Изобретение относится к составу для покрытия поверхности упаковочной тары и способу изготовления этого покрытия, которое может быть, в частности, использовано для наружной окраски банок, изготовленных путем глубокой вытяжки.
Упаковочные емкости, например банки, тубы, канистры, ведра и т.д. которые часто называют тарой, как правило, с наружной стороны покрыты лаком, который, в первую очередь, служит целям декоративного оформления тары. По этой причине легко осуществимая обработка с образованием качественной поверхности являются основными требованиями, предъявляемыми к соответствующим составам для покрытия. Однако этот поверхностный слой должен выдерживать при этом экстремальные нагрузки при изготовлении тары (фальцовка, отбортовка, деформация, стерилизация и т.д.).
Наружная окраска тары, как правило, является многослойной и состоит из слоя грунтовочного лака, как носителя декоративного слоя, слоя печатной краски и, в случае необходимости, слоя бесцветного защитного лака, называемого "серебристым лаком". Особенно высокие требования предъявляются к грунтовочному лаку, если на него не наносят бесцветный защитный лак в качестве наружного завершающего слоя. Эти грунтовочные лаки известны также под названием "незащищенные наружные лаки".
"Незащищенные наружные лаки" должны обладать особенно высокой стойкостью к последующему печатанию, т.е. они должны быть пригодными для печати, иметь хорошую сцепляемость и высокий эффект отпотевания. Наносимые покрытия должны обладать высоким блеском, т.е. иметь коэффициент блеска (угол отражения 60o) более 80, высокую стойкость к истиранию, а также гладкую структуру поверхности, т.е. например, не иметь кратерообразных дефектов и т.д.
Подобные "незащищенные наружные лаки" известны (ср. например, Ульманнис, энциклопедия технической химии, 4 издание, 1978, т.15, стр. 713-714). Базисными материалами для этих лаков являются гидроксилсодержащие сложные полиэфиры, гидроксилсодержащие эпоксидные смолы и/или гидроксилсодержащие акриловые сополимеры. Эти "незащищенные наружные лаки" обычно содержат технологическую добавку для улучшения скользкости пластмасс (Cleitmittel), чтобы целевым образом воздействовать на поверхностную твердость завершающего слоя и достижения оптимальной стойкости к истиранию при одновременно высоких поверхностных свойствах, высоком блеске и хорошей стойкости к последующему печатанию. В качестве технологической добавки для улучшения скользкости применяют воски и легко летучие воски, как, например, ланолин или пчелиный воск.
Однако возникают проблемы, если эти известные "незащищенные наружные лаки" применяются для покрытия банок, изготовленных путем глубокой вытяжки, при которой банки в верхней части подвергаются очень сильной деформации. При этих экстремально больших деформациях необходимо обеспечить отсутствие каких-либо повреждений слоя лака. Это требование может быть выполнено лишь с помощью покрытий, которые образуют эластичную лаковую пленку. С другой стороны, должно гарантироваться, что получающиеся покрытия выдержат экстремальные механические нагрузки при изготовлении банок, а также при наполнении банок. Это означает, что образующаяся пленка лака должна иметь высокую прочность к истиранию и соответственно высокую твердость, в частности склерометрическую твердость, что опять-таки требует применения специально технологической добавки, которая целенаправленно может регулировать эту твердость поверхностного лакового покрытия. Технологическими добавками, которые обеспечивают высокую склерометрическую твердость, являются, к примеру, полипропиленовый, полиэтиленовый или политетрафторэтиленовый воски. Эти воски, однако, обычно приводят к сильному помутнению и поэтому непригодны для применения в лаках для листовой тары, так как изготовителями банок предъявляется требование блестящей поверхности.
Таким образом, задача изобретения состоит в разработке состава для покрытия, которое в качестве "незащищенных наружных лаков" пригодно для покрытия банок, изготовленных глубокой вытяжкой. Получающиеся в результате покрытия должны соответственно обладать гладкой структурой поверхности, высоким коэффициентом блеска, хорошей переносимостью к печати, хорошей стойкостью к истиранию и высокой склерометрической твердостью при одновременно высокой эластичности пленок. Кроме того, составы для такого покрытия должны иметь хорошую стабильность при хранении, т.е. в течение 3 месяцев и более их хранения получаемые из них лаковые пленки должны отвечать названным выше требованиям относительно оптических и механических свойств.
Поставленная задача решается тем, что средство для покрытия поверхности упаковочной тары, включающее пленкообразующее в виде лака на основе гидроксилсодержащего сложного полиэфира и/или гидроксилсодержащей эпоксидной смолы, и/или гидроксилсодержащего акрилового сополимера в сочетании со сшивающим агентом и средством для скольжения, согласно настоящему изобретению средство для скольжения содержится в количестве 0,8-8,0 мас. в расчете на 100 мас. средства для покрытия и оно представляет собой восковую пасту следующего состава, мас.
Один или несколько полиолефиновых и/или политетрафторэтиленовых восков - 3-30
Одна или несколько акриловых смол с гидроксильным числом 10-150 мг КОН/г и средней молекулярной массой 2000-7000 5-40
Один или несколько органических растворителей Оостальное
Предпочтительным вариантом восковой пасты является следующий состав, мас.
Один или несколько полиолефиновых и/или политетрафторэтиленовых восков - 3-30
Одна или несколько меламиноформальдегидных смол Не более 25
Одна или несколько акриловых смол с гидроксильным числом 10-150 мг КОН/г и средней молекулярной массой 2000-7000 5-40
Один или несколько органических растворителей Остальное
Пленкообразующее средства для покрытия представляет композицию, мас.
Один или несколько гидроксилсодержащих сложных полиэфиров и/или гидроксилсодержащая эпоксидная смола, и/или гидроксилсодержащие акриловые сополимеры 10-60
Одна или несколько аминопластовых смол и/или один или несколько блокированных ди- или полиизоцианатов 1-20
Один или несколько органических растворителей 20-70
Один или несколько пигментов Не более 35
Целевая добавка Не более 1
Восковая паста, используемая в средстве для покрытия, может представлять собой состав, мас.
Один или несколько полиолефиновых и/или политетрафторэтиленовых восков - 6-15
Одна или несколько меламиноформальдегидных смол 5-10
Одна или несколько акриловых смол с гидроксильным числом 10-150 мг КОН/г и средней молекулярной массой 2000-7000 5-40
Один или несколько органических растворителей Остальное
Предпочтительным содержанием восковой пасты в средстве для покрытия является 3-6 мас. причем средство для покрытия может содержать пигмент в количестве 15-35 мас. и 1,5-3 мас. восковой пасты. Восковая паста в предпочтительном варианте содержит один или несколько полиэтиленовых и/или полипропиленовых, и/или политетрафторэтиленовых восков.
Другим объектом настоящего изобретения является способ получения средства для покрытия поверхности упаковочной тары путем интенсивного перемешивания пленкообразующего в виде лака на основе гидроксилсодержащего сложного полиэфира и/или гидроксилсодержащей эпоксидной смолы, и/или гидроксилсодержащего акрилового сополимера с сшивающим агентом и средством для скольжения, в качестве которого используют восковую пасту следующего состава, мас.
Один или несколько полиолефиновых и/или политетрафторэтиленовых восков - 3-30
Одна или несколько акриловых смол с гидроксильным числом 10-150 мг КОН/г и средней молекулярной массой 2000-7000 5-40
Один или несколько органических растворителей Остальное
В заявленном способе получения средства для покрытия может быть также использована восковая паста вышеуказанного состава, которая дополнительно содержит одну или несколько меламиноформальдегидных смол в количестве не более 25 мас.
Составы согласно изобретению дают лаковые пленки с хорошим коэффициентом блеска, гладкой структурой поверхности, хорошими печатными свойствами и хорошей стойкостью к истиранию при одновременно высокой эластичности получаемых лаковых пленок, причем этот комплекс свойств сохраняется также при хранении состава в течение 14 дней и дольше.
В производственном процессе рекомендуется использовать дисперсию воска в составах для покрытия банок в качестве средства скольжения технологической добавки /Yleitmittel/. Однако составы для покрытий, в которые эта дисперсия воска добавляется непосредственно в соответствии с рекомендацией в качестве технологической добавки, имеют значительные недостатки такого рода, что эти составы являются матовыми и нестабильными при хранении. Уже после 14-дневного хранения составы для покрытий дают пленки, которые обнаруживают явное (и для покрытия банок уже неприемлемое) снижение блеска, по сравнению с пленками, полученными из свежеприготовленного состава. Кроме того, эти пленки не имеют гладкой структуры поверхности, а также обнаруживают наличие большого количества кратерообразных дефектов.
Далее отдельные компоненты для покрытий по изобретению поясняются более подробно.
Составы по изобретению содержат один или несколько полимеров, содержащих гидроксильные группы, в качестве связующего. Эти полимеры, в случае необходимости, могут содержать еще и другие функциональные группы, например карбоксильные группы. Эти полимеры /компонент А/ предпочтительно содержатся в составе в количестве 10-60 мас. от суммы всех компонентов.
Эти гидроксилсодержащие полимеры выбирают из группы гидроксилсодержащих сложных полиэфиров и/или гидроксилсодержащих модифицированных акрилом сложных полиэфиров, и/или гидроксилсодержащих модифицированных эпоксидом сложных полиэфиров. В случае необходимости они могут также применяться в комбинации с эпоксидными смолами и/или содержащими гидроксильные группы сополимерами акрила. Решающим при выборе соответствующих компонентов связующих средств является прежде всего то, чтобы они в комбинации с соответствующим средством сшивки /компонент В/ давали покрытия, которые обладают достаточно высокой эластичностью, чтобы выдерживать механические нагрузки при деформации покрытых банок, не отслаиваясь и не допуская разрывов пленки или других повреждений.
Применяемые в качестве компонента А гидроксилсодержащие сложные полиэфиры получают обычным способом путем этерификации алифатических, циклоалифатических и ароматических ди- и/или полиолов. Сложные полиэфиры используют с гидроксильным числом в основном 30 100 мг КОН/г, предпочтительно 40 -80 мг КОН/г, и со средней молекулярной массой между 3000 и 8000. Предпочтительно применяют смеси из 0-20 частей сложных полиэфиров с гидроксильным числом 70-80 мг КОН/г с 40- 100 частями сложных полиэфиров с гидроксильным числом 50-100 мг КОН/г. Например, для получения сложных полиэфиров соответствующих карбоновых кислот могут применяться фталевая кислота, изофталевая кислота, терефталевая кислота, тетрагидрофталевая кислота, гексагидрофталевая кислота, адипиновая кислота, азелаиновая кислота, себациновая кислота, малеиновая кислота, глутаровая кислота и имеющие длинные цепи алифатические или циклоалифатические дикарбоновые кислоты, например, известные под названием димерные жирные кислоты. Обычные имеющиеся в продаже технические димерные жирные кислоты содержат, по меньшей мере, 80 мас. жирной димерной кислоты, а также максимум до 20 мас. тримеров и до 1 мас. мономеров соответствующих жирных кислот. Предпочтительно в качестве кислотного компонента применяют изофталевую кислоту.
Для приготовления сложных полиэфиров в качестве спиртовых компонентов применяют этиленгликоль, пропиленгликоль 1,2 и -1,3, бутандиол, пентандиол, неопентилгликоль, гександиод, 2-метилпентандиол-1,5 2-этилбутандиол-1,4 диметилолциклогексан, глицерин, триметилолэтан, триметилолпропан и триметилолбутан, пентаэритрит, дипентаэритрит, поликапролактондиол и триол. Предпочтительно применяется гександиол-1,6, неопентилгликоль и триметилолпропан.
В качестве компонента А применяют, кроме того, сложный полиэфир, модифицированный акрилом, в случае необходимости, также в комбинации с описанными выше сложными полиэфирами и/или другими связующими. Эти модифицированные акрилом сложные полиэфиры имеют гидроксильное число между 50 и 100 мг КОН/г, предпочтительно между 90 и 100 мг КОН/г, а также среднюю молекулярную массу между 4000 и 6000. Они могут изготовляться многими способами, например путем непосредственного введения звеньев акрилата при получении сложного полиэфира. Так, при изготовлении сложного полиэфира могут применяться вместе в качестве кислотных или спиртовых компонентов акриловая и/или метакриловая кислота, а также гидроксиалкилакрилаты и -метакрилаты. Предпочтительно модифицированные акрилом сложные полиэфиры изготовляют путем акрилизации насыщенных и ненасыщенных сложных полиэфиров. Например, вначале можно содержащие гидроксильные группы полиэфиры заменить (мет)акриловой кислотой, а затем в присутствии других ненасыщенных мономеров подвергнуть полимеризации. Точно также можно ненасыщенные сложные полиэфиры, изготовленные, например, с применением малеиновой и фумаровой кислоты, при синтезе сложных полиэфиров полимеризовать вместе с акриловыми мономерами.
Далее в качестве связующего средства пригодны сложные полиэфиры, модифицированные эпоксидом, с гидроксильным числом 30-100 мг КОН/г, предпочтительно 40-60 мг КОН/г.
Под сложными полиэфирами, модифицированными эпоксидом, понимают сложные полиэфиры, которые уже при их получении использовали эпоксидную смолу в качестве полиольной компоненты. Так как эпоксидные смолы наряду с расположенными на конце эпоксидными группами содержат гидроксильные группы, то при получении сложных полиэфиров они могут заменить часть многоатомного спирта. Эпоксидная часть в модифицированном эпоксидом сложном полиэфире составляет 50-90 мас. предпочтительно 70-90 мас. от массы модифицированного эпоксидом сложного полиэфира. В качестве примера пригодных соединений можно назвать сложные полиэфиры под название Uranox® фирмы DSM Alftalat® и Resydrol® фирмы Hoechst® Yagahyd® фирмы Yager® /Дюссельдорф/ и Halwepox® химических заводов Huttens- Albatus.
Далее можно смешивать сложный полиэфир с эпоксидной смолой при изготовлении лака, а химические превращения между этими компонентами осуществить лишь при последующем обжиге пленки из этой смеси. Практика показала целесообразность использования такой смеси. Часто наблюдаемая неполная совместимость сложного полиэфира и эпоксидной смолы может улучшиться с помощью добавки аминовой смолы. Возможна также смесь сложный полиэфир / эпоксидная смола с акриловой смолой в качестве третьего компонента. Соотношение в смеси полиэфира к эпоксидной смоле составляет большей частью 0-20 частей эпоксидной смолы на 100 частей полиэфира. Для смесей с полиэфиром предпочтительны низко- и средневязкие эпоксидные смолы, такие, например, марки как Epikote® 1001, 824, 834 и 1004 фирмы Шелл-Шеми. Пригодные согласно изобретению сополимеры акрилата имеют гидроксильные числа от 10 до 150 мг КОН/г и среднечисловую молекулярную массу 2000 12000. Они могут изготовляться путем полимеризации мономеров, содержащих гидроксильные группы с соответствующими сомономерами. Примерами мономеров, содержащих гидроксильные группы, являются гидроксиалкилэфир акриловой и метакриловой кислоты или других ненасыщенных карбоновых кислот, а также продукты взаимодействия акриловой и/или метакриловой кислоты с соединениями глицидила и сложных эфиров гидроксиалкилов ненасыщенных карбоновых кислот с ε капролактоном. Примеры предпочтительных мономеров и сомономеров даны ниже.
В качестве агента сшивки (компонент В) составы по изобретению содержат одну или несколько аминопластовых смол и/или один или несколько блочных ди- или полиизоцианатов. Агент сшивки предпочтительно находится в количестве 1 - 20 мас. относительно суммарной массы компонентов.
Под аминопластовыми смолами подразумевают известные, как правило, этерифицированные меламино-альдегидные и/или бензогуанаминальдегидные продукты. Предпочтительно применяются соответствующие формальдегидные продукты. Совместимость смол с другими пленкообразователями и растворителями зависит от длины цепей этерифицированного спирта и степени этерификации. Главными компонентами этерификации являются n- и изобутанолы.
Предпочтительно применяются бензогуанамино-формальдегидные смолы, так как они, по сравнению с меламиновыми смолами, дают более эластичные пленки.
Вместе с аминопластовыми смолами или в качестве единственного агента сшивки применяются блочные ди- и полиизоцианаты, например алифатические, циклоалифатические и ароматические ди- и полиизоцианаты, например триметилен-, тетраметилен-, пентаметилен-, гексаметилен-, гексаметокси-, триметилгексаметилен-1,6-диизоцианат и тригексаметилентриизоцианат; 1,3-циклопентан-, 1,4-цеклогексан-, 1,2-циклогексан- и изофорондиизоцианат, а также 2,4-, 2,6- толуилендиизоцианат и его смеси, 4,4'-пифенилметандиизоцианат, m-фенилен-, p-фенилен- 4,4'-дифенил-, 1,5-нафталин-, 1,4-нафталин-, 4,4'-толуидин-, ксилилендиизоцианат, а также замещенные ароматические системы, как например, дианизидиндиизоцианаты, 4,4' - дифенилэфирдиизоцианаты или хлородифенилендиизоцианаты и высокофункциональные ароматические изоцианаты, например 1, 3, 5- триизоцианатобензол, 4, 4' 4''-триизоцианатотрифенилметан, 2, 4, 6- триизоцианатотолуол и 4,4'-днфенилдиметилметан-, 2,2'5,5'- тетраизоцианат. Предпочтительно применяется гексаметоксидиизоцианат.
В качестве средства для образования блоков из изоцианата пригодны, например, бутоксим сложный эфир малоновой кислоты. Средства для покрытия согласно изобретению содержат, кроме того, еще один или несколько органических растворителей, предпочтительно в количествах 20-70 мас. от массы суммы всех компонентов. В каждом случае оптимальное содержание растворителя зависит, в частности, от способа нанесения покрытия (напыление, окунание и т.п.) и его может легко определить средний специалист на основе опытов.
В качестве растворителей пригодными являются алифатические, циклоалифатические и ароматические углеводородные соединения, сложный эфир, эфир и кетоны, например ксилол, различные уайт-спириты, тетралин, декалин, сольвент-нафта® различные типы Зольвессс® ( (Solveso®) различные типы Shellsol® бутилгликоль, этиленгликольдибутилэфир, этиленгликольдиэтилэфир, диэтиленгликольдиметилэфир, метилэтилкетон, метил-n-амилкетон, диэтилкетон, этилбутилкетон, диизопропилкетон, диизобутилкетон, ацетилкетон, метилацетат, этилацетат, пропилацетат, бутилацетат, амилацетат, метилгликольацетат, этилгликольацетат, бутилдигликольацетат.
В составе восковой пасты предпочтительно применять полиэтиленовый и/или полипропиленовый, и/или политетрафторэтиленовый воски, причем полиэтиленовые воски являются особенно предпочтительными.
Примерами пригодных полиолефиновых восков являются известные в торговле марки "SST3" фирмы Shamrock Chemicals или "Polyfluo 190", а также "Polyfluo 400" фирмы Floridienne Polymerrs политетрафторэтиленовых восков, а также марки "PE 1500" фирмы Lanco полиэтиленовых восков, далее полипропиленовые воски "PP 1362D" и "CP14818F" фирмы Lanco, а также смеси полиэтиленовых и политетрафторэтиленовых восков, например, имеющиеся в торговле продукты "TF 1780" и "TF 1778" фирмы Lanco, "MP26" и "MP611" фирмы Micro Powders, а также различные другие воски, например, торговый продукт "447 A" фирмы Lida - Paint.
Компоненты, из которых восковой состав может находиться в виде дисперсии в органическом растворителе (например, различные золи Шелл и/или типы Зольвессо), гомогенизируют вместе с частью растворителя до образования восковой пасты. С помощью добавки других растворителей вязкость пасты получают такой, чтобы была возможность ее обработки с помощью мешалок, шаровых мельниц, песчаных мельниц и т.п.
Пригодные для изготовления восковых паст акриловые смолы являются низкомолекулярными смолами среднечисловой молекулярной массы 2000 7000, которые хорошо совместимы с воском и при обжиге быстро реагируют с применяемыми средствами для сшивки В. Они имеют гидроксильное число между 10 и 150 мг КОН/г, предпочтительно 20 120 мг КОН/г. Их получают путем сополимеризации гидроксилсодержащих мономеров с другими этиленненасыщенными соединениями.
В качестве примера гидроксилсодержащих мономеров может быть назван гидроксиалкиловый эфир акриловой и метакриловой кислоты, например гидроксиэтил(мет)акрилат, гидроксипропил(мет)акрилат, гидроксибутил(мет)акрилат, гндроксиалкилэфир кротоновой, изокротоновой, итаконовой и фумаровой кислоты.
В качестве гидроксиалкилэфиров α,β--этиленненасыщенных карбоновых кислот могут применяться частично продукты взаимодействия акриловой кислоты и/или метакриловой кислоты с глицидиловым эфиром карбоновой кислоты, имеющей третичный α атом углерода или глицидилового эфира a,β-- этиленненасыщенной карбоновой кислоты с третичной алифатической карбоновой кислотой. Далее применение могут найти отчасти продукты взаимодействия моля гидроксиэтилакрилата и/или гидроксиэтилметакрилата в среднем с двумя молями ε -капролактона.
В качестве других этиленненасыщенных мономеров пригодны алкилэфир акриловой и метакриловой кислот, например метилакрилат, этилакрилат, пропилакрилат, бутилакрилат, трет-бутилакрилат, изопропилакрилат, изобутилакрилат, пентилакрилат, изоамилакрилат, гексилакрилат, 2-этилгексипакрилат, октилакрилат, 3,5,5 триметилгексилакрилат, децилакрилат, додецилакрилат, гексадецилакрилат, октадецилакрилат, октадеценилакрилат и соответствующие метакрилаты. Другие мономеры могут также найти применение, если они не приводят к нежелательным свойствам сополимера. В качестве примеров соответствующих акрилатных смол можно назвать известные торговые марки Synthalat* фирмы Synthopol, Setalux* фирмы Akzo, Synthakryl* фирмы Hotchst и Uracron* фирмы DSM.
Особенно предпочтительным для компонента меламинформальдегидной смолы является применение имеющегося в продаже под названием "Maprenal MF 800" фирмы Casella AG непластифицированной этерифицированной изобутилом маламиноформальдегидной смолы.
Примерами пригодных растворителей являются растворители, приведенные ниже. Они вводятся в восковую пасту в количествах 10 80 мас. причем соответствующее каждому случаю количество выбирается таки образом, чтобы получалась хорошая обрабатываемость восковых паст, например, с помощью мельницы-мешалки.
Восковые пасты вводят в составы для покрытий в количестве 0,8 8,0 мас. общего веса суммы всех компонентов. С повышением концентрации восковой пасты в составе повышается скользкость и прочность к царапанью получающегося покрытия, в то время как печатные свойства снижаются. Так как пигменты, содержащиеся в случае необходимости в составе для покрытий, оказывают влияние на скользкость и сопротивление царапанью получающегося прорытия, то предпочтительно применяемые количества восковой пасты зависят от пигмента в системе, о которой идет речь. Так, например, восковая паста в пигментированных составах применяется предпочтительно в количестве 1,5 3 мас. от общего веса компонентов, в то время как в непигментированных системах количество добавляемой восковой пасты составляет 3 6 мас. от общего веса суммы компонентов. Оптимальные количества вводимой восковой пасты определяются также на основе нескольких обычных экспериментов.
Как уже было сказано, составы для покрытий могут использоваться в форме прозрачных лаков, лазурей и покрывных лаков. Содержание пигмента в составе для покрытия соответственно сопоставляет 0 35 мас. от общего веса суммы всех компонентов. В качестве пигментов пригодны органические и неорганические пигменты, например двуокись титана, различные пигменты из окиси железа и диакрилиды.
Далее составы для покрытий могут содержать еще не более 1 мас. от общего веса суммы всех компонентов другие вспомогательные и добавочные вещества (целевые добавки), например средство, способствующее разливу (например, высокомолекулярные акрилаты), смачивающее средство (например, высокомолекулярные акрилаты) и средство для погашения пены (например, силиконовое масло).
В случае необходимости в составы для покрытий могут добавляться еще 0 - 15 мас. от общей массы состава наполнители, например тальк, слюда, каолин, мел, кварцевая мука, сланцевая мука, сульфат бария, различные кремниевые кислоты, силикаты, стекловолокно, органические волокна и т.п.
Получение составов согласно изобретению осуществляется обычно путем смешения компонентов. Если компоненты находятся не в жидкой форме, то их следует вначале растворить в растворителе и этот раствор смешать с остальными компонентами. Введение восковой пасты осуществляется предпочтительно таким образом, что она вводится в состав в последнюю очередь, при этом она добавляется к смеси остальных компонентов при перемешивании, причем следует непременно обратить внимание на то, чтобы температура смеси была ниже температуры плавления воска, чтобы таким образом избежать, например, возможных процессов перекристаллизации воска при охлаждении. Введение пигмента в общем осуществляется путем перемалывания пигмента со связующим и введения остальных компонентов. Восковая паста, как описано выше, предпочтительно вводится в качестве последнего компонента.
Составы согласно изобретению отверждаются в диапазоне температур 180 - 235oC в течение 5 90 с. Эти составы могут наноситься на подложку в виде пленки путем напыления, облива, окунания, с помощью ракли или кистью, причем пленка затем отверждается для наружной окраски листовой тары, в частности, глубокотянутых банок для напитков, полученных методом глубокой вытяжки. Нанесение и отверждение составов осуществляется в этом случае с помощью обычных для упаковочного производства установок для окраски.
Наносимое количество составов зависит от соответствующих целей применения. Если составы применяются для наружной окраски листовой тары, то толщина слоя отвержденной пленки в общем случае составляет 5 20 мкм.
В качестве подложки могут применяться, в частности, предметы металлической тары, например банки, ведра, канистры, тубы, крышки для стеклянных банок, и состоящие из двух частей банки для напитков, которые изготавливают из различных материалов, например алюминий, жесть, белая жесть и различные группы сплавов железа, которые в случае необходимости снабжаются пассивирующим слоем на основе соединений никеля, хрома и цинка. Составы по изобретению, однако, могут наноситься также и на другие подложки.
Образующиеся лаковые покрытия имеют то преимущество, что они имеют высокую степень глянца, гладкую структуру поверхности, хорошие печатные свойства и высокую стойкость к истиранию при одновременно высокой эластичности. В отношении их практической применимости особенно большое значение имеет хорошая стабильность при хранении составов.
Изобретение можно подробнее пояснить на примерах. Все данные о составных долях и процентах представляют собой массовые данные, если нет других указаний.
Изготовление восковой пасты 1. 1,4 части 20%-ной дисперсии полиэтиленового воска (торговый продукт "CERAFAK 178" фирмы CERA CHEMIE B.V. 7400 AM DEVENTER, Нидерланды), 0,3 части 72%-ного раствора в изобутаноле непластифицированной этерифицированной изобутилом меламинформальдегидной смолы (торговая марка " Maprenal® MF 800" фирмы Casella AG, Hoechst-Gruppe) и 0,5 частей раствора (60%-ного в смеси ксилол/бутилацетат 9:1) низкомолекулярной акриловой смолы (гидроксильное число 45 мг КОН/г, от твердой смолы) гомогенизируют в мельнице-мешалке при охлаждении до получения гомогенной пасты.
Изготовление восковой пасты 2. 1,4 части описанной выше 20%-ной дисперсии полиэтиленового воска ("CERAFAK 178" фирмы CERA CHEMIE B.V.) и 0,5 частей раствора (60%-ного в ксилол/бутилацетате 9:1) акриловой смолы (гидроксильное число 45 мг КОН/г, относительно твердой смолы) с помощью мешалки при охлаждении перерабатывают в гемогенную восковую пасту.
Изготовление восковой пасты 3-10. 95,4 части представленных в таблице 1 имеющихся в продаже восков, 200 частей Solvesso® l50, 120 частей 72%-ного раствора в изобутаноле непластифицированной этерифицированной изобутилом меламинформальдегидной смолы (торговая марка "Maprenal MF 800" фирмы Casella AG) и 270 частей раствора (60%-ный в ксилол/бутилацетате 9:1) низкомолекулярной акрилатной смолы (гидроксильное число 45 мг КОН/г относительно твердой смолы) при охлаждении перерабатывают с помощью шаровой мельницы в гомогенную восковую пасту.
Изготовление дисперсии воска 11. 95,4 части смеси полиэтиленового и политетрафторэтиленового восков (торговый продукт "MP 26" фирмы Micro Powders) и 200 частей Solvesso® 150 при охлаждении с помощью шаровой мельницы перерабатывают в гомогенную дисперсию воска.
Изготовление дисперсии воска 12. 95,4 части смеси полиэтиленового и политетрафторэтиленового восков (торговый продукт "MP 611" фирмы Micro Powders) и 200 частей Solvesso® 150 при охлаждении с помощью шаровой мельницы перерабатывают в гемогенную дисперсию воска.
Пример 1. 27,0 частей двуокиси титана типа Rutil и 28,5 частей раствора акрилированного сложного полиэфира (сложный полиэфир/акриловая смола 1:1, кислотное число 45 50 мг КОН/г, гидроксильное число 80 100 мг КОН/г) в пересчете на твердую смолу, растворитель Solvesso® l50, бутилгликоль, с помощью диссольвара /Dissolwers/ перемалывают до тонкости 7 10 мкм. Затем добавляют 3,2 части раствора (60% твердой смолы, 32% Solvesso® 150, 8% бутилгликоля) насыщенного сложного полиэфира на основе изофталевой кислоты, димержирной кислоты, гександиола, неопентилового гликоля и триметилолпропана с кислотным числом менее 10 мг КОН/г и гидроксильным числом 76 мг КОН/г, 7,6 частей товарного 75%-ного раствора в ксилоле эпоксидной смолы на основе бисфенола А (эквивалентный эпоксиду вес 450-500 г), 6,5 частей 82 86%-ного раствора в n-бутаноле этерифицированной бензогуаноаминовой смолы, 4,2 части обработанного бутоксимом гексаметоксидиизоцианата, 10 частей бутилгликолевого ацетата и 3,2 части бутилгликоля. К этой смеси добавляют затем при перемешивании 2,2 части восковой пасты 1, при этом следует обратить внимание на то, чтобы температура не была выше 35oC. Изготовленная таким образом масса 1 с помощью ракли наносится на лист белой жести E 2,8/2,8 (толщина слоя в сухом виде 15 мм) и обжигается в печи с циркуляцией воздуха при 200oC. В получившемся покрытии исследуют степень блеска (60o) и склонность к образованию кратеров. Результаты испытаний представлены в таблице 2.
Для определения стабильности при хранении состав 1 выдерживают 14 дней при комнатной температуре перед его нанесением. Затем его также с помощью ракли наносят на листы белой жести E 2,8/2,8 (толщина слоя в сухом виде 15 мкм) и обжигают в печи с циркуляцией воздуха в течение 1 мин при 200oC. У полученного покрытия определяют степень блеска (60o) и склонность к образованию кратеров. Результаты представлены в таблице 2.
Для испытания на истираемость состав 1 наносят, кроме того, на DWI (Drawn and wall ironed) банки для напитков с помощью обычно применяемой в упаковочном производстве машины для окраски (толщина слоя 10 мкм в сухом виде) и обжигают при 200oC в течение 1 мин. Затем наносят на отвержденное покрытие рисунок при применении товарных печатных красок.
Затем банки для напитков с нанесенным рисунком с помощью известных обычных машин подвергают сужению верхней части банки (с внутреннего диаметра банки вверху 67 мм до внутреннего верхнего диаметра банки 57 мм) так называемая деформация "Spin Spin Necking Verformung", причем число банок, подвергаемых деформации за минуту, составляет 1000 штук. Эти суженные банки несмотря на высокие механические нагрузки во время печатания и деформации не проявляют никаких склонностей к истиранию.
Пример для сравнения 1. Массу для покрытия 1 готовят аналогично примеру 1 с той разницей, что вместо 2,2 частей восковой пасты 1 в массу для покрытия 1 вводят 1,4 части 20%-ной дисперсии воска из полиэтилена (товарный продукт "CERAFAK 173" фирмы Cera Chemie B.V.), как описано в примере 1 в случае восковой пасты 1.
Аналогично примеру 1 эту массу наносят непосредственно после изготовления, а также после предварительной выдержки в течение 14 дней при комнатной температуре на белую жесть E 2,8/2,8 (толщина слоя 15 мкм в сухом виде) и обжигают в течение 1 мин при 200oC. Определяют степень блеска (60o) и склонность к образованию кратероподобных повреждений полученного покрытия. Результаты испытаний представлены в таблице 2.
Аналогично примеру 1 исследуют свойства истираемости покрытий, изготовленных при применении массы для покрытия VI, причем массу для покрытия наносят на "DUI-банки для напитков" и подвергают обжигу, на банки наносят рисунок методом печати и подвергают сужению верхнюю часть банки с внутреннего диаметра 67 мм до внутреннего диаметра 57 мм. Число банок, деформированных в минуту, составляет также 1000 шт. Деформированные таким образом банки не проявили никаких явлений износа.
Пример 2. Массу для покрытия 2 готовят аналогично примеру 1, с единственной разницей, что вместо 2,2 частей восковой пасты 1 вводят 1,9 частей восковой пасты 2. Покрытые массой для покрытия 2 наносят на белую жесть E 2,8/2,8, а отверждение и испытания полученного покрытия осуществляют как описано в примере 1. Результаты испытаний приведены в таблице 2.
Испытания на износ осуществляют аналогично примеру 1. Никаких явлений износа деформированных банок не обнаружено.
Пример 3-10. Массу для покрытий 3 10 готовят аналогично примеру 1, с един- ственной разницей, что вместо 2,2 частей восковой пасты 1 вводят 2,5 частей восковой пасты 3 10. Покрытие, отверждение и испытания масс для покрытия осуществляют как описано в примере 1. Результаты испытаний приведены в таблице 2.
Пример 11. Массу для покрытий 11 готовят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что не добавляют двуокись титана /прозрачный лак/ и вместо 2,2 частей восковой пасты 1 добавляют 4,4 части восковой пасты 1. Покрытие массой 12 белой жести E 2,8/2,8, отверждение и испытания полученных покрытий осуществляют как описано в примере 1. Результаты испытаний представлены в таблице 2.
Испытания на износ осуществлялось также аналогично примеру 1 и не проявилось никаких явлений износа в деформированных банках.
Примеры для сравнения 2-3. Массы для покрытий V2 и V3 изготовляют аналогично примеру 1, с той разницей, что вместо 2,2 частей восковой пасты 1 вводят 1,0 часть восковой дисперсии 11 или 12. Нанесение покрытия, отверждение и испытания составов для покрытий осуществляют как в примере 1. Результаты испытаний представлены в таблице 2.
Испытания на износ осуществлено аналогично примеру 1 и не показало никаких явлений износа на деформированных банках.
Пример для сравнения 4. Массу для покрытия V4 изготовляют аналогично примеру 11, с той разницей, что вместо 4,4 частей восковой пасты 1 в массу для покрытия V4 вводят 28 частей 20%-ной дисперсии полиэтиленового воска (товарный продукт "CERAFAK 178" фирмы Cera Chemie B. V.), как описано в примере 1 в случае восковой пасты 1.
Аналогично примеру 1 полученную массу V4 непосредственно после изготовления, а также после предварительной 14-дневной выдержки при комнатной температуре наносят на белую жесть E 2,8/2,8 (толщина слоя в сухом виде 15 мкм) и обжигают 1 мин при 200oC. Исследуют затем полученное покрытие в отношении степени блеска (60o) и склонности к образованию кратероподобных дефектов. Результаты испытаний представлены в таблице 2.
Аналогично примеру 1 исследуют на износ покрытие, полученное при применении массы V4, при этом массу V4 наносят на "DUI-банки для напитков" и подвергают обжигу, затем на банки наносят печатное изображение и подвергают их верхнюю часть сужению с 67 мм внутреннего диаметра до внутреннего диаметра 57 мм. Число банок, подвергнутых деформации, составляет 1000 шт./мин. Также и в этом случае деформированные таким образом банки не обнаруживают никаких явлений износа.
Были также приготовлены следующие дисперсии восковых паст.
Изготовление дисперсии воска 12. Процесс изготовления аналогичен изготовлению дисперсии воска 1, с единственной разницей, что вместо "Мапренал МФ 800" в данном случае используют 0,3 части имеющейся в продаже гексаметоксиметилмеламиновой смолы ("Мапренал МФ 900" фирмы Казелла АГ).
Изготовление дисперсии воска 13. 15 частей имеющейся в продаже 20%-ной дисперсии полиэтиленового воска в "Шеллзоле АБ" (торговый продукт "Серафак 178" фирмы Цера Кеми Б.Фау.), 32 части 72%-ного раствора в изобутаноле непластифицированной этерифицированной изобутилом меламиновой смолы (торговый продукт "Мапренал МФ 800" фирмы Казелла АГ) и 53 части имеющегося в продаже раствора (60% -ного в ксилол/бутилацетате 9:1) низкомолекулярной акрилатной смолы (гидроксильное число 45 мг КОН/г, относительно твердой смолы) при охлаждении перерабатывают с помощью шаровой мельницы в гомогенную восковую пасту.
Изготовление дисперсии воска 14. 30 частей имеющегося в продаже политетрафторэтиленового воска (торговый продукт "Полифлуо 190" фирмы Флоридьенн Полимерс), 26 частей 72%-ного раствора в изобутаноле непластифицированной этерифицированной изобутилом меламиновой смолы (торговый продукт "Мапренал МФ 800" фирмы Казелла АГ) и 44 части имеющегося в продаже раствора (60%-ного в ксилол/бутилацетате 9:1) низкомолекулярной акрилатной смолы (гидроксильное число 45 мг КОН/г, относительно твердой смолы) при охлаждении перерабатывают с помощью шаровой мельнице в гомогенную восковую пасту.
Примеры 12-14. Массы для покрытия приготовляют аналогично примеру 1, с единственной разницей, что вместо 2,2 частей восковой пасты 1 в данном случае вводят 2,2 части восковой пасты 13 или 8 мас. восковой пасты 14 или 1,5 мас. восковой пасты 15, в каждом случае исчисляемых от веса массы для покрытий. Покрытие, отверждение и испытание масс для покрытий осуществляют как описано в примере 1.
Изготовление восковой пасты 15. 2,8 части имеющейся в продаже 20%-ной дисперсии полиэтиленового воска (торговый продукт "СЕРАФАК 178" фирмы Цера Кеми Б.В. 7400 Ам Девентер, Нидерланды), 0,32 части имеющегося в продаже 72% -ного раствора в изобутаноле непластифицированной, этерифицированной изобутилом меламиновой формальдегидной смолы (торговый продукт "Мапренал МФ 800" фирмы Касселла АГ) и 0,5 части имеющегося в продаже раствора (60%-ного в ксилол/бутилацетате 9:1) низкомолекулярной акрилатной смолы (гидроксильное число 45 мг КОН/г, относительно твердой смолы) при охлаждении перерабатывают с помощью шаровой мельницы в гомогенную восковую пасту. Потом разбавляют восковую пасту 3 частями Зольвессо 150.
Изготовление восковой пасты 16. 2,8 части вышеуказанной дисперсии полиэтиленового воска (торговый продукт "СЕРАФАК 178" фирмы Цера Кеми Б.В. 7400 Ам Девентер, Нидерланды) и 0,5 частей имеющегося в продаже раствора (60%-ного в ксилол/бутилацетате 9:1 ) акрилатной смолы (гидроксильное число 45 мг КОН/г, относительно твердой смолы) при охлаждении перерабатывают с помощью шаровой мельницы в гомогенную восковую пасту. Потом разбавляют восковую пасту 3 частями Зольвессо 150.
Примеры 15 и 16. 40,3 части имеющегося в продаже раствора акрилированного сложного полиэфира (полиэфир/акриловая смола 1:1, кислотное число 45-50 мг КОН/г, гидроксильное число 80-100 мг КОН/г, относительно твердой смолы, растворитель Зольвессо 150, бутилгликоля перемешивают с 16,0 частей раствора (60% твердой смолы, 32% Зольвессо 150, 8% бутилгликоля), насыщенного сложного полиэфира на основе изофталевой кислоты, димержирной кислоты, гександиола, неопентилового гликоля и триметилового пропана с кислотным числом менее 10 мг КОН/г и гидроксильным числом 76 мг КОН/г, 5,0 частей товарного 70%-ного раствора алкидной смолы, модифицированной эпоксидной смолой (кислотное число 40-60 мг КОН/г относительно твердой смолы), 23,1 части 75%-ного раствора в ксилоле эпоксидной смолы на основе бисфенола А (эквивалентный эпоксиду вес 450-500 г, 4,0 части 82-86%-ного раствора в n-бутаноле этерифицированной бензогуанаминовой смолы и 4,0 части обработанного бутоксимом гексаметоксидиизоцианата. К этой смеси добавляют затем при перемешивании 7,6 частей восковой пасты 1 или 7,6 частей восковой пасты 2, причем следует обратить внимание на то, чтобы температура не была выше 35oC. Таким образом получают массы покрытия.
Покрытия, описанные в примерах 12 16, также не обнаружили никаких кратероподобных дефектов ни до, ни после хранения, но продемонстрировали высокую степень склерометрической твердости. Покрытие, описанное в примере 12, также не обнаружило никаких кратероподобных дефектов ни до, ни после хранения, но продемонстрировало высокую степень блеска, как до, так и после хранения.
Изобретение относится к составу для покрытия, содержащему гидроксилсодержащий, в случае необходимости модифицированный, сложный полиэфир и/или гидроксисодержащую группу, эпоксидную смолу и/или гидроксилсодержащий сополимер акрила, а также реактивное относительно гидроксильных групп средство для сшивки и средство, придающее скольжение, в качестве средства скольжения применяется восковая паста D, которая содержит d1 3-30 мас.% одного или нескольких полиолефиновых и/или замещенных полиолефиновых восков, d2 - 0-25 мас. % одной или нескольких меламиноформальдегидных смол, 5-40 мас.% одной или нескольких акриловых смол с числом ОН, d3 - 10-150 мг КОН/г и среднечисловым молекулярным весом 2000-7000 и d4 - 10-80 мас.% одного или нескольких органических растворителей, причем сумма массовых долей компонентов d1- d4 в каждом случае составляет 100 мас.%. 2с. и 8 з.п. ф-лы, 2 табл.
Один или несколько полиолефиновых и/или политетрафторэтиленовых восков - 3 30
Одна или несколько акриловых смол с гидроксильным числом 10 150 мг КОН/г и средней мол. мас. 2000 7000 5 40
Один или несколько органических растворителей Остальное
2. Средство по п.1, отличающееся тем, что в качестве средства для скольжения оно содержит восковую пасту, включающую мас.
Один или несколько полиолефиновых и/или политетрафторэтиленовых восков - 3 30
Одна или несколько меламиноформальдегидных смол Не более 25
Одна или несколько акриловых смол с гидроксильным числом 10 150 мг КОН/г и средней мол. м. 2000 7000 5 40
Одна или несколько органических растворителей Остальное
3. Средство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что в качестве пленкообразующего оно содержит композицию включающую, мас.
Один или несколько гидроксилсодержащих сложных полиэфиров, и/или гидроксилсодержащей эпоксидной смолы, и/или гидроксилсодержащих акриловых сополимеров 10 60
Одна или несколько аминопластовых смол и/или один или несколько блокированных ди- или полиизоцианатов 1 20
Один или несколько органических растворителей 20 70
Один или несколько пигментов Не более 35
Целевая добавка Не более 1
4. Средство по п.1, отличающееся тем, что в качестве восковой пасты оно содержит восковую пасту, включающую, мас.
Один или несколько полиолефиновых и/или политетрафторэтиленовых восков - 6 15
Одна или несколько меламиноформальдегидных смол 5 10
Одна или несколько акриловых смол с гидроксильным числом 10 150 мг КОН/г и средней мол. м. 2000 7000 5 40
Один или несколько органических растворителей Остальное
5. Средство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит 3 6 мас. восковой пасты.
Один или несколько полиолефиновых и/или политетрафторэтиленовых восков - 3 30
Одна или несколько акриловых смол с гидроксильным числом 10 150 мг КОН/г и средней молекулярной массой 2000 7000 5 40
Один или несколько органических растворителей Остальное
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что в качестве средства для скольжения используют пасту, содержащую, мас.
Один или несколько полиолефиновых, и/или политетрафторэтиленовых восков
3 30
Одна или несколько меламиноформальдегидных смол Не более 25
Одна или несколько акриловых смол с гидроксильным числом 10 150 мг КОН/г и средней молекулярной массой 2000 7000 5 40
Один или несколько органических растворителей Остальноел
| Ульманис | |||
| Энциклопедия технической химии | |||
| Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды | 1921 |
|
SU4A1 |
| Т | |||
| Прибор для нагревания перетягиваемых бандажей подвижного состава | 1917 |
|
SU15A1 |
| ШТАНГЕН-ЦИРКУЛЬ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИАМЕТРА ОТВЕРСТИЙ | 1922 |
|
SU713A1 |
