押出成形金型、押出成形装置および医療用チューブ
【課題】 一端側部分と他端側部分とが特性の異なる成形材料からなり、その移行部が外層と内層とからなる医療用チューブを成形する際に、異なる成形材料の容積比を滑らかに、かつ急激に変化させることのできる押出成形金型、押出成形装置および医療用チューブを提供すること。
【解決手段】 押出成形金型２０を、外周側凹部２１ａが形成された角ボディー２１と、外周側凹部２１ａ内に設置され外周側凹部２１ａとの間に外周側流路Ａを形成するとともに内周側凹部２２ａが形成された外側マンドレル２２と、内周側凹部２２ａ内に設置され内周側凹部２２ａとの間に内周側流路Ｂを形成する内側マンドレル２３と、外周側流路Ａと内周側流路Ｂとを合流させて医療用チューブ１０を成形するチューブ形状形成部とで構成した。そして、外周側流路Ａおよび内周側流路Ｂを、上流側から下流側にいくにしたがって順次分岐させた。
【解決手段】 押出成形金型２０を、外周側凹部２１ａが形成された角ボディー２１と、外周側凹部２１ａ内に設置され外周側凹部２１ａとの間に外周側流路Ａを形成するとともに内周側凹部２２ａが形成された外側マンドレル２２と、内周側凹部２２ａ内に設置され内周側凹部２２ａとの間に内周側流路Ｂを形成する内側マンドレル２３と、外周側流路Ａと内周側流路Ｂとを合流させて医療用チューブ１０を成形するチューブ形状形成部とで構成した。そして、外周側流路Ａおよび内周側流路Ｂを、上流側から下流側にいくにしたがって順次分岐させた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者の傷部から排液を排出したり、患者の傷部に薬液を供給したりするために用いられる医療用チューブを成形するための押出成形金型、押出成形装置およびそれによって成形された医療用チューブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、患者の傷部に溜まる排液を排出したり、患者の傷部に薬液を供給したりするために医療用チューブが用いられており、このような医療用チューブの中に、基端側と先端側とを特性の異なる成形材料で構成することにより、例えば、硬さを変えその境界の移行部に硬さが徐々に変化する部分を形成したものがある。この硬さが異なる部分を含む医療用チューブは、異なる成形材料を注入するための二つの注入孔が形成された押出成形金型を備えた押出成形装置を用いて成形される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この成形装置は、芯線送出機、引取機および巻取機等からなる製造装置の一部を構成しており、混練スクリュー装置と、この混練スクリュー装置の両側に接続された第１可塑化スクリュー装置および第２可塑化スクリュー装置とで構成されている。混練スクリュー装置は、ダイとダイの内部に配置されたスクリューとを備えている。芯線送出機からは芯線が延びておりこの芯線は混練スクリュー装置のスクリューの内部を通過したのちに引取機を介して巻取機に延びている。そして、チューブを成形する際には、引取機で芯線を引っ張りながら、まず、第１可塑化スクリュー装置から混練スクリュー装置に硬質樹脂を供給して芯線の表面にチューブを形成する。
【０００４】
つぎに、硬質樹脂の供給量を徐々に減少させながら、第２可塑化スクリュー装置から混練スクリュー装置に軟質樹脂を供給量を徐々に増加させながら供給していく。ついで、硬質樹脂の供給を停止したのちに、軟質樹脂だけを供給する。これによって、先端側が硬質で後端側が軟質になり、硬質部分と軟質部分との境界の移行部が硬質から軟質に徐々に変化していくチューブが形成される。そして、成形されたチューブは巻取機に巻き取られていく。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２９３７７０号公報
【発明の概要】
【０００６】
硬質部分と軟質部分とからなる医療用チューブにおいては、硬質部分と軟質部分との移行部の長さを短くするとともに、その移行部の硬さの変化を滑らかにすることが好ましい。また、移行部を硬質樹脂と軟質樹脂との特性を十分残したまま軟質の外層と硬質の内層との二重層にすることが好ましい場合もある。しかしながら、前述した成形装置では、成形材料が混練されるダイの内周面とスクリューの外周面との間の容積が大きいため、細い医療用チューブを成形する際に、異なる成形材料の容積比を滑らかに、かつ急激に変化させることは難しい。
【０００７】
このため、従来の成形装置には、硬質部分と軟質部分との移行部の長さを短くし、かつ移行部の硬度変化を滑らかにすることは難しいという問題があった。また、従来の成形装置では、混練スクリュー装置内に硬質樹脂と軟質樹脂とを同時に供給したときに混練スクリュー装置内で硬質樹脂と軟質樹脂とが混練されるため、異なる成形材料からなる外層と内層とを形成することはできない。さらに、従来の成形装置では、芯線を用いるため、製造装置が複雑になるという問題もある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、その目的は、一端側部分と他端側部分とが特性の異なる成形材料からなり、その境界の移行部が外層と内層とからなる医療用チューブを成形する際に、異なる成形材料の容積比を滑らかに、かつ急激に変化させることのできる押出成形金型、押出成形装置およびそれによって成形される医療用チューブを提供することである。
【０００９】
前述した目的を達成するため、本発明に係る押出成形金型の構成上の特徴は、後部から前部に貫通する先細り円錐状の外周側凹部が形成された金型本体と、金型本体の外周側凹部内に設置され外周側凹部の内周面との間に外周側流路を形成するとともに後部から前部に貫通する先細り円錐状の内周側凹部が形成された先細り円筒状の外側マンドレルと、外側マンドレルの内周側凹部内に設置され内周側凹部の内周面との間に内周側流路を形成する内側マンドレルと、金型本体の外周面から外周側凹部にかけて設けられ外層成形材料を外周側流路に注入するための外層用注入孔と、外層用注入孔に対向して金型本体の外周面から外側マンドレルを貫通して内周側凹部にかけて設けられ内層成形材料を内周側流路に注入するための内層用注入孔と、金型本体の前部で外周側流路と内周側流路とを合流させて外層成形材料と内層成形材料とを医療用チューブに形成するチューブ成形流路を有するチューブ形状形成部とを備えた押出成形金型であって、外周側流路および内周側流路を、上流側から下流側にいくにしたがって順次分岐させていくことによって、外層用注入孔および内層用注入孔からチューブ形状形成部までの長さを短くするとともに、外周側流路および内周側流路の容積を小さくしたことにある。
【００１０】
前述のように構成した押出成形金型では、外層用注入孔からチューブ形状形成部のチューブ成形流路に向かって延びる外周側流路および内層用注入孔からチューブ形状形成部のチューブ成形流路に向かって延びる内周側流路を、上流側から下流側にいくにしたがって順次分岐させている。この場合の分岐は、例えば、外周側流路や内周側流路を上流端から一旦周方向の互いに反対側になる方向に延びる二つの流路に分岐させたのちに、二つの流路をそれぞれ所定の部分で先端側に延ばし、さらに二つの流路をそれぞれ周方向の互いに反対側になる方向に延びる二つの流路に分岐させるといったことを繰り返すことである。このため、外層用注入孔および内層用注入孔からチューブ形状形成部までの軸方向の長さを短くすることができるとともに、外周側流路および内周側流路の容積を小さくすることができる。
【００１１】
すなわち、外層成形材料と内層成形材料との容積比を滑らかに、かつ急激に変化させるためには、外層用注入孔および内層用注入孔からチューブ形状形成部までの長さを短くすることと、外周側流路および内周側流路の容積を小さくすることが効果的であることを、本発明者は、各種の実験等により見出した。このため、本発明は、外周側流路および内周側流路を、上流側から下流側にいくにしたがって順次分岐させていくことにより、外層用注入孔および内層用注入孔からチューブ形状形成部までの長さを限界まで短くするとともに、外周側流路および内周側流路の容積を小さくしたものである。また、外層用注入孔と内層用注入孔とは、対向して、すなわち金型本体の両側部分に配置されるが、この場合、外層用注入孔と内層用注入孔との軸方向が同一直線上に位置するようにすることが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係る押出成形金型の他の構成上の特徴は、外周側流路と内周側流路とを、分岐して周方向の互いに反対側になる方向にそれぞれ延びる部分と周方向に略直交して下流側に延びる部分とからなる分岐部と、分岐部の各下流端から螺旋状に延びたのちに円周方向に連なる下流端部とで構成したことにある。これによると、外周側流路および内周側流路を、上流側から下流側にいくにしたがって順次分岐させていくことに加えて、分岐部の各下流端から螺旋状に延びたのちに円周方向に連なる下流端部を設けることによって、さらに、外層用注入孔および内層用注入孔からチューブ形状形成部までの全体の長さを短くするとともに、外周側流路および内周側流路の全体の容積を小さくすることができる。
【００１３】
また、本発明に係る押出成形金型のさらに他の構成上の特徴は、外周側流路の分岐部を外側マンドレルの外周面の周方向の１周以内の範囲に設けるとともに、内周側流路の分岐部を内側マンドレルの外周面の周方向の１周以内の範囲に設けたことにある。これによると、好適な形状および長さを備えた外周側流路と内周側流路とを形成することができる。なお、外周側流路と内周側流路との分岐部の周方向の長さは、それぞれ外側マンドレルの外周面や内側マンドレルの外周面の周方向の半周から１周の間に設定することが好ましい。
【００１４】
また、本発明に係る押出成形装置の構成上の特徴は、前述した押出成形金型を備えるとともに、外層用注入孔および内層用注入孔にそれぞれスクリューを備えた押出機を接続し、両押出機のスクリュー回転比を調整することにより、外層成形材料と内層成形材料との注入量を変更できるようにしたことにある。これによると、外層成形材料と内層成形材料との注入量を正確に制御できる。
【００１５】
また、本発明に係る医療用チューブの構成上の特徴は、前述した押出成形装置を用いて成形され、先端側部分と後端側部分とが特性の異なる外層成形材料と内層成形材料とからなるとともに、その境界の移行部が徐々に容積比が変化する外層成形材料からなる外層と内層成形材料からなる内層とで構成されていることにある。
【００１６】
これによると、先端側部分と後端側部分とが硬度等の特性が異なる外層成形材料と内層成形材料とからなるとともに、その境界の移行部が外層成形材料と内層成形材料との容積比が滑らかに変化する外層と内層とからなりその移行部の長さが短くなった医療用チューブを得ることができる。この場合、先端側部分と後端側部分とは、完全に異なる成形材料で構成してもよいし、一方が、外層成形材料の中に僅かな内層成形材料が含まれたもので、他方が、内層成形材料の中に僅かな外層成形材料が含まれたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態により成形された医療用チューブを示しており、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は（ａ）のｄ−ｄ断面図である。
【図２】押出成形金型の断面図である。
【図３】外側マンドレルの断面図である。
【図４】外側マンドレルの外周面の展開図である。
【図５】内側マンドレルの断面図である。
【図６】内側マンドレルの外周面の展開図である。
【図７】ランド部の正面図である。
【図８】ブッシングを示しており、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係る医療用チューブ１０を示している。この医療用チューブ１０は、軟質のポリウレタンからなる略円筒状の成形体で構成されており、一方側（図１（ａ）の右側）が軟質部１１で構成され、他方側（図１（ａ）の左側）が軟質部１１よりもやや硬い硬質部１２で構成されている。そして、軟質部１１と硬質部１２との間に軸方向の長さが短い移行部１３が形成されている。軟質部１１の内部には軟質部１１内を二分する隔壁部１１ａ（図１（ｂ）参照）が軸方向に沿って形成され、硬質部１２の内部には硬質部１２内を二分する隔壁部１２ａ（図１（ｃ）参照）が軸方向に沿って形成されている。
【００１９】
移行部１３は、外周円筒部が軟質の外層１３ａと硬質の内層１３ｂとからなる二層で構成され、軸方向に沿って形成され移行部１３内を二分する隔壁部１３ｃが硬質部で構成されている。図１（ｄ）は移行部１３の軸方向の中央部の断面を示している。なお、図示していないが、移行部１３における軟質部１１側部分は、図１（ｄ）に示した状態よりも外層１３ａの厚みが厚くなり、内層１３ｂの厚みが薄くなる。そして、隔壁部１３ｃの厚み方向の中央側には隔壁部１３ｃの左右両側から中央部に向かって外層１３ａが食い込むようになる。また、移行部１３における硬質部１２側部分は、図１（ｄ）に示した状態よりも外層１３ａの厚みが薄くなり、内層１３ｂの厚みが厚くなる。
【００２０】
隔壁部１１ａ、隔壁部１３ｃおよび隔壁部１２ａは連続して延びており、これによって、医療用チューブ１０の内部には、薬液等の液体を通すための二つの流路１４ａ，１４ｂが形成されている。この医療用チューブ１０は、例えば、外径が４．１３ｍｍ、内径が３．４３ｍｍ、隔壁部１１ａ，１３ｃ，１２ａの厚みが０．３７ｍｍ、移行部１３の軸方向の長さが２０〜３０ｍｍに設定されている。なお、後述するように、軟質部１１の内周側に僅かな硬質材料が含まれ、硬質部１２の外周側に僅かな軟質材料が含まれるが、これらからなる層は、極薄いものであるため、図１（ｂ）では硬質材料で構成される層を省略し、図１（ｃ）では軟質材料で構成される層を省略している。
【００２１】
このように構成された医療用チューブ１０は、ポリウレタンからなる硬度の異なる二種類の軟質熱可塑性の成形材料を、図２に示した押出成形金型２０を備えた押出成形装置を用いて成形することにより得られる。押出成形金型２０は、本発明に係る金型本体としての角ボディー２１と、角ボディー２１内に設置された外側マンドレル２２と、外側マンドレル２２内に設置された内側マンドレル２３と、角ボディー２１の前部中央に設けられたブッシング２４と、角ボディー２１の前面とブッシング２４の前面外周側にかけて設けられたブッシング押さえ２５とを備えている。
【００２２】
角ボディー２１は、略矩形のブロック体からなっており、その後端面中央から前端面中央に向って断面形状が円形で先細り状（略円錐状）の外周側凹部２１ａが形成されている。そして、角ボディー２１の外周面の一方（図２の上方）における中央よりもやや後部側に材料供給口２６が形成され、角ボディー２１の外周面の他方（図２の下方）における中央よりもやや後部側に材料供給口２７が形成されている。材料供給口２６から外周側凹部２１ａに向かって外層用注入孔２６ａが延びており、材料供給口２７から外周側凹部２１ａに向かって内層用注入孔外側部２７ａが延びている。この外層用注入孔２６ａと内層用注入孔外側部２７ａとはそれぞれの中心軸が同一線上に位置するようにして配置されている。また、角ボディー２１の前面中央には、ブッシング２４を設置するための凹部２１ｂが形成されている。
【００２３】
外側マンドレル２２は、図３に示したように、先細りの略円筒状に形成されており、その後端面中央から前端面中央に向って断面形状が円形で先細り状の内周側凹部２２ａが形成されている。この外側マンドレル２２の後端周縁部には、フランジ状の被固定部２２ｂが形成されており、外側マンドレル２２は、外周面の大部分および被固定部２２ｂの前面を、角ボディー２１の外周側凹部２１ａの内周面および後端面に密着させた状態で角ボディー２１の外周側凹部２１ａ内に設置される。また、外側マンドレル２２の外周面には、図４（外周面の展開図）に示したように、外周側流路用溝２８が形成されている。この外周側流路用溝２８の上流端（図２ないし図４では左端）は、外層用注入孔２６ａの下方に位置し、外周側流路用溝２８の下流端は外側マンドレル２２の先端に位置している。
【００２４】
また、外周側流路用溝２８は、上流に位置し周方向よりも前後方向に長い楕円状の材料受凹部２８ａと、材料受凹部２８ａから下流側に進むにつれて複数の流路に分岐する分岐部２８ｂと、分岐部２８ｂの各下流端の下流で螺旋状に延びたのちに周方向に連なった螺旋状部分とリング状部分とからなる下流端部２８ｃとで構成されている。この外周側流路用溝２８の分岐部２８ｂは、正面視（図３を右側から見た状態）で、まず、材料受凹部２８ａの下流端から分岐して周方向の反対側にそれぞれ９０度の角度まで延びる二つの流路を形成したのちに、各流路は外側マンドレル２２の先端側に少し延びている。
【００２５】
ついで、各流路はそれぞれ分岐して周方向の反対側にそれぞれ４５度の角度まで延びる二つの流路を形成したのちに、４つの各流路は外側マンドレル２２の先端側に少し延びている。そして、４つの流路の下流側に、螺旋状に延びたのちに周方向に連なった下流端部２８ｃが形成されている。なお、図４では、外周側流路用溝２８は、上流側よりも下流側の方が周方向に広がるようにして延びているが、実際には、外側マンドレル２２の外径が上流側から下流側にいくほど小さくなっているため、各流路の下流側は分岐しながら互いに接近している。また、分岐部２８ｂの周方向の最大幅は角度で２７０度になっている。
【００２６】
そして、外側マンドレル２２における材料受凹部２８ａの上流端から円周方向に半周した部分に、内層用注入孔外側部２７ａに対して真っ直ぐに連通する内層用注入孔内側部２７ｂが、外側マンドレル２２の外周面から内周側凹部２２ａに向かって延びている。前述した内層用注入孔外側部２７ａと内層用注入孔内側部２７ｂとで本発明に係る内層用注入孔が構成される。また、外周側流路用溝２８と、外周側凹部２１ａの内周面における外周側流路用溝２８に対向する部分とで、本発明に係る外周側流路Ａが構成される。
【００２７】
内側マンドレル２３は、図５に示したように、先細りの略円錐体で構成されており、その後端面中央から前部側に向って内圧エア供給用の孔２３ａが形成されている。この内側マンドレル２３の後端周縁部には、フランジ状の被固定部２３ｂが形成されており、内側マンドレル２３は、外周面の大部分および被固定部２３ｂの前面を、外側マンドレル２２の内周側凹部２２ａの内周面および被固定部２２ｂの後端面に密着させた状態で外側マンドレル２２の内周側凹部２２ａ内に設置される。また、内側マンドレル２３の外周面には、図６（外周面の展開図）に示したように、内周側流路用溝２９が形成されている。この内周側流路用溝２９の上流端近傍（図２、図５および図６では左端近傍）は、図２に示したように、内層用注入孔内側部２７ｂの上方に位置し、内周側流路用溝２９の下流端は内側マンドレル２３の先端近傍に位置している。
【００２８】
また、内周側流路用溝２９は、上流に位置し周方向よりも前後方向に長い楕円状の材料受凹部２９ａと、材料受凹部２９ａから下流側に進むにつれて複数の流路に分岐する分岐部２９ｂと、分岐部２９ｂの各下流端の下流で螺旋状に延びたのちに周方向に連なった螺旋状部分とリング状部分とからなる下流端部２９ｃとで構成されている。この内周側流路用溝２９の分岐部２９ｂは、正面視（図５を右側から見た状態）で、まず、材料受凹部２９ａの後端から分岐して周方向の反対側にそれぞれ９０度の角度まで延びる二つの流路を形成したのちに、各流路は内側マンドレル２３の先端側に少し延びている。
【００２９】
ついで、各流路はそれぞれ分岐して周方向の反対側にそれぞれ４５度の角度まで延びる二つの流路を形成したのちに、４つの各流路は内側マンドレル２３の先端側に少し延びている。そして、４つの流路の下流側に、周方向に連なった下流端部２９ｃが形成されている。下流端部２９ｃの軸方向の長さは、前述した下流端部２８ｃの軸方向の長さよりもやや長くなっている。この場合も、図６では、内周側流路用溝２９は、上流側よりも下流側の方が周方向に広がるようにして延びているが、実際には、内側マンドレル２３の外径が上流側から下流側にいくほど小さくなっているため、各流路の下流側は分岐しながら互いに接近している。この場合も、分岐部２９ｂの周方向の最大幅は角度で２７０度になっている。
【００３０】
また、内周側流路用溝２９と、内周側凹部２２ａの内周面における内周側流路用溝２９に対向する部分とで、本発明に係る内周側流路Ｂが構成される。外周側流路Ａと内周側流路Ｂとは、外側マンドレル２２の先端側で、かつ内側マンドレル２３の先端近傍部分で合流している。すなわち、内側マンドレル２３の先端側には、チューブ内周面形成部３１が形成されており、内側マンドレル２３は、チューブ内周面形成部３１を外側マンドレル２２の先端開口２２ｃから突出させた状態で外側マンドレル２２の内周側凹部２２ａ内に設置されている。
【００３１】
チューブ内周面形成部３１は、円柱状の基部３１ａと、基部３１ａの先端側に位置し、後部よりも先端側が徐々に細径になったテーパ部３１ｂと、テーパ部３１ｂの先端側に位置する略円柱状のランド部３１ｃとで構成されている。そして、ランド部３１ｃの中央には、図７に示したように、スリット３１ｄが形成されている。基部３１ａは、外周側凹部２１ａの内周面との間に外周側流路Ａと内周側流路Ｂとが合流したのちに進む下流側流路を形成するための隙間を設けた状態で、角ボディー２１の外周側凹部２１ａ内に配置されており、テーパ部３１ｂとランド部３１ｃとは、角ボディー２１の外周側凹部２１ａから外部に突出している。
【００３２】
ブッシング２４は、図８に示したように、後部のフランジ状部２４ａと前部の円筒状部２４ｂとで構成されており、フランジ状部２４ａを角ボディー２１の凹部２１ｂ内に配置させて角ボディー２１に組み付けられている。フランジ状部２４ａの後端面中央から前端面中央に向って断面形状が円形で先細り状の外周面形成凹部２４ｃが形成され、円筒状部２４ｂには、外周面形成凹部２４ｃの先端細径部と同じ径の外周面形成凹部２４ｄが外周面形成凹部２４ｃと連通して形成されている。
【００３３】
そして、外周面形成凹部２４ｃ内に、チューブ内周面形成部３１のテーパ部３１ｂが外周面形成凹部２４ｃの内周面との間に流路を形成するための隙間を設けた状態で配置され、外周面形成凹部２４ｄ内に、チューブ内周面形成部３１のランド部３１ｃが外周面形成凹部２４ｄの内周面との間に流路を形成するための隙間を設けた状態で配置されている。外周面形成凹部２４ｃの内周面とチューブ内周面形成部３１のテーパ部３１ｂの外周面との間の隙間は、外周側流路Ａから送られてくるより軟質の軟質材料、内周側流路Ｂから送られてくる軟質材料より硬質の硬質材料、または軟質材料と硬質材料とを医療用チューブ１０の太さに絞る。
【００３４】
そして、外周面形成凹部２４ｄの内周面とチューブ内周面形成部３１のランド部３１ｃの外周面との間の隙間は、軟質材料や硬質材料を所定の太さにして外部に送り出す。この場合、外周面形成凹部２４ｄの内周面で、医療用チューブ１０の外周面が形成され、チューブ内周面形成部３１の外周面とスリット３１ｄの内面とで医療用チューブ１０の内周面および隔壁部１１ａ，１３ｃ，１２ａが形成される。なお、前述した軟質材料は、本発明の外層形成材料を構成し、硬質材料は、本発明の内層形成材料を構成する。また、チューブ内周面形成部３１と、チューブ内周面形成部３１の外周面に対向する内周面を備えた角ボディー２１の前部およびブッシング２４で、本発明に係るチューブ成形流路Ｃを備えたチューブ形状形成部が構成される。
【００３５】
ブッシング押さえ２５は、中央に円形の穴部２５ａが形成された円形のプレートで構成されており、円筒状部２４ｂを穴部２５ａ内に入れた状態で、ブッシング２４のフランジ状部２４ａの前側に設置されている。なお、図示していないが、ブッシング押さえ２５はボルトによって角ボディー２１に固定されており、これによってブッシング２４は、角ボディー２１の凹部２１ｂ内に固定されている。また、内側マンドレル２３の被固定部２３ｂはボルト３２ａ，３２ｂによって、外側マンドレル２２の被固定部２２ｂに固定され、外側マンドレル２２の被固定部２２ｂはボルト（図示せず）によって角ボディー２１に固定されている。
【００３６】
本実施形態においては、例えば、外層用注入孔２６ａ、内層用注入孔外側部２７ａおよび内層用注入孔内側部２７ｂの内径を５〜１０ｍｍとしたときには、外層用注入孔２６ａ、内層用注入孔外側部２７ａおよび内層用注入孔内側部２７ｂの中心軸からチューブ内周面形成部３１の先端までの長さを３０〜６０ｍｍ程度とする。これによると、軟質材料や硬質材料の注入速度に軟質材料や硬質材料が敏感に応答して移行部１３の長さが短い医療用チューブ１０を成形することができる。
【００３７】
なお、図示していないが、押出成形金型２０が取り付けられる押出成形装置には、押出成形金型２０と押出成形装置とをつなぎ、材料供給口２６から外層用注入孔２６ａ側に軟質材料を送り込むアダプタ、材料供給口２７から内層用注入孔側に硬質材料を送り込むアダプタ、材料供給口２６，２７に送り込む成形用材料を加熱する加熱シリンダー、加熱シリンダー内に設置されたスクリュー、押出成形金型２０の周辺に設けられた各装置を制御する制御装置等、押出成形金型２０を用いて押出成形を行うために必要な各装置や機構が備わっている。なお、内側マンドレル２３の孔２３ａを利用して、加熱用のヒータや冷却水路を設置することもできる。
【００３８】
このように構成された押出成形装置を用いて、医療用チューブ１０を成形する場合には、まず、押出成形金型２０を適正温度に加熱したのちに、各材料投入口（図示せず）に投入した軟質材料と硬質材料とをそれぞれ各加熱シリンダーで加熱する。ついで、軟質材料を軟質材料送り出し用のスクリューの回転で送り出して、アダプタを介して外層用注入孔２６ａ内に充填する。この場合、硬質材料送り出し用のスクリューも回転速度を最低程度の低速にして回転させる。これによって、硬質材料は、硬質材料送り出し用のスクリューの回転で極少量づつ送り出され、アダプタを介して内層用注入孔内に充填される。
【００３９】
さらに、軟質材料を送り出して、軟質材料を外層用注入孔２６ａから外周側流路Ａ内に移動させていく。このとき、軟質材料は、外周側流路Ａの材料受凹部２８ａから分岐部２８ｂに流れて複数の流路に分岐したのちに、下流端部２８ｃでリング状に連なる。また、硬質材料は、内層用注入孔から内周側流路Ｂ内に移動していく。このとき、硬質材料は、内周側流路Ｂの材料受凹部２９ａから分岐部２９ｂに流れて複数の流路に分岐したのちに、下流端部２９ｃでリング状に連なる。
【００４０】
さらに、軟質材料と硬質材料とは、ブッシング２４やチューブ内周面形成部３１で形成されるチューブ成形流路Ｃに移動していく。これによって、円筒状の軟質材料は、内周側に極僅かな硬質材料を含ませて、設定された医療用チューブ１０の太さよりもやや太い太さに変形していく。そして、軟質材料と硬質材料とは、その形状を維持したままチューブ成形流路Ｃの先端から外部に押し出されたのちに冷却され径方向に収縮したのちに、設定された太さの医療用チューブ１０の軟質部１１が成形される。この押出成形の際、軟質材料等は、適度な温度に加熱されて外層用注入孔２６ａから外周側流路Ａを通過してチューブ成形流路Ｃに移動するまでに徐々に変形していくため、無理なく成形されていく。
【００４１】
つぎに、軟質材料送り出し用のスクリューの回転速度を徐々に低速にしながら、硬質材料送り出し用のスクリューの回転速度を徐々に高速にしていく。これによって、軟質材料は、注入量を徐々に減少させながら外層用注入孔２６ａから外周側流路Ａ内に移動していく。また、硬質材料は、注入量を徐々に増加させながら内層用注入孔から内周側流路Ｂ内に移動していく。そして、チューブ成形流路Ｃ内で、軟質材料と硬質材料とは、徐々にその割合を変更しながら外層と内層からなる二層の円筒体に形成されていく。二層の円筒体は、その形状を維持したままチューブ成形流路Ｃから外部に押し出されたのちに冷却され医療用チューブ１０の移行部１３になる。
【００４２】
この際、外周側流路Ａと内周側流路Ｂとの容積が小さいことに加え、外層用注入孔２６ａや内層用注入孔内側部２７ｂからチューブ成形流路Ｃの先端までの長さが短いため、各スクリューの回転速度を変えたときに、その回転速度に軟質材料と硬質材料との注入量が敏感に応答する。このため、移行部１３の長さを極力短くすることができる。つぎに、軟質材料送り出し用のスクリューの回転速度が最低程度の低速になり、硬質材料送り出し用のスクリューの回転速度が高速になったときに、両スクリューの回転速度を一定にする。これによって、円筒状の硬質材料の外周側に僅かな軟質材料が含まれた硬質部１２が成形される。そして、得られた医療用チューブ１０は、軟質部１１、移行部１３および硬質部１２からなり寸法精度が良好な成形品になる。
【００４３】
以上のように、本実施形態に係る押出成形金型２０では、外層用注入孔２６ａからチューブ成形流路Ｃに向かって延びる外周側流路Ａおよび内層用注入孔からチューブ成形流路Ｃに向かって延びる内周側流路Ｂを、上流側から下流側にいくにしたがって順次分岐させている。そして、外周側流路を構成する外周側流路用溝２８は、複数の流路に分岐する分岐部２８ｂと、分岐部２８ｂの下流で螺旋状に延びたのちに周方向に連なった下流端部２８ｃとで構成され、内周側流路を構成する内周側流路用溝２９は、複数の流路に分岐する分岐部２９ｂと、分岐部２９ｂの下流で螺旋状に延びたのちに周方向に連なった下流端部２９ｃとで構成されている。
【００４４】
このため、外層用注入孔２６ａおよび内層用注入孔からチューブ成形流路Ｃまでの長さを短くすることができるとともに、外周側流路Ａおよび内周側流路Ｂの容積を小さくすることができる。これによって、軟質材料と硬質材料との容積比を滑らかに、かつ急激に変化させることができ、移行部１３の長さも短くすることができる。
【００４５】
さらに、外周側流路用溝２８の分岐部２８ｂおよび内周側流路用溝２９の分岐部２９ｂを外側マンドレル２２や内側マンドレル２３の周方向の２７０度以内の範囲に設けたため、好適な形状および長さを備えた外周側流路Ａと内周側流路Ｂとを形成することができる。また、本実施形態に係る押出成形装置は、押出成形金型２０の材料供給口２６，２７側にそれぞれスクリューを備えた加熱シリンダー（本発明に係る押出機）を接続し、各加熱シリンダーのスクリュー回転比を調整することにより、軟質材料と硬質材料との注入量を変更できるようにしている。これによると、軟質材料と硬質材料との注入量を正確に制御できる。
【００４６】
また、本実施形態に係る押出成形装置によると、先端側部分と後端側部分とが硬さの異なる軟質部１１と硬質部１２とからなるとともに、その間に、軟質の外層１３ａと硬質の内層１３ｂとからなりその容積比が滑らかに変化する長さの短い移行部１３が形成された医療用チューブ１０を得ることができる。この医療用チューブ１０によると、軟質部１１を患者の体内の奥側に入れて患者の体に対する刺激を少なくするとともに、硬質部１２を患者の体外に延ばして操作をし易くしたり、潰れ難くしたりすることができる。また、移行部１３は、内部が固く表面が軟らかくなるため腰を強くしながら患者への刺激を少なくすることができる。また、本実施形態に係る押出成形装置は、成形材料の注入量を制御するために、バルブ等の流路開閉ではなく、スクリューの回転比を可変させる装置を用いたため、急激な圧力変化が生じず精度のよい成形を行える。
【００４７】
また、本発明に係る医療用チューブおよび押出成形金型は、前述した実施形態に限定するものでなく、本発明の技術範囲内で適宜変更が可能である。例えば、前述した実施形態では、医療用チューブを二つの流路１４ａ，１４ｂを備えた医療用チューブ１０としているが、この医療用チューブは、隔壁部１１ａ等のない一つの流路を備えた医療用チューブでもよいし、三つ以上の流路を備えた医療用チューブでもよい。さらに、医療用チューブを構成する軟質の熱可塑性樹脂についてもポリウレタンに限らずポリ塩化ビニル等の他の材料を用いることもできる。また、硬質材料と軟質材料との色を異なるものにして、区別できるようにすることもできる。
【００４８】
さらに、前述した実施形態では、成形材料の特性を、硬度としているが、他の特性としてもよい。例えば、医療用チューブの内層をガイドワイヤの通りをよくするために、ポリプロピレンなどの高い滑性を備えた材料で構成し、外層を軟らかいオレフィンエラストマーで構成することができる。また、医療用チューブの内層を耐薬剤性のある芳香族ポリウレタンで構成し、外層を体温により軟化する性質を備えた脂肪族ポリウレタンで構成することもできる。さらに、これ以外の種々の特性を備えた成形材料を組み合わせて医療用チューブの内層と外層とを構成することができる。また、本発明に係る医療用チューブの移行部は、医療用チューブの長手方向の中間部に限らず両端部のどちらか寄りに設けられていてもよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４９】
１０…医療用チューブ、１１…軟質部、１２…硬質部、１３…移行部、１３ａ…外層、１３ｂ…内層、２０…押出成形金型、２１…角ボディー、２１ａ…外周側凹部、２２…外側マンドレル、２２ａ…内周側凹部、２３…内側マンドレル、２４…ブッシング、２４ｃ，２４ｄ…外周面形成凹部、２６ａ…外層用注入孔、２７ａ…内層用注入孔外側部、２７ｂ…内層用注入孔内側部、２８…外周側流路用溝、２８ｂ，２９ｂ…分岐部、２８ｃ，２９ｃ…下流端部、２９…内周側流路用溝、３１…チューブ内周面形成部、Ａ…外周側流路、Ｂ…内周側流路、Ｃ…チューブ成形流路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者の傷部から排液を排出したり、患者の傷部に薬液を供給したりするために用いられる医療用チューブを成形するための押出成形金型、押出成形装置およびそれによって成形された医療用チューブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、患者の傷部に溜まる排液を排出したり、患者の傷部に薬液を供給したりするために医療用チューブが用いられており、このような医療用チューブの中に、基端側と先端側とを特性の異なる成形材料で構成することにより、例えば、硬さを変えその境界の移行部に硬さが徐々に変化する部分を形成したものがある。この硬さが異なる部分を含む医療用チューブは、異なる成形材料を注入するための二つの注入孔が形成された押出成形金型を備えた押出成形装置を用いて成形される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この成形装置は、芯線送出機、引取機および巻取機等からなる製造装置の一部を構成しており、混練スクリュー装置と、この混練スクリュー装置の両側に接続された第１可塑化スクリュー装置および第２可塑化スクリュー装置とで構成されている。混練スクリュー装置は、ダイとダイの内部に配置されたスクリューとを備えている。芯線送出機からは芯線が延びておりこの芯線は混練スクリュー装置のスクリューの内部を通過したのちに引取機を介して巻取機に延びている。そして、チューブを成形する際には、引取機で芯線を引っ張りながら、まず、第１可塑化スクリュー装置から混練スクリュー装置に硬質樹脂を供給して芯線の表面にチューブを形成する。
【０００４】
つぎに、硬質樹脂の供給量を徐々に減少させながら、第２可塑化スクリュー装置から混練スクリュー装置に軟質樹脂を供給量を徐々に増加させながら供給していく。ついで、硬質樹脂の供給を停止したのちに、軟質樹脂だけを供給する。これによって、先端側が硬質で後端側が軟質になり、硬質部分と軟質部分との境界の移行部が硬質から軟質に徐々に変化していくチューブが形成される。そして、成形されたチューブは巻取機に巻き取られていく。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２９３７７０号公報
【発明の概要】
【０００６】
硬質部分と軟質部分とからなる医療用チューブにおいては、硬質部分と軟質部分との移行部の長さを短くするとともに、その移行部の硬さの変化を滑らかにすることが好ましい。また、移行部を硬質樹脂と軟質樹脂との特性を十分残したまま軟質の外層と硬質の内層との二重層にすることが好ましい場合もある。しかしながら、前述した成形装置では、成形材料が混練されるダイの内周面とスクリューの外周面との間の容積が大きいため、細い医療用チューブを成形する際に、異なる成形材料の容積比を滑らかに、かつ急激に変化させることは難しい。
【０００７】
このため、従来の成形装置には、硬質部分と軟質部分との移行部の長さを短くし、かつ移行部の硬度変化を滑らかにすることは難しいという問題があった。また、従来の成形装置では、混練スクリュー装置内に硬質樹脂と軟質樹脂とを同時に供給したときに混練スクリュー装置内で硬質樹脂と軟質樹脂とが混練されるため、異なる成形材料からなる外層と内層とを形成することはできない。さらに、従来の成形装置では、芯線を用いるため、製造装置が複雑になるという問題もある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、その目的は、一端側部分と他端側部分とが特性の異なる成形材料からなり、その境界の移行部が外層と内層とからなる医療用チューブを成形する際に、異なる成形材料の容積比を滑らかに、かつ急激に変化させることのできる押出成形金型、押出成形装置およびそれによって成形される医療用チューブを提供することである。
【０００９】
前述した目的を達成するため、本発明に係る押出成形金型の構成上の特徴は、後部から前部に貫通する先細り円錐状の外周側凹部が形成された金型本体と、金型本体の外周側凹部内に設置され外周側凹部の内周面との間に外周側流路を形成するとともに後部から前部に貫通する先細り円錐状の内周側凹部が形成された先細り円筒状の外側マンドレルと、外側マンドレルの内周側凹部内に設置され内周側凹部の内周面との間に内周側流路を形成する内側マンドレルと、金型本体の外周面から外周側凹部にかけて設けられ外層成形材料を外周側流路に注入するための外層用注入孔と、外層用注入孔に対向して金型本体の外周面から外側マンドレルを貫通して内周側凹部にかけて設けられ内層成形材料を内周側流路に注入するための内層用注入孔と、金型本体の前部で外周側流路と内周側流路とを合流させて外層成形材料と内層成形材料とを医療用チューブに形成するチューブ成形流路を有するチューブ形状形成部とを備えた押出成形金型であって、外周側流路および内周側流路を、上流側から下流側にいくにしたがって順次分岐させていくことによって、外層用注入孔および内層用注入孔からチューブ形状形成部までの長さを短くするとともに、外周側流路および内周側流路の容積を小さくしたことにある。
【００１０】
前述のように構成した押出成形金型では、外層用注入孔からチューブ形状形成部のチューブ成形流路に向かって延びる外周側流路および内層用注入孔からチューブ形状形成部のチューブ成形流路に向かって延びる内周側流路を、上流側から下流側にいくにしたがって順次分岐させている。この場合の分岐は、例えば、外周側流路や内周側流路を上流端から一旦周方向の互いに反対側になる方向に延びる二つの流路に分岐させたのちに、二つの流路をそれぞれ所定の部分で先端側に延ばし、さらに二つの流路をそれぞれ周方向の互いに反対側になる方向に延びる二つの流路に分岐させるといったことを繰り返すことである。このため、外層用注入孔および内層用注入孔からチューブ形状形成部までの軸方向の長さを短くすることができるとともに、外周側流路および内周側流路の容積を小さくすることができる。
【００１１】
すなわち、外層成形材料と内層成形材料との容積比を滑らかに、かつ急激に変化させるためには、外層用注入孔および内層用注入孔からチューブ形状形成部までの長さを短くすることと、外周側流路および内周側流路の容積を小さくすることが効果的であることを、本発明者は、各種の実験等により見出した。このため、本発明は、外周側流路および内周側流路を、上流側から下流側にいくにしたがって順次分岐させていくことにより、外層用注入孔および内層用注入孔からチューブ形状形成部までの長さを限界まで短くするとともに、外周側流路および内周側流路の容積を小さくしたものである。また、外層用注入孔と内層用注入孔とは、対向して、すなわち金型本体の両側部分に配置されるが、この場合、外層用注入孔と内層用注入孔との軸方向が同一直線上に位置するようにすることが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係る押出成形金型の他の構成上の特徴は、外周側流路と内周側流路とを、分岐して周方向の互いに反対側になる方向にそれぞれ延びる部分と周方向に略直交して下流側に延びる部分とからなる分岐部と、分岐部の各下流端から螺旋状に延びたのちに円周方向に連なる下流端部とで構成したことにある。これによると、外周側流路および内周側流路を、上流側から下流側にいくにしたがって順次分岐させていくことに加えて、分岐部の各下流端から螺旋状に延びたのちに円周方向に連なる下流端部を設けることによって、さらに、外層用注入孔および内層用注入孔からチューブ形状形成部までの全体の長さを短くするとともに、外周側流路および内周側流路の全体の容積を小さくすることができる。
【００１３】
また、本発明に係る押出成形金型のさらに他の構成上の特徴は、外周側流路の分岐部を外側マンドレルの外周面の周方向の１周以内の範囲に設けるとともに、内周側流路の分岐部を内側マンドレルの外周面の周方向の１周以内の範囲に設けたことにある。これによると、好適な形状および長さを備えた外周側流路と内周側流路とを形成することができる。なお、外周側流路と内周側流路との分岐部の周方向の長さは、それぞれ外側マンドレルの外周面や内側マンドレルの外周面の周方向の半周から１周の間に設定することが好ましい。
【００１４】
また、本発明に係る押出成形装置の構成上の特徴は、前述した押出成形金型を備えるとともに、外層用注入孔および内層用注入孔にそれぞれスクリューを備えた押出機を接続し、両押出機のスクリュー回転比を調整することにより、外層成形材料と内層成形材料との注入量を変更できるようにしたことにある。これによると、外層成形材料と内層成形材料との注入量を正確に制御できる。
【００１５】
また、本発明に係る医療用チューブの構成上の特徴は、前述した押出成形装置を用いて成形され、先端側部分と後端側部分とが特性の異なる外層成形材料と内層成形材料とからなるとともに、その境界の移行部が徐々に容積比が変化する外層成形材料からなる外層と内層成形材料からなる内層とで構成されていることにある。
【００１６】
これによると、先端側部分と後端側部分とが硬度等の特性が異なる外層成形材料と内層成形材料とからなるとともに、その境界の移行部が外層成形材料と内層成形材料との容積比が滑らかに変化する外層と内層とからなりその移行部の長さが短くなった医療用チューブを得ることができる。この場合、先端側部分と後端側部分とは、完全に異なる成形材料で構成してもよいし、一方が、外層成形材料の中に僅かな内層成形材料が含まれたもので、他方が、内層成形材料の中に僅かな外層成形材料が含まれたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態により成形された医療用チューブを示しており、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は（ａ）のｄ−ｄ断面図である。
【図２】押出成形金型の断面図である。
【図３】外側マンドレルの断面図である。
【図４】外側マンドレルの外周面の展開図である。
【図５】内側マンドレルの断面図である。
【図６】内側マンドレルの外周面の展開図である。
【図７】ランド部の正面図である。
【図８】ブッシングを示しており、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係る医療用チューブ１０を示している。この医療用チューブ１０は、軟質のポリウレタンからなる略円筒状の成形体で構成されており、一方側（図１（ａ）の右側）が軟質部１１で構成され、他方側（図１（ａ）の左側）が軟質部１１よりもやや硬い硬質部１２で構成されている。そして、軟質部１１と硬質部１２との間に軸方向の長さが短い移行部１３が形成されている。軟質部１１の内部には軟質部１１内を二分する隔壁部１１ａ（図１（ｂ）参照）が軸方向に沿って形成され、硬質部１２の内部には硬質部１２内を二分する隔壁部１２ａ（図１（ｃ）参照）が軸方向に沿って形成されている。
【００１９】
移行部１３は、外周円筒部が軟質の外層１３ａと硬質の内層１３ｂとからなる二層で構成され、軸方向に沿って形成され移行部１３内を二分する隔壁部１３ｃが硬質部で構成されている。図１（ｄ）は移行部１３の軸方向の中央部の断面を示している。なお、図示していないが、移行部１３における軟質部１１側部分は、図１（ｄ）に示した状態よりも外層１３ａの厚みが厚くなり、内層１３ｂの厚みが薄くなる。そして、隔壁部１３ｃの厚み方向の中央側には隔壁部１３ｃの左右両側から中央部に向かって外層１３ａが食い込むようになる。また、移行部１３における硬質部１２側部分は、図１（ｄ）に示した状態よりも外層１３ａの厚みが薄くなり、内層１３ｂの厚みが厚くなる。
【００２０】
隔壁部１１ａ、隔壁部１３ｃおよび隔壁部１２ａは連続して延びており、これによって、医療用チューブ１０の内部には、薬液等の液体を通すための二つの流路１４ａ，１４ｂが形成されている。この医療用チューブ１０は、例えば、外径が４．１３ｍｍ、内径が３．４３ｍｍ、隔壁部１１ａ，１３ｃ，１２ａの厚みが０．３７ｍｍ、移行部１３の軸方向の長さが２０〜３０ｍｍに設定されている。なお、後述するように、軟質部１１の内周側に僅かな硬質材料が含まれ、硬質部１２の外周側に僅かな軟質材料が含まれるが、これらからなる層は、極薄いものであるため、図１（ｂ）では硬質材料で構成される層を省略し、図１（ｃ）では軟質材料で構成される層を省略している。
【００２１】
このように構成された医療用チューブ１０は、ポリウレタンからなる硬度の異なる二種類の軟質熱可塑性の成形材料を、図２に示した押出成形金型２０を備えた押出成形装置を用いて成形することにより得られる。押出成形金型２０は、本発明に係る金型本体としての角ボディー２１と、角ボディー２１内に設置された外側マンドレル２２と、外側マンドレル２２内に設置された内側マンドレル２３と、角ボディー２１の前部中央に設けられたブッシング２４と、角ボディー２１の前面とブッシング２４の前面外周側にかけて設けられたブッシング押さえ２５とを備えている。
【００２２】
角ボディー２１は、略矩形のブロック体からなっており、その後端面中央から前端面中央に向って断面形状が円形で先細り状（略円錐状）の外周側凹部２１ａが形成されている。そして、角ボディー２１の外周面の一方（図２の上方）における中央よりもやや後部側に材料供給口２６が形成され、角ボディー２１の外周面の他方（図２の下方）における中央よりもやや後部側に材料供給口２７が形成されている。材料供給口２６から外周側凹部２１ａに向かって外層用注入孔２６ａが延びており、材料供給口２７から外周側凹部２１ａに向かって内層用注入孔外側部２７ａが延びている。この外層用注入孔２６ａと内層用注入孔外側部２７ａとはそれぞれの中心軸が同一線上に位置するようにして配置されている。また、角ボディー２１の前面中央には、ブッシング２４を設置するための凹部２１ｂが形成されている。
【００２３】
外側マンドレル２２は、図３に示したように、先細りの略円筒状に形成されており、その後端面中央から前端面中央に向って断面形状が円形で先細り状の内周側凹部２２ａが形成されている。この外側マンドレル２２の後端周縁部には、フランジ状の被固定部２２ｂが形成されており、外側マンドレル２２は、外周面の大部分および被固定部２２ｂの前面を、角ボディー２１の外周側凹部２１ａの内周面および後端面に密着させた状態で角ボディー２１の外周側凹部２１ａ内に設置される。また、外側マンドレル２２の外周面には、図４（外周面の展開図）に示したように、外周側流路用溝２８が形成されている。この外周側流路用溝２８の上流端（図２ないし図４では左端）は、外層用注入孔２６ａの下方に位置し、外周側流路用溝２８の下流端は外側マンドレル２２の先端に位置している。
【００２４】
また、外周側流路用溝２８は、上流に位置し周方向よりも前後方向に長い楕円状の材料受凹部２８ａと、材料受凹部２８ａから下流側に進むにつれて複数の流路に分岐する分岐部２８ｂと、分岐部２８ｂの各下流端の下流で螺旋状に延びたのちに周方向に連なった螺旋状部分とリング状部分とからなる下流端部２８ｃとで構成されている。この外周側流路用溝２８の分岐部２８ｂは、正面視（図３を右側から見た状態）で、まず、材料受凹部２８ａの下流端から分岐して周方向の反対側にそれぞれ９０度の角度まで延びる二つの流路を形成したのちに、各流路は外側マンドレル２２の先端側に少し延びている。
【００２５】
ついで、各流路はそれぞれ分岐して周方向の反対側にそれぞれ４５度の角度まで延びる二つの流路を形成したのちに、４つの各流路は外側マンドレル２２の先端側に少し延びている。そして、４つの流路の下流側に、螺旋状に延びたのちに周方向に連なった下流端部２８ｃが形成されている。なお、図４では、外周側流路用溝２８は、上流側よりも下流側の方が周方向に広がるようにして延びているが、実際には、外側マンドレル２２の外径が上流側から下流側にいくほど小さくなっているため、各流路の下流側は分岐しながら互いに接近している。また、分岐部２８ｂの周方向の最大幅は角度で２７０度になっている。
【００２６】
そして、外側マンドレル２２における材料受凹部２８ａの上流端から円周方向に半周した部分に、内層用注入孔外側部２７ａに対して真っ直ぐに連通する内層用注入孔内側部２７ｂが、外側マンドレル２２の外周面から内周側凹部２２ａに向かって延びている。前述した内層用注入孔外側部２７ａと内層用注入孔内側部２７ｂとで本発明に係る内層用注入孔が構成される。また、外周側流路用溝２８と、外周側凹部２１ａの内周面における外周側流路用溝２８に対向する部分とで、本発明に係る外周側流路Ａが構成される。
【００２７】
内側マンドレル２３は、図５に示したように、先細りの略円錐体で構成されており、その後端面中央から前部側に向って内圧エア供給用の孔２３ａが形成されている。この内側マンドレル２３の後端周縁部には、フランジ状の被固定部２３ｂが形成されており、内側マンドレル２３は、外周面の大部分および被固定部２３ｂの前面を、外側マンドレル２２の内周側凹部２２ａの内周面および被固定部２２ｂの後端面に密着させた状態で外側マンドレル２２の内周側凹部２２ａ内に設置される。また、内側マンドレル２３の外周面には、図６（外周面の展開図）に示したように、内周側流路用溝２９が形成されている。この内周側流路用溝２９の上流端近傍（図２、図５および図６では左端近傍）は、図２に示したように、内層用注入孔内側部２７ｂの上方に位置し、内周側流路用溝２９の下流端は内側マンドレル２３の先端近傍に位置している。
【００２８】
また、内周側流路用溝２９は、上流に位置し周方向よりも前後方向に長い楕円状の材料受凹部２９ａと、材料受凹部２９ａから下流側に進むにつれて複数の流路に分岐する分岐部２９ｂと、分岐部２９ｂの各下流端の下流で螺旋状に延びたのちに周方向に連なった螺旋状部分とリング状部分とからなる下流端部２９ｃとで構成されている。この内周側流路用溝２９の分岐部２９ｂは、正面視（図５を右側から見た状態）で、まず、材料受凹部２９ａの後端から分岐して周方向の反対側にそれぞれ９０度の角度まで延びる二つの流路を形成したのちに、各流路は内側マンドレル２３の先端側に少し延びている。
【００２９】
ついで、各流路はそれぞれ分岐して周方向の反対側にそれぞれ４５度の角度まで延びる二つの流路を形成したのちに、４つの各流路は内側マンドレル２３の先端側に少し延びている。そして、４つの流路の下流側に、周方向に連なった下流端部２９ｃが形成されている。下流端部２９ｃの軸方向の長さは、前述した下流端部２８ｃの軸方向の長さよりもやや長くなっている。この場合も、図６では、内周側流路用溝２９は、上流側よりも下流側の方が周方向に広がるようにして延びているが、実際には、内側マンドレル２３の外径が上流側から下流側にいくほど小さくなっているため、各流路の下流側は分岐しながら互いに接近している。この場合も、分岐部２９ｂの周方向の最大幅は角度で２７０度になっている。
【００３０】
また、内周側流路用溝２９と、内周側凹部２２ａの内周面における内周側流路用溝２９に対向する部分とで、本発明に係る内周側流路Ｂが構成される。外周側流路Ａと内周側流路Ｂとは、外側マンドレル２２の先端側で、かつ内側マンドレル２３の先端近傍部分で合流している。すなわち、内側マンドレル２３の先端側には、チューブ内周面形成部３１が形成されており、内側マンドレル２３は、チューブ内周面形成部３１を外側マンドレル２２の先端開口２２ｃから突出させた状態で外側マンドレル２２の内周側凹部２２ａ内に設置されている。
【００３１】
チューブ内周面形成部３１は、円柱状の基部３１ａと、基部３１ａの先端側に位置し、後部よりも先端側が徐々に細径になったテーパ部３１ｂと、テーパ部３１ｂの先端側に位置する略円柱状のランド部３１ｃとで構成されている。そして、ランド部３１ｃの中央には、図７に示したように、スリット３１ｄが形成されている。基部３１ａは、外周側凹部２１ａの内周面との間に外周側流路Ａと内周側流路Ｂとが合流したのちに進む下流側流路を形成するための隙間を設けた状態で、角ボディー２１の外周側凹部２１ａ内に配置されており、テーパ部３１ｂとランド部３１ｃとは、角ボディー２１の外周側凹部２１ａから外部に突出している。
【００３２】
ブッシング２４は、図８に示したように、後部のフランジ状部２４ａと前部の円筒状部２４ｂとで構成されており、フランジ状部２４ａを角ボディー２１の凹部２１ｂ内に配置させて角ボディー２１に組み付けられている。フランジ状部２４ａの後端面中央から前端面中央に向って断面形状が円形で先細り状の外周面形成凹部２４ｃが形成され、円筒状部２４ｂには、外周面形成凹部２４ｃの先端細径部と同じ径の外周面形成凹部２４ｄが外周面形成凹部２４ｃと連通して形成されている。
【００３３】
そして、外周面形成凹部２４ｃ内に、チューブ内周面形成部３１のテーパ部３１ｂが外周面形成凹部２４ｃの内周面との間に流路を形成するための隙間を設けた状態で配置され、外周面形成凹部２４ｄ内に、チューブ内周面形成部３１のランド部３１ｃが外周面形成凹部２４ｄの内周面との間に流路を形成するための隙間を設けた状態で配置されている。外周面形成凹部２４ｃの内周面とチューブ内周面形成部３１のテーパ部３１ｂの外周面との間の隙間は、外周側流路Ａから送られてくるより軟質の軟質材料、内周側流路Ｂから送られてくる軟質材料より硬質の硬質材料、または軟質材料と硬質材料とを医療用チューブ１０の太さに絞る。
【００３４】
そして、外周面形成凹部２４ｄの内周面とチューブ内周面形成部３１のランド部３１ｃの外周面との間の隙間は、軟質材料や硬質材料を所定の太さにして外部に送り出す。この場合、外周面形成凹部２４ｄの内周面で、医療用チューブ１０の外周面が形成され、チューブ内周面形成部３１の外周面とスリット３１ｄの内面とで医療用チューブ１０の内周面および隔壁部１１ａ，１３ｃ，１２ａが形成される。なお、前述した軟質材料は、本発明の外層形成材料を構成し、硬質材料は、本発明の内層形成材料を構成する。また、チューブ内周面形成部３１と、チューブ内周面形成部３１の外周面に対向する内周面を備えた角ボディー２１の前部およびブッシング２４で、本発明に係るチューブ成形流路Ｃを備えたチューブ形状形成部が構成される。
【００３５】
ブッシング押さえ２５は、中央に円形の穴部２５ａが形成された円形のプレートで構成されており、円筒状部２４ｂを穴部２５ａ内に入れた状態で、ブッシング２４のフランジ状部２４ａの前側に設置されている。なお、図示していないが、ブッシング押さえ２５はボルトによって角ボディー２１に固定されており、これによってブッシング２４は、角ボディー２１の凹部２１ｂ内に固定されている。また、内側マンドレル２３の被固定部２３ｂはボルト３２ａ，３２ｂによって、外側マンドレル２２の被固定部２２ｂに固定され、外側マンドレル２２の被固定部２２ｂはボルト（図示せず）によって角ボディー２１に固定されている。
【００３６】
本実施形態においては、例えば、外層用注入孔２６ａ、内層用注入孔外側部２７ａおよび内層用注入孔内側部２７ｂの内径を５〜１０ｍｍとしたときには、外層用注入孔２６ａ、内層用注入孔外側部２７ａおよび内層用注入孔内側部２７ｂの中心軸からチューブ内周面形成部３１の先端までの長さを３０〜６０ｍｍ程度とする。これによると、軟質材料や硬質材料の注入速度に軟質材料や硬質材料が敏感に応答して移行部１３の長さが短い医療用チューブ１０を成形することができる。
【００３７】
なお、図示していないが、押出成形金型２０が取り付けられる押出成形装置には、押出成形金型２０と押出成形装置とをつなぎ、材料供給口２６から外層用注入孔２６ａ側に軟質材料を送り込むアダプタ、材料供給口２７から内層用注入孔側に硬質材料を送り込むアダプタ、材料供給口２６，２７に送り込む成形用材料を加熱する加熱シリンダー、加熱シリンダー内に設置されたスクリュー、押出成形金型２０の周辺に設けられた各装置を制御する制御装置等、押出成形金型２０を用いて押出成形を行うために必要な各装置や機構が備わっている。なお、内側マンドレル２３の孔２３ａを利用して、加熱用のヒータや冷却水路を設置することもできる。
【００３８】
このように構成された押出成形装置を用いて、医療用チューブ１０を成形する場合には、まず、押出成形金型２０を適正温度に加熱したのちに、各材料投入口（図示せず）に投入した軟質材料と硬質材料とをそれぞれ各加熱シリンダーで加熱する。ついで、軟質材料を軟質材料送り出し用のスクリューの回転で送り出して、アダプタを介して外層用注入孔２６ａ内に充填する。この場合、硬質材料送り出し用のスクリューも回転速度を最低程度の低速にして回転させる。これによって、硬質材料は、硬質材料送り出し用のスクリューの回転で極少量づつ送り出され、アダプタを介して内層用注入孔内に充填される。
【００３９】
さらに、軟質材料を送り出して、軟質材料を外層用注入孔２６ａから外周側流路Ａ内に移動させていく。このとき、軟質材料は、外周側流路Ａの材料受凹部２８ａから分岐部２８ｂに流れて複数の流路に分岐したのちに、下流端部２８ｃでリング状に連なる。また、硬質材料は、内層用注入孔から内周側流路Ｂ内に移動していく。このとき、硬質材料は、内周側流路Ｂの材料受凹部２９ａから分岐部２９ｂに流れて複数の流路に分岐したのちに、下流端部２９ｃでリング状に連なる。
【００４０】
さらに、軟質材料と硬質材料とは、ブッシング２４やチューブ内周面形成部３１で形成されるチューブ成形流路Ｃに移動していく。これによって、円筒状の軟質材料は、内周側に極僅かな硬質材料を含ませて、設定された医療用チューブ１０の太さよりもやや太い太さに変形していく。そして、軟質材料と硬質材料とは、その形状を維持したままチューブ成形流路Ｃの先端から外部に押し出されたのちに冷却され径方向に収縮したのちに、設定された太さの医療用チューブ１０の軟質部１１が成形される。この押出成形の際、軟質材料等は、適度な温度に加熱されて外層用注入孔２６ａから外周側流路Ａを通過してチューブ成形流路Ｃに移動するまでに徐々に変形していくため、無理なく成形されていく。
【００４１】
つぎに、軟質材料送り出し用のスクリューの回転速度を徐々に低速にしながら、硬質材料送り出し用のスクリューの回転速度を徐々に高速にしていく。これによって、軟質材料は、注入量を徐々に減少させながら外層用注入孔２６ａから外周側流路Ａ内に移動していく。また、硬質材料は、注入量を徐々に増加させながら内層用注入孔から内周側流路Ｂ内に移動していく。そして、チューブ成形流路Ｃ内で、軟質材料と硬質材料とは、徐々にその割合を変更しながら外層と内層からなる二層の円筒体に形成されていく。二層の円筒体は、その形状を維持したままチューブ成形流路Ｃから外部に押し出されたのちに冷却され医療用チューブ１０の移行部１３になる。
【００４２】
この際、外周側流路Ａと内周側流路Ｂとの容積が小さいことに加え、外層用注入孔２６ａや内層用注入孔内側部２７ｂからチューブ成形流路Ｃの先端までの長さが短いため、各スクリューの回転速度を変えたときに、その回転速度に軟質材料と硬質材料との注入量が敏感に応答する。このため、移行部１３の長さを極力短くすることができる。つぎに、軟質材料送り出し用のスクリューの回転速度が最低程度の低速になり、硬質材料送り出し用のスクリューの回転速度が高速になったときに、両スクリューの回転速度を一定にする。これによって、円筒状の硬質材料の外周側に僅かな軟質材料が含まれた硬質部１２が成形される。そして、得られた医療用チューブ１０は、軟質部１１、移行部１３および硬質部１２からなり寸法精度が良好な成形品になる。
【００４３】
以上のように、本実施形態に係る押出成形金型２０では、外層用注入孔２６ａからチューブ成形流路Ｃに向かって延びる外周側流路Ａおよび内層用注入孔からチューブ成形流路Ｃに向かって延びる内周側流路Ｂを、上流側から下流側にいくにしたがって順次分岐させている。そして、外周側流路を構成する外周側流路用溝２８は、複数の流路に分岐する分岐部２８ｂと、分岐部２８ｂの下流で螺旋状に延びたのちに周方向に連なった下流端部２８ｃとで構成され、内周側流路を構成する内周側流路用溝２９は、複数の流路に分岐する分岐部２９ｂと、分岐部２９ｂの下流で螺旋状に延びたのちに周方向に連なった下流端部２９ｃとで構成されている。
【００４４】
このため、外層用注入孔２６ａおよび内層用注入孔からチューブ成形流路Ｃまでの長さを短くすることができるとともに、外周側流路Ａおよび内周側流路Ｂの容積を小さくすることができる。これによって、軟質材料と硬質材料との容積比を滑らかに、かつ急激に変化させることができ、移行部１３の長さも短くすることができる。
【００４５】
さらに、外周側流路用溝２８の分岐部２８ｂおよび内周側流路用溝２９の分岐部２９ｂを外側マンドレル２２や内側マンドレル２３の周方向の２７０度以内の範囲に設けたため、好適な形状および長さを備えた外周側流路Ａと内周側流路Ｂとを形成することができる。また、本実施形態に係る押出成形装置は、押出成形金型２０の材料供給口２６，２７側にそれぞれスクリューを備えた加熱シリンダー（本発明に係る押出機）を接続し、各加熱シリンダーのスクリュー回転比を調整することにより、軟質材料と硬質材料との注入量を変更できるようにしている。これによると、軟質材料と硬質材料との注入量を正確に制御できる。
【００４６】
また、本実施形態に係る押出成形装置によると、先端側部分と後端側部分とが硬さの異なる軟質部１１と硬質部１２とからなるとともに、その間に、軟質の外層１３ａと硬質の内層１３ｂとからなりその容積比が滑らかに変化する長さの短い移行部１３が形成された医療用チューブ１０を得ることができる。この医療用チューブ１０によると、軟質部１１を患者の体内の奥側に入れて患者の体に対する刺激を少なくするとともに、硬質部１２を患者の体外に延ばして操作をし易くしたり、潰れ難くしたりすることができる。また、移行部１３は、内部が固く表面が軟らかくなるため腰を強くしながら患者への刺激を少なくすることができる。また、本実施形態に係る押出成形装置は、成形材料の注入量を制御するために、バルブ等の流路開閉ではなく、スクリューの回転比を可変させる装置を用いたため、急激な圧力変化が生じず精度のよい成形を行える。
【００４７】
また、本発明に係る医療用チューブおよび押出成形金型は、前述した実施形態に限定するものでなく、本発明の技術範囲内で適宜変更が可能である。例えば、前述した実施形態では、医療用チューブを二つの流路１４ａ，１４ｂを備えた医療用チューブ１０としているが、この医療用チューブは、隔壁部１１ａ等のない一つの流路を備えた医療用チューブでもよいし、三つ以上の流路を備えた医療用チューブでもよい。さらに、医療用チューブを構成する軟質の熱可塑性樹脂についてもポリウレタンに限らずポリ塩化ビニル等の他の材料を用いることもできる。また、硬質材料と軟質材料との色を異なるものにして、区別できるようにすることもできる。
【００４８】
さらに、前述した実施形態では、成形材料の特性を、硬度としているが、他の特性としてもよい。例えば、医療用チューブの内層をガイドワイヤの通りをよくするために、ポリプロピレンなどの高い滑性を備えた材料で構成し、外層を軟らかいオレフィンエラストマーで構成することができる。また、医療用チューブの内層を耐薬剤性のある芳香族ポリウレタンで構成し、外層を体温により軟化する性質を備えた脂肪族ポリウレタンで構成することもできる。さらに、これ以外の種々の特性を備えた成形材料を組み合わせて医療用チューブの内層と外層とを構成することができる。また、本発明に係る医療用チューブの移行部は、医療用チューブの長手方向の中間部に限らず両端部のどちらか寄りに設けられていてもよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４９】
１０…医療用チューブ、１１…軟質部、１２…硬質部、１３…移行部、１３ａ…外層、１３ｂ…内層、２０…押出成形金型、２１…角ボディー、２１ａ…外周側凹部、２２…外側マンドレル、２２ａ…内周側凹部、２３…内側マンドレル、２４…ブッシング、２４ｃ，２４ｄ…外周面形成凹部、２６ａ…外層用注入孔、２７ａ…内層用注入孔外側部、２７ｂ…内層用注入孔内側部、２８…外周側流路用溝、２８ｂ，２９ｂ…分岐部、２８ｃ，２９ｃ…下流端部、２９…内周側流路用溝、３１…チューブ内周面形成部、Ａ…外周側流路、Ｂ…内周側流路、Ｃ…チューブ成形流路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
後部から前部に貫通する先細り円錐状の外周側凹部が形成された金型本体と、
前記金型本体の外周側凹部内に設置され前記外周側凹部の内周面との間に外周側流路を形成するとともに後部から前部に貫通する先細り円錐状の内周側凹部が形成された先細り円筒状の外側マンドレルと、
前記外側マンドレルの内周側凹部内に設置され前記内周側凹部の内周面との間に内周側流路を形成する内側マンドレルと、
前記金型本体の外周面から前記外周側凹部にかけて設けられ外層成形材料を前記外周側流路に注入するための外層用注入孔と、
前記外層用注入孔に対向して前記金型本体の外周面から前記外側マンドレルを貫通して前記内周側凹部にかけて設けられ内層成形材料を前記内周側流路に注入するための内層用注入孔と、
前記金型本体の前部で前記外周側流路と前記内周側流路とを合流させて前記外層成形材料と前記内層成形材料とを医療用チューブに形成するチューブ成形流路を有するチューブ形状形成部とを備えた押出成形金型であって、
前記外周側流路および前記内周側流路を、上流側から下流側にいくにしたがって順次分岐させていくことによって、前記外層用注入孔および前記内層用注入孔から前記チューブ形状形成部までの長さを短くするとともに、前記外周側流路および前記内周側流路の容積を小さくしたことを特徴とする押出成形金型。
【請求項２】
前記外周側流路と前記内周側流路とを、分岐して周方向の互いに反対側になる方向にそれぞれ延びる部分と前記周方向に略直交して下流側に延びる部分とからなる分岐部と、前記分岐部の各下流端から螺旋状に延びたのちに円周方向に連なる下流端部とで構成した請求項１に記載の押出成形金型。
【請求項３】
前記外周側流路の分岐部を前記外側マンドレルの外周面の周方向の１周以内の範囲に設けるとともに、前記内周側流路の分岐部を前記内側マンドレルの外周面の周方向の１周以内の範囲に設けた請求項２に記載の押出成形金型。
【請求項４】
請求項１ないし３に記載の押出成形金型を備えた押出成形装置であって、前記外層用注入孔および前記内層用注入孔にそれぞれスクリューを備えた押出機を接続し、両押出機のスクリュー回転比を調整することにより、前記外層成形材料と前記内層成形材料との注入量を変更できるようにした押出成形装置。
【請求項５】
請求項４に記載の押出成形装置を用いて成形され、先端側部分と後端側部分とが特性の異なる前記外層成形材料と前記内層成形材料とからなるとともに、その境界の移行部が徐々に容積比が変化する前記外層成形材料からなる外層と前記内層成形材料からなる内層とで構成されている医療用チューブ。
【請求項１】
後部から前部に貫通する先細り円錐状の外周側凹部が形成された金型本体と、
前記金型本体の外周側凹部内に設置され前記外周側凹部の内周面との間に外周側流路を形成するとともに後部から前部に貫通する先細り円錐状の内周側凹部が形成された先細り円筒状の外側マンドレルと、
前記外側マンドレルの内周側凹部内に設置され前記内周側凹部の内周面との間に内周側流路を形成する内側マンドレルと、
前記金型本体の外周面から前記外周側凹部にかけて設けられ外層成形材料を前記外周側流路に注入するための外層用注入孔と、
前記外層用注入孔に対向して前記金型本体の外周面から前記外側マンドレルを貫通して前記内周側凹部にかけて設けられ内層成形材料を前記内周側流路に注入するための内層用注入孔と、
前記金型本体の前部で前記外周側流路と前記内周側流路とを合流させて前記外層成形材料と前記内層成形材料とを医療用チューブに形成するチューブ成形流路を有するチューブ形状形成部とを備えた押出成形金型であって、
前記外周側流路および前記内周側流路を、上流側から下流側にいくにしたがって順次分岐させていくことによって、前記外層用注入孔および前記内層用注入孔から前記チューブ形状形成部までの長さを短くするとともに、前記外周側流路および前記内周側流路の容積を小さくしたことを特徴とする押出成形金型。
【請求項２】
前記外周側流路と前記内周側流路とを、分岐して周方向の互いに反対側になる方向にそれぞれ延びる部分と前記周方向に略直交して下流側に延びる部分とからなる分岐部と、前記分岐部の各下流端から螺旋状に延びたのちに円周方向に連なる下流端部とで構成した請求項１に記載の押出成形金型。
【請求項３】
前記外周側流路の分岐部を前記外側マンドレルの外周面の周方向の１周以内の範囲に設けるとともに、前記内周側流路の分岐部を前記内側マンドレルの外周面の周方向の１周以内の範囲に設けた請求項２に記載の押出成形金型。
【請求項４】
請求項１ないし３に記載の押出成形金型を備えた押出成形装置であって、前記外層用注入孔および前記内層用注入孔にそれぞれスクリューを備えた押出機を接続し、両押出機のスクリュー回転比を調整することにより、前記外層成形材料と前記内層成形材料との注入量を変更できるようにした押出成形装置。
【請求項５】
請求項４に記載の押出成形装置を用いて成形され、先端側部分と後端側部分とが特性の異なる前記外層成形材料と前記内層成形材料とからなるとともに、その境界の移行部が徐々に容積比が変化する前記外層成形材料からなる外層と前記内層成形材料からなる内層とで構成されている医療用チューブ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−４６０４７（Ｐ２０１１−４６０４７Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９５２３８（Ｐ２００９−１９５２３８）
【出願日】平成２１年８月２６日（２００９．８．２６）
【出願人】（０００２２８８８８）日本シャーウッド株式会社 (170)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２６日（２００９．８．２６）
【出願人】（０００２２８８８８）日本シャーウッド株式会社 (170)
【Ｆターム（参考）】
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