Композиции покрытий контейнеров для пищевых продуктов и напитков



Композиции покрытий контейнеров для пищевых продуктов и напитков
Композиции покрытий контейнеров для пищевых продуктов и напитков
Композиции покрытий контейнеров для пищевых продуктов и напитков
Композиции покрытий контейнеров для пищевых продуктов и напитков
Композиции покрытий контейнеров для пищевых продуктов и напитков
Композиции покрытий контейнеров для пищевых продуктов и напитков
C09D133/00 - Составы для нанесения покрытий на основе гомополимеров или сополимеров соединений, содержащих один или более ненасыщенных алифатических радикалов, каждый из которых содержит только одну углерод-углеродную двойную связь, и только один из них - только одну концевую карбоксильную или карбоксилатную (солевую), карбоксангидридную, карбоксэфирную, карбоксамидную, карбоксимидную или карбонитрильную группу; составы для нанесения покрытий на основе их производных
B65D1/10 - Тара для хранения или транспортировки изделий и материалов, например мешки, бочки, бутылки, ящики, жестяные банки, коробки, корзины, стеклянные сосуды, баки и бункера, контейнеры; принадлежности, затворы, арматура к ним; упаковочные элементы ; упаковки (контейнеры для хранения продуктов полеводства или садоводства A01F 25/14; тара, используемая на молочных фермах A01J; дорожные сумки, корзины, чемоданы A45C; дорожное или туристское снаряжение A45F; предметы домашнего обихода или столовое оборудование A47G; почтовые ящики для жилых домов A47G 29/12; кухонные и прочие домашние принадлежности A47J; упаковки или оберточные приспособления для использованных впитывающих прокладок A61F 13/551; связанные с транспортными средствами см. соответствующие

Владельцы патента RU 2637023:

ППГ ИНДАСТРИЗ ОГАЙО, ИНК. (US)

Группа изобретений относится к композициям покрытий для контейнеров для пищевых продуктов или напитков и к изделиям, содержащим контейнер для пищевого продукта или напитка, включающим металлическую банку и покрытие, нанесенное на внутреннюю часть указанного контейнера. Изделие с покрытием включает контейнер для пищевого продукта или напитка, включающий металлическую банку и композицию для покрытия внутренней поверхности контейнеров для пищевых продуктов и напитков, содержащую связующую смолу, включающую полимер, содержащий реакционноспособные функциональные группы и отвердитель и полисиликоновую смолу, в частности, от 10 до 30 мас.% по отношению к массе твердого вещества смолы алкилфенилсилсесквиоксановой смолы, содержащей гидроксильные группы, функциональные группы, реакционноспособные с функциональными группами отвердителя, причем указанная композиция является диспергированной в водной среде. Технический результат – обеспечение возможности нанесения покрытий непосредственно на сталь без предварительной обработки или вспомогательного адгезива, без образования микротрещин и видимой коррозии в процессе хранения пищевых продуктов и с полным высвобождением содержимого из внутреннего пространства банки при переворачивании. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 табл., 3 пр.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к композициям покрытий, которые могут быть применены для контейнеров различных видов, таких как контейнеры для пищевых продуктов и напитков. Композиции особенно применимы для покрытия внутренней стороны контейнеров.

Уровень техники

Покрытия обычно наносят на внутреннюю сторону металлических контейнеров для пищевых продуктов и напитков для предохранения содержимого от контакта с металлической поверхностью контейнера. Контакт с определенными пищевыми продуктами, в особенности с кислыми продуктами, может вызвать коррозию металлического контейнера. Данная коррозия приведет к загрязнению и ухудшению внешнего вида и вкуса пищевых продуктов или напитков.

Многие композиции покрытий контейнеров для пищевых продуктов и напитков основаны на эпоксидных смолах, которые представляют собой полиглицидиловые эфиры бисфенола А. Бисфенол А в покрытиях для упаковок может представлять собой или собственно бисфенол А (ВРА), или его производные, такие как диглицидиловые эфиры бисфенола A (BADGE) и новолачные эпоксидные смолы. Данные покрытия имеют превосходную эластичность и адгезию к металлическим подложкам. Однако использование бисфенола А и его производных создает ряд проблем. Хотя по совокупности современных научных данных можно утверждать, что небольшие следовые количества ВРА или BADGE, которые могут высвобождаться из существующих покрытий, не представляют угрозы для здоровья человека, данные соединения, тем не менее, воспринимаются некоторыми исследователями как вредные для здоровья человека. Следовательно, существует сильное стремление устранить данные соединения из покрытий контейнеров для пищевых продуктов и напитков.

Замещающие композиции покрытий, как правило, основаны на полимерах, содержащих гидроксильные группы, и аминопластовых или фенопластовых отвердителях. Хотя данные покрытия обладают хорошей адгезией, им не хватает эластичности, необходимой для предотвращения коррозии, которая возникает, когда в покрытии происходит образование микротрещин из-за сильной деформации металла. Например, в консервных банках для пищевых продуктов, состоящих из двух частей, образование микротрещин происходит в свободном пространстве в процессе формирования двойного закаточного шва, который закрепляет край банки после заполнения. Это явление широко известно как растрескивание в «гребне давления». Вызывающие коррозию пищевые продукты просачиваются через микротрещины в покрытии и приводят к коррозии металлической поверхности, вызывая коррозию, отслоение покрытия и в итоге перфорацию банки, что приводит к порче пищевого продукта. В настоящее время, из-за подверженности к растрескиванию в гребне давления, покрытия на акриловой основе уступают промышленным стандартным ВРА-содержащим покрытиям при производстве покрытий для упаковок, поскольку в них нельзя держать вызывающие сильную коррозию пищевые продукты.

Кроме того, заменяющие композиции покрытий обеспечивают покрытия с плохими скользящими свойствами. Это создает проблему для твердых пищевых продуктов, таких как мясные консервы. После открытия консервной банки, мясо не высвобождается от внутренней части банки, и его требуется вручную выскребать из банки.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение обеспечивает композицию, содержащую:

(a) связующую смолу,

(b) от 10 до 30 процентов по массе полисиликоновой смолы по отношению к массе твердого вещества смолы.

Настоящее изобретение также обеспечивает изделие с покрытием, содержащее:

(a) подложку, и

(b) покрытие из описанной выше композиции, нанесенное на по меньшей мере часть подложки.

Полисиликоновая смола увеличивает эластичность получающегося в результате покрытия без неблагоприятного воздействия на адгезию. Фенилированные полисиликоновые смолы обладают превосходной совместимостью с органическими компонентами композиции покрытия. Кроме того, включение полисиликоновой смолы в композиции покрытия значительно снижает поверхностное напряжение покрытия, которое отталкивает воду и улучшает скольжение по поверхности, предлагая несколько дополнительных новых применений для упаковки пищевых продуктов, таких как высвобождение мяса. Покрытия для мясных консервов должны иметь высокие показатели скольжения по поверхности, позволяющие легко извлекать из консервной банки пищевые продукты на мясной основе. Кроме того, полярность фенилированных полисиликоновых смол позволяет использовать их в композициях на водной основе и получать стабильные дисперсии.

Осуществление изобретения

Как используется в настоящем документе, если явно не указано иное, все числа, такие как числа, выражающие значения, диапазоны, количества или проценты, могут быть прочитаны так, как если бы им предшествовало слово «примерно», даже если этот термин конкретно не появляется. Кроме того, следует отметить, что термины и/или фразы во множественном числе охватывают свои эквиваленты в единственном числе и наоборот. Например, полимер, сшивающий агент и любой другой компонент относится к одному или нескольким из этих компонентов.

Кроме того, хотя связующая смола, включая пленкообразователи, сшивающие агенты и полисиликоновая смола представляют собой смолообразные материалы, предполагается, что все они отличаются друг от друга.

При указании любого числового диапазона значений, понимают, что такие диапазоны включают в себя все без исключения числа и/или доли между заявленными минимумом и максимумом диапазона.

Как используется в настоящем документе, термин «многоатомный спирт» или его варианты в широком смысле относятся к материалу, имеющему в среднем две или более гидроксильные группы на молекулу. Термин «многоосновная карбоновая кислота» относится к кислотам и их функциональным производным, включая ангидридные производные, если таковые существуют, и низшие алкиловые эфиры, имеющие 1-4 атома углерода.

Как используется в настоящем документе, термин «полимер» в широком смысле относится к форполимерам, олигомерам и как к гомополимерам, так и к сополимерам. Термин «смола» используют взаимозаменяемо с термином «полимер».

Термины «акриловый» и «акрилатный» используют взаимозаменяемо (если это не изменяет предполагаемого значения) и включают акриловые кислоты, ангидриды и их производные, такие как их С15 алкиловые эфиры, замещенные низшими алкилами акриловые кислоты, например, C12-замещенные акриловые кислоты, такие как метакриловая кислота, этакриловая кислота и т.п., и их C1-C5-алкиловые эфиры, если явно не указано иное. Данные мономеры могут полимеризоваться сами с собой или с виниловыми мономерами, такими как виниловые ароматические мономеры, и аллильными мономерами. Термины «(мет)акриловый» или «(мет)акрилатный» предназначены для охвата как акриловых/акрилатных, так и метакриловых/метакрилатных форм указанного материала, например (мет)акрилатного мономера. Термин «акриловый полимер» относится к полимерам, полученным из одного или нескольких акриловых мономеров.

Как используется в настоящем документе, «единственное число» и «по меньшей мере один» и «один или несколько» используют взаимозаменяемо. Таким образом, например, фраза «композиция покрытия, которая содержит полимер», может быть истолкована как фраза «композиция покрытия, которая содержит «один или несколько» полимеров».

Как используется в настоящем документе, молекулярные массы определяют с помощью гельпроникающей хроматографии с использованием полистирольного стандарта. Если не указано иначе, молекулярные массы даны на основе среднемассовой молекулярной массы (Mw).

Связующая смола обычно состоит из пленкообразующей смолы и отвердителя или сшивающего агента. Пленкообразующая смола может представлять собой акриловый полимер. Акриловый полимер предпочтительно представляет собой полимер, полученный из одного или нескольких акриловых мономеров и других, способных к сополимеризации виниловых мономеров. Кроме того, могут быть использованы смеси акриловых полимеров. Предпочтительные мономеры представляют собой акриловую кислоту, метилакрилат, этилакрилат, пропилакрилат, бутилакрилат, пентаакрилат, гексилакрилат, метакриловую кислоту, метилметакрилат, этилметакрилат, пропилметакрилат, бутилметакрилат, пентаметакрилат и гексилметакрилат. Акриловый полимер также может содержать гидроксильные группы, которые обычно получают из гидрокси-замещенных эфиров акриловой или метакриловой кислоты. Примеры включают гидроксиэтилакрилат и гидроксипропилметакрилат.

Примеры виниловых мономеров представляют собой виниловые сложные эфиры, включая винилацетат, винилпропионат, винилбутираты, винилбензоаты, винилизопропилацетаты и сходные виниловые эфиры. Винилгалогениды включают винилхлорид, винилфторид и винилиденхлорид. Виниловые ароматические углеводороды включают стирол, метилстиролы и сходные стиролы с низшими алкильными заместителями, хлорстирол, винилтолуол, винилнафталин, дивинилбензоат и циклогексен. Виниловые алифатические углеводородные мономеры включают альфа-олефины, такие как этилен, пропилен, изобутилен и циклогексил, а также сопряженные диены, такие как бутадиен, метил-2-бутадиен, 1,3-пиперилен, 2,3-диметилбутадиен, изопрен, циклопентадиен и дициклопентадиен. Виниловые алкиловые простые эфиры включают метилвиниловый эфир, изопропилвиниловый эфир, н-бутилвиниловый эфир и изобутилвиниловый эфир. Примеры аллильных мономеров включают аллиловый спирт и аллилхлорид.

Акриловый полимер обычно получают с помощью традиционных технологий полимеризации в растворе, применяя свободно-радикальные инициаторы, такие как азо- или перекисный катализатор.

Молекулярная масса (Mw) акрилового полимера предпочтительно равна по меньшей мере 5000 грамм/моль, более предпочтительно от 15000 до 100000 грамм/моль. Акриловый полимер обычно имеет кислотное число от 30 до 70, например от 40 до 60 мг КОН/г; гидроксильное число от 20 до 100, например от 30 до 70 мг КОН/г.

Обычно в связующей смоле присутствуют отвердители, которые являются реакционноспособными с акриловыми полимерами. Подходящие отвердители представляют собой фенопласты или фенолформальдегидные смолы и аминопластные или триазин-формальдегидные смолы. Фенолформальдегидные смолы предпочтительно бывают резольного типа. Примеры подходящих фенолов представляют собой собственно фенол, бутилфенол, ксиленол и крезол. Часто используют крезолформальдегидные смолы, обычно этерифицированные бутанолом. Для информации о химических основах получения фенольных смол, отсылают к работе «The Chemistry and Application of Phenolic Resins or Phenolplasts», Vol. V, Part I, edited by Dr. Oldring; John Wiley & Sons/Cita Technology Limited, London, 1997. PHENODUR® PR285 и BR612 представляют собой примеры коммерчески доступных фенольных смол, данные смолы продают под торговой маркой BAKELITE®, обычно BAKELITE 6581LB.

Примеры аминопластных смол представлены такими смолами, которые образуются в результате реакции триазина, такого как меламин, или бензогуанамина с формальдегидом. Предпочтительно, данные продукты конденсации обычно этерифицированы метанолом, этанолом, бутанолом, включая их смеси. Для информации о химических основах получения и применения аминопластных смол, смотри «The Chemistry and Applications of Amino Crosslinking Agents or Aminoplast», Vol. V, Part II, page 21 ff., edited by Dr. Oldring; John Wiley & Sons/Cita Technology Limited, London, 1998. Данные смолы коммерчески доступны под торговой маркой MAPRENAL®, например, MAPRENAL MF980, и под торговой маркой CYMEL®, например, CYMEL 303 и CYMEL 1128, поставляемые компанией «Cytec Industries».

Силиконовые смолы, которые используют при осуществлении изобретения, представляют собой функциональные силиконовые смолы, то есть они содержат функциональные группы, которые являются реакционноспособными с функциональными группами, связанными со связующей смолой. Обычно данные группы представляют собой группы с активным атомом водорода, которые способны вступать в реакцию с кофункциональными группами, связанными с отвердителем или со сшивающим агентом связующей смолы, таким как аминопласт или фенопласт. Кроме того, силиконовые смолы могут представлять собой фенилированные силиконовые смолы, содержащие связь C6H5-S≡. Фенильная группа выгодна тем, что она улучшает совместимость силиконовой смолы с другими смолообразными ингредиентами в композиции покрытия в том, что все смолообразные ингредиенты могут быть равномерно растворены или диспергированы в разбавителе, то есть силиконовая смола не будет формировать отдельную фазу от других смолообразных ингредиентов в композиции покрытия.

Фенилированная силиконовая смола, используемая в композиции в соответствии с изобретением, предпочтительно представляет собой алкилфенилсилсесквиоксановую смолу.

Данная смола предпочтительно включает звенья, имеющие следующую формулу:

(R'SiO3/2)x и (C6H5SiO3/2)y

R' выбран из группы, состоящей из линейной или разветвленной алкильной группы, содержащей от 1 до 20 атомов углерода, например от 2 до 8 атомов углерода, циклоалкильной группы, содержащей от 5 до 20 атомов углерода, например от 6 до 12 атомов углерода, и гидроксильной группы, и

x и y, независимо варьируют от 0,05 до 0,95, так что x равен от 0,1 до 0,3 и y равен от 0,7 до 0,9, и x+y=1.

x и y, представляют мольную долю силоксановых звеньев (R'SiO3/2)x и (C6H5SiO3/2)y по отношению к общему числу молей силоксановых звеньев в фенилированной силиконовой смоле.

Обычно R' представляет собой смешанную алкильную группу и гидроксильную группу таким образом, что силиконовая смола имеет содержание гидроксильных групп, равное от 3 до 20, например от 5 до 10 процентов по массе по отношению к массе твердых веществ силиконовой смолы.

Фенилированная силиконовая смола предпочтительно содержит по меньшей мере 20 молярных процентов, предпочтительно по меньшей мере 30 молярных процентов, еще лучше 40 молярных процентов, даже еще лучше по меньшей мере 50 молярных процентов и еще лучше по меньшей мере 60 молярных процентов силоксановых звеньев (R'SiO3/2)x и (C6H5SiO3/2)y, по отношению к общему числу силоксановых звеньев, присутствующих в фенилированной силиконовой смоле.

В соответствии с одним из воплощений, содержание силоксановых звеньев (R'SiO3/2)x и (C6H5SiO3/2)y может составлять вплоть до 100 молярных процентов, по отношению к общему числу силоксановых звеньев, присутствующих в фенилированной силиконовой смоле.

Метальная, этильная и пропильная группа представляют собой примеры алкильных групп; циклогексильная группа представляет собой пример циклоалкильных групп.

Алкилфенилсилсесквиоксановые смолы могут содержать дополнительные силокси-звенья, такие как звенья (i) (R13SiO1/2)a, (ii) (R22SiO2/2)b, (iii) (R3SiO3/2)c, или (iv) (SiO4/2)d. Количество каждого звена, присутствующего в алкилфенилсилсесквиоксановой смоле, может быть выражено как мольная доля от общего числа молей всех силокси-звеньев, присутствующих в алкилфенилсилсесквиоксановой смоле. Таким образом, алкилфенилсилсесквиоксановые смолы настоящего изобретения включают звенья:

(i) (R13SiO1/2)a

(ii) (R22SiO2/2)b

(iii) (R3SiO3/2)c

(iv) (SiO4/2)d

(v) (R'SiO3/2)x и

(vi) (C6H5SiO3/2)y,

в которых

R' определен выше,

R1, R2 и R3 независимо представляют собой алкильную группу, содержащую от 1 до 8 атомов углерода, такую как метильная, этильная и пропильная группа; арильную группу, такую как фенильная и толильная группа, гидроксильную группу, карбинольную группу или аминогруппу,

а, b, с и d имеют значение от ноля до 0,4,

x и y имеют значение от 0,05 до 0,95, например x, имеет значение от 0,1 до 0,3 и y, имеет значение от 0,7 до 0,9,

при условии, что значение x+y равно или больше чем 0,60, и что значение a+b+c+d+x+y=1.

Обычно акриловый полимер и/или полиэфирный полимер используют в количестве, равном от 40 до 85, таком как от 30 до 70 процентов по массе; сшивающий агент присутствует в количестве, равном от 5 до 50, таком как от 15 до 40 процентов по массе, и полисиликоновая смола присутствует в количестве, равном от 10 до 30, таком как от 15 до 20 процентов по массе; процентное содержание по массе выражено по отношению к массе всех твердых веществ смолы в композиции покрытия.

Необязательные ингредиенты могут быть включены в композицию покрытия. Обычно композиция покрытия может содержать разбавитель, такой как вода, или органический растворитель, или смесь воды и органического растворителя для растворения или диспергирования ингредиентов композиции. Органический растворитель выбирают так, чтобы он имел достаточную летучесть для практически полного испарения из композиции покрытия в процессе отверждения, например, при нагревании от 175-205°С в течение примерно от 5 до 15 минут. Примеры подходящих органических растворителей представляют собой алифатические углеводороды, такие как уайт-спириты и нафта для лакокрасочной промышленности с высокой температурой воспламенения; ароматические углеводороды, такие как бензол, толуол, ксилол и растворитель нафта 100, 150, 200 и им подобные; спирты, например этанол, н-пропанол, изопропанол, н-бутанол и им подобные; кетоны, такие как ацетон, циклогексанон, метилизобутилкетон и им подобные; эфиры, такие как этилацетат, бутилацетат и им подобные; гликоли, такие как бутилгликоль, гликолевые эфиры, такие как метоксипропанол и монометиловый эфир этиленгликоля и монобутиловый эфир этиленгликоля и им подобные. Также могут быть использованы смеси различных органических растворителей. Для водных композиций связующая смола обычно имеет кислотные группы, такие как кислотные функциональные акриловые полимеры, которые по меньшей мере частично нейтрализованы амином для содействия диспергированию или растворению связующей смолы в водной среде. Если присутствует, то разбавитель используют в композиции покрытий в количестве, равном примерно от 20 до 80, например, от 30 до 70 процентов по массе по отношению к общей массе композиции покрытия.

Вспомогательные смолы, такие как сложные полиэфирполиолы, простые полиэфирполиолы и полиуретанполиолы, могут быть включены в композиции покрытий для того, чтобы максимально усилить определенные свойства получающегося в результате покрытия. Если присутствует, то вспомогательную смолу используют в количестве, равном вплоть до 50, обычно 2-50, процентов по массе по отношению к массе твердых веществ смолы композиции покрытия.

Другой необязательный ингредиент, который обычно присутствует в композиции покрытия, представляет собой катализатор для увеличения скорости отверждения или сшивания композиций покрытий. Обычно может быть использован кислотный катализатор, и, как правило, он присутствует в количестве, равном примерно от 0,05 до 5 процентов по массе. Примеры подходящих катализаторов представляют собой додецилбензолсульфоновую кислоту, метансульфоновую кислоту, паратолуолсульфоновую кислоту, динонилнафталиндисульфоновую кислоту и фенилфосфоновую кислоту.

Еще один полезный необязательный ингредиент представляет собой смазку, например воск, который облегчает изготовление покрытых металлов путем придания листам покрываемой металлической подложки способности к скольжению. Предпочтительные смазки включают, например, карнаубский воск и полиэтилен-подобные смазки. Если используют, то смазка предпочтительно присутствует в композиции покрытия в количестве, равном по меньшей мере 0,1 процент по массе по отношению к массе твердых веществ смолы в композицию покрытия.

Еще один полезный необязательный ингредиент представляет собой пигмент, такой как диоксид титана. Если используют, то пигмент присутствует в композиции покрытия в количествах, не превышающих 70 процентов по массе, предпочтительно не превышающих 40 процентов по массе по отношению к общей массе твердых веществ в композиции покрытия.

Поверхностно-активные вещества необязательно могут быть добавлены в композицию покрытия, чтобы способствовать текучести и смачиванию подложки. Примеры подходящих поверхностно-активных веществ включают, но не ограничиваются ими, нонилфенольные полиэфиры и соли. Если используют, то поверхностно-активное вещество присутствует в количестве, равном по меньшей мере 0,01 процента и не превышающем 10 процентов по отношению к массе твердых веществ смолы в композиции покрытия.

В некоторых воплощениях, композиции, используемые при осуществлении изобретения, в значительной степени свободны, могут быть по существу свободны и могут быть полностью свободны от бисфенола А и его производных или его остатков, включая бисфенол А («ВРА») и диглицидиловый эфир бисфенола A («BADGE»). Такие композиции иногда называют «не предполагается присутствие ВРА», поскольку ВРА, включая его производные или остатки, не был добавлен намеренно, но может присутствовать в следовых количествах по причине неизбежного загрязнения из окружающей среды. Композиции также могут быть в значительной степени свободны и могут быть по существу свободны и могут быть полностью свободны от бисфенола F и его производных или остатков, включая бисфенол F и диглицидиловый эфир бисфенола F («BPFG»). Термин «в значительной степени свободны» как применен в данном контексте означает, что композиции содержат менее чем 1000 частей на миллион (ppm), «по существу свободны» означает менее чем 100 ppm и «полностью свободны» означает менее чем 20 частей на миллиард (ppb) любого из вышеупомянутых соединений, их производных или остатков.

Композиции настоящего изобретения могут быть получены в соответствии со способами, хорошо известными в данной области техники. Например, при использовании акрилового полимера с кислотными функциональными группами в качестве связующей смолы, полимер нейтрализуют амином до 20-80 процентов от общего теоретического необходимого для нейтрализации количества. Нейтрализованный акриловый полимер затем диспергируют в воде с последующим добавлением полисиликоновой смолы. Смесь затем разбавляют дополнительной водой для достижения управляемой вязкости. Затем добавляют сшивающие агенты и добавки с последующим разбавлением дополнительной водой для достижения желаемого содержания твердых веществ и вязкости.

Как было упомянуто выше, композиции покрытий настоящего изобретения могут быть нанесены на контейнеры всех типов и, в особенности, хорошо приспособлены для использования на консервных банках для пищевых продуктов и напитков (например, составные банки из двух деталей, составные банки из трех деталей и т.п.).

Композиции могут быть нанесены на контейнер для пищевых продуктов или напитков с помощью любого способа, известного в этой области техники, такого как покрытие валиком, напыление и электропокрытие. Следует иметь в виду, что для консервных банок, состоящих двух частей, покрытие обычно напыляют после изготовления банки. Для консервных банок, состоящих трех частей, плоский лист обычно исходно покрывают с помощью нанесения валиком одной или нескольких из присутствующих композиций, а затем банке может быть придана форма. Как отмечалось выше, процентное содержание твердых веществ в композициях может быть отрегулировано в соответствии с назначением применения. Покрытие может быть нанесено с массой сухой пленки от 24 мг/4 дюйма2 до 12 мг/4 дюйма2, например от 20 мг/4 дюйма2 до 14 мг/4 дюйма2.

Затем, после нанесения, покрытие отверждают. Отверждение осуществляют стандартными в этой области техники способами. Для покрытия рулонного металла, обычно используют короткое время выдержки (т.е. от 9-ти секунд до 2-х минут) при высокой температуре (т.е. от 485°F (252°С) пиковая температура металла); покрытые металлические листы обычно отверждают дольше (т.е. 10 минут), но при меньших температурах (т.е. 400°F (204°С) пиковая температура металла). Для покрытий, наносимых с помощью распыления на состоящие из двух частей консервные банки, отверждение может протекать от 5 до 8 минут, с 90-секундной сушкой при пиковой температуре металла, равной от 415°F (213°С) до 425°F (218°С).

Любой материал, используемый для формирования консервных банок для пищевых продуктов, может быть обработан в соответствии с настоящими способами. В особенности, подходящие подложки включают луженую сталь, безоловянную сталь и черную плакированную сталь.

Покрытия настоящего изобретения могут быть нанесены непосредственно на сталь, без предварительной обработки или вспомогательного адгезива, первоначально добавляемого к металлу. Кроме того, не требуется нанесения какого-либо покрытия поверх покрытий, используемых в настоящих способах.

Композиции настоящего изобретения ведут себя желательным образом как в отношении адгезии, так и в отношении эластичности.

ПРИМЕРЫ

Следующие примеры предложены для того, чтобы помочь в понимании настоящего изобретения и не должны быть истолкованы как ограничивающие его объем. Если не указано иначе, все части и проценты даны по массе.

Пример 1

Композиция покрытия была получена из следующих ингредиентов:

Пасту «Cowls Grind» получают, комбинируя перечисленные составляющие и соблюдая приведенный порядок добавления, с помощью коммерческого смесителя «Cowls», установленного на высокой скорости. Измельчают, не превышая 100°F (38°С) или до тех пор, пока датчик помола не пакажет степень помола менее чем 6,5 микрон. Воздерживаются от добавления деионизированной воды до тех пор, пока не будет достигнута требуемая степень помола, и паста не будет готова к размягчению. Сразу после добавления деионизированной воды к растертой пасте, растертую пасту перекачивают в бак для разжижения. Начинают перемешивание на высокой скорости; добавляют размягчающие составляющие в приведенном порядке. Доводят готовое покрытие до желаемой вязкости деионизированной водой.

Пример 2 (Сравнительный)

Готовят композицию покрытия, аналогичную композиции по Примеру 1, но полисиликоновую смолу исключают.

Пример 3 (Сравнительный)

Готовят композицию покрытия, аналогичную композиции по Примеру 1, но заменяют полиэтиленовым воском полисиликоновую смолу. Композицию получают из следующих ингредиентов:

Пасту «Cowls Grind» получают как в Примере 1, комбинируя перечисленные составляющие и соблюдая приведенный порядок добавления, с помощью коммерческого смесителя «Cowls», установленного на высокой скорости. Измельчают, не превышая 100°F (38°С) или до тех пор, пока датчик помола не пакажет степень помола менее чем 6,5 микрон. Воздерживаются от добавления деионизированной воды до тех пор, пока не будет достигнута требуемая степень помола, и паста не будет готова к размягчению. Сразу после добавления деионизированной воды к растертой пасте, перекачивают растертую пасту в бак для разжижения. Начинают перемешивание на высокой скорости; добавляют составляющие для размягчения, включая смазочную добавку Michelman ML103DIF, в приведенном порядке. Доводят готовое покрытие до желаемой вязкости деионизированной водой.

Композицию примеров 1-3 распыляют на внутреннюю поверхность консервных банок D&I 211×400 из стали с электропокрытием оловом, в виде пленки массой 220 мг, +/-10 мг; и/или на края банки в виде покрытия массой 16-18 мг/4 дюйм2. Нанесенное с помощью распыления покрытие отверждают нагреванием банки D&I в четырехзонной печи IBO для достижения 400°F (204°С) на куполе (например, нижней части банки) в течение 90 секунд для общего обжига в 5 минут. Покрытие валиком отверждают нагреванием покрытых стальных листов в течение 12 минут при 400°F (204°С). Рулонное покрытие отверждают в течение 18 секунд с РМТ, равной 500°F (260°С), в течение от 3 до 5 секунд. Концы банки закатывают на банках, содержащих мясную композицию из говяжьего фарша, который имитирует корм для собак. Консервные банки заполняли так, чтобы оставалось на ½'' свободного пространства, обрабатывали паром в течение 90 минут при 121°С и оценивали образование микротрещин в свободном пространстве, анализируя обнажение металла и видимую коррозию. Результаты представлены ниже:

Покрытия по Примерам 1-3 также оценивали на скольжение или способность высвобождать мясо. Использованные тесты заключались в том, что стальные консервные банки, покрытые как описано выше композициями покрытий по Примерам 1-3, заполняли композицией говяжьего фарша, который имитировал корм для собак. Композицию готовили из равных частей по объему говяжьего фарша (30 процентов жира), изделия «Quaker Oats» и яиц. Данную композицию хорошо перемешивали и помещали в 3 консервные банки, такие как были описаны выше для каждого тестируемого покрытия. После обработки паром и охлаждения в течение ночи, консервные банки отрывали и переворачивали и встряхивали вплоть до пяти (5) раз для высвобождения содержимого из внутреннего пространства банки. Результаты представлены ниже:

1. Композиция для покрытия внутренней поверхности контейнеров для пищевых продуктов и напитков, содержащая:

(a) связующую смолу, содержащую:

(i) полимер, содержащий реакционноспособные функциональные группы, и

(ii) отвердитель, который содержит группы, реакционноспособные с функциональными группами полимера (a) (i),

(b) от 10 до 30 процентов по массе по отношению к массе твердого вещества смолы алкилфенилсилсесквиоксановой смолы, содержащей гидроксильные функциональные группы, реакционноспособные с функциональными группами отвердителя, причем указанная силсесквиоксановая смола имеет содержание гидроксильных групп, составляющее от 3 до 20 процентов по массе по отношению к общей массе указанной алкилфенилсилсесквиоксановой смолы;

причем указанная композиция содержит менее чем 1000 частей на миллион бисфенола А и его производных и является диспергированной в водной среде.

2. Композиция по п. 1, в которой полимер представляет собой акриловый полимер.

3. Композиция по п. 1, в которой отвердитель содержит аминопласт или фенопласт.

4. Изделие с покрытием, содержащее:

(a) контейнер для пищевого продукта или напитка, включающий металлическую банку, и

(b) покрытие, нанесенное на внутреннюю часть указанного контейнера для пищевого продукта или напитка, из водной композиции, содержащей:

(i) связующую смолу, содержащую:

(A) полимер, содержащий реакционноспособные функциональные группы, и

(B) отвердитель, который содержит группы, реакционноспособные с функциональными группами полимера, и

(ii) полисиликоновую смолу.

5. Изделие с покрытием по п. 4, в котором полимер представляет собой акриловый полимер.

6. Изделие с покрытием по п. 4, в котором отвердитель содержит аминопласт или фенопласт.

7. Изделие с покрытием по п. 4, в котором полисиликоновая смола содержит функциональные группы, которые являются реакционноспособными с функциональными группами отвердителя.

8. Изделие с покрытием по п. 4, в котором полисиликоновая смола представляет собой алкилфенилсилсесквиоксановую смолу.

9. Изделие с покрытием по п. 4, в котором полисиликоновая смола имеет содержание гидроксильных групп, составляющее от 3 до 20 процентов по массе по отношению к общей массе указанной полисиликоновой смолы.

10. Изделие с покрытием по п. 4, в котором указанная композиция покрытия диспергирована в водной среде.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к композиции покрытия на водной основе, пригодной в качестве покрытий для сосудов, особенно для внутренней поверхности емкостей, подвергающих действию коррозионных продуктов питания.

Изобретение раскрывает покрытие, предназначенное для нанесения на приборы, автомобили, самолеты и другие подобные устройства и используемое, например, для защиты от коррозии и/или улучшения их рабочих характеристик, а также раскрывает способ покрытия подложки.

Изобретение относится к профилированному металлическому материалу с нанесенным покрытием для использования в формованном изделии. Профилированный металлический материал с нанесенным покрытием включает профилированный металлический материал и пленку покрытия, полученную на поверхности профилированного металлического материала.

Изобретение относится к области полимеров, предназначенных для применения в составах для покрытий, например в водных составах, используемых для покрытия упаковочных банок и контейнеров.

Изобретение относится к металлическому листу с предварительным покрытием для применения в автомобилях, который имеет превосходную пригодность в контактной сварке, коррозионную стойкость и формуемость.

Изобретение относится к предохраняющей от обрастания композиции для покрытия и может быть использована для защиты судов, рыболовных сетей или других подводных структур, или оборудования, которые могут быть атакованы водными организмами, такими как моллюски, мидии, морские водоросли и т.п.
Изобретение касается композиции грунтовочного покрытия на водной основе и системы покрытия, которые могут быть использованы для формирования устойчивых к образованию натеков влажных слоев или покрытий на широком диапазоне подложек.

Изобретение относится, главным образом, к составам для покрытия, которые пропускают инфракрасное излучение и демонстрируют стабильность цвета. Изобретение также относится к отвержденным покрытиям, нанесенным на подложку, а также способам, пригодным для использования составов для покрытия.
Изобретение относится к композициям, которые могут быть использованы для покрытия контейнеров различных видов, таких как контейнеры для напитков и продуктов питания.

Изобретение относится к системам покрытия на водной основе, которые могут быть использованы для формирования прочного, износостойкого, жесткого защитного покрытия на широком спектре подложек.

Изобретение относится к композициям для покрытия. Водная покрывная композиция имеет объемное содержание пигмента (ОСП) от 70 до 78% и содержит по отношению к суммарному объему твердых веществ в сухом покрытии: a) заглушающие пигментные частицы, содержащие: i) от 4 до 10% диоксида титана, b) частицы незаглушающего наполнителя, содержащие: i) карбонат кальция и магния, и/или ii) карбонат кальция, и/или iii) нефелиновый сиенит, и/или iv) каолин, причем суммарное содержание i)+ii)+iii)+iv) составляет от 40 до 75%, и содержание iv) составляет от 0 до 45%, содержит c) частицы стирол-акрилового полимерного связующего материала, у которого вычисленная по уравнению Фокса температура стеклования (Tg) составляет от -30 до 5°С, и кислотное число составляет от 15 до 65 мг КОН на 1 г полимера, причем полимерные частицы состоят из акриловых мономеров и необязательно дополнительно содержат производные стирола, содержит d) диспергирующее вещество, которое не растворяется в воде при рН 3;причем композиция не содержит летучего органического растворителя и полых полимерных заглушающих пигментных частиц.
Изобретение относится к латексным эмульсиям, которые могут быть использованы для получения покрывающих композиций, которые не чувствительны к воде, имеют хорошую устойчивость к помутнению и хорошую способность к стерилизации в автоклаве.

Изобретение относится к композиции покрытия, в частности изобретение относится к двухкомпонентной композиции покрытия, пригодной для нанесения на металлическую подложку.

Изобретение относится к средству для покрытия и применению его в качестве фасадной краски и упругого покрытия. Средство для покрытия содержит 20-80 вес.% водного эмульсионного полимеризата, 5-30 вес.% неорганических наполнителей и воду.

Изобретение относится к водной композиции покрытия кровель, фасадов, полов или вертикальных наружных покрытий. Композиция содержит, по меньшей мере, один акриловый полимер, и, по меньшей мере, один полиуретановый полимер, и, по меньшей мере, одну этиленово-винилацетатную эмульсию в количестве между 15 и 30 мас.% от общей массы композиции, воду, в количестве между 10 и 40 мас.% от общей массы композиции, при этом, по меньшей мере, один акриловый полимер и, по меньшей мере, один полиуретановый полимер находятся в форме объединенного продукта.
Изобретение относится к композициям для покрытий, содержащим дисперсии получаемых в несколько стадий полимеров, способу получения указанных дисперсий и применению композиций для покрытий.
Настоящее изобретение относится к двухкомпонентному полиуретановому покрытию на основе органических растворителей. Описана композиция двухкомпонентного полиуретанового покрытия на основе органических растворителей, включающая: в качестве первого компонента дисперсию, включающую: гидроксилфункциональное акрилатное связующее; первый растворитель, представляющий собой по крайней мере одно соединение, выбранное из группы, состоящей из 2-пропоксиэтанола и 2-бутоксиэтанола; воду в количестве от 5 до 50% и, необязательно, по крайней мере один дополнительный органический растворитель; и в качестве второго компонента по крайней мере один сшивающий агент, имеющий изоцианатные группы, для указанного гидроксилфункционального акрилатного связующего.

Изобретение относится к способу получения полимерного покрытия поверхности, в частности к покрытию пола. Способ включает стадии смешивания полимера на основе кислоты, агента нейтрализации и технологической добавки с получением полимерной композиции.
Изобретение относится к покрытиям на поверхностях панелей транспортных средств или строений, обеспечивающим гашение звука и/или вибрации. Покрытие включает частицу латекса, содержащую продукт взаимодействия итаконовой кислоты и/или итаконового ангидрида и одноатомного спирта или моноэпоксида, или моноамина.

Изобретение относится к лакокрасочным материалам, в частности к теплоизоляционным краскам-покрытиям на основе обожженного диатомита, и может быть использовано для наружной и внутренней окраски зданий и сооружений по оштукатуренным, бетонным, кирпичным и другим пористым поверхностям.

Группа изобретений относится к композициям покрытий для контейнеров для пищевых продуктов или напитков и к изделиям, содержащим контейнер для пищевого продукта или напитка, включающим металлическую банку и покрытие, нанесенное на внутреннюю часть указанного контейнера. Изделие с покрытием включает контейнер для пищевого продукта или напитка, включающий металлическую банку и композицию для покрытия внутренней поверхности контейнеров для пищевых продуктов и напитков, содержащую связующую смолу, включающую полимер, содержащий реакционноспособные функциональные группы и отвердитель и полисиликоновую смолу, в частности, от 10 до 30 мас. по отношению к массе твердого вещества смолы алкилфенилсилсесквиоксановой смолы, содержащей гидроксильные группы, функциональные группы, реакционноспособные с функциональными группами отвердителя, причем указанная композиция является диспергированной в водной среде. Технический результат – обеспечение возможности нанесения покрытий непосредственно на сталь без предварительной обработки или вспомогательного адгезива, без образования микротрещин и видимой коррозии в процессе хранения пищевых продуктов и с полным высвобождением содержимого из внутреннего пространства банки при переворачивании. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 табл., 3 пр.

Наверх