CN104607522B - 层压金属板di成型用水基冷却液及层压金属板的di成型方法 - Google Patents

层压金属板di成型用水基冷却液及层压金属板的di成型方法 Download PDF

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Abstract

一种层压金属板DI成型用水基冷却液，含有选自链烷醇胺及碱金属氢氧化物中的至少1种的碱(a)、脂肪酸(b)及水(c)，其特征在于，碱(a)和脂肪酸(b)的合计含量为0.02～4质量％，碳原子数为6～12的直链脂肪酸在脂肪酸(b)中所占的比例为80～100质量％。利用该冷却液，得到对层压金属板的优良的DI成型性，且不会给层压金属板的膜带来损害。而且，容易清洗，即使简化DI成型品的清洗工序仍能够得到食品安全性高的DI罐。

Description

层压金属板DI成型用水基冷却液及层压金属板的DI成型方法
本申请是申请日为2009年5月26日、申请号为200980119413.9(国际申请号为PCT/JP2009/059937)、发明名称为“层压金属板DI成型用水基冷却液及层压金属板的DI成型方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及层压金属板DI成型用水基冷却液(润滑/冷却剂)、使用该水基冷却液的层压金属板的DI成型方法以及层压DI成型体的制造方法。在制造层压DI成型体时的层压金属板的DI成型中，进行减薄拉深成型或再拉深/减薄拉深成型，本发明的层压金属板DI成型用水基冷却液特别适合这种成型加工。
背景技术
DI罐是其罐身和罐底部分没有接缝的二片罐中的一种，是对将金属板拉深成型(拉延)而制作的拉深罐进行减薄拉深成型或再拉深/减薄拉深成型(变薄拉深)而加工的罐，该DI罐作为啤酒、清凉饮料等饮料用容器、汤、蔬菜等食品用容器而被广泛使用。
在此，拉深成型，是指在称为拉深压力机的拉深成型机中通过防皱装置将切割为圆盘状的金属板固定、并通过组合冲头和冲模而成的工具成型为带底的杯状的加工方法。此外，减薄拉深成型是指将通过拉深或再拉深成型而得到的成型品(杯)的侧壁变薄拉伸的加工。将拉深成型和减薄拉深成型或再拉深/减薄拉深成型一并称为DI成型。
在拉深成型中，切割为圆盘状的金属板的直径与变薄拉深冲头的直径相比过大时，难以通过1次拉深成型得到所要求的形状的杯子，因而在这种情况下，通常通过2次拉深成型(拉深-再拉深成型)来成型为所要求的形状。在该工序中，制造直径大于被称为拉深压力机的拉深成型机的杯子，然后在被称为罐身制造机的罐体成型机中，首先进行再拉深成型，然后实施减薄拉深成型。
作为DI罐用金属板的原材，一直以来，通常使用镀锡钢板或铝薄板等金属板。而且，通过DI成型使这些金属板成型为所要求的形状，之后，进行清洗、表面处理、涂装等后处理，从而制成产品(DI罐)。但是，近年来，为了能够省略或简化上述清洗、表面处理、涂装等后处理，正在研究使用层压有聚酯膜(以下，有时仅称为“膜”)的金属板(层压金属板)通过DI成型来制造容器产品(DI罐)的方法。
在将层压有膜的金属板进行DI成型的情况和以现有的金属板为原材的情况中，DI成型方法大不相同。
在以现有的金属板为原材的DI罐的制造中，如专利文献1所记载，通常使用乳化液型冷却液。该乳化液型冷却液在水中油分散，因此需要使用药剂来清洗罐表面上残留的油。由于容易对膜造成损害，因此不适合层压金属板的DI成型。
此外，最近，如专利文献2、3所示，开发出清洗性优良的水溶性冷却液并得到普及。该水溶性冷却液用于以金属板作为原材的DI成型，为了降低金属表面与成型工具间的摩擦而提高成型性，通过三元醇与碳原子数为18的脂肪酸的酯(专利文献2)、聚氧化烯(专利文献3)等来提高粘度。
但是，在将这种水溶性冷却液应用于以层压金属板为原材的DI成型时，存在DI成型性变差、容易给膜带来损害、且DI罐的食品安全性也变差等各种各样的问题，因此并不适用。
另外，使用水基的冷却液时，还存在用于DI成型的成型装置的表面上容易产生锈的问题。
专利文献1：日本特开平9-271869号公报
专利文献2：日本特开平10-85872号公报
专利文献3：日本特开平10-88176号公报
发明内容
将层压金属板DI成型时，由于金属板表面被层压膜包覆，因此成型方法与现有的金属板的DI成型存在根本不同。即，层压膜的表面比金属表面柔软且具备润滑性，因此如果使用现有的金属板的DI成型中使用的含有高分子的高粘性的冷却液，则DI成型性反而降低。
此外，层压金属板中使用的聚酯膜相对于碳原子数多的高级脂肪酸，其耐久性稍差，与基底的粘合性降低，膜受到损害。而且，现有的冷却液是以通过DI成型后的清洗工序等后处理而将冷却液完全除去为前提条件，因此冷却液本身的食品安全性低。
因此，本发明的目的在于提供一种层压金属板DI成型用水基冷却液，其解决以上所述的现有技术的问题，在层压金属板的DI成型中得到优良的DI成型性，而且满足如下性能：(i)不会给层压金属板的层压膜(特别是聚酯膜)带来损害；(ii)容易清洗，即使简化DI成型品的清洗工序仍能够得到食品安全性高的DI罐；(iii)冷却液虽然为水性但成型装置表面不容易生锈；等。
此外，本发明的另一目的在于，提供使用了这种水基冷却液的层压金属板的DI成型方法以及层压DI成型体的制造方法。
本发明人对在层压金属板的DI成型中能够解决上述问题的冷却液进行了专心研究，结果发现，通过制备不含有现有的金属板DI成型用冷却液中使用的高分子成分、而含有碳原子数少的脂肪酸成分的粘性低的水基溶液，并且向这种脂肪酸中复合添加特定的碱，由此，在层压金属板的DI成型中得到非常优良的DI成形性，而且，得到兼具上述(i)～(iii)的各性能的层压金属板DI成型用冷却液。
本发明基于以上的见解而完成，因此其主旨如下所示。
[1]一种层压金属板DI成型用水基冷却液，含有选自链烷醇胺及碱金属氢氧化物中的至少1种的碱(a)、脂肪酸(b)及水(c)，其特征在于，碱(a)和脂肪酸(b)的合计含量为0.02～4质量％，碳原子数为6～12的直链脂肪酸在脂肪酸(b)中所占的比例为80～100质量％。
[2]如上述[1]所述的层压金属板DI成型用水基冷却液，其特征在于，碱(a)/脂肪酸(b)的摩尔比为0.2～3.0，并且，链烷醇胺/脂肪酸(b)的摩尔比为0～3.0，碱金属氢氧化物/脂肪酸(b)的摩尔比为0～1.8。
[3]如上述[1]或[2]所述的层压金属板DI成型用水基冷却液，其特征在于，40℃下的pH为7.3～11.5。
[4]如上述[1]～[3]中任一项所述的层压金属板DI成型用水基冷却液，其特征在于，脂肪酸(b)为选自己酸、辛酸、癸酸及月桂酸中的至少1种。
[5]如上述[1]～[4]中任一项所述的层压金属板DI成型用水基冷却液，其特征在于，含有链烷醇胺作为碱(a)的至少一部分，该链烷醇胺为选自单乙醇胺及三乙醇胺中的至少1种。
[6]如上述[1]～[5]中任一项所述的层压金属板DI成型用水基冷却液，其特征在于，含有碱金属氢氧化物作为碱(a)的至少一部分，该碱金属氢氧化物为选自氢氧化钠及氢氧化钾中的至少1种。
[7]一种层压金属板的DI成型方法，其特征在于，使用权利要求1～6中任一项所述的水基冷却液将层压金属板进行DI成型。
[8]如上述[7]所述的层压金属板的DI成型方法，其特征在于，构成层压金属板的金属板为镀铬钢板或镀锡钢板。
[9]一种层压DI成型体的制造方法，其特征在于，使用上述[1]～[6]中任一项所述的水基冷却液，通过将层压金属板进行DI成型来制造层压DI成型体。
[10]如上述[9]所述的层压DI成型体的制造方法，其特征在于，构成层压金属板的金属板为镀铬钢板或镀锡钢板。
本发明的层压金属板DI成型用水基冷却液，在层压金属板的DI成型中得到优良的DI成型性，而且具有如下性能：(i)不会给层压金属板的层压膜(特别是聚酯膜)带来损害；(ii)容易清洗，即使简化DI成型品的清洗工序仍能够得到食品安全性高的DI罐；(iii)冷却液虽然为水性但成型装置表面不容易生锈；等。因此，根据使用这种水基冷却液的本发明的层压金属板的DI成型方法以及层压DI成型体的制造方法，能够适当地进行层压金属板的DI成型，能够得到具有优良的品质、并且食品安全性和耐久性优良的层压DI成型体(例如，层压DI罐)。此外，由于成型后的清洗工序也得到简化，因此还具有生产率大幅提高的优点。
具体实施方式
本发明的层压金属板DI成型用水基冷却液，含有选自链烷醇胺及碱金属氢氧化物中的至少1种的碱(a)、脂肪酸(b)及水(c)，其中，碱(a)和脂肪酸(b)的合计含量为0.02～4质量％，碳原子数为6～12的直链脂肪酸在脂肪酸(b)中所占的比例为80～100质量％。
上述碱(a)由选自链烷醇胺及碱金属氢氧化物中的至少1种构成。
作为上述链烷醇胺，可以列举分子内具有羟基的饱和脂肪族胺，没有特别限定，但优选使用碳原子数为1～12的链烷醇胺。作为碳原子数为1～12的链烷醇胺，可以列举例如：单甲醇胺、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、单乙醇胺、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、单丙醇胺、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。
从水基冷却液的溶液稳定性、DI成型后的清洗性以及抑制对层压膜(特别是聚酯膜，以下相同)的损害等的观点出发，更优选的链烷醇胺为三甲醇胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、单丙醇胺。此外，从DI成型后的清洗性、抑制对层压膜的损害以及食品安全性的观点出发，最优选的链烷醇胺为单乙醇胺、三乙醇胺。
可以使用以上列举的链烷醇胺中的1种或2种以上。
作为上述碱金属氢氧化物，可以列举氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷、氢氧化铯及氢氧化钫等。从水基冷却液的溶液稳定性、DI成型后的清洗性、抑制对层压膜的损害以及食品安全性的观点出发，最优选的碱金属氢氧化物是氢氧化钠、氢氧化钾。
可以使用以上所列举的碱金属氢氧化物中的1种或2种以上。
作为上述脂肪酸(b)，可以列举脂肪族一元羧酸，没有特别限制，但优选使用碳原子数为2～34的脂肪酸。作为碳原子数为2～34的脂肪酸，可以列举：丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、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、亚油酸、亚麻酸、γ-亚麻酸、花生四烯酸、蓖麻油酸、α-羟基亚麻酸、4-癸烯酸、反亚油酸、油酸、异戊酸、异丁酸、反异酸、十八碳三烯-4-酮酸、环戊烯十三碳烯酸、烃基酸和锦葵酸等。
从抑制对层压膜的损害、DI成型后的清洗性及食品安全性的观点出发，更优选的脂肪酸是碳原子数为6～12的直链脂肪酸。作为该碳原子数为6～12的直链脂肪酸，可以列举已酸、辛酸、癸酸及月桂酸等。其中，最优选已酸、辛酸、癸酸。可以使用以上所列举的脂肪酸中的1种或2种以上。
作为上述水(c)，可以列举自来水、离子交换水及蒸馏水等，其没有特别限制，从水基冷却液的溶液稳定性、DI成型后的清洗性、抑制对层压膜的损害的观点出发，最优选为离子交换水。
本发明的DI成型用水基冷却液，从DI成型性及耐腐蚀性(罐内表面的膜的牢固性)等观点出发，上述碱(a)和脂肪酸(b)的合计含量为0.02～4质量％，优选为0.04～3.0质量％，进一步优选为0.06～2.0质量％，最优选为0.07～1.5质量％。即，如果碱(a)和脂肪酸(b)的合计含量小于0.02质量％，则耐腐蚀性(罐内表面的膜的牢固性)变差，另一方面，如果超过4质量％，则DI成型性(脱模性)变差。
在本发明的DI成型用水基冷却液中，所述碱(a)和脂肪酸(b)可以发生中和反应。
此外，从耐腐蚀性(罐内表面的膜的牢固性)及抑制对层压膜的损害的观点出发，碳原子数为6～12的直链脂肪酸在脂肪酸(b)中所占的比例为80～100质量％，优选为85～100质量％。即，如果碳原子数为6～12的直链脂肪酸的比例小于80质量％，则膜损害显著且耐腐蚀性(罐内表面的膜的牢固性)变差。
此外，水基冷却液中的上述水(c)的比例(含量)为80质量％以上，更优选为85质量％以上，最优选为90质量％以上。水(c)的比例如果小于80质量％，则DI成型性、DI成型后的清洗性以及膜损害的抑制容易变得不充分。
具有以上组成的本发明的层压金属板DI成型用水基冷却液，在层压金属板的DI成型中得到非常优良的DI成型性，且具有如下性能：(i)不会给层压金属板的层压膜(特别是聚酯膜)带来损害；(ii)容易清洗，即使简化DI成型品的清洗工序仍能够得到食品安全性高的DI罐；(iii)冷却液虽然为水性但成型装置表面不容易生锈；等。
本发明的层压金属板DI成型用水基冷却液，从耐腐蚀性(罐内表面的膜的牢固性)、成型装置表面的防锈性、DI成型后的清洗性、抑制对层压膜的损害以及冷却液的溶液稳定性的观点出发，碱(a)/脂肪酸(b)的摩尔比为0.2～3.0，更优选为0.3～2.9，特别优选为0.4～2.8，并且，链烷醇胺/脂肪酸(b)的摩尔比为0～3.0，更优选为0.1～2.9，特别优选为0.2～2.8，碱金属氢氧化物/脂肪酸(b)的摩尔比为0～1.8，更优选为0.1～1.7，特别优选为0.2～1.6。
即，如果碱(a)/脂肪酸(b)的摩尔比小于0.2，则存在耐腐蚀性(罐内表面的膜的牢固性)、膜损害的抑制、DI成型后的清洗性、冷却液的溶液稳定性以及成型装置表面的防锈性降低的倾向。另一方面，如果超过3.0，则存在耐腐蚀性(罐内表面的膜的牢固性)降低的倾向，且容易产生膜损害。而且，在含有链烷醇胺作为碱(a)的一部分或全部时，链烷醇胺/脂肪酸(b)的摩尔比超过3.0，或者在含有碱金属氢氧化物作为碱(a)一部分或全部时，碱金属氢氧化物/脂肪酸(b)的摩尔比超过1.8，容易产生膜损害。
本发明的层压金属板DI成型用水基冷却液，从冷却液的溶液稳定性、耐腐蚀性(罐内表面的膜的牢固性)等观点出发，40℃下的pH为7.3～11.5，更优选为7.3～11.0，进一步优选为7.5～10.5，最优选为7.5～9.5。即，如果pH小于7.3，则冷却液的溶液稳定性容易降低，而且存在耐腐蚀性(罐内表面的膜的牢固性)也降低的倾向。另一方面，如果pH超过11.5，则存在耐腐蚀性(罐内表面的膜的牢固性)降低的倾向。
本发明的层压金属板DI成型用水基冷却液，将碱(a)、脂肪酸(b)及水(c)作为必需成分，而且，为了进一步提高与DI成型性、冷却液的溶液稳定性、成型装置表面的防锈性、抑制对层压膜的损害、DI成型后的清洗性以及食品安全性等相关的效果，可以添加其它的添加成分。作为该添加成分，可以列举例如：表面活性剂、清洗剂、分散剂、防腐剂、消泡剂、金属离子掩蔽剂等，可以适当混合其中的1种以上。
碱(a)、脂肪酸(b)及水(c)以外的添加成分的含量没有特别限制，就所述的水(c)的优选含量而言，优选为16质量％以下，此外，从冷却液的溶液稳定性的观点出发优选为6质量％以下。
作为上述表面活性剂，可以使用非离子型、阴离子型、阳离子型或两性型的各种表面活性剂，其中，特别优选非离子型表面活性剂。作为非离子型表面活性剂，可以列举例如：聚氧乙烯烷基醚、嵌段型聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚、无规型聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚、嵌段型聚亚氧烷基乙二醇、无规型聚亚氧烷基乙二醇、嵌段型聚亚氧烷基乙二醇烷二胺和无规型聚亚氧烷基乙二醇烷二胺等聚氧乙烯醚类表面活性剂；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类表面活性剂；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类表面活性剂等，可以使用其中的1种或2种以上。
此外，也可以并用非离子型表面活性剂和阴离子型表面活性剂。而且，也可以使用公知的阳离子型表面活性剂、两性型表面活性剂。
此外，从食品安全性的观点出发，作为更优选的非离子型表面活性，可以列举：聚氧乙烯烷基醚、嵌段型聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚、无规型聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚、嵌段型聚亚氧烷基乙二醇、无规型聚亚氧烷基乙二醇、嵌段型聚亚氧烷基乙二醇烷二胺和无规型聚亚氧烷基乙二醇烷二胺等聚氧乙烯醚类表面活性剂；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类表面活性剂；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类表面活性剂。
作为上述清洗剂，从食品安全性的观点出发，可以列举例如：碱金属或碱土金属磺酸盐、碱金属或碱土金属水杨酸盐、碱金属或碱土金属酚盐、脂肪酸皂等，可以使用其中的1种或2种以上。
作为上述防腐剂，可以列举：酚类、三嗪类或异噻唑啉类的各种防腐剂等为代表的物质。具体而言，作为酚类，可以列举：邻苯基苯酚、邻苯基苯酚钠和2,3,4,6-四氯苯酚等。作为三嗪类，可以列举：六氢-1,3,5-三(2-羟乙基)-1,3,5-三嗪等。作为异噻唑啉类，可以列举：1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-异噻唑啉-3-酮等。可以使用以上防腐剂中的1种或2种以上。
此外，从食品安全性的观点出发，作为更优选的防腐剂，可以列举：邻苯基苯酚、邻苯基苯酚钠、六氢-1,3,5-三(2-羟乙基)-1,3,5-三嗪、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和2-甲基-异噻唑啉-3-酮等。
作为消泡剂，从食品安全性的观点出发，可以列举：有机硅乳液、高级醇、金属皂、乙烯-丙烯共聚物等。可以使用其中的1种或2种以上。
在本发明的层压金属板的DI成型方法中，使用如上所述的水基冷却液将层压金属板进行DI成型。此外，在本发明的层压DI成型体的制造方法中，使用如上所述的水基冷却液将层压金属板进行DI成型，由此制造DI罐等的层压DI成型体。
以下，对本发明的层压金属板的DI成型方法及层压DI成型体的制造方法的优选条件等进行说明。
首先，作为层压金属板的原材，可以使用例如钢板、铝板及铝合金板等，从经济性出发优选使用廉价的钢板。作为层压基底用的钢板，可以使用例如镀铬钢板、镀锡钢板等。作为镀铬钢板(无锡钢板)，优选钢板表面具有附着量为50～200mg/m2的金属铬层(上层)和金属铬换算的附着量为3～30mg/m2的铬氧化物层(下层)。此外，作为镀锡钢板，优选具有0.5～1.5g/m2的镀敷量。钢板的厚度没有特别限制，例如可以优选使用0.15～0.30mm的范围的钢板。
构成层压金属板的树脂层(层压膜)优选由聚酯树脂膜构成。此外，本发明的水基冷却液，在具有这样的树脂层的层压金属板的DI成型中特别有用。
聚酯树脂膜的机械强度优良，并且摩擦系数小，润滑性良好，对气体和液体的掩蔽效果即阻隔性优良，并且廉价。因此，能够充分承受DI成型这样延伸率达到300％的加工度高的成型，且被膜成型后仍牢固。
聚酯树脂的二元酸成分以对苯二甲酸作为主成分，二元醇成分以乙二醇作为主成分。而且，从聚酯树脂层的加工性和强度的平衡出发，优选含有8～20mol％的间苯二甲酸成分作为共聚成分。另外，结晶化温度优选为120～160℃。
共聚成分比例低时，分子容易取向，如果加工度增高，则存在产生薄膜剥离、或在罐高度方向上产生平行的裂纹(断裂)的倾向。另外，在对加工后的罐体实施热处理时也同样进行取向。从使取向进行难的观点出发，共聚成分的比例越高越好，但如果超过20mol％则膜成本增高因而经济性变差，除此之外，膜变得柔软，耐损伤性和耐化学性可能降低。
如果结晶化温度低于120℃，则非常容易结晶化，在高加工度的加工中，有时在膜树脂上产生裂纹或针孔。另一方面，若超过160℃，则结晶化速度非常慢，因此，即使通过150℃以上的热处理也不会充分结晶化，有时膜的强度或耐久性受到损害。
另外，还可以在树脂层中添加使用颜料、润滑剂、稳定剂等添加剂，还可以将具有其它功能的树脂层配置在树脂膜与上层之间、或者树脂膜与基底钢板之间，从而形成2层以上的树脂层。可优选使用厚度为5～50μm的树脂层。
通常，层压金属板的两面具有上述聚酯树脂层等树脂层。在金属板上层压树脂的方法没有特别限制。可以适当选择如下等方法：使双轴拉伸膜或无拉伸膜热压接的热压接法；使用T形模等直接在金属板上形成树脂层的挤出法。而且，也可以使用聚酯氨基甲酸酯类、饱和聚酯类等的粘合剂，使聚酯树脂膜贴合在基底金属板上，虽然确认通过任一种方法均能得到充分的效果，但热压接法由于与基底金属的粘合性优良，且不需要粘合剂等，因而在经济上有利。
在层压金属板的DI成型中，可以使用市售的拉深压力机和DI冲压装置，且不会因两种方法而引起差异。本发明的层压金属板DI成型用水基冷却液，特别适合在通过DI冲压装置的减薄拉深成型(及再拉深成型)中使用，在装置内循环来进行成型时的冷却。
另一方面，作为拉深压力机的拉深加工时的润滑，优选在层压金属板表面涂布蜡，以10～500mg/m2的涂布量涂布有熔点为30～80℃的石蜡或脂肪酸酯类蜡的层压金属板显示出良好的成型性。
对通过DI冲压装置进行成型而得到的成型体进行清洗或不进行清洗，为了进行干燥和提高与膜的粘合性实施热处理。此时的热处理温度优选为200℃以上。通过在200℃以上进行干燥处理，冷却液的含有成分几乎消失，得到安全性高的层压成型体(层压DI罐等)。另一方面，为了不使膜的耐久性变差，优选热处理温度为树脂层的熔点以下。另外，在DI成型后进行清洗时，利用水进行清洗即足够。
实施例
以厚度为0.20mm的调质度T3的镀铬钢板(金属Cr层：120mg/m2，Cr氧化物层：以金属Cr换算为10mg/m2)作为基底钢板，使用夹持辊将由双轴拉伸法制作的厚度为25μm的、10％间苯二甲酸共聚的聚对苯二甲酸乙二酯膜压接到加热至240℃的基底钢板的两面上，之后在1秒钟内进行水冷，然后，进行干燥，由此制作层压DI罐用的层压钢板。
通过在以下所示的条件下将如上操作所得的层压钢板进行DI成型来制造层压DI罐，在此时的再拉深加工及变薄拉深加工中使用表1～表3所示的水基冷却液。在该DI成型中，首先，以50mg/m2的涂布量在层压钢板的两面上涂布熔点为45℃的石蜡，之后，冲压出Φ123mm的坯料，并通过市售的拉深压力机将该坯料拉深成型为内径：Φ71mm、高：36mm的杯。然后，将该杯装入市售的DI冲压装置中，在冲头速度：200mm/秒、冲程：560mm的条件下进行再拉深加工以及3阶段的变薄拉深加工(各减少为20％、19％、23％)，最终成型为罐内径：52mm、罐高：90mm的层压DI罐。在该DI成型中，在50℃的温度下循环使用水基冷却液。此外，该水基冷却液使用自来水作为水。
通过以下所示的方法对所使用的水基冷却液的溶液稳定性进行评价。此外，通过以下所示的性能试验对DI成型时的脱模性、所制造的层压DI罐的耐腐蚀性(罐内表面的膜的牢固性)、对膜的损害、味觉评价进行评价。另外，对于DI成型性及DI成型后的耐腐蚀性的评价，对所得的层压DI罐喷射2分钟50℃的离子交换水，对表面进行清洗，然后，在210℃的干燥炉中干燥30秒后，进行试验。将以上的评价结果和使用的水基冷却液的组成/物性一起示于表1～表3。
(1)冷却液的溶液稳定性
对将冷却液在40℃保持1个小时后的溶液性状进行目视观察，对溶液稳定性进行评价。溶液性状的评价标准为○：透明、△：半透明、×：白浊。
(2)脱模性
DI成型时，从成型后的罐体拔出冲头时，如下所述对罐体的开口端挂到脱模机上而导致罐的开口端部变形的现象进行评价。
×：开口端发生的变形到达剪裁(トリミング)部。
△：开口端发生变形，但该变形没有到达剪裁部。
○：开口端发生变形，但该变性停留在开口端的边缘部分。
◎：开口端没有变形。
(3)耐腐蚀性(罐内表面的膜的牢固性)
通过罐内表面的膜的牢固性(膜缺陷少为良好)对耐腐蚀性进行评价。用锉刀使清洗、干燥后的层压DI罐的罐口损伤以使该基底钢板能够通电，然后，在罐内注入电解液(NaCl 1％溶液，温度25℃)并充满至罐口，之后，在罐体和电解液之间施加6.2V的电压。根据此时测定的电流值，如下进行评价。
×：大于1mA
△：大于0.1mA且1mA以下
○：大于0.01mA且0.1mA以下
◎：0.01mA以下
(4)对膜的损害
对于成型后的罐内表面的膜，评价由冷却液引起的损害。在清洗、干燥后的层压DI罐内填充各组成的冷却液并将盖子接合，进行蒸馏处理(125℃，90分钟)。蒸馏后打开盖子，通过锉刀使罐口损伤以使层压DI罐的基底钢板能够通电，然后，在罐内注入电解液(NaCl1％溶液，温度25℃)并充满至罐口，之后，在罐体和电解液之间施加6.2V的电压。根据此时测定的电流值，如下进行评价。
×：大于5mA
△：大于0.5mA且5mA以下
○：大于0.05mA且0.5mA以下
◎：0.05mA以下
(5)味觉评价
通过味觉感官试验对热处理后的罐内表面有无残留冷却液所含的成分进行评价。对热处理后的层压DI罐实施凸缘处理后，在罐内注入纯水并充满至罐口，然后将盖子接合进行蒸馏处理(125℃，90分钟)。5名试验者对该蒸馏处理后的罐内的水进行感官试验，并如下进行评价。
×：5人中的2人以上感到特异臭味或不同的味道
○：5人中的1人以下感到特异臭味或不同的味道
根据表1～表3，在使用本发明例No.1～43的水基冷却液的情况下，DI成型性(脱模性及耐腐蚀性)、膜损害、味觉评价中的任一项均得到良好的结果。另一方面，在使用比较例No.44～54的水基冷却液的情况下，DI成型性(脱模性及耐腐蚀性)、膜损害、味觉评价中的一项以上变差。
另外，使用本发明例的水基冷却液的情况下，确认在DI成型装置的钢制部件表面也具有防锈效果，即使通过长期使用或与冷却液长期接触，也不会发生生锈等问题。
产业上的利用可能性
本发明的层压金属板DI成型用水基冷却液，在层压金属板的DI成型中得到优良的DI成型性，而且具有如下性能：(i)不会给层压金属板的层压膜(特别是聚酯膜)带来损害；(ii)容易清洗，即使简化DI成型品的清洗工序仍能够得到食品安全性高的DI罐；(iii)冷却液虽然为水性但成型装置表面不容易生锈；等。因此，根据使用这种水基冷却液的本发明的层压金属板的DI成型方法以及层压DI成型体的制造方法，能够适当地进行层压金属板的DI成型，能够得到具有优良的品质、并且食品安全性和耐久性优良的层压DI成型体(例如，层压DI罐)。此外，由于成型后的清洗工序得到简化，因此还具有生产率增高的优点。因此，应用于生产上的可能性极高。

Claims (10)

1.一种DI成型方法，其特征在于，在对层压金属板进行拉深成型、再拉深加工以及减薄拉深成型的DI成型中，在所述再拉深加工以及减薄拉深成型这两者中使用水基冷却液，该水基冷却液含有选自链烷醇胺及碱金属氢氧化物中的至少1种的碱(a)、脂肪酸(b)及水(c)，并且，碱(a)和脂肪酸(b)的合计含量为0.02～4质量％，碳原子数为6～12的直链脂肪酸在脂肪酸(b)中所占的比例为80～100质量％。
2.如权利要求1所述的DI成型方法，其特征在于，所述水基冷却液中，碱(a)/脂肪酸(b)的摩尔比为0.2～3.0，并且，链烷醇胺/脂肪酸(b)的摩尔比为0～3.0，碱金属氢氧化物/脂肪酸(b)的摩尔比为0～1.8。
3.如权利要求1或2所述的DI成型方法，其特征在于，所述水基冷却液的40℃下的pH为7.3～11.5。
4.如权利要求1或2所述的DI成型方法，其特征在于，所述水基冷却液中，脂肪酸(b)中碳原子数为6～12的直链脂肪酸为选自己酸、辛酸及癸酸中的至少1种。
5.如权利要求3所述的DI成型方法，其特征在于，所述水基冷却液中，脂肪酸(b)中碳原子数为6～12的直链脂肪酸为选自己酸、辛酸及癸酸中的至少1种。
6.如权利要求1或2所述的DI成型方法，其特征在于，所述水基冷却液中，含有选自单乙醇胺、三乙醇胺、氢氧化钠、氢氧化钾中的至少1种作为碱(a)的至少一部分。
7.如权利要求3所述的DI成型方法，其特征在于，所述水基冷却液中，含有选自单乙醇胺、三乙醇胺、氢氧化钠、氢氧化钾中的至少1种作为碱(a)的至少一部分。
8.如权利要求1所述的DI成型方法，其特征在于，所述水基冷却液中，碱(a)为选自单乙醇胺、三乙醇胺、氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种，脂肪酸(b)为选自己酸、庚酸、辛酸、癸酸、十一酸、月桂酸、油酸中的至少一种，碱(a)和脂肪酸(b)的合计含量为0.02～3.76质量％，碳原子数为6～12的直链脂肪酸在脂肪酸(b)中所占的比例为88.2～100质量％，碱(a)/脂肪酸(b)的摩尔比为0.35～4.10，水(c)的含量为96.24质量％以上，所述水基冷却液的40℃下的pH为6.1～14.0。
9.如权利要求1所述的DI成型方法，其特征在于，构成层压金属板的金属板为镀铬钢板或镀锡钢板。
10.一种层压DI成型体的制造方法，其特征在于，使用权利要求1～9中任一项所述的DI成型方法对层压金属板进行DI成型来制造层压DI成型体。
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