KR20160075683A - 하이드록시-말단 폴리부타다이엔을 함유하는 수계 코팅 조성물 - Google Patents

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Abstract

(i) 반응성 작용기를 함유하는 적어도 부분적으로 중화된 산 작용성 중합체; (ii) 페놀성 화합물 및 알데하이드, 또는 이들의 반응 생성물; 및 (iii) 하이드록시-말단 폴리부타다이엔을 포함하고 수성 매질(B)에 분산된 수성 상(A)을 포함하는, 용기 코팅용으로 적합한 수계 코팅 조성물.

Description

하이드록시-말단 폴리부타다이엔을 함유하는 수계 코팅 조성물{AQUEOUS-BASED COATING COMPOSITION CONTAINING HYDROXY-TERMINATED POLYBUTADIENE}
본 발명은 용기 코팅용, 특히 부식성 식품에 노출된 캔의 내부 표면에 적합한 수계 코팅 조성물에 관한 것이다.
상호 관련된 출원
본원은 2011년 8월 29일자로 출원된 출원 제 13/219,771 호, 2012년 12월 7일자로 출원된 출원 제 13/707,741 호, 및 2013년 8월 16일자로 출원된 출원 제 13/968,468 호의 일부 계속 출원이다.
코팅물은 전형적으로 용기의 금속 면과의 접촉으로부터 내용물을 보호하기 위해 식품용 및 음료용 금속 용기의 내부에 도포된다. 특정한 음식, 특히 산성 생성물과의 접촉은 금속 용기를 부식시키는 원인일 수 있다. 이러한 부식은 식품 또는 음료 제품의 외형 및 맛에서 오염 및 변질을 야기한다.
식품 및 음료 용기를 위한 많은 코팅 조성물은 비스페놀 A의 폴리글리시딜 에테르인 에폭시 수지에 기초한다. 포장용 용기 중 비스페놀 A는 비스페놀 A 그 자체(BPA) 또는 이의 유도체, 예컨대 비스페놀 A의 다이글리시딜 에테르(BADGE) 및 에폭시 노볼락 수지일 수 있다. 이러한 코팅물은 금속 기판에 대한 훌륭한 유연성 및 접착력을 갖는다. 그러나, 비스페놀 A 및 이의 유도체는 문제가 많다. 지금까지 이용가능한 과학적 증거의 균형은 종래 코팅물로부터 방출될 수 있는 미량의 BPA 또는 BADGE가 인간에 대한 건강 위험을 제기하지 않는다는 것을 나타낼지라도, 이러한 화합물은 그럼에도 불구하고 인간의 건강에 해를 끼칠 것으로 일부에 의해 감지된다. 결론적으로 식품 및 음료 용기를 위해 코팅물로부터 이러한 화합물을 제거하려는 강력한 요구가 있다.
대체 코팅 조성물은 전형적으로 하이드록실 기-함유 중합체 및 아미노플라스트 또는 페놀플라스트 경화제에 기초한다. 비록 이러한 코팅물이 우수한 접착력을 가질지라도, 코팅물은, 금속의 심각한 변형으로 인해 미세균열을 겪게 되는 경우 발생하는 부식을 막기 위해 요구되는 유연성이 부족하다. 예를 들면, 2-피스 식품 캔에서, 미세균열은 채우기 후 캔 끝을 붙이는 이중 권체(double-seam) 공정으로 인해 헤드 공간에서 발생한다. 이는 통상적으로 "프레셔 릿지(pressure ridge)" 실패로서 공지된다. 부식성 식품은 미세균열을 통해 코팅물에 침투하고 금속 표면을 부식시켜 음식을 상하게 하는 캔의 부식, 코팅물의 박리 및 궁극적으로 천공을 야기한다. 프레셔 릿지 실페에 대한 아크릴계 코팅물의 민감성으로 인해, 이들은 현재 포장 코팅물 산업에서 산업 표준 BPA-함유 코팅물보다 열등하고, 따라서 이들은 강한 부식성 식품, 예컨대 토마토-기재 식품을 보유할 수 없다.
본 발명은 (i) 반응성 작용기를 함유하는 적어도 부분적으로 중화된 산 작용성 중합체; (ii) 페놀성 화합물 및 알데하이드, 또는 이들의 반응 생성물; 및 (iii) 하이드록시-말단 폴리부타다이엔을 포함하는 수지 상(A)이 수성 매질(B)에 분산되어 있는, 식품과 접촉하는 용기의 내부 표면을 코팅하기에 적합한 수계 코팅 조성물을 제공한다.
본원에 사용된 바와 같이, 달리 명확히 명시하지 않는 한, 값, 범위, 양 또는 백분율을 나타내는 모든 수치는, 비록 용어가 명확히 나타나지 않을지라도 용어 "약"으로 시작하는 것처럼 읽혀질 수 있다. 더욱이, 복수형 용어 및/또는 어구는 이들의 단수형을 포괄하고 단수형은 복수형을 포괄하는 것에 특히 주목하여야 한다. 예를 들면, 중합체, 가교제 및 임의의 다른 성분은 하나 이상의 이러한 성분을 지칭한다.
임의의 수치 범위 값을 언급하는 경우, 상기 범위는 명시된 범위의 최소값과 최대값 사이의 각각의 수 및 모든 수 및/또는 일부를 포함하는 것으로 이해된다.
본원에 사용된 용어 "폴리올" 또는 이의 변형은 분자당 평균적으로 2개 이상의 하이드록실 기를 갖는 물질을 광범위하게 지칭한다. 용어 "폴리카복실산"은 산 및 이의 작용성 유도체, 예컨대 이들이 존재하는 경우 무수 유도체, 및 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 저급 알킬 에스터를 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "중합체"는 전중합체, 올리고머, 및 단독중합체 및 공중합체 둘 다를 광범위하게 지칭한다. 용어 "수지"는 "중합체"와 상호교환적으로 사용된다.
용어 "아크릴" 및 "아크릴레이트"는 (의도된 의미를 바꿀 수 있지 않는 한) 상호교환적으로 사용되고 달리 명확히 나타내지 않는 한, 아크릴산, 무수물, 및 이들의 유도체, 예컨대 이들의 C1-C5 알킬 에스터, 저급 알킬-치환된 아크릴산, 예를 들면 C1-C2 치환된 아크릴산, 예컨대 메타크릴산, 에타크릴산 등, 및 이들의 C1-C5 알킬 에스터를 포함한다. 용어 "(메트)아크릴" 또는 "(메트)아크릴레이트"는 나타낸 물질의 아크릴/아크릴레이트 및 메타크릴/메타크릴레이트 형태 둘 다, 예를 들면, (메트)아크릴레이트 단량체를 포괄하는 것으로 의도된다. 용어 "아크릴 중합체" 또는 "(메트)아크릴 중합체"는 하나 이상의 아크릴산 단량체로부터 제조된 중합체를 지칭한다.
본원에 사용된 바와 같이, 분자량은 폴리스티렌 표준을 사용하여 겔 투과 크로마토그래피로 측정된다. 달리 나타내지 않는 한, 분자량은 수 평균 기준(Mn)이다.
나타낸 바와 같이, 조성물의 하나의 필수적인 성분은 반응성 작용기를 함유하는 적어도 부분적으로 중화된 산 작용성 중합체(i)이다. 상기 작용기의 예는 페놀성 화합물-포름알데하이드 반응 생성물과 반응성인 하이드록실, 및 페놀성 화합물 반응 생성물과 또한 반응성이고 서로 반응성인 N-알콕시메틸 기이다. 산 작용성 중합체는 (메트)아크릴 중합체일 수 있다.
(메트)아크릴 중합체를 제조하는데 사용된 단량체 중에는 에틸렌적으로 불포화된 카복실산, 예컨대 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 및 말레산이 있다.
에틸렌적으로 불포화된 카복실산은 (메트)아크릴 중합체를 제조하는데 사용된 단량체의 총 중량을 기준으로 20 내지 35 중량%, 예컨대 22 내지 33 중량%의 양으로 사용된다.
반응성 작용기를 갖는 단량체는 전형적으로 하이드록시알킬 기에 2 내지 4개의 탄소 원자를 함유하는 (메트)아크릴산의 하이드록시 알킬 에스터로부터 및 N-알콕시 기에 1 내지 4개의 탄소 원자를 함유하는 (메트)아크릴아미드로부터 유도된 N-알콕시메틸 기로부터 선택될 수 있다.
예는 하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트 및 하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트 및 하기 구조식의 단량체를 포함한다:
Figure pct00001
상기 식에서,
R1은 수소 또는 메틸이고,
R2는 1 내지 4개의 탄소를 함유하는 저급 알킬이다.
상기 단량체의 특정한 예는 N-에톡시메틸 (메트)아크릴아미드 및 N-부톡시메 틸 (메트)아크릴아미드이다.
반응성 작용기를 함유하는 단량체는 전형적으로 (메트)아크릴 중합체를 제조하는데 사용된 단량체의 총 중량을 기준으로 0.2 내지 30 중량%, 예컨대 5 내지 40 중량%의 양으로 존재한다.
다른 단량체는 통상적으로 (메트)아크릴 중합체를 제조하는데 사용된다. 예는 (메트)아크릴 중합체를 제조하는데 사용된 단량체의 총 중량을 기준으로 10 이하, 예컨대 35 중량%의 양으로 존재하는 방향족 단량체, 예컨대 스티렌 및 비닐 톨루엔; (메트)아크릴 중합체를 제조하는데 사용된 단량체의 총 중량을 기준으로 15 이하, 예컨대 45 중량%의 양으로 존재하는, 알킬 기에 1 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 (메트)아크릴산의 알킬 에스터, 예컨대 메틸 (메트)아크릴레이트, 부틸 (메트)아크릴레이트 및 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트를 포함한다.
(메트)아크릴 중합체는 자유 라디칼 개시제의 존재하에 자유 라디칼 중합에 의해 형성된다. 개시제의 예는 아조 화합물, 예를 들면, 알파, 알파'-아조비스(이소부티로니트릴)이다. 다른 유용한 개시제는 3차-부틸 퍼벤조에이트, 3차-부틸 피발레이트, 이소프로필 퍼카보네이트, 벤조일 퍼옥사이드 및 쿠멘 하이드로퍼옥사이드이다.
(메트)아크릴 중합체는 전형적으로 폴리스티렌 표준을 사용하여 겔 투과 크로마토그래피로 측정된 바와 같이 3,000 내지 20,000의 수 평균 분자량을 갖는다.
작용기를 함유하는 부분적으로 중화된 산 작용성 중합체(i)는 통상적으로 조성물에 코팅 조성물 중 수지 고체의 중량을 기준으로 20 내지 35 중량%, 예컨대 25 내지 30 중량%의 양으로 존재한다. 20 중량% 미만의 양은 안정적인 분산을 제공하지 않는 반면, 35 중량% 초과의 양은 소성시 필름의 부풀음을 야기한다.
성분(ii)은 페놀 및 포름알데하이드의 공급원, 또는 이들의 반응 생성물이다. 페놀의 예는 페놀, 크레솔, p-3차-부틸페놀, p-옥틸페놀, p-노닐페놀이고, 포름알데하이드의 공급원은 파라포름알데하이드일 수 있다.
페놀에 대한 포름알데하이드-수득 물질의 몰 비는 1.0 내지 2.5:1, 예컨대 1.5 내지 2.0:1이 적합하다.
성분(ii)의 양은 통상적으로 15 내지 60 중량%, 예컨대 20 내지 35 중량%이다. 성분(ii)의 양이 60 중량%를 초과하는 경우 코팅은 깨지기 쉽게 되고 끝, 즉, 뚜껑이 캔에 접합되는 경우 균열될 것이다. 15 중량% 미만의 양은 불량한 내식성을 야기한다.
성분(iii)은 하이드록시-말단 폴리부타다이엔이다. 하이드록시-말단 폴리부타다이엔은 시판중이다. 예는 폴리(POLY) BD R45HTLO, 폴리 BD R20LM, 크라솔(KRASOL) LBH 2000, 크라솔 LBH 2040, 크라솔 LBH 3000, 크라솔 LBH 5000, 크라솔 LBH 10000, 크라솔 LBH-P 2000, 크라솔 LBH-P 3000 및 크라솔 LBH-P 5000 제품(모두 크레이 벨리(Cray Valley)에서 이용가능함)을 포함한다. 하이드록시-말단 폴리부타다이엔은 전형적으로 약 500 내지 약 10,000, 예컨대 약 1,000 내지 약 5,000, 및 약 2,000 내지 약 3,000의 수 평균 분자량(Mn)을 갖는다.
하이드록시-말단 폴리부타다이엔은 전형적으로 코팅 조성물 중 수지 고체의 중량을 기준으로 2.5 내지 10 중량%, 예컨대 5 내지 7.5 중량%의 양으로 조성물에 존재한다. 2.5 중량% 미만의 양은 충분한 유연성을 제공하지 않는 반면, 10 중량% 초과의 양은 포장된 식품 또는 음료에서 이취(off flavor)를 야기한다.
수지 상에서 상기 언급된 성분은 함께 혼합되거나 전형적으로 60 내지 180분 동안 80 내지 130℉(27 내지 54℃)에서 가열될 수 있다. 상기 성분은 순 용매 또는 유기 용매 중에서 가열될 수 있고, 혼합물은 아민으로 부분적으로 중화되고 수성 매질 중에 분산된다. 다르게는, 상기 성분은 먼저 수성 매질에 분산되고 상기 온도 및 시간 동안 가열될 수 있다.
수계 코팅 조성물의 수지 고체 함량은 전형적으로 25 내지 30 중량%이다.
이어서, 생성된 생성물은 반응성 작용기를 함유하는 산 작용성 중합체와 혼합될 수 있고 상기 혼합물은 중화제의 도움으로 물에 분산된다. 다르게는, 생성물은 성분(i)의 수성 분산액과 혼합될 수 있다.
성분 (i), (ii) 및 (iii) 이외에, 다른 수지성 성분이 수지 상에 포함될 수 있다. 예는 폴리실리콘 수지 및 아민 작용성 폴리아미드를 포함하고, 이들 모두는 코팅물의 접착력 및 내식성을 추가로 강화한다.
본 발명의 실시에 사용된 실리콘 수지는 작용성 실리콘 수지이고, 즉, 이들은 성분(ii)와 회합된 작용기와 반응성인 작용기를 함유하다. 전형적으로, 이들 기는 활성 수소 기, 예컨대 하이드록실이다. 또한, 실리콘 수지는 전형적으로 C6H5-Si≡결합을 함유하는 페닐화된 실리콘 수지이다. 페닐 기는, 실리콘 수지가 모든 수지성 성분이 희석액에 균일하게 용해되거나 분산될 수 있는 코팅 조성물에서 다른 수지성 성분과 양립하는 이점이 있고, 즉, 실리콘 수지는 코팅 조성물에서 다른 수지성 성분으로부터 별개의 상을 형성하지 않을 것이다. 조성물에서 전형적으로 사용된 페닐화된 실리콘 수지는 2012년 12월 7일자로 출원된 미국 특허 출원 제 13/707,741 호에 기재된 바와 같은 알킬-페닐 실세스퀴옥산 수지이다. 존재하는 경우, 폴리실리콘 수지는 수지 고체의 중량을 기준으로 20 중량% 이하의 양으로 존재한다.
아민-말단 폴리아미드는 미국 특허 제 7,475,786 호에 기재되어 있다. 존재하는 경우, 아민-말단 폴리아미드는 수지 고체의 중량을 기준으로 20 중량% 이하의 양으로 존재한다.
본 발명의 조성물은 수지 상이 수성 매질에 분산된 수성 분산액의 형태이다. 상기 분산액의 수성 매질은 일부 경우에 물로 완전히 이루어질 수 있지만, 더욱 흔히, 물 및 수용성 또는 수혼화성 유기 용매의 혼합물로 이루어질 것이다. 적합한 유기 용매는 에테르형 알코올, 예컨대 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르(부틸 셀로솔브), 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르(에틸 셀로솔브) 등, 및 2 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 저급 알칸올, 예컨대 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올 등이다. 적은 비율의 탄화수소 용매, 예컨대 자일렌, 톨루엔 등이 또한 수성 매질에 존재할 수 있다. 수성 매질은 약 60 중량% 내지 약 100 중량%의 물 및 약 0 중량% 내지 약 40 중량%의 유기 용매를 함유할 수 있다. 중량%는 수성 매질의 총 중량을 기준으로 한다.
수지 상을 수성 매질에 분산하기 위해, (메트)아크릴 중합체는 염기, 예컨대 아민으로 적어도 부분적으로 중화된다. 아민의 예는 암모니아, 모노에탄올아민 및 다이에탄올 아민을 포함한다. 전형적으로, 아민은 (메트)아크릴 중합체 중 25% 이상, 예컨대 50% 이상의 산 당량을 중화할 것이다.
이어서, 다른 수지성 성분은 (메트)아크릴 중합체 염과 혼합될 수 있고 상기 혼합물은 수성 매질에 분산된다. 수성 분산액의 수지 고체 함량은 전형적으로 수성 분산액의 총 중량을 기준으로 25 내지 30 중량%, 예컨대 26 내지 28 중량%이다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 실시에 사용된 조성물은 비스페놀 A 및 이의 유도체 또는 잔사, 예컨대 비스페놀 A(BPA) 및 비스페놀 A 다이글리시딜 에테르(BADGE)를 실질적으로 함유하지 않고, 본질적으로 함유하지 않을 수 있고, 전혀 함유하지 않을 수 있다. 상기 조성물은 BPA, 이의 유도체 또는 잔사가 의도적으로 첨가되지 않지만 환경으로부터의 불가피한 오염으로 인해 미량으로 존재할 수 있기 때문에 종종 "의도하지 않은 BPA"로서 언급된다. 상기 조성물은 또한 비스페놀 F 및 이의 유도체 또는 잔사, 예컨대 비스페놀 F 및 비스페놀 F 다이글리시딜 에테르(BPFG)를 실질적으로 함유하지 않을 수 있고, 본질적으로 함유하지 않을 수 있고, 전혀 함유하지 않을 수 있다. 본원에 사용된 용어 "실질적으로 함유하지 않는"은 상기 조성물이 임의의 상기 언급된 화합물, 이의 유도체 또는 잔사를 1000 ppm 미만으로 함유함을 의미하고, "본질적으로 함유하지 않는"은 100 ppm 미만으로 함유함을 의미하고, "전혀 함유하지 않는"은 20 ppb 미만으로 함유함을 의미한다.
본 발명의 코팅 조성물은 모든 종류의 용기에 도포될 수 있고 특히 식품 및 음료 캔(예를 들면, 2-피스 캔, 3-피스 캔 등)에서 사용하기 위해 잘 채택된다.
상기 조성물은 당해 분야에 공지된 임의의 수단, 예컨대 롤 코팅, 분무 및 일렉트로 코팅에 의해 식품 또는 음료 용기에 도포될 수 있다. 2-피스 식품 캔의 경우, 코팅물은 전형적으로 캔이 제조된 후 분무되는 것으로 이해될 것이다. 3-피스 식품 캔의 경우, 플랫 시트는 전형적으로 하나 이상의 본 발명의 조성물로 먼저 롤 코팅되고 이어서 캔이 형성될 수 있다. 상기 나타낸 바와 같이, 조성물의 %고체는 도포 수단에 기초하여 조정될 수 있다. 코팅물은 24 mg/4 인치2 내지 12 mg/4 인치2, 예컨대 20 mg/4 인치2 내지 14 mg/4 인치2의 건조 필름 중량으로 도포될 수 있다.
도포 후, 이어서 코팅물은 경화된다. 경화는 당해 분야의 표준 방법에 의해 수행된다. 코일 코팅의 경우, 경화는 전형적으로 고열(즉, 485℉(252℃) 피크 금속 온도)에서 짧은 체류 시간(즉, 9초 내지 2분)을 갖지만; 코팅된 금속 시트는 전형적으로 더 낮은 온도(즉, 400℉(204℃) 피크 금속 온도)에서 더 오래(즉, 10분) 경화한다. 2-피스 캔에 분무 도포된 코팅물의 경우, 415℉(213℃) 내지 425℉(218℃)의 피크 금속 온도에서 90초 소성하면서 5 내지 8분 동안 경화할 수 있다.
식품 캔의 형성에 사용된 임의의 물질은 본 방법에 따라 처리될 수 있다. 특히 적합한 기판은 주석-도금된 강철, 주석-무함유 강철 및 흑체-도금된 강철을 포함한다.
본 발명의 코팅물은 먼저 금속에 부가되는 임의의 전처리 또는 접착제 도움 없이 강철에 직접 도포될 수 있다. 또한, 코팅물은 본 방법에 사용된 코팅물의 위에 도포될 필요가 없다.
본 발명의 조성물은 필요에 따라 접착력 및 유연성 분야 둘 다에서 수행된다.
실시예
하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되고 이의 범주를 제한하는 것으로서 간주되지 않는다. 달리 나타내지 않는 한, 모든 부 및 %는 중량 기준이다.
실시예 A
하기 단량체 혼합물로부터 2-부톡시에탄올 중에서 자유 라디칼 중합에 의해 (메트)아크릴 중합체를 제조하였다: 20 중량% 메타크릴산, 25 중량% 스티렌, 50 중량% 부틸 아크릴레이트 및 5 중량% N-부톡시메틸올 아크릴아미드(중량%는 단량체의 총 중량을 기준으로 한다). 생성된 중합체는 2-부톡시에탄올 중에서 3495의 Mn 및 52 중량%의 이론적인 고체 함량을 갖는다.
실시예 B
먼저 하기 단량체 혼합물로부터 n-부탄올 중에서 자유 라디칼 중합에 의해 (메트)아크릴 중합체를 제조하여 (메트)아크릴 중합체의 수성 분산액을 제조하였다: 30 중량% 메타크릴산, 25 중량% 스티렌, 43 중량% 부틸 아크릴레이트 및 2 중량% N-부톡시메틸올 아크릴아미드(중량%는 단량체의 총 중량을 기준으로 한다). 생성된 중합체는 부탄올 중에서 10,600의 Mn 및 52 중량%의 이론적인 고체 함량을 갖는다. 상기 중합체는 다이메틸에탄올아민으로 부분적으로 중화되고(총 이론적인 중화의 30%) 43.5 중량%의 이론적인 고체 함량으로 물에 분산된다.
실시예 1
코울스 분산기를 사용하여 하기 성분을 함께 혼합하고 안정적인 분산액을 수득하기 위해 가열하여 수성 코팅 조성물을 수득하였다.
Figure pct00002
실시예 2
실시예 1과 유사한 수성 코팅 조성물을 아마유 반응 생성물 없이 제조하였다. 하기 성분을 함께 혼합하고 안정적인 분산액을 수득하기 위해 가열하여 조성물을 수득하였다.
Figure pct00003
실시예 3( 비교예 )
실시예 1과 유사한 수성 코팅 조성물을 하이드록시-말단 폴리부타다이엔 없이 제조하였다. 하기 성분을 함께 혼합하고 안정적인 분산액을 수득하기 위해 가열하여 조성물을 수득하였다.
Figure pct00004
실시예 1 내지 3의 코팅 조성물을 220 mg ± 10 mg의 필름 중량으로 211 x 400 전기 주석 도금된 강철 2-피스 D&I 캔의 내부 표면 및 16 내지 18 mg/4 인치2의 코팅 중량으로 캔의 끝에 분무 도포하였다. 4-구역 IBO 오븐에서 캔을 가열하여 5분의 총 소성 동안 돔(캔의 바닥)에서 90초 동안 400℉(204℃)를 달성하여 코팅물을 경화하였다. 캔 끝을 ½ 인치(1.27 cm) 헤드 공간에 채워진 치킨 라이스 스프를 함유하는 캔 몸통 위에 이어 붙였다. 캔을 90분 동안 121℃에서 증기 가공하고 120℉(49℃)에서 2주 동안 저장하였다. 캔을 저장기에서 제거하고, 냉각하고, 위에서 바닥으로 4개의 수직 절단으로 절개하고, 십자가와 유사하게 평평하게 하고, 캔의 내부 코팅면의 접착력, 부식 및 유연성을 평가하고, 이들 모두를 0 내지 10 등급으로 측정하였다.
접착력 시험을 스카치(SCOTCH) 610 테이프를 사용하여 ASTM D-3359, 시험 방법 B에 따라 수행하였다. 10 등급은 접착력이 완전함을 나타내고, 9 등급은 90%의 코팅물이 접착되어 남아 있음을 나타내고, 0 등급은 접착력이 전혀 없음을 나타낸다. 부식 보호의 경우, "0"은 모든 면적에서 필름의 발포 또는 부풀음에 의해 관찰된 코팅물이 완전히 부식됨을 나타낸다. "10"은 부식의 증거가 없음을 나타낸다. 부식의 증거는, 헤드 공간 면적이 인발 가공으로 인해 최소량의 주석 도금을 함유하기 때문에 내식성을 얻을 수 있는 2-피스 캔의 가장 어려운 부분인 헤드 공간 영역에서 평가하였다. 유연성을 코팅물 손실 후 돔의 둘레에서의 캔 변형에 의해 측정하였다. 등급 10은 코팅물 손실이 없음을 나타내는 반면, 등급 0은 코팅물이 완전히 손실됨을 나타낸다.
각각의 실시예에 대해 3개의 캔의 실험 결과를 하기 표 1에 요약하였다.
접착력, 부식 및 유연성 시험 결과
코팅물 실시예 접착력 부식 유연성
1 10 9.1 10
1 10 9.1 10
1 10 9.8 10
2 10 5.2 10
2 10 5.6 10
2 10 7.2 10
3 10 8.9 8.9
3 10 9.8 8.9
3 10 8.9 8.5

Claims (13)

  1. (i) 반응성 작용기를 함유하는 적어도 부분적으로 중화된 산 작용성 중합체; (ii) 페놀성 화합물 및 알데하이드, 또는 이들의 반응 생성물; 및 (iii) 하이드록시-말단 폴리부타다이엔을 포함하는 수지 상(A)이 수성 매질(B)에 분산되어 있는, 수계 코팅 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    페놀성 화합물이 페놀 및 알킬화된 페놀로 이루어진 군으로부터 선택되는 수계 코팅 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    알데하이드가 포름알데하이드인 수계 코팅 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    산 작용성 중합체가 (메트)아크릴산 단량체의 공중합체인 수계 코팅 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    산 기가 카복실산 기인 수계 코팅 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    반응성 작용기가 하이드록실 및 N-알콕시메틸 기로부터 선택되는 수계 코팅 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    코팅 조성물 중 수지 고체의 중량을 기준으로,
    (i)이 20 내지 35 중량%의 양으로 존재하고,
    (ii)가 40 내지 60 중량%의 양으로 존재하고,
    (iii)이 2.5 내지 10 중량%의 양으로 존재하는, 수계 코팅 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    수지 상에 아민-말단 폴리아미드를 함유하는 수계 코팅 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서,
    수지 상에 폴리실리콘 수지를 함유하는 수계 코팅 조성물.
  10. (A) 기판, 및
    (B) 제 1 항의 조성물로부터 기판의 적어도 일부에 증착된 코팅물
    을 포함하는 코팅 제품.
  11. 제 10 항에 있어서,
    기판이 용기인 코팅 제품.
  12. 제 11 항에 있어서,
    용기가 식품 또는 음료 용기인 코팅 제품.
  13. 제 12 항에 있어서,
    용기의 내부 표면이 코팅된 코팅 제품.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190053929A (ko) * 2016-09-28 2019-05-20 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드 내부식성 에폭시화된 식물성 오일 캔 내부 코팅

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK3280763T4 (da) * 2015-04-06 2023-10-30 Novelis Inc Vandbaserede coatingsammensætninger og tilhørende produkter og fremgangsmåder
CN116444747B (zh) * 2023-02-06 2024-01-16 聊城金歌合成材料有限公司 间苯二酚-衣康酸-甲醛共聚树脂的合成方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5939491A (en) * 1997-08-01 1999-08-17 Ppg Industries Ohio, Inc. Curable compositions based on functional polysiloxanes
US7475786B2 (en) * 2005-08-03 2009-01-13 Ppg Industries Ohio, Inc. Can coatings, methods for coating can and cans coated thereby
KR20100019521A (ko) * 2007-05-17 2010-02-18 존슨디버세이, 인크. 표면 코팅 시스템 및 방법
KR20120040714A (ko) * 2009-07-17 2012-04-27 발스파 소싱 인코포레이티드 코팅 조성물 및 그것으로 코팅된 용품

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU59318A1 (ru) * 1938-08-15 1940-11-30 А.И. Штюрк Способ изготовлени красок
US2741397A (en) * 1952-06-30 1956-04-10 Phillips Petroleum Co Metal food and beverage container coating composition
US4623680A (en) * 1985-06-03 1986-11-18 Celanese Corporation Aqueous epoxy resin dispersions for can coating use
US20060228556A1 (en) * 2005-04-08 2006-10-12 Fenn David R Electrodepositable coating compositions and methods for their production
US20080221263A1 (en) * 2006-08-31 2008-09-11 Subbareddy Kanagasabapathy Coating compositions for producing transparent super-hydrophobic surfaces
US20130052380A1 (en) * 2011-08-29 2013-02-28 Ppg Industries Ohio, Inc. Coating compositions for food and beverage containers

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5939491A (en) * 1997-08-01 1999-08-17 Ppg Industries Ohio, Inc. Curable compositions based on functional polysiloxanes
US7475786B2 (en) * 2005-08-03 2009-01-13 Ppg Industries Ohio, Inc. Can coatings, methods for coating can and cans coated thereby
KR20100019521A (ko) * 2007-05-17 2010-02-18 존슨디버세이, 인크. 표면 코팅 시스템 및 방법
KR20120040714A (ko) * 2009-07-17 2012-04-27 발스파 소싱 인코포레이티드 코팅 조성물 및 그것으로 코팅된 용품

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190053929A (ko) * 2016-09-28 2019-05-20 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드 내부식성 에폭시화된 식물성 오일 캔 내부 코팅

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