JPH0368819B2 - - Google Patents

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JPH0368819B2
JPH0368819B2 JP14681783A JP14681783A JPH0368819B2 JP H0368819 B2 JPH0368819 B2 JP H0368819B2 JP 14681783 A JP14681783 A JP 14681783A JP 14681783 A JP14681783 A JP 14681783A JP H0368819 B2 JPH0368819 B2 JP H0368819B2
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JP
Japan
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cutting element
resistor
heating cutting
wall thickness
folded
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JP14681783A
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Inventor
Benin Joshua
Hooru Ruoma Sekando Robaato
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EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
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Publication date
Application filed by EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical EI Du Pont de Nemours and Co
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Publication of JPH0368819B2 publication Critical patent/JPH0368819B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、印刷回路の加熱切断素子（以下、単
に、加熱素子という。）に関する。本発明は、特
に２本の熱可塑性を有する管を一緒に加熱して溶
着するために適する無菌結合装置用の印刷回路加
熱素子に関する。
より具体的にはヨーロツパ特許出願第
81303157.2号（公告番号第44204号）に開示され
ているような管の無菌結合装置の裁断装置に使用
される加熱切断素子に関するものである。
このヨーロツパ特許出願には、一実施例として
１つの血液バツクから他の血液バツクへ血液を無
菌状態を維持したまま移すための管の無菌結合装
置が開示されている。
以下に管の結合順序の概略を第３図乃至第６図
を参考にして説明する（第３図乃至第６図は、ヨ
ーロツパ特許出願の第１図乃至第４図に対応する
もので、図面番号にダツシユを付した以外は同一
である。）。
(a) 一端７′，８′が密閉された熱可塑性管１１′，
１２′が接続されている血液バツク９′，１０′
の結合すべき管１１′，１２′を、第３図に示さ
れているように一対の支持ブロツク１７′，１
８′のスロツト１３′〜１６′に挿入し保持する
（第３図）。
(a) 加熱された切断手段１９′によつて管を切断
する（第４図）。
ここで該切断手段は、管または結合部表面あ
るいは近くの空気中に存在するバクテリア等を
殺すことができる程度に加熱されているので、
管の切断あるいは結合時に、無菌状態が維持さ
れることになる。
(b) 支持ブロツクの一方１７′を移動させ、一方
の血液バツグ９′の切断された管１１′と他方の
血液バツグ１０′の切断された管１２′を整列さ
せる（第５図）。
(c) 加熱された切断手段を後退させ、管の溶接端
部を融着結合させる（第６図）。
要するに、ヨーロツパ特許出願第81303157.2号
（公告番号第44204号）は、裁断装置と、該裁断装
置を加熱するための装置と、接合すべき２本の管
を受取りこれを保持するための１対の支持ブロツ
クと、該ブロツクと前記裁断装置との間で裁断装
置が前記ブロツク間にあつてブロツクが管を受取
るための場所を横切るような場所まで運動させる
装置と、２つの異なる管の端部が相互に対面する
ように整合される場所に対して前記ブロツクを再
整合するための装置と、前記ブロツクを一緒に押
圧する間前記ブロツクと裁断装置を分離させる装
置とを含む無菌結合部を形成するための装置を開
示している。この特許出願は、裁断装置が多くの
形態を取り得るが、両面にアクリル系接着剤層
と、芳香族ポリイミド層と、アクリル系接着剤層
と、銅のリボンを有するエツチング措置を施した
ステンレス鋼製リボンから形成された積層帯材で
あることが望ましい。
前述のヨーロツパ特許出願の無菌結合装置を使
用する際、前述の積層材から作られた印刷回路の
裁断装置が内部の接着材層における接着材の分解
をきたして機械的強度が不足し、その結果しばし
ば例えば溶着部の強度が不足する如き不良を生じ
ることが判つた。接着材の分解、不充分な機械的
強度、裁断装置の外側に対する熱の発散不足等の
諸問題に対する有利な解決方法に対する需要が存
在する。
印刷回路の加熱素子は公知である。このような
多くの素子は、コーテイングに対して接着された
抵抗層を有するセラミツク・コーテイングを有す
る金属基板、またはしばしば金属カバーに対する
別の接着材層により積層された芳香族ポリイミド
樹脂である絶縁材に対して接着材層により積層さ
れたエツチングされた抵抗のいずれかを含んでい
る。
1955年７月11日発行のGarawayの米国特許第
2859321号は、印刷された加熱素子が金属基板の
片側に添着され、この加熱素子はその間に添着さ
れた失透状態のセラミツク・エナメルによりベー
スから絶縁されている電気抵抗の加熱素子を開示
している。
1975年11月25日発行のRosの米国特許第
3922386号は、印刷回路と共に使用され、それ自
体アルミニウムおよび酸化アルミニウムの混合物
からなるフイラメントを含む印刷回路であり、前
記フイラメントにより形成された前記加熱素子の
抵抗はフイラメントの肉厚を変化させることによ
り調整可能である加熱素子を開示している。前記
フイラメントは、金属の基板上のセラミツク・コ
ーテイング上に支持されている。
本発明は、各管の軸心を横断する方向に第１お
よび第２の熱可塑性を有する管を一緒に溶着し、
外側の層として、共に0.10mmの肉厚において、少
なくとも約173ワツト／ｍ〓（100BTU ft／時ft2
〓）の熱伝導率および少なくとも約34×104kPa
（5000psi）の抗引張降伏強さを有する金属の折畳
まれた板材と、この金属の折畳まれた板材の折り
目の内側に配置された抵抗と、前記の折畳まれた
金属板材の内表面と前記抵抗表面との間における
約260℃に安定する誘電性を有し、これによりそ
の結果得られる構造部を一緒に結合する接着剤の
層とからなつている無菌結合装置用加熱素子を提
供するものである。
次に第１図において、加熱素子１０は、同図の
実施例においては銅である折畳まれた金属シート
１１を外側の層として有する。このシート１１の
折曲げ部１３内には、本実施例においてはエツチ
ングされたステンレス鋼箔から作られた抵抗体１
２が配置されている。また、この折曲げ部１３内
でシート１１の内表面と隣接して両側および片方
の縁部において抵抗を囲繞しているのは、同図に
おいてはアクリル系接着材である誘電性を有する
接着材層１４である。前記加熱素子の外層の折曲
げられた縁部は裁断面として作用する。
次に第２図においては、加熱素子１０が抵抗体
１２と共に示されている。折曲げられたシート１
１の片側には、これにより抵抗体１２のターミナ
ル１７，１８を露呈する開口１５，１６が設けら
れている。
折畳まれたシート１１は１枚のシートでもよ
く、あるいは単一のシートとして機能する２乃至
３枚のシートからなるものでもよい。例えば、２
枚のシートを使用する時は、一方はＪ字形に折畳
まれた、また他方はＪ字形のシートに対して機械
的に形を付すことにより他の側を形成する。３枚
のシートを使用する時は、一方のシートは湾曲部
即ち折畳み部を形成するが、他の２枚はこれに対
して機械的に形を付けて側部を形成することがで
きる。これらシートを一体に共働するようにさせ
る他の方法は当業者には容易に理解されよう。折
畳まれたシート１１は、0.10mm（４ミル）の肉厚
において少なくとも約173ワツト／ｍ〓
（100BTU ft／時ft2〓）の熱伝導率を有し、また
0.10mm（４ミル）の肉厚において少なくとも約34
×104kPa（5000psi）の抗引張降伏強さを有する
金属から作られる。金属表面に沿つて均一に熱を
分布させることにより過熱点を避けるために、良
好な熱伝導率が主として要求される。伝導による
熱の流れが熱伝導率、熱の流れに直角をなす領域
および熱勾配に比例することが知られている。従
つて、比較的大きな断面積を有する厚さの厚いシ
ートは、熱伝導率が小さな金属の場合と同じ熱の
流れ（ある熱勾配に対して）を提供することがで
きる。このように、もしシート１１が0.10mmより
も厚ければ、173ワツト／ｍ〓よりも比較的に小
さな熱伝導率が適当である。本例において要求さ
れる如く高い熱伝導率はまた、使用において即ち
接合すべき２本の管を融解する際には、加熱素子
に対して良好な表面温度を保持する能力を提供す
ることになる。
外層の金属は、加熱素子が受ける作業荷重に耐
えるに充分な強度を持たなければならない。この
目的のためには、0.10mmの肉厚において少なくと
も約34×104kPa（5000psi）の抗引張降伏強さで
充分である。断面積が更に大きく肉厚の厚いシー
トは強度の小さな金属の場合と同じ作業荷重に耐
えることができる。このように、もしシート１１
が0.10mmより厚ければ、34×104kPaより比例的に
小さな抗引張降伏強さも使用中の作業荷重に抵抗
するため適当となろう。この金属はまた、シート
が亀裂もしくは裂断を生じることなく折畳むこと
ができるように充分に展性を持たなければならな
い。金属は裁断される管が接続される嚢体中に保
持されるどんな流体とも共存することができなけ
ればならず、即ち金属は使用温度において嚢体中
に保持される流体の容器に対して有害な生成物を
生じるよう反応してはならない。
折畳まれたシート１１の形成の際の使用に適す
る金属としては、銅、アルミニウム、銀、金およ
びこれらの金属のいずれかの合金が含まれる。望
ましい金属としては、銅、特に転造され焼均しを
施した銅である。
抵抗体１２は正または負または零の温度抵抗係
数を有することができるが、正の温度抵抗係数が
望ましい。この抵抗は、コイル状のワイヤ、鍛造
箔、またはエツチング措置を施した箔から作るこ
とができる。この抵抗は、ステンレス鋼もしくは
15重量％のクロームを含むニツケルクロムから作
られたエツチング措置を行なつた抵抗体である。
更に望ましくは、この抵抗は、ステンレス鋼、特
に302タイプのステンレス鋼から作られた食刻処
理を行なつた箔の抵抗体である。
外層と抵抗体を一緒に結合するため誘電性を有
する接着材が用いられる。結合剤としての使用の
他に、この接着材は加熱素子の抵抗体と外層間に
電気的な連続状態の発生を阻止する。本接着材
は、本発明の加熱素子において使用される薄い層
において、約260℃（500〓）における24VDC（直
流ボルト）に対して絶縁する充分な誘電強さを持
たなければならない。この接着材はまた、加熱素
子の剥離に抵抗するように約260℃の温度におけ
る充分な剥離強さを呈するものでなければならな
い。20℃における少なくとも約180g／cm（1lb／
in）の剥離強さがこの目的における典型値であ
る。誘電性を有する接着材は、約15乃至20秒間約
260乃至316℃の温度において溶解および電気的破
壊に対する比較的大きな抵抗力を持たなければな
らない。適当な接着材としては、アクリル系接着
材、エポキシ樹脂、およびRTV（室温硬化性）の
シリコーンが含まれるが、エポキシおよびアクリ
ル系接着材が望ましく、アクリル系接着材が最も
望ましい。E.I.du Pont de Nemours社により製
造されるアクリル系接着材「Pyralux」が望まし
いことが判つた。
加熱素子１０の肉厚は、約0.13乃至0.76mm（５
乃至30ミル）の範囲内、望ましくは約0.25乃至
0.36mm（10乃至14ミル）の範囲内でよい。更に望
ましくは、本加熱素子は約0.30mm（12ミル）の肉
厚を有する。本発明の望ましい一実施態様におい
ては、接着材層および抵抗体は各々0.025mm（１
ミル）の肉厚を有する。外層の肉厚は約0.11mm
（4.2ミル）である。
アクリル系接着材を使用する時、本発明の加熱
素子は、当技術において周知の手法を用いて、抵
抗体および金属板材の片面を最初に慎重に洗浄す
ることにより調製することができる。接着材シー
トを金属シートの洗浄した表面上に添付し、次い
で抵抗材料を接着材層の表面に添付する。この結
果得られた合成物を、プレスに定置してこれを約
45分間約188℃（370〓）の温度および約827kPa
（120psi）の圧力を与え、然る後同じ圧力下で約
20分間冷却する。次いでこの積層物は当技術にお
いて周知の方法を用いてレジスト・コーテイング
を施し、露光され、現像され、エツチングを施
し、ストリツピングを行ない、乾燥され、通常の
方法でパンチを施してエツチング処理をした抵抗
体１２を得る。金属板を折畳み、その結果得られ
た折畳まれた装置をプレスにおいて約188℃（370
〓）の温度および約117kPa（17psi）の圧力で約
45分間定置することにより積層化される。その結
果得られた素子は、本発明の加熱素子を得るため
同じ圧力の下で約20分間冷却される。
本発明の加熱素子は、米国特許出願第267291号
に記載される無菌結合装置において切除装置とし
て作用する。このような用途に使用される時、本
加熱素子は改善された結果をもたらす。ポリイミ
ドの絶縁層が存在しない場合は、更に均一で迅速
な熱の伝達が可能となる。絶縁物を介在させるこ
とにより、抵抗体はしばしば、裁断装置の表面が
該装置の望ましい作動温度である約250℃（500
〓）の温度になるように、約427℃（800〓）の温
度まで加熱しなければならないことが判つた。約
427℃の内部温度はポリイミドの絶縁性の安定範
囲を越える。本発明の加熱素子においては、表面
温度と抵抗体の温度間の非常に低い勾配および迅
速な応答が得られる。更に、刃部の外表面として
作用する折畳まれた金属板は、必要な機械的強度
を提供し、裁断装置の片側から反対側の良好な熱
伝導を確保し、積層状の接着材間のシールを提供
し、これが遭遇した温度において軟化し管を軟化
させる。後者の場合には、本発明の加熱素子は、
従来技術の裁断装置と比較して、管の接合部に弱
点を生じて管の内側の汚染を招く原因となる潜在
的な根源を排除する。前記の無菌結合装置におけ
る裁断装置としての本発明の加熱素子を使用する
時は、約271℃（520〓）の温度を用いることが望
ましい。
本発明については特定の実施態様に関して記述
したが、これに限定する意図はなく頭書の特許請
求の範囲に基づくべきものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による加熱素子を示す部分断面
図、および第２図は本発明による加熱素子を示す
平面図、第３図は結合順序を説明するための公知
の結合装置の平面図、第４図および第５図は結合
順序を説明するための公知の支持ブロツクの平面
図、第６図は結合順序を説明するための公知の結
合装置の斜視図である。 １０……加熱素子、１１……折畳まれた金属シ
ート、１２……抵抗体、１３……折曲げ部、１４
……接着材層、１５，１６……開口、１７……タ
ーミナル、１８……ターミナル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 外側の層として、0.10mmの肉厚において、少
    なくとも約173ワツト／ｍ〓の熱伝導率および同
    じく0.10mmの肉厚において少なくとも約34×
    104kpaの抗引張降伏強さを有する金属の折畳ま
    れた板材と、この金属の折畳まれた板材の内部に
    配置された抵抗体と、前記の折畳まれた金属板材
    の内表面と前記抵抗体表面との間に設けられた約
    260℃で安定した誘電性を有する接着剤層とから
    本質的に構成され、その結果、構造的に一体に結
    合したことを特徴とする、第１と第２の熱可塑性
    の管をその軸心を横切る方向に加熱切断し溶着す
    るための無菌結合装置用加熱切断素子。 ２ 前記抵抗体が正の温度抵抗係数を有すること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の加熱切
    断素子。 ３ 前記の折畳まれたシートの金属が、銅、アル
    ミニウム、銀、金およびこれら金属のいずれかの
    合金からなるグループから選択されることを特徴
    とする特許請求の範囲第２項記載の加熱切断素
    子。 ４ 前記抵抗体がエツチングされた箔の抵抗であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
    加熱切断素子。 ５ 前記のエツチングされた箔の抵抗体がステン
    レス鋼または15重量％のクロームを含むニツケル
    クロムから作られることを特徴とする特許請求の
    範囲第４項記載の加熱切断素子。 ６ 前記接着材がエポキシまたはアクリル系接着
    材であることを特徴とする特許請求の範囲第５項
    記載の加熱切断素子。 ７ 前記接着材がアクリル系接着材であることを
    特徴とする特許請求の範囲第６項記載の加熱切断
    素子。 ８ 前記外側層は銅から作られることを特徴とす
    る特許請求の範囲第７項記載の加熱切断素子。 ９ 前記のエツチングされた箔の抵抗体がステン
    レス鋼から作られることを特徴とする特許請求の
    範囲第８項記載の加熱切断素子。 １０ 約0.13乃至0.76mmの範囲の肉厚を有するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の加熱
    切断素子。 １１ 約0.25乃至0.36mmの範囲の肉厚を有するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載の加
    熱切断素子。 １２ 約0.30mmの肉厚を有することを特徴とする
    特許請求の範囲第１１項記載の加熱切断素子。 １３ 前記の折畳まれた金属がその折畳まれた側
    の一方に２つの開口を有し、これにより前記抵抗
    体のターミナルを露呈することを特徴とする特許
    請求の範囲第１又は１２項記載の加熱切断素子。
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