JPS6028497A - 絞り−しごき缶成形用水溶性ク−ラント - Google Patents

絞り−しごき缶成形用水溶性ク−ラント

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JPS6028497A
JPS6028497A JP58135897A JP13589783A JPS6028497A JP S6028497 A JPS6028497 A JP S6028497A JP 58135897 A JP58135897 A JP 58135897A JP 13589783 A JP13589783 A JP 13589783A JP S6028497 A JPS6028497 A JP S6028497A
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野田　志知
Yoshiharu Hida
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Isao Watabiki
綿引　勲
Yasushi Ishimoto
靖 石本
Takuro Handa
半田　卓郎
Hitoshi Umemura
梅村　仁
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、絞り−しどき缶成形用水溶性クーラントに関
するもので、より詳ＭＶｃは、金属素材、特に錫メッキ
鋼板の絞り−しごき加工による製缶時に冷却及び潤滑に
使用され、高速度下での絞り一しごき成形加工時の潤滑
性及び〜動性に優れ、絞り−しごき成形加工により形成
された缶胴体のしごき用ポンチからの抜き取り、即ちス
トリッピングが容易であり、且つしごき用ポンチから抜
き取った後のクーラントを洗浄する工程において、水単
独にて洗浄することが可能で且つ排水処理も容易である
水溶性クーラントに関する。
絞り−しごき缶は、缶胴周囲に継目がなく、全面印刷が
可能でしかも外観特性が良好であり、且つ側壁部の肉厚
が薄く、金属素材の使用量が少なくてよい等の利点を有
するため、ビール缶や炭酸飲料缶等の内圧缶の用途に広
く使用されて−・る。
この絞り−しどき缶は、絞り加工で得られた浅絞りカッ
プを、しごきポンチとしごきダイスとの間で数次にわた
るしごき加工に付することにより製造されるが、このし
ごき加工に際しては、工具と金属素材との間に冷却と淵
滑とを爺ねるクーラントを供給して加工を行うことが必
須不５ｆ欠である。
従来、この種のクーラントとしては、鉱物油、天然油脂
類或いは合成油等を基油とし、それに各種界面活性剤、
添加剤を加えて水性エマルジョンとしたものが使用され
てきｌｊ。しかしながら、これらの公知のクーラントは
、壽却効果に難かあり、高速化及び生産性向上か概して
ｌ、［］ＵＭであると共に、缶胴のポンチからの抜＊（
ストリッピング）が困難であるという問題を有している
。即ち、絞り−しごき缶では側壁部が極度に薄肉化され
ているため、ストリッピング荷重（加工方向と逆方向に
加わる）が犬きくなると、側壁部の座屈が生じて容器の
用途に使用不可能となるのである。筐た、水に不溶のも
のを強制的に分散させているため、被洗浄性が悪く、ア
ルカリ脱脂工程が必要であるという操作上の煩しさがあ
る。更に、合成油系の潤滑剤、特に水浴性系の潤滑剤を
使用したものでは、排水中の潤滑剤を、通常の凝集沈澱
法や活性汚泥法では分離することが困難であるという問
題もある。
従って、本発明の目的は、上述した欠点が解消された絞
り−しどき缶成形用水性クーラントを提供するにある。
本発明の他の目的は、用いる潤滑剤成分が水溶性である
と共に、金属素材、特に錫メッキ鋼板の絞り−しごき加
工による製缶時に水性組成物の形で／！ｆ却及び４１滑
に使用され、高速匿下での絞り一しごき成形加工時のＲ
脚注及び潤滑性に優れ、絞す−しごき成形加工により形
成された缶胴体のしごき用ポンチからの抜き取り、即ち
ストリッピングが容易であり、且つしごき用ポンチから
抜き取った後の潤滑剤を洗浄する工程において、水単独
にて洗浄することが可能であり、しかも排水処理が容易
に行い得る水溶性クーラントを提供するにある。
本発明の更に他の目的は、加工中及び加工後においても
優れた防錆性能も同時に達成される絞す−しどき缶成形
用水溶性クーラントラ提供するにある。
本発明によれば、高級不飽和脂肪酸又はそのエステルの
一種又は二種以上のエポキシ化物をリン酸化して得られ
るリン含有化合物を０．１乃至２０重量％含有する水溶
液から成ることを特徴とする絞り−しごき缶成形用水溶
性クーラントか提供される。
本発明に用いるリン含有化合物は同一分子内に、油性、
潤滑性能を発揮する高級脂肪酸部分と、水浴性、極圧性
能、防錆性能等を発揮するリン酸エステル部分とを有し
ているという特徴を有する。
即ち、このクーラントにおいては、潤滑剤成分が水に溶
解した状態で存在するため冷却効果に優れており、また
上記画部分を有することに関連してリン含有化合物であ
ることから境界潤滑性に優れており、高速での絞り−し
どき加工が可能となる。
しかも、このクーラントにおいては高圧時の粘度上昇が
低く、ス）　ＩＪラッピング時液膜を破るための剪断力
も小さくストリッピング性も良好であるという利点を有
する。
本発明のクーラントの優れた作用効果は、添付図面を診
照することにより明白となろう。第１図は、鉱物油系エ
マルジョン（後述する試料番号１）をクーラントとして
用いた時のポンチストロークとポンチ荷重との関係を示
す線図であり、第２及び６図は本発明の水溶性クーラン
ト（後述する試料番号２及び番号６）を用いた時の同様
の線図である。これらの図面において、ピーク１は再絞
り時、ピーク２は１段目のしごき、ピーク６は２段目の
しごき、ピーク４は６段目（最終段）のしごき時に夫々
加わる荷重を示し、ピーク５は底部のドーミング加工時
に加わる荷重を、また逆向きのピーク６はストリッピン
グ時の荷重を夫々示す。
これらの図面から、本発明の水溶性クーラントを用いる
と、しごき加工時の荷重が少ないレベルに抑制されてお
り、特にス）　ＩＪツビング時の荷重が著しく少ない値
となっていることが了解きれる。
本発明において、リン含有化合物の製造に用いられる高
級不飽和脂肪酸としては、炭素数１４〜２８の高級不飽
和脂肪酸か好１しく、例えば、ツズ酸、フイセトレイン
酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、ソーマリン
酸、ペトロセン酸、オレイン酸、バクセン酸、ガドレン
酸、エルカ酸等のモノ不飽和高級脂肪酸、及び、リノー
ル酸等のシネ飽和高級脂肪酸等が挙げられる。更に好葦
しくは炭素数１６〜１８の不飽オロ高級脂肪酸である。
又、本発明に用いられる高級不飽和脂肪酸のエステルと
しては当該脂肪酸の１価アルコール又は多価アルコール
のモノエステル、ポリエステルが挙げられまた高級不飽
和脂肪酸のグリセリンエステルを主に含む混合物（例え
ば油脂類）等も使用しうる。
高級不飽和脂肪酸のグリセリンエステルを主に含む混合
物としては、例えば、ヌカ油、大豆油、サフラワ油、カ
ポック油、ヒマワリ油、ナタネ油、オリーブ油、椿油、
綿実油アマニ油、牛脂、豚脂等が用いられるが本発明の
方法の性質上、沃素価か６０〜１５０のものが特に好筐
しく、例えば、ヌカ油、大豆油、サフラワ油、カポック
油、ヒマワリ油、綿実油、アマニ油等が好筐しい。
また、その他の高級不飽和脂肪酸エステルとしては、ツ
ズ酸、フイセトレイン酸、ミリストレイン酸、パルミト
レイン酸、シーマリン酸、ペトロセン酸、オレイン酸、
バクセン酸、ガドレン酸、エリア酸等の高級モノ不飽和
脂肪酸、リノール酸等の高級シネ飽和脂肪酸と一価アル
コール又は多価アルコールのエステル等が挙げられる。
上記の一価アルコールとしては、メタノール、エタノー
ル、ループロバノール、イソプロパツール、ｎ−ブタノ
ール、イソブタノール、５ｅｃ−ブタノール、ペンタノ
ール、ヘキサノール、ヘプタツール、オクタツール、２
エチルヘキサノール等が挙けられるが、好筐しくは、炭
素数１〜１０の一価アルコールであり、更に好筐しくは
炭紫数１〜６の一価アルコールである。また、多価アル
コールとしてハ、エチレングリコール、プロピレングリ
コール、ジエチレンクリコール、ジプロピレンクリコー
ル、グリセリン等が挙げられる。
本発明のリン含有化合物を得る方法は、上記の高級不飽
和脂肪酸、高級不飽和脂肪酸エステル、不飽和脂肪酸含
有油脂等、不飽和基を有するー１１又は二種以上をエポ
キシ化してエポキシ化物を得る。エポキシ化は常法で行
えはよく、過畝化水素、過酢酸等を使用して行うことが
出来る。エポキシ化率は任意の範囲で決めることが可能
であるが５０％から９０％１での範囲が好ましい。
こうして得られたエポキシ化物を、リン酸化剤、例えば
、オルソリン酸、ポリリン畝等でリン酸化することによ
り本発明のリン含有化合物を得ることが出来る。リン酸
化剤の使用量は、得られるリン含有化合物の一分子中に
１〜４個（但し、脂肪酸主鎖中に２個以下）のリン酸基
を含有するように定めるのが好筐しい。また、リン酸化
の際にはリン酸モジエステル及びリン酸ジエステルが生
成するが、本発明のリン含有化合物は、両者を含有して
よい。リン酸化反応温疲は１０〜１５０℃で好ましくは
２０〜１００℃である。リン酸化において生じる副生成
物は溶剤等で精製することが出来る。
得られたリン含有化合物は、酸性リン酸基を、アルカリ
で中和して、その水浴液のｐＨｆ６〜７にし、安定な水
浴液とすることが出来る。アルカリとしては、アルカリ
金属水酸化物、例えは、苛性ソーダ、苛性カリ等がアル
カリ金属アルカリ性塩、例えば、炭酸ソーダ、炭酸カリ
、炭酸リチウム等のアルカリ金属と弱酸の塩が挙げられ
る。また、アミン類例えば、メチルアミン、エチルアミ
ン、プロピルアミン等も中和剤として使用することが出
来る。
本発明のリン含有化合物は、クーラント中の純分として
０．１〜２０重世％、好筐しくは０．５〜１０重量％の
水溶液として使用される。０．１！ｉ％未満では潤滑効
果は少なく、２０Ｍ量％以上用いても効果はそれ以上向
上しない。
本発明のクーラントには、さらに、水溶性の油性剤、　
防錆剤、消泡剤、酸化防止剤を配付してもよく、マた、
本発明のクーラントを使用するに際しては、防黴剤の添
加が車重しい。
この水溶性クーラントは、錫メッキ鋼板の絞り−しどき
加工に際して、ポンチ、ダイス或いは缶胴の部分に、ノ
ズル等を介して吹伺けたり、浸漬したり、或いはスプレ
ー塗布することにより、所望の潤滑、冷却操作を行う。
このクーラントは、必要により冷却或いは濾過等の処理
を行った後、反復して使用することができる。加工後の
缶胴は、ポンチからの抜取りが容易であり、しかも缶胴
の水洗操作も缶胴を湯水に浸漬し或いはスプレーするこ
とによって容易に行い得る。の−ｌＡならず、この水溶
性クーラントを用いると排水処理も容易であるという利
点がある。即ち、この排水は、従来の排水処理設備、即
ち、硫酸アルミ、硫酸第二鉄、ポリ塩化アルミニウム等
のアルミ系或いはアルミ−鉄系凝集剤、消石灰、高分子
系凝集剤等を単独又は組合せで用いる凝集分離法を適用
して、水質汚濁成分のかなりの部分の除去を行うことが
でき、また必要あれば更にスラッジ分離後の排水を活性
汚泥法に何することによって水質汚濁成分の除去を一層
完全に行うことができる。
本発明を次の例で説明する。
製造例１゜ １１四ツロフラスコに試薬−級８５％オルンリン酸２３
１１２．０七ル）を入れ、５５〜６５℃にて窒素気流中
でエポキシ化ステアリン酸エチル６６０ｉ２．０モル）
を滴下し、さらに５５〜６５℃で１時間かき１ぜた後、
冷却した。反応生成物をエーテル抽出し、水洗、脱エー
テル後、酸価１６５の酸性リン酸エステルを得た。これ
を２０％苛性ソーダ水浴液でｐＨ６，５になる葦で中和
し、製品ｌを得た。
製品ｌの物性値を表−１に示す。
製造例２゜ ６４四ツロフラスコに１１０％ポリリン９５７０ｇ（６
，４モル）、エチルエーテル５７０ｇを加え溶解後、４
０〜５０℃にて窒素気流中でエポキシ化大豆油１８６０
ｉ２．０モル）８滴下し、さらに、４０〜５０℃で１時
間かき葦ぜた後、冷却した。反応物を水洗、脱エーテル
後、酸価１６０の酸性リン酸エステルを得た。これを２
０％苛性ソーダ水溶液でｐＨ６，５乃至７．０となる葦
で中和し、製品■を得た。
製品■の物性値を表−１に示す。
表−１物性値 製品Ｉ　製品■ ７）ｌｉ　６．８５　６．５６ 摩擦係数（振子試験）　０．０９５　．０．０８９２５
℃ 表面張力ｄｙｎｅｓ／ｃｎｔ　３４．６　３２．５起泡
力（ウイークス法）　少ない　少ない防錆性　良好　良
好 ＥＯＤ　ｍ９／１３　２８００００　２７００００Ｃ（
ＪＪ）　ｍ９／１３　１３Ｌｌ［ＪＯｏ　１２１Ｌｌ（
ＪＯ実施例 上記表１の製品ｌ及びｎ＋水で稀釈して水溶性クーラン
トを調製した。
この水溶性クーラントについて、下記の試験を行い、以
下に示す結果を得た。試験法は次の通りである。
■、成形性及びストリッピング性 （１）カップ成形性 各水帛性クーラントを用いて、下記条件で絞り成形を行
った。
板厚　０．６０龍 硬度（ロックウェル６０Ｔ）　５５．０絞り缶の内径　
７１朋 絞り缶の高さ　６４龍 成形スピード：１２０缶／分のスピードに相当する。
（２）シごき加工性 上記（１）に記した条件で成形した絞りカップを用いて
公知のしごき装置により再絞り、第１段しごき（板厚減
少率６８．２％）、第２段しごき（板厚減少率１６．６
％）、第６段しごき（板厚減少率６９．４％）を行ない
内径５２６６闘、高さ１４５．０茨り缶胴主部の厚さ０
．１００ｍＴｒｌ　ｓ開口端部の厚さ肌１６０闘（開口
端部より約２０闘の長さを有する）の缶を成形し、スト
リッパーでしごき加工パンチより抜きとる。
尚成形スピードは２００缶／分のスピードに相当する。
缶体のしごき加工パンチからの抜き取りは、最終しごき
加工ダイス（本実施例の場合は第６段しごきダイス）の
取り付は部の後方に取り付けられた環状に配置された多
数の爪からなるストリッパーに、しごき力ロエ前の位置
に戻るしごき加工パンチに冠着して該パンチと一緒に後
退してくる缶体の開口端が当り、それによって缶体の後
退が阻止され、パンチのみが加工前の位置に戻ることに
より達せられる。（この際、補助的にパンチの先端から
圧縮空気を缶体底部に吹きつける場合もある。）又、し
ごき加工パンチと該パンチを装着するラムとの間に歪ゲ
ージを取り付けたロードセルを装着し、該パンチに負荷
される力を測定出来る様にして、アイアニング加工時の
力及びストリッピング時に缶の開口端に負荷されるスト
リッパーからの力を該ロードセルで検出しこれを数値化
処理をすることによりストリッピング荷重を数値で読み
取ることが出来る様にした。
カップ成形性、しごき加工性、ストリッピング性につい
ては下記の如く判定した。
（１）カップ成形性 破断せずに成形出来た　Ｑ 破断して成形出来なかった　Ｘ （２）シごき加工性 庇付もなくしごき加工出来た　◎ 加工は出来るが疵が付いた　○ 破断して加工出来なかった　× （６）ストリッピング性 に）ストリッパーで抜き取った後の缶の開口端縁の座屈
の状態によるストリッピング性の評価 ・缶の開口端縁部に座屈のない状態　◎（１１）ストリ
ッピング荷重によるストリッピング性の評価 しごき加工用パンチに負荷されるストリッピング荷重の
太・小によってストリッピングの容易性を評価する。
１１、洗浄性： ＪＩＳ　Ｇ３１４１で規定された６ｔｎＡｒＬ×８２７
１／気のｈ延鍋板を使用した。１０％水溶液を作り鋼板
を５秒間浸漬し、屋内にて５時間乾燥させそれを試験用
鋼板とした。次いで１２ＩＩ　／　ｍｉｎの水道水で洗
浄し、水切り後判定した。◎完全水ぬれ　０７５％以上
　６５０〜７５％　×５０％以下 ■、防錆性： 前記調整した試験用鋼板を屋内にてつり下げ、２４時間
後のサビの発生状態を評価した。判定方法はＪＩＳ　Ｋ
２２４６に準じた。◎：サピ発生なし　○：１０％以上
　６２１１〜２５％　Ｘ：２６〜５０％　ｘｘ：５１％
以上 ■、排水処理性 缶洗滌機から排出される洗滌排水について、混合槽中で
排水に消石灰をｐＢが略中性となるように加え、次いで
塩化第二鉄及び高分子　−凝集剤を加えてフロックを形
成させ、分離水のＢＯＤ及びＣ０Ｄ）ｉ測定した。１だ
、この分離水を活性汚泥法で処理し、この処理水につい
てもＢＵＤ及びＣＯＤをｄｌｌｌ定した。
同、比較のため、下記の自己乳化性潤滑剤を使用し、こ
のものを所定の濃度に稀釈し、エマルジョン形クーラン
トとしたものについても同様の試験を行った。
比較例 従来のエマルジョン型の処方例 鉱物油　７５％ オレイン酸　７％ 得られた結果を下記表−２に示す。
各試料１〜３について６００缶連続して成形加工し、全
数についてストリッピング力ｒ、ｙ　ｔａｌｌ定した。
ストリッピング時の力の最大値をプロットして以下にグ
ラフで示す。
試料番号１（エマルジョン型）　第４図試料番号２（製
品１）　第５図 試料番号６（製品２）　第６図 試料番号２についての排水処理試験の結果は次の表−６
の通りであった。
【図面の簡単な説明】
第１図は、従来の鉱物油系エマルジョンをクーラントと
して用いたときのポンチストローク距離とポンチ荷重と
の関係を示す線図であり、第２図及び第６図は、本発明
の水溶性クーラントを用いたときのポンチストローク距
離とポンチ荷重との関係を示す線ヌであり、 第４図は第１図の測定で用いたエマルジョン型クーラン
トについてのストリッピング時最大荷重と倍数との分布
を示す線図であり、 第５図及び第６図は、本発明の水浴性り〜ラントを用い
たときのストＩＪツビング時最大荷重と倍数との分布を
示す線図である。 特許出願人　東洋製罐株式会社 特許出願人　旭電化工業株式会社 第１頁の続き ０発　明　者　半田卓部 東京都荒川区東尾久７丁目２番 ３５号 ０発　明　者　梅村仁 東京都荒川区東尾久７丁目２番 ３５号 ■出　願　人　旭電化工業株式会社 東京都荒川区東尾久７丁目２番 ３５号

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 高級不飽和脂肪酸又はそのエステルの一種又は二種以上
    のエポキシ化物をリン酸エステル化して得られるリン含
    有化合物を０，１乃至２０重量％含有する水溶液から成
    ることを特徴とする絞り−しごき缶成形用水溶性クーラ
    ント。
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