(57)【要約】【課題】本発明は、高温高圧の飽和水蒸気等によるオートクレーブ処理に耐えられる耐久性およびガスバリア性の両立を実現できる医療機器用エラストマー成形体、医療機器、及び医療機器用エラストマー成形体の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本エラストマー成形体（１ｃ）は、熱硬化性エラストマーとシリカ粒子と板状に形成された複数の無機粒子（３）とを含む混合物から構成され、前記混合物が、１００重量部の前記熱硬化性エラストマーに対して５重量部から２０重量部の前記無機粒子を含有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性エラストマーと、シリカ粒子と、板状に形成された複数の無機粒子とを含む混合物から構成され、
前記混合物が、１００重量部の前記熱硬化性エラストマーに対して５重量部から２０重量部の前記無機粒子を含有することを特徴とする医療機器用エラストマー成形体。
【請求項２】
前記無機粒子のそれぞれは、前記混合物の表面と略平行に配されていることを特徴とする請求項１に記載の医療機器用エラストマー成形体。
【請求項３】
前記無機粒子は、それぞれの長手軸が互いに略平行して配向されていることを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の医療機器用エラストマー成形体。
【請求項４】
前記無機粒子は、鱗片状のアルミナ粒子であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の医療機器用エラストマー成形体。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の医療機器用エラストマー成形体を用いた医療機器。
【請求項６】
熱硬化性エラストマーとシリカ粒子と板状に形成された複数の無機粒子とを混練することにより、成形用混練物を形成する混練工程と、
前記成形用混練物を成形型に充填して架橋することにより医療用エラストマー成形体を成形する成形工程と、
を含み、
前記混練工程で形成された前記成形用混練物が、１００重量部の前記熱硬化性エラストマーに対して５重量部から２０重量部の前記無機粒子を含有する
ことを特徴とする医療機器用エラストマー成形体の製造方法。
【請求項７】
前記成形工程において、前記成形用混練物が圧縮成形によって、前記成形型に充填されることを特徴とする請求項６に記載の医療機器用エラストマー成形体の製造方法。
【請求項８】
前記成形工程において、前記成形用混練物が直圧注入するあるいは射出することによって、前記成形型に充填されることを特徴とする請求項６に記載の医療機器用エラストマー成形体の製造方法。
【請求項９】
前記成形工程において、前記成形用混練物を前記成形型に充填する速度は、１００／秒から１０００／秒の範囲内にあることを特徴とする請求項８に記載の医療機器用エラストマー成形体の製造方法。
【請求項１０】
前記混練工程において、鱗片状のアルミナ粒子が前記無機粒子として前記成形用混練物に混練されることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の医療機器用エラストマー成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療機器用エラストマー成形体、医療機器、および医療機器用エラストマー成形体の製造方法に関する。より詳しくは、本発明は、オートクレーブ等の滅菌処理の対象となる内視鏡などの医療機器用エラストマー成形体、オートクレーブ等の滅菌処理の対象となる内視鏡などの医療機器、および医療機器用エラストマー成形体の製造方法に関する。内視鏡以外でも、医療用ロボットなどでオートクレーブ等の滅菌対象となるものは本発明の扱う医療機器の好適な例である。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療機器は使用前後に消毒や滅菌されることが多い。医療機器の構成部材は、ある程度消毒および滅菌処理が繰り返されても、医療機器の動作に必要な物理的特性が維持されるために、例えば、耐薬品性や耐熱性などの特性が求められる。
【０００３】
医療機器の一例として、内視鏡は、使用前後に滅菌処理を行う必要がある。例えば、内視鏡を収容する耐圧性の密閉装置の内部において、水を入れて加熱することで、高温高圧の飽和水蒸気によって内視鏡に付着した病原体などを死滅させる、オートクレーブによる滅菌処理が知られている。
【０００４】
上述のオートクレーブ処理を行っても、内視鏡の動作に必要な物理的特性が維持できるために、内視鏡の外皮、例えば、内視鏡の可撓管の被覆材は、「耐久性」および「ガスバリア性」に優れた材料で形成されることが必要である。ここで、「耐久性」とは物理的な強度特性を意味する。オートクレーブによる滅菌処理の場合には、「ガスバリア性」は水蒸気を遮断する性能を意味する。もちろん、他の滅菌方法、例えば過酸化水素ガスを用いる滅菌処理の場合には、「ガスバリア性」は過酸化水素ガスを遮断する性能を意味する。
【０００５】
特許文献１には、１００重量部のシリコーンゴム組成物と、０．１〜２．０重量部の無機化合物とを用いて構成される医療機器用エラストマー成形体が提案されている。引用文献１の医療機器用エラストマー成形体は、γ線照射によって滅菌処理されても、所定の性能を満たすとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平６−２２５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１は、γ線照射による滅菌処理については考慮しているが、オートクレーブや過酸化水素滅菌から医療機器を保護するガスバリア性や耐久性については考慮していない。
【０００８】
上記の事情を踏まえ、本発明は、高温高圧の飽和水蒸気によるオートクレーブ処理等に耐えられる耐久性およびガスバリア性の両立を実現できる医療機器用エラストマー成形体を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記の医療機器用エラストマー成形体を用いて構成された医療機器を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、上記の医療機器用エラストマー成形体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る医療機器用エラストマー成形体は、熱硬化性エラストマーと、シリカ粒子と、板状に形成された複数の無機粒子とを含む混合物から構成され、前記混合物が、１００重量部の前記熱硬化性エラストマーに対して５重量部から２０重量部の前記無機粒子を含有する。
【００１０】
前記医療機器用エラストマー成形体において、前記無機粒子のそれぞれは、前記混合物の表面と略平行に配されていてもよい。
前記医療機器用エラストマー成形体において、前記無機粒子は、互いにそれぞれの長手軸が略平行して配向されていてもよい。
前記医療機器用エラストマー成形体において、前記無機粒子は、鱗片状（ｆｌaｋe）のアルミナ粒子であってもよい。
本発明の一態様に係る医療機器は、上記各態様に係る医療機器用エラストマー成形体を用いて構成される。
【００１１】
本発明の一態様に係る医療機器用エラストマー成形体の製造方法は、熱硬化性エラストマーとシリカ粒子と板状に形成された複数の無機粒子とを混練することにより、成形用混練物を形成する混練工程と、前記成形用混練物を成形型に充填して架橋することにより医療用エラストマー成形体を成形する成形工程と、を含み、前記混練工程で形成された前記成形用混練物が、１００重量部の前記熱硬化性エラストマーに対して５重量部から２０重量部の前記無機粒子を含有する。
【００１２】
前記医療機器用イラストマー成形体の製造方法の前記工程において、前記成形用混練物が圧縮成形、直圧注入あるいは射出することによって、前記成形型に充填されていてもよい。
前記医療機器用エラストマー成形体の製造方法の前記成形工程において、前記成形用混練物を前記成形型に充填する速度（ずり速度）は、１００／秒から１０００／秒の範囲内にあってもよい。
前記医療機器用エラストマー成形体の製造方法の前記混練工程において、鱗片状のアルミナ粒子が前記無機粒子として前記成形用混練物に混練されていてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の上記各態様によれば、耐久性および水蒸気等に対するガスバリア性の両立を実現できる医療機器用エラストマー成形体、医療機器、および医療機器用エラストマー成形体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の１つの実施形態に係る医療機器の一例の構成を示す模式図である。
【図２】本実施形態に係る医療機器用エラストマー成形体の一例を示す模式的断面図である。
【図３】図２におけるＡ部の部分拡大図である。
【図４】本実施形態に係る医療機器用エラストマー成形体における板状の無機粒子の一例を示す模式図である。
【図５】図３におけるＩ−Ｉ断面図である。
【図６】本実施形態に係る医療機器用エラストマー成形体の作用を説明する模式図である。
【図７】従来技術の医療機器用エラストマー成形体の作用を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態に係る医療機器用エラストマー成形体の構成について、図１から図５を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る医療機器の一例の構成を示す模式図である。図２は、本実施形態に係る医療機器用エラストマー成形体の一例を示す模式的断面図である。図３は、図２におけるＡ部の部分拡大図であり、本実施形態に係る医療機器用エラストマー成形体の構造を示している。図４は、本実施形態に係る医療機器用エラストマー成形体における板状の無機粒子の一例を示す模式図である。図５は、図３におけるＩ−Ｉ断面図であり、本実施形態に係る医療機器用エラストマー成形体における板状の無機粒子の配向状態を示している。
【００１６】
本実施形態に係る医療機器用エラストマー成形体が用いられる医療機器は、特に限定されない。本実施形態に係る医療機器用エラストマー成形体が使用できる医療機器は、例えば、内視鏡装置、内視鏡用処置具、および外科処置具などが考えられる。本明細書において、説明上の便宜のため、医療機器用エラストマー成形体（以下、「エラストマー成形体」と称する。）が内視鏡装置に使用される場合を一例として説明する。
【００１７】
本実施形態に係るエラストマー成形体が内視鏡装置に使用される場合、例えば、内視鏡装置の挿入部の外皮、操作部のスイッチボタン、スイッチボタンを覆う外皮、Ｏリング、シール部材等に使用できる。本実施形態に係るエラストマー成形体の成形後の形状は特に制限されない。エラストマー成形体の形状は、エラストマー成形体が用いられる医療機器の必要に応じて決められる。
具体的に、エラストマー成形体の形状としては、例えば、シート状、棒状、リング状、筒状、箱状、キャップ状、コイル状、袋状、帯状、ブロック状などの例が挙げられる。また、例えば、エラストマー成形体の形状は、上述した単純化できる形状以外の適宜の立体形状であってもよい。
本実施形態において、エラストマー成形体を用いて形成されたチューブ形状の医療機器用チューブ１（以下、チューブ１と略する。）を一例として、エラストマー成形体の構成を説明する。
【００１８】
（内視鏡装置１０の構成）
図１には、本実施形態に係る内視鏡装置（医療機器）１０の構成が示されている。内視鏡装置１０は、挿入部１１と、操作部１２とを備える。
挿入部１１は、患者の体内に挿入するために、可撓性を有する管状に形成されている。挿入部１１は、挿入方向の遠位端から近位端までの順に、先端硬質部１４と、湾曲部１５と、可撓管部１６とを備えている。図１に示すように、挿入部１１には、処置具を挿入するための複数の処置具チャンネルが形成されている。
【００１９】
先端硬質部１４は、内視鏡装置１０の最も先端側に配置されている。先端硬質部１４には、各種処置具を突出させるための複数の先端開口が形成されている。また、先端硬質部は、例えば、光学的観察を行う光学撮像機構や、超音波観察を行う超音波走査機構などを備えることができる。
湾曲部１５は、先端硬質部１４の基端に連結されている。湾曲部１５は、筒状に形成され、先端硬質部１４の方向を変更するために、湾曲可能に構成されている。湾曲部１５には、例えば、円環状の複数の節輪が回動可能に連結され、内部に複数のアングルワイヤが挿通されることができる。
湾曲部１５は、外皮チューブ１５ａに被覆されている。本実施形態において、例えば、外皮チューブ１５ａは、エラストマー成形体を用いて形成されたチューブ１で構成されている。
【００２０】
可撓管部１６は、樹脂等によって構成され、湾曲部１５と操作部１２とを連結する筒状部材である。可撓管部１６は、管腔組織内や体腔内において先端硬質部１４を所望の位置に案内できる。
可撓管部１６の内部には、非図示のチャンネルチューブと、アングルワイヤと、配線とが配されている。チャンネルチューブは、処置具チャンネルを構成する。アングルワイヤは、湾曲部１５を湾曲動作させるための力量を伝達するために設けられている。配線は、先端硬質部１４に設けられた光学撮像機構などに対する電力や信号を伝達するために設けられている。
【００２１】
可撓管部１６は、外皮チューブ１６ａに被覆されている。本実施形態において、例えば、外皮チューブ１６ａは、エラストマー成形体を用いて形成されたチューブ１で構成されている。
【００２２】
操作部１２は、内視鏡装置１０の基端側に構成されている。操作部１２は、操作者が把持する本体部と、湾曲部１５を湾曲動作させるための操作入力を受け付けるアングルノブと、内視鏡装置１０に対する各種の操作を行うためのスイッチ類と、処置具チャンネルの近位開口部と連通する鉗子栓とを備えている。
【００２３】
本実施形態において、操作部１２の本体部、アングルノブ、およびスイッチ類の外皮は、上述の外皮チューブ１５ａおよび外皮チューブ１６ａ同様に、エラストマー成形体によって形成されていてもよい。
【００２４】
（エラストマー成形体の構成）
以下、本実施形態に係るエラストマー成形体の構成を説明する。
図２は、本実施形態に係るエラストマー成形体によって形成されたチューブ１の構成を示す模式的断面図である。図２に示すように、チューブ１は、円筒状に形成されている。チューブ１の外周面１ａ（成形体表面）および内周面１ｂ（成形体表面）の断面形状は、それぞれ円形である。本実施形態に係るチューブ１は、例えば、肉厚は０．５ミリメートル（ｍｍ）である。
【００２５】
図３は、図２におけるＡ部の拡大断面図であり、本実施形態に係るエラストマー成形体によって形成されたチューブ１の構成を示している。
図３に示すように、チューブ１は、熱硬化性エラストマーと、シリカ粒子と、無機粒子３とを含むエラストマー成形体１ｃによって構成されている。エラストマー成形体１ｃは、外周面１ａおよび内周面１ｂを有している。
具体的に、本実施形態に係るエラストマー成形体１ｃは、熱硬化性エラストマーと、シリカ粒子と、複数の無機粒子３とを混練した成形用混練物を成形型に流れ込んでから、架橋剤を用いて架橋することで成形されている。本実施形態に係るエラストマー成形体１ｃの製造方法の詳細については、後述する。
【００２６】
本実施形態において、熱硬化性エラストマーは、例えば、ジエン系エラストマー、非ジエン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、多硫化系エラストマー、シリコーン系エラストマー、フッ素系エラストマー、ウレタン系エラストマー及びエーテル系エラストマーを用いることができる。なお、本実施形態において、熱硬化性エラストマーは、これらの材料の１種類のみを用いてもよく、２種類以上の混合物を用いてもよい。さらに、本実施形態において、「ガスバリア性」および「耐久性」の両方に優れるポリオレフィン系エラストマーを用いてもよい。
【００２７】
本実施形態において、「ガスバリア性」は、例えば、外部環境の水蒸気および酸素などを遮断する性能を意味する。特に、本実施形態において、「ガスバリア性」は、外部環境の水蒸気を遮断する性能を意味する。また、本実施形態において、「耐久性」は、高温高圧環境においても、可撓性および硬度など材料の本来の特性が劣化しない性能を意味する。すなわち、本実施形態において、「耐久性」は、耐熱性および耐圧性を意味している。
【００２８】
本実施形態において、シリカ粒子は、例えば、シリカ、含水非晶質二酸化ケイ素、含水ケイ酸アルミニウム、ケイ砂、ケイ石粉末、シリカゲルなどを用いることができる。なお、本実施形態において、補強性に優れるシリカ、含水非晶質二酸化ケイ素、および含水ケイ酸アルミニウムを用いてもよい。
【００２９】
本実施形態において、板状の無機粒子３は、水蒸気を遮断する性能を有する材料で形成されればよい。本実施形態において、無機粒子３の板状の形状は、鱗片状（ｆｌａｋｅ）の形状を意味している。例えば、板状の無機粒子３は、アルミナ粒子、白雲母、酸化鉄、酸化チタン、カオリナイト、モンモリロナイト、サポナイト、パラゴナイト、およびタルクなどを用いることができる。なお、本実施形態において、アスペクト比が高く、配向し易いアルミナ粒子を用いてもよい。
【００３０】
本実施形態において、架橋剤は、例えば、有機過酸化物架橋剤と樹脂架橋剤とを用いることができる。有機過酸化物架橋剤は、例えば、ケトンパーオキサイド類、ジアシルパーオキサイド類、パーオキシケタール類、アルキルパーエステル類、およびパーカーボネート類などを用いることができる。樹脂架橋剤は、例えば、アルキルフェノールホルムアルデヒド樹脂および臭素化アルキルフェノールホルムアルデヒド樹脂などを用いることができる。なお、本実施形態において、「耐熱性」に優れる樹脂架橋剤を用いてもよい。
【００３１】
本実施形態において、エラストマー成形体１ｃは、必要に応じて、さらに共架橋剤、補強剤、粘着付与剤、加工助剤、硬化剤、老化防止剤、受酸剤を任意に含むことができる。
共架橋剤は、例えば、共架橋反応性を持つ有機化合物を用いることができる。ここで、有機化合物としては、例えば、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリレート、Ｎ，Ｎ′−ｍ−フェニレンジマレイミド、およびトリメチロールプロパントリメタクリレートなどを用いることができる。さらに、有機化合物としては、アクリレート系およびメタクリレート系モノマー等を用いることもできる。なお、本実施形態において、トリアリルイソシアヌレートを用いてもよい。
【００３２】
本実施形態において、補強剤は、例えば、カーボンブラックと無機充填剤とのいずれか一方、あるいは両方を併用することができる。カーボンブラックは、直径３００〜５００ナノメートル（ｎｍ）程度の炭素の微粒子を意味する。カーボンブラックとしては、例えば、ＳＡＦ（Ｓｕｐｅｒ  Ａｂｒａｓｉｏｎ  Ｆｕｒｎａｃｅ）およびＨＡＦ（Ｈｉｇｈ  Ａｂｒａｓｉｏｎ  Ｆｕｒｎａｃｅ）などのハードカーボンと、ＳＲＦ（Ｓｅｍｉ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ  Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＦＥＦ（Ｆａｓｔ  Ｅｘｔｒｕｄｉｎｇ  Ｆｕｒｎａｃｅ）、およびＭＴ（Ｍｅｄｉｕｍ  Ｔｈｅｒｍａｌ）などのソフトカーボンとの材料が挙げられる。なお、本実施形態において、ＭＴ及びＦＥＦを用いてもよい。
【００３３】
本実施形態において、エラストマー成形体１ｃは、熱硬化性エラストマーと、シリカ粒子と、無機粒子３とを混練した成形用混練物から成形されている。すなわち、エラストマー成形体１ｃは、これらの材料を均一に混ぜてから成形されている。このため、エラストマー成形体１ｃの各部において、熱硬化性エラストマーと、シリカ粒子と、無機粒子３とのそれぞれの成分は、略均一的に分布している。
【００３４】
本実施形態において、エラストマー成形体１ｃは、熱硬化性エラストマー１００の含有量が１００重量部に対して、板状の無機粒子３の含有量が５重量部以上２０重量部以下に設定されている。本実施形態において、エラストマー成形体１ｃにおいて、熱硬化性エラストマー１００が主剤として用いられるため、エラストマー成形体１ｃにおける熱硬化性エラストマー１００の含有量が他の成分よりも多い。板状の無機粒子３の含有量が５重量部以上に設定することで、水蒸気に対するガスバリア性を向上させることができる。また、板状の無機粒子３の含有量が２０重量部以下に設定することで、エラストマー成形体１ｃの粘度過多による成形不良を防ぐことができる。具体的に、エラストマー成形体１ｃが成形される工程におけるヤケ現象やショート現象などによる不良品の発生を防ぐことができる。すなわち、板状の無機粒子３の含有量が２０重量部以下に設定することで、エラストマー成形体１ｃの成形性を向上させることができる。
なお、「ヤケ」現象とは、エラストマー成形体１ｃの表面が滑らかに形成されず、成形物が一部欠けている状態を意味する。また、「ショート」現象は、エラストマー成形体１ｃが所望の長さに成形されないことを意味する。
【００３５】
次に、図３から図５を参照し、本実施形態に係るエラストマー成形体１ｃの構成をより詳しく説明する。図３は、図２におけるＡ部の拡大断面図である。図４は、無機粒子３の形状の一例を示す図である。図５は、図３におけるＩ−Ｉ断面視の図である。
図３に示すように、エラストマー成形体１ｃにおいては、複数の無機粒子３が略均一的に配向されている。複数の無機粒子３のそれぞれは、チューブ１の外周面１ａおよび内周面１ｂ、すなわち、成形体表面１ａ，１ｂに略平行に配向されている。このため、エラストマー成形体１ｃにおいて、複数の無機粒子３によって、成形体表面１ａ，１ｂから異なる距離を離間する位置において、複数の層的な構造が形成されている。本実施形態において、無機粒子３によって形成された複数の層的な構造を無機粒子層と称する。
【００３６】
図５には、複数の無機粒子層が互いに重畳している様子が示されている。図５に示すように、同じ層に属する無機粒子同士が互いに隙間を開けて離間して配向されながら、異なる無機粒子層に属する無機粒子３同士が互いに一部のみを重なり合う形で配向されている。このため、図３における成形体表面１ａ，１ｂに対して垂直方向において、エラストマー成形体１ｃの肉厚の全長に亘って、外部環境からの水蒸気などの浸入経路が制限されている。
【００３７】
図５に示すように、本実施形態に係るエラストマー成形体１ｃにおける無機粒子３は、平面視形状が六角形状を有している。ただし、無機粒子３の平面視形状は、六角形状に限定されない。例えば、無機粒子３は、平面視形状が六角形以外の凸多角形、凹多角形、楕円形、各種の凹凸形状および湾曲形状が組み合わせた不定形などであってもよい。
以下、六角形状の例を用いて、板状の無機粒子３の形状を説明する。
【００３８】
図４（ａ）には、本実施形態に係る板状の無機粒子３の平面視の形状が示されている。図４（ｂ）には、本実施形態に係る板状の無機粒子３の側面視の形状が示されている。図４（ａ）に示すように、板状の無機粒子３は、成形体表面１ａ，１ｂに平行する面において、互いに垂直する軸Ａ１および軸Ａ２を有している。また、図４（ｂ）に示すように、板状の無機粒子３は、厚み方向において軸Ａ３を有している。図４（ａ）に示すように、無機粒子３の厚み方向における軸Ａ３に沿う方向から見たとき、無機粒子３の平面視形状において最大外径寸法Ｌ１（以下、長径Ｌ１と称する。）が軸Ａ１に沿うため、本実施形態において、軸Ａ１および軸Ａ１に垂直する軸Ａ２をそれぞれ無機粒子３の長手軸および短軸と定義する。そして、図４（ａ）に示すように、無機粒子３の厚み方向における軸Ａ３に沿う方向から見たとき、無機粒子３の平面視形状において最小外径寸法Ｌ２を無機粒子３の短径Ｌ２と定義し、無機粒子３の軸Ａ３に沿う厚みを板厚Ｌ３と定義することができる。
【００３９】
上述の定義によれば、本実施形態に係る無機粒子３において、アスペクト比は、Ｌ１／Ｌ３で定義される。
本実施形態において、無機粒子３の平均粒子径が０．６〜１０マイクロメートル（μｍ）に設定され、アスペクト比が１０〜７０の範囲に設定されている。なお、本実施形態において、無機粒子３は、上述の平均粒子径およびアスペクト比が満たされれば、長径Ｌ１と短径Ｌ２との比は特に限定されない。例えば、長径Ｌ１と短径Ｌ２とが等しくてもよい。さらに、無機粒子３は、板厚Ｌ３が場所によって連続的または段階的に変化していてもよい。例えば、無機粒子３は、板厚Ｌ３が図４（ｂ）に示す側面視における中心部で最も大きく、側面視における周辺部に向かうにつれて減少してもよい。
【００４０】
図３に示すように、本実施形態において、複数の無機粒子３は、それぞれが外周面１ａおよび内周面１ｂに略平行する方向に配向されている。本実施形態において、例えば、複数の無機粒子３は、それぞれがチューブ１および内視鏡装置１０の挿入部１１の中心軸に略平行する方向に配向されていてもよい。
言い換えれば、本実施形態において、複数の無機粒子３は、それぞれの軸Ａ３が外周面１ａおよび内周面１ｂの法線方向に略平行して配向されている。
【００４１】
さらに、図５に示すように、本実施形態において、複数の無機粒子３は、それぞれの長手軸Ａ１がほぼ同じ方向に揃っている状態になる。本実施形態において、複数の無機粒子３のこの状態を、無機粒子３同士が規則正しく配向されている状態と称する。
本実施形態において、例えば、複数の無機粒子３は、それぞれの長手軸Ａ１が、チューブ１および内視鏡装置１０の挿入部１１の中心軸の方向に揃っていてもよいし、チューブ１および内視鏡装置１０の挿入部１１の中心軸の方向に交差していてもよい。
【００４２】
（エラストマー成形体１ｃの作用）
以下、上述の構成を有する本実施形態に係るエラストマー成形体１ｃの作用を、図６および図７を参照して説明する。
図６には、外部環境の水蒸気が本実施形態に係るエラストマー成形体１ｃに浸入することが示されている。図７には、外部環境の水蒸気が従来のエラストマー成形体１ｄに浸入することが示されている。図６および図７における矢印は、外部環境の水蒸気がエラストマー成形体に浸入する経路を示している。
【００４３】
従来のエラストマー成形体１ｄは、熱硬化性エラストマーとシリカ粒子とのみを混練した成形用混練物を成形型に注入してから架橋することで成形されている。すなわち、従来のエラストマー成形体１ｄには、本実施形態に係る複数の無機粒子３から構成される無機粒子層を有していない。
このため、図７に示すように、外部環境からの水蒸気がチューブ１の外周面１ａからエラストマー成形体１ｄに浸入する際、熱硬化性エラストマーおよびシリカ粒子との両方とも水蒸気を遮断する性能を有していないため、水蒸気がエラストマー成形体１ｄ内において、そのまま容易に透過することができる。この結果、上述したように、従来のエラストマー成形体１ｄを用いてチューブ１を構成する場合、水蒸気が容易に内視鏡装置１０の外皮チューブを透過して内部に浸入し、内視鏡装置１０の内部の部品を故障させる要因となる。
【００４４】
一方、本実施形態に係るエラストマー成形体１ｃにおいては、複数の無機粒子３から構成される複数の無機粒子層のそれぞれが水蒸気を遮断する障壁として機能する。図６に示すように、外部環境からの水蒸気がチューブ１の外周面１ａからエラストマー成形体１ｃ内に浸入する際、水蒸気が無機粒子３に当たることで、その進路が不規則に変化する。そして、図６に示すように、異なる無機粒子層の間において、水蒸気は、無機粒子層に複数回ぶつかることにより、エラストマー成形体１ｃ内における進路が長くなり、エラストマー成形体１ｃ内に吸収される。
【００４５】
また、本実施形態に係るエラストマー成形体１ｃにおいては、複数の無機粒子３のそれぞれの長手軸Ａ１がほぼ同じ方向に揃っている。このため、エラストマー成形体１ｃにおいて、複数の無機粒子３同士が互いに重畳することで、外部環境の水蒸気がエラストマー成形体１ｃに浸入する経路を最大限に制限することができる。
その結果、本実施形態に係るエラストマー成形体１ｃによれば、水蒸気がエラストマー成形体１ｃを透過することが困難であり、内視鏡装置１０の内部に透過する水蒸気の量が大幅に抑制できる。
【００４６】
本実施形態に係るエラストマー成形体１ｃにおいて、耐久性を向上させるためのシリカ粒子と、水蒸気バリア性を向上させるための無機粒子３との両方が含まれている。このため、エラストマー成形体１ｃの耐久性および水蒸気バリア性の両立を図ることができる。本実施形態において、例えば、このような構成を有するエラストマー成形体１ｃを用いて、内視鏡装置１０の湾曲部１５の外皮チューブ１５ａおよび可撓管部１６の外皮チューブ１６ａを製造することで、内視鏡装置１０の湾曲部１５および可撓管部１６の耐久性と水蒸気バリア性との両方を向上させることができる。
【００４７】
（エラストマー成形体１ｃの製造方法）
以下、本実施形態に係るエラストマー成形体１ｃおよびチューブ１の製造方法を説明する。
本実施形態に係るエラストマー成形体１ｃおよびチューブ１の製造方法は、混練工程と、成形工程と、架橋工程とを含む。
本実施形態に係る混練工程には、混練機を用いて、熱硬化性エラストマーと、シリカ粒子と、無機粒子３とを混ぜ合わせて、成形用混練物を形成する工程を含む。本実施形態に係る混練工程は、例えば、二軸ロール、ニーダー、バンバリーミキサー等の混練機を用いることができる。本実施形態に係る成形用混練物においては、熱硬化性エラストマーと、シリカ粒子と、無機粒子３との各成分がほぼ均一に分布している。
【００４８】
混練工程が行われた後、成形工程が実行される。本実施形態に係る成形工程には、混練工程で形成された成形用混練物を成形型内に注入し、成形用混練物を成形する工程を含む。具体的に、本実施形態に係る成形工程は、例えば、成形用混練物を成形型の凹部に入れて加圧して硬化させる圧縮成形の方法と、成形用混練物を直圧注入（トランスファ成形）もしくは射出によって成形型に注入して成形させる方法とを用いることができる。本実施形態に係る成形工程は、例えば、圧縮成形機、射出成形機、押出成形機、および直圧注入成形機を用いることができる。
【００４９】
本実施形態に係る成形工程において、直圧注入もしくは射出で成形用混練物を成形型に注入すると、板状の無機粒子３が注入方向に沿って配向され、エラストマー成形体１ｃにおける複数の無機粒子層が形成される。すなわち、本実施形態に係る成形工程において、直圧注入もしくは射出で成形用混練物を成形型に注入することにより、エラストマー成形体１ｃの内部に、成形体表面１ａ，１ｂに略平行し、水蒸気の浸入を遮断できる障壁が形成される。
【００５０】
また、本実施形態に係る成形工程において、圧縮成形で成形用混練物を加圧することで、エラストマー成形体１ｃを成形することも可能である。圧縮成形で成形用混練物を加圧すると、板状の無機粒子３は、それぞれが成形体表面１ａ、１ｂに略平行して配される状態になる。ただし、板状の無機粒子３同士は、後述するように、配向性が見られない。このため、本実施形態において、圧縮成形で製造されたエラストマー成形体１ｃは、ある程度水蒸気を遮断する性能を備えている。
しかしながら、上述の直圧注入もしくは射出で成形用混練物を成形型に注入する場合と比べ、圧縮成形で製造されたエラストマー成形体１ｃにおける無機粒子３同士が前述の「規則正しく配向されている状態」を満たしていないため、水蒸気バリア性は幾分劣る。
【００５１】
さらに、本実施形態に係る成形工程において、直圧注入もしくは射出で成形用混練物を成形型に注入する際、注入速度（ずり速度）が１００／秒（ｓｅｃ−１）から１０００／秒（ｓｅｃ−１）までの範囲に設定されることが好ましい。注入速度が１００／秒以上に設定されると、板状の無機粒子３同士の配向性がさらに向上することにより、より優れた水蒸気バリア性を得ることができる。一方、注入速度が１０００／秒以下に設定されると、成形されたエラストマー成形体１ｃの分子切断過大による外観不良(ヤケとショート)が抑制されるため、より優れた「成形性」を得ることができる。
なお、本実施形態に係るエラストマー成形体１ｃが有する熱硬化性エラストマー（主成分あるいは主剤と称する。）が異なる場合においても、成形用混練物を成形型に注入する際の注入速度が上述の条件を満たせば、同様に優れた水蒸気バリア性と成形性とを得ることができる。
【００５２】
本実施形態に係る成形工程において、成形用混練物が成形型に注入された後、各種公知の方法によって、一次架橋を行うことにより、エラストマー成形体１ｃが形成される。本実施形態に係る成形工程において、例えば、１６０℃の環境で３分間の一次架橋を行うことにより、エラストマー成形体１ｃが形成される。
【００５３】
本実施形態に係る製造方法において、成形工程が行われた後、例えば、所望により熱気流中で二次架橋を施すことができる。具体的に、例えば、一次架橋によって形成されたエラストマー成形体１ｃが１８０℃のオーブン中において、約４時間の二次架橋を行うことにより、チューブ１の成形品を形成することができる。本実施形態において、成形されたチューブ１は、例えば、０．５ミリメートルの肉厚を有する。
【００５４】
その後、各種公知の方法で、チューブ１の成形品を成形型から取り出して、適宜寸法に加工することができる。
本実施形態に係るエラストマー成形体１ｃおよびチューブ１は、上述の製造方法で製造される。
【実施例】
【００５５】
以下、上記の本発明の一実施形態に係るエラストマー成形体１ｃの実施例１〜実施例７について、比較例１〜比較例３とともに説明する。
表１には、本実施形態に係るエラストマー成形体１ｃの実施例１〜実施例７、および比較例１〜比較例３の成形品評価サンプルの組成が示されている。
【表１】
2020000276.tif 000003
【００５６】
（実施例１）
表１に示すように、実施例１のエラストマー成形体１ｃの成形品評価サンプルは、１００重量部の熱硬化性エラストマーと、１０重量部のシリカ粒子と、３重量部の無機粒子３と、１５重量部の樹脂架橋剤を混練して成形することにより得られた。
具体的に、表１に示すように、主剤となる熱硬化性エラストマーは、飽和炭化水素系ゴムであるエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合ゴム（ＥＰＤＭ）の三井ＥＰＴ（登録商標）３０４５Ｈ（商品名；三井化学（株）製）が用いられた。シリカ粒子は、ミニシール＃５（商品名；Ｕ．Ｓ．シリカ製）が用いられた。無機粒子３は、板状アルミナであるセラフ０５０７０（商品名；キンセイマテック（株）製）が用いられた。樹脂架橋剤は、臭素化アルキルフェノールホルムアルデヒド樹脂であるタッキロール２５０-Ｉ（商品名；岡田化学工業（株）製）が用いられた。
実施例１のエラストマー成形体１ｃ（チューブ１）の成形品評価サンプルは、上述の本発明の一実施形態に係る製造方法を用いて製造された。成形品評価サンプルの肉厚は、０．５ミリメートル程度である。
【００５７】
混練工程において、上述の材料を二次クロールで混練し、成形用混練物としてのコンパウンドを得た。そして、成形工程において、混練工程で得られたコンパウンドを５０／秒の注入速度でチューブ形状の成形型に直圧注入で充填し、１６０℃の環境で３分間の一次架橋を行うことにより、実施例１のエラストマー成形体１ｃの評価サンプルを得た。最後に、１８０℃のオーブン中で４時間の二次架橋を行うことにより、実施例１のチューブ１の成形品評価サンプルを得た。
【００５８】
（実施例２〜実施例４）
実施例２の評価サンプルは、無機粒子３の含有量が２５重量部に設定された以外は、実施例１と同様に製造された。実施例３の評価サンプルは、無機粒子３の含有量が５重量部に設定された以外は、実施例１と同様に製造された。実施例４の評価サンプルは、無機粒子３の含有量が２０重量部に設定された以外は、実施例１と同様に製造された。
【００５９】
（実施例５〜実施例７）
実施例５の評価サンプルは、混練工程で得られたコンパウンドをチューブ形状の成形型に直圧注入で充填した際の注入速度が１５００／秒に設定された以外は、実施例１と同様に製造された。実施例６の評価サンプルは、混練工程で得られたコンパウンドをチューブ形状の成形型に直圧注入で充填した際の注入速度が１００／秒に設定された以外は、実施例１と同様に製造された。実施例５の評価サンプルは、混練工程で得られたコンパウンドをチューブ形状の成形型に直圧注入で充填した際の注入速度が１０００／秒に設定された以外は、実施例１と同様に製造された。
【００６０】
（比較例１〜比較例３）
比較例１の評価サンプルは、無機粒子３が含有されなかった以外は、実施例１同様に製造された。
比較例２の評価サンプルは、３重量部の板状の無機粒子３の代わりに、３重量部のキューブ状の無機粒子３を用いた以外は、実施例１同様に製造された。なお、キューブ状の無機粒子３は、セラシュール（登録商標）ＢＭＢ−０５（商品名；河合石灰工業（株）製）というアルミナ系フィラーが用いられた。
比較例３の評価サンプルは、成形工程において、混練工程で得られたコンパウンドを直圧注入の代わりに、圧縮成形で成形した以外は、実施例１同様に製造された。なお、成形工程における圧縮成形の速度は、５０／秒に設定された。
【００６１】
（性能評価方法）
【表２】
2020000276.tif 000004
表２には、本実施形態に係るエラストマー成形体１ｃの実施例１〜実施例７、および比較例１〜比較例３の評価サンプルの性能評価の評価結果が示されている。表２に示すように、上述の実施例１〜実施例７、および比較例１〜比較例３の評価サンプルにおける「ガスバリア性」および「成形性」が評価された。また、本実施形態に係るエラストマー成形体１ｃの実施例１〜実施例７、および比較例１〜比較例３の成形品評価サンプルに対して、走査型電子顕微鏡を用いてそれぞれの内部における無機粒子３の配向状態を分析した。
【００６２】
ガスバリア性は、ＪＩＳ  Ｋ６２７５−１に準拠したガス透過性試験によって蒸気透過率を測定することで評価した。ガスバリア性の評価基準としては、ＪＩＳ  Ｋ６２７５−１に準拠したガス透過性試験によって測定された蒸気透過率が５％未満の場合が「非常に良い」（ｖｅｒｙ  ｇｏｏｄ、表２において「◎」と記載する。）と評価され、蒸気透過率が５％以上かつ１０％未満の場合、「良い」（ｇｏｏｄ、表２において「〇」と記載する。）と評価され、蒸気透過率が１０％以上の場合が「良くない」（ｎｏ  ｇｏｏｄ、表２において「×」と記載する。）と評価され、蒸気透過率が１０％以上であるが、許容可能な範囲内にある場合が「可」（ｆａｉｒ、表２において「△」と記載する。）と評価される。
【００６３】
成形性は、成形品評価サンプルの表面に対する目視検査によって、外観不良（ヤケおよびショート）の有無で評価した。成形性の評価基準としては、ヤケおよびショートの両方とも見られない場合が「非常に良い」（ｖｅｒｙ  ｇｏｏｄ、表２において「◎」と記載する。）と評価され、ショートのみが見られない場合が「良い」（ｇｏｏｄ、表２において「〇」と記載する。）と評価され、ショートが見られた場合が「良くない」（ｎｏ  ｇｏｏｄ、表２において「×」と記載する。）と評価される。
【００６４】
総合性能は、ガスバリア性と成形性との評価結果に基づいて評価される。総合性能は、ガスバリア性の評価と成形性の評価との両方ともが「非常に良い」の場合、「非常に良い」（ｖｅｒｙ  ｇｏｏｄ、表２において「◎」と記載する。）と評価される。総合性能は、ガスバリア性の評価と成形性の評価とのいずれか一方が「良い」、もう一方が「良い」あるいは「非常に良い」の場合、「良い」（ｇｏｏｄ、表２において「〇」と記載する。）と評価される。総合性能は、ガスバリア性の評価と成形性の評価とのいずれか一方が「良くない」の場合、「良くない」（ｎｏ  ｇｏｏｄ、表２において「×」と記載する。）と評価され。さらに、総合性能は、ガスバリア性の評価と成形性の評価とのいずれか一方が「可」、もう一方の方が「可」、「良い」、「非常に良い」の場合、「可」（ｆａｉｒ、表２において「△」と記載する。）と評価される。
【００６５】
（性能評価結果）
表２には、上述の性能評価の方法に基づいて実施例１〜実施例７および比較例１〜比較例３の成形品評価サンプルを評価した結果が示されている。
ガスバリア性については、実施例１の成形品評価サンプルが「良い」と評価され、実施例２〜実施例７の成形品評価サンプルが「非常に良い」と評価された。一方、比較例１〜比較例２の成形品評価サンプルが「良くない」と評価された。ただし、比較例３の成形品評価サンプルについては、蒸気透過率が１０％以上でありながら、許容可能な範囲にあることで、「可」と評価された。
【００６６】
走査型電子顕微鏡を用いて、実施例１〜実施例７、および比較例１〜比較例３の成形品評価サンプルの内部を分析した。その結果、実施例１の成形品評価サンプルの内部において、無機粒子３の配向が見られた。さらに、実施例２〜実施例７の成形品評価サンプルの内部において、無機粒子３の配向がよく見られた。すなわち、実施例１〜実施例７の成形品評価サンプルの内部において、複数の無機粒子３のそれぞれの長手軸Ａ１がほぼ同じ方向に揃っていることが確認できた。
一方、比較例２および比較例３の成形品評価サンプルの内部において、無機粒子３の配向が殆ど見られなかった。
【００６７】
成形性については、実施例１〜実施例７の成形品評価サンプルのいずれも、「良い」以上と評価された。特に、成形工程において、コンパウンドを成形型に１００／秒の注入速度で直圧注入して成形された実施例６の成形品評価サンプルと、コンパウンドを成形型に１０００／秒の注入速度で直圧注入して成形された実施例７の成形品評価サンプルとの両方とも、成形性が「非常に良い」と評価された。一方、成形工程において、コンパウンドを成形型に１５００／秒の注入速度で直圧注入して成形された実施例６の成形品評価サンプルは、ショートの外観不良が見られなかったものの、ヤケの外観不良が見られた。
比較例１および比較例２の両方とも、ガスバリア性が「良くない」と評価されたため、成形性に関する評価は未実施である。比較例３の成形品評価サンプルは、成形工程において、コンパウンドを加圧することで成形されており、成形性が「良い」と評価された。
【００６８】
上述のガスバリア性の評価結果および成形性の評価結果を踏まえ、実施例１〜実施例７の成形品評価サンプルのいずれも、「良い」以上の総合性能を有すると評価された。その中で、特に無機粒子３の含有量が５重量部から２０重量部の範囲にある実施例３および実施例４の成形品評価サンプルは、より優れた総合性能を有している。また、成形工程において、コンパウンドを成形型に直注入する際の注入速度が１００／秒から１０００／秒の範囲にある実施例６および実施例７の成形品評価サンプルも、より優れた総合性能を有している。
【００６９】
以上、本発明の好ましい実施形態および各実施例を説明したが、本発明はこのような実施形態および各実施例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本発明は、上述の実施形態及び各実施例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
また、本発明は、上述の実施形態および各実施例の説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００７０】
１  医療機器用チューブ１
１ａ  外周面（成形体表面）
１ｂ  内周面（成形体表面）
１ｃ  エラストマー成形体
３  無機粒子
１０  内視鏡装置
１１  挿入部
１２  操作部
１４  先端硬質部
１５  湾曲部
１５ａ  外皮チューブ
１６  可撓管部
１６ａ  外皮チューブ
Ａ１  長手軸（軸）
Ａ２，Ａ３  軸
Ｌ１  長径
Ｌ２  短径
Ｌ３  板厚
【図１】
2020000276.tif 000005
【図２】
2020000276.tif 000006
【図３】
2020000276.tif 000007
【図４】
2020000276.tif 000008
【図５】
2020000276.tif 000009
【図６】
2020000276.tif 000010
【図７】
2020000276.tif 000011