JP7400286B2 - Fiber structure and fiber structure block - Google Patents

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Description

本発明は、繊維構造体、および、繊維構造体ブロックに関する。 The present invention relates to a fiber structure and a fiber structure block.

従来、不織布を積層して、繊維製の板状材を製造する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 BACKGROUND ART Conventionally, a method of manufacturing a plate-like material made of fiber by laminating nonwoven fabrics is known (for example, see Patent Document 1).

国際公開第2007/018051号International Publication No. 2007/018051

繊維を用いる包装材は、発泡スチロール製の包装材等に比べて環境負荷が軽いという利点がある。しかしながら、繊維を用いる包装材に衝撃に対する緩衝作用を持たせることは難しかった。 Packaging materials using fibers have the advantage of having a lighter environmental impact than packaging materials made of expanded polystyrene. However, it has been difficult to provide packaging materials using fibers with a shock-absorbing effect.

上記目的を達成する一態様は、繊維構造体であって、主たる繊維配向方向が第1方向となるよう配置されたセルロース繊維と、複数の前記セルロース繊維を互いに結着させる架橋材料と、を含み、前記第1方向は、前記繊維構造体の外面に外部から加わる外力の方向に対して45度以下の角度をなす、繊維構造体である。 One aspect of achieving the above object is a fiber structure that includes cellulose fibers arranged such that the main fiber orientation direction is a first direction, and a crosslinking material that binds the plurality of cellulose fibers to each other. , the fibrous structure is such that the first direction forms an angle of 45 degrees or less with respect to the direction of an external force applied to the outer surface of the fibrous structure from the outside.

上記目的を達成する一態様は、繊維構造体であって、主たる繊維配向方向が第1方向となるよう配置されたセルロース繊維と、複数の前記セルロース繊維を互いに結着させる架橋材料と、を含み、被収容物を収容する収容空間を有し、前記第1方向は、前記繊維構造体の外部から前記収容空間に向けて加わる外力の方向に対して45度以下の角度をなす、繊維構造体である。 One aspect of achieving the above object is a fiber structure that includes cellulose fibers arranged such that the main fiber orientation direction is a first direction, and a crosslinking material that binds the plurality of cellulose fibers to each other. , a fibrous structure having a accommodating space for accommodating an object, the first direction forming an angle of 45 degrees or less with respect to the direction of an external force applied from outside the fibrous structure toward the accommodating space; It is.

上記繊維構造体において、前記第1方向は、前記繊維構造体の外面に直接、または、外部の部材を介して加わる外力の方向に対して45度以下の角度をなす方向である構成であってもよい。 In the above fibrous structure, the first direction is a direction forming an angle of 45 degrees or less with respect to the direction of an external force applied directly to the outer surface of the fibrous structure or via an external member. Good too.

上記繊維構造体において、複数の前記外面を有し、前記第1方向は、いずれか1の前記外面の法線に対し、45度以下の角度をなす構成であってもよい。 The above-mentioned fibrous structure may have a plurality of the outer surfaces, and the first direction may form an angle of 45 degrees or less with respect to a normal line of any one of the outer surfaces.

上記繊維構造体において、前記第1方向は、複数の前記外面のうち最も大きい前記外面の法線に対し、45度以下の角度をなす構成であってもよい。 In the above-mentioned fiber structure, the first direction may be configured to form an angle of 45 degrees or less with respect to a normal to the largest outer surface among the plurality of outer surfaces.

上記繊維構造体において、前記架橋材料は、第1の樹脂、および、前記第1の樹脂とは異なる材料からなる第2の樹脂を含む構成であってもよい。 In the above fiber structure, the crosslinked material may include a first resin and a second resin made of a material different from the first resin.

上記繊維構造体において、前記セルロース繊維および前記架橋材料とは異なる材料を含んで構成される構成であってもよい。 The fiber structure may include a material different from the cellulose fibers and the crosslinked material.

上記繊維構造体において、前記セルロース繊維を積層させた平板構造体で構成され、前記第1方向は、前記平板構造体の面に含まれる方向である構成であってもよい。 The above-mentioned fibrous structure may be composed of a flat plate structure in which the cellulose fibers are laminated, and the first direction may be a direction included in a surface of the flat plate structure.

上記目的を達成する一態様は、主たる繊維配向方向が第1方向となるよう配置されたセルロース繊維と、複数の前記セルロース繊維を互いに結着させる架橋材料と、を含む繊維構造体を複数組み合わせて構成され、被収容物を収容する収容空間を有し、前記繊維構造体が、外部から前記収容空間に向けて加わる外力の方向に対して前記第1方向が45度以下の角度をなすように、配置されている、繊維構造体ブロックである。 One aspect of achieving the above object is to combine a plurality of fiber structures including cellulose fibers arranged such that the main fiber orientation direction is a first direction, and a crosslinking material that binds the plurality of cellulose fibers to each other. and has a storage space for storing an object, and the fiber structure is configured such that the first direction makes an angle of 45 degrees or less with respect to the direction of an external force applied from the outside toward the storage space. , are arranged fiber structure blocks.

シート製造装置の構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of a sheet manufacturing device. 繊維構造体の製造工程を示すフローチャート。Flowchart showing the manufacturing process of the fiber structure. シートにおける繊維配向方向の説明図。An explanatory diagram of fiber orientation directions in a sheet. シートにおける繊維配向方向の説明図。An explanatory diagram of fiber orientation directions in a sheet. 緩衝機能を試験する試験片の構成を示す図。FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a test piece for testing buffer function. 緩衝機能の試験結果を示す図表。A chart showing test results of buffer function. 緩衝機能の発現状態を示す模式図。Schematic diagram showing the state of expression of buffering function. 繊維構造体の例を示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing an example of a fiber structure. 繊維構造体の別の例を示す斜視図。The perspective view which shows another example of a fiber structure. 図9のQ-Q線における断面図。FIG. 9 is a sectional view taken along line QQ in FIG. 9; 繊維構造体のさらに別の例を示す斜視図。The perspective view which shows yet another example of a fiber structure. 複合シートの構成例を示す図。The figure which shows the example of a structure of a composite sheet. 複合シートの構成例を示す図。The figure which shows the example of a structure of a composite sheet. 複合シートの構成例を示す図。The figure which shows the example of a structure of a composite sheet. 複合シートの構成例を示す図。The figure which shows the example of a structure of a composite sheet. 第2実施形態における成形部を示す模式図。FIG. 7 is a schematic diagram showing a molding section in a second embodiment. 第2実施形態の繊維構造体の例を示す斜視図。FIG. 7 is a perspective view showing an example of a fiber structure according to a second embodiment. 図17のR-R線における断面図。FIG. 18 is a sectional view taken along line RR in FIG. 17. 第2実施形態の繊維構造体の別の例を示す斜視図。FIG. 7 is a perspective view showing another example of the fiber structure of the second embodiment. 第2実施形態の繊維構造体のさらに別の例を示す斜視図。FIG. 7 is a perspective view showing yet another example of the fiber structure of the second embodiment.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail using the drawings. Note that the embodiments described below do not limit the content of the present invention described in the claims. Furthermore, not all of the configurations described below are essential components of the present invention.

[1.第1実施形態]
[1-1.シート製造装置]
図1は、シート製造装置100の構成を示す図である。シート製造装置100は、本発明を適用した繊維構造体の材料となるシートS1を製造する。
[1. First embodiment]
[1-1. Sheet manufacturing equipment]
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a sheet manufacturing apparatus 100. The sheet manufacturing apparatus 100 manufactures a sheet S1 that is a material for a fiber structure to which the present invention is applied.

シート製造装置100は、供給部10、粗砕部12、解繊部20、選別部40、第1ウェブ形成部45、回転体49、混合部50、分散部60、第2ウェブ形成部70、ウェブ搬送部79、加工部80、及び、切断部90を備える。 The sheet manufacturing apparatus 100 includes a supply section 10, a coarse crushing section 12, a defibrating section 20, a sorting section 40, a first web forming section 45, a rotating body 49, a mixing section 50, a dispersing section 60, a second web forming section 70, It includes a web conveying section 79, a processing section 80, and a cutting section 90.

シート製造装置100は、木質系パルプ材料やクラフトパルプ、古紙、合成パルプ等の後述する繊維を含む原料MAを繊維化して、シートS1を製造する。
原料MAは、セルロース繊維を含むものであればよい。例えば、木質系パルプ材料やクラフトパルプ、古紙、合成パルプ等を用いることができる。木質系パルプ材料としては、グランドパルプなど機械処理で作った機械パルプ(メカニカルパルプ)、化学処理で作った化学パルプ(ケミカルパルプ)、これらの両処理を併用して製造されたセミケミカルパルプ、ケミグランドパルプ等が挙げられる。また、さらしパルプ及び未さらしパルプのいずれであってもよい。例えば、N-BKP(針葉樹晒クラフトパルプ)やL-BKP(広葉樹晒クラフトパルプ)等のバージンパルプ、晒ケミサーモメカニカルパルプ(BCTMP:Bleached ChemiThermoMechanical Pulp)等が挙げられる。また、ナノセルロースファイバー(NCF)を用いてもよい。古紙は、印刷後のPPC(Plain Paper Copy)用紙、雑誌、新聞等の使用後の紙である。合成パルプとしては、例えば、三井化学株式会社製のSWPが挙げられる。SWPは登録商標である。
The sheet manufacturing apparatus 100 manufactures the sheet S1 by converting a raw material MA containing fibers described later, such as wood pulp material, kraft pulp, waste paper, and synthetic pulp, into fibers.
The raw material MA may be anything as long as it contains cellulose fibers. For example, wood pulp materials, kraft pulp, waste paper, synthetic pulp, etc. can be used. Wood-based pulp materials include mechanical pulp made by mechanical processing such as ground pulp, chemical pulp made by chemical processing, semi-chemical pulp produced by using both of these processes together, and chemical pulp made by using both of these processes. Examples include ground pulp. Moreover, either bleached pulp or unbleached pulp may be used. Examples include virgin pulp such as N-BKP (bleached softwood kraft pulp) and L-BKP (bleached hardwood kraft pulp), bleached chemithermomechanical pulp (BCTMP), and the like. Alternatively, nanocellulose fiber (NCF) may be used. Waste paper is used paper such as printed PPC (Plain Paper Copy) paper, magazines, newspapers, and the like. Examples of synthetic pulp include SWP manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. SWP is a registered trademark.

また、原料MAは、上記の木質系パルプ材料、古紙、合成パルプ等に加えて、或いは、これらの代替として、炭素繊維、金属繊維、チクソ性繊維を含むものであってもよい。従って、原料MAは、上記の木質系パルプ材料、古紙、合成パルプ、炭素繊維、金属繊維、チクソ性繊維のうち複数の材料を混合した混合物であってもよい。
原料MA、及び後述する解繊物MB、繊維材料MCは、繊維を含む材料ということができる。
Further, the raw material MA may include carbon fiber, metal fiber, thixotropic fiber in addition to the above-mentioned wood pulp material, waste paper, synthetic pulp, etc., or as a substitute for these. Therefore, the raw material MA may be a mixture of a plurality of materials among the above-mentioned wood pulp materials, waste paper, synthetic pulp, carbon fibers, metal fibers, and thixotropic fibers.
The raw material MA, the defibrated material MB, and the fiber material MC described below can be said to be materials containing fibers.

供給部10は、粗砕部12に原料MAを供給する。粗砕部12は、粗砕刃14により原料MAを裁断するシュレッダーである。粗砕部12により裁断された原料MAは、管を通じて解繊部20に搬送される。 The supply section 10 supplies the raw material MA to the coarse crushing section 12 . The coarse crushing section 12 is a shredder that shreds the raw material MA using a coarse crushing blade 14. The raw material MA shredded by the crushing section 12 is conveyed to the defibrating section 20 through a pipe.

解繊部20は、粗砕部12で裁断された細片を乾式で解繊して解繊物MBにする。解繊とは、複数の繊維が結着された状態の原料MAを、1本または少数の繊維に解きほぐす加工である。乾式とは、液体中ではなく、空気中等の気中において、解繊等の処理を行うことを指す。解繊物MBは、原料MAに含まれていた繊維を含む。また、解繊物MBは、原料MAに含まれていた繊維以外の物質を含むことがある。例えば、原料MAとして古紙を用いる場合、解繊物MBは、樹脂粒、インクやトナーなどの色剤、にじみ防止材、紙力増強剤等の成分を含む。 The defibrating section 20 dryly defibrates the pieces cut by the coarse crushing section 12 into a defibrated material MB. Defibration is a process of unraveling the raw material MA in which a plurality of fibers are bound into one or a small number of fibers. Dry processing refers to processing such as defibration in air or the like rather than in a liquid. The defibrated material MB contains the fibers contained in the raw material MA. Furthermore, the defibrated material MB may contain substances other than the fibers contained in the raw material MA. For example, when waste paper is used as the raw material MA, the defibrated material MB contains components such as resin particles, colorants such as ink and toner, bleed prevention material, and paper strength enhancer.

解繊部20は、例えば、筒状の固定子22と、固定子22の内部で回転するローター24とを備えるミルであり、粗砕片を固定子22とローター24との間に挟んで解繊する。解繊物MBは、配管を通じて選別部40に送られる。 The defibrating section 20 is, for example, a mill that includes a cylindrical stator 22 and a rotor 24 that rotates inside the stator 22, and defibrates the coarse pieces by sandwiching them between the stator 22 and the rotor 24. do. The defibrated material MB is sent to the sorting section 40 through piping.

原料MAに含まれる繊維または解繊物MBに含まれる繊維については、繊維長が0.1mm以上100mm以下であり、0.5μm以上~50m以下であることが好ましい。また、これらの繊維の繊維径が、0.1μm以上1000μm以下であり、1μm~500μm以下であることが好ましい。また、これらの繊維は、複数の種類の繊維を含んでもよく、繊維長および/または繊維径が異なる繊維を含んでもよい。繊維長及び繊維幅は、例えば、ファイバーテスター(Lorentzen & Wettre社製)にて測定し、長さ加重平均値を算出することにより、求めることができる。 The fibers contained in the raw material MA or the fibers contained in the defibrated material MB have a fiber length of 0.1 mm or more and 100 mm or less, and preferably 0.5 μm or more and 50 m or less. Further, the fiber diameter of these fibers is from 0.1 μm to 1000 μm, preferably from 1 μm to 500 μm. Further, these fibers may include a plurality of types of fibers, and may include fibers having different fiber lengths and/or fiber diameters. The fiber length and fiber width can be determined, for example, by measuring with a fiber tester (manufactured by Lorentzen & Wettre) and calculating a length-weighted average value.

選別部40は、ドラム部41と、ドラム部41を収容するハウジング部43とを有する。ドラム部41は、網、フィルター、スクリーン等の開口を有する篩であり、図示しないモーターの動力により回転する。解繊物MBは、回転するドラム部41の内部でほぐされて、ドラム部41の開口を通過して下降する。解繊物MBの成分のうちドラム部41の開口を通過しない物は、管を通じて解繊部20に搬送される。 The sorting section 40 includes a drum section 41 and a housing section 43 that accommodates the drum section 41. The drum section 41 is a sieve having openings such as a net, a filter, or a screen, and is rotated by the power of a motor (not shown). The defibrated material MB is loosened inside the rotating drum section 41, passes through the opening of the drum section 41, and descends. Among the components of the defibrated material MB, those that do not pass through the opening of the drum section 41 are conveyed to the defibrated section 20 through the pipe.

第1ウェブ形成部45は、多数の開口を有する無端形状のメッシュベルト46を備える。第1ウェブ形成部45は、ドラム部41から下降する繊維等をメッシュベルト46に堆積させることにより、第1ウェブW1を製造する。ドラム部41から下降した成分のうちメッシュベルト46の開口より小さい物は、メッシュベルト46を通過して吸引部48により吸引除去される。これにより、解繊物MBの成分のうち、シートS1の製造に適しない短い繊維や、樹脂粒、インク、トナー、にじみ防止剤等が除去される。 The first web forming section 45 includes an endless mesh belt 46 having a large number of openings. The first web forming section 45 produces the first web W1 by depositing fibers and the like descending from the drum section 41 on the mesh belt 46. Among the components that have descended from the drum section 41, those smaller than the openings of the mesh belt 46 pass through the mesh belt 46 and are removed by suction by the suction section 48. As a result, among the components of the defibrated material MB, short fibers, resin particles, ink, toner, anti-bleeding agent, etc. that are not suitable for manufacturing the sheet S1 are removed.

メッシュベルト46の移動経路には加湿器77が配置され、ミスト状の水または高湿度の空気により、メッシュベルト46に堆積した第1ウェブW1が加湿される。
第1ウェブW1は、メッシュベルト46により搬送され、回転体49に接触する。回転体49は、複数の羽根によって第1ウェブW1を分断し、繊維材料MCとする。繊維材料MCは管54を通じて混合部50に搬送される。
A humidifier 77 is disposed along the movement path of the mesh belt 46, and the first web W1 deposited on the mesh belt 46 is humidified with mist-like water or highly humid air.
The first web W1 is conveyed by the mesh belt 46 and comes into contact with the rotating body 49. The rotating body 49 uses a plurality of blades to divide the first web W1 into fiber material MC. The fiber material MC is conveyed to the mixing section 50 through the pipe 54.

混合部50は、繊維材料MCに添加材料ADを添加する添加物供給部52、及び、繊維材料MCと添加材料ADとを混合する混合ブロアー56を備える。添加材料ADについては後述する。
混合ブロアー56は、繊維材料MCおよび添加材料ADが搬送される管54に気流を発生させて繊維材料MCと添加材料ADとを混合し、混合物MXを分散部60に輸送する。
The mixing section 50 includes an additive supply section 52 that adds the additive material AD to the fiber material MC, and a mixing blower 56 that mixes the fiber material MC and the additive material AD. The additive material AD will be described later.
The mixing blower 56 generates an air current in the pipe 54 through which the fiber material MC and the additive material AD are conveyed, mixes the fiber material MC and the additive material AD, and transports the mixture MX to the dispersion section 60.

分散部60は、ドラム部61と、ドラム部61を収容するハウジング部63とを有する。ドラム部61は、ドラム部41と同様に構成される円筒形状の篩であり、図示しないモーターにより駆動されて回転する。ドラム部61の回転により、混合物MXは解きほぐされてハウジング部63の内部を下降する。 The dispersion section 60 includes a drum section 61 and a housing section 63 that accommodates the drum section 61. The drum section 61 is a cylindrical sieve configured similarly to the drum section 41, and is driven and rotated by a motor (not shown). As the drum section 61 rotates, the mixture MX is loosened and moves down inside the housing section 63.

第2ウェブ形成部70は、多数の開口を有する無端形状のメッシュベルト72を備える。第2ウェブ形成部70は、ドラム部61から下降する混合物MXをメッシュベルト72に堆積させて第2ウェブW2を製造する。混合物MXの成分のうちメッシュベルト72の開口より小さい物は、メッシュベルト72を通過して吸引部76により吸引される。 The second web forming section 70 includes an endless mesh belt 72 having a large number of openings. The second web forming section 70 deposits the mixture MX descending from the drum section 61 on the mesh belt 72 to produce the second web W2. Among the components of the mixture MX, those smaller than the openings of the mesh belt 72 pass through the mesh belt 72 and are sucked by the suction section 76 .

メッシュベルト72の移動経路には加湿器78が配置され、ミスト状の水または高湿度の空気により、メッシュベルト72に堆積した第2ウェブW2が加湿される。 A humidifier 78 is disposed along the movement path of the mesh belt 72, and the second web W2 deposited on the mesh belt 72 is humidified with mist-like water or highly humid air.

第2ウェブW2は、ウェブ搬送部79によってメッシュベルト72から剥がされ、加工部80に搬送される。加工部80は、加圧部82、及び、加熱部84を備える。加圧部82は、一対の加圧ローラーにより第2ウェブW2を挟み、所定のニップ圧で加圧して、加圧後シートSS1を形成する。加熱部84は、一対の加熱ローラーによって加圧後シートSS1を挟んで熱を加える。これにより、加圧後シートSS1に含まれる繊維が、添加材料ADに含まれる樹脂により結着し、加熱後シートSS2が形成される。加熱後シートSS2は、切断部90に搬送される。 The second web W2 is peeled off from the mesh belt 72 by the web conveyance section 79 and conveyed to the processing section 80. The processing section 80 includes a pressure section 82 and a heating section 84. The pressure section 82 sandwiches the second web W2 between a pair of pressure rollers and presses it with a predetermined nip pressure to form a pressed sheet SS1. The heating unit 84 applies heat to the pressed sheet SS1 between the pair of heating rollers. As a result, the fibers included in the pressurized sheet SS1 are bound by the resin contained in the additive material AD, and the heated sheet SS2 is formed. The heated sheet SS2 is conveyed to the cutting section 90.

切断部90は、加熱後シートSS2を、搬送方向FEと交差する方向及び/または搬送方向FEに沿う方向に切断し、所定サイズのシートS1を製造する。シートS1は、排出部96に貯留される。 The cutting unit 90 cuts the heated sheet SS2 in a direction intersecting with the conveyance direction FE and/or in a direction along the conveyance direction FE, thereby manufacturing a sheet S1 of a predetermined size. The sheet S1 is stored in the discharge section 96.

シート製造装置100は、制御装置110を備える。制御装置110は、解繊部20、添加物供給部52、混合ブロアー56、分散部60、第2ウェブ形成部70、加工部80、及び切断部90を含むシート製造装置100の各部を制御して、シートS1の製造方法を実行させる。また、制御装置110は、供給部10、選別部40、第1ウェブ形成部45、及び、回転体49の動作を制御するものであってもよい。 The sheet manufacturing apparatus 100 includes a control device 110. The control device 110 controls each part of the sheet manufacturing apparatus 100 including the defibrating section 20, the additive supply section 52, the mixing blower 56, the dispersing section 60, the second web forming section 70, the processing section 80, and the cutting section 90. Then, the method for manufacturing the sheet S1 is executed. Further, the control device 110 may control the operations of the supply section 10, the sorting section 40, the first web forming section 45, and the rotating body 49.

添加材料ADは、複数の繊維を架橋させることにより、繊維同士を結合させて、繊維をシート形状にする。添加材料ADは、繊維同士を結着させる結合材料として機能する樹脂を含み、詳細には、熱可塑性樹脂、及び/または、熱硬化性樹脂を含む。熱可塑性芯鞘樹脂を含んでもよい。また、添加材料ADは、上記樹脂に加え、着色剤、凝集抑制剤、難燃剤等を含んでもよい。 The additive material AD crosslinks a plurality of fibers, thereby bonding the fibers to each other and forming the fibers into a sheet shape. The additive material AD includes a resin that functions as a binding material that binds fibers together, and specifically includes a thermoplastic resin and/or a thermosetting resin. It may also contain a thermoplastic core-sheath resin. In addition to the above resin, the additive material AD may also contain a colorant, an aggregation inhibitor, a flame retardant, and the like.

熱可塑性樹脂としては、例えば、溶融温度60℃以上200℃以下、変形温度50℃以上180℃以下の樹脂を用いることができる。ここで、変形温度とは、ガラス転移点温度ということもできる。熱可塑性樹脂としては、石油由来樹脂、バイオマスプラスチック、生分解性プラスチック、天然系樹脂を用いることができる。ここで、石油由来樹脂としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、環状ポリオレフィン、ABS樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、テフロン樹脂、アクリル樹脂、ポリフェニレンスルファイド、ポリテトラフロロエチレン、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、非晶ポリアリエート、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドイミドが挙げられる。バイオマスプラスチックや生分解性プラスチックとしては、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、変性でんぷん、ポリヒドロキシブチレート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート等が挙げられる。天然系樹脂としては、ロジンなどがあげられる。テフロンは登録商標である。また、熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル等、また天然系熱硬化性樹脂のシェラック等が挙げられる。添加材料ADは、上記の樹脂のうち1または複数を含む。例えば、ガラス転移点温度Tgや融点が異なる複数の樹脂を含んでもよい。 As the thermoplastic resin, for example, a resin having a melting temperature of 60° C. or more and 200° C. or less and a deformation temperature of 50° C. or more and 180° C. or less can be used. Here, the deformation temperature can also be called the glass transition temperature. As the thermoplastic resin, petroleum-derived resins, biomass plastics, biodegradable plastics, and natural resins can be used. Here, petroleum-derived resins include, for example, polyolefin resins, polyester resins, polyamide resins, polyacetals, polycarbonates, modified polyphenylene ethers, cyclic polyolefins, ABS resins, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyurethane, and Teflon. Examples include resin, acrylic resin, polyphenylene sulfide, polytetrafluoroethylene, polysulfone, polyethersulfone, amorphous polyaryate, liquid crystal polymer, polyetheretherketone, thermoplastic polyimide, and polyamideimide. Examples of biomass plastics and biodegradable plastics include polylactic acid, polycaprolactone, modified starch, polyhydroxybutyrate, polybutylene succinate, polybutylene succinate, and polybutylene succinate adipate. Examples of natural resins include rosin. Teflon is a registered trademark. Examples of the thermosetting resin include phenol resin, epoxy resin, vinyl ester resin, unsaturated polyester, and natural thermosetting resin shellac. Additive material AD contains one or more of the above resins. For example, a plurality of resins having different glass transition temperatures Tg and melting points may be included.

また、添加材料ADに含まれる樹脂は、粒子状または繊維状であることが好ましい。粒子状の樹脂を用いる場合、重量平均粒径0.1μm以上120μm以下の粒子であることがより好ましく、1μm以上50μm以下の粒子であると、さらに好ましい。 Further, the resin contained in the additive material AD is preferably in the form of particles or fibers. When a particulate resin is used, particles with a weight average particle diameter of 0.1 μm or more and 120 μm or less are more preferable, and particles with a weight average particle diameter of 1 μm or more and 50 μm or less are even more preferable.

添加材料ADは、上述した樹脂に加え、加熱により多孔質構造を形成する樹脂材料あるいは高分子材料を含んでもよい。これらの材料は、例えば、加熱により膨張する熱膨張性材料である。熱膨張性材料は、いわゆる発泡材を用いることができる。熱膨張性材料は、粒子状であることが好ましく、粒子状に成形された熱膨張性の材料を発泡粒子ということができる。添加材料ADに含まれる発泡粒子の粒径は、発泡前重量平均粒径において0.5μm以上1000μm以下であることが好ましく、より好ましくは1μm以上300μm以下である。さらに好ましくは、発泡後重量平均粒径は5μm以上1000μm以下であり、最も好ましくは、5μm以上800μm以下である。 In addition to the resin described above, the additive material AD may also include a resin material or a polymer material that forms a porous structure when heated. These materials are, for example, thermally expandable materials that expand upon heating. A so-called foam material can be used as the thermally expandable material. The thermally expandable material is preferably in the form of particles, and the thermally expandable material shaped into particles can be referred to as expanded particles. The particle size of the expanded particles contained in the additive material AD is preferably 0.5 μm or more and 1000 μm or less, and more preferably 1 μm or more and 300 μm or less in weight average particle size before foaming. More preferably, the weight average particle diameter after foaming is 5 μm or more and 1000 μm or less, most preferably 5 μm or more and 800 μm or less.

発泡粒子は、例えば、熱により膨張するカプセル状の熱膨張カプセルや、熱膨張性材料が混合された発泡材混合粒子を用いることができる。熱膨張カプセルは、例えば、積水化学工業株式会社製アドバンセル、株式会社クレハ製クレハスフィアー、アクゾノーベル株式会社製Expancel(エクスパンセル)、松本油脂製薬株式会社製マツモトマイクロスフィアー等が挙げられる。アドバンセル、クレハ、Expancel、エクスパンセル、及び、マツモトマイクロスフィアーは、それぞれ登録商標である。発泡材混合粒子は、上述した熱可塑性樹脂に熱膨張性材料を混合して製造された粒子状の製剤である。ここで、発泡材は、例えば、アゾジカルボンアミド、N,N’-ジニトロソペンタメチレンテトラミン、4,4´-オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド、N,N´-ジニトロソペンタメチレンテトラミン、アゾジカルボンアミド、炭酸水素ナトリウム等を用いることができる。 As the foamed particles, for example, a capsule-shaped thermally expandable capsule that expands due to heat, or a foamed material mixture particle in which a thermally expandable material is mixed can be used. Examples of thermally expandable capsules include Advancel manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., Kureha Sphere manufactured by Kureha Co., Ltd., Expancel manufactured by Akzo Nobel Co., Ltd., and Matsumoto Microsphere manufactured by Matsumoto Yushi Pharmaceutical Co., Ltd. . Advancecel, Kureha, Expancel, Expancel, and Matsumoto Microsphere are each registered trademarks. The foaming material mixed particles are a particulate preparation manufactured by mixing a thermally expandable material with the above-mentioned thermoplastic resin. Here, the foaming material is, for example, azodicarbonamide, N,N'-dinitrosopentamethylenetetramine, 4,4'-oxybis(benzenesulfonylhydrazide, N,N'-dinitrosopentamethylenetetramine, azodicarbonamide, Sodium hydrogen carbonate or the like can be used.

発泡粒子の表面が樹脂により覆われている構成である場合、発泡粒子の樹脂による被覆率が10%以上100%以下であることが好ましい。 When the surface of the foamed particles is covered with a resin, it is preferable that the coverage of the foamed particles with the resin is 10% or more and 100% or less.

添加材料ADは、繊維同士が結着した架橋構造をより剛性にする強化材料として、上述した樹脂に加え、無機充填剤、剛繊維、チクソ性繊維を含んでもよい。無機充填材料としては、例えば、炭酸カルシウム、マイカ等を用いることができる。剛繊維としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維を用いることができる。また、ケブラーまたは他のアラミド繊維等の高剛性繊維を用いることができる。ケブラーは登録商標である。チクソ性繊維としては、セルロースナノファイバーが挙げられる。 In addition to the above-mentioned resin, the additive material AD may contain an inorganic filler, a rigid fiber, and a thixotropic fiber as a reinforcing material that makes the crosslinked structure in which fibers are bound together more rigid. As the inorganic filler material, for example, calcium carbonate, mica, etc. can be used. As the rigid fiber, for example, carbon fiber, glass fiber, or metal fiber can be used. Also, high stiffness fibers such as Kevlar or other aramid fibers can be used. Kevlar is a registered trademark. Examples of thixotropic fibers include cellulose nanofibers.

また、添加材料ADは、上述した樹脂、発泡粒子、強化材料等の成分を混錬粉砕し、複合樹脂材料粉体として形成したものであってもよい。 Moreover, the additive material AD may be formed into a composite resin material powder by kneading and pulverizing the components such as the resin, foamed particles, reinforcing material, etc. mentioned above.

[1-2.繊維構造体の製造工程]
図2は、本発明を適用した繊維構造体の製造工程を示すフローチャートである。図2に示す製造工程は、シート製造装置100によりシートS1を製造する工程を含む。
[1-2. Manufacturing process of fiber structure]
FIG. 2 is a flowchart showing the manufacturing process of a fiber structure to which the present invention is applied. The manufacturing process shown in FIG. 2 includes a process of manufacturing the sheet S1 using the sheet manufacturing apparatus 100.

ステップSA1は、原料MAを粗砕する粗砕工程であり、例えば、シート製造装置100の粗砕部12による処理に相当する。粗砕工程は、原料MAを、所定サイズ以下に裁断する工程である。所定サイズは、例えば、1cm~5cm四方である。原料MAが、裁断された状態で供給される場合、ステップSA1を省略可能である。 Step SA1 is a crushing step of crushing the raw material MA, and corresponds to, for example, the process by the crushing section 12 of the sheet manufacturing apparatus 100. The coarse crushing process is a process of cutting the raw material MA into pieces smaller than a predetermined size. The predetermined size is, for example, 1 cm to 5 cm square. When raw material MA is supplied in a cut state, step SA1 can be omitted.

ステップSA2は、解繊工程であり、例えば、シート製造装置100の解繊部20による処理に相当する。
ステップSA3は、解繊物MBから繊維を主とする材料を取り出す工程であり、分離工程という。分離工程は、繊維や樹脂粒等を含む解繊物MBから、樹脂や添加剤等の粒子を分離し、繊維を主な成分とする材料を取り出す工程である。分離工程は、例えば、シート製造装置100の選別部40および回転体49を含む処理に相当する。
Step SA2 is a defibration step, and corresponds to processing by the defibration section 20 of the sheet manufacturing apparatus 100, for example.
Step SA3 is a process of taking out materials mainly consisting of fibers from the defibrated material MB, and is referred to as a separation process. The separation step is a step in which particles such as resin and additives are separated from the defibrated material MB containing fibers and resin particles, and a material whose main component is fibers is taken out. The separation process corresponds to, for example, a process that includes the sorting section 40 and the rotating body 49 of the sheet manufacturing apparatus 100.

ステップSA1で供給される原料MAが、シートS1の製造に影響する粒子等を含まない場合、或いは、原料MAに含まれる成分から粒子等を除去する必要がない場合、ステップSA3の分離工程を省略できる。この場合、解繊物MBが、そのまま繊維材料MCとして利用される。 If the raw material MA supplied in step SA1 does not contain particles etc. that would affect the production of sheet S1, or if there is no need to remove particles etc. from the components contained in the raw material MA, the separation step of step SA3 is omitted. can. In this case, the defibrated material MB is used as it is as the fiber material MC.

ステップSA4は、添加工程であり、ステップSA3で分離された繊維材料MCに添加材料ADを添加する工程である。添加工程は、例えば、シート製造装置100の添加物供給部52による処理に相当する。 Step SA4 is an addition step, and is a step of adding additive material AD to the fiber material MC separated in step SA3. The addition process corresponds to processing by the additive supply unit 52 of the sheet manufacturing apparatus 100, for example.

ステップSA5は、混合工程であり、繊維材料MCと、添加材料ADとを混合して混合物MXを製造する工程である。混合工程は、例えば、シート製造装置100の混合部50による処理に相当する。 Step SA5 is a mixing step, in which the fiber material MC and the additive material AD are mixed to produce a mixture MX. The mixing process corresponds to processing by the mixing section 50 of the sheet manufacturing apparatus 100, for example.

ステップSA6は、篩工程であり、混合物MXを篩にかけて大気中に分散させ、降下させる工程である。篩工程は、例えば、シート製造装置100の分散部60による処理に相当する。 Step SA6 is a sieving process, in which the mixture MX is sieved, dispersed in the atmosphere, and lowered. The sieving process corresponds to processing by the dispersion section 60 of the sheet manufacturing apparatus 100, for example.

ステップSA7は、堆積工程であり、ステップSA6の篩工程で降下する混合物MXを堆積させて、ウェブを形成する工程である。堆積工程は、例えば、シート製造装置100の第2ウェブ形成部70により第2ウェブW2を形成する処理に相当する。 Step SA7 is a deposition step in which the mixture MX that falls in the sieving step of Step SA6 is deposited to form a web. The deposition process corresponds to, for example, a process of forming the second web W2 by the second web forming section 70 of the sheet manufacturing apparatus 100.

ステップSA8は、加圧加熱工程であり、ウェブに対し、加圧及び加熱を行う。加熱加圧工程は、例えば、シート製造装置100の加工部80により、第2ウェブW2を加熱および加圧し、加圧後シートSS1および加熱後シートSS2を経て、シートS1を形成する処理に相当する。加圧加熱工程における加圧と加熱の順序は限定されないが、加圧が先に行われることが好ましい。 Step SA8 is a pressurizing and heating step, in which the web is pressurized and heated. The heating and pressing process corresponds to, for example, a process in which the processing unit 80 of the sheet manufacturing apparatus 100 heats and presses the second web W2, and forms the sheet S1 through the pressurized sheet SS1 and the heated sheet SS2. . Although the order of pressurization and heating in the pressurization and heating step is not limited, it is preferable that pressurization is performed first.

ステップSA9は、シートS1を用いて繊維構造体を成形する成形工程である。成形工程は、シートS1の連結、接合、接着等の処理により、箱形状等の繊維構造体が作成される。成形工程では、複数のシートS1を接合するため、接着材料による接着、熱可塑性樹脂の溶融を用いた熱融着、芯材による串刺し、留め部品による結束等の工法を用いることができ、シートS1の繊維表面のラフネスによる簡易接合を採用してもよい。 Step SA9 is a molding step of molding a fibrous structure using the sheet S1. In the forming process, a fibrous structure having a box shape or the like is created by connecting, bonding, adhering, etc. the sheets S1. In the forming process, in order to join the plurality of sheets S1, methods such as adhesion using an adhesive material, thermal fusion using melted thermoplastic resin, skewering using a core material, and binding using fastening parts can be used. Simple bonding based on the roughness of the fiber surface may be adopted.

図2に示した製造工程は、シート製造装置100を用いる場合に限定されず、他の装置により製造したシートS1を用いることも勿論可能である。また、シートS1の製造方法として図2に示した製造工程は一例であり、他の方法により製造したシートS1を用いて、本発明を適用した繊維構造体を成形してもよい。 The manufacturing process shown in FIG. 2 is not limited to the case where the sheet manufacturing apparatus 100 is used, and it is of course possible to use the sheet S1 manufactured by another apparatus. Moreover, the manufacturing process shown in FIG. 2 as a manufacturing method of sheet S1 is an example, and the fiber structure to which the present invention is applied may be molded using sheet S1 manufactured by other methods.

[1-3.シートの繊維配向方向]
図3は、シートS1における繊維配向方向の説明図である。
図3に符号Aで示すように、シートS1は、厚みの小さい平面形状または可撓性を有するシートである。シートS1は、原料MAを解繊した解繊物に含まれる繊維と、粒子状および/または繊維状の樹脂の混合物を篩って堆積させたものである。従って、シートS1の面をX-Y平面とするX-Y-Z直交座標系を想定すると、シートS1に含まれる繊維Fは、X-Y平面においてランダムな方向を向く一方、Z方向においては、シートS1の面に沿った方向となっている。シートS1に含まれる各々の繊維Fは、積層されて互いに重なり、或いは、他の繊維Fと点状接触して、一定の配向性を持つ構造となっている。
[1-3. Fiber orientation direction of sheet]
FIG. 3 is an explanatory diagram of the fiber orientation direction in the sheet S1.
As indicated by the symbol A in FIG. 3, the sheet S1 is a sheet having a thin planar shape or flexibility. The sheet S1 is obtained by sieving and depositing a mixture of fibers contained in a defibrated material obtained by defibrating the raw material MA and a particulate and/or fibrous resin. Therefore, assuming an X-Y-Z orthogonal coordinate system in which the surface of the sheet S1 is the X-Y plane, the fibers F included in the sheet S1 are oriented in random directions in the X-Y plane, while in the Z direction , the direction is along the surface of the sheet S1. The respective fibers F included in the sheet S1 are stacked and overlap each other, or are in point contact with other fibers F, so as to have a structure having a certain orientation.

従って、シートS1においては、繊維FがシートS1のX-Y平面の面内に沿っているため、X-Y平面を繊維Fの配向方向ということができる。 Therefore, in the sheet S1, since the fibers F are along the XY plane of the sheet S1, the XY plane can be said to be the orientation direction of the fibers F.

さらに、シートS1のX-Y平面内において、繊維Fの方向が偏在することがある。シートS1をシート製造装置100により製造する場合、円筒形のドラム部61の回転に伴ってメッシュベルト72に混合物MXが堆積する工程を経る。この堆積工程(ステップSA7)で、混合物MXに含まれる繊維は、ドラム部61の回転方向に沿った方向を向きやすい。このため、第2ウェブW2において、ドラム部61の回転方向に沿った向きの繊維Fが多く含まれる傾向にある。従って、シートS1においても、ドラム部61の回転方向を向く繊維Fが多く含まれる。 Furthermore, the direction of the fibers F may be unevenly distributed within the XY plane of the sheet S1. When the sheet S1 is manufactured by the sheet manufacturing apparatus 100, the mixture MX is deposited on the mesh belt 72 as the cylindrical drum section 61 rotates. In this deposition process (step SA7), the fibers included in the mixture MX tend to be oriented in the direction of rotation of the drum section 61. Therefore, the second web W2 tends to contain many fibers F oriented along the rotational direction of the drum portion 61. Therefore, the sheet S1 also contains many fibers F that are oriented in the rotation direction of the drum portion 61.

ここで、繊維Fの方向について、図3に符号Bで示す。通常、繊維Fは細長い形状を有している。繊維Fの長手方向のサイズを繊維長L1とし、繊維Fの短手方向のサイズを幅L2と呼ぶことができる。幅L2は、繊維径に相当する。本実施形態では、繊維Fの長さL1の方向を、配向方向DFという。配向方向DFは、1本の繊維Fの方向を示している。 Here, the direction of the fibers F is indicated by the symbol B in FIG. Usually, the fibers F have an elongated shape. The lengthwise size of the fibers F can be referred to as a fiber length L1, and the widthwise size of the fibers F can be referred to as a width L2. The width L2 corresponds to the fiber diameter. In this embodiment, the direction of the length L1 of the fibers F is referred to as the orientation direction DF. The orientation direction DF indicates the direction of one fiber F.

シートS1に含まれる複数の繊維Fの配向方向DFを総合して、シートS1における繊維配向方向DSを求めることができる。例えば、シートS1を構成する繊維Fから所定数の繊維Fを抽出し、抽出した複数の繊維Fの配向方向DFの平均の向きを求め、求めた向きを、シートS1の繊維配向方向DSとすることができる。
本発明者らは、繊維配向方向DSを求める方法として、デジタルマイクロスコープ(キーエンス社製:VHX5000)を用いて倍率200以上500倍以下の条件下で、シートS1、或いは後述する繊維構造体または繊維構造体ブロックの表面を観察した。発明者らは、デジタルマイクロスコープで観察した繊維Fから50本の繊維Fを無作為に選択し、観察した表面を基準とする配向方向DFを測定し、平均値を算出し、繊維配向方向DSとした。
By combining the orientation directions DF of the plurality of fibers F included in the sheet S1, the fiber orientation direction DS in the sheet S1 can be determined. For example, a predetermined number of fibers F are extracted from the fibers F constituting the sheet S1, the average direction of the orientation directions DF of the plurality of extracted fibers F is determined, and the determined direction is set as the fiber orientation direction DS of the sheet S1. be able to.
As a method for determining the fiber orientation direction DS, the present inventors used a digital microscope (manufactured by Keyence Corporation: VHX5000) at a magnification of 200 to 500 times to examine the sheet S1 or the fiber structure or fibers described below. The surface of the structure block was observed. The inventors randomly selected 50 fibers F from the fibers F observed with a digital microscope, measured the orientation direction DF based on the observed surface, calculated the average value, and calculated the fiber orientation direction DS. And so.

より詳細には、配向方向DFが所定方向である繊維Fの数をT1とし、配向方向DFが所定方向とは異なる方向である繊維Fの数をT2とし、T1/T2を求めることにより、所定方向における繊維数の割合を求めることができる。そして、この繊維数の割合が最も大きい所定方向を、シートS1の繊維配向方向DSとすることができる。 More specifically, the number of fibers F whose orientation direction DF is in a predetermined direction is T1, the number of fibers F whose orientation direction DF is in a direction different from the predetermined direction is T2, and by calculating T1/T2, the predetermined The ratio of the number of fibers in the direction can be determined. Then, the predetermined direction in which the ratio of the number of fibers is the largest can be set as the fiber orientation direction DS of the sheet S1.

シートS1における繊維配向方向DSの例を、図3に符号Cで示す。シートS1は、X-Y平面におけるサイズに比べて、厚みを示すZ方向のサイズが小さい。このため、シートS1の繊維配向方向DSは、ほとんどの場合、図3に示すようにX-Y平面内の方向となる。繊維配向方向DSは、Y軸に平行な繊維配向方向DS1、および、X軸に平行な繊維配向方向DS2のほか、X軸およびY軸に対し傾いている繊維配向方向DS3、DS4、或いはその他の方向となり得る。 An example of the fiber orientation direction DS in the sheet S1 is indicated by the symbol C in FIG. The size of the sheet S1 in the Z direction, which indicates the thickness, is smaller than the size in the XY plane. Therefore, in most cases, the fiber orientation direction DS of the sheet S1 is in the XY plane, as shown in FIG. The fiber orientation direction DS includes a fiber orientation direction DS1 parallel to the Y axis and a fiber orientation direction DS2 parallel to the X axis, as well as fiber orientation directions DS3, DS4 tilted with respect to the It can be a direction.

さらに、多くの繊維Fの配向方向DFを、シートの繊維配向方向DSと一致する手法が挙げられる。図4は、シートS2における繊維配向方向DSの説明図である。シートS2は、複数のシートSを積層した積層体201から、シート形状となるように切断面CUに沿って切り出された部材である。 Furthermore, there is a method in which the orientation direction DF of many fibers F matches the fiber orientation direction DS of the sheet. FIG. 4 is an explanatory diagram of the fiber orientation direction DS in the sheet S2. The sheet S2 is a member cut out along the cut surface CU so as to have a sheet shape from the laminate 201 in which a plurality of sheets S are laminated.

積層体201は、複数枚のシートSを積層し、或いは、シートSを折りたたむことによって複数の層が重なった状態となったものに、接合処理を施して形成される。接合処理は、プレス処理、加圧処理および加熱処理、オーブンや炉内における加熱処理、接着剤による接着処理等である。 The laminate 201 is formed by laminating a plurality of sheets S, or by applying a bonding process to a state in which a plurality of layers are overlapped by folding the sheets S. The bonding treatment includes press treatment, pressure treatment, heat treatment, heat treatment in an oven or furnace, bonding treatment with an adhesive, and the like.

シートS2では、積層体201をY-Z平面で切断したことにより、X方向に延びる繊維Fが短く切断されている。また、積層体201は、Z方向に延びる長い繊維Fを含まない。従って、シートS2の繊維配向方向DSは、図中のY方向に平行であり、繊維配向方向DSに沿っていない繊維Fは、ほぼ短繊維である。
シートS2は、多くの繊維Fの配向方向DFが繊維配向方向DSに平行であり、配向方向DFが良く整った状態にある。
In the sheet S2, the fibers F extending in the X direction are cut short by cutting the laminate 201 along the YZ plane. Further, the laminate 201 does not include long fibers F extending in the Z direction. Therefore, the fiber orientation direction DS of the sheet S2 is parallel to the Y direction in the figure, and the fibers F that are not along the fiber orientation direction DS are almost short fibers.
In the sheet S2, the orientation direction DF of many fibers F is parallel to the fiber orientation direction DS, and the orientation direction DF is well arranged.

[1-4.繊維構造体の緩衝機能]
ここで、繊維構造体の緩衝機能と繊維配向方向DSについて説明する。
図5は、緩衝機能の試験に用いた試験片の構成を示す図である。ここで、緩衝機能とは、シートSを用いて成形された繊維構造体に衝撃が加わった場合に、繊維構造体から他の物体に衝撃が伝達されないように、衝撃を吸収あるいは緩和する作用をいう。
[1-4. Buffer function of fiber structure]
Here, the buffering function of the fiber structure and the fiber orientation direction DS will be explained.
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a test piece used for testing the buffer function. Here, the buffering function refers to the effect of absorbing or mitigating the impact when an impact is applied to the fibrous structure formed using the sheet S, so that the impact is not transmitted from the fibrous structure to other objects. say.

本発明者らは、シートS1またはシートS2を用いて試験片210及び試験片220を制作し、試験片210、220に外力を加えた場合の応力と圧縮率を測定した。また、比較対象として発泡スチロール製の試験片230を制作して、試験片210、220と同様の測定を行った。図5には、試験片210、220、230を図示し、試験において外力が加わる方向を符号PWで示す。 The present inventors produced a test piece 210 and a test piece 220 using the sheet S1 or the sheet S2, and measured the stress and compressibility when an external force was applied to the test pieces 210 and 220. In addition, a test piece 230 made of expanded polystyrene was produced as a comparison object, and the same measurements as the test pieces 210 and 220 were performed. FIG. 5 shows test pieces 210, 220, and 230, and the direction in which external force is applied during the test is indicated by PW.

試験片210は、略直方体形状であり、試験の際に外力PWが加わる面211を有する。試験片210における繊維配向方向DSは、外力PWの方向に対し、45度(Degree)を超える角度で交差し、典型的には垂直である。別の表現では面211の法線に対して繊維配向方向DSが直交する。試験片210の密度は0.15であり、試験片210に含まれる添加材料ADの樹脂は30重量%であった。 The test piece 210 has a substantially rectangular parallelepiped shape and has a surface 211 to which external force PW is applied during testing. The fiber orientation direction DS in the test piece 210 intersects the direction of the external force PW at an angle of more than 45 degrees, and is typically perpendicular. In another expression, the fiber orientation direction DS is perpendicular to the normal to the surface 211. The density of the test piece 210 was 0.15, and the resin content of the additive material AD contained in the test piece 210 was 30% by weight.

試験片220は、略直方体形状であり、試験の際に外力PWが加わる面221を有する。試験片220における繊維配向方向DSは、外力PWの方向との角度が45度以内であり、典型的には平行である。別の表現では面211の法線に対して繊維配向方向DSが平行である。試験片220の密度は0.15であり、試験片220に含まれる添加材料ADの樹脂は30重量%であった。
試験片210および試験片220は、シートS1またはシートS2を積層して接合することにより、製作できる。
The test piece 220 has a substantially rectangular parallelepiped shape and has a surface 221 to which external force PW is applied during testing. The fiber orientation direction DS in the test piece 220 has an angle of 45 degrees or less with the direction of the external force PW, and is typically parallel to the direction. In another expression, the fiber orientation direction DS is parallel to the normal to the surface 211. The density of the test piece 220 was 0.15, and the resin content of the additive material AD contained in the test piece 220 was 30% by weight.
The test piece 210 and the test piece 220 can be manufactured by stacking and joining sheets S1 or S2.

試験片230は、発泡スチロール製の略直方体形状の物体であり、試験の際に外力PWが加わる面231を有する。 The test piece 230 is a substantially rectangular parallelepiped object made of expanded polystyrene, and has a surface 231 to which an external force PW is applied during the test.

図6は、緩衝機能の試験結果を示す図表である。図5の横軸は圧縮率を示し、縦軸は応力を示す。圧縮率は、外力PWが加わることにより試験片210、220、230が外力PW方向に圧縮された量を、試験片210、220、230のサイズに対する割合により示している。応力は、外力PWに抗する試験片210、220、230の応力である。
図6の曲線251は試験片210の圧縮率-応力曲線であり、曲線252は試験片220の圧縮率-応力曲線である。曲線253は試験片230の圧縮率-応力曲線である。
FIG. 6 is a chart showing the test results of the buffer function. The horizontal axis in FIG. 5 shows the compressibility, and the vertical axis shows the stress. The compression ratio indicates the amount by which the test pieces 210, 220, 230 are compressed in the direction of the external force PW by applying the external force PW, as a ratio to the size of the test pieces 210, 220, 230. The stress is the stress of the test pieces 210, 220, 230 resisting the external force PW.
Curve 251 in FIG. 6 is the compressibility-stress curve of test piece 210, and curve 252 is the compressibility-stress curve of test piece 220. Curve 253 is the compressibility-stress curve of test piece 230.

また、図6には、対照例としての試験片の圧縮率-応力曲線である曲線254を示す。曲線254は、繊維Fの配向方向DFが乱雑である、すなわち配向方向DFが特定の方向に偏っていない、或いは、偏りが小さい試験片を用いた例である。この試験片は、配向方向DFが分散するようにシート製造装置100によって低密度で製造したシートS1で構成され、密度0.09であり、添加材料ADの樹脂を33重量%含む。 Further, FIG. 6 shows a curve 254 that is a compressibility-stress curve of a test piece as a control example. A curve 254 is an example in which a test piece is used in which the orientation direction DF of the fibers F is random, that is, the orientation direction DF is not biased in a specific direction or is slightly biased. This test piece is composed of a sheet S1 manufactured at low density by the sheet manufacturing apparatus 100 so that the orientation direction DF is dispersed, has a density of 0.09, and contains 33% by weight of the resin as the additive material AD.

曲線251、254は、圧縮率が高まるにつれて応力が増している。つまり、外力PWにより面211が陥凹するにつれて、外力PWに抗する応力が増しているので、外力PWによって圧縮され、高密度化している。 In curves 251 and 254, the stress increases as the compression rate increases. In other words, as the surface 211 is depressed by the external force PW, the stress resisting the external force PW increases, so it is compressed by the external force PW and becomes denser.

これに対し、曲線253は、圧縮率の増大に対する応力の増加が小さい。つまり、発泡スチロール製の試験片230は、外力PWによって変形して面231が陥凹しても応力が増大しない傾向がある。曲線252は、全体として曲線253と同様の傾向を示しており、圧縮率の増大に対する応力の増加が小さい傾向を示している。 In contrast, in curve 253, the increase in stress with respect to the increase in compressibility is small. In other words, even if the test piece 230 made of expanded polystyrene is deformed by the external force PW and the surface 231 is depressed, the stress tends not to increase. Curve 252 shows a similar tendency as curve 253 as a whole, and shows a tendency for stress to increase less with increasing compressibility.

曲線252、253の結果から、試験片220および試験片230は、外部から押圧力や衝撃が加わった場合に変形するが、変形の過程において応力を増大させないか、増大させにくい傾向にある。このため、試験片220や試験片230と同様の材料を包装材や収納容器として被収容物を収めた状態で、外力や衝撃が加わった場合、包装材あるいは収納容器が変形や破壊しても、被収容物に力が加わりにくいといえる。発泡スチロール製の収納容器は緩衝機能に優れていることが評価されており、試験片220も同様に、緩衝機能に優れる包装材や収納容器の製造に好適である。一方、曲線251の結果からは、試験片210と同様の材料で構成される包装材や収納容器に被収容物を収めた状態で、外力や衝撃が加わった場合、被収容物にも力や衝撃が加わりやすいといえる。 From the results of curves 252 and 253, test piece 220 and test piece 230 deform when external pressing force or impact is applied, but they tend not to increase stress or do not easily increase stress during the deformation process. Therefore, if an external force or impact is applied to a material similar to that of the test piece 220 or test piece 230 used as a packaging material or storage container to contain an object, the packaging material or storage container may be deformed or destroyed. , it can be said that it is difficult to apply force to the stored object. Storage containers made of expanded polystyrene have been evaluated to have excellent buffering properties, and the test piece 220 is similarly suitable for manufacturing packaging materials and storage containers that have excellent buffering properties. On the other hand, the results of curve 251 indicate that when an external force or impact is applied to an object housed in a packaging material or storage container made of the same material as test piece 210, the object will also be affected by the force. It can be said that it is easy to receive shock.

図7は、試験片210、220、230の緩衝機能の発現状態を示す模式図である。
図7に示すように、試験片210は、繊維Fが重なった状態で外力PWにより圧縮されることで、圧縮率が高まるほど硬度および剛性が増し、応力を発現するに至ったと考察される。これに対し、試験片220は、外力PWを受けた繊維Fが、外力PWを避けるようにDV方向に移動することにより、試験片220全体が大きく変形し、外力PWに降伏したと考えられる。この場合、試験片220の変形に伴い、試験片220に含まれる繊維を、結合材料によって結合した状態から互いに解離させるために外力PWの衝撃エネルギーが消費されるので、外力PWが緩和、吸収される。また、試験片220は外力PWとは異なる方向に変形するので、外力PWが加わっても試験片220が高密度化しにくい。従って、変形に伴う応力の増大が起きにくい。また、発泡スチロール製の試験片230は、外力PWにより個々のスチロール樹脂の粒が潰れるので、試験片230全体としての剛性が変化せず、応力が増大しにくいと考えられる。
FIG. 7 is a schematic diagram showing the state of development of the buffer function of the test pieces 210, 220, and 230.
As shown in FIG. 7, it is considered that the test piece 210 was compressed by the external force PW in a state in which the fibers F overlapped, so that the higher the compression ratio, the higher the hardness and rigidity, and the stress was developed. On the other hand, in the test piece 220, the fibers F subjected to the external force PW moved in the DV direction to avoid the external force PW, so that the entire test piece 220 was significantly deformed and yielded to the external force PW. In this case, as the test piece 220 deforms, the impact energy of the external force PW is consumed in order to dissociate the fibers included in the test piece 220 from the state bonded by the binding material, so the external force PW is relaxed and absorbed. Ru. Moreover, since the test piece 220 deforms in a direction different from the external force PW, the test piece 220 is difficult to become denser even if the external force PW is applied. Therefore, stress is less likely to increase due to deformation. In addition, in the test piece 230 made of expanded polystyrene, individual styrene resin grains are crushed by the external force PW, so the rigidity of the test piece 230 as a whole does not change, and it is considered that stress is unlikely to increase.

このように、シートS1やシートS2を用いた繊維構造体では、繊維配向方向DSが、外力PWや衝撃が加わる方向と平行、或いは平行に近い場合に、発泡スチロール製の容器のように優れた緩衝機能を実現できる。
発明者らの知見では、高い緩衝機能を得られるのは、繊維配向方向DSが、外力PWや衝撃が作用する方向に対し、-45度以上、+45度以下の角度をなす場合である。
In this way, in a fiber structure using sheet S1 or sheet S2, when the fiber orientation direction DS is parallel or close to parallel to the direction in which external force PW or impact is applied, it is possible to provide excellent cushioning like a Styrofoam container. function can be realized.
According to the findings of the inventors, a high buffering function can be obtained when the fiber orientation direction DS forms an angle of -45 degrees or more and +45 degrees or less with respect to the direction in which external force PW or impact acts.

以下の説明において、シートS1とシートS2を区別しない場合は、シートSと表記する。すなわち、以下の説明でシートSを用いて構成される各種の構造体は、シートS1を材料として制作してもよいし、シートS2を材料として制作してもよい。 In the following description, if the sheet S1 and the sheet S2 are not distinguished, they will be referred to as a sheet S. That is, various structures constructed using the sheet S in the following description may be manufactured using the sheet S1 as a material, or may be manufactured using the sheet S2 as a material.

[1-5.繊維構造体の構成例]
ここで、シートSを用いた繊維構造体の構成例を説明する。
図8は、シートSを用いた構成例としての繊維構造体300の斜視図である。繊維構造体300は、底面301、側面302、303、304、305、及び、上面306を有する略直方体形状の箱である。
[1-5. Configuration example of fiber structure]
Here, a configuration example of a fiber structure using the sheet S will be explained.
FIG. 8 is a perspective view of a fiber structure 300 as a configuration example using the sheet S. The fiber structure 300 is a substantially rectangular box having a bottom surface 301, side surfaces 302, 303, 304, 305, and a top surface 306.

側面302、303、304、305のうち少なくとも1面は、いずれもシートSを用いて構成される。より好ましくは、側面302、303、304、305のうち2面以上がシートSを用いて構成され、さらに好ましくは4面の全てがシートSで構成される。なお、繊維構造体300の複数の面がシートSで構成される場合、シートS1およびシートS2が混在して用いられてもよい。 At least one of the side surfaces 302, 303, 304, and 305 is configured using the sheet S. More preferably, two or more of the side surfaces 302, 303, 304, and 305 are configured using the sheet S, and even more preferably, all four sides are configured using the sheet S. In addition, when the several surface of the fiber structure 300 is comprised by the sheet|seat S, sheet|seat S1 and sheet|seat S2 may be used together.

一方、底面301および上面306は、シートSにより構成されてもよい。また、剛性を有する板材であれば、シートS以外の材料を用いてもよく、例えば、合成樹脂製のシートや板、紙、木材や金属の板であってもよい。
また、図8には、底面301、側面302、303、304、305及び上面306の繊維配向方向DSを、矢印で示す。
On the other hand, the bottom surface 301 and the top surface 306 may be formed of the sheet S. Further, any material other than the sheet S may be used as long as it has rigidity; for example, a synthetic resin sheet or board, paper, wood, or metal board may be used.
Further, in FIG. 8, the fiber orientation direction DS of the bottom surface 301, the side surfaces 302, 303, 304, 305, and the top surface 306 is indicated by arrows.

繊維構造体300の内部は、被収容物を収容する収容空間となっている。繊維構造体300は、繊維構造体300の外部から加わる外力PWに対して緩衝作用を発揮して、外力PWを減衰させ、被収容物を保護することができる。ここで、外力PWは、衝撃力、或いは、押圧力であり、両方を含んでもよい。 The inside of the fiber structure 300 is a storage space for storing objects. The fiber structure 300 can exhibit a buffering effect against the external force PW applied from outside the fiber structure 300, attenuate the external force PW, and protect the stored object. Here, the external force PW is an impact force or a pressing force, and may include both.

図8には、底面301に向けて外部から外力PWが加わる場合を例示する。この例では、底面301は、外力PWが加わる外面に相当する。側面302、303、304、305には、底面301を介して外力PWが加わる。また、外力PWが底面301の周縁部に加わる場合には、側面302、303、304、305に直接、外力PWが加わるといえる。 FIG. 8 illustrates a case where an external force PW is applied from the outside toward the bottom surface 301. In this example, the bottom surface 301 corresponds to the outer surface to which the external force PW is applied. External force PW is applied to the side surfaces 302, 303, 304, and 305 via the bottom surface 301. Furthermore, when the external force PW is applied to the peripheral edge of the bottom surface 301, it can be said that the external force PW is applied directly to the side surfaces 302, 303, 304, and 305.

ここで、側面302、303、304、305の繊維配向方向DSは、いずれも、外力PWに対し、ほぼ0度の角度をなす。従って、試験片220について上述したように、側面302、303、304、305が外力PWに対する緩衝作用を発揮し、外力PWを減衰させることができる。
緩衝作用が発揮される場合の外力PWの方向は、図8に示す例に限定されない。すなわち、外力PWが、底面301の法線に対し45度以内の角度で加わった場合には、この外力PWに対し、側面302、303、304、305の緩衝作用が発揮される。
Here, the fiber orientation directions DS of the side surfaces 302, 303, 304, and 305 all form an angle of approximately 0 degrees with respect to the external force PW. Therefore, as described above regarding the test piece 220, the side surfaces 302, 303, 304, and 305 exert a buffering effect against the external force PW, and can attenuate the external force PW.
The direction of the external force PW when the buffering effect is exerted is not limited to the example shown in FIG. 8 . That is, when external force PW is applied at an angle of 45 degrees or less with respect to the normal to bottom surface 301, the side surfaces 302, 303, 304, and 305 exert a buffering effect against this external force PW.

図8には、底面301および/または上面306をシートSにより構成した例を示す。この例では、底面301の繊維配向方向DSと上面306の繊維配向方向DSが同じ方向を向いている。このため、側面303または側面305の法線に対し45度以内の方向から外力PWが加わった場合、底面301および/または上面306による緩衝作用が発揮される。 FIG. 8 shows an example in which the bottom surface 301 and/or the top surface 306 are made of a sheet S. In this example, the fiber orientation direction DS of the bottom surface 301 and the fiber orientation direction DS of the top surface 306 are oriented in the same direction. Therefore, when an external force PW is applied from a direction within 45 degrees to the normal line of the side surface 303 or the side surface 305, the bottom surface 301 and/or the top surface 306 exerts a buffering effect.

図9は、シートSを用いた繊維構造体の別の構成例として、繊維構造体310を示す斜視図である。図10は、図9のQ-Q線における断面図であり、繊維構造体310の断面を示している。 FIG. 9 is a perspective view showing a fiber structure 310 as another example of the structure of the fiber structure using the sheet S. FIG. 10 is a sectional view taken along the line QQ in FIG. 9, and shows a cross section of the fiber structure 310.

繊維構造体310は、底面311、側面312、313、314、315、及び、上面316を有する略直方体形状の箱である。繊維構造体310の内部には、内部構造体320が配置されている。内部構造体320は、底面321、側面322、323、324、325、及び、上面326を有する略直方体形状の箱である。内部構造体320は、斜面材331、332、333、334を介して繊維構造体310の底部に支持されている。内部構造体320の底面321は底面311から離れた位置にある。 The fiber structure 310 is a substantially rectangular box having a bottom surface 311, side surfaces 312, 313, 314, 315, and a top surface 316. An internal structure 320 is arranged inside the fiber structure 310. The internal structure 320 is a substantially rectangular box having a bottom surface 321, side surfaces 322, 323, 324, 325, and a top surface 326. The internal structure 320 is supported on the bottom of the fiber structure 310 via slope members 331, 332, 333, and 334. A bottom surface 321 of the internal structure 320 is located away from the bottom surface 311.

繊維構造体310の底面311、側面302、303、304、305および上面306は、剛性を有する板材であれば、シートS以外の材料を用いてもよく、例えば、合成樹脂製のシートや板、紙、木材や金属の板であってもよい。これらの面をシートSにより構成してもよい。 The bottom surface 311, side surfaces 302, 303, 304, 305, and top surface 306 of the fiber structure 310 may be made of a material other than the sheet S as long as it has rigidity; for example, a synthetic resin sheet or plate, It may be a paper, wood or metal plate. These surfaces may be composed of sheets S.

斜面材331、332、333、334のうち少なくとも1面は、いずれもシートSを用いて構成される。より好ましくは2面以上、さらに好ましくは4面の全てがシートSで構成される。なお、斜面材331、332、333、334のうち複数の面がシートSで構成される場合、シートS1およびシートS2が混在して用いられてもよい。
本実施形態では、斜面材331、332、333、334の全てがシートSで構成された例を示し、各斜面材331、332、333、334の繊維配向方向DSを図中に矢印で示す。
At least one surface of the slope members 331, 332, 333, and 334 is configured using a sheet S. More preferably, two or more sides, and even more preferably all four sides, are made up of sheets S. Note that when a plurality of surfaces of the slope members 331, 332, 333, and 334 are composed of sheets S, the sheets S1 and S2 may be used in combination.
In this embodiment, an example is shown in which all of the slope members 331, 332, 333, and 334 are made of sheets S, and the fiber orientation direction DS of each slope member 331, 332, 333, and 334 is indicated by an arrow in the figure.

内部構造体320は、被収容物を収容する収容空間を構成する。内部構造体320に収容される被収容物は、底面321を介して斜面材331、332、333、334によって支えられている。 The internal structure 320 constitutes a storage space that stores an object. The objects housed in the internal structure 320 are supported by slope members 331, 332, 333, and 334 via the bottom surface 321.

繊維構造体310は、繊維構造体310の外部から底面311に向けて加わる外力PWに対して緩衝作用を発揮して、外力PWを減衰させ、内部構造体320に収容される被収容物を保護する効果がある。 The fiber structure 310 exhibits a buffering effect against the external force PW applied from the outside of the fiber structure 310 toward the bottom surface 311, attenuates the external force PW, and protects the object accommodated in the internal structure 320. It has the effect of

この例では、底面311は、外力PWが加わる外面に相当する。斜面材331、332、333、334は、底面311を介して間接的に外力PWを受け、外力PWに対して緩衝作用を発揮する。 In this example, the bottom surface 311 corresponds to the outer surface to which the external force PW is applied. The slope members 331, 332, 333, and 334 indirectly receive the external force PW via the bottom surface 311, and exhibit a buffering effect against the external force PW.

図10の断面図では、底面311の法線方向に外力PWが加わる場合を仮定する。斜面材331は、斜面材331の繊維配向方向DSに対する外力PWの方向の角度θ1の大きさが45度以内である場合、試験片220を例示して説明したように緩衝作用を発揮し、外力PWを減衰させる。なお、角度θ1が45度より大きい角度であっても斜面材331による緩衝作用が発揮されるが、|θ1|≦45°である場合には緩衝作用が良好に発揮され、内部構造体320内の被収容物を保護できる。
斜面材333も同様に、斜面材333の繊維配向方向DSに対する外力PWの方向の角度θ2の大きさが45度以内である場合、|θ2|≦45°である場合に、優れた緩衝作用を発揮して外力PWを減衰させる。
In the cross-sectional view of FIG. 10, it is assumed that an external force PW is applied in the normal direction of the bottom surface 311. When the angle θ1 of the direction of the external force PW with respect to the fiber orientation direction DS of the slope material 331 is within 45 degrees, the slope material 331 exhibits a buffering effect and absorbs the external force as explained using the test piece 220 as an example. Attenuates PW. Note that even if the angle θ1 is larger than 45 degrees, the buffering effect by the slope material 331 is exerted, but when |θ1| can protect stored items.
Similarly, the slope material 333 exhibits an excellent buffering effect when the angle θ2 of the direction of the external force PW with respect to the fiber orientation direction DS of the slope material 333 is within 45 degrees, and when |θ2|≦45 degrees. exerts force to attenuate external force PW.

繊維構造体300は、外力PWが直接または間接的に加わる外面にシートSを用いた構成である。これに対し、繊維構造体310は、外力PWが間接的に加わる内部の構造体にシートSを用いた構成である。これらのいずれの場合にも、シートSが緩衝作用を発揮し、被収容物を保護できる。特に、外力PWの方向に対してシートSの繊維配向方向DSが45度以内であると、良好な緩衝作用が発揮される。 The fiber structure 300 has a structure in which a sheet S is used on the outer surface to which the external force PW is directly or indirectly applied. On the other hand, the fiber structure 310 has a structure in which the sheet S is used as an internal structure to which the external force PW is indirectly applied. In any of these cases, the sheet S exerts a cushioning effect and can protect the stored items. In particular, when the fiber orientation direction DS of the sheet S is within 45 degrees with respect to the direction of the external force PW, a good buffering effect is exhibited.

図11は、シートSを用いた繊維構造体のさらに別の構成例として、繊維構造体350を示す斜視図である。詳細には、シートSの加工例としての筒状体401、および、筒状体401を用いて制作された繊維構造体350を示す。
筒状体401は、シートSを筒状に丸めた構造物である。筒状体401は、断面円形の筒であってもよいし、断面が楕円形であっても多角形であってもよい。筒状体401において複数のシートSが重なる部分があってもよい。筒状体401の繊維配向方向DSは、例えば、図11に示すように筒状体401の軸方向に沿った方向となる。
FIG. 11 is a perspective view showing a fibrous structure 350 as yet another configuration example of a fibrous structure using the sheet S. In detail, a cylindrical body 401 as an example of processing the sheet S and a fiber structure 350 produced using the cylindrical body 401 are shown.
The cylindrical body 401 is a structure obtained by rolling the sheet S into a cylindrical shape. The cylindrical body 401 may be a cylinder with a circular cross section, an elliptical cross section, or a polygonal cross section. There may be a portion in the cylindrical body 401 where a plurality of sheets S overlap. The fiber orientation direction DS of the cylindrical body 401 is, for example, a direction along the axial direction of the cylindrical body 401, as shown in FIG.

繊維構造体350の内部には筒状体401が配置される。繊維構造体350は、底面351、側面352、353、354、355、及び、上面356を有する略直方体形状の箱である。筒状体401は、底面351と上面356の少なくともいずれか、好ましくは両方に固定される。 A cylindrical body 401 is arranged inside the fiber structure 350. The fiber structure 350 is a substantially rectangular box having a bottom surface 351, side surfaces 352, 353, 354, 355, and a top surface 356. The cylindrical body 401 is fixed to at least one of the bottom surface 351 and the top surface 356, preferably both.

図11には、底面351に向けて外部から外力PWが加わる場合を例示する。この例では、底面351は、外力PWが加わる外面に相当する。筒状体401には、底面351を介して間接的に外力PWが加わる。筒状体401の繊維配向方向DSは外力PWの方向から45度以内の角度であるため、外力PWに対し、筒状体401が変形しながら緩衝作用を発揮する。このため、筒状体401の内部空間に被収容物を収容した場合、被収容物に伝わる外力PWを減衰させて、被収容物を保護できる。 FIG. 11 illustrates a case where an external force PW is applied from the outside toward the bottom surface 351. In this example, the bottom surface 351 corresponds to the outer surface to which the external force PW is applied. External force PW is indirectly applied to the cylindrical body 401 via the bottom surface 351. Since the fiber orientation direction DS of the cylindrical body 401 is at an angle within 45 degrees from the direction of the external force PW, the cylindrical body 401 exhibits a buffering effect while deforming against the external force PW. Therefore, when an object is housed in the internal space of the cylindrical body 401, the external force PW transmitted to the object can be attenuated and the object can be protected.

また、繊維構造体350において、側面352、353、354、355をシートSにより構成した場合、筒状体401とともに各側面352、353、354、355が緩衝作用を発揮する。このため、より確実に、被収容物を外力PWから保護できる。 Further, in the fiber structure 350, when the side surfaces 352, 353, 354, and 355 are formed of sheets S, each side surface 352, 353, 354, and 355 exerts a buffering effect together with the cylindrical body 401. Therefore, the stored object can be more reliably protected from the external force PW.

[1-6.シートを構成する成分の例]
シートSを構成する材料は、原料MAに含まれるセルロース繊維と、1または複数種類の添加材料ADとの組み合わせが挙げられる。
この構成により、シートSの製造過程において加熱によってセルロース繊維同士の架橋構造が形成され、シートSにおいては繊維構造間の空隙が保持され、かつ、繊維構造に剛性を与えることができる。さらに、架橋構造に寄与しなかった添加材料ADの樹脂成分は、繊維の表面をコートすることにより繊維の剛性を向上させる効果がある。
[1-6. Examples of components that make up the sheet]
Examples of the material constituting the sheet S include a combination of cellulose fibers contained in the raw material MA and one or more types of additive materials AD.
With this configuration, a crosslinked structure between cellulose fibers is formed by heating during the manufacturing process of the sheet S, and voids between the fiber structures are maintained in the sheet S, and rigidity can be imparted to the fiber structure. Furthermore, the resin component of the additive material AD that did not contribute to the crosslinked structure has the effect of improving the rigidity of the fiber by coating the surface of the fiber.

さらに、繊維の架橋構造は、外力PWが加わった場合に微小変形領域として、印加された外力PWの衝撃やエネルギーを吸収し、熱エネルギーとして放出し緩和する。これにより衝撃吸収機能や内部損失としてのノイズ吸収などの機能を発揮する作用がある。上述したように、繊維配向方向DSが外力PWの方向に対し-45度以上+45以下の範囲に位置する構成とすることで、外力PWのエネルギーに対する応力を発揮する際に、繊維同士の架橋構造によるエネルギー緩和がより効果的に起こるようになる。 Further, when an external force PW is applied, the crosslinked structure of the fiber acts as a micro-deformation region, absorbs the impact and energy of the applied external force PW, and releases it as thermal energy to relax it. This has the effect of exhibiting functions such as shock absorption function and noise absorption as internal loss. As mentioned above, by configuring the fiber orientation direction DS to be located in the range of -45 degrees or more and +45 degrees or less with respect to the direction of the external force PW, the crosslinked structure between the fibers is created when exerting stress in response to the energy of the external force PW. energy relaxation will occur more effectively.

シートSを構成する組成の例として、第1組成例、第2組成例、第3組成例、第4組成例、および、第5組成例を挙げる。 Examples of compositions constituting the sheet S include a first composition example, a second composition example, a third composition example, a fourth composition example, and a fifth composition example.

第1組成例は、原料MAに由来するセルロース繊維と、粒子状の第1樹脂と、粒子状の第2樹脂とを含む。
第1組成例は、粒子状の第1樹脂および第2樹脂が、製造後のシートSにおいても熱溶融性を維持させる。このため、後述するように、複数のシートSを接合する際に、加熱によって容易に接合できるという利点がある。
The first composition example includes cellulose fibers derived from raw material MA, a particulate first resin, and a particulate second resin.
In the first composition example, the particulate first resin and second resin maintain thermal meltability even in the sheet S after production. Therefore, as will be described later, when joining a plurality of sheets S, there is an advantage that they can be easily joined by heating.

第2組成例は、原料MAに由来するセルロース繊維と、粒子状の第1樹脂と、繊維状の第2樹脂とを含む。第2組成例は、繊維状の第2樹脂がセルロース繊維を強固に接合する効果が期待できる。さらに、粒子状の第1樹脂を含むため、製造後のシートSが熱用優勢を維持する。このため、後述するように、複数のシートSを接合する際に、加熱によって容易に接合できるという利点がある。 The second composition example includes cellulose fibers derived from raw material MA, a particulate first resin, and a fibrous second resin. In the second composition example, the effect that the fibrous second resin firmly joins the cellulose fibers can be expected. Furthermore, since the sheet S contains the particulate first resin, the sheet S after manufacturing maintains superior heat use. Therefore, as will be described later, when joining a plurality of sheets S, there is an advantage that they can be easily joined by heating.

第1樹脂および第2樹脂は、上記の熱可塑性樹脂、および、熱硬化性樹脂から選択され、少なくともいずれか一方は熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。
第1樹脂および第2樹脂のいずれか一方を、生分解性の樹脂とすることができる。この場合、より環境負荷の小さいシートS、および繊維構造体を提供できる。また、第1樹脂および第2樹脂のいずれか一方を耐水性の高い樹脂とする場合、他方を水溶性の樹脂とすることができる。すなわち、水溶性の樹脂を用いて、耐水性を有するシートSを実現できる。
The first resin and the second resin are selected from the above-mentioned thermoplastic resins and thermosetting resins, and it is preferable that at least one of them contains a thermoplastic resin.
Either the first resin or the second resin can be a biodegradable resin. In this case, it is possible to provide a sheet S and a fiber structure with a smaller environmental load. Moreover, when either the first resin or the second resin is made of a resin with high water resistance, the other resin can be made of a water-soluble resin. That is, the sheet S having water resistance can be realized using a water-soluble resin.

第3組成例は、原料MAに由来するセルロース繊維と、粒子状の第1樹脂と、繊維状の第3樹脂とを含む。第3樹脂は、上述した、加熱により多孔質構造を形成する樹脂材料あるいは高分子材料から選択される。この構成では、第1樹脂により架橋されるセルロース繊維の間に、第3樹脂によって大きな空隙を確保することができる。このため、衝撃エネルギーを吸収する能力を、より一層高めることが期待できる。 The third composition example includes cellulose fibers derived from raw material MA, a particulate first resin, and a fibrous third resin. The third resin is selected from the above-mentioned resin materials or polymer materials that form a porous structure when heated. With this configuration, large voids can be secured by the third resin between the cellulose fibers crosslinked by the first resin. Therefore, it is expected that the ability to absorb impact energy will be further improved.

第4組成例は、原料MAに由来するセルロース繊維と、第1樹脂および/または第2樹脂と、無機粒子とを含む。無機粒子は、例えば、上述した炭酸カルシウム、マイカ等の無機充填剤から選択される。
第5組成例は、原料MAに由来するセルロース繊維と、第1樹脂および/または第2樹脂と、無機繊維または高剛性繊維とを含む。無機繊維または高剛性繊維は、上述した剛繊維やチクソ性繊維から選択される。
The fourth composition example includes cellulose fibers derived from raw material MA, a first resin and/or a second resin, and inorganic particles. The inorganic particles are selected from, for example, the above-mentioned inorganic fillers such as calcium carbonate and mica.
The fifth composition example includes cellulose fibers derived from raw material MA, a first resin and/or a second resin, and inorganic fibers or high-rigidity fibers. The inorganic fibers or high-stiffness fibers are selected from the above-mentioned rigid fibers and thixotropic fibers.

第4組成例の無機粒子や、第5組成例の無機繊維または高剛性繊維は、シートSに、外力PWのエネルギーに対する応力を高める効果を奏する。このため、より緩衝性能が高いシートS、および繊維構造体を実現できる。 The inorganic particles of the fourth composition example and the inorganic fibers or high-rigidity fibers of the fifth composition example have the effect of increasing the stress on the sheet S against the energy of the external force PW. Therefore, it is possible to realize a sheet S and a fiber structure with higher cushioning performance.

さらに、第1-第5組成例により構成されるシートSの製造工程において、第2ウェブW2を形成する堆積工程で、添加材料AD以外の材料を散布してもよい。この場合、シートSの表面に特定の材料を偏在させることができる。例えば、結合材料として機能する熱可塑性樹脂を散布することにより、複数のシートSを接合する際の接合性を高める効果が期待できる。また、例えば、着色成分を含む樹脂や無機粒子を散布することにより、シートSに効果的に着色できるという利点がある。 Furthermore, in the manufacturing process of the sheet S configured according to the first to fifth composition examples, materials other than the additive material AD may be sprinkled in the deposition process for forming the second web W2. In this case, the specific material can be unevenly distributed on the surface of the sheet S. For example, by dispersing a thermoplastic resin that functions as a bonding material, it can be expected to have the effect of increasing the bonding performance when bonding a plurality of sheets S. Further, for example, there is an advantage that the sheet S can be effectively colored by spraying resin or inorganic particles containing a coloring component.

[1-7.複合シートの構成]
上述したシートS1、およびシートS2は、そのまま繊維構造体300、310、350に用いてもよいが、シートS1やシートS2を複数接合した複合シートとして用いてもよい。
[1-7. Composition of composite sheet]
The above-described sheets S1 and S2 may be used as they are for the fiber structures 300, 310, and 350, but they may also be used as a composite sheet in which a plurality of sheets S1 and S2 are joined together.

図12は、シートS1またはシートS2を矩形に成形した矩形シートS11、S12、S13、S14を用いた例として、複合シート411、412、413、414、415、416を示す。また、図13は、シートS1またはシートS2を矩形に成形した矩形シートS14、S15を用いた例として、複合シート421、422、423、424、425、426を示す。 FIG. 12 shows composite sheets 411, 412, 413, 414, 415, and 416 as examples using rectangular sheets S11, S12, S13, and S14 obtained by forming sheet S1 or sheet S2 into rectangular shapes. Further, FIG. 13 shows composite sheets 421, 422, 423, 424, 425, and 426 as examples using rectangular sheets S14 and S15 obtained by forming sheet S1 or sheet S2 into rectangular shapes.

シートS1及びシートS2は容易に切断可能であるため、長さや幅が異なる矩形シートS11-S15が得られる。これらを2枚重ねて接合することで複合シート411を得ることができる。また、3枚ないし4枚の矩形シートS11、S12、S13、S14を重ねて接合することで、複合シート412、413、414、415、416を得ることができる。また、より長い矩形シートS15を用いることで、複合シート421、422、423、424、425、426を得ることができる。
矩形シートS11-S15の接合方法は、上述したように、加圧、加圧と加熱の組み合わせ等が挙げられ、加熱方法としては、オーブンによる加熱、水蒸気加熱、マイクロウェーブ加熱などが挙げられる。
Since the sheets S1 and S2 can be easily cut, rectangular sheets S11-S15 having different lengths and widths can be obtained. A composite sheet 411 can be obtained by stacking and joining two of these sheets. Further, composite sheets 412, 413, 414, 415, 416 can be obtained by stacking and joining three or four rectangular sheets S11, S12, S13, and S14. Further, by using the longer rectangular sheet S15, composite sheets 421, 422, 423, 424, 425, and 426 can be obtained.
As described above, methods for joining the rectangular sheets S11-S15 include pressure, a combination of pressure and heating, and examples of heating methods include oven heating, steam heating, microwave heating, and the like.

図12及び図13に示した複合シート411-416,421-426は、異なる繊維配向方向DSを有する。このため、様々な方向から加わる外力PWに対し、緩衝作用を発揮することができる。すなわち、これらの複合411-416,421-426は、互いに90度の角度をなす複数の繊維配向方向DSを有している。このため、どのような方向から外力PWが加わっても、いずれかの繊維配向方向DSに対し外力PWが45度以内の角度となる。従って、様々な方向から加わる外力PWに対し、高い緩衝作用を発揮することが期待できる。 The composite sheets 411-416 and 421-426 shown in FIGS. 12 and 13 have different fiber orientation directions DS. Therefore, it is possible to exert a buffering effect against external forces PW applied from various directions. That is, these composites 411-416, 421-426 have a plurality of fiber orientation directions DS that form an angle of 90 degrees with each other. Therefore, no matter from which direction the external force PW is applied, the angle of the external force PW is within 45 degrees with respect to any fiber orientation direction DS. Therefore, it can be expected to exhibit a high buffering effect against external forces PW applied from various directions.

図14および図15に示す矩形シートS16、S17は、矩形シートS16、S17の外形の辺に対して斜め方向の繊維配向方向DSを有する。矩形シートS16、S17は、一例として、外形の辺に対し45度の角度をなす繊維配向方向DSを有する。
これらを用いて構成した複合シート431、432、435、436、437は、45度、或いは90度異なる複数の繊維配向方向DSを有する。このため、広い角度からの外力PWに対し、緩衝作用を発揮する。
The rectangular sheets S16 and S17 shown in FIGS. 14 and 15 have a fiber orientation direction DS that is diagonal to the outer sides of the rectangular sheets S16 and S17. For example, the rectangular sheets S16 and S17 have a fiber orientation direction DS that forms an angle of 45 degrees with respect to the sides of the outer shape.
Composite sheets 431, 432, 435, 436, and 437 constructed using these have a plurality of fiber orientation directions DS that differ by 45 degrees or 90 degrees. Therefore, it exhibits a buffering effect against external force PW from a wide angle.

このように、シートS1および/またはシートS2を複数組み合わせた複合シートを用いて、繊維構造体300、310,350を構成した場合、広い範囲からの外力PWに対して緩衝作用を有する繊維構造体を実現できる。これら複合シートを用いて構成した繊維構造体を、特に、繊維構造体ブロックと呼ぶ。 In this way, when the fiber structures 300, 310, 350 are constructed using a composite sheet in which a plurality of sheets S1 and/or sheets S2 are combined, the fiber structures have a buffering effect against external forces PW from a wide range. can be realized. A fibrous structure constructed using these composite sheets is particularly referred to as a fibrous structure block.

以上説明したように、本発明を適用した繊維構造体300は、主たる繊維配向方向DSが第1方向となるよう配置されたセルロース繊維と、複数のセルロース繊維を互いに結着させる架橋材料と、を含むシートSを含む。第1方向は、繊維構造体300の外面に外部から加わる外力PWの方向に対して45度以下の角度をなす。
この構成によれば、シートSの繊維配向方向DSが、外力PWに対して45度以下の角度をなしているため、シートSに含まれる繊維が解離する作用によって、シートSが緩衝作用を発揮する。このため、本発明を適用した繊維構造体により、例えば被収容物を収容する容器を構成した場合、被収容物を衝撃から保護できる。
As described above, the fiber structure 300 to which the present invention is applied includes cellulose fibers arranged such that the main fiber orientation direction DS is the first direction, and a crosslinking material that binds the plurality of cellulose fibers to each other. Contains sheet S. The first direction makes an angle of 45 degrees or less with respect to the direction of the external force PW applied to the outer surface of the fiber structure 300 from the outside.
According to this configuration, since the fiber orientation direction DS of the sheet S forms an angle of 45 degrees or less with respect to the external force PW, the sheet S exhibits a buffering effect due to the action of disassociating the fibers included in the sheet S. do. Therefore, when a container for accommodating an object is constructed using the fiber structure to which the present invention is applied, for example, the object can be protected from impact.

繊維構造体300は、主たる繊維配向方向DSが第1方向となるよう配置されたセルロース繊維と、複数のセルロース繊維を互いに結着させる架橋材料と、を含み、被収容物を収容する収容空間を有し、第1方向は、繊維構造体300の外部から収容空間に向けて加わる外力PWの方向に対して45度以下の角度をなす。
この構成によれば、シートSの繊維配向方向DSが、外力PWに対して45度以下の角度をなしているため、シートSに含まれる繊維が解離する作用によって、シートSが緩衝作用を発揮する。このため、収容空間に収容された被収容物を衝撃から保護できる。
The fiber structure 300 includes cellulose fibers arranged such that the main fiber orientation direction DS is a first direction, and a crosslinking material that binds the plurality of cellulose fibers to each other, and has a storage space for storing objects. The first direction makes an angle of 45 degrees or less with respect to the direction of the external force PW applied from the outside of the fiber structure 300 toward the accommodation space.
According to this configuration, since the fiber orientation direction DS of the sheet S forms an angle of 45 degrees or less with respect to the external force PW, the sheet S exhibits a buffering effect due to the action of disassociating the fibers included in the sheet S. do. Therefore, the objects accommodated in the accommodation space can be protected from impact.

また、繊維配向方向DSの第1方向は、繊維構造体300の外面に直接、または、外部の部材を介して加わる外力PWの方向に対して45度以下の角度をなす方向となっている。この構成によれば、繊維構造体が外力PWに対して変形することにより、強い緩衝作用を発揮するため、外力PWの衝撃を緩和できる。 Further, the first direction of the fiber orientation direction DS is a direction that makes an angle of 45 degrees or less with respect to the direction of the external force PW that is applied to the outer surface of the fiber structure 300 directly or via an external member. According to this configuration, the fiber structure exhibits a strong buffering effect by deforming in response to the external force PW, so that the impact of the external force PW can be alleviated.

また、繊維構造体300は、複数の外面を有し、第1方向は、いずれか1の外面の法線に対し、45度以下の角度をなしているので、繊維構造体300の外部から加わる外力PWに対し、高い緩衝作用を発揮できる。 Furthermore, since the fiber structure 300 has a plurality of outer surfaces and the first direction forms an angle of 45 degrees or less with respect to the normal line of any one of the outer surfaces, the fiber structure 300 is It can exhibit a high buffering effect against external force PW.

また、繊維構造体300における第1方向は、複数の外面のうち最も大きい外面である底面301の法線に対し、45度以下の角度をなすので、底面301の法線方向から加わる外力PWに対し、高い緩衝作用を発揮できる。 Further, since the first direction of the fiber structure 300 forms an angle of 45 degrees or less with respect to the normal to the bottom surface 301, which is the largest outer surface among the plurality of outer surfaces, the external force PW applied from the normal direction to the bottom surface 301 is On the other hand, it can exhibit a high buffering effect.

シートSに含まれる架橋材料は、第1の樹脂、および、第1の樹脂とは異なる材料からなる第2の樹脂を含む。この場合、複数の樹脂の性質により、シートSに含まれる繊維同士を強く接合させることができ、耐水性や、環境負荷の軽減等の機能を与えることができる。 The crosslinked material contained in the sheet S includes a first resin and a second resin made of a material different from the first resin. In this case, due to the properties of the plurality of resins, the fibers included in the sheet S can be strongly bonded to each other, and functions such as water resistance and reduction of environmental load can be provided.

シートSは、セルロース繊維および架橋材料とは異なる材料を含んで構成されてもよい。この場合、シートSの着色等が可能になるほか、接合性の向上、耐衝撃性の向上などの機能をシートSに与えることができる。 The sheet S may be configured to include a material different from the cellulose fibers and the crosslinked material. In this case, it is possible to color the sheet S, and also to provide the sheet S with functions such as improved bondability and impact resistance.

繊維構造体300に、セルロース繊維を積層させた平板構造体としての複合シートを用いる構成であってもよく、この構成において、第1方向は、平板構造体の面に含まれる方向であってもよい。この場合、第1方向を含む複数の繊維配向方向DSを有する繊維構造体300を実現できる。従って、様々な方向から加わる外力PWに対し、高い緩衝作用を発揮できる。 The fiber structure 300 may be configured to use a composite sheet as a flat plate structure in which cellulose fibers are laminated, and in this configuration, the first direction may be a direction included in the plane of the flat plate structure. good. In this case, a fiber structure 300 having a plurality of fiber orientation directions DS including the first direction can be realized. Therefore, a high buffering effect can be exerted against external forces PW applied from various directions.

[2.第2実施形態]
本発明を適用した第2実施形態として、シートSに対し、型を用いた成形により繊維構造体を構成する例について説明する。
図16は、成形部120による加工を示す模式図である。成形部120は、上型121と下型122とを有し、上型121と下型122との間にシートS1またはシートS2を挟んで加圧することにより、繊維構造体500を形成する。成形部120は、シート製造装置100の一部として構成してもよいし、シート製造装置100とは別体の装置であってもよい。
[2. Second embodiment]
As a second embodiment to which the present invention is applied, an example will be described in which a fiber structure is formed by molding the sheet S using a mold.
FIG. 16 is a schematic diagram showing processing by the molding section 120. The molding section 120 has an upper mold 121 and a lower mold 122, and forms the fiber structure 500 by sandwiching the sheet S1 or the sheet S2 between the upper mold 121 and the lower mold 122 and applying pressure. The forming section 120 may be configured as a part of the sheet manufacturing apparatus 100 or may be a separate device from the sheet manufacturing apparatus 100.

成形部120は、上型121と下型122の間に、複数枚のシートSを重ねて挟むことが可能な構成であってもよい。上型121と下型122とは、互いに嵌合する雄型と雌型であってもよいし、上型121と下型122との間に空隙が形成される型であってもよい。 The molding section 120 may have a configuration in which a plurality of sheets S can be stacked and sandwiched between an upper mold 121 and a lower mold 122. The upper mold 121 and the lower mold 122 may be male and female molds that fit into each other, or may be molds in which a gap is formed between the upper mold 121 and the lower mold 122.

また、成形部120は、上型121と下型122とによってシートSを加圧する加圧中または加圧後に、加熱を行う構成であってもよい。この場合、加熱方法としては、成形部120を含むチャンバー全体の温度をヒーター等により昇温させる方法や、上型121および/または下型122にヒーターを内蔵させる方法を採用できる。また、加圧後の繊維構造体500をヒーターやマイクロウェーブ加熱により加熱する方法を用いてもよい。 Further, the molding section 120 may be configured to heat the sheet S during or after pressing the sheet S with the upper mold 121 and the lower mold 122. In this case, as a heating method, a method of increasing the temperature of the entire chamber including the molding part 120 using a heater or the like, or a method of incorporating a heater into the upper mold 121 and/or the lower mold 122 can be adopted. Alternatively, a method may be used in which the fibrous structure 500 after pressurization is heated by a heater or microwave heating.

図17は、繊維構造体500の一具体例として、繊維構造体510を示す斜視図である。
繊維構造体510は、円錐形の凸部511と、凸部511の周囲の平面部512とを有する。繊維構造体510を、被収容物を収容する包装材や収納容器に用いる場合、凸部511の先端が被収容物に当接する。繊維構造体510は、平面部512の法線方向から加わる外力PWに対し、緩衝作用を発揮する。
FIG. 17 is a perspective view showing a fiber structure 510 as a specific example of the fiber structure 500.
The fiber structure 510 has a conical convex portion 511 and a flat portion 512 around the conical convex portion 511 . When the fiber structure 510 is used for a packaging material or a storage container for storing an object, the tip of the convex portion 511 comes into contact with the object. The fiber structure 510 exhibits a buffering effect against the external force PW applied from the normal direction of the plane portion 512.

図18は、図17のR-R線における断面図であり、凸部511の頂点を通る切断面を示す。
図18に示すように、凸部511の斜面の少なくとも一方向は繊維配向方向DSを重なる。この場合、凸部511の斜面は、平面部512の法線方向から加わる外力PWに対する角度θ3が、45度以内となる角度であることが好ましい。すなわち、|θ3|≦45°である。この場合、繊維構造体510に外力PWが加わった場合に、外力PWは凸部511に対し45度以内の角度で作用する。このため、凸部511が外力PWを減衰させる効果がある。
FIG. 18 is a cross-sectional view taken along the line RR in FIG.
As shown in FIG. 18, at least one direction of the slope of the convex portion 511 overlaps the fiber orientation direction DS. In this case, it is preferable that the angle θ3 of the slope of the convex portion 511 with respect to the external force PW applied from the normal direction of the flat portion 512 is within 45 degrees. That is, |θ3|≦45°. In this case, when the external force PW is applied to the fiber structure 510, the external force PW acts on the convex portion 511 at an angle of 45 degrees or less. Therefore, the convex portion 511 has the effect of attenuating the external force PW.

繊維構造体510は、複数のシートSを積層させて成形部120で加工したものであってもよい。また、凸部511の内部が密である構成であってもよい。 The fiber structure 510 may be formed by laminating a plurality of sheets S and processing the stacked sheets in the molding section 120. Further, the inside of the convex portion 511 may be densely packed.

図19は、第2実施形態の繊維構造体500の別の例として、繊維構造体550を示す斜視図である。
繊維構造体550は、円錐台形状の台部551と、凸部511の周囲の平面部552とを有する。台部551の頂部553は平面となっている。繊維構造体550を、被収容物を収容する包装材や収納容器に用いる場合、頂部553に被収容物が載置される。
FIG. 19 is a perspective view showing a fiber structure 550 as another example of the fiber structure 500 of the second embodiment.
The fiber structure 550 has a truncated cone-shaped pedestal portion 551 and a flat portion 552 around the convex portion 511 . The top portion 553 of the platform portion 551 is a flat surface. When the fibrous structure 550 is used as a packaging material or a storage container for storing an object, the object is placed on the top portion 553.

繊維構造体550は、平面部552の法線方向から加わる外力PWに対し、緩衝作用を発揮する。このため、繊維配向方向DSが台部551を構成する斜面に沿っており、台部551の斜面が、平面部552の法線方向に対し45度以内であることが好ましい。 The fiber structure 550 exhibits a buffering effect against the external force PW applied from the normal direction of the plane portion 552. For this reason, it is preferable that the fiber orientation direction DS is along the slope forming the platform 551, and that the slope of the platform 551 is within 45 degrees with respect to the normal direction of the flat surface 552.

台部551は、外力PWに対する緩衝作用を発揮する上、頂部553が平面であることから、収容状態において被収容物が安定するという効果がある。
さらに、複数の台部551を並べて配置した構成とすることもできる。
The table portion 551 has a buffering effect against the external force PW, and since the top portion 553 is flat, it has the effect of stabilizing the stored object in the stored state.
Furthermore, a configuration in which a plurality of pedestals 551 are arranged side by side may also be adopted.

図20は、繊維構造体500のさらに別の具体例として、繊維構造体560を示す斜視図である。繊維構造体560は、複数の台部551と、台部551の周囲の平面部562とを有する。台部551は、繊維構造体550と同様に構成される。 FIG. 20 is a perspective view showing a fiber structure 560 as yet another specific example of the fiber structure 500. The fiber structure 560 has a plurality of pedestals 551 and a flat part 562 around the pedestals 551. The base portion 551 is configured similarly to the fiber structure 550.

繊維構造体560は、複数の台部551によって被収容物を支持できるため、重量物を収容する包装材や収納容器に好適である。 The fiber structure 560 is suitable for packaging materials and storage containers for storing heavy objects because it can support objects to be stored using the plurality of bases 551.

上述した繊維構造体510、550、560は、本発明の繊維構造体、および、繊維構造体ブロックとして、第1実施形態で説明したものと同様の効果を奏する。 The above-described fiber structures 510, 550, and 560 have the same effects as those described in the first embodiment as the fiber structures and fiber structure blocks of the present invention.

[3.他の実施形態]
上述した各実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明を実施する具体的態様に過ぎず、本発明を限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、例えば以下に示すように、種々の態様において実施することが可能である。
[3. Other embodiments]
The above-mentioned embodiments are merely specific modes for carrying out the present invention as described in the claims, and do not limit the present invention. For example, as shown below, the embodiments described below do not limit the present invention. , can be implemented in various embodiments.

例えば、上記各実施形態において示したシートSは、表面が平滑なものに限定されず、エンボス加工や削り加工によって、粗面を有するものであってもよい。また、シートSを用いて構成される繊維構造体、および繊維構造体ブロックは、繊維構造体300、310、350に限定されない。すなわち、外面を有する形状は直方体に限定されず、球形であってもよいし、多面体であってもよい。また、繊維構造体510、550、560は、箱形に成形されてもよいし、繊維構造体300などの直方体の構造物の内部に設置されてもよいし、球形に成形されてもよく、具体的な形状は制限されない。
その他の細部構成についても、任意に変更可能であることは勿論である。
For example, the sheet S shown in each of the above embodiments is not limited to having a smooth surface, but may have a rough surface by embossing or scraping. Furthermore, the fiber structures and fiber structure blocks configured using the sheet S are not limited to the fiber structures 300, 310, and 350. That is, the shape having the outer surface is not limited to a rectangular parallelepiped, but may be spherical or polyhedral. Further, the fiber structures 510, 550, and 560 may be formed into a box shape, may be installed inside a rectangular parallelepiped structure such as the fiber structure 300, or may be formed into a spherical shape. The specific shape is not limited.
Of course, other detailed configurations can also be changed as desired.

100…シート製造装置、120…成形部、121…上型、122…下型、210、220、230…試験片、300、310、350…繊維構造体(繊維構造体ブロック)、301…底面、302、303、304、305…側面、306…上面、311…底面、312、313、314、315…側面、316…上面、320…内部構造体(収容空間)、321…底面、322、323、324、325…側面、326…上面、331、332、333、334…斜面材、351…底面、352、353、354、355…側面、356…上面、401…筒状体、411、412、413、414、415、416…複合シート、421、422、423、424、425、426…複合シート、431、432、435、436、437…複合シート、500、510、550、560…繊維構造体(繊維構造体ブロック)、511…凸部、512…平面部、551…台部、552…平面部、553…頂部、562…平面部、AD…添加材料(架橋材料)、DF…配向方向、DS、DS1、DS2、DS3、DS4…繊維配向方向、MA…原料、PW…外力、S、S1、S2…シート。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100... Sheet manufacturing apparatus, 120... Molding part, 121... Upper mold, 122... Lower mold, 210, 220, 230... Test piece, 300, 310, 350... Fibrous structure (fibrous structure block), 301... Bottom surface, 302, 303, 304, 305... Side surface, 306... Top surface, 311... Bottom surface, 312, 313, 314, 315... Side surface, 316... Top surface, 320... Internal structure (housing space), 321... Bottom surface, 322, 323, 324, 325...Side surface, 326...Top surface, 331, 332, 333, 334...Slope material, 351...Bottom surface, 352, 353, 354, 355...Side surface, 356...Top surface, 401...Cylindrical body, 411, 412, 413 , 414, 415, 416... Composite sheet, 421, 422, 423, 424, 425, 426... Composite sheet, 431, 432, 435, 436, 437... Composite sheet, 500, 510, 550, 560... Fibrous structure ( Fiber structure block), 511...Convex part, 512...Plane part, 551...Base part, 552...Plane part, 553...Top part, 562...Plane part, AD...Additional material (crosslinked material), DF...Orientation direction, DS , DS1, DS2, DS3, DS4...fiber orientation direction, MA...raw material, PW...external force, S, S1, S2...sheet.

Claims (8)

繊維構造体であって、
主たる繊維配向方向が第1方向となるよう配置されたセルロース繊維と、複数の前記セルロース繊維を互いに結着させる架橋材料と、を含み、
前記架橋材料は第1の樹脂と、
前記第1の樹脂と異なるガラス転移点温度を有する第2の樹脂と、を含み、
前記第1方向は、前記繊維構造体の外面に外部から加わる外力の方向に対して45度以下の角度をなす、繊維構造体。
A fiber structure,
comprising cellulose fibers arranged such that the main fiber orientation direction is a first direction, and a crosslinking material that binds the plurality of cellulose fibers to each other,
The crosslinked material includes a first resin;
a second resin having a glass transition temperature different from the first resin;
A fibrous structure in which the first direction forms an angle of 45 degrees or less with respect to a direction of an external force applied to the outer surface of the fibrous structure from the outside.
繊維構造体であって、
主たる繊維配向方向が第1方向となるよう配置されたセルロース繊維と、複数の前記セルロース繊維を互いに結着させる架橋材料と、を含み、
前記架橋材料は第1の樹脂と、
前記第1の樹脂と異なるガラス転移点温度を有する第2の樹脂と、を含み、
被収容物を収容する収容空間を有し、
前記第1方向は、前記繊維構造体の外部から前記収容空間に向けて加わる外力の方向に対して45度以下の角度をなす、繊維構造体。
A fiber structure,
comprising cellulose fibers arranged such that the main fiber orientation direction is a first direction, and a crosslinking material that binds the plurality of cellulose fibers to each other,
The crosslinked material includes a first resin;
a second resin having a glass transition temperature different from the first resin;
It has a storage space for storing things to be stored,
A fibrous structure in which the first direction forms an angle of 45 degrees or less with respect to a direction of an external force applied from the outside of the fibrous structure toward the accommodation space.
前記第1方向は、前記繊維構造体の外面に直接、または、外部の部材を介して加わる外力の方向に対して45度以下の角度をなす方向である、請求項1または2記載の繊維構造体。 The fiber structure according to claim 1 or 2, wherein the first direction is a direction forming an angle of 45 degrees or less with respect to the direction of an external force applied directly to the outer surface of the fiber structure or via an external member. body. 複数の前記外面を有し、前記第1方向は、いずれか1の前記外面の法線に対し、45度以下の角度をなす、請求項1記載の繊維構造体。 The fibrous structure according to claim 1, having a plurality of said outer surfaces, and wherein said first direction makes an angle of 45 degrees or less with respect to a normal to any one of said outer surfaces. 前記第1方向は、複数の前記外面のうち最も大きい前記外面の法線に対し、45度以下の角度をなす、請求項4記載の繊維構造体。 The fibrous structure according to claim 4, wherein the first direction makes an angle of 45 degrees or less with respect to a normal to the largest outer surface among the plurality of outer surfaces. 前記セルロース繊維および前記架橋材料とは異なる材料を含んで構成される、請求項1からのいずれか1項に記載の繊維構造体。 The fibrous structure according to any one of claims 1 to 5 , comprising a material different from the cellulose fibers and the crosslinked material. 前記セルロース繊維を積層させた平板構造体で構成され、前記第1方向は、前記平板構造体の面に含まれる方向である、請求項1からのいずれか1項に記載の繊維構造体。 The fiber structure according to any one of claims 1 to 6 , which is composed of a flat plate structure in which the cellulose fibers are laminated, and the first direction is a direction included in a surface of the flat plate structure. 主たる繊維配向方向が第1方向となるよう配置されたセルロース繊維と、複数の前記セルロース繊維を互いに結着させる架橋材料と、を含む繊維構造体を複数組み合わせて構成され、
前記架橋材料は第1の樹脂と、
前記第1の樹脂と異なるガラス転移点温度を有する第2の樹脂と、を含み、
被収容物を収容する収容空間を有し、
前記繊維構造体が、外部から前記収容空間に向けて加わる外力の方向に対して前記第1方向が45度以下の角度をなすように、配置されている、繊維構造体ブロック。
It is constructed by combining a plurality of fiber structures including cellulose fibers arranged such that the main fiber orientation direction is a first direction, and a crosslinking material that binds the plurality of cellulose fibers to each other,
The crosslinked material includes a first resin;
a second resin having a glass transition temperature different from the first resin;
It has a storage space for storing things to be stored,
A fibrous structure block, wherein the fibrous structures are arranged so that the first direction forms an angle of 45 degrees or less with respect to a direction of an external force applied from the outside toward the accommodation space.
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