KR20190053929A - 내부식성 에폭시화된 식물성 오일 캔 내부 코팅 - Google Patents

내부식성 에폭시화된 식물성 오일 캔 내부 코팅 Download PDF

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Abstract

에폭시화된 식물성 오일, 아민-말단화된 폴리아미드 및 실리콘 수지를 포함하는 코팅 조성물이 개시된다. 또한, 상기 코팅으로 적어도 부분적으로 코팅된 기판이 개시된다.

Description

내부식성 에폭시화된 식물성 오일 캔 내부 코팅
본 발명은 에폭시화된 식물성 오일, 아민-말단화된 폴리아미드 및 실리콘을 포함하는 코팅 조성물에 관한 것이다. 또한, 적어도 부분적으로 상기 코팅으로 코팅된 기판(패키지를 포함함)이 본 발명의 범위 내에 속한다.
부식을 지연시키거나 억제하기 위한 금속 캔, 예컨대 식품, 음료 및 화장품 용기를 포함하는 금속성 기판에 대한 다양한 중합체성 코팅의 도포가 규명되어 있다. 코팅은 이러한 용기의 내부에 도포되어 내용물이 용기의 금속에 접촉하는 것을 방지한다. 금속과 식품, 음료 또는 화장품 캔 사이의 접촉은 금속 용기의 부식을 야기할 수 있어 제품을 오염시킬 수 있다. 이는 특히 용기의 내용물이 사실상 산성인 경우(예컨대 토마토-기반 제품 및 청량 음료) 해당된다.
특히 패키징 산업에서 특정 코팅은 패키징 용기의 제조 및 사용 동안 극도의 응력을 받아야 한다. 가요성에 더하여, 패키징 코팅은 또한 화학물, 용매 및 저온살균 공정(맥주 및 다른 음료의 패키징에 사용됨)에 대한 저항성을 필요로 하고, 또한 식품 패키징에 통상적으로 사용되는 레토르트(retort) 환경을 견뎌내야 한다. 방식에 더하여, 식품 및 음료 용기용 코팅은 비독성이어야 하고, 캔의 식품 또는 음료의 맛에 불리하게 영향을 미쳐서는 안된다. "팝핑(popping)", "블러싱(blushing)" 및/또는 "블리스터링(blistering)"에 대한 저항성이 또한 목적될 수 있다.
비스페놀 A(BPA)는 패키징 코팅 제품에 필요한 특성 중 다수에 기여한다. 그러나, BPA 및 관련된 제품, 예컨대 비스페놀 A 다이글리시딜 에터(BADGE)의 사용은 패키징 산업에서 최근에 면밀한 조사를 받았다. 실질적으로 BPA-미함유 코팅이 갖는 특성은 BPA를 포함하는 코팅과 비교하여 바람직하다. 코팅에서 폼알데하이드의 감소된 사용이 또한 목적된다.
본 발명은 a. 에폭시화된 식물성 오일; b. 아민-말단화된 폴리아미드; 및 c. 실리콘 수지를 포함하는 코팅에 관한 것으로서; 조성물은 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 5 중량% 이상의 식물성 대두 오일을 포함한다.
본 발명은 에폭시화된 식물성 오일, 아민-말단화된 폴리아미드 및 실리콘 수지를 포함하는 코팅 조성물에 관한 것이다.
임의의 적합한 에폭시화된 식물성 오일(EVO)이 사용될 수 있고 상업적으로 입수가능하거나 식물성 오일을 에폭시화함으로써 제조될 수 있다. 식물성 오일은 비제한적으로 옥수수, 면실, 아마씨, 평지씨, 톨, 야자, 땅콩, 참깨, 해바라기 및 대두를 포함한다. 에폭시화된 대두 오일(ESBO)이 특히 적합하고, 많은 공급원으로부터 상업적으로 입수가능하고, 예컨대 할스타(Hallstar)의 PLASTHALL ESO, 및 아르케마(Arkema)의 VIKOFLEX 라인, 예컨대 VIKOFLEX 7170이다. ESBO 및 다른 에폭시화된 식물성 오일은 염화 비닐을 사용하는 물질의 가소화제로서 공지되어 있다. 놀랍게도, EVO만을 갖거나 아민-말단화된 폴리아미드만을 갖는 경화된 조성물과 비교하여 EVO 및 아민-말단화된 폴리아미드를 포함하는 코팅 조성물이 경화될 때 내부식성을 금속 기판에 제공하는 것으로 밝혀졌다. 본 발명의 조성물에서 EVO의 양은 다양할 수 있고, 예컨대 5 중량% 이상, 7.5 중량% 이상, 10 중량% 이상 또는 12 중량% 이상, 및 예컨대 20 중량% 이하 또는 15 중량% 이하일 수 있되, 상기 중량%는 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 한다. 10 내지 12 중량%가 특히 적합할 수 있다.
임의의 아민-말단화된 폴리아미드가 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 폴리아미드는 예를 들어 이량체 산을 기반으로 할 수 있다. 폴리아미드에 대한 적합한 아민 가(amine value)는 이용자의 요구를 기반으로 다양할 수 있고, 예를 들어 메틸 바이올렛 지시약을 사용하여 HBr/아세트산 중의 HBr에 의한 적정에 의해 결정시 220 내지 250, 예컨대 232 내지 242 범위일 수 있다. 또한, 폴리아미드의 점도가 다양할 수 있고, 40℃에서 브룩필드(Brookfield) 점도계에 의해 20 RPM에서 #3 스핀들을 사용하여 측정시 예를 들어 400 내지 800 poise, 예컨대 550 내지 700 poise 범위일 수 있다. 폴리아미드는 폭넓게 상업적으로 입수가능하고, 예컨대 헥시온(Hexion)의 에피큐어(EPIKURE) 라인이다. 본 발명의 조성물의 아민-말단화된 폴리아미드의 양은 다양할 수 있고, 예컨대 2 중량% 이상, 3.5 중량% 이상 또는 5 중량% 이상, 및 예컨대 15 중량% 이하, 12.5 중량% 이하 또는 10 중량% 이하일 수 있되, 상기 중량%는 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 한다. 3 내지 12 중량%가 특히 적합할 수 있다.
또한, 본 발명에 따라 사용된 실리콘 수지는 사용자의 요구에 따라 다양할 수 있다. 또한, 실리콘 수지의 조합이 사용될 수 있다. 실란올 작용성 실세스퀴옥산을 포함하는 실세스퀴옥산 수지가 특히 적합하다. 실란올 작용성 실세스퀴옥산을 포함하는 적합한 실리콘 수지는 다우 케미컬(Dow Chemical)로부터 RSN 라인으로 상업적으로 입수가능하다. 예를 들어, RSN 217은 완전히 페닐화된 실란올 작용성 실세스퀴옥산이고 1.0의 치환도를 갖는다. 예를 들어, RSN 233은 1.3:1의 페닐 대 메틸 비 및 1.15의 치환도를 갖는 실란올 작용성 실세스퀴옥산이다. 또한, 예를 들어, RSN 255는 0.84:1의 페닐 대 메틸 비 및 1.05의 치환도를 갖는 실란올 작용성 실세스퀴옥산이다. 이들 값 모두는 제조사인 다우에 의해 보고되었다. 본 발명의 조성물의 실리콘 수지의 양은 다양할 수 있고 예컨대 10 중량% 이상, 15 중량% 이상, 20 중량% 이상 또는 25 중량% 이상, 및 예컨대 60 중량% 이하, 50 중량% 이하 또는 40 중량% 이하일 수 있되, 상기 중량%는 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 한다. 15 또는 50 중량%가 특히 적합할 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 필름 형성 성분을 추가로 포함할 수 있다. 필름 형성 성분은 예를 들어 필름 형성 수지 및 이를 위한 가교제를 포함할 수 있다. 임의의 필름 형성 수지가 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 필름 형성 수지는 예를 들어 아크릴 중합체, 폴리에스터 중합체, 폴리우레탄 중합체, 폴리아미드 중합체, 폴리에터 중합체, 폴리실록산 중합체, 및 이들의 공중합체 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 일반적으로, 이들 중합체는 당업자에게 공지된 임의의 방법에 의해 제조된 상기 유형의 임의의 중합체일 수 있다. 이러한 중합체는 용제형이거나 수-분산성이거나 유화가능하거나 제한된 수용해도의 것일 수 있다. 필름 형성 수지는 전형적으로 예를 들어 카복시산 기, 아민 기, 에폭사이드 기, 하이드록시 기, 티올 기, 카바메이트 기, 아미드 기, 우레아 기, 이소시아네이트 기(차단된 이소시아네이트 기 포함), 머캅탄 기 및 이들의 조합을 포함하는 작용기를 가질 것이다. 필름 형성 수지의 적절한 혼합물이 또한 본 발명의 조성물의 제조에 사용될 수 있다. 또한, 필름 형성 성분은 수지 상의 상기 작용기에 반응성인 작용기를 갖는 가교제를 포함할 수 있다. 당업자는 가교제, 예컨대 멜라민(예컨대 멜라민 폼알데하이드 수지), 페놀 수지(예컨대 페놀계 폼알데하이드 수지 및/또는 크레졸 폼알데하이드 페놀 수지), 카보다이이미드, 하이드록시알킬아미드, 하이드록시알킬우레아, 이소시아네이트, 차단된 이소시아네이트, 벤조구아나민, TGIC, 에폭시, 옥사졸린 등으로부터 이들의 작용기를 기반으로 적절한 가교제를 선택할 수 있다. 또한, 필름 형성 수지는 자가-가교할 수 있다; 즉, 상기 수지는 자신과 반응하여 경화할 수 있다. 이러한 수지의 예는 실란올(Si-OH), 알콕시 기(Si-O-R) 또는 아세톡시 기(Si-O-COCH3)를 함유하는 폴리실록산 수지를 포함하고, 이는 축합하거나 수분 또는 열의 존재 때문에 반응성으로 변하여 자가-축합할 수 있다. 필름 형성 수지는 20 중량% 이상, 예컨대 30 중량% 이상 또는 40 중량% 이상, 및 예컨대 60 중량% 이하, 50 중량% 이하 또는 40 중량% 이하의 양으로 사용될 수 있되, 상기 중량%는 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 한다. 20 내지 50 중량%가 특히 적합할 수 있다.
특히 적합한 필름 형성 수지는 아크릴 수지이다. 아크릴 수지는 예를 들어 스티렌, 알킬 (메트) 아크릴레이트, 예컨대 에틸 (메트)아크릴레이트, 메틸 (메트)아크릴레이트 및 부틸 (메트)아크릴레이트; 작용성 아크릴레이트, 예컨대 하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트; 환형 및 다환형 (메트)아크릴, 예컨대 벤질 (메트)아크릴레이트, 사이클로헥실 (메트)아크릴레이트 및 이소보닐 (메트)아크릴레이트; 및 아크릴아미드, 예컨대 N-부톡시 메틸 아크릴아미드(N-BMA)를 포함하는 많은 아크릴 단량체를 사용함으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, 산 작용성 (메트)아크릴산 및 알킬 (메트)아크릴레이트가 각각 사용될 수 있다. 또한, (메트)아크릴 수지의 혼합물이 사용될 수 있다. (메트)아크릴 및 유사한 용어가 메타크릴 및 아크릴 둘 다를 지칭함이 이해될 수 있다. 본 발명에 따라, 아크릴 수지 및/또는 코팅 조성물 자체는 하이드록시 작용성 아크릴 단량체, 스티렌 및/또는 염화 비닐 단량체를 배제할 수 있다. 아크릴 수지 및/또는 코팅 조성물 자체는 에틸 아크릴레이트 및/또는 아크릴아미드, 예컨대 N-BMA를 배제할 수 있다. 또한, 본 발명의 조성물에 아크릴 수지를 사용하는 경우, (메트)아크릴 수지는 일반적으로 미반응한 불포화를 함유하지 않는다. 즉, (메트)아크릴 수지의 형성에서 (메트)아크릴 단량체의 반응은 불포화를 소비하지 않는다. 따라서, 본 발명에 따라 사용된 (메트)아크릴 수지는 방사선 경화가능하지 않으며, 단량체의 반응시 (메트)아크릴 수지에 남아 있는 잔여 불포화는 (메트)아크릴을 방사선 경화가능하도록 만들기에 충분하지 않다.
상기에 언급된 바와 같이, 본 발명의 조성물은 가교제(하나 이상의 가교제를 포함함)를 포함할 수 있다. 벤조구아나민이 특히 적합한 가교제이고, 사용되는 경우, 5 중량% 이상, 예컨대 7.5 중량% 이상 또는 10 중량% 이상, 및 예컨대 35 중량% 이하, 30 중량% 이하 또는 25 중량% 이하의 양으로 조성물에 존재할 수 있되, 상기 중량%는 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 한다. 10 내지 30 중량%가 특히 적합하다.
페놀 수지 또는 가교제, 예컨대 페놀 폼알데하이드 수지가 또한 본 발명의 조성물에 단독으로 또는 또 다른 가교제와 함께 포함될 수 있다. 그러나, 특정 적용례의 경우, 패키징 산업에서 코팅 조성물에 사용된 페놀 수지의 양은 제거하지 않는다면 최소화하는 것이 바람직할 수 있다. 페놀 수지가 종종 폼알데하이드를 사용하여 제조되어 폼알데하이드가 조성물 내로 혼입되는 것이 이해될 수 있다. 놀랍게도, 페놀 수지의 양이 EVO, 특히 ESBO, 아민-말단화된 폴리아미드 및 실리콘 수지, 예컨대 상기에 기재된 것을 포함하는 조성물에서 최소화될 수 있거나 심지어 제거될 수 있음이 밝혀졌다. 예를 들어, 전형적인 상업적 코팅 조성물은 50 중량%의 페놀 수지를 함유할 수 있다. 본 발명의 코팅 조성물은 30 중량% 이하, 예컨대 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하 또는 1 중량% 이하의 페놀 수지를 함유할 수 있다. 조성물은 또한 페놀 수지를 완전히 미함유할 수 있고, 이는 임의의 첨가된 페놀 수지를 완전히 미함유하는 것을 의미하는 것으로 이해될 수 있되, 다른 코팅 성분을 통해 임의의 미량의 페놀 수지가 도입될 수 있다.
상기에 언급된 바와 같이, 본 발명의 조성물은 EVO를 포함한다. EVO는 또 다른 코팅 성분과 사전 반응할 수 있거나 코팅 조성물의 경화시에 또 다른 코팅 성분과 반응할 수 있다. 예를 들어, EVO가 조성물의 임의의 다른 코팅 성분과 사전 반응하지 않고 열 경화시에만 아민-말단화된 폴리아미드와 반응하는 것이 바람직할 수 있다. 열에 의한 경화시, EVO의 옥시란 작용기는 아민-말단화된 폴리아미드의 일차 아민과 반응하여 하이드록시 및 이차 아민을 형성한다. 경화 동안 반응은 FDA에 의해 규제되는 적용례에 특히 적합하다. 대안적으로 특히 FDA 고려사항이 자명하지 않은 경우, EVO는 경화 전에 아민-말단화된 폴리아미드 또는 임의의 다른 코팅 성분과 사전 반응할 수 있다. EVO는 임의의 다른 성분과의 에스터 교환반응을 수행하지 않고, 가소화제 또는 염화 수소 스캐빈저가 아니다.
코팅 조성물은 물 또는 유기 용매를 포함하는 하나 이상의 용매를 포함할 수 있다. 적합한 유기 용매는 글리콜, 글리콜 에터 알코올, 알코올, 케톤 및 방향족, 예컨대 자일렌 및 톨루엔, 아세테이트, 미네랄 스피릿, 나프타 및/또는 이들의 혼합물을 포함한다. "아세테이트"는 글리콜 에터 아세테이트를 포함한다. 용매는 비수성 용매일 수 있다. "비수성 용매" 및 유사한 용어는 용매의 50% 미만이 물임을 의미한다. 예를 들어, 용매의 10% 미만, 5% 미만 또는 2% 미만이 물일 수 있다. 50% 미만의 양으로 물을 포함하거나 배제하는 용매의 혼합물이 "비수성 용매"가 되는 것으로 여겨지는 것이 이해될 수 있다. 조성물은 수성이거나 수계일 수 있다. 이는 용매의 50% 이상이 물임을 의미한다. 이들 실시양태는 50% 미만, 예컨대 20% 미만, 10% 미만, 5% 미만 또는 2% 미만의 용매를 갖는다. 본 발명의 코팅 조성물은 보다 적합하게 수계이다.
필요에 따라, 조성물은 제형화 기술에 주지된 다른 임의적 물질, 예컨대 착색제, 가소화제, 내마모성 입자, 산화 방지제, 입체장애 아민 광 안정화제, UV 광 흡수제 및 안정화제, 계면활성제, 유동 조절제, 틱소트로픽제, 충전제, 유기 공용매, 반응성 희석제, 촉매, 그라인드 비히클, 슬립제, 수분 스캐빈저 및 다른 관례적 보조제를 포함할 수 있다.
본원에 사용된 용어 "착색제"는 색 및/또는 다른 불투명성 및/또는 다른 시각적 효과를 조성물에 제공하는 임의의 물질을 의미한다. 착색제는 임의의 적합한 형태, 예컨대 별개의 입자, 분산액, 용액 및/또는 플레이크로 코팅에 첨가될 수 있다. 단일 착색제 또는 2개 이상의 착색제의 혼합물이 본 발명의 코팅에 사용될 수 있다. 식품 접촉에 대해 승인된 것, 예컨대 이산화 티타늄; 산화 철, 예컨대 블랙 산화 철; 카본 블랙; 울트라마린 블루; 프탈로시아닌, 예컨대 프탈로시아닌 블루 및 프탈로시아닌 그린; 그래파이트 피브릴; 페리드 옐로우; 퀸도 레드; 및 이들의 조합, 및 미연방규정집 제178.3297조(본원에 참고로 포함됨)에 열거된 것이 패키징 코팅에 특히 적합하다.
착색제의 예는 매팅(matting) 안료, 염료 및 틴트, 예컨대 페인트 산업에 사용되는 것 및/또는 드라이 컬러 제조 협회(DCMA)에 나열되는 것, 뿐만 아니라 특수 효과 조성물을 포함한다. 착색제는 예를 들어 미분된 고체 분말을 포함할 수 있고, 이는 불용성이나 사용 조건 하에 습윤성이다. 착색제는 유기물 또는 무기물일 수 있고 집괴되지 않거나 집괴될 수 있다. 착색제는 그라인딩 또는 단순 혼합에 의해 코팅 내로 혼입될 수 있다. 착색제는 그라인드 비히클, 예컨대 아크릴 그라인드 비히클의 사용에 의해 코팅 내로 그라인딩함으로써 혼입될 수 있고, 이의 사용은 당업자에게 친숙할 것이다.
안료 및/또는 안료 조성물의 예는 카바졸 다이옥사진 미가공 안료, 아조, 모노아조, 디스아조, 나프톨 AS, 염 유형(레이크), 벤즈이미다졸론, 축합물, 금속 착체, 이소인돌린온, 이소인돌린 및 다환형 프탈로시아닌, 퀴나크리돈, 페릴렌, 페리논, 다이케토피롤로 피롤, 티오인디고, 안트라퀴논, 인단트론, 안트라피리미딘, 플라반트론, 피란트론, 안탄트론, 다이옥사진, 트라이아릴카보늄, 퀴노프탈론 안료, 다이케토 피롤로 피롤 레드(DPPBO 레드), 이산화 티타늄, 카본 블랙, 탄소 섬유, 그래파이트, 다른 전도성 안료 및/또는 충전제, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 용어 "안료" 및 "유색 충전제"는 상호교환적으로 사용될 수 있다.
염료의 예는 비제한적으로 용매 및/또는 수성 기반의 것, 예컨대 산 염료, 아조익 염료, 염기성 염료, 직접 염료, 분산 염료, 반응성 염료, 용매 염료, 황 염료, 매염 염료, 예를 들어 비스무트 바나데이트, 안트라퀴논, 페릴렌 알루미늄, 퀴나크리돈, 티아졸, 티아진, 아조, 인디고이드, 니트로, 니트로소, 옥사진, 프탈로시아닌, 퀴놀린, 스틸벤 및 트라이페닐 메탄을 포함한다.
틴트의 예는 비제한적으로 수계 또는 수-혼화성 담체에 분산된 안료, 예컨대 AQUA-CHEM 896(데구사 인코포레이티드(Degussa, Inc.)로부터 상업적으로 입수가능함), 카리스마 컬러런츠(CHARISMA COLORANTS) 및 맥시토너 인더스트리얼 컬러런츠(MAXITONER INDUSTRIAL COLORANTS)(이스트만 케미컬즈 인코포레이티드(Accurate Dispersions division of Eastman Chemicals, Inc)로부터 상업적으로 입수가능함)를 포함한다.
상기에 언급된 바와 같이, 착색제는 나노입자 분산액을 포함하는 분산액의 형태일 수 있다. 나노입자 분산액은 목적하는 가시적인 색 및/또는 불투명성 및/또는 시각적 효과를 생성하는 하나 이상의 고도로 분산된 나노입자 착색제 및/또는 착색제 입자를 포함할 수 있다. 나노입자 분산액은 150 nm 미만, 예컨대 70 nm 미만 또는 30 nm 미만의 입자 크기를 갖는 착색제, 예컨대 안료 또는 염료를 포함할 수 있다. 나노입자는 0.5 mm 미만의 입자 크기를 갖는 그라인딩 매질에 의해 스톡 유기 또는 무기 안료를 밀링함으로써 제조될 수 있다. 나노입자 분산액 및 이의 제조 방법의 예는 미국 특허 제6,875,800 B2호(본원에 참고로 포함됨)에서 확인된다. 나노입자 분산액은 또한 결정화, 침전, 기체 상 축합 및 화학적 소모(즉, 부분 용해)에 의해 제조될 수 있다. 코팅 내에서 나노입자의 재집괴를 최소화하기 위해, 수지-코팅된 나노입자의 분산액을 사용할 수 있다. 본원에 사용된 "수지-코팅된 나노입자의 분산액"은, 나노입자 및 상기 나노입자 상의 수지 코팅을 포함하는 별개의 "복합 마이크로입자"가 분산된 연속 상을 지칭한다. 수지-코팅된 나노입자의 분산액 및 이의 제조 방법의 예는 예를 들어 미국 특허 제7,605,194호 3단 56행 내지 16단 25행(이의 인용부는 본원에 참고로 포함됨)에 기재되어 있다.
사용될 수 있는 특수 효과 조성물의 예는 하나 이상의 외관적 효과, 예컨대 반사율, 진주광택, 금속광택, 인광, 형광, 광색성, 감광성, 감온성, 훈색성(goniochromism) 및/또는 색-변화를 생성하는 안료 및/또는 조성물을 포함한다. 추가적 특수 효과 조성물은 인지할 수 있는 특성, 예컨대 불투명성 또는 질감을 생성할 수 있다. 예를 들어, 특수 효과 조성물은 코팅이 상이한 각에서 보여질 때 코팅 색이 변하도록 색 이동을 생성할 수 있다. 색 효과 조성물의 예는 미국 특허 제6,894,086호(본원에 참고로 포함됨)에서 확인된다. 추가적 색 효과 조성물은 투명 코팅된 마이카 및/또는 합성 마이카, 코팅된 실리카, 코팅된 알루미나, 투명 액정 안료, 액정 코팅, 및/또는 간섭이 물질의 표면과 공기 사이의 굴절률 차이 때문이 아닌 물질 내의 굴절률 차이 때문에 야기되는 임의의 조성물을 포함할 수 있다.
감광성 조성물 및/또는 광색성 조성물(하나 이상의 광원에 노출시 이의 색을 가역적으로 변경함)이 본 발명의 코팅에 사용될 수 있다. 광색성 및/또는 감광성 조성물은 명시된 파장의 방사선에 노출시 활성화될 수 있다. 조성물이 여기될 때, 분자 구조가 변하고, 변경된 구조는 조성물의 원래 색과 상이한 새로운 색을 나타낸다. 방사선에 대한 노출의 제거시, 광색성 및/또는 감광성 조성물은 휴지 상태로 되돌아갈 수 있고, 여기서 조성물의 원래 색이 되돌아온다. 예를 들어, 광색성 및/또는 감광성 조성물은 비-여기 상태에서 무색일 수 있고 여기 상태에서 색을 나타낼 수 있다. 풀 컬러-변화는 수밀리초 내지 수분 내에, 예컨대 20 내지 60초 내에 나타날 수 있다. 광색성 및/또는 감광성 조성물의 예는 광색성 염료를 포함한다.
감광성 조성물 및/또는 광색성 조성물은 예컨대 공유결합에 의해 중합체 및/또는 중합가능한 성분의 중합체성 물질에 회합하고/하거나 적어도 부분적으로 결합할 수 있다. 감광성 조성물이 코팅으로부터 이동하고 기판 내로 결정화하는 일부 코팅과 비교하여, 본 발명에 따른 중합체 및/또는 중합가능한 성분에 회힙하고/하거나 적어도 부분적으로 결합된 감광성 조성물 및/또는 광색성 조성물은 코팅으로부터 최소로 이동한다. 감광성 조성물 및/또는 광색성 조성물 및 이들의 제조 방법의 예는 미국 특허 제8,153,344호(본원에 참고로 포함됨)에서 확인된다.
일반적으로, 착색제는 목적하는 시각적 및/또는 색 효과를 제공하는 데 충분한 임의의 양으로 존재할 수 있다. 착색제는 본 발명의 조성물의 1 내지 65 중량%, 예컨대 3 내지 40 중량% 또는 5 내지 35 중량%를 차지할 수 있되, 상기 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
"내마모성 입자"는 코팅에서 사용될 때 상기 입자가 부재하는 동일한 코팅과 비교하여 일정 수준의 내마모성을 코팅에게 제공할 것이다. 적합한 내마모성 입자는 유기 및/또는 무기 입자를 포함한다. 적합한 유기 입자의 예는 다이아몬드 입자, 예컨대 다이아몬드 분말 입자, 및 탄화물 물질로부터 형성된 입자를 포함한다; 탄화물 입자의 예는 비제한적으로 탄화 티타늄, 탄화 규소 및 탄화 붕소를 포함한다. 적합한 무기 입자의 예는 실리카; 알루미나; 알루미나 실리케이트; 실리카 알루미나; 알칼리 알루미노실리케이트; 보로실리케이트 유리; 질화물(질화 붕소 및 질화 규소를 포함함); 산화물(이산화 티타늄 및 산화 아연을 포함함); 석영; 하석 섬장암; 지르콘(예컨대 산화 지르코늄의 형태); 바델라이트; 및 유디아라이트를 포함한다. 임의의 크기의 입자가 사용될 수 있고, 상이한 입자 및/또는 상이한 크기의 입자의 혼합물이 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 입자는 0.1 내지 50 μm, 0.1 내지 20 μm, 1 내지 12 μm, 1 내지 10 μm 또는 3 내지 6 μm, 또는 이들 범위 내 임의의 조합의 평균 입자 크기를 갖는 마이크로입자일 수 있다. 입자는 0.1 μm 미만, 예컨대 0.8 내지 500 nm, 10 내지 100 nm 또는 100 내지 500 nm, 또는 이들 범위 내의 임의의 조합의 평균 입자 크기를 갖는 나노입자일 수 있다.
임의의 슬립제, 예컨대 비와이케이 케미(BYK Chemie) 또는 다우 코닝(Dow Corning)으로부터 상업적으로 입수가능한 것이 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 또한, 왁스, 예컨대 폴리올레핀 왁스, 실리콘 또는 파라핀이 사용될 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 비스페놀 A 및 비스페놀 A(BPA)로부터 유도된 에폭시 화합물, 예컨대 비스페놀 A 다이글리시딜 에터(BADGE)를 실질적으로 미함유하고/하거나 본질적으로 미함유하고/하거나 완전히 미함유할 수 있다. 이러한 화합물은 때때로 "BPA 논 인텐트(non intent)"로서 지칭되는데, BPA(이의 유도체 또는 잔기를 포함함)가 의도적으로 첨가되지 않으나 환경의 불순물 또는 불가피한 오염 때문에 미량으로 존재할 수 있기 때문이다. 또한, 코팅 조성물은 비스페놀 F 및 비스페놀 F로부터 유도된 에폭시 화합물, 예컨대 비스페놀 F 다이글리시딜 에터(BFDGE)를 실질적으로 미함유하고/하거나 본질적으로 미함유하고/하거나 완전히 미함유할 수 있다. 본원에 사용된 용어 "실질적으로 미함유"는 성분 및/또는 코팅 조성물 자체가 전술된 임의의 화합물, 또는 이의 유도체 또는 잔기를 1000 ppm 미만으로 함유함을 의미하고, "본질적으로 미함유"는 전술된 임의의 화합물, 또는 이의 유도체 또는 잔기를 100 ppm 미만으로 함유함을 의미하고, "완전히 미함유"는 전술된 임의의 화합물, 또는 이의 유도체 또는 잔기를 20 ppb 미만으로 함유함을 의미한다.
본 발명의 조성물은 당분야에 공지된 임의의 기판, 예를 들어 자동차 기판, 선박 기판, 산업용 기판, 패키징 기판, 나무 바닥재 및 가구, 의류, 전자기기(하우징 및 회로판을 포함하고 가전제품을 포함함(예컨대 컴퓨터, 노트북, 스마트폰, 태블릿, 텔레비전, 게임 기기, 컴퓨터 장비, 컴퓨터 악세서리, MP3 플레이어용 하우징을 포함함)), 유리 및 투명체, 스포츠 장비(골프 공을 포함함) 등에 도포될 수 있다. 따라서, 본 발명은 또한 전술된 임의의 코팅 조성물로 적어도 부분적으로 코팅된 기판에 관한 것이다. 이들 기판은 예를 들어 금속성이거나 비금속성일 수 있다. 금속성 기판은 주석, 강, 주석-도금된 강, 크롬-패시베이팅된 강, 아연-도금된 강, 알루미늄 및 알루미늄 호일을 포함한다. 본원에 사용된 금속 시트는 평평한 금속 시트 및 코일링된 금속 시트(이는 코일링되고, 코팅을 위해 코일링이 풀린 후에 제조사로의 이동을 위해 재코일링됨)를 지칭한다. 비금속성 기판은 중합체, 플라스틱, 폴리에스터, 폴리올레핀, 폴리아미드, 셀룰로스 화합물, 폴리스티렌, 폴리아크릴, 폴리(에틸렌 나프탈레이트), 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 나일론, EVOH, 폴리락트산, 다른 "그린" 중합체성 기판, 폴리(에틸렌테레프탈레이트)(PET), 폴리카보네이트, 폴리카보네이트 아크릴로부타다이엔 스티렌(PC/ABS), 폴리아미드, 나무, 베니어, 나무 복합재, 파티클 보드, 중간 밀도 섬유보드, 시멘트, 돌, 유리, 종이, 카드보드, 직물, 가죽(합성 및 천연 둘 다) 등을 포함한다. 기판은 예컨대 시각적 및/또는 색 효과를 제공하는 방식으로 이미 처리된 것일 수 있다. 적합한 기판은 분말 코팅이 전형적으로 도포된 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 조성물은 당분야에 표준인 임의의 방법, 예컨대 전기 코팅, 분무, 정전기 분무, 딥핑, 롤링, 브러쉬질 등에 의해 도포될 수 있다.
조성물은 0.04 내지 4 mil, 예컨대 0.3 내지 2 mil 또는 0.7 내지 1.3 mil의 건조 필름 두께로 도포될 수 있다. 또한, 조성물은 0.1 mil 이상, 0.5 mil 이상, 1.0 mil 이상, 2.0 mil 이상, 5.0 mil 이상 또는 훨씬 두꺼운 건조 필름 두께로 도포될 수 있다. 일부 적용례에서, 1 내지 20 μm, 예컨대 2 내지 6 μm의 건조 필름 두께가 바람직하다.
본 발명의 조성물은 단독으로 또는 하나 이상의 다른 조성물, 예컨대 2개 이상의 층을 갖는 코팅 시스템과 조합으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 조성물은 착색제를 포함할 수 있거나 포함하지 않고, 프라이머, 베이스코트 및/또는 탑코트로서 사용될 수 있다. 다층 코팅으로 코팅된 기판의 경우, 이들 코팅 중 하나 이상은 본원에 기재된 코팅일 수 있다. 또한, 본 발명의 코팅은 패키징 "사이즈" 코팅, 워시코트, 스프레이코트, 엔드코트 등으로서 사용될 수 있다.
본원에 기재된 조성물이 1-성분(1K) 또는 다성분 조성물, 예컨대 2-성분(2K) 이상일 수 있음이 이해될 것이다. 1K 조성물은 모든 코팅 성분이 제조 후에, 저장 동안 등에 동일한 용기에 유지되는 조성물을 지칭하는 것으로 이해될 수 있다. 1K 조성물은 기판에 도포될 수 있고 임의의 종래의 방법, 예컨대 가열, 강제 공기 등에 의해 경화될 수 있다. 또한, 본 발명의 조성물은 다성분일 수 있고, 이는 다양한 성분이 도포 직전까지 개별적으로 유지되는 조성물로 이해될 수 있다. 전술된 바와 같이, 본 발명의 조성물은 열가소성이거나 열경화성일 수 있다.
조성물은 클리어코트일 수 있다. 클리어코트는 실질적으로 투명하거나 반투명한 코팅으로 이해될 수 있다. 따라서, 클리어코트는, 클리어코트를 불투명하게 만들지 않거나 다르게는 임의의 유의미한 정도로 아래에 있는 기판이 보이는 능력에 영향을 미치지 않는다면 소정의 색도를 가질 수 있다. 본 발명의 클리어코트는 예를 들어 유색 베이스코트와 함께 사용될 수 있다. 클리어코트는 코팅 분야에 공지된 바와 같이 제형화될 수 있다.
또한, 조성물은 착색제, 예컨대 클리어코트와 함께 사용되거나 유색 모노코트로서 사용된 유색 베이스코트를 포함할 수 있다. 이러한 코팅 층은 다양한 산업에서 장식용 및/또는 보호용 마감칠을 제공하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 이러한 코팅 또는 코팅 시스템은 운송수단에 도포될 수 있다. "운송수단"은 이의 가장 넓은 의미로 사용되고, 모든 유형의 운송수단, 예컨대 비제한적으로 임의의 크기의 자동차, 트럭, 버스, 밴, 골프 카트, 오토바이, 자전거, 철도 차량, 비행기, 헬리콥터, 보트 등을 포함한다. 본 발명에 따라 코팅된 운송수단의 부분은 코팅이 사용된 이유에 따라 변할 수 있음이 이해될 수 있다. 예를 들어, 안티-칩(anti-chip) 프라이머가 상기에 기재된 운송수단의 부분의 일부에 도포될 수 있다. 유색 베이스코트 또는 모노코트로서 사용될 때, 본 발명의 코팅은 전형적으로 가시적인 운송수단의 부분, 예컨대 루프, 후드, 문, 트렁크 리드 등에 도포될 수 있고, 또한 특히 조성물이 실란트 또는 접착제로서 제형화될 때 다른 영역, 예컨대 트렁크 안쪽, 문 안쪽 등에 도포될 수 있다; 이들은 또한 운전자 및/또는 승객에 접촉하는 차의 부분, 예컨대 핸들, 대시보드, 변속 기어, 컨트롤, 손잡이 등에 도포될 수 있다. 클리어코트는 전형적으로 운송수단의 외부에 도포될 수 있다.
또한, 본 발명의 조성물은 패키징 코팅으로서 사용하기에 적합하다. 패키징에 다양한 전처리 및 코팅의 적용이 확립되어 있다. 이러한 처리 및/또는 코팅은 예를 들어 금속 캔의 경우 사용될 수 있고, 여기서 처리 및/또는 코팅은 부식을 지연시키거나 억제하고 장식용 코팅을 제공하고 제조 공정 동안 취급의 용이성을 제공하는 것 등을 위해 사용된다. 코팅은 내용물이 용기의 금속에 접촉하는 것을 방지하기 위해 이러한 캔의 내부에 도포될 수 있다. 금속과 식품, 음료 또는 화장품의 접촉은 예를 들어 금속 용기의 부식을 야기할 수 있고, 이는 식품, 음료 또는 화장품을 오염시킬 수 있다. 이는 특히 캔의 내용물이 사실상 산성인 경우 해당된다. 또한, 금속 캔의 내부에 도포된 코팅은 캔의 헤드스페이스(제품의 필 라인(fill line)과 캔 뚜껑 사이의 영역)에서의 부식을 방지하는 것을 보조한다; 헤드스페이스에서의 부식은 특히 고 염 함량을 갖고/갖거나 높은 산도를 갖는 식품 제품의 문제이다. 또한, 코팅은 금속 캔의 외부에 도포될 수 있다. 본 발명의 특정 코팅은 특히 코일링된 금속 스톡, 예컨대 캔의 단부를 제조하는 코일링된 금속 스톡(캔 단부 스톡) 및 단부 캡(cap) 및 클로저(closure)를 제조하는 코일링된 금속 스톡(캡/클로저 스톡과 함께 사용하기에 특히 적당하다. 캔 단부 스톡 및 캡/클로저 스톡 상에 사용하기 위해 설계된 코팅은 전형적으로 피스가 절단되고 코일링된 금속 스톡으로부터 스탬핑되기 전에 도포되기 때문에, 이는 전형적으로 가요성 및 신장성을 갖는다. 예를 들어, 이러한 스톡은 전형적으로 양쪽 면에 코팅된다. 이후, 코팅된 금속 스톡은 펀칭된다. 캔 단부의 경우, 금속은 "팝-탑(pop-top)" 개봉을 위해 금 그어지고, 팝-탑 고리가 별도로 제작된 핀에 부착된다. 이어서, 단부는 엣지 롤링 공정에 의해 캔 몸체에 부착된다. 유사한 절차가 "이지 오픈(easy open)" 캔 단부에 대해 수행된다. 이지 오픈 캔 단부의 경우, 실질적으로 뚜껑 둘레 주위에 있는 금은 전형적으로 풀 탭(pull tab)에 의해 쉬운 개봉 또는 캔으로부터 리드의 제거를 가능하게 한다. 캡 및 클로저의 경우, 캡/클로저 스톡은 전형적으로 예컨대 롤 코팅에 의해 코팅되고, 캡 또는 클로저를 스톡으로부터 스탬핑한다; 그러나 캡/클로저를 형성 후에 코팅하는 것도 가능하다. 비교적 엄중한 온도 및/또는 압력 요건에 놓인 캔용 코팅은 또한 팝핑, 부식, 블러싱 및/또는 블리스터링에 저항성을 가져야 한다.
따라서, 본 발명은 또한 상기에 기재된 임의의 코팅 조성물로 적어도 부분적으로 코팅된 패키지에 관한 것이다. 용어 "패키지"는 특히 제조 시점으로부터 소비자에게 수송하기 위해 및 소비자에 의한 후속 저장을 위해 또 다른 물품을 함유하는 데 사용되는 것을 의미한다. 따라서, 패키지는 그 내용물이 소비자에 의해 개봉될 때까지 변패되지 않도록 유지하기 위해 밀폐된 것으로서 이해될 수 있다. 제조업자는 흔히 식품 또는 음료가 변질되지 않을 수 있는 시간의 길이를 확인할 수 있고, 이는 전형적으로 몇 개월 내지 몇 년이다. 따라서, 본 발명의 "패키지"는 소비자가 식품을 제조할 수 있거고/있거나 저장할 수 있는 저장 용기 또는 베이크웨어(bakeware)로부터 구별된다; 이러한 용기는 단지 비교적 짧은 기간 동안 식품 물품의 신선도 또는 온전성을 유지할 수 있다. 본 발명에 따른 패키지는 금속 또는 비금속, 예를 들어 플라스틱 또는 라미네이트로 제조될 수 있고, 임의의 형태일 수 있다. 적합한 패키지의 예는 라미네이트 튜브이다. 적합한 패키지의 또 다른 예는 금속 캔이다. 용어 "금속 캔"은 임의의 유형의 금속 캔, 용기 또는 임의의 유형의 그릇 또는 이의 일부를 포함하되, 이는 식품/음료 제조업자에 의해 밀폐되어 패키지가 소비자에 의해 개봉될 때까지 그 내용물의 변질을 최소화하거나 제거한다. 금속 캔의 하나의 예는 식품 캔이고; 용어 "식품 캔"은 임의의 유형의 식품 및/또는 음료를 수용하는 데 사용되는 캔, 용기 또는 임의의 유형의 그릇 또는 그 일부를 지칭하는 것으로 본원에서 사용된다. 또한, "음료 캔"은 보다 구체적으로 음료가 패키징된 식품 캔을 지칭하는 데 사용될 수 있다. 용어 "금속 캔"은 구체적으로 식품 캔(음료 캔을 포함함)을 포함하고 또한 구체적으로 "E-Z 개방 단부"를 포함하는 "캔 단부"를 포함하되, 이는 전형적으로 캔 단부 스톡으로부터 스탬핑되고 식품 및 음료의 패키징과 함께 사용된다. 용어 "금속 캔"은 또한 구체적으로 금속 캡 및/또는 클로저, 예컨대 병 캡, 임의의 크기의 스크류 탑 캡 및 리드, 러그 캡 등을 포함한다. 금속 캔은 화장품, 예컨대 개인 관리 제품, 살충 스프레이, 스프레이 페인트, 및 에어로졸 캔 패키징에 적합한 임의의 다른 화합물을 포함하는 다른 물품을 수용하는 데 또한 사용될 수 있다. 캔은 "2-피스 캔" 및 "3-피스 캔", 및 압연되고 다림질된 캔을 포함할 수 있다; 이러한 캔은 흔히 에어로졸 제품 적용례를 갖는다. 또한, 본 발명에 따라 코팅된 패키지는 플라스틱 병, 플라스틱 튜브, 라미네이트 및 가요성 패키징, 예컨대 PE, PP, PET 등으로 제조된 것을 포함할 수 있다. 이러한 패키징은 예를 들어 식품, 치약, 다른 개인 관리 제품 등을 수용할 수 있다.
또한, 본 발명은 10 중량% 이상, 예컨대 15 중량% 이상 또는 20 중량% 이상의 실리콘을 포함하는 코팅으로 코팅된 패키지에 관한 것으로서, 여기서 중량%는 고체의 중량을 기준으로 하고, 패키지는 120℉에서 고온 저장 4주 후에 측정시 90% 이상의 식품 방출 값을 갖는다. 이러한 식품 방출의 측정 방법은 실시예에 기재되어 있다.
코팅은 패키지의 내부 및/또는 외부에 도포될 수 있다. 예를 들어, 코팅은 2-피스 식품 캔, 3-피스 식품 캔, 캔 단부 스톡 및/또는 캡/클로저 스톡을 제조하는 데 사용된 금속 상에 롤 코팅될 수 있다. 코팅은 롤 코팅에 의해 코일 또는 시트에 도포된다; 이어서, 코팅은 경화되고, 캔 단부는 스탬핑되고 완성된 제품, 즉, 캔 단부로 제작된다. 또한, 코팅은 림(rim) 코트로서 캔의 병에 도포될 수 있다; 이러한 도포는 롤 코팅에 의한 것일 수 있다. 림 코트는 캔의 지속적인 제작 및/또는 가공 동안 개선된 취급을 위해 마찰을 감소시키도록 작용한다. 또한, 코팅은 캡 및/또는 클로저에 도포될 수 있다; 이러한 도포는 예를 들어 캡/클로저의 형성 전에 및/또는 후에 도포된 보호성 바니시 및/또는 캡에 후속 도포되는 착색된 에나멜, 특히 병의 캡에 금간 이음매를 갖는 것을 포함할 수 있다. 또한, 장식된 캔 스톡이 본원에 기재된 코팅으로 외부적으로 부분적으로 코팅될 수 있고, 장식되고 코팅된 캔 스톡을 사용하여 다양한 금속 캔을 형성할 수 있다.
또한, 많은 산업에서 넓은 적용례를 갖는 금속 코일이 본 발명에 따라 코팅될 수 있는 기판이다. 또한, 코일 코팅은 전형적으로 착색제를 포함할 수 있다.
기판에 도포 후에, 코팅 조성물은 임의의 적절한 방법에 의해 경화될 수 있다. 일부 적용례에서, 425℉ 이하, 예컨대 415℉ 이하 또는 400℉ 이하에서의 5분 이하, 예컨대 4.5분 이하 동안의 경화가 바람직할 수 있고, 본 발명에 따라 달성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 코팅은 넓은 범위의 산업 및 경화 조건에 걸쳐 사용될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 달리 분명히 명시되지 않는 한, 모든 숫자, 예컨대 값, 범위, 양 또는 백분율을 표현하는 것은 용어 "약"이 명백히 나타나지 않더라도 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 해석될 수 있다. 또한, 본원에 언급된 임의의 수치 범위는 그 안에 포괄되는 모든 하위 범위를 포함하는 것으로 의도된다. 단수형은 복수형을 포괄하고 그 역도 마찬가지이다. 예를 들어, 본원에서 실리콘 수지, 아민-말단화된 폴리아미드, EVO, 필름 형성 성분, 필름 형성 수지, 가교제 등이 언급되나, 하나 이상의 각각의 이들 및 임의의 다른 성분이 사용될 수 있다. 본원에 사용된 용어 "중합체"는 올리고머, 및 단독중합체 및 공중합체 모두를 지칭하고, 접두사 "폴리"는 둘 이상을 지칭한다. (메트)아크릴 및 유사한 용어는 아크릴 및 메타크릴 둘 다를 지칭한다. "예를 들어 ~을 포함함" 및 유사한 용어는 "예를 들어 비제한적으로 ~을 포함함"을 의미한다. 범위가 제시되는 경우, 이들 범위의 임의의 종점 및/또는 이들 범위 내의 수가 본 발명의 범위 내에서 조합될 수 있다. 최대량 및 최소량이 제공되는 경우, 임의의 이러한 양은 조합되어 성분의 범위를 명시할 수 있고, 이러한 범위 내의 수는 본 발명의 범위 내에서 조합될 수 있다. 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어 "포함하는" 및 용어 "포함하는"의 형태는 임의의 변형 또는 부가를 배제하도록 본 발명을 제한하지 않는다. 추가적으로, 본 발명이 "포함하는"이라는 용어로 기술되었지만, 본원에 상세히 열거된 방법, 물질 및 코팅 조성물은 "본질적으로 이루어진" 또는 "이루어진"으로 기술될 수도 있다.
본 발명의 비제한적인 양상은 하기를 포함한다:
1. a. 에폭시화된 식물성 오일;
b. 아민-말단화된 폴리아미드; 및
c. 실리콘 수지
를 포함하는 코팅으로서,
조성물이 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 5 중량% 이상의 에폭시화된 식물성 오일을 포함하는, 코팅.
2. 에폭시화된 식물성 오일이 에폭시화된 대두 오일을 포함하는, 양상 1의 코팅 조성물.
3. 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 10 내지 13 중량%의 에폭시화된 대두 오일을 포함하는 양상 1 또는 2의 코팅 조성물.
4. 폴리아미드가 메틸 바이올렛 지시약을 사용하여 HBr/아세트산 중의 HBr에 의한 적정에 의해 결정시 220 내지 250의 아민 가를 갖는, 양상 1 내지 3 중 어느 하나의 코팅.
5. 실리콘이 실란올 작용성 실세스퀴옥산 실리콘 수지를 포함하는, 양상 1 내지 4 중 어느 하나의 코팅 조성물.
6. 코팅의 총 고체 중량을 기준으로 30 중량% 이하의 페놀 수지를 추가로 포함하는 양상 1 내지 5 중 어느 하나의 코팅 조성물.
7. 코팅의 총 고체 중량을 기준으로 10 중량% 이하의 페놀 수지를 포함하는 양상 6의 코팅 조성물.
8. 코팅의 총 고체 중량을 기준으로 5 중량% 이하의 페놀 수지를 포함하는 양상 6의 코팅 조성물.
9. 코팅의 총 고체 중량을 기준으로 1 중량% 이하의 페놀 수지를 포함하는 양상 6의 코팅 조성물.
10. 아크릴 수지를 추가로 포함하는 양상 1 내지 9 중 어느 하나의 코팅 조성물.
11. 아크릴 수지가 (메트)아크릴산 및 알킬 (메트)아크릴레이트로부터 유도되는 구조 단위를 포함하는, 양상 10의 코팅 조성물.
12. 아크릴 수지가 환형 (메트)아크릴레이트를 포함하는 양상 10 또는 11의 코팅 조성물.
13. 벤조구아나민을 추가로 포함하는 양상 1 내지 12 중 어느 하나의 코팅 조성물.
14. 조성물 및/또는 이의 성분이 BPA 또는 이의 유도체를 실질적으로 미함유하거나 본질적으로 미함유하거나 완전히 미함유하는, 양상 1 내지 13 중 어느 하나의 코팅 조성물.
15. 조성물 및/또는 이의 성분이 BPF 또는 이의 유도체를 실질적으로 미함유하거나 본질적으로 미함유하거나 완전히 미함유하는, 양상 1 내지 14 중 어느 하나의 코팅 조성물.
16. 조성물 및/또는 이의 성분이 하이드록시 작용성 아크릴 단량체를 실질적으로 미함유하거나 본질적으로 미함유하거나 완전히 미함유하는, 양상 1 내지 15 중 어느 하나의 코팅 조성물.
17. 조성물 및/또는 이의 성분이 스티렌을 실질적으로 미함유하거나 본질적으로 미함유하거나 완전히 미함유하는, 양상 1 내지 16 중 어느 하나의 코팅 조성물.
18. 조성물 및/또는 이의 성분이 염화 비닐 단량체를 실질적으로 미함유하거나 본질적으로 미함유하거나 완전히 미함유하는, 양상 1 내지 17 중 어느 하나의 코팅 조성물.
19. 조성물 및/또는 이의 성분이 에틸 아크릴레이트를 실질적으로 미함유하거나 본질적으로 미함유하거나 완전히 미함유하는, 양상 1 내지 18 중 어느 하나의 코팅 조성물.
20. 조성물 및/또는 이의 성분이 아크릴아미드, 예컨대 N-BMA를 실질적으로 미함유하거나 본질적으로 미함유하거나 완전히 미함유하는, 양상 1 내지 19 중 어느 하나의 코팅 조성물.
21. 전술된 양상 중 어느 하나의 코팅 조성물로 적어도 부분적으로 코팅된 기판.
22. 패키지를 포함하는 양상 14의 기판.
23. 금속 캔인 양상 15의 패키지.
24. 금속 캔이 식품 캔 또는 음료 캔인, 양상 16의 패키지.
25. 식품 캔 또는 음료 캔이 양상 1 내지 12 중 어느 하나의 코팅 조성물로 내부 코팅되는, 양상 16의 패키지.
26. 금속 캔으로부터의 식품 방출 효율이 실리콘 미함유 코팅으로 코팅된 금속 캔으로부터의 식품 방출 효율보다 큰, 양상 17의 패키지.
실시예
하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며 어떤 식으로든 본 발명을 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다.
실시예 1
코팅 조성물 A를, 코웰즈(Cowels) 유형 혼합기에서 1100 rpm의 고속에서 하기에 나타낸 성분을 혼합함으로서 제조하였다.
Figure pct00001
상기와 같이 제조된 혼합물은 수중 30% 고체로 분산되고 21초의 점도(78℉의 온도에서 포드 컵(Ford cup) #4를 사용하여 측정)를 가졌다.
Figure pct00002
실시예 2
코팅 조성물 B를 실시예 1에 기재된 바와 같이 하기에 나타낸 성분을 혼합함으로써 제조하였다.
Figure pct00003
실시예 3
코팅 조성물 C를 실시예 1에 기재된 바와 같이 하기에 나타낸 성분을 혼합함으로써 제조하였다.
Figure pct00004
실시예 4
코팅 조성물 D를 실시예 1에 기재된 바와 같이 하기에 나타낸 성분을 혼합함으로써 제조하였다.
Figure pct00005
실시예 5
코팅 조성물 E를 실시예 1에 기재된 바와 같이 하기에 나타낸 성분을 혼합함으로써 제조하였다.
Figure pct00006
실시예 6
코팅 조성물 F를 하기에 나타낸 성분을 혼합함으로써 제조하였다.
Figure pct00007
실시예 7
하기 드웰 시간 및 분무 노즐과 함께 노드슨(Nordson) MEG 건(gun)을 사용하는 스프라이맥(Sprimag) 상업적 분무 기계에 의해 280 내지 300 MGS의 필름 중량까지 코팅 A 내지 F를 300X407 캔에 무공기 분무 도포하였다.
Figure pct00008
하기에 나타낸 조성을 갖는 상업적으로 입수가능한 식품 캔용 2-피스 수계 내부 분무를 동일한 방법으로 또한 분무하였다.
Figure pct00009
상업적 코팅은 21초의 점도(78℉의 온도에서 #4 포드 컵에 의해 측정)에서 수중 30% 고체이다.
분무된 캔을 425℉에서 5분 동안 내부 베이킹 오븐에 두어 경화하고 시험 팩에 두었다. 시험 팩의 경우, 상업적으로 입수가능한 치킨 누들 수프를 160℉로 가열한 후에, 3/16 in 헤드스페이스를 갖는 분무되고 경화된 300x407 캔에 두었다. 단부는 캔 상에 접합되었다. 이어서, 캔을 250℉에서 1시간 동안 스팀 처리하였다. 처리 후에, 캔을 실온으로 밤새 냉각시키고 최종적으로 120℉에서 1 또는 2주일 동안 저장하였다. 1 또는 2주일 후에, 하기에 지시되는 바와 같이, 부식을 시각적으로 1 내지 10 등급으로 등급매겼다(10: 부식 없음). 8.5 이상의 등급이 상업적으로 허용가능한 것으로 간주된다.
DWI 캔의 상부는 압연 공정으로 인해 캔의 하부에 비하여 주석의 감소된 수준 때문에 보다 부식하기 쉽다.
수득된 결과를 하기에 나타냈다.
Figure pct00010
Figure pct00011
Figure pct00012
알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 조성물은 상업적 제품보다 적은 페놀 수지를 사용하여 상업적으로 허용되거나 거의 허용되는 내부식성을 달성하였다; 첨가된 페놀 수지가 없는 코팅 D가 또한 허용가능한 상업적 기준을 달성하였다.
실시예 8
실시예 7에 지시된 드웰 시간 및 분무 노즐과 함께 노드슨 MEG 건을 사용하는 스프라이맥 상업적 분무 기계에 의해 280 내지 300 MGS의 필름 중량까지 코팅 E를 300X407 캔에 무공기 분무 도포하였다. 캔을 하기 시험을 사용하여 수프 방출에 대해 시험하였다:
진하게 농축된 수프(푸른 완두콩 수프)의 수프 방출 시험
각각의 시험된 코팅을 3중으로 시험되었다.
- 리팩 절차
· 수프를 130℉로 가열한다.
· ¼ in 헤드스페이스를 남겨 수프를 시험 캔에 붓는다.
· 30분 동안 250℉에서 뒤집어 스팀처리한다.
· 수프 방출 시험 전에 캔을 밤새 뒤집어 공기 냉각한다.
· 이어서, 캔을 하기에 지시된 시간 동안 고온의 방에 뒤집어 놓는다. 요구된 저장 시간 후에, 수프 방출 시험 전에 시험 캔을 냉각하였다.
- 수프 방출 절차
· 밸런스 및 측면이 절단된 빈 캔의 용기를 무게 잰다.
· 수프의 시험 캔을 칭량한다.
· 수프가 밖으로 빠질 때까지 90° 각에서 하향하도록 캔 진탕을 조절한다.
시험 캔은 동일한 양의 연이은 진탕을 제공받거나 수프가 캔으로부터 흘러나올 때까지 진탕되었고, 중량 및 진탕 수를 기록하였다.
- 수프 방출 계산
· 출발 중량(단부 제거됨): A
· 진탕 후 캔 중량: B
· 방출된 수프의 양: C
(A - B = C)
·방출된 수프의 백분율을 계산한다.
또한, 실리콘을 함유하지 않는 상업적으로 입수가능한 골드 에폭시로 코팅된 캔에 패키징된 상업적으로 입수한 농축된 푸른 완두콩 수프를 고온의 방에 노출 시킨 후에 시험하였다. 하기 표는 방출된 수프의 평균 백분율 및 진탕 수를 보고한다.
Figure pct00013
표에서 알 수 있는 바와 같이, 캔으로부터 식품을 제거하는 것의 용이함 및 제거된 양은 상업적으로 입수가능한 제품과 비교하여 본 발명의 실리콘 함유 코팅을 사용하여 크게 증가하였다.
본 발명의 특정 실시양태가 설명의 목적으로 기술되었지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 본 발명의 세부 사항에 대한 많은 변형이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (23)

  1. a. 에폭시화된 식물성 오일;
    b. 아민-말단화된 폴리아미드; 및
    c. 실리콘 수지
    를 포함하는 코팅 조성물로서,
    상기 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 5 중량% 이상의 에폭시화된 식물성 오일을 포함하는 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    코팅의 총 고체 중량을 기준으로 30 중량% 이하의 페놀 수지를 추가로 포함하는 코팅 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    에폭시화된 식물성 오일이 에폭시화된 대두 오일을 포함하는, 코팅 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    조성물의 총 고체 중량을 기준으로 10 내지 13 중량%의 에폭시화된 대두 오일을 포함하는 코팅 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    아크릴 수지를 추가로 포함하는 코팅 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    아크릴 수지가 (메트)아크릴산 및 알킬 아크릴레이트를 포함하는, 코팅 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    메틸 바이올렛 지시약을 사용하여 HBr/아세트산 중의 HBr에 의한 적정에 의해 결정시 폴리아미드가 220 내지 250의 아민 가를 갖는, 코팅 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    실리콘이 실란올 작용성 실세스퀴옥산 실리콘 수지를 포함하고, 조성물이 코팅의 총 고체 중량을 기준으로 10 중량% 이하의 페놀 수지를 갖는, 코팅 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    조성물이 코팅의 총 고체 중량을 기준으로 5 중량% 이하의 페놀 수지를 갖는, 코팅 조성물.
  10. 제8항에 있어서,
    조성물이 코팅의 총 고체 중량을 기준으로 1 중량% 이하의 페놀 수지를 갖는, 코팅 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    코팅이 벤조구아나민을 추가로 포함하는, 코팅 조성물.
  12. 제1항의 코팅 조성물로 적어도 부분적으로 코팅된 기판.
  13. 제8항의 코팅 조성물로 적어도 부분적으로 코팅된 기판.
  14. 제12항에 있어서,
    패키지를 포함하는 기판.
  15. 제13항에 있어서,
    패키지를 포함하는 기판.
  16. 금속 캔인 제14항의 패키지.
  17. 금속 캔인 제15항의 패키지.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 금속 캔으로부터의 식품 방출 효율이 실리콘 미함유 코팅으로 코팅된 금속 캔으로부터의 식품 방출 효율보다 큰, 패키지.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 금속 캔으로부터의 식품 방출 효율이 실리콘 미함유 코팅으로 코팅된 금속 캔으로부터의 식품 방출 효율보다 큰, 패키지.
  20. 제1항에 있어서,
    스티렌을 포함하지 않는 코팅 조성물.
  21. 제1항에 있어서,
    에틸 아크릴레이트를 포함하지 않는 코팅 조성물.
  22. 제1항에 있어서,
    n-부톡시 메틸 아크릴아미드를 포함하지 않는 코팅 조성물.
  23. 제5항에 있어서,
    아크릴 수지가 환형 (메트)아크릴레이트를 포함하는, 코팅 조성물.
KR1020197011494A 2016-09-28 2017-09-28 내부식성 에폭시화된 식물성 오일 캔 내부 코팅 KR102276112B1 (ko)

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