Настоящее изобретение относится к водной композиции для покрытия, включающей первый полимер (А) в качестве связующего вещества, сшивающий агент (В), и полимер (С), который отличается от полимера (А), в качестве второго связующего вещества, получаемый сополимеризацией этиленово ненасыщенных мономеров в присутствии полиуретановой смолы, имеющей полимеризуемые углеродные двойные связи. Настоящее изобретение также относится к способу получения водной композиции для покрытия, а также к способу получения верхнего покрытия на металлической основе с применением водной композиции для покрытия. Настоящее изобретение относится не в последнюю очередь к покрытой металлической основе, которую покрывали способом изобретения для получения верхнего покрытия. Металлические основы, которые будут покрыты, в целях настоящего изобретения представляют собой в особенности упаковку, другими словами упаковочные контейнеры, более конкретно упаковку для пищевых продуктов.
Уровень техники
Металлические упаковочные контейнеры, примерами, которых являются банки, такие как, банки для напитков и консервные банки, тубы, канистры, судки, и подобные, как правило, имеют системы покрытий на их внешней поверхности, предоставленные, например, для декоративного оформления, для защиты от коррозии и для защиты от механических воздействий упаковочных контейнеров.
В дополнение к обычным многослойным системам, включающим базовый лак или маркировальный лак в качестве декоративного носителя, покрытия типографской краской, и прозрачного верхнего покрытия, называемый серебристый лак, системы покрытия, для которых нет необходимости в заключительном прозрачном верхнем слое, еще больше выходят на передний план. Сопутствующее упрощение производственного процесса и экономия с точки зрения материала, является достаточной причиной для развития систем покрытия этих видов. От этих композиций для покрытия, также называемых "нелаковые внешние покрытия", поэтому, требуются не только показывать определенные требования с точки зрения декоративных свойств, таких как окраска, и показывать высокую печатаемость типографскими красками, но требуются дополнительно идеально выполнять функции, которые фактически являются функциями серебристого лака. Эти специальные внешние покрытия, действительно, тогда сами являются верхним покрытием, другими словами самое внешнее покрытие системы покрытия. Все, что потом наносят на это верхнее покрытие, представляет собой, необязательно, только типографскую краску для нанесения знаков или т.п. Поскольку затронуты функции, которые будут достигнуты, то заслуживает конкретного упоминания высокое сопротивление трения, так как упаковочные контейнеры, такие как банки более конкретно, поддаются высокой механической нагрузке в контексте, например, хранения и транспортировки, и трения друг с другом, которое неизбежно во время такой транспортировки и хранения. Другими свойствами являются хорошая печатаемость, а также гладкая структура поверхности, более конкретно предотвращение конечных дефектов, таких как метки, и высокий блеск.
Другая ключевая проблема, которая возникает в связи с получением таких лаковых покрытий на внешней стороне материалов металлической упаковки, состоит в том, что системы лакового покрытия, или композиции для покрытия, применяемые для лакирования, должны быть выбраны таким образом, что, также как и свойства уже указанные, они также должны противостоять нагрузкам, в некоторых случаях обширным, во время производственного процесса.
В контексте производственных процессов для получения лакированных и печатанных металлических упаковочных контейнеров, таких как банки для напитков, например, общий подход заключается в том, чтобы лакировать упаковочный контейнер после того, как он уже был сформирован, и особенно не лакировать все еще плоскую металлическую основу или металлическую катушку, которая не сформирована, до последнего времени завершения. После операции лакирования, единственная операция, которая остается, является операцией тонкого формирования. В этой последней операции, сформированный корпус подвергают отбортовыванию и/или обжатию, в целях, например, увеличивающейся стабильности и/или экономии материала. Таким образом, например, внутреннее и внешнее лакирование может осуществляться индивидуально, вместе с нанесением типографских красок на внешнюю сторону контейнера.
Здесь процедура часто представляет собой сначала наносить "нелаковое внешнее покрытие" как описано выше, и воздействовать на это покрытие только в сушильном шкафу в условиях таких, что в особенности пока еще нет полученной полностью отвержденной пленки покрытия. Температуры и/или время в первой фазе в сушильном шкафу, таким образом, не достаточны для полного отверждения и/или конечного сшивания покрытия.
Причина этого, например, что типографская краска, наносимая далее, в состоянии, таким образом, эффективнее прилипать к системе лакового покрытия. Действительно, в случае неполного отверждения и, следовательно, пока еще не очень высокой плотности поперечных связей со стороны системы лакового покрытия, типографская краска, во-первых, в состоянии все еще переходить в эту пленку лакового покрытия. Во-вторых, возможно, если типографская краска аналогично включает типичные полимеры, также описанные дальше, ниже в этом документе, с функциональными группами для сшивания, эти группы реагируют с пока еще несшитыми, дополнительными функциональными группами в пленке лакового покрытия. Эти процессы, таким образом, приводят, очевидно, к улучшенному прилипанию типографской краски.
Другая причина неполного отдельного отверждения внешнего покрытия лежит во все более и более важном энергетическом балансе производственного процесса в наше время. Так как дополнительные пленки, которые требуют отверждения, такие как пленка типографской краски и внутренняя система лакового покрытия, наносятся после того как получено система внешнего лакового покрытия, конечно, выгодно, также использовать энергию, которая требуется, так или иначе, для этих пленок, для отверждения, для системы внешнего лакового покрытия.
Здесь должно быть принято во внимание, тем не менее, что неполное отверждение в первой фазе в сушильном шкафу, и, следовательно, только низкая плотность поперечных связей со стороны внешнего лакового покрытия, обычно сопровождается только очень низким сопротивлением абразивному изнашиванию со стороны рассматриваемой системы лакового покрытия. Проблема тогда состоит в том, что в случае режима производственного процесса, для банок неизбежно, при передаче вперед от первой фазы в сушильном шкафу к станции печати и на станцию внутреннего лакирования, не подвергаться определенной механической нагрузке, более конкретно трению друг с другом. Это может сопровождаться недопустимым повреждением системы внешнего лакового покрытия.
DE 19637970 А1 раскрывает материал покрытия для покрытия упаковочных контейнеров, где материал покрытия создает систему однослойного внешнего лакового покрытия на указанных контейнерах. Материал покрытия включает комбинации гидрокси-функциональных полиэстеров и водорастворимой, модифицированной эпоксиэфирной смолы. Технологические свойства, достигнутые в полностью отвержденной системе лакового покрытия, с точки зрения потока, печатаемости и сопротивления абразивному изнашиванию, например, являются приемлемыми. Сопротивление абразивному изнашиванию системы внешнего лакового покрытия без полного отверждения нуждается в улучшении; основная проблема не решена и не была распознана.
WO 91/15528 раскрывает водный материал базового слоя покрытия для строительных многослойных систем краски на автомобильных корпусах, при этом указанные системы, включающие базовый слой покрытия плюс покрытие покровным лаком, в заключение нанесены на указанный базовый слой покрытия. Основным связующим веществом базового слоя покрытия является полимер, получаемый сополимеризацией этиленово ненасыщенных мономеров в присутствии полиуретановой смолы, имеющей полимеризуемые углеродные двойные связи. Примером характерного признака материала базового слоя покрытия является то, что сразу после короткого промежутка времени он может быть повторно покрыт водным или обычным материалом покрытия покровным лаком в процессе метода окраски по влажному слою без разрушения пленки базового слоя покрытия. В том документе нет ссылки на техническую область покрытия упаковочных контейнеров.
Выгодной была бы композиция для покрытия, которая больше не обладает недостатками уровня техники, но при этом вместо этого она может идеально быть применена в качестве внешнего лакового покрытия или верхнего слоя лакового покрытия для лакирования упаковочных контейнеров, и которая приводит, в особенности, к увеличению сопротивления абразивному изнашиванию рассматриваемой системы лакового покрытия, несмотря на неполную, отдельную операцию запекания или отверждения на этом материале внешнего лакового покрытия. В этом контексте, конечно, нет необходимости, чтобы сопротивление абразивному изнашиванию было того же самого порядка величины как и для системы лакового покрытия, которая была фактически отверждена полностью. То, что важно, вместо этого, является существенным улучшением в сопротивлении абразивному изнашиванию относительно очень низких сопротивлений абразивному изнашиванию неполностью отвержденных систем лакового покрытия уровня техники, чтобы, таким образом, быть в состоянии отвечать механическим требованиям во время производственной операции, которые были описаны выше и которые, не будучи чрезмерными, тем не менее, существуют. В то же время материал покрытия должен быть водным по характеру, чтобы отдать должное современным требованиям относительно экологического профиля материала покрытия.
Проблема и решение
Проблемой, решенной настоящим изобретением, соответственно, было обеспечение водной композиции для покрытия, которая по сравнению с известными композициями для покрытия, при применении для получения пленок верхнего покрытия на металлических основах, более конкретно упаковочных контейнерах, проявляет улучшенное сопротивление абразивному изнашиванию этих пленок верхнего покрытия, и более конкретно пленок верхнего покрытия, которые еще не полностью отверждены. Намерение, таким образом, состояло в том, чтобы обеспечить композицию для покрытия, которая в особенности отвечает механическим требованиям, связанным с получением упаковочных контейнерных продуктов.
Указанные проблемы были решены водной композицией для покрытия, включающей
(A) по меньшей мере, один полимер в качестве первого связующего вещества,
(B) по меньшей мере, один сшивающий агент, и
(C) по меньшей мере, один сополимер в качестве второго связующего вещества, получаемый сополимеризацией этиленово ненасыщенных мономеров в присутствии полиуретановой смолы, имеющей полимеризуемые углеродные двойные связи,
и где
массовое соотношение полимера (А) к полимеру (С) больше, чем 3.0.
Новая композиция для покрытия также упоминается ниже как композиция для покрытия изобретения. Предпочтительные варианты изобретения материала покрытия изобретения очевидны из зависимых пунктов формулы изобретения и из описания, которое следует.
Также настоящим изобретением обеспечен способ получения верхнего покрытия на металлической основе с применением композиции для покрытия изобретения, указанный способ включает нанесение и последующее отверждение композиции для покрытия изобретения на необязательно предварительно обработанной металлической основе.
Настоящее изобретение, кроме этого, относится к верхнему покрытию, полученному в соответствии со способом изобретения, а также к металлической основе, покрытой в соответствии со способом изобретения.
Новая композиция для покрытия, и система верхнего покрытия, полученная из нее, и подложка, покрытая верхним покрытием этого вида, показывает превосходные свойства в отношении сопротивления стиранию, особенно в случае пока еще не полностью отвержденной системы покрытия.
Детальное описание
Композиция для покрытия изобретения включает, по меньшей мере, один полимер (А) в качестве связующего вещества.
Подходящими полимерами (А), в качестве связующих веществ, являются, например, (со)полимеры этиленово ненасыщенных мономеров, или смолы, полученные полиприсоединением и/или поликонденсированные смолы, у которых произвольная, чередующаяся и/или блоковая конструкция и линейная и/или разветвленная и/или гребенчатая конструкция. Относительно этих условий дополнительная ссылка сделана на 
Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, страница 457, "polyaddition" и "polyaddition resins (polyadducts)", а также страницы 463 и 464, polycondensates", "polycondensation", и "polycondensation resins", а также страницы 73 и 74, "binders".
Примерами подходящих (со)полимеров являются (со)полимеры (мет)акрилат или частично гидролизированные поливиниловые эстеры, более конкретно сополимеры (мет)акрилата. Примерами подходящих смол, полученных полиприсоединением и/или поликонденсированных смол являются полиэстеры, алкиды, полиуретаны, полилактоны, поликарбонаты, полиэтеры, эпоксидные смолы, аддукты аминов и эпоксидных смол, полимочевины, полиамиды, полиимиды, полиэстер-полиуретаны, полиэтер-полиуретаны, или полиэстер-полиэтер-полиуретаны.
Полимеры (А) в качестве связующих веществ, предпочтительно содержат тио, гидроксильные, N-метилоламино-N-алкоксиметиламино, имино, карбаматные, аллофанатные и/или карбоксильные группы, предпочтительно гидроксильные группы и/или карбоксильные группы. Посредством этих функциональных групп, более конкретно, гидроксильных и карбоксильных групп, потом возможно осуществить сшивание, например, с компонентами, которые содержат дополнительные функциональные группы, такие как, предпочтительно, ангидридные, карбоксильные, эпокси, блокированные изоцианат, уретановые, метилоловые, метилолэтерные, силоксановые, карбонатные, амино, гидроксильные и/или бета-гидроксиалкиламидные группы.
С особым предпочтением композиция для покрытия включает гидрокси-функциональный полимер (А) в качестве связующего вещества, более предпочтительно гидрокси-функциональный полиэстер. В особенности предпочтительным является полиэстер, включающий гидроксильные группы и карбоксильные группы. Поэтому имеет место, что композиция для покрытия в любом случае, но не обязательно исключительно, включает такой полиэстер (А) в качестве связующего вещества.
В особенности предпочтительным здесь является, по меньшей мере, для одного полимера (А), в качестве связующего вещества, быть способным через функциональные группы, более конкретно при помощи вышеописанных функциональных групп, предпочтительно гидроксильных групп, очень предпочтительно гидроксильных и карбоксильных групп, вступать в сшивание, по меньшей мере, с одним сшивающим агентом (В), также описанным далее ниже, и включающим соответствующие, дополнительные функциональные группы, примерами являются меламиновые смолы, отвержденная пленка покрытия тогда сформирована как результат.
Это означает, поэтому, что композиция для покрытия изобретения в особенности способна отверждаться термически - то есть, химической реакцией реакционно-способных функциональных групп как описано выше, для сшивания возможно имеет место (формирование пленки покрытия) энергетическая активация этой химической реакции, являющаяся возможной путем тепловой энергией. В этом контексте это предпочтительно внешнее сшивание, означая, что реакционно-способные функциональные группы дополнительные друг другу присутствуют в различных компонентах, более конкретно в полимерах в качестве связующих веществ и в сшивающих агентах.
В целях настоящего изобретения, термины "связующее вещество" и "сшивающий агент" применяют для лучшего понимания и/или для улучшенной способности дифференцироваться. Оба термина известны специалисту в данной области техники и следовательно становятся ясными в их характере. В принципе, в случае внешне сшиваемого термического отверждения композиции для покрытия, происходит сшивание между функциональными группами полимера в качестве связующего вещества и следовательно дополнительными функциональными группами сшивающего агента. Обычные комбинации полимеров в качестве связующего вещества и сшивающих агентов, например, представляют собой гидрокси- и/или карбокси-функциональные полимеры в качестве связующего вещества, и полиизоцианаты и/или аминосмолы, более конкретно меламиновые смолы и бензогуанаминосмолы, другими словами, таким образом, аддукты, содержащие метилоловые группы и/или метилолэтерные группы, или поликарбодиимиды, в качестве сшивающих агентов.
Не исключено вышеупомянутым, конечно то, что материал покрытия, пропорционально, например, также само-сшивается - то есть, дополнительные реакционно-способные функциональные группы уже присутствуют в одном и том же применяемом полимере в качестве связующего вещества и/или в сшивающем агенте, который применяют. Такое пропорциональное самосшивание также появляется в особенности в случае компонентов, которые включают метилоловые группы, метилолэтерные группы и/или N-алкоксиметиламиногруппы - то есть, например, в случае меламиновых смол как описано с большей точностью далее ниже.
Конечно, не исключены также другие механизмы отверждения, например, такие как пропорциональное физическое отверждение (то есть, отверждение слоя композиции для покрытия при помощи нанесения пленки, через потерю растворителя из композиции для покрытия, с соединением, имеющим место в пределах покрытия через петлеобразование молекул полимера).
Тем не менее, для композиции для покрытия предпочтено, чтобы быть в любом случае внешне сшиваемым, через применение гидрокси-функционального полимера (А) в качестве связующего вещества, в особенности предпочтительно гидрокси- и карбокси-функционального полимера, предпочтительно соответствующего полиэстера, в добавление к сшивающему агенту как описано ниже.
Полиэстеры, которые предпочтительно являются подходящими в качестве полимеров (А) и являются предпочтительными в контексте настоящего изобретения, могут быть насыщенными или ненасыщенными, более конкретно насыщенными. Полиэстеры и их получение, а также компоненты, которые могут быть применены для такого получения, известны специалисту в данной области техники.
Рассматриваемые полимеры более конкретно представляют собой полимеры, которые получены, применением многоатомных органических полиолов и многоосновных органических карбоновых кислот. Эти полиолы и поликарбоновые кислоты связываются друг с другом эстерификацией, другими словами, следовательно, реакциями конденсации. Полиэстеры, соответственно, как правило относятся в группу полисконденсированных смол. В зависимости от природы, функциональности, и фракций и пропорций начальных компонентов, которые применяют, конечные продукты являются, например, линейными или разветвленными. В то время, как линейные продукты образуются главным образом с применением дифункциональных начальных компонентов (диолы, дикарбоновые кислоты), применение спиртов с более высокой функциональностью (ОН функциональность, другими словами количество ОН групп на молекулу, больше чем 2), например, приводит к разветвлению. Также, конечно, возможным для получения является пропорциональное применение монофункциональных компонентов, примерами которых являются монокарбоновые кислоты. Чтобы получить полиэстеры, можно, как известно, применять - вместо или также в качестве соответствующих органических карбоновых кислот - ангидриды карбоновых кислот, более конкретно ангидриды дикарбоновых кислот. Аналогично возможным является получение через применение гидроксикарбоновых кислот или лактонов, происходящих от гидроксикарбоновых кислот внутримолекулярной эстерификацией.
Примерами подходящих диолов являются гликоли, такие как этиленгликоль, пропиленгликоль, бутиленгликоль, бутан-1,4-диол, гексан-1,6-диол, неопентилгликоль, и другие диолы, такие как 1,4-диметилолциклогексан или 2-бутил-2-этил-1,3-пропандиол. Подходящими спиртами с более высокой функциональностью (ОН функциональность больше чем 2) являются, например, триметилолпропан, глицерин, и пентаэритритол.
Кислотный компонент полиэстера, как правило, включает дикарбоновые кислоты или их ангидриды, имеющие 2-44, предпочтительно 4-36, атомов углерода в молекуле. Примерами подходящих кислот являются о-фталевая кислота, изофталевая кислота, терефталевая кислота, тетрагидрофталевая кислота, циклогександикарбоновая кислота, янтарная кислота, адипиновая кислота, азелаиновая кислота, себациновая кислота, малеиновая кислота, фумаровая кислота, глутаровая кислота, гексахлоргептандикарбоновая кислота, тетрахлорфталевая кислота и/или димеризованные жирные кислоты. Вместо этих кислот также можно применять их ангидриды, если они существуют. Также может быть сделано применение карбоновых кислот более высокой функциональности, имеющих 3 или более карбоксильных групп (и/или соответствующие ангидриды), примером которых является тримеллитовый ангидрид. Также, зачастую, может быть сделано применение, пропорционально, монокарбоновых кислот, таких как ненасыщенные жирные кислоты, например.
Примерами гидроксикарбоновых кислот, которые могут быть применены являются гидроксикапроновая кислота, гидроксимасляная кислота, гидроксидекановая кислота и/или 12-гидроксистеариновая кислота. Примерами лактонов, которые могут быть применены, являются бета-, гамма-, дельта-, и эпсилон-лактоны, которые по сути известны, более конкретно эпсилон-капролактон.
Помимо мономерных соединений, описанных выше, также возможно, например, применять исходные продукты, которые уже являются полимерными - как диолы, например, полиэстер диолы, которые, по сути, известны, и получены реакцией лактона с двухатомным спиртом.
Полимеры (А) в качестве связующих веществ, более конкретно полиэстеры, имеют ОН число предпочтительно 50-250 мг KOH/г, более предпочтительно 70-200 мг KOH/г, и более конкретно 90-150 мг KOH/г. В контексте настоящего изобретения, ОН число измерено в соответствии с DIN 53240. Где ссылка сделана в контексте настоящего изобретения к официальному стандарту, ссылка, конечно, к версии стандарта, который был действителен в день подачи, или, если не было действительной версии в то время, новой действительной версии.
Композиция для покрытия изобретения является водной (соответственно описанию "водная", смотри ниже). Соответственно, полимеры (А) в качестве связующих веществ, более конкретно полиэстеры, предпочтительно представляют собой полимеры диспергируемые или растворимые в воде. Как очевидно для специалиста в данной области техники, это означает, что полимеры, по меньшей мере, в пропорционально водной среде, не осаждаются в виде нерастворимых агломератов, а вместо этого образуют раствор или тонкую дисперсию. В этих целях, обычно, как известно, выгодно, или даже необходимо, вводить потенциально ионные группы, более конкретно потенциально анионные группы, предпочтительно карбоксильные группы. Такие группы включены в полимер, более конкретно через соответствующие мономеры, применяемые во время получения, с законченным полимером, затем включающим эти группы. Эта процедура может быть сделана еще более эффективной, как известно, посредством определенной нейтрализации групп, способных формировать анионы, более конкретно карбоксильных групп. Это означает, таким образом, что эти группы нейтрализованы, например, во время получения полимеров и/или во время получения композиции для покрытия, с нейтрализующими агентами, предпочтительно аммиак, амины и/или, в особенности, аминоспирты. Применяемыми посредством примера для нейтрализации являются ди- и триэтиламин, диметиламиноэтанол, диизопропаноламин, морфолины и/или N-алкилморфолины.
Уточнение "диспергируемые или растворимые в воде" не означает, что соответствующий полимер (А) также должен применяться в форме, присутствующей в водном растворе или в водной дисперсии в композиции для покрытия изобретения. Полимер, например, также может быть приготовлен в органических растворителях или коммерчески приобретаться в виде дисперсии в органических растворителях, и таким путем применяться в композиции для покрытия изобретения. Воду также затем добавляют с последующим смешиванием с дополнительными компонентами композиции для покрытия, производя водный характер, описанный более детально ниже.
По меньшей мере, один полимер (А), предпочтительно полиэстер, таким образом, предпочтительно имеет кислотное число 10-100 мг KOH/г, предпочтительно 20-60 мг KOH/г. Кислотное число в контексте настоящего изобретения измерено в соответствии с DIN EN ISO 3682. После нанесения композиции для покрытия изобретения, группы карбоновой кислоты, которые предпочтительно присутствуют, конечно, также могут служить для сшивания с сшивающими агентами, более конкретно меламиновые смолы и бензогуанаминосмолы, и тем самым делать вклад в формирование сшитой пленки покрытия.
Подходящие полимеры (А) в качестве связующих веществ, более конкретно полиэстеры, например, имеют среднечисловую молекулярную массу 500-5000 г/моль, предпочтительно 600-2000 г/моль. Средневесовая молекулярная масса находится, например, в диапазоне от 1000 до 10000 г/моль, предпочтительно 1500-5000 г/моль. Молекулярные массы определяют, в целях настоящего изобретения, с помощью анализа ГФХ (гель-фильтрационная хроматография) с ТГФ (+0.1% уксусной кислоты) в качестве элюента (1 мл/мин) на стирол-дивинилбензольной комбинации колонок. Калибровку выполняют, применяя полистирольные стандарты.
Количество полимеров (А) в качестве связующих веществ предпочтительно составляет 5-35 мас. %, в особенности предпочтительно 7-33 мас. %, очень предпочтительно 10-30 мас. %, и, в одном особенном вариант осуществления, 15-25 мас. %, в каждом случае в пересчете на общее количество композиции для покрытия изобретения. В контексте настоящего изобретения это является предпочтительным для полиэстера (А) как описано выше, предпочтительно для гидрокси- и карбокси-функционального полиэстера в качестве связующего вещества, формировать по меньшей мере, 80 мас. %, более конкретно 85-95 мас. %, полимеров (А), применяемых в качестве связующих веществ.
Фракцию полимеров (А) или отдельного полимера (А) определяют следующим образом: Устанавливают содержание твердых частиц дисперсии связующего вещества полимера (А), которое должно быть добавлено к композиции для покрытия. Принимая во внимание содержание твердых частиц дисперсии связующего вещества и количество дисперсии, которое применяют в композиции для покрытия, тогда становится возможным определить или установить фракцию полимера (А) как пропорцию всей композиции.
В целях настоящего изобретения, если не обозначено иначе, содержание твердых частиц определяют в соответствии с DIN EN ISO 3251 с начальной массой 1.0 г образца, как, например, 1.0 г материала покрытия изобретения, с продолжительностью теста 60 минут и с температурой 125°С.
Композиция для покрытия изобретения включает, по меньшей мере, один сшивающий агент (В).
Сшивающие агенты и их применение в композициях для покрытия известны специалисту в данной области техники. В принципе они представляют собой компоненты, которые имеют реакционно-способные функциональные группы, которые являются дополнительными к реакционно-способным функциональным группам применяемых полимеров, например, в качестве связующих веществ, таких как полимеры (А) или еще полимеры (С), описанные ниже, например, и которые, соответственно, способны произвести химическое сшивание.
Применяемыми с предпочтением в контексте настоящего изобретения являются сшивающие агенты, выбранные из группы, включающей полиизоцианаты, аминосмолы, более конкретно меламиновые смолы и бензогуанаминосмолы, а также поликарбодиимиды.
Такие сшивающие агенты включают изоцианатные группы и/или метилоловые, метилолэтерные и/или N-алкоксиметиламиногруппы, а также карбодиимидные группы в качестве реакционно-способных функциональных групп, которые способны, как описано выше, сшиваться с реакционно-способными функциональными группами дополнительных компонентов, более конкретно, по меньшей мере, с одним полимером (А) в качестве связующего вещества, предпочтительно с гидрокси- и карбокси-содержащим полимером (А).
Полиизоцианатами, которые могут быть применены, в особенности, являются полиизоцианаты, известные в этом контексте специалисту в данной области техники, такие как, например, гексаметилендиизоцианат, октаметилендиизоцианат, декаметилендиизоцианат, додекаметилендиизоцианат, тетрадекаметиленди-изоцианат, триметилгександиизоцианат, тетраметилгександиизоцианат, изофорон диизоцианат, 2-изоцианатопропилциклогексил изоцианат, дициклогексилметан 2,4'-диизоцианат, дициклогексилметан 4,4'-диизоцианат, 1,4- или 1,3-бис(изоцианатометил)циклогексан, 1,4- или 1,3- или 1,2-диизоцианатоциклогексан, 2,4- или 2,6-диизоцианато-1-метилциклогексан, диизоцианаты, производные димерных жирных кислот, вида, продаваемого под коммерческим обозначением DDI 1410 от Henkel, 1,8-диизоцианато-4-изоцианатометилоктан, 1,7-диизоцианато-4-изоцианатометилгептан, или 1-изоцианато-2-(3-изоцианатопропил)циклогексан, или тетраметилксилилен диизоцианаты (TMXDI), или смеси этих полиизоцианатов. Здесь предпочтение отдают применению димеров и/или тримеров указанных полиизоцианатов, которые, по сути, известны - то есть, затем, более конкретно, уретдионы и изоцианураты вышеупомянутых полиизоцианатов, в особенности вышеупомянутых диизоцианатов, которые, по сути, известны и которые также являются коммерчески доступными.
Особенное предпочтение в целях настоящего изобретения отдают применению аминосмол, среди них предпочтительно меламиновые смолы и бензогуанаминосмолы, а также поликарбодиимиды в качестве сшивающих агентов.
Под аминосмолами подразумевают продукты поликонденсации, хорошо известные специалисту в данной области техники, органических карбонильных соединений, более конкретно формальдегида, с аминопроизводными 1,3,5-триазина или мочевины. По большому счету, метилоловые группы, образованные в ходе этой конденсации являются дополнительно этерифицированными, пропорционально или полностью, со спиртами, такими как метанол или бутанол.
Предпочтительные меламиновые смолы являются поликонденсированными смолами меламина (1,3,5-триазин-2,4,6-триамин) и максимум 6 моль формальдегида на моль меламина. Полученные метилольные группы могут быть полностью или частично этерифицированными с одним или множеством спиртов, таких как, предпочтительно, метанол и/или бутанол. Меламиновые смолы могут иметь различные степени оксиметилирования и различные степени этерифицирования, и эти параметры указывают, в особенности реакционную способность смол, другими словами, более конкретно, температуру при которой происходит эффективное сшивание через реакцию с компонентами, такими как, например, полимеры (А) в качестве связующих веществ, содержащих гидроксильные группы.
Степень оксиметилирования меламиновой смолы описывает, сколько возможных участков оксиметилирования меламина было оксиметилировано - другими словами, сколько из общих шести атомов водорода в первичных аминогруппах меламина (то есть, 1,3,5-триазин-2,4,6-триамин) было замещено метилоловой группой. Полностью оксиметилированная, моноциклическая меламиновая смола, соответственно, имеет шесть метилоловых групп на триазиновое кольцо, такое как гексаметилолмеламин, например. Метилоловые группы, независимо друг от друга, могут присутствовать в этерифицированной форме.
Степень этерификации меламиновой смолы рассматривают как пропорцию метилоловых групп в меламиновой смоле, которая была этерифицирована спиртом. В случае полностью этерифицированной меламиновой смолы, все присутствующие метилоловые группы являются этерифицированными спиртом, вместо того, чтобы быть свободными. Спирты, подходящие для этерификации являются одноатомными или многоатомными. Одноатомные спирты с предпочтением применяют для этерификации. Например, метанол, этанол, н-бутанол, изобутанол, или еще гексанол могут быть применены для этерификации. Также возможно применение смесей различных спиртов, таких как смесь метанола и н-бутанола, например.
Меламиновые смолы могут быть мономерными (моноциклические) или олигомерными (полициклические). Обозначение "моноциклические" или "полициклические" рассматривают как количество триазиновых колец на молекулу меламиновой смолы. Примером моноциклической, полностью оксиметилированной, и полностью бутанол-этерифицированной меламиновой смолы является гексаметоксибутилмеламин.
Аналогично применяемыми с предпочтением являются бензогуанаминовые смолы. Описание, данное для меламиновых смол, применяют к этим смолам также, но бензогуанамины отличаются от их меламиновых аналогов, в которых бензогуанамин применяют вместо меламина. В результате фенильное кольцо, которое присутствует, соответственно, в обмен для аминогруппы на триазиновом кольце, реакционная способность смол снижается и пигментное сродство повышается, кое-что, что в случае необходимости может быть преимуществом. Таким образом, кроме того, отвержденное покрытие может быть сделано водоотталкивающим.
Могут быть применены, например, продукты, коммерчески доступные под обозначениями Cymel®, Resimene®, Maprenal®, и Luwipal®, такие как Resimene® 747, Resimene® 755, Luwipal 066, и Cymel 1123.
Аналогично применяемыми с предпочтением в качестве сшивающих агентов являются поликарбодиимиды. Это аддукты, которые, по сути, известны и содержат повторяющиеся единицы, содержащие диимидные группы, формулы [-R-N=C=N]n, в которой группы R, независимо друг от друга, являются органическими группами, такими как ароматические группы, например. Они могут быть получены, например, полимеризацией соответствующих диизоцианатов, как, например, толуол диизоцианат, применяя катализаторы, которые, по сути, известны. Может быть сделано применение, например, продуктов, коммерчески доступных, таких как Desmodur ХР 2802 (Bayer) или Picassian XL-702 (Picassian Polymers).
Количество сшивающих агентов, более конкретно полиизоцианатов, меламиновых смол, бензогуанаминосмол и/или поликарбодиимидов, в композиции для покрытия изобретения предпочтительно составляет 0.5-10 мас. %, в особенности предпочтительно 1-8 мас. %, очень предпочтительно 1.5-6 мас. %, и, в одном особенном варианте осуществления, 2-5 мас. %, в каждом случае в пересчете на общее количество композиции для покрытия изобретения.
Фракцию сшивающего агента (В) определяют способом аналогично способу, описанному выше для полимера (А) в качестве связующего вещества, другими словами на основе содержания твердых частиц.
Композиция для покрытия изобретения включает, по меньшей мере, один определенный полимер (С) в качестве связующего вещества.
Полимер (С) в качестве второго связующего вещества является по определению, конечно, компонентом, то есть который отличается от полимера (А) в качестве связующего вещества и от сшивающего агента (В). По меньшей мере, один полимер (С) является сополимером, который получают сополимеризацией этиленово ненасыщенных мономеров в присутствии полиуретановой смолы, имеющей полимеризуемые углеродные двойные связи. Сополимеры, которые могут быть применены в качестве второго связующего вещества (С) известны из WO 91/15528 А, например, и могут, таким образом, быть легко получены специалистом в данной области техники.
Применяемый полимер (С) в качестве связующего вещества предпочтительно имеет средневесовую молекулярную массу 2000-100000 г/моль, более предпочтительно 5000-80000 г/моль, очень предпочтительно 15000-60000 г/моль, более конкретно 30000-55000 г/моль или 35000-50000 г/моль.
Полимер (С) предпочтительно имеет среднечисловую молекулярную массу 100-50000 г/моль, более предпочтительно 1000-40000 г/моль, очень предпочтительно 2500-25000 г/моль, более конкретно 3000-20000 г/моль или 4000-15000.
Полимер (С) предпочтительно имеет кислотное число 5-200, более предпочтительно 10-150, очень предпочтительно 15-100, более конкретно 20-50 или 25-40 мг KОН на г связующего вещества (С).
Полимер (С) предпочтительно имеет гидроксильные группы и в особенности имеет ОН число (гидроксильное число) 5-100, более предпочтительно 10-90, очень предпочтительно 20-80, более конкретно 30-70 или 40-60, мг КОН на г связующего вещества (С).
Полиуретановая смола, имеющая полимеризуемые углеродные двойные связи для получения полимера (С), предпочтительно имеет в среднем на молекулу 0.05-1.1, предпочтительно 0.2-0.9, более предпочтительно 0.3-0.7 полимеризуемой углеродной двойной связи(связей). Для применяемой полиуретановой смолы предпочтительно иметь кислотное число 0-2 мг KОН на г полиуретановой смолы. Специалист в данной области техники знаком с тем, как могут быть получены такие полиуретановые смолы, также, это описано в WO 91/15528 А, например.
Полиуретановую смолу, имеющую полимеризуемые углеродные двойные связи, для получения полимера (С) получают предпочтительно реакцией, по меньшей мере, одного полиизоцианата, по меньшей мере, с одним полиолом, более предпочтительно, по меньшей мере, с одним полиэстерполиолом.
В качестве полиизоцианатных компонентов, здесь, возможно применение полиизоцианатов, перечисленных выше в описании сшивающего агента (В). С особым предпочтением, однако, применяют изофорон диизоцианат (IPDI) в качестве полиизоцианатного компонента для получения полиуретановой смолы, на которой базируется полимер (С).
В качестве полиоловых компонентов, более конкретно полиэстерполиоловых компонентов, здесь, возможно применение, например, полиолов перечисленных выше как часть описания полимера (А) (компоненты, применяемые в получении полиэстеров (А)), а также полиэстеры или собственные полиэстерполиолы (которым является, например, полиэстеры (А), имеющие свободные гидроксильные группы, другими словами количество ОН больше, чем 0).
Применяемым с более особенным предпочтением в качестве, по меньшей мере, одного полиэстерполиола является такой, который получают из, по меньшей мере, одного диола и/или триола, выбранного из группы, включающей 1,6-гександиол, неопентилгликоль, триметилолпропан, и их смеси, более конкретно 1,6-гександиол и неопентилгликоль, и из, по меньшей мере, одной дикарбоновой кислоты (или, по меньшей мере, одного производного вышеупомянутой дикарбоновой кислоты, такого как соответствующий ангидрид, например) выбранный из группы, включающей адипиновую кислоту, терефталевую кислоту, изофталевую кислоту, орто-фталевую кислоту, диметилолпропионовую кислоту, и их смеси, более конкретно адипиновую кислоту.
Предпочтительно, по меньшей мере, один такой полиэстерполиол, по меньшей мере, с одним полиизоцианатом, более конкретно с IPDI, применяют для получения полиуретановой смолы на которой базируется (С).
По меньшей мере, одна полиуретановая смола, применяемая для получения полимера (С), имеет полимеризуемые углеродные двойные связи в качестве реакционно-способных функциональных групп, которые допускают реакцию сшивания. Эти реакционно-способные функциональные группы предпочтительно выбирают из групп, включающих винильные группы, такие как арильные группы и (мет)акрилатные группы, а также их смеси. Особенно предпочтительными являются винильные группы, предпочтительно аллильные группы, более конкретно аллилэтерные группы.
Для того чтобы ввести полимеризуемые углеродные двойные связи в качестве реакционно-способных функциональных групп в полиуретановую смолу, когда получают, по меньшей мере, одну полиуретановую смолу, применяемую в получении полимера (С), полиуретановую смолу получают, применяя не только, по меньшей мере, один полиизоцианат и, по меньшей мере, один полиол, такой как предпочтительно, по меньшей мере, один полиэстерполиол, но также, по меньшей мере, один дополнительный полиол, такой как, по меньшей мере, один мономерный диол, который имеет, по меньшей мере, одну полимеризуемую двойную углеродную связь, в качестве реакционно-способной функциональной группы и, кроме того, имеет группы реакционно-способные по отношению к NCO группам, особенно гидроксильные группы. По меньшей мере, один диол применяют с предпочтением, в качестве мономера, который также имеет, по меньшей мере, одну полимеризуемую двойную углеродную связь, в качестве реакционно-способной функциональной группы, более предпочтительно реакционно-способная функциональная группа выбрана из группы, включающей винильные группы, такие как аллильные группы, аллилэтерные группы, и (мет)акрилатные группы, а также их смеси. Особенно предпочтительными являются винильные группы, более конкретно аллилэтерные группы. Одним таким мономером, применяемым с предпочтением является моноаллиловый этер триметилолпропана. Также является возможным для, по меньшей мере, одного полиола, который будут применять, быть выбранным из группы, включающей моноаллиловый этер глицерина, моноаллиловый этер пентаэритритола и диаллиловый этер пентаэритритола, и их смеси. В особенности предпочтительными, однако, являются моноаллиловый этер триметилолпропана.
NCO группы все еще присутствующие в конечном полиуретановом сегменте могут, необязательно, быть превращены реакцией, по меньшей мере, с одним полиолом, таким как триметилолпропан, до тех пор, пока изоцианатные группы больше не возможно определить.
Полиуретановый сегмент сополимера (С) можно, необязательно, получить добавлением, по меньшей мере, одного катализатора, такого как дилаурат дибутилолова. Получение полиуретанового сегмента сополимера (С) происходит предпочтительно в органическом растворителе, таком как метилэтилкетон (МЕК), например.
Чтобы получить сополимер (С), по меньшей мере, одну полиуретановою смолу, полученную таким образом и имеющую полимеризуемые углеродные двойные связи сополимеризуют в присутствии этиленово ненасыщенных мономеров.
Мономеры применяемые в качестве этиленово ненасыщенных мономеров для получения полимера (С) предпочтительно выбирают из группы, включающей алифатические и циклоалифатические эстеры акриловой кислоты или метакриловой кислоты ((мет)акрилаты), этиленово ненасыщенные мономеры, которые несут, по меньшей мере, одну гидроксильную группу в молекуле, предпочтительно (мет)акрилаты, которые несут, по меньшей мере, одну гидроксильную группу в молекуле, этиленово ненасыщенные мономеры, которые несут, по меньшей мере, одну карбоксильную группу в молекуле, предпочтительно (мет)акриловая кислота, и их смеси.
С особым предпочтением этиленово ненасыщенные мономеры выбраны из группы, включающей циклогексилакрилат, циклогексилметакрилат, алкилакрилаты и алкилметакрилаты, имеющие до 20 атомов углерода в алкильном радикале, такие как, например, метил(мет)акрилат, этил(мет)акрилат, н-пропил(мет)акрилат, изопропил(мет)акрилат, н-бутил(мет)акрилат, трет-бутил(мет)акрилат, н-гексил(мет)акрилат, этилгексил(мет)акрилат, стерил(мет)акрилат, и лаурил(мет)акрилат, или смеси этих мономеров, гидроксиалкильные эстеры акриловой кислоты и/или метакриловой кислоты, такие как 2-гидроксиэтил(мет)акрилат, 2-гидроксипропил(мет)акрилат, 3-гидроксипропил(мет)акрилат, 3-гидроксибутил(мет)акрилат, и 4-гидроксибутил(мет)акрилат, (мет)акриловая кислота, этандиолди(мет)акрилат, 1,4-бутандиолди(мет)акрилат, 1,6-гександиолди(мет)акрилат, триметилолпропантри(мет)акрилат, пентаэритритолди(мет)акрилат, и аллил(мет)акрилат.
Особенно предпочтительные этиленово ненасыщенные мономеры для получения полимера (С) выбирают из группы, включающей н-бутил(мет)акрилат, метил(мет)акрилат, 2-гидроксипропил(мет)акрилат, 3-гидроксипропил(мет)акрилат, (мет)акриловая кислота, и их смеси.
Чтобы инициировать сополимеризацию возможно применять, по меньшей мере, один инициатор, такой как, например, трет-бутилперокси-2-этилгексаноат.
Сополимеризация происходит предпочтительно в органическом растворителе, таком как метилэтилкетон (МЕK), например. Конечный сополимер (С) предпочтительно поглощают водой и необязательно нейтрализируют, по меньшей мере, одним нейтрализирующим агентом, таким как нейтрализирующие агенты ранее упомянутые выше, более конкретно диметилэтаноламин. Органический растворитель, такой как МЕK, например, удаляли снова предпочтительно после получения сополимера (С), с помощью дистилляции под сниженным давлением, например. Дисперсия, полученная таким образом может удерживать на порядок меньше МЕK, применяемого при получении сополимера (С), который составляет самое большее в диапазоне от 0.2 до 1.5 мас. %, предпочтительно от 0.2 до 1.0 мас. % или от 0.2 до 0.6 мас. %, в каждом случае в пересчете на общую массу дисперсии.
Из изложенного следует, что, по меньшей мере, одним полимером (С) также предпочтительно является полимер диспергируемый или растворимый в воде. Теоретически ионные группы, предпочтительно анионные группы, более предпочтительно карбоксильные группы, которые являются предпочтительными или даже необходимыми для этой цели, соответственно, чтобы раскрыть вышеупомянутое, могут быть введены в полимер через начальные соединения, применяемые для получения, предпочтительно через этиленово ненасыщенные мономеры, применяемые в получении. Например, карбоксильные группы предпочтительно включают в сополимер (С) через пропорциональное применение акриловой кислоты при сополимеризации полиуретановой смолы, имеющей полимеризуемые углеродные двойные связи, в присутствии этиленово ненасыщенных мономеров.
Количество, по меньшей мере, одного полимера (С) в качестве второго связующего вещества в композиции для покрытия изобретения предпочтительно составляет 0.1-8.0 мас. %, в особенности предпочтительно 0.1-7.5 мас. %, очень предпочтительно 0.5-6.0 мас. %, в одном особенном варианте осуществления 0.8 - 5.0 мас. %, и, еще более предпочтительно в пределах этого диапазона, 1.0-4.0 мас. %, в каждом случае в пересчете на общее количество композиции для покрытия изобретения.
Определение фракции, по меньшей мере, одного полимера (С) имеет место в аналогичном способе, описанном выше для полимера (А) в качестве связующего вещества и для сшивающего агента (В), другими словами относительно содержания твердых частиц.
Естественным для изобретения является то, что массовые фракции, по меньшей мере, одного полимера (А) в качестве связующего вещества и, по меньшей мере, одного полимера (С) в качестве второго связующего вещества соответствуют друг другу так, чтобы массовое соотношение полимера (А) к полимеру (С) составляло больше, чем 3.0, предпочтительно больше чем 5.0, очень предпочтительно больше чем 7.5, и более конкретно больше чем 8.5. Более предпочтительным является массовое соотношение больше чем 3.0 и до 30, предпочтительно, в пределах этого диапазона, больше чем 5.0 и до 25, более конкретно 7.5 и до 20, и очень предпочтительно 8.5 и до 15. Массовое соотношение определяют относительно соответствующих количеств или фракций двух полимеров (А) и (С), относительно общего количества композиций для покрытия изобретения. Фракции полимеров (А) и (С), относительно общего количества композиций для покрытия изобретения, определяли как определено выше через содержание твердых частиц.
Эти количества полимеров (А) и (С) предпочтительно выбирают из предпочтительных диапазонов фракций, определенных выше с внимательностью, тогда взятых, чтобы гарантировать, что операция проходит в диапазоне соотношения изобретения, предпочтительно в предпочтительных диапазонах соотношения.
Из вышеупомянутого более конкретно следует, что композиция для покрытия всегда включает полимер (А) в отмеченном избытке относительно полимера (С) и, кроме этого, включает полимер предпочтительно не в
чрезмерных количествах, в особенности предпочтительно только в дополнительных количествах, не более чем 4.0 мас. %.
Это означает, поэтому, что в целях настоящего изобретения связующее вещество (А) применяют существенно в качестве основного связующего вещества, поскольку полимер (С) можно рассматривать больше в качестве дополнительного компонента или в качестве связующего вещества, применяемого только в незначительных количествах.
В результате вышеописанного соответствия количеств полимеров (А) и (С), можно создать композицию для покрытия, которая отвечает фундаментальным требованиям композиции для нанесения верхнего покрытия, более конкретно в отрасли покрытия упаковочных контейнеров, и дополнительно гарантирует значительно улучшенное сопротивление стиранию по сравнению с предшествующим уровнем техники, когда пленка верхнего покрытия этого вида полностью не отвердела.
Композиция для покрытия изобретения является водной. Выражение "водная композиция для покрытия" известно специалисту в данной области техники. Оно означает в принципе, композицию для покрытия, которая не полностью базируется на органических растворителях. В действительности, композиция для покрытия такого вида, базирующаяся на органических растворителях, включает исключительно органические растворители и никакой воды для растворения и/или диспергирования дополнительных компонентов, или является композицией, полученной без явного добавления воды, с водой, вместо этого входящей в композицию только в форме примеси, атмосферной влаги и/или растворителя для особенных добавок, которые применяют необязательно. Такая композиция должна - в отличии от водной композиции - быть названа как на неводной основе или как "на основе органических растворителей".
"Водный" в целях настоящего изобретения должно предпочтительно означать, что композиция для покрытия о которой идет речь имеет фракцию, по меньшей мере, 20 мас. %, предпочтительно по меньшей мере, 25 мас. %, очень предпочтительно по меньшей мере, 30 мас. %, воды, в каждом случае в пересчете на общее количество присутствующих растворителей (то есть, воды и органических растворителей). Предпочтительно в свою очередь, фракция воды составляет 20-70 мас. %, более конкретно 25-60 мас. %, очень предпочтительно 30-50 мас. %, в каждом случае в пересчете на общее количество присутствующих растворителей. Композиция для покрытия может, поэтому, действительно включать органические растворители, но их фракция является существенно ниже по сравнению с обычной системой, базирующейся на растворителях, и композиция в любом случае включает воду.
Композиция для покрытия изобретения предпочтительно дополнительно включает, по меньшей мере, также один пигмент (D).
Пигмент этого типа предпочтительно выбирают из группы, включающей органические и неорганические, красящие и наполнительные пигменты, а также наночастицы. Примерами подходящих неорганических красящих пигментов являются белые пигменты, такие как диоксид титана, цинковые белила, сульфид цинка, или литопон; черные пигменты, такие как сажа газовая, железомарганцевый черный пигмент или шпинельный черный пигмент; хроматические пигменты, такие как оксид хрома, зеленый гидрат оксида хрома, кобальтовая зелень, или зеленый ультрамариновый, кобальтовая синь, синий ультрамариновый, или марганцевый голубой, фиолетовый ультрамариновый или кобальтовый фиолетовый и марганцево-фиолетовый, красный оксид железа, сульфоселенид кадмия, молибдатный красный или ультрамариновый красный; коричневый оксид железа, смешанный коричневый, шпинельные фазы, и корундовые фазы, или хромовый оранжевый; или желтый оксид железа, никеливо-титановый желтый, хромово-титановый желтый, сульфид кадмия, смешанный сульфид кадмия и цинка, хромовый желтый, или ванадат висмута. Примерами подходящих органических красящих пигментов являются моноазо пигменты, диазо пигменты, антрахиноновые пигменты, бензимидазоловые пигменты, хинакридоновые пигменты, хинофталоновые пигменты, дикетопирролопирроловые пигменты, диоксазиновые пигменты, индантроновые пигменты, изоиндолиновые пигменты, изоиндолиноновые пигменты, азометиновые пигменты, тиоиндиго пигменты, металлкомплексные пигменты, периноновые пигменты, периленовые пигменты, фталоцианиновые пигменты, или аналиновый черный пигмент. Примерами подходящих наполнительных пигментов или наполнителей являются мел, сульфат кальция, сульфат бария, силикаты, такие как тальк или каолин, диоксиды кремния, оксиды, такие как гидроксид алюминия или гидроксид магния, или органические наполнители, такие как текстильные волокна, целлюлозные волокна, полиэтиленовые волокна, или полимерные порошки; для дополнительных деталей см. Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, страница 250 ff., "Fillers". Примеры наночастиц выбирают из группы, включающей металлы главных групп и переходных групп и их соединения, это означает, что наночастицы включают эти элементы и/или соединения. Предпочтение отдают металлам главных групп и переходных групп из третьей по пятую главных групп, из третьей по шестую переходных групп, и из первой по вторую переходных групп Периодической таблицы элементов, а также лантаноидам. Особенное предпочтение отдают применению бора, алюминия, галлия, кремния, германия, олова, мышьяка, сурьмы, серебра, цинка, титана, циркония, гафния, ванадия, ниобия, тантала, молибдена, вольфрама, и церия, более конкретно алюминия, кремния, серебра, церия, титана и циркония. Соединениями металлов предпочтительно являются оксиды, гидраты оксидов, сульфаты, или фосфаты. Предпочтение отдают применению серебра, диоксида кремния, оксида алюминия, гидрата оксида алюминия, диоксида титана, оксида циркония, оксида церия, и их смеси, особенное предпочтение применению серебра, оксида церия, диоксида кремния, гидрата оксида алюминия, и их смеси, очень особенное предпочтение применению гидрата оксида алюминия, и более конкретно бемита. Наночастицы предпочтительно имеют размер первичных частиц <50 нм, более предпочтительно 5-50 нм, более конкретно 10-30 нм. Способы для определения размера первичных частиц известны специалисту в данной области техники. Размер первичных частиц определяют предпочтительно с помощью трансмиссионной электронной микроскопии (ТЕМ). Особенно предпочтительными пигментами являются диоксид титана и/или цинковые белила, сульфид цинка и/или литопон, в качестве, по меньшей мере, одного пигмента (D). В особенности предпочтительным является применение диоксида титана.
Эффективные пигменты, кроме того, могут быть применены в качестве необязательных пигментов (D) присутствующих в водной композиции для покрытия. Специалист знаком с понятием эффективных пигментов. Эффективными пигментами, более конкретно, являются такие пигменты, которые наделяют оптическим эффектом или цветным и оптическим эффектом, более конкретно оптическим эффектом. Соответствующая категория пигментов может быть сделана в соответствии с DIN 55944. Эффективные пигменты предпочтительно выбирают из группы, включающей органические и неорганические оптические эффективные и цветные и оптические эффективные пигменты. Они более предпочтительно выбраны из группы, включающей органические и неорганические оптические эффективные или цветные и оптические эффективные пигменты. Органические и неорганические оптические эффективные и цветные и оптические эффективные пигменты более конкретно выбирают из группы, включающей, необязательно, покрывающие металлические эффективные пигменты, необязательно, покрывающие металлоксидные эффективные пигменты, необязательно, покрывающие эффективные пигменты, состоящие из металлов и неметаллов, и необязательно покрывающие неметаллические эффективные пигменты. Необязательно покрывающие металлические эффективные пигменты, такие как покрывающие силикаты металлические эффективные пигменты, железные эффективные пигменты, или медные эффективные пигменты. В особенности предпочтительными являются необязательно покрывающими - такими как покрывающие силикаты, например - алюминиевые эффективные пигменты, более конкретно коммерчески доступные продукты от Eckart, такие как Stapa® Hydrolac, Stapa® Hydroxal, Stapa® Hydrolux и Stapa® Hydrolan, наиболее предпочтительно Stapa® Hydrolux и Stapa® Hydrolan. Эффективные пигменты, применяемые в соответствии с изобретением, более конкретно необязательно покрывающие - такие как покрывающие силикаты, например - алюминиевые эффективные пигменты, могут присутствовать в любой обычной форме, известной специалисту в данной области техники, такой как листовая форма и/или пластинчатая форма, например, более конкретно хлопьевидная форма или форма серебряного доллара. Эффективными пигментами, составленными из металлов и неметаллов являются, более конкретно, алюминиевые пигменты пластинчатой формы, покрытые оксидом железа, типа, описанного в, например, Европейской заявке на патент ЕР 0562329 А2; стеклянные листы, покрытые металлами, более конкретно алюминием; или интерференционные пигменты, которые содержат отражающий слой, сделанный из металла, более конкретно алюминия, и которые показывают флоп-эффект темной окраски. Неметаллические эффективные пигменты являются более конкретно перламутровыми пигментами, в особенности слюдяными пигментами; графитовыми пигментами пластинчатой формы, покрытыми оксидами металлов; интерференционными пигментами, которые не содержат металлический отражающий слой и имеют флоп-эффект темной окраски; эффективными пигментами, пластинчатой формы, базирующимися на оксиде железа, имеющими градацию от розового до буровато-красного; или органическими жидкокристаллическими эффективными пигментами. Для дополнительных деталей про эффективные пигменты, которые могут быть применены в соответствии с изобретением, делаем ссылку на Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, страница 176, "Effect pigments", и страницы 380 и 381, "Metal oxide-mica pigments" - "Metal pigments".
Пигментное содержание пигмента (D) в водной композиции для покрытий, применяемых в соответствии с изобретением может широко варьироваться в зависимости от заданного применения и от природы пигментов и наночастиц. Пигментное содержание, относительно водной композиции для покрытия изобретения, предпочтительно находится в диапазоне от 1.0 до 50 мас. %, более предпочтительно в диапазоне от 5.0 до 45 мас. %, очень предпочтительно в диапазоне от 7.5 до 40 мас. %, в особенности предпочтительно в диапазоне от 12.5 до 35 мас. %, и более конкретно в диапазоне от 15 до 30 мас. %.
Композиция для покрытия изобретения предпочтительно включает, по меньшей мере, одну специфическую эпоксиэфирную смолу (Е). Добавление этой эпоксиэфирной смолы, которая описана более детально здесь, может снова привести, в предпочтительных вариантах изобретения, к улучшению свойств прилипания и к минимизации процесса набухания пластинки верхнего покрытия, возникающее применением композиции для покрытия изобретения, в особенности в контексте стерилизации и/или пастеризации, которая является фундаментальным требованием в случае упаковочных контейнеров.
Специфические эпоксиэфирные смолы являются полимерами, полученными сначала применением эпоксидной смолы.
Эпоксидные смолы известны квалифицированному рабочему. Они являются хорошо известными поликонденсированными смолами, которые содержат эпоксидные группы в начальной молекуле. Предпочтительно они являются эпоксидными смолами, полученными конденсацией бисфенола А и/или бисфенола F с эпихлоргидрином, более конкретно смолами бисфенол А/эпихлоргидрин. Вдоль цепи, например, эти соединения, содержат гидроксильные группы, и на концах они содержат эпоксидные группы, другими словами, следовательно, ровно две эпоксидные группы на молекулу. Также возможно, только для односторонней реакции с эпихлоргидрином, происходить, означая, что в конечном счете в молекуле есть только одна эпоксидная группа. В зависимости от длины цепи (то есть, степени конденсации) эпоксидных смол, есть изменение в способности к сшиванию через эпоксидные группы и/или через гидроксильные группы. Принимая во внимание увеличение длины цепи или молярной массы, способность к сшиванию эпоксидными группами падает, сшивающая способность через гидроксильные группы возрастает, как растет длина цепи. Причина состоит в том, что в то время как число эпоксидных групп на молекулу остается таким же или является максимум две (две конечных эпоксидных группы), каждая реакция конденсации порождает дополнительную гидроксильную группу. Количество эпоксидных групп, как правило, обозначается, и таким образом также в контексте настоящего изобретения, посредством эпоксидной эквивалентной массы (ЭЭМ), являющейся количеством смолы в граммах, которая содержит один моль эпоксидных групп. Более высокая степень конденсации, следовательно, более высокая ЭЭМ также. Чтобы определить ЭЭМ, устанавливают массовую фракцию эпоксидных групп в смоле (в соответствии с DIN EN ISO 3001) и преврачают соответственно применяя известную молярную массу эпоксидных групп (44 г/моль). Степень конденсации и, следовательно, ЭЭМ можно контролировать, как известно, через стехиометрию применяемых компонентов - то есть, в особенности, бисфенол А и/или бисфенол F, а также эпихлоргидрин. В то время как молярное соотношение 1:2 (бисфенол А и/или бисфенол F к эпихлоригидрину) получают самые маленькие представители класса смол (диглицидиловый этер бисфенола А, например), переход делают, в случае соотношения смеси приближающегося к 1:1, к очень длинноцепочечным смолам, которые имеют соответственно высокую ЭЭМ.
Предпочтение в целях настоящего изобретения отдают применению эпоксидных смол, предпочтительно бисфенол А/эпихлоргидрин эпоксидным смолам, имеющим ЭЭМ меньше чем 500. Это, например, диглицидиловый этер бисфенола А и/или только незначительно длинноцепочечные эпоксидные смолы, получаемый из бисфенола А и эпихлоргидрина, которые являются потом также гидроксифункциональными. Выражение "незначительно длинноцепочечные" следует понимать как накладывание повышенного ограничения на молекулярную массу таким образом, что среднечисловая молекулярная масса эпоксидных смол не превышает показатель предпочтительно 1000 г/моль. Диэпоксидные смолы предпочтительны, они являющиеся эпоксидными смолами, которые содержат эпоксидную группу на обоих концах цепи. Такие эпоксидные смолы можно получить, в форме, например, раствора или дисперсии в органических растворителях или воде, от компании Cytec под коммерческим обозначением Вeckopox, или от компании Momentive под коммерческим обозначением Epikote, например.
Для получения эпоксиэфирных смол (Е), по меньшей мере, одна эпоксидная смола, более конкретно эпоксидные смолы, описанные выше, взаимодействует, по меньшей мере, с одним дополнительным компонентом, чтобы образовать сложноэфирные связи. То, что это означает, является более конкретно следующим.
Например, эпоксиэфирные смолы, применяемые с предпочтением получают применением эпоксидной смолы, в случае получение полиэстер-эпоксидных смол (для определения см. ниже) в виде части спиртового компонента, например. Как уже описано выше, более того, эпоксидные смолы, как правило, включают не только концевые эпоксидные группы, но также гидроксильные группы, и таким образом могут менять часть спиртового компонента в ходе получения полиэстера. Карбоновые кислоты, которые применяют в получении полиэстер-эпоксидных смол, потом реагируют с этими гидроксильными группами, в конце концов, образуя полиэстер-эпоксидную смолу или эпоксиэфирную смолу (Е). Полиэстер-эпоксидная смола в целях настоящего изобретения, следовательно, является специфическим полиэстером, полученным применением эпоксидной смолы.
Аналогично возможно сначала получить полиэстер, содержащий карбоксильные группы и затем провести реакцию эпоксидной смолы в реакции эстерификации эпокси/карбокси, а также, необязательно реакцию эстерификации гидроксил/карбоксил с полиэстером.
Также возможно провести реакцию эпоксидной смолы и с карбоксил-содержащим полиэстером и дополнительно с другими мономерными и/или полимерными полиэстерными реагентами, такими как типичные мономерные полиолы и поликарбоновые кислоты, уже упоминаемые в течение описания связующих веществ (А), а также предварительной полимеризацией полиэстерных диолов. В таком случае, следовательно, эпоксиэфирные смолы (Е) получают применяя и мономерные начальные соединения, и полимерные начальные соединения.
Полиэстеры, которые могут быть применены, чтобы получить компонент (Е) подвергают, имеется в виду, реагенты, которые будут применены и условия получения, которые будут применять, к описанию, данному для получения полиэстеров (А) - то есть, более конкретно, также условия, которые известны любому специалисту в данной области техники, реакциям полиэстерификации с соответствующими реагентами, такими как полиолы и поликарбоновые кислоты. Для деталей и примеров подходящих компонентов синтеза, следовательно, ссылка может быть сделана на вышеупомянутое описание компонента (А). Их раскрытие применять одинаково к полиэстерам, описанным здесь.
Это, конечно, также справедливо для многоатомных органических мономерных полиолов и полиосновных органических мономерных карбоновых кислот и для предварительно полимеризованных полиэстерных диолов, которые также применяют в качестве эпоксидных смол для получения полиэстер-эпоксидных смол.
Эпоксиэфирные смолы (Е), следовательно, получают предпочтительно реакцией эпоксидной смолы, предпочтительно гидроксифункциональной эпоксидной смолы, с карбоксилсодержащим полиэстером (e1) и/или с соединениями (е2) выбранными из группы, включающей многоатомные органические полиолы, такие как мономерные диолы, триолы, четырехатомные спирты, или полиэстердиолы, полиосновные органические карбоновые кислоты, такие как дикарбоновые кислоты, гидроксикарбоновые кислоты, лактоны, ангидриды поликарбоновых кислот, такие как ангидриды дикарбоновых кислот, а также, необязательно, монокарбоновые кислоты и простые спирты.
Заданные соединения (е2) подходящие для синтеза полиэстеров предпочтительно выбирают из группы, включающей мономерные диолы, триолы, четырехатомные спирты, и полиэстердиолы, дикарбоновые кислоты, гидроксикарбоновые кислоты, лактоны, ангидриды дикарбоновых кислот, а также, необязательно, монокарбоновые кислоты и простые спирты. Полиэстер (e1) получают предпочтительно реакцией соединений (е2), в особенности предпочтительно реакцией предпочтительных соединений (е2).
В других предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения, эпоксиэфирные смолы получают применением, по меньшей мере, одного компонента (е2а), выбранного из группы, включающей о-фталевую кислоту, изофталевую кислоту, бензойную кислоту, триметилолпропан, пентаэритритол, димеры жирных кислот, полипропиленгликоль, и жирные кислоты С12-С24, такие как пальмитиновая кислота, стеариновая кислота, олеиновая кислота, линолевая кислота, и рицинолевая кислота.
Согласно описанию, сделанному выше, следовательно, вышеупомянутые компоненты (е2а) объединяют в процессе получения или процессе реакции предпочтительно во время реакции эпоксидной смолы с карбоксилсодержащим полиэстером (e1) и/или с соединениями (е2), выбранными из группы, включающей многоатомные органические полиолы, такие как мономерные диолы или полиэстердиолы, многоосновные карбоновые кислоты, такие как дикарбоновые кислоты, гидроксикарбоновые кислоты, лактоны, ангидриды поликарбоновых кислот, такие как ангидриды дикарбоновых кислот, а также, необязательно, монокарбоновые кислоты и простые спирты. Это означает, соответственно, что карбоксилсодержащий полиэстер (e1) получают предпочтительно с, по меньшей мере, пропорциональным применением вышеупомянутых компонентов (е2а), и/или вышеупомянутых соединений (е2), которые применяют с предпочтением в течение реакции с эпоксидной смолой, для того, чтобы получить эпоксиэфирную смолу (Е), которые выбирают, по меньшей мере, пропорционально с группы компонентов (е2а).
Предпочтительно, кроме того, для эпоксиэфирных смол (Е), чтобы они содержали фосфор. Фосфорсодержащие эпоксиэфирные смолы (Е), более конкретно те, которые, как описано выше, получают реакцией эпоксидной смолы с полиэстерами (e1) и/или с соединениями (е2), подходящими для синтеза полиэстеров, дают особенно хорошие свойства, имея в виду, прилипание и минимизацию процесса набухания соответствующих пленок верхнего покрытия.
Этот фосфор включают, предпочтительно в форме фосфатной группы в эпоксиэфирные смолы. Частично фосфатные группы вводят реакцией эпоксидных смол, применяемых в получении эпоксиэфирных смол (Е) с фосфорной кислотой, и соответствующей эстерификацией. В этой реакции, следовательно, которая является хорошо известной, эпоксидные группы эпоксидных смол реагируют с фосфорной кислотой, затем образуя фосфорный эстер. Эпоксидные смолы, модифицированные фосфатом таким образом, затем реагируют как описано выше, чтобы образовать эпоксиэфирные смолы (Е).
Предпочтение, следовательно, отдают эпоксиэфирным смолам (Е), полученным применением эпоксидных смол, модифицированных фосфатом и/или эпоксидных смол, содержащих фосфатные группы.
Эпоксиэфирные смолы (Е), применяемые с предпочтением, предпочтительно имеют фракцию эпоксидной смолы, это будет фракция эпоксидных смол, как описано выше и, необязательно, также эпоксидных смол, модифицированных фосфатом, от 40 до 90 мас. %, предпочтительно 50-75 мас. %. Фракцию определяют, как описано выше, через содержание твердых частиц. Это означает, что, как описано выше, содержание твердых частиц применяемых эпоксидных смол (и/или дисперсий эпоксидных смол), и дополнительных начальных продуктов, более конкретно компонентов (e1) и (е2), устанавливают, и затем устанавливают фракцию в эпоксиэфирной смоле (Е) обратным расчетом, принимая во внимание применяемые количества.
Содержание фосфора эпоксиэфирных смол предпочтительно составляет 0.5-3 мас. %, более предпочтительно 1-2.5 мас. %. Количество может быть определено арифметически, например, принимая во внимание количества начальных материалов, применяемых, когда вводят фосфор, другими словами, более конкретно, эпоксидных смол и фосфорной кислоты, исходя из количественного превращения.
Эпоксиэфирные смолы (Е) обычно имеют среднечисловую молекулярную массу от 1000 до 3000 г/моль, предпочтительно от 1500 до 2500 г/моль, и кислотное число от 30 до 90 мг KОН/г, предпочтительно от 35 до 50 мг KОН/г. ОН число обычно между 100 и 260 мг KОН/г, предпочтительно между 160 и 200 мг KОН/г.
Количество, по меньшей мере, одной эпоксиэфирной смолы (Е) в композиции для покрытия изобретения предпочтительно составляет 0.5-8.0 мас. %, в особенности предпочтительно 0.8-7.0 мас. %, очень предпочтительно 1.0-6.0 мас. %, в одном особенном варианте осуществления 1.5-5.0 мас. %, и, в свою очередь, более предпочтительно 2.0-4.0 мас. %, в каждом случае в пересчете на общее количество композиции для покрытия изобретения. Количество определяют, как описано выше для содержания твердых частиц.
Композиция для покрытия, применяемая в соответствии с изобретением может, в зависимости от желаемого применения, содержать одну или более обычно применяемых добавок, отличающихся от вышеописанных компонентов (А)-(Е), в качестве компонента (G). Эти добавки (G) предпочтительно выбирают из группы, включающей воски, антиоксиданты, антистатики, смачивающие и диспергирующие агенты, эмульгаторы, вспомогательные средства, регулирующие расход продукта, солюбилизаторы, пеногасители, смачивающие агенты, стабилизирующие агенты, предпочтительно теплостабилизаторы и/или термостабилизаторы, технологические стабилизаторы и УФ стабилизаторы и/или светостабилизаторы, агенты, защищающие от фотоизлучения, деаэрирующие агенты, ингибиторы, катализаторы, пластификаторы, ингибиторы горения, органические растворители, такие как, например, бутилгликоль и/или бутилгликоль ацетат, реакционно-способные разбавители, гидрофобизаторы, гидрофилизирующие агенты, загустители, тиксотропные добавки, модификаторы ударопрочности, расширители, вспомогательные средства, пластифицирующие добавки, волокнистые твердые частицы, и смеси вышеупомянутых добавок. Количество добавки (G) в композиции для покрытия изобретения может варьироваться очень широко, в зависимости от заданного применения. Количество, относительно общей массы композиций для покрытия, применяемых в соответствии с изобретением, предпочтительно составляет 0.01-25.0 мас. %, более предпочтительно 0.05-15.0 мас. %, очень предпочтительно 0.1-10.0 мас. %.
Содержание твердых частиц композиции для покрытия изобретения предпочтительно составляет от 10 до 85 мас. %, более предпочтительно 15-80 мас. %, очень предпочтительно от 20 до 75 мас. %, и более предпочтительно 40-70 мас. %. Содержание твердых частиц композиции для покрытия изобретения определено как описано выше.
Композиция для покрытия изобретения может быть получена смешиванием и диспергированием и/или растворением соответствующих компонентов композиции для покрытия, которые были описаны выше, применяя высокоскоростные смесители, смесительные баки, смешивающую дробилку, аппараты-растворители, аппараты для интенсивного перемешивания, или встроенные аппараты-растворители.
Также настоящим изобретением обеспечивается способ получения верхнего покрытия на металлической основе с применением композиции для покрытия изобретения, включающий нанесение и впоследствии отверждение композиции для покрытия изобретения на необязательно первично обработанной металлической основе.
Рассмотренные металлические основы, в конце концов, включают все металлы или подложки, которые известны в этом контексте специалисту в данной области техники. Применяемыми, более конкретно, однако, являются металлические основы, применяемые в отрасли покрытия упаковки, другими словами, предпочтительно, луженые листы, хромированная листовая сталь, и алюминий.
Эти подложки могут, в сущности, иметь любую желаемую форму. Например, они могут быть пластинами металлической основы, которые после покрытия, например, могут быть сформированы в трехмерные структуры. Аналогично возможным, однако, является покрытие уже полностью образованных сформированных структур, в контексте способа изобретения. Равноценно возможно, для предварительно образованных трехмерных сформированных структур цилиндрической формы, быть покрытыми, эти структуры, являющиеся теми, которые впоследствии, после покрытия, формируют, более конкретно, в банки, такие как банки для напитков или консервные банки. С последним вариантом, в особенности, в котором предварительно образованные и впоследствии покрытые сформированные структуры потом подвергают образованию деталей, вышеупомянутым обжатием, например, часто встречаются в отрасли покрытия упаковки, и он является соответственно предпочтительным. Особенно предпочтительными подложками являются, следовательно, упаковочные системы, более конкретно, таким образом, упаковочные контейнеры, предпочтительно упаковка для пищевых продуктов.
Перед нанесением и отверждением композиции для покрытия изобретения в целях получения верхнего покрытия, металлическая основа может быть предварительно обработана и/или загрунтована и/или покрыта, например, обычным маркировальным покрытием или грунтовочным лаком (то есть, нанесение и отверждение - например - маркировального покрытия или грунтовочного лака), в соответствии с известными и установленными методиками. Маркировальный лак, как известно, и, следовательно, также в контексте настоящего изобретения, относится к пигментированному материалу покрытия, который является цветным или белым, предпочтительно белым, и таким образом включает соответствующие пигменты. Он скрывает - то есть маскирует находящуюся снизу подложку и служит, более конкретно, для декоративных свойств, и обеспечивает высокая печатаемость типографскими красками, а также промотирование прилипания для верхнего покрытия. Грунтовочный лак, как известно, и следовательно также в целях настоящего изобретения, относится к материалу покрытия, который не включает каких-либо пигментов, или исключительно, или преимущественно наполнительные пигменты, и следовательно не оставляет след на подложке, как маркировальный лак. В противном случае, однако, грунтовочный лак также выполняет функции соответствующие маркировальному лаку - то есть, в особенности, промотирование прилипания и содействие в пригодности для печати. Грунтовочные композиции и грунтовочное покрытие и/или маркировальные системы лаковых покрытий известны специалисту в данной области техники и могут быть выбраны без проблем. Как следует из описания выше, что аналогично является возможным для подложек, подвергаться печати типографскими красками, в форме букв или подобного, например, после того, как материал покрытия этого типа, пигментированный, например, был нанесен и отвержден. Затем, соответственно, композиция для покрытия изобретения может быть нанесена и отверждена, как описано далее ниже, с целью получить верхнее покрытие.
Особенным преимуществом настоящего изобретения, однако, является то, что даже без предварительного покрытия лаком, таким как маркировальный лак или грунтовочный лак, предпочтительно без какой-либо грунтовки и без предварительного лакирования лаком, таким как маркировальный лак или грунтовочный лак, покрытую подложку можно получить с композицией для покрытия изобретения, которая соответствует условиям, определенным вначале. Особенно примечательными являются декоративные свойства, такие как в тоже время высокую печатаемость, а также, в особенности, существенно улучшенное сопротивление стиранию на части соответствующего покрытия, особенно в случае покрытия, когда оно еще не полностью отвердело.
В контексте способа изобретения, следовательно, материалом покрытия изобретения предпочтительно является нанесенное прямо на подложку и затем отвержденное, и таким образом полученное верхнее покрытие. Это означает, следовательно, что часть способа изобретения однослойное покрытие предпочтительно получено. Покрытие, полученное из композиции для покрытия изобретения, следовательно, является одиночным слоем пленки покрытия. Всем, что применяли к этому покрытию после этого, является типографские краски, которые придают подложке - банка для напитков, например - особую декоративность, но не входит в состав покрытия в смысле настоящего изобретения.
Нанесение композиций для покрытия изобретения осуществляют способом знакомым специалисту в данной области техники, и может быть выполнено, например, нанесением валиком, погружением, нанесением ножевым устройством, распылением, таким как, например, с помощью распыления сжатым воздухом, бескомпрессорным распылением, высокоскоростным вращением, распылением в электростатическом поле (ESTA), необязательно с одновременным нанесением горячим распылителем, таким как горячий воздух (горячее распыление), например. Валиковые способы являются предпочтительными.
Следуя заявке, нанесенная композиция для покрытия является отвержденной. Под отверждением, более точно полным отверждением, подразумевают терминологическое содержание, которое знакомо специалисту в данной области техники. Соответственно, отверждение, более точно полное отверждение, пленки покрытия, как понимают, является преобразованием такой пленки в состояние готовое к применению, другими словами, следовательно, в состояние, в котором подложка, снабженная соответствующей пленкой покрытия, может транспортироваться, сохраняться и быть помещена в ее надлежащее применение. Отвержденная пленка покрытия, после этого, в особенности больше не мягкая или липкая, а вместо этого обладает свойствами как твердая пленка покрытия. Ее свойства, такие как твердость, прилипание к подложке, или сопротивление стиранию, больше не улучшаются даже при дальнейшем воздействии условиями отверждения как такие, которые описаны позже ниже. При этом условии, следовательно, даже при дальнейшем воздействии условиями отверждения как описано ниже, сшитая структура пленки покрытия больше не может увеличиваться, и прочность покрытия означает, что любые реакционно-способные дополнительные функциональные группы все еще присутствуют в компонентах, таких как полимеры в качестве связующих веществ и сшивающие агенты больше не могут перемещаться и, соответственно, больше не способны к дополнительной реакции отверждения. С другой стороны, фактически, дальнейшее действие на условия отверждения, как описанные позже ниже, может сопровождаться ухудшением сети, и в результате даже возможно, что присущие выгодные свойства покрытия снова ухудшаться.
Полное отверждение может происходить предпочтительно при температуре между 150 и 450°С на протяжении времени от 10 до 1800 секунд. Соответствующие комбинации температур отверждения и времени отверждения знакомы специалисту в данной области техники или могут быть установлены несколькими целенаправленными экспериментами. Например, полное отверждение может проходить при 400°С на протяжении 60-180 секунд или при 230°С на протяжении 300-600 секунд.
Заявленные температуры, следует понимать, в каждом случае, как температуры сушильного шкафа, другими словами такие, как температура окружающей среды, в пределах которой покрытая подложка отвержается.
Очень особенным преимуществом настоящего изобретения, однако, является то, что покрытие, произведенное на подложку применением композиции для покрытия изобретения показывает существенное улучшение сопротивления стиранию по сравнению с уровнем техники, даже без полного отверждения. Как описано в начале, оно создает условия оптимального баланса энергии во время процесса получения, невзирая на соответствующую механическую нагрузку покрытых подложек во время указанного получения. В особенности, упаковочные контейнеры, произведенные в процессе, включающем последовательное нанесение композиций для покрытия и типографских красок и нагревания для осуществления (необязательно в каждом случае частичного) отверждения, могут быть произведены преимущественно этим способом. Высокая печатаемость может быть улучшена таким способом также.
Соответственно, потом, например, достигают только частичного отверждения, когда - относительно отдельной композиции для покрытия - покрытую подложку обрабатывают при более низких температурах и/или в течение более коротких периодов времени, которое необходимы для полного отверждения. Эти обстоятельства также могут быть адаптированы квалифицированным рабочим простым способом и согласно рассматриваемому особому случаю. Например, только частичное отверждение можно выполнить при 400°С в течение 2-15 секунд или при 230°С в течение 60-240 секунд.
В смысле этого выгодного энергетического баланса и улучшенной печатаемости, способ изобретения, в одном предпочтительном варианте осуществления, соответственно, относится к следующим этапам. Нанесение композиции для покрытия изобретения на металлическую основу и последующее неполное отверждение нанесенной композиции для покрытия, последующее нанесение одной или нескольких дополнительных композиций для покрытия и/или типографских красок на подложку и/или на покрытие, еще не полностью отвержденное, материала покрытия изобретения, на покрытую подложку воздействуют условиями отверждения после каждого нанесения, т.е., обрабатывают на протяжении времени, например, 2-15 секунд при 400°С. Последующие дальнейшие условия отверждения здесь выбраны таким образом, что после последнего воздействия на покрытую подложку условиями отверждения, все нанесенные композиции для покрытия и типографские краски отверждены. Воздействие условиями отверждения, соответственно, не обязательно синонимично с фактом, что покрытие, присутствующие после полностью отверждено. Следовательно, поэтому возможно, что получится в особенности частично отвержденное покрытие также, и оно будет полностью отверждено только на дополнительном этапе отверждения, другими словами во время дополнительного воздействия условиями отверждения. Предпочтительно наносят только типографские краски на покрытие, полученное нанесением композиции для покрытия изобретения. Следовательно, дополнительные композиции для покрытия, более конкретно лаки или грунтовки, наносят предпочтительно только на металлическую основу или наносят друг на друга в форме многослойной системы, с первым из этих слоев, в этом случае располагаемых на подложке. В случае плоской подложки, поэтому, сторона рассматриваемой подложки является второй плоской стороной подложки. В случае упаковочного контейнера, более конкретно, банка с безалкогольным напитком, материал покрытия изобретения предпочтительно применяется, чтобы произвести внешнее покрытие. Дополнительные лаки и/или грунтовки, поэтому применены предпочтительно только к внутренней стороне подложки. Типографские краски предпочтительно расположены только на внешней стороне или на верхнем покрытии изобретения.
С системами лакового покрытия изобретения, более конкретно системы однослойного лакового покрытия, верхнее покрытие, которое производят, применяя композицию для покрытия изобретения, как правило, имеют толщину сухой пленки предпочтительно 2-12 микрометров, в особенности предпочтительно от 3 до 10 микрометров, и очень предпочтительно 4-8 микрометров.
Настоящее изобретение также относится к верхнему покрытию, произведенному способом изобретения, и к металлической основе, покрытой в соответствии со способом изобретения. Настоящее изобретение соответственно также обеспечивает в особенности металлическую основу, покрытую однослойным покрытием, покрытие, которое производят, применяя композицию для покрытия изобретения.
Примеры
а) Получение композиций для покрытия
Композиции для покрытия С1 (сравнение) и I1 (изобретение), указанные более детально в таблице 1, каждую производили с перемешиванием и смешиванием с помощью аппарата-растворителя. В этом случае, компоненты, определенные в таблице 1 объединили способом и в последовательности, определенными здесь. Таблица 1 также описывает содержание твердых частиц (NVC) компонентов (где 1=100%).
б) Получение верхних покрытий и исследования рабочих характеристик покрытий
Композиции для покрытия, полученного снизу а) наносили валиковым нанесением на железные банки (0.33 литров) в дополнительном покрывающем слое от 280 до 320 мг/банку (соответствующие толщине пленки 5-6 микрометров).
Покрытые подложки потом подвергли действию температуры 230°С в сушильном шкафу с принудительным потоком воздуха в течении 3 минут. Частично отвержденные верхние покрытия (В-С1) и (В-I1) произведенные таким образом потом исследовали для различных эксплуатационных характеристик.
Сопротивление стиранию исследовали с помощью теста DIN EN 13523-11 МЕK. Кусок хлопкового отреза (Art. No. 1225221 от 
Apotheke Rheinberg) прикрепляли резинкой к рабочей части пресса и потом пропитывали МЕK (метилэтилкетон). Пресс весит 1200 г и имеет ручку с площадкой размещения 2.5 см2. Пресс аналогично наполняли растворителем, который непрерывно стекает в хлопковый отрез. Это гарантирует то, что отрез промокает насквозь в течение теста. Металлическую тестовую панель вытерли один раз сзади и спереди отрезом, эта панель является похожей с тестовыми панелям, применяемым выше (=1 DR одно двойное вытирание). Тестовое расстояние здесь составляло 9.5 см. Один DR здесь получают на 1 с. Во время получения, никакая дополнительная сила не прилагается к прессу. Верхняя и нижняя точки меняющиеся местами при поворотах металлической тестовой панели не оценили. Подсчет сделан DRs необходимыми для того, чтобы растворить внешнюю пленку покрытия на части металлической тестовой панели снизу.
Чем большее количество двойных вытираний необходимо, тем выше стабильность пленки покрытия относительно влияния механического напряжения через пресс, МЕК дополнительно специфично увеличивает напряжение. Таким образом, получают утверждение, которое можно коррелировать с механическим сопротивлением стиранию. Результаты (количество DRs) показаны в таблице 2.
Также исследованным был блеск, стабильность к развитию меток вскипания, и выравнивание частичного отверждения верхних покрытий, эти исследования осуществляются визуальными средствами. Такое визуальное исследование делали под различными углами обзора, при различных условиях освещения, для того, чтобы получить представительную картину качества поверхности. Таблица 2 показывает соответствующие результаты.
Результаты четко показывают, что сопротивление стиранию еще незатвердевшего верхнего покрытия, произведенного применением композиции для покрытия изобретения улучшается по сравнению с системой предыдущего уровня техники. В то же время, очевидно, что через тщательную подгонку количеств присутствующих компонентов, более конкретно количеств полимеров (А) и сополимеров (С), фундаментально важные свойства покрытия, имея в виду, блеск, выравнивание, и стабильность к вскипанию (удв. = удовлетворительно) были полностью сохранены.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| АГЕНТ ДЛЯ ПИГМЕНТИРОВАННОГО ПОКРЫТИЯ И ПОЛУЧЕННЫЕ ИЗ НЕГО ПОКРЫТИЯ | 2015 |
|
RU2676633C1 |
| ПОКРЫТИЯ С ГИБКИМИ ГИПЕРРАЗВЕТВЛЕННЫМИ ПОЛИОЛАМИ | 2015 |
|
RU2683281C2 |
| КОМПОЗИЦИИ ПОКРЫТИЙ, ОТВЕРЖДАЕМЫЕ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ, И ПОКРЫТИЯ, ПОЛУЧЕННЫЕ ИЗ НИХ | 2019 |
|
RU2764181C1 |
| АГЕНТ ДЛЯ ПИГМЕНТИРОВАННОГО ПОКРЫТИЯ И ПОЛУЧЕННЫЕ ИЗ НЕГО ПОКРЫТИЯ | 2015 |
|
RU2677477C2 |
| СПОСОБ ПОКРЫТИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЛЕНТ | 2009 |
|
RU2512378C2 |
| СОПОЛИМЕР И ПИГМЕНТИРОВАННЫЙ АГЕНТ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ, СОДЕРЖАЩИЙ ТАКОЙ ПОЛИМЕР | 2015 |
|
RU2676084C1 |
| ДВУХКОМПОНЕНТНАЯ ПОЛИУРЕТАНОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ | 2011 |
|
RU2554864C2 |
| КОМПОЗИЦИЯ ПОКРЫТИЯ С УЛУЧШЕННОЙ АДГЕЗИЕЙ К КОНТЕЙНЕРАМ | 2012 |
|
RU2562985C2 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНОЙ КРАСОЧНОЙ СИСТЕМЫ | 2014 |
|
RU2675915C1 |
| ВОДНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ | 1987 |
|
RU2074210C1 |
Изобретение относится к водной композиции для покрытия металлической основы. Композиция включает, по меньшей мере, один первый полимер (А) в качестве первого связующего вещества, по меньшей мере, один сшивающий агент (В) и, по меньшей мере, один сополимер (С) в качестве второго связующего вещества. Сополимер (С) получают сополимеризацией этиленово ненасыщенных мономеров в присутствии полиуретановой смолы, имеющей полимеризуемые углеродные двойные связи. Массовое соотношение полимера (А) к полимеру (С) составляет больше чем 3.0. Изобретение также относится к способу получения верхнего покрытия на металлической основе, который включает нанесение и последующее отверждение композиции для покрытия изобретения на металлической основе, а также к металлической основе, покрытой по способу изобретения. Обеспечивается улучшенное сопротивление абразивному изнашиванию пленок верхнего покрытия. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 табл.
1. Водная композиция для покрытия, включающая
(A) по меньшей мере, один полимер в качестве первого связующего вещества,
(B) по меньшей мере, один сшивающий агент, и
(C) по меньшей мере, один сополимер в качестве второго связующего вещества, который получают сополимеризацией этиленово ненасыщенных мономеров в присутствии полиуретановой смолы, имеющей полимеризуемые углеродные двойные связи,
массовое соотношение полимера (А) к полимеру (С) больше чем 3.0.
2. Водная композиция для покрытия по п. 1, где массовое соотношение полимера (А) к полимеру (С) больше чем 5.0.
3. Водная композиция для покрытия по п. 1 или п. 2, где массовое соотношение полимера (А) к полимеру (С) больше чем 5 и до 25.
4. Водная композиция для покрытия по любому из пп. 1 и 2, где присутствует, по меньшей мере, один гидрокси-функциональный полиэстер в качестве полимера (А).
5. Водная композиция для покрытия по п. 4, где присутствует, по меньшей мере, один гидрокси- и карбокси-функциональный полиэстер в качестве полимера (А) и указанный, по меньшей мере, один полиэстер формирует, по меньшей мере, 80 мас. % полимеров (А), применяемых в качестве связующих веществ.
6. Водная композиция для покрытия по любому из пп. 1, 2 и 5, где, по меньшей мере, один сшивающий агент (В) выбран из группы, включающей полиизоцианаты, меламиновые смолы, бензогуанаминовые смолы и поликарбодиимиды, а также их смеси.
7. Водная композиция для покрытия по любому из пп. 1, 2 и 5, где присутствует, по меньшей мере, один пигмент (D).
8. Водная композиция для покрытия по любому из пп. 1, 2 и 5, где фракция полимера (А) в качестве связующего вещества составляет 5-35 мас. % и фракция сополимера (С) составляет 0.1-8.0 мас. % в каждом случае в пересчете на общее количество композиции для покрытия.
9. Водная композиция для покрытия по любому из пп. 1, 2 и 5, где, по меньшей мере, одна полиуретановая смола, примененная для получения сополимера (С), имеет аллилэтеровые группы в качестве полимеризуемых углеродных двойных связей и сополимер (С) имеет гидроксильные группы.
10. Водная композиция для покрытия по любому из пп. 1, 2 и 5, где присутствует, по меньшей мере, одна эпоксиэфирная смола (Е), которую получают реакцией гидрокси-функциональной эпоксидной смолы с карбоксилсодержащим полиэстером (e1) и/или с соединениями (е2), выбранными из группы, включающей многоатомные органические полиолы, такие как, предпочтительно, мономерные диолы, триолы, тетраатомные спирты или полиэстердиолы, многоосновные органические карбоновые кислоты, такие как дикарбоновые кислоты, гидроксикарбоновые кислоты, лактоны, ангидриды поликарбоновых кислот, такие как ангидриды дикарбоновых кислот, а также, необязательно, монокарбоновые кислоты и простые спирты.
11. Водная композиция для покрытия по п. 10, где гидрокси-функциональная эпоксидная смола является содержащей фосфатную группу.
12. Способ получения верхнего покрытия на металлической основе, включающий нанесение и последующее отверждение композиции для покрытия по любому из пп. 1 - 11 на металлической основе.
13. Верхнее покрытие, полученное способом по п. 12.
14. Покрытая металлическая основа, которая покрыта способом по п. 12.
15. Покрытая металлическая основа по п. 14, где покрытие является однослойным.
| DE 10139230 A1, 06.03.2003 | |||
| DE 19637970 A1, 19.03.1998 | |||
| Огнетушитель | 0 |
|
SU91A1 |
| КОНТЕЙНЕРЫ ДЛЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И НАПИТКОВ И СПОСОБЫ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ | 2007 |
|
RU2465070C2 |
| ВОДНАЯ СШИВАЕМАЯ СВЯЗУЮЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ И КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ, КОМПОЗИЦИЯ ЛАКА ИЛИ ГЕРМЕТИКА, СОДЕРЖАЩАЯ ТАКУЮ СВЯЗУЮЩУЮ КОМПОЗИЦИЮ | 2001 |
|
RU2255101C2 |
