JP6078397B2 - 作動液 - Google Patents
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Description
本発明は、グリコール類を基材とする作動液に関する。
液圧式自動車用ブレーキシステムは、マスターシリンダのピストンの摺動によりホイルシリンダへ液圧を伝達する機構となっている。従来、これらのシリンダ部品は、シリンダ、ピストン、ゴムカップ等から構成され、その材質は、アルミニウム、鋳鉄、鋼等の金属とゴム類であった。
また近年、車輌の軽量化のために、これらの部品において、金属製に代わりプラスチック製のものが使用されている。
しかし、一般的にプラスチックとゴムの潤滑性は、金属とゴムの潤滑性より悪く、スティックスリップによる異音の発生が問題となっている。
このため、潤滑性を向上させるために、特許文献１には、ブレーキ液としてリン酸エステルと脂肪酸とを併用することが記載されている。潤滑性は脂肪酸の炭素数が多いほど向上する傾向にあるが、十分な潤滑性を得ることは困難であった。
また近年、車輌の軽量化のために、これらの部品において、金属製に代わりプラスチック製のものが使用されている。
しかし、一般的にプラスチックとゴムの潤滑性は、金属とゴムの潤滑性より悪く、スティックスリップによる異音の発生が問題となっている。
このため、潤滑性を向上させるために、特許文献１には、ブレーキ液としてリン酸エステルと脂肪酸とを併用することが記載されている。潤滑性は脂肪酸の炭素数が多いほど向上する傾向にあるが、十分な潤滑性を得ることは困難であった。
また、特許文献２には、一般式（ＲＯ）2 Ｐ（Ｏ）ＯＨおよび（ＲＯ）Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）2 で表されるリン酸エステル混合物とグリコール類を含有する自動車用ブレーキ液が記載されており、その自動車用ブレーキ液によれば摩擦係数の低減や摺動面の傷発生防止効果を奏するとされているが、スティックスリップの発生防止を目的としたものではない。
特許文献３には、ブレーキ液にリン酸エステルを配合することが記載されているが、具体的に示唆されているリン酸エステルとしてはエチルホスフェート、ジメチルホスフェート等であり、エチレンオキシド又はプロピレンオキシドの繰り返し構造を有するものは使用されていないし、スティックスリップ発生防止を目的としたものではない。
そしてこれらの作動液はいずれもシリコーンオイルを含有するものではない。
特許文献３には、ブレーキ液にリン酸エステルを配合することが記載されているが、具体的に示唆されているリン酸エステルとしてはエチルホスフェート、ジメチルホスフェート等であり、エチレンオキシド又はプロピレンオキシドの繰り返し構造を有するものは使用されていないし、スティックスリップ発生防止を目的としたものではない。
そしてこれらの作動液はいずれもシリコーンオイルを含有するものではない。
本発明は作動液においてスティックスリップ発生防止にみられる潤滑性向上と耐寒性向上の性質を両立させることを課題とする。
１．グリコール類を基材とする作動液であって、極性基を有する変性シリコーンオイルを含有する作動液。
２．前記極性基がアミノ基、エポキシ基、メタクリル基、ポリエーテル基、メルカプト基、カルボキシル基、ヒドロキシ基のいずれかである１に記載の作動液。
３．前記変性シリコーンオイルが式（１）の構造を持つ１又は２に記載の作動液。
Ｘ：極性基
Ｒ１、Ｒ２：炭素数が１〜３０のアルキル基、アルコキシ基、上記Ｘと同じ極性基、又は上記Ｘで示される極性基を有する炭素数が１〜３０のアルキル基、アルコキシ基、から選ばれる基
Ｒ３、Ｒ４：メチル基又はフェニル基
ｌ、ｍ、ｎは共に１以上であり、ｌ＋ｍ＋ｎは２０００以下である。
４．前記変性シリコーンオイルは、極性基としてポリエーテル基と該ポリエーテル基以外の極性基を有するものである１〜３のいずれかに記載の作動液。
５．前記その他の極性基がアミノ基、エポキシ基、メタクリル基、メルカプト基、カルボキシル基、ヒドロキシ基のいずれかである４に記載の作動液。
６．前記変性シリコーンオイルの添加量が０．００２〜１．０重量％であることを特徴とする１〜５のいずれかに記載の作動液。
７．防錆剤、酸化防止剤、ｐＨ調整剤の１種以上を含有する１〜６のいずれかに記載の作動液。
２．前記極性基がアミノ基、エポキシ基、メタクリル基、ポリエーテル基、メルカプト基、カルボキシル基、ヒドロキシ基のいずれかである１に記載の作動液。
３．前記変性シリコーンオイルが式（１）の構造を持つ１又は２に記載の作動液。
Ｒ１、Ｒ２：炭素数が１〜３０のアルキル基、アルコキシ基、上記Ｘと同じ極性基、又は上記Ｘで示される極性基を有する炭素数が１〜３０のアルキル基、アルコキシ基、から選ばれる基
Ｒ３、Ｒ４：メチル基又はフェニル基
ｌ、ｍ、ｎは共に１以上であり、ｌ＋ｍ＋ｎは２０００以下である。
４．前記変性シリコーンオイルは、極性基としてポリエーテル基と該ポリエーテル基以外の極性基を有するものである１〜３のいずれかに記載の作動液。
５．前記その他の極性基がアミノ基、エポキシ基、メタクリル基、メルカプト基、カルボキシル基、ヒドロキシ基のいずれかである４に記載の作動液。
６．前記変性シリコーンオイルの添加量が０．００２〜１．０重量％であることを特徴とする１〜５のいずれかに記載の作動液。
７．防錆剤、酸化防止剤、ｐＨ調整剤の１種以上を含有する１〜６のいずれかに記載の作動液。
本発明によれば、作動液のスティックスリップ発生防止にみられる潤滑性向上を図ることができる。
（本発明の作動液の用途）
本発明の作動液は、液圧作動用流体として例えば自動車用ブレーキ液やクラッチ液、各種産業機器のシリンダ用の作動液等の油圧伝達媒体として使用することができる。
以下、具体的に本発明について述べる。
本発明の作動液は、液圧作動用流体として例えば自動車用ブレーキ液やクラッチ液、各種産業機器のシリンダ用の作動液等の油圧伝達媒体として使用することができる。
以下、具体的に本発明について述べる。
（グリコール類）
本発明におけるグリコール類は、作動液の基材となるものである。
そのようなグリコール類としては、例えば、モノエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール（例えば、ｎ＝４もしくはそれ以上）、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル（ｎ＝５もしくはそれ以上）、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル、ポリエチレングリコールモノエチルエーテル（ｎ＝５もしくはそれ以上）、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、テトラエチレングリコールモノプロピルエーテル、ポリエチレングリコールモノプロピルエーテル（ｎ＝５もしくはそれ以上）、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル、ポリエチレングリコールモノブチルエーテル（ｎ＝５もしくはそれ以上）、トリエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノブチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、又はそれらの２種以上の組み合わせを含むものを使用できる。
なかでも、好ましいグリコール成分は、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール（例えば、ｎ＝４もしくはそれ以上）、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル（ｎ＝５もしくはそれ以上）、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル、ポリエチレングリコールモノブチルエーテル（ｎ＝５もしくはそれ以上）の組み合わせ（例えば、混合物）を含むものから選ばれる少なくとも１種が挙げられる。
また、上記グリコール類はそのホウ酸エステルであってもよい。グリコール類のホウ酸エステルとしては、例えばトリエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル（ｎ＝５もしくはそれ以上）、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル、ポリエチレングリコールモノブチルエーテル（ｎ＝５もしくはそれ以上）のホウ酸エステル又はそれらの２種以上の組み合わせを含むものを使用できる。
本発明におけるグリコール類は、作動液の基材となるものである。
そのようなグリコール類としては、例えば、モノエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール（例えば、ｎ＝４もしくはそれ以上）、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル（ｎ＝５もしくはそれ以上）、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル、ポリエチレングリコールモノエチルエーテル（ｎ＝５もしくはそれ以上）、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、テトラエチレングリコールモノプロピルエーテル、ポリエチレングリコールモノプロピルエーテル（ｎ＝５もしくはそれ以上）、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル、ポリエチレングリコールモノブチルエーテル（ｎ＝５もしくはそれ以上）、トリエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノブチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、又はそれらの２種以上の組み合わせを含むものを使用できる。
なかでも、好ましいグリコール成分は、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール（例えば、ｎ＝４もしくはそれ以上）、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル（ｎ＝５もしくはそれ以上）、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル、ポリエチレングリコールモノブチルエーテル（ｎ＝５もしくはそれ以上）の組み合わせ（例えば、混合物）を含むものから選ばれる少なくとも１種が挙げられる。
また、上記グリコール類はそのホウ酸エステルであってもよい。グリコール類のホウ酸エステルとしては、例えばトリエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル（ｎ＝５もしくはそれ以上）、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル、ポリエチレングリコールモノブチルエーテル（ｎ＝５もしくはそれ以上）のホウ酸エステル又はそれらの２種以上の組み合わせを含むものを使用できる。
（ポリオール類）
上記グリコール類に加えてその他のポリオール類を添加することもできる。
そのようなポリオール類としては、ポリエーテルポリオール等が挙げられる。該ポリオール類の含有量としては、作動液中０〜３０重量％である。
（その他配合できる基材）
その他配合できる基材としては、例えば水、アルコールが挙げられる。
上記グリコール類に加えてその他のポリオール類を添加することもできる。
そのようなポリオール類としては、ポリエーテルポリオール等が挙げられる。該ポリオール類の含有量としては、作動液中０〜３０重量％である。
（その他配合できる基材）
その他配合できる基材としては、例えば水、アルコールが挙げられる。
アルコールとしては、一価アルコール及び多価アルコールが挙げられる。一価アルコールとしては、例えばメタノール、エタノール、１−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、３−ブタノール、及び２−メチル−２−ブタノールが挙げられる。多価アルコールとしては、グリコール及びグリセリンが挙げられる。グリコールとしては、例えばモノエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、及びジエチレングリコールが挙げられる。
本発明にて使用する変性シリコーンオイルは以下の式（１）に示されるものである。
Ｘ：極性基
Ｒ１、Ｒ２：炭素数が１〜３０のアルキル基、アルコキシ基、上記Ｘと同じ極性基、又は上記Ｘで示される極性基を有する炭素数が１〜３０のアルキル基、アルコキシ基、から選ばれる基
Ｒ３、Ｒ４：メチル基又はフェニル基
ｌ、ｍ、ｎは共に１以上であり、ｌ＋ｍ＋ｎは２０００以下である。
Ｒ１、Ｒ２：炭素数が１〜３０のアルキル基、アルコキシ基、上記Ｘと同じ極性基、又は上記Ｘで示される極性基を有する炭素数が１〜３０のアルキル基、アルコキシ基、から選ばれる基
Ｒ３、Ｒ４：メチル基又はフェニル基
ｌ、ｍ、ｎは共に１以上であり、ｌ＋ｍ＋ｎは２０００以下である。
上記式（１）に示される変性シリコーンオイルにおけるＸは極性基であり、例えば、アミノ基、エポキシ基、メタクリル基、ポリエーテル基、メルカプト基、カルボキシル基、ヒドロキシ基から選ばれる１種以上である。
中でもＸとしては、アミノ基、エポキシ基、ポリエーテル基、ポリエーテル基とアミノ基からなるものが好ましい。
また、Ｘは上記の極性基がケイ素原子に直接結合した基でも良く、また、アミノアルキル基やアミノフェニル基、ヒドロキシエチル基等の、炭化水素基に上記の極性基が結合してなる基でもよい。
中でもＸとしては、アミノ基、エポキシ基、ポリエーテル基、ポリエーテル基とアミノ基からなるものが好ましい。
また、Ｘは上記の極性基がケイ素原子に直接結合した基でも良く、また、アミノアルキル基やアミノフェニル基、ヒドロキシエチル基等の、炭化水素基に上記の極性基が結合してなる基でもよい。
上記式（１）に示される変性シリコーンオイルにおけるＲ１とＲ２は、同じでも異なっていても良く、アルキル基またはアルコキシ基、上記Ｘで示される極性基を有する基、又は上記Ｘで示される極性基を有する炭素数が１〜３０のアルキル基又はアルコキシル基から選ばれる基である。
なおここで、上記Ｘで示される極性基を有する基とは、極性基がケイ素原子に直接結合したものではなく、アルキレン基等を介して接合した状態を示す。
このため、アルキル基及びアルコキシ基としてはいずれも炭素数が１〜３０であり、上記Ｘで示される極性基に包含される基によって置換されていてもよい。
上記式（１）に示される変性シリコーンオイルにおけるＲ１とＲ２は上記Ｘで示される極性基であっても良い。
また、上記式（１）に示される変性シリコーンオイルにおけるＲ３、Ｒ４は、同じでも異なっていても良く、メチル基又はフェニル基である。
このようなシリコーンオイルとして、信越化学工業製のX22-3939A（Ｘ：アミノ基およびポリエーテル基 Ｒ１〜Ｒ４：メチル基）、X22-2000（Ｘ：エポキシ基 Ｒ１、Ｒ２：メチル基 Ｒ３、Ｒ４：どちらか一方がフェニル基、もう一方がメチル基）、KF-393（Ｘ：アミノ基 Ｒ１〜Ｒ４：メチル基）等を使用することができる。
そして、このような変性シリコーンオイルは作動液中に０．００２〜１．０重量％となるように添加されることが望ましく、さらに望ましくは、０．００５〜０．７重量％、よりこの望ましくは０．０１〜０．３重量％である。
作動液中の変性シリコーンオイルの添加量が０．００２重量％未満であると潤滑性を十分に向上させることができず、スティックスリップが発生する。また１．０重量％を超えて添加しても、さらに潤滑性と耐寒性を向上させることができない。
なおここで、上記Ｘで示される極性基を有する基とは、極性基がケイ素原子に直接結合したものではなく、アルキレン基等を介して接合した状態を示す。
このため、アルキル基及びアルコキシ基としてはいずれも炭素数が１〜３０であり、上記Ｘで示される極性基に包含される基によって置換されていてもよい。
上記式（１）に示される変性シリコーンオイルにおけるＲ１とＲ２は上記Ｘで示される極性基であっても良い。
また、上記式（１）に示される変性シリコーンオイルにおけるＲ３、Ｒ４は、同じでも異なっていても良く、メチル基又はフェニル基である。
このようなシリコーンオイルとして、信越化学工業製のX22-3939A（Ｘ：アミノ基およびポリエーテル基 Ｒ１〜Ｒ４：メチル基）、X22-2000（Ｘ：エポキシ基 Ｒ１、Ｒ２：メチル基 Ｒ３、Ｒ４：どちらか一方がフェニル基、もう一方がメチル基）、KF-393（Ｘ：アミノ基 Ｒ１〜Ｒ４：メチル基）等を使用することができる。
そして、このような変性シリコーンオイルは作動液中に０．００２〜１．０重量％となるように添加されることが望ましく、さらに望ましくは、０．００５〜０．７重量％、よりこの望ましくは０．０１〜０．３重量％である。
作動液中の変性シリコーンオイルの添加量が０．００２重量％未満であると潤滑性を十分に向上させることができず、スティックスリップが発生する。また１．０重量％を超えて添加しても、さらに潤滑性と耐寒性を向上させることができない。
（その他添加剤）
本発明の作動液には、用途等に応じて潤滑剤、耐磨耗剤、粘度調整剤、殺菌剤、消泡剤、防錆剤、酸化防止剤、極圧剤、ｐＨ調整剤、染料の１種以上を含有させることができる。
本発明の作動液には、用途等に応じて潤滑剤、耐磨耗剤、粘度調整剤、殺菌剤、消泡剤、防錆剤、酸化防止剤、極圧剤、ｐＨ調整剤、染料の１種以上を含有させることができる。
（実施例）
下記表１に記載の組成に基づいて、本発明の実施例１〜４の作動液及び比較例１〜３の作動液を調製し、これらの作動液に対してスティックスリップ発生試験を行った。
これらの実施例及び比較例にて使用した作動液の組成と、これらの試験結果を以下の表１に示す。表１中の数値は重量部を示す。
下記表１に記載の組成に基づいて、本発明の実施例１〜４の作動液及び比較例１〜３の作動液を調製し、これらの作動液に対してスティックスリップ発生試験を行った。
これらの実施例及び比較例にて使用した作動液の組成と、これらの試験結果を以下の表１に示す。表１中の数値は重量部を示す。
（スティックスリップ発生試験）
新東科学株式会社製 トライボギア１４ＦＷにより、ポリアミド樹脂とゴムシートをブレーキ液に浸し、その間のスティックスリップ（びびり音）発生の有無を、垂直荷重１０Ｎ、すべり速度７００ｍｍ／ｍｉｎで評価した。このスティックスリップの発生の有無を確認することにより潤滑性が良好であるか否かを確認することができる。
新東科学株式会社製 トライボギア１４ＦＷにより、ポリアミド樹脂とゴムシートをブレーキ液に浸し、その間のスティックスリップ（びびり音）発生の有無を、垂直荷重１０Ｎ、すべり速度７００ｍｍ／ｍｉｎで評価した。このスティックスリップの発生の有無を確認することにより潤滑性が良好であるか否かを確認することができる。
変性シリコーンオイルＡ 信越化学工業製 Ｘ22-3939A （アミノ及びポリエーテル変性シリコーンオイル）
変性シリコーンオイルＢ 信越化学工業製 Ｘ22-2000（エポキシ変性シリコーンオイル）
変性シリコーンオイルＣ 信越化学工業製 ＫＦ-393（アミノ変性シリコーンオイル）
シリコーンオイルＡ 信越化学工業製 ＫＦ-96-100CS
シリコーンオイルＢ 信越化学工業製 ＫＦ-96-5000CS
変性シリコーンオイルＢ 信越化学工業製 Ｘ22-2000（エポキシ変性シリコーンオイル）
変性シリコーンオイルＣ 信越化学工業製 ＫＦ-393（アミノ変性シリコーンオイル）
シリコーンオイルＡ 信越化学工業製 ＫＦ-96-100CS
シリコーンオイルＢ 信越化学工業製 ＫＦ-96-5000CS
表１に示すように、変性シリコーンオイルを添加した実施例１〜４の作動液によるとスティックスリップが発生せず、これらの作動液は良好な潤滑性を有することを確認できる。
しかしながら、変性シリコーンオイルを添加しない他は実施例１〜４と同じ組成の、比較例１の作動液は、スティックスリップが発生するので、潤滑性が良好ではないことが確認できる。
また、変性シリコーンオイルに代えて、変性されていないシリコーンオイルＡ又はＢを添加した比較例２及び３の作動液によっても、比較例１の作動液と同様にスティックスリップが発生するので、潤滑性が良好ではないことが確認できる。
上記の結果によれば、本発明はグリコールを基材とする作動液に単にシリコーンオイルを添加すればよいものではなく、変性シリコーンオイルを選択し、添加することが必要である。
しかしながら、変性シリコーンオイルを添加しない他は実施例１〜４と同じ組成の、比較例１の作動液は、スティックスリップが発生するので、潤滑性が良好ではないことが確認できる。
また、変性シリコーンオイルに代えて、変性されていないシリコーンオイルＡ又はＢを添加した比較例２及び３の作動液によっても、比較例１の作動液と同様にスティックスリップが発生するので、潤滑性が良好ではないことが確認できる。
上記の結果によれば、本発明はグリコールを基材とする作動液に単にシリコーンオイルを添加すればよいものではなく、変性シリコーンオイルを選択し、添加することが必要である。
Claims (4)
- グリコール類を基材とする作動液であって、水を含有せず、エポキシ基、メタクリル基、メルカプト基のいずれか、あるいは、ポリエーテル基及びアミノ基を有する変性シリコーンオイルを含有する作動液。
- 前記変性シリコーンオイルが式（１）の構造を持つ請求項１に記載の作動液。
Ｘ：エポキシ基、メタクリル基、メルカプト基のいずれか、あるいは、ポリエーテル基及びアミノ基
Ｒ１、Ｒ２：炭素数が１〜３０のアルキル基、アルコキシ基、上記Ｘと同じ極性基、又は上記Ｘで示される極性基を有する炭素数が１〜３０のアルキル基、アルコキシ基、から選ばれる基
Ｒ３、Ｒ４：メチル基又はフェニル基
ｌ、ｍ、ｎは共に１以上であり、ｌ＋ｍ＋ｎは２０００以下である。 - 前記変性シリコーンオイルの添加量が０．００２〜１．０重量％である特徴とする請求項１又は２に記載の作動液。
- 防錆剤、酸化防止剤、ｐＨ調整剤の１種以上を含有する請求項１〜３のいずれかに記載の作動液。
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