(57)【要約】【課題】強度を向上できる膜部材およびその製造方法を提供する。【解決手段】実施形態に係る膜部材は、複数の繊維からなる繊維部と、前記繊維同士の間隙に充填された第１樹脂部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の繊維からなる繊維部と、
前記繊維同士の間隙に充填された第１樹脂部と、
を備えた膜部材。
【請求項２】
前記複数の繊維の少なくとも一部の直径は、０．０５μｍ以上１０μｍ以下である請求項１記載の膜部材。
【請求項３】
前記繊維部に含まれる材料は、前記第１樹脂部に含まれる材料と異なる請求項１または２に記載の膜部材。
【請求項４】
前記繊維部に含まれる材料の融点は、前記第１樹脂部に含まれる材料の融点よりも高い請求項１〜３のいずれか１つに記載の膜部材。
【請求項５】
表面に前記繊維部の一部が露出した請求項１〜４のいずれか１つに記載の膜部材。
【請求項６】
第２樹脂部をさらに備え、
前記繊維部および前記第１樹脂部は、前記第２樹脂部の上に配され、
前記第１樹脂部は、前記第２樹脂部と一体に設けられた請求項１〜５のいずれか１つに記載の膜部材。
【請求項７】
前記繊維部および前記第１樹脂部と、前記第２樹脂部と、は第１方向において重ね合わされ、
前記第２樹脂部の前記第１方向における厚みは、前記第１樹脂部の前記第１方向における厚みよりも大きい請求項６記載の膜部材。
【請求項８】
前記第１方向における厚みが、２０μｍ以上５００ｍｍ以下である請求項７記載の膜部材。
【請求項９】
硬度が５０以下である請求項１〜８のいずれか１つに記載の膜部材。
【請求項１０】
第１面を有する第１型と、前記第１型と嵌合し前記第１面と対向する第２面を有する第２型と、に対して、前記第１面および前記第２面の少なくとも一方の上に複数の繊維を堆積させる工程と、
前記第１面および前記第２面の少なくとも一方の上に高分子材料を含む樹脂材料を配する工程と、
前記第１型と前記第２型を嵌合させて前記繊維同士の間隙に前記樹脂材料を含浸させ、前記樹脂材料を硬化させる工程と、
を備えた膜部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、膜部材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の繊維が膜状に絡み合って構成された膜部材がある。この膜部材については、強度が高いことが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２００７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、強度を向上できる膜部材およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る膜部材は、複数の繊維からなる繊維部と、前記繊維同士の間隙に充填された第１樹脂部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態に係る膜部材の一例を表す断面図である。
【図２】実施形態に係る膜部材の他の一例を表す断面図である。
【図３】実施形態に係る膜部材の製造方法を表す工程斜視図である。
【図４】（ａ）は、実施形態に係る膜部材の平面写真である。（ｂ）は、参考例に係る膜部材の平面写真である。
【図５】実施形態に係る膜部材の断面写真である。
【図６】実施形態に係る膜部材が用いられる把持ツールを表す斜視断面図である。
【図７】実施形態に係る膜部材から構成される把持部を表す斜視断面図である。
【図８】実施形態に係る膜部材が用いられる把持ツールの把持方法を表す断面図である。
【図９】実施形態に係る膜部材が用いられる生体用プロテーゼを表す平面図および側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
また、本願明細書と各図において、既に説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
図１は、実施形態に係る膜部材１００の一例を表す断面図である。
実施形態に係る膜部材１００は、第１繊維部１１１および第１樹脂部１２１を備える。
【０００９】
第１繊維部１１１は、複数の繊維Ｆからなり、複数の繊維Ｆが膜状に絡み合って構成されている。第１樹脂部１２１は、これらの繊維Ｆ同士の間隙に充填されている。複数の繊維Ｆは、例えば、不特定の方向に延びている。または、複数の繊維Ｆが、特定の方向に延びていても良い。あるいは、複数の繊維Ｆの一部が１つの方向に延び、複数の繊維Ｆの他の一部が他の方向に延びていても良い。
【００１０】
繊維Ｆは、例えば、ポリエステル、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ビニロン、エポキシ樹脂、ウレア樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、ナイロン、アラミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、酢酸セルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリフェニルスルホン、およびポリエーテルスルホンなどを含む高分子材料およびこれらの誘導体からなる群より選択された少なくとも１つを含む。
【００１１】
または、例えば、繊維Ｆは、コラーゲン、アテロコラーゲン、エラスチン、ケラチン、ラミニン、ゼラチン、フィブロネクチン、ビトロネクチン、フィブリノーゲン、キチン、ヘパリン、セルロース、グリコーゲン、デンプン、ヒアルロン酸、アルギン酸、ヘパラン硫酸、ヘパリン、キトサン、絹、ポリグリコール酸、ポリグラクチン910、ポリジオキサン、ポリグリカプシン、ポリアクリロニトリル、ポリジメチルシロキサン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルペンテン、メタクリル酸、アクリル酸、メタクリル酸メチル、アクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸フェニルエチル、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヘキサフルオロプロピル、メタクリル酸トリストリメチルシロキシシリルプロピル、N,N-ジメチルアクリルアミド、モノメタクリル酸グリセロール、N-ビニルピロリドン、ビニルアルコール、モノメタクリル酸グリセロール、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン、シロキサニエルスチレン、ポリスルホン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、ナイロン、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレングリコール、ポリアミノ酸およびポリ乳酸などからなる生体親和材料の群より選択された少なくとも１つを含んでいても良い。
【００１２】
第１樹脂部１２１の材料は、例えば、繊維Ｆの材料と同じである。または、第１樹脂部１２１の材料は、繊維Ｆの材料と異なっていても良い。第１樹脂部１２１の材料が繊維Ｆの材料と異なる場合、第１樹脂部１２１は、例えば、シリコーン（有機ポリシロキサン）、ポリイソプレン、ブタジエン・スチレン共重合体、クロロスルホン化ポリエチレン、ポリブタジエン、エチレン・プロピレン・共重合体、アクリル酸エステル共重合体、パーフルオロプロペン・フッ化ビニリデン共重合体およびポリウレタンなどからなる高分子材料の群より選択された少なくとも１つを含む。
【００１３】
実施形態に係る膜部材１００は、図１に表した例に限定されず、以下で説明するように種々の変形が可能である。
図２は、実施形態に係る膜部材の他の一例を表す断面図である。
【００１４】
図２（ａ）に表した膜部材１０１は、第２樹脂部１２２をさらに備える点で、膜部材１００と異なる。第２樹脂部１２２は、第１繊維部１１１中に設けられておらず、第１繊維部１１１および第１樹脂部１２１は、第２樹脂部１２２の上に配されている。第２樹脂部１２２は、例えば、第１樹脂部１２１と同じ材料を含み、第１樹脂部１２１と一体に設けられる。
【００１５】
第２樹脂部１２２の厚みは、例えば、第１繊維部１１１および第１樹脂部１２１の厚みよりも大きい。なお、ここでは、厚みとは、膜部材の面内方向に対して垂直な方向における寸法を意味する。膜部材１０１では、第１繊維部１１１および第１樹脂部１２１と、第２樹脂部１２２と、が重ね合わされた方向（第１方向）における寸法が、厚みに相当する。
【００１６】
図２（ｂ）に表した膜部材１０２は、第３樹脂部１２３をさらに備える点で、膜部材１０１と異なる。第３樹脂部１２３は、第１繊維部１１１中には設けられておらず、第１繊維部１１１および第１樹脂部１２１は、第２樹脂部１２２と第３樹脂部１２３との間に配されている。第３樹脂部１２３は、例えば、第１樹脂部１２１と同じ材料を含み、第１樹脂部１２１および第２樹脂部１２２と一体に設けられる。
【００１７】
図２（ｃ）に表した膜部材１０３は、第２繊維部１１２および第４樹脂部１２４をさらに備える点で、膜部材１０１と異なる。第２繊維部１１２は、第１繊維部１１１と同様に複数の繊維Ｆを含む。第２繊維部１１２の繊維Ｆ同士の間隙には、第４樹脂部１２４が充填されている。第２樹脂部１２２は、第１繊維部１１１と第２繊維部１１２との間に配されている。第２樹脂部１２２は、例えば、第１樹脂部１２１および第４樹脂部１２４と一体に設けられる。
【００１８】
ここで、実施形態に係る膜部材１００の製造方法の一例について説明する。
図３は、実施形態に係る膜部材１００の製造工程を表す工程斜視図である。
【００１９】
まず、作製される膜部材１００の形状に沿った１組の型Ｍ１およびＭ２を用意する。型Ｍ１およびＭ２の形状は、作製される膜部材１００の形状に応じて適宜変更することができる。ここでは、平坦な略正方形の膜部材１００を作製する場合について説明する。
【００２０】
用意した型の一方の表面に、第１繊維部１１１を形成する。第１繊維部１１１は、例えば、図３（ａ）に表すエレクトロスピニング装置１５０を用いたエレクトロスピニング法により形成される。
【００２１】
エレクトロスピニング装置１５０は、図３（ａ）に表すように、基台１５１、タンク１５２、紡糸口１５３、および電源１５４を備える。
【００２２】
基台１５１は、例えばアース電位に接続され、基台１５１の上には、型Ｍ１およびＭ２の一方（本実施形態では型Ｍ１）が配される。タンク１５２には、第１繊維部１１１（繊維Ｆ）を形成する繊維材料が貯蔵されており、タンク１５２の先端に紡糸口１５３が設けられている。また、タンク１５２は、電源１５４と接続されている。
【００２３】
電源１５４によってタンク１５２に電圧が印加されることで、基台１５１と紡糸口１５３との間に電位差が生じ、電界が発生する。この状態で、タンク１５２に貯蔵された繊維材料を紡糸口１５３から押し出す。紡糸口１５３から押し出された繊維材料は、溶媒が蒸発して固化しつつ基台１５１上の型Ｍ１の上に堆積し、第１繊維部１１１が形成される。
【００２４】
次に、図３（ｂ）に表すように、用意した型の他方（本実施形態では型Ｍ２）に、第１樹脂部１２１を構成する高分子材料を含む樹脂材料ＲＭを配する。このとき、樹脂材料ＲＭは、硬化されていない状態、例えば、液状またはゲル状である。続いて、型Ｍ１とＭ２同士を嵌合させ、押圧する。このとき、樹脂材料ＲＭが、第１繊維部１１１の繊維Ｆ同士の間隙に含浸・充填される。
【００２５】
なお、型Ｍ１とＭ２を嵌合して押圧する圧力や、加熱温度、樹脂材料の硬度などを制御することにより、第１樹脂部１２１に対する第１繊維部１１１の埋まり具合を調整し、第１繊維部１１１が第１樹脂部１２１に全て埋まった状態と、第１繊維部１２１の表面が第１樹脂部１２１表面に露出している状態と、第１繊維部１２１の一部が第１樹脂部１２１に埋まり、他部は樹脂材料ＲＭが含浸・充填されない状態と、を作り分けることも可能である。
【００２６】
その後、型Ｍ１およびＭ２を加熱し樹脂材料ＲＭを硬化させる。なお、樹脂材料ＲＭによっては、紫外光などを照射することで硬化させることも可能であり、硬化の方法は適宜変更可能である。
以上の工程により、第１繊維部１１１の繊維Ｆ同士の間隙に第１樹脂部１２１が設けられた膜部材１００が作製される。なお、樹脂材料ＲＭを硬化させる際に、熱によって第１繊維部１１１（繊維Ｆ）が溶けたり、軟化して形状が崩れたりすることを防ぐために、第１繊維部１１１（繊維Ｆ）の融点は、第１樹脂部１２１の融点およびガラス転移点よりも高いことが望ましい。
【００２７】
また、上述した製造工程において、第１繊維部１１１の厚みに対して多量の樹脂材料ＲＭを配することで、図２（ａ）に表した第２樹脂部１２２を備える膜部材１０１を作製することが可能である。または、一方の型Ｍ２に第１繊維部１１１を予め形成し、その上に多量の樹脂材料ＲＭを配し、第２繊維部１１２が形成された他方の型Ｍ１と嵌合させることで、図２（ｃ）に表した膜部材１０３を作製することも可能である。
【００２８】
または、型Ｍ１および型Ｍ２の一方の面の上に、第１繊維部１１１および樹脂材料ＲＭを配し、型Ｍ１および型Ｍ２を嵌合させても良い。あるいは、型Ｍ１および型Ｍ２の一方の面の上に、第１繊維部１１１および樹脂材料ＲＭを配し、他方の面の上に、第２繊維部１１２および樹脂材料ＲＭを配して型Ｍ１および型Ｍ２を嵌合させても良い。また、第１繊維部１１１および第２繊維部１１２の堆積の前に、樹脂材料ＲＭが配されても良い。
【００２９】
すなわち、本実施形態に係る膜部材の製造方法は、型Ｍ１（第１型）および型Ｍ２（第２型）の互いに対向する第１面および第２面に対して、第１面および第２面の少なくとも一方に、複数の繊維Ｆを含む繊維部を堆積させる工程と、第１面および第２面の少なくとも一方に、樹脂材料ＲＭが配される工程と、を備えていれば良い。いずれの方法においても、繊維部および樹脂材料ＲＭを配した後に型Ｍ１および型Ｍ２を嵌合させ、繊維Ｆ同士の間隙に樹脂材料ＲＭを含浸させて硬化させることで、本実施形態に係る膜部材を製造することが可能である。
【００３０】
図４（ａ）は、実施形態に係る膜部材１００の平面写真である。図４（ｂ）は、参考例に係る膜部材１００ａの平面写真である。
図５は、実施形態に係る膜部材１００の断面写真である。
図４および図５では、第１繊維部１１１の繊維Ｆが、相対的に白く表示されている。
【００３１】
図４（ａ）の写真から、膜部材１００では、繊維Ｆ同士の間隙に、第１樹脂部１２１が充填されていることが分かる。図４（ｂ）に表される参考例に係る膜部材１００ａは、第１繊維部１１１のみを備え、第１樹脂部１２１を備えていない。図４（ｂ）の写真から、第１樹脂部１２１を備えていない膜部材１００ａでは、繊維Ｆ同士の間に多くの空隙が存在することが分かる。
【００３２】
また、膜部材１００の表面には、第１繊維部１１１の一部が露出していても良い。図５の写真には、面内方向に沿う表面の１つにおいて、第１繊維部１１１の一部が露出した膜部材１００が表されている。あるいは、膜部材１００の表面に、第１繊維部１１１の配置に倣った形状が現れるように、第１樹脂部１２１の一部が第１繊維部１１１を薄く被覆していても良い。
【００３３】
ここで、本実施形態に係る発明の効果について説明する。
まず、参考例に係る膜部材１００ａの課題について説明する。図４（ｂ）を参照して説明したように、参考例に係る膜部材１００ａは、第１繊維部１１１のみを備え、第１樹脂部１２１を備えていない。参考例に係る膜部材１００ａの場合、引張応力が加えられると、第１繊維部１１１が大きく延伸するが、比較的小さい引張応力で膜部材１００ａが破断してしまう。第１繊維部１１１の厚みを大きくすることで、膜部材１００ａの引張強度を向上させることができるが、その場合膜部材１００ａの厚みが大きくなってしまうため、製造コストが高くなる場合がある。
【００３４】
これに対して、本実施形態に係る膜部材１００は、第１繊維部１１１に加えて、繊維Ｆ同士の間隙に充填された第１樹脂部１２１を備える。このような構成によれば、同じ厚みの膜部材１００ａに比べて、膜部材１００の引張強度を高めることができる。また、第１樹脂部１２１は、高分子材料を含むため、繊維Ｆ同士の間隙に無機物質が充填される場合に比べて、第１繊維部１１１の伸縮性、凹凸形状、形状追従性等の特性を大きく損なうことなく膜部材１００の引張強度を高めることができる。
【００３５】
すなわち、本実施形態によれば、膜部材１００の可撓性や伸縮性、表面粘着性、形状追従性の低下を抑えつつ、膜部材１００の引張強度を向上させることが可能となる。
【００３６】
また、本実施形態に係る膜部材１００では、第１繊維部１１１の空隙が、第１樹脂部１２１によって充填されるため、膜部材１００を気体や液体が透過し難くなる。従って、本実施形態によれば、さらに、膜部材１００に気密性および水密性を付与することができる。
【００３７】
複数の繊維Ｆの少なくとも一部の直径は、例えば、０．０５μｍ以上１０μｍ以下であることが望ましい。より望ましくは、複数の繊維Ｆの平均直径が、０．０５μｍ以上１０μｍ以下である。複数の繊維Ｆの平均直径は、例えば、膜部材１００の表面または断面を電子顕微鏡等で観察し、確認された繊維Ｆの中からランダムに１００本を抽出し、これらの繊維Ｆの直径を平均することで求められる。  
【００３８】
繊維Ｆが微細に形成される場合、繊維Ｆを構成する高分子材料の配向性が特定の方向に揃い易くなる。このため、各繊維Ｆの引張強度を高め、この結果、膜部材１００の引張強度を高めることが可能となる。
【００３９】
また、膜部材１００の表面には、図５の写真に表されるように、第１繊維部１１１の一部が露出していることが望ましい。膜部材１００の表面に第１繊維部１１１の一部が露出していることで、第１繊維部１１１の伸縮性、凹凸形状、形状追従性等の特性の損失を抑えることができる。また、第１繊維部１１１の一部が露出していることで、第１繊維部１１１を構成する高分子材料の配向性や結晶性に基づく特性を高めることも可能となる。
【００４０】
以上で説明した実施形態に係る膜部材は、可撓性や伸縮性、粘着性、形状追従性を要し、引張強度の向上が望まれる種々の構成に適用することができる。
以下では、実施形態に係る各膜部材の応用例について説明する。
【００４１】
（応用例１）
図６は、実施形態に係る膜部材が用いられる把持ツール１を表す斜視断面図である。
図６に表した把持ツール１は、可撓性を有する把持部１０を備える。この把持部１０が、実施形態に係る膜部材１００によって構成されている。
【００４２】
把持部１０の内部には、例えばマイクロビーズやシリコン樹脂ビーズ、ガラスビーズなどからなる粉粒体１５が設けられている。把持部１０は、把持対象のワークに接触する第１部分１１と、第１部分１１の上に設けられた第２部分１２と、を有する。粉粒体１５は、第１部分１１と第２部分１２との間の第１空間ＳＰ１に設けられている。
【００４３】
第１部分１１の外周および第２部分１２の外周は、保持部２０によって保持されている。これにより第１空間ＳＰ１が、外部の空間と隔てられる。保持部２０は、例えば円環状を呈している。保持部２０によって把持部１０の外周のみが保持されることで、把持部１０は、保持部２０の内側において上下方向に変形することができる。
【００４４】
一例として、保持部２０は、第１フランジ２１および第２フランジ２２を有する。第１フランジ２１は、第１部分１１の外周下面に当接し、第２フランジ２２は、第２部分１２の外周上面に当接する。第１フランジ２１と第２フランジ２２を、ネジ等の締結具２５によって締結することで、把持部１０が保持される。
【００４５】
図７は、実施形態に係る膜部材１００から構成される把持部１０を表す斜視断面図である。
なお、図７では、把持部１０の第１部分１１と第２部分１２が、分離して表されている。
【００４６】
図７に表すように、第１部分１１は、凹部１１ｒおよび凸部１１ｐを有する。凹部１１ｒは、上方に向けて窪んでおり、把持部１０の中心側に設けられている。凸部１１ｐは、下方に向けて突出しており、凹部１１ｒの周りに設けられている。
【００４７】
凹部１１ｒは第２部分１２と接し、凸部１１ｐは第２部分１２と上下方向において離間している。凹部１１ｒは、第２部分１２と、例えば、接着剤や熱圧着により接着される。図５および図７に例示した把持ツール１では、第１空間ＳＰ１は、凸部１１ｐと第２部分１２との間に形成される。
【００４８】
第１部分１１の下方には、凹部１１ｒおよび凸部１１ｐによって囲まれた第２空間ＳＰ２が形成される。具体的には、第２空間ＳＰ２の上方が凹部１１ｒによって覆われており、第２空間ＳＰ２の側方が凸部１１ｐによって囲まれている。第２空間ＳＰ２の下方は開けている。後述するように、把持対象のワークが第２空間ＳＰ２の下方に位置することで、第２空間ＳＰ２が外部空間に対して塞がれる。
【００４９】
図６および図７に表すように、把持部１０は、第１ポート３１および第２ポート３２をさらに有する。第１ポート３１は、第１空間ＳＰ１と連通している。第２ポート３２は、第１部分１１の凹部１１ｒおよび第２部分１２を貫通し、第２空間ＳＰ２と連通している。第１ポート３１には、第１空間ＳＰ１を減圧するための第１配管４１が接続される。第２ポート３２には、第２空間ＳＰ２を減圧するための第２配管４２が接続される。
【００５０】
図８は、実施形態に係る膜部材１００が用いられる把持ツール１の把持方法を表す断面図である。
図８では、把持対象のワークＷが、三角形が３個連接した断面を有する場合を例示している。
【００５１】
まず、把持部１０とワークＷの位置合わせを行う。把持部１０とワークＷの位置合わせが完了すると、図８（ａ）に表すように、把持部１０をワークＷに向かって降下させる。
【００５２】
把持部１０は可撓性を有する。このため、把持部１０がワークＷに接触すると、図８（ｂ）に表すように、第１部分１１の凸部１１ｐが、ワークＷを包み込むように外方に押し広げられる。また、このとき、開けていた第２空間ＳＰ２が、ワークＷによって塞がれる。
【００５３】
次に、把持部１０の降下を停止させ、図８（ｃ）に表すように、第１ポート３１および第１配管４１を通して第１空間ＳＰ１を減圧する。第１空間ＳＰ１は、例えば０．１気圧程度に減圧される。このとき、第１空間ＳＰ１の粉粒体１５が凝集して固化する。これにより、ワークＷを包み込むように密着している把持部１０の形状が固定され、ワークＷを把持する力が生じる。
【００５４】
次に、図８（ｄ）に表すように、第２ポート３２および第２配管４２を通して第２空間ＳＰ２を減圧する。第２空間ＳＰ２は、例えば０．１気圧程度に減圧される。これにより、ワークＷが、第２空間ＳＰ２に向けて吸着され、把持力がさらに高められる。
【００５５】
その後、ワークＷを把持する把持ツール１を上昇させ、把持ツール１を水平方向に移動させる。ワークＷを所望の位置まで搬送した後は、第１空間ＳＰ１および第２空間ＳＰ２を大気開放することで、把持力が無くなり、ワークＷが把持ツール１から放れる。以上の方法により、把持対象のワークＷを、所望の位置まで搬送することができる。
【００５６】
上述したように、把持ツール１は、把持部１０をワークＷに接触させ、内部の粉粒体を凝集させてワークＷを搬送する。このため、把持部１０には内部および外部から大きな応力が加わる。この把持部１０に、実施形態に係る膜部材１００を用いることで、把持部１０の強度を向上させ、把持部１０の破断を生じ難くすることが可能となる。
【００５７】
また、把持部１０は、ワークＷに接触した際にワークＷの形状に倣って変形するため、可撓性および伸縮性を有することが望ましい。さらに、把持部１０は、ワークＷに接触した際にワークＷとの接着性を向上させるため、粘着性を有することがより望ましい。この点についても、実施形態に係る膜部材１００は、伸縮性および粘着性の低下を抑制しつつ、引張強度を向上させるように構成されているため、把持部１０に好適に用いられる。
【００５８】
さらに、把持部１０には、図２（ａ）に表した膜部材１０１がより好適に用いられる。膜部材１０１を把持部１０に用いる場合、第２樹脂部１２２がワークＷと接触し、第１繊維部１１１が粉粒体１５側に位置するように、膜部材１０１が設けられることが望ましい。第２樹脂部１２２は繊維Ｆを含んでいないため、ワークＷに接触した際に、ワークＷの形状に倣って変形し易く、ワークＷとの接着性も良い。
【００５９】
ワークＷとの摩擦によって第２樹脂部１２２にき裂が生じ、き裂が進展していった場合には、このき裂の進展を第１繊維部１１１で遅めることができる。従って、把持部１０に膜部材１０１を設けることで、把持部１０にき裂が生じてから破断するまでの時間（以下、き裂進展時間という）を延ばすことができる。把持部１０が破断すると、内部の粉粒体が散乱するため、把持部１０の修復だけでなく、把持ツール１の周囲の清掃にも長い時間を要する。き裂進展時間が延びることで、把持部１０のき裂を発見した後に、把持部１０の修復や把持ツール１の使用停止などが行い易くなり、把持部１０にき裂が生じた際の作業効率の低下を抑制することができる。
【００６０】
また、第１繊維部１１１の単位体積あたりの引張強度は、第１樹脂部１２１および第２樹脂部１２２の単位体積あたりの引張強度よりも高い。これは、第１繊維部１１１が微細かつ比表面積の高い繊維Ｆの集合体であり、高い伸縮性を有するためである。従って、第１樹脂部１２１および第２樹脂部１２２にき裂が生じ、把持部１０の気密性が破られた場合でも、第１繊維部１１１は破断せず、内部の粉粒体１５が第１繊維部１１１によって支持される。
【００６１】
従って、図２（ａ）に表した膜部材１０１を把持部１０に用いることで、把持部１０のき裂進展時間を延ばすとともに、把持部１０にき裂が生じた際の破断を抑制し、粉粒体１５の散乱を防ぐことが可能となる。
【００６２】
加えて、第１樹脂部１２１および第２樹脂部１２２にき裂が生じると、第１繊維部１１１の繊維Ｆ同士の空隙を通して、膜部材１００を気体が通るようになる。従って、粉粒体１５を第１繊維部１１１によって支持して散乱を防ぎつつ、把持部１０の気密性が破られたことを、第１空間ＳＰ１に接続された圧力計や流量計で検知することができ、より迅速な把持部１０の修復等が可能となる。
【００６３】
なお、実施形態に係る膜部材を把持部１０に用いる場合、膜部材の硬度は５０以下であり、膜部材の厚みは、２０μｍ以上５００ｍｍ以下であることが望ましい。膜部材の硬度を５０以下にすることで、把持部１０がワークＷの形状に倣って変形し易くなり、把持ツール１の把持力を向上させることができる。なお、この硬度は、アスカーゴム硬度計Ｃ型（ＳＲＩＳ  ０１０１  Ｃ型）を用いて測定した場合の数値である。
【００６４】
（応用例２）
図９は、実施形態に係る膜部材１００が用いられる生体用プロテーゼ５を表す。
図９（ａ）は、プロテーゼ５を表す平面図であり、図９（ｂ）は、プロテーゼ５を表す側面図である。
【００６５】
ここでは、乳房用のプロテーゼ５に実施形態に係る膜部材１００を適用した例について説明する。図９に表すプロテーゼ５は、例えば、乳癌等に対する外科手術により乳腺や周辺が除去された際、その除去箇所に挿入されて使用される。
【００６６】
プロテーゼ５は、湾曲した前面５１と、ほぼ平坦な後面５２と、を有する。前面５１と後面５２との間のプロテーゼ５の内部は、シリコーンゲルまたは生理食塩水などで満たされている。プロテーゼ５の直径や厚み、具体的な形状等は、用途や目的に応じて適宜変更することができる。
【００６７】
プロテーゼ５は、例えば、人体に挿入された後、後面５２が人体の組織と接着されて固定される。このため、胸筋等の筋肉の運動に応じて、プロテーゼ５に力が加わり、プロテーゼ５の変位および変形が生じる。プロテーゼ５に力が加えられた際、プロテーゼ５にき裂が生じて破断すると、内部のゲルまたは液体が人体内部で漏れてしまうため、プロテーゼ５の強度は高いことが望ましい。
【００６８】
ここで、本実施形態によれば、膜部材１００の伸縮性の低下を抑制しつつ、膜部材１００の引張強度を向上させることができる。また、本実施形態によれば、膜部材１００の気密性および水密性を高めることも可能である。従って、本実施形態に係る膜部材１００は、伸縮性、可撓性、および水密性を要するプロテーゼ５にも好適に用いることができる。
【００６９】
プロテーゼ５は、前面５１および後面５２の両方が膜部材１００により構成されていることが望ましい。ただし、前面５１および後面５２のいずれか、前面５１の少なくとも一部のみ、または後面５２の少なくとも一部のみが、膜部材１００により構成されていても良い。
【００７０】
また、ここでは、乳房用のプロテーゼに実施形態に係る膜部材１００を適用する場合について説明したが、この他に、鼻や、顎、眉間などに挿入されるプロテーゼに実施形態に係る膜部材１００を適用することも可能である。
【００７１】
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１ 把持ツール、  ５ プロテーゼ、  １０ 把持部、  １１ 第１部分、  １２ 第２部分、  １５ 粉粒体、  ２０ 保持部、  ５１ 前面、  ５２ 後面、  １００〜１０３ 膜部材、  １１１ 第１繊維部、  １１２ 第２繊維部、  １２１ 第１樹脂部、  １２２ 第２樹脂部、  １２３ 第３樹脂部、  Ｆ 繊維
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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