JP4227366B2 - 電気導通ライン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チューブの先端部に取付けられたセンサー、モータやアクチュエータ等の電気的に作動するデバイスに電気的に接続して、信号や電力を供給することが可能な電気導通ライン及び積層構造体に関する。
【０００２】
【従来技術】
血管挿入用のカテーテル、ガイドワイヤー、または工業用設備等の配管や装置を点検若しくは捕集するための誘導体等は、先端部にセンサー、モータやアクチュエータ等の電気的に作動するデバイスが取付けられ、このガイドラインを案内として人の手が直接届くことができない細径管内に前記デバイスを目的部位に導くものである。前記ガイドラインは、目的部位に導かれた前記デバイスに対して、その機能を発揮させるために電気的に接続して、信号や電力を供給するする必要がある。そのために、前記ガイドラインには信号や電力を供給する電気導通ラインを備えている。前記電気導通ラインは、ガイドラインであるチューブの内部に通常の電線を配することが一般的である。また、電気導通ラインとして通常の電線以外のものを用いる場合であっても、前記電気導通ラインとしては絶縁性基材であるガイドライン基材上に金属蒸着等により金属の薄膜により形成されているのが通常である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記ガイドラインは、前記デバイスを目的部位に導くために複雑な経路を通ることが一般的であり、複雑な経路を通る過程として９０°以上の折れ曲りが可能でなければならない。ここで、金属蒸着等により形成された電気導通ラインは、金属薄膜であるために引張り伸びをすることがほとんどなく、ガイドラインの曲げ等に対して、ガイドライン基材から剥離してしまう場合がある。前記電気導通ラインは、ガイドラインから剥離した場合には、電気導通ライン自体の厚さが薄いのが一般的であるために、ガイドラインの基材の強度により補強されていた電気導通ラインが遊離することにより切断され易くなる。
【０００４】
また、電気導通ラインがガイドラインの基材である絶縁性基材から剥離しない場合であっても、通常の前記金属薄膜である電気導通ラインが直線状である場合には、９０°以上の折り曲げをした場合にはクラック等の破壊が生じ、断線を生じてしまう。つまり、通常の方法によって長手方向に形成した電気導通ラインは断線破壊を生じてしまう。前記の電気導通ラインの断線破壊を回避するために、一般に、前記ガイドライン上に電気導通ラインを螺旋構造あるいはジグザグ構造として形成し、伸びを吸収するのが行われている。しかし、前記電気導通ラインを螺旋構造あるいはジグザグ構造として形成した場合には、長手方向に直線的に電気導通ラインを形成した場合に比べて、構造が複雑になり、製造に手間もかかる。つまり、本発明の目的は、絶縁性基材から剥離し、遊離して切断されることがない電気導通ラインの提供にある。さらには、本発明の目的は、絶縁性基材から剥離せず、しかも、螺旋構造あるいはジグザグ構造のような複雑な構造とする必要がなく、大きく折り曲げた際に断線破壊をすることがない耐ワレ性の良好な電気導通ラインを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者らは、鋭意検討の結果、絶縁性基材上に形成された電気導通ラインであって、前記電気導通ラインが通電性を有する樹脂含有金属粒子層であり、前記電気導通ライン上に樹脂層を備えた電気導通ラインとすることにより、絶縁性基材から電気導通ラインが剥離することがないことを見出し、本発明に至ったものである。
【０００６】
さらには、積層構造体であって、絶縁性基材層の外側に通電性を有する樹脂含有金属粒子層が形成され、前記樹脂含有金属粒子層の外側に樹脂層が形成された積層構造体であって、前記樹脂層が伸び率２００％以下であり、前記樹脂含有金属粒子層が電気導通性を有する積層構造体とすることにより、長手方向に直線的に電気導通ラインを形成しても９０°以上に折り曲げた際に断線破壊をすることがないことを見出し、本発明に至った。前記積層構造体は、カテーテル等のガイドライン、誘導体等として最適な積層構造体である。
【０００７】
【発明の実施の態様】
以下、本発明について図を参照して説明するが、本発明は図に示された実施形態に限定されるものではない。
【０００８】
図１は、本発明の電気導通ラインを備えた積層構造体をガイドラインとして用いたカテーテルの実施態様の図である。図１において、アクチュエータ素子１が積層構造体２の先端部に備えられ、積層構造体２は保護チューブ３により外側が保護された状態でコネクタ４と接合されている。前記積層構造体２は、電源信号コード５を介して電源（コントローラー）６から供給された電気エネルギー及び／又は信号をコネクタ４において伝達される。そして、コネクタ４より伝達された電気エネルギー及び／又は信号は、前記積層構造体２における電気導通ラインを介してアクチュエータ素子に供給される。
【０００９】
図２は、図１における積層構造体２のＡ−Ａ断面図である。積層構造体２は、絶縁性基材層、樹脂含有金属粒子層、樹脂層等を備えた構造体である。図２において、積層構造体２は、絶縁性基材層が第一基材層８と第ニ基材層９から構成され、内部に空間部７を備えている。
【００１０】
（絶縁性基材層）
本発明において、前記絶縁性基材層は、２つの層により構成される絶縁性基材層に限定されるものはなく、１つの層から構成されても、３つ以上の層により構成されても良い。また、前記絶縁性基材層は、素材が限定されるものではなく、カテーテル等のガイドライン等として使用できるように可撓性を有している素材であれば、有機物質や無機物質の種別を問わない。
【００１１】
（樹脂含有金属粒子層）
前記積層構造体２において、第一基材層８と第ニ基材層９により構成された絶縁性基材層の上には厚さ１０μｍの樹脂含有金属粒子層１０が形成されている。前記樹脂含有金属粒子層は、通電性を有し、絶縁性基材層上に電気導通ラインとして形成され、さらに前記樹脂含有金属粒子層上に樹脂層が形成されることにより、通電性を維持しながら金属粒子間の接触においてズレを生じることにより変形等の形状変化を吸収することができるので、樹脂含有金属粒子層の替わりに薄い金属連続膜を用いた場合に比べてクラックあるいは電気断線を生じないものと考えられる。前記樹脂含有金属粒子層は、通電性を有するものであるが、信号若しくは電力の供給をすることが可能な通電性を有する層であれば良いが、電力の供給をするすることが可能な通電性を有する層であることがアクチュエータ素子に電力を供給することが可能であるので好ましい。
【００１２】
前記樹脂含有金属粒子層１０は、金属粒子と樹脂成分とを含む金属粒子含有樹脂ペーストが前記絶縁性基材層上に塗布されて公知の乾燥方法により膜状として形成されている。本発明における樹脂含有金属粒子層の厚さは、膜状であれば特に限定されるものではなく、膜厚が１〜１００μｍであってもよい。前記金属粒子含有ペーストは、金属粒子としては特に限定されるものではないが、例えば金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）を用いることができるが、導電性、耐腐食性の良さから金属粒子として金粒子が好ましい。前記金属粒子の粒径は、樹脂含有金属粒子層１０の膜厚以下の大きさであれば、特に限定されるものではない。前記金属粒子の形状は、球形、塊状、ウィスカーなど特に限定されるものではない。また、前記樹脂含有金属粒子層を形成する樹脂成分としては、特に限定されるものではなく、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリエステル系樹脂などを用いることができる。前記樹脂含有金属粒子層を形成するための金属粒子含有樹脂ペーストは、金属粒子と樹脂成分が含まれていれば特に限定されず、溶剤、粘度調整剤、安定化剤等の添加剤を含んでもよく、公知の金属粒子含有樹脂ペーストを用いることができる。前記金属粒子の粒径は、特に限定されるものではないが、１〜１００μｍ程度の公知の金属粒子を用いることができる。
【００１３】
（絶縁溝）
図２においては、絶縁性基材層の上に樹脂含有金属粒子層が形成された後に、エキシマレーザーにより絶縁溝１２が形成されている。前記絶縁溝としては、特に限定されるものではないが、積層構造体の先端部に取付けられたアクチュエータ等に対向電極等を形成させるために電源／信号ラインが複数種必要な場合には、前記絶縁性基材層全面に樹脂含有金属粒子層を形成し、前記絶縁溝を形成することにより独立した電気導通ラインを少ない工程数で形成することができる。
【００１４】
（樹脂層）
図２におてい、樹脂含有金属粒子層の上に最上層として樹脂層が形成されている。前記樹脂層は、電気導通ラインの機械的保護層と電気絶縁層としての機能を有していれば、特に樹脂の種類に限定されるものではないが、樹脂層単独膜として伸び率が小さく、前記樹脂層を厚さ２μｍ、幅５ｍｍのダンベル形単独膜とし、湿度６０％、室温２５℃において公知の伸び率測定器で伸び率を測定した場合に、伸び率が３００％以下であることが好ましく、伸び率が２００％以下であることがより好ましい。前記樹脂層が前記金属粒子含有層上に形成されることにより、前記樹脂層は、前記樹脂含有金属粒子層を包み込み、伸び率が３００％以下であることにより前記樹脂層の凝集力により剥離が抑制され、絶縁溝が形成されている場合には絶縁溝と前記樹脂層が接着されてより強固に前記樹脂含有金属粒子層を包み込むために樹脂含有金属粒子層の剥離をさらに抑制される。さらには、前記樹脂層の伸び率が２００％以下である場合には、前記樹脂層は樹脂含有金属粒子層の変形等の形状変化を抑制してワレを防いでいるものと考えられる。
【００１５】
図２に示した積層構造体は、絶縁性基材層の外側に樹脂含有金属粒子層が形成され、前記樹脂含有金属粒子層の外側に樹脂層が形成された筒状の積層構造を備えたものであるが、外径が１．０ｍｍで、内径（空間部）が０．５ｍｍであるチューブ状をしているが、可撓性を維持していれば、その大きさ、形状は特に限定されるものではなく、また、内部が充填されて空間部を有していなくても良い。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例及び比較例を示すが、これらに限定されるものではない。
【００１７】
（実施例１）
絶縁性基材として外径１ｍｍ、内径０．５ｍｍ、長さ１．５ｍｍである公知のカテーテルチューブ（ナイロン樹脂製）を用意した。そのカテーテルチューブ外面に、室温で通電性を有する膜の形成が可能な公知の金属粒子含有樹脂ペーストを公知の塗布方法で均一に塗布し、室温で一晩乾燥させて絶縁性基材上に膜厚１０μｍの導通性を有する樹脂含有金属粒子層を形成した。カテーテル上に形成された前記樹脂含有金属粒子層に、公知のエキシマレーザー加工装置を用いて長手方向に直線的にレーザー照射することにより合計４本の絶縁溝を形成した。さらに絶縁溝が形成され前記樹脂含有金属粒子層を備えたカテーテルの外面に、樹脂ディスパージョン（樹脂成分：エポキシ系樹脂、商品名「DP-100クリア」、住友スリーエム（株）社製）を公知の塗布方法により塗布し、室温で一晩乾燥させて、前記樹脂含有金属粒子層上に膜厚が１．５μｍの樹脂層を形成し、通電性を有する樹脂含有金属粒子層により構成された長手方向に直線状の電気導通ラインを４本備えた積層構造体を得た。
【００１８】
（実施例２及び３）
最外層である樹脂層を形成するための樹脂ディスパージョンとして、実施例２では商品名「ＰＡ−７４２６」（樹脂成分：塩化ビニル系樹脂、住友スリーエム（株）社製）を用いたこと、実施例３では商品名「ぺバックス６３３３５ＳＮ」（樹脂成分：変性ナイロン系樹脂、東レ（株）社製）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、実施例２及び３に係る積層構造体をそれぞれ得た。
【００１９】
（比較例１及び２）
最外層である樹脂層を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にして比較例１に係る積層構造体を得た。比較例２では商品名「二ッポラン５１９３」（樹脂成分：ポリウレタン系樹脂、日本ポリウレタン工業（株）社製）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、比較例２に係る積層構造体をそれぞれ得た。
【００２０】
（伸び率の測定）
最外層である樹脂層の伸び率を測定するために、実施例１〜３及び比較例２に用いた樹脂ディスパージョンを公知の離形紙上に公知のブレードを塗布し、室温一晩乾燥後にダンベル形に切り抜き、厚さ２μｍ、測定部幅５ｍｍの測定用試料を作成し、テンシロン（商品名「Ｓｔｒｏｇｒａｐｈ Ｅ−Ｌ」、東洋精機（株）社製）により伸び率を測定した。
【００２１】
〔評価〕
実施例１〜３並びに比較例１及び２の積層構造体をそれぞれ１５０°折り曲げて、折り曲げ部分についてそれぞれ外部から目視で確認し、密着性及び耐ワレ性を下記の評価基準により評価し、結果を表１に示した。
【００２２】
（密着性の評価基準）
◎：樹脂含有金属粒子層の剥離が全く観察されなかった。
〇：若干の樹脂含有金属粒子層の剥離が観察されたが、実用上問題ない。
×：著しい樹脂含有金属粒子層の剥離が観察された。
【００２３】
（耐ワレ性）
◎：クラックが全く観察されなかった。
〇：若干のクラックが観察されたが、実用上問題ない。
×：著しいクラックが観察された。
××：幅の広いクラックが著しく観察された。
【００２４】
【表１】

【００２５】
（結果）
最外層である樹脂層の伸び率が２００％以下の範囲内に含まれる樹脂層を備えた実施例１及び実施例２の筒状複層構造体は、密着性及び耐ワレ性が良好であった。また、最外層である樹脂層の伸び率が３００％以下である樹脂層を備えた実施例３の筒状複層構造体は、密着性が良好で、折り曲げた場合でも剥離を生じなかった。これに対して、比較例１の筒状複層構造体は、最外層である樹脂層を備えていないために、密着性及び耐ワレ性が不良であった。比較例２の筒状複層構造体は、密着性及び耐ワレ性が不良であった。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の電気導通ラインまたは積層構造体を用いることにより、電気導通ラインが絶縁性基材から剥離して遊離した電気導通ラインが切断されて断線することなく、さらには直線状に電気導通ラインを形成しても大きく折り曲げた際に断線破壊をすることがないので、人の手が直接届くことができない細径管内に前記デバイスを目的部位に導くことができ、血管挿入用のカテーテル、ガイドワイヤー、または工業用設備等の配管や装置を点検若しくは捕集するための誘導体等として最適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の積層構造体を用いたアクチュエータカテーテルの全体図
【図２】 図１に示したカテーテルのＡ−Ａ断面図
【符号の説明】
１ アクチュエータ素子
２ 積層構造体
３ 保護チューブ
４ コネクタ
５ 電源信号コード
６ 電源（コントローラー）
７ 空間部
８ 第一基材層
９ 第ニ基材層
１０ 樹脂含有金属粒子層
１１ 樹脂層
１２ 絶縁溝

Claims (2)

1. 絶縁性基材上に形成された電気導通ラインであって、
   前記電気導通ラインが前記絶縁性基材の長手方向に直線的に形成され、前記電気導通ラインが通電性を有する樹脂含有金属粒子層であり、当該樹脂含有金属粒子層を構成する金属粒子が金または銅であり、
   前記電気導通ライン上に樹脂層を備え、
   前記樹脂層を厚み２μｍ、幅５ｍｍのダンベル形単独膜として、湿度６０％、室温２５℃において、伸び率測定器で測定した場合の樹脂層の伸び率が３００％以下である電気導通ライン。
2. 絶縁性基材層の外側に通電性を有する樹脂含有金属粒子層が形成され、前記樹脂含有金属粒子層の外側に樹脂層が形成された積層構造体であって、
   前記樹脂含有金属粒子層が前記絶縁性基材の長手方向に直線的に形成され、
   前記樹脂層を厚み２μｍ、幅５ｍｍのダンベル形単独膜として、湿度６０％、室温２５℃において、伸び率測定器で測定した場合の樹脂層の伸び率が３００％以下であり、
   前記樹脂含有金属粒子層が電気導通性を有し、当該樹脂含有金属粒子層を構成する金属粒子が金または銅である積層構造体。

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