可移除封闭物和涂层体系制造技术

本发明专利技术提供结合酚醛树脂使用多环聚酯树脂的涂层体系。这些树脂材料的组合提供了一种涂层组合物，所述涂层组合物在单涂层组合物中提供了具有优良粘附力、防雾浊性、防污性和抗蚀性的固化涂层。这使涂层组合物非常适合用于在食物和饮料包装行业中使用的封闭物上形成涂层。在许多实施方式中，即使不包含PVC和BPA，涂层组合物也提供了性能基本上比得上甚至超过了与由含有PVC和BPA的材料形成的单涂的性能的单涂。

Removable closures and coating systems

The present invention provides a coating system for the use of phenolic resins in the use of polycyclic polyester resins. The combination of these resin materials provides a coating composition which provides a cured coating with excellent adhesion, anti haze, antifouling and corrosion resistance in a single coating composition. This makes coating compositions very suitable for coating on closures used in food and beverage packaging industries. In many embodiments, the coating composition also provides substantially better performance than or even exceeds the single coating properties formed by the materials containing PVC and BPA, even without PVC and BPA.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可移除封闭物和涂层体系优先权声明本专利申请根据35USC§119(e)要求2013年10月2日提交的序列号为61/885,632标题为“REMOVABLECLOSUREANDCOATINGSYSTEM”的美国临时专利申请、2014年4月8日提交的序列号为61/976,845标题为“REMOVABLECLOSUREANDCOATINGSYSTEM”的美国临时专利申请、2014年8月13日提交的序列号为62/036,866标题为“REMOVABLECLOSUREANDCOATINGSYSTEM”的美国临时专利申请的优先权，所述专利申请的全部内容以引用的方式并入本文用于所有目的。
本专利技术涉及用于包装容器的可移除封闭物、可用于这种封闭物的涂层组合物、以及用于制作这种涂层组合物的工艺。
技术介绍
将涂层应用到金属以抑制腐蚀是公认的。在包装容器(诸如，金属食物、饮料容器和旋开盖)领域中尤其如此。通常将涂层应用到这种容器的内部来防止内容物接触到容器的金属。金属与所包装的产品之间的接触导致金属容器的腐蚀，这可以污染所包装的产品。当容器的内容物本身具有化学侵蚀性时尤其如此。也将保护涂层应用到食物、饮料容器和封闭物(诸如，旋开盖)的内部来防止在食物产品的填装线与容器盖之间的容器的顶部空间中的腐蚀。包装涂层应该优选地能够高速应用到基材，并且能够在被硬化时在所需的最终用途中发挥作用时提供必需的特性。例如，涂层针对食物接触应该是安全的，不会负面影响所包装的食物或者饮料产品的口感，具有优良的基材粘附力，防污和防其它涂层缺陷(诸如“雾浊”(blushing)和/或“起泡”)，即使暴露于恶劣环境时也防止长时间使用后的降解。另外，涂层通常应该能够在容器制备期间维持合适的膜完整性，并且应该能够承受在产品包装期间容器可能会经历的加工条件。用于包装容器的常规封闭物包含一种或者多种涂层，这些涂层通常衍生自物理和/或化学可固化配方，这种配方包含一种或者多种热塑性和/或热固性树脂(例如，氯乙烯聚合物，诸如，例如，聚(氯乙烯)(“PVC”)、或者环氧衍生树脂)。当将这些涂层应用到基材并且固化时，涂层和/或所涂布的基材会降解和/或变色。例如，PVC基涂层的降解产物(诸如，盐酸(“HCI”))会腐蚀基材。另外，这些降解产物可能会导致白色封闭物变黄。为了使热塑性材料(诸如，PVC)稳定并且降低降解，通常将环氧树脂和/或其它稳定剂添加到涂层配方中。使用环氧线型酚醛树脂和环氧化亚麻籽油已经是一种常规做法。这些环氧树脂通常包含芳族多元醇的聚缩水甘油醚，诸如，双酚A二缩水甘油醚(通常称为“BADGE”)。衍生自环氧官能材料的涂层可以包含少量(i)未反应的双酚A(“BPA”)或者芳族多元醇的环氧化醚，诸如，BADGE；和/或(ii)含有BPA或者BADGE的低分子量组分。在食物包装行业中，这些材料随着时间有可能会渗入所包装的食品中。另外，用于需要暴露于侵蚀性或者腐蚀性食物或者饮料产品的包装应用的常规涂层体系常常使用与含有热塑性材料(诸如PVC)的面漆配方结合含有BPA或者BADGE的环氧酚醛层底涂层。虽然目前可用的科学证据的平衡并未清楚地表明微量的上述化合物对人体存在健康风险，但是这些化合物被一些人认为对人体健康有潜在的危害。因此，需要从食物接触涂层中减少或者消除这些化合物。然而，配制不含这些材料的涂层配方、或者含有展示出这些化合物的非常低或者不可检测级别的活动形式的这些材料的涂层配方，但仍然保留所需涂层特性(例如，柔韧性、粘附力、耐蚀性、稳定性、耐磨性等)，这一直都存在问题。许多市售涂层体系都是基于两层体系的。第一层用作应用到基材的基底(也称为底漆或者胶料层)。第二层设置在基底层上以用作面漆。这些层的组合提供了任何一个层都不能单独地实现的性能水平(例如，粘附力、防雾浊(blush)、防污和耐蚀)。其它市售涂层体系基于单层或者单涂体系。单涂体系提供了基本上更经济并且制造更有效的潜力。单涂涉及单个组合物，其作为单个层应用到基材并且被固化以形成单涂。因此，单个涂层自身必须显示出所需的性能水平(例如，粘附力、防雾浊、防污、和耐蚀)，而不是受益于其它涂层配方。开发可以显示出如此多种所需性能水平的单涂体系是富有挑战性的。这是更加昂贵的多层涂层体系仍然占据封闭物涂层市场的一个原因。通常将包含PVC树脂和衍生自BPA的环氧官能团酚醛树脂的单涂体系视为设置判断单涂体系的性能标准。需要配制不具有PVC和BPA含量的单涂。然而，经证明，配制这种匹配或者接近PVC/BPA体系的性能的替代单涂体系存在巨大的挑战。因此，对于可用于单涂体系的、尤其是可用于食物和饮料包装行业中的改进型替代涂层组合物存在持续而强烈的需求。
技术实现思路
本专利技术提供了使用与酚醛树脂(优选地，烷基化酚醛树脂)组合的聚酯树脂(优选地，多环聚酯树脂)的涂层体系。这些树脂材料的组合提供了一种涂层组合物，该涂层组合物提供了在单个涂层(或者“单涂”)应用中具有优良的粘附力、防雾浊、防污、耐蚀的固化涂层。这使涂层组合物非常适合用于在食物和饮料包装行业中使用的封闭物上形成涂层。在许多实施方式中，即使不包含PVC和BPA，涂层组合物也提供了性能基本上比得上甚至超过了由含有PVC和BPA的材料形成的单涂的性能的单涂。在一个方面中，本专利技术包括一种用于包装制品的可移除封闭物。该封闭物包含：(a)具有内表面和外表面的基材；(b)在基材的内表面的至少一部分上的至少部分固化的单涂涂层，所述涂层衍生自包含以下的成分：(i)至少一种第一多环聚酯，其中，多环聚酯包含共用至少两个公共原子的第一稠环和第二稠环；以及(ii)至少一种第一可交联酚醛树脂；以及(c)可选地，以一种有效帮助封闭物密封地接合容器的方式应用到涂层的至少一部分上的衬垫。在另一方面，本专利技术提供了一种制作用于包装用品的可移除封闭物的方法。该方法包括以下步骤：(a)提供含有金属的基材；(b)提供涂层组合物，该涂层组合物包含以下的成分：(i)至少一种多环聚酯树脂，其中，该多环聚酯树脂包含共用至少两个公共原子的第一稠环和第二稠环；以及(ii)至少一种可交联酚醛树脂；以及其中，涂层组合物基本上不含含有共价含卤素官能度的树脂和树脂前体，以及其中，涂层组合物基本上不含含有双酚A的树脂和树脂前体；(c)在有效提供每平方米涂布表面积的平均干膜重量为1克至25克的干涂层的条件下，将涂层组合物应用到基材的表面的至少一部分上；(d)至少部分地固化所应用的涂层组合物以在基材上形成涂层；(e)将涂布后的基材形成为可移除封闭物，该可移除封闭物包含在封闭物的内表面上的涂层；以及(f)提供衬垫至在封闭物的内表面上的涂层的至少一部分。在优选实施方式中，聚酯树脂(优选地，多环聚酯聚合物)的数均分子量为至少4000，以及玻璃态转变温度为至少30℃。在优选实施方式中，可交联酚醛树脂是甲阶酚醛树脂，更优选地，烷基化甲阶(resole)酚醛树脂。在另一方面中，本专利技术包括一种涂层体系。该体系包含至少一种流体第一涂层组合物，所述第一涂层组合物包含：(a)至少一种多环聚酯树脂，其中，多环聚酯树脂包含共用至少两个原子的第一稠环和第二稠环，并且其中，所述多环聚酯树脂的数均分子量为至少4000，玻璃态转变温度为至少30℃，以及羟值小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制作用于密封食物或者饮料容器的可移除封闭物的方法，所述方法包括：(a)提供含有金属的基材；(b)提供涂层组合物，所述涂层组合物包含以下成分：(i)至少一种多环聚酯树脂，其中，所述多环聚酯树脂包含共用至少一个公共原子的第一稠环和第二稠环；以及(ii)至少一种可交联甲阶酚醛树脂；以及其中，所述涂层组合物含有小于百万分之100份的含有共价含卤素官能度的树脂和树脂前体，以及其中，所述涂层组合物含有小于百万分之100份的含有双酚A的树脂和树脂前体；(c)在有效提供每平方米涂布表面积的平均干膜重量为1克至25克的干涂层的条件下，将所述涂层组合物应用到所述基材的表面的至少一部分上；(d)至少部分地固化所应用的涂层组合物以在所述基材上形成涂层；(e)将涂布后的基材形成为可移除封闭物，所述封闭物包含在所述封闭物的内表面上的所述涂层；以及(f)提供衬垫至在所述封闭物的所述内表面上的所述涂层的至少一部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.02 US 61/885,632;2014.04.08 US 61/976,845;1.一种制作用于密封食物或者饮料容器的可移除封闭物的方法，所述方法包括：(a)提供含有金属的基材；(b)提供涂层组合物，所述涂层组合物包含以下成分：(i)至少一种多环聚酯树脂，其中，所述多环聚酯树脂包含共用至少一个公共原子的第一稠环和第二稠环；以及(ii)至少一种可交联甲阶酚醛树脂；以及其中，所述涂层组合物含有小于百万分之100份的含有共价含卤素官能度的树脂和树脂前体，以及其中，所述涂层组合物含有小于百万分之100份的含有双酚A的树脂和树脂前体；(c)在有效提供每平方米涂布表面积的平均干膜重量为1克至25克的干涂层的条件下，将所述涂层组合物应用到所述基材的表面的至少一部分上；(d)至少部分地固化所应用的涂层组合物以在所述基材上形成涂层；(e)将涂布后的基材形成为可移除封闭物，所述封闭物包含在所述封闭物的内表面上的所述涂层；以及(f)提供衬垫至在所述封闭物的所述内表面上的所述涂层的至少一部分。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多环聚酯树脂的酸值小于10。3.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述多环聚酯树脂的玻璃态转变温度大于50℃。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述多环聚酯树脂的玻璃态转变温度大于70℃。5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述多环聚酯树脂包含从含有三环癸烷二甲醇的一种或者多种成分衍生出来的一个或者多个多环基团。6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，提供所述涂层组合物的步骤进一步包括：提供包含封闭异氰酸酯官能团的至少一种化合物。7.根据权利要求6所述的方法，其中，包含封闭异氰酸酯官能团的所述至少一种化合物包含封闭异佛尔酮二异氰酸酯化合物。8.根据权利要求6所述的方法，其中，包含封闭异氰酸酯官能度的所述至少一种化合物包含环已基部分，所述环已基部分包含至少两个悬挂的封闭异氰酸酯基团。9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述多环聚酯树脂的数均分子量为至少4000，玻璃态转变温度为至少30℃，以及羟值小于25。10.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述涂层组合物包含15-45重量百分比的至少一种多环聚酯树脂、5-60重量百分比的一种或者多种酚醛树脂、0-25重量百分比的至少一种填料颗粒、以及20-70重量百分比的溶剂。11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述涂层的每平方米涂布表面的平均干膜重量为9-13克。12.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所应用的涂层是单涂涂层，以及其中，将所述衬垫直接应用到所述单涂涂层上。13.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述多环聚酯树脂进一步包含至少一个桥环，所述桥环与所述第一稠环和所述第二稠环中的至少一者共用...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴芬妮·德萨特尔，玛丽伊迪丝·格诺，菲利普·米歇尔，班诺特·普鲁沃斯特，
申请(专利权)人：威士伯采购公司，
类型：发明
国别省市：美国,US