変更した実施例3を製造した。柔軟性素材として、スチレン系(アロン化成株式会社 エラストマーAR)、ウレタン系(日本ミラクトラン株式会社 ミラクトラン)、ポリエステル系(東洋紡績株式会社 ペルプレン)、シリコンゴム(信越化学工業株式会社 KE‐551‐U)を用いた。目標比重を10として、混合粉末と柔軟性素材を混合し、高密度複合材料を得た。これらの高密度複合材料の外観性状および密度を測定した。表5にこの測定結果を示す。

Figure 2013127021
(Example 3)
Subsequently, Example 3 was produced in which the same powder blend ratio as in Example 2 was used and the flexible material was changed. As flexible materials, styrene-based (Aronkasei Elastomer AR), urethane-based (Nippon Miractolan Co., Ltd. Miractolan), polyester-based (Toyobo Co., Ltd., Perprene), silicon rubber (Shin-Etsu Chemical KE-551-U) Was used. The target specific gravity was set to 10, and the mixed powder and the flexible material were mixed to obtain a high-density composite material. The appearance properties and density of these high-density composite materials were measured. Table 5 shows the measurement results.
Figure 2013127021

表5より明らかな通り、実施例3においても、目標とする密度を実現しているものと考えられる。すなわち、高密度複合材料に求められる高い密度は、実施例3においても実現されている。第1粒子および第2粒子の混合による高密度粒子と柔軟性素材との混合において、それぞれの混合比を、適切に調整することで、十分な密度を得ることができている。   As is apparent from Table 5, it is considered that the target density is also achieved in Example 3. That is, the high density required for the high-density composite material is also realized in the third embodiment. In mixing the high density particles and the flexible material by mixing the first particles and the second particles, a sufficient density can be obtained by appropriately adjusting the mixing ratio.

(製造現場により近い実施例での実験)
次に、原料粉末のタングステンの種類を種々用いた試験を行った。実際の製造現場においては、各種素材メーカーより入手した原料粉末を用いて、高密度複合材料を製造することになる。市販される原料粉末は、製品名、製造者、また製造ロットによっても粒子の分布は異なる。「平均粒子径1.0μm」との表示のある原料粉末であってもその粒度分布をとってみると、あるものはそのほとんどが1.0μm未満の粒子からなっていたり、別のものは0.5μmと2.0μm付近に粒子径のピークが2つみられたりと、平均粒子径から粒子の分布は判断できないのが実態である。
(Experiment in an embodiment closer to the manufacturing site)
Next, tests using various kinds of raw material tungsten were conducted. In an actual manufacturing site, a high-density composite material is manufactured using raw material powders obtained from various material manufacturers. Commercially available raw material powders have different particle distributions depending on the product name, manufacturer, and production lot. Even if it is the raw material powder with the indication of “average particle diameter of 1.0 μm”, when taking the particle size distribution, some of them are composed of particles less than 1.0 μm, and others are 0 Actually, the particle distribution cannot be determined from the average particle diameter, such as two peak particle diameters around 0.5 μm and 2.0 μm.

これらを考慮して、ここでは製造現場により近い状態を模した実施例によって実験を実施した。この実験では、様々な市販のタングステン粉末を準備し、使用前に各々の粒度分布を測定した上でその粒子を「0.5μmより小さい」「0.5μm以上1.5μm未満(=第2粒子)」「1.5μm以上6μm以下(=第1粒子)」「6μmより大」と4つに分けて管理し、管理した粉末を複数混ぜて使用することにて成形体中のそれぞれの粒子の比率を管理した。   Considering these, the experiment was conducted here by an example that imitated a state closer to the manufacturing site. In this experiment, various commercially available tungsten powders were prepared, each particle size distribution was measured before use, and the particles were classified as “smaller than 0.5 μm”, “0.5 μm or more and less than 1.5 μm (= second particles). ) ”“ 1.5 μm or more and 6 μm or less (= first particle) ”“ greater than 6 μm ”and managed in four parts, and by using a mixture of the controlled powders, each particle in the molded body The ratio was managed.

各種エラストマーと、上で説明した粒子の分布を元に、実施例1にて説明した他の部分については同様に混合して成形実験を行なった結果を表6に示す。   Based on the various elastomers and the particle distributions described above, the other parts described in Example 1 were mixed in the same manner and the results of molding experiments are shown in Table 6.

表6に示される実施例11〜66は、いずれも本発明の範囲内の実施であり、いずれも混練が可能であり、外観も気孔や変色などは無く、密度は8〜12(g/cm)の成形体を得ることができた。 Examples 11 to 66 shown in Table 6 are all practiced within the scope of the present invention, all can be kneaded, have no appearance or pores or discoloration, and have a density of 8 to 12 (g / cm). 3 ) A molded product could be obtained.

Figure 2013127021
Figure 2013127021

以上の実験では、タングステンを高密度粒子として用いたが、タングステン合金およびWCなどにおいても同様の傾向が得られると考えられる。   In the above experiments, tungsten was used as high-density particles, but it is considered that the same tendency can be obtained with tungsten alloys and WC.

以上のように、実施の形態1および実施の形態2に説明される高密度複合材料は、実施例による確認によっても、十分な密度と柔軟性を実現できる。また、比較例1、2との対比からわかる通り、2種類の粒径の高密度粒子によっても十分な密度と柔軟性を有する高密度複合材料が得られる。すなわち、入手コスト、入手リスクを低減して、高密度複合材料が製造できることになる。結果として、低コストで安定供給可能な高密度複合材料が提供できる。   As described above, the high-density composite material described in Embodiments 1 and 2 can achieve sufficient density and flexibility even when confirmed by the examples. In addition, as can be seen from the comparison with Comparative Examples 1 and 2, a high-density composite material having sufficient density and flexibility can be obtained even with two types of high-density particles. That is, a high-density composite material can be manufactured with reduced acquisition cost and acquisition risk. As a result, a high-density composite material that can be stably supplied at low cost can be provided.

(出荷等される際の態様)
また、高密度複合材料は、その表面および裏面の少なくとも一方をフィルムで挟まれた態様で出荷されることも好適である。出荷および流通される際には、様々な負荷が掛かりうる。フィルムは、このような負荷による損傷を防止できる。出荷、流通が終わり、放射線遮蔽部材や重量部材などの実際の用途で使用される際に、このフィルムが取り除かれればよい。もちろん、フィルムで覆われた状態のまま使用されても良い。この場合には、フィルムは使用時の保護膜としての役割を果たす。
(Aspect when shipping, etc.)
It is also preferable that the high-density composite material is shipped in a form in which at least one of the front surface and the back surface is sandwiched between films. When shipping and distributing, various loads can be applied. The film can prevent damage due to such a load. The film may be removed when shipping and distribution are finished and the film is used in an actual application such as a radiation shielding member or a weight member. Of course, you may use it with the state covered with the film. In this case, the film serves as a protective film during use.

同様に、高密度複合材料は、袋詰めされた態様で出荷や流通されても良い。この場合にも、フィルムと同様に高密度複合材料が損傷などから保護される。もちろん、袋詰めされた状態で使用されても良い。例えば、高密度複合材料の形状が、きれいに成形された状態ではない場合に、袋詰めされることで重量部材として使用されることができる。このように、高密度複合材料は、フィルムで覆われたり、袋詰めされたりすることで、損傷からの防止が図られたり用途に応じた態様を有したりできる。   Similarly, the high density composite material may be shipped or distributed in a packaged manner. In this case as well, the high-density composite material is protected from damage and the like, like the film. Of course, it may be used in a packaged state. For example, when the shape of the high-density composite material is not neatly molded, it can be used as a weight member by being packaged. As described above, the high-density composite material can be protected from damage by being covered with a film or packed in a bag, or can have an aspect according to the application.

以上、実施の形態1〜2で説明された高密度複合材料は、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。   As described above, the high-density composite material described in Embodiments 1 and 2 is an example for explaining the gist of the present invention, and includes modifications and alterations without departing from the gist of the present invention.

1 高密度複合材料
10 第1粒子
11 第2粒子
12 空隙
1 High-density composite material 10 First particle 11 Second particle 12 Void

Claims (11)

エラストマー系素材、および加硫された加硫ゴム系素材の少なくとも一方を有する柔軟性素材に、高密度粒子が分散されて複合された複合材料であって、
前記エラストマー系素材は、スチレン系、ポリアミド系、ウレタン系、ポリエステル系、塩化ビニル系およびオレフィン系の熱可塑性エラストマーのうち少なくとも一つから選択され、
前記加硫ゴム系素材は、フッ素ゴム、シリコンゴム、エチレン・プロピレンゴム、ニトリルゴム、天然ゴム、イソプレンゴムおよびスチレン・ブタジエンゴムの少なくとも一つに加硫された素材から選択され、
前記高密度粒子は、タングステン、タングステン合金およびタングステンカーバイド(以下、「WC」という)の少なくとも一つから選択され、
前記複合材料の全体積に対して、前記柔軟性素材は35〜60体積%であると共に前記高密度粒子は40〜65体積%であり、
前記高密度粒子は、
1.5μm以上6μm以下の粒径を有する第1粒子が、前記高密度粒子全体に対して、18〜74体積%、
0.5μm以上1.5μm未満の粒径を有する第2粒子が、前記高密度粒子全体に対して、9〜19体積%、
である第1粒子、第2粒子および不可避混合物を含む高密度複合材料。
A composite material in which high-density particles are dispersed and composited in a flexible material having at least one of an elastomer material and a vulcanized rubber material,
The elastomer material is selected from at least one of a styrene, polyamide, urethane, polyester, vinyl chloride and olefin thermoplastic elastomer,
The vulcanized rubber material is selected from materials vulcanized into at least one of fluorine rubber, silicon rubber, ethylene / propylene rubber, nitrile rubber, natural rubber, isoprene rubber and styrene / butadiene rubber,
The high-density particles are selected from at least one of tungsten, a tungsten alloy, and tungsten carbide (hereinafter referred to as “WC”).
The flexible material is 35-60% by volume and the high-density particles are 40-65% by volume with respect to the total volume of the composite material,
The high density particles are:
First particles having a particle size of 1.5 μm or more and 6 μm or less are 18 to 74% by volume with respect to the entire high-density particles,
The second particles having a particle size of 0.5 μm or more and less than 1.5 μm are 9 to 19% by volume with respect to the entire high-density particles,
A high density composite material comprising first particles, second particles and an inevitable mixture.
前記不可避混合物は、10μm以上の粒径を有する前記高密度粒子を含む、請求項1記載の高密度複合材料。   The high-density composite material according to claim 1, wherein the inevitable mixture includes the high-density particles having a particle diameter of 10 μm or more. 隣接する前記第1粒子同士が形成する空隙は、1.5μm未満である、請求項1又は2記載の高密度複合材料。   3. The high-density composite material according to claim 1, wherein a gap formed between the adjacent first particles is less than 1.5 μm. 隣接する前記第1粒子同士の空隙に、前記第2粒子が充填される、請求項1から3のいずれか記載の高密度複合材料。   The high-density composite material according to any one of claims 1 to 3, wherein the second particles are filled in a space between the adjacent first particles. 前記高密度粒子は、タングステンであって、
前記第1粒子は、前記高密度粒子全体に対して、65体積%以上74体積%未満であり、
前記第2粒子は、前記高密度粒子全体に対して、6体積%以上19体積%未満である、
請求項1から4のいずれか記載の高密度複合部材。
The high-density particles are tungsten,
The first particles are 65% by volume or more and less than 74% by volume with respect to the entire high-density particles,
The second particles are 6% by volume or more and less than 19% by volume with respect to the entire high-density particles.
The high-density composite member according to any one of claims 1 to 4.
前記高密度複合材料の形状は、シート状、板状、フィルム状、筒状、角形状およびこれらの組み合わせの態様の少なくとも一つを有する、請求項1から5のいずれか記載の高密度複合材料。   The high-density composite material according to any one of claims 1 to 5, wherein the high-density composite material has at least one of a sheet shape, a plate shape, a film shape, a cylindrical shape, a square shape, and a combination thereof. . 前記高密度複合材料は、放射線の遮蔽部材として用いられる、請求項1から6のいずれか記載の高密度複合材料。   The high-density composite material according to any one of claims 1 to 6, wherein the high-density composite material is used as a radiation shielding member. 前記高密度複合材料は、8g/cm〜13g/cmの密度を有する、請求項7記載の高密度複合材料。 The high density composite material has a density of 8g / cm 3 ~13g / cm 3 , high density composite material according to claim 7 wherein. シート状である前記高密度複合材料において、前記シートの厚みが2.2mm以下であり、曲率半径が10mmである場合には、折り曲げ角度が0度〜180度の範囲では、亀裂を生じさせない、請求項6から8のいずれか記載の高密度複合材料。   In the sheet-shaped high-density composite material, when the thickness of the sheet is 2.2 mm or less and the radius of curvature is 10 mm, the bending angle is in the range of 0 to 180 degrees, and no cracks are generated. The high-density composite material according to any one of claims 6 to 8. 前記高密度複合材料は、重量部材、防振部材、バランス部材、放熱部材および重錘、カウンターウェイトの少なくとも一つに用いられる、請求項1から6のいずれか記載の高密度複合材料。   The high-density composite material according to any one of claims 1 to 6, wherein the high-density composite material is used for at least one of a weight member, a vibration isolating member, a balance member, a heat radiating member, a weight, and a counterweight. シート状および板状の少なくとも一方の形状を有する請求項1から10のいずれか記載の高密度複合材料と、
前記高密度複合材料の表面および裏面の少なくとも一方に被覆される保護膜と、を備える、放射線遮蔽部材。
The high-density composite material according to any one of claims 1 to 10, having at least one of a sheet shape and a plate shape,
A radiation shielding member comprising: a protective film coated on at least one of a front surface and a back surface of the high-density composite material.
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