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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2021-12-14
(45)【発行日】2022-01-14
(54)【発明の名称】高温アニーリングを用いた積層缶端部原料
(51)【国際特許分類】
B32B 15/09 20060101AFI20220106BHJP
B32B 27/36 20060101ALI20220106BHJP
B32B 37/06 20060101ALI20220106BHJP
B32B 37/04 20060101ALI20220106BHJP
C23C 26/00 20060101ALI20220106BHJP
C23C 28/00 20060101ALI20220106BHJP
B65D 8/00 20060101ALI20220106BHJP
【ＦＩ】
B32B15/09 A
B32B27/36
B32B37/06
B32B37/04
C23C26/00 A
C23C28/00 Z
B65D8/00 A
【請求項の数】
22
(21)【出願番号】P 2018559291
(86)(22)【出願日】2017-05-05
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2019-06-27
(86)【国際出願番号】 US2017031289
(87)【国際公開番号】W WO2017196664
(87)【国際公開日】2017-11-16
【審査請求日】2018-11-09
(31)【優先権主張番号】62/334,198
(32)【優先日】2016-05-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】506110243
【氏名又は名称】ノベリス・インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＮＯＶＥＬＩＳ ＩＮＣ．
(74)【代理人】
【識別番号】100106518
【弁理士】
【氏名又は名称】松谷 道子
(74)【代理人】
【識別番号】100088801
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 宗雄
(72)【発明者】
【氏名】ペーター・シュパーン
(72)【発明者】
【氏名】ハインリヒ・プリンツホルン
(72)【発明者】
【氏名】ニコラス・ツェー・カンプ
(72)【発明者】
【氏名】ディレン・ブーパトラル・ルパレリア
【審査官】深谷 陽子
(56)【参考文献】
【文献】特表平０２－５０１６３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－３２１２３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－１２２５７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－００１７３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０４－２０１２３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－１２１６４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－２９６４３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－２６３９２３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ３２Ｂ １／００－４３／００
Ｂ２９Ｃ ６３／００－６３／４８、６５／００－６５／８２
Ｃ２３Ｃ ２４／００－３０／００
Ｂ６５Ｄ ８／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
缶端部原料を調製するための方法であって、金属ストリップを２５０℃を下回る第１の温度に予熱することと、
ポリマーフィルムを前記金属ストリップの第１の側面に積層して、積層金属ストリップを製造することであって、前記ポリマーフィルムの主要構成要素が、前記第１の温度を上回る融解温度を有することと、
前記ポリマーフィルムの融解温度よりも高いアニーリング温度で前記積層金属ストリップをアニーリングすることと、を含み、
前記積層金属ストリップをアニーリングすることが、前記ポリマーフィルムを前記金属ストリップの表面テクスチャへ融解するのに十分な時間の間、前記ポリマーフィルムの温度を上昇させることを含み、
前記ポリマーフィルムを前記金属ストリップの前記第１の側面に積層する前に、前記金属ストリップの表面粗さの高さを前記ポリマーフィルムの接触層の厚さより低い値に減少させることをさらに含む、方法。
【請求項2】
前記金属ストリップが、アルミニウムストリップである、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記金属ストリップが、ＡＡ５１８２アルミニウム合金である、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
化成コーティングを前記金属ストリップに適用することをさらに含み、前記ポリマーフィルムを前記金属ストリップの前記第１の側面に積層することが、前記ポリマーフィルムを前記化成コーティングに積層することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記ポリマーフィルムを積層することが、ポリエチレンテレフタレートフィルムを前記金属ストリップに積層することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
ラッカーの層または別のポリマーフィルムの層を前記金属ストリップの第２の側面に適用することをさらに含み、前記金属ストリップの前記第１の側面が、前記金属ストリップから形成された缶端部の内面側に相当し、前記金属ストリップの前記第２の側面が、前記金属ストリップから形成された缶端部の外面側に相当する、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記積層金属ストリップをアニーリングすることが、前記ポリマーフィルムの前記温度を少なくとも２５０℃に上昇させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
前記積層金属ストリップをアニーリングすることが、前記ポリマーフィルムの前記温度を少なくとも２６５℃に上昇させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項9】
前記積層金属ストリップをアニーリングすることが、前記ポリマーフィルムの前記温度を少なくとも２８０℃に上昇させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項10】
前記積層金属ストリップをアニーリング後、前記積層金属ストリップを冷却して、前記ポリマーフィルムが非晶質であることを確実に維持することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項11】
前記積層金属ストリップのアニーリング後、潤滑剤を前記積層金属ストリップに適用することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項12】
システムであって、金属ストリップを受容し、前記金属ストリップを予熱温度に予熱するための予熱炉と、
前記予熱温度で前記金属ストリップを受容し、ポリマーフィルムを前記金属ストリップの第１の側面に適用するための、前記予熱炉の下流に位置する積層システムであって、前記予熱温度が、前記ポリマーフィルムの主要構成要素の融解温度を下回る、積層システムと、
積層金属ストリップを受容し、前記積層金属ストリップをアニーリング温度に加熱するための、前記積層システムの下流に位置するアニール炉であって、前記アニーリング温度が、前記ポリマーフィルムの前記主要構成要素の前記融解温度よりも高い、アニール炉と、を備え
前記アニール炉が、前記ポリマーフィルムを前記金属ストリップの表面テクスチャへ融解するのに十分な時間の間、前記ポリマーフィルムの前記温度を上昇させるように構成されていて、
前記金属ストリップの表面粗さを調整するための表面粗さ調整器をさらに備え、前記表面粗さ調整器が、前記積層システムの上流に配置されていて、前記ポリマーフィルムの接触層の厚さより低い値に前記表面粗さの高さを減少させるように構成されている、システム。
【請求項13】
前記金属ストリップが、アルミニウムストリップである、請求項１２に記載のシステム。
【請求項14】
前記金属ストリップが、ＡＡ５１８２アルミニウム合金である、請求項１２に記載のシステム。
【請求項15】
化成コーティングを前記金属ストリップに適用するための化成コーティング適用システムをさらに備え、前記積層システムが、前記ポリマーフィルムを前記化成コーティングに適用するように構成されている、請求項１２に記載のシステム。
【請求項16】
前記積層システムが、ポリエチレンテレフタレートフィルムの供給源に連結されている、請求項１２に記載のシステム。
【請求項17】
ラッカーの層を前記金属ストリップの第２の側面に適用するためのラッカー適用システムをさらに備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項18】
前記積層システムが、前記第１の側面に対向する前記金属ストリップの第２の側面に追加のポリマーフィルムを適用するように構成されている、請求項１２に記載のシステム。
【請求項19】
前記アニール炉が、前記ポリマーフィルムを前記金属ストリップの表面テクスチャへ融解するのに十分な時間の間、前記ポリマーフィルムの前記温度を上昇させるのに十分な長さを有する、請求項１２に記載のシステム。
【請求項20】
前記アニール炉が、前記ポリマーフィルムの前記温度を少なくとも２５０℃に上昇させるのに十分な熱を提供するように構成されている、請求項１２に記載のシステム。
【請求項21】
前記アニール炉が、前記ポリマーフィルムの前記温度を少なくとも２６５℃に上昇させるのに十分な熱を提供するように構成されている、請求項１２に記載のシステム。
【請求項22】
前記アニール炉が、前記ポリマーフィルムの前記温度を少なくとも２８０℃に上昇させるのに十分な熱を提供するように構成されている、請求項１２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、概して金属加工、より具体的には金属ストリップの積層及び前処理に関する。
【背景技術】
【0002】
アルミニウム飲料缶などのある特定の金属製品は、金属とその内容物との間にポリマーコーティングなどの保護層を必要とし得る。例えば、ソーダ及びコーラなどの刺激のある飲料からの金属の損傷を回避するために、ならびに変色または味の変化など飲料にとって望ましくない効果を回避するために、飲料缶は、多くの場合、飲料缶の金属とその中に含有される飲料との間に十分な保護を提供しなければならない。
【0003】
多くの場合、その基本的な特性に関して、保護層には要件が設定される。様々な要件を満たす積層金属製品を製造することが望ましい場合がある。場合によっては、金属製品をラッカー塗装するよりもむしろ金属製品を積層することが望ましい場合がある。
【0004】
例えば、飲料缶に使用される、ある特定の缶端部原料（ＣＥＳ）は、最大量未満のフェザリング及び最大量未満のブラッシングを有する保護層を有しなければならない。フェザリングとは、特に飲料缶を開けたときに作り出される、開口部などの金属における破断部での、保護層の伸長及び剥離を意味し得る。ブラッシングとは、保護層の変色を意味し得、かかる変色は、コーティングされた金属が、例えば低温殺菌または消毒プロセス中に特定の媒体中で高温に供されるときに、起こり得る。低温殺菌プロセス中、変色しないことが望ましい場合がある。場合によっては、保護層は、酢酸試験などの酸性試験に耐えなければならない。コーティングされた金属ストリップは、１つ以上のこれら及び他の要件に適合する必要があり得る。
【0005】
ポリマーで積層された金属シートが確実に所望の要件を満たすために、金属の選択及び予備形成の処理プロセスに対して、ある特定の制限が設定されなければならないと主張されている。これらの制限としては、ポリマー選択における制限、過失の起こる可能性の少ない厳しい温度規制、及び他のかかる制限が挙げられる。
【0006】
ＵＳ５，５８２，３１９は、ポリマーフィルムコーティング金属シートを製造するためのプロセスについて記載しており、非晶質ポリマーの使用は、過度に弾力性であり、缶の開口時に非常に多くのフェザリングが作り出され得るため、及び例えば低温殺菌中にポリマーの結晶化機構によるブラッシングが過度に顕著であるため、望ましくないと述べている。記載されるプロセスは、主なポリマー層の融点を下回るアニーリングプロセス温度を維持して、低温殺菌後のフェザリング及びブラッシングなどのＣＥＳ要件への適合を達成することを含む。さらに、同‘３１９特許に開示されるアルミニウム合金は、低範囲のＭｇ含有量を有し、標準的な工業合金ＡＡ５１８２の範疇に入らず、それにより製品特性に影響する。
【0007】
所望の要件を満たすか、またはそれを上回ることができる積層金属製品を提供することが望ましい場合がある。非晶質ポリマーを使用して、この積層金属製品を作り出すことが望ましいであろう。
【発明の概要】
【0008】
実施形態という用語及び同様の用語は、本開示の主題及び以下の特許請求の範囲全てを広義に指すことが意図される。これらの用語を含む陳述は、本明細書に記載の主題を限定するものではなく、または下記の特許請求の意味または範囲を限定するものではないと理解されるべきである。本明細書が包含する本開示の実施形態は、この発明の概要ではなく、以下の特許請求の範囲によって定義される。本発明の概要は、本開示の様々な態様の高いレベルの概要であり、以下の発明を実施するための形態の項でさらに説明されるいくつかの概念を紹介するものである。本発明の概要は、特許請求された主題の鍵となる特徴または必須の特徴を特定することを意図するものでも、特許請求された主題の範囲を決定するために単独で使用されることを意図するものでもない。主題は、本開示の明細書全体の適切な一部分、任意または全ての図面及び各請求項を参照することによって理解されるべきである。
【0009】
本開示の実施形態は、缶端部原料を調製するための方法であって、金属ストリップを第１の温度２５０℃を下回って予熱することと、金属ストリップの第１の側面にポリマーフィルムを積層して積層金属ストリップを製造することであって、ポリマーフィルムの主要構成要素が第１の温度を上回る融解温度を有する、製造することと、積層金属ストリップをアニーリング温度でアニーリングすることであって、アニーリング温度がポリマーフィルムの融解温度よりも高い、アニーリングすることと、を含む、方法を含む。
【0010】
場合によっては、金属ストリップは、ＡＡ５１８２アルミニウム合金などのアルミニウムストリップである。場合によっては、方法は、化成コーティングを金属ストリップに適用することを含み得、ポリマーフィルムを金属ストリップの第１の側面に積層することが、ポリマーフィルムを化成コーティングに積層することを含む。場合によっては、ポリマーフィルムを積層することは、ポリエチレンテレフタレートフィルムを金属ストリップに積層することを含む。場合によっては、方法は、ラッカーの層または別のポリマーフィルムの層を金属ストリップの第２の側面に適用することを含み、金属ストリップの第１の側面が、金属ストリップから形成された缶端部の内面側に相当し、金属ストリップの第２の側面が、金属ストリップから形成された缶端部の外面側に相当する。場合によっては、積層金属ストリップをアニーリングすることは、ポリマーフィルムを金属ストリップの表面テクスチャへ融解するのに十分な時間の間、ポリマーフィルムの温度を上昇させることを含む。場合によっては、積層金属ストリップをアニーリングすることは、ポリマーフィルムの温度を少なくとも２５０℃に上昇させることを含む。場合によっては、積層金属ストリップをアニーリングすることは、ポリマーフィルムの温度を少なくとも２６５℃に上昇させることを含む。場合によっては、積層金属ストリップをアニーリングすることは、ポリマーフィルムの温度を少なくとも２８０℃に上昇させることを含む。場合によっては、方法は、積層金属ストリップをアニーリング後、積層金属ストリップを冷却して確実にポリマーフィルムが非晶質であることを維持することを含み得る。場合によっては、方法は、積層金属ストリップのアニーリング後、潤滑剤を積層金属ストリップに適用することを含み得る。場合によっては、方法は、試験された性能に基づいて複数の化成層パラメータ候補から化成層パラメータを選択することと、ポリマーフィルムを金属ストリップの第１の側面に積層する前に、化成層パラメータに従って化成層を金属ストリップに適用することと、を含み得る。場合によっては、試験される性能は、ブラッシング性能である。
【0011】
本開示の実施形態は、化成層パラメータを決定するための方法であって、複数の化成層パラメータ候補を決定することと、前述の方法に従って複数の化成層パラメータ候補の各々に対して、缶端部原料試料を調製することと、各々の缶端部原料試料のブラッシング性能を評価することと、評価されたブラッシング性能に基づいて、複数の化成層パラメータ候補から化成層パラメータを選択することと、を含む、方法を含む。
【0012】
場合によっては、方法は、ポリマーフィルムを金属ストリップの第１の側面に積層する前に、金属ストリップの表面粗さを調整することを含み得る。場合によっては、表面粗さを調整することは、ポリマーフィルムの接触層の厚さよりも低い値に表面粗さの高さを減少させることを含む。場合によっては、ポリマーフィルムを金属ストリップの第１の側面に積層することは、中空金属コアを取り囲む圧縮可能な層を有するアプリケータローラを使用して、ポリマーフィルムを金属ストリップの第１の側面に対して圧縮することと、中空金属コアに流体を通過させて圧縮可能な層の温度を制御することと、を含む。場合によっては、方法は、ポリマーフィルムを金属ストリップの第１の側面に積層する前に、圧縮可能な層を予熱することを含み得る。場合によっては、中空金属コアに流体を通過させることは、流体を冷却して圧縮可能な層の内面から熱を抽出して、圧縮可能な層の内面と圧縮可能な層の外面との間の熱勾配を生じることを含む。場合によっては、流体を冷却することは、流体の温度を十分に低減して、圧縮可能な層の内面の内側温度を最大設定点を下回って、かつ圧縮可能な層の外面の外側温度を最小設定点を上回って維持することを含む。場合によっては、方法は、圧縮可能な層の温度を測定することと、圧縮可能な層の温度に基づいて、流体の温度または体積流量を調整することと、を含み得る。
【0013】
本開示の実施形態は、前述の方法に従って調製される缶端部原料製品を含む。本開示の実施形態は、本体片及び端部キャップを備え、端部キャップが、前述の方法に従って調製された缶端部原料から形成される、飲料缶を含む。
【0014】
本開示の実施形態は、金属ストリップを受容し、金属ストリップを予熱温度に予熱するための予熱炉と、予熱温度で金属ストリップを受容し、ポリマーフィルムを金属ストリップの第１の側面に適用するための、予熱炉の下流に位置する積層システムであって、予熱温度がポリマーフィルムの主要構成要素の融解温度を下回る、積層システムと、積層金属ストリップを受容し、積層金属ストリップをアニーリング温度に加熱するための、積層システムの下流に位置するアニール炉であって、アニーリング温度がポリマーフィルムの主要構成要素の融解温度よりも高い、アニール炉と、を含む、システムを含む。
【0015】
場合によっては、金属ストリップは、ＡＡ５１８２アルミニウム合金などのアルミニウムストリップである。場合によっては、システムは、化成コーティングを金属ストリップに適用するための化成コーティング適用システムを含み、積層システムが、ポリマーフィルムを化成コーティングに適用するように構成される。場合によっては、積層システムは、ポリエチレンテレフタレートフィルムの供給源に連結される。場合によっては、システムは、ラッカーの層を金属ストリップの第２の側面に適用するためのラッカー適用システムを含む。場合によっては、積層システムは、第１の側面に対向する金属ストリップの第２の側面に追加のポリマーフィルムを適用するように構成される。場合によっては、アニール炉は、ポリマーフィルムを金属ストリップの表面テクスチャへ融解するのに十分な時間の間、ポリマーフィルムの温度を上昇させるのに十分な長さを有する。場合によっては、アニール炉は、ポリマーフィルムの温度を少なくとも２５０℃に上昇させるのに十分な熱を提供するように構成される。場合によっては、アニール炉は、ポリマーフィルムの温度を少なくとも２６５℃に上昇させるのに十分な熱を提供するように構成される。場合によっては、アニール炉は、ポリマーフィルムの温度を少なくとも２８０℃に上昇させるのに十分な熱を提供するように構成される。場合によっては、システムは、試験された性能に基づいて、複数の化成層パラメータ候補から選択された化成層パラメータに従って、化成層を金属ストリップに適用するための化成層アプリケータを含む。場合によっては、システムは、金属ストリップの表面粗さを調整するための表面粗さ調整器を含み、表面粗さ調整器が、積層システムの上流に配置される。場合によっては、表面粗さ調整器は、ポリマーフィルムの接触層の厚さよりも低い値に表面粗さの高さを減少させるように構成される。場合によっては、積層システムは、中空金属コアを取り囲む圧縮可能な層を含むアプリケータローラと、中空金属コアの通路に冷却剤を提供して圧縮可能な層の温度を制御するための冷却剤源と、を備える。場合によっては、システムは、圧縮可能な層に隣接して位置して、圧縮可能な層を予熱する外部加熱器を備える。場合によっては、積層システムは、冷却剤源によって提供される冷却剤の体積流量または温度を調整して、圧縮可能な層の内面及び圧縮可能な層の外面にわたる温度勾配を維持するための、冷却剤源に連結されたコントローラをさらに備える。場合によっては、積層システムは、圧縮可能な層の温度に関連する温度信号を提供するための、コントローラに連結された温度センサをさらに備える。場合によっては、積層システムは、モデルを含有するデータストアをさらに含み、コントローラが、データストアに連結されて、モデルに基づいて冷却剤源を制御する。場合によっては、積層システムは、冷却剤源によって提供される冷却剤の体積流量または温度を調整して、圧縮可能な層の内面の内側温度を最大設定点を下回って、かつ圧縮可能な層の外面の外側温度を最小設定点を上回って維持するための、冷却剤源に連結されたコントローラをさらに備える。
【0016】
本開示の実施形態は、金属を積層するための方法であって、中空金属コアを取り囲む圧縮可能な層を有するアプリケータローラを使用して、予熱された金属ストリップの第１の側面に対してポリマーフィルムを圧縮することと、中空金属コアに流体を通過させて圧縮可能な層の温度を制御することと、を含む、方法を含む。場合によっては、方法は、ポリマーフィルムを金属ストリップの第１の側面に積層する前に、圧縮可能な層を予熱することを含む。場合によっては、圧縮可能な層を予熱することは、中空金属コアに加熱された流体を通過させることを含む。場合によっては、圧縮可能な層を加熱することは、圧縮可能な層を外部から加熱することを含む。場合によっては、中空金属コアに流体を通過させることは、流体を冷却して圧縮可能な層の内面から熱を抽出して、圧縮可能な層の内面と圧縮可能な層の外面との間の熱勾配を生じることを含む。場合によっては、流体を冷却することは、流体の温度を十分に低減して、圧縮可能な層の内面の内側温度を最大設定点を下回って、かつ圧縮可能な層の外面の外側温度を最小設定点を上回って維持することを含む。場合によっては、方法は、圧縮可能な層の温度を測定することと、圧縮可能な層の温度に基づいて、流体の温度または体積流量を調整することと、を含む。場合によっては、圧縮可能な層の温度を測定することは、圧縮可能な層の温度測定値を温度センサから受信することを含む。場合によっては、圧縮可能な層の温度を測定することは、圧縮可能な層近辺の要素の温度測定値を温度センサから受信することを含む。場合によっては、圧縮可能な層の温度を測定することは、モデルにアクセスすることを含む。場合によっては、方法は、予熱された金属ストリップのライン速度の変化を検知することと、ライン速度の変化に基づいて流体の温度または体積流量を調整することと、を含む。
【0017】
本明細書は、以下の添付の図を参照し、異なる図における同じ参照番号の使用が、同じまたは類似の構成要素を例示することを意図する。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本開示のある特定の態様に従った、缶端部原料（ＣＥＳ）を調製するためのシステムの概略図である。
【図3A】本開示のある特定の態様に従った、缶端部原料のシートである。
【図4】本開示のある特定の態様に従った、缶端部原料の区分の複数層を示す等角破断図である。
【図5】本開示のある特定の態様に従った、金属ストリップを積層するためのプロセスを示すフローチャートである。
【図6】フェザリングを呈する一片の缶端部の開口部を示す部分上面図である。
【図7】本開示のある特定の態様に従った、フェザリングを呈しない一片の缶端部の開口部を示す部分上面図である。
【図8】本開示のある特定の態様に従った、積層システムの概略図である。
【図9】本開示のある特定の態様に従った、積層金属ストリップの望ましい化成層特徴を決定するためのプロセスを示すフローチャートである。
【図10】本開示のある特定の態様に従った、その上に積層されたフィルムを有する金属ストリップの一部分の拡大部分断面図である。
【図11】本開示のある特定の態様に従った、積層システムの部分側面破断図である。
【図12】本開示のある特定の態様に従った、積層システムの適用ローラ用の制御システムを示す概略図である。
【図13】本開示のある特定の態様に従った、積層システムの適用ローラの回転軸からの半径距離に応じた温度を示すプロットである。
【図14】本開示のある特定の態様に従った、積層プロセス中の適用ロールの温度を制御するためのプロセスを示すフローチャートである。
【図15】本開示のある特定の態様に従って、処理され試験された積層アルミニウム金属試料の組１５００を示すグラフマトリックスである。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本開示のある特定の態様及び特徴は、低いフェザリング、低いブラッシング、及び酢酸試験における高い性能を呈する積層非晶質ポリマーコーティングを有する、アルミニウム缶端部原料（ＣＥＳ）に関する。積層金属ストリップは、内面側（例えば製品側）の積層ポリマーコーティング、及び外面側（例えば消費者側）のラッカー塗装されたコーティングを含み得る。プロセスは、ポリマーフィルムの主なポリマー成分の融点下回る温度に、むき出しの金属ストリップを加熱することと、結晶性ポリマーをストリップの内面側に適用することと、組み合わされたストリップとポリマーとを、ポリマーの融点を上回るアニーリング温度に加熱することとを含み得る。場合によっては、金属ストリップに積層されたポリマーフィルムは、連続製造ラインからの非晶質ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムなどの二軸配向ポリマーであり得る。ポリマーフィルムは、アニーリングプロセス中に非晶質となり得る。ポリマーフィルムは、主要構成要素（例えば、ＰＥＴ層）のみを含み得るか、または主要構成要素と１つ以上の補足的な構成要素（例えば、接着層）とを含み得る。本明細書で使用される場合、ポリマーまたはポリマーフィルムの融解温度とは、特に指定のない限り、主要構成要素の融解温度を指す。
【0020】
相当数の試用及び実験を通して、低いフェザリング（例えば、特定顧客の仕様によって規定されるように、開口端部上の切り込み溝周囲に張り出しているコーティングが０．８ｍｍ以下）、低いブラッシング、及び酢酸試験における高い性能を有する積層缶端部原料を製造するための技法が見出されている。これらの技法は、組み合わされたストリップ及びポリマーを、アニーリング温度（Ｔ２）に加熱する前に、ポリマーを第１の温度（Ｔ１）に加熱された金属ストリップに適用することを含み得、Ｔ１が、ポリマーの融解温度（Ｔｍ）を下回り、Ｔ２がＴｍを上回る。場合によっては、Ｔ２は、２５０℃、２５５℃、２５７℃、２６０℃、２６５℃、２７０℃、２７５℃、または２８０℃で以上である。場合によっては、ポリマーの融解温度よりも高い温度で起こるアニーリングは、耐酸性試験における増加した性能を提供するために十分に接着を改善することができる。フィルムの融点を上回る温度でのアニーリング中、フィルムは、金属ストリップの形状（ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ）へ流入することができ、このため、機械的結合により金属ストリップとフィルムとの間の接着を改善する。
【0021】
フィルムが所与の色または灰色を有するいくつかの場合では、低温殺菌後のブラッシング性能は、温度Ｔ２での加工後のポリマーの非晶質状態によって損なわれない。。
【0022】
場合によっては、金属ストリップは、２つの側面に積層され得る。場合によっては、金属ストリップは、片側に積層され、反対側にラッカー塗装され得る。例えば、金属ストリップは、内面側に積層され、外面側にラッカー塗装され得るが、他の構成が使用され得る。このハイブリッド積層／ラッカー塗装された金属ストリップは、ラッカーの使用により缶端部原料の外側上に高い装飾性能を維持しながら、ＰＥＴ積層体の使用によって缶端部原料の内側に改善された機能的な性能を提供し得、これは低温殺菌中などにブラッシングの傾向がおそらくない。場合によっては、ＰＥＴフィルムは、低温殺菌中に変化しないフィルムにわずかな着色を提供する添加剤を含み得る。
【0023】
場合によっては、積層金属原料は、積層プロセスからアニーリングプロセスへ（例えば、アニール炉に）直接通される。場合によっては、積層金属原料は、積層プロセスからラッカー適用システムに直接通され、次いで、アニーリングプロセスへ（アニール炉に）通される。
【0024】
試用及び実験を通して、非晶質フィルムは、フィルムと金属ストリップとの間の接着が制御されることができると、改善されたフェザリング性能を提供し得ることが見出された。アニーリング温度の制御（例えば、より高いアニーリング温度は、ある程度改善された接着をもたらし得る）、基材特性（例えば、テクスチャ及び化学作用）ならびにフィルム化学作用の制御によって、接着が制御され得ることを、試用及び実験は示している。
【0025】
従来の積層金属ストリップは、多くの場合、３％酢酸試験において不十分な評価である。しかしながら、試用及び実験を通して、ポリマーの融点を上回る温度でアニーリングされた積層体が、３％酢酸試験においてより良好に機能することが見出された。本明細書で使用される場合、３％酢酸試験は、およそ１００℃で３０分間の、希釈された酸性媒体に対するコーティングの耐性を評価することを含み得る。試験は、試料に交差する斜線マークを切り込むことと、試料をおよそ１００℃で３０分間、３％酢酸溶液に配置することと、その後、試料を取出し冷却し、その後各試料に交差する追加の一組の切り込みを施し、酸浴前後の交差する斜線の領域上に接着テープを配置し、およそ６０°の角度で０．５～１秒かけてテープを取り除くことを含み得る。試験の結果（例えば、剥離の存在及び強度に基づいた）は、金属ストリップが所与の所望の仕様に許容可能であるか、または許容不可であるかを判定するために使用され得る。場合によっては、本明細書に開示されるアニーリングされた積層缶端部原料は、剥離することなく３％酢酸試験に合格する。場合によっては、本明細書に開示されるアニーリングされた積層缶端部原料は、標準的なラッカー塗装された缶端部原料よりも、３％酢酸試験においてより好ましい結果（例えば、剥離が全くない、または少ない）を得る。
【0026】
これらの例示的な実施例は、本明細書で考察される一般的な主題を読者に紹介するために与えられ、開示される概念の範囲を限定することを意図しない。以下の節は、同じ数字が同じ要素を示す図面を参照しながら様々な追加の特徴及び例を説明し、指示的な説明は、例示的な実施形態を説明するために使用されるが、同じ例示的な実施形態は、本開示を限定するために使用されるべきではない。本明細書の図に含まれる要素は、縮尺通りではない場合がある。
【0027】
場合によっては、本開示の態様及び特徴は、アルミニウムＡＡ５１８２との使用に特に有用であるが、他の種類のアルミニウムが使用され得る。
【0028】
図１は、本開示のある特定の態様に従った、缶端部原料（ＣＥＳ）を調製するためのシステム１００の概略図である。金属ストリップ１０２は、金属ストリップ１０２を予熱温度（Ｔ１）に加熱する予熱炉１１２へ通される。予熱温度Ｔ１は、金属ストリップ１０２に積層される、ポリマーフィルム１２４の融解温度をはるかに下回る。場合によっては、予熱温度Ｔ１は、２５０℃、２４０℃、２２０℃、２００℃、１９０℃、１８０℃、１７０℃、及び１５０℃以下である。場合によっては、予熱温度Ｔ１は、１２０℃～２５０℃の範囲内、１７０℃～２４０℃、または１９０℃～２２０℃の範囲内である。予熱された金属ストリップ１０４は、積層システム１１４を通り得る。予熱された金属ストリップ１０４としての金属ストリップ１０２は、ポリマーフィルム１２４を金属ストリップ１０２の片側に適用する積層システム１１４を通過する。場合によっては、ポリマーフィルムは、金属ストリップ１０２の両側に適用され得る。積層システム１１４は、ポリマーフィルム１２４を金属ストリップ１０２に積層するための任意の好適なシステムであり得る。積層金属ストリップ１０６は、金属ストリップ１０２をポリマーフィルム１２４と組み合わせる、積層システム１１４を退出する。
【0029】
場合によっては、積層金属ストリップ１０６は、ラッカー適用システム１１８を通り得る。ラッカー１２０は、ラッカー適用システム１１８によって金属ストリップ１０２に適用される。ラッカー適用システム１１８は、ラッカー１２０を金属ストリップ１０２適用するための任意の好適なシステムであり得る。ラッカー適用システム１１８は、ラッカー１２０を金属ストリップ１０２上で加熱または硬化するためのオーブンを含み得る。場合によっては、ラッカー適用システム１１８は、積層システム１１４の下流（例えば、後）にある。場合によっては、ラッカー適用システム１１８は、アニール炉１１６の上流（例えば、前）にある。場合によっては、ラッカー適用システム１１８は、積層システム１１４または予熱炉１１２の上流にある。場合によっては、ラッカー適用システム１１８は、積層システム１１４及びアニール炉１１６の両方の下流にある。図１に示されるように、ラッカー適用システム１１８は、積層システム１１４とアニール炉１１６との間に配置される。積層されたラッカー塗装された金属ストリップ１０８は、ラッカー適用システム１１８を退出し得る。
【0030】
上流ラッカー適用システム１１８が使用されるとき、積層されたラッカー塗装された金属ストリップ１０８は、アニール炉１１６を通り得る。場合によっては、ラッカー適用システム１１８が積層システム１１４とアニール炉１１６との間に使用されない場合、積層金属ストリップ１０６は、アニール炉を通り得る。
【0031】
アニール炉１１６は、積層システム１１４及び任意選択的にラッカー適用システム１１８の下流（例えば、後）に位置し得る。場合によっては、ラッカー適用システム１１８を退出するラッカー塗装された積層金属ストリップ１０８が、他の機械またはシステムを通るまたはそれらと接触する前にアニール炉１１６を通るように、アニール炉１１６は、ラッカー適用システム１１８のすぐ下流に位置する。
【0032】
アニール炉１１６は、ラッカー塗装された積層金属ストリップ１０８の温度をアニーリング温度（Ｔ２）に上昇させる。アニーリング温度Ｔ２は、ポリマーフィルム１２４の融解温度（Ｔｍ）よりも高い。場合によっては、Ｔ２は、２５０℃、２５５℃、２５７℃、２６０℃、２６５℃、２７０℃、２７５℃、または２８０℃以上である。したがって、アニーリングプロセス中、ポリマーフィルム１２４は、金属ストリップ１０２の機械的な造作（例えば、表面テクスチャ）へと流入し、非晶質になることができる。ラッカー塗装された積層金属ストリップ１０８は、金属ストリップ１０２のアニーリング及びポリマーフィルム１２４の所望の接着を含む、ラッカー塗装された積層金属ストリップ１０８に所望の特性を付与するのに十分な長さの時間をアニール炉１１６内で過ごす。アニール炉１１６内の時間は、炉長及び金属ストリップの速度に基づき得る。場合によっては、時間は、およそ２秒～およそ３０秒、およそ９秒～およそ約１５秒、およそ１０秒～およそ１４秒、またはおよそ１２秒の範囲内であり得る。場合によっては、アニール炉１１６内の温度の変化を補うために、必要に応じて、（例えば、金属ストリップの速度を調整することによって）時間は調整され得る。
【0033】
アニール炉１１６を退出後、缶端部原料１１０（例えば、アニーリングされ、ラッカー塗装され、積層された金属ストリップ）は、任意選択的に、大量の急冷液中で、または冷却剤を缶端部原料１１０に適用することによってなど、急冷され得る。缶端部原料１１０は、アニール炉１１６を退出直後に、急冷または別の方法によって、非晶質ポリマーの実質的な再結晶化を回避するのに十分な速度で冷却され得る。場合によっては、缶端部原料１１０は、およそ３０秒、２５秒、２０秒、１５秒、１０秒、５秒、または２秒以下の所望の時間内でおよそ１５０℃を下回って冷却される。場合によっては、缶端部原料１１０は、およそ２～１５秒の時間内でおよそ１５０℃を下回って冷却される。実質的な再結晶化を回避することにより、ポリマーのブラッシングを回避し得る。再結晶化されたポリマーの再結晶化部分は、３０％、２５％、２０％、または１５％以下の重量分率を有することが望ましい場合がある。およそ１００ｎｍ以下で結晶が形成されることがさらに望ましい場合がある。
【0034】
場合によっては、システム１００によって製造された缶端部原料１１０は、図１及び２に示されるように、ラッカーの層１２０が第１の側面に適用され、積層ポリマーフィルムの層１２４が第２の側面に適用された金属ストリップ１０２を含み得る。缶端部原料１１０の金属ストリップ１０２は、アニーリングされ得、ポリマーフィルム１２４が融解して金属ストリップ１０２の表面テクスチャへ入り、非晶質になることを可能にするために十分な時間の間、ポリマーフィルム１２４の融解温度を上回る温度に加熱される前に積層される、結晶性ポリマーフィルム１２４を含み得る。本明細書で使用される場合、ポリマーフィルム１２４が融解して金属ストリップ１０２の表面テクスチャへ入ることを可能にするのに十分な時間は、０．８ｍｍ以下、０．７ｍｍ以下、０．６ｍｍ以下、または０．５ｍｍ以下で、開口端部上の切り込み溝周囲にコーティングの張り出しが低温殺菌後に生じるように、ポリマーフィルム１２４が金属ストリップ１０２に十分に接着していることによって評価され得る。
【0035】
本明細書に記載のように、缶端部の標準的なフェザリング試験は、およそ７５℃で３０分間、脱イオン水の水浴に缶端部を浸漬することと、缶端部を冷たい脱イオン水で洗浄して室温に缶端部を戻すことと、次いで缶端部の端部タブを直ちに開口することと、を含み得る。フェザリングが観察され得、切り込みがつけられたパネルまたは注ぎ口開口部上で測定される。場合によっては、フェザリング試験は、缶端部原料の平坦なシートなどの、金属の平坦なシート上で行われ得る。かかる場合、フェザリング試験は、試料を８０℃で４０分間脱塩水に浸漬することを含み得、その後、試料は室温に冷却され、試料は切断され、金属のストリップは、切断部から離れる方向にストリップを引っ張ることによって分離され得る。他のフェザリング試験が使用され得る。
【0036】
いくつかの例では、２８０℃の温度でアニーリングされた積層金属ストリップは、０．２８の標準偏差で０．４１ｍｍのフェザリング平均量を提供し、これに対して２６５℃の温度でアニーリングされた積層金属ストリップは、０．６９の標準偏差で１．０８ｍｍのフェザリング平均量を提供した。実験を通して、フェザリング及び剥離の改善は、２５０℃以上などの、ポリマーフィルムの融解温度以上の温度で実質的であり得ることが示されている。このフェザリング量は、開口缶端部の開口部に沿ったある特定の示される位置に配置され得る。実験を通して、フィルムのフェザリング量はまた、製品の切断、形成、及び型押しツール設計に依存することが示されている。
【0037】
場合によっては、金属ストリップ１０２は、以下にさらに詳細に記載されるように、予備加熱炉１１２または積層システム１１４に入る前に事前に適用された、１つ以上の化成層を含み得る。
【0038】
場合によっては、潤滑剤は、アニール炉１１６を退出後に缶端部原料１１０にさらに適用され得る。
【0039】
【0040】
場合によっては、アルミニウムを調製して向上した接着及びブラッシング性能を提供するために、１つ以上の化成層２０２は、むき出しのアルミニウムに適用されてもよい。場合によっては、この層２０２は、クロム（ＩＩＩ）及びホスフェートの成分を含み得る。この層２０２は、向上した接着、低温殺菌後の低いブラッシング、酢酸試験における良好な腐食性能を提供し得る。場合によっては、金属ストリップ１０２は、ラッカーの層１２０及び積層ポリマーフィルムの層１２４の一方または両方の間に配置される、１つ以上の化成層２０２を含み得る。化成層２０２の特徴は、図９についてのさらなる詳細に記載されるように、低温殺菌後に最適なブラッシングを提供するように選択され得る。
【0041】
図３Ａ～３Ｄは、製造の様々な段階における缶端部原料３０２の軸測投影的な描写である。場合によっては、缶端部原料３０２は、本明細書に記載の積層非晶質ポリマー及びラッカーを含む、本明細書に記載の缶端部原料である。
【0042】
図３Ａは、本開示のある特定の態様に従った、缶端部原料のシート３０２である。缶端部原料のシート３０２は、図１に示される缶端部原料１１０、または同様の缶端部原料であり得る。図３Ｂは、切断後の図３Ａの缶端部原料のシート３０２を示す。缶端部原料のシート３０２は、図３Ｃに見られるような缶端部半加工品３０６を製造するために、ダイ切断、穿孔、または切断され得る。図３Ｃは、図３Ａの缶端部原料のシートから製造された一組の缶端部半加工品３０６を示す。図３Ｄは、図３Ｃからの缶端部半加工品３０６から形成された缶端部３０８を含む、飲料缶３１０を示す。
【0043】
缶端部３０８は、外面側（例えば、図３Ｄに見られる）及び内面側（例えば、飲料缶３１０の内側の面）を含む。本明細書に記載されるように、缶端部３０８は、ラッカーの層が外側面に存在する一方で、積層ポリマーフィルムが内側面に存在するように形成され得るが、その通りでなくともよい。
【0044】
図４は、本開示のある特定の態様に従った、缶端部原料４００の区分の複数層を示す等角破断図である。缶端部原料４００は、ラッカーの層４０２によって取り囲まれたアルミニウムなどの金属の層４０４、及びポリマーフィルムの層４０６を含み得る。缶端部原料４００は、図１の缶端部原料１１０であり得る。
【0045】
図５は、本開示のある特定の態様に従った、缶端部原料を製造するためのプロセス５００を示すフローチャートである。ブロック５０２では、金属ストリップが提供される。ブロック５０３における任意選択的なブロックでは、金属ストリップの表面粗さは、図１０を参照して以下に記載されるように増加され得る。金属ストリップは、缶端部原料の形成に好適なアルミニウムストリップであり得る。ブロック５０４では、金属ストリップは、予熱温度Ｔ１に予熱される。ブロック５０６では、金属ストリップは、ＰＥＴポリマーフィルムで積層される。ブロック５０８では、積層金属ストリップは、アニーリング温度Ｔ２でアニーリングされ、このアニーリング温度Ｔ２は、ＰＥＴポリマーフィルムの融解温度よりも高い。ブロック５１０では、アニーリングされた金属ストリップは、任意選択的に急冷される。ブロック５１２では、潤滑剤は、金属ストリップの一方または両方の側面に任意選択的に適用され得る。
【0046】
図６は、一片の缶端部原料６０２を示す部分上面図である。缶端部原料６０２は、本開示のある特定の態様に従ってアニーリングされていないポリマーフィルムの層６０６を含む。缶端部原料６０２は、切り込み溝６０４に沿って分離されている。ポリマーフィルム６０６は、切り込み溝６０４を超えてフェザリングが出て見え得る。図６の缶端部原料６０２は、劣悪なフェザリングを有すると考えられ得る。
【0047】
図７は、本開示のある特定の態様に従った、一片の缶端部原料７０２を示す部分上面図である。缶端部原料７０２は、図３の缶端部原料３０２などの、本開示のある特定の態様に従ってアニーリングされたポリマーフィルムの層を含む。缶端部原料７０２は、切り込み溝７０４に沿って分離されている。ポリマーフィルムは、切り込み溝７０４を超えてフェザリングが出ていない。図７の缶端部原料７０２は、良好なフェザリング（例えば、０．８ｍｍ未満のフェザリング）を有するか、または全くフェザリングがないと考えられる。
【0048】
図８は、本開示のある特定の態様に従った、積層システム８１４の概略図である。積層システム８１４は、図１の積層システム１１４、または別の積層システムであり得る。図８に示されるある特定の要素は、例示的な目的のみのために誇張された縮尺で示されている。
【0049】
積層システム８１４は、予熱された金属ストリップ８０４が通過し得る一対のローラ８５２を含み得る。予熱された金属ストリップ８０４は、図１の予熱炉１１２によってなど予熱された金属ストリップ８０２を含み得る。場合によっては、予熱された金属ストリップ８０４は、１つ以上の化成層８０３を含む。
【0050】
ローラ８５２を通過するとき、ポリマーフィルム８２４は、予熱された金属ストリップ８０４に対して押圧されて、積層金属ストリップ８０６を製造し得る。場合によっては、単一の積層システム８１４は、予熱された金属ストリップ８０４のポリマーフィルム８２４から反対側に第２のポリマーフィルムを適用するための、追加のローラの組を含み得る。場合によっては、ローラ８５２は、予熱された金属ストリップ８０４のポリマーフィルム８２４から反対側に第２のポリマーフィルムをさらに適用し得る。
【0051】
図９は、本開示のある特定の態様に従った、積層金属ストリップの望ましい化成層特徴を決定するためのプロセス９００を示すフローチャートである。ＣＥＳ材料などのある特定の製品のブラッシングは、元来、材料のラッカー層における低性能または欠陥と関連する。化成層の特徴は、ブラッシング性能に関して考慮されていない。化成層は、一般に、ナノメートルスケールでの厚さを有し、これは一般に、ラッカー層または薄膜層よりも一桁以上薄い。しかしながら、予想外に、化成層の特徴が、積層フィルム層（積層ＰＥＴフィルム）を有する金属製品（例えば、アルミニウムＣＥＳ材料）のブラッシング特性に顕著かつ制御可能な影響を提供し得ることが発見されている。金属製品は、上に開示される積層金属ストリップなど、任意の好適な金属製品であり得る。化成層の特徴（例えば、化学的性質、厚さ、またはテクスチャ）は、化成層に適用されるフィルム層のブラッシング性能に顕著な影響を有する。積層フィルム層を有する金属製品のブラッシング性能は、ラッカー塗装された金属製品に関連する標準的なブラッシングとは異なる機構を生じる。さらに、積層フィルム層を有する金属製品をアニーリングすることは、ラッカー塗装された金属製品に関連する標準的なブラッシングとは異なる機構によってブラッシング性能にさらに影響し得る。その後のアニーリングの有無にかかわらず、積層フィルム層を有する金属製品のブラッシング性能は、化成層特徴の操作により制御され得ることが発見されている。プロセス９００は、基材（例えば、アルミニウム金属ストリップ）、フィルム（例えば、ＰＥＴフィルム）、及びプロセスステップ（例えば、積層後のアニーリング）の所与の組み合わせに対する異なる化成層パラメータ候補のブラッシング性能を試験するために使用され得、それにより特定の使用事例（例えば、基材、フィルム、及びプロセスステップの組み合わせ）の最適な化成層パラメータ（複数可）が、量産前に選択され得る。
【0052】
ブロック９０２では、１つ以上の化成層パラメータ候補が決定され得る。化成層パラメータは、化成層の種類、化成層の深さ、化成層の適用プロセスのパラメータ（例えば、化成溶液の種類、適用時間、処理温度、乾燥時間、もしくは適用厚さ）、もしくは他のかかるパラメータなどの、化成層のまたはその適用プロセスの任意の好適なパラメータであり得る。１つ以上の化成層のパラメータの変更は、異なる特徴を有する化成層を生じ得る。場合によっては、１つ以上の化成層パラメータ候補を決定することは、異なる特徴（例えば、厚さ、テクスチャ、化学的構成、または他の特徴）を有する一組の化成層を生じる、異なる特性を有する一組の化成溶液を決定することを含み得る。例えば、一組の化成材料は、異なる濃度のクロム酸、リン酸、及びフッ化水素酸を使用するリン酸クロム化成溶液を含み得る。場合によっては、１つ以上の化成層パラメータ候補を決定することは、異なる厚さを有する一組の化成層を生じる一組のパラメータを決定することを含み得る。場合によっては、単一のパラメータ候補は、ブロック９０２で決定され、プロセス９００は、以下にさらに詳細に記載されるように、任意選択的なブロック９１６において、新たな化成層パラメータ候補を決定することによって、複数のパラメータもまた検査することができる。場合によっては、ブロック９０２における化成層パラメータ候補を決定することは、所望の結果を生成すると思われる一組の所定のパラメータを評価することを含み得る。
【0053】
ブロック９０４では、１つ以上の化成層は、所望の化成層パラメータ候補に従って、１つ以上の金属ストリップの表面（複数可）へ適用される。場合によっては、化成層は、連続する金属ストリップ、または個々の金属半加工品へ適用され得る。場合によっては、全ての化成層は、単一の金属ストリップまたは金属半加工品の異なる位置に適用され得るが、他の事例では、各金属ストリップまたは金属半加工品は、単一の化成層で処理される。
【0054】
化成層を金属ストリップまたは半加工品の表面に適用することは、表面の脱脂（例えば、フッ化水素酸の適用によって）、表面の乾燥、化成材料（例えば、水性溶液中のクロム系化成材料）の湿潤フィルムの適用（例えば、ロールコーティングまたは他の好適な機構によって）、及び表面を乾燥して化成層を形成することを含み得る。場合によっては、複数の化成層が単一の金属ストリップまたは金属半加工品に試験されるとき、化成層適用プロセスのパラメータは、単一の金属ストリップまたは金属半加工品の表面の１つまたは複数の寸法にわたって操作され得る。例えば、湿潤フィルムの厚さは、金属ストリップまたは金属半加工品の表面にわたる水平距離に対して調整され得るため、異なる水平位置での金属ストリップまたは金属半加工品の様々な区分が異なる化成層特徴を有するであろう。別の例では、異なる化成溶液は、単一金属ストリップまたは金属半加工品の異なる位置に適用され得る。
【0055】
ブロック９０６では、ポリマーフィルムは、化成層を有する金属ストリップまたは金属半加工品の表面に適用され得る。ポリマーフィルムは、図１、５、及び８を参照することを含む、上述のような任意の好適な様式で適用され得る。
【0056】
任意選択的なブロック９０８では、図１及び５を参照することを含み、１つ以上の積層金属ストリップまたは金属半加工品は、上述のようにアニーリングされ得る。
【0057】
ブロック９１０で、低温殺菌プロセスは、１つ以上の積層金属ストリップまたは金属半加工品に実施され得る。場合によっては、低温殺菌とは異なるが、標準的な低温殺菌プロセスとして同様のブラッシング効果を生成するように設計されたプロセスを実施することを含み得る、低温殺菌に類似するものが実施され得る。場合によっては、消毒プロセスは、低温殺菌プロセスの代わりに行われ得る。場合によっては、１つ以上の積層金属ストリップまたは金属半加工品のブラッシングを誘発し得る可能性のある別のプロセスが、低温殺菌プロセスの代わりに実施され得る。一実施例では、１つ以上の積層金属ストリップまたは金属半加工品は、所望の時間の間（例えば、低温殺菌に好適な時間の間）、所望の温度（例えば、低温殺菌に好適な温度）に加熱された水中に配置され得る。
【0058】
ブロック９１２では、１つ以上の積層金属ストリップまたは金属半加工品の各々は、ブラッシング性能について試験され得る。ブラッシング試験は、金属ストリップまたは金属半加工品の表面のブラッシング特性の主観的または客観的特徴を使用することによって実施され得る。例えば、客観的特徴は、カメラ、光センサ、または他の好適なセンサを使用して、ブラッシングの測定値を取ることを含み得る。一例として、主観的特徴は、金属ストリップまたは金属半加工品の表面の視覚的検査を個々に実施し、外見的にブラッシング性能をランク付けすることを含み得る。場合によっては、ブロック９１０において処理（例えば、低温殺菌）された試料は、ブロック９１０において熱水に浸漬された試料と同じ時間の間室温の水に浸漬された試料と比較されて、ブロック９１０の処理に起因するブラッシングの量を測定され得る。
【0059】
複数の化成層パラメータ候補がブロック９０４において選択されるとき、ブロック９１２における試験は、複数の試料のブラッシング特性を試験することを含み得る。ブロック９１４では、１つ以上の所望の化成層パラメータが、ブロック９１２において試験されたブラッシング特性に基づいて選択され得る。例えば、試験される全ての化成層パラメータ候補の中から、最良に機能する試料の化成層パラメータ（例えば、最小量のブラッシングを示す試料）が、所望の化成層パラメータとして選択され得る。
【0060】
場合によっては、ブロック９１２におけるブラッシング特性の試験後、１つ以上の新たな化成層パラメータ候補が、ブロック９１６において決定され得る。１つ以上の新たな化成層パラメータ候補を使用して、ブロック９０４、９０６、９０８、及び９１０において、新たな化成層（複数可）を有する１つ以上の新たな試料が、調製及び試験され得る。ブロック９０４、９０６、９０８、及び９１０の複数の繰り返しが実施されるとき（例えば、ブロック９１６が実施されるとき）、ブロック９１４において１つ以上の所望の化成層パラメータを選択することは、ブロック９１２の前の繰り返しからの結果と、ブロック９１２の現行の繰り返しの結果を比較することを含み得る。
【0061】
ブロック９１４において選択された化成層パラメータ（複数可）は、量産に使用され得る。例えば、異なる化成層パラメータ候補が、異なる濃度でその成分を含むクロム－リン酸化成溶液を使用することを含むとき、ブロック９１４において選択された特定の化成溶液は、最終積層製品（例えば、積層缶端部原料）を量産するためのプロセスラインに提供され得る。
【0062】
プロセス９００は、図１５に関してより詳細に説明されている。
【0063】
図１０は、本開示のある特定の態様に従った、その上に積層されたフィルム１００４を有する金属ストリップ１００２の一部分の拡大部分断面図である。図１０に示されるある特定の要素は、例示的な目的のみのために誇張された縮尺で示されている。金属ストリップまたは金属半加工品は、表面粗さを有する表面を有し得る。金属ストリップまたは金属半加工品の表面に接着するための、ＰＥＴフィルムなどのフィルムの能力は、金属の表面粗さによって影響され得る。表面粗さは、積層中の金属へのフィルムの接着のみならず、最終製品の寿命中に金属へのフィルムの継続的な接着にも影響し得る。接着は、上に開示されるような様々な様式で測定され得る。ＰＥＴフィルムの粗さは、ＣＥＳに使用される金属ストリップの標準的な表面粗さよりもはるかに低いため、低い粗さによる積層プロセスでの直接接触領域の増加が、有益であろうと思われていた可能性がある。しかしながら、予想外に、金属表面の低い粗さは、積層金属製品の接着に関する特性のうちのいくつかに対して好ましくないことが明らかになっている。したがって、最小閾値粗さ以上の粗さを有する金属表面が、フィルム積層用途に望ましい場合がある。場合によっては、金属表面が、最大閾値粗さ以下の粗さを有することが望ましい場合もある。
【0064】
金属ストリップ１００２は、金属表面の丘及び谷の存在によって定義される表面粗さ１００６を有し得る。より低い表面粗さ１００６は、金属表面における、より少ない、またはよりなだらかな丘及び谷、したがって金属のより平滑な表面によって定義され得る。加えて、表面粗さ１００６は、金属表面の最も低い谷と最も高い丘の間（例えば、金属の表面の局所的領域内）の高さ１００８によって規定され得る。金属ストリップ１００２は、表面上に化成層１０１０を有し得る。化成層１０１０は、一般に、金属ストリップ１００２の表面粗さ１００６に対して顕著なまたは有意な影響を有しないほど十分に小さくてもよい。
【0065】
フィルム１００４（例えば、ＰＥＴフィルム）は、図１、５、及び８などを参照して、本明細書に記載のような金属ストリップ１００２に適用され得る。フィルム１００４は、多層フィルムであってもよく、少なくとも一次層１０１２及び接触層１０１４（例えば、熱い適合層（ｍａｔｅ ｌａｙｅｒ））を含み得るが、フィルム１００４は、追加の層を含み得る。接触層１０１４は、金属ストリップ１００２の表面と直接接触する層であり得る。接触層１０１４は、一次層１０１２の融点よりも低い融点を有し得る。積層プロセス中、積層プロセスからの熱及び／または圧力は、一次層１０１２が少しでも融解する場合は一次層１０１２及び接触層１０１４が融解して金属ストリップ１００２の表面トポロジーへ入り得る前に、接触層１０１４の融解を引き起こし得る。接触層１０１４は、厚さ１０１６を有し得る。接触層１０１４の厚さ１０１６は、表面粗さ１００６の高さ１００８以上であってもよい。接触部層１０１４の厚さ１０１６が薄すぎる場合、接触層１０１４が、融解して谷に入り、丘の高さによって接触層１０１４上部に支持される一次層１０１２から分離することから、空隙が形成され得る。接触層１０１４は、高さ１００８よりも少なくとも１％、２％、３％、４％、５％、６％、７％、８％、９％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、または５５％厚い、厚さ１０１６を有してもよい。接触層１０１４は、１ミクロンの、または１ミクロンの１％、２％、３％、４％、５％、１０％、１５％、もしくは２０％以内の厚さを有し得る。表面粗さ１００６の高さ１００８は、１ミクロン未満、０．９ミクロン未満、０．８ミクロン未満、または０．７ミクロン未満であり得る。場合によっては、表面粗さ１００６の高さ１００８は、少なくとも０．２５ミクロン、０．５ミクロン、または０．６ミクロンであり得る。
【0066】
場合によっては、金属ストリップは、積層される前にその表面粗さを増加するように処理され得る。例えば、図１のシステム１００は、積層前に金属の表面粗さを測定する及び／または増加させるための積層システム１１４の上流に追加の粗面処理装置を含み得る。場合によっては、積層される金属ストリップは、所望の表面粗さを付与するように設計されたロールを使用してローラにかけられ得る。
【0067】
図１１は、本開示のある特定の態様に従った、積層システム１１１４の部分側面破断図である。積層システム１１１４は、図１の積層システム１１４、または別の積層システムであり得る。図１１に示されるある特定の要素は、例示的な目的のみのために誇張された縮尺で示されている。
【0068】
積層システム１１１４は、バッキングローラ１１５２から金属ストリップ１１０２を挟んで対向する適用ローラ１１５０を含み得る。予熱された金属ストリップ１１０４は、適用ローラ１１５０とバッキングローラ１１５２との間に形成された間隙を通過し得る。予熱された金属ストリップ１１０４は、図１の予熱炉１１２によってなど予熱された金属ストリップ１１０２を含み得る。場合によっては、予熱された金属ストリップ１１０４は、１つ以上の化成層１１０３を含む。
【0069】
適用ローラ１１５０を通過するとき、ポリマーフィルム１１２４は、予熱された金属ストリップ１１０４に対して押圧されて、積層金属ストリップ１１０６を製造し得る。場合によっては、単一の積層システム１１１４は、予熱された金属ストリップ１１０４のポリマーフィルム１１２４から反対側に第２のポリマーフィルムを適用するための、追加のローラの組を含み得る。場合によっては、バッキングローラ１１５２は、追加の適用ローラと交換されて、予熱された金属ストリップ１１０４のポリマーフィルム１１２４から反対側に、第２のポリマーフィルムを同時に適用し得る。
【0070】
適用ローラ１１５０は、金属コア１１５６を取り囲む圧縮可能な層１１５４（例えば、ゴムコーティング）を含み得る。圧縮可能な層１１５４は、コア１１５６に接着されるか（例えば、接着剤を介して）、または機械的に固定され得る。金属コア１１５６は、鋼鉄などの任意の好適な金属で作製され得る。圧縮可能な層１１５４は、発泡体またはゴムなどの任意の好適な圧縮可能材料で作製され得る。場合によっては、圧縮可能な層１１５４は、２ｃｍ、または２ｃｍの１％、２％、３％、４％、５％、１０％、１５％、もしくは２０％の厚さを有してもよいが、他の厚さが使用され得る。圧縮可能な層１１５４の圧縮性の程度は、所望の積層結果を達成するように選択することができる。例えば、圧縮可能な層１１５４に選択されるゴムの種類としては、硬質ゴム、軟質ゴム、またはそれらの間の任意のゴムが挙げられる。
【0071】
圧縮可能な層１１５４は、封入された空気が存在することなく、ポリマーフィルム１１２４を金属ストリップ１１０２の表面に適用することを助け得る。空気が少量でも封入されると、積層後のアニーリングなどの後処理中に気泡を引き起こし得る。例えば、積層後のアニーリングの間、封入された空気は、フィルムから吹き出し、破裂し得る。封入された空気及び気泡は、積層製品の他の特徴の中でも、接着及びブラッシングに影響し得る。したがって、封入された空気及び／または気泡の存在は、望ましくない製品を生じ得る。
【0072】
場合によっては、適用ローラ１１５０は、圧縮可能な層１１５４の温度を制御するための機構を含み得る。例えば、圧縮可能な層１１５４が、圧縮力が緩められるか、または金属コア１１５６への接着が失われ、したがって空転を引き起こす場合、その反発能力が失われることなどにより、低性能になるほどの熱さにならないことを確実にするために、熱が圧縮可能な層１１５４から抽出され得る。例えば、（例えば、接着剤が配置され得る）金属コア１１５６における圧縮可能な層１１５４の温度が、１２０℃以上の温度などの十分な高温に到達すると、ゴム圧縮可能な層１１５４は金属コア１１５６から剥離し得る。場合によっては、圧縮可能な層１１５４は、圧縮可能な層１１５４の外面へ冷却剤流体（例えば、冷気）の適用により、または圧縮可能な層１１５４の外面と接触する冷却されたロールとの直接伝導などにより、外部から冷却され得る。
【0073】
しかしながら、圧縮可能な層１１５４を内部から冷却することは、予想外の利点を有し得ることが見出されている。圧縮可能な層１１５４は、適用ローラ１１５０の中空金属コア１１５６内の通路１１５８を冷却剤が通過することによって内部から冷却され得る。空気及び水などの流体を含む、任意の好適な冷却剤が使用され得る。冷却剤は、任意の好適なポンプ源を使用して、送り込まれ得る。冷却剤は、熱交換器を通過することによって温度制御され得る。冷却剤は、周囲室温よりも高くても低くてもよく、圧縮可能な層１１５４の温度よりも高くても低くてもよく、または予熱された金属ストリップ１１０４の温度よりも高くても低くてもよい所望の温度で、通路１１５８を通過するように設計され得る。したがって、冷却剤は、圧縮可能な層１１５４の温度を上昇または減少させるように機能し得る。中空金属コア１１５６が圧縮可能な層１１５４の温度制御を提供するために使用されるとき、コア１１５６は、高い熱伝導率を有する材料で作製され得る。圧縮可能な層１１５４は、高いまたは低い低熱伝導率を有するように選択され得るが、高い熱伝導率を有しない圧縮可能な層１１５４を使用すると、改善された結果が得られ得る。
【0074】
場合によっては、加熱された冷却剤は、通路１１５８を通過して積層プロセス前に圧縮可能な層１１５４を加熱し得、そのため圧縮可能な層１１５４は、予熱された金属ストリップ１１０４に対して圧縮されるときに、ポリマーフィルム１１２４の接触層が確実に融解または半融解されるのに十分熱く、したがって、接触層が融解して金属ストリップ１１０４の丘及び谷に入ることを可能にする。場合によっては、（例えば、予熱された金属ストリップ１１０４の温度を下回って）冷却された冷却剤は、積層プロセス中に通路１１５８を通過して、圧縮可能な層１１５４から熱を除去し得る。圧縮可能な層１１５４は、積層プロセスの環境（例えば、予熱された金属ストリップ１１０４からの熱）、及び積層ニップ（例えば、適用ローラ１１５０とバックアップローラ１１５２との間の空間）近辺の任意の他の加熱された要素によって連続的に加熱されるため、圧縮可能な層１１５４の外側面は、高温に近づけられる。しかしながら、圧縮可能な層１１５４の内面は、中空金属コア１１５６及びそこを通過する冷却剤との伝導により冷却される。したがって、中空金属コア１１５６の使用は、その外面でより高い温度を有するにもかかわらず、圧縮可能な層１１５４の内面を（例えば、圧縮可能な層１１５４の剥離を回避するために）好適な温度に確実に維持することができる。したがって、半径方向の温度勾配が、圧縮可能な層１１５４に生じる。
【0075】
さらに、好適な低い熱伝導率を有する材料から圧縮可能な層１１５４を形成し、圧縮可能な層１１５４を中空金属コア１１５６の使用により内部から冷却することによって、金属コア１１５６から内面が剥離する恐れなく、圧縮可能な層１１５４の外面の温度は、より高い温度で維持されることができる。
【0076】
より高い温度（例えば、内部冷却が使用されなかった場合よりも高い温度）で圧縮可能な層１１５４の運転を維持するこの能力は、多くの利点を有する。圧縮可能な層１１５４の外面のより高い温度は、金属ストリップ１１０２がより低い程度に予熱されることを可能にし、したがってエネルギーを節約し得る。例えば、圧縮可能な層１１５４の外面のより高い温度は、ポリマーフィルム１１２４の接触層を融解するために使用され、このため、ポリマーフィルム１１２４の接触層を融解するために加熱された金属ストリップ１１０４からの熱に依存する必要を極力なくすことができる。加えて、圧縮可能な層１１５４の外面温度のより広い可能性を支援することができることにより可能になる、金属ストリップ１１０２を予熱するために利用可能な温度のより広い可能性を有する能力は、追加の上流及び下流プロセスを積層システム１１１４などの積層システムと協働するようにより容易に調整することを可能にする。
【0077】
例えば、下流プロセスは、およそ２００℃の金属ストリップを必要とし得る。通常、内部冷却された圧縮可能な層１１５４を有しない、圧縮可能な層の外部温度は、およそ７０℃以下で維持され、したがって、金属ストリップはおよそ２２０℃に予熱されることを必要とする。したがって、その予熱された金属ストリップは、下流プロセスに入る前に冷却される必要がある。しかしながら、内部冷却された圧縮可能な層１１５４が使用されるとき、圧縮可能な層の外部温度は、およそ９０℃に設定され得、したがって、金属ストリップ１１０２がおよそ２００℃に予熱され、金属ストリップ１１０２が下流プロセスに非常に迅速に進入し、全体的により高い効率を有することを可能にする。
【0078】
加えて、圧縮可能な層１１５４の外面をより高温に到達させることが可能になることにより、積層システム１１１４がより速い速度で動作することが可能になり、したがって、場合によっては処理ライン全体がより速い速度で動作することが可能になる。
【0079】
図１２は、本開示のある特定の態様に従った、積層システムの適用ローラ１２０８のための制御システム１２００を示す概略図である。適用ローラ１２０８は、図１１の適用ローラ１１５０であり得る。制御システム１２００は、任意の好適なコントローラまたはプロセッサであり得るコントローラ１２０２を含み得る。コントローラ１２０２は、プログラミング命令、収集データ、モデル、予測データ、プリセット、及び他の情報を格納するためのデータストア１２０４に連結され得る。コントローラ１２０２は、適用ローラ１２０８を介して冷却剤を提供及び／または循環させるための冷却剤源１２０６に連結され得る。コントローラ１２０２は、コマンド信号を冷却剤源２１０６に送信して、冷却剤源２１０６に、所望のレベルまで冷却するか、または加熱の量を調整することを引き起こし得る。コマンド信号は、冷却剤源２１０６に、冷却剤の体積流量、冷却剤の温度、もしくは冷却剤の他の特性、または適用ローラ１２０８への貫流の調整を引き起こし得る。冷却剤は、冷却剤源１２０６と適用ローラ１２０８との間の導管１２１２、１２１４を通るルートで送られ得る。冷却剤源１２０６は、加圧源（例えば、ポンプ）と、熱交換器と、任意選択的な貯蔵タンクと、冷却剤の制御または適用ローラ１２０８の冷却剤の貫流を提供するための任意の他の好適な要素と、を含み得る。
【0080】
コントローラ１２０２は、１つ以上の温度センサ１２１０を含む１つ以上のセンサに連結され得る。温度センサ１２１０は、適用ローラ１２０８の中に、隣接して、近接して、または離間して位置して、適用ローラ１２０８に関連する温度を測定し得る。例えば、温度センサは、内部冷却剤温度、金属コアの温度、圧縮可能な層の内面の温度、または圧縮可能な層の外面の温度を測定し得る。接触及び非接触温度センサを含む任意の好適な温度センサ１２１０が使用され得る。場合によっては、温度センサ１２１０は、適用ローラ１２０８に隣接する要素（例えば、ポリマーフィルム、金属ストリップ、または他の要素）の温度を測定して、適用ローラ１２０８の温度を推測し得る。温度センサ（複数可）１２１０からの信号は、コントローラ１２０２にフィードバックを提供して、コントローラ１２０２が適用ローラ１２０８の所望の動作を確実にすること（例えば、圧縮可能な層の内面の十分に低い温度、または圧縮可能な層の外面の十分に高い温度を確実にすること）を助け得る。
【0081】
場合によっては、コントローラ１２０２は、適用ローラ１２０８を通して加熱された冷却剤を送り込んで、適用ローラ１２０８の圧縮可能な層の外面温度を最低所望温度に上昇するように冷却剤源１２０６に指示し得る。次いで、コントローラ１２０２は、冷却された冷却剤を送り込んで、積層プロセス中所望の範囲内に圧縮可能な層の外面温度を維持してもよい（例えば、はるかに熱く予熱された金属ストリップが、適用ローラ１２０８へ熱を伝導するとき）。“冷却された冷却剤”は、予熱された金属ストリップよりも冷たいが、依然として周囲室温よりも暖かい場合がある。場合によっては、コントローラ１２０２は、適用ローラ１２０８を通して加熱された冷却剤送り込むことの代わりに、またはそれに加えて、適用ローラ１２０８を予熱するための任意選択的な外部加熱器１２１６を制御し得る。
【0082】
場合によっては、コントローラ１２０２は、温度センサ（複数可）１２１０及び／または他のセンサからのフィードバックに基づいて、動作し得る。場合によっては、コントローラ１２０２は、温度センサ（複数可）１２１０及び／または他のセンサなどのセンサの代わりに、またはそれらに加えて、データストア１２０４に格納されたモデル（例えば、熱的モデル）に基づいて動作し得る。例えば、コントローラ１２０２は、ライン速度が増加するときにいつでも、適用ロール１２０８に提供される冷却の量を自動的に増加させ得る。
【0083】
図１３は、本開示のある特定の態様に従った、積層システムの適用ローラの回転軸からの半径距離に応じた温度を示すプロット１３００である。適用ローラは、図１１の適用ローラ１１５０であり得る。プロットは、適用ローラの回転軸（例えば、中心）からの様々な半径方向距離の温度曲線１３０２を示す。曲線１３０２及び示される区域を含むプロット１３００及びその要素は、縮尺通りに描かれておらず、単位はなく、例示的な目的で示されている。適用ローラの中心からの外方向に沿って、適用ローラは、冷却剤区域、金属コア区域、及びゴムコーティング区域を含み得る。フィルムが同じ方向に沿って一次層及び接触層を含むように、フィルムは適用ローラに隣接して位置し得る。フィルムは、金属ストリップに対して圧縮され得る。
【0084】
予熱された金属ストリップは、温度１３０４（例えば、２００℃）で提供され得る。しかしながら、冷却剤は、予熱された金属ストリップより実質的によりも冷たい場合のある温度１３０６で提供され得る。したがって、曲線１３０２に近似する温度勾配は、冷却剤と金属ストリップとの間に存在する。冷却剤１３０６は、圧縮可能な層の内面１３１０からの熱を吸収し、内面１３１０の温度を温度１３０６に向かって引き下げようとするであろう。同時に、予熱された金属ストリップのより高い温度１３０４は、フィルムを通り伝導され、圧縮可能な層の外面１３１２の温度を上昇させようとするであろう。したがって、温度勾配は、圧縮可能な層内に存在し、内面１３１０と外面１３１２との間の温度差１３０８を定義する。この温度差１３０８は、圧縮可能な層用の、所望の熱伝導率を有する材料を選択することによって制御され得る。この温度差１３０８は、冷却剤１３０６の温度１３０６及び予熱された金属ストリップの温度１３０５を調整することによってさらに制御され得る。温度差１３０８は、内面１３１０の温度が最大設定点１３１４（例えば、圧縮可能な層を金属コアに接着するために使用される接着剤の融解温度などの、剥離または他の欠陥のリスクが許容不可なほど高い温度の手前の最高温度）を下回って維持されるように、かつ外面１３１２の温度が最小設定点１３１６（例えば、積層中にポリマーフィルムの接触層が確実に適切に融解する最低温度）を上回って維持されるように、制御され得る。
【0085】
図１４は、本開示のある特定の態様に従った、積層プロセス中の適用ロールの温度を制御するためのプロセス１４００を示すフローチャートである。プロセス１４００は、図１１の適用ローラ１１５０及び積層システム１１１４を使用し得る。任意選択的なブロック１４０２では、適用ロールの圧縮可能な層を予熱し得る。本明細書に記載のように、圧縮可能な層は、加熱された冷却流体及び／または外部加熱器を使用して予熱され得る。他の機構（例えば、金属コア内に埋め込まれた抵抗加熱器）を使用して、圧縮可能な層を予熱し得る。
【0086】
ブロック１４０４では、圧縮力は、予熱された金属ストリップと適用ロールとの間に印加される。圧縮力は、ポリマーフィルムを金属ストリップにしっかりと接着するために印加され得る。
【0087】
ブロック１４０６では、圧縮可能な層の表面と関連する温度が測定され得る。温度は、圧縮可能な層の内面または外面の温度を含み得る。温度を測定することは、圧縮可能な層の温度を直接測定することと、隣接する要素の温度を測定することと、圧縮可能な層の温度を推測するか、または他のセンサからの入力の有無にかかわらずモデルを使用することを含み得る。ブロック１４０８では、冷却剤源のパラメータは、ブロック１４０６において測定された温度に基づいて調整され得る。冷却剤源のパラメータは、ブロック１４１０において、適用ロールを通過する冷却剤から圧縮可能な層に提供される冷却または加熱の量を調整し得る。冷却剤源のパラメータは、圧力源、弁、熱交換器、及び他のかかるパラメータと関連するパラメータを含み得る。冷却剤源のパラメータを調整することは、他の特徴の中でも、冷却剤の体積流量または温度の変化を生じ得る。
【0088】
ブロック１４１０では、冷却剤は適用ロールを通過する。冷却剤は、ブロック１４０８において設定されたパラメータに従って、または事前に設定されたパラメータに従って通され得る。冷却剤が適用ロールを通過することは、適用ロールにおける温度勾配を生じることを含み得る。温度勾配は、圧縮可能な層の内面の温度が最大設定点を下回って維持され、かつ圧縮可能な層の外面の温度が最小設定点を上回って維持されるように、生じられ得る。
【0089】
連続的な積層中、ブロック１４０４において圧縮力が適用ロールと予熱された金属ストリップとの間に印加されながら、ブロック１４１０において冷却剤が適用ロールを連続的に貫流し得る。連続的な積層中、圧縮可能な層の表面温度は、ブロック１４０８における冷却剤源のパラメータの連続的なまたは繰り返される調整を提供するために、ブロック１４０６において連続的にまたは繰り返し測定され得る。
【0090】
場合によっては、プロセス１４００は、推論またはモデルが冷却剤源の適切なパラメータを決定するために使用される場合、ブロック１４０６なしで実施され得る。
【0091】
場合によっては、図１１～１４を参照して記載されるシステム及び方法は、高速での金属ストリップへのフィルムの積層を可能にし、空気の封入または気泡のリスクを大幅に低減することを可能にし得る。場合によっては、これらのシステム及び方法は、空気の封入または気泡の量を制御するために使用されて、ある特定の望ましい結果を生成し得る。例えば、空気の封入または気泡の増加は、より低い熱伝導率、またはより粗い表面が望ましい、ある特定の使用事例に好適であり得る。場合によっては、これらのシステム及び方法は、積層金属ストリップがアニーリングされるとき有利に使用され得るが、これらのシステム及び方法は、その後アニーリングされない積層金属ストリップを提供するためにも使用され得る。
【0092】
図１５は、本開示のある特定の態様に従って、処理され試験された積層アルミニウム金属試料の組１５００を示すグラフマトリックスである。組１５００は、使用された前処理方法に従って垂直に（例えば、プロセス９００などに従って、適用された化成層）、使用されたアニーリング温度（例えば、プロセス５００のブロック５０８におけるＴ２）に従って水平に配置されている。図１５に見られるように、試料を試験及び比較することにより、望ましい結果を生成する前処理方法（複数可）とアニーリング温度（複数可）との組み合わせ（複数可）の判定を知り得る。異なる前処理及びアニーリングとは異なり、組１５００の試料の各々は、同じ種類のフィルムで積層されたアルミニウムシートを含む。
【0093】
組１５００の各試料は、酸浴試験及び剥離試験を含む、同様の試験手順の結果を示す。酸浴試験では、各試料の下方およそ３分の２を１００℃の３％酢酸浴に３０分間浸漬した。ある程度のブラッシングは、各試料において見られ、いくつかの試料は、他の試料よりも多いか、または少ないブラッシングを有した。ブラッシングのレベルは、目視検査に従って１～１０のスケールで評価され、評価７は、望ましい境界線であり、評価１０は、最良の性能（例えば、最小のブラッシング）である。剥離試験では、各試料は、アルミニウム金属ストリップよりも高い（例えば、アルミニウム自体よりも高い及び／または金属ストリップの化成層よりも高い）硬度を有する材料で、様々な方向に引掻いた。一般に、剥離試験は、対角線の引掻きパターン及び垂直ー水平方向の引掻きパターンを含む。各試料の剥離の存在及び剥離の量の測定を記録した。剥離の存在は、特に垂直水平方向の引掻きパターンに容易に見られ得る。剥離の量は、視覚検査に基づいて測定され得る。
【0094】
試料１５０２、１５０４、１５０６、１５０８、１５１０を含む試料の第１の横列は、シラン系（例えば、シリコン四水和物系）前処理剤を使用して全て前処理した。試料１５１２、１５１４、１５１６、１５１８、及び１５２０を含む試料の第２の横列は、クロム－ＩＩＩ系（例えば、クロム三二酸化物系）前処理剤を使用して全て前処理した。試料１５２２、１５２４、１５２６、１５２８、及び１５３０を含む試料の第３の横列は、チタン／ジルコニウム系前処理剤を使用して全て前処理した。
【0095】
試料１５０２、１５１２、１５２２を含む試料の第１の縦列は、積層後のアニーリングをすることなく（例えば、プロセス５００のブロック５０８を実施することなく）、全て調製した。試料１５０４、１５１４、１５２４を含む試料の第２の縦列は、積層後２４５℃で全てアニーリングした（例えば、プロセス５００のブロック５０８中、Ｔ２＝２４５℃）。試料１５０６、１５１６、１５２６を含む試料の第３の縦列は、積層後２５０℃で全てアニーリングした（例えば、プロセス５００のブロック５０８中、Ｔ２＝２５０℃）。試料１５０８、１５１８、１５２８を含む試料の第４の縦列は、積層後２７５℃で全てアニーリングした（例えば、プロセス５００のブロック５０８中、Ｔ２＝２７５℃）。試料１５１０、１５２０、１５３０を含む試料の第５の縦列は、積層後２９０℃で全てアニーリングした（例えば、プロセス５００のブロック５０８中、Ｔ２＝２９０℃）。
【0096】
図１５に見られるように、積層後、２５０℃を上回るような２７５℃以上の温度でアニーリングされた試料１５０８、１５１０、１５１８、１５２０、１５２８、１５３０は、剥離試験においてより良好な性能を示し、試験後明らかなフィルムの剥離がほとんどないまたは全くなかった。剥離の量は、アニーリングなし、または２５０℃以下のアニーリング温度では、実質的に悪化した。
【0097】
組１５００の試料のブラッシング性能は、図１５に見ることができ、及び／または１０が最良である１～１０の評価で以下のように定量化した。試料１５０２、１５０４、１５０６、１５０８、１５１０は、それぞれ４、４、５、１、及び１のブラッシング値を有し得る。試料１５１２、１５１４、１５１６、１５１８、１５２０は、それぞれ９、９、８、１、及び１のブラッシング値を有し得る。試料１５２２、１５２４、１５２６、１５２８、１３０は、それぞれ４、４、６、１、及び１のブラッシング値を有し得る。注意すべきことは、ブラッシング性能は、各試料の下方およそ３分の２を、酸試験または同様条件のいずれかに曝露されていないか、または酸性試験試料として同様条件（例えば、時間及び温度）下で中性浴（例えば、脱イオン水浴）に曝露されたかのいずれかの、アルミニウム金属の試料または一部分と比較することによって特徴付けられ得る。例えば、試料１５３０の上方３分の１と下方３分の２との間の色の違いは僅かのみであり得、未処理の一片のアルミニウム金属に対して比較すると、試料１５３０のブラッシング性能は、１として特徴付けられ得る。
【0098】
例示された実施形態を含む実施形態の上述の説明は、例示及び説明の目的のためにのみ提示されており、または開示された正確な形態を網羅すること、または限定することを意図するものではない。数々の修正、適応、及びそれらの使用は、当業者には明らかであろう。連続的なプロセスラインにおける金属ストリップの移動に関して説明されてきたが、本開示の態様は、静的な金属半加工品に対しても使用可能であり得る。
【0099】
以下に使用されるように、一連の実施例に対する任意の参照は、それらの実施例の各々に対する別々の参照として理解されるものである（例えば、「実施例１～４」は、「実施例１、２、３、または４」として理解されるものである）。
【0100】
実施例１は、缶端部原料を調製するための方法であって、金属ストリップを第１の温度２５０℃を下回って予熱することと、金属ストリップの第１の側面にポリマーフィルムを積層して積層金属ストリップを製造することであって、ポリマーフィルムの主要構成要素が第１の温度を上回る融解温度を有する、製造することと、積層金属ストリップをアニーリング温度でアニーリングすることであって、アニーリング温度がポリマーフィルムの融解温度よりも高い、アニーリングすることと、を含む方法である。
【0101】
実施例２は、金属ストリップが、アルミニウムストリップである、実施例１に記載の方法である。
【0102】
実施例３は、金属ストリップが、ＡＡ５１８２アルミニウム合金である、実施例１または２に記載の方法である。
【0103】
実施例４は、化成コーティングを金属ストリップに適用することをさらに含み、ポリマーフィルムを金属ストリップの第１の側面に積層することが、ポリマーフィルムを化成コーティングに積層することを含む、実施例１～３に記載の方法である。
【0104】
実施例５は、ポリマーフィルムを積層することが、ポリエチレンテレフタレートフィルムを金属ストリップに積層することを含む、実施例１～４に記載の方法である。
【0105】
実施例６は、ラッカーの層または別のポリマーフィルムの層を金属ストリップの第２の側面に適用することをさらに含み、金属ストリップの第１の側面が、金属ストリップから形成された缶端部の内面側に相当し、金属ストリップの第２の側面が、金属ストリップから形成された缶端部の外面側に相当する、実施例１～５に記載の方法である。
【0106】
実施例７は、積層金属ストリップをアニーリングすることが、ポリマーフィルムを金属ストリップの表面テクスチャへ融解するのに十分な時間の間、ポリマーフィルムの温度を上昇させることを含む、実施例１～６に記載の方法である。
【0107】
実施例８は、積層金属ストリップをアニーリングすることが、ポリマーフィルムの温度を少なくとも２５０℃に上昇させることを含む、実施例１～７に記載の方法である。
【0108】
実施例９は、積層金属ストリップをアニーリングすることが、ポリマーフィルムの温度を少なくとも２６５℃に上昇させることを含む、実施例１～８に記載の方法である。
【0109】
実施例１０は、積層金属ストリップをアニーリングすることが、ポリマーフィルムの温度を少なくとも２８０℃に上昇させることを含む、実施例１～９に記載の方法である。
【0110】
実施例１１は、積層金属ストリップをアニーリング後、積層金属ストリップを冷却して、ポリマーフィルムが非晶質であることを確実に維持することをさらに含む、実施例１～１０に記載の方法である。
【0111】
実施例１２は、積層金属ストリップのアニーリング後、潤滑剤を積層金属ストリップに適用することをさらに含む、実施例１～１１に記載の方法である。
【0112】
実施例１３は、試験された性能に基づいて複数の化成層パラメータ候補から化成層パラメータを選択することと、ポリマーフィルムを金属ストリップの第１の側面に積層する前に、化成層パラメータに従って化成層を金属ストリップに適用することと、をさらに含む、実施例１～１２に記載の方法である。
【0113】
実施例１４は、試験された性能が、ブラッシング性能である、実施例１３に記載の方法である。
【0114】
実施例１５は、化成層パラメータを決定するための方法であって、複数の化成層パラメータ候補を決定することと、実施例１～１４の方法に従って複数の化成層パラメータ候補の各々に対して、缶端部原料試料を調製することと、各々の缶端部原料試料のブラッシング性能を評価することと、評価されたブラッシング性能に基づいて、複数の化成層パラメータ候補から化成層パラメータを選択することと、を含む、方法である。
【0115】
実施例１６は、ポリマーフィルムを金属ストリップの第１の側面に積層する前に、金属ストリップの表面粗さを調整することをさらに含む、実施例１～１５に記載の方法である。
【0116】
実施例１７は、表面粗さを調整することが、ポリマーフィルムの接触層の厚さよりも低い値に表面粗さの高さを減少させることを含む、実施例１６に記載の方法である。
【0117】
実施例１８は、ポリマーフィルムを金属ストリップの第１の側面に積層することが、中空金属コアを取り囲む圧縮可能な層を有するアプリケータローラを使用して、ポリマーフィルムを金属ストリップの第１の側面に対して圧縮することと、中空金属コアに流体を通過させて圧縮可能な層の温度を制御することと、を含む、実施例１～１７に記載の方法である。
【0118】
実施例１９は、ポリマーフィルムを金属ストリップの第１の側面に積層する前に、圧縮可能な層を予熱することをさらに含む、実施例１８に記載の方法である。
【0119】
実施例２０は、流体を中空金属コアに通過させることが、流体を冷却して、圧縮可能な層の内面から熱を抽出して、圧縮可能な層の内面と圧縮可能な層の外面との間の熱勾配を生じることを含む、実施例１８または１９に記載の方法である。
【0120】
実施例２１は、流体を冷却することが、流体の温度を十分に低減して、圧縮可能な層の内面の内側温度を最大設定点を下回って、かつ圧縮可能な層の外面の外側温度を最小設定点を上回って維持することを含む、実施例２０に記載の方法である。
【0121】
実施例２２は、圧縮可能な層の温度を測定することと、圧縮可能な層の温度に基づいて、流体の温度または体積流量を調整することと、をさらに含む、実施例１８～２１に記載の方法である。
【0122】
実施例２３は、実施例１～２２に記載の方法に従って調製された缶端部原料製品である。
【0123】
実施例２４は、本体片と、端部キャップと、を備える、飲料缶であって、端部キャップが、実施例１～２２に記載の方法に従って調製された缶端部原料から形成される、飲料缶である。
【0124】
実施例２５は、金属ストリップを受容し、金属ストリップを予熱温度に予熱するための予熱炉と、予熱温度で金属ストリップを受容し、ポリマーフィルムを金属ストリップの第１の側面に適用するための、予熱炉の下流に位置する積層システムであって、予熱温度がポリマーフィルムの主要構成要素の融解温度を下回る、積層システムと、積層金属ストリップを受容し、積層金属ストリップをアニーリング温度に加熱するための、積層システムの下流に位置するアニール炉であって、アニーリング温度がポリマーフィルムの主要構成要素の融解温度よりも高い、アニール炉と、を備える、システムである。
【0125】
実施例２６は、金属ストリップが、アルミニウムストリップである、実施例２５に記載のシステムである。
【0126】
実施例２７は、金属ストリップが、ＡＡ５１８２アルミニウム合金である、実施例２５または２６に記載のシステムである。
【0127】
実施例２８は、化成コーティングを金属ストリップに適用するための化成コーティング適用システムをさらに備え、積層システムが、ポリマーフィルムを化成コーティングに適用するように構成されている、実施例２５～２７に記載のシステムである。
【0128】
実施例２９は、積層システムが、ポリエチレンテレフタレートフィルムの供給源に連結されている、実施例２５～２８に記載のシステムである。
【0129】
実施例３０は、ラッカーの層を金属ストリップの第２の側面に適用するためのラッカー適用システムをさらに備える、実施例２５～２９に記載のシステムである。
【0130】
実施例３１は、積層システムが、第１の側面に対向する金属ストリップの第２の側面に追加のポリマーフィルムを適用するように構成されている、実施例２５～３０に記載のシステムである。
【0131】
実施例３２は、アニール炉が、ポリマーフィルムを金属ストリップの表面テクスチャへ融解するのに十分な時間の間、ポリマーフィルムの温度を上昇させるのに十分な長さを有する、実施例２５～３１に記載のシステムである。
【0132】
実施例３３は、アニール炉が、ポリマーフィルムの温度を少なくとも２５０℃に上昇させるのに十分な熱を提供するように構成されている、実施例２５～３２に記載のシステムである。
【0133】
実施例３４は、アニール炉が、ポリマーフィルムの温度を少なくとも２６５℃に上昇させるのに十分な熱を提供するように構成されている、実施例２５～３３に記載のシステムである。
【0134】
実施例３５は、アニール炉が、ポリマーフィルムの温度を少なくとも２８０℃に上昇させるのに十分な熱を提供するように構成されている、実施例２５～３４に記載のシステムである。
【0135】
実施例３６は、試験された性能に基づいて、複数の化成層パラメータ候補から選択された化成層パラメータに従って、化成層を金属ストリップに適用するための化成層アプリケータをさらに備える、実施例２５～３５に記載のシステムである。
【0136】
実施例３７は、金属ストリップの表面粗さを調整するための表面粗さ調整器をさらに備え、表面粗さ調整器が、積層システムの上流に配置されている、実施例２５～３６に記載のシステムである。
【0137】
実施例３８は、表面粗さ調整器が、ポリマーフィルムの接触層の厚さよりも低い値に表面粗さの高さを減少させるように構成されている、実施例３７に記載のシステムである。
【0138】
実施例３９は、積層システムが、中空金属コアを取り囲む圧縮可能な層を含むアプリケータローラと、中空金属コアの通路に冷却剤を提供して圧縮可能な層の温度を制御するための冷却剤源と、を備える、実施例２５～３８に記載のシステムである。
【0139】
実施例４０は、圧縮可能な層に隣接して位置して、圧縮可能な層を予熱する外部加熱器をさらに備える、実施例３９に記載のシステムである。
【0140】
実施例４１は、積層システムが、冷却剤源によって提供される冷却剤の体積流量または温度を調整して、圧縮可能な層の内面及び圧縮可能な層の外面にわたる温度勾配を維持するための、冷却剤源に連結されたコントローラをさらに備える、実施例４０の３９に記載のシステムである。
【0141】
実施例４２は、積層システムが、圧縮可能な層の温度に関連する温度信号を提供するための、コントローラに連結された温度センサをさらに備える、実施例４１に記載のシステムである。
【0142】
実施例４３は、積層システムが、モデルを含有するデータストアをさらに備え、コントローラが、データストアに連結されて、モデルに基づいて冷却剤源を制御する、実施例４１または４２に記載のシステムである。
【0143】
実施例４４は、積層システムが、冷却剤源によって提供される冷却剤の体積流量または温度を調整して、圧縮可能な層の内面の内側温度を最大設定点を下回って、かつ圧縮可能な層の外面の外側温度を最小設定点を上回って維持するための、冷却剤源に連結されたコントローラをさらに備える、実施例３９～４３に記載のシステムである。
【0144】
実施例４５は、金属を積層するための方法であって、中空金属コアを取り囲む圧縮可能な層を有するアプリケータローラを使用して、予熱された金属ストリップの第１の側面に対してポリマーフィルムを圧縮することと、中空金属コアに流体を通過させて圧縮可能な層の温度を制御することと、を含む方法である。
【0145】
実施例４６は、ポリマーフィルムを金属ストリップの第１の側面に積層する前に、圧縮可能な層を予熱することをさらに含む、実施例４５に記載の方法である。
【0146】
実施例４７は、圧縮可能な層を予熱することが、中空金属コアに加熱された流体を通過させることを含む、実施例４６に記載の方法である。
【0147】
実施例４８は、圧縮可能な層を予熱することが、圧縮可能な層を外部から加熱することを含む、実施例４６または４７に記載の方法である。
【0148】
実施例４９は、流体を中空金属コアに通過させることが、流体を冷却して、圧縮可能な層の内面から熱を抽出して、圧縮可能な層の内面と圧縮可能な層の外面との間の熱勾配を生じることを含む、実施例４５～４８に記載の方法である。
【0149】
実施例５０は、流体を冷却することが、流体の温度を十分に低減して、圧縮可能な層の内面の内側温度を最大設定点を下回って、かつ圧縮可能な層の外面の外側温度を最小設定点を上回って維持することを含む、実施例４５～４９に記載の方法である。
【0150】
実施例５１は、圧縮可能な層の温度を測定することと、圧縮可能な層の温度に基づいて、流体の温度または体積流量を調整することと、をさらに含む、実施例４５～５０に記載の方法である。
【0151】
実施例５２は、圧縮可能な層の温度を測定することが、圧縮可能な層の温度測定値を温度センサから受信することを含む、実施例５１に記載の方法である。
【0152】
実施例５３は、圧縮可能な層の温度を測定することが、圧縮可能な層近辺の要素の温度測定値を温度センサから受信することを含む、実施例５１または５２に記載の方法である。
【0153】
実施例５４は、圧縮可能な層の温度を測定することが、モデルにアクセスすることを含む、実施例５１～５３に記載の方法である。
【0154】
実施例５５は、予熱された金属ストリップのライン速度の変化を検知することと、ライン速度の変化に基づいて流体の温度または体積流量を調整することと、をさらに含む、実施例４５～５４に記載の方法である。
【図1】
【図2】
【図3A-3D】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】