JP2010037679A - Industrial belt - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はコンベアベルト等の産業用ベルトに関するものである。 The present invention relates to an industrial belt such as a conveyor belt.
従来の合成繊維はその大部分が石油などの化石燃料資源を原料としているのであるが、該化石燃料資源は近年、埋蔵残量が懸念されるだけでなく、廃棄時の焼却処分で発生する二酸化炭素が地球温暖化を誘引するとして大きな社会問題となっており、新たな資源の探索・開発が急務となっている。 Most of the conventional synthetic fibers are made from fossil fuel resources such as petroleum. However, in recent years, the fossil fuel resources are not only concerned with the remaining amount of reserves, but also generated by incineration at the time of disposal. Carbon has become a major social problem as it induces global warming, and exploration and development of new resources is an urgent task.
このような状況下、バイオマス由来物質は、廃棄後も余分な二酸化炭素を産出しない資源として注目を集めている。バイオマス由来物質から製造された資材等は、燃焼させても、その際に発生する二酸化炭素はもともと大気中に存在したものであり、人類の産業活動のタイムスケールにおいて大気中の二酸化炭素のマクロバランスとしては増加しないという考え方に基づく。このように二酸化炭素の増減に影響を与えない性質はカーボンニュートラルと称され、重要視される傾向にある。 Under such circumstances, biomass-derived substances are attracting attention as resources that do not produce excess carbon dioxide even after disposal. Even if the materials produced from biomass-derived materials are burned, the carbon dioxide that is generated at that time was originally present in the atmosphere, and the macro-balance of carbon dioxide in the atmosphere on the time scale of human industrial activities Is based on the idea of not increasing. Such a property that does not affect the increase and decrease of carbon dioxide is called carbon neutral and tends to be regarded as important.
例えば、バイオマス由来のプラスチック製品は、石油系資源由来のプラスチック製品に比べて環境負荷が少なく、かつ炭酸ガスのバランスを崩すことがないなどの特徴を有するため、地球温暖化防止、化石燃料資源の節約、自然環境の保全に資するとの認識が社会的に定着しつつある。一方、バイオマス由来のプラスチック製品の普及促進を図るために、既存の石油系資源由来のプラスチック製品と識別するための制度として、民間の任意団体である日本バイオプラスチック協会が「バイオマスプラ識別表示制度」を提唱し、その中で、バイオマス由来ポリマー成分を２５．０質量％以上含むことを認定基準としている。 For example, biomass-derived plastic products have features such as less environmental impact than petroleum-based plastic products and do not disturb the balance of carbon dioxide gas. The recognition that it contributes to conservation and conservation of the natural environment is becoming socially established. On the other hand, in order to promote the spread of plastic products derived from biomass, the Japan Bioplastics Association, a voluntary private organization, has established the “Biomass Plastic Identification and Labeling System” as a system for identifying plastic products derived from existing petroleum resources. Among them, the inclusion of 25.0% by mass or more of the biomass-derived polymer component is the certification standard.
ここで、産業用ベルトに焦点をあてると、合成繊維を製織しそれを基布として樹脂加工した産業用ベルトが開示されている（例えば、特許文献１）が、その全ては石油系資源由来のポリマーを使用したものである。石油系でないものとしては、ポリ乳酸繊維から構成された産業用ベルトが開示されている（例えば、特許文献２）が、制電性ベルトに特化したものである。産業用ベルトに、環境に配慮したバイオマス由来ポリマーを使用すること及びその必要性に言及した例は見られない。
本発明は、上記問題に鑑み、バイオマス由来ポリマーを石油系資源由来のポリマー（以下、石油系ポリマーという）と併用することで、環境に配慮しつつ、バイオマス由来ポリマーの生産量に大きく依存せず経済的に生産できる産業用ベルトを提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention uses a biomass-derived polymer in combination with a petroleum-derived polymer (hereinafter referred to as a petroleum-based polymer), and is not greatly dependent on the production amount of the biomass-derived polymer while considering the environment. The object is to provide an industrial belt that can be produced economically.
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究した結果、バイオマス由来ポリマーを２５質量％以上の範囲で含有させることにより、環境に優しく、かつ物性的に遜色のない産業用ベルトが得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors can obtain an industrial belt that is environmentally friendly and inferior in physical properties by containing a biomass-derived polymer in a range of 25% by mass or more. As a result, the present invention has been completed.
すなわち本発明の産業用ベルトは、繊維構造物を樹脂あるいはゴムで被覆してなり、前記繊維構造物がバイオマス由来ポリマーを含んだ繊維にて構成され、かつ、バイオマス由来ポリマーの含有率がベルト全体の２５質量％以上であることを特徴とする。 That is, the industrial belt of the present invention is obtained by coating a fiber structure with resin or rubber, the fiber structure is composed of fibers containing a biomass-derived polymer, and the content of the biomass-derived polymer is the entire belt. It is characterized by being 25% by mass or more.
前記繊維構造物は、バイオマス由来ポリマーを芯部に配するとともに石油系ポリマーを鞘部に配した芯鞘型複合繊維により構成されたものとすることができる。また前記芯鞘型複合繊維は、鞘部がポリエチレンテレフタレートからなり、芯部がポリ乳酸からなるものとすることができる。 The said fiber structure shall be comprised with the core-sheath-type composite fiber which distribute | arranged the biomass origin polymer to the core part, and distribute | arranged the petroleum-type polymer to the sheath part. In the core-sheath type composite fiber, the sheath part may be made of polyethylene terephthalate and the core part may be made of polylactic acid.
本発明の産業用ベルトは、バイオマス由来ポリマーを２５質量％以上含有しているため、石油系ポリマーをほぼ全成分とする従来の産業用ベルトに比べて、焼却廃棄にあたっても大気中の二酸化炭素を増加させる度合いが少なく、地球温暖化を軽減する効果を奏する。また脂肪族成分がリッチであるバイオマス系ポリマーを構成成分として２５質量％以上含んでいながら、産業用ベルトに求められる力学特性などにおいて優れた性能を保持することができる。 Since the industrial belt of the present invention contains 25% by mass or more of the biomass-derived polymer, carbon dioxide in the atmosphere is also reduced in incineration compared to conventional industrial belts containing almost all petroleum-based polymers. There is little degree to increase, and there is an effect to reduce global warming. Further, while containing 25% by mass or more of a biomass polymer rich in aliphatic components as a constituent component, it is possible to maintain excellent performance in the mechanical properties required for industrial belts.
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明の産業用ベルトは、バイオマス由来ポリマーを含んだ繊維で構成された繊維構造体を補強体として、この繊維構造体の例えば上部および下部を被覆する樹脂層を形成してなる。繊維構造体は単層でも２層以上でもよく、２層以上とする場合には通常、その層間に樹脂層などを存在させる。
Embodiments of the present invention will be described below.
The industrial belt of the present invention is formed by forming a resin layer that covers, for example, an upper part and a lower part of the fiber structure, using a fiber structure composed of fibers containing a biomass-derived polymer as a reinforcing body. The fiber structure may be a single layer or two or more layers. When two or more layers are used, a resin layer or the like is usually present between the layers.
バイオマス由来ポリマーはベルト全体の２５質量％以上含有させる。２５質量％未満とすれば、残部に用いる汎用ポリマーの含有割合が多くなり、産業用ベルトとしての力学物性などに関しては好ましい傾向にあるが、本発明が目的とする環境負荷の軽減、カーボンニュートラルにはそぐわず、上述のバイオプラスチックの認定にも当てはまらない。 The biomass-derived polymer is contained in an amount of 25% by mass or more of the entire belt. If the content is less than 25% by mass, the content of the general-purpose polymer used in the balance is increased, and there is a tendency toward favorable mechanical properties as an industrial belt. However, the present invention aims to reduce the environmental burden and achieve carbon neutrality. It does not fit, nor does it apply to the above bioplastics certification.
使用するバイオマス由来のポリマーは、溶融紡糸が可能であればよく、特に限定されるものではない。たとえば、ＰＬＡ（ポリ乳酸）、ＰＴＴ（ポリトリメチレンテレフタレート）やＰＢＳ（ポリブチレンサクシネート）など、バイオマス由来のモノマーを化学的に重合してなるポリマー類や、ポリヒドロキシ酪酸等のＰＨＡ（ポリヒドロキシアルカノエート）などの微生物生産系ポリマー類が使用可能である。 The biomass-derived polymer to be used is not particularly limited as long as it can be melt-spun. For example, polymers obtained by chemically polymerizing monomers derived from biomass such as PLA (polylactic acid), PTT (polytrimethylene terephthalate) and PBS (polybutylene succinate), and PHA (polyhydroxybutyrate) such as polyhydroxybutyric acid Microbial production polymers such as alkanoates can be used.
これらの内、ポリ乳酸は耐熱性の点で安定であり、量産化されてきてもいるため好ましい。具体例としては、ポリＤ−乳酸、ポリＬ−乳酸、ポリＤ−乳酸とポリＬ−乳酸との共重合体であるポリＤＬ−乳酸、ポリＤ−乳酸とポリＬ−乳酸との混合物（ステレオコンプレックス）、ポリＤ−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体、ポリＬ−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体、ポリＤ−乳酸またはポリＬ−乳酸と脂肪族ジカルボン酸および脂肪族ジオールとの共重合体、あるいはこれらのブレンド体などが挙げられる。 Of these, polylactic acid is preferable because it is stable in terms of heat resistance and has been mass-produced. Specific examples include poly D-lactic acid, poly L-lactic acid, poly DL-lactic acid, which is a copolymer of poly D-lactic acid and poly L-lactic acid, and a mixture of poly D-lactic acid and poly L-lactic acid (stereo Complex), a copolymer of poly D-lactic acid and hydroxycarboxylic acid, a copolymer of poly L-lactic acid and hydroxycarboxylic acid, poly D-lactic acid or poly L-lactic acid, aliphatic dicarboxylic acid and aliphatic diol Or a blend of these.
ポリ乳酸の内では、融点が１２０℃以上、融解熱が１０Ｊ／ｇ以上のものが好ましい。ここで、ホモポリマーであるポリＬ−乳酸やポリＤ−乳酸の融点は約１８０℃であるが、Ｄ−乳酸とＬ−乳酸との共重合体の場合は、いずれかの成分の割合を１０モル％程度とすると融点はおよそ１３０℃程度となり、さらに１８モル％以上とすると、融点は１２０℃未満、融解熱は１０Ｊ／ｇ未満となって、ほぼ完全に非晶性の性質となる。非晶性のポリマーとなると、製造工程において特に熱延伸し難くなり、高強度の繊維が得られ難くなり、繊維が得られたとしても、耐熱性、耐摩耗性に劣るものとなる。 Among polylactic acids, those having a melting point of 120 ° C. or higher and a heat of fusion of 10 J / g or higher are preferable. Here, poly L-lactic acid and poly D-lactic acid, which are homopolymers, have a melting point of about 180 ° C., but in the case of a copolymer of D-lactic acid and L-lactic acid, the ratio of any of the components is 10 When it is about mol%, the melting point is about 130 ° C., and when it is 18 mol% or more, the melting point is less than 120 ° C. and the heat of fusion is less than 10 J / g, which is almost completely amorphous. If it becomes an amorphous polymer, it will become difficult to heat-stretch especially in a manufacturing process, and it will become difficult to obtain a high intensity | strength fiber, and even if a fiber is obtained, it will be inferior to heat resistance and abrasion resistance.
このため、使用するポリ乳酸がＤ−乳酸とＬ−乳酸との共重合体である場合は、ラクチドを原料に重合する時のＬ−乳酸、Ｄ−乳酸の含有割合（モル比）として示されるＬ／Ｄ又はＤ／Ｌが８２／１８以上のものが好ましく、中でも９０／１０以上、さらには９５／５以上のものが好ましい。 For this reason, when the polylactic acid to be used is a copolymer of D-lactic acid and L-lactic acid, it is shown as the content ratio (molar ratio) of L-lactic acid and D-lactic acid when polymerizing lactide as a raw material. L / D or D / L is preferably 82/18 or more, more preferably 90/10 or more, and even more preferably 95/5 or more.
使用するポリ乳酸が、ポリＤ−乳酸とポリＬ−乳酸との混合物（ステレオコンプレックス）であると、融点が２００〜２３０℃と高く、摩擦熱などの影響を受けにくいため、特に好ましい。 It is particularly preferable that the polylactic acid to be used is a mixture (stereocomplex) of poly-D-lactic acid and poly-L-lactic acid because the melting point is as high as 200 to 230 ° C. and is not easily affected by frictional heat.
使用するポリ乳酸が、ポリ乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体である場合、ヒドロキシカルボン酸の具体例としては、グルコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシペンタン酸ヒドロキシヘプタン酸、ヒドロキシオクタン酸等が挙げられる。ヒドロキシカプロン酸またはグルコール酸の使用がコスト面からも好ましい。 When polylactic acid to be used is a copolymer of polylactic acid and hydroxycarboxylic acid, specific examples of hydroxycarboxylic acid include glycolic acid, hydroxybutyric acid, hydroxyvaleric acid, hydroxycaproic acid, hydroxypentanoic acid hydroxyheptanoic acid And hydroxyoctanoic acid. The use of hydroxycaproic acid or glycolic acid is also preferable from the viewpoint of cost.
また使用するポリ乳酸が、ポリ乳酸と脂肪族ジカルボン酸及び脂肪族ジオールとの共重合体である場合、脂肪族ジカルボン酸及び脂肪族ジオールの具体例としては、セバシン酸、アジピン酸、ドデカン二酸、トリメチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール等が挙げられる。このようにポリ乳酸に他の成分を共重合させた共重合体においては、ポリ乳酸を８０モル％以上とすることが好ましい。ポリ乳酸が８０モル％未満であると、共重合ポリ乳酸の結晶性が低くなり、融点１２０℃未満、融解熱１０J／ｇ未満となりやすい。 When the polylactic acid used is a copolymer of polylactic acid and aliphatic dicarboxylic acid and aliphatic diol, specific examples of the aliphatic dicarboxylic acid and aliphatic diol include sebacic acid, adipic acid, and dodecanedioic acid. , Trimethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol and the like. Thus, in the copolymer which copolymerized other components with polylactic acid, it is preferable that polylactic acid shall be 80 mol% or more. When the polylactic acid is less than 80 mol%, the crystallinity of the copolymerized polylactic acid tends to be low, and the melting point is less than 120 ° C. and the heat of fusion is less than 10 J / g.
ポリ乳酸の分子量に関しては、分子量の指標として用いられるＡＳＴＭ Ｄ−１２３８法に準じて、温度２１０℃、荷重２１６０ｇで測定されるメルトフローレートが、１〜１００（ｇ／１０分）であることが好ましく、５〜５０（ｇ／１０分）であることがより好ましい。メルトフローレートをこの範囲内にすることにより、強度、湿熱分解性、耐摩耗性がさらに向上する。 Regarding the molecular weight of polylactic acid, the melt flow rate measured at a temperature of 210 ° C. and a load of 2160 g according to the ASTM D-1238 method used as an index of molecular weight is 1 to 100 (g / 10 min). Preferably, it is 5-50 (g / 10min). By setting the melt flow rate within this range, the strength, wet heat decomposability, and wear resistance are further improved.
ポリ乳酸の耐久性を高める目的で、ポリ乳酸に脂肪族アルコール、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、オキサジン化合物、エポキシ化合物などの末端封鎖剤を添加してもよい。本発明の目的を損なわない範囲であれば、必要に応じて、ポリ乳酸中に熱安定剤、結晶核剤、艶消剤、顔料、耐光剤、耐候剤、滑剤、酸化防止剤、抗菌剤、香料、可塑剤、染料、界面活性剤、難燃剤、表面改質剤、各種無機及び有機電解質、その他類似の添加剤を添加してもよい。 For the purpose of enhancing the durability of polylactic acid, endblockers such as aliphatic alcohols, carbodiimide compounds, oxazoline compounds, oxazine compounds, and epoxy compounds may be added to polylactic acid. As long as it does not impair the purpose of the present invention, a heat stabilizer, a crystal nucleating agent, a matting agent, a pigment, a light resistance agent, a weather resistance agent, a lubricant, an antioxidant, an antibacterial agent, A fragrance, a plasticizer, a dye, a surfactant, a flame retardant, a surface modifier, various inorganic and organic electrolytes, and other similar additives may be added.
バイオマス由来ポリマーと併用するポリマーは、特に限定されるものではないが、基布に使用する場合には溶融紡糸が可能な石油系由来ポリマー（以下、石油系ポリマーともいう）であることが好ましい。具体例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタテート、ポリトリメチレンテレフタレートなどのポリアルキレンテレフタレートに代表されるポリエステル；ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６、ナイロン１１およびナイロン１２に代表されるポリアミド；ポリプロピレンやポリエチレンに代表されるポリオレフィン；ポリ塩化ビニルやポリ塩化ビニリデンに代表されるポリ塩化ポリマー；ポリ４フッ化エチレンならびにその共重合体、ポリフッ化ビニリデンなどに代表されるフッ素系繊維などが挙げられる。これらの内、ポリエステルやポリアミド系ポリマーが低コストであり好ましい。バイオマス系ポリマーには脂肪族ポリエステル系ポリマーが多いので、相溶性の面からポリエステル系がより好ましい。コスト面や取扱い性からポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。 The polymer used in combination with the biomass-derived polymer is not particularly limited, but is preferably a petroleum-based polymer (hereinafter also referred to as a petroleum-based polymer) that can be melt-spun when used for a base fabric. Specific examples include polyesters typified by polyalkylene terephthalates such as polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate; nylon 6, nylon 66, nylon 46, nylon 11 and nylon 12. Polyamides; Polyolefins typified by polypropylene and polyethylene; Polychlorinated polymers typified by polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride; Polytetrafluoroethylene and copolymers thereof, fluorinated fibers typified by polyvinylidene fluoride, etc. Can be mentioned. Of these, polyesters and polyamide polymers are preferred because of their low cost. Since there are many aliphatic polyester polymers among biomass polymers, polyesters are more preferable in terms of compatibility. Polyethylene terephthalate is particularly preferable from the viewpoint of cost and handleability.
ポリエステル系ポリマーには、粘度、熱的特性、相溶性に鑑みて、他のモノマー成分を共重合させてもいてもよい。例えば、酸成分としては、イソフタル酸、５−スルホイソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、コハク酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等の脂肪族ジカルボン酸など；アルコール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等の脂肪族ジオールなどが使用可能である。グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシペンタン酸、ヒドロキシヘプタン酸、ヒドロキシオクタン酸等のヒドロキシカルボン酸；ε―カプロラクトン等の脂肪族ラクトンなどを共重合させてもよい。 Other monomer components may be copolymerized with the polyester polymer in view of viscosity, thermal characteristics, and compatibility. Examples of the acid component include aromatic dicarboxylic acids such as isophthalic acid and 5-sulfoisophthalic acid, and aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid, succinic acid, suberic acid, sebacic acid, and dodecanedioic acid; Aliphatic diols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol and 1,4-cyclohexanedimethanol can be used. Glycolic acid, hydroxybutyric acid, hydroxyvaleric acid, hydroxycaproic acid, hydroxypentanoic acid, hydroxyheptanoic acid, hydroxyoctanoic acid and other hydroxycarboxylic acids; ε-caprolactone and other aliphatic lactones may be copolymerized.
本発明の産業用ベルトにおいては、バイオマス由来ポリマーは繊維構造体に使用されるが、その使用態様については特に制限されない。たとえば、石油系ポリマーからなる繊維とバイオマス由来ポリマーからなる繊維とを合撚して使用する、生地の経緯方向に別々に製織して使用する、所定の間隔おきに石油系ポリマーからなる繊維とバイオマス由来ポリマーからなる繊維とを設定して使用する、バイオマス由来ポリマーからなる繊維に石油系ポリマーからなる繊維をカバーリングして使用する、また石油系ポリマーとバイオマス由来ポリマーとを使用した複合繊維およびこれらの組み合わせる、などが可能である。 In the industrial belt of the present invention, the biomass-derived polymer is used for the fiber structure, but the use mode is not particularly limited. For example, fibers made of petroleum-based polymers and fibers made of biomass-derived polymers are twisted and used, weaved separately in the weft direction of the fabric, and fibers and biomass made of petroleum-based polymers at predetermined intervals Fibers made from biomass are used by setting fibers made from biomass-derived polymers, and fibers made from petroleum-based polymers are covered with fibers made from biomass-derived polymers, and composite fibers using petroleum-based polymers and biomass-derived polymers, and these Can be combined.
好ましくは、石油系ポリマーとバイオマス由来ポリマーとでは機械的物性や熱的物性が異なっているため、複合繊維として用いる。複合繊維とする場合、異形断面型複合繊維やサイドバイサイド型複合繊維、芯鞘型複合繊維など、公知の技術によって得られる複合繊維を適宜選択して用いることができるが、本発明の産業用ベルトの用途には芯鞘型複合繊維とすることが好ましい。 Preferably, the petroleum-based polymer and the biomass-derived polymer are used as a composite fiber because they have different mechanical properties and thermal properties. When a composite fiber is used, a composite fiber obtained by a known technique such as a modified cross-section type composite fiber, a side-by-side type composite fiber, or a core-sheath type composite fiber can be appropriately selected and used. For use, a core-sheath type composite fiber is preferable.
かかる芯鞘型複合繊維としては、芯部と鞘部とがほぼ同心円状に配置された同心芯鞘複合繊維であることが、機械的物性や熱的物性に斑が生じにくいため好ましい。同心円状とすることで、汎用ポリマーを鞘部に用いる場合に該汎用ポリマーを均一に配する効果を奏することができる。偏心していると、鞘部の汎用ポリマー層に薄い箇所が生じ、該箇所に樹脂加工時などに収縮が発生すると目ずれやしわの原因となる。芯鞘構造の複合繊維は公知の技術によって製造することができる。 As such a core-sheath type composite fiber, a concentric core-sheath composite fiber in which a core part and a sheath part are arranged substantially concentrically is preferable because spots are unlikely to occur in mechanical properties and thermal properties. By making it concentric, when using a general purpose polymer for a sheath part, the effect which distributes this general purpose polymer uniformly can be produced. If it is decentered, a thin portion is formed in the general-purpose polymer layer of the sheath portion, and if shrinkage occurs in the portion during resin processing, it causes misalignment and wrinkles. The core-sheath composite fiber can be produced by a known technique.
芯鞘型複合繊維としては、バイオマス由来ポリマーを芯部に配し、その他のポリマーを鞘部に配した構造を有することが好ましい。芯部をバイオマス由来ポリマーであるポリ乳酸とし、鞘部を石油系ポリマーであるエチレンテレフタレートとすることがより好ましい。 The core-sheath type composite fiber preferably has a structure in which a biomass-derived polymer is arranged in the core part and other polymers are arranged in the sheath part. More preferably, the core is made of polylactic acid, which is a biomass-derived polymer, and the sheath is made of ethylene terephthalate, which is a petroleum-based polymer.
芯鞘型複合繊維における芯鞘比率（質量比率）は、芯部／鞘部＝５０／５０〜９０／１０であることが好ましい。芯部の比率が９０／１００を超えると、鞘部の厚みが、力学特性や耐候性などを保持するのに不十分となり、産業用ベルトに要求される物性を維持できなくなる傾向となる。芯部の比率が５０／１００未満というのでは、バイオマス由来ポリマーの使用量が少なく、本発明の趣旨にそぐわない。 The core-sheath ratio (mass ratio) in the core-sheath composite fiber is preferably core / sheath = 50/50 to 90/10. When the ratio of the core part exceeds 90/100, the thickness of the sheath part is insufficient to maintain the mechanical properties, weather resistance, etc., and the physical properties required for the industrial belt tend not to be maintained. When the ratio of the core is less than 50/100, the amount of the biomass-derived polymer used is small and does not meet the spirit of the present invention.
芯鞘型複合繊維の形態には特に限定はなく、紡績糸、長繊維からなるマルチフィラメントまたはモノフィラメント繊維を使用することができ、用途や目的に応じて適宜使い分ければよい。 The form of the core-sheath type composite fiber is not particularly limited, and a multifilament or monofilament fiber made of spun yarn or long fiber can be used, and may be properly used depending on the application and purpose.
繊維構造体の構造例としては、繊維帆布、ロープまたはケーブル構造、平織構造、斜文織構造、簾織構造などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。必要な厚みや強力を確保する等の目的に応じて、多層構造とすることもできる。繊維構造体の断面形状も、用途に応じて種々選択すればよく、例えば平形ベルトやＶ形ベルトや丸形ベルト等とすることができる。 Examples of the structure of the fiber structure include, but are not limited to, a fiber canvas, a rope or cable structure, a plain weave structure, an oblique weave structure, and a woven structure. Depending on the purpose of ensuring the necessary thickness and strength, a multilayer structure can be used. The cross-sectional shape of the fiber structure may be variously selected depending on the application, and for example, a flat belt, a V-shaped belt, a round belt, or the like can be used.
繊維構造体を被覆する被覆層は、産業用ベルトに汎用されているゴムまたは樹脂を使用することができ、産業用ベルトの使用目的、態様に応じて、天然ゴム、合成ゴムなどのゴム系化合物、塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの合成樹脂を用いることができる。 The coating layer covering the fiber structure can use rubber or resin that is widely used for industrial belts, and rubber compounds such as natural rubber and synthetic rubber depending on the purpose and mode of use of the industrial belt. Synthetic resins such as vinyl chloride resin, fluorine resin, silicone resin, urethane resin, and polyolefin resin can be used.
好ましくは、被覆層にも、ポリブチレンサクシネートやポリ乳酸などの脂肪族ポリエステル系樹脂その他の生分解性を有する樹脂や、同様に生分解性を有する天然ゴムを用いることができる。このように繊維構造体だけでなく被覆層も生分解性材料で構成すると、廃棄処分を極めて容易にかつ環境への負荷を抑えて行うことができる。例えば土中に埋没しても、全てが生分解され無害に消失する。繊維構造体との複合物としてでなく、被覆層のみでの廃棄処理やリサイクル処理なども適用できる。 Preferably, an aliphatic polyester resin such as polybutylene succinate or polylactic acid or other biodegradable resin, or a natural rubber having biodegradability can also be used for the coating layer. Thus, if not only the fiber structure but also the coating layer is made of a biodegradable material, the disposal can be performed very easily and with a reduced environmental load. For example, even if buried in the soil, everything is biodegraded and disappears harmlessly. Not only as a composite with a fiber structure but also a disposal process or a recycling process using only a coating layer can be applied.
産業用ベルトの性能を向上させることを目的として、被覆層材料に、硬化剤、促進剤、顔料等の添加剤や、タルク、石膏、クレー、炭酸カルシウム等のフィラーを必要に応じて混合してもよい。 For the purpose of improving the performance of industrial belts, additives such as curing agents, accelerators and pigments, and fillers such as talc, gypsum, clay and calcium carbonate are mixed in the coating layer material as necessary. Also good.
本発明の産業用ベルトの製造方法としては、例えば、繊維構造体としての繊維帆布と押出機で溶融吐出する被覆層材料とをラミネートする方法が挙げられるが、この方法に限定されるものではない。 Examples of the manufacturing method of the industrial belt of the present invention include a method of laminating a fiber canvas as a fiber structure and a coating layer material melted and discharged by an extruder, but is not limited to this method. .
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
ポリ乳酸として、融点１７０℃、融解熱３８Ｊ／ｇ、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸の含有比９８．５／１．５（ネイチャーワークス社製）のものを用い、芳香族ポリエステルとして、融点２１７℃のイソフタル酸１５モル％共重合したＰＥＴを用い、それぞれのチップを減圧乾燥した後、同心芯鞘型複合溶融紡糸装置に、ポリ乳酸が芯部になるように且つ共重合ＰＥＴが鞘部になるように供給して溶融紡糸を行った。ポリ乳酸と共重合ＰＥＴとの複合比（芯鞘質量比）は５０／５０とし、紡糸温度は２４０℃とした。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
Example 1
Polylactic acid having a melting point of 170 ° C., heat of fusion of 38 J / g, a content ratio of L-lactic acid and D-lactic acid of 98.5 / 1.5 (manufactured by Nature Works), and aromatic polyester having a melting point of 217 ° C. After 15 mol% of isophthalic acid copolymerized PET was used and each chip was dried under reduced pressure, the polylactic acid became the core and the copolymerized PET became the sheath in the concentric core-sheath type composite melt spinning apparatus. Then, melt spinning was carried out. The composite ratio (core-sheath mass ratio) of polylactic acid and copolymerized PET was 50/50, and the spinning temperature was 240 ° C.
得られた複合繊維は１１００デシテックス１９２フィラメントであり、これを用いて２ｍ幅のレピア織機にて経糸密度６８本／２．５４ｃｍ、緯糸密度４５本／２．５４ｃｍの織密度であるベルト用基布を作製した。 The obtained conjugate fiber is 1100 dtex 192 filament, and using this, a base fabric for belts having a warp density of 68 yarns / 2.54 cm and a weft density of 45 yarns / 2.54 cm on a 2 m wide rapier loom. Was made.
このベルト用基布を用い、その両面をポリブチレンサクシネート（PBS）樹脂（昭和高分子株式会社製、ビオノーレ＃３０００）でカレンダー法にて被覆して、コンベア用ベルトを得た。ここでは幅２５ｍｍ×長さ１５０ｍｍのベルト試験片とした（以下同様）。 Using this base fabric for belt, both surfaces thereof were coated with polybutylene succinate (PBS) resin (Showon Polymer Co., Ltd., Bionore # 3000) by a calendar method to obtain a conveyor belt. Here, a belt test piece having a width of 25 mm and a length of 150 mm was used (the same applies hereinafter).
（実施例２）
実施例１で作製したベルト用基布を用い、その片面に塩ビプラスチゾル（日本ゼオン株式会社製、ゼオン１２１）をナイフコーティング法で塗布し、荷重（１５ｇ／ｃｍ２）下、１２５℃で６０分間の加熱処理を行って、コンベア用ベルトを得た。
(Example 2)
Using the belt base fabric produced in Example 1, PVC plastisol (ZEON 121, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) was applied to one side by a knife coating method, and the load (15 g / cm 2 ) at 125 ° C. for 60 minutes. The heat treatment was performed to obtain a conveyor belt.
（比較例１）
繊度１１００ｄｔｅｘ１９２フィラメントの丸断面形状のポリエチレンテレフタレートマルチフィラメント（ユニチカファイバー（株）製）を経糸および緯糸に用い、実施例１と同様にして、ベルト用基布を作製し、コンベア用ベルトを得た。
(Comparative Example 1)
Using a polyethylene terephthalate multifilament (manufactured by Unitika Fiber Co., Ltd.) having a round cross-sectional shape with a fineness of 1100 dtex 192 filaments for warp and weft, a base fabric for a belt was produced and a conveyor belt was obtained.
（比較例２）
比較例１で作製したベルト用基布を用い、その片面に塩ビプラスチゾル（日本ゼオン株式会社製、ゼオン１２１）をナイフコーティング法で塗布し、荷重（１５ｇ／ｃｍ２）下、１２５℃で６０分間の加熱処理を行って、コンベア用ベルトを得た。
(Comparative Example 2)
Using the belt fabric prepared in Comparative Example 1, PVC plastisol (ZEON 121, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) was applied on one side by a knife coating method, and the load (15 g / cm 2 ) was kept at 125 ° C. for 60 minutes. The heat treatment was performed to obtain a conveyor belt.
実施例１、２、比較例１、２のベルト用基布（以下、繊維基布という）およびコンベア用ベルトの評価を以下の方法にて行った。結果は表１に示した。
（１）基布引張強力：ＪＩＳ Ｌ−１０９６に準じて測定した。
（２）剥離接着強力：ベルト試験片について、剥離速度１００ｍｍ／分にて室温で被覆樹脂／繊維基布間の剥離接着強力を測定した。
（３）バイオマス含有量：コンベア用ベルト全体に対する繊維基布の割合（質量％）
The belt base fabrics (hereinafter referred to as fiber base fabrics) and conveyor belts of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were evaluated by the following methods. The results are shown in Table 1.
(1) Base fabric tensile strength: Measured according to JIS L-1096.
(2) Peel adhesion strength: The peel adhesion strength between the coating resin / fiber base fabric was measured at room temperature at a peel rate of 100 mm / min for the belt specimen.
(3) Biomass content: Ratio of fiber base fabric to the entire conveyor belt (% by mass)
これに対し、比較例１および２で得たコンベア用ベルトは、繊維基布の引張強力および補強に必要な被覆樹脂との接着強力に問題はないものの、繊維基布にもＰＥＴを使用していてバイオマス由来ポリマーを含有しておらず、環境負荷の面で改善されていないものである。 In contrast, the conveyor belts obtained in Comparative Examples 1 and 2 have no problem with the tensile strength of the fiber base fabric and the adhesive strength with the coating resin necessary for reinforcement, but PET is also used for the fiber base fabric. It does not contain any biomass-derived polymer and has not been improved in terms of environmental impact.
本発明の産業用ベルトは、食品搬送用コンベアベルト等のコンベアベルトや伝動ベルトなどに好適に使用できる。 The industrial belt of the present invention can be suitably used for a conveyor belt or a transmission belt such as a food conveyor belt.
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