JP6085391B2 - ダル光沢仕上げの圧延肌 - Google Patents
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関連出願の相互参照
本出願は、２０１３年３月１５日に出願の米国特許仮出願第６１／７８８，６３７号の優先権を主張するものであり、この米国特許仮出願の内容全体を本願明細書に援用する。
本出願は、２０１３年３月１５日に出願の米国特許仮出願第６１／７８８，６３７号の優先権を主張するものであり、この米国特許仮出願の内容全体を本願明細書に援用する。
本発明は、ダル光沢仕上げ（ｄｕｌｌｅｄ ｇｌｏｓｓ ｆｉｎｉｓｈ）の圧延肌を提供する。ダル光沢仕上げは光沢度が均一であって、わずかにつや消しされた（ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｍａｔｔｅｄ）外観を有し、かつ方向性を最小限に抑えている。
滑らかな表面の表面仕上げが求められる製造品目は多い。従来の研削面においては、粗さを低減するのに時間がかかり、研削による欠陥の影響を非常に受けやすいため、特殊な高光沢用圧延機でしか製品を作ることができない。どのような欠陥も直接目に触れてしまい、製品の印象を損なってしまう。また、残留方向性が表面に残っていることが多く、そのため製品を、他の別の向きの製品と容易に組み合わせることができない。
他方、つや消しの表面はより粗く、かなり灰色に見える傾向がある。多くの用途でその粗さは大きすぎる。加えて、そのような表面は製造が難しく、粗いロールが表面を削り、洗浄しなければ処理を続けられない大量の微粉を残すため、色がくすんでいる。帯板とワークロールとの間の相対的な速度によって引き起こされるスミアリングは、圧下率、および製造で使用され得る速度を制限する傾向がある。それ以外では、得られる表面は使用に適さない。
本発明は、ダル光沢仕上げの圧延肌を提供することによって、これらの課題を解決する。本明細書で説明するダル光沢仕上げは、比較的光沢度が均一であって、わずかにつや消しされた外観を有し、かつ方向性を最小限に抑えている。本明細書で説明するダル光沢仕上げは、許容可能な量の光沢の効果を均一なつや消しの効果と組み合わせる。ロールの粗さのピークを落として滑らかさを調節することにより、製品は、大雑把なパラメータによるスミアリングが生じにくく、微粉も生成されにくくなっている。この粗さはまた、光沢成分中のわずかな欠陥の影響を受ける傾向を抑制する。本圧延肌は、リソグラフィ用途および缶蓋用途に好適である。
本明細書で説明するように、金属基板表面にダル光沢仕上げを施すために使用されるワークロールの表面は、０．１５から０．４μｍ（例えば、０．２０から０．４）のＲａ値、ならびに３．０μｍ未満のＲｚ値を有し得る。任意で、ワークロールの表面は、０．２７μｍから０．３μｍのＲａ値、ならびに２．５μｍ未満のＲｚ値を有する。ワークロールは、冷間圧延機のワークロールであってもよい。
また、金属基板表面にダル光沢仕上げを施すために使用されるワークロールの製造方法を本明細書で説明する。一実施形態では、方法は、粗化ワークロール面を形成するように未仕上げワークロール面を粗化するステップであって、粗化ワークロールが、０．２０μｍ以下のＲａならびに２．００μｍ以下のＲｚを有する、粗化するステップと、０．０１５μｍ未満のＲａならびに０．２５μｍ未満のＲｚを有する研磨ワークロール面を形成するように粗化ワークロール面を研磨するステップと、０．３５μｍから０．４５μｍのＲａならびに５μｍ未満のＲｚを有する均一粗化ワークロール面を形成するように研磨ワークロール面を均一に粗化するステップと、ワークロール表面を形成するように均一粗化ワークロール面を仕上げるステップであって、ワークロール表面が、０．２から０．４μｍのＲａ値ならびに３．０μｍ未満のＲｚ値を有する、仕上げるステップとを含む。また、本方法により製造されるワークロールについても本明細書で説明する。
さらに、金属基板上にダル光沢仕上げを形成する方法を本明細書で説明する。一実施形態では、方法は、粗化ワークロール面を形成するように未仕上げワークロール面を粗化するステップであって、粗化ワークロールが、０．２０μｍ以下のＲａならびに２．００μｍ以下のＲｚを有する、粗化するステップと、０．０１５μｍ未満のＲａならびに０．２５μｍ未満のＲｚを有する研磨ワークロール面を形成するように粗化ワークロール面を研磨するステップと、０．３５μｍから０．４５μｍのＲａならびに５μｍ未満のＲｚを有する均一粗化ワークロール面を形成するように研磨ワークロール面を均一に粗化するステップと、ワークロール表面を形成するように均一粗化ワークロール面を仕上げるステップであって、ワークロール表面が、０．２から０．４μｍのＲａ値ならびに３．０μｍ未満のＲｚ値を有する、仕上げるステップと、冷間圧延機にワークロールを挿入するステップと、金属基板上にダル光沢仕上げを得るようにワークロールを用いて金属基板を冷間圧延するステップとを含む。任意で、金属基板は、アルミニウム板またはアルミニウム合金板であってもよい。任意で、金属基板は、鋼板であってもよい。
本発明は、圧延製品のためのダル光沢表面仕上げを提供することによって、これらの課題を解決する。本明細書で使用する場合、「ダル光沢（ｄｕｌｌｅｄ ｇｌｏｓｓ）」仕上げとは、わずかにつや消しされた外観を有する比較的光沢度が均一な仕上げをいう。ダル光沢仕上げは、光輝板仕上げ（例えば、箔状仕上げ）の外観と、標準的な缶材料仕上げの外観との中間の外観を有するとして特徴づけられ得る。任意で、ダル光沢仕上げは、「サテン光沢」の外観を有するとして特徴づけられ得る。任意で、ダル光沢仕上げは、非鏡面の外観を有するとして特徴づけられ得る。また、従来の圧延砥粒仕上げと比較した場合、ダル光沢表面仕上げの方向性は最小である。本明細書で説明するダル光沢表面仕上げをなされた製品は、粗さの程度が小さいため、続く処理を改善することができる。例えば、缶蓋などの塗装品に必要とされる塗料がより少なくなり、顧客側での材料除去や処理（例えば、リソグラフィ用途に基づく）も減る。本明細書で説明するダル光沢表面仕上げのなされた製品はまた、標準的な圧延機において高速かつ大きな板厚圧下率での製造性を容易にする。
ダル光沢表面仕上げのなされた製品の成形性は、表面に「方向性」を残す標準的な金属材料の成形性よりも改良されている。本明細書で説明するワークロールを使用して製造し、成形性を改良した製品は、成形性の低いことによって生じる製品の割れなどの問題を起こしにくい。理論に束縛されるものではないが、これは、標準的な方向性のある材料では、圧延方向に対して９０°方向の摩擦が最も大きいという事実にいくらか起因する。標準的な方向性のある材料では、標準的なロール研削面に生じる形状のピークが直接衝突するために、成形荷重が増加する。本明細書で説明する製品では、ピークの数が、標準的な方向性のある材料よりも少なくとも１０％下がっている。例えば、ピークの数は、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％下げることもでき、あるいは全くなくすこともできる。よって、全方向で摩擦の偏りがなくなり、９０°での摩擦による極端な荷重が小さくなる。さらに、標準的な方向性のある材料から缶蓋などの円形の製品を形成する場合、結果として得られる形状は、真円ではなく、９０°方向の直径が最大となって、わずかに楕円形に偏ってしまう（“ｏｆｆ−ｄｒａｗｎ”）。これは、９０°方向の高い摩擦力（またそれゆえの高い成形荷重）による直接的な結果である。本明細書で説明する表面により、成形のための操作の範囲を広げて、「偏り（“ｏｆｆ−ｄｒａｗｎ”）」現象に対処することができる。
本明細書で説明するダル光沢表面仕上げは、圧延砥粒仕上げによる表面に替わるものとして開発している。図１にダル光沢仕上げの表面構造の様子を示し、他方、図２に圧延砥粒仕上げ表面の表面構造を示す。例えば、より等方性が求められる場合には、ダル光沢仕上げが望ましい。
ダル光沢仕上げワークロールの製造方法
ショットブラスト処理および最終研磨にかける前にロールを滑らかに仕上げることによって、ワークロールを製作する。例えばサンドブラスト処理で製作された圧延機のための粗化ワークロールを研磨して、粗面の上部ピークを滑らかにするのであってもよい。結果として得られる板表面は、粗いロールに起因する残留粗さによってくすんでいる、比較的平たい基部（すなわち、光沢）を含み得る。任意で、表面上にランダムに散乱する小さい微小ピークが残っていてもよい。冷間圧延機において高速かつ通常のパス圧下率で本仕上げを生成できる。
ショットブラスト処理および最終研磨にかける前にロールを滑らかに仕上げることによって、ワークロールを製作する。例えばサンドブラスト処理で製作された圧延機のための粗化ワークロールを研磨して、粗面の上部ピークを滑らかにするのであってもよい。結果として得られる板表面は、粗いロールに起因する残留粗さによってくすんでいる、比較的平たい基部（すなわち、光沢）を含み得る。任意で、表面上にランダムに散乱する小さい微小ピークが残っていてもよい。冷間圧延機において高速かつ通常のパス圧下率で本仕上げを生成できる。
一部の実施形態では、本明細書で説明する一連のステップに従って、本明細書で説明する圧延肌を製造できる。本明細書では、マイクロメートル（ミクロン）で測定され、当業者に知られるＲａならびにＲｚを含む様々なパラメータで、改良された表面を特性評価する。任意で、ＭｏｕｎｔａｉｎｓＭａｐ（登録商標）Ｓｕｒｆａｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙソフトウェア（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｒｆ社、ブザンソン、フランス）を用いてパラメータを測定することができる。すべての粗さの値は、触診式粗さ計で機械的に測定することができる。本明細書で説明する仕上げのロールを製造するために、未仕上げのワークロールを使用する。使用に適する未仕上げのワークロールは、例えば、Ｓｔｅｉｎｈｏｆｆ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｉｅ. ＯＨＧ(ディンスラーケン、ドイツ)およびＵｎｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｓｔｅｅｌ ＢＶＢＡ(ランメン、ベルギー)などの民間の供給元から入手できる。未仕上げのワークロールは、例えば、鋼製ワークロールなどの金属ロールであってもよい。任意で、未仕上げのワークロールは、いかなる擦過痕も含まない滑らかなワークロールであってもよい。
研削ステップ
その次に、グリットホイールを用いて未仕上げのワークロールを研削して、研削ワークロールを形成する。目標の粗さになるまで未仕上げのワークロールを研削する。研削ステップ後の目標の粗さは、０．２μｍ以下のＲａで特徴づけられ得る。例えば、研削ステップ後の目標の粗さは、Ｒａで、０．１９μｍ以下、０．１８μｍ以下、０．１７μｍ以下、０．１６μｍ以下、または０．１５μｍ以下であり得る。研削ステップ後の目標の粗さは、２．００μｍ以下のＲｚで特徴づけられ得る。例えば、研削ステップ後の目標の粗さは、Ｒｚで、１．８０μｍ以下、１．６０μｍ以下、１．４０μｍ以下、１．２０μｍ以下、または１．００μｍ以下であり得る。ワークロールで目標の粗さを得るのに好適なグリットホイールは、３６０番以下のグリットホイールを含む。例えば、好適なグリットホイールには、３６０番グリットホイール、３２０番グリットホイール、２８０番グリットホイール、２２０番グリットホイール、および１８０番グリットホイールが含まれる。
その次に、グリットホイールを用いて未仕上げのワークロールを研削して、研削ワークロールを形成する。目標の粗さになるまで未仕上げのワークロールを研削する。研削ステップ後の目標の粗さは、０．２μｍ以下のＲａで特徴づけられ得る。例えば、研削ステップ後の目標の粗さは、Ｒａで、０．１９μｍ以下、０．１８μｍ以下、０．１７μｍ以下、０．１６μｍ以下、または０．１５μｍ以下であり得る。研削ステップ後の目標の粗さは、２．００μｍ以下のＲｚで特徴づけられ得る。例えば、研削ステップ後の目標の粗さは、Ｒｚで、１．８０μｍ以下、１．６０μｍ以下、１．４０μｍ以下、１．２０μｍ以下、または１．００μｍ以下であり得る。ワークロールで目標の粗さを得るのに好適なグリットホイールは、３６０番以下のグリットホイールを含む。例えば、好適なグリットホイールには、３６０番グリットホイール、３２０番グリットホイール、２８０番グリットホイール、２２０番グリットホイール、および１８０番グリットホイールが含まれる。
超仕上げステップ
次いで、超仕上盤を用いて研削ワークロールを研磨して、０．０１５μｍ未満のＲａならびに０．２５μｍ未満のＲｚにする。例えば、超仕上げステップ後のワークロールのＲａは、０．０１４μｍ、０．０１３μｍ、０．０１２μｍ、０．０１１μｍ、０．０１０μｍ、０．００９μｍ、０．００８μｍ、０．００７μｍ、０．００６μｍ、０．００５μｍ、０．００４μｍ、０．００３μｍ、０．００２μｍ、または０．００１μｍであり得る。超仕上げステップ後のワークロールのＲｚは、０．２０μｍ未満、０．１５μｍ未満、０．１０μｍ未満、または０．０５μｍ未満であり得る。好適な超仕上盤には、Ｌｏｓｅｒ Ｍｏｄｅｌ ＳＦ １００（Ｗａｌｄｅｍａｒ Ｌｏｓｅｒ ＫＧ Ｍａｃｈｉｎｅｎｆａｂｒｉｋ；シュパイアー、ドイツ）またはＧｒｉｎｄｉｎｇ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ＆ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｃｏ．（ヤングスタウン、オハイオ州）から市販されているＧＥＭ ０４１５０−Ｍもしくは０８１５０−ＣのＳｕｐｅｒｆｉｎｉｓｈｅｒが含まれる。超仕上げステップの後、ロールの表面が鏡面様の外観となっていてもよい。
次いで、超仕上盤を用いて研削ワークロールを研磨して、０．０１５μｍ未満のＲａならびに０．２５μｍ未満のＲｚにする。例えば、超仕上げステップ後のワークロールのＲａは、０．０１４μｍ、０．０１３μｍ、０．０１２μｍ、０．０１１μｍ、０．０１０μｍ、０．００９μｍ、０．００８μｍ、０．００７μｍ、０．００６μｍ、０．００５μｍ、０．００４μｍ、０．００３μｍ、０．００２μｍ、または０．００１μｍであり得る。超仕上げステップ後のワークロールのＲｚは、０．２０μｍ未満、０．１５μｍ未満、０．１０μｍ未満、または０．０５μｍ未満であり得る。好適な超仕上盤には、Ｌｏｓｅｒ Ｍｏｄｅｌ ＳＦ １００（Ｗａｌｄｅｍａｒ Ｌｏｓｅｒ ＫＧ Ｍａｃｈｉｎｅｎｆａｂｒｉｋ；シュパイアー、ドイツ）またはＧｒｉｎｄｉｎｇ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ＆ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｃｏ．（ヤングスタウン、オハイオ州）から市販されているＧＥＭ ０４１５０−Ｍもしくは０８１５０−ＣのＳｕｐｅｒｆｉｎｉｓｈｅｒが含まれる。超仕上げステップの後、ロールの表面が鏡面様の外観となっていてもよい。
ロールの粗面化
次いで、ロールを均一に粗化して、０．３５μｍから０．４５μｍのＲａならびに５μｍ未満のＲｚにする。例えば、Ｒａは、０．４５μｍ、０．４４μｍ、０．４３μｍ、０．４２μｍ、０．４１μｍ、０．４０μｍ、０．３９μｍ、０．３８μｍ、０．３７μｍ、０．３６μｍ、または０．３５μｍであり得る。粗化プロセス後のロールのＲｚは、５μｍ未満であり得る（例えば、４．８μｍ未満、４．６μｍ未満、４．４μｍ未満、４．２μｍ未満、４．０μｍ未満、３．８μｍ未満、３．６μｍ未満、３．４μｍ未満、３．２μｍ未満、または３．０μｍ未満）。グリットブラスト機を用いて、粗化ステップを実行してもよい。任意で、グリットブラスト機は、Ａｌ２Ｏ３粒子を含む２２０番砥粒を含んでもよい。一部の例では、好ましい砥粒吹き付けおよび噴射の圧力ならびに変動幅は、２．５バール（２．５パスカル）から４．５バール（４．５パスカル）である。任意で、ショットピーニング法を用いて粗化ステップを行ってもよい。本明細書で使用する場合、ショットピーニングは、表面を粗化するのに十分な力でロールの表面に粒子を衝突させることを指す。
次いで、ロールを均一に粗化して、０．３５μｍから０．４５μｍのＲａならびに５μｍ未満のＲｚにする。例えば、Ｒａは、０．４５μｍ、０．４４μｍ、０．４３μｍ、０．４２μｍ、０．４１μｍ、０．４０μｍ、０．３９μｍ、０．３８μｍ、０．３７μｍ、０．３６μｍ、または０．３５μｍであり得る。粗化プロセス後のロールのＲｚは、５μｍ未満であり得る（例えば、４．８μｍ未満、４．６μｍ未満、４．４μｍ未満、４．２μｍ未満、４．０μｍ未満、３．８μｍ未満、３．６μｍ未満、３．４μｍ未満、３．２μｍ未満、または３．０μｍ未満）。グリットブラスト機を用いて、粗化ステップを実行してもよい。任意で、グリットブラスト機は、Ａｌ２Ｏ３粒子を含む２２０番砥粒を含んでもよい。一部の例では、好ましい砥粒吹き付けおよび噴射の圧力ならびに変動幅は、２．５バール（２．５パスカル）から４．５バール（４．５パスカル）である。任意で、ショットピーニング法を用いて粗化ステップを行ってもよい。本明細書で使用する場合、ショットピーニングは、表面を粗化するのに十分な力でロールの表面に粒子を衝突させることを指す。
ロールの最終仕上げ
次いで、研磨機を用いて粗化ロールを仕上げることができる。任意で、９μｍ研磨フィルムの研磨ベルトを使用して、粗化ロールを研磨する。所望のＲａならびにＲｚの値が得られるまで、ロール上へ研磨機を最大４回（例えば、１回、２回、３回、または４回）、通過させてもよい。仕上げステップ後のロールは、０．２μｍから０．４μｍ（例えば、０．２２μｍから０．３７μｍ、０．２５μｍから０．３５μｍ、または０．２７μｍから０．３μｍ）のＲａを有し得る。例えば、仕上げ後のロールは、０．２μｍ、０．２１μｍ、０．２２μｍ、０．２３μｍ、０．２４μｍ、０．２５μｍ、０．２６μｍ、０．２７μｍ、０．２８μｍ、０．２９μｍ、０．３０μｍ、０．３１μｍ、０．３２μｍ、０．３３μｍ、０．３４μｍ、０．３５μｍ、０．３６μｍ、０．３７μｍ、０．３８μｍ、０．３９μｍ、または０．４０μｍのＲａを有し得る。仕上げ後のロールのＲｚは、３μｍ未満（例えば、２．５μｍ未満）であり得る。例えば、仕上げ後のロールのＲｚは、３μｍ未満、２．９μｍ未満、２．８μｍ未満、２．７μｍ未満、２．６μｍ未満、２．５μｍ未満、２．４μｍ未満、２．３μｍ未満、２．２μｍ未満、２．１μｍ未満、または２．０μｍ未満であり得る。任意で、使い捨てフィルムの研磨ベルトを使用して、粗化ロールを研磨する。一部の例では、連続的に回転するベルト研磨機または研削盤を使用しない。
次いで、研磨機を用いて粗化ロールを仕上げることができる。任意で、９μｍ研磨フィルムの研磨ベルトを使用して、粗化ロールを研磨する。所望のＲａならびにＲｚの値が得られるまで、ロール上へ研磨機を最大４回（例えば、１回、２回、３回、または４回）、通過させてもよい。仕上げステップ後のロールは、０．２μｍから０．４μｍ（例えば、０．２２μｍから０．３７μｍ、０．２５μｍから０．３５μｍ、または０．２７μｍから０．３μｍ）のＲａを有し得る。例えば、仕上げ後のロールは、０．２μｍ、０．２１μｍ、０．２２μｍ、０．２３μｍ、０．２４μｍ、０．２５μｍ、０．２６μｍ、０．２７μｍ、０．２８μｍ、０．２９μｍ、０．３０μｍ、０．３１μｍ、０．３２μｍ、０．３３μｍ、０．３４μｍ、０．３５μｍ、０．３６μｍ、０．３７μｍ、０．３８μｍ、０．３９μｍ、または０．４０μｍのＲａを有し得る。仕上げ後のロールのＲｚは、３μｍ未満（例えば、２．５μｍ未満）であり得る。例えば、仕上げ後のロールのＲｚは、３μｍ未満、２．９μｍ未満、２．８μｍ未満、２．７μｍ未満、２．６μｍ未満、２．５μｍ未満、２．４μｍ未満、２．３μｍ未満、２．２μｍ未満、２．１μｍ未満、または２．０μｍ未満であり得る。任意で、使い捨てフィルムの研磨ベルトを使用して、粗化ロールを研磨する。一部の例では、連続的に回転するベルト研磨機または研削盤を使用しない。
このロールを圧延機で使用して、本明細書で説明する仕上げを得ることができる。任意で、ロールの片側または両側を処理してもよい。例えば、以下のステップ、すなわち、テクスチャリング、制御された表面改質、メディアブラスティング、クロム被覆、および型押しのうちの１つ以上を用いて、ロールの片側または両側を処理することができる。実施「例１で説明するＧａｒｄｎｅｒ光沢計を用いて最終仕上げ後のロールを分析することができる。ここで、冷間圧延を含む圧延工程で、本明細書で説明するワークロール（すなわち、最終ロール）を使用することができる。例えば、冷間圧延ステップを含む圧延機で最終ロールを使用することができる。任意で、本明細書で説明する複数のワークロールを圧延機で使用することもできる。例えば、本明細書で説明する２つのワークロールを使用して、金属基板の両面を同時に、またはタンデムに仕上げることができる。
ダル光沢仕上げ製品
本明細書で説明するワークロールを用いて金属基板を冷間圧延して、ダル光沢仕上げの製品を製造することができる。任意で、金属基板は、アルミニウム板またはアルミニウム合金板であってもよい。任意で、金属基板は、鋼板であってもよい。例えば、アルミニウム合金は、アルミニウム協会登録(Aluminum Association Register)の１０００番台、３０００番台、または５０００番台の合金系列の合金であってもよい。
本明細書で説明するワークロールを用いて金属基板を冷間圧延して、ダル光沢仕上げの製品を製造することができる。任意で、金属基板は、アルミニウム板またはアルミニウム合金板であってもよい。任意で、金属基板は、鋼板であってもよい。例えば、アルミニウム合金は、アルミニウム協会登録(Aluminum Association Register)の１０００番台、３０００番台、または５０００番台の合金系列の合金であってもよい。
本明細書で説明するダル光沢仕上げは、強い方向性がなく、表面ピークが少ないダル光沢仕上げによって益を得るあらゆる製品に好適である（例えば、リソグラフィ用途、缶用途、および塗装用途）。例えば、本明細書で説明するダル光沢仕上げは、缶蓋、反射装置、塗装および積層製品、標識、輸送、陽極酸化処理品質、および装飾仕上げに好適であり得る。一実施形態では、缶蓋は、飲料用缶の蓋である。本仕上げの利点は、被覆重量を節約する可能性があるということである。それは、同程度の平均直交粗さとなるように粗さのピークの体積が減らされているためである。任意で、本明細書で説明するダル光沢仕上げは、電子機器（例えば、電子機器の外面）、また視覚的に反射することが望まれるその他の用途を含む審美的な用途に好適であり得る。ダル光沢仕上げに好適な例示的な電子機器には、コンピュータ、携帯電話、自動車、ノートパッドなどが含まれる。
以下の例は、本発明をさらに説明するのに役立つ。ただし、それと同時に、本発明を限定することはない。反対に、本発明の趣旨から逸脱することなく、当業者に本明細書の説明の読了後に示唆され得るその様々な実施形態、修正および均等物の手段をとるのであってもよいことが明確に理解される。
実施例１
反射測定および共焦点顕微鏡を使用して、以下の３つの仕上げ、すなわち、光輝圧延仕上げ、標準的な砥粒仕上げ、および本明細書で説明するダル光沢仕上げ（ＤＧＦ）からの定性的なデータを生成した。データを解析して、ＤＧＦ仕上げを他の表面仕上げと数値的に区別するパラメータを検出した。ＤＧＦ仕上げの視覚的外観は、方向性を最小限に抑えたサテン状の光沢のある外観であり、普通の圧延砥粒仕上げとは著しく異なっている。
反射測定および共焦点顕微鏡を使用して、以下の３つの仕上げ、すなわち、光輝圧延仕上げ、標準的な砥粒仕上げ、および本明細書で説明するダル光沢仕上げ（ＤＧＦ）からの定性的なデータを生成した。データを解析して、ＤＧＦ仕上げを他の表面仕上げと数値的に区別するパラメータを検出した。ＤＧＦ仕上げの視覚的外観は、方向性を最小限に抑えたサテン状の光沢のある外観であり、普通の圧延砥粒仕上げとは著しく異なっている。
実験：
ダル光沢仕上げの製品群から材料を取得し、同様の製品上の光輝圧延肌および従来型の圧延肌の両方と比較した。
ダル光沢仕上げの製品群から材料を取得し、同様の製品上の光輝圧延肌および従来型の圧延肌の両方と比較した。
十分な均一性および再現性で、ＡＡ１０５０（リソグラフィとして）およびＡＡ５１８２（缶蓋として）合金のコイル全体にダル光沢仕上げ（ＤＧＦ）を施した。また、試料を採取しないウォームアップ用コイルとして、他の３０００番台の合金を成功裏に圧延した。
出来た仕上げの１つは、砥粒仕上げにＤＧＦを重ねた混合体であった。この仕上げは、ダルでシーン光沢のある（ｄｕｌｌ ｓｈｅｅｎ）外観を呈しているが、通常の砥粒仕上げとほとんど同じくらいに視覚的に方向性がありすぎるとみなされるため、製品として使用するには不十分とされた。
まず、Ｇａｒｄｎｅｒ光沢計により、２０度、６０度および８５度の角度で材料を分析した。光沢測定法は、金属の反射率の違いを適切に示す。
次いで、Ｎａｎｏｆｏｃｕｓ共焦点顕微鏡で各表面の試料を分析して、代表的な表面領域の高さ分布を生成し、これから数値的な表面パラメータを生成した。
共焦点顕微鏡分析法
２０倍の対物レンズを使用して、分析用として０．８ｍｍ×０．８ｍｍの表面積を得た。生の表面測定データは、除去すべき形状およびうねり成分を含んでいた。生成された３Ｄ表面にこれを実施する標準的な方法は存在しないため、適用した手順は以下のとおりである：すべての表面それぞれに対して計算する、２次多項式による形状除去（これにより、あらゆる大まかな大きめの表面湾曲を除去する）；カットオフ値０．０８ｍｍで、かつ結果として得られる領域が０．８×０．８ｍｍ２のままになるようにエッジ管理と共に、ロバストガウシアンフィルタを適用することによるうねり除去（これにより、小さめのうねりや起伏を除去して、平らな粗さ表面が残るようにする）。同等の圧延砥粒仕上げまたは高光沢粗さの表面に対して比較を行うために、この表面を使用した。
２０倍の対物レンズを使用して、分析用として０．８ｍｍ×０．８ｍｍの表面積を得た。生の表面測定データは、除去すべき形状およびうねり成分を含んでいた。生成された３Ｄ表面にこれを実施する標準的な方法は存在しないため、適用した手順は以下のとおりである：すべての表面それぞれに対して計算する、２次多項式による形状除去（これにより、あらゆる大まかな大きめの表面湾曲を除去する）；カットオフ値０．０８ｍｍで、かつ結果として得られる領域が０．８×０．８ｍｍ２のままになるようにエッジ管理と共に、ロバストガウシアンフィルタを適用することによるうねり除去（これにより、小さめのうねりや起伏を除去して、平らな粗さ表面が残るようにする）。同等の圧延砥粒仕上げまたは高光沢粗さの表面に対して比較を行うために、この表面を使用した。
結果として得られる粗さ表面は、測定技術またはゴミなどに起因する極端に外れた値を依然として含む場合がある。閾値を適用してこれらを除去し、高さ中央値に関して略対称にあらゆる上部および下部の外れた値を除去して、各試料２μｍの範囲を分析用に残した。これは、大きな形状を除去していない、対象としたすべての表面に適していた。閾値の外側の点は、「欠落データ」として設定した。
結果
光学特性測定
写像性を測定するために、圧延方向に対して平行および直交の両方向について標準的な光沢度測定を使用した。これは、反射率における違いを表し、そのため、ａ）「光沢度」およびｂ）異方性の指標を表す。効果は入射角に応じて変化するため、３つの標準的な光沢度測定角度を使用した（２０度、６０度、８５度）。各条件に対する光沢度の結果を下記表１に示す。
光学特性測定
写像性を測定するために、圧延方向に対して平行および直交の両方向について標準的な光沢度測定を使用した。これは、反射率における違いを表し、そのため、ａ）「光沢度」およびｂ）異方性の指標を表す。効果は入射角に応じて変化するため、３つの標準的な光沢度測定角度を使用した（２０度、６０度、８５度）。各条件に対する光沢度の結果を下記表１に示す。
共焦点顕微鏡測定
共焦点顕微鏡による表面から以下のデータが得られ、これを、一般的に受け入れられている方法を用いて、あるいはＩＳＯ標準に従って、ＭｏｕｎｔａｉｎｓＭａｐ ＳＡＲＬ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｒｆソフトウェアパッケージ（ブザンソン、フランス）で解析した。２μｍの閾値をかけた後の共焦点で評価した表面パラメータを表２に示す。
共焦点顕微鏡による表面から以下のデータが得られ、これを、一般的に受け入れられている方法を用いて、あるいはＩＳＯ標準に従って、ＭｏｕｎｔａｉｎｓＭａｐ ＳＡＲＬ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｒｆソフトウェアパッケージ（ブザンソン、フランス）で解析した。２μｍの閾値をかけた後の共焦点で評価した表面パラメータを表２に示す。
等方性関数は、完全に方向性のある表面ではゼロ、そして等方性の表面では１００％とした。５％（下限）および５０％（上限）の閾値をかけ、表面ＦＦＴでパラメータを生成した。
ＳａおよびＳｋｕは、国際標準化機構（ＩＳＯ）の２５１７−２８標準で規定されたとおりであり、投影面積は、任意に四分位として選択される２つの高さ位置、すなわち、ゼロから２５％および５０％の表面を通る切片から得られる。
１５％高さ閾値以内の点をまとめることができると仮定して、３Ｄデータの滝グラフ解析により最大モチーフを取得した。
表面構造が異なるために、カテゴリが異なると比較できない。
表面構造が異なるために、カテゴリが異なると比較できない。
考察
光学特性
２０度光沢度では、本仕上げが、圧延方向に対して平行および直交の両方とも、高光沢仕上げと標準的な砥粒仕上げとの間にあることが分かる（図３参照）。背面が視覚的に圧延砥粒過多のＤＧＦ試料であるＤＧＦ２００９ １０は、標準的な砥粒仕上げ試料として振る舞い、目視判定に適う。
光学特性
２０度光沢度では、本仕上げが、圧延方向に対して平行および直交の両方とも、高光沢仕上げと標準的な砥粒仕上げとの間にあることが分かる（図３参照）。背面が視覚的に圧延砥粒過多のＤＧＦ試料であるＤＧＦ２００９ １０は、標準的な砥粒仕上げ試料として振る舞い、目視判定に適う。
６０度の値を図４に示す。光輝仕上げでは光沢度が事実上等方的であるのに対し、標準的な砥粒仕上げの異方性は、ＤＧＦよりもかなり大きいようである。方向間の比を示す図５もこのことを実証している。
図５は、ＤＧＦが１付近かつ１．５未満の比を示して、光輝仕上げのように等方的に振る舞うが、砥粒仕上げは、等方性が強いことを示している。上にＤＧＦを施した砥粒仕上げは、光輝板仕上げと通常の缶仕上げとの間で振る舞っている。特にこの表面では、６０度は、純粋な砥粒仕上げほど違法的ではない。
このことは、８５度で明らかに示されており、ここで、圧延砥粒仕上げの異方性は依然として大きいが、砥粒仕上げ上のＤＧＦは、異方性が無く、純粋なＤＧＦ仕上げのレベルに近い（図６参照）。
共焦点顕微鏡のパラメータ
表面の等方性の計算結果を図７に示す。平均表面粗さ（Ｓａ）に関する図８に示されているように、光輝仕上げ、ＤＧＦ、および圧延砥粒仕上げの３つのクラスの間の違いは明らかである。
表面の等方性の計算結果を図７に示す。平均表面粗さ（Ｓａ）に関する図８に示されているように、光輝仕上げ、ＤＧＦ、および圧延砥粒仕上げの３つのクラスの間の違いは明らかである。
四分位位置での投影面積が表面内の材料分布を示している。Ｓｋｕパラメータは、高さに関して仮定した正規分布の幅に基づく同様のパラメータである。これらをそれぞれ、図９および図１０に示す。これら両方を共に表すと、図１１に示すように、分離がより明らかになり、提示される。図１１では、Ｓｋｕが０から１０の間かつ投影面積が１４〜２０％の間にあるデータポイントは、圧延砥粒仕上げに対応し、Ｓｋｕが５から１１の間かつ投影面積が０〜７％の間にあるデータポイントは、試験対象の表面に対応し、Ｓｋｕが２０から３０の間かつ投影面積が１０〜１３％の間にあるデータポイントは、光輝仕上げに対応する。これらのデータは、試験対象の仕上げが、尖った上部表面を有する比較的平たい底部を呈することを実証している。試料の共焦点画像を図１２に示す。
結論
光輝仕上げ、圧延砥粒仕上げ、および新しいＤＧＦ仕上げの間には、測定可能な差が存在し、これは定量化可能である。２０度光沢度は、５００から１１００単位の間にあり、圧延砥粒仕上げおよび光輝仕上げの両方からはっきりと分離されている。６０度では、光沢度異方性は、圧延砥粒仕上げの半分であり、これも直交方向については、＞＝２００単位隔たっている。光沢度の平行直交比は、２０度および６０度の両方で優に１．５未満であり、他方、砥粒仕上げはこれを優に超える。８５度入射角では、ＤＧＦは光輝仕上げと同様に等方的であり、他方、圧延砥粒仕上げは依然として異方的である。共焦点顕微鏡は、表面周波数に基づく等方性が１５％から３０％の間にあることを示している。光輝仕上げは３０％超、そして砥粒仕上げは５％未満である。粗さ表面のＳａは、ＤＧＦが光輝仕上げに類似し、約０．０５ｍｍであり、砥粒仕上げを施したものからかなり離れていることを示している。Ｓｋｕおよび５０％高さより上にある投影面積のパラメータは、互いを最も良く判別でき、３つの表面を明確に区別する。
光輝仕上げ、圧延砥粒仕上げ、および新しいＤＧＦ仕上げの間には、測定可能な差が存在し、これは定量化可能である。２０度光沢度は、５００から１１００単位の間にあり、圧延砥粒仕上げおよび光輝仕上げの両方からはっきりと分離されている。６０度では、光沢度異方性は、圧延砥粒仕上げの半分であり、これも直交方向については、＞＝２００単位隔たっている。光沢度の平行直交比は、２０度および６０度の両方で優に１．５未満であり、他方、砥粒仕上げはこれを優に超える。８５度入射角では、ＤＧＦは光輝仕上げと同様に等方的であり、他方、圧延砥粒仕上げは依然として異方的である。共焦点顕微鏡は、表面周波数に基づく等方性が１５％から３０％の間にあることを示している。光輝仕上げは３０％超、そして砥粒仕上げは５％未満である。粗さ表面のＳａは、ＤＧＦが光輝仕上げに類似し、約０．０５ｍｍであり、砥粒仕上げを施したものからかなり離れていることを示している。Ｓｋｕおよび５０％高さより上にある投影面積のパラメータは、互いを最も良く判別でき、３つの表面を明確に区別する。
上に引用したすべての特許文献、刊行物および要約書は、その内容全体を本願明細書に援用する。本発明の様々な目的を達成するために本発明の様々な実施形態を説明した。これらの実施形態は単に本発明の原理の説明であることを認識されたい。当業者であれば、特許請求の範囲に定義される本発明の趣旨および範囲から逸脱することなしに、数値変更およびその適用を容易に想到し得る。
本明細書の開示内容は、以下の態様を含む。
態様１：
ワークロールであって、
０．２から０．４μｍのＲａ値および３．０μｍ未満のＲｚ値を有する表面を備える、ワークロール。
態様２：
前記表面が、０．２７μｍから０．３μｍのＲａ値、および２．５μｍ未満のＲｚ値を有する、態様１に記載のワークロール。
態様３：
前記ワークロールが、冷間圧延機のワークロールである、態様１または２に記載のワークロール。
態様４：
金属基板表面上にダル光沢仕上げを施すためのワークロール製造方法であって、
ａ）粗化ワークロール面を形成するように未仕上げワークロール面を粗化することであって、前記粗化ワークロールが、０．２０μｍ以下のＲａおよび２．００μｍ以下のＲｚを有するように粗化することと、
ｂ）０．０１５μｍ未満のＲａおよび０．２５μｍ未満のＲｚを有する研磨ワークロール面を形成するように前記粗化ワークロール面を研磨することと、
ｃ）０．３５μｍから０．４５μｍのＲａおよび５μｍ未満のＲｚを有する均一粗化ワークロール面を形成するように前記研磨ワークロール面を均一に粗化することと、
ｄ）ワークロール表面を形成するように前記均一粗化ワークロール面を仕上げることであって、前記ワークロール表面が、０．２から０．４μｍのＲａ値および３．０μｍ未満のＲｚ値を有するように仕上げることと
を含む、ワークロール製造方法。
態様５：
ワークロールであって、態様４に記載の方法で製造されるワークロール。
態様６：
金属基板上へのダル光沢仕上げ形成方法であって、
ａ）粗化ワークロール面を形成するように未仕上げワークロール面を粗化することであって、前記粗化ワークロールが、０．２０μｍ以下のＲａおよび２．００μｍ以下のＲｚを有するように粗化することと、
ｂ）０．０１５μｍ未満のＲａおよび０．２５μｍ未満のＲｚを有する研磨ワークロール面を形成するように前記粗化ワークロール面を研磨することと、
ｃ）０．３５μｍから０．４５μｍのＲａおよび５μｍ未満のＲｚを有する均一粗化ワークロール面を形成するように前記研磨ワークロール面を均一に粗化すること、
ｄ）ワークロール表面を形成するように前記均一粗化ワークロール面を仕上げることであって、前記ワークロール表面が、０．２から０．４μｍのＲａ値および３．０μｍ未満のＲｚ値を有するように仕上げることと
ｅ）冷間圧延機に前記ワークロールを挿入することと、
ｆ）前記金属基板上に前記ダル光沢仕上げを得るように前記ワークロールを用いて前記金属基板を冷間圧延することと
を含む、ダル光沢仕上げ形成方法。
態様７：
前記金属基板が、アルミニウムまたはアルミニウム合金板である、態様６に記載の方法。
態様８：
製品であって、態様６に記載の方法で形成される製品。
態様９：
前記製品が缶蓋である、態様８に記載の製品。
態様１０：
前記製品が、電子製品の表面である、態様８に記載の製品。
態様１１：
前記製品が、リソグラフィ用途のための表面である、態様８に記載の製品。
本明細書の開示内容は、以下の態様を含む。
態様１：
ワークロールであって、
０．２から０．４μｍのＲａ値および３．０μｍ未満のＲｚ値を有する表面を備える、ワークロール。
態様２：
前記表面が、０．２７μｍから０．３μｍのＲａ値、および２．５μｍ未満のＲｚ値を有する、態様１に記載のワークロール。
態様３：
前記ワークロールが、冷間圧延機のワークロールである、態様１または２に記載のワークロール。
態様４：
金属基板表面上にダル光沢仕上げを施すためのワークロール製造方法であって、
ａ）粗化ワークロール面を形成するように未仕上げワークロール面を粗化することであって、前記粗化ワークロールが、０．２０μｍ以下のＲａおよび２．００μｍ以下のＲｚを有するように粗化することと、
ｂ）０．０１５μｍ未満のＲａおよび０．２５μｍ未満のＲｚを有する研磨ワークロール面を形成するように前記粗化ワークロール面を研磨することと、
ｃ）０．３５μｍから０．４５μｍのＲａおよび５μｍ未満のＲｚを有する均一粗化ワークロール面を形成するように前記研磨ワークロール面を均一に粗化することと、
ｄ）ワークロール表面を形成するように前記均一粗化ワークロール面を仕上げることであって、前記ワークロール表面が、０．２から０．４μｍのＲａ値および３．０μｍ未満のＲｚ値を有するように仕上げることと
を含む、ワークロール製造方法。
態様５：
ワークロールであって、態様４に記載の方法で製造されるワークロール。
態様６：
金属基板上へのダル光沢仕上げ形成方法であって、
ａ）粗化ワークロール面を形成するように未仕上げワークロール面を粗化することであって、前記粗化ワークロールが、０．２０μｍ以下のＲａおよび２．００μｍ以下のＲｚを有するように粗化することと、
ｂ）０．０１５μｍ未満のＲａおよび０．２５μｍ未満のＲｚを有する研磨ワークロール面を形成するように前記粗化ワークロール面を研磨することと、
ｃ）０．３５μｍから０．４５μｍのＲａおよび５μｍ未満のＲｚを有する均一粗化ワークロール面を形成するように前記研磨ワークロール面を均一に粗化すること、
ｄ）ワークロール表面を形成するように前記均一粗化ワークロール面を仕上げることであって、前記ワークロール表面が、０．２から０．４μｍのＲａ値および３．０μｍ未満のＲｚ値を有するように仕上げることと
ｅ）冷間圧延機に前記ワークロールを挿入することと、
ｆ）前記金属基板上に前記ダル光沢仕上げを得るように前記ワークロールを用いて前記金属基板を冷間圧延することと
を含む、ダル光沢仕上げ形成方法。
態様７：
前記金属基板が、アルミニウムまたはアルミニウム合金板である、態様６に記載の方法。
態様８：
製品であって、態様６に記載の方法で形成される製品。
態様９：
前記製品が缶蓋である、態様８に記載の製品。
態様１０：
前記製品が、電子製品の表面である、態様８に記載の製品。
態様１１：
前記製品が、リソグラフィ用途のための表面である、態様８に記載の製品。
Claims (3)
- 金属基板表面上にダル光沢仕上げを施すためのワークロール製造方法であって、
ａ）粗化ワークロール面を形成するように未仕上げワークロール面を粗化することであって、前記粗化ワークロールが、０．２０μｍ以下のＲａおよび２．００μｍ以下のＲｚを有するように粗化することと、
ｂ）０．０１５μｍ未満のＲａおよび０．２５μｍ未満のＲｚを有する研磨ワークロール面を形成するように前記粗化ワークロール面を研磨することと、
ｃ）０．３５μｍから０．４５μｍのＲａおよび５μｍ未満のＲｚを有する均一粗化ワークロール面を形成するように前記研磨ワークロール面を均一に粗化することと、
ｄ）ワークロール表面を形成するように前記均一粗化ワークロール面を仕上げることであって、前記ワークロール表面が、０．２から０．４μｍのＲａ値および３．０μｍ未満のＲｚ値を有するように仕上げることと
を含む、ワークロール製造方法。 - 金属基板上へのダル光沢仕上げ形成方法であって、
ａ）粗化ワークロール面を形成するように未仕上げワークロール面を粗化することであって、前記粗化ワークロールが、０．２０μｍ以下のＲａおよび２．００μｍ以下のＲｚを有するように粗化することと、
ｂ）０．０１５μｍ未満のＲａおよび０．２５μｍ未満のＲｚを有する研磨ワークロール面を形成するように前記粗化ワークロール面を研磨することと、
ｃ）０．３５μｍから０．４５μｍのＲａおよび５μｍ未満のＲｚを有する均一粗化ワークロール面を形成するように前記研磨ワークロール面を均一に粗化すること、
ｄ）ワークロール表面を形成するように前記均一粗化ワークロール面を仕上げることであって、前記ワークロール表面が、０．２から０．４μｍのＲａ値および３．０μｍ未満のＲｚ値を有するように仕上げることと
ｅ）冷間圧延機に前記ワークロールを挿入することと、
ｆ）前記金属基板上に前記ダル光沢仕上げを得るように前記ワークロールを用いて前記金属基板を冷間圧延することと
を含む、ダル光沢仕上げ形成方法。 - 前記金属基板が、アルミニウムまたはアルミニウム合金板である、請求項２に記載の方法。
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