KR100671589B1 - 저 ｖｏｃ 수성 코팅제를 위한 첨가제 - Google Patents

Abstract

우수한 습윤 능력을 갖는 저 VOC 수성 코팅제가 본 발명에 개시된다. 상기 조성물은 카복실산, 아민 및 알콜을 포함하는 첨가제와 함께 필름-형성 수지를 포함한다. 이들 조성물의 제조 방법 및 사용 방법이 또한 본 발명에서 첨가제 자체에서와 같이 개시된다.

Description

저 ＶＯＣ 수성 코팅제를 위한 첨가제{ADDITIVES FOR LOW VOC AQUEOUS COATINGS}

본 발명은 저 VOC(volatile organic content; 휘발성 유기 함량) 수성 코팅제에 사용하기 위한 첨가제에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 상기 첨가제는 카복실산, 아민 및 알콜을 포함하고; 이들 첨가제는 수계 시스템에 사용되는 경우 표면 장력을 감소시킨다.

코팅제는 전형적으로 식품 및 음료 금속 용기의 내부에 적용되어 내용물이 상기 용기의 금속 표면과 접촉하는 것을 방지한다. 특정 식품, 특히 산성 제품과의 접촉은 금속 용기를 부식시킬 수 있다. 이 부식으로 인해, 식품 또는 음료 제품의 외관 및 미감이 오염 및 저하된다.

금속 캔에 적용된 내부 보호성 코팅제는 내용물의 오염을 피하기 위해 전형적으로 낮은 추출성을 가지는 것이다. 코팅제는 또한 실질적으로 결함이 없어야 하고, 광범위한 식품 및 음료에 대해 높은 저항성을 가져야 한다. 또한, 금속을 완전히 덮는 것을 확실히 하기 위해 그리고 베이킹 및 성형 공정 동안 금속을 보호하기 위해, 양호한 습윤성만큼 금속 표면에 대한 양호한 부착력이 요구된다. 그러나, 빠른 경화 속도를 달성하는데 필요한 높은 온도는 종종 코팅제의 기포발생(blistering)을 야기한다. 기포는 종종 경화 온도가 물의 끓는점을 지날 때 발생하고, 캔 내부의 커버리지(coverage)를 불완전하게 하거나 약화시킬 수 있다.

또한, 캔 제조 후의 수성 코팅제는, 식품 가공 동안 캔에 가해질 수 있고, 한번 채워진 캔에 대해 필수 수준의 부식 저항성을 제공하게 되는, 비교적 엄격한 온도 및 압력 요건을 견뎌야 한다.

발명의 요약

본 발명은 알콜과 함께 카복실산 및 아민을 포함하는 저 VOC 수성 코팅제를 위한 첨가제에 관한 것이다. 상기 첨가제는 착색된 것을 비롯한 액체 수성 코팅제 내에 혼입될 수 있다. 또한, 이들 코팅제 및 이들 코팅제의 제조 방법이 본 발명의 범위내에 속한다.

본 발명의 첨가제는 상기 첨가제가 위치하는 수성 코팅제의 표면 장력을 감소시키는 역할을 한다. 이것은 금속 표면에 대한 코팅제의 개선된 습윤성(wetting)을 야기한다. "습윤성"은 당분야에서 실질적으로 결함이 없는 연속 필름으로 기재를 덮으려는 코팅제, 특히 수계 코팅제의 능력을 지칭하는데 사용하는 용어이다. 본 첨가제를 포함하는 조성물의 사용은 캔의 금속 표면, 특히 지금껏 충분한 코팅제 커버리지가 달성되기 어려운 지점들이 존재하던 캔의 내부에서 및 캔의 비드(bead) 영역에서 스플래슁된(splash) 워시코트(washcoat)상의 매우 완전한 커버리지를 나타낸다. 보다 양호한 코팅제 커버리지는 보다 양호한 부식 저항성과 관련된다. 중요하게도, 본 첨가제는 코팅제에 대해 임의의 부정적인 영향 없이 코팅제의 성능을 강화한다. 캔을 코팅하는데 매우 빠른 고온 경화가 사용되고 상기 캔에 충전 후 고온 및 고압이 가해지는 코팅제 적용 요건이 매우 엄격하기 때문에, 코팅제의 성능에 부정적인 영향을 끼치지 않는 첨가제를 발견하는 것은 어렵다. 또한, 본 첨가제를 함유하는 코팅제로 코팅된 캔은 우수한 에나멜 레이터(enamel rater) 성능을 가지며, 이는 캔의 실질적 코팅이 확인되는 것이다. 본 조성물의 부가된 장점은 휘발성 유기 함량(VOC)이 적다는 점이다. 그러므로 그들의 사용은 환경적으로 이롭다.

본 발명은 카복실산, 아민 및 알콜을 포함하는 첨가제에 관한 것이다.

카복실산은 약 2 내지 약 18의 탄소원자를 가질 수 있다. 2 내지 7의 탄소 원자를 갖는 카복실산은 일반적으로 고약한 냄새가 나므로, 특정 용도에서 그들의 사용은 바람직하지 않을 수 있다. 8 내지 18의 탄소 원자를 갖는 카복실산은 전형적으로, 특히 식품 캔에 사용하는데 보다 적절하다. 카복실산은 동물성 또는 식물성 지방 또는 오일, 즉 지방산에서 유도되거나 그 안에 함유될 수 있다. 적절한 산의 예는 올레산, 카프로산, 엔탄산, 카프릴산, 카프르산, 아이소데실, 펠라르곤산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 리놀레산, 리놀렌산, 스테아르산, 아이소스테아르산, 베헨산, 아라키드산, 아라키돈산, 에루크산, 아젤라산, 코코넛, 콩, 톨유, 탈로우, 라드, 니츠풋(Neatsfoot), 아프리콧, 맥아, 옥수수 오일, 면실유, 리신산, 리시놀레산, 평지씨, 야자씨 지방산, 로신산, 이량체산, 삼량체산, 오존산(ozone acid), 이산(diacid), 삼산(triacid), 및 이들의 조합뿐만 아니라, 천연 또는 합성 공급원으로부터의 다른 산을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 특히 적절한 것은 올레산 및 카프릴산 및 그들의 혼합물이다. 한 실시양태에서, 카복실산은 펜탄올 및/또는 뷰탄올 같은 용매와 결합된다. 카복실산은 상업적으로 광범위하게 입수가능하다.

카복실산은 알킬아민 또는 알칸올아민 같은 본 발명에 따르는 아민과 함께 사용된다. 적절한 아민의 예는 모노에탄올아민, 다이에탄올아민, 트라이에탄올아민, 메틸아민, 다이메틸아민, 트라이메틸아민, 에틸아민, 다이에틸아민, 트라이에틸아민, 다이에틸에탄올아민, 프로필아민, 아이소프로필아민, 다이프로필아민, 다이아이소프로필아민, 트라이프로필아민, 트라이아이소프로필아민, 또는 탄소수 1 내지 약 12를 갖는 일부 다른 알킬- 또는 알칸올아민, 또는 암모니아, 또는 이들의 조합이지만, 이에 한정되지는 않는다. 특히 적절한 것은 다이메틸에탄올아민("DMEA")이고; DMEA는 양호한 안정성 및 양호한 기포발생 저항성을 제공한다.

또한 본 발명에 따른 알콜이 사용된다. 카복실산과 혼화성인 임의의 알콜이 사용될 수 있다. 상기 알콜은 분지화되거나 분지화되지 않은 것일 수 있다. 한 실시양태에서, 알콜은 4개 이상의 탄소를 가지고, 다른 실시양태에서 알콜은 5 내지 7개의 탄소를 갖는다. 탄소수가 약 8 초과이면, 기포발생 저항성이 손상될 수 있다. 그러므로 당업자는 사용자의 필요에 기초한 적절한 알콜을 선택할 수 있다.

일반적으로, 카복실산 대 아민 대 알콜의 몰 비율은, 약 1.5-3.5:11-14:43-92, 예컨대 1.8-3.1:12-13.5:45-88일 것이다. 본 발명의 일부 실시양태에서 일부 아민이 에폭시 아크릴성 수지를 통해 도입될 수 있고, 일부 알콜이 페놀성 가교결합제를 통해 도입될 수 있는 것으로 이해될 것이다.

한 실시양태에서, 조성물은 특히 지방산 아미드를 배제한다.

본 첨가제는 금속 식품 캔을 위한 코팅제로서의 특정 용도를 갖는다. 용어 "식품 캔"은 본원에서 임의의 형태의 식품 또는 음료를 보관하기 위한 캔, 용기 또는 임의의 형태의 금속 용기(receptacle)를 지칭하는데 사용된다. 전형적인 금속은 주석 도금된 강철, 주석-유리된 강철, 블랙(black) 도금된 강철을 포함하지만, 본 발명은 이런 금속과의 사용으로만 제한되지 않는다.

또한, 본 발명은 필름-형성 수지, 카복실산, 아민, 및 알콜을 포함하는 수성 코팅 조성물에 관한 것이다. 식품 캔에 사용하기에 적합한 임의의 필름-형성 수지는 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 수지를 형성하기에 유용한 중합체의 예는 하이드록실 또는 카복실산-함유 아크릴 공중합체, 하이드록실 또는 카복실산-함유 폴리에스터 중합체, 아이소사이아네이트 또는 하이드록실 함유 폴리우레탄 중합체, 및 아민 또는 아이소사이아네이트 함유 폴리우레아를 포함한다. 이들 중합체는 미국 특허 제5,939,491호의 7번째 단락의 7번째 줄 내지 8번째 단락의 2번째 줄에 추가로 개시되어 있고; 이 특허뿐만 아니라 상기 특허에 참조된 특허도 본원에서 참조로 인용되어 있다. 특히 적절한 필름-형성 수지는 본원에서 참조로 인용되어 있는 미국 특허 제4,212,781호에서 개시된 것 같은 에폭시 아크릴 수지이다. 또한 다른 에폭시 아크릴이 사용될 수 있다. 이러한 수지를 위한 경화제는 또한 상기 특허 제5,939,491호의 6번 단락의 6번째 줄 내지 62번째 줄에 개시되어 있고; 특히 에폭시 아크릴 수지를 위해 특히 적합한 가교결합제는 멜라민 및 페놀성 가교결합제를 포함한다. "페놀성"은 포름알데하이드와 반응하는 페놀, 비스페놀 A, t-뷰틸-페놀 등과 같은 하나 이상의 페놀성 단량체로부터 제조된 중합체를 지칭하는 것으로 이해될 것이다. 경화제들의 조합이 사용될 수 있다.

본 코팅제가 액체 코팅제이고, 더욱 구체적으로 수계 또는 수성 코팅제인 것으로 이해될 것이다. 수성 코팅제는 환경적인 이유로 용매계 코팅제보다 선호된다. 그러나 본원에서 사용된 용어 "수성"은 코팅제가 주로 물이고; 알콜 같은 통상적인 용매가 (휘발성 물질의 총량을 기초로) 20중량% 미만 같은 소량 포함될 수 있는 것을 의미하며 이들 또한 본 발명의 범위내에 있다는 것을 이해할 것이다. 실제로, 소량의 알콜의 포함은 분명하게 본 발명 내에 속하는 것이다.

중요하게, 본 조성물은 또한 안료를 포함할 수 있다. TiO₂, ZnO 및 MgO를 비롯한 임의의 적절한 안료가 사용될 수 있다. 안료는 색상을 위해, 그리고 육류 같은 고 황화물 식품을 함유하는 캔을 위한 코팅제에서 얼룩(stain) 저항성 및 은폐를 위해 첨가된다.

또한, 본 발명의 조성물은 착색제, 왁스, 윤활제, 소포제(defoamer), 습윤제(wetting agent), 가소제, 강화제(fortifier) 및 촉매 같은 임의의 다른 통상적인 첨가제를 함유할 수 있다. 임의의 무기산 또는 설폰산 촉매를 촉매로서 사용할 수 있다. 식품 캔 용도로 특히 적합한 것은 인산 및 도데실 벤젠 설폰산이다.

필름-형성 수지는 일반적으로 코팅제 총량을 기준으로 수성 코팅 조성물 중에 약 11중량% 초과, 예컨대 약 12중량% 초과 16중량% 미만의 양으로 존재한다. 경화제가 사용되는 경우, 일반적으로 50중량% 이하의 양으로 존재하고; 이 중량%는 총 수지 고체에 기초한다. 물 또는 물/용매 혼합물은 코팅제 총량을 기초로 60 내지 77중량% 범위의 양, 예컨대 62 내지 74중량%으로 존재할 수 있다. 카복실산은 효과량으로 조성물 중에 존재할 것이다. 카복실산과 관련하여 사용된 경우, "효과량"은 코팅제에 첨가시 상기 코팅제의 습윤 능력을 개선시킬 수 있는 카복실산의 양을 지칭한다. 습윤 능력은 본원에서 논의된 에나멜 레이터 시험 같은 당분야에서 공지된 수단에 의해 측정될 수 있다. 당분야에서 공지된 다양한 코팅제는 다양한 첨가제에 대한 부주의한 첨가 때문에 미량의 카복실산(즉, 0.1중량% 미만)을 함유할 수 있는 것으로 이해될 것이다. 그러나, 이러한 양은 조성물의 습윤성을 개선하는 역할을 할 수 없고, 그러므로 본원에서 사용하는 바와 같은 "효과량"이 아니다. 일반적으로 카복실산의 중량%은 총 수지 고체의 중량을 기준으로 1.0 내지 3.5중량%, 예컨대 1.5 내지 2.0중량%이며, 이 보다 낮은 중량%가 특정 배합물에서 사용될 수 있다. 아민의 중량%는 총 유기 용매의 총중량을 기준으로 17 내지 23중량%, 예컨대 19 내지 21중량%의 범위이다. 또한, 알콜의 중량%는 유기 용매의 총중량을 기준으로 50 내지 62중량%, 예컨대 52 내지 58중량%의 범위일 수 있다. 안료 및 다른 첨가제는 총 코팅제 중량을 기준으로 조성물의 11 내지 15중량%, 예컨대 12 내지 14중량%를 차지할 수 있다. 일반적으로, 조성물은 24 내지 34%의 고체 및 76 내지 66%의 휘발물질이다. 본원에서 사용된 바와 같이, 그리고 당분야에서 이해되는 바와 같이 용어 "휘발물질"은 물을 포함한다.

특히 적합한 실시양태는 카프릴산 단독으로, 또는 올레산과 혼합되어 에폭시 아크릴 수지 및 페놀 가교결합제와 사용되는 조성물이다. 올레산 및 카프릴산이 둘다 사용되는 경우, 올레산 대 카프릴산의 몰 비율은 일반적으로 1.0-2.5:1.0-7.5의 범위이다. 놀랍게도 카프릴산의 사용은 코팅 배합물의 고체 함량에서 큰 증가를 허용한다는 것을 알게 되었다. 배합물에 사용된 산의 양은 전술된 바와 같다. 예를 들어, 고체 함량 22중량%은 카프릴산의 사용을 통해 24, 25, 26 또는 보다 높은 중량%로 증가될 수 있다. 이러한 높은 고체 생성물(즉, 고체가 22중량%보다 높은 생성물)은 약 250mg의 중량으로 기포발생 없이 캔에 적용될 수 있다. 이 결과는 중요하다. 전형적으로, 약 22중량%의 고체 함량을 갖는 에폭시 아크릴 코팅제만이 약 210 내지 220mg의 중량으로 캔에 적용되며, 여전히 기포를 발생한다. 놀랍게도, 증가된 양에서의 본 조성물의 사용이 실제적으로 기포발생을 감소시키거나, 그렇지 않다면 이를 제거할 것이라는 것을 밝혀냈다. 따라서, 본 발명은 또한 카프릴산을 포함한 24중량% 이상의 고체를 갖는 식품 캔 코팅제에 관한 것이다. 실질적인 기포발생 없이, 본 조성물 250mg으로 코팅되고 베이킹된 식품 캔도 역시 본 발명의 범위 내에 속한다.

카복실산, 아민 및 알콜은 코팅제의 형성 동안 임의의 적절한 시점에서 수성 코팅제 내에 혼입될 수 있다. 특히 적합한 실시양태에서, 카복실산 및 아민은 안료 분산 동안 개별적으로 첨가된다. 아민이 먼저 첨가되고, 선택적으로 소포제 및 이어서 카복실산이 첨가된다. 아민 및 카복실산은 예비 혼합되지 않으므로, 형성될 수 있는 카복실산의 임의의 아민 염의 형성은 의도되지 않는다. 안료 분산액에 카복실산 및 아민을 첨가하면 코팅제를 통한 양호한 안료 습윤 및 안료 분산이 제공된다. 안료를 습윤 및 분산시키기 위해 상이한 수단이 사용되는 경우, 본 첨가제는 후첨가제(post-additive)로서 조성물 중에 포함될 수 있다. 상기 두 가지 경우 중 어떤 경우에도, 코팅제는 금속 기재에 적용될 경우 우수한 습윤성을 가질 것이다. 제1방법의 부가적인 장점은 본 첨가제가 안료 분산을 도움으로써 코팅제의 배합을 도와준다는 점이다. 본 발명의 카복실산이 존재하지 않는다면, 분쇄된 페이스트(paste)를 샌드 밀 처리할 것(sand mill)이 필요할 수 있고, 이러한 방법은 본 방법보다 비용이 더 들고, 시간 소모적이다.

본 첨가제의 알콜 성분은 수지가 함유된 용매의 일부분을 알콜이 차지한다면 필름-형성 수지 자체를 통하여 수성 조성물에 도입될 수 있다. 다르게는, 알콜은 배합 동안 임의의 시점에서 개별적으로 첨가될 수 있다.

그러므로 또한 본 발명은, 카복실산 및 아민이 포함된 "카복실산 성분"과 함께 안료를 분쇄하고 분쇄된 안료를 혼합하여 필름-형성 수지가 포함된 "수지 성분"으로 만드는 것을 포함하는, 착색된 수성 코팅 조성물을 제조하는 방법에 관한 것으로, 카복실산 성분 또는 수지 성분 중의 어느 하나는 알콜을 추가로 함유할 것이다. 안료를 분쇄하는 표준 방법이 사용될 수 있다. 이어, 분쇄된 안료는 당분야에서 공지된 임의의 방법에 의해 필름-형성 수지 중에 혼합될 수 있으며; 특히 적합한 방법은 카울리스(cowles)-형 혼합기를 사용하는 것이다. 다른 적합한 혼합기로는 샌드 밀 및 수평 밀이 포함된다.

본 발명은 착색된 필름-형성 수지에 카복실산 및 아민을 포함하는 조성물을 첨가하는 것을 포함하는 착색된 수성 코팅 조성물을 제조하는 방법에 관한 것으로, 수지 성분 또는 카복실산 성분 중의 어느 하나는 알콜을 추가로 포함한다.

또한, 본 발명은 전술된 임의의 코팅 조성물을 캔의 내부에 적용하는 것을 포함하는 금속 식품 캔에 대한 부식을 억제하는 방법에 관한 것이다. 상기 코팅제는 고압진공 스프레이, 롤러코트, 또는 코일 코트 같은 당분야에서 통상적인 임의의 방법에 의해 적용될 수 있다. 고압진공 스프레이가 특히 적합하다. 코팅제는 바람직한 건조 필름 두께(Dry Film Thickness: "DFT")를 수득하도록 적용될 수 있다. 약 5 내지 7마이크론의 DFT가 전형적으로 적합하다.

앞서 지적한 바와 같이, 본 발명에 따라 처리된 식품 캔을 위해 임의의 금속 기재가 사용될 수 있다. 식품 캔은 투 피스(two-piece) 또는 쓰리 피스(three-piece) 캔일 수 있다. "투 피스 캔"은 당업자에게 DWI 캔(Drawn and Wall Ironed can)으로 지칭되는 것으로 이해될 것이다. "쓰리 피스" 식품 캔은 당업자에게 편평한 시이트로 코팅되고 제작되고 용접되는 캔을 지칭하는 것으로 이해될 것이다. 보통, 투 피스 캔은 제작 후 코팅되고, 쓰리 피스 캔은 코팅 후 제작된다.

전술된 조성물을 사용하는 본 발명의 방법은 캔의 내면에 대해 우수한 습윤성을 나타낸다. DWI 식품 캔의 제조에서, 코팅제는 흔히 캔의 내부에서 스플래쉬하는 캔의 외부에 적용되고; 이 코팅은 워시코트로 불리고, 이것은 일반적으로 상당량의 왁스를 함유한다. 중요하게도, 본 조성물은 식품 캔의 내부에 적용된 워시코트 전반에 균등하게 습윤되게 한다.

일반적으로 식품 캔의 내부를 덮거나 "습윤"시키려는 코팅제의 능력은 에나멜 레이터 시험을 사용하여 측정된다. 이 시험은 일반적으로 염수를 캔 내에 붓고 물을 통해 전류를 흐르게 하는 것을 포함하고; 캔이 완전하게 코팅된다면, 에나멜 레이터 판독치(reading)가 0㎃이어야 한다. 약 25㎃까지의 판독치가 일반적으로 허용된다. 본 발명의 코팅제는 지속적으로 25 미만, 예컨대 4 미만 또는 1 미만의 에나멜 레이터 판독치를 가질 수 있다.

본 코팅제의 우수한 습윤성뿐만 아니라, 코팅제는 또한 환경적으로 바람직한 부가적인 장점을 갖는다. 더욱 구체적으로, 상기 코팅제는 물을 뺀 VOC 계산법(VOC minus water calculation)에 의해 측정된 낮은 VOC를 갖는다. 본 코팅제의 VOC는 전형적으로 물을 뺀 용매 1갤런 당 약 3.2 파운드 이하이다. 3.0 내지 3.2의 VOC 값은 지속적으로 달성될 수 있고, 2.7 또는 심지어 2.4 정도의 낮은 VOC 값이 또한 본 발명에 따라 달성될 수 있다.

달리 표현되지 않는 한, 본원에서 사용된 값, 범위, 양 또는 퍼센트를 나타내는 모든 숫자는 "약"이라는 용어가 표현되지 않더라도 용어 "약"이 앞에 있는 것으로 읽힐 수 있다. 또한 본원에서 인용된 임의의 숫자 범위는 상기 범위에 포함된 모든 서브-범위를 포함하는 것으로 의도된다. 본원에서 사용된 바와 같이 용어 "중합체"는 올리고머 및 단일중합체 및 공중합체를 지칭하고, 접두사 "폴리"는 두 개 이상을 지칭한다.

하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것으로, 임의의 방법으로 본 발명을 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다.

실시예 1

저 VOC 수성 백색 내부 진공 스프레이인 모든 샘플 1 내지 5는 일반적으로 표 1에 제시된 성분 및 양(파운드)을 사용하여 하기와 같이 제조되었다. 에폭시-아크릴 분산액(용매 중에서는 고체 65%이고, 물에서는 고체가 약 24%로 낮아짐)을 카울리스 탱크 내에 적재하였다. 혼합기를 작동시키고, 다이메틸에탄올아민, 설핀올(SURFYNOL) 104, 및 올레산(샘플 1, 2, 3, 5) 또는 50/50 카프르산/뷰틸 셀로솔브(샘플 4)를 차례대로 첨가하였다. 이어, 카프릴산(샘플 1, 4, 5), 카프르산/뷰틸 셀로솔브(샘플 2) 또는 카프로산(샘플 3)을 첨가하고; 이 성분의 첨가시 혼합물의 점도는 크게 떨어지고, 우수한 교반 및 안료 분산을 허용하는 볼텍스(vortex)가 형성되었다. 이어 티타늄 다이옥사이드를 첨가하였다. 페이스트를 약 1 시간 동안 높은 속도에서 혼합하여 7 미만의 미세 분쇄(Fineness Of Grind: "FOG")로 만들었다. 적절한 안료 분산이 달성된 후, 멜라민 및 탈이온수를 첨가하였다. 이어 카울리스 분산액을 에폭시 아크릴 분산액, 멜라민, 펜탄올(샘플 1 내지 4) 또는 2-에틸헥산올(샘플 5), 카르나우바 유화액, 올레산(샘플 1 내지 3 및 5) 또는 카프르산/뷰틸 셀로솔브(샘플 4) 및 물을 더 많이 함유하는 얇은 다운 탱크(thin down tank) 내로 펌핑시켰다.

코팅제의 VOC는 물을 뺀 갤런당 약 2.5lbs이었다. 코팅제는 고압진공 조건하에서 분무되어 주석 도금된 강철에 대한 우수한 습윤성, 낮은 에나멜 레이터 및 식물성 식품 팩에서의 양호한 성능을 갖는 균일한 필름을 획득할 수 있다.

실시예 2

실시예 1에 따라 제조된 샘플 1, 2 및 4는 300×407캔상에 300 내지 350mg의 건조 필름 중량으로 코팅되었다. 캔은 주석도금 투 피스 캔이며, 코팅제를 고압 진공 스프레이에 의해 적용하였다. 코팅된 캔에 에나멜 레이터 시험을 가하였다. 시험은 미국 일리노이주 시카고 소재의 윌켄스-앤더슨 컴파니로부터 입수한 WACO 시험기를 사용하여 제조자의 지시에 따라서 실행되었다. 캔에 부어진 용액(즉, 전해질)은 1%의 NaCl 및 1%의 NH₄SCN이었다. 결과는 표 2에 개시되어 있다. 표에서 볼 수 있는 것처럼, 모든 결과는 25 미만이었고, 평균하면 샘플 1에서 1.3 미만, 샘플 2에서 1.0 미만 및 샘플 4에서 0.7 미만이 되었다. 이것은 본 조성물로 우수한 커버리지가 달성된다는 것을 나타낸다.

실시예 3

샘플 1을 사용하여 실시예 2에서 개시된 바와 같이 제조된 캔에 대해, 170℉에서 식품으로 고온충전한 후, 250℉에서 1.5시간 동안 스팀 처리되는 팩 시험을 실시하였다. 두 개의 상이한 캔에 대한 결과가 표 3 및 표 4에 개시되어 있다. 표에서 볼 수 있는 바와 같이, 실시예 1에서 제조된 페인트는 크림 형태의 옥수수, 치킨 누들 스프, 및 파스타의 투 피스 캔상의 헤드 스페이스 부착성 및 헤드 스페이스 부식성에 대해 통상적인 대조군(ICI로부터 상업적으로 입수가능한 643E503)에 필적할만하거나 그 보다 양호하다. 부착성은 캔으로부터 뚜껑를 제거하고 캔을 세로로 길게 자르므로써 측정되었다. 3M으로부터 입수한 610 테이프를 캔의 헤드 스페이스의 상부에 견고하게 압착시켰다(상부에서 시작하여 약 3/4 인치 아래로 연장됨). 이어 테이프를 한 번의 빠른 움직임으로 제거하고, 남은 코팅제에 대해 캔을 시각적으로 조사하였다. "10"은 코팅제가 제거되지 않은 것을 나타낸다. 부식성을 또한 시각적 검사에 의해 측정하였고; 테이프에 의해 코팅제가 벗겨진 영역은 일반적으로 부식되는 것으로 간주하였다.

실시예 4

본 발명에 따른 금색으로 착색된 캔 코팅제는, 뷰탄올 및 뷰틸 셀로솔브중에 에폭시를 용해시키고, 에폭시의 존재하에서 아크릴 단량체를 중합함으로써 제조하였다. 이어, 다이메틸에탄올아민을 배치에 첨가하였다. 그 후, 물을 함유하는 얇은 다운 탱크에 상기 배치를 첨가하고, 약 180℉에서 약 150℉로 냉각시켰다. 이어, 올레산, 카프릴산 및 페놀산을 차례로 첨가하였다. 배치를 한 시간 동안 140 내지 150℉의 온도에서 정치시킨 후, 설핀올(SURFYNOL) 104를 첨가하였다. 이어, 배치를 110℉ 미만으로 냉각시키고, 왁스, 카르나우바 유화액을 첨가하였다. No. 4 포드 컵(Ford cup)을 사용하여 물로 점도를 바람직한 점도 범위로 조정하였다. 최종 생성물의 고체 함량은 28%(230℉에서 한 시간 동안 ASTM D2360에 따름) 및 25%(400℉에서 5분 동안 상기 유사한 절차에 따름)인 것으로 측정되었다. 생성물의 점도는 No. 4 포드 컵을 사용하여 측정할 경우 22 내지 30초였다. 코팅제를 250mg의 양으로 300×407캔에 적용시켰으며, 제1구역이 211℉이고 제2구역이 457℉이고 제3구역이 438℉이고 제4구역이 438℉인 통상 네 구역의 베이크 오븐 내부에서 총 베이킹 시간 5 내지 6분 동안 베이킹시켰다. 코팅제는 기포가 생기지 않았다.

본 발명의 특정 실시양태들이 예시적인 목적으로 앞서 기재되었지만, 당업자들에게는 첨부된 청구의 범위에서 정의된 바와 같이 본 발명의 세부사항의 다양한 변화가 본 발명으로부터 벗어남 없이 만들어질 수 있다는 것이 명백할 것이다.

Claims (33)

1. a) 카복실산; b) 아민; 및 c) 알콜을 포함하고 상기 a:b:c의 몰 비율이 1.5-3.5:11.0-14.5:43-92인, 수성 코팅 조성물에 사용하기 위한 첨가제.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 카복실산이 2 내지 18의 탄소 원자수를 갖는, 수성 코팅 조성물에 사용하기 위한 첨가제.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 카복실산이 8 내지 18의 탄소 원자수를 갖는, 수성 코팅 조성물에 사용하기 위한 첨가제.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 카복실산이 올레산, 카프릴산 또는 그들의 혼합물인, 수성 코팅 조성물에 사용하기 위한 첨가제.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 아민이 다이메틸에탄올아민인, 수성 코팅 조성물에 사용하기 위한 첨가제.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 알콜이 4 이상의 탄소 원자수를 갖는, 수성 코팅 조성물에 사용하기 위한 첨가제.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 알콜이 4 내지 7의 탄소 원자수를 갖는, 수성 코팅 조성물에 사용하기 위한 첨가제.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 알콜이 펜탄올인, 수성 코팅 조성물에 사용하기 위한 첨가제.
9. a) 필름-형성 수지; b) 카복실산; c) 아민; 및 d) 알콜을 포함하고 상기 b:c:d의 몰 비율이 1.5-3.5:11.0-14.5:43-92인 수성 코팅 조성물.
10. a) 에폭시 아크릴 수지; b) 카복실산; c) 아민; 및 d) 알콜을 포함하고 상기 카복실산:아민:알콜의 몰 비율이 1.5-3.5:11.0-14.5:43-92인 수성 코팅 조성물.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 카복실산이 8 내지 18의 탄소 원자수를 갖는 수성 코팅 조성물.
12. a) 필름-형성 수지; b) 카복실산; c) 다이메틸에탄올아민; 및 d) 알콜을 포함하고 상기 카복실산:아민:알콜의 몰 비율이 1.5-3.5:11.0-14.5:43-92인 수성 코팅 조성물.
13. 제 9 항에 있어서,

    상기 알콜이 4 내지 7의 탄소 원자수를 갖는 수성 코팅 조성물.
14. 제 9 항에 있어서,

    안료를 추가로 포함하는 수성 코팅 조성물.
15. a) 필름-형성 수지; b) 카복실산; c) 아민; d) 알콜; 및 e) 티타늄 다이옥사이드를 포함하고 상기 카복실산:아민:알콜의 몰 비율이 1.5-3.5:11.0-14.5:43-92인 수성 코팅 조성물.
16. a) 필름-형성 수지; b) 카복실산; c) 아민; 및 d) 알콜을 포함하고 상기 카복실산:아민:알콜의 몰 비율이 1.5-3.5:11.0-14.5:43-92인 수성 코팅 조성물을 캔의 내부로 적용하는 것을 포함하는 금속 식품 캔 상의 부식을 억제하는 방법.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 식품 캔이 투 피스(two-piece) 식품 캔인 방법.
18. 제 16 항에 있어서,

    상기 식품 캔이 쓰리 피스(three-piece) 식품 캔인 방법.
19. a) 카복실산 및 아민을 포함하는 카복실산 성분과 함께 안료를 분쇄하는 단계; 및

    b) 단계 a)의 분쇄된 안료를 필름-형성 수지를 포함하는 수지 성분과 혼합하는 단계를 포함하는 착색된 수성 코팅 조성물의 제조 방법으로서, 상기 카복실산 성분 또는 수지 성분 중 어느 하나가 알콜을 추가로 포함하는 제조 방법.
20. 제 19 항에 있어서,

    상기 카복실산 성분이 알콜을 추가로 함유하는 방법.
21. 제 19 항에 있어서,

    상기 필름-형성 성분이 알콜을 추가로 함유하는 방법.
22. 착색된 필름-형성 수지를 포함하는 조성물에 카복실산 및 아민을 포함하는 첨가제를 첨가하는 것을 포함하며, 여기서 상기 필름-형성 수지 또는 첨가제 중 어느 하나가 알콜을 추가로 포함하고, 상기 카복실산:아민:알콜의 몰 비율이 1.5-3.5:11.0-14.5:43-92인, 착색된 수성 코팅 조성물의 제조 방법.
23. 에폭시 아크릴 수지를 포함하는 착색된 필름-형성 수지를 포함하는 조성물에 카복실산 및 아민을 포함하는 첨가제를 첨가하는 것을 포함하며, 여기서 상기 필름-형성 수지 또는 첨가제 중 어느 하나가 알콜을 추가로 포함하고, 상기 카복실산:아민:알콜의 몰 비율이 1.5-3.5:11.0-14.5:43-92인, 착색된 수성 코팅 조성물의 제조 방법.
24. 삭제
25. 삭제
26. 삭제
27. 삭제
28. 삭제
29. 삭제
30. 삭제
31. 제 9 항에 있어서,

    가교결합제를 추가로 포함하는 수성 코팅 조성물.
32. 제 31 항에 있어서,

    상기 가교 결합제가 멜라민인 수성 코팅 조성물.
33. 제 31 항에 있어서,

    상기 가교 결합제가 페놀성인 수성 코팅 조성물.