JP4497545B2

JP4497545B2 - 歯付ベルト

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Publication number: JP4497545B2
Application number: JP2005333290A
Authority: JP
Inventors: 尚松田; 勇次関口
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 2005-11-17
Filing date: 2005-11-17
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2025-11-17
Also published as: US20070111834A1; JP2007139062A; US8147365B2

Description

本発明は、歯付ベルト本体がＥＰＤＭ組成物で形成された歯付ベルトに関する。

プリンタや自動販売機等には、用紙、紙幣、カードなどの紙葉類を搬送するための軽負荷用歯付ベルトが使用されている。このような軽負荷用歯付ベルトは、省スペース化による動力源の小型化のために柔軟性が高くてベルト曲げ抵抗が小さいことが要求されると共に、当然ながら搬送力が良好であることも要求される。

特許文献１には、ベルト長手方向に所定ピッチで複数の歯部を配置し、同方向の心体を埋設した背部ゴムからなる搬送用の歯付ベルトにおいて、ベルトの歯部側のゴム内に長手方向に連続の導電層を配しており、導電層の少なくとも一部がプーリかプーリのフランジとの接触面に露出しているものが開示されている。そして、これによれば、ベルト本体の帯電を防止し、搬送物である紙から発生した紙片や、屑、その他の埃などがベルトの搬送面に付着するのを防止することができ、搬送面の摩擦係数の低下を防ぐことができる、と記載されている。

特許文献２には、長さ方向に沿って配置した複数の歯部と、心線を埋設した背部とを有し、歯部の表面に歯布を被覆した歯付ベルトであり、背部もしくは背部と歯部からなるゴム層に、少なくともゴム１００重量部に対して多孔質充填剤として無機質の多孔質粉末を５〜８０重量部添加し、背部を研磨することにより多孔質充填剤を表面に表出させ、しかも背部と歯部を形成するゴム層を耐結晶性のクロロプレンゴムを含有するゴム組成物で形成したものが開示されている。そして、これによれば、苛酷な環境温度下においても支障無く使用することができ、たとえベルト背面に油分や水が付着した場合においても一定の摩擦係数としなやかさを維持し、カード、紙幣、切符等の搬送物を汚すことがなく、しかも回転変動率を小さくして送り精度が高められる、と記載されている。

特許文献３には、心線が埋設されたベルト基体の内面に長手方向に沿って所定間隔で歯部を突設すると共に歯部の表面に歯布を被覆し、ベルト基体と歯部とをゴム層で形成した搬送用歯付ベルトであって、ベルト基体と歯部を形成するゴム層を耐結晶性のクロロプレンゴムを含有するゴム組成物で形成し、耐結晶性のクロロプレンゴムは低温環境下に長時間放置しても結晶化が生じ難く、結晶化によって硬度上昇が生じることを抑制することができ、低温時の摩擦係数の低下を防ぐことができる搬送用歯付ベルトが開示されている。そして、これによれば、苛酷な環境温度下においても支障なく使用することができる、と記載されている。

特許文献４には、ベルト本体ゴム部と、このベルト本体ゴム部の表面に、ベルト幅方向に延びかつベルト長さ方向に所定のピッチで設けられた多数の歯ゴム部と、ベルト本体ゴム部内に、ベルト長さ方向に延びかつベルト幅方向に所定のピッチで埋設された断面略円形の心体とを備えた歯付ベルトの紙葉類搬送ベルトであって、心体ピッチを、心体径の２〜３倍に設定し、歯ピッチを３ｍｍ以下に、心体径を０．５ｍｍ以下にそれぞれ設定したものが開示されている。そして、これによれば、ベルト本体ゴム部のゴム材料を変更することなくベルトの曲げ剛性を低下させることができる、と記載されている。

また、特許文献５には、搬送用平ベルトであるが、搬送ゴム層とゴム製張力維持層とからなり、ゴム製張力維持層として少なくとも１０％モジュラスが１．０ＭＰａ〜２０．０ＭＰａである高モジュラス配合ゴムを用い、搬送ゴム層は摩擦係数が０．７〜２．０のゴム配合物の積層であることが好ましく、また、ゴム製張力維持層はモジュラスを向上させる手段として、カーボン，補強用短繊維又は不飽和カルボン酸金属塩と有機過酸化物を配合して架橋したゴムの少なくとも１種を含有させ、又は用いたものが開示されている。そして、これによれば、軸間距離固定で安定した張力で使用でき、しかも位置決め精度を高め、ベルトのプーリからの離脱、搬送物のずれ及びしわを防止し、搬送精度が良好である、と記載されている。
特開平７−７７２４４号公報特開平９−１４４８１６号公報特開平９−２９５７１０号公報特開平１１−３２５１９０号公報特開平１１−１０６０８０号公報

本出願の目的は、省エネを図ることができる歯付ベルトを提供することである。

上記の目的を達成する本発明の歯付ベルトは、原料ゴムとしてジエン成分の含有量が４質量％以上であるＥＰＤＭが用いられていると共に、架橋剤として１分間半減期温度が１７０℃以下である有機過酸化物が用いられ、且つ全硫黄含有量が０．５〜１．０質量％であるＥＰＤＭ組成物で形成されたエンドレスの歯付ベルト本体と、該歯付ベルト本体にベルト幅方向に一定ピッチの螺旋を形成するように埋設された外径が０．１〜０．４ｍｍの心線と、を備えたベルト厚さが１．０〜３．０ｍｍの歯付ベルトであって、
ベルト幅４．８ｍｍ当たりのベルト曲げ剛性が０．０６４Ｎ・ｃｍ^２以下で、且つ、上記歯付ベルト本体のウォーレスゴム硬度が６０°以上であることを特徴とする。

上記の構成によれば、歯付ベルト本体が柔軟であることにより、動力源の起動トルクが小さく、それによって省エネを図ることができる。

以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る歯付ベルト１０を示す。

この歯付ベルト１０は、ベルト外側の帯状の背ゴム部１１ａとベルト内側にベルト長さ方向に一定ピッチで間隔をおいて設けられた複数の歯ゴム部１１ｂとが一体となってエンドレスの歯付ベルト本体１１が構成されている。また、この歯付ベルト１０は、歯付ベルト本体１１にベルト幅方向に一定ピッチの螺旋を形成するように心線１２が埋設されており、それによって歯付ベルト本体１１が背ゴム部１１ａと歯ゴム部１１ｂとに仕切られている。さらに、この歯付ベルト１０は、ベルト内側表面、つまり、歯ゴム部１１ｂ側表面が補強布１３で被覆されており、歯ゴム部１１ｂが補強布１３で被覆されて歯部１４が構成されている。なお、歯部１４の基端部では、補強布１３と心線１２とが接触していても、また、それらの間にゴム層が介在していてもいずれでもよい。また、歯付ベルト本体１１が心線埋設部分を構成している。

この歯付ベルト１０は、例えば、ベルト周長が６０〜１４００ｍｍ、ベルト幅が３．２〜１９．０ｍｍ、ベルト厚さが１．０〜３．０ｍｍ、歯部ピッチが２．０３２〜５．０８０ｍｍである。歯部１４は、例えば、歯部高さが０．５〜２．０ｍｍ、歯部先端部の歯部幅が０．７〜１．４ｍｍである。歯部１４の断面形状は、例えば、台形状や半円形状など特に限定されない。

この歯付ベルト１０は、ベルト幅４．８ｍｍ当たりのベルト曲げ剛性が０．０６４Ｎ・ｃｍ^２以下であり、０．０６０Ｎ・ｃｍ^２以下であることがより好ましく、０．０５６Ｎ・ｃｍ^２以下であることがさらに好ましい。ベルト幅４．８ｍｍ当たりのベルト曲げ剛性がこのような値であるので、動力源の起動トルクが小さく、それによって省エネを図ることができる。なお、ベルト曲げ剛性は、後述の実施例と同様に、ベルト幅を試験片の幅ｂとし、歯底部分のベルト厚さを試験片の厚さｈとし、歯付ベルト１０の断面を矩形として断面二次モーメントをＩ＝ｂｈ^３／１２として求められる。

この歯付ベルト１０は、歯付ベルト本体１１のウォーレスゴム硬度が６０°以上であり、６２〜７５°であることがより好ましく、６５〜７５°であることがさらに好ましい。ウォーレスゴム硬度がこのような値であるので、耐粘着摩耗性に優れることとなる。なお、ウォーレスゴム硬度の測定方法については、後述の実施例の通りである。

歯付ベルト本体１１は、エチレン−α−オレフィンエラストマー組成物で形成されている。このように、歯付ベルト本体１１がハロゲンを含まず、耐オゾン性及び耐寒性に優れるエチレン−α−オレフィンエラストマー組成物で形成されているので、環境に優しく、また、歯付ベルト１０としても耐オゾン性及び耐寒性に優れることとなる。エチレン−α−オレフィンエラストマー組成物は、エチレン−α−オレフィンエラストマーを原料ゴムとして、それに架橋剤、架橋助剤、架橋促進剤、架橋促進助剤、強化材、老化防止剤、可塑剤等を混練した未架橋ゴム組成物を加熱及び加圧することによりエチレン−α−オレフィンエラストマーの分子間が架橋した架橋済みゴム組成物である。ここで、架橋剤は必須の構成要素であり、架橋助剤は任意の構成要素であるが、両者を併用することが好ましい。

原料ゴムのエチレン−α−オレフィンエラストマーとしては、例えば、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレンブテンゴム（ＥＢＲ）、エチレンオクテンゴム（ＥＯＲ）エチレンプロピレンジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）等が挙げられる。原料ゴムのエチレン−α−オレフィンエラストマーは、これらのうち１種又は２種以上を混合したもので構成することができる。但し、歯付ベルト本体１１を柔軟にして歯付ベルト１０のベルト曲げ剛性及びウォーレスゴム硬度を上記範囲にするという観点からは、エチレン−α−オレフィンエラストマーがジエン成分を含有することが好ましく、しかも、ジエン成分の含有量が４．０〜１０．０質量％であることが好ましく、４．５〜１０．０質量％であることがより好ましい。原料ゴムのエチレン−α−オレフィンエラストマーとしては、特に、エチレンプロピレンジエンモノマーゴムが好ましい。

架橋剤としては、例えば、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキサ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジベンゾイルパーオキシヘキサン、ｎ−ブチル−４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキサジイソプロピルバレレート、−４，４、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキサベンゾエート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシジイソプロピルベンゼン、ｔ−ブチル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、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ−ｔ−ブチルパーオキシヘキサン−３、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ジ（ｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサンなどの有機過酸化物が挙げられる。架橋剤は、これらのうち１種又は２種以上を混合したもので構成することができる。但し、歯付ベルト本体１１を柔軟にして歯付ベルト１０のベルト曲げ剛性及びウォーレスゴム硬度を上記範囲にするという観点からは、１分間半減期温度が１７０℃以下であるもの、例えば、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン等を用いることが好ましい。架橋剤の添加量は、原料ゴム１００質量部に対して０．０１〜０．０５ｍｏｌであることが好ましく、０．０１〜０．０４ｍｏｌであることがより好ましく、０．０１〜０．０３ｍｏｌであることがさらに好ましい。

架橋助剤としては、例えば、硫黄、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、エチレンジメタクリレート、１，３−ブチレンジメタクリレート、１，４−ブチレンジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、２，２’−ビス（４−メタクリロキシジエトキシフェニル）プロパン、２，２’−ビス（４−アクロキシジエトキシフェニル）プロパン、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、３−クロロ−２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、オリゴエステルアクリレート、アルミニウムメタクリレート、亜鉛メタクリレート、マグネシウムジメタクリレート、カルシウムジメタクリレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジアリルフタレート、ジアリルクロレンデート、ジビニルベンゼン、２−ビニルピリジン、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、ｐ−キノンジオキシン、ｐ、ｐ’−ジベンゾイルキニンジオキシン、１，２−ポリブタジエン、ジペンタメチレンチウラムテトラサルフィード等が挙げられる。架橋助剤は、これらのうち１種又は２種以上を混合したもので構成することができる。但し、歯付ベルト本体１１を柔軟にして歯付ベルト１０のベルト曲げ剛性及びウォーレスゴム硬度を上記範囲にするという観点からは、硫黄を用いることが好ましい。架橋助剤の添加量は、原料ゴム１００質量部に対して０．１〜３．０質量部であることが好ましく、０．５〜２．０質量部であることがより好ましく、０．５〜１．０質量部であることがさらに好ましい。架橋助剤として硫黄を用いた場合、その添加量は、原料ゴム１００質量部に対して０．１質量部以上であることが好ましい。また、歯付ベルト本体１１を形成するエチレン−α−オレフィンエラストマー組成物は、架橋助剤として添加される硫黄も含めて、全硫黄含有量が０．１質量％以上であることが望ましく、０．３質量％以上であることがより望ましく、０．５質量％以上であることがさらに望ましい。

架橋促進助剤としては、例えば、亜鉛華（酸化亜鉛）、炭酸亜鉛、酸化マグネシウムなどの金属酸化物や金属炭酸塩、ステアリン酸やオレイン酸などの脂肪酸やその誘導体、ジ−ｎ−ブリルアミン、ジシクロヘキシルアミンなどのアミン類等が挙げられる。架橋促進助剤は、これらのうち１種又は２種以上を混合したもので構成することができる。

強化材としては、例えば、ＳＡＦ、ＳＡＦ−ＨＳ、ＩＳＡＦ、Ｎ−３３９、ＩＳＡＦ−ＬＳ、Ｉ−ＩＳＡＦ−ＨＳ、ＨＡＦ、ＨＡＦ−ＨＳ、Ｎ−３５１、ＨＡＦ−ＬＳ、ＬＩ−ＨＡＦ、ＭＡＦ、ＦＥＦ、ＦＥＦ−ＨＳ、ＳＲＦ、ＳＲＦ−ＬＭ、ＧＰＦ、ＥＣＦＮ−２３４、ＦＴ、ＭＴなどのカーボンブラック、ホワイトカーボン（湿式、或いは、乾式シリカ）、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、珪酸マグネシウム、ハードクレーなどの無機補強材、ハイスチレン樹脂、クマロン・インデン樹脂、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂などの有機補強材等が挙げられる。強化材は、これらのうち１種又は２種以上を混合したもので構成することができる。強化剤の添加量は、原料ゴム１００質量部に対して５〜９０質量部であることが好ましい。

老化防止剤としては、例えば、２２４（ＴＭＤＱ）、ＰＡ（ＰＡＮ）、ＤＰ（ＤＰＰＤ）３Ｃ（ＩＰＰＤ）などのアミン系、ＳＰ、Ｗ、３００（ＴＢＭＴＢＰ）、ＮＳ−７（ＤＢＨＱ）などのフェノール系、ＭＢ（ＭＢＩ）などのイミダゾール系、ＮＭＣなどのニッケル塩系、ＮＳ−１０などのチオウレア系、ＤＬＴＰ（ＤＬＴＤＰ）などのチオエーテル系、ＴＮＰなどのリン系、ワックス系のものが挙げられる。老化防止剤は、これらのうち１種又は２種以上を混合したもので構成することができる。老化防止剤の添加量は、原料ゴム１００質量部に対して０．１〜１０質量部であることが好ましい。

可塑剤としては、例えば、フタル酸誘導体、イソフタル酸誘導体、テトラヒドロフタル酸誘導体、アジピン酸誘導体、アゼライン酸誘導体、セバシン酸誘導体、ドデカン−２−酸誘導体、マレイン酸誘導体、フマル酸誘導体、トリメリット酸誘導体、ピロメリット酸誘導体、クエン酸誘導体、イタコン酸誘導体、オレイン酸誘導体、リシノール酸誘導体、ステアリン酸誘導体、スルホン酸誘導体、リン酸誘導体、グルタール酸誘導体、グリコール誘導体、グリセリン誘導体、パラフィン誘導体、エポキシ誘導体、重合型可塑剤等が挙げられる。可塑剤は、これらのうち１種又は２種以上を混合したもので構成することができる。可塑剤の添加量は、原料ゴム１００質量部に対して５〜５０質量部であることが好ましい。

なお、エチレン−α−オレフィンエラストマー組成物には、その他にプロセスオイル、無機充填材、顔料等が混練されていてもよい。

心線１２は、例えば、ガラス繊維の繊維束をＲＦＬ液（レゾルシン・ホルマリン・ラテックス水溶液）に浸漬して加熱処理を施した後に撚り糸にしたものやアラミド繊維の撚り糸をＲＦＬ液に浸漬して加熱処理を施したものやワイヤーロープをゴム糊に浸漬した後に加熱処理を施したもので構成されている。ガラス繊維製やアラミド繊維製の心線１２は、さらにゴム糊に浸漬した後に加熱処理を施したものであってもよい。心線１２は、例えば、外径が０．１〜０．４ｍｍ、ベルト幅方向のピッチが０．１〜０．７ｍｍである。

補強布１３は、例えば、ナイロン繊維やアラミド繊維の織布（綾織り織布など）をゴム糊に浸漬した後に加熱処理を施したものやそれにさらに歯付ベルト本体１１側の面にペースト状のゴム糊をコートしたもので構成されている。補強布１３は、例えば、厚さが０．１〜０．７ｍｍである。

以上の構成の歯付ベルト１０は、上記のように、ベルト幅４．８ｍｍ当たりのベルト曲げ剛性が０．０６４Ｎ・ｃｍ^２以下で、且つ、歯付ベルト本体１１のウォーレスゴム硬度が６０°以上であるが、歯付ベルト本体１１がエチレン−α−オレフィンエラストマー組成物で形成されたものとしては、従来は存在しなかったものである。

なお、以上のような構成の歯付ベルト１０は、公知の製造方法によって製造することができる。

この歯付ベルト１０は、例えば、プリンタや自動販売機等において、用紙、紙幣、カードなどの紙葉類を搬送する紙葉類搬送装置の搬送ベルトとして用いられる。

図２は、そのような紙葉類搬送装置４０の一例を示す。

この紙葉類搬送装置４０は、歯付ベルト１０と駆動側及び従動側の一対の歯付プーリ４１と保圧ローラ４２とを備えている。

一対の歯付プーリ４１は、軸方向に間隔をおいて複数の歯付ベルト１０が巻き掛けられている。歯付プーリ４１は、例えば、プーリ径が１０〜２０ｍｍである。

保圧ローラ４２は、駆動側の歯付プーリ４１との間で歯付ベルト１０を狭持し、歯付ベルト１０に０．０４〜０．０８ＭＰａの面圧を負荷するように回転自在に設けられている。保圧ローラ４２は、例えば、ローラ径が１０〜２０ｍｍである。

そして、この紙葉類搬送装置４０は、駆動側の歯付プーリ４１が回転することにより保圧ローラ４２が連れ回り、それらの間に紙葉類４３を狭持して引き込み、歯付ベルト１０の背面で搬送するようになっている。

（実施形態２）
図３は、実施形態２に係る平ベルト２０を示す。

この平ベルト２０は、ベルト外側の帯状の接着ゴム部（心線埋設部分）２１ａとベルト内側の帯状の底ゴム部２１ｂとが積層されて一体となってエンドレスの平ベルト本体２１が構成されている。また、この平ベルト２０は、接着ゴム部２１ａの厚さ方向の中央にベルト幅方向に一定ピッチの螺旋を形成するように心線２２が埋設されている。さらに、この平ベルト２０は、ベルト外側表面が補強布２３で被覆されている。

この平ベルト２０は、ベルト幅４．８ｍｍ当たりのベルト曲げ剛性が０．０６４Ｎ・ｃｍ^２以下であることが好ましく、０．０６０Ｎ・ｃｍ^２以下であることがより好ましく、０．０５６Ｎ・ｃｍ^２以下であることがさらに好ましい。ベルト幅４．８ｍｍ当たりのベルト曲げ剛性がこのような値であるので、動力源の起動トルクが小さく、それによって省エネを図ることができる。なお、ベルト曲げ剛性は、後述の実施例と同様に、ベルト幅を試験片の幅ｂとし、ベルト厚さを試験片の厚さｈとし、平ベルト２０の断面を矩形として断面二次モーメントをＩ＝ｂｈ^３／１２として求められる。

この平ベルト２０は、平ベルト本体２１のウォーレスゴム硬度が６０°以上であり、６２〜７５°であることがより好ましく、６５〜７５°であることがさらに好ましい。

接着ゴム部２１ａは、エチレン−α−オレフィンエラストマー組成物で形成されており、その構成は実施形態１の歯付ベルト本体１１を形成するものと同一である。

底ゴム部２１ｂを形成するゴム組成物としては、例えば、エチレン−α−オレフィンエラストマー組成物、天然ゴム（ＮＲ）組成物、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）ゴム組成物、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）組成物、ニトリルゴム（ＮＢＲ）組成物、水素添加ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）組成物、クロロプレンゴム（ＣＲ）組成物、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）組成物、ブチルゴム（ＩＩＲ）組成物、アクリルゴム（ＡＣＭ）組成物、シリコーンゴム組成物、ミラブルウレタンゴム組成物、フッ素ゴム組成物等が挙げられる。底ゴム部２１ｂを形成するゴム組成物は、これらのうち１種又は２種以上を混合したもので構成することができる。但し、製造の容易さの観点からは、エチレン−α−オレフィンエラストマー組成物、しかも、接着ゴム部２１ａと同一構成のエチレン−α−オレフィンエラストマー組成物を用いることが好ましい。また、底ゴム部２１ｂを形成するゴム組成物には、短繊維が混合されていてもよい。

心線２２は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維、アラミド繊維の撚り糸をＲＦＬ液に浸漬して加熱処理を施したもので構成されている。心線２２は、さらにゴム糊に浸漬した後に加熱処理を施したものであってもよい。心線２２は、例えば、外径が０．４〜０．８ｍｍ、ベルト幅方向のピッチが０．４〜１．０ｍｍである。

補強布２３は、例えば、綿やナイロン繊維やポリエチレンテレフタレート繊維の織布（平織り織布など）をゴム糊に浸漬した後に加熱処理を施したもので構成されている。補強布２３は、例えば、厚さが０．５〜１．０ｍｍである。

なお、以上のような構成の平ベルト２０は、公知の製造方法によって製造することができる。

また、実施形態２では、ベルト外側表面に補強布２３が設けられた構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、補強布２３の位置に帯状の上ゴム部が設けられた構成であってもよい。上ゴム部は、底ゴム部２１ｂと同一のゴム組成物により構成することができる。

（試験評価用ベルト）
以下の参考例１〜３、実施例４〜１１、参考例１２及び１３、並びに比較例１〜６の試験評価用ベルトを作製した。詳細構成は表１〜４にも示す。

＜参考例１＞
ジエン成分が４．５質量％であるＥＰＤＭ（ＪＳＲ社製商品名：ＥＰ２２）を原料ゴムとし、この原料ゴム１００質量部に対し、架橋剤として有機過酸化物１のジクミルパーオキサイド（日本油脂社製商品名：パークミルＤ、１分間半減期温度１７５．２℃）３．２質量部、架橋促進助剤１として酸化亜鉛（白水化学社製酸化亜鉛３種）５質量部、架橋促進助剤２としてステアリン酸１質量部、老化防止剤１として２２４（大内新興化学社製）０．５質量部、老化防止剤２としてＭＢ（大内新興化学社製）２質量部、補強材としてＦＥＦ（親日化カーボン社製商品名：ＨＴＣ＃１００）を６５質量部、及び、プロセスオイル（日本サン石油社製商品名：サンパー２２８０）４０質量部を混練してなるＥＰＤＭゴム組成物で歯付ベルト本体を形成した歯付ベルトを参考例１とした。この参考例１の歯付ベルトは、ベルト周長を１５０ｍｍ、ベルト幅を４．８ｍｍ、ベルト厚さを１．１ｍｍ、歯部ピッチを２．０３２ｍｍとした。また、歯部は、歯部高さを０．５１ｍｍ、歯部先端部の歯部幅を０．７６ｍｍとした。

なお、心体として、ファイバ径９μｍのガラス繊維２００本を２つ合わせた繊維束を、スチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元共重合体ラテックスのＲＦＬ液（レゾルシン・ホルマリン・ラテックス水溶液）に浸漬して加熱処理を施した後に撚り糸にしたものを用いた。また、補強布として、６，６ナイロンの綾織り織布を、スチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元共重合体ラテックスのＲＦＬ液（レゾルシン・ホルマリン・ラテックス水溶液）に浸漬して加熱処理を施したものを用いた。

＜参考例２＞
プロセスオイルの量を３５質量部とし、架橋剤として有機過酸化物２の１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン（日本油脂社製商品名：パーヘキサＣ−４０、１分間半減期温度１５３．８℃）６．８質量部を用いたことを除いて参考例１と同一構成の歯付ベルトを参考例２とした。

＜参考例３＞
ＦＥＦの量を４５質量部、及び、プロセスオイルの量を１５質量部としたことを除いて参考例２と同一構成の歯付ベルトを参考例３とした。

＜実施例４＞
ＦＥＦの量を４０質量部、及び、プロセスオイルの量を５質量部とし、架橋助剤としてさらに硫黄（オイルサルファ）を０．５質量部加えたことを除いて参考例２と同一構成の歯付ベルトを実施例４とした。

＜実施例５＞
ＦＥＦの量を２０質量部、及び、プロセスオイルの量を１５質量部とし、強化材としてさらに湿式シリカ（トクヤマ社製商品名；トクシールＧＵ）を３０質量部加えたことを除いて実施例４と同一構成の歯付ベルトを実施例５とした。

＜実施例６＞
ＦＥＦの量を４５質量部、及び、硫黄の量を０．１質量部としたことを除いて実施例４と同一構成の歯付ベルトを実施例６とした。

＜実施例７＞
硫黄の量を０．５質量部としたことを除いて実施例６と同一構成の歯付ベルトを実施例７とした。

＜実施例８＞
硫黄の量を１．０質量部としたことを除いて実施例６と同一構成の歯付ベルトを実施例８とした。

＜実施例９＞
架橋剤として有機過酸化物３の１，１−ジ（ｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン（日本油脂社製商品名：パーヘキサＨＣ、１分間半減期温度１４９．２℃）３．２質量部を用いたことを除いて実施例６と同一構成の歯付ベルトを実施例９とした。

＜実施例１０＞
架橋剤として有機過酸化物４の２，５−ジメチル−２，５−ジベンゾイルパーオキシヘキサン（日本油脂社製商品名：パーヘキサ２５Ｚ、１分間半減期温度１５８．２℃）４．０質量部を用いたことを除いて実施例６と同一構成の歯付ベルトを実施例１０とした。

＜実施例１１＞
原料ゴムとしてジエン成分が８．０質量％であるＥＰＤＭ（ＪＳＲ社製商品名：ＥＰ３３）を用いたことを除いて実施例６と同一構成の歯付ベルトを実施例１１とした。

＜参考例１２＞
原料ゴムとしてジエン成分が１．５質量％であるＥＰＤＭ（ＪＳＲ社製商品名：ＥＰ４３）を用いたことを除いて実施例６と同一構成の歯付ベルトを参考例１２とした。

＜参考例１３＞
原料ゴムとしてジエン成分が２．５質量％であるＥＰＤＭ（ＪＳＲ社製商品名：ＥＰ９３）を用いたことを除いて実施例６と同一構成の歯付ベルトを参考例１３とした。

＜比較例１＞
ＦＥＦの量を４５質量部とし、及び、プロセスオイルの量を３５質量部としたことを除いて参考例１と同一構成の歯付ベルトを比較例１とした。

＜比較例２＞
プロセスオイルの量を５質量部としたことを除いて参考例３と同一構成の歯付ベルトを比較例２とした。

＜比較例３＞
ＦＥＦの量を２５質量部、及び、プロセスオイルの量を１５質量部とし、強化材としてさらに重質炭酸カルシウムを４０質量部加えたことを除いて参考例１と同一構成の歯付ベルトを比較例３とした。

＜比較例４＞
ＦＥＦの量を５０質量部、及び、プロセスオイルの量を５０質量部としたことを除いて参考例２と同一構成の歯付ベルトを比較例４とした。

＜比較例５＞
硫黄を用いていないことを除いて実施例６と同一構成の歯付ベルトを比較例５とした。

＜比較例６＞
クロロプレンゴムを原料ゴムとし、この原料ゴム１００質量部に対し、架橋促進剤としてＭ（ＭＢＴ）０．７５質量部、架橋促進助剤１として酸化亜鉛（白水化学社製酸化亜鉛３種）５質量部、架橋促進助剤２としてステアリン酸１質量部、架橋促進助剤３として酸化マグネシウム（協和化学工業社製商品名：キョーワマグ１５０）４質量部、補強材としてＦＥＦを５０質量部、及び、可塑剤としてジ−（２−エチルヘキシル）セバケート（ＤＯＳ）１５質量部を混練してなるクロロプレンゴム組成物で歯付ベルト本体を形成したことを除いて参考例１と同一構成の歯付ベルトを比較例６とした。

（試験評価方法）
＜ゴム組成物の引張特性＞
参考例１〜３、実施例４〜１１、参考例１２及び１３、並びに比較例１〜６のそれぞれの歯付ベルト本体を形成するゴム組成物について、ＪＩＳＫ６２５１に従い、ダンベル状３号形を用いて引張試験を行い、歪み１００％持の引張応力、引張強さ、及び、切断時伸びを求めた。

＜硫黄含有量＞
参考例１〜３、実施例４〜１１、参考例１２及び１３、並びに比較例１〜５のそれぞれの歯付ベルト本体を形成するゴム組成物について、ＪＩＳＫ６２３３−１に従い、酸素燃焼フラスコ法により全硫黄含有量を測定した。

＜ベルト曲げ剛性＞
参考例１〜３、実施例４〜１１、参考例１２及び１３、並びに比較例１〜６のそれぞれの歯付ベルトについて、ＪＩＳＫ７１０６に従い、オルゼン曲げ試験機を用いた曲げ試験により曲げこわさＥを求め、それに歯付ベルトの断面二次モーメントＩを乗じてベルト曲げ剛性を算出した。なお、試験片の長さを７ｃｍ、試験片の幅ｂをベルト幅４．８ｍｍ、試験片の厚さｈを歯底部分のベルト厚さ１．１ｍｍとすると共に、支柱間距離Ｓを１．２７ｃｍ、荷重目盛１００％における振り子のモーメントＭを０．００２６４８Ｎ・ｍ、曲げ角度φを５０π／１８０ｒａｄとした。また、試験を、温度２３±２℃及び湿度５０±５％の条件下で行った。なお、ベルト曲げ剛性の算出には、ベルト断面を矩形として断面二次モーメントをＩ＝ｂｈ^３／１２とした。

＜ウォーレスゴム硬度＞
参考例１〜３、実施例４〜１１、参考例１２及び１３、並びに比較例１〜６のそれぞれの歯付ベルトの歯付ベルト本体のベルト外側表面について、ウォーレスゴム硬度計を用いてウォーレスゴム硬度を計測した。

＜ベルト摩擦試験＞
図４は、ベルト摩擦試験機５０を示す。

このベルト摩擦試験機５０は、各々、プーリ径１２．９４ｍｍで歯数２０歯の駆動側及び従動側の一対の歯付プーリ５１とローラ径１０ｍｍの保圧ローラ５２とを備えている。一対の歯付プーリ５１は、試験評価用の歯付ベルトＢが巻き掛けられるようになっている。保圧ローラ５２は、駆動側の歯付プーリ５１との間で歯付ベルトＢを狭持すると共に１．９６Ｎの押圧力を負荷するように回転自在に設けられている。

そして、このベルト摩擦試験機５０では、一端が固定されたＰＰＣ用紙５３の他端を歯付ベルトＢと保圧ローラ５２との間で狭持し、歯付ベルトＢがＰＰＣ用紙５３を引き込む方向に駆動側の歯付プーリ５１を５００ｒｐｍで５時間回転させ、ベルト外側表面をＰＰＣ用紙５３に接触させて摺動させることにより摩擦試験を行うようになっている。

参考例１〜３、実施例４〜１１、参考例１２及び１３、並びに比較例１〜６のそれぞれの歯付ベルトについて、上記摩擦試験を実施し、試験前後のベルト質量差から摩耗率を算出すると共に、試験後の粘着の有無を目視にて確認した。

（試験評価結果）
＜ゴム組成物特性＞
表５は、参考例１〜３、実施例４〜１１、参考例１２及び１３、並びに比較例１〜６のそれぞれの歯付ベルト本体を形成するゴム組成物の歪み１００％持の引張応力、引張強さ、及び、切断時伸びを示す。

これによれば、参考例１〜３、実施例４〜１１、参考例１２及び１３、並びに比較例１〜６もゴム組成物特性としてはほぼ同程度のものであることが分かる。

＜ベルト特性＞
表６は、参考例１〜３、実施例４〜１１、参考例１２及び１３、並びに比較例１〜５のそれぞれの歯付ベルト本体の全硫黄含有量、参考例１〜３、実施例４〜１１、参考例１２及び１３、並びに比較例１〜６のそれぞれの歯付ベルトのベルト幅４．８ｍｍ当たりのベルト曲げ剛性、ウォーレスゴム硬度、摩耗率及び粘着の有無を示す。また、図５は、参考例１〜３、実施例４〜１１、参考例１２及び１３、並びに比較例１〜６のベルト幅４．８ｍｍ当たりのベルト曲げ剛性及びウォーレスゴム硬度の結果を示す。

これによれば、比較例１及び４は、ベルト幅４．８ｍｍ当たりのベルト曲げ剛性が０．０６４Ｎ・ｃｍ^２以下と低く、柔軟性が優れるものの、ウォーレスゴム硬度も６０°よりも低く、耐摩耗性が劣ることが分かる。

比較例２、３及び５は、ウォーレスゴム硬度が６０°以上と高く、耐摩耗性が優れるものの、ベルト幅４．８ｍｍ当たりのベルト曲げ剛性が０．０６４Ｎ・ｃｍ^２よりも高く、柔軟性が劣ることが分かる。従って、動力源の起動に大きなトルクを必要とする。

一方、参考例１〜３、実施例４〜１１、参考例１２及び１３は、ベルト幅４．８ｍｍ当たりのベルト曲げ剛性が０．０６４Ｎ・ｃｍ^２以下と低く、柔軟性が優れ、しかも、ウォーレスゴム硬度が６０°以上と高く、耐摩耗性も優れ、比較例６であるクロロプレンゴム製と同等の性能が得られていることが分かる。従って、動力源の起動トルクが小さく、それによって省エネを図ることができる。

参考例１と参考例２とを比較すると、前者の方がプロセスオイルを多く用いているにも関わらず、後者の方がベルト曲げ剛性が低いことが分かる。これは、前者よりも後者の方が架橋速度が速いために、ゴムの浸透による心線の拘束が後者の方が弱くなったためではないかと推測される。従って、架橋剤としては、架橋速度が速い１分間半減期温度が１７０℃以下のものを用いることが好ましい。

実施例６〜８と比較例５とを比較すると、架橋剤としての有機過酸化物に加えて架橋助剤として硫黄を用いている前者の方が後者よりもベルト曲げ剛性が低いことが分かる。従って、架橋剤としての有機過酸化物と架橋助剤としての硫黄とを併用することが好ましい。また、実施例６〜８間を比較すると、硫黄の添加量及び含有量が多いほどベルト曲げ剛性が低いことが分かる。なお、架橋助剤として硫黄を用いていないものについても硫黄が検出されているのは、ＦＥＦ等の他の添加剤にも硫黄が含まれていたためであると考えられる。

実施例７及び実施例１１及び参考例１２〜１３間を比較すると、ＥＰＤＭのジエン成分の含有量が多いほど耐摩耗性が優れることが分かる。この結果より、ジエン成分の含有量が４質量％以上であることが好ましいと考えられる。

以上説明したように、本発明は、歯付ベルト本体がＥＰＤＭ組成物で形成された歯付ベルトについて有用である。

歯付ベルトの斜視図である。紙葉類搬送装置の構成を示す図である。平ベルトの斜視図である。ベルト摩擦試験機の構成を示す図である。参考例１〜３、実施例４〜１１、参考例１２及び１３、並びに比較例１〜６のベルト曲げ剛性及びウォーレスゴム硬度の結果を示すマップ図である。

１０歯付ベルト
１１歯付ベルト本体（心線埋設部分）
１２心線
２０平ベルト
２１平ベルト本体
２１ａ接着ゴム部（心線埋設部分）
２２心線

Claims

原料ゴムとしてジエン成分の含有量が４質量％以上であるＥＰＤＭが用いられていると共に、架橋剤として１分間半減期温度が１７０℃以下である有機過酸化物が用いられ、且つ全硫黄含有量が０．５〜１．０質量％であるＥＰＤＭ組成物で形成されたエンドレスの歯付ベルト本体と、該歯付ベルト本体にベルト幅方向に一定ピッチの螺旋を形成するように埋設された外径が０．１〜０．４ｍｍの心線と、を備えたベルト厚さが１．０〜３．０ｍｍの歯付ベルトであって、
ベルト幅４．８ｍｍ当たりのベルト曲げ剛性が０．０６４Ｎ・ｃｍ^２以下で、且つ、上記歯付ベルト本体のウォーレスゴム硬度が６０°以上であることを特徴とする歯付ベルト。
請求項１に記載された歯付ベルトにおいて、
上記歯付ベルト本体を形成するＥＰＤＭ組成物は、架橋助剤として硫黄が用いられていることを特徴とする歯付ベルト。
請求項１又は２に記載された歯付ベルトにおいて、
紙葉類搬送用途に用いられることを特徴とする歯付ベルト。