[发明专利]用于包装应用的涂覆聚合物的基材和制造所述涂覆基材的方法

说明书

本发明涉及用于包装应用的涂覆聚合物的基材和用于制造所述涂覆基材的方法。

镀锡轧机(tin mill)产品包括镀锡薄钢板，通常作为电解镀锡薄钢板，电解镀铬钢(ECCS，也称为无锡钢或TFS)、和黑钢板、未涂覆钢。包装钢日益以镀锡薄钢板或以ECCS形式使用，在其上可施加有机涂层。在镀锡薄钢板的情况下该有机涂层通常为漆，而在ECCS的情况下(例如在的情况下)越来越多地使用聚合物涂层例如PET或PP。

通常以厚度为0.13－0.49mm的一次或二次冷轧镀锡轧机产品提供包装钢。将一次冷轧(SR)镀锡轧机产品直接冷轧至最终规格然后进行再结晶退火并在再结晶退火之后立即平整轧制。这种平整轧制意图修正任何形状缺陷，从而引入特定的表面织构或粗糙度，并防止在通过例如深拉而由基材形成产品时的不连续屈服。平整轧制从拉伸曲线消除了屈服点伸长。通过连续退火或分批退火冷轧材料而带来再结晶。对二次冷轧(DR)镀锡轧机产品给予第一次冷轧以达到中间规格、再结晶退火然后给予另一次冷轧至最终规格。所得的DR产品比SR更有刚性、更坚硬并且更强，这允许消费者在它们的应用中利用更轻规格的钢。将这些未涂覆的、冷轧的、再结晶退火和任选平整轧制的SR和DR包装钢称为黑钢板。可以在通常包含多个(通常4或5个)轧制台的冷轧串联轧机中以冷轧压缩的形式给出第一次和第二次冷轧。

在退火SR基材或DR基材的第二次冷轧之后，在用聚合物涂层涂覆之前，用相关的金属性涂层涂覆基材，以制造镀锡薄钢板或ECCS。

在用金属性涂层涂覆SR或DR基材之后，基材具有特定的机械性能。这些机械性能可随着时间的流逝而发生变化，并且如果温度高于环境温度，其可能更快地变化。举例来说，当用热塑性聚合物涂层涂覆基材时遇到这些更高的温度，例如，该方法涉及预热基材至220℃，对其进行涂覆并后加热其至高于250℃。在这些升高温度下发生的加速时效致使屈服点伸长回归。在将这些时效的基材成形为包装应用时，可形成吕德斯线。吕德斯线为细长的表面标记或凹陷，通常可由肉眼看到，其沿着试样的长度与负载轴线呈约45℃角形成。由局部塑性变形所导致，它们起因于不连续(不均一)屈服。这些吕德斯线在审美上是不吸引人的，并且不得不在最终产品中避免。

本发明的一个目的是提供涂覆聚合物的SR或DR基材，该基材提供有基本上没有屈服点伸长的FeSn合金层。

本发明的另一个目的是提供涂覆聚合物的SR或DR基材，该基材提供有基本上没有屈服点伸长的Cr-CrOx涂覆层。

本发明的另一个目的是提供涂覆聚合物的SR或DR基材，该基材提供有基本上没有屈服点伸长的FeSn合金层和Cr-CrOx涂覆层。

这些目的中的一个或多个通过制造用于包装应用的涂覆聚合物的钢基材的方法来实现，包含步骤：

·提供：

·一次冷轧钢基材，或

·二次冷轧钢基材，其在第一次和第二次冷轧步骤之间经受再结晶退火；

·在一次冷轧或二次冷轧钢基材的一侧或两侧上电沉积锡层从而制造涂覆锡的钢基材；

·在至少513℃的温度T_a下退火涂覆锡的钢基材持续退火时间t_a，从而将锡层转化为铁-锡合金层，其包含至少80重量百分比(wt％)的FeSn(50at.％铁和50at.％锡)；

·快速冷却涂覆铁-锡合金的基材；

·对涂覆铁-锡合金的基材在一侧或两侧提供聚合物涂覆层，其中在聚合物涂覆过程中加热该基材；

·在聚合物涂覆过程之后的任意时刻，使基材经受拉伸操作，其中拉伸操作通过如下实现：

a.使材料通过平整机，并施加0-3％的厚度压下量，优选至少0.2％；或

b.使材料通过拉伸矫直机。

在从属权利要求中提供优选的实施方案。

将热轧钢进行冷轧以制造：i)一次冷轧(SR)钢基材，或ii)二次冷轧(DR)钢基材，其在第一次和第二次冷轧步骤之间经受再结晶退火。SR钢基材可经受过再结晶退火。

在冷轧的、全硬的SR或DR基材上，或在再结晶退火的SR基材上，随后沉积锡层。

如果SR-基材在冷轧步骤之后尚未经受再结晶退火，和DR-基材在第二次冷轧步骤之后尚未经受再结晶退火步骤，那么将所述基材称为全硬基材。所以，基材的显微组织仍是严重变形的。