JP6450651B2 - 光伝送体 - Google Patents

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。

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。

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。

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。

特許第４２２９８９０号

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。

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。

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。

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。

実施形態に係る光伝送体の軸方向の断面図を示す。 図１中の破線で囲まれた領域Ａの拡大図を示す。 実施形態に係る内視鏡の先端部を示す。 実施形態に係るイメージガイドを示す。 図４中の線Ｖ−Ｖで切断したイメージガイドの断面図を示す。 被覆層を有さない従来の光伝送体の軸方向の断面図を示す。 被覆層がフッ素アルキルシラン層である、従来の光伝送体の軸方向の断面図を示す。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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。

＜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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

＜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。

折れ率（％）＝Ｎ_１／Ｎ_０ ×１００
式中、Ｎ_１は試験後に折れた光伝送体の数を示し、Ｎ_０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。

＜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。

＜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。

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。

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。

Claims (13)

1. 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、
   前記官能基は、９以上１２以下の溶解度パラメータ（ＳＰ値）を有し、
   前記非イオン性界面活性剤分子は、１８．４以下のＨＬＢ値を有することを特徴とする光伝送体。
2. 前記官能基は、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から成る群より選択される少なくとも１種の官能基であることを特徴とする、請求項１に記載の光伝送体。
3. 前記被覆層は、前記有機ケイ素化合物分子を含む保護層と、該保護層を被覆しており、前記非イオン性界面活性剤分子を含む表面層とから構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の光伝送体。
4. 前記有機ケイ素化合物分子が、下記一般式（Ｉ）により表され、
   （式中、Ｇは前記官能基であり、Ｌは連結部であり、ｎは１〜１０の整数である）
   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。
   
5. 前記有機ケイ素化合物分子は、２個以上の前記官能基を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の光伝送体。
6. 前記非イオン性界面活性剤分子は、炭素数が８以上のアルキル基または多環フェニル基を有することを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載の光伝送体。
7. 前記非イオン性界面活性剤分子は、８以上のＨＬＢ値を有することを特徴とする、請求項１〜６の何れか一項に記載の光伝送体。
8. 前記第１及び第２のガラスが鉛を含有していないことを特徴とする、請求項１〜７の何れか一項に記載の光伝送体。
9. 前記被覆層の外周面に塗布された固体潤滑剤を更に含むことを特徴とする、請求項１〜８の何れか一項に記載の光伝送体。
10. 請求項１〜９の何れか一項に記載の光伝送体が複数本束ねられたことを特徴とするイメージガイド。
11. 請求項１〜９の何れか一項に記載の光伝送体が複数本束ねられたことを特徴とするライトガイド。
12. 請求項１０に記載のイメージガイド及び請求項１１に記載のライトガイドの少なくとも一つを備えることを特徴とする内視鏡。
13. 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の外周面に、ケイ素原子に結合した加水分解基と、末端に位置する官能基とを有する有機ケイ素化合物分子、及び、ＨＬＢ値が８以上である非イオン性界面活性剤分子を水に溶解した処理液を塗布して、光伝送体を作製する工程と、
    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、
    を含み、
    前記官能基は、９以上１２以下の溶解度パラメータ（ＳＰ値）を有し、
    前記非イオン性界面活性剤分子は、１８．４以下のＨＬＢ値を有することを特徴とする、ファイバーバンドルの製造方法。