KR101887289B1 - 유수지성 성분을 함유하는 수성계 코팅 조성물 - Google Patents

유수지성 성분을 함유하는 수성계 코팅 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR101887289B1
KR101887289B1 KR1020167006888A KR20167006888A KR101887289B1 KR 101887289 B1 KR101887289 B1 KR 101887289B1 KR 1020167006888 A KR1020167006888 A KR 1020167006888A KR 20167006888 A KR20167006888 A KR 20167006888A KR 101887289 B1 KR101887289 B1 KR 101887289B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
acid
aldehyde
organic oil
iii
Prior art date
Application number
KR1020167006888A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160042135A (ko
Inventor
크리스토퍼 엘 모스트
로버트 엘 맥배이
Original Assignee
피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드 filed Critical 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드
Publication of KR20160042135A publication Critical patent/KR20160042135A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101887289B1 publication Critical patent/KR101887289B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C09D133/08—Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/02—Emulsion paints including aerosols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/07—Aldehydes; Ketones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/13—Phenols; Phenolates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D191/00—Coating compositions based on oils, fats or waxes; Coating compositions based on derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/02—Emulsion paints including aerosols
    • C09D5/022—Emulsions, e.g. oil in water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D25/00—Details of other kinds or types of rigid or semi-rigid containers
    • B65D25/14—Linings or internal coatings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D85/00—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials
    • B65D85/70—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for materials not otherwise provided for
    • B65D85/72—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for materials not otherwise provided for for edible or potable liquids, semiliquids, or plastic or pasty materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D161/00—Coating compositions based on condensation polymers of aldehydes or ketones; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D161/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C09D161/06—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D201/00—Coating compositions based on unspecified macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08—Anti-corrosive paints
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/1352—Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)

Abstract

(A) (i) 유기 오일, (ii) 반응성 작용기를 함유하는 적어도 부분적으로 중화된 산 작용성 중합체, 및 (iii) 페놀 화합물 및 알데하이드 또는 이들의 반응 생성물
의 수지상이
(B) 수성 매질
에 분산된, 용기 코팅제로서 적합한 수성계 코팅 조성물.

Description

유수지성 성분을 함유하는 수성계 코팅 조성물{AQUEOUS-BASED COATING COMPOSITION CONTAINING AN OLEORESINOUS COMPONENT}
본 발명은 용기 코팅제로서, 특히 부식성 음식물에 노출되는 캔의 내부 표면에 적합한 수성계 코팅 조성물에 관한 것이다.
코팅은 전형적으로 내용물과 용기의 금속 표면의 접촉을 막기 위해 음식 및 음료의 금속 용기 내부에 도포된다. 몇몇의 음식, 특히 산성 제품과의 접촉은 상기 금속 용기의 부식을 야기할 수 있다. 이 부식은 음식 또는 음료 제품의 외형과 맛을 오염시키고 훼손시킨다.
부식 문제는 높은 수치의 KCl를 함유하는 수프, 예컨대 치킨 라이스 수프에서 특히 심해진다. 코팅 조성물, 예컨대 비스페놀 A의 폴리글리시딜 에스터에 기초한 것들이 산성 음식물에 월등한 부식 방지를 제공할 수 있음에도 불구하고, 비스페놀 A 및 이의 유도체로 만든 코팅은 문제가 많다. 이 물질은 인체 건강에 해롭다고 여겨진다. 따라서, 이 물질을 음식물과 접촉한 코팅으로부터 제거해야할 강한 필요가 있다.
유수지성 물질, 예컨대 유기 오일에 기초한 코팅은 월등한 내식성을 제공하는 것으로 또한 알려져 있다. 그러나, 이 코팅 조성물은 유기 용매계이며, 인체 건강에도 해로운 휘발성 유기 화합물(VOC)을 높은 수치로 가진다. 더 낮은 VOC를 가지는 수성계 코팅 조성물 사용하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명은 음식물과 접촉하는 용기의 내부 표면의 코팅에 적합한 수성계 코팅 조성물로서,
(A) (i) 유기 오일, (ii) 반응성 작용기를 함유하는 적어도 부분적으로 중화된 산 작용성 중합체, 및 (iii) 페놀 화합물 및 알데하이드 또는 이들의 반응 생성물
의 수지상이
(B) 수성 매질
에 분산된, 코팅 조성물을 제공한다.
본원에 사용된 바와 같이, 달리 명시적으로 특정되지 않는 한, 예컨대 값, 범위, 양 또는 퍼센트를 표시하는 모든 숫자는, 명확하게 나타나있지 않아도, 단어 "약"이 앞에 기재된 것으로 이해될 수 있다. 게다가, 복수의 용어들 및/또는 구들은 이들의 단수 등가물을 포함하는 것을 주의해야하고, 이의 역도 같다. 예를 들어 "중합체", "가교제" 및 임의의 다른 성분은 이 성분들 하나 이상을 나타낸다.
값의 임의의 수치범위를 언급할 때, 이러한 범위는 언급한 범위의 최소 및 최대 사이의 모든 숫자 및/또는 분율을 포함하는 것으로 이해된다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "폴리올" 또는 이의 변형체는 분자당 평균 둘 이상의 하이드록시기를 갖는 물질을 넓게 나타낸다. 용어 "폴리카복실산"은 상기 산 및, 이들이 존재하는 경우 무수물 유도체와 1 내지 4 개 탄소 원자를 갖는 저급 알킬 에스터를 포함하는 이들의 작용성 유도체를 나타낸다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "중합체"는 예비중합체, 올리고머 및 단독중합체 및 공중합체 둘다를 넓게 나타낸다. 용어 "수지"는 "중합체"와 상호교환적으로 사용된다.
용어 "아크릴" 및 "아크릴레이트"는 상호교환적으로 사용되고(그렇지 않으면 의도된 의미를 바꿀 수 있다), 달리 명시적으로 표시되지 않는 한, 아크릴산, 무수물 및 이들의 유도체, 예컨대 이들의 C1-C5 알킬 에스터, 저급 알킬-치환된 아크릴산, 예를 들어 C1-C2 치환된 아크릴산(예컨대, 메트아크릴산, 에트아크릴산, 등등) 및 이의 C1-C5 알킬 에스터를 포함한다. 용어 "(메트)아크릴" 또는 "(메트)아크릴레이트"는 표시된 물질의 아크릴/아크릴레이트 및 메트아크릴/메트아크릴레이트 둘다의 형태, 예를 들어 (메트)아크릴레이트 단량체를 포함하는 것으로 의도된다. 용어 "아크릴 중합체" 또는 "(메트)아크릴 중합체"는 하나 이상의 아크릴 단량체로부터 제조되는 중합체를 나타낸다.
본원에 사용된 바와 같이, 분자량은 폴리스티렌 표준을 사용하는 겔 투과 크로마토그래피로 결정된다. 별도의 표시가 없다면, 분자량의 값은 수 평균 기준(Mn)이다.
유기 오일(i)은 요오드값 10 내지 180을 갖는 동물성 또는 식물성 오일, 예컨대 톨유(tall oil), 목화씨 오일(cotton seed oil), 대두유(soybean oil), 홍화유(safflower oil), 탈수 피자마유(dehydrated castor oil), 아마씨 오일(linseed oil), 동유(tung oil), 오징어유(cuttlefish oil) 및 정어리유(sardine oil); 또는 하이드록시기를 함유하는 동물성 또는 식물성 오일, 예컨대 피자마유일 수 있다. 이 오일의 지방산 및 이 오일의 다이머 내지 테트라머 올리고머가 또한 사용될 수 있다.
오일 성분(i)은 단독으로 사용되거나 필요에 따라 둘 이상의 이 오일 성분(i)이 조합되어 사용될 수 있다. 상기 성분(i)의 적합한 양은, 코팅 조성물의 고체 수지 중량에 기초하여 5 내지 50 중량%, 예컨대 10 내지 30 중량%이다. 상기 성분(i)이 50 중량% 초과의 양으로 사용되면, 상기 수지 내 반응하지 않는 오일 성분의 양이 증가하여 블러쉬(blush)를 만든다. 상기 성분(i)이 5 중량% 미만의 양으로 사용되면, 내식성이 감소한다.
성분(i)은 100 이상의 요오드값을 가져야한다. 요오드값이 100 미만이면, 성분 (i)와 (iii)의 반응성이 감소하고, 그 결과로 내식성이 감소한다. 상기 요오드값은 상당히 높을 수 있지만, 현재 시판되는 동물성 및 식물성 오일은 210 까지의 요오드값을 갖는다.
표시한 것과 같이, 조성물의 한 필수 성분은 반응성 있는 작용기(ii)를 함유하는 적어도 부분적으로 중화된 산 작용성 중합체이다. 이러한 작용기의 예는 페놀계 화합물-포름알데하이드 반응 생성물과 반응성 있는 하이드록시기 및 페놀계 화합물 반응 생성물과도 서로 반응성이 있는 N-알콕시메틸올기이다. 상기 산 작용성 중합체는 (메트)아크릴 중합체일 수 있다.
상기 (메트)아크릴 중합체를 제조하는데 사용된 단량체 중 에틸렌적으로 불포화된 카복실산, 예컨대 아크릴산, 메트아크릴산, 이타콘산, 크로톤산 및 말레산이 있다.
상기 에틸렌적으로 불포화된 카복실산은, 상기 (메트)아크릴 중합체 제조에 사용되는 단량체의 총 중량에 기초하여 20 내지 35 중량%, 예컨대 22 내지 33 중량%의 양으로 사용된다.
반응성 있는 작용기를 갖는 단량체는 하이드록시알킬기 내 2 내지 4 개 탄소 원자를 전형적으로 함유하는 (메트)아크릴산의 하이드록시알킬 에스터 및 N-알콕시기 내 1 내지 4 개 탄소 원자를 함유하는 (메트)아크릴아마이드로부터 유도된 N-알콕시메틸올기로부터 선택될 수 있다.
예는 하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트 및 하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트 및 하기 구조의 단량체를 포함한다:
Figure 112016025182470-pct00001
상기 식에서, R1은 수소 또는 메틸이고 R2는 1 내지 4 개 탄소를 함유하는 저급 알킬이다. 이러한 단량체의 구체적인 예는 N-에톡시메틸 (메트)아크릴아마이드 및 N-부톡시메틸 (메트)아크릴아마이드이다.
반응성 있는 작용기를 함유하는 단량체는, 상기 (메트)아크릴 중합체를 제조하는데 사용된 단량체의 총 중량에 기초하여 전형적으로 0.2 내지 30 중량%, 예컨대 5 내지 40 중량%의 양으로 존재한다.
다른 단량체는 상기 (메트)아크릴 중합체를 제조하는데 일반적으로 사용된다. 예는 상기 (메트)아크릴 중합체를 제조하는데 사용된 단량체의 총 중량에 기초하여 10 중량% 까지, 예컨대 35 중량%의 양으로 존재하는 방향족성 단량체, 예컨대 스티렌 및 비닐 톨루엔; 및 상기 (메트)아크릴 중합체를 제조하는데 사용된 단량체의 총 중량에 기초하여 15 중량% 까지, 예컨대 45 중량%의 양으로 존재하는 알킬기 내 1 내지 8 개 탄소 원자를 함유하는 (메트)아크릴산의 알킬 에스터, 예컨대 메틸 (메트)아크릴레이트, 부틸 (메트)아크릴레이트 및 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트를 포함한다.
상기 (메트)아크릴 중합체는 자유 라디칼 개시제의 존재하에 자유 라디칼 중합으로 형성된다. 개시제의 예는 아조 화합물, 예컨대 알파, 알파'-아조비스(이소부티로니트릴)이다. 다른 유용한 개시제는 tert-부틸 퍼벤조에이트, tert-부틸 퍼피발레이트, 이소프로필 퍼카보네이트, 벤조일 퍼옥사이드 및 큐민 하이드로퍼옥사이드이다.
상기 (메트)아크릴 중합체는, 폴리스티렌 표준을 이용한 겔 투과 크로마토그래피로 결정된 전형적으로 3,000 내지 20,000의 수 평균 분자량 값을 갖는다.
작용기(ii)를 함유한 부분적으로 중화된 산 작용성 중합체는, 일반적으로 코팅 조성물 내 고체 수지의 총 중량에 기초하여 20 내지 35 중량%, 예컨대 25 내지 30 중량%의 양으로 존재한다. 20 중량% 미만의 양은 안정한 분산액을 제공하지 못하는 반면, 35 중량% 초과의 양은 베이킹(baking) 중 필름의 블리스터(blistering)를 야기한다.
성분(iii)은 페놀 및 포름알데하이드 또는 이들의 반응 생성물의 공급원이다. 페놀의 예는 페놀, 크레졸, p-tert-부틸페놀, p-옥틸페놀, p-노닐페놀이고, 포름알데하이드의 공급원은 파라포름알데하이드일 수 있다.
포름알데하이드-수득 물질과 페놀의 몰 비율은 적합하게는 1.0 내지 2.5, 예컨대 1.5 내지 2.0이다.
성분(iii)의 양은 일반적으로 15 내지 60 중량%, 예컨대 20 내지 35 중량%이다. 성분(iii)의 양이 60 중량%를 초과하면, 코팅은 깨지기 쉬워지고 최후에는 파열될 것이며, 리드(lid)는 캔에서 찌그러진다. 15 중량% 미만의 양은 열등한 내식성을 야기한다.
상기 언급한 수지 상 내 재료는 함께 혼합될 수 있고, 60 내지 180 분 동안 전형적으로 80 내지 130 ℉(27 내지 54 ℃)로 가열될 수 있다. 상기 재료는 순수하게 가열되거나 유기 용매에서 가열될 수 있고, 상기 혼합물은 아민으로 부분적으로 중화되어 수성 매질에 분산될 수 있다. 대안으로, 상기 재료는 먼저 수성 매질에 분산되고 상기 온도 및 시간으로 가열될 수 있다.
또한, 성분(i)은 성분(iii)의 적어도 일부와 함께 반응 생성물의 형태 또는 페놀계 화합물과 포름알데하이드의 혼합물 형태 중 하나로 응축될 수 있다. 전형적으로, 이는 80 내지 130 ℉(27 내지 54℃)에서 수행된다.
(i) 및 (iii)의 적어도 일부가 응축될 때, 응축물은 5 내지 60 중량%의 양으로 존재하고, 상기 적어도 부분적으로 중화된 카복실산기-함유 아크릴 중합체는 20 내지 35 중량%의 양으로 존재하고, 상기 페놀 화합물과 알데하이드 또는 이들의 반응 생성물은 0 내지 60 중량%의 양으로 존재한다.
수성계 코팅 조성물의 고체 수지 함량은 전형적으로 25 내지 30 중량%이다.
최종 생성물은 그 후 반응성 있는 작용기를 함유하는 산 작용성 중합체와 조합될 수 있고, 중화체의 도움으로 상기 혼합물이 물에 분산될 수 있다. 대안으로, 상기 생성물은 성분(ii)의 수성 분산액과 혼합될 수 있다.
(i), (ii) 및 (iii) 외에도, 다른 수지 재료가 상기 수지상에 포함될 수 있다. 예는 코팅의 접착력과 내식성을 추가로 강화시키는 폴리실리콘 수지 및 아민 작용성 폴리아마이드를 포함한다.
본 발명의 실시에 사용되는 실리콘 수지는 작용성 실리콘 수지이고, 이는 (iii)과 관련된 작용기와 반응성 있는 작용기를 함유한다는 뜻이다. 전형적으로, 이 작용기는 활성 수소기, 에컨대 하이드록실기이다. 또한, 상기 실리콘 수지는 전형적으로 C6H5-Si≡결합을 함유하는 페닐화된 실리콘 수지이다. 상기 페닐기는, 모든 수지 재료가 희석제에 균일하게 용해되거나 분산될 수 있어 실리콘 수지와 코팅 조성물 내 다른 수지 재료를 양립시키는 점에서 이로우며, 따라서 실리콘 수지가 코팅 조성물 내에 다른 수지 재료와 별도의 상을 형성하지 않을 것이다. 상기 전형적으로 조성물에 사용된 페닐화된 실리콘 수지는 [미국 특허 출원 번호 제 13/707,741 호, 출원일 2012년 12월 7일]에 기재된 바와 같이 알킬-페닐 실세스퀴옥산 수지이다. 폴리실리콘 수지가 존재하는 경우, 고체 수지의 총 중량에 기초하여 20 중량% 까지의 양으로 존재한다.
상기 아민-종결 폴리아마이드는 [미국 특허 번호 제 7,475,786 호]에 기재된 바와 같다. 아민-종결 폴리아마이드가 존재하는 경우, 고체 수지 총 중량에 기초하여 20 중량% 까지의 양으로 존재한다.
본 발명의 조성물은 수지상이 수성 매질에 분산된 수성 분산액 형태이다. 상기 분산액의 수성 매질은 몇몇 경우 물만으로 구성될 수 있으나, 더 일반적으로는, 물과 수용성 또는 수혼화성 유기 용매의 혼합물로 구성될 것이다. 적합한 유기 용매는 에터 유형 알코올, 예컨대 에틸렌 글리콜 모노부틸 에터(부틸 셀로솔브(Cellosolve)), 에틸렌 글리콜 모노에틸 에터(에틸 셀로솔브) 등 및 2 내지 4 개 탄소 원자를 갖는 저급 알칸올, 예컨대 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올 등이다. 적은 탄화수소 비율의 용매, 예컨대 크실렌, 톨루엔 등이 또한 수성 매질에 존재할 수 있다. 상기 수성 매질은 약 60 내지 약 100 중량%의 물 및 약 0 내지 약 40 중량%의 유기 용매를 함유할 수 있다. 상기 중량%는 수성 매질의 총 중량에 기초한다.
수성 매질 내 수지상을 분산시키기 위해, 상기 (메트)아크릴 중합체가 염기, 예컨대 아민으로 적어도 부분적으로 중화된다. 아민의 예는 암모니아, 모노에탄올아민 및 다이에탄올아민을 포함한다. 전형적으로 아민은 상기 (메트)아크릴 중합체에서 25 % 이상, 예컨대 50 % 이상의 산 당량으로 중화될 것이다.
다른 수지 재료는, 그 후 (메트)아크릴 중합체 염과 혼합될 수 있고, 상기 혼합물은 수성 매질 내 분산될 수 있다. 수성 분산액의 고체 수지 함량은 수성 분산액의 총 중량에 기초하여, 전형적으로 25 내지 30, 예컨대 26 내지 28 중량%이다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 실시에 사용된 조성물은, 비스페놀 A("BPA") 및 비스페놀 A 다이글리시딜 에터("BADGE")를 포함하여 비스페놀 A 및 이의 유도체 또는 잔기가 실질적으로 없고, 본질적으로 없고, 완전히 없을 수 있다. BPA 및 이의 유도체 또는 잔기가 의도적으로 첨가되지 않기 때문에 이러한 조성물은 종종 "BPA 비의도"라고 언급되나, 환경으로부터의 불가피한 오염으로 인해 미량은 존재할 수 있다. 상기 조성물은 비스페놀 F 및 비스페놀 F 다이글리시딜 에터("BPFG")를 포함하여 비스페놀 F 및 이의 유도체 또는 잔기가 실질적으로 없고, 본질적으로 없고, 완전히 없을 수 있다. 본 문맥에서 사용된 용어 "실질적으로 없다"는 상기 언급한 임의의 화합물, 이의 유도체 또는 잔기를 1000 백만분율(ppm) 미만으로 함유하는 것을 의미하고, "본질적으로 없다"는 100 ppm 미만으로 함유하는 것을 의미하고, "완전히 없다"는 20 십억분율(ppb) 미만으로 함유하는 것을 의미한다.
본 발명의 코팅 조성물은 모든 종류의 용기에 적용될 수 있고 특히 음식 및 음료 캔(예를 들어, 투피스 캔, 쓰리피스 캔, 등)의 사용에 알맞다.
상기 조성물은 음식 또는 음료 용기에 당업자에게 알려진 임의의 방법, 에컨대 롤(roll) 코팅, 분사(spraying) 및 전기코팅(electrocoating)으로 도포될 수 있다. 투피스 음식 캔이 만들어진 후 상기 코팅이 전형적으로 분사될 것이라고 이해될 것이다. 쓰리피스 음식 캔은, 먼저 납작한 시트가 하나 이상의 본 발명의 조성물로 전형적으로 롤 코팅되고, 그 후 상기 캔이 만들어질 것이다. 상기에 나타낸 바와 같이, 조성물의 고체 분율은 도포를 이용하여 조절될 수 있다. 상기 코팅은 24 mgs/4 in2 내지 12 mgs/4 in2, 예컨대 20 mgs/4 in2 내지 14 mgs/4 in2의 중량을 갖는 건조 필름에 도포될 수 있다.
도포 후에, 코팅은 그 후 경화된다. 경화는 당분야의 표준 방법으로 수행된다. 코일(coil) 코팅시, 전형적으로 높은 온도(즉, 485 ℉(252 ℃)의 피크 금속 온도)로 짧은 체류 시간(즉, 9 초 내지 2 분)으로 수행한다. 코팅된 금속 시트는 전형적으로 더 오랫동안(즉, 10 분), 더 낮은 온도(즉, 400 ℉(204 ℃)의 피크 금속 온도)로 경화된다. 투피스 캔에 분사 도포 코팅시, 415 ℉(213 ℃) 내지 425 ℉(218 ℃)의 피크 금속 온도에서 90 초간의 베이킹과 함께, 5 내지 8 분 동안 경화될 수 있다.
음식 캔 제조에 사용되는 임의의 재료는 본 발명의 방법에 따라 처리될 수 있다. 특히 적합한 기판은 주석판 강(tin plated steel), 주석-프리 강 및 흑판 강을 포함한다.
본 발명의 코팅은 금속에 먼저 첨가되는 임의의 전처리 또는 접착제의 도움없이 상기 강에 직접 도포될 수 있다. 게다가, 본 발명의 방법에 사용된 코팅의 제일 윗층에는 어떤 코팅도 도포될 필요가 없다.
본 발명의 조성물은 접착 및 가요성 영역 둘 다에서 원하는 대로 수행한다.
실시예
하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되며, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해되지 않는다. 별도의 표시가 없으면, 모든 부 및 퍼센트는 중량 기준이다.
실시예 A
하기의 단량체 혼합물(단량체의 총 중량에 기초하여 메트아크릴산 20 중량%, 스티렌 25 중량%, 부틸 아크릴레이트 50 중량% 및 N-부톡시메틸올 아크릴아마이드 5 중량%)로부터 자유 라디칼 중합으로 2-부톡시에탄올에서 (메트)아크릴 중합체를 제조하였다. 최종 중합체는 3495의 Mn 및 2-부톡시에탄올 내 이론상 52 중량%의 고체 함량을 가졌다.
실시예 B
먼저 하기의 단량체 혼합물(단량체의 총 중량에 기초하여 메트아크릴산 30 중량%, 스티렌 25 중량%, 부틸 아크릴레이트 43 중량% 및 N-부톡시메틸올 아크릴아마이드 2 중량%)로부터 자유 라디칼 중합으로 n-부탄올에서 (메트)아크릴 중합체를 제조하여 (메트)아크릴 중합체의 수성 분산액을 제조하였다. 최종 중합체는 10,600의 Mn 및 부탄올 내 이론상 52 중량%의 고체 함량을 가졌다. 상기 중합체를 다이메틸에탄올아민으로 부분적으로 중화(총 이론상 중화의 30%)시키고, 이론상 43.5 중량%의 고체 함량이 되도록 물에 분산시켰다.
실시예 1
콜스(cowles) 분산제를 이용하여 하기의 재료를 함께 혼합하고 안정한 분산액을 얻도록 가열하여 수성 코팅 조성물을 얻었다.
Figure 112016025182470-pct00002
실시예 2
하기의 재료를 함께 혼합하고 안정한 분산액을 얻도록 가열하여 수성 코팅 조성물을 얻었다.
Figure 112016025182470-pct00003
실시예 3(비교예)
실시예 1과 비슷한 수성 코팅 조성물이지만, 페놀 및 포름알데하이드와 반응하는 아마씨 오일 없이 제조하였다.
실시예 1 내지 3의 코팅 조성물을 211 x 400 전기 주석판 강 투피스 D&I 캔의 내부 표면에 필름 중량 200 mg ± 10 mg으로 분사 도포하였고, 상기 캔 모서리는 코팅 중량 16 내지 18 mg/4 in2로 도포하였다. 4-존 IBO 오븐 내 캔이 400 ℉(204 ℃)가 되도록 90 초간 돔(캔의 밑면)을 가열하고, 총 베이킹 시간은 5 분으로 하여 코팅을 경화시켰다. 상기 캔 모서리가 ½ 인치(1.27 ㎝)의 윗 공간(head space)을 남기고 채워진 치킨 라이스 수프를 함유한 캔 몸체 안쪽으로 찌그러졌다. 상기 캔을 90 분간 121 ℃에서 스팀 가공하고, 일주일간 120 ℉(49 ℃)에서 저장하였다. 저장소에서 상기 캔을 빼내어, 냉각시키고 위에서부터 아래로 4개의 수직 절단하여 절단 개봉하였고, X자 모양으로 납작하게 만들고, 상기 캔의 내부 코팅된 표면은 접착력 및 부식 방지력으로 평가하였으며, 이 둘은 0 내지 10의 값으로 측정하였다. 접착력 시험은 스카치(SCOTCH) 610 테이프를 이용하여 ASTM D-3359, 시험 방법 B에 따라 수행하였다. 값 10은 접착 실패가 없었음을 나타내고, 값 9는 코팅의 90 %가 접착된 상태로 남아있음을, 값 0은 완전히 접착에 실패하였음을 나타낸다. 부식 방지력에서, "0"은 모든 영역에서 필름의 버블링 또는 블리스터가 관찰되어, 코팅이 완전히 부식되었음을 나타낸다. "10"은 부식이 관찰되지 않았음을 나타낸다. 부식의 증거는, 드로잉(drawing) 공정으로 가장 적은 양의 주석 판을 함유하고 있기 때문에, 투피스 캔에서 가장 내식성을 얻기 어려운 부분인 윗 공간에서 평가하였다.
세개의 캔에 대한 시험 결과가 하기 표에 보고된다.
접착력 및 부식성 시험 결과
코팅 실시예
접착력 부식성
1 10 10
1 10 10
1 10 9.9
2 10 9
2 10 9
2 10 9
3 9 10
3 10 7.7
3 10 5.6

Claims (24)

  1. (A) 코팅 조성물 내 수지 고체의 중량을 기준으로, (i) 유기 오일 10 내지 30 중량%, (ii) 반응성 작용기를 함유하는 적어도 부분적으로 중화된 산 작용성 중합체 20 내지 35 중량%, 및 (iii) 페놀 화합물 및 알데하이드 또는 이들의 반응 생성물 15 내지 60 중량%
    의 수지상이
    (B) 수성 매질
    에 분산된, 수성계 코팅 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    (i), (ii) 및 (iii)가 함께 가열되는, 수성계 코팅 조성물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    (i), (ii) 및 (iii)가 80 내지 130 ℉(27 내지 54℃)에서 함께 가열되는, 수성계 코팅 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서,
    (i), (ii) 및 (iii)가 60 내지 180 분 동안 함께 가열되는, 수성계 코팅 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 페놀 화합물 및 상기 알데하이드가 응축되고, 생성된 응축물의 적어도 일부분이 80 내지 130 ℉(27 내지 54℃)에서 상기 유기 오일과 반응하는, 수성계 코팅 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 페놀 화합물의 적어도 일부분, 상기 알데하이드의 적어도 일부분 및 상기 유기 오일의 적어도 일부분이 80 내지 130 ℉(27 내지 54℃)에서 동시에 함께 가열되는, 수성계 코팅 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 페놀 화합물이 페놀 및 알킬화된 페놀로 구성된 군으로부터 선택되는, 수성계 코팅 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 알데하이드가 포름알데하이드인, 수성계 코팅 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 오일이 10 내지 180의 요오드값을 갖는, 수성계 코팅 조성물.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 오일이 식물성 오일인, 수성계 코팅 조성물.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 오일이 동유인, 수성계 코팅 조성물.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 산 작용성 중합체가 (메트)아크릴 단량체의 공중합체인, 수성계 코팅 조성물.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 산 작용기가 카복실산기인, 수성계 코팅 조성물.
  14. (A) (i) 유기 오일, (ii) 반응성 작용기를 함유하는 적어도 부분적으로 중화된 산 작용성 중합체, 및 (iii) 페놀 화합물 및 알데하이드 또는 이들의 반응 생성물
    의 수지상이
    (B) 수성 매질
    에 분산된, 수성계 코팅 조성물로서,
    상기 산 작용성 중합체가 (메트)아크릴 단량체의 공중합체이고, 상기 반응성 작용기가 하이드록실기 및 N-알콕시메틸올기로부터 선택되는, 수성계 코팅 조성물.
  15. 삭제
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지상에 아민-종결된 폴리아미드를 함유하는, 수성계 코팅 조성물.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지상에 폴리실리콘 수지를 함유하는, 수성계 코팅 조성물.
  18. 제 1 항에 있어서,
    산 작용성이 없는 (메트)아크릴 단량체의 공중합체를 함유하고 반응성 작용기를 함유하는, 수성계 코팅 조성물.
  19. (A) 기판, 및
    (B) 상기 기판의 적어도 일부분에 제 1 항의 조성물이 침적된 코팅
    을 포함하는 코팅된 물품.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 기판이 용기인, 코팅된 물품.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 용기가 식품 또는 음료 용기인, 코팅된 물품.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 코팅이 상기 용기의 내부 표면에 코팅된, 코팅된 물품.
  23. 수성계 코팅 조성물로서,
    (A) 코팅 조성물 내 수지 고체의 중량을 기준으로, (i) (a) 유기 오일, 페놀 및 알데하이드 또는 (b) 유기 오일 및 페놀-포름알데하이드의 응축물 10 내지 30 중량%,
    (ii) 반응성 작용기를 함유하는 적어도 부분적으로 중화된 산 작용성 중합체 20 내지 35 중량%, 및 임의적으로
    (iii) 페놀, 알데하이드 또는 이들의 반응 생성물 15 내지 60 중량%
    의 수지상이
    (B) 수성 매질
    에 분산된, 수성계 코팅 조성물.
  24. 삭제
KR1020167006888A 2013-08-16 2014-08-15 유수지성 성분을 함유하는 수성계 코팅 조성물 KR101887289B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/968,468 US9752044B2 (en) 2013-08-16 2013-08-16 Aqueous-based coating composition containing an oleoresinous component
US13/968,468 2013-08-16
PCT/US2014/051193 WO2015023914A1 (en) 2013-08-16 2014-08-15 Aqueous-based coating composition containing an oleoresinous component

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160042135A KR20160042135A (ko) 2016-04-18
KR101887289B1 true KR101887289B1 (ko) 2018-08-09

Family

ID=51398963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167006888A KR101887289B1 (ko) 2013-08-16 2014-08-15 유수지성 성분을 함유하는 수성계 코팅 조성물

Country Status (11)

Country Link
US (2) US9752044B2 (ko)
EP (2) EP3399000B1 (ko)
KR (1) KR101887289B1 (ko)
CN (1) CN105555880B (ko)
AU (1) AU2014306534B2 (ko)
CA (1) CA2921001C (ko)
ES (2) ES2688582T3 (ko)
HK (1) HK1218305A1 (ko)
MX (1) MX2016002026A (ko)
RU (1) RU2635236C2 (ko)
WO (1) WO2015023914A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2765899T5 (es) 2015-04-06 2024-05-08 Novelis Inc Composiciones de recubrimiento a base de agua y productos y procedimientos relacionados
US9944816B2 (en) 2016-06-02 2018-04-17 Ppg Coatings Europe B.V. Crosslinkable binders for solvent based intumescent coatings
US10703920B2 (en) * 2016-09-28 2020-07-07 Ppg Industries Ohio, Inc. Corrosion-resistant epoxidized vegetable oil can interior coating
JP6984344B2 (ja) * 2017-11-22 2021-12-17 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 水性塗料、及び被覆缶
CN109928026B (zh) * 2019-01-27 2019-12-17 深圳市新鸿兴包装有限公司 一种防腐包装盒及其制备方法
EP4127086A4 (en) * 2020-03-26 2024-03-27 Michelman, Inc. LOW BLOOMING COATING FORMULATIONS AND RELATED USES

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4391640A (en) 1980-06-05 1983-07-05 Dainippon Ink & Chemicals, Inc. Process for producing oil-modified and rosin-modified phenolic resin for printing inks
JP6096689B2 (ja) * 2013-04-26 2017-03-15 大豊工業株式会社 すべり軸受

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2091633A (en) 1935-08-07 1937-08-31 Internat Printing Ink Corp Sanitary food container and method of making
US3781210A (en) * 1972-05-16 1973-12-25 Memorex Corp Magnetic coating composition
US4164587A (en) 1975-08-27 1979-08-14 Ppg Industries, Inc. Water-borne bondable base coat and size coat for three piece, tin-free steel beverage containers
US4330445A (en) 1980-10-15 1982-05-18 De Soto, Inc. Chinawood oil-phenolic resin condensates
US4623680A (en) 1985-06-03 1986-11-18 Celanese Corporation Aqueous epoxy resin dispersions for can coating use
JPS6312445A (ja) * 1986-06-24 1988-01-19 東洋製罐株式会社 イ−ジイオ−プン蓋付缶体及びその製法
DE3627860A1 (de) * 1986-08-16 1988-02-18 Basf Lacke & Farben Waessriges ueberzugsmittel, verfahren zu seiner herstellung sowie seine verwendung zur beschichtung von dosen
US4963602A (en) 1989-11-13 1990-10-16 Hi-Tek Polymers, Inc. Aqueous epoxy resin-acrylic resin coating compositions containing also phenoxy, novolac and resole resin combination
RU2145970C1 (ru) * 1995-08-22 2000-02-27 Ивановская государственная химико-технологическая академия Композиция для анодного электроосаждения
US5886128A (en) 1997-06-17 1999-03-23 Union Camp Corporation Modified phenolic resin and uses related thereto
JP3876647B2 (ja) * 2001-05-21 2007-02-07 東洋インキ製造株式会社 硬化性被覆組成物、硬化性インキ、その印刷方法およびその印刷物
US7475786B2 (en) * 2005-08-03 2009-01-13 Ppg Industries Ohio, Inc. Can coatings, methods for coating can and cans coated thereby
DE102006017891A1 (de) * 2006-04-13 2007-10-25 Hexion Specialty Chemicals Gmbh Harzdispersion
US10442953B2 (en) 2011-08-29 2019-10-15 Ppg Industries Ohio, Inc. Aqueous-based coating composition containing hydroxy-terminated polybutadiene

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4391640A (en) 1980-06-05 1983-07-05 Dainippon Ink & Chemicals, Inc. Process for producing oil-modified and rosin-modified phenolic resin for printing inks
JP6096689B2 (ja) * 2013-04-26 2017-03-15 大豊工業株式会社 すべり軸受

Also Published As

Publication number Publication date
CN105555880A (zh) 2016-05-04
CA2921001C (en) 2018-04-24
AU2014306534A1 (en) 2016-02-18
ES2769299T3 (es) 2020-06-25
WO2015023914A1 (en) 2015-02-19
RU2016109268A (ru) 2017-09-19
ES2688582T3 (es) 2018-11-05
KR20160042135A (ko) 2016-04-18
EP3399000B1 (en) 2019-12-11
EP3399000A1 (en) 2018-11-07
AU2014306534B2 (en) 2016-10-13
HK1218305A1 (zh) 2017-02-10
CA2921001A1 (en) 2015-02-19
US20150050439A1 (en) 2015-02-19
MX2016002026A (es) 2016-05-16
EP3033397A1 (en) 2016-06-22
RU2635236C2 (ru) 2017-11-09
CN105555880B (zh) 2018-06-29
US9752044B2 (en) 2017-09-05
US20170313898A1 (en) 2017-11-02
EP3033397B1 (en) 2018-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101887289B1 (ko) 유수지성 성분을 함유하는 수성계 코팅 조성물
US20210054226A1 (en) Coating compositions for food and beverage containers
US7475786B2 (en) Can coatings, methods for coating can and cans coated thereby
US10442953B2 (en) Aqueous-based coating composition containing hydroxy-terminated polybutadiene
AU2014339896B2 (en) Aqueous-based coating composition containing hydroxy-terminated polybutadiene
ES2733726T3 (es) Composiciones de recubrimiento basadas en lignina
JP5176614B2 (ja) 水性塗料組成物及びそれを用いてなる被塗物
WO2017003922A1 (en) Aqueous-based coating composition containing a polyanhydride
US20170037274A1 (en) Coating compositions containing n-alkoxymethyl(meth)acrylamide polymer curing agents suitable for coating containers

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right