(57)【要約】【課題】高剛性及び高強度を有し、しかも良好な耐屈曲疲労性を有する歯付ベルトを提供する。【解決手段】歯付ベルト１は、ゴム層３の短手方向に複数の心線２を並設してなるベルト本体４と、該ベルト本体４の一方の表面に形成されている複数の歯部５と、この歯部５の表面を被覆する歯布６とを備える。歯布６は、ゴム組成物を原帆布に含浸させるとともに、表面層を形成して得られた布基材の一面に接着層用ゴム組成物を付着させ、接着層を形成してなる。ゴム層３は、１００℃におけるムーニー粘度が１００以上１６０以下であるＨＮＢＲを含むＨＮＢＲ、及びＨＮＢＲにメタクリル酸亜鉛を微分散させたポリマーアロイを含む。前記ゴム層３及びゴム組成物は水素化カルボキシＮＢＲを含むのが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素化ニトリルゴム、及び該水素化ニトリルゴムと同一又は異なる水素化ニトリルゴムにメタクリル酸亜鉛を微分散させてなるポリマーアロイを含むゴム層からなり、心線が複数埋設されたベルト本体と、該ベルト本体の少なくとも一面に形成された複数の歯部と、帆布に水素化ニトリルゴムを含むゴム組成物を含浸してなる布基材の一面に接着層を形成してあり、前記歯部を覆うように前記ベルト本体と接着された歯布とを備える歯付ベルトにおいて、
前記ゴム層は、１００℃におけるムーニー粘度が１００以上１６０以下である水素化ニトリルゴムを含むことを特徴とする歯付ベルト。
【請求項２】
前記ゴム層は、前記水素化ニトリルゴムを前記ゴム層全量に対し５質量％以上２０質量％以下含むことを特徴とする請求項１に記載の歯付ベルト。
【請求項３】
前記ゴム層は、ゴム硬度Ｈｓが９５以上、加硫ゴム試験における１００％モジュラスが１８ＭＰａ以上、ゴム破断強度が３６ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１に記載の歯付ベルト。
【請求項４】
前記ゴム層は、水素化カルボキシニトリルゴムをさらに含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の歯付ベルト。
【請求項５】
前記水素化カルボキシニトリルゴムを前記ゴム層全量に対し１質量％以上３０質量％以下含むことを特徴とする請求項４に記載の歯付ベルト。
【請求項６】
前記ゴム層は、結合アクリロニトリル量が１５質量％以上２５質量％以下である低結合アクリロニトリル量水素化ニトリルゴムを含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の歯付ベルト。
【請求項７】
前記ゴム層は、該ゴム層のゴム成分全量に対し前記低結合アクリロニトリル量水素化ニトリルゴムを１０質量％以上７０質量％以下含むことを特徴とする請求項６に記載の歯付ベルト。
【請求項８】
結合アクリロニトリル量が３５質量％以上５０質量％以下である水素化ニトリルゴムを含み、該水素化ニトリルゴムと、前記低結合アクリロニトリル量水素化ニトリルゴムとの質量比が１５：８５乃至８０：２０であることを特徴とする請求項６に記載の歯付ベルト。
【請求項９】
前記歯布の前記ゴム組成物は、水素化カルボキシニトリルゴムを含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の歯付ベルト。
【請求項１０】
前記歯布の前記接着層は、水素化カルボキシニトリルゴムを含むことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の歯付ベルト。
【請求項１１】
前記ゴム組成物は、ポリテトラフルオロエチレンを含むことを特徴とする請求項９又は１０に記載の歯付ベルト。
【請求項１２】
前記ゴム組成物は、導電性酸化亜鉛を含むことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の歯付ベルト。
【請求項１３】
前記接着層は、導電性カーボンを含むことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の歯付ベルト。
【請求項１４】
前記心線は、炭素繊維からなる芯繊維の周囲に、下撚りされたガラス繊維からなる子縄を複数配置し、前記芯繊維及び子縄を上撚りしたものであることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の歯付ベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高剛性及び高強度を有し、しかも耐屈曲疲労性に優れる歯付ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
歯付ベルトは、駆動側歯付プーリと従動側歯付プーリとの間に掛け渡されて、一般産業機器及びＯＡ機器の動力伝達ベルト、自動車内燃機関のタイミングベルト、自転車の駆動ベルト等として用いられる。通常、歯付ベルトは、長手方向に複数の心線が埋設されたカーボンブラックを含有する黒色のゴム層からなるベルト本体と、該ベルト本体の表面に形成された複数の歯部と、該歯部の表面を被覆する歯布とから構成される。歯付ベルトは、主に歯布の摩耗により歯欠けが生じた場合、及び心線が切断した場合等に使用できなくなる。
【０００３】
歯付ベルトの伝動能力、停止精度、減衰特性を向上させるために、前記ゴム層の強度、剛性、耐摩耗性、耐屈曲疲労性、他の材料への接着性を高めることは必須の条件である。
ゴム層の組成物に水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）にメタクリル酸亜鉛を微分散させたポリマーアロイを配合することにより、ゴム層の強度、剛性、耐摩耗性を高めることができることは周知の技術である（例えば特許文献１等）。この場合、補強剤としてのカーボンを含有する必要がなくなるので、ゴム層の淡色化が可能である。
しかしながら、強度等のさらなる向上を図るために、メタクリル酸亜鉛のＨＮＢＲに対する配合比率を上げた場合、ゴム層の耐屈曲疲労性、他の材料への接着性、永久歪み特性の悪化、寒冷地及び冬期における始動トルクの増大（耐寒性の低下）、ベルト運転による自己発熱の増加等、主に動的な物性が低下するという問題があった。
【０００４】
また、歯付ベルトの伝動能力の向上のために、ベルト歯布用帆布の耐摩耗性、ゴム層、心線への接着性の向上は必須の条件である。そして、運転時のクリーン性、良好なメンテナンス性を得るために、帆布の色を従来の黒一色から淡色化することが求められており、淡色化と高耐摩耗性とを両立させた技術も報告されている（例えば前記特許文献１等）。
しかしながら、淡色化により歯布の導電性が悪化し、ベルト運転時に帯電して放電するという問題点、さらに耐摩耗性を向上させるためにポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の摩擦低減剤を増量した場合、歯布と、ゴム層，心線との接着力が低下するという問題点があった。
【０００５】
さらに、歯付ベルトの伝動能力、停止精度、減衰特性を向上させるために、心線の強度、剛性、耐屈曲疲労性、他の材料への接着性を高めることも必須の条件である。
心線の高剛性化を図るために、炭素繊維からなるカーボン心線を用いることは既に知られている。
しかしながら、ベルト引っ張り剛性向上による歯飛びトルク、停止精度、及び減衰特性の向上には大きな効果があるが、従来のガラス心線及びアラミド心線と比較した場合、これらの心線と同径ではあまり引っ張り強度が上がらない、耐屈曲疲労性が悪い、耐衝撃性が悪い、接着が困難であるという理由から、伝動能力の向上（ベルトの細幅化、装置のコンパクト化）が困難であるという問題があった。この伝動能力の改善を図るために、炭素繊維からなる芯繊維の周囲に、下撚りされたガラス繊維からなる子縄を複数配置し、芯繊維及び子縄を上撚りした心線が開発されている（特許文献２）。
しかし、この心線においては、ゴム層との接着性が悪いため、ベルトの歯部に強い剪断力がかかった場合に、歯部が早期に欠け、期待する能力が得られないという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４３６０９９３号公報
【特許文献２】特許第４０１８４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ゴム層に高分子量ＨＮＢＲを含むことにより、高剛性及び高強度を有し、しかも良好な耐屈曲疲労性を有する歯付ベルトを提供することを目的とする。
【０００８】
そして、本発明は、ゴム層に水素化カルボキシＮＢＲを含むことにより、ゴム層と心線，歯布との接着性が良好であるとともに、耐摩耗性が良好である歯付ベルトを提供することを目的とする。
【０００９】
さらに、本発明は、ゴム層に低結合アクリロニトリル量ＨＮＢＲを含むことにより、耐寒性及び耐油性をバランス良く有する歯付ベルトを提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、歯布の表面層又は接着層に水素化カルボキシＮＢＲを含むことにより、歯布とゴム層，心線との接着性が良好である歯付ベルトを提供することを目的とする。
【００１１】
そして、本発明は、歯布の表面層，接着層に導電性酸化亜鉛，導電性カーボンを含むことにより、導電性が良好である歯付ベルトを提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、炭素繊維とガラス繊維との複合材料からなる心線を用いることにより、耐衝撃性と耐屈曲疲労性とが良好である歯付ベルトを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第１発明に係る歯付ベルトは、水素化ニトリルゴム、及び該水素化ニトリルゴムと同一又は異なる水素化ニトリルゴムにメタクリル酸亜鉛を微分散させてなるポリマーアロイを含むゴム層からなり、心線が複数埋設されたベルト本体と、該ベルト本体の少なくとも一面に形成された複数の歯部と、帆布に水素化ニトリルゴムを含むゴム組成物を含浸してなる布基材の一面に接着層を形成してあり、前記歯部を覆うように前記ベルト本体と接着された歯布とを備える歯付ベルトにおいて、前記ゴム層は、１００℃におけるムーニー粘度が１００以上１６０以下である水素化ニトリルゴムを含むことを特徴とする。
【００１４】
第２発明に係る歯付ベルトは、第１発明において、前記ゴム層は、前記水素化ニトリルゴムを前記ゴム層全量に対し５質量％以上２０質量％以下含むことを特徴とする。
【００１５】
第３発明に係る歯付ベルトは、第１発明において、前記ゴム層は、ゴム硬度Ｈｓが９５以上、加硫ゴム試験における１００％モジュラスが１８ＭＰａ以上、ゴム破断強度が３６ＭＰａ以上であることを特徴とする。
【００１６】
第１乃至第３発明においては、ベルト本体の前記ゴム層がムーニー粘度が１００以上１６０以下であり、高分子量である水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）を含むので、歯付ベルトは高剛性及び高強度を有し、しかも良好な耐屈曲疲労性を有する。
【００１７】
第４発明に係る歯付ベルトは、第１乃至第３発明のいずれかにおいて、前記ゴム層は、水素化カルボキシニトリルゴムをさらに含むことを特徴とする。
【００１８】
第５発明に係る歯付ベルトは、第４発明において、前記水素化カルボキシニトリルゴムを前記ゴム層全量に対し１質量％以上３０質量％以下含むことを特徴とする。
【００１９】
第４又は第５発明においては、水素化カルボキシニトリルゴム（水素化カルボキシＮＢＲ）を含むので、ゴム層と心線，歯布との接着性が良好になるとともに、ゴム層の耐摩耗性が良好になる。
【００２０】
第６発明に係る歯付ベルトは、第１乃至第５発明のいずれかにおいて、前記ゴム層は、結合アクリロニトリル量が１５質量％以上２５質量％以下である低結合アクリロニトリル量水素化ニトリルゴムを含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明においては、歯付ベルトは良好な耐寒性を有する。
【００２２】
第７発明に係る歯付ベルトは、第６発明において、前記ゴム層は、該ゴム層のゴム成分全量に対し前記低結合アクリロニトリル量水素化ニトリルゴムを１０質量％以上７０質量％以下含むことを特徴とする。
【００２３】
第８発明に係る歯付ベルトは、第６発明において、結合アクリロニトリル量が３５質量％以上５０質量％以下である水素化ニトリルゴムを含み、該水素化ニトリルゴムと、前記低結合アクリロニトリル量水素化ニトリルゴムとの質量比が１５：８５乃至８０：２０であることを特徴とする。
【００２４】
第７又は第８発明においては、歯付ベルトは耐寒性及び耐油性をバランス良く有する。
【００２５】
第９発明に係る歯付ベルトは、第１乃至第８発明のいずれかにおいて、前記歯布の前記ゴム組成物は、水素化カルボキシニトリルゴムを含むことを特徴とする。
【００２６】
本発明においては、歯布のゴム組成物が水素化カルボキシＮＢＲを含むので、ゴム層及び心線との接着性が良好である。そして、ＲＦＬ処理が不要であるので、耐摩耗性が良好である。
【００２７】
第１０発明に係る歯付ベルトは、第１乃至第９発明のいずれかにおいて、前記歯布の前記接着層は、水素化カルボキシニトリルゴムを含むことを特徴とする。
【００２８】
本発明においては、歯布の接着層が水素化カルボキシＮＢＲを含むので、ゴム層及び心線との接着性が良好である。
【００２９】
第１１発明に係る歯付ベルトは、第９又は第１０発明において、前記ゴム組成物は、ポリテトラフルオロエチレンを含むことを特徴とする。
【００３０】
本発明においては、歯布の表面層にＰＴＦＥが含まれるので、耐摩耗性が良好である。そして、歯布が摩耗した場合においても自己潤滑性が保持される。
【００３１】
第１２発明に係る歯付ベルトは、第１乃至第１１発明のいずれかにおいて、前記ゴム組成物は、導電性酸化亜鉛を含むことを特徴とする。
【００３２】
本発明においては、歯布の表面の導電性が良好である。
【００３３】
第１３発明に係る歯付ベルトは、第１乃至第１２発明のいずれかにおいて、前記接着層は、導電性カーボンを含むことを特徴とする。
【００３４】
本発明においては、歯布の表面の導電性が良好である。
【００３５】
第１４発明に係る歯付ベルトは、第１乃至第１３発明のいずれかにおいて、前記心線は、炭素繊維からなる芯繊維の周囲に、下撚りされたガラス繊維からなる子縄を複数配置し、前記芯繊維及び子縄を上撚りしたものであることを特徴とする。
【００３６】
本発明においては、さらに接着性が向上し、歯付ベルトはさらに良好な剛性、耐衝撃性、及び耐屈曲疲労性を有する。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、ゴム層が高分子量ＨＮＢＲを含むので、歯付ベルトは、高剛性及び高強度を有し、しかも良好な耐屈曲疲労性を有する。
【００３８】
そして、本発明によれば、ゴム層が水素化カルボキシＮＢＲを含むので、歯付ベルトは、ゴム層と心線，歯布との接着性が良好であるとともに、耐摩耗性が良好である。
【００３９】
さらに、本発明によれば、ゴム層が低結合アクリロニトリル量ＨＮＢＲを含むので、歯付ベルトは、耐寒性を有する。
【００４０】
また、本発明によれば、歯布の表面層又は接着層に水素化カルボキシＮＢＲを含むので、歯布とゴム層，心線との接着性が良好である。
【００４１】
そして、本発明によれば、歯布の表面層，接着層に導電性酸化亜鉛，導電性カーボンを含むので、歯付ベルトは導電性が良好である。
【００４２】
また、本発明によれば、炭素繊維とガラス繊維との複合材料からなる心線を用いるので、歯付ベルトは剛性、耐衝撃性、及び耐屈曲疲労性が良好である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態に係る歯付ベルトを示す一部破断斜視図である。
【図２】（ａ）は歯付ベルトを示す平面図、（ｂ）は歯付ベルトを示す断面図、（ｃ）は歯付ベルトを示す一部破断側面図である。
【図３】歯付ベルトの製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図４】ゴム層の耐屈曲疲労性を評価するための装置を示す模式図である。
【図５】各歯付ベルトにつき、ゴム層の背部に微小クラックが発生するまでの時間を示したグラフである。
【図６】各歯付ベルトの１０００時間経過時のベルト本体のゴム層の厚みの変化量を示したグラフである。
【図７】耐寒性を評価するための装置を示す模式図である。
【図８】各歯付ベルトのサイクル数と背ゴムクラック数との関係を調べた結果を示すグラフである。
【図９】浸漬時間と体積変化率との関係を調べた結果を示したグラフである。
【図１０】各ゴム層材料と歯布との接着性の評価方法を説明するための図である。
【図１１】配合例４のゴム層材料の接着強度を１００％としたときの各配合例のゴム層材料の接着強度を示したグラフである。
【図１２】各ゴム層材料と心線との接着性の評価方法を説明するための図である。
【図１３】心線１を用いた場合の各ゴム層材料の接着強度を求めた結果を示したグラフである。
【図１４】心線２を用いた場合の各ゴム層材料の接着強度を求めた結果を示したグラフである。
【図１５】心線３を用いた場合の各ゴム層材料の接着強度を求めた結果を示したグラフである。
【図１６】導電性を評価するための装置を示す模式図である。
【図１７】発生した静電気量を示したグラフである。
【図１８】発生した静電気量を示すグラフである。
【図１９】接着層の露出の制御方法を説明するための図である。
【図２０】歯布６の接着強度を１００％としたときの各歯布の接着強度を示したグラフである。
【図２１】各歯布と心線との接着性の評価方法を説明するための図である。
【図２２】歯布６と心線３とを組み合わせた場合の接着強度を１００％としたときの、各歯布の心線１〜３との接着強度を示したグラフである。
【図２３】各歯付ベルトの１０００時間経過時の歯布の摩耗量を示したグラフである。
【図２４】耐衝撃性を評価するための装置を示す模式図である。
【図２５】各歯付ベルトの故障までの時間を示したグラフである。
【図２６】各歯付ベルトの１０００時間経過時の残留強度を示すグラフである。
【図２７】負荷耐久性を評価するための装置を示す模式図である。
【図２８】各歯付ベルトの故障までの時間を示したグラフである。
【図２９】ベルト減衰特性を評価するための装置を示す模式図である。
【図３０】減衰時間と従動プーリ振幅量との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る歯付ベルト１を示す一部破断斜視図、図２（ａ）は歯付ベルト１を示す平面図、（ｂ）は歯付ベルト１を示す断面図、（ｃ）は歯付ベルト１を示す一部破断側面図である。
歯付ベルト１は、ゴム層３の短手方向に複数の心線２を並設してなるベルト本体４と、該ベルト本体４の一方の表面に形成されている複数の歯部５と、この歯部５の表面を被覆する歯布６とを備える。歯付ベルト１は、ベルト本体４の表裏両面に歯部５が形成されていてもよい。
歯布６は、表面層用ゴム組成物（請求項１のゴム組成物）を原帆布に含浸させるとともに、原帆布の表面に表面層を形成して得られた布基材６１の歯部５側の面に接着層用ゴム組成物を付着させ、接着層６２を形成してなる。
【００４５】
（１）ベルト本体
前記ベルト本体４を構成するゴム層３は、ゴム成分としてＨＮＢＲ、ＨＮＢＲにメタクリル酸亜鉛を微分散させてなるＨＮＢＲ・メタクリル酸亜鉛ポリマーアロイ（以下、ポリマーアロイという）を含有する。前記ポリマーアロイは、予め調製してある製品を使用してもよく、ゴム層用組成物の調製段階で、ＨＮＢＲにメタクリル酸亜鉛を微分散させて調製することにしてもよい。前記製品としては、例えば日本ゼオン株式会社製の「Ｚｅｏｆｏｒｔｅ（登録商標）  ＺＳＣ２２９５Ｎ」、「Ｚｅｏｆｏｒｔｅ  ＺＳＣ４１９５ＣＸ」等が挙げられる。
単体のＨＮＢＲは結合アクリロニトリル量が１５〜５０％、ヨウ素価が６０ｍｇ／１００ｍｇ以下であるのが好ましい。そして、ムーニー粘度（１＋４）１００℃が１００以上１６０以下である高分子量ＨＮＢＲを含む。前記ムーニー粘度は１１０以上１５０以下であるのが好ましく、１２０以上１４０以下であるのがより好ましい。前記高分子量ＨＮＢＲを含むことにより、前記ポリマーアロイを含むことと相まってゴム層３は高強度及び高剛性を有し、しかも良好な屈曲疲労性を有することができる。すなわち、前記ポリマーアロイの含有量を多くすることなく、ゴム層３は高強度及び高剛性を有することができるので、前記ポリマーアロイの含有量を多くすることによる耐屈曲疲労性の悪化等の上述した弊害が生じない。前記高分子量ＨＮＢＲの添加によりゴム層の強度、剛性、及び動的性質が改善されるのは、ポリマーの分子自身及び分子間結合力が向上し、これにより永久歪みの低下、自己発熱の低下等が奏されるためであると考えられる。上述の効果の良好な発現及びコストの観点から、前記高分子量ＨＮＢＲはゴム層３全量（ゴム層用組成物）に対し５質量％以上２０質量％以下含むのが好ましく、７質量％以上１８質量％以下含むのがより好ましく、１０質量％以上１５質量％以下含むのがさらに好ましい。
【００４６】
ゴム成分として、さらにカルボキシニトリルゴムを水素添加した水素化カルボキシＮＢＲを含むのが好ましい。これにより、心線２はゴム層３の内部に良好に接着され、ゴム層３と歯布６との接着性が良好になるとともに、ゴム層３の耐摩耗性が良好になる。カルボキシル基の導入によりゴム層の耐摩耗性が改善されるのは、ポリマーの分子間結合力が向上するためと考えられる。カルボキシル基の導入により歯布及び心線等の他材料との濡れ性及び接着性が良好になるのは、各材料に合った極性の付与と他材料の接着剤への一次結合量の増加とによると考えられる。
前記水素化カルボキシＮＢＲは、ムーニー粘度（１＋４）１００℃が６０以上１００以下、結合アクリロニトリル量が５０質量％以下、ヨウ素価が６０ｍｇ／１００ｍｇ以下であるのが好ましい。そして、上述の効果の良好な発現及びコストの観点から、前記水素化カルボキシＮＢＲをゴム層３全量（ゴム層用組成物）に対し１質量％以上３０質量％以下含むのが好ましく、２質量％以上１０質量％以下含むのがより好ましく、２．５質量％以上５質量％以下含むのがさらに好ましい。
【００４７】
そして、ゴム成分中に、結合アクリロニトリル量がＨＮＢＲ全量に対し１５質量％以上２５質量％以下であるＨＮＢＲ（低結合アクリロニトリル量ＨＮＢＲ）を含むのが好ましい。これにより、歯付ベルト１は良好な耐寒性（低温始動性）を有する。低結合アクリロニトリル量ＨＮＢＲはムーニー粘度（１＋４）１００℃が５０以上１００以下であり、ヨウ素価が２７ｍｇ／１００ｍｇ以下であるのがより好ましい。上述の効果の良好な発現及びコストの観点から、低結合アクリロニトリル量ＨＮＢＲをゴム成分全量に対し１０質量％以上７０質量％以下含むのが好ましく、２０質量％以上５０質量％以下含むのがより好ましく、３０質量％以上４０質量％以下含むのがさらに好ましい。これにより、歯付ベルト１に適切な極性が付与され、歯付ベルト１は耐寒性（低温始動性）と耐油性とをバランス良く有する。ここで、各ＨＮＢＲはポリマー単体であってもよく、ポリマーアロイに含まれるＨＮＢＲであってもよい。
また、ゴム成分中の結合アクリロニトリル量が３５質量％以上５０質量％以下である高又は中高結合アクリロニトリル量ＨＮＢＲと低結合アクリロニトリル量ＨＮＢＲとの質量比は１５：８５乃至８０：２０であるのが好ましく、３０：７０乃至７０：３０であるのがより好ましく、５０：５０乃至６５：３５であるのがさらに好ましい。
【００４８】
上述のゴム成分に、有機過酸化物、硫黄等の架橋剤、共架橋剤（架橋助剤）、老化防止剤、顔料、着色剤、及び可塑剤等を配合してゴム層用組成物が得られ、該ゴム層用組成物を架橋することによりゴム層３が得られる。前記有機過酸化物としては、特に制限されるものではないが例えば、１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ジブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート等を使用することができる。また、架橋剤としては、これらの有機過酸化物の他に、オキシムニトロソ化合物、モノマー類、ポリマー類で共架橋剤として一般に使用されるものを適量添加することもできる。ゴム層用組成物には他に補強剤、表面亀裂防止剤等も含有することができる。
【００４９】
共架橋剤としては、フェニレンジマレイミド、エチレンジメタクリレート、トリアリルイソシアヌレート等が挙げられる。
老化防止剤としては、アミン系老化防止剤、及び２−メルカプトベンツイミダゾールの亜鉛塩等が挙げられる。
顔料及び着色剤としては、酸化チタン、カーボン、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、カーミンレッド等が挙げられる。
可塑剤としては、アジピン酸系ポリエステル、トリメリット酸エステル、脂肪族二塩基酸エステル系等の可塑剤が挙げられる。
【００５０】
心線２としては、中心部に芯繊維を配置し、その周囲に下撚りされた子縄を複数配置し、これらを上撚りしたものが好ましい。前記子縄の下撚りの方向と上撚りの方向とが同じであり、かつ、前記芯繊維が子縄の下撚りの方向と逆方向に下撚りされたもの、又は無撚のものがより好ましく、芯繊維として炭素繊維を用い、子縄としてガラス繊維を用いたものがさらに好ましい。
【００５１】
本発明のゴム層用組成物は上述の組成を有するので、前記ゴム層用組成物を架橋して得られるゴム層３は、補強剤としてのカーボンを含有しないときにおいても、「ゴム硬度Ｈｓが９５以上、加硫ゴム試験における１００％モジュラスが１８ＭＰａ以上、ゴム破断強度が３６ＭＰａ以上」という、高強度及び高硬度の物性を有する。従って、黒色以外の着色を行うことができ、カーボンを使用して黒色に着色し、ベルト本体４が摩耗して摩耗粉が飛散する場合のように汚れが目立つことがなく、クリーン性を有する。そして、淡色化により摩耗粉の発生が視認されやすくなり、交換時期を容易に判別することができるので、メンテナンス性も良好である。なお、上述のゴム硬度Ｈｓに関しては、騒音防止の観点から９８Ｈｓ以下であるのが好ましい。
【００５２】
（２）歯布
歯布６の原帆布としては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６、アラミド繊維、及びポリパラフェニレンベンズオキサゾール繊維等が挙げられる。これらは単独で用いても、これらの混織糸で構成してもよい。
【００５３】
歯布６の前記表面層用ゴム組成物及び接着層用ゴム組成物は、ゴム成分としてＨＮＢＲ、ＨＮＢＲにメタクリル酸亜鉛を微分散させてなるＨＮＢＲ・メタクリル酸亜鉛ポリマーアロイを含有する。前記ポリマーアロイは、予め調製してある製品を使用してもよく、表面層用ゴム組成物又は接着層用ゴム組成物の調製段階で、ＨＮＢＲにメタクリル酸亜鉛を微分散させて調製することにしてもよい。
ゴム成分として、さらに水素化カルボキシＮＢＲを含むのが好ましい。水素化カルボキシＮＢＲとして、ムーニー粘度（１＋４）１００℃が６０以上１００以下であり、結合アクリロニトリル量が５０％以下であり、ヨウ素価が６０ｍｇ／１００ｍｇ以下であるものが挙げられる。水素化カルボキシＮＢＲを含むことにより、歯布６と心線２及びゴム層３との接着性が良好になる。また、ＲＦＬ処理が不要であり、レゾルシンとホルマリンとの縮合物を含まないので、耐摩耗性が良好である。水素化カルボキシＮＢＲは、接着層用ゴム組成物にのみ配合した場合でも上述の効果を奏する。カルボキシル基の導入により他材料との接着性が良好になるのは、各材料に合った極性の付与と他材料の接着剤への一次結合量の増加とによると考えられる。上述の効果の良好な発現、加工性、及びコストの観点から、水素化カルボキシＮＢＲは、表面層用ゴム組成物又は接着層用ゴム組成物に対して１質量％以上３０質量％以下含むのが好ましく、２質量％以上１５質量％以下含むのがより好ましく、２．５質量％以上１０質量％以下含むのがさらに好ましい。
【００５４】
そして、ゴム以外の成分として、前記有機過酸化物等の架橋剤、ステアリン酸，フェニレンジマレイミド等の架橋助剤、チタン酸カリウムホイスカー等の補強剤等、フェノール樹脂等のＮＢＲ接着剤、及びアジピン酸系ポリエステル等の可塑剤等を配合する。酸化チタン等の顔料を配合してもよい。チタン酸カリウムホイスカー等の補強剤を含み、補強剤としてカーボンを含む必要がないので、歯布６を白色等に着色することができ、カーボンを使用して黒色に着色し、歯布６が摩耗して摩耗粉が飛散する場合のように汚れが目立つことがなく、クリーン性を有する。
前記表面層用ゴム組成物には、さらにＰＴＦＥを配合する。水素化カルボキシＮＢＲにより接着力が向上しているので、ＰＴＦＥを多量に含むことができ、歯布２とのの耐摩耗性をさらに向上させることができる。ＰＴＦＥの配合量は表面層用ゴム組成物に対し３０質量％以上９０質量％以下であるのが好ましく、４０質量％以上８０質量％以下であるのがより好ましく、５０質量％以上６０質量％以下であるのがさらに好ましい。ＰＴＦＥは歯布６の表面層のみでなく、布基材６１内にも含まれているので、歯布６が摩耗した場合においても自己潤滑性が維持される。
【００５５】
そして、前記表面層用ゴム組成物には導電性酸化亜鉛を配合するのが好ましい。導電性酸化亜鉛は、体積抵抗率が２０Ω・ｃｍ以上５００Ω・ｃｍ以下、比表面積が４ｍ2 ／ｇ以上５０ｍ2 ／ｇ以下、一次粒子径２０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下、嵩比重２００ｍｌ／１００ｇ以上１０００ｍｌ／１００ｇ以下であるのがより好ましい。そして、良好な導電性の付与、及びコストの観点から、導電性酸化亜鉛は、表面層用ゴム組成物中に２質量％以上２０質量％以下含むのが好ましく、３質量％以上１０質量％以下含むのがより好ましい。
【００５６】
前記接着層用ゴム組成物には導電性カーボンを配合するのが好ましい。導電性カーボンは、平均粒子径が２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下、比表面積が３０ｍ2 ／ｇ以上１４０ｍ2 ／ｇ以下、ヨウ素吸着量が５０ｍｇ／ｇ以上１８０ｍｇ／ｇ以下、嵩密度が０．０１ｇ／ｍｌ以上０．３ｇ／ｍｌ以下、電気抵抗率が０．４Ω・ｃｍ以下であるのがより好ましい。良好な導電性の付与、加工性、及びコストの観点から、導電性カーボンは、接着層用ゴム組成物中に１０質量％以上４０質量％以下含むのが好ましく、１２質量％以上３０質量％以下含むのがより好ましく、１３質量％以上２０質量％以下含むのがさらに好ましい。
導電性酸化亜鉛、導電性カーボン等の導電性材料は、後述するように歯布６の表面（歯付ベルト１の表面）に対する露出度を制御することができる。これにより、歯布６は良好な導電性を有し、歯付ベルト１の運転時に帯電するのが防止される。前記露出度は、前記表面全面に対し０％以上３０％以下であるのが好ましい。
前記表面層用ゴム組成物及び接着層用ゴム組成物は有機溶剤に溶解して使用する。
【００５７】
（３）歯付ベルトの製造
以下に、歯付ベルト１の製造方法について説明する。
図３は、歯付ベルト１の製造方法を説明するための模式的断面図である。
まず、例えばナイロン６６製の原帆布６０を、前記表面層用ゴム組成物を有機溶剤に溶解したものに浸漬して乾燥させる（図３（ａ））。
これにより、原帆布６０の布目６０ａに表面層用ゴム組成物（図中、・・で示す）が浸透し、表面に表面層用ゴム組成物による表面層が形成された布基材６１が得られる（図３（ｂ））。表面層は乾燥後の固形分として、原帆布６０の１ｍ2 当たり５０〜２００ｇ形成されている。
【００５８】
次に、布基材６１の一面に接着層用ゴム組成物を有機溶剤に溶解したものを塗布し、乾燥させて接着層６２を形成する（図３（ｃ））。接着層６２は乾燥後の固形分として、原帆布６０の１ｍ2 当たり３０〜２５０ｇ形成されている。
そして、歯部形成用溝を有する円筒状金型の外表面に、架橋皮膜が円筒状金型側に形成されるように歯布６を巻き付け、その上に心線２を一定張力でスパイラル状に巻き、さらにその上に、ゴム層用ゴム組成物からなる未加硫（未架橋）ゴムシートを巻き付けた後、加硫缶に入れて外周側から加圧し、蒸気で加熱する。成形温度は１００℃以上１３０℃以下、成形圧は６ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下である。歯付ベルト１は、この加圧・加熱によりゴムが軟化して歯部５が形成されるとともに、歯布６が歯部表面側に接着され、ゴムが加硫されてゴム層３が形成される。これにより歯付ベルト１が製造される（図３（ｄ））。
【実施例】
【００５９】
以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
（１）ゴム層用組成物
［配合例１］
下記の表１の配合（質量部で示す）に従って、ＨＮＢＲ（１）（日本ゼオン株式会社製「Ｚｅｔｐｏｌ（登録商標）２０１０Ｈ」）、ＨＮＢＲ・メタクリル酸亜鉛ポリマーアロイ（ポリマーアロイ）（１）（日本ゼオン株式会社製「Ｚｅｏｆｏｒｔｅ  ＺＳＣ２２９５Ｎ」）、酸化チタン（堺化学工業株式会社製「酸化チタンＲ−６２Ｎ」、白色顔料）、可塑剤（株式会社ＡＤＥＫＡ製「アデカサイザーＣ９Ｎ」、アジピン酸系ポリエステル）、架橋剤［化薬アクゾ株式会社製「パーカドックス１４／４０Ｃ」、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン（４０％）＋炭酸カルシウム］、共架橋剤（大内新興化学工業株式会社製「バルノックＰＭ」、フェニレンジマレイミド）、老化防止剤［白石カルシウム株式会社製「ナウガード４４５」（アミン系老化防止剤）、大内新興化学工業株式会社製「ノクラックＭＢＺ」（２−メルカプトベンツイミダゾールの亜鉛塩）、及びＳＲＦカーボン（旭カーボン株式会社製、着色剤）を配合し、配合例１のゴム層用組成物を得た。
「Ｚｅｔｐｏｌ２０１０Ｈ」の物性は、結合アクリロニトリル量３６．２質量％、ヨウ素価（中心値）１１ｍｇ／１００ｍｇ、ムーニー粘度１２０以上である。「ＺＳＣ２２９５Ｎ」のベースポリマーは「Ｚｅｔｐｏｌ２０２０」［物性：結合アクリロニトリル量３６．２％、ヨウ素価（中心値）２８ｍｇ／１００ｍｇ、ムーニー粘度７８］であり、「ＺＳＣ２２９５Ｎ」の物性は、ムーニー粘度８５、硬度ＪＩＳ（ｓｈｏｒｅＤ）が９５（６０）である。
【００６０】
【表１】
2011196526.tif 000003
【００６１】
［配合例２］
ポリマーアロイ（１）に代えて、ポリマーアロイ（２）（日本ゼオン株式会社製「ＺＳＣ４１９５ＣＸ」）を配合したこと以外は配合例１と同様にして配合例２のゴム層用組成物を得た。「ＺＳＣ４１９５ＣＸ」のベースポリマーは「Ｚｅｔｐｏｌ４３１０」［物性：結合アクリロニトリル量１８．６質量％、ヨウ素価（中心値）１５ｍｇ／１００ｍｇ、ムーニー粘度８０］であり、「ＺＳＣ４１９５ＣＸ」の物性は、ムーニー粘度７５、硬度ＪＩＳ（ｓｈｏｒｅＤ）が９５（６０）である。
【００６２】
［配合例３］
ＨＮＢＲ（１）の配合量を１５．０質量部から１０．０質量部に代え、水素化カルボキシＮＢＲ（ランクセス社製「テルバンＸＴ」）を５質量部配合したこと以外は配合例２と同様にして配合例３のゴム層用組成物を得た。
【００６３】
［配合例４］
ＨＮＢＲ（１）に代えて、ＨＮＢＲ（２）（日本ゼオン株式会社製「Ｚｅｔｐｏｌ２０２０」）を配合したこと以外は配合例１と同様にして配合例４のゴム層用組成物を得た。
【００６４】
（２）歯布の表面層用ゴム組成物及び接着層用ゴム組成物
［配合例Ｉ］
下記の表２の配合（質量部で示す）に従って、前記ＨＮＢＲ（２）（「Ｚｅｔｐｏｌ２０２０」）、前記ポリマーアロイ（１）（「ＺＳＣ２２９５Ｎ」）、前記水素化カルボキシＮＢＲ（「テルバンＸＴ」）、前記酸化チタン（「酸化チタンＲ−６２Ｎ」）、前記架橋剤（「パーカドックス１４／４０Ｃ」）、前記架橋助剤（「バルノックＰＭ」）、チタン酸カリウムホイスカー（大塚化学株式会社製「ティスモＤ１０１」）、フェノール樹脂（住友ベークライト株式会社製「スミライトレジンＰＲ７０３１Ａ」、ＨＮＢＲ接着剤）、導電性酸化亜鉛（ハクスイテック株式会社製「酸化亜鉛２３−Ｋ」）、前記可塑剤（「アデカサイザーＣ９Ｎ」）、及びＰＴＦＥ（デュポン社製「ゾニールＭＰ１１００」）を配合し、配合例Ｉの表面層用ゴム組成物を得た。
【００６５】
【表２】
2011196526.tif 000004
【００６６】
［配合例ＩＩ］
ＨＮＢＲ（２）の配合量を７０．０質量部から８０．０質量部に代え、水素化カルボキシＮＢＲ及び導電性酸化亜鉛を配合しなかったこと以外は配合例Ｉと同様にして配合例ＩＩの表面層用ゴム組成物を得た。
【００６７】
［配合例Ａ］
可塑剤の配合量を４．０質量部から８．０質量部に代え、ＰＴＦＥは配合せず、導電性カーボンを配合したこと以外は配合例ＩＩと同様にして配合例Ａの接着層用ゴム組成物を得た。
【００６８】
［配合例Ｂ］
ＨＮＢＲ（２）の配合量を８０．０質量部から７０．０質量部に代え、前記水素化カルボキシＮＢＲ（「テルバンＸＴ」）を配合したこと以外は配合例Ａと同様にして配合例Ｂの接着層用ゴム組成物を得た。
【００６９】
［配合例Ｃ］
可塑剤の配合量を８．０質量部から４．０質量部に代え、導電性カーボンを配合しなかったこと以外は配合例Ａと同様にして配合例Ｃの接着層用ゴム組成物を得た。
【００７０】
（３）歯布
下記の表３の組み合わせに従って、前記配合例Ｉ又は配合例ＩＩの表面層用ゴム組成物を原帆布に含浸させるとともに、表面に表面層を形成して布基材を得、前記配合例Ａ〜配合例Ｃのいずれかの接着層用ゴム組成物により布基材の一面に接着層を形成して歯布を得た。原帆布として、ナイロン６６製で、「２／２の綾」で構成されたものを用いた。
【００７１】
【表３】
2011196526.tif 000005
【００７２】
（４）心線
実施例に用いた心線を下記の表４に示す。
【００７３】
【表４】
2011196526.tif 000006
【００７４】
表４の心線１として、炭素繊維からなる芯繊維の周囲に、下撚りされたガラス繊維からなる子縄を複数配置し、これらを子縄の下撚り方向と同一の方向に上撚りして一体化した、日本板硝子株式会社製の心線を用いた。芯繊維は子縄の下撚り方向と逆方向に下撚りしている。心線１はＨＮＢＲを含む処理材により処理されている。
心線２は、従来の、炭素繊維を下撚りし、それらを複数本束ねて上撚りすることにより一体化した心線であり、ＲＦＬ処理が施された、日本板硝子株式会社製のものを用いた。
心線３は、従来の、Ｋ−ガラス繊維を下撚りし、それらを複数本束ねて上撚りすることにより一体化した心線であり、ＲＦＬ処理が施された、日本板硝子株式会社製のものを用いた。
（５）歯付ベルト
［実施例１］
下記の表５に示すように、ベルト本体のゴム層として表１の配合例１のゴム層用組成物を用い、歯布として表３の歯布２を用い、心線として表４の心線１を用いて実施例１の歯付ベルトを作製した。
［実施例２］、［実施例３］、［比較例１］
下記の表５のゴム層、歯布、及び心線の組み合わせに従って実施例２及び３、比較例１の歯付ベルトを作製した。
【００７５】
【表５】
2011196526.tif 000007
【００７６】
［実施例４］〜［実施例１１］
下記の表６のゴム層、歯布、及び心線の組み合わせに従って実施例４〜１１の歯付ベルトを作製した。
【００７７】
【表６】
2011196526.tif 000008
【００７８】
（６）性能評価
以下に、性能評価をした結果について説明する。
（ａ）ゴム層の強度及び剛性の評価
表１の各配合例のゴム層用組成物を１６０℃で２５分架橋させて、ゴム層材料（シート）を作製し、ゴム破断強度（ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１  （ダンベル３号））、１００％モジュラス（ＪＩＳ  Ｋ  ６２５４  （短冊状１号形））、ゴム硬度（ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３（デュロメータ硬さ「タイプＡ」））を測定した。その結果を下記の表７に示す。
【００７９】
【表７】
2011196526.tif 000009
【００８０】
表７より、ムーニー粘度が高い（分子量が高い）ＨＮＢＲ「Ｚｅｔｐｏｌ２０１０Ｈ」を含む配合例１〜３のゴム層材料は、高分子量ＨＮＢＲを含まない配合例４のゴム層材料より強度及び剛性が高くなっていることが分かる。そして、ポリマーアロイ（１）を含む配合例１のゴム層材料が最も強度が高いことが分かる。
【００８１】
（ｂ）ゴム層の耐屈曲疲労性の評価
上述の実施例１〜３及び比較例１の歯付ベルトにつき、ベルト本体のゴム層の背部に微小クラックが発生した時間を測定した。
図４は、ゴム層の耐屈曲疲労性を評価するための装置を示す模式図である。
４つのプーリ１１，１１，１１，１１に各歯付ベルトの歯部を架け渡し、４つのアイドラ１２，１２，１２，１２によりベルト本体の背部を支持した状態で荷重を掛ける。
測定条件は以下の通りである。
・ベルト  歯ピッチ８ｍｍ、長さ１０００ｍｍ、幅２０ｍｍ
・プーリ  ２０Ｔ（直径５１ｍｍ）×４個
・アイドラ径  直径４０ｍｍ
・回転速度  ５５００ｒ／ｍｉｎ
・荷重  １９７Ｎ
【００８２】
図５は、各歯付ベルトにつき、ゴム層の背部に微小クラックが発生するまでの時間を示したグラフである。比較例１の前記時間を１００％としている。
図５より、ムーニー粘度が高い（分子量が高い）高分子量ＨＮＢＲを配合してゴム層を得た実施例１〜３の歯付ベルトは、高分子量ＨＮＢＲを配合せずにゴム層を得た比較例１の歯付ベルトより耐屈曲疲労性が高くなっていることが分かる。
【００８３】
（ｃ）ゴム層の耐摩耗性評価
上述の実施例１〜３及び比較例１の歯付ベルトにつき、上述のゴム層の耐屈曲疲労性の測定装置と同一の装置を用い、同一の測定条件で、１０００時間経過時のベルト本体のゴム層の厚み（ベルト本体の背面と心線の中心軸との間隔）を測定した。
図６は、各歯付ベルトの１０００時間経過時のベルト本体のゴム層の厚みの変化量を示したグラフである。比較例１の前記変化量を１００％としている。
図６より、ムーニー粘度が高い（分子量が高い）高分子量ＨＮＢＲを配合してゴム層を得た実施例１〜３の歯付ベルトは、高分子量ＨＮＢＲを配合せずにゴム層を得た比較例１の歯付ベルトより変化量が小さく、耐摩耗性が高くなっていることが分かる。さらに、水素化カルボキシニトリルゴムを配合した実施例３の歯付ベルトが最も耐摩耗性が高くなっている。
以上の（ａ）〜（ｃ）より、ゴム層用組成物としてポリマーアロイに加えて高分子量ＨＮＢＲを配合し、さらに水素化カルボキシＮＢＲを配合することにより、歯付ベルトは高強度及び高剛性を有するとともに、良好な耐屈曲疲労性及び耐摩耗性を有することが確認された。
【００８４】
（ｄ）ゴム層の耐寒性と耐油性の評価
上述の実施例１〜３及び比較例１の歯付ベルト、並びにクロロプレンゴムベルトにつき、耐寒性と耐油性とを評価した。
図７は、耐寒性を評価するための装置を示す模式図である。
超低温フリーザ１３内において、２つのプーリ１４，１４に歯付ベルト１５を架け渡し、モータ１６によりプーリ１４を回転させて、下記のサイクル数とベルト本体の背部（背ゴム）のクラック数との関係を調べた。
測定条件は以下の通りである。
・ベルト  歯ピッチ８ｍｍ、長さ１０００ｍｍ、幅２０ｍｍ
・プーリ  ２４Ｔ×２４Ｔ
・無負荷
・回転速度  ７５０ｒ／ｍｉｎ
・１サイクル  １分間運転−１０分間停止の間欠運転
・超低温フリーザ内温度  −３５℃
【００８５】
図８は、各歯付ベルトのサイクル数と背ゴムクラック数との関係を調べた結果を示すグラフである。図８より、ベースポリマーが低結合アクリロニトリル量ＨＮＢＲであるポリマーアロイ（２）をゴム層に含む実施例２及び３の歯付ベルトは、他の歯付ベルトと比較して耐寒性が著しく向上していることが分かる。
【００８６】
次に、耐油性を評価した。
上述の配合例１〜４、及びクロロプレンゴムのゴム層用組成物を、１６０℃で２５分架橋（加硫）させて、ゴム層材料（シート）を作製した。
そして、ＪＩＳＮｏ．３オイルをオイルバスに流入し、６０℃で保温して各シートを所定の大きさに切り出したものをオイルに浸漬し、浸漬時間と体積変化率との関係を調べた。
図９は、浸漬時間と体積変化率との関係を調べた結果を示したグラフである。歯付ベルトを構成した場合の耐寒性が良好である配合例２及び３のゴム層材料は、配合例１及び４のゴム層材料より耐油性が若干劣るが、クロロプレンからなるゴム層材料よりは耐油性が大きく向上していることが分かる。
以上より、ベースポリマーが低結合アクリロニトリル量ＨＮＢＲであるポリマーアロイ（２）をゴム層に含むことにより、歯付ベルトの耐寒性が向上し、高又は中高結合アクリロニトリル量ＨＮＢＲと低結合アクリロニトリル量ＨＮＢＲとの質量比を１５：８５乃至８０：２０の範囲内にすることにより、歯付ベルトが耐寒性と耐油性とをバランス良く有するようにすることができることが分かる。
【００８７】
（ｅ）ゴム層材料の歯布との接着性の評価
上述の配合例１〜４のゴム層用組成物と歯布２とを合わせてそれぞれ１６０℃で２５分架橋（加硫）させて、ゴム・布の加硫シートを作製した。
まず、各ゴム層材料の上述の歯布２との接着性を評価した。
図１０は、各ゴム層材料と歯布との接着性の評価方法を説明するための図である。
ゴム・布の加硫シートをあて板１９に固着し、歯布１７（前記歯布２）のゴム層１８に接着されていない部分を引っ張り試験機により引っ張って接着強度を求めた。
図１１は、配合例４のゴム層材料の接着強度を１００％としたときの各配合例のゴム層材料の接着強度を示したグラフである。水素化カルボキシＮＢＲを含む配合例３のゴム層材料は、著しく歯布２との接着性が向上していることが分かる。
【００８８】
上述の配合例１〜４のゴム層用組成物と心線１〜３とを合わせてそれぞれ１６０℃で２５分架橋（加硫）させて、ゴム・心線の加硫シートを作製した。
図１２は、各ゴム層材料と心線との接着性の評価方法を説明するための図である。
ゴム・心線の加硫シートをローラ２１に巻き付け、心線２２を引っ張り試験機により鉛直方向に引っ張って接着強度を求めた。
【００８９】
図１３は、心線１を用いた場合の各ゴム層材料の接着強度を求めた結果を示したグラフである。配合例４のゴム層材料の接着強度を１００％としている。
図１４は、心線２を用いた場合の各ゴム層材料の接着強度を求めた結果を示したグラフである。配合例４のゴム層材料の接着強度を１００％としている。
図１５は、心線３を用いた場合の各ゴム層材料の接着強度を求めた結果を示したグラフである。配合例４のゴム層材料の接着強度を１００％としている。
図１３〜図１５より、水素化カルボキシＮＢＲを含む配合例３のゴム層材料は、著しく心線との接着性が向上していることが分かる。そして、心線１、心線３、心線２の順に接着強度が高くなっていることが分かる。
【００９０】
（ｆ）ベルト表面（歯布表面）の導電性の評価
上述の実施例４〜９の歯付ベルトにつき、導電性を評価した。
図１６は、導電性を評価するための装置を示す模式図である。
２つのプーリ２４，２４に歯付ベルト２５を架け渡し、静電気センサ２６により歯付ベルト２５に発生した静電気を測定した。
測定条件は以下の通りである。
・ベルト  歯ピッチ８ｍｍ、長さ１０００ｍｍ、幅２５ｍｍ
・プーリ（鉄製）  ３０Ｔ×３０Ｔ
・回転速度  １０００ｒ／ｍｉｎ
・無負荷
図１７は、発生した静電気量を示したグラフである。布基材６１の表面に導電性材料を露出させた。実施例４、５、６、７、８、９の歯付ベルト表面の電位（ｋＶ）は、それぞれ０、０、−２３、−０．１、−０．１、−２７である。
図１８は、発生した静電気量を示すグラフである。布基材６１の表面に導電性材料は露出させていない。実施例４、５、６、７、８、９の歯付ベルト表面の電位（ｋＶ）はそれぞれ、−０．１、−０．１、−２５、−０．３、−０．３、−２９である。
【００９１】
図１９は、接着層の露出の制御方法を説明するための図である。
図１９（ａ）は上述の図３（ｃ）の状態に対応する。
この状態から歯部５を成形するときに圧力及び温度を調整することにより、接着層６２が布基材６１の表面に露出せず、すなわち導電性材料（導電性カーボン）が露出せず、布基材６１の内部に存在するようにする（図１９（ｂ））。また、圧力及び温度を調整することにより、接着層６２が布基材６１の表面に露出するようにすることもできる。
図１９（ｂ）のように接着層６２が表面に露出していない場合においても、初期運転時の歯布とプーリとのなじみ、及び初期ベルトテンション又は運転時の負荷張力等により接着層６２が一時的に布目より微量露出して導電性材料が露出し、帯電した電気が接着層６２を通りプーリにアースされる（図１９（ｃ））。
【００９２】
図１７及び図１８より、接着層６２が導電性カーボンを含み、表面層が導電性酸化亜鉛を含む実施例４及び５の歯付ベルトが最も良好な導電性を有することが分かる。また、実施例７及び８より、接着層が導電性カーボンを含み、表面層は導電性酸化亜鉛を含まない場合においても導電性が良好であることが分かる。
そして、図１７と図１８とを比較することにより、歯付ベルトの表面に導電性材料が露出している方が導電性が高いが、歯付ベルトの表面に導電性材料が露出していない場合においても図１９に示したように一時的に導電性材料が露出して良好な導電性が得られることが分かる。
【００９３】
（ｇ）歯布の接着性の評価
上述の配合例３のゴム層用組成物と歯布１〜６とを合わせてそれぞれ１６０℃で２５分架橋（加硫）させて、ゴム・布の加硫シートを作製した。
図１０と同様に、ゴム・布の加硫シートをあて板１９に固着し、歯布１７（前記歯布１〜６）のゴム層１８に接着されていない部分を引っ張り試験機により引っ張って接着強度を求めた。
【００９４】
図２０は、歯布６の接着強度を１００％としたときの各歯布の接着強度を示したグラフである。図２０より、表面層及び接着層ともに水素化カボキシＮＢＲを含む歯布２が最も接着性が良好であることが分かる。接着層の配合例では、Ｂ、Ｃ、Ａの順に接着強度が高い。また、接着層に水素化カボキシＮＢＲを含み、表面層には水素化カボキシＮＢＲを含まない歯布５においても非常に高い接着強度が得られることが分かる。
【００９５】
図２１は、各歯布と心線との接着性の評価方法を説明するための図である。
配合例３のゴム層用組成物、歯布１〜６、心線１〜３とを合わせてそれぞれ１６０℃で２５分架橋（加硫）させて、ゴム・心線・布の加硫シートを作製した。
ゴム・心線・布の加硫シートをあて板１９に固着し、歯布１７の心線２０に接着されていない部分を引っ張り試験機により引っ張って接着強度を求めた。ゴム層１８の表面には心線２０が密に並設されている。
【００９６】
図２２は、歯布６と心線３との接着強度を１００％としたときの、各歯布の心線１〜３との接着強度を示したグラフである。図２２より、表面層及び接着層ともに水素化カボキシＮＢＲを含む歯布２が最も接着性が良好であることが分かる。接着層の配合例では、Ｂ、Ｃ、Ａの順に接着強度が高い。また、接着層に水素化カボキシＮＢＲを含み、表面層には水素化カボキシＮＢＲを含まない歯布５においても十分に高い接着強度が得られることが分かる。そして、心線としては、１、３、２の順に接着強度が高い。
【００９７】
（ｈ）歯布の耐摩耗性の評価
上述の実施例４〜９の歯付ベルトにつき、図４のゴム層の耐屈曲疲労性の測定装置と同一の装置を用い、下記の測定条件で、１０００時間経過時のベルト本体のゴム層の心線の中心軸と歯布の表面（歯部が形成されていないベルト本体平面を歯布で覆った部分の表面）との間隔ＰＬＤ（Ｐｉｔｃｈ  Ｌｉｎe   Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）の変化量を測定した。
測定条件は以下の通りである。
・ベルト  歯ピッチ８ｍｍ、長さ１０００ｍｍ、幅２０ｍｍ
・プーリ  ２０Ｔ（直径５１ｍｍ）×４個
・アイドラ径  直径４０ｍｍ
・回転速度  ５５００ｒ／ｍｉｎ
・荷重  １９７Ｎ
【００９８】
図２３は、各歯付ベルトの１０００時間経過時の歯布の摩耗量を示したグラフである。実施例９の前記変化量を１００％としている。図２３より、表面層及び接着層ともに水素化カボキシＮＢＲを含む歯布２を含む実施例５の歯付ベルトが最も歯布の耐摩耗性が良好であることが分かる。歯布の表面層の配合例が同一の場合、接着層の配合例が、Ｂ、Ｃ、Ａの順に耐摩耗性が高い。また、歯布の接着層の配合例が同一の場合、表面層の配合例が、Ｉ、ＩＩの順に耐摩耗性が高い。
【００９９】
（ｉ）歯付ベルトの耐衝撃性の評価
上述の実施例１、３、９〜１１、及び比較例１の歯付ベルトについて、耐衝撃性を評価した。
図２４は、耐衝撃性を評価するための装置を示す模式図である。
２つのプーリ２７，２７に歯付ベルト２８を架け渡し、一方のプーリ２７と同軸上にフライホイール３０を配置し、駆動モータ２９によりプーリ２７を正逆回転で急発進・急停止させ、歯付ベルト２８に衝撃を与えてベルト故障までの時間を求め、耐衝撃性を評価した。
測定条件は以下の通りである。
・ベルト  歯ピッチ８ｍｍ、長さ１０００ｍｍ、幅１５ｍｍ
・プーリ  ３０Ｔ×３０Ｔ
・ピークトルク  １６０Ｎ・ｍ
【０１００】
図２５は、各歯付ベルトの故障までの時間を示したグラフである。実施例３の前記時間を１００％としている。
図２５で実施例３、１０、及び１１を比較することにより、心線１、３、２の順に耐衝撃性が良いことが分かる。実施例１、３、及び比較例１を比較することにより、ゴム層用組成物の配合例３、１、４の順に耐衝撃性が良いことが分かる。すなわち、ゴム層が高分子量ＨＮＢＲを含むことにより耐摩衝撃性が向上し、水素化カルボキシＮＢＲを含むことにより耐衝撃性がさらに向上する。実施例３と９とを比較することにより、歯布の表面層及び接着層に水素化カルボキシＮＢＲを含む場合、前記表面層及び接着層に水素化カルボキシＮＢＲを含まない場合より耐衝撃性が向上していることが分かる。
【０１０１】
（ｊ）歯付ベルトの耐屈曲疲労性の評価
上述の実施例１、３、９〜１１、及び比較例１の歯付ベルトについて、図４と同様の装置を用い、１０００時間経過時の歯付ベルトの残留強度を測定した。
測定条件は以下の通りである。
・ベルト  歯ピッチ８ｍｍ、長さ１０００ｍｍ、幅２０ｍｍ
・プーリ  ２０Ｔ（直径５１ｍｍ）×４個
・アイドラ径  直径４０ｍｍ
・回転速度  ５５００ｒ／ｍｉｎ
・荷重  １９７Ｎ
【０１０２】
図２６は、各歯付ベルトの１０００時間経過時の残留強度を示すグラフである。実施例３の残留強度を１００％としている。
図２６で実施例３、１０、及び１１を比較することにより、心線１、３、２の順に残留強度が良いことが分かる。実施例３及び比較例１を比較することにより、ゴム層が水素化カルボキシＮＢＲを含むことにより残留強度が向上し、実施例３と９とを比較することにより、歯布の表面層及び接着層に水素化カルボキシＮＢＲを含む場合、前記表面層及び接着層に水素化カルボキシＮＢＲを含まない場合より残留強度が向上していることが分かる。
【０１０３】
（ｋ）歯付ベルトの負荷耐久性の評価
上述の実施例１、３、９〜１１、及び比較例１の歯付ベルトについて、負荷耐久性を評価した。
図２７は、負荷耐久性を評価するための装置を示す模式図である。
２つのプーリ３１，３１に歯付ベルト３２を架け渡し、駆動モータ３３によりプーリ３１を回転させ、動力計３４により負荷トルクを確認しつつ連続運転し、故障するまでの時間を求めた。
測定条件は以下の通りである。
・ベルト  歯ピッチ８ｍｍ、長さ１０００ｍｍ、幅１５ｍｍ
・プーリ  ３０Ｔ×３０Ｔ
・負荷トルク  ６８Ｎ・ｍ
・回転速度  ３０００ｒ／ｍｉｎ
【０１０４】
図２８は、各歯付ベルトの故障までの時間を示したグラフである。実施例３の前記時間を１００％としている。
図２８で実施例３、１０、及び１１を比較することにより、心線１、２、３の順に負荷耐久性が良いことが分かる。実施例１、３、及び比較例１を比較することにより、ゴム層用組成物の配合例３、１、４の順に負荷耐久性が良いことが分かる。すなわち、ゴム層が高分子量ＨＮＢＲを含むことにより負荷耐久性が向上し、水素化カルボキシＮＢＲを含むことにより負荷耐久性がさらに向上する。実施例３と９とを比較することにより、歯布の表面層及び接着層に水素化カルボキシＮＢＲを含む場合、前記表面層及び接着層に水素化カルボキシＮＢＲを含まない場合より負荷耐久性が向上していることが分かる。
【０１０５】
実施例１及び比較例１の歯付ベルトにおいては、ゴム層と心線との接着力不足による歯元クラックにより歯欠けが生じている。実施例９の歯付ベルトにおいては、歯布と心線との接着力不足により歯布が浮き上がって歯欠けが生じている。実施例１０の歯付ベルトにおいては、心線の耐屈曲疲労性の低下によって切断が生じている。実施例１１の歯付ベルトにおいては、負荷に対する剛性不足による噛み合い不良により歯欠けが生じている。実施例３の歯付ベルトにおいては、歯布が摩耗するまで歯欠けが生じず、長寿命を有している。
【０１０６】
（ｌ）ベルト減衰特性の評価
上述の実施例３、１１、及び比較例１について、ベルト減衰特性を評価した。
図２９は、ベルト減衰特性を評価するための装置を示す模式図である。
２つのプーリ３５，３５に歯付ベルト３６を架け渡し、駆動モータ３７により駆動側のプーリ３５を１回転させ、急停止したときに、レーザ変位計３８で従動側のプーリ３５の振れを計測した。
測定条件は以下の通りである。
・ベルト  歯ピッチ８ｍｍ、長さ２８００ｍｍ、幅２０ｍｍ
・プーリ  ３０Ｔ×３０Ｔ
・加速時間  ０．１秒間で回転速度を０から２００ｒ／ｍｉｎまで上げる。
【０１０７】
図３０は、減衰時間と従動プーリ振幅量との関係を示したグラフである。
図３０で実施例３と比較例１とを比較することにより、ゴム層に高分子量ＨＮＢＲを含み、剛性が高い場合、良好な減衰特性を有することが分かる。そして、実施例３と実施例１１とを比較することにより、心線１を用いることにより良好な減衰特性が得られることが分かる。
【０１０８】
（ｍ）まとめ
ゴム層用組成物にポリマーアロイに加えて高分子量ＨＮＢＲを配合することにより、静的性質及び耐屈曲疲労性等の動的性質が改善され、高強度及び高剛性が実現される。得られる歯付ベルトは、高剛性及び高弾性化により細幅化が実現され、コンパクトレイアウトが実現される。
さらに、ゴム層用組成物に水素化カルボキシＮＢＲを配合することにより、高分子量ＨＮＢＲにより高硬度化されていることと相まって、高耐摩耗性が実現される。水素化カルボキシＮＢＲは親和性が良好であり、ゴム層の他材料との濡れ性及び接着性を改善することもできる。
ゴム層の強度、剛性、耐摩耗性、耐屈曲疲労性、他の材料への接着性が向上することにより、歯付ベルトの伝動能力、停止精度、減衰特性が向上する。
そして、ゴム層用組成物として、低結合アクリロニトリル量ＨＮＢＲと高又は中高結合アクリロニトリル量ＨＮＢＲとを所定の範囲で混合することにより、歯付ベルトは耐寒性と耐油性とをバランス良く有することができる。
【０１０９】
歯布の接着層用ゴム組成物（好ましくは表面層用ゴム組成物にも）水素化カルボキシＮＢＲを配合することにより、ゴム層及び心線との接着力が向上する。そして、接着力が向上することで、多量のＰＴＦＥを添加することができるので、耐摩耗性が向上する。ゴム層にも水素化カルボキシＮＢＲを含む場合、歯付ベルトはさらに高耐久性を有する。
歯布の耐摩耗性、ゴム層，心線への接着性が向上することにより、歯付ベルトの伝動能力が向上する。
表面層用ゴム組成物，接着層用ゴム組成物に導電性酸化亜鉛，導電性カーボンを配合することにより、歯付ベルトの成形時に圧力及び温度を調整して布基材の布目より接着層を露出させ、導電性材料を露出させる。又は成形時に接着層が露出していない場合においても、初期運転時の歯布とプーリとのなじみ、及び初期ベルトテンション又は運転時の負荷張力等により接着層が一時的に布目より微量露出して導電性材料が露出し、帯電した電気が接着層を通りプーリにアースされる。これにより、歯付ベルトの表面の帯電が防止される。
【０１１０】
上述のゴム層及び歯布の構成に加えて、炭素繊維とガラス繊維とを複合化した心線を用いることにより、さらに接着性が向上し、歯付ベルトはさらに良好な剛性、耐衝撃性、及び耐屈曲疲労性を有する。
【符号の説明】
【０１１１】
１  歯付ベルト
２  心線
３  ゴム層
４  ベルト本体
５  歯部
６  歯布
６０  原帆布
６１  布基材
６２  接着層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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