JP2646308B2 - 水−グリコール系難燃性作動液 - Google Patents
水−グリコール系難燃性作動液Info
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- glycol
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- hydraulic fluid
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、難燃性作動油の一種で
ある水−グリコール系難燃性作動液(以下、水−グリコ
ール系作動液と記す)に関する。
ある水−グリコール系難燃性作動液(以下、水−グリコ
ール系作動液と記す)に関する。
【0002】
【従来の技術】油圧システムは産業界に広く取り入れら
れたシステムであり、生産性の向上に貢献しているが、
その中で高温の金属、電気スパーク、加熱炉など火災の
危険性のある装置では、油圧作動油として難燃性作動油
が用いられている。難燃性作動油としては、鉱油、合成
油等の非水系作動油及び水−グリコール系作動液に代表
される含水系作動油があり、含水系作動油を使用する場
合、油圧ポンプ、モータに使用されている転がり軸受寿
命の低下が大きな問題となっている。すなわち、含水系
作動油を使用した場合、鉱油、合成系作動油に比べ転が
り軸受寿命が大幅に低下し、軸受破損に起因するポンプ
トラブルがおこり、そして油圧システム全体の正常な稼
働を阻害する場合が多い。
れたシステムであり、生産性の向上に貢献しているが、
その中で高温の金属、電気スパーク、加熱炉など火災の
危険性のある装置では、油圧作動油として難燃性作動油
が用いられている。難燃性作動油としては、鉱油、合成
油等の非水系作動油及び水−グリコール系作動液に代表
される含水系作動油があり、含水系作動油を使用する場
合、油圧ポンプ、モータに使用されている転がり軸受寿
命の低下が大きな問題となっている。すなわち、含水系
作動油を使用した場合、鉱油、合成系作動油に比べ転が
り軸受寿命が大幅に低下し、軸受破損に起因するポンプ
トラブルがおこり、そして油圧システム全体の正常な稼
働を阻害する場合が多い。
【0003】これら軸受トラブルを防止するための対応
策として、通常、油圧機器の改良、付帯設備の設置等が
行われている。例えば、油圧機器が本来備えている定格
使用圧力よりも低圧で使用したり、標準仕様の軸受部を
特別に大型化したものに改良したりして使用している。
また潤滑不良のおこりやすい軸受部を強制潤滑するため
の特別な作動油循環回路を設置したりしている。これら
の機器の仕様変更、設備投資などは含水系作動油の軸受
寿命が改善されれば特に必要のない処置である。含水系
作動油とりわけ含水系作動油の主流である水−グリコー
ル系作動液の軸受寿命延長が望まれている。
策として、通常、油圧機器の改良、付帯設備の設置等が
行われている。例えば、油圧機器が本来備えている定格
使用圧力よりも低圧で使用したり、標準仕様の軸受部を
特別に大型化したものに改良したりして使用している。
また潤滑不良のおこりやすい軸受部を強制潤滑するため
の特別な作動油循環回路を設置したりしている。これら
の機器の仕様変更、設備投資などは含水系作動油の軸受
寿命が改善されれば特に必要のない処置である。含水系
作動油とりわけ含水系作動油の主流である水−グリコー
ル系作動液の軸受寿命延長が望まれている。
【0004】水−グリコール系作動液は、通常グリコー
ル、増粘剤としてのポリアルキレングリコール及び水の
三成分を基本組成とするものであるが、かかる観点から
これに潤滑剤、防錆防食剤、消泡剤、染料等を添加して
性能向上が図られている。特に潤滑剤としてオレイン酸
などの不飽和脂肪酸、ラウリン酸、ステアリン酸などの
飽和脂肪酸、芳香族脂肪酸、ダイマー酸などのカルボン
酸を用い、防錆剤として有機アミン、有機アミン誘導
体、カルボン酸アルカリ金属塩などを用いることにより
潤滑性向上が図られている。実際上はこれらのカルボン
酸と有機アミンとの塩やカルボン酸アルカリ金属塩を使
用して油性向上剤と防錆剤の両者を兼ねることも行われ
ている。
ル、増粘剤としてのポリアルキレングリコール及び水の
三成分を基本組成とするものであるが、かかる観点から
これに潤滑剤、防錆防食剤、消泡剤、染料等を添加して
性能向上が図られている。特に潤滑剤としてオレイン酸
などの不飽和脂肪酸、ラウリン酸、ステアリン酸などの
飽和脂肪酸、芳香族脂肪酸、ダイマー酸などのカルボン
酸を用い、防錆剤として有機アミン、有機アミン誘導
体、カルボン酸アルカリ金属塩などを用いることにより
潤滑性向上が図られている。実際上はこれらのカルボン
酸と有機アミンとの塩やカルボン酸アルカリ金属塩を使
用して油性向上剤と防錆剤の両者を兼ねることも行われ
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来の水−グリコール系作動液は、すべり潤滑性におい
てはかなり良好なものもあるが、転がり潤滑性において
は十分満足すべきものはなかった。すなわち、これらの
水−グリコール系作動液の場合には、油圧ポンプ、モー
タに使用されている転がり軸受の転がり寿命低下のため
鉱油系作動油の場合と比べてはるかに短時間で軸受破損
を招来するというトラブルがおこっている。従って、本
発明の目的は、水−グリコール系作動液の優れた難燃性
を損うことなく、かつ各種の要求性能も損うことなく、
転がり軸受寿命を延長することができる均一溶液の水−
グリコール系作動液を提供することにある。
従来の水−グリコール系作動液は、すべり潤滑性におい
てはかなり良好なものもあるが、転がり潤滑性において
は十分満足すべきものはなかった。すなわち、これらの
水−グリコール系作動液の場合には、油圧ポンプ、モー
タに使用されている転がり軸受の転がり寿命低下のため
鉱油系作動油の場合と比べてはるかに短時間で軸受破損
を招来するというトラブルがおこっている。従って、本
発明の目的は、水−グリコール系作動液の優れた難燃性
を損うことなく、かつ各種の要求性能も損うことなく、
転がり軸受寿命を延長することができる均一溶液の水−
グリコール系作動液を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、上
記課題を解決するため種々の添加剤について研究を重ね
た結果、グリセロールボレートと塩基との中和生成物を
特定量配合することにより、水−グリコール系作動液の
有する各種性能を損うことなく、転がり軸受寿命を大幅
に改善し得ることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
記課題を解決するため種々の添加剤について研究を重ね
た結果、グリセロールボレートと塩基との中和生成物を
特定量配合することにより、水−グリコール系作動液の
有する各種性能を損うことなく、転がり軸受寿命を大幅
に改善し得ることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
【0007】すなわち、本発明はグリセロールボレート
と塩基との中和生成物を0.1〜2重量%含有すること
を特徴とする水−グリコール系作動液を提供するもので
ある。
と塩基との中和生成物を0.1〜2重量%含有すること
を特徴とする水−グリコール系作動液を提供するもので
ある。
【0008】本発明においてはグリセロールボレートと
塩基との中和生成物が用いられ、グリセロールボレート
自体の添加は望ましくない。グリセロールボレートは、
本来非水溶性であるが、水−グリコール系作動液が過剰
の塩基を含有しているため、水−グリコール作動液中に
微量溶解し、添加可能である。しかし、この場合、水−
グリコール系作動液のpHが本来の値よりも低くなり、悪
影響が生じるためである。
塩基との中和生成物が用いられ、グリセロールボレート
自体の添加は望ましくない。グリセロールボレートは、
本来非水溶性であるが、水−グリコール系作動液が過剰
の塩基を含有しているため、水−グリコール作動液中に
微量溶解し、添加可能である。しかし、この場合、水−
グリコール系作動液のpHが本来の値よりも低くなり、悪
影響が生じるためである。
【0009】ここで、グリセロールボレートは、例えば
グリセロールに無水ホウ酸又は三塩化ホウ素を反応させ
ることにより得られ、下記の構造を有するものと考えら
れている。
グリセロールに無水ホウ酸又は三塩化ホウ素を反応させ
ることにより得られ、下記の構造を有するものと考えら
れている。
【0010】
【化1】
【0011】グリセロールボレートの中和に用いられる
塩基としては、特に制限されないが、モルホリン、モノ
エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノー
ルアミン等のアミン類、水酸化カリウム等の無機アルカ
リ等が挙げられる。
塩基としては、特に制限されないが、モルホリン、モノ
エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノー
ルアミン等のアミン類、水酸化カリウム等の無機アルカ
リ等が挙げられる。
【0012】グリセロールボレートと塩基との中和生成
物(以下、単に「中和生成物」と略す)は、例えば塩基
の水溶液中にグリセロールボレートを添加することによ
り得ることができる。
物(以下、単に「中和生成物」と略す)は、例えば塩基
の水溶液中にグリセロールボレートを添加することによ
り得ることができる。
【0013】中和生成物の配合量は、0.1〜2重量
%、好ましくは0.3〜1重量%である。0.1重量%
未満では十分な効果が得られず、2重量%を超えると摩
耗防止性が劣る。また、作動油の場合、使用環境はクロ
ーズドシステムであり、切削油、圧延油などの場合にみ
られるような潤滑油添加剤の系外への持ち出しが全くな
く初期の濃度が維持されるため、過剰な添加はコスト的
にもメリットがない。
%、好ましくは0.3〜1重量%である。0.1重量%
未満では十分な効果が得られず、2重量%を超えると摩
耗防止性が劣る。また、作動油の場合、使用環境はクロ
ーズドシステムであり、切削油、圧延油などの場合にみ
られるような潤滑油添加剤の系外への持ち出しが全くな
く初期の濃度が維持されるため、過剰な添加はコスト的
にもメリットがない。
【0014】本発明の水−グリコール系作動液において
は、上記中和生成物を配合する以外は、通常水−グリコ
ール系作動液に用いられる成分はいずれも使用すること
ができる。通常、グリコール類約25〜50重量%、増
粘剤約10〜20重量%、水約35〜50重量%及び任
意の添加剤が配合される。
は、上記中和生成物を配合する以外は、通常水−グリコ
ール系作動液に用いられる成分はいずれも使用すること
ができる。通常、グリコール類約25〜50重量%、増
粘剤約10〜20重量%、水約35〜50重量%及び任
意の添加剤が配合される。
【0015】グリコール類としては、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、
プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリ
プロピレングリコール、ヘキシレングリコールなどのグ
リコール類及びこれらグリコール類のモノアルキルエー
テルが挙げられる。
ル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、
プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリ
プロピレングリコール、ヘキシレングリコールなどのグ
リコール類及びこれらグリコール類のモノアルキルエー
テルが挙げられる。
【0016】増粘剤としては、通常ポリアルキレングリ
コールもしくはそのアルキルエーテル誘導体のようなポ
リエーテル型増粘剤が用いられ、その具体例としては、
多価アルコールのポリオキシアルキレンポリオール、例
えばニューポール75H90000(三洋化成品)など
のポリオキシアルキレングリコール、ニューポールV−
10−C(三洋化成品)などのポリオキシアルキレント
リオール、特開昭54−105653号公報記載のポリ
オキシアルキレンポリオール、ポリアミドのポリオキシ
アルキレンポリオール、例えば特公昭51−44275
号公報記載のポリオキシアルキレンポリオール及びこれ
らの二種以上の混合物を挙げることができる。
コールもしくはそのアルキルエーテル誘導体のようなポ
リエーテル型増粘剤が用いられ、その具体例としては、
多価アルコールのポリオキシアルキレンポリオール、例
えばニューポール75H90000(三洋化成品)など
のポリオキシアルキレングリコール、ニューポールV−
10−C(三洋化成品)などのポリオキシアルキレント
リオール、特開昭54−105653号公報記載のポリ
オキシアルキレンポリオール、ポリアミドのポリオキシ
アルキレンポリオール、例えば特公昭51−44275
号公報記載のポリオキシアルキレンポリオール及びこれ
らの二種以上の混合物を挙げることができる。
【0017】任意の添加剤としては、油性剤、潤滑剤、
液相防錆剤、気相防錆剤、金属不活性剤、pH調整剤、消
泡剤、着色剤等が挙げられる。ここで、潤滑剤として
は、オレイン酸などの不飽和脂肪酸、ラウリン酸、ステ
アリン酸などの飽和脂肪酸、芳香族脂肪酸、ダイマー酸
などが挙げられる。防錆剤としては有機アミン(モノエ
タノールアミン、トリエタノールアミン、エチレンジア
ミン、ジエチレントリアミン、シクロヘキシルアミン、
モルホリン、1,4−ビス(2−アミノエチル)ピペラ
ジン、2−ヘプタデシル−1−(2−ヒドロキシエチ
ル)イミダゾリンなど)、有機アミン誘導体(上記アミ
ンのアルキレンオキシド付加物など)、カルボン酸アル
カリ金属塩、シクロヘキシルアミンナイトライトなどが
挙げられる。また、消泡剤としてはシリコン化合物の乳
化物などが挙げられる。
液相防錆剤、気相防錆剤、金属不活性剤、pH調整剤、消
泡剤、着色剤等が挙げられる。ここで、潤滑剤として
は、オレイン酸などの不飽和脂肪酸、ラウリン酸、ステ
アリン酸などの飽和脂肪酸、芳香族脂肪酸、ダイマー酸
などが挙げられる。防錆剤としては有機アミン(モノエ
タノールアミン、トリエタノールアミン、エチレンジア
ミン、ジエチレントリアミン、シクロヘキシルアミン、
モルホリン、1,4−ビス(2−アミノエチル)ピペラ
ジン、2−ヘプタデシル−1−(2−ヒドロキシエチ
ル)イミダゾリンなど)、有機アミン誘導体(上記アミ
ンのアルキレンオキシド付加物など)、カルボン酸アル
カリ金属塩、シクロヘキシルアミンナイトライトなどが
挙げられる。また、消泡剤としてはシリコン化合物の乳
化物などが挙げられる。
【0018】本発明の水−グリコール系作動液は、常法
により上記成分を均一に混合することにより製造するこ
とができる。
により上記成分を均一に混合することにより製造するこ
とができる。
【0019】
【発明の効果】本発明の水−グリコール系作動液は、水
−グリコール系作動液が本来備えている諸性能(難燃
性、低温流動性、金属適合性等)を何ら損わず、潤滑
性、特に転がり軸受のピッチング発生を抑制し、当該軸
受寿命を大幅に延長する。また、高圧使用が可能となる
ため装置がコンパクト化されるという二次的効果も得ら
れる。
−グリコール系作動液が本来備えている諸性能(難燃
性、低温流動性、金属適合性等)を何ら損わず、潤滑
性、特に転がり軸受のピッチング発生を抑制し、当該軸
受寿命を大幅に延長する。また、高圧使用が可能となる
ため装置がコンパクト化されるという二次的効果も得ら
れる。
【0020】
【実施例】次に実施例及び比較例を挙げて本発明を詳細
に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。
に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。
【0021】実施例1〜13 表1に示した組成の基油又は水−グリコール系作動液市
販品A(W/G−A)にグリセロールボレートと塩基と
の中和生成物を所定量添加して均一に溶解し、表2に示
す組成の作動液を調製した。
販品A(W/G−A)にグリセロールボレートと塩基と
の中和生成物を所定量添加して均一に溶解し、表2に示
す組成の作動液を調製した。
【0022】
【表1】
【0023】(転がり寿命試験)上記で得られた本発明
作動液又は比較例として市販の水−グリコール系作動液
を用いて、転がり寿命試験を行った。比較例としては3
種の水−グリコール系作動液市販品W/G−A、W/G
−B及びW/G−Cを用いた。試験方法 ユニスチール転がり寿命試験機(IP305/準拠)を
用い、下記条件で試験した。 試験条件 回転数 1500rpm 荷重 660lbs テスト軸受 スラスト玉軸受 ♯2910P5
(NACHI) 試験片 SUJ−2 標準品 試験ボール 5個 給油法 滴下法(10滴/分) 停止レベル 1.5G 試験回数 5〜7回 評価は、設定条件下、ワッシャ状の試験片上で玉軸受を
回転させた。運転を続けると試験片の軌道上に疲労によ
る摩耗の小孔すなわちピッチングが発生する。ピッチン
グが発生すると試験部に振動が発生するため、予め1.
5G以上になると停止するように調整した回転停止用振
動計を作動させ試験機を停止させた。疲労寿命時間(h
r)はこの時までの積算時間として求めた。試験は5〜
7回行いデーターを累積し、ワイブル確率紙上にプロッ
トして10%寿命、50%寿命を求めた。試験結果 その結果、表2に示すように本発明作動液はいずれも転
がり軸受寿命を顕著に延長した。
作動液又は比較例として市販の水−グリコール系作動液
を用いて、転がり寿命試験を行った。比較例としては3
種の水−グリコール系作動液市販品W/G−A、W/G
−B及びW/G−Cを用いた。試験方法 ユニスチール転がり寿命試験機(IP305/準拠)を
用い、下記条件で試験した。 試験条件 回転数 1500rpm 荷重 660lbs テスト軸受 スラスト玉軸受 ♯2910P5
(NACHI) 試験片 SUJ−2 標準品 試験ボール 5個 給油法 滴下法(10滴/分) 停止レベル 1.5G 試験回数 5〜7回 評価は、設定条件下、ワッシャ状の試験片上で玉軸受を
回転させた。運転を続けると試験片の軌道上に疲労によ
る摩耗の小孔すなわちピッチングが発生する。ピッチン
グが発生すると試験部に振動が発生するため、予め1.
5G以上になると停止するように調整した回転停止用振
動計を作動させ試験機を停止させた。疲労寿命時間(h
r)はこの時までの積算時間として求めた。試験は5〜
7回行いデーターを累積し、ワイブル確率紙上にプロッ
トして10%寿命、50%寿命を求めた。試験結果 その結果、表2に示すように本発明作動液はいずれも転
がり軸受寿命を顕著に延長した。
【0024】
【表2】
【0025】(ポンプ耐久試験)難燃性作動油は苛酷な
条件下で長期間使用される。圧力伝達媒体としてだけで
なく、油圧ポンプ、油圧モータのしゅう動部潤滑剤とし
ての作用がある。また、油圧システムに使用されている
各種材質(金属材料、ゴムなど)との適合性も必要であ
る。そこでポンプ耐久試験を行った。試験方法 供試ポンプ:油研工業製 PV2R2−26ベーンポン
プ 試験条件 :回転数 1200rpm 吐出圧 250kgf/cm2 油温 50℃ 油量 50l 供試作動液:実施例8 上記条件で、ベーンポンプを作動させ、100時間、5
00時間、1000時間及び2000時間後のベーン、
カムリング及びロータの重量変化(mg)を測定した。ま
た、部品を分解して目視観察した。試験結果 その結果、表3に示すように長時間運転しても、正常な
初期摩耗を経過した後の摩耗量は飽和し、それ以上摩耗
は進行しないことがわかる。カートリッジの変色やスラ
ッジの付着などは全く認められず、また作動油の一般性
状(粘度、pH、予備アルカリ度など)変化もごく僅かで
あり十分な適合性を示した。また、同時に実施した、金
属材質浸漬試験(JIS K 2234準拠)、及びゴ
ム材質浸漬試験(JIS K 6301準拠)において
も何ら問題なく作動油として十分分な適合性を有するこ
とが確認された。
条件下で長期間使用される。圧力伝達媒体としてだけで
なく、油圧ポンプ、油圧モータのしゅう動部潤滑剤とし
ての作用がある。また、油圧システムに使用されている
各種材質(金属材料、ゴムなど)との適合性も必要であ
る。そこでポンプ耐久試験を行った。試験方法 供試ポンプ:油研工業製 PV2R2−26ベーンポン
プ 試験条件 :回転数 1200rpm 吐出圧 250kgf/cm2 油温 50℃ 油量 50l 供試作動液:実施例8 上記条件で、ベーンポンプを作動させ、100時間、5
00時間、1000時間及び2000時間後のベーン、
カムリング及びロータの重量変化(mg)を測定した。ま
た、部品を分解して目視観察した。試験結果 その結果、表3に示すように長時間運転しても、正常な
初期摩耗を経過した後の摩耗量は飽和し、それ以上摩耗
は進行しないことがわかる。カートリッジの変色やスラ
ッジの付着などは全く認められず、また作動油の一般性
状(粘度、pH、予備アルカリ度など)変化もごく僅かで
あり十分な適合性を示した。また、同時に実施した、金
属材質浸漬試験(JIS K 2234準拠)、及びゴ
ム材質浸漬試験(JIS K 6301準拠)において
も何ら問題なく作動油として十分分な適合性を有するこ
とが確認された。
【0026】
【表3】
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10M 133:08) (C10M 173/02 105:14 159:12) C10N 10:02 30:00 30:06 40:02 40:08 70:00
Claims (1)
- 【請求項1】 グリセロールボレートと塩基との中和生
成物を0.1〜2重量%含有することを特徴とする水−
グリコール系難燃性作動液。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6207592A JP2646308B2 (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 水−グリコール系難燃性作動液 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6207592A JP2646308B2 (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 水−グリコール系難燃性作動液 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05263096A JPH05263096A (ja) | 1993-10-12 |
JP2646308B2 true JP2646308B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=13189599
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6207592A Expired - Fee Related JP2646308B2 (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 水−グリコール系難燃性作動液 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2646308B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021198435A1 (en) | 2020-04-03 | 2021-10-07 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Water-glycol hydraulic fluid |
WO2021198420A1 (en) | 2020-04-03 | 2021-10-07 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Water/glycol-based hydraulic fluid |
WO2022101198A1 (en) | 2020-11-11 | 2022-05-19 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Water-glycol hydraulic fluid |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6379404B1 (en) * | 1999-10-29 | 2002-04-30 | Zhang Zheng Ru | Additive used in the combustible water/hydrocarbon fuel mixture |
JP6084534B2 (ja) * | 2012-08-08 | 2017-02-22 | コスモ石油ルブリカンツ株式会社 | 含水系作動液 |
US9388362B2 (en) * | 2012-10-30 | 2016-07-12 | Chevron Oronite Company Llc | Friction modifiers and a method of making the same |
US9371499B2 (en) * | 2012-10-30 | 2016-06-21 | Chevron Oronite Company Llc | Friction modifiers and a method of making the same |
-
1992
- 1992-03-18 JP JP6207592A patent/JP2646308B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021198435A1 (en) | 2020-04-03 | 2021-10-07 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Water-glycol hydraulic fluid |
WO2021198420A1 (en) | 2020-04-03 | 2021-10-07 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Water/glycol-based hydraulic fluid |
US11946014B2 (en) | 2020-04-03 | 2024-04-02 | Shell Usa, Inc. | Water/glycol-based hydraulic fluid |
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