JP2017007875A - Optical transmission body - Google Patents
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- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
Abstract
Description
本発明は、光伝送体、該光伝送体を用いたイメージガイド及びライトガイド並びにそれらを備えた内視鏡に関する。 The present invention relates to an optical transmission body, an image guide and a light guide using the optical transmission body, and an endoscope including them.
従来の内視鏡は、ガラスファイバーを複数本束ねたファイバーバンドルを挿入部に備えている。このファイバーバンドルは、例えばライトガイドやイメージガイドとして用いられる。内視鏡に備えられたライトガイドは、光源から先端部へ照明光を伝達し、観察を可能にする。 A conventional endoscope includes a fiber bundle in which a plurality of glass fibers are bundled in an insertion portion. This fiber bundle is used as a light guide or an image guide, for example. The light guide provided in the endoscope transmits illumination light from the light source to the distal end portion and enables observation.
一般に、ガラスファイバーは優れた光透過性及び配光特性を有しているが、硬く且つ柔軟性が低いという性質を有している。そのため、内視鏡内部でガラスファイバーが折れやすいという問題がある。特に、内視鏡の先端部は鋭く曲げる操作が繰り返されるため、先端部においてガラスファイバーが折れやすい。また、内視鏡の内部においても、ガラスファイバーが互いに擦れ合うことにより折れることがある。ファイバーバンドルを構成するガラスファイバーのうち、折れたものが増加すると、十分な照明光が伝達されなくなり、内視鏡の観察性能が低下するという問題がある。 In general, glass fibers have excellent light transmission and light distribution characteristics, but are hard and have low flexibility. Therefore, there is a problem that the glass fiber is easily broken inside the endoscope. Particularly, since the operation of bending the distal end portion of the endoscope sharply is repeated, the glass fiber is easily broken at the distal end portion. Further, even inside the endoscope, the glass fibers may be broken by rubbing each other. When the number of broken glass fibers constituting the fiber bundle increases, there is a problem that sufficient illumination light is not transmitted and the observation performance of the endoscope is deteriorated.
特許文献１は、このような問題を解決したファイバーバンドルを開示している。具体的には、フッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物を含む被覆層を外周面に有するガラスファイバーを複数本束ねたファイバーバンドルを開示している。このファイバーバンドルは、優れた耐久性、耐摩耗性及び潤滑性を有しており、ガラスファイバーの折れや劣化を低減することが可能である。 Patent document 1 is disclosing the fiber bundle which solved such a problem. Specifically, a fiber bundle in which a plurality of glass fibers having a coating layer containing a fluorine-substituted alkyl group-containing organosilicon compound on the outer peripheral surface is bundled is disclosed. This fiber bundle has excellent durability, wear resistance and lubricity, and can reduce breakage and deterioration of the glass fiber.
しかしながら、被覆層がフッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物を含む場合、ガラスファイバーの表面にフッ素アルキル基が存在するため、潤滑性が極めて高い。そのため、ガラスファイバー同士を接着する際の接着性が十分に得られない場合がある。接着性が不十分であると、ファイバーバンドルの端面の成型や研磨などの加工が困難である。よって、優れた耐久性、耐摩耗性及び潤滑性を有すると同時に、高い接着性を有するガラスファイバーを開発することが必要とされている。また、表面の接着性を高めたガラスファイバーは、一般的に表面にべたつきが生じるため、取り扱いが困難である。この場合、作業性が低下し、ファイバーバンドルの加工作業時間が増加するなどの問題が生じる。よって、接着性を向上させつつも、作業性を低下させないことが必要である。 However, when the coating layer contains a fluorine-substituted alkyl group-containing organosilicon compound, the lubricity is extremely high because a fluorine alkyl group is present on the surface of the glass fiber. For this reason, there may be a case where sufficient adhesion is not obtained when the glass fibers are bonded to each other. If the adhesiveness is insufficient, it is difficult to mold or polish the end face of the fiber bundle. Therefore, it is necessary to develop a glass fiber having excellent durability, wear resistance and lubricity, and at the same time having high adhesion. In addition, glass fibers with improved surface adhesion are generally sticky on the surface and are difficult to handle. In this case, problems such as reduced workability and increased processing time of the fiber bundle occur. Therefore, it is necessary not to deteriorate the workability while improving the adhesiveness.
そこで、本発明では、従来の作業性を維持しつつも、優れた耐久性、耐摩耗性及び潤滑性と、優れた接着性とを両立した光伝送体と、該光伝送体を用いたファイバーバンドルならびに内視鏡を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, an optical transmission body that achieves both excellent durability, wear resistance and lubricity, and excellent adhesiveness while maintaining conventional workability, and a fiber using the optical transmission body An object is to provide a bundle and an endoscope.
本発明の一側面によると、第１のガラスから成るコア、及び、第２のガラスから成り、前記コアの外周面を被覆するクラッドから構成されるファイバー素線と、前記クラッドの外周面を被覆している被覆層とを具備しており、前記被覆層は、末端に官能基を有する複数の有機ケイ素化合物分子と、複数の非イオン性界面活性剤分子とを含み、前記有機ケイ素化合物分子は、前記クラッドにシロキサン結合していることを特徴とする光伝送体が提供される。 According to one aspect of the present invention, a fiber strand composed of a first glass core and a second glass clad covering the outer peripheral surface of the core, and an outer peripheral surface of the cladding are covered. The coating layer includes a plurality of organosilicon compound molecules having a functional group at a terminal and a plurality of nonionic surfactant molecules, and the organosilicon compound molecules include There is provided an optical transmission body characterized by having a siloxane bond to the cladding.
本発明によれば、従来の作業性を維持しつつも、優れた耐久性、耐摩耗性及び潤滑性を有し、さらに、高い接着性を有する光伝送体が提供される。また、該光伝送体を用いたファイバーバンドル及び、該ファイバーバンドルを備えた内視鏡が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while maintaining the conventional workability | operativity, it has the outstanding durability, abrasion resistance, and lubricity, Furthermore, the optical transmission body which has high adhesiveness is provided. In addition, a fiber bundle using the optical transmission body and an endoscope including the fiber bundle are provided.
＜第１実施形態＞
第１実施形態に従って、光伝送体が提供される。以下、本実施形態の光伝送体について、図面を参照して説明する。図１は、光伝送体１０の軸方向の断面図であり、図２は、図１中の破線で囲まれた領域Ａの拡大図である。
<First Embodiment>
According to a first embodiment, an optical transmission body is provided. Hereinafter, the optical transmission body of the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of the optical transmission body 10 in the axial direction, and FIG. 2 is an enlarged view of a region A surrounded by a broken line in FIG.
図１に示すように、光伝送体１０は、ファイバー素線１３及び被覆層１４を含む。軸方向に垂直な断面の形状は、特に制限されず、例えば円形又は方形であってよい。ファイバー素線１３は、光伝送体１０において、主に光の伝送を担う。ファイバー素線１３は、第１のガラスから成るコア１１と、第２のガラスから成り、コア１１の外周面を被覆するクラッド１２とにより構成される。第１のガラス及び第２のガラスは光透過性が高いことが好ましい。第１のガラス及び第２のガラスとして、例えば、添加物を含む石英ガラスを用いることができる。ただし、第１のガラスには、第２のガラスよりも屈折率が高いガラスを用いる。 As shown in FIG. 1, the optical transmission body 10 includes a fiber strand 13 and a coating layer 14. The shape of the cross section perpendicular to the axial direction is not particularly limited, and may be, for example, a circle or a rectangle. The fiber strand 13 is mainly responsible for light transmission in the optical transmission body 10. The fiber strand 13 includes a core 11 made of the first glass and a clad 12 made of the second glass and covering the outer peripheral surface of the core 11. It is preferable that the first glass and the second glass have high light transmittance. For example, quartz glass containing an additive can be used as the first glass and the second glass. However, a glass having a higher refractive index than the second glass is used for the first glass.
被覆層１４は、クラッド１２の外周面を被覆している。被覆層１４は、ファイバー素線１３を保護し、耐久性、耐摩耗性及び潤滑性を付与する。被覆層１４は、末端に官能基Ｇを有する複数の有機ケイ素化合物分子と、複数の非イオン性界面活性剤分子とを含んでいる。 The coating layer 14 covers the outer peripheral surface of the cladding 12. The coating layer 14 protects the fiber strand 13 and imparts durability, wear resistance, and lubricity. The coating layer 14 includes a plurality of organosilicon compound molecules having a functional group G at the terminal and a plurality of nonionic surfactant molecules.
有機ケイ素化合物分子は、下記一般式（Ｉ）により表すことができる。
式（Ｉ）中、Ｇは有機ケイ素化合物分子の末端に位置する官能基を表す。Ｌは、Ｓｉ原子と末端の官能基とを繋ぐ連結部を表す。ｎは、有機ケイ素化合物分子に含まれる官能基Ｇの数を表し、１〜１０の整数である。なお、本実施形態で用いられる有機ケイ素化合物分子としては、フッ素置換されていない分子を用いる。 In formula (I), G represents a functional group located at the end of the organosilicon compound molecule. L represents a connecting portion that connects the Si atom and the terminal functional group. n represents the number of functional groups G contained in the organosilicon compound molecule and is an integer of 1 to 10. In addition, as the organosilicon compound molecule used in this embodiment, a molecule not substituted with fluorine is used.
図２に、クラッド１２にシロキサン結合している有機ケイ素化合物分子の模式図を示す。図２において、Ｇは官能基を示し、Ｌは、Ｓｉ原子と官能基Ｇとの間の連結部を指す。 FIG. 2 shows a schematic diagram of an organosilicon compound molecule having a siloxane bond with the cladding 12. In FIG. 2, G represents a functional group, and L represents a connecting portion between the Si atom and the functional group G.
図２に示すように、有機ケイ素化合物分子は、分子中のＳｉ原子がクラッドの表面とシロキサン結合（−Ｓｉ−Ｏ−）を生じ、これによってクラッドに固定されている。被覆層１４を構成する複数の有機ケイ素化合物分子は、複数の分子が互いに結合していてもよく、この場合、例えばケイ素原子がシロキサン結合することにより互いに連結されていてよい。また、被覆層１４には、１分子が独立して存在する有機ケイ素化合物分子が存在していてもよい。また、有機ケイ素化合物分子は、Ｓｉ原子を共有する２つ以上のシロキサン結合を介してクラッド１２に結合していてもよい。 As shown in FIG. 2, in the organosilicon compound molecule, Si atoms in the molecule generate a siloxane bond (—Si—O—) with the surface of the clad, thereby being fixed to the clad. The plurality of organosilicon compound molecules constituting the coating layer 14 may be bonded to each other. In this case, for example, the silicon atoms may be linked to each other by siloxane bonding. In addition, organosilicon compound molecules in which one molecule exists independently may exist in the coating layer 14. Further, the organosilicon compound molecule may be bonded to the clad 12 via two or more siloxane bonds sharing Si atoms.
有機ケイ素化合物分子中のＳｉ原子は、クラッド１２との結合を生じていない加水分解基、例えば、塩素基やアルコキシ基などを有していても良い。結合を生じていない加水分解基は空気中または水溶媒中の水分と加水分解し、有機ケイ素化合物分子中のＳｉ原子に水酸基を形成する。この水酸基は、隣接するＳｉ原子の有する水酸基と脱水縮合を生じ、−Ｓｉ−Ｏ−結合を生じていてもよい。また、この水酸基は、クラッド１２の表面に存在する水酸基との間で脱水縮合を生じ、−Ｓｉ−Ｏ−結合を生じていてもよい。 Si atoms in the organosilicon compound molecule may have a hydrolyzable group that does not form a bond with the clad 12, such as a chlorine group or an alkoxy group. Hydrolyzed groups that are not bonded to each other hydrolyze with moisture in the air or water solvent to form a hydroxyl group on the Si atom in the organosilicon compound molecule. This hydroxyl group may be dehydrated and condensed with a hydroxyl group of an adjacent Si atom to form a —Si—O— bond. Further, this hydroxyl group may undergo dehydration condensation with a hydroxyl group present on the surface of the clad 12 to form a —Si—O— bond.
有機ケイ素化合物分子は、これに限定されないが、分子量が２００以上である分子であることが好ましい。分子量が２００以上である有機ケイ素化合物分子を用いることにより、１分子が被覆する面積が大きくなるため、クラッドの表面を被覆する効果がより高くなり、隙間なく被覆層を形成することが出来る。それ故、光伝送体の耐久性及び耐摩耗性をより向上させることができる。 The organosilicon compound molecule is not limited to this, but is preferably a molecule having a molecular weight of 200 or more. By using an organosilicon compound molecule having a molecular weight of 200 or more, the area covered by one molecule is increased, so that the effect of covering the surface of the clad is further increased, and a coating layer can be formed without a gap. Therefore, the durability and wear resistance of the optical transmission body can be further improved.
連結部Ｌは、主として炭素鎖からなるが、炭素原子以外に酸素原子及び／又は窒素原子を含んでいてもよい。連結部Ｌは、直鎖であってもよく、分枝鎖であってもよい。 The connection part L mainly consists of carbon chains, but may contain oxygen atoms and / or nitrogen atoms in addition to carbon atoms. The connecting portion L may be a straight chain or a branched chain.
連結部Ｌは、一般式（ＩＩ）により表される繰り返し単位を含むことが好ましい。
連結部Ｌがこのような繰り返し単位を含むことにより１分子が被覆する面積が大きくなるため、クラッドの表面を被覆する効果がより高くなる。
或いは、連結部Ｌは、炭素数が１のアルキル基であってもよい。
When the connecting portion L includes such a repeating unit, the area covered by one molecule is increased, so that the effect of covering the surface of the clad is further increased.
Alternatively, the connecting portion L may be an alkyl group having 1 carbon atom.
有機ケイ素化合物分子の例には、2-(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、及び、下記の一般式（ＩＩＩ）又は（Ｖ）により表される化合物が含まれる。 Examples of the organosilicon compound molecule include 2- (3,4 epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and a compound represented by the following general formula (III) or (V).
式（ＩＩＩ）中、Ｒは水素原子、グリシジル基、及び下記式（ＩＶ）により表される基から選択され、Ｒの少なくとも１つは下記式（ＩＶ）により表される基であり、Ｒの少なくとも２つはグリシジル基であり、ａは１≦ａ≦１００の数である。 In the formula (III), R is selected from a hydrogen atom, a glycidyl group, and a group represented by the following formula (IV), and at least one of R is a group represented by the following formula (IV), At least two are glycidyl groups, and a is a number satisfying 1 ≦ a ≦ 100.
式（ＩＶ）中、Ｒ’は炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ｘは水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基を示し、ｎは１〜３の整数であり、ｍは１〜１０の整数である。 In formula (IV), R ′ represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, X represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, n is an integer of 1 to 3, m is 1 to It is an integer of 10.
式（Ｖ）中、Ｒは水素原子、グリシジル基、及び上記式（ＩＶ）により表される基から選択され、Ｒの少なくとも１つは上記式（ＩＶ）の基であり、Ｒの少なくとも２つはグリシジル基であり、ＡＯは炭素数２〜６のアルキレンオキシド構造基であり、ｂ、ｃ、ｄ、ｅはそれぞれ４≦ｂ≦１０、０≦ｃ≦１０、０≦ｄ≦１０、０≦ｅ≦１０の数である。 In the formula (V), R is selected from a hydrogen atom, a glycidyl group, and a group represented by the above formula (IV), at least one of R is a group of the above formula (IV), and at least two of R Is a glycidyl group, AO is an alkylene oxide structure group having 2 to 6 carbon atoms, b, c, d, and e are 4 ≦ b ≦ 10, 0 ≦ c ≦ 10, 0 ≦ d ≦ 10, 0 ≦, respectively. e ≦ 10.
有機ケイ素化合物分子に含まれる官能基Ｇは、９以上１２以下の溶解度パラメータ（ＳＰ値）を有することが好ましい。ＳＰ値が近い化合物同士は相性がよく、濡れ性も上がる為、良好な接着性を示す。ＳＰ値が９〜１２である有機ケイ素化合物分子に含まれる官能基Ｇは、光伝送体の接着に好適に用いられるエポキシ系の接着剤と良好な接着性を有する。なお、ＳＰ値は、Fedorsによる蒸発エネルギーとモル体積より求められる。ＳＰ値が９以上１２以下の官能基の例には、エポキシ基、アミノ基、メルカプト基及びイソシアネート基が含まれる。官能基Ｇは、エポキシ基又はアミノ基であることがより好ましい。これらの基を有する有機ケイ素化合物分子を用いることにより、有機溶媒を使用せずに被覆層を形成することができる。官能基Ｇの数が多いほど接着性が向上するため、有機ケイ素化合物分子は２個以上１０個以下の官能基Ｇを有することが好ましい。 The functional group G contained in the organosilicon compound molecule preferably has a solubility parameter (SP value) of 9 or more and 12 or less. Since compounds having close SP values have good compatibility and increase wettability, they exhibit good adhesion. The functional group G contained in the organosilicon compound molecule having an SP value of 9 to 12 has good adhesiveness with an epoxy-based adhesive suitably used for adhesion of an optical transmission body. In addition, SP value is calculated | required from the evaporation energy and molar volume by Fedors. Examples of the functional group having an SP value of 9 or more and 12 or less include an epoxy group, an amino group, a mercapto group, and an isocyanate group. The functional group G is more preferably an epoxy group or an amino group. By using organosilicon compound molecules having these groups, a coating layer can be formed without using an organic solvent. Since the adhesiveness improves as the number of functional groups G increases, the organosilicon compound molecule preferably has 2 or more and 10 or less functional groups G.
被覆層１４に含まれる非イオン性界面活性剤は、クラッドと化学的に結合しないものを用いることが好ましい。このような非イオン性界面活性剤は、光伝送体の所望の部分を洗浄することにより除去することが可能となる。例えば、親水性基としてポリエチレンオキサイドを有するものが好ましい。また、疎水性基として、炭素数が８以上１８以下である、アルキル基または多環フェニル基を有することが好ましい。これにより、ファイバー表面の潤滑性を向上することが出来る。 The nonionic surfactant contained in the coating layer 14 is preferably one that does not chemically bond to the cladding. Such a nonionic surfactant can be removed by washing a desired portion of the optical transmission body. For example, what has a polyethylene oxide as a hydrophilic group is preferable. The hydrophobic group preferably has an alkyl group or a polycyclic phenyl group having 8 to 18 carbon atoms. Thereby, the lubricity of the fiber surface can be improved.
非イオン性界面活性剤分子として、例えば、ポリオキシエチレンモノオレート、ポリエチレン多環フェニルエーテルを使用することができる。 As the nonionic surfactant molecule, for example, polyoxyethylene monooleate or polyethylene polycyclic phenyl ether can be used.
非イオン性界面活性剤分子は、８以上〜１８以下のＨＬＢ値を有することが好ましく、１５以下のＨＬＢ値を有することがより好ましく、１３以下のＨＬＢ値を有することがさらに好ましく、１２以下のＨＬＢ値を有することがさらにより好ましい。ＨＬＢ値が８以上である非イオン性界面活性剤分子は水に分散するため、有機溶媒を使用せずに被覆層を形成することができる。一方、ＨＬＢ値が低いほど、非イオン性界面活性剤分子の疎水性が高いため、潤滑性を向上させることができる。なお、ここでのＨＬＢ値はグリフィン式により算出した値である。 The nonionic surfactant molecule preferably has an HLB value of 8 or more and 18 or less, more preferably 15 or less, further preferably 13 or less, and more preferably 12 or less. Even more preferably, it has an HLB value. Since nonionic surfactant molecules having an HLB value of 8 or more are dispersed in water, a coating layer can be formed without using an organic solvent. On the other hand, the lower the HLB value, the higher the hydrophobicity of the nonionic surfactant molecule, so that the lubricity can be improved. Here, the HLB value is a value calculated by the Griffin equation.
被覆層１４は、図２に示すように、有機ケイ素化合物分子を含む保護層１５と、保護層１５を被覆しており、非イオン性界面活性剤分子を含む表面層１６とにより構成されている。光伝送体の表面に非イオン性界面活性剤分子を含む表面層１６が存在することにより、極めて高い潤滑性を有することができる。 As shown in FIG. 2, the coating layer 14 is composed of a protective layer 15 containing an organosilicon compound molecule and a surface layer 16 covering the protective layer 15 and containing a nonionic surfactant molecule. . Due to the presence of the surface layer 16 containing nonionic surfactant molecules on the surface of the optical transmission body, extremely high lubricity can be obtained.
保護層１５は、有機ケイ素化合物分子のみから構成されていてもよく、或いは、主として有機ケイ素化合物分子を含み、他の成分として非イオン性界面活性剤及び／またはさらに他の成分を含んでいてもよい。 The protective layer 15 may be composed only of an organosilicon compound molecule, or may mainly contain an organosilicon compound molecule, and may contain a nonionic surfactant and / or other components as other components. Good.
表面層１６は、非イオン性界面活性剤分子のみから構成されていてもよく、或いは、主として非イオン性界面活性剤分子を含み、さらに、有機ケイ素化合物分子以外の他の成分を含んでいてもよい。 The surface layer 16 may be composed of only nonionic surfactant molecules, or may mainly include nonionic surfactant molecules, and may further include other components other than organosilicon compound molecules. Good.
被覆層１４の厚さは、特に限定されないが、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることがより好ましい。被覆層１４が薄すぎると、ファイバー素線を保護する役割を十分に達成できない。一方、厚すぎると、光伝送体の断面に占めるファイバー素線１３の面積の割合が小さくなり、光の伝送効率が低下する可能性がある。 The thickness of the coating layer 14 is not particularly limited, but is preferably 1 nm or more and 100 nm or less, and more preferably 1 nm or more and 10 nm or less. If the coating layer 14 is too thin, the role of protecting the fiber strand cannot be sufficiently achieved. On the other hand, if it is too thick, the ratio of the area of the fiber strand 13 to the cross section of the optical transmission body becomes small, which may reduce the light transmission efficiency.
以上に説明したように、本実施形態による光伝送体１０は、有機ケイ素化合物分子を含む保護層１５と非イオン性界面活性剤を主として含む表面層１６とによって構成される被覆層１４を有している。保護層１５によってファイバー素線を保護することにより、耐久性及び耐摩耗性を向上させることができる。また、表面層１６が存在することにより、潤滑性が向上し、光伝送体同士の接触面や、光伝送体と他の部材との間に働く摩擦力を低減させることができる。それ故、ファイバーを束ねて金属管に挿入する口金入れ工程や、ファイバーを束ねて外装チューブに挿入する外装チューブ挿入工程における作業性が向上し、また、手扱いする際の作業性も向上する。さらに、非イオン性界面活性剤を主として含む表面層１６は、光伝送体１０を洗浄することにより除去することが可能である。そのため、光伝送体１０の所望の位置を洗浄することにより、該位置において高い接着性を確保することができる。 As described above, the optical transmission body 10 according to the present embodiment has the coating layer 14 constituted by the protective layer 15 containing the organosilicon compound molecules and the surface layer 16 mainly containing the nonionic surfactant. ing. Protecting the fiber strands with the protective layer 15 can improve durability and wear resistance. Further, the presence of the surface layer 16 improves the lubricity, and can reduce the contact surface between the optical transmission bodies and the frictional force acting between the optical transmission body and another member. Therefore, the workability in the cap insertion process in which the fibers are bundled and inserted into the metal tube and the outer tube insertion process in which the fibers are bundled and inserted into the outer tube is improved, and the workability in handling by hand is also improved. Furthermore, the surface layer 16 mainly containing a nonionic surfactant can be removed by washing the optical transmission body 10. Therefore, by cleaning a desired position of the optical transmission body 10, high adhesion can be ensured at the position.
また、図２に示すように、クラッド１２の外周面にはミクロな傷１７が存在することがある。有機ケイ素化合物分子は、例えばＳｉ原子を共有する２つのシロキサン結合が傷１７を覆うことにより、ファイバー素線１３を折れにくくすることができる。よって、光伝送体の耐久性をさらに向上させることができる。 In addition, as shown in FIG. 2, micro scratches 17 may exist on the outer peripheral surface of the clad 12. The organosilicon compound molecule can make the fiber strand 13 difficult to break, for example, when two siloxane bonds sharing Si atoms cover the scratch 17. Therefore, the durability of the optical transmission body can be further improved.
好ましい態様において、光伝送体は鉛を含まない鉛非含有ファイバー素線により構成される。近年では鉛等の有害物質に対する規制が厳しくなっているため、鉛非含有ファイバー素線に対する要求が高まっている。しかし、鉛を含まないファイバー素線は、鉛を含むファイバー素線よりも硬く、柔軟性が低いため、耐久性が低いという問題がある。 In a preferred embodiment, the optical transmission body is constituted by a lead-free fiber strand not containing lead. In recent years, regulations on harmful substances such as lead have become stricter, and therefore the demand for lead-free fiber strands has increased. However, since the fiber strand not containing lead is harder and less flexible than the fiber strand containing lead, there is a problem that durability is low.
しかしながら、本実施形態に従って、有機ケイ素化合物分子と非イオン性界面活性剤分子を含む被覆層でファイバー素線を被覆することにより、鉛を含まないファイバー素線であっても十分な耐久性、耐摩耗性、潤滑性を備えることができる。 However, according to the present embodiment, the fiber strand is coated with a coating layer containing an organosilicon compound molecule and a nonionic surfactant molecule, so that even a fiber strand not containing lead has sufficient durability and resistance. Wear and lubricity can be provided.
一つの態様において、各光伝送体１０は、外周面に固体潤滑剤が塗布されていてもよい。固体潤滑剤が被覆層１４の表面に存在することにより、光伝送体にさらに潤滑性を付与し、光伝送体同士の接触面に働く摩擦力をより低減させることができる。これにより、折れに対する耐性を付与することができる。また、複数の光伝送体を束ねた際に光伝送体同士が密着することを防ぎ、高温高圧水蒸気（オートクレーブ）や薬液による洗浄、消毒及び／又は滅菌操作に供しても固着することを防ぐことができる。 In one embodiment, each optical transmission body 10 may be coated with a solid lubricant on the outer peripheral surface. The presence of the solid lubricant on the surface of the coating layer 14 can further impart lubricity to the optical transmission bodies and further reduce the frictional force acting on the contact surfaces between the optical transmission bodies. Thereby, the tolerance with respect to bending can be provided. Moreover, when a plurality of optical transmission bodies are bundled, the optical transmission bodies are prevented from adhering to each other, and are prevented from sticking even when subjected to cleaning, disinfection and / or sterilization operations using high-temperature and high-pressure steam (autoclave) or chemicals. Can do.
固体潤滑剤として、タルク、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、ポリフッ化エチレン等のフッ化物樹脂、ポリアセタール、又はカーボングラファイト等を用いることができる。 As the solid lubricant, talc, boron nitride, molybdenum disulfide, a fluoride resin such as polyfluorinated ethylene, polyacetal, or carbon graphite can be used.
他の態様において、各光伝送体１０は、固体潤滑剤が塗布されていなくてもよい。即ち、被覆層１４が、光伝送体１０の最外周に存在していてもよい。第１実施形態に従う光伝送体１０は、十分な耐久性、耐摩耗性、潤滑性を有しているため、固体潤滑剤をさらに塗布することなく所望の性能を得ることができる。 In another aspect, each light transmission body 10 may not be coated with a solid lubricant. That is, the coating layer 14 may exist on the outermost periphery of the optical transmission body 10. Since the optical transmission body 10 according to the first embodiment has sufficient durability, wear resistance, and lubricity, desired performance can be obtained without further application of a solid lubricant.
本実施形態における光伝送体は、光波、信号、像などを伝搬させる光導波路として使用することができる。具体的には、光ファイバーとして、又は、ライトガイド、イメージガイド、光ファイバセンサー等において用いることができる。 The optical transmission body in the present embodiment can be used as an optical waveguide that propagates light waves, signals, images, and the like. Specifically, it can be used as an optical fiber or in a light guide, an image guide, an optical fiber sensor, or the like.
本実施形態の光伝送体は、以下の方法によって製造することができる。まず、末端に官能基を有し、且つ、ケイ素原子に結合した加水分解基を有する有機ケイ素化合物分子と、非イオン性界面活性剤とを、溶媒に溶解して処理液を調製する。溶媒として、任意の有機溶媒又は水を用いることができるが、水を用いることがより好ましい。処理液には、必要に応じて他の成分を添加してもよい。 The optical transmission body of this embodiment can be manufactured by the following method. First, a treatment liquid is prepared by dissolving an organosilicon compound molecule having a functional group at the terminal and having a hydrolyzable group bonded to a silicon atom, and a nonionic surfactant in a solvent. Although any organic solvent or water can be used as the solvent, it is more preferable to use water. You may add another component to a process liquid as needed.
有機ケイ素化合物分子の加水分解基は、例えば−ＯＲ基であってよい。この基が空気中、水溶媒中の水分と加水分解し、水酸基を形成する。この水酸基がクラッド１２の表面に存在する水酸基と脱水縮合してシロキサン結合を生じる。Ｒは、炭素数が１以上３以下のアルキル基であってよい。炭素数が３以下であると、加水分解反応が速やかに生じるため、より好ましい。−ＯＲ基として、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基から選択される少なくとも一つの基を用いることができる。 The hydrolyzable group of the organosilicon compound molecule may be, for example, an —OR group. This group hydrolyzes with moisture in the air or water solvent to form a hydroxyl group. This hydroxyl group is dehydrated and condensed with the hydroxyl group present on the surface of the cladding 12 to form a siloxane bond. R may be an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. It is more preferable that the number of carbon atoms is 3 or less because a hydrolysis reaction occurs rapidly. As the —OR group, for example, at least one group selected from a methoxy group, an ethoxy group, and a propoxy group can be used.
処理液中の有機ケイ素化合物分子の濃度は、１質量％〜１０質量％の範囲であることが好ましい。濃度がこのような範囲内である場合、有機ケイ素化合物分子が適切な密度で被覆層を構成するため、十分な耐久性、耐摩耗性が得られると共に、被覆層が剥がれにくくなる。 The concentration of the organosilicon compound molecules in the treatment liquid is preferably in the range of 1% by mass to 10% by mass. When the concentration is within such a range, the organosilicon compound molecules constitute the coating layer at an appropriate density, so that sufficient durability and wear resistance are obtained, and the coating layer is difficult to peel off.
処理液中の非イオン性界面活性剤の濃度は、０．５質量％〜５質量％の範囲であることが好ましい。濃度がこのような範囲内である場合、有機ケイ素化合物分子を溶液内で十分に分散できる。また、非イオン性界面活性剤がクラッド上に適切な密度で被覆層を構成するため、極めて高い潤滑性を得ることができ、口金入れ、外装チューブ挿入、手扱いなどの際の作業性も向上する。 The concentration of the nonionic surfactant in the treatment liquid is preferably in the range of 0.5% by mass to 5% by mass. When the concentration is within such a range, the organosilicon compound molecules can be sufficiently dispersed in the solution. In addition, a nonionic surfactant forms a coating layer on the clad with an appropriate density, so that extremely high lubricity can be obtained, and workability during cap insertion, external tube insertion, hand handling, etc. is improved. To do.
処理液中の有機ケイ素化合物分子と非イオン性界面活性剤の濃度（質量％）の比は、１：１５〜１５：１の範囲であることが好ましい。このような範囲である場合、良好な被覆層を形成することができる。 The ratio of the concentration (% by mass) of the organosilicon compound molecule to the nonionic surfactant in the treatment liquid is preferably in the range of 1:15 to 15: 1. In such a range, a good coating layer can be formed.
次に、ファイバー素線に処理液を塗布する。塗布方法は、特に限定されず、例えば、ダイスコート法、スプレー法、ディッピング法又はシャワー法により塗布することができる。ダイスコート法とは、処理液をダイスに供給しつつ、ダイス中にファイバー素線を通して、ファイバー素線表面に被覆層を形成する方法である。スプレー法とは、ファイバー素線表面に処理液を吹き付ける方法である。ディッピング法とは、処理液中にファイバー素線を浸漬する方法である。シャワー法とは、処理液のシャワー中にファイバー素線を通す方法である。 Next, a treatment liquid is applied to the fiber strand. The application method is not particularly limited, and can be applied by, for example, a die coating method, a spray method, a dipping method, or a shower method. The die coating method is a method of forming a coating layer on the surface of the fiber strand by supplying the treatment liquid to the die and passing the fiber strand through the die. The spray method is a method of spraying a treatment liquid onto the surface of the fiber strand. The dipping method is a method of immersing a fiber strand in a processing solution. The shower method is a method in which a fiber strand is passed during the shower of the treatment liquid.
次いで、塗布した処理液を乾燥することにより、ファイバー素線に被覆層を形成することができる。以上の方法により、光伝送体を製造することができる。 Next, by drying the applied treatment liquid, a coating layer can be formed on the fiber strand. An optical transmission body can be manufactured by the above method.
図６及び図７に、従来の光伝送体を例示する。図６は、被覆層を有さない光伝送体２０の軸方向の断面図である。光伝送体２０は、コア２１及びクラッド２２のみからなる。図７は、被覆層３３を有する光伝送体３０の軸方向の断面図である。光伝送体３０は、コア２１及びクラッド２２からなるファイバー素線と、フッ素アルキルシランからなる被覆層３３とを有する。 6 and 7 illustrate a conventional optical transmission body. FIG. 6 is a cross-sectional view in the axial direction of the optical transmission body 20 having no coating layer. The optical transmission body 20 includes only a core 21 and a clad 22. FIG. 7 is a cross-sectional view in the axial direction of the optical transmission body 30 having the coating layer 33. The optical transmission body 30 includes a fiber strand made of the core 21 and the clad 22 and a coating layer 33 made of fluorine alkylsilane.
図６のような被覆層を有さない光伝送体２０は、耐久性、耐摩耗性及び潤滑性が不十分である。特に、鉛非含有ガラスから成るファイバー素線は、鉛含有ガラスから成るファイバー素線と比較して、物性的に硬く、柔軟性が低い。よって、鉛非含有ガラスから成るファイバー素線を用いた場合、光伝送体２０は内視鏡の内部で極めて折れやすい。 The optical transmission body 20 having no coating layer as shown in FIG. 6 has insufficient durability, wear resistance and lubricity. In particular, fiber strands made of lead-free glass are harder in physical properties and less flexible than fiber strands made of lead-containing glass. Therefore, when the fiber strand made of lead-free glass is used, the optical transmission body 20 is very easily broken inside the endoscope.
一方、図７のような光伝送体３０は、フッ素アルキルシランから成る被覆層３３を備えているため、優れた耐久性、耐摩耗性及び潤滑性を有している。しかしながら、被覆層３３中のフッ素アルキル基が光伝送体３０の表面に露出していることにより、複数の光伝送体を束ねたときの光伝送体間の接着性が低い。 On the other hand, since the optical transmission body 30 as shown in FIG. 7 includes the coating layer 33 made of fluorine alkylsilane, it has excellent durability, wear resistance, and lubricity. However, since the fluorine alkyl group in the coating layer 33 is exposed on the surface of the optical transmission body 30, the adhesiveness between the optical transmission bodies when a plurality of optical transmission bodies are bundled is low.
内視鏡に使用するためのファイバーバンドルを製造する際、一般に、複数の光伝送体を束ね、外装チューブに収容した後、端部を研磨する。これにより、個々の光伝送体の端面が磨かれて光透過性が向上するとともに、複数の光伝送体の端面の位置を揃えることができる。しかしながら、フッ素アルキルシラン層を有する光伝送体３０のように、光伝送体間の接着性が低い場合、個々の光伝送体を固定しにくいため、研磨が困難である。それ故、個々の光伝送体の端面の縁が削られたり、光伝送体の一部が埋まったりする場合がある。よって、高い観察性能を有する内視鏡を提供できないおそれがある。 When manufacturing a fiber bundle for use in an endoscope, generally, a plurality of optical transmission bodies are bundled and accommodated in an outer tube, and then the end portion is polished. As a result, the end faces of the individual optical transmission bodies are polished to improve the light transmission, and the positions of the end faces of the plurality of optical transmission bodies can be aligned. However, when the adhesiveness between the optical transmission bodies is low like the optical transmission body 30 having the fluorine alkylsilane layer, it is difficult to polish the individual optical transmission bodies because it is difficult to fix the individual optical transmission bodies. Therefore, the edge of the end face of each optical transmission body may be scraped or a part of the optical transmission body may be buried. Therefore, there is a possibility that an endoscope having high observation performance cannot be provided.
これに対し、本実施形態に係る光伝送体では、優れた耐久性、耐摩耗性及び潤滑性を有しながらも、高い接着性を有するため、端部の適切な研磨が可能となる。このような光伝送体を用いることにより、優れた耐久性及び光透過性を有するイメージガイド及びライトガイドを提供することが可能である。またさらに、このようなイメージガイド及びライトガイドを用いることにより、優れた観察性能を有する内視鏡を提供することができる。 On the other hand, since the optical transmission body according to the present embodiment has high durability while having excellent durability, wear resistance, and lubricity, it is possible to appropriately polish the end portion. By using such an optical transmission body, it is possible to provide an image guide and a light guide having excellent durability and light transmittance. Furthermore, by using such an image guide and a light guide, an endoscope having excellent observation performance can be provided.
＜第２実施形態＞
第２実施形態に従って、ファイバーバンドルおよび該ファイバーバンドルを備えた内視鏡が提供される。ファイバーバンドルは、第１実施形態に係る光伝送体を複数本まとめたものである。本実施形態に従うファイバーバンドルは、イメージガイドまたはライトガイドとして用いることができる。
Second Embodiment
According to the second embodiment, a fiber bundle and an endoscope including the fiber bundle are provided. The fiber bundle is a collection of a plurality of optical transmission bodies according to the first embodiment. The fiber bundle according to the present embodiment can be used as an image guide or a light guide.
以下、本実施形態のファイバーバンドル及び該ファイバーバンドルを備えた内視鏡について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a fiber bundle of this embodiment and an endoscope including the fiber bundle will be described with reference to the drawings.
図３は、内視鏡１の先端部の模式図である。内視鏡１において、先端部材８中にイメージガイド２及びライトガイド３が挿入されている。先端部材８には、組織の採取や病変の切除のための処置具を出し入れに使用される鉗子口６、及びレンズ洗浄のための水や体腔を膨らませるための空気を送り出すノズル７も備えられている。 FIG. 3 is a schematic diagram of the distal end portion of the endoscope 1. In the endoscope 1, the image guide 2 and the light guide 3 are inserted into the distal end member 8. The tip member 8 is also provided with a forceps port 6 used for taking out and removing a treatment tool for collecting a tissue and excising a lesion, and a nozzle 7 for sending water for inflating lens and air for inflating a body cavity. ing.
図４に、イメージガイド２の例を示す。イメージガイド２は両端に口金５が取り付けられる。この口金５が、先端部材８に設けられた貫通孔に挿入されることにより、イメージガイド２が内視鏡に組み込まれる。なお、ここではイメージガイド２を例に説明したが、ライトガイド３も同様の構成を有する。 FIG. 4 shows an example of the image guide 2. The image guide 2 has caps 5 attached to both ends. The base 5 is inserted into a through-hole provided in the tip member 8 so that the image guide 2 is incorporated into the endoscope. Although the image guide 2 has been described as an example here, the light guide 3 has the same configuration.
図５は、図４中の線Ｖ−Ｖで切断された、イメージガイド２の断面図である。図５に示すように、イメージガイド２は、複数の光伝送体１０が束ねられ、その束が外装チューブ４内に収容された構成を有している。 FIG. 5 is a cross-sectional view of the image guide 2 taken along the line V-V in FIG. As shown in FIG. 5, the image guide 2 has a configuration in which a plurality of optical transmission bodies 10 are bundled and the bundle is accommodated in the outer tube 4.
本実施形態のファイバーバンドルは、第１実施形態に従って製造した光伝送体を用いて以下のように製造することができる。 The fiber bundle of this embodiment can be manufactured as follows using the optical transmission body manufactured according to the first embodiment.
まず、光伝送体の先端部を洗浄し、該先端部において前記非イオン性界面活性剤成分を除去する洗浄工程を行う。その後、洗浄後の複数の前記光伝送体を束ねる。或いは、複数の光伝送体を束ね、その後に先端部を洗浄して、先端部から非イオン性界面活性剤成分を除去する。次いで、光伝送体の束を、その両端が露出するように外装チューブ４に収容する。外装チューブは高温高圧水蒸気（オートクレーブ）や薬液による洗浄、消毒及び／又は滅菌操作に耐性を有するものであることが好ましく、例えばシリコーンチューブを用いることができる。露出した光伝送体の束の両端を口金に挿入し、接着剤で各光伝送体先端部を接着する。次いで、光伝送体の束の端部を切断し、端面を研磨する。このようにしてファイバーバンドルが得られる。 First, a cleaning step is performed to clean the tip of the optical transmission body and remove the nonionic surfactant component at the tip. Thereafter, the plurality of optical transmission bodies after cleaning are bundled. Alternatively, a plurality of optical transmission bodies are bundled, and then the tip is washed to remove the nonionic surfactant component from the tip. Next, the bundle of optical transmission bodies is accommodated in the outer tube 4 so that both ends thereof are exposed. The outer tube is preferably one having resistance to washing, disinfection and / or sterilization operation with high-temperature and high-pressure steam (autoclave) or a chemical solution, and for example, a silicone tube can be used. Both ends of the exposed bundle of optical transmission bodies are inserted into the base, and the tip of each optical transmission body is bonded with an adhesive. Next, the end of the bundle of optical transmission bodies is cut and the end face is polished. In this way, a fiber bundle is obtained.
好ましい態様において、非イオン性界面活性剤としてＨＬＢ値が８以上である非イオン性界面活性剤を用い、溶媒として水を用いる。ＨＬＢ値が８以上である非イオン性界面活性剤を用いることにより、溶媒として水を使用できる。溶媒として水を用いると、環境負荷が少なく、処理液や廃液などの取り扱いが容易となるため好ましい。 In a preferred embodiment, a nonionic surfactant having an HLB value of 8 or more is used as the nonionic surfactant, and water is used as the solvent. By using a nonionic surfactant having an HLB value of 8 or more, water can be used as a solvent. Use of water as the solvent is preferable because it has a low environmental burden and facilitates the handling of treatment liquids and waste liquids.
本実施形態に係るファイバーバンドルは、優れた耐久性及び光透過性を有するため、高い性能を有するイメージガイド及びライトガイドを提供することが可能である。またさらに、このようなイメージガイド及びライトガイドを用いることにより、優れた観察性能を有する内視鏡を提供することができる。 Since the fiber bundle according to the present embodiment has excellent durability and light transmittance, it is possible to provide an image guide and a light guide having high performance. Furthermore, by using such an image guide and a light guide, an endoscope having excellent observation performance can be provided.
ファイバーバンドルを作製し、耐久性、研磨状態及び作業性を評価した。
（実施例１）
＜処理液の調製＞
有機ケイ素化合物分子として、2-(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランを用い、非イオン性界面活性剤として、ＨＬＢ値が１１．６であるポリオキシエチレン-モノオレートを用い、溶媒として水を用いて処理液を調製した。処理液中の有機ケイ素化合物の濃度は１％とし、非イオン性界面活性剤の濃度は０．５％とした。なお、非イオン性界面活性剤のＨＬＢ値はグリフィン式により算出した値である。
Fiber bundles were prepared and evaluated for durability, polished state and workability.
Example 1
<Preparation of treatment solution>
2- (3,4 epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane is used as the organosilicon compound molecule, polyoxyethylene-monooleate having an HLB value of 11.6 is used as the nonionic surfactant, and water is used as the solvent. A treatment solution was prepared using this. The concentration of the organosilicon compound in the treatment liquid was 1%, and the concentration of the nonionic surfactant was 0.5%. The HLB value of the nonionic surfactant is a value calculated by the Griffin equation.
＜光伝送体の作製＞
鉛を含有しないファイバー素線を用いて、光伝送体を作製した。まず、上記で調製した処理液に、ファイバー素線を１０秒間浸漬した。次いで、ファイバー素線を処理液から取り出し、乾燥した。これにより、ファイバー素線の外周に被覆層が形成された光伝送体を得た。
<Production of optical transmission body>
The optical transmission body was produced using the fiber strand which does not contain lead. First, the fiber strand was immersed in the treatment liquid prepared above for 10 seconds. Subsequently, the fiber strand was taken out from the treatment liquid and dried. Thereby, the optical transmission body in which the coating layer was formed in the outer periphery of the fiber strand was obtained.
＜ファイバーバンドルの作製＞
上記で作製した光伝送体を複数本まとめた束を、その両端が露出するようにシリコーンチューブに収容した。束の先端部を洗浄し、各光伝送体の先端部の表面から非イオン性界面活性剤成分を除去した。次いで、束の両端を口金に挿入し、接着剤で各光伝送体先端部を接着した。次いで、束の端部を切断し、端面を研磨した。これにより、実施例１のファイバーバンドルを得た。
<Fabric bundle production>
A bundle of a plurality of the optical transmission bodies produced above was accommodated in a silicone tube so that both ends thereof were exposed. The tip of the bundle was washed, and the nonionic surfactant component was removed from the surface of the tip of each optical transmission body. Next, both ends of the bundle were inserted into the base, and the tip portions of the respective optical transmission bodies were bonded with an adhesive. Next, the end of the bundle was cut and the end face was polished. Thereby, the fiber bundle of Example 1 was obtained.
（実施例２）
非イオン性界面活性剤として、ＨＬＢ値が１８．４であるポリオキシエチレン多環フェニルエーテルを用いた以外は、実施例１と同様にファイバーバンドルを作製した。
(Example 2)
A fiber bundle was produced in the same manner as in Example 1 except that polyoxyethylene polycyclic phenyl ether having an HLB value of 18.4 was used as the nonionic surfactant.
（実施例３）
有機ケイ素化合物分子として、X-12-972-F（信越化学工業株式会社製）を用い、非イオン性界面活性剤として、ＨＬＢ値が１２．３であるポリオキシエチレン多環フェニルエーテルを用いた以外は、実施例１と同様にファイバーバンドルを作製した。
(Example 3)
X-12-972-F (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used as the organosilicon compound molecule, and polyoxyethylene polycyclic phenyl ether having an HLB value of 12.3 was used as the nonionic surfactant. Except for the above, a fiber bundle was produced in the same manner as in Example 1.
（実施例４）
有機ケイ素化合物分子として、X-12-972-F（信越化学工業株式会社製）を用い、非イオン性界面活性剤として、ＨＬＢ値が１８．４であるポリオキシエチレン多環フェニルエーテルを用いた以外は、実施例１と同様にファイバーバンドルを作製した。
Example 4
X-12-972-F (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used as the organosilicon compound molecule, and polyoxyethylene polycyclic phenyl ether having an HLB value of 18.4 was used as the nonionic surfactant. Except for the above, a fiber bundle was produced in the same manner as in Example 1.
（実施例５）
有機ケイ素化合物分子として、X-12-984-S（信越化学工業株式会社製）を用い、非イオン性界面活性剤として、ＨＬＢ値が９．２であるポリオキシアルキレンアルキルエーテルを用いた以外は、実施例１と同様にファイバーバンドルを作製した。
(Example 5)
X-12-984-S (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used as the organosilicon compound molecule, and a polyoxyalkylene alkyl ether having an HLB value of 9.2 was used as the nonionic surfactant. A fiber bundle was prepared in the same manner as in Example 1.
（実施例６）
有機ケイ素化合物分子として、X-12-984-S（信越化学工業株式会社製）を用い、非イオン性界面活性剤として、ＨＬＢ値が１２．３であるポリオキシエチレン多環フェニルエーテルを用いた以外は、実施例１と同様にファイバーバンドルを作製した。
(Example 6)
X-12-984-S (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used as the organosilicon compound molecule, and polyoxyethylene polycyclic phenyl ether having an HLB value of 12.3 was used as the nonionic surfactant. Except for the above, a fiber bundle was produced in the same manner as in Example 1.
（比較例１）
有機ケイ素化合物分子の代わりにフッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物を用い、非イオン性界面活性剤を用いず、溶媒としてフッ素系溶媒を用いた以外は、実施例１と同様にファイバーバンドルを作製した。処理液中のフッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物の濃度は、１体積％とした。
(Comparative Example 1)
A fiber bundle was prepared in the same manner as in Example 1 except that a fluorine-substituted alkyl group-containing organosilicon compound was used in place of the organosilicon compound molecule, a nonionic surfactant was not used, and a fluorinated solvent was used as the solvent. . The concentration of the fluorine-substituted alkyl group-containing organosilicon compound in the treatment liquid was 1% by volume.
（比較例２）
有機ケイ素化合物として、X-12-984-S（信越化学工業株式会社製）を用い、非イオン性界面活性剤を用いなかった以外は、実施例１と同様にファイバーバンドルを作製した。
(Comparative Example 2)
A fiber bundle was produced in the same manner as in Example 1 except that X-12-984-S (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used as the organosilicon compound, and no nonionic surfactant was used.
（比較例３）
実施例１の光伝送体の代わりに、被覆層を有さないファイバー素線を用いた以外は、実施例１と同様にファイバーバンドルを作製した。
(Comparative Example 3)
A fiber bundle was produced in the same manner as in Example 1 except that a fiber strand having no coating layer was used instead of the optical transmission body of Example 1.
＜耐久性の評価＞
実施例１〜６及び比較例１〜３のファイバーバンドルについて、耐久性の評価を行った。
耐久性は、内視鏡先端部を繰り返し曲げ動作させた時にかかる負荷を模擬した試験により評価した。具体的には、各ファイバーバンドルに、内視鏡使用時よりも高い負荷を３００回付与した。その後、ファイバーバンドルを構成する光伝送体のうち、折れたものの数を数えた。この結果に基づいて、下記式により折れ率（％）を算出した。
<Durability evaluation>
Durability evaluation was performed about the fiber bundle of Examples 1-6 and Comparative Examples 1-3.
The durability was evaluated by a test simulating the load applied when the endoscope distal end portion was repeatedly bent. Specifically, a load higher than that when the endoscope was used was applied to each fiber bundle 300 times. Thereafter, the number of broken optical transmission bodies constituting the fiber bundle was counted. Based on this result, the folding rate (%) was calculated by the following formula.
折れ率（％）＝Ｎ１／Ｎ０ ×１００
式中、Ｎ１は試験後に折れた光伝送体の数を示し、Ｎ０は光伝送体の全数を示す。
結果を表１に示す。表１において、折れ率が１０％未満であったものは「◎（優良）」とし、折れ率が１０％以上且つ６０％未満であったものは「○（良）」とし、折れ率が６０％以上であったものは「×（不可）」とした。
Broken rate (%) = N 1 / N 0 × 100
In the formula, N 1 indicates the number of optical transmission bodies that are broken after the test, and N 0 indicates the total number of optical transmission bodies.
The results are shown in Table 1. In Table 1, when the folding rate was less than 10%, it was “優 (excellent)”, and when the folding rate was 10% or more and less than 60%, it was “◯ (good)”, and the folding rate was 60 % Or more was designated as “× (impossible)”.
＜研磨状態の評価＞
実施例１〜６及び比較例１〜３のファイバーバンドルについて、研磨されたファイバーバンドル端面の状態を評価した。この結果を表１に示す。表１において、内視鏡として使用可能な観察性能を有するものを「○」とし、使用不可な観察性能を有するものを「×」として表した。
<Evaluation of polished state>
About the fiber bundle of Examples 1-6 and Comparative Examples 1-3, the state of the polished fiber bundle end surface was evaluated. The results are shown in Table 1. In Table 1, those having observation performance that can be used as an endoscope are indicated by “◯”, and those having observation performance that cannot be used are indicated by “x”.
＜作業性の評価＞
実施例１〜６及び比較例１〜３のファイバーバンドルについて、作業性を評価した。具体的には、光伝送体の束をシリコーンチューブに収容する際の作業性、束の両端を口金に挿入する際の作業性、及び、手扱いする際の作業性を評価した。この結果を表１に示す。表１において、従来の作業性と同等の作業性を有するものを「○」とし、従来と比較して作業性が低いものを「×」として表した。
<Evaluation of workability>
Workability was evaluated about the fiber bundle of Examples 1-6 and Comparative Examples 1-3. Specifically, the workability when accommodating the bundle of optical transmission bodies in a silicone tube, the workability when inserting both ends of the bundle into the base, and the workability when handling the bundle by hand were evaluated. The results are shown in Table 1. In Table 1, those having workability equivalent to the conventional workability are indicated by “◯”, and those having low workability compared with the conventional workability are indicated by “x”.
表１から、実施例１〜６は、耐久性及び研磨状態のいずれも優れた性能を有することが示された。
フッ素置換アルキル基を含有する被覆層を有する比較例１は、耐久性が高いものの、研磨状態が極めて悪いことが示された。非イオン性界面活性剤を有さない比較例２は、潤滑性が低く、作業性が悪いことが示された。被覆層を有さない比較例３は、耐久性が極めて悪かった。
From Table 1, it was shown that Examples 1-6 have the performance which was excellent in both durability and grinding | polishing state.
Although Comparative Example 1 having a coating layer containing a fluorine-substituted alkyl group was highly durable, it was shown that the polished state was extremely poor. Comparative Example 2 having no nonionic surfactant was shown to have low lubricity and poor workability. The comparative example 3 which does not have a coating layer was very bad in durability.
１…内視鏡、２…イメージガイド、３…ライトガイド、４…外装チューブ、５…口金、６…鉗子口、７…ノズル、８…先端部材、１０…光伝送体、１１…コア、１２…クラッド、１３…ファイバー素線、１４…被覆層、１５…保護層、１６…表面層、１７…傷、Ｇ…官能基、Ｌ…連結部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Endoscope, 2 ... Image guide, 3 ... Light guide, 4 ... Exterior tube, 5 ... Cap, 6 ... Forceps opening, 7 ... Nozzle, 8 ... Tip member, 10 ... Optical transmission body, 11 ... Core, 12 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Clad, 13 ... Fiber strand, 14 ... Coating layer, 15 ... Protective layer, 16 ... Surface layer, 17 ... Scratch, G ... Functional group, L ... Connection part.
Claims (14)
前記クラッドの外周面を被覆している被覆層と、
を具備しており、
前記被覆層は、末端に官能基を有する複数の有機ケイ素化合物分子と、複数の非イオン性界面活性剤分子とを含み、
前記有機ケイ素化合物分子は、前記クラッドにシロキサン結合していることを特徴とする光伝送体。 A core made of a first glass, and a fiber strand made of a second glass and made of a clad covering the outer peripheral surface of the core;
A coating layer covering the outer peripheral surface of the cladding;
It has
The coating layer includes a plurality of organosilicon compound molecules having a functional group at a terminal, and a plurality of nonionic surfactant molecules,
The optical transmission body, wherein the organosilicon compound molecule has a siloxane bond to the clad.
前記連結部は、炭素数が１以上のアルキル基、及び、下記一般式（ＩＩ）により表される繰り返し単位を含む基から選択されることを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の光伝送体。
The connection part is selected from an alkyl group having 1 or more carbon atoms and a group containing a repeating unit represented by the following general formula (II). The optical transmission body according to the item.
前記光伝送体の先端部を洗浄し、該先端部の表面から前記非イオン性界面活性剤分子を除去する洗浄工程と、
洗浄後の複数の前記光伝送体を束ねて、それらの先端部を接着剤で固定する接着工程と、
を含むことを特徴とする、ファイバーバンドルの製造方法。 A core composed of the first glass and a second glass composed of a clad covering the outer peripheral surface of the core, and a hydrolyzable group bonded to silicon atoms on the outer peripheral surface of the fiber wire, and a terminal Applying an organic silicon compound molecule having a functional group located and a nonionic surfactant molecule having an HLB value of 8 or more in water to produce a light transmitter;
A cleaning step of cleaning the tip of the optical transmission body and removing the nonionic surfactant molecules from the surface of the tip;
A bonding step of bundling a plurality of the optical transmission bodies after cleaning, and fixing their tip portions with an adhesive,
A method for producing a fiber bundle, comprising:
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