JP3848398B2 - アルミニウム合金缶体の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、缶用アルミニウム合金板を絞り加工かつしごき加工する際に、潤滑剤としてエマルションを用いる有底筒状のアルミニウム合金缶体の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
飲料缶用のツーピース缶体として、有底筒状のアルミニウム合金缶体の開放端部に缶蓋を巻締めたものが知られている。前記有底筒状のアルミニウム合金缶体は、缶用アルミニウム合金板を、エマルションを潤滑剤として用い絞り加工かつしごき加工することにより製造されている。
【0003】
従来、前記絞り加工用潤滑剤としては、水を基材とし多価アルコールの高級脂肪酸エステルに乳化剤を配合させたエマルションが用いられている。しかしながら、前記従来の潤滑剤は、前記アルミニウム合金板の絞り加工の際に十分な流動性が得られないことがある。また、前記エマルションは、乳化状態が不安定になることがあり、粘度が上昇したり、または水層と油層とに分離することがあった。
【0004】
このため、前記従来の潤滑剤を用いて、前記アルミニウム合金板の絞り加工を行うと、前記潤滑剤の流動性の不足や粘度上昇またはエマルション相分離のために、前記アルミニウム合金板が部分的に加工機に接触し、得られた缶体に黒筋、ゴーリング、ルーパーライン等の外観不良が生じるとの不都合がある。前記不都合を解決するために、前記高級脂肪酸として不飽和脂肪酸を用いることが考えられる。
【0005】
しかしながら、前記高級脂肪酸として不飽和脂肪酸を用いると、前記のようにして得られた缶体に前記エマルションが僅かでも残留すると、前記不飽和脂肪酸のために内容物のフレーバー性が低減するとの不都合がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる不都合を解消して、外観性能および内容物のフレーバー性に優れた缶体を得ることができるアルミニウム合金缶体の製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明のアルミニウム合金缶体の製造方法は、缶用アルミニウム合金板を絞り加工かつしごき加工する際に、潤滑剤としてエマルションを用いる有底筒状のアルミニウム合金缶体の製造方法であって、
該絞り加工用潤滑剤は、水を基材とし、潤滑剤全体に対して、
(A)2〜10価の多価アルコール(但し、重合度3以上のポリエチレングリコールは除く)と炭素数8〜12の飽和脂肪酸とからなるエステル、5〜25質量%、
(B)重合度3〜20のポリエチレングリコールと炭素数8〜12の飽和脂肪酸のエステル、1.5〜7.5質量%、
(C)炭素数8〜12の飽和脂肪酸および/または炭素数8〜12の飽和脂肪酸と炭素数1〜16のアミンとの塩、飽和脂肪酸として0.5〜5質量%、
(D)数平均分子量400〜4000のポリオレフィンまたはその水素化物、0.5〜5質量%、
および
(E)フェノール系酸化防止剤、0.005〜0.25質量%
を含んでなるエマルションであることを特徴とする。
【0008】
かかる手段によれば、前記(A)成分および(B)成分のエステルを構成する脂肪酸を飽和脂肪酸としたので、前記のようにして得られた缶体に前記エマルションが残留していても、内容物のフレーバー性が損なわれることのないアルミニウム合金缶体を得ることができる。
【0009】
また、前記(A)成分のエステルを構成する脂肪酸の炭素数を8〜12としたので、潤滑性や低温時の流動性に優れたエマルションが得られる。
【0010】
また、本発明によれば、乳化剤として炭素数8〜12の飽和脂肪酸と重合度3〜20のポリエチレングリコールとのエステルと、炭素数8〜12の飽和脂肪酸および/または該飽和脂肪酸と炭素数1〜16のアミンとの塩とを併用するので、優れた乳化作用が得られる。また、前記乳化剤を構成する飽和脂肪酸の炭素数を8〜12としたので、潤滑性や低温時の流動性に優れた乳化剤が得られる。
【0011】
また、本発明によれば、数平均分子量400〜4000のポリオレフィンまたはその水素化物を特定量含むことによって、前記アルミニウム合金板の絞り加工に好適な粘度とすることができる。
【0012】
また、本発明では、フェノール系酸化防止剤を特定量含むことにより、前記の絞り加工によって得られたアルミニウム合金缶体に前記エマルションが残留していても、内容物のフレーバー性が損なわれることのないアルミニウム合金缶体を得ることができる。
【0013】
本発明では、前記(A)成分のエステルとして、炭素数8〜12の飽和脂肪酸と、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、ペンタエリトリトールからなる群から選ばれるヒンダードアルコールとのヒンダードエステルとすることにより、前記潤滑剤を用いて前記アルミニウム合金板の絞り加工を行う際に、さらに優れた潤滑性が得られる。
【0014】
また、トリアゾール系化合物はアルミニウム等の非鉄金属の表面に被膜を形成するので、本発明では、前記潤滑剤に必要に応じて、トリアゾール系金属不活性化剤を特定量含むことにより、加工機の腐食を防止することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
本実施形態の有底筒状のアルミニウム合金缶体の製造方法は、JISのH4000(1988)に規定された合金番号3004のアルミニウム合金板を、潤滑剤としてエマルションを用いて絞り加工かつしごき加工するものである。
【0016】
本実施形態では、該絞り加工用潤滑剤は、水を基材とし、潤滑剤全体に対して、
(A)2〜10価の多価アルコール(但し、重合度3以上のポリエチレングリコールは除く)と炭素数8〜12の飽和脂肪酸とからなるエステル、5〜25質量%、
(B)重合度3〜20のポリエチレングリコールと炭素数8〜12の飽和脂肪酸のエステル、1.5〜7.5質量%、
(C)炭素数8〜12の飽和脂肪酸および/または炭素数8〜12の飽和脂肪酸と炭素数1〜16のアミンとの塩、飽和脂肪酸として0.5〜5質量%、
(D)数平均分子量400〜4000のポリオレフィンまたはその水素化物、0.5〜5質量%、
および
(E)フェノール系酸化防止剤、0.005〜0.25質量%
を含んでなるエマルションであることを特徴とする。
【0017】
基材の水としては任意のものが使用でき、具体的には例えば、水道水、工業用水、イオン交換水、蒸留水等が用いられ、また硬水であっても軟水であってもよい。
【0018】
前記(A)成分のエステルの前記潤滑剤全体に対する割合が、5質量%未満では前記エマルションにおいて十分な潤滑性を得ることができず、25質量%を超えてもそれ以上の効果の向上が期待できない。
【0019】
前記(A)成分のエステルを構成する炭素数8〜12の飽和脂肪酸は、具体的には、オクタン酸(C7 H15COOH、カプリル酸を含む)、ノナン酸(C8 H17COOH、ペラルゴン酸を含む)、デカン酸(C9 H19COOH、カプリン酸を含む)、ウンデカン酸(C10H21COOH、ウンデシル酸を含む)、ドデカン酸(C11H23COOH、ラウリン酸を含む)であり、該飽和脂肪酸は直鎖状でもよく分岐状であってもよい。前記飽和脂肪酸の炭素数が7未満であるときには十分な粘度が得られず、前記潤滑剤をエマルションにしたときに潤滑性が不十分となり、炭素数が13を超えると低温時に固化して析出するので好ましくない。また、不飽和脂肪酸を用いると、前記潤滑剤組成物のエマルションが製造された缶体に付着、残留したときに、内容物のフレーバー性が損なわれるので好ましくない。
【0020】
また、前記エステルを構成する2〜10価の多価アルコール(但し、重合度3以上のポリエチレングリコールは除く)は、具体的には、エチレングリコール、ジ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、ポリプロピレングリコール(プロピレングリコールの3〜15量体)、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,2−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,3−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール等の2価アルコール;グリセリン、ポリグリセリン(グリセリンの2〜8量体、例えばジグリセリン、トリグリセリン、テトラグリセリン等)、トリメチロールアルカン(トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン等)およびこれらの2〜8量体、ペンタエリスリトールおよびこれらの2〜4量体、1,2,4−ブタントリオール、1,3,5−ペンタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,3,4−ブタンテトロール、ソルビトール、ソルビタン、ソルビトールグリセリン縮合物、アドニトール、アラビトール、キシリトール、マンニトール等の多価アルコール;キシロース、アラビノース、リボース、ラムノース、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、ソルボース、セロビオース、マルトース、イソマルトース、トレハロース、シュクロース等の糖類を挙げることができる。
【0021】
前記多価アルコールの中でも、エチレングリコール、ジ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、ポリプロピレングリコール(プロピレングリコールの3〜10量体)、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,2−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールアルカン(トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン等)、ペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,3,5−ペンタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,3,4−ブタンテトラオール等の2〜4価の多価アルコールが良好な潤滑性能が得られる点で好ましく、さらにこの中でもエチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが好ましく、特にネオペンチルグリコール(下記式(1))、トリメチロールプロパン(下記式(2))、ペンタエリスリトール(下記式(3))が低温でも良好な潤滑性能が得られる点で最も好ましい。
【0022】
【化1】
【0023】
【化2】
【0024】
【化3】
【0025】
前記飽和脂肪酸と前記多価アルコールからは、例えば、前記式(1)〜(3)に対応して、下記式(1’)〜(3’)のエステルが得られる。
【0026】
【化4】
【0027】
【化5】
【0028】
【化6】
【0029】
尚、前記式(1’)〜(3’)では、多価アルコール中の水酸基が全てエステル化されている完全エステルとして示しているが、前記エステルは多価アルコール中の水酸基の少なくとも1個がエステル化されていて、該水酸基の少なくとも1個がエステル化されていない部分エステルであってもよい。
【0030】
前記(B)成分のエステルの前記潤滑剤全体に対する割合が、1.5質量%未満では前記エマルジョンにおいて安定な乳化状態を得ることができず、7.5質量%を超えると前記エマルションにおいてそれ以上の効果が期待できずコストが上がり、また廃水処理性が低下するなどして好ましくない。
【0031】
前記(B)成分に用いる飽和脂肪酸としては、前記(A)成分のエステルに用いるものと同様の飽和脂肪酸を用いることができる。
【0032】
前記(B)成分において、飽和脂肪酸とエステルを構成するポリエチレングリコールは、重合度が3〜20のものが用いられ、特に乳化性のために重合度が3〜10のものが好ましい。
【0033】
また、前記ポリエチレングリコールは、数平均分子量が100〜600のものが用いられ、特に乳化安定性のために数平均分子量が200〜400のものが好ましい。数平均分子量が100未満では前記エマルションの乳化性が不十分になり、600を超えると前記エマルションの乳化性が不十分になると共に、容易に廃水処理できなくなる。
【0034】
前記飽和脂肪酸とポリエチレングリコールとのエステルは、モノエステルであってもよく、ジエステルであってもよい。また、前記エステルがジエステルである場合に、前記ポリエチレングリコールと前記エステルを構成する飽和脂肪酸は、互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。
【0035】
さらに、前記エステルは、単一のエステルであってもよく、2種以上のエステルの混合物であってもよい。
【0036】
前記(C)成分の炭素数8〜12の飽和脂肪酸および/または該飽和脂肪酸と炭素数1〜16のアミンとの塩の前記潤滑剤全体に対する割合が、飽和脂肪酸として0.5質量%に満たない場合は潤滑性不足となり、5質量%を超える場合は工具が腐食しやすくなる。
【0037】
前記(C)成分に用いる飽和脂肪酸としては、前記(A)成分のエステルに用いるものと同様の飽和脂肪酸を用いることができる。該飽和脂肪酸はそのまま用いてもよく、炭素数1〜16のアミンとの塩の形で用いてもよい。また、前記飽和脂肪酸と、その炭素数1〜16のアミン塩とを混合して用いてもよい。前記飽和脂肪酸を前記アミンとの塩の形で用いることにより、前記エマルションの液性が弱アルカリ性となるので雑菌の増殖を防止することができ、優れた耐腐敗性を得ることができる。
【0038】
前記アミンとして、具体的には、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノプロピルアミン(全ての異性体を含む)、ジプロピルアミン(全ての異性体を含む)、トリプロピルアミン(全ての異性体を含む)、モノブチルアミン(全ての異性体を含む)、ジブチルアミン(全ての異性体を含む)、トリブチルアミン(全ての異性体を含む)、モノペンチルアミン(全ての異性体を含む)、ジペンチルアミン(全ての異性体を含む)、トリペンチルアミン(全ての異性体を含む)、モノヘキシルアミン(全ての異性体を含む)、ジヘキシルアミン(全ての異性体を含む)、モノヘプチルアミン(全ての異性体を含む)、ジヘプチルアミン(全ての異性体を含む)、モノオクチルアミン(全ての異性体を含む)、ジオクチルアミン(全ての異性体を含む)、モノノニルアミン(全ての異性体を含む)、モノデシルアミン(全ての異性体を含む)、モノウンデシルアミン(全ての異性体を含む)、モノドデシルアミン(全ての異性体を含む)、ドデシルジメチルアミン(全ての異性体を含む)、モノトリデシルアミン(全ての異性体を含む)、モノテトラデシルアミン(全ての異性体を含む)、モノペンタデシルアミン(全ての異性体を含む)、モノヘキサデシルアミン(全ての異性体を含む)等のアルキルアミン;モノベンジルアミン、(1−フェニルエチル)アミン、(2−フェニルエチル)アミン(別名:モノフェネチルアミン)、ジベンジルアミン、ビス(1−フェニルエチル)アミン、ビス(2−フェニルエチル)アミン(別名:ジフェネチルアミン)等の芳香族置換アルキルアミン;モノシクロペンチルアミン、ジシクロペンチルアミン、トリシクロペンチルアミン、モノシクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、モノシクロヘプチルアミン、ジシクロヘプチルアミン等の炭素数5〜16のシクロアルキルアミン、および(メチルシクロペンチル)アミン(全ての置換異性体を含む)、ビス(メチルシクロペンチル)アミン(全ての置換異性体を含む)、(ジメチルシクロペンチル)アミン(全ての置換異性体を含む)、ビス(ジメチルシクロペンチル)アミン(全ての置換異性体を含む)、(エチルシクロペンチル)アミン(全ての置換異性体を含む)、ビス(エチルシクロペンチル)アミン(全ての置換異性体を含む)、(メチルエチルシクロペンチル)アミン(全ての置換異性体を含む)、ビス(メチルエチルシクロペンチル)アミン(全ての置換異性体を含む)、(ジエチルシクロペンチル)アミン(全ての置換異性体を含む)、(メチルシクロヘキシル)アミン(全ての置換異性体を含む)、ビス(メチルシクロヘキシル)アミン(全ての置換異性体を含む)、(ジメチルシクロヘキシル)アミン(全ての置換異性体を含む)、ビス(ジメチルシクロヘキシル)アミン(全ての置換異性体を含む)、(エチルシクロヘキシル)アミン(全ての置換異性体を含む)、ビス(エチルシクロヘキシル)アミン(全ての置換異性体を含む)、(メチルエチルシクロヘキシル)アミン(全ての置換異性体を含む)、(ジエチルシクロヘキシル)アミン(全ての置換異性体を含む)、(メチルシクロヘプチル)アミン(全ての置換異性体を含む)、ビス(メチルシクロヘプチル)アミン(全ての置換異性体を含む)、(ジメチルシクロヘプチル)アミン(全ての置換異性体を含む)、(エチルシクロヘプチル)アミン(全ての置換異性体を含む)、(メチルエチルシクロヘプチル)アミン(全ての置換異性体を含む)、(ジエチルシクロヘプチル)アミン(全ての置換異性体を含む)等の脂環族アミン;モノメタノールアミン、ジメタノールアミン、トリメタノールアミン、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、モノ(n−プロパノール)アミン、ジ(n−プロパノール)アミン、トリ(n−プロパノール)アミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、モノブタノールアミン(全ての異性体を含む)、ジブタノールアミン(全ての異性体を含む)、トリブタノールアミン(全ての異性体を含む)、モノペンタノールアミン(全ての異性体を含む)、ジペンタノールアミン(全ての異性体を含む)、トリペンタノールアミン(全ての異性体を含む)、モノヘキサノールアミン(全ての異性体を含む)、ジヘキサノールアミン(全ての異性体を含む)、モノヘプタノールアミン(全ての異性体を含む)、ジヘプタノールアミン(全ての異性体を含む)、モノオクタノールアミン(全ての異性体を含む)、モノノナノールアミン(全ての異性体を含む)、モノデカノールアミン(全ての異性体を含む)、モノウンデカノールアミン(全ての異性体を含む)、モノドデカノールアミン(全ての異性体を含む)、モノトリデカノールアミン(全ての異性体を含む)、モノテトラデカノールアミン(全ての異性体を含む)、モノペンタデカノールアミン(全ての異性体を含む)、モノヘキサデカノールアミン(全ての異性体を含む)、ジエチルモノエタノールアミン、ジエチルモノプロパノールアミン(全ての異性体を含む)、ジエチルモノブタノールアミン(全ての異性体を含む)、ジエチルモノペンタノールアミン(全ての異性体を含む)、ジプロピルモノエタノールアミン(全ての異性体を含む)、ジプロピルモノプロパノールアミン(全ての異性体を含む)、ジプロピルモノブタノールアミン(全ての異性体を含む)、ジプロピルモノペンタノールアミン(全ての異性体を含む)、ジブチルモノエタノールアミン(全ての異性体を含む)、ジブチルモノプロパノールアミン(全ての異性体を含む)、ジブチルモノブタノールアミン(全ての異性体を含む)、ジブチルモノペンタノールアミン(全ての異性体を含む)、モノエチルジエタノールアミン、モノエチルジプロパノールアミン(全ての異性体を含む)、モノエチルジブタノールアミン(全ての異性体を含む)、モノエチルジペンタノールアミン(全ての異性体を含む)、モノプロピルジエタノールアミン(全ての異性体を含む)、モノプロピルジプロパノールアミン(全ての異性体を含む)、モノプロピルジブタノールアミン(全ての異性体を含む)、モノプロピルジペンタノールアミン(全ての異性体を含む)、モノブチルジエタノールアミン(全ての異性体を含む)、モノブチルジプロパノールアミン(全ての異性体を含む)、モノブチルジブタノールアミン(全ての異性体を含む)、モノブチルジペンタノールアミン(全ての異性体を含む)等のアルカノールアミンを挙げることができる。
【0039】
前記(D)成分の数平均分子量400〜4000のポリオレフィンまたはその水素化物は、その前記潤滑剤全体に対する割合が0.5質量%未満では粘度調整の効果を得ることができず十分な潤滑性を示さなくなる。また、5質量%を超えると粘度が高くなり過ぎて、前記エマルションにおいて十分な流動性が得られなくなる。
【0040】
前記ポリオレフィンとしては、炭素数2〜10のオレフィンを重合させたものを挙げることができるが、特にポリブテン、ポリイソブテン、炭素数5〜10のα−オレフィンのオリゴマー、エチレン−プロピレン共重合体等が絞り加工に適した粘度が得られる点で好ましい。また、前記水素化物としては、前記各ポリオレフィンを水素化処理したものを用いることができる。
【0041】
前記(E)成分のフェノール系酸化防止剤は、その前記潤滑剤全体に対する割合が、0.005重量%未満では前記エステルの酸化分解を抑制する効果を得ることができずフレーバー性が低下し、0.25質量%を超える場合はそれ以上の効果の向上が見られず、コストが高くなる。本実施形態では、前記フェノール系酸化防止剤として、2,6−ジ−t−ブチルパラクレゾール、4,4−メチレンビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、4,4−メチレンビス(6−t−ブチル−o−クレゾール)等を前記範囲で前記潤滑剤に添加する。
【0042】
本発明の潤滑剤において、(F)成分としてトリアゾール系金属不活性化剤をさらに併用する場合は、その前記潤滑剤全体に対する割合が、0.005質量%未満では前記エマルションにおいて加工機等のアルミニウムを含む金属の腐食を抑制する効果を得ることができず、0.25質量%を超える場合はそれ以上の効果の向上が見られず、コストが高くなる。本発明の一実施形態では、前記トリアゾール系金属不活性化剤として、ベンゾトリアゾール、3−アミノ−4(t−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール等を前記範囲で前記潤滑剤に添加する。
【0043】
本発明で用いる絞り加工用潤滑剤は、水を基材とし、上記(A)〜(E)成分、必要に応じて(F)成分を所定の量、比で含有するものであり、その構成成分のみによって絞り加工用潤滑剤として各種性能に優れた効果を発揮するものであるが、その優れた性能を高める目的で、必要に応じて種々の公知の添加剤を配合させることができる。
【0044】
これらの添加物としては例えば、スルホン酸塩、リン酸およびリン酸塩、ホウ素化合物等の錆止め剤;フェノール系、アミン系、イオウ系、リン系、塩素系の酸化防止剤;ベンゾトリアゾール等の窒素化合物、イオウおよび窒素を含む化合物等の腐食防止剤;フェノール系、ホルムアルデヒド供与体化合物、サリチルアニリド系化合物等の防腐剤;シリコーン油等の消泡剤;脂肪酸、エステル、アルコール等の油性剤;硫酸およびスルホン酸エステル等のアニオン系界面活性剤、およびポリオキシエチレン化合物等のノニオン系界面活性剤等が挙げられ、これらを単独、または2種以上組み合わせて添加することができる。これらの添加剤の含有量は、通常10質量%以下、好ましくは5質量%以下(いずれも絞り加工用潤滑剤全量基準;合計量)である。
【0045】
本発明で用いられる絞り加工用潤滑剤は、これを使用している状態において、前記(A)〜(E)成分(必要に応じて、(F)成分およびその他の添加剤)を所定の含有量で含有していればよい。従って、組成物の保管に際しては、水を基材とし所定の組成となるように各成分を配合し、これを使用時まで保管しておくことができるほか、本発明で規定する含有量より各成分の含有量が多い原液組成物を調製して、これを使用時まで保管し、絞り加工用潤滑剤として使用する際にこの原液組成物を水で希釈し、本発明で規定する組成に調製してもよい。
【0046】
本発明において、アルミニウム合金板を絞り加工する際に用いられる潤滑剤としては、前記のような組成を有する潤滑剤をエマルションの状態、つまり全体として白濁した外観を示すような状態で使用することが重要である。絞り加工用潤滑剤として、不水溶性潤滑油を用いた場合は洗浄性に劣り、ソリューションタイプの潤滑剤を用いた場合は加工性、廃水処理性に問題がありそれぞれ好ましくない。尚、一般的にエマルションにおいて、油滴構成成分は1〜5μmの粒径を有する。
【0047】
また、本発明においては、絞り加工用潤滑剤として上記のような特定の組成を有するエマルションを用いると共に、しごき加工用潤滑剤としてもエマルションを用いることが重要である。ここで、しごき加工用潤滑剤としては、エマルションであればよく任意の組成を有するものが使用可能であり、通常鉱油、合成油および油脂等からなる油滴構成成分を乳化剤で水中に分散させたものが使用される。また、しごき加工の際に不水溶性潤滑剤を用いた場合は冷却性に劣り、ソリューションタイプの潤滑剤を用いた場合は廃水処理性に問題があり、それぞれ好ましくない。
【0048】
【実施例】
本実施例に用いた潤滑剤の組成を下記表1および表2に示す。表1および表2示の組成における前記(A)〜(E)成分として、下記の化合物を用いた。
(A)成分
A1:ネオペンチルグリコールカプリン酸ジエステル
A2:トリメチロールプロパンカプリン酸トリエステル
A3:ペンタエリスリトールカプリン酸テトラエステル
A4:ネオペンチルグリコールラウリン酸ジエステル
A5:トリメチロールプロパンラウリン酸トリエステル
A6:ペンタエリスリトールラウリン酸テトラエステル
A7:トリメチロールプロパンラウリン酸ジエステル
(B)成分
B1:ポリエチレングリコール(重合度3〜10、数平均分子量300)カプリン酸モノエステル
B2:ポリエチレングリコール(重合度3〜8、数平均分子量200)ラウリン酸モノエステル
B3:ポリエチレングリコール(重合度3〜10、数平均分子量300)ラウリン酸モノエステル
(C)成分
C1:3,5,5−トリメチルヘキサン酸
C2:カプリン酸
C3:ラウリン酸
C4:トリエタノールアミン
C5:ジシクロヘキシルアミン
(D)成分
D1:ポリαオレフィン(数平均分子量500)
D2:ポリαオレフィン(数平均分子量2000)
D3:ポリαオレフィン(数平均分子量4000)
(E)成分
E1:2,6−ジ−t−ブチルパラクレゾール
(F)成分
F1:ベンゾトリアゾール
また、比較例に用いた潤滑剤の組成を下記表3および表4に示す。本比較例では、前記(A)〜(D)成分の全部または一部を前記(A)〜(D)成分に対応する下記の化合物に替えたものがある。
(A)成分に対応する成分
A8:ネオペンチルグリコールオレイン酸ジエステル
A9:トリメチロールプロパンオレイン酸トリエステル
A10:ペンタエリスリトールオレイン酸テトラエステル
(B)成分に対応する成分
B4:ポリエチレングリコール(重合度3〜9、数平均分子量270)ノニルフェニルエーテル
B5:ポリエチレングリコール(重合度3〜10、数平均分子量310)ノニルフェニルエーテル
(C)成分に対応する成分
C6:オレイン酸
(D)成分に対応する成分
D4:ポリαオレフィン(数平均分子量340)
D5:ポリαオレフィン(数平均分子量6000)
また、本比較例では前記実施例の(A)〜(F)成分に対応しない下記(G)成分を添加したものがある。
(G)成分
G1:鉱油(パラフィン系鉱油、40℃動粘度480mm2 /s)
前記表1乃至表4に示す潤滑剤の乳化安定性および工具腐食性について試験すると共に、缶用アルミニウム合金板をエマルションを用いて絞り加工かつしごき加工する際に、絞り加工用潤滑剤として前記潤滑剤を用いて有底筒状缶体を製造し、得られた有底筒状缶体の外観およびフレーバー性について試験した。結果を表1乃至表4に併せて示す。
【0049】
前記乳化安定性は、まず、100mlのメスシリンダーに供試潤滑剤80mlを加えて、上下に100回振盪して、3日放置した後の状態を観察し、分離がない場合を○、一部分離がある場合を△、分離がある場合を×とすることにより評価した。
【0050】
前記工具腐食性は、まず、250mlの密封ガラスビンに供試潤滑剤を100ml取り、これにダイス(工具)と同一材質で所定重量の試験片を浸漬した。そして、前記密封ガラスビンを振盪しながら50℃に168時間保持した後、該試験片の重量減を測定することにより、工具腐食性を評価した。
【0051】
前記有底筒状缶体は、JISのH4000(1988)に規定された合金番号3004のアルミニウム合金板にエマルションを塗布して絞り加工かつしごき加工することにより製造した。前記アルミニウム合金板には、製造時にコスモ石油株式会社製リ・オイル(商品名:HCR−1M)が塗布されている。
【0052】
前記絞り加工かつしごき加工の工具条件は、超鋼製パンチ(径60.05mm)と、超鋼製ダイスを用い、ダイスの径はリ・ドロー66.690mm、1段目のしごき66.530mm、2段目のしごき66.400mm、3段目のしごき66.270mmである。尚、前記絞り加工には、前記アルミニウム合金板に本実施例の潤滑剤または前記比較例の潤滑剤を塗布して加工を行い、次いで前記しごき加工には、冷却剤として日本クェーカー・ケミカル社製クーラント(商品名:J−602A)を使用した。
【0053】
そして、前記のようにして500缶成形した後の100缶をサンプリングして洗浄し、60缶を無作為に抽出して、缶体表面に発生した黒筋を目視で観察し、評価した。黒筋の評価は、黒筋の全く発生していない缶体を1点とし、全周に亘って発生している缶体を5点として、その間を0.5点ごとに区分する9段階評点法により行い、前記60缶の平均点で示した。
【0054】
また、前記フレーバー性に関する試験は、前記潤滑性に関する試験と全く同一条件で製造した缶体を洗浄、乾燥したのち、内容物として超純水を充填し、家庭用ラップフィルムで密封し、10℃に24時間保持したのち、三点識別法(○:さらに良好、△:良好、×:不良)でフレーバー性を評価することにより行った。
【0055】
【表1】
【0056】
【表2】
【0057】
表1および表2から、本実施例の各潤滑剤は、優れた乳化安定性を備え、工具の腐食が少ないことが明らかである。また、本実施例の各潤滑剤を用いて絞り加工を行うことにより、黒筋が少なく優れた外観特性を備え、しかもフレーバー特性に優れた有底筒状缶体を得ることができることが明らかである。
【0058】
また、実施例11,12の潤滑剤のように、(F)成分としてベンゾトリアゾール(トリアゾール系金属不活性化剤)を添加したときには、特に工具腐食性に優れていることが明らかである。
【0059】
【表3】
【0060】
【表4】
【0061】
表3および表4から、次のことが明らかである。
【0062】
まず、(A)成分の飽和脂肪酸に替えて不飽和脂肪酸であるオレイン酸を用いた比較例1,2では、フレーバー性に劣ることが明らかである。
【0063】
次に、(B)成分のポリエチレングリコールの飽和脂肪酸エステルに替えてポリエチレングリコールの飽和脂肪酸エステルではない化合物を用いた比較例3,4では、得られた有底筒状缶体の外観特性が劣り、潤滑性能に劣ることが明らかである。
【0064】
次に、(C)成分の飽和脂肪酸に替えて不飽和脂肪酸であるオレイン酸を用い、アミンを全く用いなかった比較例5では、乳化安定性に劣ることが明らかである。尚、比較例5の潤滑剤は前記のように乳化安定性に劣るため、工具腐食性は試験せず、アルミニウム合金板の絞り加工かつしごき加工にも用いなかった。
【0065】
次に、(C)成分の飽和脂肪酸に替えて不飽和脂肪酸であるオレイン酸を用いた比較例6では、フレーバー性に劣ることが明らかである。
【0066】
次に、(D)成分のポリαオレフィンに替えて、数平均分子量が小さいポリαオレフィンを用いた比較例7と、数平均分子量が大きいポリαオレフィンを用いた比較例8とでは、いずれも得られた有底筒状缶体の外観特性が劣り、潤滑性能に劣ることが明らかである。
【0067】
次に、(E)成分を全く含まない比較例9では、フレーバー性に劣ることが明らかである。
【0068】
次に、(A)成分の含有量が少ない比較例10では、得られた有底筒状缶体の外観特性が劣り、潤滑性能に劣ることが明らかである。
【0069】
次に、(B)成分の含有量が少ない比較例11では、乳化安定性に劣ることが明らかである。尚、比較例11の潤滑剤は前記のように乳化安定性に劣るため、工具腐食性を試験せず、アルミニウム合金板の絞り加工かつしごき加工にも用いなかった。
【0070】
次に、(C)成分の飽和脂肪酸の含有量が少ない比較例12では、得られた有底筒状缶体の外観特性が劣り、潤滑性能に劣ることが明らかである。また、(C)成分の飽和脂肪酸の含有量が多い比較例13では、工具腐食性試験における材料の減量が多く、工具腐食性に劣ることが明らかである。
【0071】
次に、(D)成分の含有量が少ない比較例14と、(D)成分の含有量が多い比較例15とでは、いずれも得られた有底筒状缶体の外観特性が劣り、潤滑性能に劣ることが明らかである。
【0072】
次に、(A)成分および(C)成分の飽和脂肪酸に替えて不飽和脂肪酸であるオレイン酸を用い、(D)成分を全く含まない替わりに(G)成分として鉱油を含む比較例16では、乳化性に難があると共に、得られた有底筒状缶体の外観特性が劣り、潤滑性能に劣ることが明らかである。
【0073】
次に、実施例12の潤滑剤と比較例16の潤滑剤とを用いて、耐腐敗性の比較を行った。前記耐腐敗性は、まず、希釈液として純水100ミリリットルを滅菌した平底フラスコに採取し、これに種菌として、各潤滑剤の腐敗液を好気性菌用の液体培地で培養したものを、各1ミリリットル接種した。そして、30℃で培養し、初日、3日後、7日後、10日後に試料希釈液の一部を無菌的に接種し、平板希釈法により生菌数を測定した。結果を下記の表5に示す。
【0074】
【表5】
【0075】
表5から、実施例12の潤滑剤では培養日数が長くなっても好気性菌の増殖傾向は認められないが、比較例16の潤滑剤では培養日数が長くなるにつれて好気性菌の増殖傾向が認められ、実施例12の潤滑剤が優れた耐腐敗性を有することが明らかである。
【0076】
次に、実施例12の潤滑剤と比較例16の潤滑剤とを用いて、前記絞り加工かつしごき加工時の加工エネルギーおよび成形荷重と、成形された缶体をパンチから抜き取るときのストリッピング荷重とを測定して、潤滑性を評価した。結果を下記表6に示す。尚、表6の数値は、20缶の平均値であり、加工エネルギーの単位はジュール、成形荷重およびストリッピング荷重の単位はニュートンである。
【0077】
【表6】
【0078】
表6から、実施例12の潤滑油によれば、加工エネルギー、成形荷重およびストリッピング荷重の全てが比較例16の潤滑剤よりも小さく、優れた潤滑性を有することが明らかである。
Claims (3)
- 缶用アルミニウム合金板を絞り加工かつしごき加工する際に、潤滑剤としてエマルションを用いる有底筒状のアルミニウム合金缶体の製造方法であって、
該絞り加工用潤滑剤は、水を基材とし、潤滑剤全体に対して、
(A)2〜10価の多価アルコール(但し、重合度3以上のポリエチレングリコールは除く)と炭素数8〜12の飽和脂肪酸とからなるエステル、5〜25質量%、
(B)重合度3〜20のポリエチレングリコールと炭素数8〜12の飽和脂肪酸のエステル、1.5〜7.5質量%、
(C)炭素数8〜12の飽和脂肪酸および/または炭素数8〜12の飽和脂肪酸と炭素数1〜16のアミンとの塩、飽和脂肪酸として0.5〜5質量%、
(D)数平均分子量400〜4000のポリオレフィンまたはその水素化物、0.5〜5質量%、
および
(E)フェノール系酸化防止剤、0.005〜0.25質量%
を含んでなるエマルションであることを特徴とするアルミニウム合金缶体の製造方法。 - 前記(A)成分のエステルは、炭素数8〜12の飽和脂肪酸と、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、ペンタエリトリトールからなる群から選ばれるヒンダードアルコールとのヒンダードエステルであることを特徴とする請求項1記載のアルミニウム合金缶体の製造方法。
- 前記絞り加工用潤滑剤は、さらにトリアゾール系金属不活性化剤を該潤滑剤全体に対して0.01〜1.0質量%含むことを特徴とする請求項1または請求項2記載のアルミニウム合金缶体の製造方法。
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