TWI652696B - Composite cable - Google Patents

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Abstract

本發明之課題為提供一種作為複合纜線整體，可確保品質安定性，同時也能獲得柔軟性‧可撓性之複合纜線。本發明之解決手段為在外皮之內側具有管體與複數條纜線的複合纜線，該複合纜線於作為被試驗纜線而將該複合纜線整體做成環圈而懸掛時，將該環圈之內徑寬度之最大值設為D1，並將對該環圈施加1kg的荷重且距離前述環圈之上端100mm之位置的環圈之內徑寬度設為D2而進行量測時，會形成D1-D2>70mm之複合纜線，且，前述管體具有局部或整體地由多孔質聚四氟乙烯所構成之層，並於形成該管體之層的外徑(D)、內徑(d)時，使(D-d)/D在0.27~0.75之範圍內的管體，且具有在連接以下4點而成的領域內的預定的多孔構造：使該ePTFE中的多孔構造之平均裂隙寬度於前述(D-d)/D為0.27時形成最小值為10.0μm，而最大值為20.0μm的2點，及於前述(D-d)/D為0.75時形成最小值為16.0μm，最大值為27.0μm的2點。

Description

複合纜線 發明領域
本發明是關於一種複合纜線，特別是一種在外皮之內側具有管體與複數條信號線‧電源線等纜線之複合纜線。
發明背景
以往，在醫療機器等之領域中，會使用到在纜線外皮之內側具有供光纖(fiber)插設或使冷卻用流體回流等之管體與複數條信號線‧電源線等纜線之複合纜線。作為這種以往之複合纜線之一例，在專利文獻1中已揭示一種在外皮之內側具有光纖與複數條電線之複合纜線，其為將光纖收納於預定硬度之保護管體內，且在保護管體之周圍配置複數條電線的複合纜線。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2012-9156號公報
發明概要
在這種以往的複合纜線中，一般，必須藉由防止管體的彎折(壓壞)，以保護內部的光纖或使流體回流，並防止管體阻塞，特別是，在使流體於管體內回流之物上，必須確保其密封性(氣密性‧液密性)。另一方面，例如，在連接醫療機器與其探測器(probe)之纜線等的用途中，因應探測器之操作而使纜線可柔軟地變形之必要性變高，因此較佳的是，複合纜線整體需富有可撓性‧柔軟性。上述專利文獻1所記載的複合纜線中，作為收納光纖之管體，是由堅韌結構之四氟乙烯-乙烯共聚物(Tetrafluoroethylene-ethylene，ETFE)所構成，並使用了樹脂蕭耳(shore)D硬度為65以上之保護管體，因而在可藉由避免管體之彎折以保護內部光纖之點上是具有優點的，但是，為了包含高硬度之管體，會有複合纜線整體難以得到可撓性‧柔軟性之問題。對於此問題，當僅欲藉由將管體厚度變薄等以得到可撓性等，則無法有效地防止管體的彎折(壓壞)等，且也有導致複合纜線整體之品質安定性受損的疑慮。因此，為了兼顧並提高可撓性與壓壞特性雙方面的特性，可以進一步提高複合纜線整體之品質安定性的技術之開發仍然備受期待。
本發明是有鑑於上述事實而作成的，其目的在於提供一種藉由提高可撓性與壓壞特性雙方面的特性，以得到品質安定性高之複合纜線。
本發明之發明人，致力於研究可以非常均衡地獲 得如上述之整體的品質安定性與可撓性等的複合纜線之構造的結果，注意到有以下的情形：觀察複合纜線之內部管體的微觀(電子顯微鏡)構造，當所述管體之構造為堅韌型的複合纜線時，則難以得到纜線整體的柔軟性‧可撓性，另一方面，當將管體構造做成多孔(porous)狀時，雖然可以得到纜線整體的柔軟性‧可撓性，但是會有管體的彎折(壓壞)特性惡化之疑慮，再進一步針對管體的構造(材質‧試驗特性‧厚度‧多孔狀‧多層構造)及與管體周圍之信號線之間的關係(信號線之內部導體的外徑)進行詳細的研究之結果，發現了可以確保整體之品質安定性同時可以得到可撓性等之複合纜線的構造。
也就是說，為了達成上述目的，本發明之複合纜線是一種在外皮的內側具有管體與複數條纜線之複合纜線，其特徵在於，該複合纜線於作為被試驗纜線而將該複合纜線整體做成環圈而懸掛時，將該環圈之內徑寬度的最大值設為D1，並將對該環圈施加1kg之荷重且於距離前述環圈之上端100mm的位置的環圈之內徑寬度設為D2而進行量測時，會形成D1-D2>70mm之複合纜線，且，前述管體具有局部或整體地由多孔質聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，以下，有時簡稱為ePTFE)所構成之層，並於形成該管體之層的外徑(D)、內徑(d)時，使(D-d)/D在0.27~0.75的範圍內的管體，且為具有在連接以下4點而成的領域內的預定的多孔構造之管體：使該ePTFE中的多孔構造之平均裂隙(crevasse)寬度於前述(D-d)/D為0.27時形成最小值為10.0μm，而最大 值為20.0μm之2點，及於前述(D-d)/D為0.75時形成最小值為16.0μm，最大值為27.0μm之2點。
根據所述之構成，由於前述管體是局部或整體地以ePTFE所構成，所以相較於例如，使用堅韌構造之管體的以往的複合纜線，可提升可撓性‧柔軟性。此外，由於前述管體於形成該管體的外徑(D)、內徑(d)時，使(D-d)/D在0.27~0.75的範圍內之管體，且具有在連接以下4點而成的領域內的預定的多孔構造：使該ePTFE之多孔構造的平均裂隙寬度於前述(D-d)/D為0.27時形成最小值為10.0μm，最大值為20.0μm之2點，及於前述(D-d)/D為0.75時形成最小值為16.0μm，最大值為27.0μm之2點，因此也可以得到良好的抗壓壞(collapse resistance)特性。在此，雖然前述管體是局部或整體地由多孔質聚四氟乙烯(ePTFE)所構成，但是該多孔構造，並非是如所謂的多孔質的情況中的以空孔的佔有比例形成的空孔率，而是如上所述，著重在該多孔之裂隙寬度的概念。
也就是說，在本發明的發明人的知識見解下，在由ePTFE構成，且做成外徑(D)、內徑(d)時，使(D-d)/D變成在0.27~0.75之範圍內的管體中，使所述多孔構造之平均裂隙寬度在連接以下4點而成的領域內時：於前述(D-d)/D為0.27時形成最小值為10.0μm，最大值為20.0μm之2點，及於前述(D-d)/D為0.75時形成最小值為16.0μm，最大值為27.0μm之2點，就可以非常均衡地獲得管體的可撓性‧柔軟性與抗壓壞特性。此外，由於前述複合纜線於作為被試 驗纜線而將該複合纜線整體做成環圈而懸掛時，將該環圈的內徑寬度的最大值設為D1，並將對該環圈施加1kg之荷重且於距離前述環圈之上端100mm的位置的環圈之內徑寬度設為D2而進行量測時，會形成D1-D2>70mm之複合纜線，所以可以確保複合纜線整體的可撓性‧柔軟性。
1‧‧‧複合纜線
111‧‧‧試驗纜線
120‧‧‧ALPET
122‧‧‧護套
2、201、202‧‧‧管體
2A、201C、202C‧‧‧內腔
22‧‧‧裂隙
24‧‧‧節點
26‧‧‧裂隙寬度
200‧‧‧複合纜線
201A、202A‧‧‧第1管體層
201B、202B‧‧‧第2管體層
205、H‧‧‧纜線
303、3‧‧‧帶體
300C‧‧‧纜線收納部
304、4‧‧‧纜線外皮
306、5‧‧‧屏蔽層
307、6‧‧‧捆緊紮帶
308、7‧‧‧纜線單元
8‧‧‧信號線
9、15‧‧‧內部導體
10‧‧‧介電體
11‧‧‧外部導體
12‧‧‧絕緣外皮
13、313‧‧‧中介物
14‧‧‧單線單元
16‧‧‧絕緣體
A‧‧‧AWG38單線7芯單元
B‧‧‧AWG40 50pF同軸12芯單元
C‧‧‧纜線收納部
C’‧‧‧AWG36之附屏蔽雙絞線
D‧‧‧外徑、排擾線
d‧‧‧內徑
T、t‧‧‧抗張體
D1、D2‧‧‧內徑寬度
E‧‧‧試樣
F、G‧‧‧板體
圖1為本發明第1實施形態之複合纜線的局部放大剖面圖。
圖2為本發明第1實施形態之複合纜線的管體之電子顯微鏡照片，用於說明預定之多孔構造的定義。
圖3為對本發明第1實施形態之複合纜線所實施之各種試驗之試驗纜線的局部放大剖面圖。
圖4為表示對本發明第1實施形態之複合纜線所實施之可撓性評估試驗之方法的圖。
圖5為表示對本發明第1實施形態之複合纜線所實施之側壓性能評估試驗之方法的圖。
圖6為表示對本發明第1實施形態之複合纜線所實施之耐R性能評估試驗之方法的圖。
圖7為用於說明藉由多孔構造以提升可撓性之作用機制(mechanism)之圖。
圖8為用於說明藉由多孔構造以提升耐側壓性之作用機制(mechanism)之圖。
圖9為表示關於多孔構造之平均裂隙寬度的理想範圍之圖表。
圖10為本發明第2實施形態之複合纜線的局部放大剖面圖。
用以實施發明之形態
以下所述之實施形態並非用以限定與專利申請範圍有關之發明，且在實施形態中所述之特徵的所有組合對於本發明的成立並不一定是必須的。圖1為本發明第1實施形態之複合纜線的局部放大剖面圖。如圖1所示，本實施形態之複合纜線1包含，配置於該複合纜線1的剖面中央之管體2，及配置在管體2周圍之複數條纜線單元7。管體2具有內腔2A，且在該內腔2A中插設有圖未示之光纖等。在管體2的外周面上纏繞著帶體3，並將該帶體3外側視為纜線收納部C。在該纜線收納部C中，將複數條纜線單元7與中介物13沿著帶體3的整個外周配置並相互撚合。被撚合之纜線單元7等是藉由捆緊紮帶6而將其外側捆緊包覆，且在該捆緊紮帶6的外側藉由通用屏蔽(shield)層5進行屏蔽，且在該通用屏蔽層5的外側設有作為最外層之纜線外皮4。再者，纜線收納部C的厚度(帶體3之外周與捆緊紮帶6之內周之間的距離)宜與纜線單元7及中介物13的外徑相同，或是僅比其稍大。舉例來說，各纜線單元7可為例如，雙絞線纜線(twisted pair cable)、同軸纜線或絕緣纜線等，並為根據例如，AWG(American Wire Gauge)的規格之AWG38~55左右的纜線。又，各纜線單元7是在內側配置複數條電線，並在其外側配置複數條信號線8等之單元，且各信號線8為以下結 構之極細同軸纜線等：在中心配置由被施加過鍍錫之軟銅線或銅合金線所形成之內部導體9，並隔著其周圍的介電體10，將外部導體11配置成與內部導體9同軸，且藉由絕緣被覆層12被覆其周面。宜使內部導體9的外徑分別在0.123mm以下。也就是說，在本發明的發明人之知識見解下，複合纜線整體的硬度，不僅與管體的硬度有關，也與管體周圍的信號線等之內部導體之硬度有關，且由於內部導體9外徑越大會變得越硬，所以清楚理解到，藉著將該等內部導體9的外徑分別做成0.123mm以下，將得以使複合纜線整體之柔軟性‧可撓性更進一步提升。
再者，本發明之複合纜線只要是包含管體2，與複數條纜線(單元)7的即可，對於除此以外之構造，即，捆緊紮帶6、通用屏蔽層5及纜線外皮4之細節，甚至是，纜線(單元)7的數量，和各纜線單元7的構造則不作限定。又，纜線單元7也可以是沒有做撚合者。
構成本實施形態之複合纜線1的重要特徵之管體2是藉由以下所形成：由多孔質聚四氟乙烯(ePTFE)所構成，且形成管體2之外徑(D)、內徑(d)時，使(D-d)/D在0.27~0.75之範圍內。又，其為具有在連接以下4點而成的領域內的預定的多孔構造之管體：使管體2的ePTFE層中之多孔構造的裂隙寬度於上述(D-d)/D為0.27時形成最小值為10.0μm，最大值為20.0μm之2點，及於上述(D-d)/D為0.75時形成最小值為16.0μm，最大值為27.0μm之2點。
信號線8具有將例如，7條由施加過鍍錫之軟銅線 或銅合金線所構成之細徑的素線撚合成的外徑為0.30mm之導體。並且，藉由將該導體以厚度為0.14mm之具有絕緣性的外皮包覆，以做成外徑為0.58mm的電線15。又，作為電力線之電線15具有將例如，7條由施加過鍍錫之軟銅線或銅合金線所構成之外徑為0.127mm的素線撚合而成之外徑為0.38mm的導體。並且，藉由將該導體以厚度為0.1mm之具有絕緣性之外皮包覆，以做成外徑為0.58mm的電線15。並將信號線與電力線二條二條地分開。絕緣外皮12的材料，可以使用例如，耐熱性、耐化學性、無黏著性、自潤性等優異之四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)樹脂。捆緊紮帶6，可使用例如，耐熱性、耐磨耗性等優異之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)樹脂所形成之樹脂帶體，也可以使用紙材帶體或聚四氟乙烯(PTFE)樹脂之樹脂帶體。通用屏蔽層5雖然可以藉由將例如，外徑數十μm之已有鍍錫的銅合金線經過編織而形成，但也可以螺旋包覆銅合金線而形成，又，也可以在由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)樹脂所形成之樹脂帶體上纏繞上銅箔或鋁箔所形成之金屬樹脂帶體。纜線外皮4是由例如，聚氯乙烯(PVC)或聚烯烴系樹脂等所形成。纜線外皮4為例如，厚度約0.25mm，外徑為3.0mm。
根據像這樣所構成之複合纜線1，由於管體2是由ePTFE所構成，相較於例如，使用僅由堅韌構造之聚四氟乙烯(以下，有時簡稱為PTFE)形成之管體的以往的複合纜線，可以提升可撓性‧柔軟性。此外，由於管體2為於形成管體2之外徑(D)、內徑(d)時，使(D-d)/D在0.27~0.75的範圍內之 管體，且具有在連接以下4點而成的領域內的預定的多孔構造：使上述ePTFE中的多孔構造的裂隙寬度於上述(D-d)/D為0.27時形成最小值為10.0μm而最大值為20.0μm之2點，及於上述(D-d)/D為0.75時形成最小值為16.0μm而最大值為27.0μm之2點，所以可以得到良好之抗壓壞特性。在此，管體2是由多孔質聚四氟乙烯(ePTFE)所構成，但是該多孔構造並非是如所謂的多孔質的情況中的以空孔之佔有比例形成的空孔率，而是如上所述，著重在該多孔之裂隙寬度之概念。在本發明之發明人的知識見解下，在由ePTFE所構成，且於形成外徑(D)、內徑(d)時，使(D-d)/D在0.27~0.75之範圍內的管體中，使所述多孔構造之裂隙寬度在連接以下4點而成的領域內時：於上述(D-d)/D為0.27時形成最小值為10.0μm，而最大值為20.0μm之2點，及於上述(D-d)/D為0.75時形成最小值為16.0μm，最大值為27.0μm之2點，就可以非常均衡地獲得可撓性‧柔軟性與抗壓壞特性。此外，由於將前述複合纜線當作被試驗纜線而將該複合纜線整體做成環圈而懸吊時，將該環圈之內徑寬度的最大值設為D1，並將對該環圈施加1kg之荷重且距離前述環圈之上端100mm的位置的環圈之內徑寬度設為D2而進行量測時，會形成D1-D2>70mm，所以可確保複合纜線整體之可撓性‧柔軟性。又，由於將內部導體9的外徑分別做成0.123mm以下，因此可防止從纜線(單元)7的信號線8對管體2賦予過大之側壓、及發生過多之彎曲和扭轉。
再者，在上述的實施形態中，雖然是做成在管體 2的內腔2A中，插設有圖未示之光纖等，但並不以光纖等而受限。又，纜線單元7及中介物13的數量、粗細及種類亦不受上述實施形態所限定。根據纜線單元7的數量，在纜線收納部C內不設置中介物13，而只設置纜線單元7，只要可以使纜線外皮4的剖面形成圓形即可，不放入中介物13也是可以的。
圖2為本發明第1實施形態之複合纜線的管體之電子顯微鏡照片，參照該照片同時針對管體的預定的多孔構造進行說明。圖2所示之電子顯微鏡照片，是將圖1中管體2的ePTFE所構成之層的剖面，朝向管體2的長度方向所見的照片(換言之，該剖面為朝向圖1之用紙之背面方向所見的照片)。在本實施形態之複合纜線1之管體2的ePTFE層中，將圖2所示之樹脂構造整體稱為「預定的多孔構造」，且在該樹脂結構中的間隙的部分22為「裂隙(crevasse)」，且實體的部分24為「節點(node)」。此外，「裂隙寬度」是指，如參照符號26所示，裂隙(22)之同圖中的左右方向(圖2用紙的左右方向，也就是直行於裂隙的長向之方向)的寬度。再者，「平均裂隙寬度」是管體2之ePTFE層的「預定的多孔構造」中的裂隙寬度(26)的平均值。在計算該平均裂隙寬度時，是選出30個任意的裂隙，量測各裂隙中的最大裂隙寬度，並求出其平均值。
在此，先對本實施形態之複合纜線中由ePTFE所構成之多孔構造的管體2之製作方法進行說明。要製作本實施形態之複合纜線之管體2，首先，是將PTFE細粉(fine powder)(商品名：POLYFLON PTFE F104，大金(DAIKIN)工業社製)以#10的篩子除去結塊同時放入塑膠瓶中之後，添加預定量(參照下表)之擠壓助劑(商品名：CL317#2，山一化學工業社製)，於PTFE之室溫轉移溫度為19℃以下的情況下放置12小時以上進行熟化。之後，將其以Turbula混合器(Turbula mixer)進行混合5分鐘，並將該混合後之試料在室溫中放置1小時以上。之後，為了得到糊料(paste)擠壓法中的管體成形體，以#10的篩子除去結塊同時投入預成形機。此時的預成形壓力為11.5kg/cm2。糊料擠壓機(料筒(cylinder)直徑為76.2mm芯軸(mandrel)直徑為18.8mm)，並使用下表所示之模具：模座為6.85mm，內模座配合所期望之厚度選用。之後，將預成形體放入擠壓機中，以14.5kN的力作用1分鐘，進行二次預成形，並調整壓頭(ram)速度，以形成下表所示之預定沖壓力，將被擠壓出之管體成形體捲收到捲取機上。在此，沖壓力是指推壓糊料擠壓機之預成形體的壓力。之後，將已捲收之管體安置於輸送機上，進行乾燥處理，並捲收到捲取機上。之後，以下表所示之預定速度調整絞盤滾輪(capstan roll)在高溫爐中的旋轉速度。之後，以下表所示之傳送速度使管體通過設定為400℃的燒結爐，以進行燒結。此時，並以不會在燒結時施加過度的張力的方式，調整輸送速度。像這樣，藉由擠壓助劑、沖壓力及絞盤滾輪的旋轉速度(絞盤速度)，以調整所要之裂隙寬度。具體來說，藉由擠壓助劑及調整沖壓力，可以將PTFE細粉纖維化，並形成較均一之裂隙。在例如，其等不 足或過剩的情況中，則會變得難以形成管體，且就算可以形成，裂隙也會產生不均一的情形。擠壓助劑及沖壓力與裂隙寬度之間的關係，如後述之表1及2所記載。又，可藉由調整絞盤速度，以調整管體的傳送速度，藉以調節在管體上發生之開裂(亦即會由此變成裂隙)的程度。也就是說，隨著絞盤速度變快，裂隙寬度也有變大的傾向。
實施例
製作出各種試驗纜線，並評估各個複合纜線的可撓性，還有作為壓壞特性之耐側壓及耐R性能。
(A)評估對象之複合纜線
圖3表示試驗纜線的剖面概要圖。如圖3所示，該試驗纜線111具有與圖1所示之複合纜線1大致相同之構成，且對相同的部分是附加相同的參照編號，而省略其說明。
再者，在試驗纜線111中，是在纜線單元7中使用AWG38的單線7芯纜線單元A、AWG40之50pF同軸12芯纜線單元B、AWG36之附屏蔽雙絞線纜線C’，並將其詳細構造局部放大表示。纜線單元A為如同圖中放大所示之物：在中心配置與各芯大致相同直徑的抗張體(tension member)T，並在其周 圍配置7芯的單線(纜線)1~7。又，纜線單元B為：透過位於中心之極細的抗張體t配置3芯的同軸纜線1、2、3，並在其外周配置同軸纜線4~12。此外，附屏蔽雙絞線纜線C’為：配置雙絞線纜線1、2，並在其單側配置排擾線(drain wire)D，並藉由ALPET120與護套(jacket)122被覆其等的外側。
在以上構造之試驗纜線111中，針對使用了材質由ePTFE所構成，並以前述之製作方法及表1所示之條件所製作之多孔構造的管體之樣品(實施例)1~6，及使用了材質由FEP所形成之堅韌構造之管體的樣品(比較例)7、8，與取代管體2並使用纜線之複合纜線(比較例)9，實施了以下3種評估試驗。又，樣品(實施例)1~6、樣品(比較例)7、8，除了上述之材質外，各個管體之尺寸與厚度不同，而樣品(比較例)9是以纜線取代管體2作為試樣。其等的製作條件，樣品(實施例)1~6是表示在以下的表1，而樣品(比較例)7、8及9則表示於後述之表2。又，在樣品(實施例)1~6中，將各自的裂隙寬度之平均值表示於後述之表2。該裂隙寬度的平均值，是在樣品(實施例)1~6中的如圖2所示之剖面照片的任意位置上，實際量測裂隙寬度，並計算出該值。
(B)評估方法
[1]可撓性評估試驗
圖4所示為本評估試驗之方法。如圖4(A)所示，將纜線整體做成環圈，將夾持(clamp)部C之夾持距離設定為65mm而懸掛時，該環圈內徑寬度的最大值設為D1(200±10mm)，如圖4(B)所示，將對該環圈上施加1kg的荷重(載重塊1kg) 且距離前述環圈的上端100mm的位置(測定位置為距離夾持部100mm處)的環圈之內徑寬度設為D2時而進行量測時，可測定D1-D2之長度(mm)。則可以做出以下的評估結果：當D1-D2的長度(mm)越大，則作為纜線之柔軟性‧可撓性越高。特別要注意的是，是否會變成D1-D2>70mm。
[2]側壓性能評估試驗
圖5所示為本評估試驗之方法。如圖5所示，將纜線之做成試樣長度為100mm之試樣E載置於板體(plate)F上，於載重塊寬度10mm、速度5mm/min的條件下進行載重，測定相較於試樣E之內徑壓入30%時的載重塊並進行評估。則可以做出以下的評估結果：該載重塊越大，則耐側壓性能越優異，且作為纜線之壓壞特性越高。
[3]耐R性能評估試驗
圖6所示為本評估試驗之方法。如圖6所示，將管體之做成試樣長度為200mm之試樣挾持在2片板體(plate)G之間，在板體G間進行挾持加壓，測定開始挫屈時的L1(mm)並進行評估。可以做出以下的評估結果：由於該L1(mm)越小，則開始挫屈之曲率越小，因而耐R性能優異，且作為纜線H之抗壓壞特性高。但是，是將L1(mm)的最小值(上限)設成10mm。
(C)評估結果
將以上3個試驗之評估結果表示在表2。
如表2所示，在可撓性評估試驗中，使用材質為ePTFE所形成之管體的樣品(實施例)1~6，全都形成D1-D2>70mm，而可得到良好的可撓性，尤其是，在樣品2中形成D1-D2>90mm，而在樣品3中形成D1-D2>100mm，在樣品5中形成D1-D2>85mm，在樣品6中形成D1-D2>90mm，並得到了 優異的可撓性。相對於此，在使用材質由FEP所形成之管體的樣品(比較例)7、8中，分別形成D1-D2>45mm、D1-D2>25mm就已經是極限了，並無法得到充分的可撓性。再者，在使用纜線取代管體2的複合纜線(比較例)9中，則形成D1-D2>95mm，得到了作為複合纜線整體之優異的可撓性。
且，在側壓評估試驗中，在使用材質由ePTFE所形成之管體的樣品(實施例)1~6中，樣品1可承受到73.0(N)之側壓，樣品4可承受到72.0(N)之側壓，可得到優異的耐側壓性能。相對於此，在使用材質由FEP所形成之管體的樣品(比較例)7、8中，雖然也分別可承受到68.8(N)、280.0(N)的側壓，但是這是藉由堅韌構造之管體所形成的，可撓性是差的，最多僅能評估成與耐側壓性良好之以往例為相同的結果。
又，在耐R性評估試驗中，使用材質由ePTFE所形成之管體的樣品(實施例)1~6之中，樣品2~6可承受挫屈到L1(mm)的最小值為10mm，而可得到優異的耐R性能。又，在樣品1中，也可承受挫屈到L1(mm)為15mm為止，而得到良好的耐R性能。相對於此，使用材質為FEP所形成之管體的樣品(比較例)7、8之中，雖然樣品(比較例)8可承受挫屈到L1(mm)之最小值為10mm，而得到優異的耐R性能，但是樣品(比較例)7只可以承受挫屈到L1(mm)為30mm，而無法得到充分的耐R性能。如此，即可以推導出，即使是使用了堅韌構造之管體的樣品(比較例)7、8，當像樣品(比較例)7一樣將厚度變薄時，則無法得到充分之耐R性能。
在此，在和上述各評估試驗的結果之關連上，參照圖7至圖9，同時針對在本發明之複合纜線中，藉由以ePTFE形成管體2，並具有上述之預定的多孔構造之情形的作用效果進行說明。分別為，圖7為用於說明藉由多孔構造以提升可撓性之作用機制(mechanism)之圖，圖8為用於說明藉由多孔構造以提升耐側壓性之作用機制(mechanism)之圖。
首先，針對可撓性，已清楚可知的是，裂隙寬度越短越差，越長越佳。亦即，對纜線施加往彎曲方向的作用力時，以纜線為作用範圍，由於對內側是進行壓縮，對外側則進行拉伸，所以存在於內外的力之作用不同(彎曲力矩)，可撓性方面，尤以藉由作用於內側之壓縮所產生的影響較大。如同以往例和上述樣品(比較例)7、8所示，在設有堅韌構造之管體的纜線中，管體本身的反作用力會相對於壓縮能量(energy)直接地進行作用。另一方面，本發明之複合纜線，亦即，如圖7所示，在如樣品(實施例)1~6所示地設有多孔構造之管體2的纜線中，由於在管體中形成有對應於前述之裂隙寬度的間隙，當裂隙寬度越大，到將該間隙填平為止之期間，就會有越多的壓縮能量被用於堵塞裂隙22，而變成作用於管體內側之壓縮能量被降低之狀態。如此，由於裂隙之寬度越大，對於管體之壓縮自由度越提高，因此可提升可撓性。
接著，針對側壓，已清楚可知的是，裂隙寬度越短越佳，越長越差。亦即，對纜線施加往徑向的作用力時， 如同以往例和上述樣品(比較例)7、8所示，在設有堅韌構造之管體的纜線中，在該管體的承受作用部分的整體會進行對該沖壓力之反彈。相對於此，本發明之複合纜線，亦即，如圖8所示，像樣品(實施例)1~6一樣，設有多孔構造之管體的纜線，藉由沖壓力會使多孔構造之結點24的部分發生位移，同時會對該部分形成侵蝕，而變成將壓力緩衝之狀態，並使反作用力變弱。因此，前述之裂隙寬度越大則反作用力也越減少。基於上述，前述之裂隙寬度越大，則對於側壓之特性會變得越差，且當對應管體之厚度與外徑的裂隙寬度超出預定值時，就會變成難以兼顧可撓性與側壓。從這樣的動機出發，則針對前述之裂隙寬度，是否有那個範圍的值是較理想的，必須要導出預定值。
此外，針對耐R性，已清楚可知的是，裂隙寬度越短越差、越長則越佳，且關於耐R試驗之作用機制，也可以採用與上述之可撓性有關的作用機制相同的觀點。
又，如同以往例與上述樣品(比較例)7、8所示，在使用了堅韌構造之管體的情況中，在其特性上，對於特定以上的彎曲，在樹脂的變形上無法容許之範圍是已經決定好的。相對於此，本發明之複合纜線，亦即，只要像樣品(實施例)1~6一樣成為多孔構造，就可藉由該裂隙和樹脂的變形相配合而增加容許量。因而可以進一步得知，當裂隙寬度變得越大，其容許量越有增加的傾向。
有鑑於以上所述，針對前述之裂隙寬度，進行了是否有那個範圍的值是較理想的，並導出預定值之研究。 並將其結果表示於圖9。圖9所示為針對裂隙寬度之較理想的範圍。根據本發明之發明人的知識見解，已知較理想的是，如圖9所示，於形成管體之外徑(D)、內徑(d)時，使(D-d)/D在0.27~0.75之範圍內之管體，且為具有在連接以下4點而成的領域內之預定的多孔構造之管體：使該ePTFE中的多孔構造之裂隙寬度於前述(D-d)/D為0.27時形成最小值為10.0μm，最大值為20.0μm之2點，及於前述(D-d)/D為0.75時形成最小值為16.0μm，最大值為27.0μm之2點。
如以上所述，根據本實施形態之複合纜線，由於前述管體是由ePTFE所形成，所以相較於例如，使用了僅由堅韌構造之聚四氟乙烯(PTFE)所形成之管體的以往的複合纜線，可提升柔軟性‧可撓性。此外，由於前述管體為，於形成該管體之外徑(D)、內徑(d)時，使(D-d)/D在0.27~0.75之範圍內的管體，且具有在連接以下4點而成的領域內之預定的多孔構造之具有預定的多孔構造：使該ePTFE中的多孔構造之平均裂隙寬度於前述(D-d)/D為0.27時形成最小值為10.0μm，最大值為20.0μm之2點，及於前述(D-d)/D為0.75時形成最小值為16.0μm，而最大值為27.0μm之2點，所以也可以得到良好的抗壓壞特性。又，前述複合纜線為，於作為被試驗纜線而將該複合纜線整體做成環圈而懸掛時，將該環圈的內徑寬度之最大值設為D1，並將對該環圈施加1kg的荷重且在距離前述環圈之上端100mm的位置的環圈之內徑寬度設為D2而進行量測時，會形成D1-D2>70mm之複合纜線，所以可以確保複合纜線整體之柔軟性‧可撓性。
又，前述複數條信號線分別是由，具有內部導體與設置於該內部導體周圍之外部導體的信號線所構成，並宜將前述內部導體之外徑分別設成0.123mm以下。根據所述之構成，可以使複合纜線整體的柔軟性‧可撓性進一步提升。再者，在本發明的發明人的知識見解下，可以清楚看出，複合纜線整體之硬度，不僅取決於管體的硬度，也取決於管體周圍之信號線的內部導體之硬度，且由於內部導體在外徑越大時會變得越硬，因此藉由將該等內部導體的外徑分別做成0.123mm以下，可以使複合纜線整體之柔軟性‧可撓性更加提升。
圖10為本發明第2實施形態之複合纜線的局部放大剖面圖。該第2實施形態之複合纜線200為具有用於，例如，使冷卻用之流體往返之2條管體201、202的複合纜線，因此，在該等2條管體201、202內並無被插設光纖等情形，而保持為中空。並且，在該第2實施形態之複合纜線中，2條管體201、202分別是由，具有與上述第1實施形態之管體相同地由ePTFE所形成之預定的多孔構造之第1管體層201A、202A，與設置於該第1管體層之內側之與上述預定的多孔構造相異的堅韌構造所形成之第2管體層201B、202B所形成之2層構造之管體所構成。如此，由於各管體將由堅韌構造所構成之第2管體層201B、202B構成在內側，因此不會有流動於管體201、202內之液體等漏出到外部之情形，所以即使是對在冷卻等用途上有讓液體等在管體201、202內流動的情況，也可安全地使用，並能得到較高的信賴 性而成為其主要特徵。
也就是說，如圖10所示，本發明第2實施形態之複合纜線包含，鄰接於複合纜線200之剖面中央部而配置之管體201、202，及配置在管體201、202兩側之由5芯單線單元所形成之纜線205。如同於圖10中所放大顯示的，纜線205是5芯單線單元14所形成，且各單線單元14具有內部導體15，與其周圍的絕緣體16。
將各管體201、202構成為，具有內腔201C、202C，並使冷卻用的流體來回循環於該等內腔201C、202C內。將帶體303纏繞在管體201、202與纜線205的外周面上，並將該帶體303的外側做成纜線收納部300C。在該纜線收納部300C中，將複數條纜線單元308與中介物313沿帶體303的整個外周配置並相互撚合。被撚合之纜線單元308等是藉由捆緊紮帶307將其外側捆緊包覆，且在該捆緊紮帶307之外側藉由通用屏蔽層306進行屏蔽，在該屏蔽層306的外側設有作為最外層之纜線外皮304。再者，各纜線單元307，與第1實施形態之纜線單元7是相同的。
再者，2條管體201、202的內側之第2管體層201B、202B，只要是堅韌構造之物即可，並可藉由例如，末端基被氟化之氟樹脂形成，所述之氟樹脂可使用在末端基上具有CF3之已氟化(安定化)的四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(以下，稱之為PFA)。
如此，也可以將管體201、202做成至少具有，由前述預定之多孔構造所形成之第1管體層201A、202A與由不同 於前述預定之多孔構造之堅韌構造所形成之第2管體層201B、202B之多層構造的管體。根據所述構成，由於藉由以堅韌構造所形成之第2管體層201B、202B，就不會有流動於管體201、202內之液體等漏出到外部之情形，因此即使在冷卻等用途上使液體等流動於管體內時，也可安全地使用，並可以確保品質安定性(信賴性)。
再者，在上述第1實施形態中是做成在複合纜線之中心包含1條管體，而在第2實施形態中則是做成包含2條管體，但是也可以包含3條以上之管體。又，在上述第1實施形態中，是將管體做成單層構造，而在第2實施形態中則是做成2層構造，但是也可以做成3層以上之多層構造。作為這種多層構造之態樣，也可以做成，內層或外層之任一層為多孔構造，而另一層為堅韌構造之形態，或多層之三明治(sandwich)構造(中心、中心以外之內側構件與外側構件之任一層為多孔構造，另一層為堅韌構造)。但是，即使在使用該等多層構造之管體的情況下，關於複合纜線整體的可撓性，仍要調整多孔構造以外之層的厚度以保持在滿足前述之D1-D2>70mm之範圍內。此外，管體也可以形成為由複數個管體撚合而成。
產業上之可利用性
本發明不僅可應用在連接醫療機器與終端設備之複合纜線上，且可應用在所有用途之複合纜線上。

Claims (1)

  1. 一種複合纜線，為在外皮之內側具有管體與複數條纜線的複合纜線，其特徵在於：該複合纜線於作為被試驗纜線而將該複合纜線整體做成環圈而懸掛時，將該環圈之內徑寬度之最大值設為D1，並將對該環圈施加1kg的荷重且於距離前述環圈之上端100mm的位置的環圈之內徑寬度設為D2而進行量測時，會形成D1-D2>70mm之複合纜線，且，前述管體具有局部或整體地由多孔質聚四氟乙烯所構成之層，並於形成該管體之層的外徑(D)、內徑(d)時，使(D-d)/D在0.27~0.75之範圍內的管體，且為具有在連接以下4點而成的領域內的預定的多孔構造之管體：使該ePTFE中的多孔構造之平均裂隙寬度於前述(D-d)/D為0.27時形成最小值為10.0μm，最大值為20.0μm之2點，及於前述(D-d)/D為0.75時形成最小值為16.0μm，最大值為27.0μm之2點。
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