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JP4435352B2 - 熱溶融性合成樹脂の溶着方法 - Google Patents

熱溶融性合成樹脂の溶着方法 Download PDF

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JP4435352B2
JP4435352B2 JP2000002317A JP2000002317A JP4435352B2 JP 4435352 B2 JP4435352 B2 JP 4435352B2 JP 2000002317 A JP2000002317 A JP 2000002317A JP 2000002317 A JP2000002317 A JP 2000002317A JP 4435352 B2 JP4435352 B2 JP 4435352B2
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忠和 加藤
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、当接部位の加熱により相互に溶着可能な合成樹脂の溶着方法に関し、例えば、医療用チューブなどの微細な溶着対象において、極限られた範囲のみを溶着させる局所溶着が必要なものにおいて、顕著な効果を奏するものである。
【０００２】
【従来の技術】
医療用チューブの一つであるバルーンカテーテルなど、十分な気密性を確保し、且つ、可撓性が要求される微細な合成樹脂においては、溶着部位を極力少なくすることで、溶着部位以外での可撓性が損なわれないようにする必要がある。
【０００３】
別体からなる複数の合成樹脂を接合、一体化させる方法としては、（１）接着剤を用いて接合する、（２）接合対象部分を外部から加熱して対象合成樹脂を加熱溶融させて接合（溶着）させる、（３）接合対象部分に外部から超音波を伝達して、振動摩擦抵抗により加熱溶融接合させるなどの方法がある。
【０００４】
しかしながら、上記（１）の方法においては、接着部の接着剤の固化による接着剤層の硬化および接着部からの剥離が生じやすく、特に、可撓性が必要な医療用チューブなどにおいては、可撓性が性能上重要である。
また、上記（２）の方法では、溶着対象部位の近傍においても加熱溶融が生じ易く、微細な接合対象においては、局所加熱が甚だ困難である。
また、上記（３）の方法では、溶着対象部位への超音波の均一な伝達が困難であり、特に、溶着部位での気密密閉性の確保が困難である。
【０００５】
このため、医療用チューブなどの溶着では、集光・合焦させたレーザービームなどを用いて合成樹脂同士を局所加熱して溶着させる方法が用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、集光・合焦させたレーザビーム等を用いた局所加熱では、溶着のために使用されるレーザビームの照射光の強度が大きいため溶着部以外へのレーザビームの照射を避ける必要があり、そのためには、レーザビームの集光・合焦に精度が要求される。特に、可撓性を有する医療用チューブなどの二重管を全周に亙って接合させる場合などには、二重管の接合対象部位を回転中に常にレーザビームの集光・合焦部位に精度良く配置しなければならず、二重管の回転位置とレーザビームの照射光の合焦位置との厳密な整合性が要求される。
このため、接合装置全体の精度向上のための負担が大きく、価格上昇を招き、生産性が低いという問題点がある。
【０００７】
本発明は、合成樹脂の溶着工程における照射光の集光・合焦精度及び溶着対象の位置決め精度の負担を軽減し、且つ、接合部位の位置決め精度を確保でき、接合対象における接合対象部位以外への加熱及びそれによる可撓性の阻害を無くすことができる高精度の溶着方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１は、当接部位の加熱により相互に溶着可能な熱溶融性合成樹脂の溶着方法において、接合対象部位を有する接合対象合成樹脂は、内外に配置された内側管と外側管とからなり、少なくとも、前記外側管が光透渦性合成樹脂からなる内外二重管であり、前記内側管の外周面又は前記外側管の内周面の前記接合対象部位に、連続又は間欠的に光吸収発熱用の色付塗布剤を予め塗布して当接させて前記内外二重管とし、該内外二重管の外側に光透過性の筒部材を外挿して発熱用光を照射し、前記接合対象部位の発熱時に前記内側管の作成時に蓄えられた内部歪応力の開放に伴う拡張力によって前記接合対象部位を圧接し、前記外側管と前記内側管とを溶着することを特徴とする。
【００１２】
接合される合成樹脂が内外二重管であって管の周全体を連続して又は間欠的に溶着させる場合には、外側管の外周全体に発熱用光を照射する必要がある。そのための照射の方法としては、例えば、固定位置から二重管へ向けて発熱用光を照射する際に、二重管や発熱用光の照射源を回転させたり、一か所の照射源から発熱用光を照射して複数の反射鏡を用いて外周全体に対して発熱用光を照射したり、二重管の外周に複数の照射源を配置して照射したり、二重管の外周全体を覆う発熱用光の照射源を用いて、均一に発熱用光を照射するなどの方法がある。
本発明では、色付塗布剤の塗布位置のみが温度上昇して溶着するため、このような照射方法において、照射光の集光・合焦を厳密に行う必要がなく、接合部分を集光・合焦点に厳密に合致させる必要がないため、光照射位置に高精度を要求されない。
従って、例えば、二重管や照射源の回転時に、照射源と接合対象部位である周面との相互の変位の影響を受けることがなく、容易に溶着作業を行うことができる。
この結果、溶着時の二重管又は照射光源等の回転速度など、接合対象部位に対する照射光の強度と照射時間に関わる管理を行うだけで正確な溶着を行うことができ、二重管における接合工程の生産性が向上する。
【００１４】
外側から発熱用光を照射すると、外側管の外側の筒部材を透過した発熱用光が色付塗布剤の塗布部で合成樹脂を加熱し、合成樹脂の温度上昇によって合成樹脂の応力の解放による拡張力により、合成樹脂同士が内外から相互に圧着されることになり、確実に溶着させることができる。
【００１５】
請求項２は、接合対象部位を有する接合対象合成樹脂が、内外に配置された内側管と外側管とからなり、少なくとも、前記外側管が光透渦性合成樹脂からなる内外二重管であり、前記内側管の外周面又は前記外側管の内周面の前記接合対象部位に、連続又は間欠的に光吸収発熱用の色付塗布剤を予め塗布するとともに、前記外側管の略外周側から発熱用光を当接部位に照射して加熱し、前記外側管と前記内側管とを相互に融着する熱溶融性合成樹脂の溶着方法であって、前記接合対象部位の相当箇所を含む領域の前記外側管の外側に光透過性の筒部材を外挿し、前記発熱用光の照射時に、前記内側管に内部圧を印加、或いは前記内側管と前記外側管との間隙部又は前記内側管と前記筒部材との間隙部を減圧することにより、前記外側管と前記内側管とを溶着することを特徴とする。
色付塗布剤が塗布された内側管部分のみが圧力印加によって膨張、或いは、内側管と外側管の間隙部、又は内側管と筒部材との間隙部の減圧によって、色付塗布剤が塗布された内側管と外側管の接合部のみが接触し、内側管と外側管とが確実に接合される為、色付塗布剤を塗布した部分が相互に圧着されて、確実に接合する。
【００１６】
外側管の外側の筒部材の外側から発熱用光を照射すると、筒部材を透過した発熱用光が色付塗布剤の塗布部で合成樹脂を加熱させる。合成樹脂の温度上昇によって合成樹脂が軟化した状態で内側管の内側から加えられる圧力、又は内側管の外側の減圧力によって、内側管と外側管とが相互に圧着されて確実に接合する。
内側管の内側から加える圧力としては、弾性部材などによる物理的な押圧力や、圧縮空気など、気体による圧力などを用いることができ、減圧は吸引などによって行うことができる。
【００１７】
請求項３は、接合対象部位を有する接合対象合成樹脂が、内外に配置された内側管と外側管とからなり、少なくとも、前記外側管が光透渦性合成樹脂からなる内外二重管であり、前記内側管の外周面又は前記外側管の内周面の前記接合対象部位に、連続又は間欠的に光吸収発熱用の色付塗布剤を予め塗布するとともに、前記外側管の略外周側から発熱用光を当接部位に照射して加熱し、前記外側管と前記内側管とを相互に融着する熱溶融性合成樹脂の溶着方法であって、前記内外二重管の外側に光透過性の筒部材を外挿し、変形させた芯金を前記内側管内に挿入して前記接合対象部位の当該部を前記芯金のバネ圧力により押圧し、前記発熱用光を照射し、前記接合対象部位を溶着することを特徴とする。
外側管の外側の筒部材の外側から発熱用光を照射すると、筒部材を透過した発熱用光が色付塗布剤の塗布部で合成樹脂を加熱させる。合成樹脂の温度上昇によって合成樹脂が軟化した状態で内側管の内側から加えられる芯金のバネ圧力によって、内側管と外側管とが相互に圧着されて確実に接合する。
【００１８】
請求項４は、接合対象部位を有する接合対象合成樹脂が、内外に配置された内側管と外請管とからなり、少なくとも、前記外側管が光透渦性合成樹脂からなる内外二重管であり、前記内側管の外周面又は前記外側管の内周面の前記接合対象部位に、連続又は間欠的に光吸収発熱用の色付塗布剤を予め塗布するとともに、前記外側管の略外周側から発熱用光を当接部位に照射して加熱し、前記外側管と前記内側管とを相互に融着する熱溶融性合成樹脂の溶着方法であって、前記内側管の内側に芯材を挿入するとともに、前記外側管の外側の周面に、連続するか間欠的に環状に配した光吸収発熱用の前記色付塗布剤を塗布した光透過性の熱収縮チューブを、前記色付塗布剤の塗布部位が前記接合対象部位に整合するように前記外側管の外側に外挿し、前記発熱用光を照射して、前記熱収縮チューブの収縮により前記接合対象部位を圧縮して、前記内側管と前記外側管とを溶着することを特徴とする。
【００１９】
熱収縮チューブの外側から発熱用光を照射すると、熱収縮チューブは発熱用光を一部吸収して加熱されて収縮する。特に、色付塗布剤が塗布された熱収縮チューブは、色付塗布剤が塗布された部分が発熱用光の吸収が良く、急速に加熱されて収縮する。
また、熱収縮チューブの内側の内外二重管の接合対象部位には、色付塗布剤が塗布されており、光吸収により加熱されて軟化する。
内外二重管の軟化した接合対象部位は、外側の熱収縮チューブの収縮によって圧力を受け、内側の芯材との間に挟まれて圧力を受け、内外二重管は相互に溶着する。
ここで、熱収縮チューブと接合対象部位にそれぞれ塗布する色付塗布剤の色は、溶着させる合成樹脂の溶融温度及び照射する発熱用光の波長分布に応じて適切な色を選択する。
【００３０】
請求項５は、図８に示す様に、当接部位の加熱により相互に溶着可能な熱溶融性合成樹脂の溶着方法において、接合対象合成樹脂の接合対象部位に光吸収発熱用の色付塗布剤を塗布し、相互に重ね合わせ、発熱用光を一方の光透過性合成樹脂の側から照射して前記接合対象合成樹脂の当接部位を加熱溶着すると同時に、前記発熱用光の照射方向と反対面側に熱拡散性部材を当接することを特徴とする。
溶着部位以外の昇温を防止でき、光吸収発熱部の発熱の伝熱による溶着合成樹脂層の加熱による損傷を極力さけることができる。
【００３１】
請求項６は、請求項１〜請求項５の何れかに記載の熱溶融性合成樹脂の溶着方法において、前記発熱用光は、照射源より前記接合対象部位へ向けて非合焦の散光として照射されることを特徴とする。
本発明は、照射する発熱用光の集光・合焦性はあまり必要がなく、照射源から非合焦の散光として接合対象部位へ発せられても、請求項１から請求項４に適用することで、溶着部位の位置精度がよく、また、気密性を確保した溶着を確実に行うことができる。
【００３２】
請求項７は、請求項１〜請求項６の何れかに記載の熱溶融性合成樹脂の溶着方法において、前記発熱用光は、赤外及び遠赤外線波長帯の割合を多く有することを特徴とする。
本発明では、合成樹脂を溶着させるに当たって、発熱用光が光透過性合成樹脂を透過することが必要である。そのために、照射する発熱用光としては、通常の可視光線でもよいが、さらに、透過性に優れて光透過性合成樹脂での発熱が少なく、色付塗布剤などで発熱が大きい赤外線又は遠赤外線を発熱用光として用いることが望ましい。
具体的には、可視光線より遠赤外線側に偏った波長を多く有するハロゲンヒータや電熱線を用いたり、可視光線その他の光源から発せられる照射光を、波長変換フィルター層を通過させることで、赤外及び遠赤外線波長帯の割合を多くすることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の熱溶融性合成樹脂の溶着方法を、添付図面を参照しつつ説明する。
［第１の溶着方法］
図１は、本発明の第１の溶着方法を示す。図１において、１０、２０は、いずれも光透過性合成樹脂としての透明ナイロンで、１１は、光吸収塗布剤として透明ナイロン１０、２０の接合対象部位の当接面に光吸収インキを塗布又は印刷した光吸収マーカーで、ここでは、透明ナイロン１０、２０のいずれか一方の当接面にあらかじめ塗布されている。
これら透明ナイロン１０、２０を、接合対象部位を整合させた状態で重ね合わせてから、透明ナイロン１０、２０の一方の側（ここでは透明ナイロン１０側）から発熱用光Ｌとして、ハロゲンヒータ等による赤外・遠赤外波長領域の多い可視光線を照射する。
この場合、発熱用光Ｌの照射は、光吸収マーカー１１のみに集光・合焦させる必要はなく、非合焦の発熱用光Ｌを、光吸収マーカー１１を含む領域に照射するだけでよい。
【００３４】
発熱用光Ｌが照射されると、重ね合わされた透明ナイロン１０、２０の当接面のうち、光吸収マーカー１１が塗布された部位のみが照射された発熱用光Ｌを吸収して発熱し、光吸収マーカー１１が塗布されていない部位では、発熱用光Ｌが透過してしまい、発熱しない。
【００３５】
この結果、光吸収マーカー１１が塗布された部位のみが溶着し、その他の部位では、透明ナイロン１０、２０は変化しない。従って、光吸収マーカー１１が塗布された接合対象部位のみを溶着させることができる。
このように、透明ナイロン１０、２０に光吸収マーカー１１を塗布して発熱用光Ｌを照射して溶着させる溶着方法では、接合対象部位にあらかじめ光吸収マーカー１１を正確に塗布しておけば、発熱用光Ｌの照射時に集光・合焦などの必要がなく、非合焦の発熱用光Ｌを用いても、位置精度の高い溶着を行うことができる。従って、生産性が向上する。
尚、発熱用光Ｌの照射側でない側の合成樹脂として、透明ナイロン２０の代わりに、光吸収性が光吸収マーカー１１より低い色付きナイロンを用いても、同様に溶着させることができる。
【００３６】
［第２の溶着方法］
図２は、本発明の第２の溶着方法を示す。
図２（ａ）において、１０、２０は透明ナイロンで、３０は着色された光吸収発熱体で、例えば、ステンレスなどの金属などである。
透明ナイロン１０、２０を、接合対象部位１２を整合させた状態で重ね合わせてから、光吸収発熱体３０を透明ナイロン１０、２０の指定された接合対象部位１２に当接する（ここでは、透明ナイロン２０側）。
光吸収発熱体３０が当接されていない側（ここでは、透明ナイロン１０側）から発熱用光Ｌとして、赤外・遠赤外波長領域の多い可視光線を照射する。
【００３７】
発熱用光Ｌが照射されると、重ね合わされた透明ナイロン１０、２０を透過した発熱用光Ｌが光吸収発熱体３０で吸収されて発熱し、重ね合わされた透明ナイロン１０、２０の当接面のうち、光吸収発熱体３０が当接された接合対象部位１２のみが、光吸収発熱体３０の発熱によって溶着するが、光吸収発熱体３０が当接していない部分では、発熱用光Ｌの透過度が高く、発熱が少なく、溶着しない。
【００３８】
この結果、透明ナイロン１０、２０の光吸収発熱体３０が当接した接合対象部位１２のみを溶着させることができる。
このように、透明ナイロン１０、２０に光吸収発熱体３０を当接させて発熱用光Ｌを照射して溶着させる溶着方法では、接合対象部位１２にあらかじめ光吸収発熱体３０を正確に当接させておけば、発熱用光の照射時に、発熱用光Ｌの照射時に集光・合焦などの必要がなく、非合焦の発熱用光Ｌを用いても、位置精度の高い溶着を行うことができる。
従って、生産性が向上する。
【００３９】
図２（ｂ）に第２の溶着方法を発展させた溶着方法を示す。
図２（ｂ）に示す溶着方法では、熱伝導により熱を拡散させる熱拡散性部材４０（例えば、熱伝導性に優れた銅などの金属）で光吸収発熱体３０と同一面を形成するようにして、透明ナイロン１０、２０の接合対象部位１２には光吸収発熱体３０を当接させ、接合対象部位１２の周辺部位には熱拡散性部材４０をそれぞれ当接させる。
【００４０】
発熱用光Ｌが照射されたとき、光吸収発熱体３０では光吸収により発熱して温度が上昇するが、熱拡散性部材４０では発熱用光Ｌが照射されて吸収しても、熱拡散により熱が発熱用光Ｌが照射されていない部分へ速やかに伝導してしまい温度が上昇せず、温度格差を持たせることができる。
従って、接合対象部位１２のみを加熱して、接合対象部位１２以外の部分の透明ナイロン１０、２０が加熱されることがなく、物性が変化しないため、可撓性を維持できる。
【００４１】
［第３の溶着方法］
図３は、本発明の第３の溶着方法を示す。
図３（ａ）において、１０は透明ナイロン、５０は着色された光吸収性合成樹脂としての色付きナイロンであり、ここでは、透明ナイロン１０の指定された位置に色付きナイロン５０の小片を接合させる。
色付きナイロン５０を、透明ナイロン１０の接合対象部位１２に整合させた状態で重ね合わせて押し付け、透明ナイロン１０の側から発熱用光Ｌを照射する。この場合、発熱用光Ｌの照射は、接合対象部位１２のみに集光・合焦させる必要はなく、非合焦の発熱用光Ｌを、接合対象部位１２を含む領域に照射するだけでよい。
【００４２】
発熱用光Ｌが照射されると、色付きナイロン５０と透明ナイロン１０との当接面が照射された発熱用光Ｌを吸収して発熱し、重ね合わされた透明ナイロン１０と色付きナイロン５０の当接面が溶着する。
このとき、透明ナイロン１０と色付きナイロン５０とが当接していない部位では、発熱用光Ｌが透過してしまうため発熱しない。
【００４３】
この結果、色付きナイロン５０を透明ナイロン１０への当接部位で溶着させることができ、透明ナイロン１０の他の部位を変化させることがない。
このように、第３の溶着方法では、色付きナイロン５０を透明ナイロン１０の溶着位置に配置して当接させるだけで、発熱用光Ｌの照射時に集光・合焦などの必要がなく、非合焦の発熱用光Ｌを用いても、位置精度の高い溶着を行うことができる。
【００４４】
図３（ｂ）に、本発明の第３の溶着方法の他の溶着事例を示す。
これは、透明ナイロン１０に重ね合わせた色付きナイロン５０を一部のみを透明ナイロン１０に溶着させる場合で、透明ナイロン１０の接合対象部位１２と色付きナイロン５０の接合対象部位５１とを整合させて重ね合わせ、接合対象部位１２、５１に対応した開口６１を有する覆い部材６０を透明ナイロン１０側から被せ、透明ナイロン１０側から発熱用光Ｌを照射する。
この場合も、発熱用光Ｌの照射は、接合対象部位１２、５１のみに集光・合焦させる必要はなく、非合焦の発熱用光Ｌを、接合対象部位１２、５１を含む領域に照射するだけでよい。
【００４５】
発熱用光Ｌが照射されると、発熱用光Ｌは開口６１部分だけを透過して、接合対象部位１２、５１の色付きナイロン５０と透明ナイロン１０との当接面だけが照射された発熱用光Ｌを吸収して発熱し、重ね合わされた透明ナイロン１０と色付きナイロン５０の当接面が溶着する。
このとき、覆い部材６０で覆われた他の部分には発熱用光Ｌが照射されないため、色付きナイロン５０は発熱しない。
【００４６】
この結果、透明ナイロン１０と色付きナイロン５０とを、接合対象部位１２、５１のみで溶着させることができ、透明ナイロン１０及び色付きナイロン５０の他の部位を変化させることがない。
このように、第３の溶着方法では、色付きナイロン５０と透明ナイロン１０の溶着位置を整合させ、さらに、覆い部材６０の開口６１を接合対象部位１２、５１に配置させるだけで、発熱用光Ｌの照射時に集光・合焦などの必要がなく、非合焦の発熱用光Ｌを用いても、接合対象部位１２、５１を高い位置精度で溶着させることができる。
【００４７】
尚、以上第１〜３の溶着方法では、透明ガラス板などで接合対象部位を挟み込むなどして、発熱時に合成樹脂に圧力を印加することにより、接合対象部位の溶融した合成樹脂同士を溶着させることができる。
【００４８】
（発明の実施の形態２）
次に、本発明を医療用チューブとしてのバルーンカテーテル１００の製造に用いた実施例を図に基づいて説明する。
図４は、製造課程にあるバルーンカテーテル１００を、径方向を誇張して示した概略断面図である。
図４において、１１０は外管、１２０はバルーン、１３０は内管であり、内管１３０は外管１１０の差し込み開口１１１から挿入されている。また、１０００は外管１１０と内管１３０とを点又は線状に部分溶接した接合部である。
以上の構成のバルーンカテーテル１００において、外管１１０とバルーン１２０は外管環状接合部１０１で、内管１３０とバルーン１２０は内管環状接合部１０２で、外管１１０と内管１３０は差し込みによる接合部１０３でそれぞれ密閉状態に溶着されており、本発明の溶着方法は、各接合部１０１、１０２、１０３、１０００に適用されている。
【００４９】
以下では、外管環状接合部１０１及び内管環状接合部１０２におけるバルーンカテーテル１２０と外管１１０又は内管１３０との溶着方法について、各接合部１０１、１０２において外側に位置するバルーンカテーテル１２０を外側管２００、内側に位置する外管１１０又は内管１３０を内側管３００に、また、外管環状接合部１０１及び内管環状接合部１０２を単に接合対象部位４００に、それぞれ置き換えて説明する。
【００５０】
［第１の溶着方法による環状接合（その１）］
上記第１の溶着方法を適用した場合について、図５の（ａ）に基づいて説明する。
図５の（ａ）において、外側管２００及び内側管３００は、いずれも透明ナイロン製で、ここでは、内側管３００の外周面の接合対象部位４００にあらかじめ光吸収発熱用の色付塗布剤として、油性インキなどからなる光吸収マーカー１０４が環状に連続して塗布或いは印刷されている。
また、溶着工程における補助部材として、内側管３００の内側には金属などの芯材が挿入され、また、外側管２００の外側には熱収縮チューブ１０６が外挿され、熱収縮チューブ１０６にも、光吸収マーカー１０７が環状に連続して又は間欠的に塗布されて、光吸収マーカー１０７が光吸収マーカー１０４の位置に整合して配置されている。
【００５１】
上記構成が一体化された状態で、芯材１０５を回転軸として回転させながら熱収縮チューブ１０６の外側から非合焦の発熱用光Ｌを照射すると、発熱用光Ｌが各光吸収マーカー１０４、１０７に吸収されて発熱し、接合対象部位４００では各管２００、３００の温度が上昇して溶融し、熱収縮チューブ１０６の光吸収マーカー１０７の塗布部では、加熱された熱収縮チューブ１０６が収縮して、内側へ向かって圧力を加える。この結果、溶融した各管２００、３００の接合対象部位４００が相互に接合する。
【００５２】
［第１の溶着方法による環状接合（その２）］
上記第１の溶着方法を適用した別の溶着方法について、図５（ｂ）に基づいて説明する。
図５（ｂ）の溶着方法では、上記「その１」と同様の熱収縮チューブ１０６を外側管２００の外側に外挿しているが光吸収マーカー１０７を塗布していない。
発熱用光Ｌを照射すると、熱収縮チューブ１０６は不透明で発熱用光Ｌの一部は吸収され発熱して収縮するとともに、熱収縮チューブ１０６を透過した発熱用光Ｌは光吸収マーカー１０４の温度を上昇する。接合対象部位４００は熱収縮チューブ１０６及び芯材１０５に挟まれているため、発熱時の各管２００、３００を構成するナイロンは接合対象部位４００で加圧されるため、溶融した各管２００、３００を溶着させることができる。
【００５３】
［第１の溶着方法による環状接合（その３）］
上記第１の溶着方法を適用したさらに別の場合について、図５（ｃ）に基づいて説明する。
図５（ｃ）の溶着方法では、外側管２００及び内側管３００は、いずれも透明ナイロン製で、内側管３００の外周面の接合対象部位４００にあらかじめ光吸収マーカー１０４が環状に連続して塗布されている。
溶着工程における補助部材としては、外側管２００の外側にはガラスガイド管１０８が外挿され、内側管３００の内側には何も挿入しないで、圧縮空気を送り込む外部の圧縮機などと連通させてある。
【００５４】
発熱用光Ｌを照射して、光吸収マーカー１０４の加熱により接合対象部位４００の温度を上昇させたとき、内側管３００の内側に圧縮空気を送り込んで、内側管３００の内側から外側管２００側へ向かって圧力を加えることによって、溶融した接合対象部位４００に圧力を加えて溶着させる。この場合、ガラスガイド管１０８又は外側管２００と内側管３００との隙間を減圧することによっても同様に溶着させることができる。
【００５５】
［第２の溶着方法による環状接合（その１）］
上記第２の溶着方法を適用した場合について、図６の（ａ）に基づいて説明する。
図６の（ａ）において、外側管２００及び内側管３００は、いずれも透明ナイロン製である。
溶着工程における補助部材として、内側管３００の内側には芯材１０５が挿入されている。芯材１０５は、接合対象部位４００に位置する部分には、例えばステンレス線などの熱伝導の悪い光吸収発熱体１０５ａが、接合対象部位４００以外の部分には、例えば銅線などの熱伝導のよい熱拡散性部材１０５ｂがそれぞれ位置するように、光吸収発熱体１０５ａを熱拡散性部材１０５ｂで両側から挟み込むようにしたものである。
【００５６】
芯材１０５を回転軸として回転させながら発熱用光Ｌを照射すると、光吸収発熱体１０５ａでは光吸収により発熱して、その外側の内側管３００および外側管２００の接合対象部位４００に伝達して加熱して溶融させるが、熱拡散性部材１０５ｂでは、発熱用光Ｌを吸収しても熱拡散してしまうため、発熱は少なく、各管２００、３００を加熱しない。
従って、接合対象部位４００のみを溶着させることができる。
【００５７】
［第２の溶着方法による環状接合（その２）］
上記第２の溶着方法を適用した別の場合について、図６（ｂ）に基づいて説明する。
図６（ｂ）の溶着方法では、芯材１０５として、接合対象部位４００に位置する部分には、例えばステンレスなどの熱伝導の悪い光吸収発熱体１０５ａが、接合対象部位４００以外の部分には、例えば透明ガラスなどの光を透過して発熱しない光透過性部材１０５ｃがそれぞれ位置するように、光吸収発熱体１０５ａを光透過性部材１０５ｃで両側から挟み込むように支持したものを用いている。
【００５８】
上記構成が一体化された状態で、芯材１０５を回転軸として回転させながら外側から非合焦の発熱用光Ｌを照射すると、発熱用光Ｌが光吸収発熱体１０５ａに吸収されて発熱し、接合対象部位４００では各管２００、３００の温度が上昇して溶融するが、光透過性部材１０５ｃでは発熱用光Ｌが透過してしまって、発熱しない。
この際、接合対象部位４００では、発熱時に各管２００、３００の少なくとも内側管３００は管の製造時に蓄えられた応力が解放されて拡張し、接合対象部位４００に圧力が加わり、溶融した各管２００、３００を溶着させることができる。溶融した各管２００、３００の接合対象部位４００が相互に接合する。
【００５９】
［第２の溶着方法による環状接合（その３）］
上記第２の溶着方法を適用した別の場合について、図７に基づいて説明する。
図７の溶着方法では、芯材１０５として、接合対象部位４００に位置する部分には、例えばステンレス線などの熱伝導の悪い光吸収発熱体１０５ａが、接合対象部位４００以外の部分には、例えば銅線などの熱伝導のよい熱拡散性部材１０５ｂがそれぞれ位置するように、光吸収発熱体１０５ａを熱拡散性部材１０５ｂで両側から挟み込むようにしたものを用いている。
さらに、外側管（バルーン）２００の外側には熱収縮チューブ１０６が外挿され、熱収縮チューブ１０６には、光吸収マーカー１０７が環状に連続して又は間欠的に塗布されて、光吸収マーカー１０７が接合対象部位４００の位置に整合して配置されている。
【００６０】
芯材１０５を回転軸として回転させながら発熱用光Ｌを照射すると、光吸収発熱体１０５ａでは光吸収により発熱して、その外側の内側管３００および外側管２００の接合対象部位４００へ伝達し加熱して溶融させるが、熱拡散性部材１０５ｂでは、発熱用光Ｌを吸収しても熱拡散してしまうため、発熱は少なく、各管２００、３００を加熱しない。
同時に、熱収縮チューブ１０６の光吸収マーカー１０７が光を吸収して収縮し、接合対象部位４００を外側から圧縮する。
従って、接合対象部位４００のみを溶着させることができる。
尚、以上各溶着工程において用いられた熱収縮チューブ１０６は、溶着終了後、切除などによって取り除き、芯材１０５及びガラスガイド管１０８は抜き取られる。
【００６１】
［発熱用光について］
以上の溶着において用いられるナイロン等の合成樹脂は、一般に特定の波長の光（電磁波）をよく吸収する光吸収帯を持っており、この光吸収帯の波長の光が照射されると、光吸収によって発熱する。
本実施例で用いる合成樹脂の光吸収帯は、波長１．５μｍ程度迄であり、これより長い波長の光は吸収しにくい。従って、波長１．５μｍより長い波長の光を用いて、光吸収による合成樹脂自体の発熱を防止する。
【００６２】
上述の観点に基づいて本実施例で発熱用光Ｌは、遠赤外線ハロゲンヒータを用いる。一般に、その発光用封体表面には、波長変換フィルターとして特殊セラミックコーティング（ブラックコーティング）を施してある。この特殊セラミックコーティングによって、可視光線（波長０．３μｍ〜０．７μｍ）出力の７０〜８０％を、近・中遠赤外線（波長０．７μｍ〜３．０μｍ）、遠赤外線（波長３．０μｍ〜１００μｍ）に変換する。これは、波長変換処理をしないハロゲンヒータに比べて遠赤外線の放射が２〜３倍になっており、出力ピーク波長は３μｍ〜４μｍになっている。
これによって、上記実施例では、１７０℃〜１８０℃で溶着させることができる。
【００６３】
発熱用光としては、他に、赤外線ヒータ用の赤外線電球や、電熱線によるコイルヒータを用いることができる。
これら、ハロゲンヒータ又は赤外線ヒータを用いて二重管を加熱、溶着する場合には、二重管を回転させる代わりに、各ヒータを複数個配置したり，各ヒータを二重管の周囲を回転させることによって、外周全体を加熱させたり、複数の反射鏡を用いて、単一のヒータから照射される発熱用光を、二重管の外周全体から照射させるようにしてもよい。
また、コイルヒータを用いて二重管を加熱、溶着させる場合には、二重管の溶着箇所をコイルの内側に配置して、二重管の外周側全体から均一に加熱させることができる。
【００６４】
以上の構成によって溶着を行うことで、例えば、図６に示したバルーンカテーテル１００においては、外管環状接合部１０１及び内管環状接合部１０２の位置を、バルーンカテーテル１２０の本体から確実に遠ざけた位置に正確に接合させることができる。この実施例による接合では、本体のエッジから外管環状接合部１０１、内管環状接合部１０２の各位置までの間隔を、１．０〜１．５ｍｍに正確に位置決めができ、また、外管環状接合部１０１及び内管環状接合部１０２の接合長さも１．０ｍｍに正確に接合させることができた。
これによって、バルーンカテーテル１２０の本体の可撓性が損なわれることがなく、また、バルーンカテーテル１２０の耐圧性も十分大きな値（３０気圧）を確保できた。
【００６５】
上記実施例では、第３の溶着方法をバルーンカテーテルに適用した例を示していないが、内管に色付きナイロンを用いて、筒状の覆い部材を設けること、或いは内側管の色付きナイロンよりさらに光吸収性の強い光吸収塗布剤を塗布することで、適用することができる。
上記実施例では、溶着部分に対して、熱収縮チューブや圧縮空気により圧力を加える方法を示したが、ばねなどの弾性部材で支持された金属片などによって、溶着部分に圧力を加えるようにしてもよい。
上記実施例では、二重管構造を有する医療用チューブにおける実施例を示したが、シート状の合成樹脂同士を溶着する場合にも適用できる。
上記各例では、接合対象合成樹脂としてナイロンを示したが、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリウレタンなど、加熱によって溶着可能な合成樹脂であれば、他の合成樹脂を用いてもよい。
【００６６】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明では、あらかじめ光吸収マーカーを塗布しておくことで、溶着時に照射する発熱用光を、集光・合焦させる必要がなく、特に、医療用チューブなどの微細な溶着対象においても、接合対象部位のみを精度良く加熱、溶着することができる。従って、生産性が向上する。
また、発熱用光を吸収しないような光透過性部材や熱伝導によって拡散する熱拡散性部材を芯材として、接合対象部位に隣接する部分に配置するため、接合対象部位以外の他の部位を加熱することがないため、溶着後の合成樹脂の可撓性が優れる。
また、溶着対象の合成樹脂に応じて、照射する発熱用光の波長、強度、照射時間を調整すれば、適切な溶着条件を容易に選定でき、汎用性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の溶着方法に関わり、光透過性合成樹脂同士を溶着させる様子を説明するための説明図である。
【図２】本発明の第２の溶着方法に関わる光透過性合成樹脂同士を溶着させる様子を説明するための説明図であり、（ａ）は溶着対象部位に光吸収発熱体のみを当接させる様子を説明するための説明図、（ｂ）は光吸収発熱体の周囲に熱伝導性の熱拡散部材を配置した状態を示す説明図である。
【図３】本発明の第３の溶着方法に関わり、光透過性合成樹脂と光吸収性合成樹脂とを溶着させる方法を示す説明図であり、（ａ）は光吸収性合成樹脂の全体を溶着させる方法を示す説明図、（ｂ）は光吸収性合成樹脂と光透過性合成樹脂とを部分的に溶着させる方法を示す説明図である。
【図４】本発明の溶着方法を用いたバルーンカテーテルの概略断面図である。
【図５】本発明の第１の溶着方法をバルーンカテーテルに用いた場合の説明図であり、（ａ）は芯材と光吸収マーカーを塗布した熱収縮チューブを用いた溶着方法を示す説明図であり、（ｂ）は芯材と熱収縮チューブを用いた溶着方法を示す説明図であり、（ｃ）はガラスガイド管を用いた溶着方法を示す説明図である。
【図６】本発明の第２の溶着方法をバルーンカテーテルに用いた場合の説明図であり、（ａ）は芯材に光吸収発熱体と熱拡散性部材とを用いた方法を示す説明図であり、（ｂ）は芯材に光吸収発熱体と光透過性部材とを用いた方法を示す説明図である。
【図７】本発明の第２の溶着方法をバルーンカテーテルに用いた図６と異なる方法場合の説明図であり、芯材に光吸収発熱体と熱拡散性部材とを用いて、外側に熱収縮チューブを用いた方法を示す説明図である。
【図８】請求項１０に示す合成樹脂の溶着方法に関する説明図である。
【図９】請求項５に示す合成樹脂の溶着方法に関する説明図である。
【符号の説明】
１０ 透明ナイロン（光透過性合成樹脂）
１１ 光吸収マーカー（色付塗布剤）
１２ 接合対象部位
２０ 透明ナイロン（光透過性合成樹脂）
３０ 光吸収発熱体
４０ 熱拡散性部材
５０ 色付きナイロン（光吸収性合成樹脂）
６０ 覆い部材
１０１ 外管環状接合部（接合対象部位）
１０２ 内管環状接合部（接合対象部位）
１０３ 外管内へ挿入した内管と外管とが溶着する接合部
１０５ａ 光吸収発熱体
１０５ｂ 熱拡散部材
１０５ｃ 光透光性部材
１０６ 熱収縮チューブ
１１０ 外管（内側管）
１２０ バルーンカテーテル（外側管）
１３０ 内管（内側管）
２００ 外側管
３００ 内側管
４００ 接合対象部位
１０００ 外管と内管とを点又は線状に部分溶接した接合部
Ｌ 発熱用光（赤外線・遠赤外線領域波長を多く含む可視光線）

Claims (7)

  1. 当接部位の加熱により相互に溶着可能な熱溶融性合成樹脂の溶着方法において、
    接合対象部位を有する接合対象合成樹脂は、内外に配置された内側管と外側管とからなり、少なくとも、前記外側管が光透渦性合成樹脂からなる内外二重管であり、
    前記内側管の外周面又は前記外側管の内周面の前記接合対象部位に、連続又は間欠的に光吸収発熱用の色付塗布剤を予め塗布して当接させて前記内外二重管とし、該内外二重管の外側に光透過性の筒部材を外挿して発熱用光を照射し、
    前記接合対象部位の発熱時に前記内側管の作成時に蓄えられた内部歪応力の開放に伴う拡張力によって前記接合対象部位を圧接し、前記外側管と前記内側管とを溶着することを特徴とする熱溶融性合成樹脂の溶着方法。
  2. 接合対象部位を有する接合対象合成樹脂が、内外に配置された内側管と外側管とからなり、少なくとも、前記外側管が光透渦性合成樹脂からなる内外二重管であり、
    前記内側管の外周面又は前記外側管の内周面の前記接合対象部位に、連続又は間欠的に光吸収発熱用の色付塗布剤を予め塗布するとともに、
    前記外側管の略外周側から発熱用光を当接部位に照射して加熱し、前記外側管と前記内側管とを相互に融着する熱溶融性合成樹脂の溶着方法であって、
    前記接合対象部位の相当箇所を含む領域の前記外側管の外側に光透過性の筒部材を外挿し、前記発熱用光の照射時に、前記内側管に内部圧を印加、或いは前記内側管と前記外側管との間隙部又は前記内側管と前記筒部材との間隙部を減圧することにより、前記外側管と前記内側管とを溶着することを特徴とする熱溶融性合成樹脂の溶着方法。
  3. 接合対象部位を有する接合対象合成樹脂が、内外に配置された内側管と外側管とからなり、少なくとも、前記外側管が光透渦性合成樹脂からなる内外二重管であり、
    前記内側管の外周面又は前記外側管の内周面の前記接合対象部位に、連続又は間欠的に光吸収発熱用の色付塗布剤を予め塗布するとともに、
    前記外側管の略外周側から発熱用光を当接部位に照射して加熱し、前記外側管と前記内側管とを相互に融着する熱溶融性合成樹脂の溶着方法であって、
    前記内外二重管の外側に光透過性の筒部材を外挿し、変形させた芯金を前記内側管内に挿入して前記接合対象部位の当該部を前記芯金のバネ圧力により押圧し、前記発熱用光を照射し、前記接合対象部位を溶着することを特徴とする熱溶融性合成樹脂の溶着方法。
  4. 接合対象部位を有する接合対象合成樹脂が、内外に配置された内側管と外側管とからなり、少なくとも、前記外側管が光透渦性合成樹脂からなる内外二重管であり、
    前記内側管の外周面又は前記外側管の内周面の前記接合対象部位に、連続又は間欠的に光吸収発熱用の色付塗布剤を予め塗布するとともに、
    前記外側管の略外周側から発熱用光を当接部位に照射して加熱し、前記外側管と前記内側管とを相互に融着する熱溶融性合成樹脂の溶着方法であって、
    前記内側管の内側に芯材を挿入するとともに、前記外側管の外側の周面に、連続するか間欠的に環状に配した光吸収発熱用の前記色付塗布剤を塗布した光透過性の熱収縮チューブを、前記色付塗布剤の塗布部位が前記接合対象部位に整合するように前記外側管の外側に外挿し、
    前記発熱用光を照射して、前記熱収縮チューブの収縮により前記接合対象部位を圧縮して、前記内側管と前記外側管とを溶着することを特徴とする熱溶融性合成樹脂の溶着方法。
  5. 当接部位の加熱により相互に溶着可能な熱溶融性合成樹脂の溶着方法において、
    前記接合対象合成樹脂の接合対象部位に光吸収発熱用の前記色付塗布剤を塗布し、相互に重ね合わせ、前記発熱用光を一方の光透過性合成樹脂の側から照射して前記接合対象合成樹脂の当接部位を加熱溶着すると同時に、前記発熱用光の照射方向と反対面側に熱拡散性部材を当接することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の熱溶融性合成樹脂の溶着方法。
  6. 前記発熱用光は、照射源より前記接合対象部位へ向けて非合焦の散光として照射されることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の熱溶融性合成樹脂の溶着方法。
  7. 前記発熱用光は、赤外及び遠赤外線波長帯の割合を多く有することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の熱溶融性合成樹脂の溶着方法。
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