JP2011000174A - 内視鏡可撓管のトップコート形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トップコート層の外皮層への密着性を高める。
【解決手段】内視鏡の可撓管本体２０の外周に、熱可塑性ウレタンエラストマーで形成される外皮層３１を積層する。熱可塑性ウレタンエラストマーと、硬化性ウレタン樹脂組成物と、熱可塑性ウレタンエラストマー可溶性溶媒とを含むトップコート液を用意する。トップコート液を外皮層３１の表面に塗布することにより、外皮層３１の表面の熱可塑性ウレタンエラストマーの一部を溶解させた後、硬化性ウレタン樹脂組成物を硬化させ、トップコート層３２とともに、外皮層３１表面とトップコート層３２との間に混在層３３を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、内視鏡可撓管の外皮表面にコートされるトップコート層の形成方法に関する。

内視鏡の可撓管は、螺旋管の上にブレードが巻かれ、そのブレードの上にさらに樹脂外皮が被覆されて構成されるのが一般的である。樹脂外皮の表面には、可撓管の滑りやすさ、耐薬品性等の要求に応じるために、トップコート層が設けられることがある。一般的に、トップコート層は硬質の硬化性樹脂で形成される一方、樹脂外皮は軟質の熱可塑ウレタンエラストマーで構成されるため、繰り返しの使用や洗浄・消毒等によって、トップコート層が、樹脂外皮から剥離する場合がある。

従来、トップコート層の剥離を防止するために、樹脂外皮とトップコート層の間に、可塑剤を含む樹脂で形成した中間層を設けることが知られている（特許文献１参照）。また、樹脂外皮の表面にプラズマ処理等の表面処理を施すことによって、樹脂外皮に対するトップコート層の密着性を向上させることも検討されている。

特開平５−９５８９４号公報

しかし、特許文献１のように、中間層を設けるには、中間層を形成するためのディップ工程が必要となり、生産工数が増加するという問題がある。また、プラズマ処理等の表面処理を行うためには、高額な設備を導入する必要がある。

そこで、本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な方法で、外皮表面とトップコート層との密着性を向上させることが可能なトップコート形成方法を提供することを目的とする。

本発明に係るトップコート形成方法は、内視鏡の可撓管本体の外周に積層される外皮層の表面に、トップコート液を塗布してトップコート層を形成するトップコート形成方法において、外皮層表面が、熱可塑性ウレタンエラストマーで形成されるとともに、トップコート液が、熱可塑性ウレタンエラストマーと、硬化性ウレタン樹脂組成物と、熱可塑性ウレタンエラストマー可溶性溶媒とを含み、トップコート液を外皮層表面に塗布することにより、外皮層表面の熱可塑性ウレタンエラストマーの一部を溶解させた後、硬化性ウレタン樹脂組成物を硬化させ、トップコート層とともに、外皮層表面とトップコート層との間に混在層を形成することを特徴とする。

熱可塑性ウレタンエラストマー可溶性溶媒は、ＤＭＦ、ＴＨＦ、ＤＭＳＯ、又はこれらの２種以上の混合物であることが好ましい。硬化性ウレタン樹脂組成物は、アクリルウレタン樹脂組成物、エステルウレタン樹脂組成物、エーテルウレタン樹脂組成物、又はこれらの２種以上の混合物であることが好ましい。外皮層表面を形成する熱可塑性ウレタンエラストマーは、トップコート液に含まれる熱可塑性ウレタンエラストマーと同一組成であることが好ましい。

本発明に係る内視鏡可撓管は、可撓管本体と、可撓管本体の外周に積層される外皮層と、外皮層表面上に設けられるトップコート層と、外皮層表面とトップコート層との間に形成される混在層とを備え、外皮層表面が熱可塑性ウレタンエラストマーで形成され、トップコート層が熱可塑性ウレタンエラストマーを含み、かつ熱硬化性ウレタン樹脂組成物が硬化されて形成された層であるとともに、混在層は、外皮層表面の熱可塑性ウレタンエラストマーと、トップコート層の成分とが混在し、熱硬化性ウレタン樹脂組成物が硬化されて形成されたものであることを特徴とする。

本発明では、トップコート層が混在層を介して外皮チューブ表面に接着されるので、トップコート層の外皮チューブ表面に対する密着性を向上させることが可能になる。

内視鏡を示す概略図である。 可撓管の構造を示す部分断面図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る内視鏡の概略図である。図１に示すように、内視鏡１０は、体内に挿入される挿入部１１と、内視鏡１０を操作するために使用者によって把持される操作部１５とを備える。挿入部１１は、可撓性を有する可撓管１２と、可撓管１２の先端に連結され、操作部１５からの遠隔操作により屈曲する湾曲管１３と、その湾曲管１３の先端に設けられた先端部１４とを備える。

図２は、可撓管の構造を示すための部分断面図である。可撓管１２は、円筒形を呈する可撓管本体２０と、筒状を呈し、可撓管本体２０を被覆する筒状の外皮チューブ３０とを有する。可撓管本体２０は、内側螺旋管２２Ａと、内側螺旋管２２Ｂの外側に巻かれた外側螺旋管２２Ｂと、外側螺旋管２２Ｂの外周に被覆されたブレード２３とを備える。

螺旋管２２Ａ、２２Ｂは、金属製の帯状材を均一な径で螺旋状に隙間をあけて巻き回して形成したものであって、互いに反対方向に巻き回している。なお、螺旋管は、１つ以上であればいくつ設けられても良い。ブレード２３は、金属又は非金属の細線を編組したものであって、例えば接着剤によって外側螺旋管２２Ｂの外周に接着される。以上の構成により、可撓体本体２０は、可撓性を有するとともに、曲げられた時に形状保持機能を有する。

外皮チューブ３０は、可撓管本体２０（ブレード２３）の上に積層され、円筒形に形成された外皮層３１と、外皮層３１の外表面上に設けられ、可撓管１２の最外面を構成するトップコート層３２と、トップコート層３２と外皮層３１の間に形成され、これらを接着する混在層３３とを備える。

外皮層３１は、ポリエステルウレタンエラストマー、ポリエーテルウレタンエラストマー等の熱可塑性ウレタンエラストマーから形成され、好ましくポリエステルウレタンエラストマーから形成される層である。ただし、外皮層３１は、トップコート液が塗布される外表面が、上記熱可塑性ウレタンエラストマーから形成されていれば、その構成は特に限定されず、２以上の層から構成されていても良い。

トップコート層３２は、熱硬化性ウレタン樹脂組成物が硬化されて形成された皮膜であって、その皮膜中には熱可塑性ウレタンエラストマーを含むものである。混在層３３は、トップコート層３２の成分（熱硬化性ウレタン樹脂組成物及び熱可塑性ウレタンエラストマー）と、外皮層３１の成分（熱可塑性ウレタンエラストマー）が混在する層であって、熱硬化性ウレタン樹脂組成物が硬化されて形成されたものである。

次に、本実施形態に係るトップコートの形成方法を以下説明する。本実施形態では、まず、熱可塑性ウレタンエラストマーを押出成形等して、ブレード２３の上に外皮層３１を積層する。また、トップコート層３２を形成するためのトップコート液を以下のように作製する。

トップコート液を作製するときには、まず、熱可塑性ウレタンエラストマーを熱可塑性ウレタンエラストマー可溶性溶媒に溶解させ、ウレタン溶液を作製する。ウレタン溶液に溶解させる熱可塑性ウレタンエラストマーとしては、ポリエステルウレタンエラストマー、ポリエーテルウレタンエラストマー等を使用し、好ましくはポリエステルウレタンエラストマーを使用する。また、該エラストマーとしては、外皮層３１を形成する熱可塑性ウレタンエラストマーと同一組成のものを使用することが好ましい。熱可塑性ウレタンエラストマー可溶性溶媒は、熱可塑性ウレタンエラストマーを溶解することが可能な溶媒であって、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、又はジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、又はこれらの２種以上の混合物である。なお、熱可塑性ウレタンエラストマー可溶性溶媒のみで溶解させたウレタン溶液は、粘度が高く作業性が悪いので、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類溶剤でさらに希釈しても良い。

次いで、熱硬化性ウレタン樹脂組成物を樹脂成分とする溶剤系ウレタン系塗料に、上記ウレタン溶液を添加混合してトップコート液を作製する。

上記熱硬化性ウレタン樹脂組成物としては、アクリルウレタン樹脂組成物、エステルウレタン樹脂組成物、エーテルウレタン樹脂組成物等を使用し、好ましくはアクリルウレタン樹脂組成物を使用する。アクリルウレタン樹脂組成物から形成されたトップコート層は、例えば強酸性電解水に対する耐性が高く、内視鏡可撓管のトップコートとして特に優れた性能を発揮する。また、アクリルウレタン樹脂は、外皮層のウレタンエラストマーとの相溶性が比較的低いため、混在層を設けることによる密着性向上の効果が高い。

熱硬化性ウレタン樹脂組成物としては２液硬化型が好ましく、上記溶剤系ウレタン系塗料は、例えば、主剤と硬化剤を混合し、さらに溶剤で希釈して得た溶剤系ウレタン系２液塗料である。２液硬化型のものは硬化性に優れるが、外皮層との密着性が低くなる傾向にあるので、混在層を設けることによって密着性を特に向上させることができる。硬化性ウレタン樹脂組成物は、例えばアクリル系ポリオール等のポリオールと、イソシアネートとを含むものであって、これらを重合させて硬化させることにより３次元架橋を形成するものである。

溶剤系ウレタン系塗料の溶剤としては、上記ウレタン溶液を溶剤系ウレタン系塗料に添加したときに熱可塑性ウレタンエラストマーが析出しない有機溶剤を使用する。具体的には、トルエン、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、メチルエチルケトン、キシレン、エチルベンゼン、シクロヘキサン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、芳香族炭化水素、若しくはこれら２種以上の混合物等の無極性溶剤、非プロトン系極性溶剤、又はこれらの混合溶剤を使用する。すなわち、トップコート液は、熱可塑性ウレタンエラストマーと、熱硬化性ウレタン樹脂組成物と、熱可塑性ウレタンエラストマー可溶性溶媒と、熱可塑性ウレタンエラストマー可溶性溶媒以外の無極性溶剤又は非プロトン系極性溶剤とを含むことになる。

トップコート液において、熱可塑性ウレタンエラストマーは、上記溶剤系ウレタン系２液塗料に対して、０．０１〜０．１重量％程度含有される。また、熱可塑性ウレタンエラストマー可溶性溶媒に対する熱可塑性ウレタンエラストマーの量は、例えば、１〜２０重量％程度であることが好ましい。

次に、上記トップコート液を、外皮層３１の外表面に塗布する。トップコート液の塗布は、特に限定されないが、例えばディッピング、スプレーコート等によって行われる。

トップコート液が、外皮層３１の外表面に塗布されると、トップコート液には熱可塑性ウレタンエラストマー可溶性溶媒が含まれるため、外皮層３１の外表面を形成する熱可塑性ウレタンエラストマーの一部がトップコート液によってわずかに溶解される。外皮層３１を溶解したトップコート液は、その溶解度パラメータが外皮層３１の外表面に近づき、接触界面で拡散現象が起こることになる。

トップコート液塗布後、トップコート液を加熱・乾燥して、熱硬化性ウレタン樹脂組成物を重合硬化することによってトップコート層３２を形成する。このとき、外皮層３１とトップコート層３２との間では、上記した拡散現象が起こった状態で、熱硬化性ウレタン樹脂組成物が硬化される。そのため、外皮層３１の外表面を形成する成分（熱可塑性ウレタンエラストマー）に、トップコート層３２を形成するための成分（熱硬化性ウレタン樹脂組成物及び熱可塑性ウレタンエラストマー）が混合された状態で、熱硬化性ウレタン樹脂組成物が硬化され混在層３３が形成される。

以上のように本実施形態では、外皮層とトップコート層の界面は、拡散現象が起こった状態で硬化されるため、外皮層とトップコート層との間に、トップコート層の成分と、外皮層の成分とが混在する混在層が形成される。このような混在層が形成されることにより、本実施形態では、外皮層に対するトップコート層の密着性を向上させることができる。

以下、本発明について実施例を用いてさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるわけではない。

［実施例１]
可撓管本体を構成するブレードの上に、熱可塑性エステルウレタンエラストマーを押出成形して、外皮層を形成した。次に、外皮層を形成したものと同一組成の熱可塑性エステルウレタンエラストマーをＤＭＦに溶解させ１０重量％ウレタン溶液を作製した後、さらにアセトンで１０倍希釈し、ＤＭＦ／アセトン混合液を溶媒とする１重量％ウレタン溶液を得た。その後、主剤と硬化剤を混合しシンナーで希釈して得られた、２液硬化型の熱硬化性アクリルウレタン樹脂組成物を樹脂成分とする溶剤系ウレタン系２液塗料に、上記１重量％ウレタン溶液を１０重量％（対溶剤系ウレタン系２液塗料）添加してトップコート液を得た。そのトップコート液を外皮層の表面にスプレーガンで塗布した後加熱乾燥し、外皮層表面の上に、混在層及びトップコート層を形成し、内視鏡可撓管サンプルを得た。

［比較例１]
ウレタン溶液を、トップコート液に添加せずに、外皮層の上にトップコート層を形成した以外は実施例１と同様に実施した。

実施例１、比較例１の内視鏡可撓管サンプルを、表１に示す所定温度の殺菌消毒液に２００時間浸漬し、トップコート層の外皮層からの浮きの有無を確認した。なお、表１において、○はコート浮きがなかったことを、△は微小なコート浮きがあったことを、×は激しいコート浮きがあったことを示す。

１０ 内視鏡
１２ 可撓管
２０ 可撓管本体
３０ 外皮チューブ
３１ 外皮層
３２ トップコート層
３３ 混在層

Claims (5)

1. 内視鏡の可撓管本体の外周に積層される外皮層の表面に、トップコート液を塗布してトップコート層を形成するトップコート形成方法において、
   前記外皮層表面が、熱可塑性ウレタンエラストマーから形成されるとともに、前記トップコート液が、熱可塑性ウレタンエラストマーと、硬化性ウレタン樹脂組成物と、熱可塑性ウレタンエラストマー可溶性溶媒とを含み、
   前記トップコート液を前記外皮層表面に塗布することにより、前記外皮層表面の熱可塑性ウレタンエラストマーの一部を溶解させた後、前記硬化性ウレタン樹脂組成物を硬化させ、前記トップコート層とともに、前記外皮層表面と前記トップコート層との間に混在層を形成することを特徴とするトップコート形成方法。
2. 前記熱可塑性ウレタンエラストマー可溶性溶媒は、ＤＭＦ、ＴＨＦ、ＤＭＳＯ、又はこれらの２種以上の混合物であることを特徴とする請求項１に記載のトップコート形成方法。
3. 前記硬化性ウレタン樹脂組成物は、アクリルウレタン樹脂組成物、エステルウレタン樹脂組成物、エーテルウレタン樹脂組成物、又はこれらの２種以上の混合物であることを特徴とする請求項１に記載のトップコート形成方法。
4. 前記外皮層表面を形成する熱可塑性ウレタンエラストマーは、前記トップコート液に含まれる熱可塑性ウレタンエラストマーと同一組成であることを特徴とする請求項１に記載のトップコート形成方法。
5. 可撓管本体と、前記可撓管本体の外周に積層される外皮層と、外皮層表面上に設けられるトップコート層と、前記外皮層表面と前記トップコート層との間に形成される混在層とを備え、
   前記外皮層表面が熱可塑性ウレタンエラストマーから形成され、
   前記トップコート層が熱可塑性ウレタンエラストマーを含み、かつ熱硬化性ウレタン樹脂組成物が硬化されて形成された層であるとともに、
   前記混在層は、前記外皮層表面の熱可塑性ウレタンエラストマーと、前記トップコート層の成分とが混在し、前記熱硬化性ウレタン樹脂組成物が硬化されて形成されたものであることを特徴とする内視鏡可撓管。

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