KR20190080917A - 코팅 조성물 및 코팅 시스템 - Google Patents

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로딘 뒤크로
실비 푸쉐
이브 아몽
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피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 폴리에스터 물질; 및 벤조구아나민 또는 이의 유도체를 포함하는 코팅 조성물로서, 비스페놀 A(BPA), 비스페놀 F(BPF), 비스페놀 A 다이글리시딜 에터(BADGE) 및 비스페놀 F 다이글리시딜 에터(BFDGE)를 실질적으로 포함하지 않고, 130℃에서 60분 동안 수돗물 중 1% 염(NaCl) 용액에서 처리하는 드로우 및 리-드로우 시험 방법에 따라 측정된 20 mm 이상의 가요성, 및 ISO 표준 1518-1:2011에 따라 측정된 700 g 이상의 스크래치 내성을 갖는 코팅 조성물에 관한 것이다.

Description

코팅 조성물 및 코팅 시스템
본 발명은 코팅 조성물, 특히 금속 기재용 코팅 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 코팅 시스템, 특히 금속 기재용 코팅 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 코팅 조성물 또는 코팅 시스템으로 코팅된 금속 기재, 예컨대 식품 또는 음료 용기 또는 이의 일부에 관한 것이다.
다양한 코팅이 식품 및/또는 음료 용기를 코팅하는 데 사용되었다. 코팅 시스템은 전형적으로 고속 적용이 가능하고, 기재에 대해 허용가능한 접착력을 갖고, 식품 접촉에 안전하고, 최종 용도에 적합한 특성을 갖는 것과 같은 특정 특성을 갖는다. 전형적으로, 코팅은 최종 용도에 따라 이러한 유리한 특성 중 하나 또는 둘을 갖는다.
많은 코팅 조성물은 비스페놀 A(BPA)를 함유한다. BPA는 인체 건강에 유해한 것으로 인식되므로, 코팅으로부터 BPA를 제거하는 것이 바람직하다. 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터(BADGE), 에폭시 노볼락 수지 및 BPA 및 비스페놀 F(BPF)로부터 제조된 폴리올과 같은 BPA의 유도체도 또한 문제가 있는 것으로 인식된다. 따라서, BPA, BADGE 및/또는 다른 유도체를 포함하지 않지만, 전술된 바와 같은 요구되는 특성을 보유하는 코팅 조성물을 제공하는 요구가 존재한다.
본 발명의 목적은 전술된 또는 다른 문제점에 대한 하나 이상의 해결책을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 양상에 따라서, 폴리에스터 물질; 및 벤조구아나민 또는 이의 유도체를 포함하는 코팅 조성물로서, 비스페놀 A(BPA), 비스페놀 F(BPF), 비스페놀 A 다이글리시딜 에터(BADGE) 및 비스페놀 F 다이글리시딜 에터(BFDGE)를 실질적으로 포함하지 않고, 경화될 때, 130℃에서 60분 동안 수돗물 중 1% 염(NaCl) 용액에서 처리하는 드로우(draw) 및 리-드로우(re-draw) 시험 방법에 따라 측정된 20 mm 이상의 가요성, 및 ISO 표준 1518-1:2011에 따라 측정된 700 g 이상의 스크래치 내성을 갖는 코팅 조성물이 제공된다.
본 발명에 따른 코팅 조성물은 폴리에스터 물질을 포함한다. 본 발명에 따른 폴리에스터 물질은 폴리산 및 폴리올의 반응 생성물을 포함할 수 있다.
본원에 사용된 "폴리산" 및 유사한 용어는 2 또는 3개의 산 기와 같은 2개 이상의 카복실산 기, 예컨대 2, 3 또는 4개의 산 기를 갖는 화합물을 지칭하고, 폴리산(이때, 하나 이상의 산 기는 에스터화됨) 또는 무수물을 포함한다. 폴리산은 적합하게는 유기 폴리산이다.
폴리산의 카복실산 기는 알킬렌 기; 알켄일렌 기; 알킨일렌 기; 및 아릴렌 기로부터 선택되는 가교기에 의해 연결될 수 있다.
폴리에스터 물질은 임의의 적합한 폴리산으로부터 형성될 수 있다. 폴리산의 적합한 예는, 비제한적으로, 말레산; 푸마르산; 이타콘산; 아디프산; 아젤라산; 석신산; 세바크산; 글루타르산; 데칸 이산; 도데칸 이산; 프탈산; 이소프탈산; 5-tert-부틸이소프탈산; 테트라클로로프탈산; 테트라하이드로프탈산; 트라이멜리트산; 나프탈렌 다이카복실산; 나프탈렌 테트라카복실산; 테레프탈산; 헥사하이드로프탈산; 메틸헥사하이드로프탈산; 다이메틸 테레프탈레이트; 사이클로헥산 다이카복실산; 클로렌드산 무수물; 1,3-사이클로헥산 다이카복실산; 1,4-사이클로헥산 다이카복실산; 트라이사이클로데칸 폴리카복실산; 엔도메틸렌 테트라하이드로프탈산; 엔도에틸렌 헥사하이드로프탈산; 사이클로헥산테트라 카복실산; 사이클로부탄 테트라카복실산; 상기 모든 산의 에스터 및 무수물, 및 이들의 조합을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "폴리올" 및 유사한 용어는 2개 이상, 예컨대 2, 3 또는 4개의 하이드록실 기를 갖는 화합물을 지칭한다. 폴리올의 하이드록실 기는 알킬렌 기; 알켄일렌 기; 알킨일렌 기; 및 아릴렌 기로부터 선택되는 가교기에 의해 연결될 수 있다. 적합하게는, 폴리올은 유기 폴리올이다.
폴리에스터 물질은 임의의 적합한 폴리올로부터 형성될 수 있다. 폴리올은, 비제한적으로, 알킬렌 글리콜, 예컨대 에틸렌 글리콜; 프로필렌 글리콜; 다이에틸렌 글리콜; 다이프로필렌 글리콜; 트라이에틸렌 글리콜; 트라이프로필렌 글리콜; 헥실렌 글리콜; 폴리에틸렌 글리콜; 폴리프로필렌 글리콜 및 네오펜틸 글리콜; 수소화된 비스페놀 A; 사이클로헥산다이올; 프로판다이올, 예컨대 1,2-프로판다이올; 1,3-프로판다이올; 부틸 에틸 프로판다이올; 2-메틸-1,3-프로판다이올; 및 2-에틸-2-부틸-1,3-프로판다이올; 부탄다이올, 예컨대 1,4-부탄다이올; 1,3-부탄다이올; 및 2-에틸-1,4-부탄다이올; 펜탄다이올, 예컨대 트라이메틸 펜탄다이올 및 2-메틸펜탄다이올; 사이클로헥산다이메탄올; 헥산다이올, 예컨대 1,6-헥산다이올; 카프로락톤다이올(예를 들어, 엡실론-카프로락톤 및 에틸렌 글리콜의 반응 생성물); 하이드록시알킬화된 비스페놀; 폴리에터 글리콜, 예를 들어, 폴리(옥시테트라메틸렌) 글리콜; 트라이메틸올 프로판; 펜타에리트리톨; 다이-펜타에리트리톨; 트라이메틸올 에탄; 트라이메틸올 부탄; 다이메틸올 사이클로헥산; 글리세롤 등 또는 이들의 조합을 포함한다.
폴리에스터 물질은 다이올과 이산의 반응으로부터 형성된 중합체 또는 공중 합체를 포함할 수 있고; 폴리올 또는 폴리산 성분은 임의적으로 분지된 중합체를 제조하는 데 사용될 수 있다.
폴리에스터 물질은 이산으로부터 형성될 수 있다. 이산의 적합한 예는, 비제한적으로, 프탈산; 이소프탈산; 테레프탈산; 1,4-사이클로헥산 다이카복실산; 석신산; 아디프산; 아젤라산; 세바크산; 푸마르산; 2,6-나프탈렌 다이카복실산; 오르토프탈산; 프탈산 무수물; 테트라하이드로프탈산 무수물; 말레산 무수물; 석신산 무수물; 이타콘산 무수물; 다이-에스터 물질, 예컨대 다이메틸 에스터 유도체, 예를 들어 다이메틸 이소프탈레이트, 다이메틸 테레프탈레이트, 다이메틸 1,4-사이클로헥산 다이카복실레이트, 다이메틸 2,6-나프탈렌 다이카복실레이트, 다이메틸 푸마레이트, 다이메틸 오르토프탈레이트, 다이메틸석신에이트, 다이메틸 글루타레이트, 다이메틸 아디페이트; 상기 모든 산의 에스터 및 무수물; 및 이들의 혼합물을 포함한다.
적합하게는, 폴리에스터 물질은 테레프탈산, 이소프탈산, 세바크산 또는 이들의 조합으로부터 형성될 수 있다.
폴리에스터 물질을 다이올로부터 형성될 수 있다. 폴리에스터 물질은 임의의 적합한 다이올로부터 형성될 수 있다. 다이올의 적합한 예는, 비제한적으로, 에틸렌 글리콜; 1,2-프로판 다이올; 1,3-프로판 다이올; 1,2-부탄다이올; 1,3-부탄다이올; 1,4-부탄다이올; 부트-2-엔 1,4-다이올; 2,3-부탄 다이올; 2-메틸 1,3-프로판 다이올; 2,2'-다이메틸 1,3-프로판다이올(네오펜틸 글리콜); 1,5-펜탄 다이올; 3-메틸 1,5-펜탄다이올; 2,4-다이에틸 1,5-펜탄 다이올; 1,6-헥산 다이올; 2-에틸 1,3-헥산 다이올; 다이에틸렌 글리콜; 트라이에틸렌 글리콜; 다이프로필렌 글리콜; 트라이프로필렌 글리콜; 2,2,4-트라이메틸 펜탄 1,3-다이올; 1,4-사이클로헥산 다이메탄올; 트라이사이클로데칸 다이메탄올; 2,2,4,4-테트라메틸 사이클로부탄 1,3-다이올; 이소소르바이드; 1,4-사이클로헥산 다이올; 1,1'-이소프로필리덴-비스 (4-사이클로헥산올); 및 이들의 혼합물을 포함한다.
적합하게는, 폴리에스터 물질은 2,2'-다이메틸 1,3-프로판다이올(네오펜틸 글리콜), 1,4-부탄다이올, 2-메틸 1,3-프로판다이올, 에틸렌 글리콜, 1,6-헥산다이올 또는 이들의 조합으로부터 형성될 수 있다.
분지된 중합체를 제조하는 데 임의적으로 사용될 수 있는 적합한 추가 폴리산의 예는, 비제한적으로, 트라이멜리트산 무수물; 트라이멜리트산; 피로멜리트산; 상기 모든 산의 에스터 및 무수물; 및 이들의 혼합물을 포함한다.
분지된 중합체를 제조하는 데 임의적으로 사용될 수 있는 적합한 추가 폴리올의 예는, 비제한적으로, 트라이메틸올 프로판; 트라이메틸올 에탄; 1,2,6-헥산 트라이올; 펜타에리트리톨; 에리트리톨; 다이-트라이메틸올 프로판; 다이-펜타에리트리톨; N,N,N',N'-테트라(하이드록시에틸)아디핀다이아미드; N,N,N'N'-테트라(하이드록시프로필)아디핀다이아미드; 기타 1차 하이드록실 작용성 분지 단량체; 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "알크" 또는 "알킬"은, 달리 정의되지 않는 한, 직쇄, 분지형, 환형 또는 다환형 잔기 또는 이들의 조합인 포화 탄화수소 라디칼에 관한 것이고, 1 내지 20개의 탄소 원자, 적합하게는 1 내지 10개의 탄소 원자, 더욱 적합하게는 1 내지 8개의 탄소 원자, 더욱 더 적합하게는 1 내지 6개의 탄소 원자, 더욱 더 적합하게는 1 내지 4개의 탄소 원자를 함유한다. 이러한 라디칼은 클로로, 브로모, 요오도, 시아노, 니트로, OR19, OC(O)R20, C(O)R21, C(O)OR22, NR23R24, C(O)NR25R26, SR27, C(O)SR27, C(S)NR25R26, 아릴 또는 헤테로원자로 임의적으로 치환될 수 있고, 이때 R19 내지 R27은 각각 독립적으로 수소, 아릴 또는 알킬을 나타내고/거나, 산소 또는 황 원자, 또는 실라노 또는 다이알킬실록산 기에 의해 중단될 수 있다. 이러한 라디칼의 예는 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, 2-메틸부틸, 펜틸, 이소-아밀, 헥실, 사이클로헥실, 3-메틸펜틸, 옥틸 등으로부터 선택될 수 있다. 본원에 사용된 용어 "알킬렌"은 상기 정의된 2가 라디칼 알킬 기에 관한 것이다. 예를 들어, 알킬 기, 예컨대 -CH3으로 표시되는 메틸은, 알킬렌으로서 표시될 때, 메틸렌, -CH2-가 된다. 다른 알킬렌 기는 이에 따라 이해되어야 한다.
본원에 사용된 용어 "알켄일"은 직쇄, 분지쇄, 환형 또는 다환형 잔기 또는 이들의 조합인 탄화수소 라디칼로서, 이중 결합, 적합하게는 4개 이하의 이중 결합을 갖고 2 내지 18개의 탄소 원자, 적합하게는 2 내지 10개의 탄소 원자, 더욱 적합하게는 2 내지 8개의 탄소 원자, 더욱 더 적합하게는 2 내지 6개의 탄소 원자, 더욱 더 적합하게는 2 내지 4개의 탄소 원자를 함유하는 탄화수소 라디칼에 관한 것이다. 이러한 라디칼은 하이드록실, 클로로, 브로모, 요오도, 시아노, 니트로, OR19, OC(O)R20, C(O)R21, C(O)OR22, NR23R24, C(O)NR25R26, SR27, C(O)SR27, C(S)NR25R26 또는 아릴로 임의적으로 치환될 수 있고, 이때 R19 내지 R27은 각각 독립적으로 수소, 아릴 또는 알킬을 나타내고/거나, 산소 또는 황 원자, 또는 실라노 또는 다이알킬실록산 기에 의해 중단된다. 이러한 라디칼의 예는 독립적으로, 예컨대 비닐, 알릴, 이소프로펜일, 펜텐일, 헥센일, 헵텐일, 사이클로프로펜일, 사이클로부텐일, 사이클로펜텐일, 사이클로헥센일, 1-프로펜일, 2-부텐일, 2-메틸-2-부텐일, 이소프렌일, 파르네실, 게란일, 게란일게란일 등을 비롯한 알켄일 기로부터 선택된다. 본원에 사용된 용어 "알켄일렌"은 상기 정의된 2가 라디칼 알켄일 기에 관한 것이다. 예를 들어, -CH=CH2로 표시되는 에텐일과 같은 알켄일 기는, 알켄일렌으로서 표시될 때, 에텐일렌, -CH=CH-가 된다. 다른 알켄일렌 기는 이에 따라 이해되어야 한다.
용어 "알킨일"은, 예컨대 직쇄, 분지형, 환형 또는 다환형 잔기 또는 이들의 조합인 탄화수소 라디칼로서, 삼중 결합, 적합하게는 4개 이하의 삼중 결합을 갖고 2 내지 18개의 탄소 원자, 적합하게는 2 내지 10개의 탄소 원자, 더욱 적합하게는 2 내지 8개의 탄소 원자, 더욱 더 적합하게는 2 내지 6개의 탄소 원자, 더욱 더 적합하게는 2 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소 라디칼에 관한 것이다. 이러한 라디칼은 하이드록시, 클로로, 브로모, 요오도, 시아노, 니트로, OR19, OC(O)R20, C(O)R21, C(O)OR22, NR23R24, C(O)NR25R26, SR27, C(O)SR27, C(S)NR25R26 또는 아릴로 임의적으로 치환될 수 있고, 이때 R19 내지 R27은 각각 독립적으로 수소, 아릴 또는 저급 알킬을 나타내고/거나, 산소 또는 황 원자, 또는 실라노 또는 다이알킬규소 기에 의해 중단된다. 이러한 라디칼의 예는 독립적으로 에틴일, 프로핀일, 프로파길, 부틴일, 펜틴일, 헥신일 등을 비롯한 알킨일 라디칼로부터 선택될 수 있다. 본원에 사용된 용어 "알킨일렌"은 상기 정의된 2가 라디칼 알킨일 기에 관한 것이다. 예를 들어, -C≡CH로 표시되는 에틴일과 같은 알킨일 기는, 알킨일렌으로 표시될 때, 에틴일렌, -C≡C-가 된다. 다른 알킨일렌 기는 이에 따라 이해되어야 한다.
본원에 사용된 용어 "아릴"은 하나의 수소의 제거에 의해 방향족 탄화수소로부터 유도된 유기 라디칼에 관한 것이고, 각각의 고리 내에 7개 이하의 구성원으로 이루어진 임의의 일환형, 이환형 또는 다환형 탄소 고리(이때, 하나 이상의 고리는 방향족임)를 포함한다. 이러한 라디칼은 하이드록시, 클로로, 브로모, 요오도, 시아노, 니트로, OR19, OC(O)R20, C(O)R21, C(O)OR22, NR23R24, C(O)NR25R26, SR27, C(O)SR27, C(S)NR25R26 또는 아릴로 임의적으로 치환될 수 있고, 이때 R19 내지 R27은 각각 독립적으로 수소, 아릴 또는 저급 알킬을 나타내고/거나, 산소 또는 황 원자, 또는 실라노 또는 다이알킬실록산 기에 의해 중단된다. 이러한 라디칼의 예는 독립적으로 페닐, p-톨릴, 4-메톡시페닐, 4-(tert-부톡시)페닐, 3-메틸-4-메톡시페닐, 4-플루오로페닐, 4-클로로페닐, 3-니트로페닐, 3-아미노페닐, 3-아세트아미도페닐, 4-아세트아미도페닐, 2-메틸-3-아세트아미도페닐, 2-메틸-3-아미노페닐, 3-메틸-4-아미노페닐, 2-아미노-3-메틸페닐, 2,4-다이메틸-3-아미노페닐, 4-하이드록시페닐, 3-메틸-4-하이드록시페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 3-아미노-1-나프틸, 2-메틸-3-아미노-1-나프틸, 6-아미노-2-나프틸, 4,6-다이메톡시-2-나프틸, 테트라하이드로나프틸, 인단일, 바이페닐, 페난트릴, 안트릴 및 아세트나프틸 등으로부터 선택될 수 있다. 본원에 사용된 용어 "아릴렌"은 상기 정의된 2가 라디칼 아릴 기에 관한 것이다. 예를 들어, -Ph로 표시되는 페닐과 같은 아릴 기는, 아릴렌으로 표시될 때, 페닐렌, -Ph-가 된다. 다른 아릴렌 기는 이에 따라 이해되어야 한다.
의심의 여지를 피하기 위해, 본원의 복합 기에서 알킬, 알켄일, 알킨일, 아릴 또는 아르알킬에 대한 언급은 이에 따라 해석되어야 하고, 예를 들어 아미노알킬에서 알킬 또는 알콕시에서 알크에 대한 언급은 상기 알크 또는 알킬 등으로 해석되어야 한다.
폴리에스터 물질은 폴리산:폴리올의 임의의 적합한 몰비로부터 형성될 수 있다. 폴리에스터 물질 내의 폴리산:폴리올의 몰비는 10:1 내지 1:10, 적합하게는 5:1 내지 1:5, 예컨대 3:1 내지 1:3, 또는 심지어 2:1 내지 1:2일 수 있다. 적합하게는, 폴리에스터 물질 내의 폴리산:폴리올의 몰비는 1.5:1 내지 1:1.5, 예컨대 1.2:1 내지 1:1.2일 수 있다.
폴리에스터 물질은 이산:다이올의 임의의 적합한 몰비로부터 형성될 수 있다. 폴리에스터 물질 내의 이산:다이올의 몰비는 10:1 내지 1:10, 적합하게는 5:1 내지 1:5, 예컨대 3:1 내지 1:3, 또는 심지어 2:1 내지 1:2일 수 있다. 적합하게는, 폴리에스터 물질 내의 이산:다이올의 몰비는 1.5:1 내지 1:1.5, 예컨대 1.2:1 내지 1:1.2, 또는 심지어 1.1:1 내지 1:1.1일 수 있다.
폴리에스터 물질은 폴리산 및/또는 폴리올에 대한 이산 + 다이올의 임의의 적합한 몰비로부터 임의적으로 형성될 수 있다. 폴리에스터 물질은 100:1 내지 1:1, 적합하게는 100:1 내지 5:1, 예컨대 100:1 내지 20:1, 또는 심지어 100:1 내지 50:1의 이산 + 다이올 대 폴리산 및/또는 폴리올의 몰비를 포함할 수 있다.
폴리에스터 물질은 임의적으로 추가 단량체로부터 형성될 수 있다. 적합하게는, 폴리에스터 물질은 임의적으로 일산(monoacid) 또는 1가 알코올 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 추가 단량체를 포함할 수 있다. 적합하게는, 임의적인 추가 단량체는 유기일 수 있다.
폴리에스터 물질은 임의적으로 추가 일산으로부터 형성될 수 있다. 본원에 사용된 "일산" 및 유사한 용어는 하나의 카복실산 기를 갖는 화합물을 지칭하고 일산의 에스터(산 기가 에스터화되는 경우) 또는 무수물을 포함한다. 일산은 적합하게는 유기 일산이다.
폴리에스터 물질은 임의적으로 임의의 적합한 추가 일산으로부터 형성될 수 있다. 적합한 예는, 비제한적으로 벤조산; 사이클로헥산 카복실산; 트라이사이클로데칸 카복실산; 캠퍼산; 벤조산; tert-부틸 벤조산; C1-C18 지방족 카복실산, 예컨대 아세트산; 프로판산; 부탄산; 헥산산; 올레산; 리놀레산; 운데칸산; 로르산; 이소노난산; 지방 산; 천연 발생 오일의 수소화된 지방 산; 임의의 상기 산의 에스터 및/또는 무수물, 및 이들의 조합을 포함한다.
폴리에스터 물질은 추가 1가 알코올로부터 임의적으로 형성될 수 있다. 본원에 사용된 "1가 알코올" 및 유사한 용어는 하나의 하이드록실 기를 갖는 화합물을 지칭한다. 적합하게는, 1가 알코올은 유기 1가 알코올이다.
폴리에스터 물질은 임의적으로 임의의 적합한 추가 1가 알코올로부터 형성될 수 있다. 적합한 예는, 비제한적으로, 벤질 알코올; 하이드록시에톡시벤젠; 메탄올; 에탄올; 프로판올; 부탄올; 펜탄올; 헥산올; 헵탄올; 도데실 알코올; 스테아릴 알코올; 올레일 알코올; 운데칸올; 사이클로헥산올; 페놀; 페닐 카르비놀; 메틸페닐 카르비놀; 크레솔; 글리콜의 모노에터; 할로겐-치환된 또는 다른 치환된 알코올 및 이들의 조합을 포함한다.
폴리에스터 물질은 시판 중인 폴리에스터 물질을 포함할 수 있다. 시판 중인 적합한 폴리에스터 물질은, 비제한적으로, 디에스엠(DSM)으로부터 상업적으로 이용가능한 상표명 우랄락(URALAC)(RTM) 하에 시판 중인 물질, 예컨대 우랄락 SN 800, 우랄락 SN 805, 우랄락 SN 808, 우랄락 SN 842, 우랄락 SN 859, 우랄락 SN 860, 우랄락 SN 905, 우랄락 908, 우랄락 989 또는 우랄락 SN 978; 갈스태프-멀티레진(Galstaff-Multiresine)으로부터 상업적으로 이용가능한 상표명 이탈키드(ITALKID)(RTM)로 시판 중인 물질, 예컨대 이탈키드 212, 이탈키드 218, 이탈키드 226, 이탈키드 228, 이탈키드 231 또는 이탈키드 300; 헬리오스(Helios)로부터 상업적으로 이용가능한 상표명 도모폴(DOMOPOL)(RTM)로 시판 중인 물질, 예컨대 도모폴 5101, 도모폴 5102, 도모폴 5111, 도모폴 5112, 도모폴 5113, 도모폴 5117, 도모폴 5132; 에보닉(Evonik)으로부터 상업적으로 이용가능한 상표명 다이나폴(RTM)로 시판 중인 물질, 예컨대 다이나폴 LH 318, 다이나폴 LH 818, 다이나폴 LH 820, 다이나폴 LH 823, 다이나폴 LH 830, 다이나폴 LH 833, 다이나폴 L 912, 다이나폴 L 952, 다이나폴 L 206, 다이나폴 L 860 또는 다이나폴 L 600; 디에스엠으로부터 상업적으로 이용가능한 상표명 우랄락(RTM)으로 시판 중인 물질, 예컨대 우랄락 P1580, 우랄락 4215, 우랄락 5080, 우랄락 5930 또는 우랄락 6024; 디에스엠으로부터 상업적으로 이용가능한 상표명 우라딜(URADIL)(RTM)로 시판 중인 물질, 예컨대 우라딜 250, 우라딜 255, 우라딜 258, 우라딜 SZ 260 또는 우라딜 SZ 262; 갈스태프-멀티레진으로부터 상업적으로 이용가능한 상표명 이탈레스터(ITALESTER)(RTM)로 시판 중인 물질, 예컨대 이탈레스터 217 또는 이탈레스터 218; 및 이들의 조합을 포함한다.
폴리에스터 물질은 임의의 적합한 수-평균 분자량(Mn)을 가질 수 있다. 폴리에스터 물질은 500 달톤(Da = g/몰) 내지 250,000 Da, 적합하게는 500 Da 내지 200,000 Da, 예컨대 1,000 Da 내지 150,000 Da, 또는 심지어 1,000 내지 100,000 Da의 Mn을 가질 수 있다.
수-평균 분자량은 임의의 적합한 방법으로 측정될 수 있다. 수-평균 분자량을 측정하는 기술은 당업자에게 널리 공지되어 있다. 적합하게는, 본원에 보고된 바와 같이, Mn은 폴리스티렌 기준을 사용하여 ASTM D6579-11("크기 배제 크로마토그래피에 의한 탄화수소, 로진 및 터펜 수지의 분자량 평균 및 분자량 분포를 위한 표준 실무"; UV 검출기: 254 nm, 용매: 불안정화된 THF, 체류 시간 마커: 톨루엔, 샘플 농도: 2 mg/mL)에 따라 겔 침투 크로마토그래피에 의해 결정될 수 있다.
폴리에스터 물질은 임의의 적합한 중량-평균 분자량(Mw)을 가질 수 있다. 폴리에스터 물질은 500 달톤(Da = g/몰) 내지 250,000 Da, 적합하게는 500 Da 내지 200,000 Da, 예컨대 1,000 Da 내지 150,000 Da, 또는 심지어 1,000 내지 100,000 Da의 Mw를 가질 수 있다.
당업자는 수-평균 분자량을 측정하는 기술이 중량-평균 분자량을 측정하는 데도 적용될 수 있음을 이해할 것이다.
폴리에스터 물질은 임의의 적합한 유리 전이 온도(Tg)를 가질 수 있다. 폴리에스터 물질은 -20 내지 120℃, 적합하게는 0℃ 내지 120℃, 예컨대 10℃ 내지 105℃의 Tg를 가질 수 있다.
폴리에스터 물질의 유리 전이 온도는 임의의 적합한 방법에 의해 측정될 수 있다. Tg를 측정하는 방법은 당업자에게 널리 공지되어 있다. 적합하게는, 본원에 보고된 바와 같이, Tg는 ASTM D6604-00(2013)("시차 주사 열량계에 의한 탄화수소 수지의 유리 전이 온도를 위한 표준 실무". 열-유속 시차 주사 열량 분석법(DSC), 샘플 팬: 알루미늄, 기준: 블랭크, 눈금: 인듐 및 수은, 샘플 중량: 10 mg, 가열 속도: 20℃/분)에 따라 측정된다.
폴리에스터 물질은 임의의 적합한 총 하이드록실가(OHV)를 가질 수 있다. 폴리에스터 물질은 0 내지 120 mg KOH/g의 총 OHV를 가질 수 있다. 적합하게는, 폴리에스터 물질은 0 내지 110 mg KOH/g, 예를 들어 10 내지 110 mg KOH/g, 또는 심지어 10 내지 100 mg KOH/g의 총 OHV를 가질 수 있다.
본원에 보고된 총 OHV는 고체에 대해 표시된다.
폴리에스터 물질은 임의의 적합한 산가(AV)를 가질 수 있다. 폴리에스터 물질은 0 내지 120 KOH/g의 AV를 가질 수 있다. 적합하게는, 폴리에스터는 1 내지 100 mg KOH/g, 예컨대 1 내지 20 mg KOH/g, 또는 심지어 1 내지 10 mg KOH/g의 총 AV를 가질 수 있다.
본원에 보고된 AV는 고체에 대해 표시된다.
본 발명에 따른 폴리에스터 물질은 에스터화 촉매의 존재 하에 제조될 수 있다. 적합하게는, 에스터화 촉매는 에스터화 및/또는 에스터 교환에 의해 성분의 반응을 촉진시키도록 선택될 수 있다. 폴리에스터 물질의 제조에 사용하기 위한 에스터화 촉매의 적합한 예는, 비제한적으로, 금속 화합물, 예컨대 주석 옥토에이트; 주석 클로라이드; 부틸 주석산(하이드록시 부틸 주석 옥사이드); 모노부틸 주석 트리스(2-에틸헥사노에이트); 클로로 부틸 주석 다이하이드록사이드; 테트라-n-프로필 티타네이트; 테트라-n-부틸 티타네이트; 아연 아세테이트; 인산과 같은 산 화합물; 파라-톨루엔 설폰산; 도데실 벤젠 설폰산(DDBSA) 및 이들의 조합을 포함한다. 에스터화 촉매는 도데실 벤젠 설폰산(DDBSA)일 수 있다.
에스터화 촉매는, 존재하는 경우, 총 중합체 성분에 대해 0.001 내지 1 중량%, 적합하게는 총 중합체 성분에 대해 0.01 내지 0.2 중량%, 예를 들어 0.025 내지 0.2 중량%의 양으로 사용될 수 있다.
폴리에스터 물질은 (i) 1,2-프로판다이올, (ii) 테레프탈산, 및 (iii) 분자량 증가제의 반응 생성물을 포함할 수 있고, 상기 폴리에스터 물질은 6,100 Da 이상의 수-평균 분자량(Mn) 및 80℃ 이상의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는다.
"분자량 증가제"는 폴리에스터 물질의 수-평균 분자량(Mn)을 증가시키는 물질을 의미한다.
분자량 증가제는 폴리에스터 물질의 Mn을 증가시킬 수 있는 임의의 적합한 화합물일 수 있다. 적합하게는, 분자량 증가제는 폴리산, 폴리올 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
분자량 증가제는 폴리산을 포함할 수 있다. 적합하게는, 분자량 증가제는 이산을 포함할 수 있다.
분자량 증가제는 하기 화학식 I의 이산을 포함할 수 있다:
[화학식 I]
Figure pct00001
상기 식에서,
각각의 R은 독립적으로 수소, 또는 알킬, 알켄일, 알킨일 또는 아릴 기이고;
n은 0 또는 1이고;
X는 알킬렌 기; 알켄일렌 기; 알킨일렌 기; 및 아릴렌 기로부터 선택되는 가교기이고;
-COOR 기 사이의 가교는 C1 또는 C2이다.
폴리산 분자량 증가제의 적합한 예는, 비제한적으로, 옥살산; 말론산; 석신산; 오르토프탈산; 말레산; 푸마르산; 이타콘산; 메틸말론산; 에틸말론산; 프로필말론산; 2-메틸석신산; 2-에틸석신산; 2-프로필석신산; 트랜스-사이클로펜탄-1,2-다이카복실산; 시스-사이클로펜탄-1,2-다이카복실산; 트랜스-사이클로헥산-1,2-다이카복실산; 시스-사이클로헥산-1,2-다이카복실산; 상기 모든 산의 산 및 무수물, 및 이들의 조합을 포함한다. 폴리산 분자량 증가제는 말레산 무수물, 이타콘산 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
적합하게는, 폴리산 분자량 증가제는 말레산 무수물을 포함할 수 있다.
분자량 증가제는 폴리올을 포함할 수 있다. 적합하게는, 분자량 증가제는 트라이올을 포함할 수 있다.
상기 폴리올 분자량 증가제의 하이드록실 기는 C1-C3 알킬렌 기에 의해 연결될 수 있다. C1-C3 알킬렌 기는 치환되거나 비치환될 수 있다. C1-C3 알킬렌 기는 할로; 하이드록실; 니트로; 머캡토; 아미노; 알킬; 알콕시; 아릴; 설포 및 설폭시 기로 임의적으로 치환될 수 있다. C1-C3 알킬렌 기는 선형 또는 분지형일 수 있다. C1-C3 알킬렌 기는 포화되거나 불포화될 수 있다.
적합하게는, 하이드록실 기 사이를 연결하는 3개 이하의 탄소 원자가 존재할 수 있다.
폴리올 분자량 증가제의 적합한 예는, 비제한적으로, 메틸렌 글리콜; 에틸렌 글리콜; 프로필렌 글리콜; 네오펜틸 글리콜; 1,2-프로판다이올; 부틸 에틸 프로판다이올; 2-메틸-1,3-프로판다이올; 2-에틸-2-부틸-1,3-프로판다이올; 트라이메틸올메탄; 트라이메틸올에탄; 트라이메틸올프로판; 글리세롤; 펜타에리트리톨; 및 이들의 조합을 포함한다. 적합하게는, 폴리올 분자량 증가제는 트라이메틸올프로판을 포함한다.
테레프탈산(ii)은 임의의 적합한 형태일 수 있다. 테레프탈산이 종종 이소프탈산을 오염물로서 함유하는 형태로 제공되는 것이 당업자에게 널리 공지되어 있다. 그러나, 테레프탈산은 이소프탈산을 실질적으로 포함하지 않는 형태로 제공될 수 있다. "실질적으로 포함하지 않는"은 5 중량% 미만의 이소프탈산, 바람직하게는 2 중량% 미만의 이소프탈산, 더욱 바람직하게는 0.05 중량% 미만의 이소프탈산을 함유하는 테레프탈산을 지칭함을 의미한다. 테레프탈산은 0 중량%의 이소프탈산을 함유할 수 있다.
폴리에스터 물질은 (i) + (ii):(iii)의 임의의 적합한 몰비를 포함할 수 있다. (i) + (ii):(iii)의 몰비는 100:1 내지 1:1, 예컨대 80:1 내지 5:1일 수 있다. 비제한적인 예로서, 분자량 증가제가 폴리산인 경우, (i) + (ii):(iii)의 몰비는 25:1일 수 있다. 추가 비제한적인 예로서, 분자량 증가제가 폴리올인 경우, (i) + (ii):(iii)의 몰비는 80:1일 수 있다.
폴리에스터 물질은 낮은 분지화도를 가질 수 있다. 폴리에스터 물질은 실질적으로 선형이거나 약간 분지될 수 있다. 예를 들어, 폴리에스터 물질의 분지화도는 상기 고분자량 폴리에스터 물질의 다분산 지수에 의해 측정될 수 있다. 중합체의 다분산도 지수는 Mn 대 Mw의 비(Mw/Mn)에 의해 제공되고, 이때 Mw는 중량-평균 분자량이고, Mn은 수-평균 분자량이다. 적합하게는, 폴리에스터 물질의 다분산 지수는 1 내지 20, 적합하게는 1 내지 10이다.
폴리에스터 물질은 상기 폴리에스터 물질의 얽힘 분자량(entanglement molecular weight)보다 큰 분자량을 가질 수 있다.
본원에 사용된 "얽힘 분자량" 및 유사한 용어는 폴리에스터 물질이 얽히도록 충분히 커지는 분자량을 지칭한다. 의심의 여지를 피하기 위해, 분자량은 수-평균 분자량 또는 중량-평균 분자량일 수 있다. 얽힘 분자량은 전형적으로 물리적 특성, 특히 폴리에스터 물질의 점도가 변하는 분자량으로 정의된다.
전형적으로, 얽힘 분자량은 중합체의 분자량의 log에 대한 용융 점도의 log를 도표화하여 결정된다. 전형적으로, 분자량이 증가함에 따라 도표는 부드럽게 위쪽으로 경사진 선형 경로를 따른다. 그러나, 얽힘 분자량에 도달하면, 완만하게 경사진 선형 경로가 급하게 경사진 선형 경로로 증가하다. 따라서, 얽힘 분자량은 기울기가 완만하게 경사진 것으로부터 급하게 경사진 것으로 바뀌는 도표 상의 점으로 결정될 수 있다.
용융 점도를 측정하는 기술은 당업자에게 널리 공지되어 있다. 적합하게는, 용융 점도는 원뿔 및 평판 레오미터에 의해 적용되는 것과 같은 고 전단 속도에서 측정될 수 있고, 전형적인 방법은 ASTM D4287과 같은 표준 방법에 기술된 바와 같다. 상기 폴리에스터 물질의 임계 얽힘 분자량을 초과하는 분자량을 갖는 본 발명에 따른 폴리에스터 물질로부터 형성된 필름은 우수한 필름 형성 특성을 갖는 것으로 밝혀졌다.
폴리에스터 물질의 성분 (i), (ii) 및 (iii)은 임의의 순서로 접촉될 수 있다.
폴리에스터 물질은 1 단계 공정으로 제조될 수 있다. 적합하게는, 1 단계 공정에서, 성분 (i), (ii) 및 (iii)은 모두 동시에 반응한다. 적합하게는, 폴리에스터 물질은 분자량 증가제가 폴리올을 포함하는 1 단계 공정으로 제조될 수 있다.
적합하게는, 1 단계 공정에서, 성분 (i), (ii) 및 (iii)은 제1 반응 온도 T1에서 함께 접촉될 수 있고, T1은 90 내지 260℃, 200 내지 250℃, 예컨대 200 내지 230℃의 온도일 수 있다.
전형적으로, 1 단계 공정에서, 반응은 1분 내지 100시간, 예컨대 2 내지 80시간의 총 기간 동안 처리되도록 허용된다. 반응 조건이 사용되는 반응물에 따라 다양할 수 있음은 당업자에게 인정될 것이다.
폴리에스터 물질은 임의의 적합한 양으로 본 발명의 코팅 조성물에 존재할 수 있다. 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 40 내지 95 중량%, 적합하게는 50 내지 95 중량%, 예컨대 60 내지 90 중량%의 폴리에스터 물질을 포함할 수 있다. 적합하게는, 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 70 내지 80 중량%의 제1 폴리에스터 수지 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 벤조구아나민 또는 이의 유도체를 포함한다. 벤조구아나민 또는 이의 유도체는 시판 중인 벤조구아나민 또는 이의 유도체를 포함할 수 있다. 시판 중인 벤조구아나민 및 이의 유도체의 적합한 예는, 비제한적으로, 벤조구아나민-포름알데하이드 기반 물질, 예컨대 사이멜(CYMEL)(RTM) 1123(사이텍 인더스트리즈(Cytec Industries)에서 시판 중), 이타민(ITAMIN)(RTM) BG143(갈스태프-멀티레진에서 시판 중) 또는 마프레날(RTM) BF892(이네오스(Ineos)에서 시판 중); 글리콜우릴 기반 물질, 예컨대 사이멜 1170 및 사이멜 1172(사이텍에서 시판 중); 및 이들의 조합을 포함한다.
벤조구아나민 또는 이의 유도체는 본 발명의 코팅 조성물에 임의의 적합한 양으로 존재할 수 있다. 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 1 중량% 이상, 적합하게는 2 중량% 이상, 예컨대 3 중량% 이상, 또는 심지어 4 중량% 이상의 벤조구아나민 또는 이의 유도체를 포함할 수 있다. 적합하게는, 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 4.5 중량% 이상의 벤조구아나민 또는 이의 유도체를 포함할 수 있다. 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 40 중량% 이하, 적합하게는 30 중량% 이하, 예컨대 20 중량% 이하, 또는 심지어 15 중량% 이하의 벤조구아나민 또는 이의 유도체를 포함할 수 있다. 적합하게는, 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 10 중량%의 벤조구아나민 또는 이의 유도체를 포함할 수 있다. 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 1 내지 40 중량%, 적합하게는 1 내지 30 중량%, 예컨대 1 내지 20 중량%, 또는 심지어 1 내지 15 중량%의 벤조구아나민 또는 이의 유도체를 포함할 수 있다. 적합하게는, 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 1 내지 10 중량%의 벤조구아나민 또는 이의 유도체를 포함할 수 있다. 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 2 내지 40 중량%, 적합하게는 2 내지 30 중량%, 예컨대 2 내지 20 중량%, 또는 심지어 2 내지 15 중량%의 벤조구아나민 또는 이의 유도체를 포함할 수 있다. 적합하게는, 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 2 내지 10 중량%의 벤조구아나민 또는 이의 유도체를 포함할 수 있다. 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 3 내지 40 중량%, 적합하게는 3 내지 30 중량%, 예컨대 3 내지 20 중량%, 또는 심지어 3 내지 15 중량%의 벤조구아나민 또는 이의 유도체를 포함할 수 있다. 적합하게는, 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 3 내지 10 중량%의 벤조구아나민 또는 이의 유도체를 포함할 수 있다. 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 4 내지 40 중량%, 적합하게는 4 내지 30 중량%, 예컨대 4 내지 20 중량%, 또는 심지어 4 내지 15 중량%의 벤조구아나민 또는 이의 유도체를 포함할 수 있다. 적합하게는, 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 4 내지 10 중량%의 벤조구아나민 또는 이의 유도체를 포함할 수 있다. 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 4.5 내지 40 중량%, 적합하게는 4.5 내지 30 중량%, 예컨대 4.5 내지 20 중량%, 또는 심지어 4.5 내지 15 중량%의 벤조구아나민 또는 이의 유도체를 포함할 수 있다. 적합하게는, 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 4.5 내지 10 중량%의 벤조구아나민 또는 이의 유도체를 포함할 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 임의적으로 추가 가교결합 물질을 포함할 수 있다. 추가 가교결합 물질은 단일 분자, 이량체, 올리고머, (공)중합체 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 가교결합제는 이량체 또는 삼량체일 수 있다.
추가 가교결합 물질은 임의의 적합한 가교결합 물질을 포함할 수 있다. 적합한 가교결합 물질은 당업자에게 널리 공지되어 있다. 적합한 가교결합 물질은, 비제한적으로 페놀계 수지(또는 페놀-포름알데하이드 수지); 아미노플라스트 수지(또는 트라이아진-포름알데하이드 수지); 아미노 수지; 에폭시 수지; 이소시아네이트 수지; 베타-하이드록시 (알킬) 아미드 수지; 알킬화된 카밤에이트 수지; 폴리산; 무수물; 유기금속 산-작용성 물질; 폴리아민; 폴리아미드, 및 이들의 조합을 포함한다. 적합하게는, 가교결합 물질은 페놀계 수지, 이소시아네이트 수지 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 따라서, 적합하게는, 코팅 조성물은 폴리에스터 물질, 벤조구아나민 또는 이의 유도체, 및 페놀계 수지 및 이소시아네이트 수지를 포함하는 추가 가교결합 물질을 포함할 수 있다.
페놀계 수지의 비제한적인 예는 페놀과 알데하이드 또는 케톤의 반응, 적합하게는 페놀과 알데하이드의 반응, 예컨대 페놀과 포름알데하이드 또는 아세트알데하이드의 반응, 또는 심지어 페놀과 포름알데하이드의 반응으로부터 형성되는 것이다. 페놀계 수지를 형성하는 데 사용될 수 있는 페놀의 비제한적인 예는 페놀, 부틸 페놀, 자일렌올 및 크레솔이다. 페놀계 수지의 일반적인 제법은 문헌["The Chemistry and Application of Phenolic Resins or Phenoplasts", Vol V, Part I, edited by Dr Oldring; John Wiley and Sons/Cita Technology Limited, London, 1997]에 기술된다. 적합하게는, 페놀계 수지는 레졸 유형이다. "레졸 유형"은 염기성(알칼리성) 촉매 및 임의적으로 과량의 포름알데하이드의 존재 하에 형성된 수지를 의미한다. 시판 중인 페놀계 수지의 적합한 예는, 비제한적으로 사이텍 인더스트리즈로부터 상업적으로 이용가능한 상표명 페노두르(PHENODUR)(RTM) 하에 시판 중인 수지, 예컨대 페노두르 EK-827, 페노두르 VPR1785, 페노두르 PR 515, 페노두르 PR516, 페노두르 PR 517, 페노두르 PR 285, 페노두르 PR612 또는 페노두르 PH2024; 모멘티브(Momentive)로부터 상업적으로 이용가능한 상표명 베이크라이트(BAKELITE)(RTM) 하에 시판 중인 수지, 예컨대 베이크라이트 6582 LB, 베이크라이트 6535, 베이크라이트 PF9989 또는 베이크라이트 PF6581; 쉐넥타디(Schenectady)로부터 시판 중인 SFC 112; 에스에이치에이치피피(SHHPP)로부터 시판 중인 두레즈(DUREZ)(RTM) 33356; 비트레즈(Bitrez)로부터 시판 중인 아라링크(ARALINK)(RTM) 40-852; 또는 이들의 조합을 포함한다.
코팅 조성물은 페놀을 실질적으로 포함하지 않거나, 적합하게는 페놀을 본질적으로 포함하지 않거나, 적합하게는 페놀을 완전히 포함하지 않을 수 있다. "실질적으로 포함하지 않는"은 전술된 임의의 화합물 또는 유도체를 1,000 백만당부(ppm) 미만으로 함유하는 코팅 조성물을 지칭함을 의미한다. "본질적으로 포함하지 않는"은 100 ppm 미만의 전술된 임의의 화합물 또는 이의 유도체를 함유하는 코팅 조성물을 지칭함을 의미한다. "완전히 포함하지 않는"은 20 십억당부(ppb) 미만의 화합물 또는 이의 유도체를 함유하는 코팅 조성물을 지칭함을 의미한다.
이소시아네이트 수지의 비제한적인 예는, 비제한적으로, 이소포론 다이이소시아네이트(IPDI), 예컨대 바이엘(Bayer)로부터 상업적으로 이용가능한 상표명 데스모두르(DESMODUR)(RTM) 하에 시판 중인 수지, 예를 들어 데스모두르 VP-LS 2078/2 또는 데스모두르 PL 340, 또는 에보닉으로부터 상업적으로 이용가능한 상표명 베스타나트(VESTANAT)(RTM) 하에 시판 중인 수지, 예를 들어 베스타나트 B 1370, 베스타나트 B 118 6A 또는 베스타나트 B 1358 A; 헥사메틸렌 다이이소시아네이트(HDI)를 기반으로 하는 차단된 지방족 폴리이소시아네이트, 예컨대 바이엘로부터 상업적으로 이용가능한 상표명 데스모두르(RTM) 하에 시판 중인 수지, 예를 들어 데스모두르 BL3370 또는 데스모두르 BL 3175 SN, 아사히 카세이(Asahi KASEI)로부터 상업적으로 이용가능한 상표명 두라네이트(DURANATE)(RTM) 하에 시판 중인 수지, 예를 들어 두라네이트 MF-K60X, 퍼스토프(Perstorp)로부터 상업적으로 이용가능한 상표명 톨로네이트(TOLONATE)(RTM) 하에 시판 중인 수지, 예를 들어 톨로네이트 D2, 또는 박센덴(Baxenden)으로부터 상업적으로 이용가능한 상표명 트릭센(TRIXENE)(RTM) 하에 시판 중인 수지, 예를 들어 트릭센-BI-7984 또는 트릭센 7981; 또는 이들의 조합을 포함한다.
추가 가교결합 물질은 본 발명의 코팅 조성물에 임의의 적합한 양으로 존재할 수 있다. 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 0.5 내지 70 중량%, 적합하게는 2.5 내지 50 중량%, 예컨대 5 내지 30 중량%, 또는 심지어 7.5 내지 30 중량%의 가교결합 물질을 포함할 수 있다. 적합하게는, 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 7.5 내지 25 중량%의 가교결합 물질을 포함할 수 있다.
추가 가교결합 물질은 페놀계 수지를 포함할 수 있다.
페놀계 수지는, 존재하는 경우, 본 발명의 코팅 조성물에 임의의 적합한 양으로 존재할 수 있다. 페놀계 수지는, 존재하는 경우, 코팅 조성물에 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 1 내지 40 중량%, 적합하게는 2.5 내지 30 중량%, 예컨대 5 내지 20 중량%, 또는 심지어 7.5 내지 20 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 적합하게는, 페놀계 수지는, 존재하는 경우, 코팅 조성물에 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 7.5 내지 15 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
따라서, 본 발명의 추가 양상에 따라서, 폴리에스터 물질; 및 페놀계 수지를 포함하는 가교결합 물질, 및 벤조구아나민 또는 이의 유도체를 포함하는 코팅 조성물로서, 비스페놀 A(BPA), 비스페놀 F(BPF), 비스페놀 A 다이글리시딜 에터(BADGE) 및 비스페놀 F 다이글리시딜 에터(BFDGE)를 실질적으로 포함하지 않고, 경화될 때, 130℃에서 60분 동안 수돗물 중 1% 염(NaCl) 용액에서 처리하는 드로우 및 리-드로우 시험 방법에 따라 측정된 20 mm 이상의 가요성, 및 ISO 표준 1518-1:2011에 따라 측정된 700 g 이상의 스크래치 내성을 갖는 코팅 조성물이 제공된다.
추가 가교결합 물질은 이소시아네이트 수지를 포함할 수 있다.
이소시아네이트 수지는, 존재하는 경우, 임의의 적합한 양으로 본 발명의 코팅 조성물에 존재할 수 있다. 이소시아네이트 수지는, 존재하는 경우, 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 0.5 내지 30 중량%, 적합하게는 1 내지 20 중량%, 예를 들어 1.5 내지 10 중량%의 양으로 코팅 조성물에 존재할 수 있다. 적합하게는, 이소시아네이트 수지는, 존재하는 경우, 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 2 내지 10 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
따라서, 본 발명의 추가 양상에 따라서, 폴리에스터 물질; 및 이소시아네이트 수지를 포함하는 가교결합 물질, 및 벤조구아나민 또는 이의 유도체를 포함하는 코팅 조성물로서, 비스페놀 A(BPA), 비스페놀 F(BPF), 비스페놀 A 다이글리시딜 에터(BADGE) 및 비스페놀 F 다이글리시딜 에터(BFDGE)를 실질적으로 포함하지 않고, 경화될 때, 130℃에서 60분 동안 수돗물 중 1% 염(NaCl) 용액에서 처리하는 드로우 및 리-드로우 시험 방법에 따라 측정된 20 mm 이상의 가요성, 및 ISO 표준 1518-1:2011에 따라 측정된 700 g 이상의 스크래치 내성을 갖는 코팅 조성물이 제공된다.
이소시아네이트 수지는 임의의 적합한 양으로 본 발명의 코팅 조성물에 존재할 수 있다. 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 0.5 내지 30 중량%, 적합하게는 1 내지 20 중량%, 예컨대 1.5 내지 10 중량%의 이소시아네이트 수지를 포함할 수 있다. 적합하게는, 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 2 내지 10 중량%의 이소시아네이트 수지를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 코팅 조성물은 비스페놀 A(BPA) 및 이의 유도체를 실질적으로 포함하지 않는다. 본 발명에 따른 코팅 조성물은 비스페놀 A(BPA) 및 이의 유도체를 본질적으로 포함하지 않을 수 있거나, 완전히 포함하지 않을 수 있다. 비스페놀 A의 유도체는, 예를 들어, 비스페놀 A 다이글리시딜 에터(BADGE)를 포함한다.
본 발명에 따른 코팅 조성물은 비스페놀 F(BPF) 및 이의 유도체를 실질적으로 포함하지 않는다. 본 발명에 따른 코팅 조성물은 비스페놀 F(BPA) 및 이의 유도체를 본질적으로 포함하지 않을 수 있거나, 완전히 포함하지 않을 수 있다. 비스페놀 F의 유도체는, 예를 들어, 비스페놀 F 다이글리시딜 에터(BPFG)를 포함한다.
전술된 화합물 또는 이의 유도체, 즉 BPA, BPF 및 이들의 유도체는 의도적으로 조성물에 첨가되지 않을 수 있지만, 환경으로부터의 불가피한 오염으로 인해 미량으로 존재할 수 있다. "실질적으로 포함하지 않는"은 전술된 임의의 화합물 또는 유도체를 1,000 ppm 미만으로 함유하는 코팅 조성물을 지칭함을 의미한다. "본질적으로 포함하지 않는"은 전술된 임의의 화합물 또는 이의 유도체를 100 ppm 미만으로 함유하는 코팅 조성물을 지칭함을 의미한다. "완전히 포함하지 않는"은 20 ppb 미만의 임의의 화합물 또는 이의 유도체를 함유하는 코팅 조성물을 지칭함을 의미한다.
본 발명의 코팅 조성물은, 경화될 때, 130℃에서 60분 동안 수돗물 중 1% 염(NaCl) 용액에서 처리하는 드로우 및 리-드로우 시험 방법에 따라 측정된 20 mm 이상의 가요성을 갖는다. 본 발명의 코팅 조성물은 130℃에서 60분 동안 수돗물 중 1% 염(NaCl) 용액에서 처리하는 드로우 및 리-드로우 시험 방법에 따라 측정된 22 mm 이상, 적합하게는 24 mm 이상, 예컨대 25 mm 이상의 가요성을 가질 수 있다.
드로우 및 리-드로우는 코팅의 가요성을 측정하기 위한 당업자에게 널리 공지된 시험 방법이다. 시험은 다음과 같이 수행된다. 0.19 mm 두께 및 5.6 gsm(gm-2) 주석의 양철(tinplate) 패널을 8 gsm 코팅으로 바 코팅(bar coating)하여 코팅 패널을 형성한다. 제1 단계에서, 코팅된 패널을 스탬핑 기계(stamping machine) 아래에 놓고 18 mm의 높이 및 30 mm의 직경을 갖는 원통형 컵을 패널로부터 스탬핑한다. 제2 단계에서, 원통형 컵을 26 mm의 높이 및 24 mm의 직경을 갖는 원통형 캔으로 드로잉한다. 제3 단계에서, 원통형 캔을 수돗물 중 1% 염(NaCl) 용액으로 처리한다. 원통형 캔을 용액에 잠기도록 시뮬런트(simulant)를 함유하는 용기에 놓는다. 이어서, 용기를 오토클레이브에 놓고, 130℃에서 60분 동안 처리한다. 생성된 원통형 캔의 외측벽 상의 코팅을 육안으로 손상에 대해 검사하고 수치적으로 평가한다. 측벽은 26 mm의 높이를 갖고, 손상되지 않은 코팅의 높이(mm)를 측벽의 바닥으로부터 측정하고 26과 비교되는 숫자로 표시한다. 즉, 20 mm의 결과는 바닥으로부터 손상되지 않은 코팅의 높이가 26 mm의 전체 측벽 높이에서 20 mm이고, 즉, 측벽 상의 상부 6 mm가 손상되어 코팅이 금속 표면에서 탈착되는 것으로 관찰된다. 26 mm의 결과는 측벽이 전혀 손상되지 않음을 의미하는 반면, 0 mm의 결과는 측벽 상의 모든 코팅이 손상됨을 의미한다. 샘플의 평가는 3 단계 공정이 완료된 직후 샘플의 추가 처리 없이 육안 검사에 의해 수행된다. 스탬핑 공정 및 육안 검사는 20℃에서 수행된다.
본 발명의 코팅 조성물은, 경화될 때, ISO 표준 1518-1:2011("도료 및 바니쉬 - 스크래치 내성의 측정, 제1부: 일정-하중 방법")에 따라 측정된 700 g 이상의 스크래치 내성을 갖는다.
이러한 방법에서, 특정 로드가 로딩된 스크래치 스타일러스가 일정한 속도로 코팅 위에 드로잉된다. 코팅의 침투를 유발하는 데 필요한 최소 로드는 ISO 표준 1518-1:2011의 섹션 7.4에 따라 측정된다. 전형적으로, 코팅된 금속 패널은 코팅이 위쪽을 향하게 하여 스크래치 장치의 패널 홀더에 고정된다. 스크래치 스타일러스는 텅스텐 카바이드 볼 팁을 갖고, 직경이 1 mm이고, 스타일러스가 코팅된 금속 패널에 수직이 되도록 스크래치 장치의 로드 빔에 고정된다. 측정은 전형적으로 3 내지 4 cm/초의 일정한 속도로 코팅 위에 스타일러스를 드로잉함으로써 수행되고, 코팅의 침투를 야기하는 것으로 예상되는 것보다 적은 로드에서 시작한다. 코팅이 침투될 때까지 스크래치 스타일러스 상의 로드를 점진적으로 증가시키고(100 g의 증분), 측정을 반복하다. 코팅의 침투를 유발하는 데 필요한 중량(g)을 기록한다. 전형적으로, 측정은 3회 반복된다.
적합하게는, ISO 표준 1518-1:2011의 방법에 사용되는 금속 패널은, 예를 들어, 양철 또는 주석-부재 강철(TFS)로부터 형성될 수 있다. 본 발명의 코팅 조성물이, 사용된 금속 패널이 양철 또는 주석-부재 강철(TFS)로부터 형성될 때, ISO 표준 1518-1:2011에 따라 측정된 700 g 이상의 가요성을 가짐이 당업자에게 인정될 것이다.
ISO 표준 1518-1:2011 방법에 사용된 금속 패널이 양철로부터 형성될 때, 코팅 조성물은 ISO 표준 1518-1:2011에 따라 측정된 700 g 이상의 가요성을 갖는다.
ISO 표준 1518-1:2011의 방법에 사용되는 금속 패널이 주석-부재 강철(TFS)로부터 형성될 때, 코팅 조성물은 ISO 표준 1518-1:2011에 따라 측정된 700 g 이상, 적합하게는 1,000 g 이상, 예를 들어 1,200 g 이상, 또는 심지어 1,400 g 이상의 가용성을 가질 수 있다.
놀랍게도 및 유리하게, 본 발명자들은 상기 물리적 특성의 조합을 갖는 본 발명의 코팅 조성물이 다양한 상이한 적용례에 보편적으로 사용될 수 있음을 발견하였다. 예를 들어, 놀랍게도 및 유리하게, 본 발명자들은 본 발명의 코팅 조성물이 캔 및/또는 이러한 캔을 제조하는 데 사용되는 성분과 같은 식품 및/또는 음료 용기의 모든 부분에 사용될 수 있음을 발견하였다. 전형적으로, 상이한 코팅이 캔의 상이한 부분 및/또는 이러한 캔을 제조하는 데 사용되는 성분에 적용될 필요가 있음이 당업자에게 인정될 것이다.
본 발명에 따른 코팅 조성물은 용매를 추가로 포함할 수 있다. 코팅 조성물은 단일 용매 또는 용매의 혼합물을 포함할 수 있다. 용매는 물, 유기 용매, 물 및 유기 용매의 혼합물, 또는 유기 용매의 혼합물을 포함할 수 있다.
유기 용매는 적합하게는 경화 공정 중에 코팅 조성물로부터 본질적으로 완전히 증발하기에 충분한 휘발성을 갖는다. 비제한적인 예로서, 경화 공정은 130 내지 230℃에서 1 내지 15분 동안 가열함으로써 수행될 수 있다.
적합한 유기 용매는, 비제한적으로, 지방족 탄화수소, 예컨대 미네랄 스피릿 및 고 인화점 나프타; 방향족 탄화수소, 예컨대 벤젠; 톨루엔; 자일렌; 용매 나프타 100, 150, 200; 엑손-모빌 케미칼 캄파니(Exxon-Mobil Chemical Company)로부터 상표명 솔베쏘(SOLVESSO)(RTM) 하에 시판 중인 것; 알코올, 예컨대 에탄올; n-프로판올; 이소프로판올; 및 n-부탄올; 케톤, 예컨대 아세톤; 사이클로헥산온; 메틸이소부틸 케톤; 메틸 에틸 케톤; 에스터, 예컨대 에틸 아세테이트; 부틸 아세테이트; n-헥실 아세테이트; 로디아솔브(RHODIASOLV)(RTM) RPDE(로디아(Rhodia)로부터 시판 중인 석신산 및 아디프산 에스터의 배합물); 글리콜, 예컨대 부틸 글리콜; 글리콜 에터, 예컨대 메톡시프로판올; 에틸렌 글리콜 모노메틸 에터; 에틸렌 글리콜 모노부틸 에터 및 이들의 조합을 포함한다. 용매는, 존재하는 경우, 적합하게는 코팅 조성물에 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 1 내지 90 중량%, 적합하게는 1 내지 80 중량%, 예컨대 1 내지 70 중량%, 또는 심지어 5 내지 70 중량%의 양으로 사용될 수 있다. 적합하게는, 용매는, 존재하는 경우, 코팅 조성물에 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 10 내지 60 중량%의 양으로 사용될 수 있다.
폴리에스터 물질은 형성되는 동안 및/또는 후에 상기 용매에 용해되거나 분산될 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 촉매를 추가로 포함할 수 있다. 폴리에스터 물질과 가교결합제 사이의 가교결합 반응을 촉진하는 데 전형적으로 사용되는 임의의 촉매가, 예를 들어 사용될 수 있다. 적합한 촉매는 당업자에게 널리 공지되어 있다. 촉매는 비금속 또는 금속 촉매 또는 이들의 조합일 수 있다. 적합한 비금속 촉매는, 비제한적으로, 인산; 차단된 인산; 사이캣(CYCAT)(RTM) XK 406 N(올넥스(Allnex)에서 시판 중); 황산; 설폰산; 사이캣 600(올넥스에서 시판 중); 나큐어(NACURE)(RTM) 5076 또는 나큐어 5925(킹 인더스트리즈(King Industries)에서 시판 중); 산 포스페이트 촉매, 예컨대 나큐어 XC 235(킹 인더스트리즈에서 시판 중); 및 이들의 조합을 포함한다. 적합한 금속 촉매는 당업자에게 널리 공지되어 있다. 적합한 금속 촉매는, 비제한적으로, 주석-함유 촉매, 예컨대 모노부틸 주석 트리스(2-에틸헥사노에이트); 지르코늄-함유 촉매, 예컨대 KKAT(RTM) 4205(킹 인더스트리즈에서 시판 중); 티타네이트계 촉매, 테트라부틸 티타네이트 TnBT(시그마 알드리치(Sigma Aldrich)에서 시판 중); 및 이들의 조합을 포함한다. 촉매는, 존재하는 경우, 임의의 적합한 양으로 코팅 조성물에 사용될 수 있다. 촉매는, 존재하는 경우, 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 0.001 내지 10 중량%, 적합하게는 0.001 내지 5 중량%, 예를 들어 0.01 내지 5 중량%, 또는 심지어 1 내지 3 중량%의 양으로 사용될 수 있다. 적합하게는, 촉매는, 존재하는 경우, 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 0.01 내지 1.5 중량%의 양으로 사용될 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 추가 수지 물질을 포함할 수 있다. 적합한 추가 수지 물질은 당업자에게 널리 공지되어 있다. 추가 수지 물질의 적합한 예는, 비제한적으로, 폴리에스터 수지; 아크릴산 수지; 폴리비닐 클로라이드(PVC) 수지; 알키드 수지; 폴리우레탄 수지; 폴리실록산 수지; 에폭시 수지 또는 이들의 조합을 포함한다. 적합하게는, 추가 수지 물질은 폴리비닐 클로라이드(PVC) 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은, 코팅 제형 분야에서 널리 공지된 다른 임의적인 물질, 예컨대 착색제, 가소제, 내마모성 입자, 산화방지제, 입체장애 아민 광 안정화제, UV 광 흡수제 및 안정화제, 계면활성제, 유동 조절제, 요변성제, 충전제, 유기 조-용매, 반응성 희석제, 촉매, 그라인드 비히클, 윤활제, 왁스 및 기타 통상적인 보조제를 포함할 수 있다. 라텍스 및/또는 라텍스를 포함하는 코팅의 제조에서 중합가능한 계면활성제와 함께 비-중합성 계면활성제의 일부 양을 사용하는 것이 특히 바람직할 수 있다.
본원에 사용된 용어 "착색제"는 조성물에 색 및/또는 다른 불투명도 및/또는 다른 시각 효과를 부여하는 임의의 물질을 의미한다. 착색제는 이산 입자, 분산액, 용액 및/또는 플레이크와 같은 임의의 적합한 형태로 코팅에 첨가될 수 있다. 단일 착색제 또는 2개 이상의 착색제의 혼합물이 본 발명의 코팅에 사용될 수 있다. 적합한 착색제는 본원에 참조로 혼입된 미국 특허공보 제8,614,286호 컬럼 7 제2행 내지 컬럼 8 제65행에 열거되어 있다. 식품 접촉용으로 승인된 것, 예를 들어 이산화 티타늄; 산화 철, 예컨대 흑색 산화 철; 알루미늄 페이스트; 알루미늄 분말, 예컨대 알루미늄 플레이크; 카본 블랙; 울트라마린 블루; 프탈로시아닌, 예컨대 프탈로시아닌 블루 및 프탈로시아닌 그린; 산화 크롬, 산화 크롬 그린; 흑연 피브릴; 페리드 황색; 퀸도 레드; 및 이들의 조합, 및 연방 규정집 제178.3297호(본원에 참조로 혼입됨)에 열거된 것이 포장 코팅에 특히 적합하다.
코팅 조성물은 알루미늄 페이스트, 알루미늄 분말, 예컨대 알루미늄 플레이크 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 적합하게는, 코팅 조성물은 알루미늄 페이스트를 포함할 수 있다.
착색제는, 존재하는 경우, 임의의 적합한 양으로 코팅 조성물에 사용될 수 있다. 착색제는, 존재하는 경우, 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 90 중량% 이하, 예컨대 50 중량% 이하, 또는 심지어 10 중량% 이하의 양으로 코팅 조성물에 사용될 수 있다.
적합한 윤활제는 당업자에게 널리 공지되어 있다. 윤활제의 적합한 예는, 비제한적으로, 카르나우바 왁스 및 폴리에틸렌 유형 윤활제를 포함한다. 윤활제는, 존재하는 경우, 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 0.01 중량% 이상의 양으로 코팅 조성물에 사용될 수 있다.
계면활성제는 기재의 유동 및 습윤을 돕기 위해 임의적으로 코팅 조성물에 첨가될 수 있다. 적합한 계면활성제는 당업자에게 널리 공지되어 있다. 적합하게는, 계면활성제는, 존재하는 경우, 식품 및/또는 음료 용기 적용례와 상용성이도록 선택된다. 적합한 계면활성제는, 비제한적으로, 알킬 설페이트(예컨대, 나트륨 로릴 설페이트); 에터 설페이트; 포스페이트 에스터; 설포네이트; 및 이들의 다양한 알칼리, 암모늄, 아민 염; 지방족 알코올 에톡실레이트; 알킬 페놀 에톡실레이트(예컨대, 노닐 페놀 폴리에터); 염 및/또는 이들의 조합을 포함한다. 계면활성제는, 존재하는 경우, 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 0.01 내지 10 중량%, 적합하게는 0.01 내지 5 중량%, 예를 들어 0.01 내지 2 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 산화물 또는 다른 유도체를 비롯한 다이알킬주석 화합물을 실질적으로 포함하지 않을 수 있거나, 본질적으로 포함하지 않을 수 있거나, 완전히 포함하지 않을 수 있다. 다이알킬주석 화합물의 예는, 비제한적으로, 다이부틸주석다이로레이트(DBTDL); 다이옥틸주석다이로레이트; 다이메틸주석 옥사이드; 다이에틸주석 옥사이드; 다이프로필주석 옥사이드; 다이부틸주석 옥사이드(DBTO); 다이옥틸주석 옥사이드(DOTO) 또는 이들의 조합을 포함한다. "실질적으로 포함하지 않는"은 전술된 임의의 화합물 또는 이의 유도체를 1,000 ppm 미만으로 함유하는 코팅 조성물을 지칭함을 의미한다. "본질적으로 포함하지 않는"은 전술된 임의의 화합물 또는 이의 유도체를 100 ppm 미만으로 함유하는 코팅 조성물을 지칭함을 의미한다. "완전히 포함하지 않는"은 20 ppb 미만의 화합물 또는 이의 유도체를 함유하는 코팅 조성물을 지칭함을 의미한다.
본 발명의 코팅 조성물은 기재 또는 이의 부분에 단일 층으로서 또는 다중 층 시스템의 일부로서 적용될 수 있다. 코팅 조성물은 단일 층으로서 적용될 수 있다. 코팅 조성물은 코팅되지 않은 기재에 적용될 수 있다. 의심의 여지를 피하기 위해, 코팅되지 않은 기재는 적용 전에 세정되는 표면으로 연장된다. 코팅 조성물은 다층 시스템의 일부로서 다른 페인트 층의 상부에 적용될 수 있다. 예를 들어, 코팅 조성물은 프라이머(primer)의 상부에 적용될 수 있다. 코팅 조성물은 중간 층 또는 탑코트(top coat) 층을 형성할 수 있다. 코팅 조성물은 다중 코트 시스템의 제1 코트로서 적용될 수 있다. 적합하게는, 코팅 조성물은 언더코트 또는 프라이머로서 적용될 수 있다. 제2, 제3, 제4 등의 코트는 임의의 적합한 페인트, 예를 들어 에폭시 수지; 폴리에스터 수지; 폴리우레탄 수지; 폴리실록산 수지; 탄화수소 수지 또는 이들의 조합을 함유하는 것을 포함할 수 있다. 제2, 제3, 제4 등의 코트는 폴리에스터 수지를 포함할 수 있다. 제2, 제3, 제4 등의 코트는 액체 코팅 또는 분말 코팅, 적합하게는 분말 코팅일 수 있다. 코팅 조성물은 기재에 한번 또는 여러 번 적용될 수 있다.
코팅 조성물은 다중-코트 시스템에서 언더코트로서 적용될 수 있다. 오버코트 코팅은 분말 코팅일 수 있다. 분말 코팅은 폴리에스터 물질을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 추가 양상에 따라서, 폴리에스터 물질, 및 벤조구아나민 또는 이의 유도체를 포함하는 언더코트 코팅 조성물; 및 추가 폴리에스터 물질을 포함하는 분말 오버코트 코팅 조성물을 포함하는 코팅 시스템으로서, 상기 코팅 시스템이 비스페놀 A(BPA), 비스페놀 F(BPF), 비스페놀 A 다이글리시딜 에터(BADGE) 및 비스페놀 F 다이글리시딜 에터(BFDGE)를 실질적으로 포함하지 않고, 상기 언더코트 코팅 조성물이, 경화될 때, 130℃에서 60분 동안 수돗물 중 1% 염(NaCl) 용액에서 처리하는 드로우 및 리-드로우 시험 방법에 따라 측정된 20 mm 이상의 가요성, 및 ISO 표준 1518-1:2011에 따라 측정된 700 g 이상의 스크래치 내성을 갖는, 코팅 시스템이 제공된다.
언더코트 코팅 조성물은 본 발명의 코팅 조성물과 관련하여 상기된 바와 같이 정의된다.
분말 오버코트 코팅 조성물은 비스페놀 A(BPA), 비스페놀 F(BPF), 비스페놀 A 다이글리시딜 에터(BADGE) 및 비스페놀 F 다이글리시딜 에터(BFDGE)를 실질적으로 포함하지 않을 수 있다.
적합하게는, 코팅 시스템은 비스페놀 A(BPA), 비스페놀 F(BPF), 비스페놀 A 다이글리시딜 에터(BADGE) 및 비스페놀 F 다이글리시딜 에터(BFDGE)를 실질적으로 포함하지 않는다.
본원에 사용된 "분말" 및 유사한 용어는 액체 형태인 물질과는 반대로 고체 미립자의 형태인 물질을 지칭한다.
본 발명의 분말 코팅 조성물은 열경화성 또는 열가소성 분말 코팅 조성물일 수 있다. 적합하게는, 분말 코팅 조성물은 열가소성 코팅 조성물일 수 있다.
본 발명에 따른 분말 오버코트 코팅 조성물은 추가 폴리에스터 물질을 포함한다. 추가 폴리에스터 물질은 폴리산 및 폴리올의 반응 생성물을 포함할 수 있다.
추가 폴리에스터 물질은 임의의 적합한 폴리산으로부터 형성될 수 있다. 폴리산의 적합한 예는, 비제한적으로, 말레산; 푸마르산; 이타콘산; 아디프산; 아젤라산; 석신산; 세바크산; 글루타르산; 데칸 이산; 도데칸 이산; 프탈산; 이소프탈산; 5-tert-부틸이소프탈산; 테트라클로로프탈산; 테트라하이드로프탈산; 트라이멜리트산; 나프탈렌 다이카복실산; 나프탈렌 테트라카복실산; 테레프탈산; 헥사하이드로프탈산; 메틸헥사하이드로프탈산; 다이메틸 테레프탈레이트; 사이클로헥산 다이카복실산; 클로렌드산 무수물; 1,3-사이클로헥산 다이카복실산; 1,4-사이클로헥산 다이카복실산; 트라이사이클로데칸 폴리카복실산; 엔도메틸렌 테트라하이드로프탈산; 엔도에틸렌 헥사하이드로프탈산; 사이클로헥산테트라 카복실산; 사이클로부탄 테트라카복실산; 상기 모든 산의 에스터 및 무수물, 및 이들의 조합을 포함한다.
추가 폴리에스터 물질은 임의의 적합한 폴리올로부터 형성될 수 있다. 폴리올의 적합한 예는, 비제한적으로, 알킬렌 글리콜, 예컨대 에틸렌 글리콜; 프로필렌 글리콜; 다이에틸렌 글리콜; 다이프로필렌 글리콜; 트라이에틸렌 글리콜; 트라이프로필렌 글리콜; 헥실렌 글리콜; 폴리에틸렌 글리콜; 폴리프로필렌 글리콜 및 네오펜틸 글리콜; 수소화된 비스페놀 A; 사이클로헥산다이올; 프로판다이올, 예컨대 1,2-프로판다이올; 1,3-프로판다이올; 부틸 에틸 프로판다이올; 2-메틸-1,3-프로판다이올; 및 2-에틸-2-부틸-1,3-프로판다이올; 부탄다이올, 예컨대 1,4-부탄다이올; 1,3-부탄다이올; 및 2-에틸-1,4-부탄다이올; 펜탄다이올, 예컨대 트라이메틸 펜탄다이올 및 2-메틸펜탄다이올; 사이클로헥산다이메탄올; 헥산다이올, 예컨대 1,6-헥산다이올; 카프로락톤다이올(예를 들어, 엡실론-카프로락톤 및 에틸렌 글리콜의 반응 생성물); 하이드록시알킬화된 비스페놀; 폴리에터 글리콜, 예를 들어, 폴리(옥시테트라메틸렌) 글리콜; 트라이메틸올 프로판; 펜타에리트리톨; 다이-펜타에리트리톨; 트라이메틸올 에탄; 트라이메틸올 부탄; 다이메틸올 사이클로헥산; 글리세롤 등 또는 이들의 조합을 포함한다.
추가 폴리에스터 물질은 폴리산:폴리올의 임의의 적합한 몰비로부터 형성될 수 있다. 추가 폴리에스터 물질 내의 폴리산:폴리올의 몰비는 20:1 내지 1:20, 적합하게는 10:1 내지 1:10, 예컨대 5:1 내지 1:5, 또는 심지어 2:1 내지 1:2이 수 있다. 적합하게는, 추가 폴리에스터 물질 내의 폴리산:폴리올의 몰비는 1.2:1.2 또는 심지어 실질적으로 1:1일 수 있다.
추가 폴리에스터 물질은 임의적으로 추가 단량체로부터 형성될 수 있다. 적합하게는, 추가 폴리에스터 물질은 임의적으로 일산 또는 1가 알코올 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 추가 단량체를 포함할 수 있다. 적합하게는, 임의의 추가 단량체는 유기일 수 있다.
추가 폴리에스터 물질은 임의적으로 추가 일산으로부터 형성될 수 있다. 본원에 사용된 "일산" 및 유사한 용어는 하나의 카복실산 기를 갖는 화합물을 지칭하고, 일산(산 기가 에스터화되는 경우)의 에스터 또는 무수물을 포함한다. 일산은 적합하게는 유기 일산이다.
추가 폴리에스터 물질은 임의적으로 임의의 적합한 추가 일산으로부터 형성될 수 있다. 적합한 예는, 비제한적으로, 벤조산; 사이클로헥산 카복실산; 트라이사이클로데칸 카복실산; 캠퍼산; 벤조산; tert-부틸 벤조산; C1-C18 지방족 카복실산, 예컨대 아세트산; 프로판산; 부탄산; 헥산산; 올레산; 리놀레산; 운데칸산; 로르산; 이소노난산; 지방 산; 천연 발생 오일의 수소화된 지방 산; 전술된 임의의 산의 에스터 및/또는 무수물, 및 이들의 조합을 포함한다.
추가 폴리에스터 물질은 추가 1가 알코올로부터 임의적으로 형성될 수 있다. 본원에 사용된 "1가 알코올" 및 유사한 용어는 하나의 하이드록실 기를 갖는 화합물을 지칭한다. 적합하게는, 1가 알코올은 유기 1가 알코올이다.
오버코트의 추가 폴리에스터는 언더코트와 동일한 또는 상이한 단량체 구성(단량체 및/또는 각각의 양)을 가질 수 있다.
추가 폴리에스터 물질은 임의적으로 임의의 적합한 추가 1가 알코올로부터 형성될 수 있다. 적합한 예는, 비제한적으로, 벤질 알코올; 하이드록시에톡시벤젠; 메탄올; 에탄올; 프로판올; 부탄올; 펜탄올; 헥산올; 헵탄올; 도데실 알코올; 스테아릴 알코올; 올레일 알코올; 운데칸올; 사이클로헥산올; 페놀; 페닐 카르비놀; 메틸페닐 카르비놀; 크레솔; 글리콜의 모노에터; 할로겐-치환된 또는 다른 치환된 알코올, 및 이들의 조합을 포함한다.
추가 폴리에스터 물질은 시판 중인 폴리에스터 물질을 포함할 수 있다. 적합한 시판 중인 폴리에스터 물질은, 비제한적으로, 디에스엠으로부터 상업적으로 이용가능한 상표명 우랄락(RTM) 하에 시판 중인 것, 예컨대 우랄락 SN 800, 우랄락 SN 805, 우랄락 SN 808, 우랄락 SN 842, 우랄락 SN 859, 우랄락 SN 860, 우랄락 SN 905, 우랄락 908, 우랄락 989 또는 우랄락 SN 978; 갈스태프-멀티레진으로부터 상업적으로 이용가능한 상표명 이탈키드(RTM) 하에 시판 중인 것, 예컨대 이탈키드 212, 이탈키드 218, 이탈키드 226, 이탈키드 228, 이탈키드 231 또는 이탈키드 300; 헬리오스로부터 상업적으로 이용가능한 상표명 도모폴(RTM) 하에 시판 중인 것, 예컨대 도모폴 5101, 도모폴 5102, 도모폴 5111, 도모폴 5112, 도모폴 5113, 도모폴 5117, 도모폴 5132; 에보닉으로부터 상업적으로 이용가능한 상표명 다이나폴(RTM) 하에 시판 중인 것, 예컨대 다이나폴 LH 318, 다이나폴 LH 818, 다이나폴 LH 820, 다이나폴 LH 823, 다이나폴 LH 830, 다이나폴 LH 833, 다이나폴 L 912, 다이나폴 L 952, 다이나폴 L 206, 다이나폴 L 860, 다이나폴 P1500 또는 다이나폴 L 600; 디에스엠으로부터 상업적으로 이용가능한 상표명 우랄락(RTM) 하에 시판 중인 것, 예컨대 우랄락 P1580, 우랄락 4215, 우랄락 5080, 우랄락 5930 또는 우랄락 6024; 디에스엠으로부터 상업적으로 이용가능한 상표명 우라딜(RTM) 하에 시판 중인 것, 예컨대 우라딜 250, 우라딜 255, 우라딜 258, 우라딜 SZ 260 또는 우라딜 SZ 262; 갈스태프-멀티레진으로부터 상업적으로 이용가능한 상표명 이탈레스터(RTM) 하에 시판 중인 것, 예컨대 이탈레스터 217 또는 이탈레스터 218; 엠스 케미(Ems Chemie)로부터 상업적으로 이용가능한 상표명 그릴텍스(Griltex)(RTM) 하에 시판 중인 것, 예컨대 그릴텍스(RTM) D 2036E 또는 그릴텍스 D 1573E; 쉐티 아게(Schaetti AG)로부터 상업적으로 이용가능한 상표명 쉐티 멜트(Schaetti Melt)(RTM) 하에 시판 중인 것, 예컨대 쉐티 멜트 3521; 및 이들의 조합을 포함한다. 적합하게는, 추가 폴리에스터 물질은 엠스 케미로부터 상업적으로 이용가능한 상표명 그릴텍스(RTM) 하에 시판 중인 것, 쉐티 아게로부터 상업적으로 이용가능한 상표명 쉐티 멜트(RTM) 하에 시판 중인 것 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
추가 폴리에스터 물질은 임의의 적합한 유리 전이 온도(Tg)를 가질 수 있다. 추가 폴리에스터 물질은 -20 내지 120℃, 적합하게는 0 내지 100℃, 예컨대 10 내지 75℃, 예컨대 15 내지 50℃, 예를 들어 15 내지 40℃, 또는 심지어 15 내지 50℃의 Tg를 가질 수 있다.
추가 폴리에스터 물질의 유리 전이 온도는 임의의 적합한 방법으로 측정될 수 있다. Tg를 측정하는 방법은 당업자에게 널리 공지되어 있다. 적합하게는, Tg는 ASTM D6604-00(2013)("시차 주사 열량계에 의한 탄화수소 수지의 유리 전이 온도에 대한 표준 실무", 열-플럭스 시차 주사 열량계(DSC), 샘플 팬: 알루미늄, 기준: 블랭크, 교정: 인듐 및 수은, 샘플 중량: 10 mg, 가열 속도: 20 ℃/분)에 따라 측정된다.
추가 폴리에스터 물질은 임의의 적합한 융점(Tm)을 가질 수 있다. 추가 폴리에스터는 20 내지 250℃, 적합하게는 50 내지 225℃, 예컨대 100 내지 200℃, 또는 심지어 120 내지 175℃의 Tm을 가질 수 있다. 적합하게는, 추가 폴리에스터 물질은 120 내지 140℃, 예컨대 125 내지 135℃의 Tm을 가질 수 있다. 적합하게는, 추가 폴리에스터 물질은 140 내지 170℃, 예컨대 150 내지 165℃의 Tm을 가질 수 있다.
추가 폴리에스터 물질의 융점은 임의의 적합한 방법으로 측정될 수 있다. Tm을 측정하는 방법은 당업자에게 널리 공지되어 있다. 적합하게는, Tm은 ASTM E794-06(2012)에 따라 시차 주사 열량계(DSC)에 의해 측정된다.
추가 폴리에스터 물질은 단일 폴리에스터 물질을 포함할 수 있거나, 2개 이상의 폴리에스터 물질의 조합을 포함할 수 있다.
분말 코팅 조성물은 임의의 적합한 양의 추가 폴리에스터 물질을 포함할 수 있다. 분말 코팅 조성물은 분말 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 10 내지 99 중량%, 적합하게는 20 내지 90 중량%, 30 내지 80 중량%, 예를 들어 40 내지 75 중량%, 또는 심지어 50 내지 70 중량%의 추가 폴리에스터 물질을 포함할 수 있다. 적합하게는, 분말 코팅 조성물은 분말 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 60 내지 70 중량%의 추가 폴리에스터 물질을 포함할 수 있다.
분말 코팅 조성물은 분말 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 10 중량% 이상, 적합하게는 20 중량% 이상, 예컨대 30 중량% 이상, 예컨대 40 중량% 이상, 예컨대 50 중량% 이상, 또는 심지어 60 중량%의 이상의 추가 폴리에스터 물질을 포함할 수 있다. 분말 코팅 조성물은 분말 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 99 중량% 이하, 적합하게는 90 중량% 이하, 예컨대 80 중량% 이하, 예컨대 5 중량% 이하, 또는 심지어 70 중량% 이하의 추가 폴리에스터 물질을 포함할 수 있다. 분말 코팅 조성물은 분말 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 10 내지 90 중량%, 적합하게는 20 내지 90 중량%, 예컨대 30 내지 90 중량%, 예컨대 40 내지 90 중량%, 예컨대 50 내지 90 중량%, 또는 심지어 60 내지 90 중량%의 추가 폴리에스터 물질을 포함할 수 있다. 분말 코팅 조성물은 분말 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 10 내지 80 중량%, 적합하게는 20 내지 80 중량%, 예컨대 30 내지 80 중량%, 예컨대 40 내지 80 중량%, 예컨대 50 내지 80 중량%, 또는 심지어 60 내지 80 중량%의 추가 폴리에스터 물질을 포함할 수 있다. 분말 코팅 조성물은 분말 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 10 내지 75 중량%, 적합하게는 20 내지 75 중량%, 예컨대 30 내지 75 중량%, 예컨대 40 내지 75 중량%, 예컨대 50 내지 75 중량%, 또는 심지어 60 내지 75 중량%의 추가 폴리에스터 물질을 포함할 수 있다. 분말 코팅 조성물은 분말 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 10 내지 70 중량%, 적합하게는 20 내지 70 중량%, 예컨대 30 내지 70 중량%, 예컨대 40 내지 70 중량%, 예컨대 50 내지 70 중량%, 또는 심지어 60 내지 70 중량%의 추가 폴리에스터 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 분말 오버코트 코팅 조성물은 코팅 제형 분야에 널리 공지된 다른 임의적인 물질, 예컨대 가교결합제, 착색제, 가소제, 내마모성 입자, 산화방지제, 입체장애 아민 광 안정화제, 자외선 흡수제 및 안정화제, 계면활성제, 유동 조절제, 요변성제, 충전제, 촉매, 그라인드 비히클, 윤활제, 왁스 및 기타 통상적인 보조제를 포함할 수 있다. 분말 코팅 조성물이 열가소성 분말 조성물인 경우, 분말 코팅 조성물이 가교결합 물질을 필요로 하지 않을 것임은 당업자에 의해 인정될 것이다. 적합하게는, 따라서, 분말 코팅 조성물이 열가소성 분말 조성물인 경우, 분말 코팅 조성물은 가교결합 물질을 실질적으로 포함하지 않을 수 있다.
적합한 임의적인 물질은, 하기에서 달리 특정되지 않는 한, 본 발명의 제1 양상의 코팅 조성물과 관련하여 상기된 바와 같이 정의된다. 임의적인 물질의 적합한 양은, 존재하는 경우, 하기에서 달리 특정되지 않는 한, 본 발명의 제1 양상의 코팅 조성물과 관련하여 상기된 바와 같이 정의된다.
분말 코팅 조성물은 임의의 적합한 착색제를 포함할 수 있다. 적합한 착색제는 본 발명의 제1 양태의 코팅 조성물과 관련하여 상기 정의된 바와 같다. 적합하게는, 분말 코팅 조성물은 이산화 티타늄을 포함할 수 있다.
분말 코팅 조성물은 임의의 적합한 충전제를 포함할 수 있다. 적합하게는, 분말 조성물은 바륨 설페이트 및/또는 운모를 포함할 수 있다.
분말 코팅 조성물은 임의의 적합한 양의 착색제 및/또는 충전제를 포함할 수 있다. 코팅 조성물은 분말 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 1 내지 90 중량%, 적합하게는 5 내지 70 중량%, 예컨대 10 내지 60 중량%, 예를 들어 20 내지 50 중량%, 또는 심지어 30 내지 40 중량%의 안료 및/또는 충전제를 포함할 수 있다.
분말 코팅 조성물은 임의의 적합한 양의 착색제를 포함할 수 있다. 분말 코팅 조성물은 분말 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 1 내지 90 중량%, 적합하게는 2.5 내지 50 중량%, 예컨대 5 내지 30 중량%, 또는 심지어 10 내지 20 중량%의 착색제를 포함할 수 있다.
분말 코팅 조성물은 임의의 적합한 양의 충전제를 포함할 수 있다. 상기 분말 코팅 조성물은 분말 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 1 내지 90 중량%, 적합하게는 5 내지 50 중량%, 예컨대 10 내지 40 중량%, 예컨대 15 내지 30 중량%, 또는 심지어 15 내지 25 중량%의 충전제를 포함할 수 있다.
본 발명의 코팅 시스템은 비스페놀 A(BPA) 및 이의 유도체를 실질적으로 포함하지 않는다. 코팅 시스템은 비스페놀 A(BPA) 및 이의 유도체를 본질적으로 포함하지 않을 수 있거나, 완전히 포함하지 않을 수 있다. 비스페놀 A의 유도체는, 예를 들어, 비스페놀 A 다이글리시딜 에터(BADGE)를 포함한다. 본 발명에 따른 코팅 시스템은 또한 비스페놀 F(BPF) 및 이의 유도체를 실질적으로 포함하지 않는다. 코팅 시스템은 비스페놀 F(BPF) 및 이의 유도체를 본질적으로 포함하지 않을 수 있거나, 완전히 포함하지 않을 수 있다. 비스페놀 F의 유도체는, 예를 들어 비스페놀 F 다이글리시딜 에터(BPFG)를 포함한다. 전술된 화합물 또는 이의 유도체는 의도적으로 코팅 시스템에 첨가될 수 없지만, 환경으로부터의 피할 수 없는 오염으로 인해 미량으로 존재할 수 있다. "실질적으로 포함하지 않는"은 임의의 전술된 화합물 또는 이의 유도체를 1,000 ppm 미만으로 함유하는 코팅 시스템을 지칭함을 의미한다. "본질적으로 포함하지 않는"은 임의의 전술된 화합물 또는 유도체를 100 ppm 미만으로 함유하는 코팅 시스템을 지칭함을 의미한다. "완전히 포함하지 않는"은 임의의 화합물 또는 이의 유도체를 20 ppb 미만으로 함유하는 코팅 시스템을 지칭함을 의미한다.
본 발명의 분말 오버코트 코팅 조성물은 임의의 적합한 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 분말 오버코트 코팅 조성물은 1 내지 1,000 μm, 적합하게는 5 내지 500 μm, 예를 들어 5 내지 250 μm, 또는 심지어 5 내지 100 μm의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 이러한 크기를 갖는 입자는 임의의 적합한 방법으로 제조될 수 있다. 적합한 방법은 당업자에게 널리 공지되어 있다. 적합한 방법의 예는, 비제한적으로, 냉간 분쇄 및 체질 방법을 포함한다.
본 발명의 분말 오버코트 코팅 조성물은 임의의 적합한 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 분말 오버코트 코팅 조성물은 배합기에서 폴리에스터 물질, 및, 존재하는 경우, 가교결합제, 안료 및/또는 충전제, 경화제 및 첨가제를 먼저 건조 배합함으로써 제조될 수 있다. 배합기는 임의의 적합한 시간 동안 작동될 수 있다. 적합하게는, 배합기는 충전된 물질의 균일한 건조 배합물이 생성되기에 충분한 시간 동안 작동될 수 있다. 이어서, 균질한 건조 배합물은 80 내지 140℃, 적합하게는 100 내지 125℃의 온도 범위 내에서 작동되는 압출기, 예컨대 2축 동시-회전 압출기에서 용융 배합될 수 있다. 분말 오버코트 코팅 조성물의 압출물은 냉각될 수 있고, 전형적으로 전술된 평균 입자 크기로 분쇄된다.
본 발명의 분말 오버코트 코팅 조성물은 적합하게는 경화성 코팅 조성물이다. 본원에 사용된 "경화성 코팅 조성물" 및 유사 용어는 초기 분말 상태, 및 코팅 조성물이 실질적으로 연속적인 유착 상태로 변형된 최종 상태를 갖는 코팅 조성물을 지칭한다.
본 발명의 분말 오버코트 코팅 조성물은 임의의 적합한 방법으로 경화될 수 있다. 분말 오버코트 코팅 조성물은 열 경화 또는 화학 경화, 바람직하게는 열 경화에 의해 경화될 수 있다. 분말 오버코트 코팅 조성물은, 열 경화될 때, 임의의 적합한 온도에서 경화될 수 있다. 분말 오버코트 코팅 조성물은, 열 경화될 때, 50 내지 350℃, 적합하게는 100 내지 320℃, 예를 들어 150 내지 300℃, 또는 심지어 200 내지 300℃의 온도에서 경화될 수 있다.
본 발명에 따른 코팅 조성물 및/또는 코팅 시스템은 임의의 적합한 기재에 적용될 수 있다. 적합한 기재의 예는, 비제한적으로, 식품 및/또는 음료 캔, 또는 이러한 캔을 제조하는 데 사용되는 성분을 포함한다. 캔의 예는, 비제한적으로, 2-피스 캔, 3-피스 캔 등을 포함한다. 코팅 조성물 및/또는 코팅 시스템은 캔의 본체를 따라 솔기선(seam line) 또는 용접부(weld)를 갖는 식품 및/또는 음료 캔에 적용될 수 있다. 본 발명의 코팅 조성물 및/또는 코팅 시스템은 에어로졸 적용을 위한 용기, 예컨대, 비제한적으로, 탈취제 및 헤어스프레이 용기에 적용될 수 있다.
적합하게는, 언더코트 코팅 조성물은 분말 오버코트 조성물의 적용 전에 경화된다.
본 발명에 따른 코팅 조성물 및/또는 코팅 시스템은 임의의 적합한 기재에 적용될 수 있다. 코팅 조성물 및/또는 코팅 시스템은 금속 기재에 적용될 수 있다. 적합한 금속 기재의 예는, 비제한적으로, 식품 및/또는 음료 포장재, 이러한 포장재 또는 모노블록(monobloc) 에어로졸 캔 및/또는 튜브를 제조하는 데 사용되는 성분을 포함한다. 적합하게는, 식품 및/또는 음료 포장재는 캔일 수 있다. 캔의 예는, 비제한적으로, 2-피스 캔, 3-피스 캔 등 중 1종 이상을 포함한다. 모노블록 에어로졸 캔 및/또는 튜브의 적합한 예는, 비제한적으로, 탈취제 및 헤어스프레이 용기를 포함한다. 모노블록 에어로졸 캔 및/또는 튜브는 알루미늄 모노블록 에어로졸 캔 및/또는 튜브일 수 있다.
적합하게는, 코팅 조성물 및/또는 코팅 시스템은 식품 및/또는 음료 포장재 또는 이러한 포장을 제조하는 데 사용되는 성분에 적용될 수 있다.
포장재로의 다양한 전처리 및 코팅의 적용은 잘 확립되어 있다. 이러한 처리 및 코팅은, 예를 들어, 금속 캔의 경우에 사용될 수 있고, 처리 및/또는 코팅은 부식을 지연시키거나 억제하고, 장식용 코팅을 제공하고, 제조 공정 동안 취급을 용이하게 하는 것 등에 사용된다. 코팅은 이러한 캔의 내부에 적용되어 내용물이 용기의 금속과 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 금속과 식품 또는 음료의 접촉은, 예를 들어 금속 용기의 부식을 초래할 수 있고, 이에 따라 식품 또는 음료를 오염시킬 수 있다. 이것은 캔의 내용물이 원래 산성일 때 특히 그렇다. 금속 캔의 내부에 적용된 코팅은 또한 제품의 충전 라인과 캔 뚜껑 사이의 영역인 캔의 헤드스페이스에서 부식을 방지하는 데 도움을 준다(헤드스페이스의 부식은 높은 염 함량을 갖는 식품에 특히 문제가 됨). 코팅은 금속 캔의 외부에도 적용될 수 있다. 본 발명의 특정 코팅 조성물 및/또는 코팅 시스템은 특히 코일형 금속 스톡, 예컨대 캔의 단부가 제조되는 코일형 금속 스톡("캔 단부 스톡(can end stock)"), 및 단부 캡 및 클로저가 제조되는 일형 금속 스톡("캡/클로저 스톡")의 사용에 적용가능한다. 캔 단부 스톡 및 캡/클로저 스톡에 사용하기 위해 설계된 코팅이 전형적으로 조각이 절단되고 코일형 금속 스톡의 스탬핑 전에 적용되므로, 전형적으로 가요성이고 확장가능하다. 예를 들어, 이러한 스톡은 일반적으로 양면에 코팅된다. 이어서, 코팅된 금속 스톡은 펀칭(punching)된다. 이어서, 캔 단부의 경우, 금속은 "팝-탑(pop-top)" 개방에 대해 스코어링(scoring)되고, 팝-탑 링은 개별적으로 제조된 핀으로 부착된다. 이어서, 단부는 가장자리 롤링 공정에 의해 캔 본체에 부착된다. 유사한 과정이 "이지 개방(easy open)" 캔 단부를 위해 수행된다. 이지 개방 캔 단부의 경우, 실질적으로 뚜껑의 둘레 주위의 스코어는, 전형적으로 견인 탭에 의해, 캔으로부터 뚜껑을 용이하게 개방하거나 제거할 수 있도록 한다. 캡 및 클로저의 경우, 캡/클로저 스톡은 전형적으로, 예컨대 롤 코팅에 의해 코팅되고, 캡 또는 클로저는 스톡으로부터 스탬핑되지만, 형성 후에 캡/클로저를 코팅하는 것이 가능하다. 상대적으로 엄격한 온도 및/또는 압력 요건을 거치는 캔 코팅은 또한 팝핑(popping), 부식, 블러슁(blushing) 및/또는 블리스터링(blistering)에 대한 내성이 있어야 하다.
따라서, 본 발명은 또한 임의의 전술된 코팅 조성물 및/또는 코팅 시스템으로 적어도 부분적으로 코팅된 패키지에 관한 것이다. "패키지"는 특히 제조 지점에서 소비자로의 운송 및 소비자의 후속 저장을 위해 다른 아이템을 담는 데 사용되는 모든 것이다. 따라서, 패키지는 소비자가 개봉할 때까지 내용물이 손상되지 않도록 밀봉된 것으로 이해될 수 있다. 제조자는 종종 식품 또는 음료가 부패되지 않을 수 있는 시간의 길이를 구별할 것이고, 이는 전형적으로 수개월 내지 수년이다. 따라서, 본 발명의 "패키지"는 소비자가 식품을 제조하고/거나 저장할 수 있는 저장 용기 또는 제빵기구와 구별되고; 이러한 용기는 단지 비교적 짧은 기간 동안 식품 아이템의 신선도 또는 완전성을 유지할 것이다. 본 발명에 따른 패키지는 금속 또는 비금속, 예를 들어 플라스틱 또는 라미네이트로 만들어 질 수 있고, 임의의 형태일 수 있다. 적합한 패키지의 예는 라미네이트 튜브이다. 적합한 패키지의 다른 예는 금속 캔이다. 본원에 사용된 용어 "금속 캔"은 소비자가 이러한 패키지를 개봉할 때까지 내용물의 부패를 최소화시키거나 제거하기 위해 식품 및/또는 음료 제조업체가 밀봉한 임의의 유형의 금속 캔, 용기 또는 모든 유형의 그릇 또는 이의 부분을 포함하다. 금속 캔의 한 예는 식품 캔이고; 본원에 사용된 용어 "식품 캔"은 임의 유형의 식품 및/또는 음료를 보관하기 위해 사용되는 임의의 유형의 캔, 용기 또는 임의의 유형의 그릇 또는 이의 부분을 지칭한다. 용어 "금속 캔"은 특히 식품 캔을 포함하고, 전형적으로 캔 단부 스톡으로부터 스탬핑되고 식품 및 음료의 포장과 함께 사용되는 "E-Z 개방 단부"를 비롯한 "캔 단부"를 포함하다. 용어 "금속 캔"은 또한 특히 금속 캡 및/또는 클로저, 예컨대 병마개, 스크류 탑 캡 및 임의의 크기의 뚜껑, 러그 캡 등을 포함한다. 금속 캔은, 비제한적으로, 퍼스널 케어 제품, 버그 스프레이, 스프레이 페인트, 및 에어로졸 캔 내의 포장에 적합한 임의의 다른 화합물을 비롯한 다른 아이템을 또한 보관하는 데 사용할 수 있다. 캔은 "2-피스 캔" 및 "3-피스 캔" 및 드로잉 및 아이어닝(ironing)된 1-피스 캔을 포함할 수 있고, 이러한 1-피스 캔은 종종 에어로졸 제품으로 적용될 수 있다. 본 발명에 따라 코팅된 패키지는 또한 PE, PP, PET 등으로 제조된 것과 같은 플라스틱 병, 플라스틱 튜브, 라미네이트 및 가요성 포장을 포함할 수 있다. 이러한 포장은, 예를 들어 식품, 치약, 퍼스널 케어 제품 등을 보관할 수 있다.
코팅 조성물 및/또는 코팅 시스템은 패키지의 내부 및/또는 외부에 적용될 수 있다. 코팅 조성물 및/또는 코팅 시스템은 또한 캔의 바닥에 림 코트(rim coat)로서 적용될 수 있다. 림 코트는 캔의 연속된 제조 및/또는 가공 중에 개선된 취급을 위해 마찰을 감소시키는 기능을 한다. 분말 코팅은 또한 캡 및/또는 클로저에 적용될 수 있고, 이러한 적용은, 예를 들어 캡/클로저 및/또는 캡에 적용된 착색된 에나멜 포스트, 특히 캡의 바닥에서 스코어링된 솔기가 있는 것의 형성 전 및/또는 후에 적용된 보호 바니시를 포함할 수 있다. 장식된 캔 스톡은 또한 본원에 기술된 코팅으로 외부가 부분적으로 코팅될 수 있고, 장식되고 코팅된 캔 스톡은 다양한 금속 캔을 형성하는 데 사용될 수 있다.
많은 산업 분야에서 광범위한 적용례를 갖는 금속 코일도 본 발명에 따라 코팅될 수 있는 기재이다. 코일 코팅은 또한 전형적으로 착색제를 포함한다.
본 발명에 따른 코팅 조성물 및/또는 코팅 시스템은 금속 기재의 적어도 일부에 적용될 수 있다. 예를 들어, 코팅 조성물 및/또는 코팅 시스템이 식품 및/또는 음료 캔에 적용될 때, 코팅 조성물 및/또는 코팅 시스템은 상기 식품 및/또는 음료 캔의 내부 및/또는 외부 표면의 적어도 일부에 적용될 수 있다.
놀랍게도 및 이롭게도, 본 발명의 코팅 조성물 및/또는 코팅 시스템이 식품 및/또는 음료 캔의 임의의 부분 또는 이러한 캔을 제조하기 위해 사용된 임의의 성분에 적합하게 적용될 수 있음이 본 발명자들에 의해 발견되었다. 본 발명의 코팅 조성물 및/또는 코팅 시스템이 식품 및/또는 음료 캔의 임의의 부분 또는 이러한 식품 및/또는 음료 캔을 제조하기 위해 사용된 임의의 성분에 적용될 수 있도록 하는 적합한 특성을 갖는 것이 본 발명의 이점이다. 예를 들어, 본 발명의 코팅 조성물 및/또는 코팅 시스템은 캔의 본체 및 캔의 이지 오픈 단부(EOE)에 동일하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 코팅 조성물 및/또는 코팅 시스템은 캔의 본체 및 캔의 논-이지 개방 단부(NEOE)에 동일하게 적용될 수 있다. 전형적으로, 상이한 코팅이 캔의 이러한 상이한 부분에 적용될 것이라는 것은 당업자에게 인정될 것이다.
적합하게는, 본 발명의 코팅 시스템은 캔의 본체를 따라 솔기선 또는 용접부를 갖는 식품 및/또는 음료 캔에 적용될 수 있다.
기재는 임의의 적합한 물질로 형성될 수 있다. 적합한 물질은 당업자에게 널리 공지되어 있다. 적합한 예는, 비제한적으로, 강철; 양철; 크롬, 티타늄, 티타네이트 또는 알루미늄과 같은 보호성 물질로 전처리된 양철; 주석-부재 강철(TFS); 예를 들어 전기-아연도금 강과 같은 아연도금 강; 알루미늄; 알루미늄 합금; 및 이들의 조합을 포함한다. 적합하게는, 기재는 강철; 양철; 크롬, 티타늄, 티타네이트 또는 알루미늄과 같은 보호성 물질로 전처리된 양철; TFS(주석-부재 강철), 예를 들어 전기 아연도금 강과 같은아연 도금 강, 또는 이들의 조합으로부터 형성될 수 있다. 적합하게는, 기재는 양철, 주석-부재 강철(TFS) 또는 이들의 조합으로부터 형성될 수 있다.
적합하게는, 기재는 양철로부터 형성될 수 있다.
적합하게는, 기재는 주석-부재 강철(TFS)로부터 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 코팅 조성물 및/또는 코팅 시스템은 임의의 적합한 방법에 의해 기재에 적용될 수 있다. 코팅 시스템의 언더코트 및 분말 오버코트 코팅 조성물이 각각 독립적으로 임의의 적합한 방법에 의해 기재에 적용될 수 있다는 것은 당업자에 의해 인정될 것이다. 본 발명에 따른 코팅 조성물 및/또는 코팅 시스템을 적용하는 방법은 당업자에게 널리 공지되어 있다. 본 발명의 코팅 조성물 및/또는 코팅 시스템을 위한 적합한 적용 방법은, 비제한적으로, 전착; 분무; 정전기 분무; 침지; 롤링(rolling); 브러슁(brushing) 등을 포함한다. 본 발명에 따른 분말 코팅 조성물에 적합한 적용 방법은, 비제한적으로, 분무 코팅; 롤 코팅; 침지; 및 전착, 예를 들어, 울트라 코로나 방전을 포함한다. 적합하게는, 분말 코팅 조성물은 모노블록 에어로졸 캔에 울트라 코로나 방전에 의해 적용될 수 있다.
기재가 전기 전도성일 때, 분말 코팅 조성물은 전형적으로 정전기적으로 적용된다. 정전기 분무 적용은 일반적으로 유동 층으로부터 분말 코팅 조성물을 드로잉하고, 이것을 코로나 필드를 통해 추진시키는 것을 포함한다. 분말 코팅 조성물의 입자는 그들이 코로나 필드를 통과할 때 하전되고, 접지된 전기 전도성 기재로 끌어 당겨져 기재 상에 침착된다. 하전된 입자가 축적되기 시작함에 따라, 기재는 절연되고, 이에 따라 입자 침착을 더욱 제한한다. 이러한 절연 현상은 전형적으로 침착된 코팅 조성물의 필름 형성을 최대 250 내지 300 μm, 경우에 따라 75 내지 150 μm로 제한한다.
본 발명의 코팅 조성물 및/또는 코팅 시스템은 임의의 적합한 건조 필름 두께로 적용될 수 있다. 본 발명의 코팅 조성물은 4 내지 40 μm의 건조 필름 두께로 적용될 수 있다. 코팅 시스템의 언더코트 코팅 조성물은 4 내지 40 μm의 건조 필름 두께로 적용될 수 있다. 코팅 시스템의 분말 오버코트 코팅 조성물은 5 내지 100 μm의 건조 필름 두께로 적용될 수 있다.
본 발명의 추가 양상에 따라서, 폴리에스터 물질; 및 벤조구아나민 또는 이의 유도체를 포함하는 코팅 조성물로 적어도 일부가 코팅된 식품 및/또는 음료 캔으로서, 상기 코팅 조성물이 비스페놀 A(BPA), 비스페놀 F(BPF), 비스페놀 A 다이글리시딜 에터(BADGE) 및 비스페놀 F 다이글리시딜 에터(BFDGE)를 실질적으로 포함하지 않고, 상기 코팅 조성물이, 경화될 때, 130℃에서 60분 동안 수돗물 중 1% 염(NaCl) 용액에서 처리하는 드로우 및 리-드로우 시험 방법에 따라 측정된 20 mm 이상의 가요성, 및 ISO 표준 1518-1:2011에 따라 측정된 700 g 이상의 스크래치 내성을 갖는, 식품 및/또는 음료 캔이 제공된다.
본 발명의 추가 양상에 따라서, 폴리에스터 물질, 및 벤조구아나민 또는 이의 유도체를 포함하는 언더코트 코팅 조성물; 및 추가 폴리에스터 물질을 포함하는 분말 오버코트 코팅 조성물을 포함하는 코팅 시스템으로 적어도 일부가 코팅된 식품 및/또는 음료 캔으로서, 상기 코팅 시스템이 비스페놀 A(BPA), 비스페놀 F(BPF), 비스페놀 A 다이글리시딜 에터(BADGE) 및 비스페놀 F 다이글리시딜 에터(BFDGE)를 실질적으로 포함하지 않고, 상기 언더코트 코팅 조성물이, 경화될 때, 130℃에서 60분 동안 수돗물 중 1% 염(NaCl) 용액에서 처리하는 드로우 및 리-드로우 시험 방법에 따라 측정된 20 mm 이상의 가요성, 및 ISO 표준 1518-1:2011에 따라 측정된 700 g 이상의 스크래치 내성을 갖는, 식품 및/또는 음료 캔이 제공된다.
본 발명에 따른 코팅 조성물 및/또는 코팅 시스템은 산화물 또는 다른 유도체를 비롯한 다이알킬 주석 화합물을 실질적으로 포함하지 않을 수 있거나, 본질적으로 포함하지 않을 수 있거나, 완전히 포함하지 않을 수 있다. 다이알킬 주석 화합물의 예는, 비제한적으로 다이부틸주석로레이트(DBTDL); 다이옥틸주석다이로레이트; 다이메틸주석 옥사이드; 다이에틸주석 옥사이드; 다이프로필주석 옥사이드; 다이부틸주석 옥사이드(DBTO); 다이옥틸주석(DOTO) 또는 이들의 조합을 포함한다. "실질적으로 포함하지 않는"은 전술된 임의의 화합물 또는 유도체를 1,000 ppm 미만으로 함유하는 코팅 조성물 및/또는 코팅 시스템을 지칭함을 의미한다. "본질적으로 포함하지 않는"은 전술된 임의의 화합물 또는 유도체를 100 ppm 미만으로 함유하는 코팅 조성물 및/또는 코팅 시스템을 지칭함을 의미한다. "완전히 포함하지 않는"은 임의의 화합물 또는 이의 유도체를 20 ppb 미만으로 함유하는 코팅 조성물 및/또는 코팅 시스템을 의미한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 달리 명시적으로 특정되지 않는 한, 값, 범위, 양 또는 백분율을 나타내는 숫자와 같은 모든 숫자는, 용어 "약"이 명시적으로 나타나지 않더라도, 용어 "약"으로 시작하는 것처럼 읽혀질 수 있다. 또한, 본원에 인용된 임의의 수치 범위는 그 안에 포함된 모든 하위 범위를 포함하는 것으로 의도된다. 단수형은 복수형을 포함하고 복수형은 단수형을 포함한다. 예를 들어, 본원에서 제1 폴리에스터 물질, 분말 오버코트 코팅 조성물, 언더코트 코팅 조성물, 이소시아네이트 수지, 잔사 등에 대해 언급되더라도, 하나 이상의 각각의 상기 물질 및 임의의 다른 성분이 사용될 수 있다. 본원에 사용된 용어 "중합체"는 올리고머, 및 단독중합체 및 공중합체 둘 다를 지칭하고, 접두사 "폴리"는 2개 이상을 지칭한다. "비롯한", "예를 들어" 및 유사한 용어를 포함하는 것은, 예를 들어, 비제한적으로 포함하는 것을 의미한다. 추가적으로, 본 발명이 "포함하는"에 관해서 기술되더라도, 본원에 상술된 공정, 물질 및 코팅 조성물은 또한 "본질적으로 이루어진" 또는 "이루어진" 것으로 기술될 수 있다.
본원에 포함된 모든 특징은 상기 양상 중 어느 하나와 임의의 조합으로 조합될 수 있다.
본 발명의 보다 양호한 이해를 위해, 및 본 발명의 양태가 어떻게 수행될 수 있는지를 보여주기 위해, 예로서 하기 실험 데이터를 참조한다.
실시예
코팅 조성물
코팅 조성물 실시예 1
폴리에스터 물질 및 벤조구아나민을 함유하는 코팅 조성물 1을 표 1의 제형에 따라 제조하였다. 달리 특정되지 않는 한, 모든 양은 중량부(pbw)로 제공된다.
아이템 1 내지 9를 교반 시스템이 장착된 용기에 로딩하고, 1,500 rpm의 속도로 혼합하였다. 아이템 10 및 11을 개별적으로 혼합한 후, 교반 하에 용기에 첨가하였다. 최종적으로, 아이템 12 및 13을 첨가하고, 용기의 내용물을 완전히 교반하여 혼합하였다.
코팅 조성물 실시예 1에서 벤조구아나민의 건조 중량은 코팅 조성물 실시예 1의 총 고체 중량을 기준으로 5.65 중량%이다.
코팅 조성물 실시예 2
폴리에스터 물질 및 벤조구아나민을 함유하는 코팅 조성물 2를 표 2의 제형에 따라 제조하였다. 달리 특정되지 않는 한, 모든 양은 중량부(pbw)로 제공된다.
비교 코팅 조성물 실시예 1
폴리에스터 물질을 함유하지만 벤조구아나민을 함유하지 않는 비교 코팅 조성물 1을 표 2의 제형에 따라 제조하였다. 달리 특정되지 않는 한, 모든 양은 중량부(pbw)로 제공된다.
[표 1]
코팅 조성물 1의 제형
Figure pct00002
[표 2]
코팅 조성물 2 및 비교 코팅 조성물 1의 제형
Figure pct00003
오버코트 코팅 조성물 실시예 1
오버코트 코팅 조성물 1을 표 3의 제형에 따라 제조하였다. 달리 특정되지 않는 한, 모든 양은 중량부(pbw)로 제공된다.
아이템 1a 및 1b를 교반 및 가열 하에 반응기에 로딩하였다. 이어서, 아이템 1을 반응 혼합물에 첨가하였다. 반응 혼합물을 폴리에스터 수지가 완전히 용해될 때까지, 교반 하에 80℃까지 가열하였다. 일단 용해가 완료되면, 반응 혼합물을 25 내지 30℃로 냉각하였다. 이어서, 아이템 2 및 3을 드럼에서 균질화시키고, 아이템 4를 첨가하는 동안 반응 혼합물의 점도를 조절하는 데 사용하였다. 아이템 4를 충분한 교반 하에 천천히 로딩하여 배합물 중에 30 μm보다 큰 응집체가 없는 분말 분산액을 수득하였다.
반응 혼합물의 온도가 적절한 온도 30 내지 40℃로 감소된 후, 아이템 7 및 아이템 8을 교반 하에 반응 혼합물에 첨가하였다. 이어서, 아이템 9 및 10을 반응 혼합물에 로딩하기 전에 균질화시켰다. 교반을 증가시켜 왁스를 분산시켰다. 아이템 11 및 12를 사전-혼합한 후, 교반 하에 첨가하였다. 아이템 13을 첨가하여 점도를 25℃에서 ISO6에 따라 75 내지 85초로 조정하였다. 이어서, 반응 혼합물을 10 내지 50 μm 세트로 여과하였다.
[표 3]
오버코트 코팅 조성물 3의 제형
Figure pct00004
오버코트 코팅 조성물 실시예 4
오버코트 코팅 조성물 4는 발스파르(Valspar)에서 베코두르(VECODUR)(RTM) VP1091로서 시판 중인 BPA Ni 분말 측면 스트라이프(Powder Side Stripe)이다.
비교 코팅 조성물 실시예 2
비교 코팅 조성물 2는 폴리에스터 물질과 페놀계 물질의 조합을 함유하는, 메틀락 에스피에이(Metlac S.p.A)에서 시판 중인 폴리에스터-기반 금 래커이다.
비교 코팅 조성물 실시예 3
비교 코팅 조성물 3은 폴리에스터 물질 및 페놀계 물질의 조합을 함유하는, 피피지 인더스트리즈(PPG Industries)에서 시판 중인 폴리에스터-기반 금 래커이다.
비교 코팅 조성물 실시예 4
비교 코팅 조성물 4는 폴리비닐 클로라이드 오가노졸 및 페놀계 물질의 조합을 함유하는, 피피지 인더스트리즈에서 시판 중인 오가노졸 래커이다.
비교 코팅 조성물 실시예 5
비교 코팅 조성물 5는 에폭시 물질, 페놀계 물질 및 멜라민-포름알데히드 물질의 조합을 함유하는, 피피지 인더스트리즈에서 시판 중인 에폭시-기반 금 래커이다.
금속 기재
코팅은, 다음과 같이, 소정 범위의 금속 기재에 적용되었다.
양철 패널: 와이어를 감은 실험 막대를 사용하여 양철 기재를 코팅함으로써, 코팅 패널을 제조하였다. 코팅을 단일 층(즉, 하나의 코트) 또는 이중 층(즉, 2개의 코트)으로 적용하였다. 각각의 코팅 층의 건조 필름 중량은 9 내지 10 g/m2(gsm)이었다. 적용 후, 패널을 200℃에서 10분 동안 건조하였다.
양철 시트: 롤러 코팅기를 사용하여 양철 시트를 코팅함으로써, 양철의 코팅된 시트를 제조하였다. 코팅은 단일 층(즉, 하나의 코트) 또는 이중 층(즉, 2개의 코트)으로 적용되었다. 각각의 코팅 층에 대한 건조 필름 중량은, 달리 지시되지 않는 한, 9 내지 10 g/m2(gsm)이었다. 적용 후, 시트를 200℃에서 10분 동안 건조하였다. 상기 방법에 의해 제조된 양철 시트 상에서 시험을 수행하거나, 이어서 양철 시트를 캔 본체, 논-이지 개방 단부(NEOE), 이지 개방 단부(EOE) 또는 딥 드로운 캔(deep drawn can)으로 형성하였고, 시험은 이러한 성분에 대해 수행하였다.
이어서, 코팅의 특성을 하기 방법으로 시험하였다. 결과를 표 4 내지 표 8에 제시한다.
시험 방법
스크래치 내성: 이 시험을 ISO 표준 1518-1:2011에 따라 수행하였다. 200/250 V, 50 Hz의 교류가 공급되는 스크래치 장치는 스크래치 스타일러스를 지지하는 팔을 가지고, 팔을 시험 패널 상에서 3 내지 4 cm/초의 일정한 속도로 미끄러지도록 설치한다. 스크래치 스타일러스는 균형추 및 직경 1 mm의 텅스텐 카바이드 볼을 갖는다. 코팅된 패널의 길이는 127 mm 이하이고, 두께는 1.65 mm 이하이다. 코팅된 패널을 장치에 고정시키고, 2,000 g 이하의 중량을 로딩한 스크래치 스타일러스를 3 내지 4 cm/초의 속도로 패널 상에 드로잉하였다. 측정은 100 g의 증분으로 하중을 증가시키면서 측정치를 취득하였다. 패널을 코팅 침투에 대해 육안으로 검사하였다.
코팅 침투(예를 들어, 코팅 실패)가 발생하는 중량(g)을 기록하였다.
가요성 - 드로우 및 리-드로우: 코팅된 패널을 스탬핑 머신 아래에 놓고 18 mm x 30 mm(높이 x 직경) 크기의 캔을 스탬핑하였다. 이어서, 제2 머신에 위치시키고, 캔을 26 mm x 24 mm(높이 x 직경) 크기의 디퍼 드로운 쉐이프(deeper drawn shape)로 변형시켰다. 이어서, 성형된 캔을 수돗물 및 다양한 다른 시뮬런트 중에서 1% 염(NaCl) 용액으로 처리하였다. 성형된 캔을 시뮬런트를 함유하는 용기에 위치시켜 용액에 잠기도록 하였다. 이어서, 용기를 오토클레이브에 넣고, 130℃에서 60분 동안 처리하였다. 통상적인 용액은 1% 염(NaCl) 용액 이외에 수돗물 및 수돗물 중 1% 락트산이다. 가공 후, 캔을 육안으로 관찰하고, 캔의 직선 가장자리를 따라 코팅 조성물의 찢어지지 않은 부분을 측정하였다. 값은 mm 단위로 기록되었고, 최대 값은 26 mm이다.
이동도: 알텍스 모델(ALTEK Model) 9505 이동도/윤활성 시험기를 사용하여 표면 이동도를 측정하였다. 샘플을 기계에 장착하고, 제조자의 지시에 따라 시험 시퀀스를 시작하였다. 시험 시퀀스로부터 측정된 마찰 계수는 전자식 아날로그 미터의 판독치로부터 인용되었다.
웨지 벤드 시험(WBT): 10 cm x 4 cm 코팅된 패널을 6 mm 강철 막대 상에서 구부려 길이 10 cm 및 너비 2 cm의 U-형 스트립을 만들었다. 이어서, U-형 스트립을 테이퍼드 리세스(tapered recess)가 내장된 금속 블록 위에 놓았다. U-형 스트립을 포함하는 오목 블록 상에 60 cm의 높이로부터 2 kg의 중량을 떨어뜨려 웨지를 형성하였다. 이어서, 시험 조각을 염산(HCl)으로 2분 동안 산성화된 구리 설페이트(CuSO4) 용액에 담근 후, 수돗물로 헹구었다. 임의의 잔류수를 티슈 페이퍼로 닦아내어 샘플을 조심스럽게 건조하였다. 파단이 없는 코팅의 길이를 측정하였다. 결과는 지나간 mm 단위로 인용되었다. 웨지 벤드를 3회 시험하고, 평균 값을 인용하였다.
다양한 시뮬런트 가공: 10 cm x 5 cm의 패널로 절단된 코팅된 패널을 시뮬런트를 함유하는 용기에 위치시켜 패널의 절반이 용액에 잠기게 하였다. 이어서, 용기를 오토클레이브에 넣고 130℃에서 60분 동안 처리하였다. 통상적인 용액은 수돗물, 수돗물 중 1% 염 및 수돗물 중 1% 락트산이었다. 이어서, 블러싱(즉, 코팅의 백화), 블리스터링, 변색 및 접착 손실에 대해 패널을 육안으로 검사하였다. 등급 0은 눈에 띄는 공격이 없는 완벽한 필름 외관에 상응한다. 등급 5는 필름의 완전한 공격에 상응한다.
가공 후에 접착력을 확인하였다. 코팅을 크로스해칭(crosshatching)하고, 테이프로 제거되었는지 확인하였다. 등급 0은 코팅이 제거되지 않은 양호한 접착력에 상응하고, 등급 5는 접착력의 완전한 손실에 상응한다.
공극률: 공극률 값은 코팅으로 올바르게 덮이지 않은 금속 표면에 직접 연결된다. 단부의 경우, 1,000 g의 탈이온수, 5 g의 나트륨 클로라이드, 10 g의 칼륨 페로시아나이드 및 1.43 g의 나트륨 다이옥틸설포석시네이트 용액 65%로 이루어진 전해질을 사용하여 4-초 모드로 센콘(Sencon) 에나멜 측정기를 사용하여 공극률을 측정한다. 코팅되지 않은 금속이 있는 경우, 전류가 통과할 수 있고, mA로 표시된다. 목표는 완전한 금속 범위에 상응하는 0.0 mA를 수득하는 것이다. 동일한 측정은, 예를 들어 만프레드 쿤케(Manfred Kuhnke) 측정기를 사용하여 캔의 공극률에 대해 수행될 수 있다.
황 염색: 황 염색은 캔이 스플릿 완두콩, 정어리, 참치 또는 애완동물 사료와 같은 일부 특정 식품을 함유할 때 나타나는 검은 색에 상응한다. 스플릿 완두콩은 물에서 준비된다. 이어서, 팽윤된 완두콩을 평가된 래커로 코팅된 캔에 넣고 130℃에서 1시간 동안 처리한다. 캔을 약 12시간 후에 개봉한다. 결과는 육안으로 평가되었고, 0 내지 5의 등급으로 평가되었다.
분말 측면 스트라이프 접착: 코팅 조성물 2 및 비교 코팅 조성물 1로 코팅된 패널 상에 분말 오버코트 조성물을 수동으로 적용하였다. 이어서, 분말 오버코트 조성물을 295℃에서 45초 동안 경화시켰다. 이어서, 코팅된 패널을 분말 오버코트 코팅 조성물의 가장자리를 따라 절단하고, 이어서 언더코트 코팅 조성물에 대한 분말 오버코트 코팅 조성물의 절단 가장자리 접착을 언더코트 코팅 조성물로부터의 박리 수준에 따라 평가하였다. 결과를 시간 = 0시간 및 시간 = 24시간에 육안으로 평가하였다. 등급 4는 가장 높은 등급이고, 즉 가장 작은 박리의 양을 나타내고, 1은 가장 낮은 등급이고, 즉 가장 높은 박리의 양을 나타낸다.
페더링(feathering): 이러한 시험의 목적은 이지 개방 단부의 경우에 식품 캔 개방에 대해 코팅이 저항하는 것을 확인하는 것이다. 실제로, 코팅은 클로저가 이지 개방 단부 시스템으로 개방될 때, 심지어 절단된 후에도 기재에 완전히 접착하여야 한다. 층간박리는 mm 단위로 측정되고, 클로저 개방으로 인한 절단부의 가장자리에서 피복되지 않은 기재에 상응한다.
[표 4]
양철 패널의 결과
Figure pct00005
[표 5]
양철 시트의 결과
Figure pct00006
[표 6]
논-이지 개방 단부(NEOE) 캔으로 형성되는 양철 시트의 결과
Figure pct00007
[표 7]
이지 개방 단부(EOE) 상의 결과
Figure pct00008
[표 8]
분말 스트라이프 접착의 결과
Figure pct00009
결과는 본 발명에 따른 코팅 조성물 및/또는 시스템이 비교예와 동등하거나 우수함을 나타낸다. 또한, 본 발명의 코팅 조성물 및/또는 시스템은 모든 기재 상에서 양호한 성능을 나타낸다.
본원과 동시에 또는 본원 이전에 제출되고 본원과 함께 공개되어 공람된 모든 논문 및 문헌, 및 모든 이러한 논문 및 문헌의 내용은 본원에 참조로 혼입됨을 유의한다.
본원(임의의 첨부된 청구범위, 요약서 및 도면 포함)에 개시된 모든 특징 및/또는 개시된 임의의 방법 또는 과정의 모든 단계는 임의의 조합으로 조합될 수 있되, 이러한 특징 및/또는 단계의 적어도 일부가 상호 배타적인 경우의 조합은 제외한다.
본원(임의의 첨부된 청구범위, 요약 및 도면 포함)에 개시된 각각의 특징은, 달리 명확하게 언급되지 않는 한, 동일하게 작용하는 대안적 특징, 등가물 또는 유사한 목적으로 대체될 수 있다. 따라서, 달리 명확하게 언급되지 않는 한, 개시된 각각의 특징은 단지 등가물의 포괄적 시리즈 또는 유사한 특징의 하나의 예이다.
본 발명은 전술된 양태의 세부사항으로 제한되지 않는다. 본 발명은 본원(임의의 첨부된 청구범위, 요약서 또는 도면 포함)에 개시된 임의의 신규한 하나의 특징 또는 임의의 신규한 특징의 조합, 또는 개시된 임의의 방법 또는 과정의 임의의 신규한 하나의 단계 또는 개시된 임의의 방법 또는 과정의 임의의 신규한 단계의 조합으로 확장된다.

Claims (15)

  1. 폴리에스터 물질; 및
    벤조구아나민 또는 이의 유도체
    를 포함하는 코팅 조성물로서,
    비스페놀 A(BPA), 비스페놀 F(BPF), 비스페놀 A 다이글리시딜 에터(BADGE) 및 비스페놀 F 다이글리시딜 에터(BFDGE)를 실질적으로 포함하지 않고, 경화될 때, 130℃에서 60분 동안 수돗물 중 1% 염(NaCl) 용액에서 처리하는 드로우(draw) 및 리-드로우(re-draw) 시험 방법에 따라 측정된 20 mm 이상의 가요성, 및 ISO 표준 1518-1:2011에 따라 측정된 700 g 이상의 스크래치 내성을 갖는 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    폴리에스터 물질이 테레프탈산, 이소프탈산, 세바크산 또는 이들의 조합으로부터 형성되는, 코팅 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    폴리에스터 물질이 2,2'-다이메틸 1,3-프로판다이올(네오펜틸 글리콜), 1,4-부탄다이올, 2-메틸 1,3-프로판다이올, 에틸렌 글리콜, 1,2-프로판다이올, 1,6-헥산다이올 또는 이들의 조합으로부터 형성되는, 코팅 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    폴리에스터 물질이 (i) 1,2-프로판다이올, (ii) 테레프탈산, 및 (iii) 분자량 증가제의 반응 생성물을 포함하고, 상기 폴리에스터 물질이 6,100 Da 이상의 수-평균 분자량(Mn) 및 80℃ 이상의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는, 코팅 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    분자량 증가제(iii)가 폴리산, 폴리올 또는 이들의 조합을 포함하고, 상기 폴리산이 하기 화학식 I의 이산을 포함하고, 상기 폴리올의 하이드록실 기가 C1-C3 알킬렌 기에 의해 연결되는, 코팅 조성물:
    [화학식 I]
    Figure pct00010

    상기 식에서,
    각각의 R은 독립적으로 수소, 또는 알킬, 알켄일, 알킨일 또는 아릴 기이고;
    n은 0 또는 1이고;
    X는 알킬렌 기, 알켄일렌 기, 알킨일렌 기 및 아릴렌 기로부터 선택되는 가교기이고;
    -COOR 기 사이의 가교는 C1 또는 C2이다.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 4.5 중량% 이상의 벤조구아나민 또는 이의 유도체를 포함하는 코팅 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    폴리에스터 물질, 벤조구아나민 또는 이의 유도체, 및 페놀계 수지 및 이소시아네이트 수지를 포함하는 추가 가교결합 물질을 포함하는 코팅 조성물.
  8. 폴리에스터 물질; 및
    페놀계 수지를 포함하는 가교결합 물질, 및 벤조구아나민 또는 이의 유도체
    를 포함하는 코팅 조성물로서,
    비스페놀 A(BPA), 비스페놀 F(BPF), 비스페놀 A 다이글리시딜 에터(BADGE) 및 비스페놀 F 다이글리시딜 에터(BFDGE)를 실질적으로 포함하지 않고, 경화될 때, 130℃에서 60분 동안 수돗물 중 1% 염(NaCl) 용액에서 처리하는 드로우 및 리-드로우 시험 방법에 따라 측정된 20 mm 이상의 가요성, 및 ISO 표준 1518-1:2011에 따라 측정된 700 g 이상의 스크래치 내성을 갖는 코팅 조성물.
  9. 폴리에스터 물질; 및
    이소시아네이트 수지를 포함하는 가교결합 물질, 및 벤조구아나민 또는 이의 유도체
    를 포함하는 코팅 조성물로서,
    비스페놀 A(BPA), 비스페놀 F(BPF), 비스페놀 A 다이글리시딜 에터(BADGE) 및 비스페놀 F 다이글리시딜 에터(BFDGE)를 실질적으로 포함하지 않고, 경화될 때, 130℃에서 60분 동안 수돗물 중 1% 염(NaCl) 용액에서 처리하는 드로우 및 리-드로우 시험 방법에 따라 측정된 20 mm 이상의 가요성, 및 ISO 표준 1518-1:2011에 따라 측정된 700 g 이상의 스크래치 내성을 갖는 코팅 조성물.
  10. 제9항에 있어서,
    코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 0.5 내지 30 중량%의 이소시아네이트 수지를 포함하는 코팅 조성물.
  11. 폴리에스터 물질, 및 벤조구아나민 또는 이의 유도체를 포함하는 언더코트(undercoat) 코팅 조성물; 및
    추가 폴리에스터 물질을 포함하는 분말 오버코트(overcoat) 코팅 조성물
    을 포함하는 코팅 시스템으로서,
    상기 코팅 시스템이 비스페놀 A(BPA), 비스페놀 F(BPF), 비스페놀 A 다이글리시딜 에터(BADGE) 및 비스페놀 F 다이글리시딜 에터(BFDGE)를 실질적으로 포함하지 않고, 상기 언더코트 코팅 조성물이, 경화될 때, 130℃에서 60분 동안 수돗물 중 1% 염(NaCl) 용액에서 처리하는 드로우 및 리-드로우 시험 방법에 따라 측정된 20 mm 이상의 가요성, 및 ISO 표준 1518-1:2011에 따라 측정된 700 g 이상의 스크래치 내성을 갖는, 코팅 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    언더코트 코팅 조성물이 제2항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 코팅 조성물인, 코팅 시스템
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    본체를 따라 솔기선(seam line) 또는 용접부(weld)를 갖는 식품 및/또는 음료 캔에 적용되는 코팅 시스템.
  14. 폴리에스터 물질, 및 벤조구아나민 또는 이의 유도체를 포함하는 코팅 조성물로 적어도 일부가 코팅된 식품 및/또는 음료 캔으로서,
    상기 코팅 조성물이 비스페놀 A(BPA), 비스페놀 F(BPF), 비스페놀 A 다이글리시딜 에터(BADGE) 및 비스페놀 F 다이글리시딜 에터(BFDGE)를 실질적으로 포함하지 않고, 상기 코팅 조성물이, 경화될 때, 130℃에서 60분 동안 수돗물 중 1% 염(NaCl) 용액에서 처리하는 드로우 및 리-드로우 시험 방법에 따라 측정된 20 mm 이상의 가요성, 및 ISO 표준 1518-1:2011에 따라 측정된 700 g 이상의 스크래치 내성을 갖는, 식품 및/또는 음료 캔.
  15. 폴리에스터 물질, 및 벤조구아나민 또는 이의 유도체를 포함하는, 언더코트 코팅 조성물; 및 추가 폴리에스터 물질을 포함하는 분말 오버코트 코팅 조성물을 포함하는 코팅 시스템으로 적어도 일부가 코팅된 식품 및/또는 음료 캔으로서,
    상기 코팅 시스템이 비스페놀 A(BPA), 비스페놀 F(BPF), 비스페놀 A 다이글리시딜 에터(BADGE) 및 비스페놀 F 다이글리시딜 에터(BFDGE)를 실질적으로 포함하지 않고, 상기 언더코트 코팅 조성물이, 경화될 때, 130℃에서 60분 동안 수돗물 중 1% 염(NaCl) 용액에서 처리하는 드로우 및 리-드로우 시험 방법에 따라 측정된 20 mm 이상의 가요성, 및 ISO 표준 1518-1:2011에 따라 측정된 700 g 이상의 스크래치 내성을 갖는, 식품 및/또는 음료 캔.
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