低発塵性歯付ベルト
【課題】クリーンルームに求められる高い空気清浄度を保つことができるように、ベルト使用時の心線の屈曲疲労によって生じる摩耗粉の量を可能な限り低減させた低発塵性歯付ベルトを提供することを主な目的とする。
【解決手段】本発明は、ベルト本体内に心線が幅方向に螺旋状に埋設された低発塵性歯付ベルトであって、上記ベルト本体の形成材料として、ウレタン系樹脂が用いられ、上記心線として、アラミド繊維製撚糸に接着処理剤で被覆及び／又は含浸されたものが用いられ、上記アラミド繊維製撚糸の下撚り回数が１５回／１０ｃｍ以上２５回／１０ｃｍ以下、上撚り回数が５回／１０ｃｍ以上１５回／１０ｃｍ以下であることを特徴とするクリーンルーム用の低発塵性歯付ベルトである。上記アラミド繊維製撚糸の上撚り本数は３本以上７本以下であることが好ましい。
【解決手段】本発明は、ベルト本体内に心線が幅方向に螺旋状に埋設された低発塵性歯付ベルトであって、上記ベルト本体の形成材料として、ウレタン系樹脂が用いられ、上記心線として、アラミド繊維製撚糸に接着処理剤で被覆及び／又は含浸されたものが用いられ、上記アラミド繊維製撚糸の下撚り回数が１５回／１０ｃｍ以上２５回／１０ｃｍ以下、上撚り回数が５回／１０ｃｍ以上１５回／１０ｃｍ以下であることを特徴とするクリーンルーム用の低発塵性歯付ベルトである。上記アラミド繊維製撚糸の上撚り本数は３本以上７本以下であることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心線が埋設されたクリーンルーム用の低発塵性歯付ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネル、半導体、食品、製薬などの精密電子部品の所定の製造工程は、製品の品質及び製品歩留まりを確保するために、空気の清浄度が一定の基準を満たすように制御されたクリーンルームで行われ、粉塵管理も一般的になっている。昨今、電子部品の製造工程で使用される歯付ベルト（例えば、タイミングベルト）等の機器からの発塵量を低減し、製品歩留まりをさらに向上させることが厳しく求められている。このような状況下、耐摩耗性が大きく、歯付ベルトとプーリとの接触による粉塵の発生が少ないことから、ゴム製の歯付ベルトに替えてウレタン系樹脂製の歯付ベルトが一般的に用いられている。
【０００３】
一方、上記歯付ベルトとしては、ベルトの強度、耐久性、駆動の正確性等を向上させるために、アラミド繊維等からなる心線が埋設されたものが使用されている。しかし、この心線がベルト本体の幅方向に螺旋状に配設されるため、歯付ベルトの一部分に心線が露出することが避けられない。このようなアラミド繊維製の心線を備えたウレタン系樹脂製の歯付ベルトを使用する場合、繊維の屈曲疲労、フィラメントのフィブリル化（分繊化）、フィラメントの切断等により発生した摩耗粉がベルト表面に堆積する。このような摩耗粉は、目視で確認できない程度の大きさの浮遊性微粒子の発塵源となり、クリーンルームの清浄度を低下させることがある。また、５μｍよりも大きな比較的大径の摩耗粉は、重力等によりクリーンルーム内に沈降・堆積するため、再浮遊しない限りは製品に付着する可能性は低いが、０．１〜５μｍ程度の浮遊性微粒子は、ベルト表面に残存し製品に付着することによって、製品歩留まりを低下させる可能性がある。
【０００４】
また、ウレタン系樹脂製の歯付ベルトの製造工程においては、ウレタン系樹脂から発生した細粉、離型剤などの添加剤、環境内の塵埃等が、ベルト表面に付着する。さらに、ウレタン系樹脂製の歯付ベルトの運転時において、歯付ベルトとプーリ歯部及びフランジとの接触によって発生した摩耗粉が、ベルト表面に付着し残存することがある。これらのウレタン系樹脂から発生したベルト付着物や摩耗粉が発塵源となって浮遊性微粒子を生じ、結果としてクリーンルームの空気の清浄度を低下させる要因となる。
【０００５】
このような浮遊性微粒子は、駆動系に対する送風によってある程度除去することができるが、製造対象となる電子部品の巨大化に伴い、このような対策だけでは不十分となっており、製品歩留まりの低下を招いている。従って、クリーンルームに要求される空気の清浄度のスペックを満たすように、発塵源となるベルト付着物や摩耗粉の形成を抑制し、浮遊性微粒子の発生が少ない歯付ベルトの開発が強く求められている。
【０００６】
なお、特開平１０−１８４８０６号公報には、高い抗張性を有する芯線（心線）が埋設されており、背面から歯面までがウレタンエスラストマーにより形成されているはす歯ベルトが開示されている。しかし、当該文献の歯付ベルトは、クリーンルームに要求される空気の清浄度を満足させるものではなく、高い清浄度を達成するための必要な手段については述べられておらず、また、心線の高抗張性をいかにして実現するのかについても記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１８４８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は以上のような事情に基づいてなされたものであり、その主な目的は、フラットパネル、半導体などの精密電子部品製造、製薬、食品加工等の分野におけるクリーンルームに求められる高い空気清浄度を保つことができるように、ベルト使用時の心線の屈曲疲労によって生じる摩耗粉の量を可能な限り低減させた低発塵性歯付ベルトを提供することである。本発明の他の目的は、ベルトの製造工程に起因する付着物を除去した低発塵性歯付ベルトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、鋭意研究の結果、心線の構成材料として、所定の下撚り回数及び所定の上撚り回数で撚ったアラミド繊維製撚糸を用い、かつ接着剤処理剤によって被覆及び／又は含浸処理することによって、ベルト使用時の心線の屈曲疲労に起因する摩耗粉の発生を抑制し、浮遊性微粒子を低減することができることを見出し、本発明を完成させた。
【００１０】
上記課題を解決するためになされた発明は、
ベルト本体内に心線が幅方向に螺旋状に埋設された低発塵性歯付ベルトであって、
上記ベルト本体の形成材料として、ウレタン系樹脂が用いられ、
上記心線として、アラミド繊維製撚糸に接着処理剤で被覆及び／又は含浸されたものが用いられ、
上記アラミド繊維製撚糸の下撚り回数が１５回／１０ｃｍ以上２５回／１０ｃｍ以下、上撚り回数が５回／１０ｃｍ以上１５回／１０ｃｍ以下であることを特徴とするクリーンルーム用の低発塵性歯付ベルトである。
【００１１】
当該低発塵性歯付ベルトは、ベルト本体が大きな耐摩耗性を有するウレタン系樹脂から形成されていることから、長期間の使用後においても、プーリとの接触に起因する細粉の発生を抑制することができる。また、心線は、１５回／１０ｃｍ以上２５回／１０ｃｍ以下の下撚り回数、及び５回／１０ｃｍ以上１５回／１０ｃｍ以下の上撚り回数で撚られたアラミド繊維製撚糸から形成されていることから、心線の耐屈曲疲労性が最適化され、浮遊性微粒子の発塵源となる摩耗粉の発生を大幅に低減することができる。さらには、心線が接着処理剤により被覆及び／又は含浸されていることから、アラミド繊維の個々のフィラメントを集束させると同時に、アラミド繊維とウレタン系樹脂との間の化学的な親和性を向上させて両者間の摩擦・摩耗を低減しつつ、心線の屈曲疲労に対する耐性を一層改善することが可能となる。
【００１２】
当該低発塵性歯付ベルトは、上記アラミド繊維製撚糸の上撚り本数が３本以上７本以下であることが好ましく、４本以上７本以下であることがより好ましい。このような範囲の上撚り本数であるアラミド繊維製撚糸から形成された心線を用いることによって、さらに心線の耐屈曲疲労性を高め、摩耗粉の発生を効果的に抑制することが可能となる。
【００１３】
当該低発塵性歯付ベルトにおける心線の材料として用いられるアラミド繊維製撚糸は、引張弾性率が８５ＧＰａ以上１５０ＧＰａ以下であることが好ましい。このように所定範囲の引張弾性率を有するアラミド繊維製撚糸を、心線の材料として用いることによって、心線の耐屈曲疲労性、耐久性及び強度を最適化し、ひいてはベルトの使用寿命を高めることができる。
【００１４】
当該低発塵性歯付ベルトの表面は、洗浄処理が施されていることが好ましい。また、このような洗浄処理は、弱アルカリ性水溶液、有機溶剤又は機能水によるものであることが好ましい。特に、低発塵性歯付ベルトを製造した後、精密電子部品製造用のクリーンルームでのラインに配置する前に、このような洗浄処理を行うことによって、ベルトに付着した塵埃、ウレタン系樹脂の細粉、離型剤等の添加剤などの浮遊性微粒子の発塵源となる付着物を、十分に取り除くことができる。
【００１５】
接着処理剤として、イソシアネート基含有化合物又はエポキシ基含有化合物を用いることが好ましい。このように、イソシアネート基含有化合物又はエポキシ基含有化合物を用いて、アラミド繊維製撚糸の心線を被覆及び／又は含浸処理することによって、繊維をより完全に集束させ、心線とベルト本体との間の化学的親和性・接着性をさらに高めると同時に、心線の屈曲疲労に対する耐性を一層向上させることが可能となる。
【００１６】
当該低発塵性歯付ベルトにおけるベルト本体を構成するウレタン系樹脂は、熱硬化性ウレタン系樹脂であることがより好ましい。このように、低発塵性歯付ベルトにおけるベルト本体が熱硬化性ウレタン系樹脂で形成されていることによって、耐摩耗性が長期間に渡って安定して発揮されるため、ベルトの製品寿命をさらに改善することができると共に、より高い負荷での使用が可能となる。
【００１７】
当該低発塵性歯付ベルトは、クリーンルームにおける単独の使用により、ＩＳＯクラス４以上の清浄度が得られることが好ましい。当該低発塵性歯付ベルトは、上記のような構造を有することから、ベルト本体及び心線からの摩耗粉及び浮遊性微粒子の発生を効果的に抑制することが可能であり、高い水準の清浄度が必要なクリーンルーム用として好ましく用いられる。ここでの、当該低発塵性歯付ベルトの「クリーンルームにおける単独の使用」とは、クリーンルームにおけるベルトの走行装置以外の発塵源が存在しない状態でのベルトの使用を意味する。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明の低発塵性歯付ベルトによれば、ベルト本体の形成材料としてウレタン系樹脂を用いることにより、長期間の使用後においてもプーリとの接触に起因する細粉の発生を抑制することができると共に、心線の材料として用いられるアラミド繊維製撚糸の撚り数を所定範囲とし、かつ接着処理剤で被覆及び／又は含浸処理することにより、心線の耐屈曲疲労性を最大限高めて、浮遊性微粒子の発塵源となる摩耗粉の発生（例えば、プーリ側面のフランジとの接触による心線からの摩耗粉の発生）を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る低発塵性歯付ベルトの斜視断面図である。
【図２】図２は、発塵量を測定するための装置を示す模式図である。
【図３】図３は、アラミド心線を用いたベルトから生じた摩耗粉の電子顕微鏡写真を示す図である。
【図４】図４は、ガラス心線を用いたベルトから生じた摩耗粉の電子顕微鏡写真を示す図である。
【図５】図５は、金属心線を用いたベルトから生じた摩耗粉の電子顕微鏡写真を示す図である。
【図６】図６は、走行試験後における実施例１のベルトの側面心線部の光学顕微鏡写真を示す図である。
【図７】図７は、走行試験後における比較例２のベルトの側面心線部の光学顕微鏡写真を示す図である。
【図８】図８は、走行試験における各実施例及び比較例の発塵量の推移を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施形態を詳説する。
図１の低発塵性歯付ベルト１は、ベルト本体２及び心線３を備えている。以下、当該低発塵性歯付ベルト１の各構成について順に説明する。
【００２１】
ベルト本体２は、背部４及び複数の歯部５を備えている。この背部４は、略矩形断面の平ベルト状部分である。歯部５は、断面が略台形、三角形、半円形、山形、波形、正規分布曲線状等の凸条部である。複数の歯部５は、その稜線（軸方向）をベルト本体２の幅方向に向けて背部４の一方側の面上に配設され、長手方向に略等間隔（一定ピッチ）で配設されている。低発塵性歯付ベルト１がタイミングベルト等の駆動ベルトとして用いられる場合、この歯部５がプーリ側となるように駆動系にセットされる。駆動系におけるプーリは、一般的に歯付であり、低発塵性歯付ベルト１の歯部５とプーリの歯部とが噛み合った状態で動作することにより、動力の伝達ロスを生じることがないように構成されている。低発塵性歯付ベルト１の幅方向の大きさは、用途次第であり特に限定されないが、例えば、１ｍｍ以上１００ｍｍ以下のものが用いられる。
【００２２】
低発塵性歯付ベルト１は、汎用的な歯付ベルトが有するナイロン繊維等で形成された歯布を有しない。このように、低発塵性歯付ベルト１は、背部４及び歯部５以外に歯布を有しないことによって、歯布とプーリとの接触による多量の摩耗粉の発生や、歯部と歯布界面との接着層に起因する摩耗粉の発生が起こらず、浮遊性微粒子の発塵源を減らすことができるため、クリーンルームに好適に使用することができる。
【００２３】
ベルト本体２は、ウレタン系樹脂によって形成されている。ベルト本体２の形成材料として耐摩耗性が高いウレタン系樹脂を用いることによって、ベルトとプーリとの接触による細粉の発生を抑制し、浮遊性微粒子を低レベルに低減することができる。ウレタン系樹脂としては、熱硬化性ウレタン系樹脂または熱可塑性ウレタン系樹脂を用いることができる。
【００２４】
熱硬化性ウレタン系樹脂としては、公知のものを使用することができる。熱硬化性ウレタン系樹脂の製造方法としては、プレポリマー法、擬プレポリマー法、ワンショット法、擬ワンショット法が挙げられるが、プレポリマー法が最も一般的である。プレポリマー法においては、典型的に、およそ等モルのポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを約５０〜１５０℃で反応させることによってウレタンプレポリマーを合成し、このウレタンプレポリマー及び適当量の架橋剤（並びに可塑剤等の任意成分）を約５０〜１５０℃で加熱し反応・硬化させることによって、熱硬化性ウレタン系樹脂を製造することができる。熱硬化性ウレタン系樹脂は、一般的に三次元網目構造を有する樹脂であり、所望の形状を有する金型に液状の原料（ウレタンプレポリマー及び架橋剤等）を注入し、加熱・硬化させることによって成形することができる。
【００２５】
熱硬化性ウレタン系樹脂の合成に用いられるポリイソシアネート化合物の例としては、
フェニレンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４’−ジフェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、４，４’−トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、４，４’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）などの芳香族ジイソシアネート；
シクロペンタンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（水添ＭＤＩ）、メチル−２，４−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−２，６−シクロヘキサンジイソシアネート、ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサンなどの脂環族ジイソシアネート；
ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、ペンタメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート等が挙げられる。これらのポリイソシアネート化合物は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
【００２６】
熱硬化性ウレタン系樹脂の合成に用いられるポリオール化合物の例としては、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオール、ポリオレフィン系ポリオールなどが挙げられる。これらのポリオール成分は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
【００２７】
ポリエーテル系ポリオールとしては、例えば、
エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、テトラヒドロフラン、３−メチルテトラヒドロフランなどのアルキレンオキサイドの単独又は共重合体；
テトラメチレンエーテルグリコールを含んでなる単独又は共重合体；
ヒドロキシル基に対してＣ２−４アルキレンオキサイド１〜５モルが付加した付加体などのビスフェノールＡ又は水添ビスフェノールＡのアルキレンオキサイド付加体が挙げられる。
【００２８】
ポリエステル系ポリオールとしては、例えば、
イソフタル酸、テレフタル酸などの芳香族ジカルボン酸又はこれらのジアルキルエステル；アジピン酸などの脂肪族ジカルボン酸又はこれらのジアルキルエステル等から選択された少なくとも１種のジカルボン酸又はこれらのジアルキルエステルと、
エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールなどのＣ２−１０アルカンジオール、ジエチレングリコールなどのジ又はトリＣ２−１０アルカンジオールなどから選択された少なくとも１種のアルカンジオール成分との反応により得ることができる。
【００２９】
アジピン酸をジカルボン酸成分のベースとしたポリエステル系ポリオールの具体例としては、ポリエチレンアジぺート（ＰＥＡ）、ポリジエチレンアジぺート（ＰＤＡ）、ポリプロピレンアジペート（ＰＰＡ）、ポリテトラメチレンアジペート（ＰＢＡ）、ポリヘキサメチレンアジペート（ＰＨＭＡ）、及びこれらの成分を組み合わせた共重合体などが挙げられる。なお、ポリエステル系ポリオールには、ラクトン類（ε−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトンなどのＣ３−１４ラクトン）の単独重合体又は共重合体も含まれる。
【００３０】
ポリカーボネート系ポリオールとしては、例えば、
アルカンポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール等のポリオールと、ジメチルカーボネート等の短鎖ジアルキルカーボネートとの反応により得られるポリカーボネートジオールが挙げられる。ポリカーボネート系ポリオールの代表例としては、ポリヘキサメチレンカーボネート（ＰＨＣ）が挙げられる。
【００３１】
また、ポリオレフィン系ポリオールとしては、例えば、
ポリブタンジエンポリオール、水素化ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、ひまし油変性ポリオール、ブタジエンとスチレンもしくはアクリロニトリルとの共重合体の末端に水酸基を導入したもの等が挙げられる。
【００３２】
これらのポリオール化合物の中でも、コスト及び製造容易性の観点からは、ポリエーテル系ポリオールが好ましい。ポリオール化合物の分子量は、数平均分子量４００以上１０，０００以下、好ましくは５００以上８，０００以下、さらに好ましくは５５０以上５，０００以下程度であってよい。また、ポリオール化合物は、結晶性であってもよく非結晶性であってもよい。
【００３３】
熱硬化性ウレタン系樹脂の合成に用いられる架橋剤としては、例えば、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オクタンジオール，ネオペンチルグリコール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、分子量４００までのポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、分子量４００までのポリプロピレングリコール、ジブチレングリコール、分子量４００までのポリブチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ヒマシ油、４，４’−ジオキシジフェニルプロパン、ジオキシメチルヒロドキノン等の低分子量グリコール（上記のポリエステル系ポリオールと重複しない化合物）；
エチレンジアミン、１，４−テトラメチレンジアミン、ポリオキシポロピレントリアミン等の脂肪族ポリアミン；
４，４’−メチレン−ビス−２−メチルシクロヘキシルアミン等の脂環族ポリアミン；
１，４−フェニレンジアミン、２，６−ジアミノトルエン、１，５−ナフタレンジアミン、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、１−メチル−３，５−ビス（メチルチオ）−２，６−ジアミノベンゼン、１−メチル−３，５’−ジエチル−２，６−ジアミノベンゼン、４，４’−メチレン−ビス−（３−クロロ−２，６−ジエチルアニリン）、４，４’−メチレン−ビス−（オルト−クロロアニリン）、４，４’−メチレン−ビス―（２，３−ジクロロアニリン）、トリメチレングリコールジ−パラ−アミノベンゾエート、４，４’−メチレン−ビス−（２，６−ジエチルアニリン）、４，４’−メチレン−ビス−（２，６−ジイソプロピルアニリン）、４，４’−メチレン−ビス−（２−メチル−６−イソプロピルアニリン）、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、トリレンジアミン、ジエチルトリレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、クロロアニリン変性ジクロロジアミノジフェニルメタン、３，５−ビス（メチルチオ）−２，４−トルエンジアミン、３，５−ビス（メチルチオ）−２，６−トルエンジアミン、メチレンジアニリン／塩化ナトリウム錯体、１，２−ビス（２−アミノフェニルチオ）エタン、トリメチレングリコール−ジ−ｐ−アミノベンゼン等の芳香族ポリアミンなどが挙げられる。
【００３４】
任意成分としての可塑剤としては、特に限定されないが、例えばフタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、アジピン酸ジオクチル、リン酸トリクレジル、塩素系パラフィンなどを挙げることができる。
【００３５】
熱可塑性ウレタン系樹脂としては、公知のものを使用することができる。熱可塑性ウレタン系樹脂の製造方法は、特に限定されないが、典型的には、およそ等モルのポリイソシアネート化合物及びポリオール化合物、並びに鎖延長剤（必要に応じてさらに触媒等を添加）を、約６０〜２２０℃で反応させる方法が挙げられる。熱可塑性ウレタン系樹脂は、一般的に直線状の炭素鎖構造を有する樹脂であり、ペレット状の樹脂固形物をシリンダー中で加熱し流動状態にしてから、閉じた金型に圧入し冷却すること（射出成形プロセス）によって成形品を得ることができる。
【００３６】
熱可塑性ウレタン系樹脂の製造のために用いられるポリイソシアネート化合物及びポリオール化合物としては、熱硬化性ウレタン系樹脂に関して上で例示した化合物と同じものを用いることができる。
熱可塑性ウレタン系樹脂の製造のために用いられる鎖延長剤の例としては、エタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−ブタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコールなどの２〜１４個の炭素原子を有する脂肪族ジオール；
テレフタル酸ビスエチレングリコール、テレフタル酸ビス−１，４−ブタンジオール等のテレフタル酸と２〜４個の炭素原子を有するグリコールとのジエステル；
１，４−ジ（β−ヒドロキシエチル）ヒドロキノン）等のヒドロキノンのヒドロキシアルキレンエーテル；
１，４−ジ（β−ヒドロキシエチル）ビスフェノールＡ等のエトキシル化ビスフェノール；
イソホロンジアミン、エチレンジアミン、１，２−プロピレンジアミン、１，３−プロピレンジアミン、Ｎ−メチルプロピレン−１，３−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−エチレンジアミン等の脂肪族ジアミン；
２，４−トリレンジアミン、２，６−トリレンジアミン、３，５−ジエチル−２，４−トリレンジアミン、３，５−ジエチル−２，６−トリレンジアミン、１級モノ−、ジ−、トリ−又はテトラアルキル置換−４，４’−ジアミノジフェニルメタン等の芳香族ジアミンなどを挙げることができる。
【００３７】
熱硬化性ウレタン系樹脂は、金属に匹敵する高い耐摩耗性に加えて、大きな耐荷重性、反発弾性を有し、永久圧縮歪、永久伸びが小さく（耐久性が高く）、しかも耐オゾン性が高いという優れた長所を有する。従って、低発塵性歯付ベルト１のベルト本体２を構成するウレタン系樹脂としては、熱硬化性ウレタン系樹脂を用いることがより好ましい。このようにベルト本体２の構成材料として熱硬化性ウレタン系樹脂を用いることによって、摩耗による浮遊性微粒子の発生をさらに低減することが可能となり、また様々な使用環境下においてもベルトの使用寿命を延ばすことができる。
【００３８】
心線３は、略円形断面を有する線状体であって、ベルト本体２の背部４に埋設されている。この心線３は、低発塵性歯付ベルト１の長手方向に向けた捲回状態で配設され、幅方向に螺旋状に配設されている。そのため、当該低発塵性歯付ベルト１の断面において、心線３は背部４の幅方向に所定間隔で並んで現れる。心線３の断面直径は、特に限定されないが、一般的には０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。
【００３９】
心線３としては、アラミド繊維製撚糸が用いられる。アラミド繊維は、強度、耐屈曲疲労性、及び耐久性が優れているため、心線３の材料として好適である。心線３の材料として用いられるアラミド繊維は、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維のいずれであってもよい。アラミド繊維の代表的な商品名としては、ケブラー（デュポン株式会社製）、ノーメックス（デュポン株式会社製）、テクノーラ（帝人テクノプロダクト株式会社製）、トワロン（帝人テクノプロダクト株式会社製）などが挙げられる。
【００４０】
アラミド繊維製撚糸の下撚り回数としては、１５回／１０ｃｍ以上２５回／１０ｃｍ以下とされており、１７回／１０ｃｍ以上２２回／１０ｃｍ以下が好ましい。また、アラミド繊維製撚糸の上撚り回数としては、５回／１０ｃｍ以上１５回／１０ｃｍ以下とされており、７回／１０ｃｍ以上１３回／１０ｃｍ以下が好ましい。さらに、上記アラミド繊維製撚糸の上撚り本数としては、３本以上７本以下が好ましく、４本以上７本以下であることがより好ましい。心線３として、１５回／１０ｃｍ以上の下撚り回数及び５回／１０ｃｍ以上の上撚り回数で撚られたアラミド繊維を用いることによって、心線の耐屈曲疲労性を向上させることができる。一方、心線３として、２５回／１０ｃｍ以下の下撚り回数及び１５回／１０ｃｍ以下の上撚り回数で撚られたアラミド繊維を用いることによって、心線の耐屈曲疲労性を高いレベルに維持しつつ、柔軟性及び取扱容易性の低下を防止することができる。また、心線３として、上撚り本数が３本以上７本以下であるアラミド繊維製撚糸を用いることによって、さらに心線の耐屈曲疲労性が高められ、心線からの摩耗粉の発生を効果的に抑制することが可能となり、ひいては浮遊性微粒子の量を低減することができる。
【００４１】
心線３の材料として用いられるアラミド繊維製撚糸の引張弾性率は、８５ＧＰａ以上１５０ＧＰａ以下であることが好ましい。このようなアラミド繊維製撚糸を用いることによって、心線３の耐屈曲疲労性、強度、耐久性及び柔軟性が、高いレベルでバランス良く最適化され、それによりベルトの使用寿命をさらに延ばすことが可能となる。
【００４２】
心線３としては、アラミド繊維製撚糸が接着処理剤により被覆及び／又は含浸されたものが用いられる。アラミド繊維製撚糸で形成されている心線３を接着処理剤溶液で処理することにより、その内部から外部に至るまで接着剤が浸透して、個々のフィラメントが十分に集束され、心線３の耐屈曲性が高められると共に、心線３と背部４との間の摩擦・摩耗を低減することができる。
【００４３】
接着処理剤としては、心線３のアラミド繊維製撚糸及び背部４を構成するウレタン系樹脂の両者に対して化学的な親和性を有する化学物質である限り特に限定されないが、好ましくは、イソシアネート基含有化合物又はエポキシ基含有化合物が用いられる。イソシアネート基含有化合物を含む溶液による塗布処理は、この化合物を含む有機溶媒の溶液を心線３の全体に塗布し、次いで乾燥することによって行われる。また、エポキシ基含有化合物を含む溶液による浸漬処理は、この化合物を含む有機溶媒の溶液に心線３を浸し、次いで乾燥することによって行われる。このような心線３に対するイソシアネート基含有化合物又はエポキシ基含有化合物溶液の塗布・浸漬処理によって、心線３とウレタン系樹脂から形成された背部５との間の接着性をさらに改善し、心線３の屈曲疲労に対する耐性をより一層向上させることが可能となる。
【００４４】
心線３の塗布処理に用いられるイソシアネート基含有化合物としては、例えばナフタレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、トルエン−２，４−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。
【００４５】
心線３の浸漬処理に用いられるエポキシ基含有化合物としては、例えばエチレングリコール、グリセロール、ソルビトール、ペンタエリスリトール等の多価アルコール、又はポリエチレングリコール等のポリアルキレングリコールと、エピクロルヒドリンのようなハロゲン含有エポキシ化合物との反応生成物；レゾルシノン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジメチルエタン、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂、レゾルシン・ホルムアルデヒド樹脂等の多価フェノール類と、エピクロルヒドリンのようなハロゲン含有エポキシ化合物との反応生成物；過酢酸又は過酸化水素等で不飽和化合物を酸化して得られるポリエポキシド化合物；その他に、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジル−ｍ−キシレンジアミン、ジグリシジルアニリン、１，３−ビス（Ｎ，Ｎ−グリシジルアミノメチル）シクロヘキサン、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビタンポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、ｏ−フタル酸ジグリシジルエステル、トリグリシジル−トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、レゾルシンジグリシジルエーテル、ビスフェノール−Ｓ−ジグリシジルエーテルなどが挙げられる。
【００４６】
心線３の浸漬処理のためにエポキシ基含有化合物を用いる場合、アミン系硬化剤を併用することが好ましい。アミン系硬化剤としては、熱硬化性ウレタン系樹脂又は熱可塑性ウレタン系樹脂の製造に用いられるジアミン化合物を用いることができる。その他には、オキサゾール環を有する化合物や、イミダゾール系化合物を用いることも好ましい。これらのアミン系硬化剤をエポキシ基含有化合物と併用する場合には、エポキシ基含有化合物１００質量部に対して０．１質量部以上１０質量部以下の量で添加することが好ましい。このような割合でアミン系硬化剤を併用することによって、硬化後のエポキシ基含有化合物の特性を阻害することなく、硬化を効果的に促進することが可能となる。一方、心線３の塗布処理のためにイソシアネート基含有化合物を用いる場合には、空気中の水分が架橋剤の役目を果たすことによって、硬化が促進される。
【００４７】
心線３に対する塗布・浸漬処理において、接着処理剤は、トルエン、メチルエチルケトン、ジエチルエーテル、ノルマルヘキサン等の有機溶媒、又は水（代表的にはイオン交換水）に攪拌・溶解させて使用される。これらの処理に用いられる溶液における接着処理剤の固形分濃度は、例えば１質量％以上５０質量％以下とすることができる。このような固形分濃度の溶液を用いることにより、繊維に対する接着処理剤の浸透性、塗布・浸漬の作業性などを最適化することができる。塗布・浸漬処理に用いられる溶液は、例えば、上記濃度の接着剤を有機溶媒又はイオン交換水に添加して１〜６０分間程度攪拌することによって調製することができる。エポキシ基含有化合物を含む溶液による浸漬処理は、例えば溶液調製後６時間以内に行うことが好ましい。また、イソシアネート基含有化合物を含む溶液による塗布処理は、特に限定されないが、スパチュラ、スタンプ又はスプレーを用いて溶液を心線に塗布することによって行うことができる。塗布・浸漬後の乾燥の温度及び時間は、使用する接着剤や溶媒の種類によって異なるが、例えば、２０℃以上３５０℃以下の温度で、１０分間〜３０時間程度にわたって乾燥させることができる。なお、このような心線に対する塗布・浸漬処理は、１回のみでなく複数回繰り返して行ってもよい。
【００４８】
低発塵性歯付ベルト１は、（ｉ）歯部を形成するための凹凸を外周面に設けた円筒状内型に、心線３を螺旋状に巻き付ける工程、（ｉｉ）心線３を巻き付けた状態の内型を円筒状外型にセットし、内型と外型との間にウレタン系樹脂材料を流し込んで、例えば５０℃から２００℃程度で、数分から数時間の間、加熱・固化させる工程、（ｉｉｉ）ウレタン系樹脂材料が固化した後、脱型し、例えば１０分から数時間の間、冷却（アフターキュアー）する工程、（ｉｖ）冷却後、ベルトスリーブを所望の幅で切断する工程により製造することができる。
【００４９】
低発塵性歯付ベルト１は、ラインに配置する前において、ベルト表面の付着物や摩耗粉を除去するために洗浄処理が施されている。洗浄処理は、弱アルカリ性水溶液、有機溶剤又は機能水によって行うことができる。これらの液体による洗浄の方式として、浸漬法やスプレー法等の公知の方法を用いることができる。このような洗浄処理の除去対象となるのは、主に、空気中の塵埃がベルトに付着したもの、ベルトの製造工程において生じたウレタン系樹脂の細粉の付着物、ベルト製造工程において用いられた離型剤などの添加剤である。
【００５０】
洗浄処理用の弱アルカリ性水溶液は、アルカリ及び水（例えばイオン交換水）の他、有機キレート剤及び/又は界面活性剤を含んでいてよい。これらの有機キレート剤等を用いることによって、さらに洗浄効果を高めると共に、ベルト表面の付着物を十分除去することができる。
【００５１】
洗浄処理用の弱アルカリ性水溶液に用いられるアルカリとしては、特に限定されるものではないが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、珪酸ナトリウム、リン酸三ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム等を挙げることができる。これらのアルカリは、単独で又は複数種を組み合わせて用いることができる。
【００５２】
弱アルカリ性溶液におけるアルカリの濃度は、ｐＨが８以上１３以下になるように調整することが好ましい。弱アルカリ性溶液のｐＨを８以上とすることによって、洗浄によるベルト表面の付着物や摩耗粉の除去効果を十分に得ることができる。また、弱アルカリ性溶液のｐＨを１３以下とすることによって、洗浄後のベルト表面へのアルカリ残留を防止することができる。また、洗浄処理における弱アルカリ性溶液の液温は２０℃以上８０℃以下、洗浄時間は１秒以上１０分以下とすることができる。このような範囲の液温及び洗浄時間とすることによって、付着物や摩耗粉の除去効果を最適化することができる。
【００５３】
弱アルカリ性水溶液に混合可能な有機キレート剤の代表的な例としては、ニトリロ酢酸（ＮＴＡ）、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸（ＨＥＤＴＡ）、メチルグリシン二酢酸（ＭＧＤＡ）が挙げられる。また、弱アルカリ性水溶液に混合可能な界面活性剤は、特に限定されず、ノニオン型界面活性剤、アニオン型界面活性剤、カチオン型界面活性剤、両性型界面活性剤、特殊界面活性剤のいずれであってもよい。使用可能な界面活性剤の具体例としては、ポリエチレングリコールエーテル型界面活性剤、多価アルコール型界面活性剤、イミダゾリン型界面活性剤等が挙げられる。これらの有機キレート剤や界面活性剤は、単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。
【００５４】
洗浄処理に適用可能な有機溶剤は、特に限定されないが、アルコール類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ペンタン、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類、アセトン、ケトン、エステルなどを適宜用いることができる。ここで用いられる有機溶剤のＳＰ値は、本体がウレタン系樹脂により形成されたベルトの製造工程で用いられる離型剤のＳＰ値との差が、３．０以下であることが好ましく、２．０以下であることがより好ましく、１．０以下であることがさらに好ましい。また、洗浄処理に適用可能な機能水は、特に限定されないが、超純水に極微量のガス、薬液などの添加剤を加えた溶液、例えば、水素水、オゾン水、電解イオン水等を用いることができる。水素イオン濃度や酸化還元電位を制御した機能水を洗浄水として用いることにより、付着物等がベルトの表面から容易に剥離し、油分などの汚染物質が効果的に除去される。
【００５５】
洗浄処理は、例えば約１〜１，０００ｋＨｚの周波数の超音波振動を与えながら行ってもよい。このように超音波振動を与えつつ洗浄を行うことによって、ベルト表面の付着物や油分がより効果的に除去される。ただし、超音波振動を与えながら有機溶剤を用いた洗浄処理を行う場合、安全性を確保するために、防爆施設を設ける必要がある。
【００５６】
低発塵性歯付ベルト１は、洗浄処理後に、さらにベルト表面に付着した洗浄液あるいは洗浄液含有物（アルカリ残留物など）を除去する目的で、１回以上の水洗及び乾燥を施すことが好ましい。このような水洗は、例えば、電気伝導度が０μＳから３μＳ程度の純水を用いて行うことができる。水洗後の乾燥の方法は、特に限定されず、例えば減圧乾燥、加熱乾燥、気流による乾燥など公知の方法を用いることができる。
【００５７】
このように、低発塵性歯付ベルト１は、アラミド繊維製撚糸で形成された心線が、所定の上撚り数及び所定の下撚り数で撚られていることに加えて、表面に洗浄処理が施されていることによって、ベルトの製造工程や使用に起因する付着物や摩耗粉の発生を確実に低減し、浮遊性微粒子の発塵源を効果的に除去することができる。
【００５８】
低発塵性歯付ベルト１の発塵量は、外部から遮断されたチャンバー（クリーンルーム）内で、２軸の歯付プーリの間にベルトをセットし、所定の負荷荷重をかけて回転させたときの発塵量を、粉塵測定装置（パーティクルカウンター）で計測することによって、測定することができる。発塵量を測定するための装置の概略を図２に示す。
【００５９】
より具体的には、相対する大小２つの孔７及び８が穿設されたチャンバー６内に、２基の歯付プーリ１０を取り付けた２軸のベルト回転装置９を配置する。そして、このベルト回転装置９に、２基の歯付プーリ１０と歯部５とが噛み合うように低発塵性歯付ベルト１を取付け、この低発塵性歯付ベルト１に１０〜２０００Ｎの負荷荷重を与え、０．５〜２０ｍ／ｓｅｃで走行させる。このチャンバー６に穿設された大きい方の孔７から、ＨＥＰＡフィルターを通じたクリーンエアー１１（粒径０．１〜５μｍの浮遊性微粒子を含まない）が一定の風速で送られる。クリーンエアー１１は、ベルトの周囲を流れる際に、ベルトの運動により発生した浮遊性微粒子（製造時からの付着物またはプーリとの摩擦により発生した摩耗粉などに起因）を拾い、チャンバーに穿設された小さい方の孔８から粉塵測定装置１２に送られ、ここで発塵量が計測される。低発塵性歯付ベルト１以外から発生する発塵量を低減するために、ベルト回転装置９の金属ローラーのシャフト部分（図示せず）には磁性流体シールが用いられている。
【００６０】
発塵量の良否は、１ｍ３に含まれる粒径０．１〜５μｍの粒子濃度に基づいて、ＩＳＯの基準により判断することができる。クリーンルームで用いるために求められる空気の清浄度としては、当該低発塵性歯付ベルトが単独で用いられる場合において、ＩＳＯ基準のクラス４を満たしていることが好ましい。ＩＳＯクラス４は、粒径０．１〜５μｍ以上の粒子が１０，０００個以下、粒径０．２〜５μｍ以上の粒子が２，３７０個以下、粒径０．３〜５μｍ以上の粒子が１，０２０個以下、粒径０．５〜５μｍ以上の粒子が３５２個以下、粒径１〜５μｍ以上の粒子が８３個以下、粒径５μｍ以上の粒子が０個という基準である。低発塵性歯付ベルト１は、上記のように所定の上撚り数及び所定の下撚り数で撚られたアラミド繊維性撚糸で形成されており、さらに表面に洗浄処理が施されていることにより、浮遊性微粒子の発生が顕著に抑制されているため、クリーンルームにおける単独使用の場合において、ＩＳＯクラス４の発塵量の基準を容易に満たすことが可能となる。なお、クリーンルームには目的に応じた種々の装置が配置されるが、このように複数の装置が配置されている状態において、クリーンルーム全体で要求される清浄度の基準は、一般的にクラス８以上である（後述の表１参照）。
【００６１】
本実施形態の低発塵性歯付ベルトは、歯部（歯布を有しない）と背部とがウレタン系樹脂から形成されており、さらに、アラミド繊維製撚糸の心線が接着処理剤により被覆及び／又は含浸されており、かつ、この心線が所定の上撚り数及び所定の下撚り数で撚られている構成を有することから、ベルトの使用時における磨耗粉の発生を抑制し、浮遊性微粒子の量を飛躍的に減少させることができる。また、本実施形態の低発塵性歯付ベルトは、表面に洗浄処理が施されていることによって、ベルト製造時における付着物をより効果的に除去することができる。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００６３】
［浸漬処理済み心線の作製］
１０００デニールの芳香族ポリアミド繊維（デュポン株式会社製の「ケブラー２９」（商品名）：引張弾性率７０．５ＧＰａ）の原糸１本を４１回／１０ｃｍ下撚り（Ｓ撚り）し、さらに３本束ねて２４回／１０ｃｍ上撚り（Ｚ撚り）したアラミド繊維製撚糸の心線（以下「アラミドＡ心線」と称する）を準備した。また、１１４０デニールの芳香族ポリアミド繊維（デュポン株式会社製の「ケブラー４９」（商品名）：引張弾性率１１２．４ＧＰａ）の原糸１本を２０回／１０ｃｍ下撚り（Ｓ撚り）し、さらに５本束ねて１０回／１０ｃｍ上撚り（Ｚ撚り）したアラミド繊維製撚糸の心線（以下「アラミドＢ心線」と称する）を準備した。さらに別途、Ｅガラス繊維（アルミナ−シリカ系）の原糸２００本を直径１０μｍに紡糸したもの（ヤーン）３本を８回／１０ｃｍ下撚り（Ｓ撚り）し、さらに６本束ねて８回／１０ｃｍ上撚り（Ｚ撚り）したガラス繊維製撚糸の心線を準備し、また直径１ｍｍの亜鉛メッキ済みスチールコード（スチール細線を撚り合わせたもの）を酸処理した金属心線を準備した。
【００６４】
上記のアラミドＡ及びＢ心線に対して、以下の手順により、エポキシ基含有化合物溶液による浸漬処理を行った。イオン交換水に２．５質量％のポリグリセロールポリグリシジルエーテル（ナガセケムテック株式会社製の「デナコールＥＸ−５２１」）を混合し、スターラーを用いて３０分間攪拌し、次いでこの混合物にイミダゾール系化合物を０．２質量％混合し、さらにスターラーを用いて３０分間攪拌を行ったものを浸漬処理用の溶液とした。調製後６時間以内の溶液中に心線を浸漬し、次いで２００℃で３０分間乾燥させることによって、浸漬処理済みアラミド心線とした。
【００６５】
上記のガラス繊維製撚糸の心線に対して、以下の手順により、イソシアネート基含有化合物溶液による塗布処理及びエポキシ基含有化合物溶液による浸漬処理を行った。塗布処理用溶液として、ゴム系水分散接着剤（ブロックイソシアネートとＲＦＬ（レゾルシン−ホルムアルデヒド−ラテックス）との質量比が３０：７０であり、固形分が２５質量％である水分散接着剤）を用い、浸漬処理用溶液として、上記のアラミド繊維製撚糸の心線の浸漬に用いた溶液と同様の溶液（但し、ポリグリセロールポリグリシジルエーテルの濃度を５質量％としたもの）を用いた。イソシアネート基含有化合物の塗布処理用溶液による処理では、刷毛を用いて心線の表面全体に溶液を塗布し、次いで３００℃で３０分間乾燥させた。続いて、エポキシ基含有化合物の浸漬処理用溶液による処理では、調製後６時間以内の溶液中に心線を浸漬し、次いで２００℃で３０分間乾燥させることによって、浸漬処理済みガラス心線とした。また、上記の金属心線に対して、以下の手順により、エポキシ基含有化合物溶液による浸漬処理を行った。上記のアラミドＡ及びＢ心線の浸漬に用いた溶液と同じ溶液を、浸漬処理用の溶液として用いた。金属心線をこの溶液に浸漬し、次いで１００℃で３０分間乾燥させることによって、浸漬処理済み金属心線とした。
【００６６】
［ベルトの作製］
歯部を形成するための凹凸を外周面に設けた円筒状内型に、離型剤を塗布した上で、心線を螺旋状に巻き付けた。次いで、この内型を、離型剤が塗布された円筒状外型にセットし、内型と外型との間に、等量のポリテトラメチレンエーテルグリコール（数平均分子量１，０００）とトリレンジイソシアネートとから得られたウレタンプレポリマー１００質量部、架橋剤としての４，４’−メチレン−ビス−（オルト−クロロアニリン）２０質量部、及び可塑剤としてのフタル酸ジオクチル２５質量部の混合物を流し込んで、１５０℃で２時間加熱することによって、固化された熱硬化性ウレタン系樹脂のベルトスリーブを得た。固化されたベルトスリーブを脱型し、アフターキュアした後、１５ｍｍの幅で切断することによって、周長１，０００ｍｍ、幅１５ｍｍの歯付ベルトを製造した。
【００６７】
［弱アルカリ性水溶液による洗浄処理］
イオン交換水１００質量部に、苛性ソーダ１質量部、有機キレート剤としてのエチレンジアミン四酢酸１質量部、及びノニオン系界面活性剤１質量部を添加・混合することによって弱アルカリ性水溶液を調製し、さらに苛性ソーダを適宜追加していくことによりｐＨを１１に調節した。次いで、この弱アルカリ水溶液の液温を５０℃にまで昇温させた後、ベルトを浸漬し、１０分間に渡って超音波振動（５ｋＨｚ）を与えながら洗浄した。このように洗浄したベルトを、さらに、超音波振動（５ｋＨｚ）を与えつつ水道水で１回洗浄し、次いで電気伝導度が１μＳの純水で２回洗浄した後、１０分間に渡り８０℃で熱風乾燥することによって、洗浄処理済みベルトを作製した。
【００６８】
［ベルトの付着物及び摩耗粉の目視観察］
ベルトの背面を、アルミナ製のディスクに載置して押し付けた後ディスクから離し、付着物がないかを目視観察した。付着物が存在しない場合は「付着物無し」（○）、付着物が存在する場合は「付着物有り」（×）と判断した。
【００６９】
後述の発塵評価試験におけるチャンバー内で、ベルトの下方に市販の粘着シートを配置して３００分間の回転運転を行い、ベルトから落下した摩耗粉が粘着シートに付着しているかどうかを目視観察した。摩耗粉が存在しない場合は「摩耗粉無し」（○）、摩耗粉が存在する場合は「摩耗粉有り」（×）と判断した。
【００７０】
［発塵量の評価］
相対する大小２つの孔が穿設されたチャンバー内で、２基の歯付プーリを取り付けた２軸のベルト回転装置を配置した。ベルト回転装置の金属ローラーのシャフト部分には磁性流体シールを用いた。このベルト回転装置に、２基の歯付プーリと歯部とが噛み合うように歯付ベルトを取付け、４００Ｎの負荷荷重を与え、１ｍ／ｓｅｃ（２００ｒｐｍ）でベルトを走行させた。このチャンバーに穿設された大きい方の孔から、ＨＥＰＡフィルターを通じたクリーンエアー（１ｍ３あたり０．１μｍ以上の粒子数が０又は１であるエアー）を一定の風速で送った。ベルトの周囲を流れる際に浮遊性微粒子を拾ったクリーンエアーを、チャンバーに穿設された小さい方の孔から粉塵測定装置に送り、そこで発塵量を計測した。発塵量の計測は５分毎に３６０分間に渡って行い、発塵量が定量的に推移するようになった後である６０分経過時から３６０分間経過時までの１ｍ３に含まれる粒径０．１〜５μｍの粒子濃度の平均値に基づいて、ＩＳＯの基準によりクラス分けした。このように、クリーンルームを模したチャンバー内で当該歯付ベルトを単独で（他の装置からの発塵がない状態で）走行させた場合において、上記の発塵量がＩＳＯクラス４を満たしているときに、クリーンルームで用いるために求められる空気の清浄度が得られる（発塵量評価が良好である）と判定した。ＩＳＯクラス４は、粒径０．１〜５μｍの粒子が１０，０００個以下、粒径０．２〜５μｍの粒子が２，３７０個以下、粒径０．３〜５μｍの粒子が１，０２０個以下、粒径０．５〜５μｍの粒子が３５２個以下、粒径１〜５μｍの粒子が８３個以下、粒径５μｍ以上の粒子が０個という基準である。ＩＳＯの清浄度規格のクラス分けの基準を、以下の表１に示す。なお、クリーンルームの用途・目的によるが、一般的な現場のクリーンルームに複数の装置が配置されている状態においては、清浄度の基準として、ＩＳＯ基準のクラス８以上が要求される。
【００７１】
【表１】
【００７２】
［実施例１］
浸漬処理済みのアラミドＢ心線を用い、上記方法に従って歯付ベルトを作製した。この歯付ベルトに対して、弱アルカリ水溶液による洗浄処理を施し、付着物及び摩耗粉の目視観察並びに発塵量の評価（走行試験開始後６０分経過時から３６０分経過時までの１ｍ３に含まれる粒径０．１〜５μｍの粒子濃度の平均値に基づいたＩＳＯ基準によるクラス分け）を行った。結果を以下の表２に示す。また、走行試験後における本実施例のベルトの側面心線部の光学顕微鏡写真を図６に示す。加えて、走行試験における本実施例の発塵量の推移（３６０分経過までにおける５分毎の粒径０．１〜５μｍの発塵量）を、グラフの形式で図８に示す。
【００７３】
［比較例１］
浸漬処理済みのアラミドＡ心線を用い、上記方法に従って歯付ベルトを作製した。この歯付ベルトに対し、弱アルカリ水溶液による洗浄処理を行うことなく、付着物及び摩耗粉の目視観察並びに発塵量の評価を行った。結果を以下の表２に示す。また、本比較例のアラミドＡ心線を用いたベルトから生じた摩耗粉の電子顕微鏡写真を図３に示す。加えて、走行試験における本比較例の発塵量の推移（３６０分経過までにおける５分毎の粒径０．１〜５μｍの発塵量）を、グラフの形式で図８に示す。
【００７４】
［比較例２］
浸漬処理済みのアラミドＡ心線を用い、上記方法に従って歯付ベルトを作製した。この歯付ベルトに対して、弱アルカリ水溶液による洗浄処理を施し、付着物及び摩耗粉の目視観察並びに発塵量の評価を行った。結果を以下の表２に示す。さらに走行試験後における本比較例のベルトの側面心線部の光学顕微鏡写真を図７に示す。加えて、走行試験における本比較例の発塵量の推移（３６０分経過までにおける５分毎の粒径０．１〜５μｍの発塵量）を、グラフの形式で図８に示す。
【００７５】
［比較例３］
浸漬処理済みのガラス心線を用い、上記方法に従って歯付ベルトを作製した。この歯付ベルトに対して、弱アルカリ水溶液による洗浄処理を施し、付着物及び摩耗粉の目視観察並びに発塵量の評価を行った。結果を以下の表２に示す。また、本比較例のガラス心線を用いたベルトから生じた摩耗粉の電子顕微鏡写真を図４に示す。加えて、走行試験における本比較例の発塵量の推移（３６０分経過までにおける５分毎の粒径０．１〜５μｍの発塵量）を、グラフの形式で図８に示す。
【００７６】
［比較例４］
浸漬処理済みの金属心線を用い、上記方法に従って歯付ベルトを作製した。この歯付ベルトに対して、弱アルカリ水溶液による洗浄処理を施し、付着物及び摩耗粉の目視観察並びに発塵量の評価を行った。結果を以下の表２に示す。また、本比較例の金属心線を用いたベルトから生じた摩耗粉の電子顕微鏡写真を図５に示す。加えて、走行試験における本比較例の発塵量の推移（３６０分経過までにおける５分毎の粒径０．１〜５μｍの発塵量）を、グラフの形式で図８に示す。
【００７７】
［参考例１］
歯付ベルトをセットせずに、ベルト回転装置のみで上記のベルト回転装置を走行させ、上記の要領で発塵量の評価（ブランク評価）を行った。結果を以下の表２に示す。また、走行試験における本参考例の発塵量の推移（３６０分経過までにおける５分毎の粒径０．１〜５μｍの発塵量）を、グラフの形式で図８に示す。
【００７８】
【表２】
【００７９】
まず、参考例１の結果から明らかなように、ブランク評価では発塵が見られないことから、実施例１及び比較例１〜４の平均発塵量の結果は、それらの例の歯付ベルトに専ら起因するものであると判断される。洗浄処理を施さなかった比較例１、心線として４１回／１０ｃｍの下撚り回数及び２４回／１０ｃｍの上撚り回数（本発明の規定外）並びに上撚り本数が３であるアラミド繊維製撚糸を用いた比較例２、ガラス繊維製撚糸の心線を用いた比較例３及び金属心線を用いた比較例４の各例のベルトは、付着物もしくは摩耗粉を生じ、あるいは発塵量が大きくなった。特に比較例１及び３のベルトでは、摩耗粉が多く観察された。一方、１５回／１０ｃｍ以上２５回／１０ｃｍ以下の下撚り回数及び５回／１０ｃｍ以上１５回／１０ｃｍ以下の上撚り回数で撚られ、上撚り本数が５であるアラミド繊維製撚糸から形成された心線を用いた実施例１のベルトは、付着物及び摩耗粉を生じることなく、発塵量が極めて少ないため、クリーンルームでの使用に最適であることが分かった。すなわち、本発明による実施例１のベルトは、クリーンルームにおいて単独で使用された場合に、付着物及び摩耗粉を発生せず、ＩＳＯ基準のクラス４の清浄度を達成できることが分かった。従って、このような本発明のベルトを用いることにより、当該ベルトを含めた複数の装置が配置されるクリーンルームにおいて、一般的に要求されるＩＳＯ基準クラス８以上の清浄度を満たすことが容易となる。また、図７に示された走行試験後における比較例２の歯付ベルトの側面心線部の光学顕微鏡写真からは、心線のフィブリル化（分繊化）や傷付きが見られる一方、図６に示された走行試験後における実施例１の歯付ベルトの側面心線部の光学顕微鏡写真からは、そのような心線のフィブリル化等が一切観察されなかった。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明による低発塵性歯付ベルトは、１５回／１０ｃｍ以上２５回／１０ｃｍ以下の下撚り回数及び５回／１０ｃｍ以上１５回／１０ｃｍ以下の上撚り回数で撚られたアラミド繊維製撚糸から形成された心線を用い、かつ心線が接着処理剤により被覆及び／又は含浸されている構造を有しているため、付着物及び摩耗粉を生じることがなく、かつ浮遊性微粒子の発生量が極めて少ないので、クリーンルームでの使用に最適である。
【符号の説明】
【００８１】
１ 低発塵性歯付ベルト
２ ベルト本体
３ 心線
４ 背部
５ 歯部
６ チャンバー
７ チャンバーに穿設された孔（大）
８ チャンバーに穿設された孔（小）
９ ベルト回転装置
１０ 歯付プーリ
１１ クリーンエアー
１２ 粉塵測定装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心線が埋設されたクリーンルーム用の低発塵性歯付ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネル、半導体、食品、製薬などの精密電子部品の所定の製造工程は、製品の品質及び製品歩留まりを確保するために、空気の清浄度が一定の基準を満たすように制御されたクリーンルームで行われ、粉塵管理も一般的になっている。昨今、電子部品の製造工程で使用される歯付ベルト（例えば、タイミングベルト）等の機器からの発塵量を低減し、製品歩留まりをさらに向上させることが厳しく求められている。このような状況下、耐摩耗性が大きく、歯付ベルトとプーリとの接触による粉塵の発生が少ないことから、ゴム製の歯付ベルトに替えてウレタン系樹脂製の歯付ベルトが一般的に用いられている。
【０００３】
一方、上記歯付ベルトとしては、ベルトの強度、耐久性、駆動の正確性等を向上させるために、アラミド繊維等からなる心線が埋設されたものが使用されている。しかし、この心線がベルト本体の幅方向に螺旋状に配設されるため、歯付ベルトの一部分に心線が露出することが避けられない。このようなアラミド繊維製の心線を備えたウレタン系樹脂製の歯付ベルトを使用する場合、繊維の屈曲疲労、フィラメントのフィブリル化（分繊化）、フィラメントの切断等により発生した摩耗粉がベルト表面に堆積する。このような摩耗粉は、目視で確認できない程度の大きさの浮遊性微粒子の発塵源となり、クリーンルームの清浄度を低下させることがある。また、５μｍよりも大きな比較的大径の摩耗粉は、重力等によりクリーンルーム内に沈降・堆積するため、再浮遊しない限りは製品に付着する可能性は低いが、０．１〜５μｍ程度の浮遊性微粒子は、ベルト表面に残存し製品に付着することによって、製品歩留まりを低下させる可能性がある。
【０００４】
また、ウレタン系樹脂製の歯付ベルトの製造工程においては、ウレタン系樹脂から発生した細粉、離型剤などの添加剤、環境内の塵埃等が、ベルト表面に付着する。さらに、ウレタン系樹脂製の歯付ベルトの運転時において、歯付ベルトとプーリ歯部及びフランジとの接触によって発生した摩耗粉が、ベルト表面に付着し残存することがある。これらのウレタン系樹脂から発生したベルト付着物や摩耗粉が発塵源となって浮遊性微粒子を生じ、結果としてクリーンルームの空気の清浄度を低下させる要因となる。
【０００５】
このような浮遊性微粒子は、駆動系に対する送風によってある程度除去することができるが、製造対象となる電子部品の巨大化に伴い、このような対策だけでは不十分となっており、製品歩留まりの低下を招いている。従って、クリーンルームに要求される空気の清浄度のスペックを満たすように、発塵源となるベルト付着物や摩耗粉の形成を抑制し、浮遊性微粒子の発生が少ない歯付ベルトの開発が強く求められている。
【０００６】
なお、特開平１０−１８４８０６号公報には、高い抗張性を有する芯線（心線）が埋設されており、背面から歯面までがウレタンエスラストマーにより形成されているはす歯ベルトが開示されている。しかし、当該文献の歯付ベルトは、クリーンルームに要求される空気の清浄度を満足させるものではなく、高い清浄度を達成するための必要な手段については述べられておらず、また、心線の高抗張性をいかにして実現するのかについても記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１８４８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は以上のような事情に基づいてなされたものであり、その主な目的は、フラットパネル、半導体などの精密電子部品製造、製薬、食品加工等の分野におけるクリーンルームに求められる高い空気清浄度を保つことができるように、ベルト使用時の心線の屈曲疲労によって生じる摩耗粉の量を可能な限り低減させた低発塵性歯付ベルトを提供することである。本発明の他の目的は、ベルトの製造工程に起因する付着物を除去した低発塵性歯付ベルトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、鋭意研究の結果、心線の構成材料として、所定の下撚り回数及び所定の上撚り回数で撚ったアラミド繊維製撚糸を用い、かつ接着剤処理剤によって被覆及び／又は含浸処理することによって、ベルト使用時の心線の屈曲疲労に起因する摩耗粉の発生を抑制し、浮遊性微粒子を低減することができることを見出し、本発明を完成させた。
【００１０】
上記課題を解決するためになされた発明は、
ベルト本体内に心線が幅方向に螺旋状に埋設された低発塵性歯付ベルトであって、
上記ベルト本体の形成材料として、ウレタン系樹脂が用いられ、
上記心線として、アラミド繊維製撚糸に接着処理剤で被覆及び／又は含浸されたものが用いられ、
上記アラミド繊維製撚糸の下撚り回数が１５回／１０ｃｍ以上２５回／１０ｃｍ以下、上撚り回数が５回／１０ｃｍ以上１５回／１０ｃｍ以下であることを特徴とするクリーンルーム用の低発塵性歯付ベルトである。
【００１１】
当該低発塵性歯付ベルトは、ベルト本体が大きな耐摩耗性を有するウレタン系樹脂から形成されていることから、長期間の使用後においても、プーリとの接触に起因する細粉の発生を抑制することができる。また、心線は、１５回／１０ｃｍ以上２５回／１０ｃｍ以下の下撚り回数、及び５回／１０ｃｍ以上１５回／１０ｃｍ以下の上撚り回数で撚られたアラミド繊維製撚糸から形成されていることから、心線の耐屈曲疲労性が最適化され、浮遊性微粒子の発塵源となる摩耗粉の発生を大幅に低減することができる。さらには、心線が接着処理剤により被覆及び／又は含浸されていることから、アラミド繊維の個々のフィラメントを集束させると同時に、アラミド繊維とウレタン系樹脂との間の化学的な親和性を向上させて両者間の摩擦・摩耗を低減しつつ、心線の屈曲疲労に対する耐性を一層改善することが可能となる。
【００１２】
当該低発塵性歯付ベルトは、上記アラミド繊維製撚糸の上撚り本数が３本以上７本以下であることが好ましく、４本以上７本以下であることがより好ましい。このような範囲の上撚り本数であるアラミド繊維製撚糸から形成された心線を用いることによって、さらに心線の耐屈曲疲労性を高め、摩耗粉の発生を効果的に抑制することが可能となる。
【００１３】
当該低発塵性歯付ベルトにおける心線の材料として用いられるアラミド繊維製撚糸は、引張弾性率が８５ＧＰａ以上１５０ＧＰａ以下であることが好ましい。このように所定範囲の引張弾性率を有するアラミド繊維製撚糸を、心線の材料として用いることによって、心線の耐屈曲疲労性、耐久性及び強度を最適化し、ひいてはベルトの使用寿命を高めることができる。
【００１４】
当該低発塵性歯付ベルトの表面は、洗浄処理が施されていることが好ましい。また、このような洗浄処理は、弱アルカリ性水溶液、有機溶剤又は機能水によるものであることが好ましい。特に、低発塵性歯付ベルトを製造した後、精密電子部品製造用のクリーンルームでのラインに配置する前に、このような洗浄処理を行うことによって、ベルトに付着した塵埃、ウレタン系樹脂の細粉、離型剤等の添加剤などの浮遊性微粒子の発塵源となる付着物を、十分に取り除くことができる。
【００１５】
接着処理剤として、イソシアネート基含有化合物又はエポキシ基含有化合物を用いることが好ましい。このように、イソシアネート基含有化合物又はエポキシ基含有化合物を用いて、アラミド繊維製撚糸の心線を被覆及び／又は含浸処理することによって、繊維をより完全に集束させ、心線とベルト本体との間の化学的親和性・接着性をさらに高めると同時に、心線の屈曲疲労に対する耐性を一層向上させることが可能となる。
【００１６】
当該低発塵性歯付ベルトにおけるベルト本体を構成するウレタン系樹脂は、熱硬化性ウレタン系樹脂であることがより好ましい。このように、低発塵性歯付ベルトにおけるベルト本体が熱硬化性ウレタン系樹脂で形成されていることによって、耐摩耗性が長期間に渡って安定して発揮されるため、ベルトの製品寿命をさらに改善することができると共に、より高い負荷での使用が可能となる。
【００１７】
当該低発塵性歯付ベルトは、クリーンルームにおける単独の使用により、ＩＳＯクラス４以上の清浄度が得られることが好ましい。当該低発塵性歯付ベルトは、上記のような構造を有することから、ベルト本体及び心線からの摩耗粉及び浮遊性微粒子の発生を効果的に抑制することが可能であり、高い水準の清浄度が必要なクリーンルーム用として好ましく用いられる。ここでの、当該低発塵性歯付ベルトの「クリーンルームにおける単独の使用」とは、クリーンルームにおけるベルトの走行装置以外の発塵源が存在しない状態でのベルトの使用を意味する。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明の低発塵性歯付ベルトによれば、ベルト本体の形成材料としてウレタン系樹脂を用いることにより、長期間の使用後においてもプーリとの接触に起因する細粉の発生を抑制することができると共に、心線の材料として用いられるアラミド繊維製撚糸の撚り数を所定範囲とし、かつ接着処理剤で被覆及び／又は含浸処理することにより、心線の耐屈曲疲労性を最大限高めて、浮遊性微粒子の発塵源となる摩耗粉の発生（例えば、プーリ側面のフランジとの接触による心線からの摩耗粉の発生）を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る低発塵性歯付ベルトの斜視断面図である。
【図２】図２は、発塵量を測定するための装置を示す模式図である。
【図３】図３は、アラミド心線を用いたベルトから生じた摩耗粉の電子顕微鏡写真を示す図である。
【図４】図４は、ガラス心線を用いたベルトから生じた摩耗粉の電子顕微鏡写真を示す図である。
【図５】図５は、金属心線を用いたベルトから生じた摩耗粉の電子顕微鏡写真を示す図である。
【図６】図６は、走行試験後における実施例１のベルトの側面心線部の光学顕微鏡写真を示す図である。
【図７】図７は、走行試験後における比較例２のベルトの側面心線部の光学顕微鏡写真を示す図である。
【図８】図８は、走行試験における各実施例及び比較例の発塵量の推移を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施形態を詳説する。
図１の低発塵性歯付ベルト１は、ベルト本体２及び心線３を備えている。以下、当該低発塵性歯付ベルト１の各構成について順に説明する。
【００２１】
ベルト本体２は、背部４及び複数の歯部５を備えている。この背部４は、略矩形断面の平ベルト状部分である。歯部５は、断面が略台形、三角形、半円形、山形、波形、正規分布曲線状等の凸条部である。複数の歯部５は、その稜線（軸方向）をベルト本体２の幅方向に向けて背部４の一方側の面上に配設され、長手方向に略等間隔（一定ピッチ）で配設されている。低発塵性歯付ベルト１がタイミングベルト等の駆動ベルトとして用いられる場合、この歯部５がプーリ側となるように駆動系にセットされる。駆動系におけるプーリは、一般的に歯付であり、低発塵性歯付ベルト１の歯部５とプーリの歯部とが噛み合った状態で動作することにより、動力の伝達ロスを生じることがないように構成されている。低発塵性歯付ベルト１の幅方向の大きさは、用途次第であり特に限定されないが、例えば、１ｍｍ以上１００ｍｍ以下のものが用いられる。
【００２２】
低発塵性歯付ベルト１は、汎用的な歯付ベルトが有するナイロン繊維等で形成された歯布を有しない。このように、低発塵性歯付ベルト１は、背部４及び歯部５以外に歯布を有しないことによって、歯布とプーリとの接触による多量の摩耗粉の発生や、歯部と歯布界面との接着層に起因する摩耗粉の発生が起こらず、浮遊性微粒子の発塵源を減らすことができるため、クリーンルームに好適に使用することができる。
【００２３】
ベルト本体２は、ウレタン系樹脂によって形成されている。ベルト本体２の形成材料として耐摩耗性が高いウレタン系樹脂を用いることによって、ベルトとプーリとの接触による細粉の発生を抑制し、浮遊性微粒子を低レベルに低減することができる。ウレタン系樹脂としては、熱硬化性ウレタン系樹脂または熱可塑性ウレタン系樹脂を用いることができる。
【００２４】
熱硬化性ウレタン系樹脂としては、公知のものを使用することができる。熱硬化性ウレタン系樹脂の製造方法としては、プレポリマー法、擬プレポリマー法、ワンショット法、擬ワンショット法が挙げられるが、プレポリマー法が最も一般的である。プレポリマー法においては、典型的に、およそ等モルのポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを約５０〜１５０℃で反応させることによってウレタンプレポリマーを合成し、このウレタンプレポリマー及び適当量の架橋剤（並びに可塑剤等の任意成分）を約５０〜１５０℃で加熱し反応・硬化させることによって、熱硬化性ウレタン系樹脂を製造することができる。熱硬化性ウレタン系樹脂は、一般的に三次元網目構造を有する樹脂であり、所望の形状を有する金型に液状の原料（ウレタンプレポリマー及び架橋剤等）を注入し、加熱・硬化させることによって成形することができる。
【００２５】
熱硬化性ウレタン系樹脂の合成に用いられるポリイソシアネート化合物の例としては、
フェニレンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４’−ジフェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、４，４’−トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、４，４’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）などの芳香族ジイソシアネート；
シクロペンタンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（水添ＭＤＩ）、メチル−２，４−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−２，６−シクロヘキサンジイソシアネート、ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサンなどの脂環族ジイソシアネート；
ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、ペンタメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート等が挙げられる。これらのポリイソシアネート化合物は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
【００２６】
熱硬化性ウレタン系樹脂の合成に用いられるポリオール化合物の例としては、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオール、ポリオレフィン系ポリオールなどが挙げられる。これらのポリオール成分は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
【００２７】
ポリエーテル系ポリオールとしては、例えば、
エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、テトラヒドロフラン、３−メチルテトラヒドロフランなどのアルキレンオキサイドの単独又は共重合体；
テトラメチレンエーテルグリコールを含んでなる単独又は共重合体；
ヒドロキシル基に対してＣ２−４アルキレンオキサイド１〜５モルが付加した付加体などのビスフェノールＡ又は水添ビスフェノールＡのアルキレンオキサイド付加体が挙げられる。
【００２８】
ポリエステル系ポリオールとしては、例えば、
イソフタル酸、テレフタル酸などの芳香族ジカルボン酸又はこれらのジアルキルエステル；アジピン酸などの脂肪族ジカルボン酸又はこれらのジアルキルエステル等から選択された少なくとも１種のジカルボン酸又はこれらのジアルキルエステルと、
エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールなどのＣ２−１０アルカンジオール、ジエチレングリコールなどのジ又はトリＣ２−１０アルカンジオールなどから選択された少なくとも１種のアルカンジオール成分との反応により得ることができる。
【００２９】
アジピン酸をジカルボン酸成分のベースとしたポリエステル系ポリオールの具体例としては、ポリエチレンアジぺート（ＰＥＡ）、ポリジエチレンアジぺート（ＰＤＡ）、ポリプロピレンアジペート（ＰＰＡ）、ポリテトラメチレンアジペート（ＰＢＡ）、ポリヘキサメチレンアジペート（ＰＨＭＡ）、及びこれらの成分を組み合わせた共重合体などが挙げられる。なお、ポリエステル系ポリオールには、ラクトン類（ε−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトンなどのＣ３−１４ラクトン）の単独重合体又は共重合体も含まれる。
【００３０】
ポリカーボネート系ポリオールとしては、例えば、
アルカンポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール等のポリオールと、ジメチルカーボネート等の短鎖ジアルキルカーボネートとの反応により得られるポリカーボネートジオールが挙げられる。ポリカーボネート系ポリオールの代表例としては、ポリヘキサメチレンカーボネート（ＰＨＣ）が挙げられる。
【００３１】
また、ポリオレフィン系ポリオールとしては、例えば、
ポリブタンジエンポリオール、水素化ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、ひまし油変性ポリオール、ブタジエンとスチレンもしくはアクリロニトリルとの共重合体の末端に水酸基を導入したもの等が挙げられる。
【００３２】
これらのポリオール化合物の中でも、コスト及び製造容易性の観点からは、ポリエーテル系ポリオールが好ましい。ポリオール化合物の分子量は、数平均分子量４００以上１０，０００以下、好ましくは５００以上８，０００以下、さらに好ましくは５５０以上５，０００以下程度であってよい。また、ポリオール化合物は、結晶性であってもよく非結晶性であってもよい。
【００３３】
熱硬化性ウレタン系樹脂の合成に用いられる架橋剤としては、例えば、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オクタンジオール，ネオペンチルグリコール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、分子量４００までのポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、分子量４００までのポリプロピレングリコール、ジブチレングリコール、分子量４００までのポリブチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ヒマシ油、４，４’−ジオキシジフェニルプロパン、ジオキシメチルヒロドキノン等の低分子量グリコール（上記のポリエステル系ポリオールと重複しない化合物）；
エチレンジアミン、１，４−テトラメチレンジアミン、ポリオキシポロピレントリアミン等の脂肪族ポリアミン；
４，４’−メチレン−ビス−２−メチルシクロヘキシルアミン等の脂環族ポリアミン；
１，４−フェニレンジアミン、２，６−ジアミノトルエン、１，５−ナフタレンジアミン、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、１−メチル−３，５−ビス（メチルチオ）−２，６−ジアミノベンゼン、１−メチル−３，５’−ジエチル−２，６−ジアミノベンゼン、４，４’−メチレン−ビス−（３−クロロ−２，６−ジエチルアニリン）、４，４’−メチレン−ビス−（オルト−クロロアニリン）、４，４’−メチレン−ビス―（２，３−ジクロロアニリン）、トリメチレングリコールジ−パラ−アミノベンゾエート、４，４’−メチレン−ビス−（２，６−ジエチルアニリン）、４，４’−メチレン−ビス−（２，６−ジイソプロピルアニリン）、４，４’−メチレン−ビス−（２−メチル−６−イソプロピルアニリン）、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、トリレンジアミン、ジエチルトリレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、クロロアニリン変性ジクロロジアミノジフェニルメタン、３，５−ビス（メチルチオ）−２，４−トルエンジアミン、３，５−ビス（メチルチオ）−２，６−トルエンジアミン、メチレンジアニリン／塩化ナトリウム錯体、１，２−ビス（２−アミノフェニルチオ）エタン、トリメチレングリコール−ジ−ｐ−アミノベンゼン等の芳香族ポリアミンなどが挙げられる。
【００３４】
任意成分としての可塑剤としては、特に限定されないが、例えばフタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、アジピン酸ジオクチル、リン酸トリクレジル、塩素系パラフィンなどを挙げることができる。
【００３５】
熱可塑性ウレタン系樹脂としては、公知のものを使用することができる。熱可塑性ウレタン系樹脂の製造方法は、特に限定されないが、典型的には、およそ等モルのポリイソシアネート化合物及びポリオール化合物、並びに鎖延長剤（必要に応じてさらに触媒等を添加）を、約６０〜２２０℃で反応させる方法が挙げられる。熱可塑性ウレタン系樹脂は、一般的に直線状の炭素鎖構造を有する樹脂であり、ペレット状の樹脂固形物をシリンダー中で加熱し流動状態にしてから、閉じた金型に圧入し冷却すること（射出成形プロセス）によって成形品を得ることができる。
【００３６】
熱可塑性ウレタン系樹脂の製造のために用いられるポリイソシアネート化合物及びポリオール化合物としては、熱硬化性ウレタン系樹脂に関して上で例示した化合物と同じものを用いることができる。
熱可塑性ウレタン系樹脂の製造のために用いられる鎖延長剤の例としては、エタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−ブタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコールなどの２〜１４個の炭素原子を有する脂肪族ジオール；
テレフタル酸ビスエチレングリコール、テレフタル酸ビス−１，４−ブタンジオール等のテレフタル酸と２〜４個の炭素原子を有するグリコールとのジエステル；
１，４−ジ（β−ヒドロキシエチル）ヒドロキノン）等のヒドロキノンのヒドロキシアルキレンエーテル；
１，４−ジ（β−ヒドロキシエチル）ビスフェノールＡ等のエトキシル化ビスフェノール；
イソホロンジアミン、エチレンジアミン、１，２−プロピレンジアミン、１，３−プロピレンジアミン、Ｎ−メチルプロピレン−１，３−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−エチレンジアミン等の脂肪族ジアミン；
２，４−トリレンジアミン、２，６−トリレンジアミン、３，５−ジエチル−２，４−トリレンジアミン、３，５−ジエチル−２，６−トリレンジアミン、１級モノ−、ジ−、トリ−又はテトラアルキル置換−４，４’−ジアミノジフェニルメタン等の芳香族ジアミンなどを挙げることができる。
【００３７】
熱硬化性ウレタン系樹脂は、金属に匹敵する高い耐摩耗性に加えて、大きな耐荷重性、反発弾性を有し、永久圧縮歪、永久伸びが小さく（耐久性が高く）、しかも耐オゾン性が高いという優れた長所を有する。従って、低発塵性歯付ベルト１のベルト本体２を構成するウレタン系樹脂としては、熱硬化性ウレタン系樹脂を用いることがより好ましい。このようにベルト本体２の構成材料として熱硬化性ウレタン系樹脂を用いることによって、摩耗による浮遊性微粒子の発生をさらに低減することが可能となり、また様々な使用環境下においてもベルトの使用寿命を延ばすことができる。
【００３８】
心線３は、略円形断面を有する線状体であって、ベルト本体２の背部４に埋設されている。この心線３は、低発塵性歯付ベルト１の長手方向に向けた捲回状態で配設され、幅方向に螺旋状に配設されている。そのため、当該低発塵性歯付ベルト１の断面において、心線３は背部４の幅方向に所定間隔で並んで現れる。心線３の断面直径は、特に限定されないが、一般的には０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。
【００３９】
心線３としては、アラミド繊維製撚糸が用いられる。アラミド繊維は、強度、耐屈曲疲労性、及び耐久性が優れているため、心線３の材料として好適である。心線３の材料として用いられるアラミド繊維は、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維のいずれであってもよい。アラミド繊維の代表的な商品名としては、ケブラー（デュポン株式会社製）、ノーメックス（デュポン株式会社製）、テクノーラ（帝人テクノプロダクト株式会社製）、トワロン（帝人テクノプロダクト株式会社製）などが挙げられる。
【００４０】
アラミド繊維製撚糸の下撚り回数としては、１５回／１０ｃｍ以上２５回／１０ｃｍ以下とされており、１７回／１０ｃｍ以上２２回／１０ｃｍ以下が好ましい。また、アラミド繊維製撚糸の上撚り回数としては、５回／１０ｃｍ以上１５回／１０ｃｍ以下とされており、７回／１０ｃｍ以上１３回／１０ｃｍ以下が好ましい。さらに、上記アラミド繊維製撚糸の上撚り本数としては、３本以上７本以下が好ましく、４本以上７本以下であることがより好ましい。心線３として、１５回／１０ｃｍ以上の下撚り回数及び５回／１０ｃｍ以上の上撚り回数で撚られたアラミド繊維を用いることによって、心線の耐屈曲疲労性を向上させることができる。一方、心線３として、２５回／１０ｃｍ以下の下撚り回数及び１５回／１０ｃｍ以下の上撚り回数で撚られたアラミド繊維を用いることによって、心線の耐屈曲疲労性を高いレベルに維持しつつ、柔軟性及び取扱容易性の低下を防止することができる。また、心線３として、上撚り本数が３本以上７本以下であるアラミド繊維製撚糸を用いることによって、さらに心線の耐屈曲疲労性が高められ、心線からの摩耗粉の発生を効果的に抑制することが可能となり、ひいては浮遊性微粒子の量を低減することができる。
【００４１】
心線３の材料として用いられるアラミド繊維製撚糸の引張弾性率は、８５ＧＰａ以上１５０ＧＰａ以下であることが好ましい。このようなアラミド繊維製撚糸を用いることによって、心線３の耐屈曲疲労性、強度、耐久性及び柔軟性が、高いレベルでバランス良く最適化され、それによりベルトの使用寿命をさらに延ばすことが可能となる。
【００４２】
心線３としては、アラミド繊維製撚糸が接着処理剤により被覆及び／又は含浸されたものが用いられる。アラミド繊維製撚糸で形成されている心線３を接着処理剤溶液で処理することにより、その内部から外部に至るまで接着剤が浸透して、個々のフィラメントが十分に集束され、心線３の耐屈曲性が高められると共に、心線３と背部４との間の摩擦・摩耗を低減することができる。
【００４３】
接着処理剤としては、心線３のアラミド繊維製撚糸及び背部４を構成するウレタン系樹脂の両者に対して化学的な親和性を有する化学物質である限り特に限定されないが、好ましくは、イソシアネート基含有化合物又はエポキシ基含有化合物が用いられる。イソシアネート基含有化合物を含む溶液による塗布処理は、この化合物を含む有機溶媒の溶液を心線３の全体に塗布し、次いで乾燥することによって行われる。また、エポキシ基含有化合物を含む溶液による浸漬処理は、この化合物を含む有機溶媒の溶液に心線３を浸し、次いで乾燥することによって行われる。このような心線３に対するイソシアネート基含有化合物又はエポキシ基含有化合物溶液の塗布・浸漬処理によって、心線３とウレタン系樹脂から形成された背部５との間の接着性をさらに改善し、心線３の屈曲疲労に対する耐性をより一層向上させることが可能となる。
【００４４】
心線３の塗布処理に用いられるイソシアネート基含有化合物としては、例えばナフタレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、トルエン−２，４−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。
【００４５】
心線３の浸漬処理に用いられるエポキシ基含有化合物としては、例えばエチレングリコール、グリセロール、ソルビトール、ペンタエリスリトール等の多価アルコール、又はポリエチレングリコール等のポリアルキレングリコールと、エピクロルヒドリンのようなハロゲン含有エポキシ化合物との反応生成物；レゾルシノン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジメチルエタン、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂、レゾルシン・ホルムアルデヒド樹脂等の多価フェノール類と、エピクロルヒドリンのようなハロゲン含有エポキシ化合物との反応生成物；過酢酸又は過酸化水素等で不飽和化合物を酸化して得られるポリエポキシド化合物；その他に、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジル−ｍ−キシレンジアミン、ジグリシジルアニリン、１，３−ビス（Ｎ，Ｎ−グリシジルアミノメチル）シクロヘキサン、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビタンポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、ｏ−フタル酸ジグリシジルエステル、トリグリシジル−トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、レゾルシンジグリシジルエーテル、ビスフェノール−Ｓ−ジグリシジルエーテルなどが挙げられる。
【００４６】
心線３の浸漬処理のためにエポキシ基含有化合物を用いる場合、アミン系硬化剤を併用することが好ましい。アミン系硬化剤としては、熱硬化性ウレタン系樹脂又は熱可塑性ウレタン系樹脂の製造に用いられるジアミン化合物を用いることができる。その他には、オキサゾール環を有する化合物や、イミダゾール系化合物を用いることも好ましい。これらのアミン系硬化剤をエポキシ基含有化合物と併用する場合には、エポキシ基含有化合物１００質量部に対して０．１質量部以上１０質量部以下の量で添加することが好ましい。このような割合でアミン系硬化剤を併用することによって、硬化後のエポキシ基含有化合物の特性を阻害することなく、硬化を効果的に促進することが可能となる。一方、心線３の塗布処理のためにイソシアネート基含有化合物を用いる場合には、空気中の水分が架橋剤の役目を果たすことによって、硬化が促進される。
【００４７】
心線３に対する塗布・浸漬処理において、接着処理剤は、トルエン、メチルエチルケトン、ジエチルエーテル、ノルマルヘキサン等の有機溶媒、又は水（代表的にはイオン交換水）に攪拌・溶解させて使用される。これらの処理に用いられる溶液における接着処理剤の固形分濃度は、例えば１質量％以上５０質量％以下とすることができる。このような固形分濃度の溶液を用いることにより、繊維に対する接着処理剤の浸透性、塗布・浸漬の作業性などを最適化することができる。塗布・浸漬処理に用いられる溶液は、例えば、上記濃度の接着剤を有機溶媒又はイオン交換水に添加して１〜６０分間程度攪拌することによって調製することができる。エポキシ基含有化合物を含む溶液による浸漬処理は、例えば溶液調製後６時間以内に行うことが好ましい。また、イソシアネート基含有化合物を含む溶液による塗布処理は、特に限定されないが、スパチュラ、スタンプ又はスプレーを用いて溶液を心線に塗布することによって行うことができる。塗布・浸漬後の乾燥の温度及び時間は、使用する接着剤や溶媒の種類によって異なるが、例えば、２０℃以上３５０℃以下の温度で、１０分間〜３０時間程度にわたって乾燥させることができる。なお、このような心線に対する塗布・浸漬処理は、１回のみでなく複数回繰り返して行ってもよい。
【００４８】
低発塵性歯付ベルト１は、（ｉ）歯部を形成するための凹凸を外周面に設けた円筒状内型に、心線３を螺旋状に巻き付ける工程、（ｉｉ）心線３を巻き付けた状態の内型を円筒状外型にセットし、内型と外型との間にウレタン系樹脂材料を流し込んで、例えば５０℃から２００℃程度で、数分から数時間の間、加熱・固化させる工程、（ｉｉｉ）ウレタン系樹脂材料が固化した後、脱型し、例えば１０分から数時間の間、冷却（アフターキュアー）する工程、（ｉｖ）冷却後、ベルトスリーブを所望の幅で切断する工程により製造することができる。
【００４９】
低発塵性歯付ベルト１は、ラインに配置する前において、ベルト表面の付着物や摩耗粉を除去するために洗浄処理が施されている。洗浄処理は、弱アルカリ性水溶液、有機溶剤又は機能水によって行うことができる。これらの液体による洗浄の方式として、浸漬法やスプレー法等の公知の方法を用いることができる。このような洗浄処理の除去対象となるのは、主に、空気中の塵埃がベルトに付着したもの、ベルトの製造工程において生じたウレタン系樹脂の細粉の付着物、ベルト製造工程において用いられた離型剤などの添加剤である。
【００５０】
洗浄処理用の弱アルカリ性水溶液は、アルカリ及び水（例えばイオン交換水）の他、有機キレート剤及び/又は界面活性剤を含んでいてよい。これらの有機キレート剤等を用いることによって、さらに洗浄効果を高めると共に、ベルト表面の付着物を十分除去することができる。
【００５１】
洗浄処理用の弱アルカリ性水溶液に用いられるアルカリとしては、特に限定されるものではないが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、珪酸ナトリウム、リン酸三ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム等を挙げることができる。これらのアルカリは、単独で又は複数種を組み合わせて用いることができる。
【００５２】
弱アルカリ性溶液におけるアルカリの濃度は、ｐＨが８以上１３以下になるように調整することが好ましい。弱アルカリ性溶液のｐＨを８以上とすることによって、洗浄によるベルト表面の付着物や摩耗粉の除去効果を十分に得ることができる。また、弱アルカリ性溶液のｐＨを１３以下とすることによって、洗浄後のベルト表面へのアルカリ残留を防止することができる。また、洗浄処理における弱アルカリ性溶液の液温は２０℃以上８０℃以下、洗浄時間は１秒以上１０分以下とすることができる。このような範囲の液温及び洗浄時間とすることによって、付着物や摩耗粉の除去効果を最適化することができる。
【００５３】
弱アルカリ性水溶液に混合可能な有機キレート剤の代表的な例としては、ニトリロ酢酸（ＮＴＡ）、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸（ＨＥＤＴＡ）、メチルグリシン二酢酸（ＭＧＤＡ）が挙げられる。また、弱アルカリ性水溶液に混合可能な界面活性剤は、特に限定されず、ノニオン型界面活性剤、アニオン型界面活性剤、カチオン型界面活性剤、両性型界面活性剤、特殊界面活性剤のいずれであってもよい。使用可能な界面活性剤の具体例としては、ポリエチレングリコールエーテル型界面活性剤、多価アルコール型界面活性剤、イミダゾリン型界面活性剤等が挙げられる。これらの有機キレート剤や界面活性剤は、単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。
【００５４】
洗浄処理に適用可能な有機溶剤は、特に限定されないが、アルコール類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ペンタン、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類、アセトン、ケトン、エステルなどを適宜用いることができる。ここで用いられる有機溶剤のＳＰ値は、本体がウレタン系樹脂により形成されたベルトの製造工程で用いられる離型剤のＳＰ値との差が、３．０以下であることが好ましく、２．０以下であることがより好ましく、１．０以下であることがさらに好ましい。また、洗浄処理に適用可能な機能水は、特に限定されないが、超純水に極微量のガス、薬液などの添加剤を加えた溶液、例えば、水素水、オゾン水、電解イオン水等を用いることができる。水素イオン濃度や酸化還元電位を制御した機能水を洗浄水として用いることにより、付着物等がベルトの表面から容易に剥離し、油分などの汚染物質が効果的に除去される。
【００５５】
洗浄処理は、例えば約１〜１，０００ｋＨｚの周波数の超音波振動を与えながら行ってもよい。このように超音波振動を与えつつ洗浄を行うことによって、ベルト表面の付着物や油分がより効果的に除去される。ただし、超音波振動を与えながら有機溶剤を用いた洗浄処理を行う場合、安全性を確保するために、防爆施設を設ける必要がある。
【００５６】
低発塵性歯付ベルト１は、洗浄処理後に、さらにベルト表面に付着した洗浄液あるいは洗浄液含有物（アルカリ残留物など）を除去する目的で、１回以上の水洗及び乾燥を施すことが好ましい。このような水洗は、例えば、電気伝導度が０μＳから３μＳ程度の純水を用いて行うことができる。水洗後の乾燥の方法は、特に限定されず、例えば減圧乾燥、加熱乾燥、気流による乾燥など公知の方法を用いることができる。
【００５７】
このように、低発塵性歯付ベルト１は、アラミド繊維製撚糸で形成された心線が、所定の上撚り数及び所定の下撚り数で撚られていることに加えて、表面に洗浄処理が施されていることによって、ベルトの製造工程や使用に起因する付着物や摩耗粉の発生を確実に低減し、浮遊性微粒子の発塵源を効果的に除去することができる。
【００５８】
低発塵性歯付ベルト１の発塵量は、外部から遮断されたチャンバー（クリーンルーム）内で、２軸の歯付プーリの間にベルトをセットし、所定の負荷荷重をかけて回転させたときの発塵量を、粉塵測定装置（パーティクルカウンター）で計測することによって、測定することができる。発塵量を測定するための装置の概略を図２に示す。
【００５９】
より具体的には、相対する大小２つの孔７及び８が穿設されたチャンバー６内に、２基の歯付プーリ１０を取り付けた２軸のベルト回転装置９を配置する。そして、このベルト回転装置９に、２基の歯付プーリ１０と歯部５とが噛み合うように低発塵性歯付ベルト１を取付け、この低発塵性歯付ベルト１に１０〜２０００Ｎの負荷荷重を与え、０．５〜２０ｍ／ｓｅｃで走行させる。このチャンバー６に穿設された大きい方の孔７から、ＨＥＰＡフィルターを通じたクリーンエアー１１（粒径０．１〜５μｍの浮遊性微粒子を含まない）が一定の風速で送られる。クリーンエアー１１は、ベルトの周囲を流れる際に、ベルトの運動により発生した浮遊性微粒子（製造時からの付着物またはプーリとの摩擦により発生した摩耗粉などに起因）を拾い、チャンバーに穿設された小さい方の孔８から粉塵測定装置１２に送られ、ここで発塵量が計測される。低発塵性歯付ベルト１以外から発生する発塵量を低減するために、ベルト回転装置９の金属ローラーのシャフト部分（図示せず）には磁性流体シールが用いられている。
【００６０】
発塵量の良否は、１ｍ３に含まれる粒径０．１〜５μｍの粒子濃度に基づいて、ＩＳＯの基準により判断することができる。クリーンルームで用いるために求められる空気の清浄度としては、当該低発塵性歯付ベルトが単独で用いられる場合において、ＩＳＯ基準のクラス４を満たしていることが好ましい。ＩＳＯクラス４は、粒径０．１〜５μｍ以上の粒子が１０，０００個以下、粒径０．２〜５μｍ以上の粒子が２，３７０個以下、粒径０．３〜５μｍ以上の粒子が１，０２０個以下、粒径０．５〜５μｍ以上の粒子が３５２個以下、粒径１〜５μｍ以上の粒子が８３個以下、粒径５μｍ以上の粒子が０個という基準である。低発塵性歯付ベルト１は、上記のように所定の上撚り数及び所定の下撚り数で撚られたアラミド繊維性撚糸で形成されており、さらに表面に洗浄処理が施されていることにより、浮遊性微粒子の発生が顕著に抑制されているため、クリーンルームにおける単独使用の場合において、ＩＳＯクラス４の発塵量の基準を容易に満たすことが可能となる。なお、クリーンルームには目的に応じた種々の装置が配置されるが、このように複数の装置が配置されている状態において、クリーンルーム全体で要求される清浄度の基準は、一般的にクラス８以上である（後述の表１参照）。
【００６１】
本実施形態の低発塵性歯付ベルトは、歯部（歯布を有しない）と背部とがウレタン系樹脂から形成されており、さらに、アラミド繊維製撚糸の心線が接着処理剤により被覆及び／又は含浸されており、かつ、この心線が所定の上撚り数及び所定の下撚り数で撚られている構成を有することから、ベルトの使用時における磨耗粉の発生を抑制し、浮遊性微粒子の量を飛躍的に減少させることができる。また、本実施形態の低発塵性歯付ベルトは、表面に洗浄処理が施されていることによって、ベルト製造時における付着物をより効果的に除去することができる。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００６３】
［浸漬処理済み心線の作製］
１０００デニールの芳香族ポリアミド繊維（デュポン株式会社製の「ケブラー２９」（商品名）：引張弾性率７０．５ＧＰａ）の原糸１本を４１回／１０ｃｍ下撚り（Ｓ撚り）し、さらに３本束ねて２４回／１０ｃｍ上撚り（Ｚ撚り）したアラミド繊維製撚糸の心線（以下「アラミドＡ心線」と称する）を準備した。また、１１４０デニールの芳香族ポリアミド繊維（デュポン株式会社製の「ケブラー４９」（商品名）：引張弾性率１１２．４ＧＰａ）の原糸１本を２０回／１０ｃｍ下撚り（Ｓ撚り）し、さらに５本束ねて１０回／１０ｃｍ上撚り（Ｚ撚り）したアラミド繊維製撚糸の心線（以下「アラミドＢ心線」と称する）を準備した。さらに別途、Ｅガラス繊維（アルミナ−シリカ系）の原糸２００本を直径１０μｍに紡糸したもの（ヤーン）３本を８回／１０ｃｍ下撚り（Ｓ撚り）し、さらに６本束ねて８回／１０ｃｍ上撚り（Ｚ撚り）したガラス繊維製撚糸の心線を準備し、また直径１ｍｍの亜鉛メッキ済みスチールコード（スチール細線を撚り合わせたもの）を酸処理した金属心線を準備した。
【００６４】
上記のアラミドＡ及びＢ心線に対して、以下の手順により、エポキシ基含有化合物溶液による浸漬処理を行った。イオン交換水に２．５質量％のポリグリセロールポリグリシジルエーテル（ナガセケムテック株式会社製の「デナコールＥＸ−５２１」）を混合し、スターラーを用いて３０分間攪拌し、次いでこの混合物にイミダゾール系化合物を０．２質量％混合し、さらにスターラーを用いて３０分間攪拌を行ったものを浸漬処理用の溶液とした。調製後６時間以内の溶液中に心線を浸漬し、次いで２００℃で３０分間乾燥させることによって、浸漬処理済みアラミド心線とした。
【００６５】
上記のガラス繊維製撚糸の心線に対して、以下の手順により、イソシアネート基含有化合物溶液による塗布処理及びエポキシ基含有化合物溶液による浸漬処理を行った。塗布処理用溶液として、ゴム系水分散接着剤（ブロックイソシアネートとＲＦＬ（レゾルシン−ホルムアルデヒド−ラテックス）との質量比が３０：７０であり、固形分が２５質量％である水分散接着剤）を用い、浸漬処理用溶液として、上記のアラミド繊維製撚糸の心線の浸漬に用いた溶液と同様の溶液（但し、ポリグリセロールポリグリシジルエーテルの濃度を５質量％としたもの）を用いた。イソシアネート基含有化合物の塗布処理用溶液による処理では、刷毛を用いて心線の表面全体に溶液を塗布し、次いで３００℃で３０分間乾燥させた。続いて、エポキシ基含有化合物の浸漬処理用溶液による処理では、調製後６時間以内の溶液中に心線を浸漬し、次いで２００℃で３０分間乾燥させることによって、浸漬処理済みガラス心線とした。また、上記の金属心線に対して、以下の手順により、エポキシ基含有化合物溶液による浸漬処理を行った。上記のアラミドＡ及びＢ心線の浸漬に用いた溶液と同じ溶液を、浸漬処理用の溶液として用いた。金属心線をこの溶液に浸漬し、次いで１００℃で３０分間乾燥させることによって、浸漬処理済み金属心線とした。
【００６６】
［ベルトの作製］
歯部を形成するための凹凸を外周面に設けた円筒状内型に、離型剤を塗布した上で、心線を螺旋状に巻き付けた。次いで、この内型を、離型剤が塗布された円筒状外型にセットし、内型と外型との間に、等量のポリテトラメチレンエーテルグリコール（数平均分子量１，０００）とトリレンジイソシアネートとから得られたウレタンプレポリマー１００質量部、架橋剤としての４，４’−メチレン−ビス−（オルト−クロロアニリン）２０質量部、及び可塑剤としてのフタル酸ジオクチル２５質量部の混合物を流し込んで、１５０℃で２時間加熱することによって、固化された熱硬化性ウレタン系樹脂のベルトスリーブを得た。固化されたベルトスリーブを脱型し、アフターキュアした後、１５ｍｍの幅で切断することによって、周長１，０００ｍｍ、幅１５ｍｍの歯付ベルトを製造した。
【００６７】
［弱アルカリ性水溶液による洗浄処理］
イオン交換水１００質量部に、苛性ソーダ１質量部、有機キレート剤としてのエチレンジアミン四酢酸１質量部、及びノニオン系界面活性剤１質量部を添加・混合することによって弱アルカリ性水溶液を調製し、さらに苛性ソーダを適宜追加していくことによりｐＨを１１に調節した。次いで、この弱アルカリ水溶液の液温を５０℃にまで昇温させた後、ベルトを浸漬し、１０分間に渡って超音波振動（５ｋＨｚ）を与えながら洗浄した。このように洗浄したベルトを、さらに、超音波振動（５ｋＨｚ）を与えつつ水道水で１回洗浄し、次いで電気伝導度が１μＳの純水で２回洗浄した後、１０分間に渡り８０℃で熱風乾燥することによって、洗浄処理済みベルトを作製した。
【００６８】
［ベルトの付着物及び摩耗粉の目視観察］
ベルトの背面を、アルミナ製のディスクに載置して押し付けた後ディスクから離し、付着物がないかを目視観察した。付着物が存在しない場合は「付着物無し」（○）、付着物が存在する場合は「付着物有り」（×）と判断した。
【００６９】
後述の発塵評価試験におけるチャンバー内で、ベルトの下方に市販の粘着シートを配置して３００分間の回転運転を行い、ベルトから落下した摩耗粉が粘着シートに付着しているかどうかを目視観察した。摩耗粉が存在しない場合は「摩耗粉無し」（○）、摩耗粉が存在する場合は「摩耗粉有り」（×）と判断した。
【００７０】
［発塵量の評価］
相対する大小２つの孔が穿設されたチャンバー内で、２基の歯付プーリを取り付けた２軸のベルト回転装置を配置した。ベルト回転装置の金属ローラーのシャフト部分には磁性流体シールを用いた。このベルト回転装置に、２基の歯付プーリと歯部とが噛み合うように歯付ベルトを取付け、４００Ｎの負荷荷重を与え、１ｍ／ｓｅｃ（２００ｒｐｍ）でベルトを走行させた。このチャンバーに穿設された大きい方の孔から、ＨＥＰＡフィルターを通じたクリーンエアー（１ｍ３あたり０．１μｍ以上の粒子数が０又は１であるエアー）を一定の風速で送った。ベルトの周囲を流れる際に浮遊性微粒子を拾ったクリーンエアーを、チャンバーに穿設された小さい方の孔から粉塵測定装置に送り、そこで発塵量を計測した。発塵量の計測は５分毎に３６０分間に渡って行い、発塵量が定量的に推移するようになった後である６０分経過時から３６０分間経過時までの１ｍ３に含まれる粒径０．１〜５μｍの粒子濃度の平均値に基づいて、ＩＳＯの基準によりクラス分けした。このように、クリーンルームを模したチャンバー内で当該歯付ベルトを単独で（他の装置からの発塵がない状態で）走行させた場合において、上記の発塵量がＩＳＯクラス４を満たしているときに、クリーンルームで用いるために求められる空気の清浄度が得られる（発塵量評価が良好である）と判定した。ＩＳＯクラス４は、粒径０．１〜５μｍの粒子が１０，０００個以下、粒径０．２〜５μｍの粒子が２，３７０個以下、粒径０．３〜５μｍの粒子が１，０２０個以下、粒径０．５〜５μｍの粒子が３５２個以下、粒径１〜５μｍの粒子が８３個以下、粒径５μｍ以上の粒子が０個という基準である。ＩＳＯの清浄度規格のクラス分けの基準を、以下の表１に示す。なお、クリーンルームの用途・目的によるが、一般的な現場のクリーンルームに複数の装置が配置されている状態においては、清浄度の基準として、ＩＳＯ基準のクラス８以上が要求される。
【００７１】
【表１】
【００７２】
［実施例１］
浸漬処理済みのアラミドＢ心線を用い、上記方法に従って歯付ベルトを作製した。この歯付ベルトに対して、弱アルカリ水溶液による洗浄処理を施し、付着物及び摩耗粉の目視観察並びに発塵量の評価（走行試験開始後６０分経過時から３６０分経過時までの１ｍ３に含まれる粒径０．１〜５μｍの粒子濃度の平均値に基づいたＩＳＯ基準によるクラス分け）を行った。結果を以下の表２に示す。また、走行試験後における本実施例のベルトの側面心線部の光学顕微鏡写真を図６に示す。加えて、走行試験における本実施例の発塵量の推移（３６０分経過までにおける５分毎の粒径０．１〜５μｍの発塵量）を、グラフの形式で図８に示す。
【００７３】
［比較例１］
浸漬処理済みのアラミドＡ心線を用い、上記方法に従って歯付ベルトを作製した。この歯付ベルトに対し、弱アルカリ水溶液による洗浄処理を行うことなく、付着物及び摩耗粉の目視観察並びに発塵量の評価を行った。結果を以下の表２に示す。また、本比較例のアラミドＡ心線を用いたベルトから生じた摩耗粉の電子顕微鏡写真を図３に示す。加えて、走行試験における本比較例の発塵量の推移（３６０分経過までにおける５分毎の粒径０．１〜５μｍの発塵量）を、グラフの形式で図８に示す。
【００７４】
［比較例２］
浸漬処理済みのアラミドＡ心線を用い、上記方法に従って歯付ベルトを作製した。この歯付ベルトに対して、弱アルカリ水溶液による洗浄処理を施し、付着物及び摩耗粉の目視観察並びに発塵量の評価を行った。結果を以下の表２に示す。さらに走行試験後における本比較例のベルトの側面心線部の光学顕微鏡写真を図７に示す。加えて、走行試験における本比較例の発塵量の推移（３６０分経過までにおける５分毎の粒径０．１〜５μｍの発塵量）を、グラフの形式で図８に示す。
【００７５】
［比較例３］
浸漬処理済みのガラス心線を用い、上記方法に従って歯付ベルトを作製した。この歯付ベルトに対して、弱アルカリ水溶液による洗浄処理を施し、付着物及び摩耗粉の目視観察並びに発塵量の評価を行った。結果を以下の表２に示す。また、本比較例のガラス心線を用いたベルトから生じた摩耗粉の電子顕微鏡写真を図４に示す。加えて、走行試験における本比較例の発塵量の推移（３６０分経過までにおける５分毎の粒径０．１〜５μｍの発塵量）を、グラフの形式で図８に示す。
【００７６】
［比較例４］
浸漬処理済みの金属心線を用い、上記方法に従って歯付ベルトを作製した。この歯付ベルトに対して、弱アルカリ水溶液による洗浄処理を施し、付着物及び摩耗粉の目視観察並びに発塵量の評価を行った。結果を以下の表２に示す。また、本比較例の金属心線を用いたベルトから生じた摩耗粉の電子顕微鏡写真を図５に示す。加えて、走行試験における本比較例の発塵量の推移（３６０分経過までにおける５分毎の粒径０．１〜５μｍの発塵量）を、グラフの形式で図８に示す。
【００７７】
［参考例１］
歯付ベルトをセットせずに、ベルト回転装置のみで上記のベルト回転装置を走行させ、上記の要領で発塵量の評価（ブランク評価）を行った。結果を以下の表２に示す。また、走行試験における本参考例の発塵量の推移（３６０分経過までにおける５分毎の粒径０．１〜５μｍの発塵量）を、グラフの形式で図８に示す。
【００７８】
【表２】
【００７９】
まず、参考例１の結果から明らかなように、ブランク評価では発塵が見られないことから、実施例１及び比較例１〜４の平均発塵量の結果は、それらの例の歯付ベルトに専ら起因するものであると判断される。洗浄処理を施さなかった比較例１、心線として４１回／１０ｃｍの下撚り回数及び２４回／１０ｃｍの上撚り回数（本発明の規定外）並びに上撚り本数が３であるアラミド繊維製撚糸を用いた比較例２、ガラス繊維製撚糸の心線を用いた比較例３及び金属心線を用いた比較例４の各例のベルトは、付着物もしくは摩耗粉を生じ、あるいは発塵量が大きくなった。特に比較例１及び３のベルトでは、摩耗粉が多く観察された。一方、１５回／１０ｃｍ以上２５回／１０ｃｍ以下の下撚り回数及び５回／１０ｃｍ以上１５回／１０ｃｍ以下の上撚り回数で撚られ、上撚り本数が５であるアラミド繊維製撚糸から形成された心線を用いた実施例１のベルトは、付着物及び摩耗粉を生じることなく、発塵量が極めて少ないため、クリーンルームでの使用に最適であることが分かった。すなわち、本発明による実施例１のベルトは、クリーンルームにおいて単独で使用された場合に、付着物及び摩耗粉を発生せず、ＩＳＯ基準のクラス４の清浄度を達成できることが分かった。従って、このような本発明のベルトを用いることにより、当該ベルトを含めた複数の装置が配置されるクリーンルームにおいて、一般的に要求されるＩＳＯ基準クラス８以上の清浄度を満たすことが容易となる。また、図７に示された走行試験後における比較例２の歯付ベルトの側面心線部の光学顕微鏡写真からは、心線のフィブリル化（分繊化）や傷付きが見られる一方、図６に示された走行試験後における実施例１の歯付ベルトの側面心線部の光学顕微鏡写真からは、そのような心線のフィブリル化等が一切観察されなかった。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明による低発塵性歯付ベルトは、１５回／１０ｃｍ以上２５回／１０ｃｍ以下の下撚り回数及び５回／１０ｃｍ以上１５回／１０ｃｍ以下の上撚り回数で撚られたアラミド繊維製撚糸から形成された心線を用い、かつ心線が接着処理剤により被覆及び／又は含浸されている構造を有しているため、付着物及び摩耗粉を生じることがなく、かつ浮遊性微粒子の発生量が極めて少ないので、クリーンルームでの使用に最適である。
【符号の説明】
【００８１】
１ 低発塵性歯付ベルト
２ ベルト本体
３ 心線
４ 背部
５ 歯部
６ チャンバー
７ チャンバーに穿設された孔（大）
８ チャンバーに穿設された孔（小）
９ ベルト回転装置
１０ 歯付プーリ
１１ クリーンエアー
１２ 粉塵測定装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト本体内に心線が幅方向に螺旋状に埋設された低発塵性歯付ベルトであって、
上記ベルト本体の形成材料として、ウレタン系樹脂が用いられ、
上記心線として、アラミド繊維製撚糸に接着処理剤で被覆及び／又は含浸されたものが用いられ、
上記アラミド繊維製撚糸の下撚り回数が１５回／１０ｃｍ以上２５回／１０ｃｍ以下、上撚り回数が５回／１０ｃｍ以上１５回／１０ｃｍ以下であることを特徴とするクリーンルーム用の低発塵性歯付ベルト。
【請求項２】
上記アラミド繊維製撚糸の上撚り本数が３本以上７本以下である請求項１に記載の低発塵性歯付ベルト。
【請求項３】
上記アラミド繊維製撚糸の引張弾性率が、８５ＧＰａ以上１５０ＧＰａ以下である請求項１又は請求項２に記載の低発塵性歯付ベルト。
【請求項４】
表面に洗浄処理が施されている請求項１、請求項２又は請求項３に記載の低発塵性歯付ベルト。
【請求項５】
弱アルカリ性水溶液、有機溶剤又は機能水による洗浄処理が施されている請求項４に記載の低発塵性歯付ベルト。
【請求項６】
上記接着処理剤として、イソシアネート基含有化合物又はエポキシ基含有化合物が用いられている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の低発塵性歯付ベルト。
【請求項７】
上記ウレタン系樹脂が、熱硬化性ウレタン系樹脂である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の低発塵性歯付ベルト。
【請求項８】
クリーンルームにおける単独の使用により、ＩＳＯクラス４以上の清浄度が得られる請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の低発塵性歯付ベルト。
【請求項１】
ベルト本体内に心線が幅方向に螺旋状に埋設された低発塵性歯付ベルトであって、
上記ベルト本体の形成材料として、ウレタン系樹脂が用いられ、
上記心線として、アラミド繊維製撚糸に接着処理剤で被覆及び／又は含浸されたものが用いられ、
上記アラミド繊維製撚糸の下撚り回数が１５回／１０ｃｍ以上２５回／１０ｃｍ以下、上撚り回数が５回／１０ｃｍ以上１５回／１０ｃｍ以下であることを特徴とするクリーンルーム用の低発塵性歯付ベルト。
【請求項２】
上記アラミド繊維製撚糸の上撚り本数が３本以上７本以下である請求項１に記載の低発塵性歯付ベルト。
【請求項３】
上記アラミド繊維製撚糸の引張弾性率が、８５ＧＰａ以上１５０ＧＰａ以下である請求項１又は請求項２に記載の低発塵性歯付ベルト。
【請求項４】
表面に洗浄処理が施されている請求項１、請求項２又は請求項３に記載の低発塵性歯付ベルト。
【請求項５】
弱アルカリ性水溶液、有機溶剤又は機能水による洗浄処理が施されている請求項４に記載の低発塵性歯付ベルト。
【請求項６】
上記接着処理剤として、イソシアネート基含有化合物又はエポキシ基含有化合物が用いられている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の低発塵性歯付ベルト。
【請求項７】
上記ウレタン系樹脂が、熱硬化性ウレタン系樹脂である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の低発塵性歯付ベルト。
【請求項８】
クリーンルームにおける単独の使用により、ＩＳＯクラス４以上の清浄度が得られる請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の低発塵性歯付ベルト。
【図１】
【図２】
【図８】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図８】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２７６１７５（Ｐ２０１０−２７６１７５Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３１５２７（Ｐ２００９−１３１５２７）
【出願日】平成２１年５月２９日（２００９．５．２９）
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２９日（２００９．５．２９）
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
【Ｆターム（参考）】
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