TW201700637A - 用於食品及/或飲料罐的拉環 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於用於食品及/或飲料罐的拉環,其至少一部分上經塗料組合物塗覆,該塗料組合物包含:(a)黏合劑,其包含聚酯材料,(b)酚系交聯劑,及(c)胺基交聯劑,其中,該塗料組合物實質上不含雙酚A(BPA)、雙酚F(BPF)、雙酚A二縮水甘油醚(BADGE)及雙酚F二縮水甘油醚(BFDGE)。
Description
本發明係關於拉環,其上之至少一部分上具有塗層;具體而言,本發明係關於用於食品及/或飲料容器之拉環,其上之至少一部分上具有塗層。
通常,用於食品及/或飲料之罐係自若干個組件形成。已使用眾多種塗料來塗覆食品及/或飲料容器及用於製造此等容器之組件(例如拉環)。用於製作金屬罐之基材通常使用捲材塗覆(coil coating)或片材塗覆操作進行塗覆,即,適宜基材(例如,鋼或鋁)之平面、捲材或片材經適宜組合物塗覆並固化。然後,經塗覆之基材可形成罐體、罐蓋或罐組件(例如拉環)。塗覆組合物需要具有某些性質,此取決於其將用於食品及/或飲料容器之哪一部分上。舉例而言,能夠高速施加、具有對基材之極佳黏著性、對於食品接觸安全及一經固化即具有適於其最終用途之性質。特定地關於拉環而言,對於在其形成期間其所經受之衝壓、輥軋、彎曲等製程,塗層需要撓性及黏著性。
當前用於食品及飲料容器之多種塗料組合物含有環氧樹脂。此等環氧樹脂通常係自雙酚A(BPA)之聚縮水甘油醚形成。業內認為BPA對人類健康有害且因此期望將其自用於食品及/或飲料包裝容器之與食品及/或飲料接觸之塗層中去除。BPA衍生物(例如自BPA所製得之雙酚A之二縮水甘油醚(BADGE)、環氧酚醛清漆樹脂及多元醇)及雙酚F(BPF)亦存在問題。因此,期望提供用於食品及飲料容器之塗
料組合物,該等塗料組合物不含BPA、BADGE及/或其他衍生物,但其保留如上文所述之所需性質。
本發明之態樣之目的係提供一或多種對上文所提及問題或其他問題之解決方案。
根據本發明之第一態樣,提供用於食品及/或飲料罐之拉環,其至少一部分上經塗料組合物塗覆,該塗料組合物包含:(a)黏合劑,其包含聚酯材料,(b)酚系交聯劑,及(c)胺基交聯劑,其中,塗料組合物實質上不含雙酚A(BPA)、雙酚F(BPF)、雙酚A二縮水甘油醚(BADGE)及雙酚F二縮水甘油醚(BFDGE)。
根據本發明之塗料組合物包含黏合劑,其包含聚酯材料(a)。根據本發明之聚酯材料可包含多元酸與多元醇之反應產物。
如本文中所用之「多元酸」及類似術語係指具有兩個或更多個羧酸基團(例如兩個、三個或四個酸基)之化合物,且包括多元酸之酯(其中酸基之一或多者經酯化)或酸酐。適宜地,多元酸係有機多元酸。
適宜地,多元酸之羧酸基團可藉由選自以下之橋連基團連接:伸烷基、伸烯基、伸炔基或伸芳基。
聚酯材料可自任何適宜多元酸形成。適宜實例包括(但不限於)以下之一或多者:馬來酸、富馬酸、伊康酸、己二酸、壬二酸、琥珀酸、泌脂酸、戊二酸、癸二酸、十二烷二酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、5-第三丁基間苯二甲酸、四氯鄰苯二甲酸、四氫鄰苯二甲酸、偏苯三酸、萘二甲酸、萘四甲酸、對苯二甲酸、六氫鄰苯二甲酸、甲基六氫鄰苯二甲酸、對苯二甲酸二甲酯、環己烷二甲酸、氯橋酸酐、1,3-環己烷二甲酸、1,4-環己烷二甲酸、三環癸烷聚甲酸、內亞甲基
四氫鄰苯二甲酸、內亞甲基六氫鄰苯二甲酸、環己烷四甲酸、環丁烷四甲酸、所有上文所提及之酸之酸及酸酐及其組合。
在某些實施例中,多元酸係選自對苯二甲酸、間苯二甲酸或其組合。適宜地,多元酸可係對苯二甲酸。
如本文中所用之「多元醇」及類似術語係指具有兩個或更多個羥基(例如兩個、三個或四個羥基)之化合物。在某些實施例中,多元醇之羥基可藉由選自以下之橋連基團連接:伸烷基、伸烯基、伸炔基或伸芳基。適宜地,多元醇係有機多元醇。
聚酯材料可自任何適宜多元醇形成。適宜實例包括(但不限於)以下之一或多者:烷二醇,例如乙二醇、丙二醇(propylene glycol)、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、三丙二醇、己二醇(hexylene glycol)、聚乙二醇、聚丙二醇及新戊二醇;氫化雙酚A;環己二醇;丙二醇(propanediol),包括1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丁基乙基丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇及2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇;丁二醇(butanediol),包括1,4-丁二醇、1,3-丁二醇及2-乙基-1,4-丁二醇;戊二醇(pentanediol),包括三甲基戊二醇及2-甲基戊二醇;環己烷二甲醇;己二醇(hexanediol),包括1,6-己二醇;己內酯二醇(舉例而言,ε-己內酯與乙二醇之反應產物);羥基烷基化雙酚;聚醚二醇,例如,聚(氧基四亞甲基)二醇;三羥甲基丙烷;新戊四醇;二-新戊四醇;三羥甲基乙烷;三羥甲基丁烷;二羥甲基環己烷;甘油及諸如此類或其組合。
在某些實施例中,聚酯材料可自不飽和多元醇形成。不飽和多元醇之適宜實例包括(但不限於)以下之一或多者:三羥甲基丙烷單烯丙基醚、三羥甲基乙烷單烯丙基醚、丙-1-烯-1,3-二醇或其組合。
在某些實施例中,聚酯材料可自二醇形成。二醇之適宜實例包括(但不限於)以下之一或多者:乙二醇;丙二醇,例如1,2-丙二醇及
1,3-丙二醇;二乙二醇;二丙二醇;三乙二醇;四乙二醇;1,4-丁二醇;1,3-丁基乙基丙二醇;2-甲基-1,3-丙二醇;1,5-戊二醇;環己烷二甲醇;甘油;1,6-己二醇;新戊二醇;新戊四醇;三羥甲基乙烷;三羥甲基丙烷;1,4-苄基二甲醇;1,4-苄基二乙醇;2,4-二甲基-2-乙基己烷-1,3-二醇及其組合。
在某些實施例中,多元醇可選自新戊二醇、乙二醇、環己烷二甲醇、1,2-丙二醇或其組合。適宜地,多元醇可係1,2-丙二醇。
適宜地,聚酯可自對苯二甲酸及1,2-丙二醇形成。
除非另有定義,否則如本文中所用之術語「烷」或「烷基」係指飽和烴基,其為直鏈、具支鏈、環狀或多環部分或其組合且含有1至20個碳原子、適宜地1至10個碳原子、更適宜地1至8個碳原子、更適宜地1至6個碳原子、更適宜地1至4個碳原子。該等基團可視情況經氯、溴、碘、氰基、硝基、OR19、OC(O)R20、C(O)R21、C(O)OR22、NR23R24、C(O)NR25R26、SR27、C(O)SR27、C(S)NR25R26、芳基或Het取代,其中R19至R27各自獨立地表示氫、芳基或烷基,及/或夾雜有一或多個氧或硫原子、或矽烷基或二烷基矽氧烷基團。此等基團之實例可獨立地選自甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、2-甲基丁基、戊基、異戊基、己基、環己基、3-甲基戊基、辛基及諸如此類。如本文中所用之術語「伸烷基」係指如上文所定義之二價基團烷基。舉例而言,烷基,例如本表示為-CH3之甲基,當表示為伸烷基時成為亞甲基-CH2-。應相應地理解其他伸烷基。
如本文中所用之術語「烯基」係指具有一個或若干個、適宜地至多4個雙鍵之烴基,其為直鏈、具支鏈、環狀或多環部分或其組合且含有2至18個碳原子、適宜地2至10個碳原子、更適宜地2至8個碳原子、更適宜地2至6個碳原子、更適宜地2至4個碳原子。該等基團可視
情況經羥基、氯、溴、碘、氰基、硝基、OR19、OC(O)R20、C(O)R21、C(O)OR22、NR23R24、C(O)NR25R26、SR27、C(O)SR27、C(S)NR25R26或芳基取代,其中R19至R27各自獨立地表示氫、芳基或烷基,及/或夾雜有一或多個氧或硫原子、或矽烷基或二烷基矽氧烷基團。此等基團之實例可獨立地選自烯基,包括乙烯基、烯丙基、異丙烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、環丙烯基、環丁烯基、環戊烯基、環己烯基、1-丙烯基、2-丁烯基、2-甲基-2-丁烯基、異平基、法尼基(farnesyl)、香葉基、香葉基香葉基及諸如此類。如本文中所用之術語「伸烯基」係指如上文所定義之二價基團烯基。舉例而言,烯基,例如本表示為-CH=CH2之乙烯基,當表示為伸烯基時則成為伸乙烯基-CH=CH-。應相應地理解其他伸烯基。
如本文中所用之術語「炔基」係指具有一個或若干個、適宜地至多4個三鍵之烴基,其為直鏈、具支鏈、環狀或多環部分或其組合且具有2至18個碳原子、適宜地2至10個碳原子、更適宜地2至8個碳原子、更適宜地2至6個碳原子、更適宜地2至4個碳原子。該等基團可視情況經羥基、氯、溴、碘、氰基、硝基、OR19、OC(O)R20、C(O)R21、C(O)OR22、NR23R24、C(O)NR25R26、SR27、C(O)SR27、C(S)NR25R26或芳基取代,其中R19至R27各自獨立地表示氫、芳基或低級烷基,及/或夾雜有一或多個氧或硫原子、或矽烷基或二烷基矽氧烷基團。此等基團之實例可獨立地選自炔基,包括乙炔基、丙炔基、炔丙基、丁炔基、戊炔基、己炔基及諸如此類。如本文中所用之術語「伸炔基」係指如上文所定義之二價基團炔基。舉例而言,炔基,例如本表示為-C≡CH之乙炔基,當表示為伸炔基時則成為伸乙炔基-C≡C-。應相應地理解其他伸炔基。
如本文中所用之術語「芳基」係指藉由移除一個氫原子而自芳香族烴衍生之有機基團,且包括任何單環、二環或多環碳環(每一環
中至多7員),其中至少一個環係芳香族。該等基團可視情況經羥基、氯、溴、碘、氰基、硝基、OR19、OC(O)R20、C(O)R21、C(O)OR22、NR23R24、C(O)NR25R26、SR27、C(O)SR27、C(S)NR25R26或芳基取代,其中R19至R27各自獨立地表示氫、芳基或低級烷基,及/或夾雜有一或多個氧或硫原子、或矽烷基或二烷基矽氧烷基團。此等基團之實例可獨立地選自苯基、對甲苯基、4-甲氧基苯基、4-(第三丁氧基)苯基、3-甲基-4-甲氧基苯基、4-氟苯基、4-氯苯基、3-硝基苯基、3-胺基苯基、3-乙醯胺基苯基、4-乙醯胺基苯基、2-甲基-3-乙醯胺基苯基、2-甲基-3-胺基苯基、3-甲基-4-胺基苯基、2-胺基-3-甲基苯基、2,4-二甲基-3-胺基苯基、4-羥基苯基、3-甲基-4-羥基苯基、1-萘基、2-萘基、3-胺基-1-萘基、2-甲基-3-胺基-1-萘基、6-胺基-2-萘基、4,6-二甲氧基-2-萘基、四氫萘基、二氫茚基、聯苯基、菲基、蒽基或苊基及諸如此類。如本文中所用之術語「伸芳基」係指如上文所定義之二價基團芳基。舉例而言,芳基,例如本表示為-Ph之苯基,當表示為伸芳基時則成為伸苯基-Ph-。應相應地理解其他伸芳基。
為避免疑義,在本文中提及複合基團中之烷基、烯基、炔基、芳基或芳烷基時應相應地解釋,例如在提及胺基烷基中之烷基或烷氧基中之烷時應解釋為上文中之烷或烷基等。
聚酯材料可自任何適宜莫耳比率之多元酸對多元醇形成。在某些實施例中,聚酯材料中多元酸對多元醇之莫耳比率可係約20:1至1:20,適宜地約10:1至1:10,例如約5:1至1:5,或甚至約2:1至1:2。適宜地,聚酯材料中多元酸對多元醇之莫耳比率可係約1:1。
在某些實施例中,聚酯材料可視情況自一或多種額外單體形成。適宜地,聚酯材料可視情況包括一或多種選自一元酸或一元醇或其組合之額外單體。適宜地,可選額外單體可係有機物。
在某些實施例中,聚酯材料可視情況自額外一元酸形成。如本
文中所用之「一元酸」及類似術語係指具有一個羧酸基團之化合物且包括一元酸之酯(倘若酸基經酯化)或酸酐。適宜地,一元酸係有機一元酸。
聚酯材料可視情況自任何適宜額外一元酸形成。適宜實例包括(但不限於)以下之一或多者:苯甲酸;環己烷甲酸;三環癸烷甲酸;樟腦酸;第三丁基苯甲酸;C1-C18脂肪族甲酸,例如乙酸、丙酸、丁酸、己酸、油酸、亞麻油酸、十一烷酸、月桂酸、異壬酸;脂肪酸;天然油脂之氫化脂肪酸;任何上文所提及之酸之酯及/或酸酐及其組合。
在某些實施例中,聚酯材料可視情況自額外一元醇形成。如本文中所用之「一元醇」及類似術語係指具有一個羥基之化合物。適宜地,一元醇係有機一元醇。
聚酯材料可視情況自任何適宜額外一元醇形成。適宜實例包括(但不限於)以下之一或多者:苯甲醇、羥基乙氧基苯、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、十二烷醇、硬脂醇、油醇、十一烷醇、環己醇、苯酚、苯基甲醇、甲基苯基甲醇、甲酚、二醇之單醚、經鹵素取代或其他取代之醇及其組合。
聚酯材料可視情況自任何適宜莫耳比率之多元酸+多元醇對一或多種額外單體形成。在某些實施例中,聚酯材料可包含100:1至1:1、適宜地100:1至5:1,例如100:1至20:1或甚至100:1至50:1之莫耳比率之多元酸+多元醇對一或多種額外單體。
在某些實施例中,聚酯材料可自市場上可購得之聚酯材料形成。適宜之市場上可購得之聚酯材料包括(但不限於)下列:可自Evonik Industries AG,Coatings & Additives,Rodenbacher Chaussee 4,63457 Hanau-Wolfgang,Germany購得之DYNAPOL(注冊商標)系聚酯樹脂;及可自SK Chemicals,310,Pangyo-rog,Bundang-gu,Seongnam-
si,Gyeonggi-do 463-400 Korea購得之SKYBON(注冊商標)系聚酯樹脂。
聚酯材料可具有任何適宜數目平均分子量(Mn)。在某些實施例中,聚酯材料之Mn可係約1,000道爾頓(Daltons,Da=g/莫耳)至100,000Da,例如約5,000Da至50,000Da,或甚至約10,000Da至30,000Da。在某些實施例中,聚酯材料之Mn可係至少約1,000Da、適宜地至少約5,000Da,例如至少約10,000Da。在某些實施例中,聚酯材料之Mn可係至多約100,000Da、適宜地至多約50,000Da,例如至多約30,000Da。在某些實施例中,聚酯材料之Mn可係約1,000Da至100,000Da、適宜地約1,000Da至50,000Da,例如約1,000Da至30,000Da。在某些實施例中,聚酯材料之Mn可係約5,000Da至100,000Da、適宜地約5,000Da至50,000Da,例如約5,000Da至30,000Da。在某些實施例中,聚酯材料之Mn可係約10,000Da至100,000Da、適宜地約10,000Da至50,000Da,例如約10,000Da至30,000Da。
數目平均分子量可藉由任何適宜方法進行量測。量測數目平均分子量之技術將為熟習此項技術者所熟知。適宜地,可根據ASTM D6579-11(「Standard Practice for Molecular Weight Averages and Molecular Weight Distribution of Hydrocarbon,Rosin and Terpene Resins by Size Exclusion Chromatography」.UV檢測器:254nm,溶劑:非穩定化之THF,滯留時間標記物:甲苯,樣品濃度:2mg/ml),使用聚苯乙烯標準品,藉由凝膠滲透層析法來量測Mn。
聚酯材料可具有任何適宜重量平均分子量(Mw)。在某些實施例中,聚酯黏合劑(a)之Mw可係約1,000道爾頓(Da=g/莫耳)至100,000Da,例如約5,000Da至50,000Da,或甚至約10,000Da至30,000Da。在某些實施例中,聚酯材料之Mw可係至少約1,000Da、適宜地至少約5,000Da,例如至少約10,000Da。在某些實施例中,聚酯材料之
Mw可係至多約100,000Da、適宜地至多約50,000Da,例如至多約30,000Da。在某些實施例中,聚酯材料之Mw可係約1,000Da至100,000Da、適宜地約1,000Da至50,000Da,例如約1,000Da至30,000Da。在某些實施例中,聚酯材料之Mw可係約5,000Da至100,000Da、適宜地約5,000Da至50,000Da,例如約5,000Da至30,000Da。在某些實施例中,聚酯材料之Mw可係約10,000Da至100,000Da、適宜地約10,000Da至50,000Da,例如約10,000Da至30,000Da。
熟習此項技術者將理解,用以量測數目平均分子量之技術亦可應用於量測重量平均分子量。
聚酯材料可具有任何適宜玻璃轉換溫度(Tg)。在某些實施例中,聚酯材料之Tg可係約20℃至120℃、適宜地約40℃至100℃,例如約60℃至80℃。
聚酯材料之玻璃轉換溫度可藉由任何適宜方法進行量測。量測Tg之方法將為熟習此項技術者所熟知。適宜地,根據ASTM D6604-00(2013)(「Standard Practice for Glass Transition Temperatures of Hydrocarbon Resins by Differential Scanning Calorimetry」。熱流型差示掃描量熱儀(DSC),樣品盤:鋁,參照物:空白,校準:銦及汞,樣品重量:10mg,加熱速率:20℃/min)量測Tg。
聚酯材料可具有任何適宜總羥基值(OHV)。在某些實施例中,聚酯黏合劑(a)之總OHV可係約0mg KOH/g至100mg KOH/g。適宜地,聚酯黏合劑(a)之總OHV可係約0mg KOH/g至50mg KOH/g,例如約0mg KOH/g至30mg KOH/g或甚至約0mg KOH/g至20mg KOH/g。在某些實施例中,聚酯材料之總OHV可係約0mg KOH/g至20mg KOH/g,例如約0.1mg KOH/g至20mg KOH/g、例如約0.5mg KOH/g至15mg KOH/g或甚至約1mg KOH/g至10mg KOH/g。
適宜地,總OHV係按固體表示。
聚酯材料可具有任何適宜酸值(AV)。在某些實施例中,聚酯材料之AV可係約0mg KOH/g至100mg KOH/g。適宜地,聚酯材料之AV可係約0mg KOH/g至50mg KOH/g,例如約0mg KOH/g至30mg KOH/g或甚至約0mg KOH/g至20mg KOH/g。在某些實施例中,聚酯材料之AV可係約0mg KOH/g至20mg KOH/g,例如約0.1mg KOH/g至20mg KOH/g、例如約0.5mg KOH/g至15mg KOH/g或甚至約1mg KOH/g至10mg KOH/g。
適宜地,AV係按固體表示。
在某些實施例中,根據本發明之聚酯材料可在酯化觸媒存在下來製備。適宜地,酯化觸媒可經選擇藉由酯化及轉酯化來促進組份之反應。用於製備聚酯材料之酯化觸媒之適宜實例包括(但不限於)以下之一或多者:金屬化合物,例如辛酸亞錫、氯化亞錫、丁基錫酸(羥基丁基氧化錫)、叄(2-乙基己酸)單丁基錫、二氫氧化氯丁基錫、鈦酸四-正丙基酯、鈦酸四-正丁基酯、乙酸鋅;酸化合物,例如磷酸、對甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸(DDBSA);及其組合。在某些實施例中,酯化觸媒可係十二烷基苯磺酸(DDBSA)。
當酯化觸媒存在時,其可以佔總聚合物組份約0.001重量%至1重量%、適宜地約0.01重量%至0.2重量%之量使用,例如以佔總聚合物組份約0.025重量%至0.2重量%之量使用。
在某些實施例中,聚酯材料可包含以下各項之反應產物:(i)1,2-丙二醇,(ii)對苯二甲酸,及(iii)分子量增加劑,其中,聚酯材料之數目平均分子量(Mn)係至少約6,100Da且玻璃轉換溫度(Tg)係至少約80℃。
「分子量增加劑」意指增加聚酯材料之數目平均分子量(Mn)之
物質。
分子量增加劑可係能夠增加聚酯材料之Mn之任何適宜化合物。適宜地,分子量增加劑可包含多元酸、多元醇或其組合。
在某些實施例中,分子量增加劑可包含多元酸。適宜地,分子量增加劑可包含二元酸。
在某些適宜實施例中,分子量增加劑包含通式(I)之二元酸ROOC-Xn-COOR式(I)
其中,R各自獨立地表示氫或烷基、烯基、炔基或芳基;n=0或1;且其中X表示選自以下之橋連基團:伸烷基、伸烯基、伸炔基、伸芳基;其中在-COOR基團之間之橋係C1或C2。
多元酸分子量增加劑之適宜實例包括(但不限於)以下之一或多者:草酸、丙二酸、琥珀酸、鄰苯二甲酸、馬來酸、富馬酸、伊康酸、甲基丙二酸、乙基丙二酸、丙基丙二酸、2-甲基琥珀酸、2-乙基琥珀酸、2-丙基琥珀酸、反式環戊烷-1,2-二甲酸、順式環戊烷-1,2-二甲酸、反式環己烷-1,2-二甲酸、順式環己烷-1,2-二甲酸、所有上文所提及之酸之酸及酸酐及其組合。在某些實施例中,多元酸包含馬來酸酐或伊康酸或其組合。
適宜地,多元酸分子量增加劑包含馬來酸酐。
在某些實施例中,分子量增加劑可包含多元醇。適宜地,分子量增加劑可包含三元醇。
在某些實施例中,多元醇分子量增加劑之羥基可藉由C1至C3伸烷基連接。C1至C3伸烷基可經取代或不經取代。C1至C3伸烷基可視情況經以下之一或多者取代:鹵基、羥基、硝基、巰基、胺基、烷基、烷氧基、芳基、磺基及磺氧基。C1至C3伸烷基可係直鏈或具支鏈。C1至C3伸烷基可係飽和或不飽和。
在某些實施例中,羥基之間可存在不多於3個連接碳原子。
多元醇分子量增加劑之適宜實例包括(但不限於)以下之一或多者:甲二醇、乙二醇、丙二醇、新戊二醇、1,2-丙二醇、丁基乙基丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇、三羥甲基甲烷、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、甘油、新戊四醇及其組合。適宜地,多元醇分子量增加劑包含三羥甲基丙烷。
對苯二甲酸(ii)可呈任何適宜形式。熟習此項技術者將熟知對苯二甲酸通常以亦含有間苯二甲酸作為污染物之形式而提供。然而,在一個實施例中,對苯二甲酸可以實質上不含間苯二甲酸之形式而提供。「實質上不含」意指對苯二甲酸含有少於約5wt%間苯二甲酸、較佳少於約2wt%間苯二甲酸、更佳少於約0.05wt%間苯二甲酸。在某些實施例中,對苯二甲酸可含有約0wt%間苯二甲酸。
聚酯材料可包含任何適宜莫耳比率之(i)+(ii):(iii)。在某些實施例中,(i)+(ii):(iii)之莫耳比率可在約100:1至1:1範圍內,例如約80:1至5:1。作為非限制性實例,當分子量增加劑為多元酸時,(i)+(ii):(iii)之莫耳比率可係約25:1。作為另一非限制性實例,當分子量增加劑為多元醇時,(i)+(ii):(iii)之莫耳比率可係約80:1。
在某些實施例中,聚酯材料可具有低支化度。聚酯材料可係實質直鏈或輕微支化。舉例而言,可藉由該高分子量聚酯材料之多分散性指數量測聚酯材料之支化度。聚合物之多分散性指數以Mw對Mn之比率(Mw/Mn)給出,其中Mw係重量平均分子量且Mn係數目平均分子量。適宜地,聚酯材料之多分散性指數係約1至20、適宜地約2至10。
在某些實施例中,聚酯材料之分子量可高於該聚酯材料之纏結分子量。
如本文中所用之「纏結分子量」及類似術語係指在該分子量下聚酯材料變得足夠大以致纏結時之分子量。為避免疑義,分子量可係
數目平均分子量或重量平均分子量。纏結分子量通常定義為聚酯材料之物理性質、尤其黏度變化時之分子量。
通常,纏結分子量係藉由繪製熔融黏度之對數對聚合物分子量之對數之曲線來確定。通常,隨著分子量增加,該曲線遵循緩慢傾斜向上之線性路徑。然而,一旦達到纏結分子量,緩慢傾斜線性路徑增加為快速傾斜線性路徑。因此,纏結分子量可確定為在曲線上斜率自緩慢傾斜變化為快速傾斜之點。
量測熔融黏度之技術將為熟習此項技術者所熟知。適宜地,熔融黏度可在例如藉由錐板流變儀所施加之高剪切率下量測,典型方法係如標準方法(例如ASTM D4287)中所述。發現,自分子量高於該聚酯材料之臨界纏結分子量之根據本發明之聚酯材料形成之膜具有優良膜形成性質。
聚酯材料之組份(i)、(ii)及(iii)可以任何順序接觸。
在某些實施例中,聚酯材料可在一步製程中製備。適宜地,在一步製程中,組份(i)、(ii)及(iii)均同時一起反應。適宜地,聚酯材料可在一步製程中製備,其中分子量增加劑包含多元醇。
適宜地,在一步製程中,可使組份(i)、(ii)及(iii)在第一反應溫度T1下接觸在一起,其中T1可係介於約90℃與260℃之間、適宜地約200℃至250℃(例如約200℃至230℃)之溫度。
通常,在一步製程中,容許反應進行約1分鐘至100小時(例如約2小時至80小時)之總時期。熟習此項技術者將理解,反應條件可端視所用反應物而變化。
根據本發明之塗料組合物可包含任何適宜量之包含聚酯材料之黏合劑(a)。根據本發明之塗料組合物可包含基於塗料組合物之總固體重量約1wt%至100wt%、適宜地約20wt%至90wt%、例如約30wt%至80wt%之包含聚酯材料之黏合劑。
在某些實施例中,根據本發明之包含聚酯材料之黏合劑(a)可視情況包含另一黏合劑材料。其他適宜黏合劑材料將為熟習此項技術者所熟知。其他黏合劑材料之適宜實例包括(但不限於)以下:聚酯樹脂、丙烯酸系樹脂、醇酸樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、聚矽氧烷樹脂、環氧樹脂或其組合。當另一黏合劑材料存在時,其可適宜地以基於包含聚酯材料之黏合劑(a)之總固體重量約1wt%至50wt%、適宜地約5wt%至30wt%、例如約5wt%至20wt%之量用於根據本發明之包含聚酯材料之黏合劑(a)中。
根據本發明之塗料組合物包含酚系交聯劑(b)。適宜酚系交聯劑將為熟習此項技術者所熟知。酚系樹脂之非限制性實例係自酚與甲醛之反應所形成之彼等。可用以形成酚系樹脂之酚類之非限制性實例係苯酚、丁基苯酚、二甲苯酚及甲酚。對酚系樹脂之一般性製備係闡述於Dr Oldring所編輯之「The Chemistry and Application of Phenolic Resins or Phenoplasts」,第V卷,第I部分,John Wiley and Sons/Cita Technology Limited,London,1997年中。適宜地,酚系樹脂係可熔酚醛樹脂型。「可熔酚醛樹脂型」意指在鹼性(basic,鹼性(alkaline))觸媒及視情況過量甲醛存在下所形成之樹脂。市場上可購得之酚系樹脂之適宜實例包括(但不限於)PHENODUR® PR285、PR307、PR516、PR722、PR1785及PR612;VARCUM® 2891;DUREZ® 33356;SFC112;SFC138B及以商標BAKELITE®所售之樹脂,例如BAKELITE 6572。
根據本發明之塗料組合物可包含任何適宜量之酚系交聯劑(b)。在某些實施例中,根據本發明之塗料組合物可包含基於塗料組合物之總固體重量約0.5wt%至50wt%、適宜地約1wt%至30wt%、例如約5wt%至20wt%或甚至約5wt%至15wt%之酚系交聯劑(b)。
根據本發明之塗料組合物包含胺基交聯劑(c)。適宜胺基交聯劑
將為熟習此項技術者所熟知。胺基交聯劑之非限制性實例包括自三嗪(例如三聚氰胺或苯并胍胺)與甲醛之反應所形成之彼等。適宜地,所得化合物可經醇(例如甲醇、乙醇、丁醇或其組合)醚化。胺基塑膠樹脂之製備及用途係闡述於Dr Oldring所編輯之「The Chemistry and Applications of Amino Crosslinking Agents or Aminoplast」,第V卷,第II部分,第21頁及以下各頁,John Wiley and Sons/Cita Technology Limited,London,1998年中。市場上可購得之胺基塑膠樹脂之適宜實例包括(但不限於)以商標MAPRENAL®(例如MAPRENAL® MF980)所售之彼等;以商標URAMEX®(例如URAMEX BF892及URAMEX BF891)所售之彼等;以商標ITAMIN®(例如ITAMIN BG143、ITAMIN BG145及ITAMIN BG143)所售之彼等;及自Cytec Industries可獲得之以商標CYMEL®(例如CYMEL 303、CYMEL 325、CYMEL 323、CYMEL 327及CYMEL 1123)所售之彼等。
根據本發明之塗料組合物可包含任何適宜量之胺基交聯劑(c)。在某些實施例中,根據本發明之塗料組合物可包含基於塗料組合物之總固體重量約0.5wt%至60wt%、適宜地約1wt%至50wt%、例如約5wt%至40wt%、或甚至約10wt%至30wt%之胺基交聯劑(c)。
根據本發明之塗料組合物實質上不含雙酚A(BPA)及其衍生物。在某些實施例中,根據本發明之塗料組合物可基本上不含或可完全不含雙酚A(BPA)及其衍生物。雙酚A之衍生物包括(例如)雙酚A二縮水甘油醚(BADGE)。
根據本發明之塗料組合物實質上不含雙酚F(BPF)及其衍生物。在某些實施例中,根據本發明之塗料組合物可基本上不含或可完全不含雙酚F(BPF)及其衍生物。雙酚F之衍生物包括(例如)雙酚F二縮水甘油醚(BPFG)。
上文所提及之化合物及其衍生物,即BPA、BPF及其衍生物,可
不故意添加至組合物但可由於來自環境之不可避免之污染而以痕量存在。「實質上不含」意指塗料組合物含有少於約1000百萬分率(ppm)之上文所提及之任何化合物或其衍生物。「基本上不含」意指塗料組合物含有少於約100ppm之上文所提及之任何化合物或其衍生物。「完全不含」意指塗料組合物含有少於約20十億分率(ppb)之任何化合物或其衍生物。
根據本發明之塗料組合物可進一步包含一或多種溶劑。塗料組合物可包含單一溶劑或溶劑之混合物。溶劑可包含水、有機溶劑、水與有機溶劑之混合物或有機溶劑之混合物。
適宜地,有機溶劑具有足夠的揮發性以在固化製程期間自塗料組合物基本上完全揮發。作為非限制性實例,固化製程可藉由在130-230℃下加熱1-15分鐘來進行。
適宜有機溶劑包括(但不限於)以下之一或多者:脂肪烴,例如礦油精及高閃點石腦油;芳香烴,例如苯、甲苯、二甲苯;溶劑石腦油100、150、200;可自Exxon-Mobil Chemical Company以SOLVESSO商標購得之彼等;醇,例如乙醇、正丙醇、異丙醇及正丁醇;酮,例如丙酮、環己酮、甲基異丁基酮、甲基乙基酮;酯,例如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸正己基酯;二醇,例如丁基乙二醇;二醇醚,例如甲氧基丙醇、乙二醇單甲基醚、乙二醇單丁基醚;及其組合。當溶劑存在時,其可適宜地以基於塗料組合物之總固體重量約10wt%至90wt%、例如約20wt%至80wt%或甚至約30wt%至70wt%之量用於塗料組合物中。
聚酯材料可在其形成期間及/或在其形成之後溶解或分散於該一或多種溶劑中。
在某些實施例中,本發明之塗料組合物可進一步包含觸媒。可使用通常用於催化聚酯材料與交聯劑(例如酚系交聯劑及/或胺基交聯
劑)之間之交聯反應之任何觸媒。適宜觸媒將為熟習此項技術者所熟知。適宜觸媒包括(但不限於)以下之一或多種:磷酸;烷基芳基磺酸,例如十二烷基苯磺酸、甲烷磺酸、對甲苯磺酸、二壬基萘二磺酸;苯基次膦酸;及其組合。在某些實施例中,觸媒可包含酸觸媒。適宜地,觸媒可包含磷酸。當觸媒存在時,其可以任何適宜量用於塗料組合物中。在某些實施例中,當觸媒存在時,其可以基於塗料組合物之總固體重量約0.01wt%至10wt%、適宜地約0.1wt%至2wt%之量使用。
根據本發明之塗料組合物可視情況含有添加劑或添加劑之組合。塗料組合物可視情況含有任何適宜添加劑。適宜添加劑將為熟習此項技術者所熟知。適宜添加劑之實例包括(但不限於)以下之一或多種:潤滑劑、顏料、塑化劑、表面活性劑、流量控制劑、觸變劑、填充劑、稀釋劑、有機溶劑及其組合。
適宜潤滑劑將為熟習此項技術者所熟知。潤滑劑之適宜實例包括(但不限於)以下之一或多種:棕櫚蠟及及聚乙烯型潤滑劑。在某些實施例中,當潤滑劑存在時,其可以基於塗料組合物之總固體重量至少0.01wt%之量用於塗料組合物中。
適宜顏料將為熟習此項技術者所熟知。適宜顏料可係(例如)二氧化鈦。當顏料存在時,其可以任何適宜量用於塗料組合物中。在某些實施例中,當顏料存在時,其可以基於塗料組合物之總固體重量至多約90wt%、例如至多約50wt%或甚至至多約10wt%之量用於塗料組合物中。
可視情況添加表面活性劑至塗料組合物以幫助基材流動及潤濕。適宜表面活性劑將為熟習此項技術者所熟知。當適宜表面活性劑存在時,其經選擇以與食品及/或飲料容器應用相容。適宜表面活性劑包括(但不限於)以下之一或多種:烷基硫酸鹽(例如,月桂基硫酸
鈉);醚硫酸鹽;磷酸酯;磺酸鹽;及其各種鹼、銨、胺鹽;脂肪族醇乙氧基化物;烷基苯酚乙氧基化物(例如壬基苯酚聚醚);其鹽及/或其組合。當表面活性劑存在時,其可以基於塗料組合物之總固體重量約0.01wt%至10wt%、適宜地約0.01wt%至5wt%、例如約0.01wt%至2wt%之量存在。
在某些實施例中,根據本發明之塗料組合物可實質上不含、可基本上不含或可完全不含二烷基錫化合物,包括其氧化物或其他衍生物。二烷基錫化合物之實例包括(但不限於)以下之一或多種:二月桂酸二丁基錫(DBTDL)、二月矽酸二辛基錫、二甲基氧化錫、二乙基氧化錫、二丙基氧化錫、二丁基氧化錫(DBTO)、二辛基氧化錫(DOTO)或其組合。「實質上不含」意指塗料組合物含有少於約1000百萬分率(ppm)之上文所提及之任何化合物或其衍生物。「基本上不含」意指塗料組合物含有少於約100ppm之上文所提及之任何化合物或其衍生物。「完全不含」意指塗料組合物含有少於約20十億分率(ppb)之任何化合物或其衍生物。
根據本發明之拉環可自任何適宜材料形成。適宜材料將為熟習此項技術者所熟知。適宜實例包括(但不限於)以下之一或多種:鋼;馬口鐵;無錫鋼(TFS);鍍鋅鋼,例如電鍍鋅鋼;鋁;鋁合金;及其組合。在某些實施例中,拉環可自馬口鐵、無錫鋼或鍍鋅鋼形成。
根據本發明之塗料組合物可在拉環形成之前或之後施加至該拉環。舉例而言,可將塗料組合物施加至金屬捲材或片材上,隨後自其衝壓出拉環。或者,可預製拉環並可隨後施加本發明之塗料組合物。
根據本發明之塗料組合物可藉由任何適宜方法在拉環形成之前或之後施加至該拉環。適宜方法包括(但不限於)以下之一或多種:電塗、噴塗、靜電噴塗、浸塗、輥塗、刷塗及諸如此類。
可將根據本發明之塗料組合物施加至拉環至任何適宜乾膜厚
度。在某些實施例中,可施加塗料組合物至乾膜厚度為約0.1μm(微米)至2mm、適宜地約1μm至1mm、更適宜地約2μm至50μm或甚至約2μm至20μm。
根據本發明之塗料組合物可作為單層或作為多層系統之一部分施加至拉環。在某些實施例中,塗料組合物可作為單層施加。在某些實施例中,塗料組合物可作為多塗層系統之第一塗層施加。適宜地,塗料組合物可作為底塗層或底漆施加。第二、第三、第四等塗層可包含任何適宜油漆,例如含有(例如)環氧樹脂、聚酯樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、聚矽氧烷樹脂、烴類樹脂或其組合之彼等。在某些實施例中,塗料組合物可作為多層系統之一部分施加至另一油漆層之頂部。舉例而言,塗料組合物可施加至底漆之頂部。塗料組合物可形成中間層或頂塗層。塗料組合物可一次或多次施加至拉環。
根據本發明之第二態樣,提供包含拉環之食品及/或飲料罐,該拉環之至少一部分上經塗料組合物塗覆,該塗料組合物包含:(a)黏合劑,其包含聚酯材料,(b)酚系交聯劑,及(c)胺基交聯劑,其中,塗料組合物實質上不含雙酚A(BPA)、雙酚F(BPF)、雙酚A二縮水甘油醚(BADGE)及雙酚F二縮水甘油醚(BFDGE)。
根據本發明之第三態樣,提供塗料組合物用於塗覆拉環之至少一部分之用途,該塗料包含:(a)黏合劑,其包含聚酯材料,(b)酚系交聯劑,及(c)胺基交聯劑,其中,塗料組合物實質上不含雙酚A(BPA)、雙酚F(BPF)、雙酚A二縮水甘油醚(BADGE)及雙酚F二縮水甘油醚(BFDGE)。
根據本發明之第四態樣,提供塗覆拉環之至少一部分之方法,該方法包含以塗料組合物塗覆拉環之至少一部分之步驟,該塗料組合物包含:(a)黏合劑,其包含聚酯材料,(b)酚系交聯劑,及(c)胺基交聯劑,其中,塗料組合物實質上不含雙酚A(BPA)、雙酚F(BPF)、雙酚A二縮水甘油醚(BADGE)及雙酚F二縮水甘油醚(BFDGE)。
根據本發明之另一態樣,提供拉環塗料組合物,該塗料組合物包含:(a)黏合劑,其包含聚酯材料,(b)酚系交聯劑,及(c)胺基交聯劑,其中,塗料組合物實質上不含雙酚A(BPA)、雙酚F(BPF)、雙酚A二縮水甘油醚(BADGE)及雙酚F二縮水甘油醚(BFDGE)。
本文中所含之所有特徵可與任何以上態樣組合且可呈任何組合。
為更好地理解本發明及展示可如何實施本發明之實施例,現在藉助實例參考以下實驗數據。
根據表1中之配方製備塗料組合物。所有量皆係以重量份給出。
簡單而言,塗料組合物係在環境溫度下在裝配有攪拌之容器中進行製備。容器之分散或混合葉片大約係容器本身直徑之三分之一(1/3)。首先將項目1添加至容器,且然後在緩慢攪動下添加項目2。然後將攪拌速度增加至大約2,000rpm直至達成完全摻和為止。在此之
後,將項目3、4、5、6添加至容器,隨後在1,500rpm攪拌下添加項目7、8、9及10。最終用項目11及12調整黏度。
將塗料實例1施加至馬口鐵、無錫鋼(TFS)及電鍍鋅金屬板之每一者上。以輥式塗佈機或刮棒塗佈機施加塗料。所施加之膜重量係介於4-6克/平方米(gsm)模製塗料重量之間。施加單一塗層。施加之後,將塗層在風扇輔助烘箱中在240-300℃之溫度下乾燥16秒至20秒。
將市場上可購得之產品PPG3975-601/A(BPA環氧交聯塗料)施加至馬口鐵、無錫鋼(TFS)及電鍍鋅金屬板之每一者上。以輥式塗佈機或刮棒塗佈機施加塗料。所施加之膜重量係介於4-6克/平方米(gsm)模製塗料重量之間。施加單一塗層。施加之後,將塗層在風扇輔助烘箱中在240-300℃之溫度下乾燥16秒至20秒。
經由以下方法測試塗料實例1及比較性塗料實例1之性質。結果顯示於表2中。
水中白化(blush)測試:將經塗覆之板切割成為10cm×5cm之板,且然後將其置於含有水之罐中,使得一半板沒於水中。然後將該罐置於高壓滅菌器中並在121℃下處理90分鐘。此後,目視檢查板之白化(即塗層之白化)、起泡、變色及黏著性損失。
清潔劑中白化測試:實施如上針對水中白化測試所述之程序,唯向水添加清潔劑以製得1%溶液。所使用之清潔劑係Teepol。
楔形彎曲:將10cm×4cm之經塗覆之板在6mm鋼條上彎曲以形成10cm長及2cm寬之U形帶。然後將U形帶置於具有內置錐形凹口之金屬塊上。將2kg重量自57cm之高度落至含有U形帶之凹口塊上以形成楔。然後將測試件浸入經鹽酸(HCl)酸化之硫酸銅(CuSO4)溶液中2分鐘,隨後用自來水沖洗。然後藉由用薄型紙吸去任何殘留水將樣品小心地乾燥。量測無任何破裂之塗層之長度。結果係以已通過之mm引用。一式三份測試楔形彎曲並引用平均值。
流動性測試:使用ALTEK 9505型流動性/潤滑性測試儀量測表面流動性(或潤滑性)。根據製造商之說明將樣品裝入機器中並起始測試序列。如自測試序列所確定之摩擦係數係自電子模擬儀錶之讀數引用。
T-彎曲:根據ISO 17132:2007(「Paints and varnishes-T-bend test」)實施此測試。簡單而言,將經塗覆之板對其自身進行彎曲(即摺疊),且然後將呈錘狀之2kg重量自57cm之高度落至板上。然後重複該過程。引用板可彎曲而不發生塗層斷裂或黏著性損失(即剝落)之最低次數。
黏連(blocking)測試:將經塗覆之板切割成一系列10cm x 10cm,並以適於模擬在實際使用及儲存期間施加於材料上之壓力之重物將其上下堆疊。所用重物係1噸。在40℃下施加該重物16小時。此後,目視評估分離經塗覆之板所需之難度。
結果顯示,根據本發明之塗料組合物係相對於比較性實例之彼等中替代或代表優於彼等之改良。
應注意,所有關於本申請案與本說明書同時提出或先於本說明書提出並與本說明書一起供大眾檢閱之所有論文及文獻、及所有此等論文及文獻之內容均以引用的方式併入本文中。
本說明書(包括任何隨附申請專利範圍、摘要及附圖)中所揭示之所有特徵及/或如此揭示之任何方法或製程之所有步驟可以任何組合進行組合,但其中此等特徵及/或步驟中之至少一些相互排斥之組合除外。
除非另有明確說明,否則本說明書(包括任何隨附申請專利範圍、摘要及附圖)中所揭示之每一特徵可由用於相同、等效或類似目的之替代特徵代替。因此,除非另有明確說明,否則所揭示每一特徵僅係一系列一般等效或類似特徵之一個實例。
本發明並不限於上述實施例之細節。本發明可擴展至本說明書(包括任何隨附申請專利範圍、摘要及附圖)中所揭示特徵之任何新穎特徵或任何新穎組合,或擴展至如此揭示之任何方法或製程之步驟之任何新穎步驟或任何新穎組合。
Claims (12)
- 一種用於食品及/或飲料罐之拉環,其至少一部分上經塗料組合物塗覆,該塗料組合物包含:(a)黏合劑,其包含聚酯材料,(b)酚系交聯劑,及(c)胺基交聯劑,其中,該塗料組合物實質上不含雙酚A(BPA)、雙酚F(BPF)、雙酚A二縮水甘油醚(BADGE)及雙酚F二縮水甘油醚(BFDGE)。
- 如請求項1之拉環,其中該包含聚酯材料之黏合劑(a)係以介於30wt%至80wt%間之量存在。
- 如請求項1或請求項2之拉環,其中該酚系交聯劑(b)係以介於5wt%至20wt%間之量存在。
- 如任一前述請求項之拉環,其中該胺基交聯劑(c)係以介於5wt%至40wt%間之量存在。
- 如任一前述請求項之拉環,其中該塗料組合物進一步包含觸媒。
- 如請求項5之拉環,其中該觸媒係以介於0.1wt%至2wt%間之量存在。
- 如任一前述請求項之拉環,其中該塗料組合物實質上不含二烷基錫化合物,包括其氧化物或其他衍生物。
- 如任一前述請求項之拉環,其中該塗料組合物之乾膜厚度係介於1μm至1mm之間。
- 一種食品及/或飲料罐,其包含如任一前述請求項之拉環。
- 一種塗料組合物用於塗覆拉環之至少一部分之用途,該塗料包含: (a)黏合劑,其包含聚酯材料,(b)酚系交聯劑,及(c)胺基交聯劑,其中該塗料組合物實質上不含雙酚A(BPA)、雙酚F(BPF)、雙酚A二縮水甘油醚(BADGE)及雙酚F二縮水甘油醚(BFDGE)。
- 一種用於塗覆拉環之至少一部分之方法,該方法包含以塗料組合物塗覆該拉環之至少一部分之步驟,該塗料組合物包含:(a)黏合劑,其包含聚酯材料,(b)酚系交聯劑,及(c)胺基交聯劑,其中,該塗料組合物實質上不含雙酚A(BPA)、雙酚F(BPF)、雙酚A二縮水甘油醚(BADGE)及雙酚F二縮水甘油醚(BFDGE)。
- 一種拉環塗料組合物,該塗料組合物包含:(a)黏合劑,其包含聚酯材料,(b)酚系交聯劑,及(c)胺基交聯劑,其中,該塗料組合物實質上不含雙酚A(BPA)、雙酚F(BPF)、雙酚A二縮水甘油醚(BADGE)及雙酚F二縮水甘油醚(BFDGE)。
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