JPH0351057A - 医療用極細チューブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば肺、胃、あるいは血管内に挿入して体
液、薬液、血液等を抽出、注入する医療用極細チューブ
に関し、特に極細チューブを構成する補強ワイヤ自体の
活性度を抑制して、該ワイヤの加工時の焼失、断線を防
止できるとともに、補強層を形成する際の加工性を向上
でき、かつ上記ワイヤに樹脂被覆する際の両者の密着性
、接着性を向上できるようにした補強ワイヤの構造に関
する。

〔従来の技術〕

医療用に採用される極細チューブとして、従来、ふっ素
樹脂９例えばテフロン（登録商標）が−船釣に採用され
ている。このような医療用チューブは、好余曲折した狭
い体内に挿入して使用されることから、外径が極めて細
いこと、また例えば血管に沿って自由に折れ曲がるよう
十分に柔軟であること、さらには折れ曲がった際に断面
形状が楕円状等につぶれることのない強度が必要とされ
ている。そのためには、線径１６０μｍ以下の高強度の
金属極細線を採用し、この極細線を該極細線同士が交叉
するよう内被の外表面に巻回して補強層を形成すれば、
小径化を可能にでき、柔軟性を確保できるとともに、屈
曲による断面形状の変形を防止できると考えられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、本件発明者等の実験研究により、線径１６０
μｍ以下の金属極細線を採用する場合、以下の問題を解
決しなければならないことが判明した。

、金属線を１６０μｍ以下に極細化すると、ボリューム
に対する表面積の比が極めて太き（なることから、該極
細線の表面の活性度が異常に高くなり、その結果、極細
化する際のダイスとの摩擦、あるいは撚り線化する際の
極細線同士の摩擦による発熱により、極端な場合は焼失
あるいは断線するおそれがある。従って、極細線自体の
活性度を抑制する必要がある。

ｉｉ、また、極細化する際の伸線加工を容易化するため
、及び内被に極細線をスパイラル状に巻回して補強層を
成形する際の加工性を確保するために、極細線自体に自
己潤滑性を付与する必要がある。

１ｄ、さらに、上記金属極細線は鋼であるから錆が発生
し易く、しかも極細であるから錆が発生するとその影響
が大きく、致命的に特性が悪化する。

従って、これを防止するため耐蝕性を付与する必要があ
る。

ｉｖ、さらにまた、補強ワイヤに樹脂を被覆する場合、
該樹脂と極細線の密着性１接着性を向上させる必要があ
る。これは密着性が不十分であると引張りやねじりによ
って、上記極細線が樹脂から抜けてしまい、極細線の特
性を有効に作用させることができないおそれがあるから
である。

本発明の目的は、線径１６０μｍ以下の金属極細線を採
用する場合の上述した各問題点を解決でき、その結果柔
軟性の向上を図りながら断面性状を向上できる医療用極
細チューブを提供することにあ〔問題点を解決するため
の手段〕 そこで本願第１項の発明は、樹脂からなる内被の外表面
を、単線、又は複数線の補強ワイヤを軸芯に対して傾斜
し、かつ該補強ワイヤ同士が交叉するように巻回してな
る補強層で被覆するとともに、該補強層の外表面を樹脂
製の外被で被覆してなる医療用捲絹チューブであって、
上記補強ワイヤが、線径１６０μｍ以下のピアノ線、ス
テンレス線あるいは低炭素二相ｍｒｉｔ＋ｉ１線のいず
れかからなり、かつ外表面にＮｉめっき被覆層が形成さ
れていることを特徴としている。また、第２項の発明は
、上記補強ワイヤに樹脂被覆層が形成されていることを
特徴とし、第３項の発明は、上記Ｎｉめっき被覆層に塑
性加工による加工歪を形成したことを特徴としている。

以下、本発明において上記構成を採用した理由を詳細に
説明する。

■、極細線として、線径１６０　μｍ以下のピアノ線、
ステンレス線あるいは低炭素二相＆ｌｌ織鋼線を採用し
た理由 極細チューブの補強層を構成する極細線は、上述のよう
にチューブの小径化に貢献できること、かつ屈曲により
断面形状の変形を防止できる強度に優れていることが必
要であり、これらの要求を満足させるにはピアノ線、ス
テンレス線あるいは低炭素二相組織鋼線が最適である。

ここで、上記極細線に低炭素二相組織鋼線を採用した場
合は、ピアノ線等よりさらに線径を小さくしなから引張
強度を向上できる。この低炭素二相組織鋼線は、本件発
明者らが研究開発したもので、以下の点を見出して完成
したものである。即ち、Ｆｅ−Ｃ−３ｉ−Ｍｎ系鉄基合
金で、かつ針状マルテンサイト、ベイナイト又はこれら
の混合ｕ織からなる低温変態生成相がフェライト相中に
均一に分散されてなる複合金属組織を有する鋼線材が強
加工に優れており、このような金属組織を存する線材を
用いれば冷間伸線により線径１００μ園以下の極細線を
容易確実に得ることができる。そしてこのような鋼線材
を冷間伸線により加工歪み４以上に強加エすれば、上記
フェライト相と低温変態生成相とが複合してなる複合組
織（二相組織）が一方向に延びる均一な繊維状微細金属
組織が形成され、このような金属組織を有する極細線は
引張強度が３０Ｑ　ｋｇ／　ｍ”以上と飛躍的に向上し
、かつ靭性はピアノ線、ステンレス線程度である。

このような繊維状微細金属線は、従来知られていない全
く新規な組織である０本件発明者らは、上記金属組織が
引張強度を向上させる主因になっているとの観点から、
その強化メカニズムについてさらに研究を重ねた結果、
上述の如き超高強度を有する金属組織では、上記繊維の
間隔が５０〜１０００人であり、かつ該繊維状をなす上
記複合組織が５〜１００人の超微細セルから構成されて
いることを見出した。

ここで上記低炭素二相＆Ｉｌ織ｆＡ線の製造方法につい
て説明する。

まず、重量％でＣｊ　Ｏ，０１〜０．５％、Ｓｉ：３．
０％以下、Ｍｎ：５．０％以下、残部Ｆａ及び不可避的
不純物よりなる線径３．５ｆｉ以下の線材を７００〜１
１００℃の範囲の温度に加熱した後、冷却して（この加
熱、冷却は複数回にわたって行ってもよい）一部残留オ
ーステナイトを含有してもよいマルテンサイト、ベイナ
イト又はこれらの混合＆ｌＩｍからなる低温変態生成相
がフェライト相中に体積率で１５〜７５％の範囲にて均
一に分散されてなる複合組織を有する線材を製造する。

なお、上記かかる製造方法は、特開昭６２−２０８２４
号公報に記載されている。

次に、このようにして得られた複合組織線材を冷間伸線
加工により、加工歪み４以上、好ましくは５以上に強加
工し、上記フェライト相と低温変態生成相とを複合化し
、金属組織として一方向に連続して延びる微細な繊維状
組織を形成させる。

このように加工度を高めることにより、上記繊維状＆ｌ
ｌ織はさらに微細化し、繊維間隔は狭くなり、ついには
上述のとおり加工にて生じたセルの大きさ、繊維間隔が
それぞれ５〜１００人、５０〜１０００人である繊維状
微細金属組織となる。なお、加工歪みが４以上よりも小
さい伸線加工によって得られた細線では、繊維状組織の
発達の途中にあってその組織が不完全であり、従って強
度も低い。

■、極細線の外表面にＮｉめっき被覆層を形成した理由 上記Ｎｌめっき被覆層を形成するのは、素線の活性度の
抑制、自己潤滑性及び耐蝕性の付与、樹脂との密着性、
接着性の改善を図るためである。

上述のように、ピアノ線、低炭素二相組織鋼線等の素線
を極細化するとボリューム、表面積比が極めて大きくな
ってその活性度が異常上昇する。

これに対して本発明者等の研究により、Ｎｉが活性度の
極めて低い金属であることから、これを素線表面に被覆
することにより、極細線自体の活性度を抑制できること
が判明した。

また、Ｎｉを被覆すれば、耐蝕性等通常の特性付与だけ
でなく、伸線加工性、撚り線時の加工性を向上できる自
己潤滑性が得られ、さらに他の被覆金属に比してＮｉは
樹脂とのなじみが非常に良く、樹脂との密着性を向上で
きることが判明した。

第１表は、金属細線に各種の金属（Ｎｉ、Ｃｕ。

Ｚｎ、　Ｃｕ−Ｚｎ、　ＡＣＡｕ、　Ａｇ、　Ｃｒ）を
表面被覆した場合の各特性（ダイス寿命改善、防錆、酸
化性、接着性１表面処理性、耐蝕性、自己潤滑性、装飾
性、及びｉ電性）を比較したものを示す、同表からも明
らかなように、Ｎｉは、自己潤滑性が高いことからダイ
ス寿命を改善でき、防錆、酸化防止等耐蝕性が高く、ま
たマトリックス樹脂との接着性に優れ、さらに表面処理
性も高い。

このように総合的にも、また上述の各特性から見てもＮ
ｌが一番優れていることがわかる。従ってＮｉを被覆す
ることによって、上述のｉ〜ｉｖの問題を解決できるこ
とがわかる。

なお、上記Ｎｉの被覆方法は、電気めっき、溶融めっき
１等の湿式めっき法、　ＰＣＤ、ＣＶＤ、スパッタリン
グ等の乾式めっき法等の一般に用いられている手段が採
用できる。勿論、ここで言うＮｌめっきには、純粋なＮ
ｉだけではなく、上述の必要特性を阻害しない範囲内で
の第１表に例示した金属あるいはその他の金属と合金化
したＮｉめっきも含まれる。また、上記極細線に対する
Ｎｉの被覆量については、極細線１　ｋｇ当たり１ｇ未
満では防錆効果等の上記各被覆効果を発渾させるのが難
しく、また１００ｇを越えても被覆効果の向上は望めず
、逆に厚目付による加工時のパウダリング等の副次的な
デメリットが生じるため好ましくない。

従って、極細線１瞳当たり１〜１００ｇの範囲内が適当
である。

■、上記極細線に樹脂を被覆したのは、該極細線を複数
本合わせて補強ワイヤを成形する際の集束性を向上でき
、しかも構造を安定的に保持できるからである。

ＩＶ、Ｎｌめっき被覆層に塑性加工による加工歪を付与
した理由 本件発明者らが上記Ｎｉめっき被覆層についてさらに検
討したところ、このＮｉを単にめっきしただけの状態で
は十分満足できる樹脂との密着性接着性が得られない場
合があることが判明した。

この理由は明確ではないが以下の点が考えられる。

即ち、めっき処理しただけのＮｉめっき被覆層は、無数
のピンホールを有するポーラス状になっており、そのた
めめっき処理工程時に発生する水素が上記Ｎｌ被覆層内
に吸蔵され、あるいは上記ポーラス内に空気が残留する
こととなる。そしてこの吸蔵された水素、残留空気が樹
脂コーティングする際の熱で放出され、あるいは膨張し
て樹脂層とＮｉ被覆層との境界に溜まり、その結果両者
のｔ着性、接着性に悪影響を与えているものと考えられ
る。

一方、上記Ｎｉめっき被覆層に加工歪を付与すると、該
被覆層内のピンホールが潰されてなくなる点、及び例え
ば伸線時の加工熱によって上記水素及び残留空気が放出
される点から、水素、残留空気をほとんど含まないＮｉ
めっき被覆層が得られることになる。その結果、上記極
細線と樹脂とを一体化した場合の、該樹脂と極細線との
密着性。

接着性をさらに向上できる。なお、上記加工歪を形成す
るには、例えば上記極細線の製造過程において、冷間伸
線加工する前の素線に予めＮｉめつき処理を施し、これ
を伸線加工することにより実現できる。

〔作用〕

本願第１項の発明に係る医療用捲絹チューブによれば、
極細線にピアノ線、ステンレス線、低炭素二相組ｍｆＩ
４ｔａを採用したので、１６０μｍ以下の線径で所定の
引張強度を確保しながら、厚さの薄い補強層が形成でき
、それだけ外径の小径化に貢献できる。また特に低炭素
二相組織鋼線を採用した場合は、上述の強化メカニズム
で説明したように、１００μｍ以下のものを容易に得る
ことができ、しかも３００〜６００　ｋｇｆ／＋ｎ”の
超高強度を有する。

従って、ピアノ線、ステンレス線の場合に比べさらに引
張強度を向上できるとともに、小径化を向上できる。ま
た、上記極細線にＮｉめっき被覆層を形成したので、極
細化による活性度の異常上昇を抑制できるから、伸線成
形時の摩擦等によって発熱しても焼失や断線を防止でき
る。さらに、Ｎｉめっきを被覆したことにより、該極細
線の自己潤滑性が得られるから、極細化時のダイス寿命
の向上が図れるとともに、撚り線加工を容易化でき、さ
らには錆の発生を防止できる。

また、第２項の発明では、極細線の撚り線に樹脂を被覆
したので、集束性、構造を安定化できる。

しかもこの場合、Ｎｉめっき被覆層により両者の密着性
、接着性を向上でき、引張りやねじり等による抜けを確
実に防止でき、ひいては極細チューブ全体の引張強度を
大きくでき、寿命を延長できる。さらに、本願第３項の
発明では、上記Ｎｉめっき被覆層に加工歪を形成したの
で、該被覆層と樹脂との間に水素、残留空気が溜まるこ
とがなく、樹脂との密着性、接着性をさらに向上できる
。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図ないし第３図は本発明の一実施例による医療用極
細チューブを説明するための図である。

第３図において、１は医療用極細チューブであり、これ
は外径１５００μｍ、内径１０００μ閣、肉厚２５０μ
ｍの形状を有し、重１ｔ１．６ｇ／＋ｇ程度のものであ
る。

この極細チューブ１は、ふっ素樹脂からなる厚さ１４０
μｍの内被２の外表面に厚さ１４０μｍの補強層３を巻
回し、該補強層３の外表面をふっ素樹脂からなる厚さ５
０μ階の外被４で被覆して構成されている。

上記補強層３は、第１図及び第２図に示すように、線径
１６０μｍ以下の極細線５を複数本（２〜５０本）撚り
合わせ、これの表面に合成樹脂６を被覆してなる縦合糸
７ａと横合糸７ｂとを、上記チューブ１の軸芯に対して
４５度に傾斜し、かつ各金糸７ａ、７ｂ同士が交叉する
ように、つまり編み組織となるように上記内被２に巻回
することによって構成されている。これによりチューブ
ｌの屈曲による断面の変形を防止している。

上記極細線５は低炭素二相＆ｇ織織締線らなり、これは
重量％でＣ：　０．０１〜０．５０％、Ｓｌ：３．Ｑ％
以下、Ｍｎ：５．０％以下、残部Ｆｅ及び不可避的不純
物からなる線径３．０〜６．０ｆｉの線材を一次熱処理
、−次冷間伸線、二次熱処理及び二次冷間伸線により線
径１０〜１００μｍに強加工して製造されたものである
。この極細ＩＪＩ５は上記強加工により生じた加工セル
が一方向に繊維状に配列された繊維状微細金属組織を形
成しており、かつ上記加工セルの大きさ、繊維間隔がそ
れぞれ５〜１００人５０〜１０００人であり、さらに引
張強力が３００〜６００瞳ｆ／ｌｘ”である。

そして、上記各極細線５の外表面にはＮｉめっき被覆層
９が形成されている。このＮｉめっき被覆層９は、上記
線材にめっき処理を行い、しかる後冷間伸線加工する際
に同時に望性加工されたもので、これにより加工歪を有
している。即ち、上記Ｎｉめっき被覆層９は、伸線加工
の前工程において線材にめ９き処理を施して４μｍ程度
の被覆層を形成し、これを−次、二次冷間伸線すること
により、１μｍ程度の厚さに引き延ばしてなるものであ
る。これにより、めっき処理時に生じていたピンホール
が潰されて、欠陥のない良好な被覆層となっている。

このように本実施例の医療用極細チューブ１によれば、
補強層３を構成する各極細線５にＮｉめっき被覆層９を
形成したので、極細線５自体の活性度を下げることがで
きるとともに、錆びを防止でき、しかもＮｉめっき被覆
層９によって自己潤滑性が与えられ、内被２に巻きつけ
加工を行う際の加工性を向上できる。

また、本実施例では上記Ｎｉめっき被覆層９に加工歪を
生じさせたので、上記合成樹脂６と極細線５との密着性
、接着性を大幅に向上できる。即ち、上記Ｎｉめっき被
覆層９は、加工歪によってピンホール等のない構造とな
っており、はとんど水素、残留空気を含有していないの
で、密着性への悪影響がなく、引張りやねじり等が作用
しても抜けることはない、その結果、極細チューブｌ全
体の強度を向上でき、寿命を延長できる。

さらに、本実施例では極細線５に低炭素二相組織鋼線を
採用したので、線径１０〜１００μ繭で引張強度３００
〜６００　ｋｔｆ／ｍ”と極めて高強度を有しており、
補強層３としての引張強度を大幅に向上しながら、厚さ
の薄い織・布状の補強層３を形成できる。その結果、外
径０．３〜３龍の極細チューブ１が可能となるとともに
、曲げに対する抵抗はそれほど増大することはなく、十
分な屈曲性が得られる。

ここで、本実施例の極細チューブ１を採用し、半径−１
０鶴で３０００回以上の屈曲試験を行ったところ屈曲性
の劣化は認められず、しかも断面が楕円状につぶれるこ
とはなく、断面保持性が非常に高いことがわかった。

なお、上記実施例では、複数本の極細線５を合わせて縦
合糸７ａと横合糸７ｂとを形成し、両者の編み組織とし
て補強層３を形成したが、本発明の補強層３は、第４図
に示すように、内被２の表面に極細線５を軸芯に対して
４５度のスパイラル状に巻回してなる第１補強１ｉ１３
ａと、これの表面に極細ｖＡ５を上記と逆向きの４５度
に、つまり交叉するように巻回してなる第２補強層３ｂ
とで構成してもよい。

また、上記実施例では、極細線５を複数本合わせた構造
を例にとって説明したが、本発明では、極細線を単独で
補強層を構成しても勿論よい。

さらに、上記実施例では、Ｎｉめっき被覆層９に加工歪
を形成したが、本発明ではこの加工歪は必ずしも形成し
なくてもよく、加工歪のない場合でも樹脂との密着性、
接着性を向上できる。

さらにまた、上記実施例では極細線５に低炭素二相組織
鋼線を採用した場合を例にとって説明したが、本発明の
極細線は、他にピアノ線、ステンレス線が採用でき、こ
れらの場合もＮｉめっき被覆層を形成することにより活
性度の抑制、自己潤滑性、耐蝕性及び樹脂との密着性の
向上を図ることができる。

ここで、本実施例の極細線にＮｉめっき被覆層を形成し
たことによる樹脂との接着力向上効果を確認するための
実験について説明する。

この実験は、第５図に示すように、本実施例の極細ｊＪ
ｌａの一部分を、エポキシ系樹脂をベースとしてこれに
炭素繊維、ガラス繊維を混合してなる複合試料片すに埋
め込み、この複合試料片すを固定した状態で上記極細線
ａの上部をこれが抜けるか、又は断線するまで引張って
、両者の密着性。

接着性を調べた。なお、上記複合試料片すの埋め込み長
さしは、極細＆Ｉａの線径ｄ　（ｆｉ）　Ｘ５Ｑとなる
ようにした。

そして、第２表に示すように、ます線径５０μｍの極細
線を４本用意し、この各極細線にＮｉめっきを形成しな
い場合（ｔｌｈｌ）、Ｎｉめっき被覆層を形成した後伸
線加工により加工歪を付与した場合（Ｎｉ２）、さらに
これの表面に樹脂コーティングした場合（Ｆ１ａ）、Ｎ
ｉめっきを被覆しただけの場合Ｃ１１ｋＬ４　）につい
て引抜き試験を行った。また、線径１００μｍの極細線
も採用し、これもＮｉめっきを被覆しただけの場合（Ｉ
ｌｈ５　）　、さらにこれに伸線加工により加工歪を付
与した場合（阻６）についても同様の引抜き試験を行っ
た。表中、×印は極細線ａが複合試料片すから抜けた場
合を示し、Ｏ印は該極細線ａが断線した場合を示す。

表からも明らかなように、線径５０μ個でＮｉめっきを
被覆しない場合（隘１）は抜けており、両者の接着力は
上記極細線の破断力未満であった。

これに対して、Ｎｉめっきを被覆しくＮｎ４）、さらに
これに加工歪を付与しく１ｂ２）、さらにまたこれに樹
脂コーティングした（丸３）場合は、いずれも抜ける前
に断線しており、両者の接着力は極細線の破断力以上で
あることがわかる。

一方、線径１００μ爛でＮｉめっき被覆層を形成しただ
けの場合（−５）は、断線する前に抜けている。これは
線径が大きい分用張力も高いことから、接着力がこの高
い引張力には及ばなかったものと考えられる。しかしこ
れに加工歪を付与した場合（ｌｌｈ６）は断線しており
、これにより加工歪により接着力が向上することが理解
できるとともに、比較的太い線径の場合は極細線自体の
引張力が大きくなっているから、加工歪を付与すること
によりこの大きな引張力に対応できる接着力が得られ、
その効果はより大きいことがわかる。

〔発明の効果〕

以上のように本願第１項の発明に係る医療用極細チュー
ブによれば、ピアノ線、ステンレス線あるいは低炭素二
相組織鋼線からなる極細線の表面にＮｉめっき被覆層を
形成したので、線径１６０μｍ以下の極細線を使用する
際の活性度を抑制して焼失等を防止できるとともに、巻
回加工する際の加工性を向上でき、かつ樹脂被覆する際
の密着性。

接着性を向上できる効果がある。また、本願第２項の発
明では、上記極細線の撚り線に樹脂を被覆したので、集
束性１１造の安定性を同上でき、さらに第３項では、上
記Ｎｉめっき被覆層に加工歪を形成したので、さらに樹
脂との密着性を向上できる効果がある。

男１５

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例による医療用極
細チューブを説明するための図であり、第１図はその縦
合糸の断面図、第２図は複数本の極細線を合わせた状態
の模式図、第３図はその医療用極細チューブの斜視図、
第４図は本発明の他の実施例を示す斜視図、第５図は本
実施例の効果をｆ！認するために行った実験方法を示す
図である。 図において、１は医療用捲縮チューブ、２は内被、３は
補強層、４は外被、５は極細線、６は樹脂、７ａ、７ｂ
は合糸、９はＮｉめっき被覆層である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）樹脂製の内被の外表面を、単線、又は複数線から
   なる補強ワイヤを軸芯に対して傾斜し、かつ該補強ワイ
   ヤ同士が交叉するように巻回してなる補強層で被覆する
   とともに、該補強層の外表面を樹脂製の外被で被覆して
   なる外径が３ｍｍ以下の医療用極細チューブであって、
   上記補強ワイヤが、線径１６０μｍ以下のピアノ線、ス
   テンレス線あるいは引張強度３００ｋｇ／ｍｍ＾２以上
   の低炭素二相組織鋼線のいずれかからなり、かつ外表面
   にＮｉめっき被覆層が形成されていることを特徴とする
   医療用極細チューブ。
2. （２）上記補強ワイヤの外表面に樹脂被覆層が形成され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の医
   療用極細チューブ。
3. （３）上記Ｎｉめっき被覆層が、塑性加工による加工歪
   を有していることを特徴とする特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載の医療用極細チューブ。