專利名稱：層壓金屬板di成型用水基冷卻液及層壓金屬板的di成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及層壓金屬板DI成型用水基冷卻液(潤(rùn)滑/冷卻劑)、使用該水基冷卻 液的層壓金屬板的DI成型方法以及層壓DI成型體的制造方法。在制造層壓DI成型體時(shí) 的層壓金屬板的DI成型中，進(jìn)行減薄拉深成型或再拉深/減薄拉深成型，本發(fā)明的層壓金 屬板DI成型用水基冷卻液特別適合這種成型加工。
背景技術(shù)：
DI罐是其罐身和罐底部分沒有接縫的二片罐中的一種，是對(duì)將金屬板拉深成型 (拉延)而制作的拉深罐進(jìn)行減薄拉深成型或再拉深/減薄拉深成型(變薄拉深)而加工 的罐，該DI罐作為啤酒、清涼飲料等飲料用容器、湯、蔬菜等食品用容器而被廣泛使用。在此，拉深成型，是指在稱為拉深壓力機(jī)的拉深成型機(jī)中通過(guò)防皺裝置將切割為 圓盤狀的金屬板固定、并通過(guò)組合沖頭和沖模而成的工具成型為帶底的杯狀的加工方法。 此外，減薄拉深成型是指將通過(guò)拉深或再拉深成型而得到的成型品(杯)的側(cè)壁變薄拉伸 的加工。將拉深成型和減薄拉深成型或再拉深/減薄拉深成型一并稱為DI成型。在拉深成型中，切割為圓盤狀的金屬板的直徑與變薄拉深沖頭的直徑相比過(guò)大 時(shí)，難以通過(guò)1次拉深成型得到所要求的形狀的杯子，因而在這種情況下，通常通過(guò)2次拉 深成型(拉深-再拉深成型)來(lái)成型為所要求的形狀。在該工序中，制造直徑大于被稱為 拉深壓力機(jī)的拉深成型機(jī)的杯子，然后在被稱為罐身制造機(jī)的罐體成型機(jī)中，首先進(jìn)行再 拉深成型，然后實(shí)施減薄拉深成型。作為DI罐用金屬板的原材，一直以來(lái)，通常使用鍍錫鋼板或鋁薄板等金屬板。而 且，通過(guò)DI成型使這些金屬板成型為所要求的形狀，之后，進(jìn)行清洗、表面處理、涂裝等后 處理，從而制成產(chǎn)品(DI罐)。但是，近年來(lái)，為了能夠省略或簡(jiǎn)化上述清洗、表面處理、涂裝 等后處理，正在研究使用層壓有聚酯膜(以下，有時(shí)僅稱為“膜”)的金屬板(層壓金屬板) 通過(guò)DI成型來(lái)制造容器產(chǎn)品(DI罐)的方法。在將層壓有膜的金屬板進(jìn)行DI成型的情況和以現(xiàn)有的金屬板為原材的情況中， DI成型方法大不相同。在以現(xiàn)有的金屬板為原材的DI罐的制造中，如專利文獻(xiàn)1所記載，通常使用乳化 液型冷卻液。該乳化液型冷卻液在水中油分散，因此需要使用藥劑來(lái)清洗罐表面上殘留的 油。由于容易對(duì)膜造成損害，因此不適合層壓金屬板的DI成型。此外，最近，如專利文獻(xiàn)2、3所示，開發(fā)出清洗性優(yōu)良的水溶性冷卻液并得到普 及。該水溶性冷卻液用于以金屬板作為原材的DI成型，為了降低金屬表面與成型工具間 的摩擦而提高成型性，通過(guò)三元醇與碳原子數(shù)為18的脂肪酸的酯(專利文獻(xiàn)2、、聚氧化烯 (專利文獻(xiàn)幻等來(lái)提高粘度。但是，在將這種水溶性冷卻液應(yīng)用于以層壓金屬板為原材的DI成型時(shí)，存在DI成 型性變差、容易給膜帶來(lái)?yè)p害、且DI罐的食品安全性也變差等各種各樣的問(wèn)題，因此并不3適用。另外，使用水基的冷卻液時(shí)，還存在用于DI成型的成型裝置的表面上容易產(chǎn)生銹 的問(wèn)題。專利文獻(xiàn)1 日本特開平9-271869號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開平10-85872號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開平10-88176號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
將層壓金屬板DI成型時(shí)，由于金屬板表面被層壓膜包覆，因此成型方法與現(xiàn)有的 金屬板的DI成型存在根本不同。即，層壓膜的表面比金屬表面柔軟且具備潤(rùn)滑性，因此如 果使用現(xiàn)有的金屬板的DI成型中使用的含有高分子的高粘性的冷卻液，則DI成型性反而 降低。此外，層壓金屬板中使用的聚酯膜相對(duì)于碳原子數(shù)多的高級(jí)脂肪酸，其耐久性稍 差，與基底的粘合性降低，膜受到損害。而且，現(xiàn)有的冷卻液是以通過(guò)DI成型后的清洗工序 等后處理而將冷卻液完全除去為前提條件，因此冷卻液本身的食品安全性低。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種層壓金屬板DI成型用水基冷卻液，其解決以上 所述的現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，在層壓金屬板的DI成型中得到優(yōu)良的DI成型性，而且滿足如下性 能(i)不會(huì)給層壓金屬板的層壓膜(特別是聚酯膜)帶來(lái)?yè)p害；(ii)容易清洗，即使簡(jiǎn)化 DI成型品的清洗工序仍能夠得到食品安全性高的DI罐；(iii)冷卻液雖然為水性但成型裝 置表面不容易生銹；等。此外，本發(fā)明的另一目的在于，提供使用了這種水基冷卻液的層壓金屬板的DI成 型方法以及層壓DI成型體的制造方法。本發(fā)明人對(duì)在層壓金屬板的DI成型中能夠解決上述問(wèn)題的冷卻液進(jìn)行了專心 研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)制備不含有現(xiàn)有的金屬板DI成型用冷卻液中使用的高分子成分、而 含有碳原子數(shù)少的脂肪酸成分的粘性低的水基溶液，并且向這種脂肪酸中復(fù)合添加特定的 堿，由此，在層壓金屬板的DI成型中得到非常優(yōu)良的DI成形性，而且，得到兼具上述(i) (iii)的各性能的層壓金屬板DI成型用冷卻液。本發(fā)明基于以上的見解而完成，因此其主旨如下所示。[1] 一種層壓金屬板DI成型用水基冷卻液，含有選自鏈烷醇胺及堿金屬氫氧化物 中的至少1種的堿(a)、脂肪酸(b)及水(c)，其特征在于，堿(a)和脂肪酸(b)的合計(jì)含量 為0. 02 4質(zhì)量％，碳原子數(shù)為6 12的直鏈脂肪酸在脂肪酸(b)中所占的比例為80 100質(zhì)量％。[2]如上述[1]所述的層壓金屬板DI成型用水基冷卻液，其特征在于，堿(a)/脂 肪酸(b)的摩爾比為0.2 3.0，并且，鏈烷醇胺/脂肪酸(b)的摩爾比為0 3.0，堿金屬 氫氧化物/脂肪酸(b)的摩爾比為0 1. 8。[3]如上述[1]或[2]所述的層壓金屬板DI成型用水基冷卻液，其特征在于，40°C 下的pH為7. 3 11. 5。[4]如上述[1] [3]中任一項(xiàng)所述的層壓金屬板DI成型用水基冷卻液，其特征 在于，脂肪酸(b)為選自己酸、辛酸、癸酸及月桂酸中的至少1種。
[5]如上述[1] W]中任一項(xiàng)所述的層壓金屬板DI成型用水基冷卻液，其特征 在于，含有鏈烷醇胺作為堿(a)的至少一部分，該鏈烷醇胺為選自單乙醇胺及三乙醇胺中 的至少1種。[6]如上述[1] [5]中任一項(xiàng)所述的層壓金屬板DI成型用水基冷卻液，其特征 在于，含有堿金屬氫氧化物作為堿(a)的至少一部分，該堿金屬氫氧化物為選自氫氧化鈉 及氫氧化鉀中的至少1種。[7] 一種層壓金屬板的DI成型方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所 述的水基冷卻液將層壓金屬板進(jìn)行DI成型。[8]如上述[7]所述的層壓金屬板的DI成型方法，其特征在于，構(gòu)成層壓金屬板的 金屬板為鍍鉻鋼板或鍍錫鋼板。[9] 一種層壓DI成型體的制造方法，其特征在于，使用上述[1] [6]中任一項(xiàng)所 述的水基冷卻液，通過(guò)將層壓金屬板進(jìn)行DI成型來(lái)制造層壓DI成型體。[10]如上述[9]所述的層壓DI成型體的制造方法，其特征在于，構(gòu)成層壓金屬板 的金屬板為鍍鉻鋼板或鍍錫鋼板。本發(fā)明的層壓金屬板DI成型用水基冷卻液，在層壓金屬板的DI成型中得到優(yōu)良 的DI成型性，而且具有如下性能(i)不會(huì)給層壓金屬板的層壓膜(特別是聚酯膜)帶來(lái) 損害；(ii)容易清洗，即使簡(jiǎn)化DI成型品的清洗工序仍能夠得到食品安全性高的DI罐； (iii)冷卻液雖然為水性但成型裝置表面不容易生銹；等。因此，根據(jù)使用這種水基冷卻液 的本發(fā)明的層壓金屬板的DI成型方法以及層壓DI成型體的制造方法，能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行層 壓金屬板的DI成型，能夠得到具有優(yōu)良的品質(zhì)、并且食品安全性和耐久性優(yōu)良的層壓DI成 型體(例如，層壓DI罐)。此外，由于成型后的清洗工序也得到簡(jiǎn)化，因此還具有生產(chǎn)率大 幅提高的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的層壓金屬板DI成型用水基冷卻液，含有選自鏈烷醇胺及堿金屬氫氧化 物中的至少1種的堿(a)、脂肪酸(b)及水(c)，其中，堿(a)和脂肪酸(b)的合計(jì)含量為 0. 02 4質(zhì)量％，碳原子數(shù)為6 12的直鏈脂肪酸在脂肪酸(b)中所占的比例為80 100質(zhì)量％。上述堿(a)由選自鏈烷醇胺及堿金屬氫氧化物中的至少1種構(gòu)成。作為上述鏈烷醇胺，可以列舉分子內(nèi)具有羥基的飽和脂肪族胺，沒有特別限定，但 優(yōu)選使用碳原子數(shù)為1 12的鏈烷醇胺。作為碳原子數(shù)為1 12的鏈烷醇胺，可以列舉例 如單甲醇胺、二甲醇胺、三甲醇胺、N-乙基甲醇胺、N-丙基甲醇胺、N-正丁基甲醇胺、N-叔 丁基甲醇胺、N，N- 二乙基甲醇胺、N，N- 二丙基甲醇胺、N，N- 二正丁基甲醇胺、N，N- 二叔丁 基甲醇胺、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-丙基乙醇胺、N-正丁基乙醇胺、N-叔丁基乙 醇胺、N，N- 二甲基乙醇胺、N，N- 二丙基乙醇胺、N，N-二正丁基乙醇胺、N，N- 二叔丁基乙醇 胺、單丙醇胺、二丙醇胺、三丙醇胺、N-甲基丙醇胺、N-乙基丙醇胺、N-正丁基丙醇胺、N-叔 丁基丙醇胺、N, N- 二甲基丙醇胺、N, N- 二乙基丙醇胺、N, N- 二正丁基丙醇胺和N，N- 二叔 丁基丙醇胺等。從水基冷卻液的溶液穩(wěn)定性、DI成型后的清洗性以及抑制對(duì)層壓膜(特別是聚酯5膜，以下相同)的損害等的觀點(diǎn)出發(fā)，更優(yōu)選的鏈烷醇胺為三甲醇胺、單乙醇胺、二乙醇胺、 三乙醇胺、單丙醇胺。此外，從DI成型后的清洗性、抑制對(duì)層壓膜的損害以及食品安全性的 觀點(diǎn)出發(fā)，最優(yōu)選的鏈烷醇胺為單乙醇胺、三乙醇胺?？梢允褂靡陨狭信e的鏈烷醇胺中的1種或2種以上。作為上述堿金屬氫氧化物，可以列舉氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銣、氫 氧化銫及氫氧化鈁等。從水基冷卻液的溶液穩(wěn)定性、DI成型后的清洗性、抑制對(duì)層壓膜的 損害以及食品安全性的觀點(diǎn)出發(fā)，最優(yōu)選的堿金屬氫氧化物是氫氧化鈉、氫氧化鉀。可以使用以上所列舉的堿金屬氫氧化物中的1種或2種以上。作為上述脂肪酸(b)，可以列舉脂肪族一元羧酸，沒有特別限制，但優(yōu)選使用碳原 子數(shù)為2 34的脂肪酸。作為碳原子數(shù)為2 34的脂肪酸，可以列舉丁酸、戊酸、己酸、 庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、i^一酸、十二酸、十三酸、十四酸、十五酸、十六酸、十七酸、十八酸、 十九酸、二十酸、二十二酸、二十四酸、二十六酸、二十九酸、三十酸、亞油酸、亞麻酸、Y-亞 麻酸、花生四烯酸、蓖麻油酸、α-羥基亞麻酸、4-癸烯酸、反亞油酸、油酸、異戊酸、異丁酸、 反異酸、十八碳三烯-4-酮酸、環(huán)戊烯十三碳烯酸、烴基酸和錦葵酸等。從抑制對(duì)層壓膜的損害、DI成型后的清洗性及食品安全性的觀點(diǎn)出發(fā)，更優(yōu)選的 脂肪酸是碳原子數(shù)為6 12的直鏈脂肪酸。作為該碳原子數(shù)為6 12的直鏈脂肪酸，可 以列舉己酸、辛酸、癸酸及月桂酸等。其中，最優(yōu)選己酸、辛酸、癸酸。可以使用以上所列舉 的脂肪酸中的1種或2種以上。作為上述水(C)，可以列舉自來(lái)水、離子交換水及蒸餾水等，其沒有特別限制，從水 基冷卻液的溶液穩(wěn)定性、DI成型后的清洗性、抑制對(duì)層壓膜的損害的觀點(diǎn)出發(fā)，最優(yōu)選為離 子交換水。本發(fā)明的DI成型用水基冷卻液，從DI成型性及耐腐蝕性(罐內(nèi)表面的膜的牢固 性)等觀點(diǎn)出發(fā)，上述堿(a)和脂肪酸(b)的合計(jì)含量為0.02 4質(zhì)量％，優(yōu)選為0.04 3. 0質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 06 2. 0質(zhì)量％，最優(yōu)選為0. 07 1. 5質(zhì)量％。即，如果堿 (a)和脂肪酸(b)的合計(jì)含量小于0.02質(zhì)量％，則耐腐蝕性(罐內(nèi)表面的膜的牢固性)變 差，另一方面，如果超過(guò)4質(zhì)量％，則DI成型性(脫模性)變差。在本發(fā)明的DI成型用水基冷卻液中，所述堿(a)和脂肪酸(b)可以發(fā)生中和反應(yīng)。此外，從耐腐蝕性(罐內(nèi)表面的膜的牢固性)及抑制對(duì)層壓膜的損害的觀點(diǎn)出發(fā)， 碳原子數(shù)為6 12的直鏈脂肪酸在脂肪酸(b)中所占的比例為80 100質(zhì)量％，優(yōu)選為 85 100質(zhì)量％。即，如果碳原子數(shù)為6 12的直鏈脂肪酸的比例小于80質(zhì)量％，則膜損 害顯著且耐腐蝕性(罐內(nèi)表面的膜的牢固性)變差。此外，水基冷卻液中的上述水(c)的比例(含量)為80質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為85 質(zhì)量％以上，最優(yōu)選為90質(zhì)量％以上。水(c)的比例如果小于80質(zhì)量％，則DI成型性、DI 成型后的清洗性以及膜損害的抑制容易變得不充分。具有以上組成的本發(fā)明的層壓金屬板DI成型用水基冷卻液，在層壓金屬板的DI 成型中得到非常優(yōu)良的DI成型性，且具有如下性能(i)不會(huì)給層壓金屬板的層壓膜(特 別是聚酯膜)帶來(lái)?yè)p害；(ii)容易清洗，即使簡(jiǎn)化DI成型品的清洗工序仍能夠得到食品安 全性高的DI罐；(iii)冷卻液雖然為水性但成型裝置表面不容易生銹；等。6
本發(fā)明的層壓金屬板DI成型用水基冷卻液，從耐腐蝕性(罐內(nèi)表面的膜的牢固 性)、成型裝置表面的防銹性、DI成型后的清洗性、抑制對(duì)層壓膜的損害以及冷卻液的溶液 穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)，堿(a)/脂肪酸(b)的摩爾比為0.2 3.0，更優(yōu)選為0.3 2. 9，特別 優(yōu)選為0. 4 2. 8，并且，鏈烷醇胺/脂肪酸(b)的摩爾比為0 3. 0，更優(yōu)選為0. 1 2. 9， 特別優(yōu)選為0. 2 2. 8，堿金屬氫氧化物/脂肪酸(b)的摩爾比為0 1. 8，更優(yōu)選為0. 1 1.7，特別優(yōu)選為0.2 1.6。S卩，如果堿(a)/脂肪酸(b)的摩爾比小于0. 2，則存在耐腐蝕性(罐內(nèi)表面的膜的 牢固性)、膜損害的抑制、DI成型后的清洗性、冷卻液的溶液穩(wěn)定性以及成型裝置表面的防 銹性降低的傾向。另一方面，如果超過(guò)3.0，則存在耐腐蝕性(罐內(nèi)表面的膜的牢固性)降 低的傾向，且容易產(chǎn)生膜損害。而且，在含有鏈烷醇胺作為堿(a)的一部分或全部時(shí)，鏈烷 醇胺/脂肪酸(b)的摩爾比超過(guò)3.0，或者在含有堿金屬氫氧化物作為堿(a) —部分或全部 時(shí)，堿金屬氫氧化物/脂肪酸(b)的摩爾比超過(guò)1.8，容易產(chǎn)生膜損害。本發(fā)明的層壓金屬板DI成型用水基冷卻液，從冷卻液的溶液穩(wěn)定性、耐腐蝕性 (罐內(nèi)表面的膜的牢固性)等觀點(diǎn)出發(fā)，40°C下的pH為7. 3 11. 5，更優(yōu)選為7. 3 11.0， 進(jìn)一步優(yōu)選為7. 5 10. 5，最優(yōu)選為7. 5 9. 5。S卩，如果pH小于7. 3，則冷卻液的溶液穩(wěn) 定性容易降低，而且存在耐腐蝕性(罐內(nèi)表面的膜的牢固性)也降低的傾向。另一方面，如 果PH超過(guò)11. 5，則存在耐腐蝕性(罐內(nèi)表面的膜的牢固性)降低的傾向。本發(fā)明的層壓金屬板DI成型用水基冷卻液，將堿(a)、脂肪酸(b)及水(C)作為 必需成分，而且，為了進(jìn)一步提高與DI成型性、冷卻液的溶液穩(wěn)定性、成型裝置表面的防銹 性、抑制對(duì)層壓膜的損害、DI成型后的清洗性以及食品安全性等相關(guān)的效果，可以添加其它 的添加成分。作為該添加成分，可以列舉例如表面活性劑、清洗劑、分散劑、防腐劑、消泡 劑、金屬離子掩蔽劑等，可以適當(dāng)混合其中的1種以上。堿(a)、脂肪酸(b)及水(C)以外的添加成分的含量沒有特別限制，就所述的水 (c)的優(yōu)選含量而言，優(yōu)選為16質(zhì)量％以下，此外，從冷卻液的溶液穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選 為6質(zhì)量％以下。作為上述表面活性劑，可以使用非離子型、陰離子型、陽(yáng)離子型或兩性型的各種表 面活性劑，其中，特別優(yōu)選非離子型表面活性劑。作為非離子型表面活性劑，可以列舉例如 聚氧乙烯烷基醚、嵌段型聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚、無(wú)規(guī)型聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚、嵌段 型聚亞氧烷基乙二醇、無(wú)規(guī)型聚亞氧烷基乙二醇、嵌段型聚亞氧烷基乙二醇烷二胺和無(wú)規(guī) 型聚亞氧烷基乙二醇烷二胺等聚氧乙烯醚類表面活性劑；失水山梨醇脂肪酸酯、脂肪酸糖 酯、脂肪酸甘油酯和脂肪酸季戊四醇酯等多元醇脂肪酸酯類表面活性劑；聚氧乙烯脂肪酸 酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯季戊四醇脂肪酸酯 和蓖麻油聚氧乙烯酯等聚氧乙烯酯類表面活性劑等，可以使用其中的1種或2種以上。此外，也可以并用非離子型表面活性劑和陰離子型表面活性劑。而且，也可以使用 公知的陽(yáng)離子型表面活性劑、兩性型表面活性劑。此外，從食品安全性的觀點(diǎn)出發(fā)，作為更優(yōu)選的非離子型表面活性，可以列舉聚 氧乙烯烷基醚、嵌段型聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚、無(wú)規(guī)型聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚、嵌段型 聚亞氧烷基乙二醇、無(wú)規(guī)型聚亞氧烷基乙二醇、嵌段型聚亞氧烷基乙二醇烷二胺和無(wú)規(guī)型 聚亞氧烷基乙二醇烷二胺等聚氧乙烯醚類表面活性劑；失水山梨醇脂肪酸酯、脂肪酸糖酯、7脂肪酸甘油酯和脂肪酸季戊四醇酯等多元醇脂肪酸酯類表面活性劑；聚氧乙烯脂肪酸酯、 聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯和蓖麻油聚氧乙烯酯等聚氧乙烯 酯類表面活性劑。作為上述清洗劑，從食品安全性的觀點(diǎn)出發(fā)，可以列舉例如堿金屬或堿土金屬磺 酸鹽、堿金屬或堿土金屬水楊酸鹽、堿金屬或堿土金屬酚鹽、脂肪酸皂等，可以使用其中的1 種或2種以上。作為上述防腐劑，可以列舉酚類、三嗪類或異噻唑啉類的各種防腐劑等為代表的 物質(zhì)。具體而言，作為酚類，可以列舉鄰苯基苯酚、鄰苯基苯酚鈉和2，3，4，6_四氯苯酚等。 作為三嗪類，可以列舉六氫-^3,5-三羥乙基)4,3,5-三嗪等。作為異噻唑啉類，可 以列舉1，2-苯并異噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、2-甲基-異噻唑 啉-3-酮等?？梢允褂靡陨戏栏瘎┲械?種或2種以上。此外，從食品安全性的觀點(diǎn)出發(fā)，作為更優(yōu)選的防腐劑，可以列舉鄰苯基苯酚、 鄰苯基苯酚鈉、六氫-1，3，5-三(2-羥乙基)-1，3，5-三嗪、1，2-苯并異噻唑啉-3-酮、 5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮和2-甲基-異噻唑啉-3-酮等。作為消泡劑，從食品安全性的觀點(diǎn)出發(fā)，可以列舉有機(jī)硅乳液、高級(jí)醇、金屬皂、 乙烯-丙烯共聚物等。可以使用其中的1種或2種以上。在本發(fā)明的層壓金屬板的DI成型方法中，使用如上所述的水基冷卻液將層壓金 屬板進(jìn)行DI成型。此外，在本發(fā)明的層壓DI成型體的制造方法中，使用如上所述的水基冷 卻液將層壓金屬板進(jìn)行DI成型，由此制造DI罐等的層壓DI成型體。以下，對(duì)本發(fā)明的層壓金屬板的DI成型方法及層壓DI成型體的制造方法的優(yōu)選 條件等進(jìn)行說(shuō)明。首先，作為層壓金屬板的原材，可以使用例如鋼板、鋁板及鋁合金板等，從經(jīng)濟(jì)性 出發(fā)優(yōu)選使用廉價(jià)的鋼板。作為層壓基底用的鋼板，可以使用例如鍍鉻鋼板、鍍錫鋼板等。 作為鍍鉻鋼板(無(wú)錫鋼板)，優(yōu)選鋼板表面具有附著量為50 200mg/m2的金屬鉻層(上 層)和金屬鉻換算的附著量為3 30mg/m2的鉻氧化物層(下層)。此外，作為鍍錫鋼板， 優(yōu)選具有0. 5 1. 5g/m2的鍍敷量。鋼板的厚度沒有特別限制，例如可以優(yōu)選使用0. 15 0. 30mm的范圍的鋼板。構(gòu)成層壓金屬板的樹脂層(層壓膜)優(yōu)選由聚酯樹脂膜構(gòu)成。此外，本發(fā)明的水 基冷卻液，在具有這樣的樹脂層的層壓金屬板的DI成型中特別有用。聚酯樹脂膜的機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)良，并且摩擦系數(shù)小，潤(rùn)滑性良好，對(duì)氣體和液體的掩蔽 效果即阻隔性優(yōu)良，并且廉價(jià)。因此，能夠充分承受DI成型這樣延伸率達(dá)到300%的加工度 高的成型，且被膜成型后仍牢固。聚酯樹脂的二元酸成分以對(duì)苯二甲酸作為主成分，二元醇成分以乙二醇作為主成 分。而且，從聚酯樹脂層的加工性和強(qiáng)度的平衡出發(fā)，優(yōu)選含有8 20mOl%的間苯二甲酸 成分作為共聚成分。另外，結(jié)晶化溫度優(yōu)選為120 160°C。共聚成分比例低時(shí)，分子容易取向，如果加工度增高，則存在產(chǎn)生薄膜剝離、或在 罐高度方向上產(chǎn)生平行的裂紋(斷裂)的傾向。另外，在對(duì)加工后的罐體實(shí)施熱處理時(shí)也同 樣進(jìn)行取向。從使取向進(jìn)行難的觀點(diǎn)出發(fā)，共聚成分的比例越高越好，但如果超過(guò)20mol% 則膜成本增高因而經(jīng)濟(jì)性變差，除此之外，膜變得柔軟，耐損傷性和耐化學(xué)性可能降低。
如果結(jié)晶化溫度低于120°C，則非常容易結(jié)晶化，在高加工度的加工中，有時(shí)在膜 樹脂上產(chǎn)生裂紋或針孔。另一方面，若超過(guò)160°C，則結(jié)晶化速度非常慢，因此，即使通過(guò) 150°C以上的熱處理也不會(huì)充分結(jié)晶化，有時(shí)膜的強(qiáng)度或耐久性受到損害。另外，還可以在樹脂層中添加使用顏料、潤(rùn)滑劑、穩(wěn)定劑等添加劑，還可以將具有 其它功能的樹脂層配置在樹脂膜與上層之間、或者樹脂膜與基底鋼板之間，從而形成2層 以上的樹脂層。可優(yōu)選使用厚度為5 50 μ m的樹脂層。通常，層壓金屬板的兩面具有上述聚酯樹脂層等樹脂層。在金屬板上層壓樹脂的 方法沒有特別限制。可以適當(dāng)選擇如下等方法使雙軸拉伸膜或無(wú)拉伸膜熱壓接的熱壓接 法；使用T形模等直接在金屬板上形成樹脂層的擠出法。而且，也可以使用聚酯氨基甲酸酯 類、飽和聚酯類等的粘合劑，使聚酯樹脂膜貼合在基底金屬板上，雖然確認(rèn)通過(guò)任一種方法 均能得到充分的效果，但熱壓接法由于與基底金屬的粘合性優(yōu)良，且不需要粘合劑等，因而 在經(jīng)濟(jì)上有利。在層壓金屬板的DI成型中，可以使用市售的拉深壓力機(jī)和DI沖壓裝置，且不會(huì)因 兩種方法而引起差異。本發(fā)明的層壓金屬板DI成型用水基冷卻液，特別適合在通過(guò)DI沖 壓裝置的減薄拉深成型(及再拉深成型)中使用，在裝置內(nèi)循環(huán)來(lái)進(jìn)行成型時(shí)的冷卻。另一方面，作為拉深壓力機(jī)的拉深加工時(shí)的潤(rùn)滑，優(yōu)選在層壓金屬板表面涂布蠟， 以10 500mg/m2的涂布量涂布有熔點(diǎn)為30 80°C的石蠟或脂肪酸酯類蠟的層壓金屬板 顯示出良好的成型性。對(duì)通過(guò)DI沖壓裝置進(jìn)行成型而得到的成型體進(jìn)行清洗或不進(jìn)行清洗，為了進(jìn)行 干燥和提高與膜的粘合性實(shí)施熱處理。此時(shí)的熱處理溫度優(yōu)選為200°C以上。通過(guò)在200°C 以上進(jìn)行干燥處理，冷卻液的含有成分幾乎消失，得到安全性高的層壓成型體(層壓DI罐 等)。另一方面，為了不使膜的耐久性變差，優(yōu)選熱處理溫度為樹脂層的熔點(diǎn)以下。另外，在 DI成型后進(jìn)行清洗時(shí)，利用水進(jìn)行清洗即足夠。實(shí)施例以厚度為0. 20mm的調(diào)質(zhì)度T3的鍍鉻鋼板(金屬Cr層120mg/m2，Cr氧化物層 以金屬Cr換算為10mg/m2)作為基底鋼板，使用夾持輥將由雙軸拉伸法制作的厚度為25 μ m 的、10%間苯二甲酸共聚的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯膜壓接到加熱至的基底鋼板的兩面 上，之后在1秒鐘內(nèi)進(jìn)行水冷，然后，進(jìn)行干燥，由此制作層壓DI罐用的層壓鋼板。通過(guò)在以下所示的條件下將如上操作所得的層壓鋼板進(jìn)行DI成型來(lái)制造層壓DI 罐，在此時(shí)的再拉深加工及變薄拉深加工中使用表1 表3所示的水基冷卻液。在該DI成 型中，首先，以50mg/m2的涂布量在層壓鋼板的兩面上涂布熔點(diǎn)為45°C的石蠟，之后，沖壓出 Φ 123mm的坯料，并通過(guò)市售的拉深壓力機(jī)將該坯料拉深成型為內(nèi)徑Φ71πιπι、高36mm的 杯。然后，將該杯裝入市售的DI沖壓裝置中，在沖頭速度200mm/秒、沖程560mm的條件下 進(jìn)行再拉深加工以及3階段的變薄拉深加工(各減少為20^^19^^23%),最終成型為罐 內(nèi)徑52mm、罐高90mm的層壓DI罐。在該DI成型中，在50°C的溫度下循環(huán)使用水基冷卻 液。此外，該水基冷卻液使用自來(lái)水作為水。通過(guò)以下所示的方法對(duì)所使用的水基冷卻液的溶液穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。此外，通過(guò) 以下所示的性能試驗(yàn)對(duì)DI成型時(shí)的脫模性、所制造的層壓DI罐的耐腐蝕性(罐內(nèi)表面的 膜的牢固性)、對(duì)膜的損害、味覺評(píng)價(jià)進(jìn)行評(píng)價(jià)。另外，對(duì)于DI成型性及DI成型后的耐腐蝕性的評(píng)價(jià)，對(duì)所得的層壓DI罐噴射2分鐘50°C的離子交換水，對(duì)表面進(jìn)行清洗，然后，在 210°C的干燥爐中干燥30秒后，進(jìn)行試驗(yàn)。將以上的評(píng)價(jià)結(jié)果和使用的水基冷卻液的組成 /物性一起示于表1 表3。(1)冷卻液的溶液穩(wěn)定性對(duì)將冷卻液在40°C保持1個(gè)小時(shí)后的溶液性狀進(jìn)行目視觀察，對(duì)溶液穩(wěn)定性進(jìn)行 評(píng)價(jià)。溶液性狀的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為〇透明、Δ 半透明、X :白濁。(2)脫模性DI成型時(shí)，從成型后的罐體拔出沖頭時(shí)，如下所述對(duì)罐體的開口端掛到脫模機(jī)上 而導(dǎo)致罐的開口端部變形的現(xiàn)象進(jìn)行評(píng)價(jià)。X 開口端發(fā)生的變形到達(dá)剪裁(卜U $ > 7 )部。Δ 開口端發(fā)生變形，但該變形沒有到達(dá)剪裁部。〇開口端發(fā)生變形，但該變性停留在開口端的邊緣部分。開口端沒有變形。(3)耐腐蝕性(罐內(nèi)表面的膜的牢固性)通過(guò)罐內(nèi)表面的膜的牢固性(膜缺陷少為良好)對(duì)耐腐蝕性進(jìn)行評(píng)價(jià)。用銼刀使 清洗、干燥后的層壓DI罐的罐口損傷以使該基底鋼板能夠通電，然后，在罐內(nèi)注入電解液 (NaCl 溶液，溫度25°C )并充滿至罐口，之后，在罐體和電解液之間施加6. 2V的電壓。 根據(jù)此時(shí)測(cè)定的電流值，如下進(jìn)行評(píng)價(jià)。X 大于 ImAΔ 大于 0. ImA 且 ImA 以下〇大于0.01mA且0. ImA以下◎ :0. OlmA 以下(4)對(duì)膜的損害對(duì)于成型后的罐內(nèi)表面的膜，評(píng)價(jià)由冷卻液引起的損害。在清洗、干燥后的層壓 DI罐內(nèi)填充各組成的冷卻液并將蓋子接合，進(jìn)行蒸餾處理(125°C，90分鐘)。蒸餾后打開 蓋子，通過(guò)銼刀使罐口損傷以使層壓DI罐的基底鋼板能夠通電，然后，在罐內(nèi)注入電解液 (NaCl 溶液，溫度25°C )并充滿至罐口，之后，在罐體和電解液之間施加6. 2V的電壓。 根據(jù)此時(shí)測(cè)定的電流值，如下進(jìn)行評(píng)價(jià)。X 大于 5mAΔ 大于 0. 5mA 且 5mA 以下〇大于0.05mA且0.5mA以下◎ 0. 05mA 以下(5)味覺評(píng)價(jià)通過(guò)味覺感官試驗(yàn)對(duì)熱處理后的罐內(nèi)表面有無(wú)殘留冷卻液所含的成分進(jìn)行評(píng)價(jià)。 對(duì)熱處理后的層壓DI罐實(shí)施凸緣處理后，在罐內(nèi)注入純水并充滿至罐口，然后將蓋子接合 進(jìn)行蒸餾處理(125°C，90分鐘)。5名試驗(yàn)者對(duì)該蒸餾處理后的罐內(nèi)的水進(jìn)行感官試驗(yàn)，并 如下進(jìn)行評(píng)價(jià)。X :5人中的2人以上感到特異臭味或不同的味道〇5人中的1人以下感到特異臭味或不同的味道10
權(quán)利要求
1.一種層壓金屬板DI成型用水基冷卻液，含有選自鏈烷醇胺及堿金屬氫氧化物中的 至少1種的堿(a)、脂肪酸(b)及水(c)，其特征在于，堿(a)和脂肪酸(b)的合計(jì)含量為 0. 02 4質(zhì)量％，碳原子數(shù)為6 12的直鏈脂肪酸在脂肪酸(b)中所占的比例為80 100質(zhì)量％。
2.如權(quán)利要求1所述的層壓金屬板DI成型用水基冷卻液，其特征在于，堿(a)/脂肪酸 (b)的摩爾比為0.2 3.0，并且，鏈烷醇胺/脂肪酸(b)的摩爾比為0 3.0，堿金屬氫氧 化物/脂肪酸(b)的摩爾比為0 1. 8。
3.如權(quán)利要求1或2所述的層壓金屬板DI成型用水基冷卻液，其特征在于，40°C下的 pH 為 7. 3 11. 5。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的層壓金屬板DI成型用水基冷卻液，其特征在于， 脂肪酸(b)為選自己酸、辛酸、癸酸及月桂酸中的至少1種。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的層壓金屬板DI成型用水基冷卻液，其特征在于， 含有鏈烷醇胺作為堿(a)的至少一部分，該鏈烷醇胺為選自單乙醇胺及三乙醇胺中的至少 1種。
6.如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的層壓金屬板DI成型用水基冷卻液，其特征在于， 含有堿金屬氫氧化物作為堿(a)的至少一部分，該堿金屬氫氧化物為選自氫氧化鈉及氫氧 化鉀中的至少1種。
7.一種層壓金屬板的DI成型方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的 水基冷卻液將層壓金屬板進(jìn)行DI成型。
8.如權(quán)利要求7所述的層壓金屬板的DI成型方法，其特征在于，構(gòu)成層壓金屬板的金 屬板為鍍鉻鋼板或鍍錫鋼板。
9.一種層壓DI成型體的制造方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的 水基冷卻液，通過(guò)將層壓金屬板進(jìn)行DI成型來(lái)制造層壓DI成型體。
10.如權(quán)利要求9所述的層壓DI成型體的制造方法，其特征在于，構(gòu)成層壓金屬板的金 屬板為鍍鉻鋼板或鍍錫鋼板。
全文摘要
一種層壓金屬板DI成型用水基冷卻液，含有選自鏈烷醇胺及堿金屬氫氧化物中的至少1種的堿(a)、脂肪酸(b)及水(c)，其特征在于，堿(a)和脂肪酸(b)的合計(jì)含量為0.02～4質(zhì)量％，碳原子數(shù)為6～12的直鏈脂肪酸在脂肪酸(b)中所占的比例為80～100質(zhì)量％。利用該冷卻液，得到對(duì)層壓金屬板的優(yōu)良的DI成型性，且不會(huì)給層壓金屬板的膜帶來(lái)?yè)p害。而且，容易清洗，即使簡(jiǎn)化DI成型品的清洗工序仍能夠得到食品安全性高的DI罐。
文檔編號(hào)C10N30/00GK102046764SQ20098011941
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月27日
發(fā)明者北川淳一, 多田雅毅, 大島安秀, 安江良彥, 小島克己, 巖佐浩樹, 池田俊和, 福田健仁, 鹿子木智浩 申請(qǐng)人:日本奎克化學(xué)股份有限公司, 杰富意鋼鐵株式會(huì)社