JP3386802B2 - 硬度テーパチューブ及びその製造方法並びに製造装置 - Google Patents

硬度テーパチューブ及びその製造方法並びに製造装置

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、硬度の異なる2種以上の樹脂材料を長手方
向に硬度が徐々に変化するように連続させて形成した硬
度テーパチューブおよびその製造方法並びに製造装置に
関する。本発明の硬度テーパチューブは、特に医療用カ
テーテルとして好適に用いることができる。
背景技術 2種類の硬度の異なる樹脂材料を用いて硬度テーパチ
ューブを成形する場合、従来2層押出成形装置が用いら
れていた。硬度テーパチューブは、長手方向に沿って硬
度の大きい第1樹脂のみからなる硬質部と硬度の小さい
第2樹脂のみからなる軟質部とこれらの間で硬度が徐々
に変化する遷移部(硬度テーパ部)とを形成したもので
ある。このような硬度テーパチューブは、2層押出成形
装置に第1樹脂および第2樹脂を切換えて供給すること
により、切換え時に先の樹脂材料が後の樹脂材料により
徐々に置換されて遷移部が形成される。
このような硬度テーパチューブを医療用カテーテルと
して用いた場合、遷移部における両樹脂材料の充分な接
合強度が要求されるとともに、遷移部の長さは、カテー
テルとしての機能を確保できる長さを有した上で使用性
向上のためになるべく短くすることが望ましい。
図7は、本出願人が本発明の開発前に用いていた2層
押出成形装置の水平断面構成図である。
この押出成形装置30は、押出孔31を有するダイ3
2と、ボルト33によりダイ32を保持するダイホルダ
ー34と、押出孔31に臨んで装着されたマンドレル3
5とを備えている。マンドレル35は、内層マンドレル
ホルダー36および外層マンドレルホルダー37を介し
てダイホルダー34内に固定保持される。内層および外
層の各マンドレルホルダー36,37は、ほぼ円錐形状
であって、その円錐先端部の全周面に沿って樹脂をマン
ドレル35に供給するためのガイドキャビティ38が形
成される。
ダイホルダー34の両外側にそれぞれ異なる種類のA
樹脂およびB樹脂を切換えて供給するための切換装置3
9,40が備わる。各切換装置39,40はそれぞれダ
イホルダーに設けたA樹脂供給口43およびB樹脂供給
口45に接続される。ダイホルダー34および切換装置
39,40には樹脂を軟化状態に維持するためのヒータ
47が備わる。
A樹脂供給用の切換装置39は、切換弁41と、図示
しないA樹脂押出機が接続されるA樹脂入口42を備え
ている。切換弁41の回転により、A樹脂をダイホルダ
ー34のA樹脂供給口43に供給する。A樹脂供給口4
3に供給されたA樹脂は、連通路44を通して外層マン
ドレルホルダー37の溝49に供給され、この溝49を
通して先端部のガイドキャビティ38に供給され、マン
ドレル35の外面の環状空間を通して押出孔31から引
出される。
同様に、B樹脂は、切換装置40により、B樹脂供給
口45および連通路46を通して内層マンドレルホルダ
ー36の溝49を通してガイドキャビティ38に供給さ
れ、マンドレル35の外面の環状空間を通して押出孔3
1から引出される。
切換装置39,40によりA樹脂またはB樹脂のいず
れか一方を選択してダイホルダー34内に供給したと
き、選択されなかった樹脂は、それぞれの切換装置39
または40の切換弁41から図示しない樹脂排出口を通
して外部に排出される。このとき、選択されなった樹脂
の一部が、各切換装置39,40内およびダイホルダー
34内の各樹脂の供給口43,45、連通路44,4
6、内層および外層の各マンドレルホルダー36,37
上の溝およびガイドキャビティ38内に残留し、次に切
換えられて送り出されるまで滞留する。
マンドレル35は、シャフト48の先端に固定され
る。このシャフト48の軸心は、ダイ32の押出孔31
の軸心と同軸である。このシャフト48は、内層マンド
レルホルダー36内に固定されることにより、ダイホル
ダー34内に固定保持される。使用時には、例えばシャ
フト48、マンドレル35および押出孔31の軸に沿っ
て芯材を挿通させ、この芯材周囲に押出孔31から切換
装置によって選択された溶融樹脂を供給してチューブを
押出成形する。
このような2層押出成形装置30においては、2種類
の樹脂は、図中Cで示すそれぞれのキャビティ38がダ
イ32の押出孔31の円錐状入口に開口する位置で混合
し、混合した樹脂は図中Dで示す押出孔31の出口から
成形された状態で吐出される。したがって、2種類の樹
脂を交互に切換えてダイ32に供給する場合、切換え時
に、先の樹脂は、ダイ入口の混合位置Cからダイ出口の
吐出位置Dの間における押出孔31とマンドレル35と
の間の空間内を充填している。この混合位置Cと吐出位
置Dとの間を充填している樹脂が、切換えによる後から
の樹脂で置換される。この置換開始から置換完了までの
間が遷移部となる。
しかしながら、上記本願出願人の従来の2層押出成形
装置では、内層36および外層37の2層分のキャビテ
ィ38が混合位置Cで開口するため、この混合位置Cと
吐出位置Dとの間の容積が大きくなる。これにより以下
のように、遷移部の長さが長くなる。
遷移部の長さは置換に要する時間に比例する。混合位
置Cと吐出位置Dとの間の容積(以下合流後容積とい
う)をVとし、この合流後容積VをA樹脂100%の状
態からB樹脂100%の状態に置換する場合、B樹脂の
流入流量をqとすれば、置換に要する時間Tは、 T=V/q+T1 で表わされる(T1はA樹脂とB樹脂の混合効率によっ
て決まる定数)。したがって、置換に要する時間Tは合
流後容積Vが大きいほど長くなる。すなわち、合流後容
積Vが大きいと置換に要する時間Tが長くなり、これに
応じて遷移部の長さが長くなる。
さらに従来の2層押出成形装置においては、A樹脂お
よびB樹脂のそれぞれの供給口43,45から混合位置
Cまでの樹脂供給経路が長く、その容積が大きくなる。
したがって、切換え時にこの樹脂供給経路内に滞留する
待機状態の樹脂の量が多くなり、この滞留樹脂が待機中
にヒータにより加熱されて変質あるいは劣化するおそれ
がある。
また、従来の2層押出成形装置により硬度テーパチュ
ーブを形成すると、樹脂の切換えにより、残留している
先の樹脂に後からの樹脂が単に押込まれるように供給さ
れるため、境界面において両樹脂間の混合作用がほとん
どなく、両樹脂間に明確な境界面(接触面)が形成され
る。このように明確な境界面を介して面接触状態で両樹
脂同士が接合されるため、充分な接合強度が得られずチ
ューブの遷移部の接合面から剥離するおそれがあった。
一方、剛性部から柔軟部へ硬度が変化する遷移部を有
するカテーテルが U.S.P.5533985, U.S.P.562265 およ
び特表平 9-512445 号公報に開示されている。これらの
公報記載のカテーテルの遷移部では、2つの樹脂材料の
切換えにより、先の樹脂に後の樹脂が食込んで断面がく
さび状の境界面が形成される。このようなくさび状の接
触面は、両樹脂が境界面でほとんど混合しないために形
成されるものと考えられる。このように面接触状態で両
樹脂同士が接合されると、両樹脂間相互の充分な接合強
度が得られず、この遷移部のくさび状接合面から剥離す
るおそれがある。
本発明は上記従来技術を考慮したものであって、硬度
の異なる樹脂の遷移部での樹脂間の接合強度を高めると
ともに、使用条件に応じたチューブとしての機能性を確
保した上で遷移部の長さを短くして使用性を高め、さら
に樹脂の切換え時の滞留容積を小さくして滞留時の熱に
よる品質の劣化を抑制した硬度テーパチューブ及びその
製造方法並びに製造装置の提供を目的とする。
発明の開示 前記目的を達成するため、本発明では、少なくとも2
種類の硬度の異なる第1樹脂及び第2樹脂を長手方向に
沿って硬度が徐々に変化するように連続させた硬度テー
パチューブにおいて、第1樹脂と第2樹脂の間の遷移部
に、両樹脂間の単純な面接触状態を壊して両樹脂がほぼ
均一に混合された部分が形成されていることを特徴とす
る硬度テーパチューブを提供する。
この構成によれば、2種類の樹脂を切換えて遷移部を
形成するときに、両樹脂を混合させながら押出して置換
させることにより、両樹脂間の単純な面接触状態が壊れ
両樹脂がほぼ均一に混合した部分が形成されるため、接
合強度が高まる。
なお、単純な面接触とは、全体的に一様な平面状又は
曲面状で接触していることを言う。また、両樹脂がほぼ
均一に混合された部分とは、完全な均一混合状態だけで
なく、傾斜面状あるいはくさび状等の識別可能な境界面
が、ある程度崩れて両樹脂が相互に散在する状態を含
む。
また、本発明では、押出孔を有するダイと、このダイ
を保持するダイホルダーと、このダイホルダー内に装着
され、前記押出孔に係入するマンドレルとを有する押出
金型を用い、長手方向に沿って連続する異なる硬度の第
1樹脂及び第2樹脂により硬度が徐々に変化するように
形成された硬度テーパチューブの製造方法において、前
記第1樹脂及び第2樹脂を、前記ダイホルダーと前記マ
ンドレルとの間に形成された円筒状空間内で合流させる
ことを特徴とする硬度テーパチューブの製造方法を提供
する。
この構成によれば、両樹脂がダイより手前のダイホル
ダー内でマンドレルとの間の円筒状空間内で混合される
ため、ダイの押出孔に達する前にこの円筒状空間内で充
分に両樹脂を混合させて遷移部での接合強度を高めるこ
とが可能になる。なお、円筒状空間とは、ダイホルダー
に形成されたマンドレル挿入用の孔の内面と、これに挿
入された円筒状のマンドレルの外面との間の隙間により
形成された空間のことである。この円筒状空間は、混合
作用を高めるとともに、前述の合流後容積を小さくする
ことができ、遷移部の長さを短くすることができる。
さらに本発明では、押出孔を有するダイと、このダイ
を保持するダイホルダーと、このダイホルダー内に装着
され、前記押出孔に係入するマンドレルとを有し、前記
ダイホルダーに複数の樹脂供給口を設け、これらの樹脂
供給口から硬度の異なる樹脂を切換えて前記マンドレル
上に供給することにより長手方向に硬度の異なる樹脂を
硬度が徐々に変化するように連続させて形成した硬度テ
ーパチューブの製造装置において、前記ダイホルダーに
前記押出孔に連通するマンドレル挿通孔を形成し、この
マンドレル挿通孔内に前記マンドレルを装着し、前記複
数の樹脂供給口は、前記ダイの押出孔から距離を隔てた
位置で、前記マンドレル挿通孔の内面とマンドレルの外
面との間に形成された円筒状空間に開口し、この円筒状
空間内で複数の樹脂が合流することを特徴とする硬度テ
ーパチューブの製造装置を提供する。
この構成によれば、円筒状空間に両樹脂の混合位置が
形成され、充分な混合作用が得られるとともに、両樹脂
の供給口までの距離を短くすることができ、これにより
切換え時の滞留樹脂の量を減らすことができ、滞留中の
樹脂の熱による変質や劣化が抑制される。
好ましい構成例では、前記マンドレル挿通孔内の前記
マンドレルは多条ネジからなり、各ネジ溝を構成するネ
ジ山は途中で切れ、これに隣接してずれた位置から新た
なネジ山を形成することにより、各ネジ溝を複数位置で
分割したことを特徴としている。
この構成によれば、多条ネジ(2条又はそれ以上のネ
ジ)の各ネジ溝が途中で分割され各ネジ溝内の樹脂が交
互に複雑に交じり合って両樹脂間の単純な面接触状態が
崩れ、相互に分散した混合状態となって結合強度が高め
られる。
図面の簡単な説明 図1は、本発明の実施形態に係る硬度テーパチューブの
製造装置の構成図である。
図2は、本発明の別の実施形態の構成図である。
図3は、本発明のさらに別の実施形態の構成図である。
図4は、本発明のさらに別の実施形態の構成図である。
図5は、図4の実施形態の展開図である。
図6は、図5のA−A部分の断面図である。
図7は、従来の2層押出成形装置の構成図である。
発明を実施するための最良の形態 以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明
する。
図1は、本発明の実施の形態に係る硬度テーパチュー
ブ製造装置の構成説明図である。
この硬度テーパチューブ製造装置を構成する押出成形
装置1は、押出孔2を有するダイ3と、このダイ3を保
持するダイホルダー4と、このダイホルダー4内に装着
されたマンドレル5とを有する。マンドレル5は、ダイ
ホルダー4に形成されたマンドレル挿通孔6内に挿入さ
れ固定保持される。このマンドレル5の先端部はダイ3
の円錐状入口部2a内に係入する。マンドレル5の外面
とマンドレル挿通孔6の内面との間および押出孔2の円
錐状入口部2aの内面との間には、円筒状空間7が形成
される。
この円筒状空間7にA樹脂供給口8およびB樹脂供給
口9が開口する。したがって、これらの樹脂供給口8,
9が開口する位置が前述の両樹脂の混合位置Cとなりダ
イ3の押出孔2の出口が吐出位置Dとなる。これら両位
置C,D間の合流後容積Vは、円筒状空間7の直径が小
さく、かつ間隔が非常に薄いため、極めて小さくするこ
とができる。これにより、樹脂切換え時の置換に要する
時間を短縮して遷移部の長さを短くすることができる。
硬度テーパチューブを形成する場合、まず例えば、A
樹脂供給口8からA樹脂(第1樹脂)のみを供給してA
樹脂のみによるA樹脂部を形成する。このとき、マンド
レル5の中心に挿通させた芯材10を引抜きながら樹脂
を押出孔2から吐出させることにより、芯材10の径に
対応した内径のチューブが押出成形される。続いてA樹
脂の供給を停止してB樹脂(第2樹脂)のみをB樹脂供
給口9から供給する。
このとき、ダイホルダー4内の円筒状空間7を含む前
記合流後容積Vは、A樹脂が充填されている。この状態
からB樹脂が徐々にA樹脂を置換する。B樹脂は狭い円
筒状空間7内を進行しながらA樹脂を置換する。この円
筒状空間の容積は非常に小さいため、前述のように、置
換に要する時間が短く、したがって遷移部の長さを短縮
することができる。
このように円筒状空間7を介してA,B樹脂が混在し
た状態の遷移部が形成され、この円筒状空間7内のA樹
脂が全てB樹脂で置換されると、その後B樹脂のみによ
るB樹脂部が形成される。これにより硬度テーパチュー
ブが押出成形される。
この円筒状空間7において、両樹脂が流れていく間に
樹脂同士を積極的に混合させる手段を付加することがで
きる。これにより、両樹脂間の単純な面接触状態が壊れ
両樹脂同士がほぼ均一に混合された部分を形成すること
ができ、接合強度を高めることができる。このような混
合手段については後述する。
また、上記図1の実施形態では、各樹脂供給口8,9
が樹脂の供給源側に近づくため、一方の樹脂を供給して
いる間に待機する他方の樹脂の滞留容積が小さくなっ
て、滞留中の熱的影響による変質や劣化のおそれが小さ
くなり、高品質の押出チューブが得られる。
なお、マンドレル5は、図では軸方向に長い筒状の一
体部材として描いてあるが、先端部のみを着脱可能とし
て各種ダイ3の円錐状入口部2aの形状に合わせて交換
可能としてもよい。
また、A,B樹脂の切換え時に、両樹脂の合計供給量
を一定に保ったまま、A樹脂の供給量を徐々に減らし、
B樹脂の供給量を徐々に増やしてA樹脂からB樹脂に移
行してもよい。
図2は、本発明の別の実施形態の構成説明図である。
この実施形態は、前述の図1の実施形態の円筒状空間7
に樹脂の混合手段を設けたものである。
この実施形態では、樹脂混合手段としてマンドレル5
に2条ネジ11が形成されている。A,B樹脂の各供給
口8,9は、それぞれ隣接する別のネジ溝内に向けて開
口する。ネジ山の高さは進行方向に向かって徐々に低く
なるように形成される。各樹脂供給口8、9から供給さ
れた樹脂は、それぞれのネジ溝に沿って渦巻状に進行す
るとともに徐々にネジ山を乗り越えて軸方向に進行す
る。これにより、マンドレル挿通孔6の内面とマンドレ
ル5の外面との間の円筒状空間7(この実施形態では、
内側がネジ形状となっている)における両樹脂に対し混
合作用が施される。この混合作用により、A,B樹脂間
の単純な面接触状態が崩れ、両樹脂同士がほぼ均一に混
合した部分が形成される。これにより遷移部における両
樹脂同士が強固に結合され接合の信頼性が高まる。その
他の構成および作用効果は前記図1の実施形態と同様で
ある。
図3は、本発明のさらに別の実施形態の構成説明図で
ある。この実施形態は、樹脂混合手段の別の例を示すも
のである。
この実施形態では、マンドレル5にネジ12a,12
b,12cを順番にネジ溝端部同士がオーバーラップす
るように形成したものである。樹脂供給口8,9は、最
初のネジ12aの同じネジ溝内に開口する。供給された
樹脂は最初のネジ12aのネジ山の螺旋にしたがって進
行し、次にネジ12bのネジ溝に移行して進行し、さら
にネジ12cのネジ溝に移行して進行する。このように
ネジ溝を移行しながら螺旋状に進行することにより、樹
脂切換え時の両樹脂の混合作用が高められる。この場
合、ネジ山の高さを前述の図2の例と同様に進行方向に
沿って徐々に低くしてもよい。その他の構成および作用
効果は上記図2の実施形態と同様である。
なお、上記各実施形態において、マンドレル5を回転
させてさらに混合作用を高めることもできる。また、チ
ューブを構成する異なる樹脂の種類は2種類に限らず3
種類またはそれ以上の樹脂であってもよい。
図4は本発明の別の実施形態を示す。この実施形態
は、マンドレルのネジ部を変形させた例であり、図5は
その展開図、図6は図5のA−A部分の断面図である。
この実施形態に係るマンドレル13(ネジ部のみ示
す)は、図2の2条ネジからなるマンドレル5の変形例
である。2条のネジ溝aおよびネジ溝bの対向位置に第
1樹脂(A樹脂)供給口8および第2樹脂(B樹脂)供
給口9がダイホルダー4(図2参照)から開口する。ネ
ジ溝aは分割位置a1でネジ山ハで2分割される。すな
わち、この分割位置a1で、ネジ山チが途中で切れてこ
れに隣接して新たなネジ山ハが形成される。これにより
ネジ溝aが分割される。
同様に、ネジ溝bは分割位置b1でネジ山リにより2
分割される。分割された2条のネジ溝はさらに分割位置
a2およびb2で同様に2分割される。なお、図から分
かるように、供給口8と軸方向に揃った位置のネジ山
イ、ロ、ハ、…、ヘは、反対側の供給口9の位置のネジ
山ト、チ、リ、…,ヲに対し、イとチ、ロとト、ハと
ヌ、ニとリ、ホとヲ、ヘとルが連続している。また、A
−A断面でネジ山〜は、夫々ネジ山ロ、ハ、ニ、
ホ、ヘ、ヲに連続している。
このように分割を繰返されたネジ溝を通して樹脂が送
られることにより、A樹脂とB樹脂の切換え時に、その
境界部分で両樹脂が複雑に混じりあって面状の接触状態
が崩れ、樹脂同士が相互に分散し合って均一あるいはほ
ぼ均一な状態で混合する。なお、上記実施例は2条ネジ
であるが、3条又はそれ以上のネジであってもよい。
産業上の利用可能性 以上説明したように、本発明では、異なる樹脂を切換
えて順番に押出成形する際、先後の樹脂同士が十分に混
合されるため、遷移部の接合強度が高まり剥離のおそれ
がなく信頼性の高い硬度テーパチューブが得られる。す
なわち、遷移部において、両樹脂を混合させながら押出
して置換させることにより、両樹脂の境界部には傾斜面
状やくさび状等の面接触状態は形成されず、両樹脂がほ
ぼ均一に混合するため、両樹脂同士の接合強度が高ま
る。
また、異なる樹脂が合流した後ダイから吐出されるま
での間の混合区間の容積を小さくして遷移部の長さを短
くすることができる。さらに、樹脂切換時に待機中の滞
留樹脂容積を小さくして熱による変質や劣化を抑え高品
質の硬度テーパチューブを得ることができる。
本発明は特に医療用カテーテルのチューブとして用い
た場合に、対内に挿入される先端部分の軟質部と手元側
の硬質部との間の遷移部での両樹脂同士の接合が強固に
なり、医療処置の信頼性が高まるとともに、血管等への
追従性を確保するのに必要な長さを備えた上で遷移部の
長さを短くして使用性を高め、且つチューブを構成する
樹脂自体の品質を劣化させずに高品質のカテーテルを得
ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−280765(JP,A) 特開 昭51−79048(JP,A) 特開 昭62−19427(JP,A) 実公 昭52−48150(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 47/00 - 47/96 A61M 25/00 - 25/18 F16L 11/00 - 11/24

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】押出孔を有するダイと、このダイを保持す
    るダイホルダーと、このダイホルダー内に装着され、前
    記押出孔に係入するマンドレルとを有する押出金型を用
    い、長手方向に沿って連続する異なる硬度の第1樹脂及
    び第2樹脂により硬度が徐々に変化するように形成され
    たカテーテル用硬度テーパチューブの製造方法におい
    て、ネジ山が途中で切れてオーバーラップしてずれたネ
    ジ形状のマンドレルを用い、該マンドレルを固定した状
    態で前記第1樹脂及び第2樹脂を順番に供給することに
    より、前記第1樹脂及び第2樹脂を、前記ダイホルダー
    と前記マンドレルとの間に形成された円筒状空間内で、
    両樹脂間の境界部が単純な面接触状態を壊して両樹脂が
    ほぼ均一に混合されるように合流させることを特徴とす
    るカテーテル用硬度テーパチューブの製造方法。
  2. 【請求項2】押出孔を有するダイと、このダイを保持す
    るダイホルダーと、このダイホルダー内に装着され、前
    記押出孔に係入するマンドレルとを有し、前記ダイホル
    ダーに複数の樹脂供給口を設け、これらの樹脂供給口か
    ら硬度の異なる樹脂を切換えて前記マンドレル上に供給
    することにより長手方向に硬度の異なる樹脂を硬度が徐
    々に変化するように連続させて形成したカテーテル用硬
    度テーパチューブの製造装置において、前記ダイホルダ
    ーに前記押出孔に連通するマンドレル挿通孔を形成し、
    前記マンドレルは、ネジ山が途中で切れてオーバーラッ
    プしてずれたネジ形状であって、その軸芯に沿ってチュ
    ーブ形成用の芯材が挿通する孔が形成され、前記マンド
    レル挿通孔内に前記マンドレルを固定し、前記複数の樹
    脂供給口は、前記ダイの押出孔から距離を隔てた位置
    で、前記マンドレル挿通孔の内面とマンドレルの外面と
    の間に形成された円筒状空間に開口し、この円筒状空間
    内で複数の樹脂が、両樹脂間の境界部が単純な面接触状
    態を壊して両樹脂がほぼ均一に混合されるように合流す
    ることを特徴とするカテーテル用硬度テーパチューブの
    製造装置。
  3. 【請求項3】前記マンドレル挿通孔内の前記マンドレル
    は多条ネジからなり、各ネジ溝を構成するネジ山は途中
    で切れ、これに隣接してずれた位置から新たなネジ山を
    形成することにより、各ネジ溝を複数位置で分割したこ
    とを特徴とする請求項2に記載のカテーテル用硬度テー
    パチューブの製造装置。
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