JP2005042153A - ダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材の外側全面に対し、品質の優れたダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させることができるダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法を提供すること。
【解決手段】クロム粒２２をバルーン膜４の両末端部４ａから内部４ｂに充填し、さらに、棒部２１ａ及び基部２１ｂを有する棒状電極２１を差し込んで、バルーン膜４の一末端部４ａと棒状電極２１の基部２１ｂとを填め合わせる。そして、この状態のバルーン膜４を、コーティングユニットの上部電極内にセットし、さらに、棒状電極２１の基部２１ｂをコーティングユニットの下部電極に導通させ、これにより、クロム粒２２をコーティングユニットの下部電極の働きをさせる。
【選択図】 図４
【解決手段】クロム粒２２をバルーン膜４の両末端部４ａから内部４ｂに充填し、さらに、棒部２１ａ及び基部２１ｂを有する棒状電極２１を差し込んで、バルーン膜４の一末端部４ａと棒状電極２１の基部２１ｂとを填め合わせる。そして、この状態のバルーン膜４を、コーティングユニットの上部電極内にセットし、さらに、棒状電極２１の基部２１ｂをコーティングユニットの下部電極に導通させ、これにより、クロム粒２２をコーティングユニットの下部電極の働きをさせる。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマＣＶＤ法を使用したダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ダイヤモンドライクカーボンのコーティングは、注目されている表面処理技術であり、水素化非晶質炭素皮膜を施すことによって、母材に対し、耐磨耗性や、低摩擦性、表面硬度の向上、ガス透過抑制性などを付与することができ、近年では、樹脂フィルムなどへの応用例も見られるようになってきている。
【０００３】
この点、ダイヤモンドライクカーボンのコーティングを施すには、いくつかの方法が存在するが、特に、金属と比べ耐熱性に劣る樹脂を母材とする場合、比較的低温で処理が行えるプラズマＣＶＤ法が有用である。もっとも、プラズマＣＶＤ法を用いてダイヤモンドライクカーボンのコーティングを施す方法では、コーティングを施す面の裏側に沿って可能な限り接近させた電極が必要となる。すなわち、コーティングを施す面が袋状容器の内面のときは、当該容器の外形とほぼ相似形に形成された外部電極を用い、コーティングを施す面が袋状容器の外面のときは、当該容器の内壁面とほぼ相似形に形成された内部電極を用いることが要求される。
【０００４】
従って、例えば、ペットボトルの内面にダイヤモンドライクカーボンのコーティングを施す場合では、ペットボトルの外形とほぼ相似形に形成された空所を有する中空状の外部電極で、ペットボトルを覆えば良く、比較的簡単に行うことができる（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２７８８４１２号公報
【特許文献２】
特開平８−５３１１６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、逆に、ペットボトルの外面にダイヤモンドライクカーボンのコーティングを施す場合には、ペットボトルの口部が内部より狭いため、当該口部を介して内部電極をペットボトルの内部に挿入したとしても、ペットボトルの内壁面と内部電極との間に不要なスペースが生じるので、ペットボトルの外面に施されたダイヤモンドライクカーボンのコーティングの品質に影響を及ぼすおそれがあった。
【０００７】
特に、ダイヤモンドライクカーボンの膜は、抗血栓性や生体適合性に優れ、医療用途への応用に対し、大きな可能性を秘めているが、医療用途への応用を大きく進展させるためには、袋状容器の外面にダイヤモンドライクカーボンのコーティングを施すプラズマＣＶＤ法において、ダイヤモンドライクカーボンのコーティングの品質に影響を及ぼすおそれを払拭させる必要がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した点を鑑みてなされたものであり、内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材の外側全面に対し、品質の優れたダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させることができるダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために成された請求項１に係る発明は、内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材に対し、減圧容器の中で、前記袋状母材の内側に設置した内部電極と前記袋状母材の外側に設置した外部電極との間で高周波電圧を印加して炭化水素系ガスをプラズマ化することにより、前記袋状母材の表面にダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させるダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法において、前記袋状母材の内部空間に充填させた粒状又は粉状の導電性物質を前記内部電極として使用することにより、前記袋状母材の外側全面にダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させること、を特徴としている。
【００１０】
このような特徴を有する本発明のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法は、減圧容器の中で、内部電極を袋状母材の内側に設置するとともに外部電極を袋状母材の外側に設置し、内部電極と外部電極との間で、高周波電圧を印加して炭化水素系ガスをプラズマ化することにより、袋状母材の表面にダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させることから、プラズマＣＶＤ法を用いたものである。
【００１１】
但し、本発明のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法では、内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材に対し、袋状母材の口部を介して、粒状又は粉状の導電性物質を袋状母材の内部空間に充填させて、当該導電性物質を内部電極として使用している。そのため、袋状母材の内側全面に内部電極を一様に密接させることができる。
【００１２】
すなわち、本発明のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法では、袋状母材の口部を介して、粒状又は粉状の導電性物質を袋状母材の内部空間に充填させており、当該導電性物質を内部電極として使用することによって、袋状母材の内側全面に内部電極を一様に密接させることができるので、内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材の外側全面に対し、品質の優れたダイヤモンドライクカーボンの膜を一様に形成させることができる。
【００１３】
また、請求項２に係る発明は、内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材に対し、減圧容器の中で、前記袋状母材の内側に設置した内部電極と前記袋状母材の外側に設置した外部電極との間で高周波電圧を印加して炭化水素系ガスをプラズマ化することにより、前記袋状母材の表面にダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させるダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法において、前記袋状母材の内側全面に塗布させたペースト状の導電性物質を前記内部電極として使用することにより、前記袋状母材の外側全面にダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させること、を特徴としている。
【００１４】
このような特徴を有する本発明のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法は、減圧容器の中で、内部電極を袋状母材の内側に設置するとともに外部電極を袋状母材の外側に設置し、内部電極と外部電極との間で、高周波電圧を印加して炭化水素系ガスをプラズマ化することにより、袋状母材の表面にダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させることから、プラズマＣＶＤ法を用いたものである。
【００１５】
但し、本発明のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法では、内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材に対し、袋状母材の口部を介して、ペースト状の導電性物質を袋状母材の内側全面に塗布させており、当該導電性物質を内部電極として使用している。そのため、袋状母材の内側全面に内部電極を一様に密接させることができる。
【００１６】
すなわち、本発明のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法では、袋状母材の口部を介して、ペースト状の導電性物質を袋状母材の内側全面に塗布させており、当該導電性物質を内部電極として使用することによって、袋状母材の内側全面に内部電極を一様に密接させることができるので、内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材の外側全面に対し、品質の優れたダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させることができる。
【００１７】
また、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載するダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法であって、前記袋状母材が変形するものであること、を特徴としている。
【００１８】
また、本発明のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法では、袋状母材の内部空間に充填させた粒状又は粉状の導電性物質、あるいは、袋状母材の内内側全面に塗布させたペースト状の導電性物質を内部電極として使用することから、袋状母材が変形するものであっても、袋状母材の内側全面に内部電極を一様に密接させることができるので、内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材の外側全面に対し、品質の優れたダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させることができる。
【００１９】
尚、「袋状母材が変形するもの」とは、例えば、袋状母材が折りたたまれるものや、袋状母材が弾性変形するものなどがある。
【００２０】
また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載するダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法であって、前記袋状母材の内面と前記内部電極との間にゴム状の樹脂膜を介在させたこと、を特徴としている。
また、請求項５に係る発明は、請求項４に記載するダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法であって、前記樹脂が、ラテックス又は、シリコーンＲＴＶ、酢酸ビニルのいすれか一つであること、を特徴としている。
【００２１】
また、本発明のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法において、袋状母材の内面と内部電極との間にゴム状の樹脂膜を介在させた状態で、内部電極と外部電極との間で、高周波電圧を印加して炭化水素系ガスをプラズマ化させ、袋状母材の外側全面にダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させても、ゴム状の樹脂膜の層を挟んで、袋状母材の内側全面に内部電極を接近させた状態で沿わせることができるので、内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材の外側全面に対し、品質の優れたダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させることができる。
さらに、ゴム状の樹脂膜の層は、内部電極として使用される粒状又は、粉状、ペースト状のいずれか一つの導電性物質で袋状母材の内面が汚染・損傷されることを防ぐことができ、また、ダイヤモンドライクカーボンの膜を袋状母材の外側全面に形成させた後は、袋状母材の内面から容易に剥がすことができる。
【００２２】
尚、ここで使用する粒状又は粉状の導電性物質は、金属又はカーボンの小球や粉末であることが望ましい。さらに、小球や粉末は、非導電性の材料の表面に導電性を持つ皮膜を施したものであってもよい。また、中実である必要は必ずしもないが、ダイヤモンドライクカーボンのコーティングを行う際の減圧によって破壊しないことが必要である。特に、小球の場合、その直径は５ｍｍ以下が望ましく、これよりも大きいと、均一なダイヤモンドライクカーボンのコーティングが不可能となる。また、導電性物質がペースト状である場合には、粉末を液体などに分散させたペーストを使用すれば、袋状母材の内側全面に塗布された後、当該液体を乾燥させると、袋状母材の内側全面に粉末の層を一様に密接させることができる。
また、粒状又は、粉状、ペースト状の導電性物質は、電気的に導通があることが必要であるが、１０−６Ω／ｃｍ程度以下の抵抗値であればよい。
【００２３】
一方、袋状母材の内面と内部電極との間に介在させるゴム状の樹脂膜は、無溶剤又は水を分散材としたものが望ましく、自身の反応により、又は、水の蒸発により、ゴム状に硬化するものがよい。また、袋状母材の材質によっては、アルコール又はアセトン、酢酸エチルなどの有機溶剤を分散材として使用してもよい。
さらに、ラテックスを使用した場合には、水を分散材として乳化させたエマルジョンが望ましい。また、シリコーンゴムを使用した場合には、２液性付加型のＲＴＶが望ましく、さらに、補強材としてのシリカを含まないものであってもよい。また、酢酸ビニルを使用した場合には、水を分散材として乳化させたエマルジョンが望ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照にして説明する。図１は、本実施の形態のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法を実施するコーティングユニットの模式図である。図１に示すように、コーティングユニット３０は、減圧チャンバー３１や、原料ガスを計測する流量計３２、炭化水素系ガスをつめた原料ボンベ３３、下部が開口した円筒状の上部電極３４（「外部電極」に相当するもの）、下部電極３５（「内部電極」に相当するもの）、マッチングボックス３６、ＲＦジェネレーター３７などで構成されており、プラズマＣＶＤ法を行うことができる。そして、コーティングユニット３０では、不図示の真空ポンプで排気されて減圧状態にある減圧チャンバー３１内において、流量計３２を介し炭化水素系ガスを導入する一方で、マッチングボックス３６及びＲＦジェネレーター３７で上部電極３４及び下部電極３５に電力を供給することにより、上部電極３４と下部電極３５との間で炭化水素系ガスをプラズマ分解させて、上部電極３４と下部電極３５との間に設置された袋状母材の表面に、ダイヤモンドライクカーボンの膜を堆積させることができる。
【００２５】
また、上述したように、コーティングユニット３０において、プラズマＣＶＤ法により、ダイヤモンドライクカーボンのコーティングを行う場合には、減圧チャンバー３１内に袋状母材を設置した後、減圧チャンバー３１内を減圧する必要がある。このとき、袋状母材が密閉状態にあると、袋状母材の内部と減圧チャンバー３１の内部に圧力差が生じ、袋状母材が伸展して破壊するおそれがあるので、袋状母材の内部は密閉状態にしてはならず、袋状母材の内部と減圧チャンバー３１の内部を等しい圧力にする。
【００２６】
また、コーティングユニット３０では、プラズマ生成用の電源周波数として、通常電波法により規定された１３．５６ＭＨｚを使用する。すなわち、高周波を利用するので、ダイヤモンドライクカーボンの膜が堆積する袋状母材の材料には、絶縁性や導電性など、電気的性質を特定しない。
【００２７】
また、原料ガスとしては、メタン、エタンなどの炭化水素系ガスが適しているが、ここではメタンガスを用いる。さらに、原料ガスのガス圧によって、ダイヤモンドライクカーボンの膜の性状が変化することが知られているが、この点、原料ガスのガス圧は、１〜１０００Ｐａの範囲が望ましく、これよりも、原料ガスのガス圧が低いと、ダイヤモンドライクカーボンの膜の製膜自体が困難となり、また、これよりも、原料ガスのガス圧が高いと、ダイヤモンドライクカーボンの膜の表面硬度が低下し、耐磨耗性が不十分になるなど、ダイヤモンドライクカーボンの膜の性能が低下する。従って、これらを考慮すると、原料ガスのガス圧は、１０〜１００Ｐａの範囲がより望ましい。
【００２８】
また、ダイヤモンドライクカーボンの膜の厚さは、コーティング時間や原料ガスにより異なることが知られているが、この点、０．１〜１０μｍの範囲が望ましく、これよりも薄すぎると、ダイヤモンドライクカーボンのコーティングを施したことによる十分な効果が得られず、また、これよりも厚すぎると、ダイヤモンドライクカーボンの膜の屈曲性が低下する。従って、これらを考慮すると、０．５〜３μｍの範囲がより望ましい。
【００２９】
尚、ダイヤモンドライクカーボンの膜では、およそ、炭素が１００〜８０％、水素が０〜２０％であり、若干の酸素を含んでいる。また、表面硬度は２０〜４５ＧＰａと高硬度であり、さらに、摩擦係数は０．０５〜０．１５程度である。
【００３０】
次に、コーティングユニット３０において、ダイヤモンドライクカーボンの膜を堆積させる袋状母材の具体例について、バルーンカテーテルと人工心臓用血液ポンプを例に挙げて説明する。
【００３１】
先ず、ダイヤモンドライクカーボンの膜を堆積させる袋状母材の具体例として、バルーンカテーテルが使用された場合について説明する。図２（ａ）は、ダイヤモンドライクカーボンの膜を堆積させるバルーンカテーテルの概略全体図であり、また、図２（ｂ）は、当該バルーン膜の断面図である。図２（ａ）に示すように、バルーンカテーテル１は、大動脈内バルーンボンピング法に使用するものであり、カテーテル外筒２と、カテーテル内筒３、バルーン膜４、Ｙコネクタ５からなる。この点、バルーン膜４は、図２（ｂ）に示すように、直径が２０ｍｍ程度、長さが４０ｃｍ程度の両端がすぼまった円筒形にあり、遠位端でカテーテル内筒３と一体化され、また、近位端でカテーテル外筒２と一体化される。一体化の方法は、接着剤による接着や、溶剤を用いた溶着、熱による融着など、どのような手法であってもよい。また、バルーン膜４の両末端部４ａについては、カテーテル外筒２やカテーテル内筒３と一体化するため、バルーン膜４の内部４ｂに比べ絞られており、その内径は３ｍｍ程度である。
【００３２】
そして、バルーンカテーテル１が大動脈内バルーンボンピング法で使用される場合には、カテーテル外筒２とカテーテル内筒３の間隙を経由して、不図示の駆動装置から供給されるガスの陽陰圧パルスにより、バルーン膜４が拡張、収縮する。このとき、バルーン膜４の外側全面がダイヤモンドライクカーボンでコーティングされていると、バルーン膜４に対し、耐磨耗性の向上や、摩擦係数の低下、非粘着性などを付与させることができる。そこで、図１のコーティングユニット３０を使用して、バルーン膜４の外側全面に対し、ダイヤモンドライクカーボンをコーティングさせる。
【００３３】
そのためには、図４に示すように、直径が０．８ｍｍのクロム粒２２をバルーン膜４の両末端部４ａから内部４ｂに充填し、さらに、棒部２１ａの直径が１ｍｍで基部２１ｂの直径が２．１ｍｍの棒状電極２１（図３参照）を差し込んで、バルーン膜４の一末端部４ａと棒状電極２１の基部２１ｂとを填め合わせる。そして、この状態のバルーン膜４を、図１のコーティングユニット３０の上部電極３４内にセットし、さらに、棒状電極２１の基部２１ｂを下部電極３５に導通させると、これにより、クロム粒２２が下部電極３５の働きをするので、バルーン膜４の外側全面がダイヤモンドライクカーボンでコーティングされる。
【００３４】
次に、ダイヤモンドライクカーボンの膜を堆積させる袋状母材の具体例として、人工心臓用血液ポンプが使用された場合について説明する。図５（ａ）は、人工心臓用ダイアフラム型血液ポンプの概略全体を示した断面図であり、また、図５（ｂ）は、人工心臓用ダイアフラム型血液ポンプから駆動チャンバーを除いたものの概略全体を示した断面図である。図５（ａ）に示すように、人工心臓用ダイアフラム型血液ポンプ１１は、血液ハウジング１２と、ダイアフラム１３、駆動チャンバー１４などを有している。この点、血液ハウジング１２とダイアフラム１３とが一体化されており、これにより、血液チャンバー１５が構成されている。また、血液ハウジング１２には、血液の入口と出口となるポート１２ａがそれぞれ設けられている。
【００３５】
そして、人工心臓用ダイアフラム型血液ポンプ１１は、拍動流型のものであり、ダイアフラム１３によって区切られた袋状の血液チャンバー１５の内部に、ポート１２ａを介して、血液が吸引・拍出される。もっとも、血液チャンバー１５の内側表面に異物の付着又は、不整、継ぎ目などがあると、血液が凝固して血栓塞栓症の原因となるので、血液チャンバー１５の内側表面は、清浄且つスムースな表面にする必要がある。一般的には、ダイアフラム１３を形成した後に、血液チャンバー１５の内側表面（血液接触面）の全面に一体でポリウレタン樹脂などのコーティングを施すことにより、継ぎ目を無くし一体化している。さらに、このとき、ダイアフラム１３の外側表面（血液接触面の裏側）に、ダイヤモンドライクカーボンのコーティングを施すと、耐磨耗性の向上や水蒸気の透過抑制などの新たな機能を付与することができる。そこで、図１のコーティングユニット３０を使用して、ダイアフラム１３の外側全面に対し、ダイヤモンドライクカーボンをコーティングさせる。
【００３６】
そのためには、先ず、ポート１２ａを介して、血液チャンバー１５の内部にコーティング用の樹脂（例えば、ラテックス、シリコーンＲＴＶ、酢酸ビニルなど）を流し込み、血液チャンバー１５の内側全面に行き渡らした後、ポート１２ａを介して余分な樹脂を流し出す。そして、硬化中の樹脂の偏りを避けるために、血液チャンバー１５を不図示の回転台に設置し、１分間に２回転程度のゆっくりとしたスピードで回転させて、樹脂を硬化させる。その後は、図６に示すように、血液チャンバー１５の内部に、直径が０．８ｍｍのクロム粒２２を充填し、さらに、ポート１２ａに対して、金属メッシュ状の電極を持つ蓋２３をする。そして、この状態の血液チャンバー１５を、図１のコーティングユニット３０の上部電極３４内にセットし、さらに、金属メッシュ状の電極を持つ蓋２３に下部電極３５を導通させると、クロム粒２２が下部電極３５の働きをするので、ダイアフラム１３を含めた血液チャンバー１５の外側全面がダイヤモンドライクカーボンでコーティングされる。
【００３７】
尚、コーティングが終了した後は、血液チャンバー１５のポート１２ａから、金属メッシュ状の電極を持つ蓋２３を除去し、血液チャンバー１５の内部からクロム粒２２を取り出し、さらに、ポート１２ａを介して、血液チャンバー１５の内側全面からゴム状の樹脂膜（不図示）を剥がして除去する。この点、ゴム状の樹脂膜（不図示）は、ダイアフラム１３を含めた血液チャンバー１５の外側全面をダイヤモンドライクカーボンでコーティングする際に、血液チャンバー１５の内側全面（血液接触面）がクロム粒２２で汚染されたり傷つけられたりすることを防止するが、血液チャンバー１５の内側全面から容易に剥がすことができるので、血液チャンバー１５の内側表面に異物として残ることはない。
【００３８】
以上詳細に説明したように、本実施の形態のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法は、減圧チャンバー３１の中で、下部電極３５として使用されるクロム粒２２をバルーン膜４や血液チャンバー１５の内側に設置するとともに上部電極３４をバルーン膜４や血液チャンバー１５の外側に設置し、下部電極３５として使用されるクロム粒２２と上部電極３４との間で、１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加してメタンガスをプラズマ化することにより、バルーン膜４や血液チャンバー１５の表面にダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させることから、プラズマＣＶＤ法を用いたものである。
【００３９】
但し、本実施の形態のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法では、内部４ｂに通じる両末端部４ａが狭められたバルーン膜４や、内部に通じるポート１２ａが狭められた血液チャンバー１５に対し、両末端部４ａやポート１２ａを介して、粒状のクロム粒２２をバルーン膜４の内部４ｂや血液チャンバー１５の内部に充填させて、粒状のクロム粒２２を下部電極３５として使用している。そのため、バルーン膜４や血液チャンバー１５の内側全面に、下部電極３５として使用されるクロム粒２２を一様に密接させることができる。
【００４０】
すなわち、本実施の形態のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法では、バルーン膜４の両末端部４ａや血液チャンバー１５のポート１２ａを介して、粒状のクロム粒２２をバルーン膜４の内部４ｂや血液チャンバー１５の内部に充填させており、当該クロム粒２２を下部電極３５として使用することによって、バルーン膜４や血液チャンバー１５の内側全面に、下部電極３５として使用されるクロム粒２２を一様に密接させることができるので、内部４ｂに通じる両末端部４ａが狭められたバルーン膜４や、内部に通じるポート１２ａが狭められた血液チャンバー１５に対し、品質の優れたダイヤモンドライクカーボンの膜を一様に形成させることができる。
【００４１】
また、本実施の形態のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法では、バルーン膜４の内部４ｂや血液チャンバー１５の内部に充填させた粒状のクロム粒２２を下部電極３５として使用することから、バルーン膜４や血液チャンバー１５のダイアフラム１３が変形するものであっても、バルーン膜４や血液チャンバー１５の内側全面に、下部電極３５として使用されるクロム粒２２を一様に密接させることができるので、内部４ｂに通じる両末端部４ａが狭められたバルーン膜４や、内部に通じるポート１２ａが狭められた血液チャンバー１５に対し、品質の優れたダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させることができる。
【００４２】
尚、バルーン膜４は、バルーンカテーテル１において折りたたまれた状態で出荷されるものである。また、血液チャンバー１５のダイアフラム１３は、人工心臓用ダイアフラム型血液ポンプ１１が血液を吸引・拍出する際に弾性変形するものである。
【００４３】
また、本実施の形態のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法では、血液チャンバー１５の内面と下部電極３５として使用されるクロム粒２２との間にゴム状の樹脂膜を介在させた状態で、下部電極３５として使用されるクロム粒２２と上部電極３４との間で、１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加してメタンガスをプラズマ化することにより、血液チャンバー１５の表面にダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させているが、この点、ゴム状の樹脂膜の層を挟んで、血液チャンバー１５の内側全面に、下部電極３５として使用されるクロム粒２２を接近させた状態で沿わせることができるので、内部に通じるポート１２ａが狭められた血液チャンバー１５に対し、品質の優れたダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させることができる。
【００４４】
さらに、ゴム状の樹脂膜の層は、下部電極３５として使用されるクロム粒２２で血液チャンバー１５の内面が汚染・損傷されることを防ぐことができ、また、ダイヤモンドライクカーボンの膜を血液チャンバー１５の外側全面に形成させた後は、血液チャンバー１５の内面から容易に剥がすことができる。
【００４５】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、バルーン膜４の内部４ｂや血液チャンバー１５の内部には、下部電極３５として使用される粒状のクロム粒２２が充填されていたが、この点、クロム粉を充填してもよい。また、クロム粉を液体などに分散させたペーストを使用してもよく、この場合には、バルーン膜４や血液チャンバー１５の内側全面に塗布された後、当該液体を乾燥させると、バルーン膜４や血液チャンバー１５の内側全面にクロム粉の層を一様に密接させることができる。
但し、クロム粒２２や、クロム粉、ペースト状のクロム粉は、電気的に導通があることが必要であるが、１０−６Ω／ｃｍ程度以下の抵抗値であればよい。
【００４６】
また、上記実施の形態では、ダイヤモンドライクカーボンの膜を堆積させる袋状母材の具体例として、拍動流型の人工心臓用血液ポンプ１１が使用された場合について説明しており、当該人工心臓用血液ポンプ１１は、袋状の血液チャンバー１５がダイアフラム１３によって区切られたものであったが、サックによって区切られたものであってもよい。
【００４７】
【発明の効果】
本発明のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法では、袋状母材の口部を介して、粒状又は粉状の導電性物質を袋状母材の内部空間に充填させており、当該導電性物質を内部電極として使用することによって、袋状母材の内側全面に内部電極を一様に密接させることができるので、内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材の外側全面に対し、品質の優れたダイヤモンドライクカーボンの膜を一様に形成させることができる。
【００４８】
また、本発明のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法では、袋状母材の口部を介して、ペースト状の導電性物質を袋状母材の内側全面に塗布させており、当該導電性物質を内部電極として使用することによって、袋状母材の内側全面に内部電極を一様に密接させることができるので、内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材の外側全面に対し、品質の優れたダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させることができる。
【００４９】
また、本発明のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法では、袋状母材の内部空間に充填させた粒状又は粉状の導電性物質、あるいは、袋状母材の内内側全面に塗布させたペースト状の導電性物質を内部電極として使用することから、袋状母材が変形するものであっても、袋状母材の内側全面に内部電極を一様に密接させることができるので、内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材の外側全面に対し、品質の優れたダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させることができる。
【００５０】
また、本発明のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法において、袋状母材の内面と内部電極との間にゴム状の樹脂膜を介在させた状態で、内部電極と外部電極との間で、高周波電圧を印加して炭化水素系ガスをプラズマ化させ、袋状母材の外側全面にダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させても、ゴム状の樹脂膜の層を挟んで、袋状母材の内側全面に内部電極を接近させた状態で沿わせることができるので、内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材の外側全面に対し、品質の優れたダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させることができる。
さらに、ゴム状の樹脂膜の層は、内部電極として使用される粒状又は、粉状、ペースト状のいずれか一つの導電性物質で袋状母材の内面が汚染・損傷されることを防ぐことができ、また、ダイヤモンドライクカーボンの膜を袋状母材の外側全面に形成させた後は、袋状母材の内面から容易に剥がすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法を実施するコーティングユニットの模式図である。
【図２】本発明の一実施の形態であるダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法において、ダイヤモンドライクカーボンの膜を堆積させるバルーンカテーテルを示した図であり、（ａ）は概略全体図であり、（ｂ）はバルーン膜の断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態であるダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法を実施する際に使用される棒状電極を示した図である。
【図４】本発明の一実施の形態であるダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法を実施する際において、クロム粒及び棒状電極が填め込まれたバルーン膜を示した断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態であるダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法において、ダイヤモンドライクカーボンの膜を堆積させる人工心臓用ダイアフラム型血液ポンプを示した図であり、（ａ）は概略全体を示した断面図であり、（ｂ）は、人工心臓用ダイアフラム型血液ポンプから駆動チャンバーを除いた血液チャンバーの概略全体を示した断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態であるダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法を実施する際において、クロム粒が填め込まれた血液チャンバーを示した断面図である。
【符号の説明】
１ バルーンカテーテル
２ カテーテル外筒
３ カテーテル内筒
４ バルーン膜
４ａ バルーン膜の両末端部
４ｂ バルーン膜の内部
５ Ｙコネクタ
１１ 人工心臓用ダイアフラム型血液ポンプ
１２ 血液ハウジング
１２ａ 血液ハウジングのポート
１３ ダイアフラム
１４ 駆動チャンバー
１５ 血液チャンバー１
２１ 棒状電極
２１ａ 棒状電極の棒部
２１ｂ 棒状電極の基部
２２ クロム粒
２３ 金属メッシュ状の電極を持つ蓋
３０ コーティングユニット
３１ 減圧チャンバー
３２ 流量計
３３ 原料ボンベ
３４ 上部電極
３５ 下部電極
３６ マッチングボックス
３７ ＲＦジェネレーター
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマＣＶＤ法を使用したダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ダイヤモンドライクカーボンのコーティングは、注目されている表面処理技術であり、水素化非晶質炭素皮膜を施すことによって、母材に対し、耐磨耗性や、低摩擦性、表面硬度の向上、ガス透過抑制性などを付与することができ、近年では、樹脂フィルムなどへの応用例も見られるようになってきている。
【０００３】
この点、ダイヤモンドライクカーボンのコーティングを施すには、いくつかの方法が存在するが、特に、金属と比べ耐熱性に劣る樹脂を母材とする場合、比較的低温で処理が行えるプラズマＣＶＤ法が有用である。もっとも、プラズマＣＶＤ法を用いてダイヤモンドライクカーボンのコーティングを施す方法では、コーティングを施す面の裏側に沿って可能な限り接近させた電極が必要となる。すなわち、コーティングを施す面が袋状容器の内面のときは、当該容器の外形とほぼ相似形に形成された外部電極を用い、コーティングを施す面が袋状容器の外面のときは、当該容器の内壁面とほぼ相似形に形成された内部電極を用いることが要求される。
【０００４】
従って、例えば、ペットボトルの内面にダイヤモンドライクカーボンのコーティングを施す場合では、ペットボトルの外形とほぼ相似形に形成された空所を有する中空状の外部電極で、ペットボトルを覆えば良く、比較的簡単に行うことができる（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２７８８４１２号公報
【特許文献２】
特開平８−５３１１６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、逆に、ペットボトルの外面にダイヤモンドライクカーボンのコーティングを施す場合には、ペットボトルの口部が内部より狭いため、当該口部を介して内部電極をペットボトルの内部に挿入したとしても、ペットボトルの内壁面と内部電極との間に不要なスペースが生じるので、ペットボトルの外面に施されたダイヤモンドライクカーボンのコーティングの品質に影響を及ぼすおそれがあった。
【０００７】
特に、ダイヤモンドライクカーボンの膜は、抗血栓性や生体適合性に優れ、医療用途への応用に対し、大きな可能性を秘めているが、医療用途への応用を大きく進展させるためには、袋状容器の外面にダイヤモンドライクカーボンのコーティングを施すプラズマＣＶＤ法において、ダイヤモンドライクカーボンのコーティングの品質に影響を及ぼすおそれを払拭させる必要がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した点を鑑みてなされたものであり、内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材の外側全面に対し、品質の優れたダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させることができるダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために成された請求項１に係る発明は、内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材に対し、減圧容器の中で、前記袋状母材の内側に設置した内部電極と前記袋状母材の外側に設置した外部電極との間で高周波電圧を印加して炭化水素系ガスをプラズマ化することにより、前記袋状母材の表面にダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させるダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法において、前記袋状母材の内部空間に充填させた粒状又は粉状の導電性物質を前記内部電極として使用することにより、前記袋状母材の外側全面にダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させること、を特徴としている。
【００１０】
このような特徴を有する本発明のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法は、減圧容器の中で、内部電極を袋状母材の内側に設置するとともに外部電極を袋状母材の外側に設置し、内部電極と外部電極との間で、高周波電圧を印加して炭化水素系ガスをプラズマ化することにより、袋状母材の表面にダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させることから、プラズマＣＶＤ法を用いたものである。
【００１１】
但し、本発明のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法では、内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材に対し、袋状母材の口部を介して、粒状又は粉状の導電性物質を袋状母材の内部空間に充填させて、当該導電性物質を内部電極として使用している。そのため、袋状母材の内側全面に内部電極を一様に密接させることができる。
【００１２】
すなわち、本発明のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法では、袋状母材の口部を介して、粒状又は粉状の導電性物質を袋状母材の内部空間に充填させており、当該導電性物質を内部電極として使用することによって、袋状母材の内側全面に内部電極を一様に密接させることができるので、内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材の外側全面に対し、品質の優れたダイヤモンドライクカーボンの膜を一様に形成させることができる。
【００１３】
また、請求項２に係る発明は、内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材に対し、減圧容器の中で、前記袋状母材の内側に設置した内部電極と前記袋状母材の外側に設置した外部電極との間で高周波電圧を印加して炭化水素系ガスをプラズマ化することにより、前記袋状母材の表面にダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させるダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法において、前記袋状母材の内側全面に塗布させたペースト状の導電性物質を前記内部電極として使用することにより、前記袋状母材の外側全面にダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させること、を特徴としている。
【００１４】
このような特徴を有する本発明のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法は、減圧容器の中で、内部電極を袋状母材の内側に設置するとともに外部電極を袋状母材の外側に設置し、内部電極と外部電極との間で、高周波電圧を印加して炭化水素系ガスをプラズマ化することにより、袋状母材の表面にダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させることから、プラズマＣＶＤ法を用いたものである。
【００１５】
但し、本発明のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法では、内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材に対し、袋状母材の口部を介して、ペースト状の導電性物質を袋状母材の内側全面に塗布させており、当該導電性物質を内部電極として使用している。そのため、袋状母材の内側全面に内部電極を一様に密接させることができる。
【００１６】
すなわち、本発明のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法では、袋状母材の口部を介して、ペースト状の導電性物質を袋状母材の内側全面に塗布させており、当該導電性物質を内部電極として使用することによって、袋状母材の内側全面に内部電極を一様に密接させることができるので、内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材の外側全面に対し、品質の優れたダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させることができる。
【００１７】
また、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載するダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法であって、前記袋状母材が変形するものであること、を特徴としている。
【００１８】
また、本発明のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法では、袋状母材の内部空間に充填させた粒状又は粉状の導電性物質、あるいは、袋状母材の内内側全面に塗布させたペースト状の導電性物質を内部電極として使用することから、袋状母材が変形するものであっても、袋状母材の内側全面に内部電極を一様に密接させることができるので、内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材の外側全面に対し、品質の優れたダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させることができる。
【００１９】
尚、「袋状母材が変形するもの」とは、例えば、袋状母材が折りたたまれるものや、袋状母材が弾性変形するものなどがある。
【００２０】
また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載するダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法であって、前記袋状母材の内面と前記内部電極との間にゴム状の樹脂膜を介在させたこと、を特徴としている。
また、請求項５に係る発明は、請求項４に記載するダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法であって、前記樹脂が、ラテックス又は、シリコーンＲＴＶ、酢酸ビニルのいすれか一つであること、を特徴としている。
【００２１】
また、本発明のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法において、袋状母材の内面と内部電極との間にゴム状の樹脂膜を介在させた状態で、内部電極と外部電極との間で、高周波電圧を印加して炭化水素系ガスをプラズマ化させ、袋状母材の外側全面にダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させても、ゴム状の樹脂膜の層を挟んで、袋状母材の内側全面に内部電極を接近させた状態で沿わせることができるので、内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材の外側全面に対し、品質の優れたダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させることができる。
さらに、ゴム状の樹脂膜の層は、内部電極として使用される粒状又は、粉状、ペースト状のいずれか一つの導電性物質で袋状母材の内面が汚染・損傷されることを防ぐことができ、また、ダイヤモンドライクカーボンの膜を袋状母材の外側全面に形成させた後は、袋状母材の内面から容易に剥がすことができる。
【００２２】
尚、ここで使用する粒状又は粉状の導電性物質は、金属又はカーボンの小球や粉末であることが望ましい。さらに、小球や粉末は、非導電性の材料の表面に導電性を持つ皮膜を施したものであってもよい。また、中実である必要は必ずしもないが、ダイヤモンドライクカーボンのコーティングを行う際の減圧によって破壊しないことが必要である。特に、小球の場合、その直径は５ｍｍ以下が望ましく、これよりも大きいと、均一なダイヤモンドライクカーボンのコーティングが不可能となる。また、導電性物質がペースト状である場合には、粉末を液体などに分散させたペーストを使用すれば、袋状母材の内側全面に塗布された後、当該液体を乾燥させると、袋状母材の内側全面に粉末の層を一様に密接させることができる。
また、粒状又は、粉状、ペースト状の導電性物質は、電気的に導通があることが必要であるが、１０−６Ω／ｃｍ程度以下の抵抗値であればよい。
【００２３】
一方、袋状母材の内面と内部電極との間に介在させるゴム状の樹脂膜は、無溶剤又は水を分散材としたものが望ましく、自身の反応により、又は、水の蒸発により、ゴム状に硬化するものがよい。また、袋状母材の材質によっては、アルコール又はアセトン、酢酸エチルなどの有機溶剤を分散材として使用してもよい。
さらに、ラテックスを使用した場合には、水を分散材として乳化させたエマルジョンが望ましい。また、シリコーンゴムを使用した場合には、２液性付加型のＲＴＶが望ましく、さらに、補強材としてのシリカを含まないものであってもよい。また、酢酸ビニルを使用した場合には、水を分散材として乳化させたエマルジョンが望ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照にして説明する。図１は、本実施の形態のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法を実施するコーティングユニットの模式図である。図１に示すように、コーティングユニット３０は、減圧チャンバー３１や、原料ガスを計測する流量計３２、炭化水素系ガスをつめた原料ボンベ３３、下部が開口した円筒状の上部電極３４（「外部電極」に相当するもの）、下部電極３５（「内部電極」に相当するもの）、マッチングボックス３６、ＲＦジェネレーター３７などで構成されており、プラズマＣＶＤ法を行うことができる。そして、コーティングユニット３０では、不図示の真空ポンプで排気されて減圧状態にある減圧チャンバー３１内において、流量計３２を介し炭化水素系ガスを導入する一方で、マッチングボックス３６及びＲＦジェネレーター３７で上部電極３４及び下部電極３５に電力を供給することにより、上部電極３４と下部電極３５との間で炭化水素系ガスをプラズマ分解させて、上部電極３４と下部電極３５との間に設置された袋状母材の表面に、ダイヤモンドライクカーボンの膜を堆積させることができる。
【００２５】
また、上述したように、コーティングユニット３０において、プラズマＣＶＤ法により、ダイヤモンドライクカーボンのコーティングを行う場合には、減圧チャンバー３１内に袋状母材を設置した後、減圧チャンバー３１内を減圧する必要がある。このとき、袋状母材が密閉状態にあると、袋状母材の内部と減圧チャンバー３１の内部に圧力差が生じ、袋状母材が伸展して破壊するおそれがあるので、袋状母材の内部は密閉状態にしてはならず、袋状母材の内部と減圧チャンバー３１の内部を等しい圧力にする。
【００２６】
また、コーティングユニット３０では、プラズマ生成用の電源周波数として、通常電波法により規定された１３．５６ＭＨｚを使用する。すなわち、高周波を利用するので、ダイヤモンドライクカーボンの膜が堆積する袋状母材の材料には、絶縁性や導電性など、電気的性質を特定しない。
【００２７】
また、原料ガスとしては、メタン、エタンなどの炭化水素系ガスが適しているが、ここではメタンガスを用いる。さらに、原料ガスのガス圧によって、ダイヤモンドライクカーボンの膜の性状が変化することが知られているが、この点、原料ガスのガス圧は、１〜１０００Ｐａの範囲が望ましく、これよりも、原料ガスのガス圧が低いと、ダイヤモンドライクカーボンの膜の製膜自体が困難となり、また、これよりも、原料ガスのガス圧が高いと、ダイヤモンドライクカーボンの膜の表面硬度が低下し、耐磨耗性が不十分になるなど、ダイヤモンドライクカーボンの膜の性能が低下する。従って、これらを考慮すると、原料ガスのガス圧は、１０〜１００Ｐａの範囲がより望ましい。
【００２８】
また、ダイヤモンドライクカーボンの膜の厚さは、コーティング時間や原料ガスにより異なることが知られているが、この点、０．１〜１０μｍの範囲が望ましく、これよりも薄すぎると、ダイヤモンドライクカーボンのコーティングを施したことによる十分な効果が得られず、また、これよりも厚すぎると、ダイヤモンドライクカーボンの膜の屈曲性が低下する。従って、これらを考慮すると、０．５〜３μｍの範囲がより望ましい。
【００２９】
尚、ダイヤモンドライクカーボンの膜では、およそ、炭素が１００〜８０％、水素が０〜２０％であり、若干の酸素を含んでいる。また、表面硬度は２０〜４５ＧＰａと高硬度であり、さらに、摩擦係数は０．０５〜０．１５程度である。
【００３０】
次に、コーティングユニット３０において、ダイヤモンドライクカーボンの膜を堆積させる袋状母材の具体例について、バルーンカテーテルと人工心臓用血液ポンプを例に挙げて説明する。
【００３１】
先ず、ダイヤモンドライクカーボンの膜を堆積させる袋状母材の具体例として、バルーンカテーテルが使用された場合について説明する。図２（ａ）は、ダイヤモンドライクカーボンの膜を堆積させるバルーンカテーテルの概略全体図であり、また、図２（ｂ）は、当該バルーン膜の断面図である。図２（ａ）に示すように、バルーンカテーテル１は、大動脈内バルーンボンピング法に使用するものであり、カテーテル外筒２と、カテーテル内筒３、バルーン膜４、Ｙコネクタ５からなる。この点、バルーン膜４は、図２（ｂ）に示すように、直径が２０ｍｍ程度、長さが４０ｃｍ程度の両端がすぼまった円筒形にあり、遠位端でカテーテル内筒３と一体化され、また、近位端でカテーテル外筒２と一体化される。一体化の方法は、接着剤による接着や、溶剤を用いた溶着、熱による融着など、どのような手法であってもよい。また、バルーン膜４の両末端部４ａについては、カテーテル外筒２やカテーテル内筒３と一体化するため、バルーン膜４の内部４ｂに比べ絞られており、その内径は３ｍｍ程度である。
【００３２】
そして、バルーンカテーテル１が大動脈内バルーンボンピング法で使用される場合には、カテーテル外筒２とカテーテル内筒３の間隙を経由して、不図示の駆動装置から供給されるガスの陽陰圧パルスにより、バルーン膜４が拡張、収縮する。このとき、バルーン膜４の外側全面がダイヤモンドライクカーボンでコーティングされていると、バルーン膜４に対し、耐磨耗性の向上や、摩擦係数の低下、非粘着性などを付与させることができる。そこで、図１のコーティングユニット３０を使用して、バルーン膜４の外側全面に対し、ダイヤモンドライクカーボンをコーティングさせる。
【００３３】
そのためには、図４に示すように、直径が０．８ｍｍのクロム粒２２をバルーン膜４の両末端部４ａから内部４ｂに充填し、さらに、棒部２１ａの直径が１ｍｍで基部２１ｂの直径が２．１ｍｍの棒状電極２１（図３参照）を差し込んで、バルーン膜４の一末端部４ａと棒状電極２１の基部２１ｂとを填め合わせる。そして、この状態のバルーン膜４を、図１のコーティングユニット３０の上部電極３４内にセットし、さらに、棒状電極２１の基部２１ｂを下部電極３５に導通させると、これにより、クロム粒２２が下部電極３５の働きをするので、バルーン膜４の外側全面がダイヤモンドライクカーボンでコーティングされる。
【００３４】
次に、ダイヤモンドライクカーボンの膜を堆積させる袋状母材の具体例として、人工心臓用血液ポンプが使用された場合について説明する。図５（ａ）は、人工心臓用ダイアフラム型血液ポンプの概略全体を示した断面図であり、また、図５（ｂ）は、人工心臓用ダイアフラム型血液ポンプから駆動チャンバーを除いたものの概略全体を示した断面図である。図５（ａ）に示すように、人工心臓用ダイアフラム型血液ポンプ１１は、血液ハウジング１２と、ダイアフラム１３、駆動チャンバー１４などを有している。この点、血液ハウジング１２とダイアフラム１３とが一体化されており、これにより、血液チャンバー１５が構成されている。また、血液ハウジング１２には、血液の入口と出口となるポート１２ａがそれぞれ設けられている。
【００３５】
そして、人工心臓用ダイアフラム型血液ポンプ１１は、拍動流型のものであり、ダイアフラム１３によって区切られた袋状の血液チャンバー１５の内部に、ポート１２ａを介して、血液が吸引・拍出される。もっとも、血液チャンバー１５の内側表面に異物の付着又は、不整、継ぎ目などがあると、血液が凝固して血栓塞栓症の原因となるので、血液チャンバー１５の内側表面は、清浄且つスムースな表面にする必要がある。一般的には、ダイアフラム１３を形成した後に、血液チャンバー１５の内側表面（血液接触面）の全面に一体でポリウレタン樹脂などのコーティングを施すことにより、継ぎ目を無くし一体化している。さらに、このとき、ダイアフラム１３の外側表面（血液接触面の裏側）に、ダイヤモンドライクカーボンのコーティングを施すと、耐磨耗性の向上や水蒸気の透過抑制などの新たな機能を付与することができる。そこで、図１のコーティングユニット３０を使用して、ダイアフラム１３の外側全面に対し、ダイヤモンドライクカーボンをコーティングさせる。
【００３６】
そのためには、先ず、ポート１２ａを介して、血液チャンバー１５の内部にコーティング用の樹脂（例えば、ラテックス、シリコーンＲＴＶ、酢酸ビニルなど）を流し込み、血液チャンバー１５の内側全面に行き渡らした後、ポート１２ａを介して余分な樹脂を流し出す。そして、硬化中の樹脂の偏りを避けるために、血液チャンバー１５を不図示の回転台に設置し、１分間に２回転程度のゆっくりとしたスピードで回転させて、樹脂を硬化させる。その後は、図６に示すように、血液チャンバー１５の内部に、直径が０．８ｍｍのクロム粒２２を充填し、さらに、ポート１２ａに対して、金属メッシュ状の電極を持つ蓋２３をする。そして、この状態の血液チャンバー１５を、図１のコーティングユニット３０の上部電極３４内にセットし、さらに、金属メッシュ状の電極を持つ蓋２３に下部電極３５を導通させると、クロム粒２２が下部電極３５の働きをするので、ダイアフラム１３を含めた血液チャンバー１５の外側全面がダイヤモンドライクカーボンでコーティングされる。
【００３７】
尚、コーティングが終了した後は、血液チャンバー１５のポート１２ａから、金属メッシュ状の電極を持つ蓋２３を除去し、血液チャンバー１５の内部からクロム粒２２を取り出し、さらに、ポート１２ａを介して、血液チャンバー１５の内側全面からゴム状の樹脂膜（不図示）を剥がして除去する。この点、ゴム状の樹脂膜（不図示）は、ダイアフラム１３を含めた血液チャンバー１５の外側全面をダイヤモンドライクカーボンでコーティングする際に、血液チャンバー１５の内側全面（血液接触面）がクロム粒２２で汚染されたり傷つけられたりすることを防止するが、血液チャンバー１５の内側全面から容易に剥がすことができるので、血液チャンバー１５の内側表面に異物として残ることはない。
【００３８】
以上詳細に説明したように、本実施の形態のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法は、減圧チャンバー３１の中で、下部電極３５として使用されるクロム粒２２をバルーン膜４や血液チャンバー１５の内側に設置するとともに上部電極３４をバルーン膜４や血液チャンバー１５の外側に設置し、下部電極３５として使用されるクロム粒２２と上部電極３４との間で、１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加してメタンガスをプラズマ化することにより、バルーン膜４や血液チャンバー１５の表面にダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させることから、プラズマＣＶＤ法を用いたものである。
【００３９】
但し、本実施の形態のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法では、内部４ｂに通じる両末端部４ａが狭められたバルーン膜４や、内部に通じるポート１２ａが狭められた血液チャンバー１５に対し、両末端部４ａやポート１２ａを介して、粒状のクロム粒２２をバルーン膜４の内部４ｂや血液チャンバー１５の内部に充填させて、粒状のクロム粒２２を下部電極３５として使用している。そのため、バルーン膜４や血液チャンバー１５の内側全面に、下部電極３５として使用されるクロム粒２２を一様に密接させることができる。
【００４０】
すなわち、本実施の形態のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法では、バルーン膜４の両末端部４ａや血液チャンバー１５のポート１２ａを介して、粒状のクロム粒２２をバルーン膜４の内部４ｂや血液チャンバー１５の内部に充填させており、当該クロム粒２２を下部電極３５として使用することによって、バルーン膜４や血液チャンバー１５の内側全面に、下部電極３５として使用されるクロム粒２２を一様に密接させることができるので、内部４ｂに通じる両末端部４ａが狭められたバルーン膜４や、内部に通じるポート１２ａが狭められた血液チャンバー１５に対し、品質の優れたダイヤモンドライクカーボンの膜を一様に形成させることができる。
【００４１】
また、本実施の形態のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法では、バルーン膜４の内部４ｂや血液チャンバー１５の内部に充填させた粒状のクロム粒２２を下部電極３５として使用することから、バルーン膜４や血液チャンバー１５のダイアフラム１３が変形するものであっても、バルーン膜４や血液チャンバー１５の内側全面に、下部電極３５として使用されるクロム粒２２を一様に密接させることができるので、内部４ｂに通じる両末端部４ａが狭められたバルーン膜４や、内部に通じるポート１２ａが狭められた血液チャンバー１５に対し、品質の優れたダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させることができる。
【００４２】
尚、バルーン膜４は、バルーンカテーテル１において折りたたまれた状態で出荷されるものである。また、血液チャンバー１５のダイアフラム１３は、人工心臓用ダイアフラム型血液ポンプ１１が血液を吸引・拍出する際に弾性変形するものである。
【００４３】
また、本実施の形態のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法では、血液チャンバー１５の内面と下部電極３５として使用されるクロム粒２２との間にゴム状の樹脂膜を介在させた状態で、下部電極３５として使用されるクロム粒２２と上部電極３４との間で、１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加してメタンガスをプラズマ化することにより、血液チャンバー１５の表面にダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させているが、この点、ゴム状の樹脂膜の層を挟んで、血液チャンバー１５の内側全面に、下部電極３５として使用されるクロム粒２２を接近させた状態で沿わせることができるので、内部に通じるポート１２ａが狭められた血液チャンバー１５に対し、品質の優れたダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させることができる。
【００４４】
さらに、ゴム状の樹脂膜の層は、下部電極３５として使用されるクロム粒２２で血液チャンバー１５の内面が汚染・損傷されることを防ぐことができ、また、ダイヤモンドライクカーボンの膜を血液チャンバー１５の外側全面に形成させた後は、血液チャンバー１５の内面から容易に剥がすことができる。
【００４５】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、バルーン膜４の内部４ｂや血液チャンバー１５の内部には、下部電極３５として使用される粒状のクロム粒２２が充填されていたが、この点、クロム粉を充填してもよい。また、クロム粉を液体などに分散させたペーストを使用してもよく、この場合には、バルーン膜４や血液チャンバー１５の内側全面に塗布された後、当該液体を乾燥させると、バルーン膜４や血液チャンバー１５の内側全面にクロム粉の層を一様に密接させることができる。
但し、クロム粒２２や、クロム粉、ペースト状のクロム粉は、電気的に導通があることが必要であるが、１０−６Ω／ｃｍ程度以下の抵抗値であればよい。
【００４６】
また、上記実施の形態では、ダイヤモンドライクカーボンの膜を堆積させる袋状母材の具体例として、拍動流型の人工心臓用血液ポンプ１１が使用された場合について説明しており、当該人工心臓用血液ポンプ１１は、袋状の血液チャンバー１５がダイアフラム１３によって区切られたものであったが、サックによって区切られたものであってもよい。
【００４７】
【発明の効果】
本発明のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法では、袋状母材の口部を介して、粒状又は粉状の導電性物質を袋状母材の内部空間に充填させており、当該導電性物質を内部電極として使用することによって、袋状母材の内側全面に内部電極を一様に密接させることができるので、内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材の外側全面に対し、品質の優れたダイヤモンドライクカーボンの膜を一様に形成させることができる。
【００４８】
また、本発明のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法では、袋状母材の口部を介して、ペースト状の導電性物質を袋状母材の内側全面に塗布させており、当該導電性物質を内部電極として使用することによって、袋状母材の内側全面に内部電極を一様に密接させることができるので、内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材の外側全面に対し、品質の優れたダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させることができる。
【００４９】
また、本発明のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法では、袋状母材の内部空間に充填させた粒状又は粉状の導電性物質、あるいは、袋状母材の内内側全面に塗布させたペースト状の導電性物質を内部電極として使用することから、袋状母材が変形するものであっても、袋状母材の内側全面に内部電極を一様に密接させることができるので、内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材の外側全面に対し、品質の優れたダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させることができる。
【００５０】
また、本発明のダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法において、袋状母材の内面と内部電極との間にゴム状の樹脂膜を介在させた状態で、内部電極と外部電極との間で、高周波電圧を印加して炭化水素系ガスをプラズマ化させ、袋状母材の外側全面にダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させても、ゴム状の樹脂膜の層を挟んで、袋状母材の内側全面に内部電極を接近させた状態で沿わせることができるので、内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材の外側全面に対し、品質の優れたダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させることができる。
さらに、ゴム状の樹脂膜の層は、内部電極として使用される粒状又は、粉状、ペースト状のいずれか一つの導電性物質で袋状母材の内面が汚染・損傷されることを防ぐことができ、また、ダイヤモンドライクカーボンの膜を袋状母材の外側全面に形成させた後は、袋状母材の内面から容易に剥がすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法を実施するコーティングユニットの模式図である。
【図２】本発明の一実施の形態であるダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法において、ダイヤモンドライクカーボンの膜を堆積させるバルーンカテーテルを示した図であり、（ａ）は概略全体図であり、（ｂ）はバルーン膜の断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態であるダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法を実施する際に使用される棒状電極を示した図である。
【図４】本発明の一実施の形態であるダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法を実施する際において、クロム粒及び棒状電極が填め込まれたバルーン膜を示した断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態であるダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法において、ダイヤモンドライクカーボンの膜を堆積させる人工心臓用ダイアフラム型血液ポンプを示した図であり、（ａ）は概略全体を示した断面図であり、（ｂ）は、人工心臓用ダイアフラム型血液ポンプから駆動チャンバーを除いた血液チャンバーの概略全体を示した断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態であるダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法を実施する際において、クロム粒が填め込まれた血液チャンバーを示した断面図である。
【符号の説明】
１ バルーンカテーテル
２ カテーテル外筒
３ カテーテル内筒
４ バルーン膜
４ａ バルーン膜の両末端部
４ｂ バルーン膜の内部
５ Ｙコネクタ
１１ 人工心臓用ダイアフラム型血液ポンプ
１２ 血液ハウジング
１２ａ 血液ハウジングのポート
１３ ダイアフラム
１４ 駆動チャンバー
１５ 血液チャンバー１
２１ 棒状電極
２１ａ 棒状電極の棒部
２１ｂ 棒状電極の基部
２２ クロム粒
２３ 金属メッシュ状の電極を持つ蓋
３０ コーティングユニット
３１ 減圧チャンバー
３２ 流量計
３３ 原料ボンベ
３４ 上部電極
３５ 下部電極
３６ マッチングボックス
３７ ＲＦジェネレーター
Claims (5)
- 内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材に対し、減圧容器の中で、前記袋状母材の内側に設置した内部電極と前記袋状母材の外側に設置した外部電極との間で高周波電圧を印加して炭化水素系ガスをプラズマ化することにより、前記袋状母材の表面にダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させるダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法において、
前記袋状母材の内部空間に充填させた粒状又は粉状の導電性物質を前記内部電極として使用することにより、前記袋状母材の外側全面にダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させること、を特徴とするダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法。 - 内部空間に通じる口部が狭められた袋状母材に対し、減圧容器の中で、前記袋状母材の内側に設置した内部電極と前記袋状母材の外側に設置した外部電極との間で高周波電圧を印加して炭化水素系ガスをプラズマ化することにより、前記袋状母材の表面にダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させるダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法において、
前記袋状母材の内側全面に塗布させたペースト状の導電性物質を前記内部電極として使用することにより、前記袋状母材の外側全面にダイヤモンドライクカーボンの膜を形成させること、を特徴とするダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法。 - 請求項１又は請求項２に記載するダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法であって、
前記袋状母材が変形するものであること、を特徴とするダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法。 - 請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載するダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法であって、
前記袋状母材の内面と前記内部電極との間にゴム状の樹脂膜を介在させたこと、を特徴とするダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法。 - 請求項４に記載するダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法であって、
前記樹脂が、ラテックス又は、シリコーンＲＴＶ、酢酸ビニルのいすれか一つであること、を特徴とするダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010001880A1 (ja) * | 2008-07-01 | 2010-01-07 | 株式会社ユーテック | プラズマｃｖｄ装置、ｄｌｃ膜及び薄膜の製造方法 |
| CN115505908A (zh) * | 2022-10-08 | 2022-12-23 | 松山湖材料实验室 | 一种dlc层制备装置及制备方法 |
-
2003
- 2003-07-28 JP JP2003202155A patent/JP2005042153A/ja active Pending
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