JP2015520794A - 包装用途向け被覆基材および被覆基材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
− 再結晶焼鈍1段圧下スチール基材または
− 第1冷間圧延処理と第2冷間圧延処理との間に再結晶焼鈍に供された2段圧下スチール基材を含んでなる包装用途向け被覆基材によって達成され、
基材の片面または両面は少なくとも80重量パーセント(wt%)のFeSn(50原子%の鉄および50原子%のスズ)を含有する鉄−スズ合金層で被覆され、鉄−スズ合金層には三価クロム電気めっき法により形成された金属クロム−酸化クロム被覆層が設けられ、金属クロム−酸化クロム被覆層の厚さは少なくとも20mgCr/m2に相当する。
・ポリエステルは、ジカルボン酸およびグリコールから構成されるポリマーである。適切なジカルボン酸の例には、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸およびシクロヘキサンジカルボン酸が含まれる。適切なグリコールの例には、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール等が含まれる。3種以上のジカルボン酸またはグリコールを一緒に使用し得る。
・ポリオレフィンには、例えばエチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセンまたは1−オクテンのポリマーまたはコポリマーが含まれる。
・アクリル樹脂には、例えばアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルまたはアクリルアミドのポリマーまたはコポリマーが含まれる。
・ポリアミド樹脂には、例えばいわゆるナイロン6、ナイロン66、ナイロン46、ナイロン610およびナイロン11が含まれる。
・ポリ塩化ビニルには、ホモポリマーおよび例えばエチレンまたはビニルアセテートとのコポリマーが含まれる。
・フルオロカーボン樹脂には、例えば四フッ化ポリエチレン、三フッ化一塩素化ポリエチレン、六フッ化エチレン−プロピレン樹脂、フッ化ポリビニルおよびフッ化ポリビニリデンが含まれる。
・無水マレイン酸グラフトによる官能化ポリマーには、例えば変性ポリエチレン、変性ポリプロピレン、変性エチレンアクリレートコポリマーおよび変性エチレンビニルアセテートなどが含まれる。
・拡散焼鈍工程直後、更なる被覆層の適用前。
・FeSn表面への(リフローさせた)金属スズ層の適用後。金属スズ層の構造を変化させることで、例えばこの層の空隙率を改善させる(すなわち、空隙率を低下させる)および/または表面粗さを変化させて光学的性質を向上させる(すなわち、光沢レベルを向上させる)追加の選択肢がある。
・材料の完全な被覆後。
− 再結晶焼鈍1段圧下スチール基材または
− 第1冷間圧延処理と第2冷間圧延処理との間に再結晶焼鈍に供された2段圧下スチール基材を含んでなる包装用途向け被覆基材によって達成され、
基材の片面または両面は少なくとも85重量パーセント(wt%)のFeSn(50原子%の鉄および50原子%のスズ)を含有する鉄−スズ合金層で被覆され、鉄−スズ合金層には三価クロム電気めっき法により形成された金属クロム−酸化クロム被覆層が設けられ、金属クロム−酸化クロム被覆層の厚さは少なくとも20mgCr/m2に相当し、酸化クロムが金属クロム−酸化クロム被覆層の最外面上の別個の層として存在するわけではなく、層全体に分散している。
・ポリエステルは、ジカルボン酸およびグリコールから構成されるポリマーである。適切なジカルボン酸の例には、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸およびシクロヘキサンジカルボン酸が含まれる。適切なグリコールの例には、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール等が含まれる。3種以上のジカルボン酸またはグリコールを一緒に使用し得る。
・ポリオレフィンには、例えばエチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセンまたは1−オクテンのポリマーまたはコポリマーが含まれる。
・アクリル樹脂には、例えばアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルまたはアクリルアミドのポリマーまたはコポリマーが含まれる。
・ポリアミド樹脂には、例えばいわゆるナイロン6、ナイロン66、ナイロン46、ナイロン610およびナイロン11が含まれる。
・ポリ塩化ビニルには、ホモポリマーおよび例えばエチレンまたはビニルアセテートとのコポリマーが含まれる。
・フルオロカーボン樹脂には、例えば四フッ化ポリエチレン、三フッ化一塩素化ポリエチレン、六フッ化エチレン−プロピレン樹脂、フッ化ポリビニルおよびフッ化ポリビニリデンが含まれる。
・無水マレイン酸グラフトによる官能化ポリマーには、例えば変性ポリエチレン、変性ポリプロピレン、変性エチレンアクリレートコポリマーおよび変性エチレンビニルアセテートなどが含まれる。
・拡散焼鈍工程直後、更なる被覆層の適用前。
・FeSn表面への(リフローさせた)金属スズ層の適用後。金属スズ層の構造を変化させることで、例えばこの層の空隙率を改善させる(すなわち、空隙率を低下させる)および/または表面粗さを変化させて光学的性質を向上させる(すなわち、光沢レベルを向上させる)追加の選択肢がある。
・材料の完全な被覆後。
Claims (14)
- 包装用途向けの被覆基材であって、
− 再結晶焼鈍1段圧下スチール基材または
− 第1冷間圧延処理と第2冷間圧延処理との間に再結晶焼鈍に供された2段圧下スチール基材を含んでなり、
前記基材の片面または両面が少なくとも80重量パーセント(wt%)のFeSn(50原子%の鉄および50原子%のスズ)を含有する鉄−スズ合金層で被覆され、前記鉄−スズ合金層には三価クロム電気めっき法により形成された金属クロム−酸化クロム被覆層が設けられ、前記金属クロム−酸化クロム被覆層の厚さは少なくとも20mgCr/m2に相当する、包装用途向けの被覆基材。 - 前記鉄−スズ合金層が少なくとも85wt%、好ましくは少なくとも90wt%、より好ましくは少なくとも95wt%のFeSnを含有する、請求項1に記載の包装用途向けの被覆基材。
- 前記鉄−スズ拡散層に、金属クロム−酸化クロム被覆層の適用に先立ってスズ層を設け、任意で前記スズ層は、金属クロム−酸化クロム被覆層の適用に先立って続いてリフローされる、請求項1〜2のいずれか一項に記載の包装用途向けの被覆基材。
- (a)前記鉄−スズ合金層を形成する焼鈍前の最初のスズ被覆重量は最高で1000mg/m2、好ましくは少なくとも100および/もしくは最高で600mg/m2基材である、ならびに/または
(b)前記金属クロム−酸化クロム層の全クロム含有量は好ましくは少なくとも20〜140mg/m2、より好ましくは40〜90mg/m2および最も好ましくは60〜80mg/m2である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の包装用途向けの被覆基材。 - 熱硬化性有機被膜または熱可塑性単層被膜または熱可塑性多層ポリマー被膜から成る有機被膜を更に設け、好ましくは前記熱可塑性ポリマー被膜は、ポリエステルもしくはポリオレフィン、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、フルオロカーボン樹脂、ポリカーボネート、スチレン系樹脂、ABS樹脂、塩化ポリエーテル、アイオノマー、ウレタン樹脂および官能化ポリマーならびに/またはこれらのコポリマーならびに/またはこれらのブレンド物等の熱可塑性樹脂を含んでなる1つ以上の層を含んでなるポリマー被膜系である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の包装用途向けの被覆基材。
- 前記基材を拡散焼鈍後のいずれかの時点で延伸作業に供して、スチール基材のバルク機械的性質を向上させ、および/または、ストリップ形状を向上させ、および/または、表面の構造を向上させ、好ましくは前記延伸作業が
(a)材料に調質ミルを通過させ、0〜3%、好ましくは少なくとも0.2%の減厚を行う、または
(b)材料に引張平面矯正装置を通過させる
ことで達成される、請求項1〜5のいずれか一項に記載の被覆基材。 - 包装用途向けの被覆スチール基材の製造方法であって、
− 再結晶焼鈍1段圧下スチール基材、または
− 第1冷間圧延処理と第2冷間圧延処理との間に再結晶焼鈍に供された2段圧下スチール基材
を用意する工程と、
・ 第1電気めっき工程において、前記スチール基材の片面または両面に第1スズ層を設ける工程であって、好ましくはスズ被覆重量は最高で1000mg/m2、好ましくは少なくとも100および/または最高で600mg/m2基材表面である工程と、
・ 前記スズ層を設けたブラックプレート基材を、還元ガス雰囲気中で少なくとも513℃の焼鈍温度Taまで、前記第1スズ層が鉄−スズ合金層に変換されて少なくとも80重量パーセント(wt%)のFeSn(50原子%の鉄および50原子%のスズ)を含有する鉄−スズ合金層が得られるのに十分な時間taにわたって拡散焼鈍する工程と、
・ 冷却に先だって前記被覆基材を還元または不活性ガス雰囲気中に維持する一方で、前記鉄−スズ合金層を有する基材を不活性で非酸化性の冷媒中で急冷することで、堅牢で安定した表面酸化物を得る工程と、
・ 金属クロム−酸化クロム被膜を、前記鉄−スズ合金層を有する基材上に堆積させる工程であって、前記基材上に前記金属クロム−酸化クロム被膜を、酸または塩基を添加してpHを調節し得る、三価クロム化合物、キレート剤、任意の導電性向上塩、任意の減極剤、任意の界面活性剤の混合物を含んでなるめっき液から1めっき工程で電着することを含む工程と
を含んでなる、包装用途向けの被覆スチール基材の製造方法。 - 前記急冷を水クエンチにより達成し、前記クエンチ用の水が室温〜80℃、好ましくは室温〜60℃の温度を有し、前記クエンチ工程が、ストリップ幅全体にわたって一様な冷却速度を作り出し且つ維持するような形で設計される、請求項7に記載の方法。
- ・ 前記焼鈍工程が、
− 誘導加熱ユニット等の、水素含有雰囲気、例えばHNX、において好ましくは300℃/秒を越える加熱速度を出すことが可能な加熱ユニットの使用、および/もしくは
− 焼鈍温度に維持される続くヒートソーク処理によるストリップ幅全体にわたる温度分布の一様化を含む、ならびに/または
・ 前記焼鈍工程には直接、少なくとも100℃/秒の冷却速度での急冷が続く、ならびに/または
・ 前記冷却が好ましくはHNX雰囲気等の還元ガス雰囲気中で行われる、ならびに/または
・ 前記冷却が好ましくは水クエンチによって、(水中)噴射ノズルを使用して行われ、前記クエンチに使用される水は最低溶解酸素含有量を有する、および/もしくは室温〜80℃、好ましくは室温〜60℃の温度を有し、その間、前記鉄−スズ合金層を備えた基材を、クエンチに先立って不活性もしくは還元ガス雰囲気、例えばHNXガスを維持することで酸素から遮断する、請求項7または8のいずれか一項に記載の方法。 - 前記キレート剤がギ酸アニオンを含んでなり、前記導電性向上塩がアルカリ金属カチオンを含有し、前記減極剤が臭化物含有塩を含んでなる、請求項7〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記キレート剤、導電性向上塩および減極剤中のカチオン種がカリウムである、請求項7〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記鉄−スズ拡散層に、金属クロム−酸化クロム被膜の適用に先立ってスズ層を設け、任意で前記スズ層は、金属クロム−酸化クロム被膜の適用に先立って続いてリフローされる、請求項7または11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記被覆基材の片面または両面に、熱硬化性有機被膜からなる有機被膜をラッカー塗り工程によって、あるいは熱可塑性単層または熱可塑性多層ポリマーを膜積層工程または直接押出工程によって更に設け、好ましくは前記熱可塑性ポリマー被膜は、ポリエステルもしくはポリオレフィン、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、フルオロカーボン樹脂、ポリカーボネート、スチレン系樹脂、ABS樹脂、塩化ポリエーテル、アイオノマー、ウレタン樹脂および官能化ポリマーならびに/またはこれらのコポリマーならびに/またはこれらのブレンド物等の熱可塑性樹脂を含んでなる1つ以上の層を含んでなるポリマー被膜系である、請求項7〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記めっき工程中のCr(III)イオンのCr(VI)イオンへの酸化を軽減するまたは排除するアノードが選択される、請求項7〜13のいずれか一項に記載の方法。
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