JP5325426B2 - 内視鏡用エラストマー成形体 - Google Patents

Description

本発明はエラストマー成形体に係り、特に内視鏡用可撓管のエラストマー成形体に関する。

内視鏡では、その可撓管外皮などとして、可撓性を有するエラストマー成形体が使用されている。内視鏡は繰り返し使用され、使用のたびに洗浄や消毒を行う必要があることから、可撓管の外皮としては体液や洗浄液、消毒液等に対する非透水性が必要であり、また、体腔内への挿入を損なわないような適度な可撓性と弾発性が必要である。

従来の内視鏡用可撓管の外皮は、一般的に、熱可塑性ポリエステルエラストマー（ＴＰＣ）と熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）を混合した樹脂や、又は、軟性ポリビニルクロライド（ＰＶＣ）を配合したＴＰＵとＴＰＣを混合した樹脂で形成されていた。

最近は滅菌手法が多様化し、内視鏡にも耐熱性が求められるようになってきたが、ＴＰＵはＴＰＣと比較して耐熱性が低いため、耐熱性を求められる場合にＴＰＵは使用に適さず、ＴＰＣが好適に用いられる。

このＴＰＣは、結晶化し架橋点として機能するハードセグメントと、結晶化しないで柔軟性を発現するソフトセグメントで構成されている。ハードセグメントにポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）を用いたＴＰＣは、特に耐薬品性に優れ、オートクレーブ耐性も示す（特許文献１）。しかしながら、このＰＢＮをハードセグメントとしたＴＰＣはその化学構造のために、大腸用などの長尺な内視鏡の先端に用いるには可撓性が小さく硬いという性質を有している。

一方、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）をハードセグメントにしたＴＰＣは、内視鏡先端に用いるのに十分な柔軟性を有しているが、耐薬品性がＰＢＮ系のＴＰＣより低く、またオートクレーブ耐性がないという問題があった。
特開２００４−１４１４８７

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、弾発性（反発弾性）に優れ且つ適度な可撓性を有するとともに洗浄・消毒液などの各種薬品に対する耐性を有する、内視鏡に使用可能なエラストマー成形体を提供することを目的とする。

本発明者らは、可撓性を調整するため及び耐薬品性を改善するために、ハードセグメントにＰＢＮとＰＢＴをそれぞれ用いた２種類の熱可塑性ポリエステルエラストマー（ＴＰＣ）を溶融混練した。しかし、これら二つのＴＰＣは、セグメントが相違するために完全には相溶せず、弾発性が著しく低下し、また各種薬液耐性も内視鏡用可撓管外皮として満足し得るものではなかった。そこで、本発明者らは鋭意検討を行った結果、２種類以上のＴＰＣを架橋させることが効果的であることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、ポリブチレンテレフタレートから成るハードセグメントを含む第１の熱可塑性ポリエステルエラストマーと、ポリブチレンナフタレートから成るハードセグメントを含む第２の熱可塑性ポリエステルエラストマーとが架橋しており、さらに架橋剤と、可塑剤とを含むことを特徴とする、内視鏡用エラストマー成形体を提供する。

本発明の好ましい態様によれば、上記２種類以上の熱可塑性ポリエステルエラストマーは、カルボジイミド化合物を架橋剤として用いて架橋される。本発明の他の好ましい態様によれば、該カルボジイミドの平均分子量は１００００以上である。本発明の他の好ましい態様によれば、上記熱可塑性ポリエステルエラストマーの少なくとも１種類のハードセグメントはポリブチレンテレフタレートである。本発明の他の好ましい態様によれば、上記外皮はさらに可塑剤を５〜２５重量部含有する。

また本発明の他の態様によれば、内視鏡用可撓管の表面を被覆する外皮として成形されたことを特徴とする上記内視鏡用エラストマー成形体が提供される。またさらに、本発明の他の態様によれば、上記のエラストマー成形体から成る外皮で被覆されたことを特徴とする内視鏡用可撓管が提供される。

上記したように、ＰＢＮ系のＴＰＣは可撓性が小さい（硬い）ため、ＰＢＮ系ＴＰＣのみを用いて架橋させた場合、さらに可撓性が小さくなる。従って、少なくとも１種類のＴＰＣのハードセグメントはＰＢＴ系であることが好ましい。

ＴＰＣを架橋させる方法には種々あるが、カルボジイミド化合物は耐加水分解安定剤としても機能するため、特に有効である。用いるカルボジイミドは、分子量が大きいほどブルームしにくく、低溶出のため医療用途に好適である。さらに可撓性を大きく（柔らかく）したい場合は、可塑剤を添加することができる。ＴＰＣ分子同士が化学的に架橋しているため、架橋していない単なる混合物より可塑剤のブリードが少ない。

以上のように構成される本発明のエラストマー成形体及びそれを使用した内視鏡用可撓管は、以下のような優れた特徴を有している。即ち、２種類の熱可塑性エラストマーが架橋しているため弾発性（反発弾性）に優れ、適切な可撓性を有しているため挿入性がよく、患者の負担（苦痛）を軽減することができる。また、各種洗浄・消毒液、低温プラズマ滅菌、耐加水分解性にも優れ、感染症の対策の面でより安全なオートクレーブ（高圧水蒸気滅菌）への使用も可能となるため、高い挿入性を長期にわたり維持できる。

本発明によれば、弾発性（反発弾性）に優れ、適度な可撓性を有するとともに洗浄・消毒液などの各種薬品に対する耐性を有する内視鏡用エラストマー成形体が得られる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一つの実施形態に係る内視鏡用可撓管１を示す。図２は、図１に示す内視鏡用可撓管の一部を拡大した図である。図に示すように、内視鏡用可撓管（以下、「可撓管」と称す）１は、可撓管素材４と、その外周を被覆する外皮６とにより構成されている。また、可撓管素材４は、螺旋管２と、その外周を被覆する網状管３とにより構成されている。

螺旋管２を構成する材料としては、ステンレス鋼、銅合金を用いることができる。網状管３は、金属製、或いは非金属製の細線を複数本編組することにより構成される。細線の材料としては、金属製ではステンレス鋼、非金属製では合成樹脂を用いることができる。また、外皮樹脂との接着性を向上させるために、金属製と非金属製の細線を混在させて編組する場合もある。

可撓管素材４の外周を被覆する外皮６は、２種類以上のＴＰＣを架橋させてなる樹脂により構成される。これらに用いるＴＰＣとしては、公知のものを広く用いることができ、例えば、ハイトレル（東レ・デュポン製）、グリラックス（大日本インキ化学工業）、プリマロイ（三菱化学製）、アーニテル（ＤＳＭ製）、ペルプレン（東洋紡績製）等が挙げられる。

また、ＴＰＣを架橋させる方法としては、架橋剤を使用して加熱する方法、またはγ線、電子線などの電離性放射の照射による方法のどちらを採用してもよい。架橋剤としてはカルボジイミド化合物が好適に用いられるがこれに限定されず、エポキシ化熱可塑性エラストマーなどエラストマーの架橋の際に通常使用されている従来公知の架橋剤を単独で又は併用して使用することができる。

熱可塑性エラストマーは、架橋させると熱可塑性を失うことが多いが、架橋度を適切に調整することにより、熱可塑性を失わずに成形することが可能となる。架橋剤としてカルボジイミド化合物を用いる場合は、ＴＰＣに0.5〜5重量部のカルボジイミド化合物を添加することが好ましい。

さらに、可撓性を調整するためにＴＰＣにさらに可塑剤を添加してもよい。可塑剤はこれに限定されないが5〜25重量部を添加することができる。可塑剤としては、脂肪酸エステル系、グリコール系、グリセリン系、エポキシ系、ポリエステル系などの公知のものを単独で、或いは複数を組合せて用いることができる。

またさらに、必要であればＴＰＣに充填剤を配合してもよい。充填剤は、カーボンブラック、シリカ、硫酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、及びケイ酸アルミニウムから成る群から選択される無機系充填剤、ポリテトラフロロエチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、及びシリコーン樹脂から成る群から選択される有機系充填剤、及びそれらの任意の組合せを用いることができるがこれらに限定されない。

さらに、任意に繊維などをＴＰＣに配合してもよい。繊維は、例えば、ガラス繊維、アルミナ繊維、及びロックウールから成る群から選択される無機繊維、綿、羊毛、絹、麻、ナイロン繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、アセテート繊維、フェノール−ホルムアルデヒド繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、アクリル繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリウレタン繊維、及びテトラフルオロエチレン繊維から成る群から選択される有機繊維、及びそれらの任意の組合せを用いることができるがこれらに限定されない。

なお、滑剤、安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤等も、本発明の効果を阻害しない範囲で添加することができる。

本発明のＴＰＣは、種々の慣用の方法で製造することができる。一般的にはニーダー、バンバリーミキサー、連続混練押出し機等の混練機で溶融混練を行う。混練温度は、各成分が均一に分散され、且つ、ＴＰＣや添加剤の分解温度以下である限り、任意の温度であってよい。

ＴＰＣを電離性放射線の照射により架橋させる場合は、２種類以上のＴＰＣに共架橋剤等を添加し、上記の混練方法で混練を行い、可撓管状に成形したのちに照射してもよい。

以下に実施例を示して本発明をより具体的に説明する。

実施例
表１に記載したとおりに、２種類のＴＰＣ、架橋剤、及び任意に可塑剤を配合し、連続混練押出し機で混練を行い、エラストマー成形体を得た。螺旋管に網状管を被覆した芯材の外周に得られたエラストマー成形体を被覆し、実施例１〜６の内視鏡用可撓管を作製した。

比較例
表１に記載した配合に従って、架橋剤を添加せずに、上記実施例と同様に比較例１〜４の内視鏡用可撓管を作製した。但し、比較例１はＴＰＵをそのまま用いて可撓管を作製した。

実施例１〜６及び比較例１〜４の可撓管を、可撓性、弾発性、耐熱性、薬品耐性について試験した。耐熱性試験は１３６℃で１００時間おいた後、融解状況を目視し判定した。薬品耐性試験は、3.7％の過酢酸水溶液中、53℃で30日間おいた後、外観を目視し判定した。試験結果を表２に示した。評価の記載は次の通りである「◎：かなり良好」「○：良好」「△：容認できる」「×：容認できない」。

表２から分かるように、実施例１と比較例２はエラストマーの組成は同じであるが、架橋剤を含有する実施例１は、比較例２よりも弾発性が良好であった。実施例４と比較例３も、架橋剤を含有する実施例４が比較例３よりも弾発性が良好であった。実施例６は、比較例４より弾発性、耐熱性、薬品耐性が良好であり、可塑剤のブリードもなかった。これに対して比較例４は可塑剤のブリードがあった。

これらの試験結果から明らかなように、実施例１〜６は、可撓性、弾発性、耐熱性、薬品耐性の結果が概ね良好であり、２種類のＴＰＣを架橋させることによって、単に混合したものよりも優れた特性を有することがわかった。また、ＴＰＣを架橋させることによって、可塑剤のブリードが抑制されることも実証された。

本発明は以上の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。

（付記）
付記１．可撓管表面に外皮を被覆してなる内視鏡用可撓管において、前記外皮は、２種類以上の熱可塑性ポリエステルエラストマーが架橋して成ることを特徴とする内視鏡用可撓管。
付記２． 前記２種類以上の熱可塑性ポリエステルエラストマーが、カルボジイミド化合物を架橋剤として用いて架橋されることを特徴とする、請求項１に記載の内視鏡用可撓管。
付記３．前記カルボジイミドの平均分子量が１００００以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の内視鏡用可撓管。
付記４．前記熱可塑性ポリエステルエラストマーの少なくとも１種類のハードセグメントがポリブチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の内視鏡用可撓管。

付記５．前記外皮がさらに可塑剤を５〜２５重量部含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内視鏡用可撓管。

付記６．２種類以上の熱可塑性ポリエステルエラストマーが架橋して成ることを特徴とする、内視鏡用可撓管外皮。

本発明の一実施形態に係る内視鏡用可撓管を示す断面図。 図１に示す可撓管の一部を拡大した図。

符号の説明

１…可撓管、２…螺旋管、３…網状管、４…可撓管素材、６…外皮、７…コート層。

Claims (6)

1. ポリブチレンテレフタレートから成るハードセグメントを含む第１の熱可塑性ポリエステルエラストマーと、ポリブチレンナフタレートから成るハードセグメントを含む第２の熱可塑性ポリエステルエラストマーとが架橋しており、さらに架橋剤と、可塑剤とを含むことを特徴とする、内視鏡用エラストマー成形体。
2. 前記架橋剤はカルボジイミド化合物であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用エラストマー成形体。
3. 前記カルボジイミド化合物の平均分子量が１００００以上であることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡用エラストマー成形体。
4. 前記可塑剤を５〜２５重量部含有することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の内視鏡用エラストマー成形体。
5. 内視鏡用可撓管の表面を被覆する外皮として成形されたことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の内視鏡用エラストマー成形体。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載の内視鏡用エラストマー成形体から成る外皮で被覆されたことを特徴とする、内視鏡用可撓管。

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