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特表2023-513037テクスチャ表面を有する金属薄板包装製品およびそのような金属薄板包装製品の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-03-30
(54)【発明の名称】テクスチャ表面を有する金属薄板包装製品およびそのような金属薄板包装製品の製造方法
(51)【国際特許分類】
B21B 1/22 20060101AFI20230323BHJP
B21B 27/02 20060101ALI20230323BHJP
C23C 28/00 20060101ALI20230323BHJP
C25D 5/26 20060101ALI20230323BHJP
C25D 5/48 20060101ALI20230323BHJP
C22C 38/00 20060101ALI20230323BHJP
C22C 38/54 20060101ALI20230323BHJP
C21D 9/46 20060101ALI20230323BHJP
B21B 27/00 20060101ALI20230323BHJP
C25D 11/38 20060101ALI20230323BHJP
【ＦＩ】
B21B1/22 C
B21B1/22 H
B21B27/02 A
C23C28/00 C
C25D5/26 B
C25D5/48
C22C38/00 301T
C22C38/54
C21D9/46 K
B21B1/22 K
B21B27/00 B
C25D11/38 304
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022546364
(86)(22)【出願日】2021-01-12
(85)【翻訳文提出日】2022-09-13
(86)【国際出願番号】 EP2021050447
(87)【国際公開番号】W WO2021151652
(87)【国際公開日】2021-08-05
(31)【優先権主張番号】102020102381.2
(32)【優先日】2020-01-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】513213841
【氏名又は名称】ティッセンクルップ ラッセルシュタイン ゲー エム ベー ハー
(74)【代理人】
【識別番号】110000659
【氏名又は名称】弁理士法人広江アソシエイツ特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】シュルツ－クラッシュ，フォルカート
(72)【発明者】
【氏名】コプリン，カール－ハインツ
(72)【発明者】
【氏名】ウィシュマン，ステファン
(72)【発明者】
【氏名】コッホ，マーティン
(72)【発明者】
【氏名】ゴアシリューター，イェルク
(72)【発明者】
【氏名】コール，マニュエル
(72)【発明者】
【氏名】ティエル，パトリック
(72)【発明者】
【氏名】ホーニグ，ウォルター
(72)【発明者】
【氏名】シュマン，フランク
(72)【発明者】
【氏名】オッパー，マーカス
【テーマコード（参考）】
4E002
4E016
4K024
4K037
4K044
【Ｆターム（参考）】
4E002AD06
4E002AD10
4E002BB09
4E002CA08
4E016AA03
4E016DA12
4E016DA13
4K024AA07
4K024AB01
4K024BA03
4K024BB22
4K024BC01
4K024DB04
4K024GA04
4K037EA01
4K037EA02
4K037EA05
4K037EA11
4K037EA13
4K037EA15
4K037EA17
4K037EA18
4K037EA19
4K037EA20
4K037EA23
4K037EA25
4K037EA27
4K037EA31
4K037EB08
4K037FG01
4K037FG03
4K037FM01
4K037FM02
4K037GA01
4K037GA05
4K044AA02
4K044AB02
4K044BA10
4K044BA15
4K044BB03
4K044BC02
4K044CA16
4K044CA18
4K044CA53
(57)【要約】
本発明は、０．１ｍｍ～０．６ｍｍの範囲の厚さを有する鋼板基材（Ｓ）と、特にスズおよび/またはクロムあるいはクロムおよび酸化クロムからできており、鋼板基材の少なくとも片面に電解析出されるコーティング（Ｂ）とからなる、薄板金属包装製品、特にブリキまたは電解クロムめっき鋼板（ＥＣＣＳ）に関する。加えて、コーティング（Ｂ）を備える薄板金属包装製品の少なくとも１つの表面は、少なくとも１つの方向に周期的に繰り返す構造要素を有する表面プロファイルを有し、表面プロファイルから生じる自己相関関数は、主突出部の高さの少なくとも２０％、好ましくは少なくとも３０％の高さを有する複数の側部突出部を有する。これらの薄板金属包装製品は、改善された新規な表面特性を有する。
【選択図】図５ｂ
【選択図】図５ｂ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
０．１ｍｍ～０．６ｍｍの範囲の厚さを有する鋼板基材（Ｓ）と、前記鋼板基材の少なくとも片面に電解析出されたスズのコーディング（Ｂ）ならびに／またはクロムもしくはクロムおよび酸化クロムのコーティング（Ｂ）と、から成り、前記コーティング（Ｂ）が、１～１５ｇ／ｍ２の範囲のコーティング重量を有するスズ層ならびに／または前記クロム／酸化クロム層中の５～２００ｍｇ／ｍ２の範囲のクロムの総コーティング重量を有するクロムおよび／もしくは酸化クロムの層を含む、薄板金属包装製品、特にブリキまたは電解クロムコーティング鋼板（ＥＣＣＳ）であって、前記コーティング（Ｂ）が設けられた前記薄板包装製品の少なくとも１つの表面が、少なくとも一方向に、周期的に繰り返される構造要素を有する表面プロファイルを有し、且つ、絶対最大値および絶対最大値の高さの少なくとも２０％、好ましくは少なくとも３０％の高さである複数の二次最大値を有する前記表面プロファイルから生じる自己相関関数を有する、ことを特徴とする薄板包装製品。
【請求項2】
前記鋼板基材（Ｓ）上の好ましい方向に沿った前記自己相関関数の複数の二次最大値の高さが、前記絶対最大値の高さの少なくとも４０％、好ましくは少なくとも６０％である、ことを特徴とする請求項１に記載の薄板包装製品。
【請求項3】
前記コーティング（Ｂ）が熱溶融されていないスズコーティングであり、スズコーティングされた鋼基材の好ましい方向に沿った自己相関関数の複数の二次最大値の高さが、絶対最大値の高さの少なくとも３０％、好ましくは少なくとも５０％である、ことを特徴とする請求項１に記載の薄板包装製品。
【請求項4】
前記薄板包装製品が、０．０１～２．０μｍの範囲、好ましくは０．１～１．０μｍの範囲の表面粗さ（Ｒａ）、特に０．１０～０．３０μｍの範囲の算術平均粗さを有する、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の薄板包装製品。
【請求項5】
前記周期的に繰り返される構造要素のトポグラフィ形状が凸状または台地状であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の薄板包装製品。
【請求項6】
前記周期的に繰り返される構造要素が、少なくとも１０μｍ、好ましくは６０～２５０μｍの半値全幅（ＦＷＨＭ）を有する、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の薄板包装製品。
【請求項7】
前記コーティング（Ｂ）が、所定のコーティング重量（Ｓｎ）を有するスズコーティングであり、前記スズコーティングが、ｊＩＥＴ＝Ｉ／Ａ（単位面積当たりの電流）（ｍＡ／ｃｍ２）で表される鉄曝露試験（ＩＥＴ）における電流密度を有し、電流密度ｊＩＥＴは、最大で、前記コーティングされた基材の算術平均粗さＲａ（μｍ）の１．４倍＋定数０．５を、前記コーティング重量（Ｓｎ）（ｇ／ｍ２）の２乗で割った値である、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の薄板包装製品。【請求項8】
前記コーティング（Ｂ）が、スズの所定のコーティング重量（Ｓｎ）（ｍ／Ａ，単位面積当たりの質量，ｇ／ｍ２）を有するスズコーティングであり、前記鉄曝露試験（ＩＥＴ）で測定された電流密度が、ｊＩＥＴ＝Ｉ／Ａ（単位面積当たりの電流，ｍＡ／ｃｍ２）に前記スズの前記コーティング重量（Ｓｎ）の２乗を掛けたものであり、Ｒａ≦１．０μｍの算術平均粗さ（Ｒａ）については、１．９（ｍＡ／ｃｍ２）・（ｇ／ｍ２）２未満であり、１．０μｍ＜Ｒａ≦２．０μｍの算術平均粗さ（Ｒａ）については、３．３（ｍＡ／ｃｍ２）・（ｇ／ｍ２）２未満である、ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の薄板包装製品。
【請求項9】
前記表面構造は、隆起部（Ｅ）および／または凹部（Ｖ）を有する規則的に配置されたパターンを有し、前記隆起部は、好ましくは、前記薄板包装製品の表面全体にわたる平均レベルよりも、０．５～３．０μｍ、特に１、０～２．０μｍ、特に好ましくは２．０μｍ未満の平均高さ（ｈ）だけ突出し、前記凹部（Ｖ）は、好ましくは、前記平均レベルに対して、０．５～３．０μｍ、特に１．０～２．０μｍの平均深さを有する、ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の薄板包装製品。
【請求項10】
前記表面が、周期的に繰り返される構成の凸状および／または凹状の構造要素を有する、ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の薄板包装製品。
【請求項11】
前記繰り返される構造要素の５０％超が、前記表面粗さＲａの最大±１００％だけ高さにおいて変動する均一な高さレベルを形成する、ことを特徴とする請求項４から１０のいずれか１項に記載の薄板包装製品。
【請求項12】
前記繰り返される構造要素が、少なくとも略ウェブ状であり、特に断面が台形である、ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の薄板包装製品。
【請求項13】
前記繰り返される構造要素がそれぞれ、少なくとも略平坦な台地表面を有する台地状であり、個々の凸状構造要素の前記台地表面が、好ましい、少なくとも略同じサイズである、ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の薄板包装製品。
【請求項14】
前記繰り返される構造要素がそれぞれ、少なくとも略平坦な溝底部を有する溝状凹部として形成され、前記個々の構造要素の前記溝底部の面積が、少なくとも略等しいサイズである、ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の薄板包装製品。
【請求項15】
前記繰り返される構造要素がそれぞれ、溝状凹部および前記溝状凹部に隣接する台地状隆起部として形成され、前記台地状隆起部の台地領域が、好ましくは前記凹部の底部の領域とサイズが少なくとも略等しい、ことを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の薄板包装製品。
【請求項16】
前記繰り返される構造要素が、０．１～８．０μｍ、好ましくは０．２～４．０μｍの平均高さ（ｈ）だけ前記鋼板基材（Ｓ）の表面よりも突出する凸状突起を含む、請求項１から１５のいずれか１項に記載の薄板包装製品。
【請求項17】
前記繰り返される構造要素が、０．１～８．０μｍ、好ましくは０．２～４．０μｍの平均深さ（ｔ）を有する凹部を含む、請求項１から１６のいずれか１項に記載の薄板包装製品。
【請求項18】
前記周期的に繰り返される構造要素が、平面視で、長方形もしくは正方形、ストリップ形状、棒状、円筒状、葉状、三日月形状の環状または半球状である、請求項１から１７のいずれか１項に記載の薄板包装製品。
【請求項19】
前記薄板包装製品は、長手方向（Ｌ）に延びるストリップの形態であり、前記周期的に繰り返される構造要素が、ウェブ状隆起部（Ｅ）および／または溝状凹部（Ｖ）である、ことを特徴とする請求項１から１８のいずれか１項に記載の薄板包装製品。
【請求項20】
前記畝状突起（Ｅ）および／または前記溝状凹部（Ｖ）の平均幅が、１０μｍ～２００μｍであり、好ましくは１５μｍ～１００μｍの範囲である、請求項２０に記載の薄板包装製品。
【請求項21】
前記畝状突起（Ｅ）の平均幅（ｂ）が３０μｍ～２００μｍの範囲内であり、前記溝状凹部（Ｖ）の平均幅（ｂ）が１０μｍ～１００μｍの範囲内である、請求項２０に記載の薄板包装製品。
【請求項22】
前記表面構造が、規則的なパターンで、特にマトリックス形態で、複数の溝、特に二重溝の形態で構成された凹部を有する、ことを特徴とする請求項１から２１のいずれか１項に記載の薄板包装製品。
【請求項23】
隣接する複数の溝、特に隣接する二重溝がそれぞれ、互いに対して９０°回転して配置されている、請求項２３に記載の薄板包装製品。
【請求項24】
前記薄板包装製品の前記表面が、０．５μｍ未満および０．１μｍを超える表面粗さ（Ｒａ）で、５０光沢単位（ＧＵ）を超える、好ましくは１００光沢単位（ＧＵ）を超える、特に１００～８００光沢単位（ＧＵ）の間の光沢値を有する、ことを特徴とする請求項１から２３のいずれか１項に記載の薄板包装製品。
【請求項25】
前記薄板包装製品の表面が、少なくともほぼ方向に依存しない光沢値を有し、圧延方向と前記圧延方向に垂直な横断方向との光沢値の差（Δ光沢）が、特に０．０１～２．０μｍの表面粗さ（Ｒａ）で、好ましくは１００光沢単位（ＧＵ）未満であり、特に、好ましくは７０光沢単位（ＧＵ）以下である、ことを特徴とする請求項１から２４のいずれか１項に記載の薄板包装製品。
【請求項26】
前記複数の構造要素が、摩耗によって前記コーティング（Ｂ）から剥離した粒子を受け入れるための周期的に繰り返されるリザーバを形成する、請求項１から２５のいずれか１項に記載の薄板包装製品。
【請求項27】
粒子を受け入れるための前記リザーバが、摩耗によって前記コーティング（Ｂ）から剥離する摩耗粒子を受け入れる周期的に繰り返される凹部によって形成される、請求項２６に記載の薄板包装製品。
【請求項28】
前記周期的に繰り返される構造要素が隆起部（Ｅ）および／または凹部（Ｖ）を含み、前記薄板包装製品の総面積に対する前記隆起部（Ｅ）の面積比が、２０％～５０％、好ましくは２４％～４５％であり、および／または前記薄板包装製品の総面積に対する前記凹部（Ｖ）の面積比が、５０％～８０％、好ましくは５５％～７６％である、請求項１から２７のいずれか１項に記載の薄板包装製品。
【請求項29】
前記周期的に繰り返される構造要素が、畝状の隆起部（Ｅ）および／または溝状の凹部（Ｖ）を含み、前記畝状の隆起部（Ｅ）および／または溝状の凹部（Ｖ）の平均幅が、１０μｍ～１２０μｍ、好ましくは１５μｍ～９５μｍの範囲である、ことを特徴とする請求項１から２８のいずれか１項に記載の薄板包装製品。
【請求項30】
前記畝状突起（Ｅ）の平均幅（ｂ）が４５μｍ～１２０μｍの範囲であり、前記溝状凹部（Ｖ）の平均幅（Δｂ）が１０μｍ～８５μｍの範囲である、請求項２９に記載の薄板包装製品。
【請求項31】
前記鋼板基材（Ｓ）が、重量分率で以下の組成：Ｃ：０．０１～０．１％、
Ｓｉ：＜０．０３％、
Ｍｎ：０．１～０．６％
Ｐ：＜０．０３％、
Ｓ：０．００１～０．０３％、
Ａｌ：０．００２～０．１％、
Ｎ：０．００１～０．１２％、好ましくは０．０７％未満、
任意選択でＣｒ：＜０．１％、好ましくは０．０１～０．０５％、
任意選択でＮｉ：＜０．１％、好ましくは０．０１～０．０５％、
任意選択でＣｕ：＜０．１％、好ましくは０．００２～０．０５％、
任意選択でＴｉ：＜０．０９％、
任意選択でＢ：＜０．００５％、
任意選択でＮｂ：＜０．０２％、
任意選択でＭｏ：＜０．０２％、
任意選択でＳｎ：＜０．０３％、
残部鉄および不可避不純物、
を有する、請求項１から３０のいずれか１項に記載の薄板包装製品。
【請求項32】
テクスチャ表面を有する薄板包装製品の製造方法であって、厚さが０．１ｍｍ～０．６ｍｍの範囲の一次冷間圧延鋼板基材（Ｓ）を準備するステップと、
前記一次冷間圧延鋼板基材（Ｓ）を再結晶焼きなましするステップと、
再結晶焼きなまし鋼板基材（Ｓ）を２スタンド再圧延機で再圧延またはスキンパスするステップであって、前記再圧延機の第１のスタンドが、構造化されていないロール表面、特にブラスト処理されたまたは研磨されたロール表面、を有する少なくとも１つの作業ロールを有し、前記再圧延機の第２のスタンドが、表面構造化ロール表面を有する少なくとも１つの作業ロールを有するステップと、
再圧延されたまたはスキンパスされた鋼板基材（Ｓ）の少なくとも片面を、スズのコーティング（Ｂ）ならびに／またはクロムもしくはクロムおよび酸化クロムのコーティング（Ｂ）で電解コーティングするステップであって、前記コーティング（Ｂ）が、１～１５ｇ／ｍ２の範囲のスズの重量を有するスズ層および／または前記クロムもしくは酸化クロム層中の５～２００ｍｇ／ｍ２の範囲のクロムの総コーティング重量を有するクロムもしくは酸化クロムの層を含む、ステップと、
を含み、
少なくとも一方向に周期的に繰り返される構造要素を有する表面プロファイルが、コーティング（Ｂ）で電解コーティングされた鋼板の表面に生成され、前記表面構造は、絶対最大値と、複数の二次最大値であって、その高さが絶対最大値の高さの少なくとも２０％、好ましくは少なくとも３０％である複数の二次最大値と、を有する自己相関関数を有する、
製造方法。
【請求項33】
前記第２のスタンドの前記少なくとも１つの作業ロールの表面が、パルスレーザ、特に短パルスレーザまたは超短パルスレーザによって構造化されていることを特徴とする、請求項３２に記載の製造方法。
【請求項34】
前記コーティング（Ｂ）がスズコーティングであり、前記コーティング（Ｂ）の表面が、電着の後に、熱溶融されているか、または、不動態化層、特にクロム／酸化クロム不動態化層またはクロムフリー不動態化層を備える、ことを特徴とする請求項３２または３３に記載の製造方法。
【請求項35】
前記冷間圧延および電解コーティングされた鋼板基材（Ｓ）の、０．１ｍｍ～０．５ｍｍの範囲内の最終厚さへの厚さ減少が、再圧延またはスキンパス中にもたらされ、再圧延中の相対厚さ減少は、５％を超えて５０％までの範囲内であり、スキンパス中の相対厚さ減少は、０％～５％の範囲内、好ましくは１％～４％の範囲内である、ことを特徴とする請求項３２から３４のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項36】
０．０５ｍｍ～０．６ｍｍの範囲の厚さを有する鋼板であって、前記鋼板の表面が、周期的に繰り返される構造要素を有する表面プロファイルを少なくとも一方向に有し、前記表面プロファイルから生じる自己相関関数が、複数の二次最大値であって、その高さが絶対最大値の高さの少なくとも４０％である複数の二次最大値を有する、ことを特徴とする鋼板。
【請求項37】
前記鋼板の表面上の好ましい方向に沿った自己相関関数の前記二次最大値の高さが、前記絶対最大値の高さの少なくとも５０％、好ましくは少なくとも６０％である、ことを特徴とする請求項３６に記載の鋼板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、請求項１のプレアンブルに記載の薄板包装製品、および薄板包装製品の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電解スズめっき鋼およびクロムコーティング鋼の形態の冷間圧延薄板包装製品は、ＤＩＮ ＥＮ１０２０２（欧州規格ＥＮ１０ ２０２：２００１）で規格化されている。この規格による包装薄板製品は、電解スズめっき（ブリキ）または電解クロムコーティング鋼（ＥＣＣＳ）のいずれかである一回冷間圧延または二回圧延軟鋼であると理解されたい。一回冷間圧延薄板包装製品は、０．１ｍｍ～約０．６ｍｍ、特に０．１７ｍｍ～０．４９ｍｍの公称厚さで市販されており、二回圧延薄板包装製品は、０．１３ｍｍ～０．２９ｍｍの公称厚さで供給される。薄板包装製品は、ストリップの形態（コイルに巻かれる）または薄板の形態であり得る。ストリップは、少なくとも６００ｍｍの公称幅を有するが、スリットストリップは、より小さいスリット幅を有することもできる。
【0003】
この規格によれば、電解スズめっきブリキは、連続電解プロセスで設けられたスズで両面がコーティングされた、低炭素含有量の非合金鋼の冷間圧延薄板またはストリップであると理解されたい。加えて、一方の面（例えば、上面）が他方の面（例えば、底面）よりも大きいスズコーティングを有する電解的に差のあるブリキも市販されている。
【0004】
高い耐食性および光沢のある表面を達成するために、ブリキについて鋼板基材をスズめっきした後に、電解析出スズ層をスズの融点より高い温度まで加熱し、次いで冷却することが一般的である。この温度処理は、鋼板基材上にコーティングを生成し、コーティングは、鋼板基材の表面上の鉄－スズ合金と、表面付近の遊離スズの層とから構成される。この遊離スズの最上層は、熱溶融したブリキに高い光沢値を与える。ブリキ表面の光沢を高めるために、ブリキのブリキ表面を二次圧延（スキンパス）で再圧延またはスキンパスする規格に従って、研削および研磨されたスキンパスロールを使用することができ、スキンパス中の二次圧延操作の減少率は、好ましくは５％以下（グロススキンパス）である。
【0005】
さらに、いわゆる「石仕上げ／目の細かい石仕上げ」表面が規格から知られており、これは、光沢表面に使用されるスキンパスロールよりも顕著な研削構造およびより高い粗さを有する研削スキンパスロールの使用から生じる方向性表面構造を特徴とする。さらに、ブラスト処理されたスキンパスロールを使用する場合、「ブラスト処理された面」を達成することができる。ブラスト処理されたスキンパスロールを使用する場合、スズ層が熱溶融されている場合は銀つや消し表面をブリキ上に製造することができ、またはスズ層が熱溶融されていない場合はつや消し表面を製造することができる。加えて、ＥＤＴ（「放電テクスチャ加工」）によってテクスチャ加工されたスキンパスロールも使用される。
【0006】
電解クロムコーティング鋼（ＥＣＣＳ）は、鋼板基材上に直接金属クロムの層を有し、金属クロム層上にクロム水和酸化物または水酸化クロムの最上層を有する、低炭素含有量の冷間圧延電解処理された軟鋼板またはストリップとして規格によって定義されている。
【0007】
薄板包装製品の表面仕上げについて、規格は、定義された算術中心粗さ（Ｒａ）によって鋼板基材の公称表面粗さを特定し、それは、例えば、光沢表面を有するブリキではＲａ≦０．３５μｍ、銀つや消しブリキ表面ではＲａ≧０．９０μｍである。電解的に特別にクロムコーティングされた鋼板（ＥＣＣＳ）の場合、規格によって要求される表面粗さは、「細石」表面では０．２５μｍ～０．４５μｍ、「石」表面では０．３５μｍ～０．６０μｍの範囲である。
【0008】
近年、包装産業は、薄板包装製品の表面の光学特性、例えば光沢、反射および輝度、ならびに耐食性および機械的特性、例えば耐摩耗性にますます高い要求を課しており、これは、市販されており、最新技術から既知の標準的な薄板包装製品では満たすことができない。既知の包装薄板製品の表面特性は、通常、表面トポグラフィ（表面の凹凸形状）の影響を受け、表面トポグラフィは、例えば再圧延（スキンパス）中にブリキ製造で設定される。この目的のために一般的に使用される製造工程では、例えば再圧延（二次冷間圧延またはスキンパス）中に、研削、ブラストまたは浸食されたスキンパスロールが使用されるが、再圧延中に使用される作業ロール（スキンパスロール）の構造が時には不均一になりすぎることがあり、方向性が時には高すぎることがあるため、必要な表面特性を達成しないか、または限られた範囲でしか達成しない。作業ロールの不均一な表面構造のために、例えば、方向性光沢効果を有する均一な表面を達成することは不可能である。
【0009】
スズ缶および飲料缶などの包装容器の製造における薄板包装製品の耐腐食性および加工性に関して、材料に対する要求もますます高まっている。薄板包装製品の耐食性を改善するために、より高重量のスズ層またはクロム／酸化クロム層を製造することができる。しかしながら、これは、より多量のコーティング材料（スズおよびクロムなど）がこれに必要とされるため、資源効率の観点から除外される。この点で、電着コーティングの重量を増加させることなく、薄板包装製品の耐食性を改善する必要がある。
【0010】
包装容器またはその一部は、薄板包装製品から、深絞り加工およびＤＩ（絞りしごき）加工プロセスなどによって形成され、それらの深絞り加工およびＤＩ加工プロセスなどの、成形工程における薄板包装製品の加工性についても、ますます厳しくなってきている。コイル状ブリキストリップの形態のブリキ包装製品の加工における主な問題は、電解析出スズコーティングからの粒子の摩耗に基づく。コイルコーティングラインで定期的に行われる鋼板基材の電解コーティングの後、ストリップ状のブリキ包装製品は、コイルに巻き付けられ、包装を製造するためのさらなる加工のための成形ラインに輸送され、それらはそこでコイルから巻き出され、薄板に切断される。この処理ステップでは、コーティングされたストリップの表面と接触するローラが、ストリップをガイドし、偏向させるために使用される。このプロセスにおいて、また成形ツールを使用して包装薄板を形成する場合のさらなる加工工程においても、コーティング材料（スズなど）の粒子がコーティングから剥離する可能性がある。これは、特にコイルを形成するためのストリップの巻き取りおよび巻き出しの間、ロールの薄板への切断の間、ならびに絞りおよび成形ツールにおける成形の間に起こり得る有害な摩耗をもたらす。少なくとも本質的に金属コーティングの材料（すなわち、例えばブリキの場合はスズである）からなる研磨剤は、ストリップならびにガイドおよび偏向ローラおよび／または成形ツールを再汚染させる可能性がある。さらに、コーティング材料の粒子の摩耗は、成形プロセスにおいて薄板包装製品から製造された包装容器の表面に付着し、包装容器が製品で充填される場合に内部に入れられる内容物を汚染する可能性がある。これを防止するために、ストリップの巻き取りおよび巻き出しに使用されるガイドおよび偏向ローラ、ならびに成形プロセスに使用される絞りおよび成形ツールは、定期的に清掃される。これは時間と費用がかかり、薄板包装製品およびそれらから製造される包装容器の製造プロセスの効率を低下させる。
【発明の概要】
【0011】
この出発点で、本発明は以下の課題に基づく。一方では、最適化され、具体的に調整可能な光沢、反射および輝度特性など、薄板包装製品の表面特性に対するより高い要求が満たされるべきである。他方では、薄板包装製品の耐食性もまた、電解析出コーティングの重量を維持しながら改善されるべきであり、輸送中および成形プロセスによる包装の製造中の薄板包装製品の加工性も同様である。
【0012】
これらの課題は、請求項１の特徴を有する薄板包装製品によって本発明に従って解決される。本発明による薄板包装製品の好ましい実施形態および態様ならびに有利な特性および特徴は、従属請求項に定義されている。請求項１１に記載の特徴を有する薄板包装製品の製造方法は、課題の解決に更に寄与する。
【0013】
本発明による薄板包装製品は、特に、電解スズめっき鋼板（ブリキ）の形態または電解クロムコーティング鋼板（ＥＣＣＳ）の形態であり、０．１ｍｍ～０．６ｍｍの範囲の厚さを有する鋼板基材と、鋼板基材の少なくとも一方の表面、好ましくは両方の表面に電解析出されたスズ（ブリキの場合）またはクロム／酸化クロム（ＥＣＣＳの場合）のコーティングと、からなり、本発明によれば、鋼板基材の表面上に、複数の均一なすなわち均質な酸化クロム層を有し、すなわち均質に、薄板包装製品の表面上に分布し、周期的に繰り返される構造要素を有する表面構造を有する。
【0014】
鋼板基材の少なくとも片面に電解析出される薄板包装製品のコーティングは、スズならびに／またはクロムもしくはクロムおよび酸化クロムからなり、コーティングは、１～１５ｇ／ｍ２の範囲のコーティング重量を有するスズ層ならびに／またはクロム／酸化クロム層中の５～２００ｍｇ／ｍ２の範囲のクロムの総コーティング重量を有するクロムおよび／もしくは酸化クロムの層を含む。本発明による薄板包装製品は、コーティングを備える薄板包装製品の少なくとも１つの表面が、少なくとも一方向に、周期的に繰り返される構造要素を有する表面プロファイルを有し、絶対最大値、および絶対最大値の高さの少なくとも２０％、好ましくは少なくとも３０％の高さである複数の二次最大値を有する表面プロファイルから生じる自己相関関数を有することを特徴とする。
【0015】
任意選択的に、さらなるコーティングまたはオーバーレイを電解コーティングに適用できる。ブリキの場合、例えば、クロムおよび／もしくは酸化クロムの不動態化層またはクロムフリー（クロムを含まない）材料を設けることができ、熱可塑性物質のポリマー層をＥＣＣＳのクロム／酸化クロムコーティングに設けることができる。スズめっき鋼板基材をスズの融点より高い温度に加熱することによって、スズコーティングを熱溶融させることができる。
【0016】
本発明による薄板包装製品の表面上の周期的に繰り返される構造要素は、異なる形状を有することができ、特に、凹状または台地状の平坦な隆起部として形成することができる。隆起部によって囲まれた周期的に繰り返される凹部も提供され得る。
【0017】
周期的に繰り返される構造は、まず、製造プロセスにおいて、既に一次冷間圧延された鋼板基材の二次冷間圧延、特に５％～５０％の範囲の再圧延率を有する再圧延ステップ、または、５％未満、特に１％～４％の範囲の再圧延率を有するスキンパスにより、少なくとも１つの表面構造化ロールによって鋼板基材の表面に形成され、次いで、このようにして表面構造化された鋼板基材は、コーティングの電解析出によって改良される。
【0018】
構造化表面を有する薄板包装製品を製造する本発明による製造方法であって、
厚さが０．１ｍｍ～０．６ｍｍの範囲の一次冷間圧延鋼板基材（Ｓ）を準備するステップと、
１次冷間圧延鋼板基材（Ｓ）を再結晶焼きなましするステップと、
再結晶焼きなましされた鋼板基材（Ｓ）を２スタンド再圧延機で再圧延またはスキンパスするステップであって、再圧延機の第１のスタンドが、構造化されていないロール表面、特にブラスト処理されたまたは研磨されたロール表面を有する少なくとも１つの作業ロールを有し、再圧延機の第２のスタンドが、表面が構造化されたロール表面を有する少なくとも１つの作業ロールを有するステップと、
再圧延されたまたはスキンパスされた鋼板基材（Ｓ）の少なくとも片面を、スズのコーティング（Ｂ）ならびに／またはクロムもしくはクロムおよび酸化クロムのコーティング（Ｂ）で電解コーティングするステップであって、コーティング（Ｂ）が、１～１５ｇ／ｍ２の範囲のスズのコーティング重量を有するスズ層、および／またはクロムもしくは酸化クロム層中の５～２００ｍｇ／ｍ２の範囲のクロムの総コーティング重量を有するクロムもしくは酸化クロムの層を含む、ステップと、
を含み、
少なくとも一方向に周期的に繰り返される構造要素を有する表面プロファイルが、コーティング（Ｂ）で電解コーティングされた鋼板の表面に生成され、表面構造が、絶対最大値と、複数の二次最大値であって、その高さが絶対最大値の高さの少なくとも２０％、好ましくは少なくとも３０％である複数の二次最大値と、を有する自己相関関数を有する、
製造方法。
厚さが０．１ｍｍ～０．６ｍｍの範囲の一次冷間圧延鋼板基材（Ｓ）を準備するステップと、
１次冷間圧延鋼板基材（Ｓ）を再結晶焼きなましするステップと、
再結晶焼きなましされた鋼板基材（Ｓ）を２スタンド再圧延機で再圧延またはスキンパスするステップであって、再圧延機の第１のスタンドが、構造化されていないロール表面、特にブラスト処理されたまたは研磨されたロール表面を有する少なくとも１つの作業ロールを有し、再圧延機の第２のスタンドが、表面が構造化されたロール表面を有する少なくとも１つの作業ロールを有するステップと、
再圧延されたまたはスキンパスされた鋼板基材（Ｓ）の少なくとも片面を、スズのコーティング（Ｂ）ならびに／またはクロムもしくはクロムおよび酸化クロムのコーティング（Ｂ）で電解コーティングするステップであって、コーティング（Ｂ）が、１～１５ｇ／ｍ２の範囲のスズのコーティング重量を有するスズ層、および／またはクロムもしくは酸化クロム層中の５～２００ｍｇ／ｍ２の範囲のクロムの総コーティング重量を有するクロムもしくは酸化クロムの層を含む、ステップと、
を含み、
少なくとも一方向に周期的に繰り返される構造要素を有する表面プロファイルが、コーティング（Ｂ）で電解コーティングされた鋼板の表面に生成され、表面構造が、絶対最大値と、複数の二次最大値であって、その高さが絶対最大値の高さの少なくとも２０％、好ましくは少なくとも３０％である複数の二次最大値と、を有する自己相関関数を有する、
製造方法。
【0019】
本発明による方法では、再結晶焼きなまし鋼板基材の再圧延またはスキンパスは、構造化されていないロール表面、特にブラスト処理されたまたは研磨されたロール表面を有する少なくとも１つの作業ロールを有する第１のスタンドと、（決定論的に（確定的に））表面が構造化されたロール表面を有する少なくとも１つの作業ロールを有する第２のスタンドと、を含む２スタンド再圧延機で行われる。したがって、第１のスタンドの作業ロールまたは各作業ロールのロール表面は、ロール表面が周期的に繰り返されるパターンを有さない統計的に無相関の構造を有するという意味で構造化されない。これは、例えば、作業ロールの、滑らかな、研磨された、もしくはブラスト処理された表面、またはショットブラストテクスチャリングプロセス（ＳＢＴ）もしくは放電テクスチャリングプロセス（「ＥＤＴ」）もしくは電子ビームテクスチャリングプロセス（「ＥＤＴ」）で処理されたロール表面に適用される。対照的に、第２のスタンドの作業ロールまたは各作業ロールのロール表面は、ロール表面が周期的に繰り返される構造要素を有する相関性のある決定論的構造を有するという意味でテクスチャ加工されている。これは、例えば、周期的に繰り返される構造要素を有する決定論的表面構造を生成するために、パルスレーザ、特に超短パルスレーザで特に構造化された作業ロールの表面に適用される。（決定論的な）表面構造化ロール表面を有するそのような作業ロールの表面プロファイルの自己相関関数は、少なくとも１つの方向、特に円周方向および／または円周方向に垂直に、絶対最大値と、複数の二次最大値であって、その高さが絶対最大値の高さの少なくとも６０％、好ましくは少なくとも７０％である複数の二次最大値と、を示す。
【0020】
再結晶焼きなまし鋼板基材の再圧延は、通常、冷却剤および潤滑剤を使用して湿式で行われるが、スキンパス成形は通常、乾式または特殊な湿式スキンパス成形剤を使用して行われる。
【0021】
好ましくは、鋼板基材のストリップ移動方向に前後に配置された２台のクワトロ（４つの）スタンドが調質圧延またはスキンパス圧延に使用され、各スタンドは、好ましくは再結晶焼きなまし鋼板基材がその間を通過する上部作業ロールおよび下部作業ロールを有する。２つの作業ロールは、２つのより大きなバックアップロール（上部バックアップロールおよび下部バックアップロール）の間に、ストリップ走行方向に対して垂直に配置され、１つのバックアップロールの表面は、作業ロールを安定させるために、それぞれの場合に関連する作業ロールのロール表面と接触している。しかしながら、例えば６つのロールを有する他のロールスタンドも使用することができる。
【0022】
第１および第２のスタンドの２つの作業ロールのロール表面は同一に設計されている。しかしながら、特に第２のスタンドにおいて、異なる構造のロール表面を有する２つの作業ロールを使用することも可能である。これにより、鋼板基材の下面に上面とは異なる表面構造がインプリント（刻印）されることが可能になる。
【0023】
第２のスタンドの表面構造化ロールまたは各表面構造化ロールは、特に、テクスチャリングプロセスにおいて、パルスレーザ、特に短パルスレーザまたは超短パルスレーザによってテクスチャ加工された作業ロール（スキンパスロール）であってもよく、これにより鋼板基材は、二次冷間圧延ステップで再圧延されるか、またはスキンパスステップでスキンパスされる。再圧延またはスキンパス中に、作業ロールの表面構造が鋼板基材の表面に刻印される。
【0024】
鋼板基材のストリップ移動方向における２つのロールスタンド（すなわち、第１および第２のスタンド）の順序は任意であり、すなわち、構造化されていないロール表面を有する第１のスタンドによって最初に再圧延またはスキンパスさせ、次いで構造化されたロール表面を有する第２のスタンドによって再圧延またはスキンパスさせることができ、またはその逆も可能である。構造化されていないロール表面を有する第１のスタンドによって最初に再圧延またはスキンパス圧延され、次いで構造化されたロール表面を有する第２のスタンドによって再圧延またはスキンパス圧延される場合、より均一でより明確な表面構造が達成され、これがこの変形形態が好ましい理由である。この場合、第１のスタンドは、対向する作業ロールを通過する鋼板基材の厚さを減少させるために使用される（厚さの減少は、スキンパス中に最大５％、再圧延中に５～５０％である）。
【0025】
スキンパス圧延中（再圧延パス率が５％未満、特に１～４％）、第１の冷間圧延ステップ（一次冷間圧延）で既に冷間圧延され、それによって厚さが大幅に（通常は８５％超）減少した鋼板基材は、非構造化作業ロールを備える第１のスタンドで事前に構造化される。一次冷間圧延中に強く不均一な影響を受けるこの表面の事前構造化は、周期的に配置された構造要素を有する構造化された均一な表面を有する作業ロールが配置された後続の第２のスタンドでの、より良好な構造化された決定論的表面構造の導入を可能にする。
【0026】
一方では、再圧延中に（再圧延率が５％超、特に１０～５０％）、関連する加工硬化と共に、好ましくは０．５ｍｍ未満の所望の最終厚さを達成するためにさらなる厚さ減少が行われる。加えて、第１の冷間圧延ステップ（一次冷間圧延）で既に冷間圧延され、それによって厚さが大幅に（通常は８０％超）減少した鋼板基材は、非構造化作業ロールを備える第１のスタンドで事前に構造化される。第１のスタンドでの一次冷間圧延鋼板の表面のこの事前構造化は、構造化された決定論的表面構造を導入することを可能にするために、再圧延プロセス中に必要である。この目的のために、第１のスタンドで再圧延した後、所望の最終厚さに再圧延された鋼板は、周期的に配置された構造要素を有する構造化された均一な表面テクスチャを備えた作業ロールが配置された後続の第２のスタンドに提供される。
【0027】
説明した再圧延またはスキンパスプロセスによって、選択された方向に沿って（特に圧延方向または圧延方向に垂直な方向に沿って）周期的に繰り返される構造を備える表面プロファイルを有する鋼板基材を製造することができ、表面構造の周期性および均一性は、自己相関関数によって定量化することができ、少なくとも１つの好ましい方向に沿った表面プロファイルの自己相関関数の複数の二次最大値の高さは、主最大値（または絶対最大値）の高さの少なくとも４０％、好ましくは少なくとも６０％である。
【0028】
表面構造の規則性の逸脱は、自己相関関数によって特定され得る。
【0029】
【0030】
定量化可能である。自己相関関数は、ここでは、表面プロファイルｚ（ｘ）の周期性、具体的には、表面の平面内の所与の方向（ｘ）に沿った表面粗さを評価するために使用される。
【0031】
二次最大値が絶対最大値の高さの少なくとも３０％を有する自己相関関数によって特徴付けることができるコーティングされた包装薄板製品のテクスチャ表面の所望の特性は、少なくとも二回冷間圧延（ＤＲ）鋼板基材について、スキンパスまたは再圧延中の２スタンド動作モードでのみ達成され得ることが示されている。自己相関関数の小さい方の最大値が絶対最大値の高さの少なくとも３０％である自己相関関数を有するコーティングされた包装薄板（すなわち、ブリキまたはＥＣＣＳ）を製造できるようにするために、自己相関関数の小さい方の最大値が絶対最大値の高さの少なくとも４０％である自己相関関数を有する鋼板基材の表面構造を生成することが必要である、なぜなら、周期的に繰り返される構造要素は、鋼板基材の構造化表面の電解コーティング中にある程度平坦にされるからである。
【0032】
したがって、本発明の目的はまた、本発明によるプロセスの中間生成物として、０．０５ｍｍ～０．６ｍｍの範囲の厚さを有する冷間圧延鋼板であって、その鋼板の表面が、周期的に繰り返される構造要素を有する表面プロファイルを少なくとも一方向に有し、その表面プロファイルから生じる自己相関関数が、複数の二次最大値であって、その高さが絶対最大値の高さの少なくとも４０％である複数の二次最大値を有する、冷間圧延鋼板を提供することである。好ましくは、好ましい方向に沿った自己相関関数の二次最大値は、主最大値の高さの少なくとも５０％の高さ、特に好ましくは主最大値の高さの少なくとも６０％の高さを有する。
【0033】
表面構造化鋼板上へのコーティングの電解析出中、コーティング鋼板は少なくとも本質的に以前に導入された表面構造化を保持する、なぜなら、コーティングの電解析出中、コーティング材料（ブリキの場合はスズ、ＥＣＣＳの場合はクロム／酸化クロム）は、輪郭に近い鋼板基材の構造化表面上に、均一に、すなわち少なくとも大部分が均質なオーバーレイで析出されるからである。鋼板基材の表面構造に対応して、このようにして製造された薄板包装製品は、基材と同様に、表面にわたって均一に分布し、少なくとも１つの方向に周期的に繰り返される複数の構造を有する表面プロファイルを有する。これにより、本発明による薄板包装製品に、規定された再現性のあるトポグラフィを有する表面を備える決定論的表面構造が与えられ、このトポグラフィは、特に、隆起部、凹部および鋭い先端部などの表面構造の統計的分布を有するトポグラフィとは異なる。
【0034】
したがって、本発明による薄板包装製品は、少なくとも１つの（選択された）方向に、周期的に繰り返される構造を有する表面プロファイルをその表面に有し、複数の二次最大値を有する自己相関関数は、表面プロファイルから生じ、二次最大値の高さは、本発明によれば、主最大値の高さの少なくとも２０％、好ましくは少なくとも３０％である。
【0035】
再圧延されたまたはスキンパスされた鋼板基材に電解的に設けられたスズコーティングは、必要に応じてさらに溶融することができ、それによってコーティングの溶融中に表面構造がさらに平坦化され、結果として自己相関関数の二次最大値の高さが減少する。好ましくは、溶融されたスズコーティングを有するブリキは、二次最大値が絶対最大値の高さの少なくとも２０％である自己相関関数を依然として有する。
【0036】
鋼基材が金属コーティング、特にスズコーティングまたはクロムおよび酸化クロムのコーティングで電解コーティングされている場合、鋼板基材の表面構造は、少なくとも大部分が保持され得ることが見出された。電解コーティングが鋼板基材の規則的な表面プロファイルをわずかに平滑化することは事実である。それにもかかわらず、電解コーティング後でさえ、周期的に繰り返される構造を有するコーティングされた薄板包装製品の表面プロファイルは、２０％を超える（溶融されたスズコーティングの場合）、好ましくは３０％を超える自己相関関数における複数の二次最大値の最小高さで、驚くべきことに、明確に認識可能に依然として存在したままである。
【0037】
表面トポロジーを選択的に選択および調整することにより、本発明による包装薄板製品は、耐食性、光沢および摩耗などの表面感受性特性を選択的に調整することができ、それらを異なる用途に適合させることができる。例えば、光沢、反射および輝度などの薄板包装製品の光学表面特性は、表面構造を選択および調整することによって、所望の特性および用途に影響を与え、適合させることができる。さらに、適切な表面構造を選択および調整することにより、薄板包装製品の耐食性を改善することができ、薄板包装製品の輸送および更なる加工中の摩耗を最小限に抑えることができる。
【0038】
例えば、本発明は、表面に周期的に繰り返される凸状または台地状の隆起部を有する薄板包装製品の表面を決定論的に構造化することにより、コーティングの重量を増加させる必要なく、薄板包装製品の耐食性を改善することを可能にする。この表面構造の形成により、本発明のこの実施形態における包装薄板製品の表面は、統計的に分布した表面構造を有する従来の包装薄板製品とは対照的に、包装薄板が機械的応力を受けたときに破断する可能性があるまたはコーティングへの損傷が発生する可能性がある鋭い先端部をまったく有さない。したがって、本発明による包装薄板製品は、機械的応力に対してより耐性があるため、耐食性を損なうことなくより良好に加工することができる。
【0039】
用途および最適化の場合に応じて、表面粗さ（特に算術平均粗さＲａ）は、０．０１～２．０μｍの範囲、好ましくは０．１～１．０μｍの範囲、特に０．１～０．３μｍの範囲である。低い表面粗さは、超薄鋼板の範囲では０．１ｍｍ～０．６ｍｍである鋼板基材の薄い厚さに適合する。低い表面粗さは、均一な表面特性を達成することを可能にし、それは輸送中および成形ツールでの成形中の（機械的）応力下であっても包装薄板製品の耐食性を改善する。さらに、低い表面粗さは、輸送および成形中に、コーティングされた薄板包装製品の表面から剥離するコーティングの材料の粒子および／または粉末がより少ないことを意味し、これは、損傷した、または完全に剥離したコーティング層を有する腐食しやすい領域がより少なくなることを意味する。
【0040】
本発明の好ましい実施形態では、（決定論的）表面構造は、例えば、周期的に繰り返される隆起部を有する規則的に配置されたパターンによって特徴付けられる。この文脈において隆起部が言及される場合、隆起部は、表面全体にわたって平均化された表面レベルよりも平均高さ（ｈ）だけ突出する、薄板包装製品の表面上の位置を指す。隆起部は、凸状またはそれらの上面で台地状に平坦にすることができ、好ましくは平坦または凹状である凹部によって囲まれている。凹部内で測定したＲａ値は、０．１μｍ以下であることが好ましい。
【0041】
隆起部は、好都合には、０．１～８．０μｍ、特に０．２～４．０μｍ、好ましくは３．０μｍ未満の（平均）高さ（ｈ）を有する。これに対応して、凹部の（平均）深さ（ｔ）は、０．１～８．０μｍ、特に０．２～４．０μｍの範囲、好ましくは３．０μｍ未満である。好ましくは、周期的に繰り返される構造要素、特に隆起部または凹部は、少なくとも１０μｍ、特に６０μｍ～２５０μｍの範囲の半値全幅（「半値全幅」，ＦＷＨＭ）を有する。
【0042】
隆起部は、様々な幾何学的形状を想定することができ、特に長方形、ストリップ状または棒状、正方形、円筒形、葉状、鎌状、リング状などであり得る。隆起部は、同じ形状または異なる形状を有することができる。隆起部はそれぞれ、同じ形状または異なる形状を有することができる。
【0043】
凸状または台地状の突起を有するこのような表面構造は、薄板包装製品の耐食性に関して有利であることが判明している、なぜなら、このような表面構造は、突起の凸状または台地状の平坦化した上面に鋭い先端（曲率半径＜０．２ｍｍ）を有する確率的表面構造と比較して、機械的負荷下でコーティングに損傷を与えるリスクが少ないからである。従来技術から知られている鋭い先端部を有する薄板包装製品の表面構造の場合、機械的負荷の下で、鋭い先端部が破断するか、または鋭い先端部上のコーティングが剥離するリスクがあり、その結果、コーティングされていない領域が生じ、その領域では、下にある鋼板基材の鋼が、環境の影響を受けるか、または、時折、包装の活性の高い内容物に曝露され、したがって酸化または腐食する傾向がある。
【0044】
ブリキの腐食特性を定量的に説明するための１つのパラメータは、いわゆるＩＥＴ値であり、標準化された「鉄曝露試験」で測定され、スズコーティングのスズ多孔度を説明する。前処理（洗浄）、全スズコーティングおよび一定のプロセスパラメータなどの製造プロセスの一定の条件下では、スズ多孔度（ＩＥＴ値）は、本質的に、表面粗さ（算術平均粗さＲａ）およびスズコーティングＳｎ（ｇ／ｍ２）の（２乗）に依存する。スズの所与のコーティング重量Ｓｎ（ｍ／Ａ，単位面積当たりの質量で、単位ｇ／ｍ２）および所与の平均粗さＲａを有するブリキについて、本発明は、鉄曝露試験（ＩＥＴ）で使用して、以下の電流密度を得ることができる。ｊＩＥＴ＝Ｉ／Ａ（単位面積当たりの電流で、単位ｍＡ／ｃｍ２）にコーティング重量Ｓｎ（ｇ／ｍ２）の２乗を掛けることで、得ることができる：
Ｒａ≦１．０μｍの平均粗さ：ｊＩＥＴ・Ｓｎ２＜１．９（ｍＡ／ｃｍ２）・（ｇ／ｍ２）２
１．０μｍ＜Ｒａ≦２．０μｍの範囲の平均粗さ（Ｒａ）：ｊＩＥＴ・Ｓｎ２＜３．３（ｍＡ／ｃｍ２）・（ｇ／ｍ２）２
Ｒａ≦１．０μｍの平均粗さ：ｊＩＥＴ・Ｓｎ２＜１．９（ｍＡ／ｃｍ２）・（ｇ／ｍ２）２
１．０μｍ＜Ｒａ≦２．０μｍの範囲の平均粗さ（Ｒａ）：ｊＩＥＴ・Ｓｎ２＜３．３（ｍＡ／ｃｍ２）・（ｇ／ｍ２）２
【0045】
包装用途の最大許容スズ多孔度は、好ましくは０．５ｍＡ／ｃｍ２未満のＩＥＴ値である。
【0046】
台地状または凸状隆起部を有する決定論的表面構造は、より低い摩耗傾向の点で有利であることがさらに証明されている。機械的応力下で破断する可能性がある鋭い先端部を有する確率的表面構造と比較して、コーティングへの損傷、したがって隆起部の台地状の平面加工での摩耗のリスクは少ない。
【0047】
摩耗を低減するために、表面構造が互いに平行に延びる複数のウェブ状もしくはストリップ状の隆起部および／または凹部を有することがさらに有利である。鋼板基材がストリップの長手方向に延びるストリップの形態である場合、ウェブ状もしくはストリップ状の隆起部または凹部がストリップの長手方向に延びていると有用である。結果として生じる凹部は、摩耗によってコーティングから剥離するコーティングの粒子を受け入れるための、薄板包装製品の表面にわたって均一に分布したリザーバを形成する。コーティングから剥離した粒子は、凹部のリザーバに集められ得、それによって薄板包装製品の表面に結合され、したがってガイドまたは偏向ローラまたは成形ツールに付着してそれらを汚染する可能性がない。凹部は、薄板包装製品の表面にわたって均一に分布しており、好都合には、摩耗によってコーティングから剥離した粒子を受け入れることができる開放チャンバまたは閉鎖チャンバを形成する。凹部によって形成されたチャンバは、チャンバを完全に包囲する隆起部によって囲まれている。しかしながら、隣接するチャンバは、接続チャネルを介して互いに連通することも可能である。これにより、例えばガイドローラまたは偏向ローラ上でストリップを輸送する場合に、コーティング材料の粒子を１つのチャンバから隣接するチャンバに押し出すことができる。これにより、薄板包装製品の表面に均一に摩耗を分散させることができ、凹部によって形成されたリザーバに、摩耗を完全に吸収することを保証することができる。隆起部の高さまたは凹部の深さが、すべての隆起部／凹部に対して少なくとも略均一であると好都合である。このようにして、薄板包装製品の表面にわたって均一に分布した、摩耗を吸収するためのリザーバが形成される。薄板包装製品の総面積に対する隆起部の面積比が、２０％～５０％、好ましくは２４％～４５％である場合、リザーバの十分な吸収容積を達成することができる。これに対応して、薄板包装製品の総面積に対する凹部の面積比は、５０％～８０％、好ましくは５５％～７６％である。
【0048】
表面構造が凸状または台地状の隆起部および溝状の凹部を有する場合、規定された光沢特性の設定、特に、大きく方向に依存しない高い光沢値の達成を達成することができる。隆起部が、凸状であるか、または隆起部の上面に大分部が平坦な台地を有することが好都合である。溝状凹部は、少なくとも大部分が平坦な溝底部を有する。凹部の溝底部と隆起部の上面との間の側面壁は、垂直または垂直に対して傾斜していてもよい（例えば、円錐または円錐台の形態であってもよい）。断面において、隆起部は、例えば、長方形または台形の形状を有する。製造上の理由から、断面形状は、通常、表面に向かって先細りになる等脚台形の断面形状である。
【0049】
隆起部および／または凹部を有する規則的に配置されたパターンは、光学的に均質な表面をもたらし、したがって光沢特性の改善をもたらす。隆起部および凹部のサイズが少なくとも略等しい場合、光学的に均一な表面を達成することができる。特に、構造要素が少なくとも略平坦な凹部底部を有する凹部を含む場合、個々の構造要素の凹部底部の面積が少なくとも略等しいサイズであれば、高い光沢値を達成するのに有利である。
【0050】
本発明による包装薄板製品では、５０光沢単位（ＧＵ）を超える、好ましくは１００光沢単位（ＧＵ）を超える、特に１００～８００光沢単位（ＧＵ）の間の光沢値は、このようにして、０．５μｍ未満および０．１μｍを超える表面粗さ（Ｒａ）で達成することができる。光沢特性は、表面の面内の高い等方性を特徴とする。包装薄板製品の表面は、少なくともほぼ方向に依存しない光沢値を有することができ、圧延方向と圧延方向に垂直な横断方向との光沢値の差（Δ光沢）が、特に０．０１～２．０μｍの表面粗さ（Ｒａ）で、好ましくは１００光沢単位（ＧＵ）未満であり、特に好ましくは７０光沢単位（ＧＵ）以下である。
【0051】
必要に応じて、本発明による薄板包装製品は、さらなるコーティングまたはオーバーレイを備えることができる。例えば、本発明によるブリキ製品は、スズ表面の避けられない酸化を防止するために、クロム／酸化クロムコーティングで不動態化することができ、またはクロムフリー不動態化層の湿式化学的適用によっても不動態化することができる。さらに、耐食性、酸および硫黄含有材料に対する耐性、ならびに材料の成形性を高めるために、例えば有機ラッカーまたはＰＥＴ、ＰＰもしくはＰＥまたはそれらの混合物などの熱可塑性ポリマーのポリマーコーティングといった有機コーティングを、本発明による薄板包装製品の表面に適用できる。
【0052】
本発明のこれらおよび他の利点および特徴は、添付の図面を参照して以下により詳細に説明される実施形態から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0053】
【図1】本発明による薄板包装製品の概略断面図であり、図１ａは、鋼板基材およびコーティングからなる薄板包装製品を示す図であり、図１ｂは、コーティングおよびコーディングに設けられた支持体を有する鋼板基材からなる薄板包装製品を示す図である。
【図2】本発明による薄板包装製品のコーティングの表面の領域における拡大概略断面図である。
【図3】薄板包装製品の表面の領域における概略断面図であり、図３ａは、鋼板基材にコーティングを設ける前（左側）および設けた後（右側）の先行技術による薄板包装製品の表面の領域における概略断面図であり、図３ｂは、鋼板基材にコーティングを設ける前（左側）および設けた後（右側）の本発明による薄板包装製品の表面の領域における概略断面図である。
【図4a】関連する表面プロファイル（高さプロファイル）を有する従来技術の薄板包装製品の表面の微視的表示図であり、鋼板基材の表面は、コーティングを設ける前にブラスト加工または研削処理ロールによってスキンパス圧延されている。
【図4b-4g】表面構造化されたスキンパスロールの表面の高さプロファイル（それぞれの場合において左側）およびこのスキンパスロールでスキンパスされた本発明による包装薄板製品の表面の高さプロファイル（それぞれの場合において右側）であり、図４ｂ，４ｃおよび４ｄでは、コーティングを電解的に設ける前のスキンパスされた本発明による包装薄板製品の表面の高さプロファイルであり、図４ｅ，４ｆおよび４ｇでは、コーティングを電解的に設けた後のスキンパスされた本発明による包装薄板製品の表面の高さプロファイルである。
【図5a-5g】図４ａおよび４ｂから４ｇによる、鋼板の表面プロファイルの３次元微視的表示（それぞれの場合において図の上部）、表面の粗さプロファイル（それぞれの場合において図の下部）、粗さプロファイルから得られる自己相関関数（それぞれの場合において図の中央）を示し、スズコーティングの電解析出前の、表面の微視的表示、粗さプロファイルおよび関連する自己相関関数は、図５ｂ，５ｃおよび５ｄにおいて左側に示されており、スズコーティングの電解析出後のそれらは、図５ａにおいては左側、図５ｂ，５ｃおよび５ｄにおいては中央に示されており、スズコーティングの溶融後のそれらは、それぞれの場合において、右側に示されている。
【図6】本発明および従来技術によるブリキの「鉄曝露試験」（ＩＥＴ）で測定されたＩＥＴ値に、ブリキ試料の表面粗さ（算術平均粗さＲａ（μｍ））の関数としてのスズコーティングの２乗を掛けたものを表す図である。
【図7】表面粗さ（算術平均粗さＲａ（μｍ））に対する、本発明によるブリキおよび従来技術（光沢単位ＧＵ）で測定された光沢値の依存性を示す図である。
【図8】表面粗さ（μｍの算術平均粗さＲａ）に対する、本発明および従来技術によるブリキで測定された光沢値の等方性の依存性（光沢単位ＧＵのΔ光沢値として）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0054】
図１ａは、包装薄板製品の概略断面図である。包装薄板製品は、極薄板の厚さ範囲（０．１ｍｍ～０．６ｍｍ）を有する鋼板基材Ｓと、鋼板基材Ｓ上に電解析出されたコーティングＢとからなる。鋼板基材は、低炭素含有量の鋼製の冷間圧延鋼板である。鋼板基材Ｓの鋼の適切な組成は、欧州規格ＤＩＮ ＥＮ１０ ２０２に規定されている。鋼板基材Ｓは、鋼の合金成分の重量分率に関して以下の組成を有することが好ましい：
Ｃ：０．０１～０．１％、
Ｓｉ：＜０．０３％、
Ｍｎ：０．１～０．６％
Ｐ：＜０．０３％，
Ｓ：０．００１～０．０３％、
Ａｌ：０．００２～０．１％、
Ｎ：０．００１～０．１２％、好ましくは０．０７％未満、
任意選択でＣｒ：＜０．１％、好ましくは０．０１～０．０５％、
任意選択でＮｉ：＜０．１％、好ましくは０．０１～０．０５％、
任意選択でＣｕ：＜０．１％、好ましくは０．００２～０．０５％、
任意のＴｉ：＜０．０９％、
任意のＢ：＜０．００５％、
任意のＮｂ：＜０．０２％、
任意のＭｏ：＜０．０２％、
任意のＳｎ：＜０．０３％、
残部鉄および不可避不純物。
Ｃ：０．０１～０．１％、
Ｓｉ：＜０．０３％、
Ｍｎ：０．１～０．６％
Ｐ：＜０．０３％，
Ｓ：０．００１～０．０３％、
Ａｌ：０．００２～０．１％、
Ｎ：０．００１～０．１２％、好ましくは０．０７％未満、
任意選択でＣｒ：＜０．１％、好ましくは０．０１～０．０５％、
任意選択でＮｉ：＜０．１％、好ましくは０．０１～０．０５％、
任意選択でＣｕ：＜０．１％、好ましくは０．００２～０．０５％、
任意のＴｉ：＜０．０９％、
任意のＢ：＜０．００５％、
任意のＮｂ：＜０．０２％、
任意のＭｏ：＜０．０２％、
任意のＳｎ：＜０．０３％、
残部鉄および不可避不純物。
【0055】
コーティングＢは、スズコーティング、またはクロムおよび酸化クロム（および場合によっては水酸化クロム）のコーティングであり得る。スズコーティングの場合、ブリキと呼ばれる。鋼板基材上に電解析出されたクロム／酸化クロムコーティングの場合、電解クロムめっき鋼（ＥＣＣＳ）と呼ばれる。ブリキの場合、コーティングＢのコーティング重量は、典型的には１～１５ｇ／ｍ２の範囲、特に２～６ｇ／ｍ２のスズである。ＥＣＣＳの場合、クロム－酸化クロム層中のクロムのコーティング重量は、典型的には５０～２００ｍｇ／ｍ２の範囲、特に７０～１５０ｍｇ／ｍ２の間である。
【0056】
例えば、ラッカーもしくはポリマーコーティングなどの不動態化層または有機オーバーレイの形態であるさらなるコーティングまたはオーバーレイを、このプロセスでコーティングＢに設けることができる。これは図１ｂに概略的に示されており、コーティングＢ上にオーバーレイＰが示されている。オーバーレイＰは、例えば、ホワイトラッカーコーティングとすることができる。例えばブリキの場合、オーバーレイＰは不動態化層とすることができる。不動態化層は、ブリキに一般的である、金属クロムおよび／または酸化クロムで構成され得る。しかしながら、不動態化層は、スズ表面上に湿式化学的に設けられたクロムフリー不動態化層とすることができる。ブリキの場合、不動態化層は、スズ表面上の不可避的な酸化物成長を防止し、したがってスズ表面を酸化することなくブリキの長期間にわたる貯蔵安定性を保証することを意図している。さらに、ブリキの場合、鋼板基材上にスズを電解析出させた後に、ブリキをスズの溶融温度より高い温度に加熱することによって、コーティングの表面またはスズコーティング全体を溶融することができる。
【0057】
オーバーレイＰは、有機ラッカーなどの有機オーバーレイによって、または熱可塑性ポリマー、特にＰＥＴまたはＰＰ製のポリマーコーティングによって形成することもできる。特にＥＣＣＳについては、材料の耐腐食性および耐酸性ならびに材料の成形性を改善するために、ＥＣＣＳの酸化クロム表面を、例えばＰＥＴまたはＰＰフィルムを積層することによって、熱可塑性ポリマーからなるポリマーコーティングで被覆することが一般的である。
【0058】
図２は、コーティングＢの表面の領域における本発明による薄板包装製品の概略図を示す。図２から分かるように、薄板包装製品の表面は、互いに隣接して配置された複数の隆起部Ｅ（図示の断面図において）と、その間に位置する凹部Ｖとを有する。隆起部Ｅは、平均表面レベル０より上の（平均）高さｈを有する。凹部Ｖは、平均表面レベル０に対して深さｔを有する。凹部Ｖは、少なくとも大部分が平坦な溝底部ｃ１，ｃ２，ｃ３を有する溝状である。隆起部Ｅは、略平坦な台地面ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４を有する台地状である。凹部Ｖおよび隆起部Ｅの側面ａ１，ａ２，ａ３，ａ４は、図２に示すように、垂直面に対してわずかに傾斜している。図２に示される断面図において、これは、隆起部Ｅの形状に関し、等脚台形または切頭円錐をもたらし、それらは表面に向かって円錐状に先細りになっている（ガウスプロファイルまたはトップハット（シルクハット）プロファイル）。
【0059】
均一な表面特性を達成するために、隆起部Ｅおよび凹部Ｖの形状および配置が可能な限り均一または規則的であることが有用である。
【0060】
特に、溝状凹部Ｖの溝底部ｃ１，ｃ２，ｃ３の面積は、可能な限り等しい。偏差は、好ましくは１０％以下である。これに対応して、台地状隆起部の台地領域（ｂ１～ｂ４）も、好ましくはほぼ同じサイズであり、凹部Ｖとそれに隣接する隆起部Ｅとの間に延在する側面ａ１～ａ４も、好ましくは傾斜の差を示さない。隆起部の高さｈは、最大２５％だけ変化することができ、凹部の深さｔもまた、好ましくは、わずかに約１０％以下だけしか変化しない。
【0061】
本発明による薄板包装製品の表面構造の均一性および規則性は、自己相関の助けを借りて数学的に説明され得る。自己相関（相互自己相関もまた）は、一般に、ある信号またはプロファイルｚ（ｘ）と、それよりも前の時間または別の位置ｘにおける信号またはプロファイルｚ（ｘ）との相関を表す。
【0062】
シフトなしの場合、Ψｚｚ（０）は、０～ｌまでの間隔におけるｘでのプロファイルの高さ値ｚ（ｘ）の分散を表す。
【0063】
【0064】
粗さパラメータを計算するために、ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ４２８８：１９９８－０４に従って、粗さ範囲Ｒａ＝０．１μｍ～１μｍにおいて、４．８ｍｍのｌｔの走査距離が使用されるべきである。カットオフ波長Ｌｃ＝０．８ｍｍでガウシアンハイパスフィルタリングし、マージン領域を分離した後、特性値計算のためにｌ＝４ｍｍの評価長が残る。
【0065】
図５ａおよび図５ｂ～図５ｇは、従来の薄板包装製品（図５ａ）および本発明による薄板包装製品（図５ｂ～図５ｇ）の表面プロファイル（粗さプロファイル）（いずれの場合も図の下部における）、ならびに表面プロファイルの関連する自己相関関数（いずれの場合も図の中央における）を示す。ここで、図５ａは、統計的に無相関の表面構造を有する従来の鋼基材を有するブリキの表面構造を示す。図５ｂ～図５ｄは、スズでコーティングする前（左側）および２．８ｇ／ｍ２のスズコーティングで両面を電解コーティングした後（図の中央および右側）の本発明による鋼板の表面構造を示し、中央の画像は溶融状態のスズ表面を示し、右側の画像はそれぞれ溶融前のスズ表面を示す。図５ｅ～図５ｇは、本発明によるブリキの表面構造のさらなる例を示す（スズコーティングの再溶融の前および後）。
【0066】
自己相関の振幅は、主最大値Ｈ（ｘ＝０）に対して正規化される（正規化自己相関関数Ψｚｚ（ｘ）／σ２）。正規化された自己相関関数の二次最大値Ｎの高さは、正規化に起因して最大値１または１００％とすることができ、表面平面内の選択された方向（ｘ）に沿った周期的な自己相関の規則性および均一性の尺度を表す。それらの対称性（Ψｚｚ（－ｘ）＝Ψｚｚ（ｘ））のために、自己相関関数は、正のｘ値についてのみ図に示されており、負の値の場合、それは縦座標の鏡像として挙動する。表面プロファイルの自己相関の最も高い（二次）最大値を決定するために、測定セクションは、可能であれば、試験片の好ましい方向の１つ、特にストリップの長手方向（または冷間圧延包装薄板の圧延方向）またはストリップに垂直に配置されるべきである。
【0067】
図５ａによる本発明ではない比較サンプルと本発明による薄板包装製品との比較（図５ｂ～図５ｇ）は、本発明による薄板包装製品が、ｘ＝０における主最大値に加えて、主最大値の少なくとも２０％の振幅に達する複数の二次最大値を有する自己相関関数を有するが、本発明ではない比較サンプルの二次最大値の高さは（有意に）２０％未満であることを示す。したがって、本発明による決定論的表面構造を有する薄板包装製品は、周期的に繰り返される構造要素を有する非常に均一な表面プロファイルを有する。
【0068】
周期的に繰り返される構造要素、特に隆起部Ｅおよび凹部Ｖの形状は、それぞれの場合に、本発明による薄板包装製品の用途または薄板包装製品から包装を製造するための仕様に適合させることができる。隆起部Ｅおよび凹部Ｖの適切な断面形状は、本質的に台形およびドーム形状であり得る。
【0069】
隆起部Ｅおよび凹部Ｖは、円形または環状の形状であってもよい。特に反射および光沢などの均一な光学特性を達成するための特別な用途では、ストリップまたは畝（長く伸びた突出部）の形態の隆起部Ｅまたは凹部Ｖが有利であることが証明されている。突起Ｅは凸状であってもよく、または好ましい態様では、可能な限り平坦な台地状の平坦な上面を有することができる。凹部Ｖは、概ね平坦な凹部面を有する。
【0070】
周期的に繰り返される構造要素を有する表面構造の例が図４ｂ～図４ｇに示されており、それぞれの場合において、作業ロールの表面を左側に示し（平面視で関連する高さプロファイルと共に）、コーティングＢの電解析出前にその作業ロールを用いて鋼板基材が冷間圧延（スキンパス）され、右側には、それぞれの場合において、鋼板基材のスキンパスされた表面の得られた表面構造を示す。鋼板基材の二次冷間圧延（スキンパス）に使用したロール（ペア）のデータは、表１から得ることができる。
【0071】
図の例では、図４ｂ～図４ｄに示すように、鋼板基材の再圧延（二次冷間圧延）には再圧延機が使用され、それにはブラスト処理されたロール表面を有する第１の作業ロールを備えた第１のスタンドおよび構造化されたロール表面を有する第２の作業ロールを備えた第２のスタンドが装備された。第２の作業ロールの構造化されたロール表面の表面構造は、図４ｂ～図４ｄの図の左側に示されている。
【0072】
図の例では、図４ｅ～図４ｇに示すように、鋼板基材の二次冷間圧延には再圧延機が使用され、それには、構造化されたロール表面を有する第１の作業ロールを備えた第１のスタンドおよび研磨されたロール表面を有する第２の作業ロールを備えた第２のスタンドが装備された。第１の作業ロールの構造化されたロール表面の表面構造は、図４ｅ～図４ｇの図の左側に示されている。
【0073】
図３ｂ～図３ｊに示す本発明による薄板包装製品の表面形状は、表面にわたって均一に分布する算術平均粗さＲａを有する表面粗さを設定することを可能にし、算術平均粗さＲａは、好ましくは０．０１～２．０μｍの範囲、特に好ましくは０．１～１．０μｍの範囲、特に０．１～０．３μｍの範囲である。本発明による薄板包装製品の表面粗さ、特に算術平均粗さＲａの値は、特定の用途に適合させることができ、周期的に繰り返される表面構造（隆起部Ｅおよび凹部Ｖ）の幾何学的形状およびサイズを選択することによって具体的に設定され得る。
【0074】
本発明による薄板包装製品の製造のために、鋼板基材Ｓは、（一次）冷間圧延後またはその間に、表面構造化ロールで再圧延されるか（二次冷間圧延は５％～４５％の範囲の再圧延率を有する）、または５％未満の再圧延の程度で処理される。この目的のために使用される表面構造化作業ロールは、例えば、短パルスレーザ（ＫＰＬ）または超短パルスレーザ（ＵＫＰＬ）で構造化されたロールであり得る。なお、表１では、超短パルスレーザで構成されるロールを略記「ＵＫＰＬ」で示す。この指定にもかかわらず、本発明は、超短パルスレーザ（ＵＫＰＬ）によって構成されたロールによる決定論的表面構造の生成に限定されないことに留意されたい。本発明による薄板包装製品の表面構造は、他の方法で構成されたローラによってインプリントすることもできる。しかしながら、いずれの場合でも、この目的のために使用されるロールは、圧延中に鋼板基材Ｓの表面に押し付けられる決定論的に構造化されたロール表面を有する。５％超で最大５０％までの減少率（再圧延率）での二次冷間圧延ステップ、または一次冷間圧延後に最大５％の低い減少率で冷間圧延鋼板がスキンパスされるスキンパスステップにおいて、ロールの表面構造をインプリントすることが好都合である。
【0075】
作業ロール（スキンパスロール）の決定論的表面構造が鋼板基材Ｓの表面に導入された後、コーティングＢは、鋼板基材Ｓの構造化された表面上へのコーティング材料（例えば、ブリキの場合はスズ、ＥＣＣＳの場合はクロム／酸化クロム）の電解析出によって、本発明にしたがい設けられる。次いで、コーティングＢは、電解析出によって鋼板基材Ｓに設けられる。鋼板基材Ｓ上へのコーティングＢの電解析出中、鋼板基材の決定論的表面構造は本質的に保持され、その結果、コーティングされた薄板包装製品はまた、図２に概略的に示されるように、均一なトポグラフィを有する決定論的表面構造を有する。図１ｂに示すように、追加のオーバーレイＰがコーティングＢに設けられる場合、特に、オーバーレイＰが液体の形態、例えば水性不動態化溶液または液体塗料または溶融ポリマー材料の形態でコーティングＢに適用される場合にも、決定論的表面構造は維持される。コーティングＢを設けると、コーティングされていない鋼板基材と比較して、自己相関関数の二次最大値の高さ（相対的な）を平均１０～２０％減少させることは事実である。しかしながら、本発明による方法は、その自己相関関数が主最大値の少なくとも２０％の（相対的な）高さを有する複数の二次最大値を有するコーティングされた薄板包装製品の表面構造を達成することを可能にする。
【0076】
本発明に従って適切に製造された薄板包装製品の決定論的表面構造は、薄板包装製品（特にブリキおよびＥＣＣＳ）の従来の製造において生じ得る多くの問題を取り除く。以下に、従来の薄板包装製品の製造において生じる典型的な問題点について、図３を参照して説明する。図３ａは、基材ＳにコーティングＢを設ける前および設けた後の、従来の製造された薄板包装製品の表面を示し、図３ｂは、本発明による薄板包装製品の表面を概略的に示しており、これは従来技術の問題を取り除くことができる。
【0077】
図３は、コーティングＢを設ける前（左側）および設けた後（右側）の鋼板基材Ｓの断面図を概略的に示し、図３ａは、確率的不規則な表面構造を有する従来の製造された基材または薄板包装製品を示し、図３ｂは、本発明に従って処理された基材または決定論的表面構造を有する、本発明に従って処理された薄板包装製品を示す。図３ａから分かるように、鋼板基材Ｓの表面およびコーティングＢでコーティングされた包装薄板製品の表面は、先端部Ｓｐおよび谷部Ｔａを有する統計的（すなわち、非決定論的に予め決定されている）表面トポロジーを有する。先端部Ｓｐの高さならびに谷部Ｔａの深さおよび／または幾何学的形状は不均一であり、すなわち、鋼板基材Ｓ（図３ａ、左）またはコーティングされた薄板包装製品（図３ａ、右）の表面全体にわたって不均一に分布している。従来の薄板包装製品のこの表面構造は、様々な問題をもたらす。
【0078】
薄板包装製品が、例えば輸送中または包装類への成形中に機械的応力を受けると、鋭い先端部Ｓｐは、容易に破断または平坦化され得る。点Ｓｐが破断または平坦化されると、コーティングＢが損傷し、または完全に所々除去される。これにより、コーティングされていない領域が生じ、その領域では、腐食しやすい鋼板基材Ｓが環境の影響にさらされ、薄板包装製品から作製された包装類の内容物にさらされ、したがって腐食する可能性がある。さらに、これはコーティング材料の摩耗を引き起こし、これは薄板包装製品のさらなる加工中に有害である。
【0079】
さらに、従来の薄板包装製品の表面構造のポケット状の谷部Ｔａには、ほこりの粒子や油やグリースの残留物が堆積する可能性があり、アンダーカットを有する不均一な形状の谷部に起因して、薄板包装製品のコーティング表面が洗浄される場合でも、もはや完全に除去することができなくなる。特に、グリース、洗浄剤、圧延油または包装薄板製品の製造プロセスからの他の残留物は、深いおよび／または幾何学的に不定の谷部に蓄積する可能性があり、これにより包装薄板製品の表面の洗浄をより困難にし、ブリキ中のスズコーティングの多孔度などの、コーティング品質に悪影響を及ぼす可能性がある。表面の汚染および深い谷部に堆積した凝縮物の形成も、耐食性に悪影響を及ぼす。
【0080】
図４ａは、ＮａｎｏＦｏｃｕｓ ＡＧ製の共焦点トポグラフィ測定装置μＳｕｒｆモバイルを用いて生成された、２．８ｇ／ｍ２のスズコーティングを有する最新技術による従来のブリキの表面構造の画像の例を示す。約１．５６μｍの分解能を有する２０倍対物レンズを測定に使用した。
【0081】
スズコーティングを電解によって設ける前に、このブリキの鋼板基材の表面を、ブラスト処理された面を有する作業ロールを使用して再圧延機の第１のスタンドでまず処理し、次に研削されたロール表面を有する作業ロールを使用して第２のスタンドで処理した。図４ａの関連する高さプロファイル、ならびに図５ａの表面構造、関連する粗さプロファイル、および自己相関関数の３Ｄ表現から分かるように、その処理は、統計的に無相関の構造、したがって不均一な表面トポグラフィを、従来のブリキの表面に与えた。従来のブリキの表面構造は、特に、圧延方向（ストリップ状ブリキの長手方向）に延びる、顕著な溝の構造を示す。ほこり粒子および圧延油の残留物が溝に溜まる可能性があり、これは通常の洗浄ステップによって除去することができない。さらに、特に図４ａおよび図５ａの２Ｄ高さプロファイルおよび図５ａの関連する粗さプロファイルから分かるように、表面構造は、機械的応力下でコーティングへの損傷が起こり得る顕著な先端部を有する。
【0082】
従来技術のこれらの問題は、本発明による包装薄板製品で排除することができる。本発明による薄板包装製品の決定論的で均質な表面構造に起因して、それらは、０．２ｍｍを超える曲率半径を有する鋭い先端部Ｓｐがない、そのような先端部では、コーティングへの損傷およびコーティング材料の摩耗の増加が起こる可能性があり、その結果、薄板包装製品が腐食しやすくなる。したがって、腐食しやすくなることおよび摩耗の悪影響の両方を回避することができる。さらに、本発明による薄板包装製品の表面はまた、ほこり粒子ならびに残留グリースおよび圧延油などの残留物が蓄積する可能性がある深いおよび／または幾何学的に不定の谷部もない。本発明による薄板包装製品の場合、これにより、表面の洗浄が容易になり、したがって耐食性が向上する、なぜなら、基材Ｓのコーティングの前および後の両方で、コーティングされていないまたはコーティングされた鋼板の表面を、油残留物、汚れおよび堆積物がほぼ完全にない状態にすることができるからである。
【0083】
図４ｂ～図４ｇおよび図５ｂ～図５ｇは、本発明による特定の表面構造を有する包装薄板製品の例を示す。図５ａ～図５ｇでは、粗さプロファイルのパラメータは、粗さプロファイルの下に列挙されており、図５ａ～図５ｇの表で使用される略語は、以下のパラメータを表す：
Ｒａ：平均粗さ値または算術平均粗さ（粗さプロファイルの全てのプロファイル値の量の算術平均値）
Ｒｑ：粗さプロファイルの全プロファイル値の２乗平均平方根
Ｒｓｋ：振幅密度曲線の非対称性の尺度
Ｒａ：平均粗さ値または算術平均粗さ（粗さプロファイルの全てのプロファイル値の量の算術平均値）
Ｒｑ：粗さプロファイルの全プロファイル値の２乗平均平方根
Ｒｓｋ：振幅密度曲線の非対称性の尺度
【0084】
図４ｄは、六角形構造に配置された円筒状隆起部を有する六角形表面構造の例示的な上面図を示し、各隆起部Ｅは、少なくとも略平坦または凸状の上面を有する円筒状である（図５ｄの表面プロファイルに示すように）。円筒状隆起部は、平均高さｈおよび半分の高さの平均直径（ＦＷＨＭφ）を有し、（平均して）距離ｄだけ離隔して配置される。
【0085】
隆起部の平均高さｈは、一般に（幾何学的形状に関係なく）好ましくは０．１～８μｍの範囲、特に０．５～４．０μｍの間である。直径φは、好ましくは、少なくとも１０μｍ、好ましくは６０～２５０μｍ、特に３０～８０μｍの範囲の平均値を有する。隣接する隆起部間の距離ｄは、例えば、３０～３００μｍの間、特に６０～２５０μｍの範囲とすることができる。
【0086】
図４ｄに示す複数の隆起部Ｅを有する六角形の基本構造は、本発明による薄板包装製品の表面全体にわたって均一に配置されることができ、隆起部Ｅの六角形の構造を有する均一で決定論的な表面構造をもたらす。
【0087】
薄板包装製品の表面の総面積に対する隆起部の台地面積の割合（「耐荷重比率」と呼ぶことができる）Ｍｒ１は、５％～５０％であることが好ましい。０．２ｍｍを超える曲率半径を有する隆起部Ｅの数は、好ましくは５０個／ｃｍ２未満であり、特に２０個／ｃｍ２未満である。
【0088】
隆起部Ｅの六角形構造を有するそのような表面構造のさらなる例が図５ｅおよび図５ｇに示されており、それぞれが、関連する粗さプロファイル（高さプロファイル）およびその結果得られる自己相関を有する平面視での本発明による薄板包装製品の実施形態の表面を示している。
【0089】
図５ｄ、図５ｆおよび図５ｇに示される本発明による薄板包装製品の実施形態は、突起Ｅの六角形構成を有する選択された表面構造に起因して、薄板包装製品の耐食性を高めるのに特に適している。これは、特に、これらの例の決定論的表面構造が鋭い先端部および深いまたは幾何学的に不定の谷部を有さず、代わりに、隆起部の上面に少なくとも略平坦な台地部を有し、隆起部Ｅの間に略平坦な谷部を有する隆起部の均一な配列を有するという事実から生じる。隆起部Ｅはまた、上面の台地状の設計に起因して、強力な機械的応力にも耐え、その結果、コーティングＢの摩耗および損傷を回避することができる。さらに、隣接する隆起部の間に形成された谷部に、ほこりまたは残留物が堆積することはない。耐食性を高めるために、隣接する構造要素間の平均距離（「先端部から先端部の距離」）が６０～２５０μｍの間であることが有利である。
【0090】
ブリキの腐食特性を定量的に説明するための１つのパラメータは、いわゆるＩＥＴ値であり、標準化された「鉄曝露試験」で測定され、スズコーティングのスズ多孔度を説明する。前処理（洗浄）、全スズコーティングおよび一定のプロセスパラメータなどの製造プロセスの一定の条件下では、スズ多孔度（ＩＥＴ値）は、本質的に表面粗さ（算術平均粗さＲａ）およびスズコーティング（ｇ／ｍ２）に依存する。
【0091】
ブリキ中のスズコーティングＳｎ（ｇ／ｍ２単位であるスズ重量）のスズ多孔度（ＩＥＴ値）の（二次）依存性を考慮するために、ブリキ試料で測定したＩＥＴ値（ｍＡ／ｃｍ２）にスズコーティングＳｎ（ｇ／ｍ２）の２乗を掛けることが有用である。図６は、従来のブリキおよび本発明によるブリキを含む、様々なブリキサンプルについて測定されたＩＥＴ値とスズコーティングの２乗（Ｓｎ２）との積を、サンプルの平均粗さＲａに対してプロットしたものである。図６のグラフから、鉄曝露試験（ＩＥＴ）で測定された電流密度が、本発明によるサンプルについて、ｊＩＥＴ＝Ｉ／Ａ（単位面積当たりの電流であり、単位はｍＡ／ｃｍ２）であり、最大でも、算術平均粗さＲａ（μｍ単位）の１．４倍＋定数０．５を、スズコーティングＳｎ（スズの重量コーティング，ｍ／Ａ，単位面積当たりの質量であり単位はｇ／ｍ２）の２乗で割った値である。
【0092】
【0093】
【0094】
ＩＥＴ値により、本発明によるブリキ試料の決定論的表面構造がブリキの耐食性に及ぼす正の影響を定量的に実証することができる。
【0095】
本発明による包装薄板製品は、光沢特性を最適化するためにも使用され得る。図７および図８は、本発明による包装薄板（２．８ｇ／ｍ２の重量コーティングを有するブリキ）で測定された光沢値の依存性、および表面粗さ（算術表面粗さＲａ）に対する光沢値の等方性（デルタ光沢値（Δ光沢）として測定され、圧延方向と圧延方向に垂直な方向との光沢値の差を表す）を示すグラフである。図７に示すように、光沢値（光沢単位ＧＥ）は、粗さ（Ｒａ）の増加と共に減少する（反比例する）。０．４μｍ未満の範囲の粗さＲａで、２００を超える光沢値、およびＲａ＜０．１μｍで、最大約１４００の光沢単位（ＧＥ）を、本発明による包装薄板で達成することができる。
【0096】
例えば、Ｒａ＝０．１μｍの表面粗さであれば、６７０を超える光沢値を達成することができ、Ｒａ＜０．０５μｍの表面粗さであれば、１０００を超える光沢値を達成することができる。
【0097】
図８は、Δ光沢＜１００のデルタ光沢値を有する均一な光沢特性が、本発明による包装薄板を用いて達成することができるが、一方、本発明による包装薄板ではない、同一のコーティングパラメータ（特に、同じ層重量を有する同じコーティング材料、電解コーティングプロセスにおける同じプロセスパラメータ、および同じ前処理）を有する従来の包装薄板（図８では「標準材料」と表記されている）は、Δ光沢＞１００を有する実質的により不均一な光沢値を示す。好ましくは、本発明による包装薄板製品のΔ光沢値は、７０光沢単位（ＧＵ）以下である。
【0098】
同じ表面粗さについて、決定論的表面構造を有する本発明による包装薄板のΔ光沢値は、統計的に無相関の表面構造を有する従来の包装薄板のΔ光沢値よりも少なくとも４倍小さい。この光沢の均一性の改善は、圧延方向（ストリップの長手方向）および圧延方向に対して横断方向の両方で同じ高さまたは深さの表面構造（隆起部または凹部）を有する本発明による包装薄板の均一な表面構造によって説明され得る。
【0099】
【0100】
【図1(a)】
【図1(b)】
【図2】
【図3】
【図4a】
【図4b】
【図4c】
【図4d】
【図4e】
【図4f】
【図4g】
【図5a-1】
【図5a-2】
【図5b-1】
【図5b-2】
【図5b-3】
【図5c-1】
【図5c-2】
【図5c-3】
【図5d-1】
【図5d-2】
【図5d-3】
【図5e-1】
【図5e-2】
【図5f-1】
【図5f-2】
【図5g-1】
【図5g-2】
【図6】
【図7】
【図8】
【国際調査報告】