JP2011000331A - 内視鏡可撓管 - Google Patents

Abstract

【課題】耐薬品性・耐候性を維持しつつ、内視鏡可撓管の反発力が早期に低下することを防止する。
【解決手段】可撓管１２は、可撓管本体２０と、可撓管本体２０の外周を被覆する外皮チューブ３０とを備える。外皮チューブ３０は、無機粉体充填剤を含有しないエラストマーから形成される内層３１と、内層３１の外側に設けられ、カーボンブラック等の無機粉体充填剤を含有するエラストマーから形成される外層３２とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、内視鏡可撓管に関し、特に可撓管の外周を被覆する外皮チューブの構造に関する。

軟性内視鏡の可撓管は、エラストマーで形成された外皮チューブで被覆するのが一般的である（特許文献１参照）。外皮チューブを構成するエラストマーは、消毒液や殺菌剤等の各種薬品に暴露されるため高い耐薬品性、さらには高い耐候性が要求される。したがって、従来、耐薬品性、耐候性を向上させるために、外皮チューブのエラストマーにはカーボンブラックが配合される。

外皮チューブを構成するエラストマーは、曲げ応力が負荷された場合にヒステリシスロスを生じさせ、負荷応力が熱として散逸される。そのため、内視鏡可撓管は、使用による曲げが繰り返されると、反発力が低下し柔軟性が失われることになる。特に、カーボンブラックのような粉体充填剤が添加されたエラストマーは、マリンス効果によりヒステリシスロスを増大させる傾向にあり、可撓管の反発力を早期に低下させるおそれがある。一方、カーボンブラック等の粉体充填剤を外皮チューブのエラストマーから取り除くことは、耐薬品性、耐候性を著しく低下させることになり実用的ではない。

特許４１３０９４５号公報

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、内視鏡可撓管の耐薬品性・耐候性を維持しつつ、可撓管の反発力が早期に低下することを防止することを目的とする。

本発明に係る内視鏡可撓管は、可撓管本体と、可撓管本体の外周を被覆する外皮チューブとを備え、外皮チューブが、無機粉体充填剤を含有しないエラストマーから形成される第１の内層と、第１の内層の外側に設けられ、無機粉体充填剤を含有するエラストマーから形成される外層とを備えることを特徴とする。

第１の内層のさらに内側には、エラストマーから形成される第２の内層が設けられても良い。この場合、第２の内層は、無機粉体充填剤を含有するエラストマーから形成されることが好ましい。

第１及び第２の内層を形成するエラストマーそれぞれは、少なくともポリウレタンエラストマー、及びポリエステルエラストマーのいずれかを含むことが好ましい。また、外層を形成するエラストマーは、ポリウレタンエラストマーを含んでいても良い。さらに、外層や第２の内層に含有される無機粉体充填剤は、カーボンブラックであることが好ましい。

本発明では、内視鏡可撓管の外周面の耐薬品性や耐候性を維持しつつ、可撓管のヒステリシスロスを低減させ、可撓管の反発力が早期に低下することを防止できる。

内視鏡全体を示す概略図である。 第１の実施形態における内視鏡可撓管の断面図である。 第２の実施形態における内視鏡可撓管の断面図である。 第３の実施形態における内視鏡可撓管の断面図である。 ヒステリシスロスの測定方法を示す模式的な側面図である。 ヒステリシスロスの測定方法を示す模式的な正面図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る内視鏡の概略図である。図１に示すように、内視鏡１０は、体内に挿入される挿入部１１と、内視鏡１０を操作するために使用者によって把持される操作部１５とを備える。挿入部１１は、可撓性を有する可撓管１２と、可撓管１２の先端に連結され、操作部１５からの遠隔操作により屈曲する湾曲管１３と、その湾曲管１３の先端に設けられた先端部１４とを備える。

図２は、可撓管１２の構造を示すための断面図である。可撓管１２は、管状を呈する可撓管本体２０と、筒状を呈し、可撓管本体２０を被覆する外皮チューブ３０とを有する。可撓管本体２０は、金属製の帯状材を均一な径で螺旋状に隙間をあけて巻き回して形成した螺旋管２２と、接着剤等によって螺旋管２２の外周に接着されるブレード２３とを備える。ブレード２３は、金属の素線を網状に編組したものであって、例えば複数の素線から成る素線束が交互に交差するように編組してなるものである。以上の構成により、可撓体本体２０は、可撓性を有するとともに、曲げられた時に形状保持機能を有する。なお、螺旋管２２は２つ以上設けられても良い。

外皮チューブ３０は、可撓管本体２０（すなわち、ブレード２３）の外周面に積層される内層３１と、内層３１の外周面に積層され、外皮チューブ３０の最外層を構成する外層３２とから構成される積層体である。外皮チューブ３０の外周面には、さらに熱硬化型、光硬化型等の硬化性樹脂で構成される樹脂が塗布されてトップコート（不図示）が被膜されていても良い。すなわち、外層３２は、可撓管１２の最外面を構成しても良いし、最外面近傍に設けられた層であっても良い。

外層３２は、カーボンブラック、シリカ、酸化鉄、酸化チタン等の無機粉体充填剤を含有するエラストマーから形成される。外層３２に含有される無機粉体充填剤としては、好ましくはカーボンブラックが使用される。カーボンブラックの場合、可撓管１２の汚れを目立たなくし可撓管１２内部が視認できないようにするとともに、画像認識により可撓管１２の位置を把握しやすくなる。また、外層３２における無機粉体充填剤の含有量は、従来公知の含有量であって、例えば３重量％以上である。

外層３２を形成するエラストマーとしては、ＥＰＤＭ、フッ素ゴム、シリコーンゴム等のゴム、ポリウレタンエラストマー、ポリエステルエラストマー、ポリオレフィンエラストマー等の熱可塑性エラストマーが使用され、好ましくはポリウレタンエラストマーが使用される。内視鏡挿入部の消毒、滅菌等には、アルカリ性や過酸化物を含む滅菌剤、消毒液等が使用されるが、外層３２にポリウレタンエラストマーが使用されることにより、外層３２の耐アルカリ性、耐過酸化物性（すなわち、耐薬品性）を向上させることができる。

一方、内層３１は、無機粉体充填剤を含有しないエラストマーから形成される。内層３１を形成するエラストマーとしては、外層３２と同様のゴム、熱可塑性エラストマーが使用されるが、好ましくはポリウレタンエラストマー、ポリエステルエラストマー等の熱可塑性エラストマー、特に好ましくはポリエステルエラストマーが使用される。ポリエステルエラストマーが内層３１に使用されることによって、外皮チューブ３０の永久歪を低下させ、ヒステリシスロスをさらに低減させることが可能になる。

外皮チューブ３０の各層３１、３２は、例えば押出成形によってブレード２３上に形成される。押出成形時、内層３１のエラストマーは、ブレード２３の素線間の隙間に浸透し、内層３１はブレード２３に接着される。

本実施形態では、無機粉体充填剤が含有される外層３２、無機粉体充填剤が含有されない内層３１の２層構造とすることにより、外皮チューブ３０の外周面における耐候性及び耐薬品性を高いものに維持しつつ、外皮チューブ３０のヒステリシスロスを低下させ、可撓管の反発力が早期に低下するのを防止する。

図３は、第２の実施形態における可撓管１２の構造を示すための断面図である。第１の実施形態において、外皮チューブ３０は、内層、外層の２層構造であったが、本実施形態では、内層として第１及び第２の内層４１Ａ、４１Ｂが設けられ、３層構造となる。すなわち、第２の実施形態における外皮チューブ３０は、第１の内層４１Ａと、第１の内層４１Ａの内側に設けられる第２の内層４１Ｂと、第１の内層４１Ａの外側に設けられた外層４２とから成る。

外層４２は、無機粉体充填剤を含有するエラストマーから形成されるとともに、第１の内層４１Ａは、無機粉体充填剤を含有しないエラストマーから形成される。外層４２、第１の内層４１Ａの構成はそれぞれ、第１の実施形態の外層３２、内層３１と同様であるので、その説明は省略する。

第２の内層４１Ｂは、無機粉体充填剤を含有するエラストマーから形成される。第２の内層４１Ｂに含有される無機粉体充填剤としては、上記したものが使用されるが、好ましくはカーボンブラックが使用される。第２の内層４１Ｂにおける無機粉体充填剤の含有量は従来公知の含有量であって、例えば３重量％以上である。

第２の内層４１Ｂを形成するエラストマーとしては、外層４２と同様のゴム、熱可塑性エラストマー等のエラストマーが使用されるが、好ましくはポリウレタンエラストマー、ポリエステルエラストマー等の熱可塑性エラストマー、さらに好ましくはポリエステルエラストマーが使用される。第２の内層４１Ｂにポリエステルエラストマーが使用されると、外皮チューブ３０のヒステリシスロスをさらに低減させることが可能である。

本実施形態では、第１の内層４１Ａの内側に、無機粉体充填剤を含有する第２の内層４１Ｂを設けることによって、外皮チューブ内周面の耐薬品性を向上させることができる。内視鏡１０では、湾曲部等から侵入した薬品が気体となって、外皮チューブの内周面に接触するおそれがあるが、内周面の耐薬品性を向上させておくと、内周面が上記気体によって浸食されることを防止できる。

図４は、第３の実施形態における可撓管１２の構造を示すための断面図である。本実施形態において、外皮チューブ３０は、第２の実施形態と同様に、第１及び第２の内層５１Ａ、５１Ｂ、外層５２から成る３層構造であるが、本実施形態では、第１及び第２の内層５１Ａ，５１Ｂがともに無機粉体充填剤を含有しないエラストマーから形成される。なお、第１及び第２の内層５１Ａ、５１Ｂを形成するエラストマーの種類は、第２の実施形態の内層４１Ａ、４１Ｂを形成するエラストマーと同様である。その他の構成は、第２の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。

本実施形態では、カーボンブラックを含有しない異なる特性を有する内層を２層設けることができるので、用途に合わせた特性を有する可撓管を設計しやすくなる。なお、本実施形態では、第１の内層５１Ａが無機粉体充填剤を含有するエラストマーから形成され、第２の内層５１Ｂが無機粉体充填剤を含有しないエラストマーから形成されても良い。

なお、外皮チューブ３０は、４層以上の層から構成されていても良い。この場合、４層のうち最も外側の層（外層）が、無機粉体充填剤を含有するエラストマーから形成される。さらに、他の層（すなわち、内層）のうち１層又は２層以上の内層が、無機粉体充填剤を含有しないエラストマーから形成され、その他の内層が無機粉体充填剤を含有するエラストマーから形成される。勿論、全ての内層が無機粉体充填剤を含有しないエラストマーから形成されても良い。

なお、外皮チューブ３０に使用されるポリウレタンエラストマーの市販品としては、日本ミラクトラン（株）製の商品名「ミラクトラン」、ディーアイシー バイエル ポリマー（株）製の商品名「デスモパン」「パンデックス」「テキシン」、大日精化工業（株）製の商品名「レザミン」が挙げられる。またポリエステルエラストマーの市販品としては、東レ・デュポン（株）製の商品名「ハイトレル」、東洋紡（株）製の商品名「ペルプレン」、三菱化学（株）製の 商品名「プリマロイ」が挙げられる。

以下本発明の実施例について説明するが、本発明は以下に説明する実施例に限定されるわけではない。なお、実施例で用いてポリウレタンエラストマー、ポリエステルエラストマーは上述した市販品を用いた。

［実施例１］
カーボンブラックを３重量％含有するショアＡ（Ｓｈｏｒｅ Ａ）硬度９５°のポリウレタンエラストマーを外層、無機粉体充填剤を含有しないショアＡ硬度８０°のポリウレタンエラストマーを内層とする２層構造の外皮チューブを、押出成形によって可撓管本体の外周に被覆させて、内視鏡可撓管を作製した。可撓管は、外径が１３．５ｍｍ、長さが１８００ｍｍ、外皮チューブの肉厚が、０．７０ｍｍであった。なお、硬度とはＪＩＳ Ｋ６２５３で測定されるものである。

［実施例２］
内層を無機粉体充填剤を含有しないショアＡ硬度８０°のポリエステルエラストマーで成形した以外は、実施例１と同様に実施した。

［実施例３］
内側から第２の内層、第１の内層、外層が設けられた３層構造の外皮チューブを、押出成形によって可撓管本体の外周に被覆させて、内視鏡可撓管を作製した。外層をカーボンブラックを３重量％含有するショアＡ硬度９５°のポリウレタンエラストマーで、第１の内層を無機粉体充填剤を含有しないショアＡ硬度９５°のポリエステルエラストマーで、第２の内層を無機粉体充填剤を含有しないショアＡ硬度８０°のポリエステルエラストマーで成形した。

［実施例４］
第１の内層を無機粉体充填剤を含有しないショアＡ硬度９５°のポリウレタンエラストマーで成形した以外は、実施例３と同様に実施した。

［実施例５］
第２の内層を無機粉体充填剤を含有するショアＡ硬度８０°のポリエステルエラストマーで成形した以外は、実施例３と同様に実施した。

［実施例６］
第２の内層を無機粉体充填剤を含有するショアＡ硬度８０°のポリエステルエラストマーで成形した以外は、実施例４と同様に実施した。

［比較例１］
内層もカーボンブラックを３重量％含有するショアＡ硬度９５°のポリウレタンエラストマーで成形した以外は、実施例１と同様に実施した。

［評価方法］
上記各実施例及び比較例の内視鏡可撓管のヒステリシスロスを以下の方法で評価した。図５、６に示すように、まず、テーブル６１の上に２本の支持円柱６２、６２を、水平にかつ互いに平行となるように並べる。次に支持円柱６２、６２に直交するように、可撓管６０を一直線状に配置し、可撓管６０の両端それぞれを、支持円柱６２、６２それぞれの上に載せる。このとき、可撓管６０は、支持円柱６２、６２に固定しない。次に、可撓管６０の長手方向における中央位置の上部に接する位置（原点位置）に直径５ｍｍの押込み圧子６３を配置する。その後、押し込み圧子６３を鉛直方向に２０ｍｍ／分の速度で２０ｍｍ押し込んだ後（３点曲げ）、２０ｍｍ／分の速度で２０ｍｍ引き上げ原点位置まで戻した。この押し込みと戻りを５回繰り返し、５回目のサイクルにおける押し込み時の加圧エネルギーと戻り時の除圧エネルギーとの差を、５回目の加圧エネルギーで除した値を算出し、ヒステリシスロスとした。結果を表１に示す。

以上の結果から明らかなように、各実施例では、内層にカーボンブラックを含有しない層を設けることにより、内視鏡可撓管におけるヒステリスロスを低減させることができた。また、実施例１、２から明らかなように、内層が１層の場合、内層をポリエステルエラストマーで形成したほうが、内層をポリウレタンエラストマーで形成したときに比べて、ヒステリシスロスをより低減させることができた。同様に、内層を２層設けた場合でも、２層ともポリエステルエラストマーで形成した実施例３、５のほうが、ポリエステルエラストマーの層を１層しか設けなかった実施例４、６よりもヒステリシスロスを低減させることができた。

１０ 内視鏡
１２ 可撓管
２０ 可撓管本体
３０ 外皮チューブ
３１ 内層（第１の内層）
３１Ａ 第１の内層
３１Ｂ 第２の内層
３２ 外層

Claims (7)

1. 可撓管本体と、前記可撓管本体の外周を被覆する外皮チューブとを備え、前記外皮チューブは、無機粉体充填剤を含有しないエラストマーから形成される第１の内層と、前記第１の内層の外側に設けられ、無機粉体充填剤を含有するエラストマーから形成される外層とを備えることを特徴とする内視鏡可撓管。
2. 前記第１の内層のさらに内側には、エラストマーから形成される第２の内層が設けられることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡可撓管。
3. 前記第２の内層は、無機粉体充填剤を含有するエラストマーから形成されることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡可撓管。
4. 前記第２の内層を形成するエラストマーは、少なくともポリウレタンエラストマー、及びポリエステルエラストマーのいずれかを含むことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡可撓管。
5. 前記第１の内層を形成するエラストマーは、少なくともポリウレタンエラストマー、及びポリエステルエラストマーのいずれかを含むことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡可撓管。
6. 前記外層を形成するエラストマーは、ポリウレタンエラストマーを含むことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡可撓管。
7. 前記外層に含有される無機粉体充填剤は、カーボンブラックであることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡可撓管。

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