(57)【要約】      （修正有）【課題】食品および飲料包装用の金属缶のコーティングにおける使用、例えばレトルト処理に供されたときの食製品に対する高温処理条件での金属基材上のコーティングの耐性を改善する水性分散液の提供。【解決手段】１５重量パーセント（重量％）〜６０重量％の固形分であって、１５５℃〜１７０℃の融点を有する１５〜６０重量％の酸官能化ポリプロピレンベースポリマー、０．８８グラム／立方センチメートル（ｇ／ｃｍ３）未満の密度を有する１６〜５０重量％のポリプロピレンコポリマー、５〜２０重量％の酸官能化ポリプロピレンワックス、および１５〜３０重量％の酸官能化ポリオレフィン、を有する、溶融ブレンド生成物を含み、前記重量％が、前記溶融ブレンド生成物の総重量に基づき、前記溶融ブレンド生成物の成分が、１００重量％になる、固形分と、水性組成物と、を含む、水性分散液。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水性分散液であって、
前記水性分散液の総重量に基づいて、１５重量パーセント（重量％）〜６０重量％の固形分であって、
１５５℃〜１７０℃の融点を有する１５〜６０重量％の酸官能化ポリプロピレンベースポリマー、
０．８８グラム／立方センチメートル（ｇ／ｃｍ３）未満の密度を有する１６〜５０重量％のポリプロピレンコポリマー、
５〜２０重量％の酸官能化ポリプロピレンワックス、および
１５〜３０重量％の酸官能化ポリオレフィン、を有する、溶融ブレンド生成物を含み、前記重量％が、前記溶融ブレンド生成物の総重量に基づき、前記溶融ブレンド生成物の成分が、１００重量％になる、固形分と、
水性組成物と、を含む、水性分散液。
【請求項２】
前記溶融ブレンド生成物が、１５５℃〜１７０℃の融点を有する２０〜５５重量％の前記酸官能化ポリプロピレンベースポリマーを含み、
前記溶融ブレンド生成物が、１５５℃〜１７０℃の融点を有する２６〜４６重量％の前記酸官能化ポリプロピレンベースポリマーを含む、請求項１に記載の水性分散液。
【請求項３】
１５５℃〜１７０℃の融点を有する前記酸官能化ポリプロピレンベースポリマーが、２〜１５の酸価を有する、または
前記酸官能化ポリプロピレンベースポリマーが、１６０℃〜１７０℃の融点を有する、または
前記酸官能化ポリプロピレンベースポリマーが、１６２℃〜１６７℃の融点を有する、請求項１または２に記載の水性分散液。
【請求項４】
前記溶融ブレンド生成物が、０．８８ｇ／ｃｍ３未満の密度を有する１７〜４５重量％の前記ポリプロピレンコポリマーを含む、または
前記溶融ブレンド生成物が、５〜１５重量％の前記酸官能化ポリプロピレンワックスを含む、または
前記溶融ブレンド生成物が、９〜１１重量％の前記酸官能化ポリプロピレンワックスを含む、または
前記溶融ブレンド生成物が、１５〜２５重量％の前記酸官能化ポリオレフィンを含む、または
前記溶融ブレンド生成物が、１９〜２５重量％の前記酸官能化ポリオレフィンを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の水性分散液。
【請求項５】
前記酸官能化ポリプロピレンワックスが、無水マレイン酸変性ポリプロピレンワックスである、または
０．８８ｇ／ｃｍ３未満の密度を有する前記ポリプロピレンコポリマーが、プロピレンおよびエチレンで形成され、前記ポリプロピレンコポリマーが、２３０℃および２．１６ｋｇでＡＳＴＭ  Ｄ−１２３８により判定される際、約２５ｇ／１０分のメルトインデックス値および約−２６℃のガラス転移温度を有する、または
前記酸官能化ポリオレフィンが、エチレン−アクリル酸コポリマーである、または
１５５℃〜１７０℃の融点を有する前記酸官能化ポリプロピレンベースポリマーが、無水物変性ポリプロピレンである、または
０．１〜１０重量％のポリエチレンワックスを更に含み、前記重量％が、前記溶融ブレンド生成物の総重量に基づく、請求項１〜４のいずれか一項に記載の水性分散液。
【請求項６】
コーティング組成物であって、
前記コーティング組成物の総重量に基づいて、１５〜１００重量％の請求項１に記載の水性分散液と、
溶媒であって、前記コーティング組成物を作製するために使用される請求項１に記載の水性分散液の前記固形分に基づいて、０重量％〜８０重量％である、溶媒と、
架橋剤であって、前記コーティング組成物を作製するために使用される請求項１に記載の水性分散液の前記固形分に基づいて、０重量％〜６重量％である、架橋剤と、
塩基性水組成物であって、前記塩基性水組成物の総重量に基づいて、９０〜９９．９９重量％の水、および前記塩基性水組成物の総重量に基づいて、０．０１パーセント〜１０重量％の塩基を含み、前記コーティング組成物の総重量に基づいて、前記コーティング組成物の０重量％〜８５重量％である、塩基性水組成物と、を含む、コーティング組成物。
【請求項７】
前記架橋剤が、ヒドロキシアルキルアミドを含む、または
前記溶媒が、アルコール、グリコール、グリコールエーテル、例えばエチレングリコール、ｎ−ブチルエチレングリコールエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、ｎ−ブタノール、エタノール、ジプロピレングリコールメチルエーテル、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項６に記載のコーティング組成物。
【請求項８】
基材と、前記基材上のコーティングと、を備える、コーティングされた物品であって、前記コーティングが、請求項６または７に記載のコーティング組成物を含む、コーティングされた物品。
【請求項９】
前記基材が、金属基材である、請求項８に記載のコーティングされた物品。
【請求項１０】
基材と、前記基材上の硬化コーティングと、を備える、コーティングされた物品であって、前記硬化コーティングが、請求項６または７に記載のコーティング組成物を硬化させることにより形成される、コーティングされた物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般にコーティング組成物に関し、より詳細には、食品および飲料の包装に使用される金属基材をコーティングするためのコーティング組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
腐食を遅らせるまたは抑制するための金属への様々な処理および前処理ソリューションの適用は、十分に確立されている。これは、金属製の食品および飲料缶、ならびに非食品金属容器の分野で特に当てはまる。そのような容器の内部にコーティングが塗布され、内容物（例えば、食品または飲料）が容器の金属に接触するのを防止する。金属と、食品または飲料、および非食品物質との接触は、金属容器の腐食を引き起こす可能性があり、これはその後、そのような金属容器の食品もしくは飲料、または非食品内容物を汚染する可能性がある。
【０００３】
腐食は、食品および飲料製品が強酸性である場合、および／またはルバーブベースの製品もしくは等張性飲料などの高塩分を有する場合に特に問題になる。また、染毛剤などの非食品物質の強アルカリ内容物は、アルミニウムなどの金属と反応する場合がある。例えば、食品および飲料缶の内部に塗布されたコーティングは、食製品の充填ラインと缶の蓋との間の領域である缶のヘッドスペースでの腐食を防止するのにも役立つ。コーティングはまた、外部環境に対する保護を提供するため、かつ／または充填剤および／もしくは顔料を含む装飾層を提供するために、金属容器の外側に塗布されてもよい。
【０００４】
腐食防止に加えて、食品および飲料缶のコーティングは、無毒で不活性でなければならず、内部表面に塗布される場合、缶の中の食品または飲料の味および／または外観、例えば色に悪影響を与えたり、缶の内容物の汚染に寄与したりしてはならない。「ポッピング」、「ブラッシング」、および／または「ブリスタリング」に対する耐性も、特に高温処理条件、例えばレトルト処理中に望ましい。レトルト処理とは、包装された食品または飲料を、必要に応じて適切に滅菌および調理して、安全性および品質を達成するプロセスである。レトルト処理中、その内容物を含む食品または飲料缶は、約１２１℃以上の温度で滅菌される。しかしながら、多くのコーティングは、そのような温度に耐えることができず、その後のコーティング性能を提供する。そのため、レトルト処理の条件によりよく耐えることができる食品および飲料容器用のコーティングが必要とされている。
【発明の概要】
【０００５】
本開示は、水性分散液、および金属基材のコーティングでのその使用、特に食品および飲料包装用の金属缶のコーティングにおけるその使用を提供する。水性分散液および金属基材用のコーティング組成物でのその使用は、高温処理条件、例えばレトルト処理に供されたときの食製品に対する金属基材上のコーティングの耐性の改善に役立つ。他のアプローチとは対照的に、本開示の水性分散液は、とりわけ、レトルト処理後のコーティング組成物に対して驚くほど顕著に良好なコーティング性能（例えば、より良好な接着性およびより少ないコーティング軟化）を提供する酸官能性を有する高融点ポリプロピレン系樹脂を含む。
【０００６】
本開示は、水性分散液の総重量に基づいて、１５重量パーセント（重量％）〜６０重量％の固形分を含む水性分散液を提供する。固形分は、１５５℃〜１７０℃の融点を有する１５〜６０重量％の酸官能化ポリプロピレンベースポリマー、０．８８グラム／立方センチメートル（ｇ／ｃｍ３）未満の密度を有する１６〜５０重量％のポリプロピレンコポリマー、５〜２０重量％の酸官能化ポリプロピレンワックス、および１５〜３０重量％の酸官能化ポリオレフィンを有し、重量％が、溶融ブレンド生成物の総重量に基づき、溶融ブレンド生成物の成分が、１００重量％になる溶融ブレンド生成物を含む。
【０００７】
溶融ブレンド生成物は、上記で提供された様々な成分ごとに種々の重量％値を有することができる。例えば、水性分散液の溶融ブレンド生成物は、１５５℃〜１７０℃の融点を有する２０〜５５重量％の酸官能化ポリプロピレンベースポリマーを含むことができる。加えて、水性分散液の溶融ブレンド生成物は、１５５℃〜１７０℃の融点を有する２６〜４６重量％の酸官能化ポリプロピレンベースポリマーを含むことができる。様々な実施形態について、１５５℃〜１７０℃の融点を有する酸官能化ポリプロピレンベースポリマーは、２〜１５の酸価を有することができる。
【０００８】
酸官能化ポリプロピレンベースポリマーは、他の融点値も有することができる。例えば、酸官能化ポリプロピレンベースポリマーは、１６０℃〜１７０℃の融点を有することができる。より具体的には、酸官能化ポリプロピレンベースポリマーは、１６２℃〜１６７℃の融点を有することができる。融点は、ＡＳＴＭ  Ｄ３４１８−１５に従って測定される。
【０００９】
本開示では、本明細書で提供される溶融ブレンド生成物の成分ごとの他の重量パーセント値も可能である。例えば、本明細書で提供される水性分散液の溶融ブレンド生成物は、０．８８ｇ／ｃｍ３未満の密度を有する１７〜４５重量％のポリプロピレンコポリマーも含むことができる。溶融ブレンド生成物は、５〜１５重量％の酸官能化ポリプロピレンワックスを含んでもよい。溶融ブレンド生成物は、９〜１１重量％の酸官能化ポリプロピレンワックスを含んでもよい。溶融ブレンド生成物は、１５〜２５重量％の酸官能化ポリオレフィンを含んでもよい。溶融ブレンド生成物は、１９〜２５重量％の酸官能化ポリオレフィンを含んでもよい。本明細書で分かるように、上記の例が適用される溶融ブレンド生成物は、１５５℃〜１７０℃の融点を有する１５〜６０重量％の酸官能化ポリプロピレンベースポリマー、０．８８グラム／立方センチメートル（ｇ／ｃｍ３）未満の密度を有する１６〜５０重量％のポリプロピレンコポリマー、５〜２０重量％の酸官能化ポリプロピレンワックス、および１５〜３０重量％の酸官能化ポリオレフィンを含み、重量％は、溶融ブレンド生成物の総重量に基づき、溶融ブレンド生成物の成分は、１００重量％になる。
【００１０】
溶融ブレンド生成物の様々な成分の具体例としては、以下が挙げられる。溶融ブレンド生成物中の酸官能化ポリプロピレンワックスは、無水マレイン酸変性ポリプロピレンワックスであり得る。酸官能化ポリオレフィンは、エチレン−アクリル酸コポリマーであり得る。１５５℃〜１７０℃の融点を有する酸官能化ポリプロピレンベースポリマーは、無水物変性ポリプロピレンであり得る。好ましい実施形態において、酸官能化ポリプロピレンベースポリマーは、本明細書で論じるように、無水マレイン酸変性ポリプロピレンである。
【００１１】
水性分散液に使用される溶融ブレンド生成物はまた、０．１〜１０重量％のポリエチレンワックスを含むことができ、重量％は、溶融ブレンド生成物の総重量に基づく。水性分散液の溶融ブレンド生成物と共に使用するためのポリエチレンワックスの他の重量％範囲には、０．２〜５重量％が含まれ、０．５〜４重量％の値が最も好ましい。
【００１２】
様々な実施形態について、０．８８ｇ／ｃｍ３未満の密度を有するポリプロピレンコポリマーは、プロピレンおよびエチレンで形成することができ、ポリプロピレンコポリマーは、２３０℃および２．１６ｋｇでＡＳＴＭ  Ｄ−１２３８により判定される際、約２５ｇ／１０分のメルトインデックス値および約−２６℃のガラス転移温度を有する。
【００１３】
本開示は、コーティング組成物の総重量に基づいて、本明細書で提供されるように、１５〜１００重量％の水性分散液、水性分散液の固形分に基づいて、０重量％〜８０重量％である溶媒、水性分散液の固形分に基づいて、０重量％〜６重量％である架橋剤、ならびに塩基性水組成物の総重量に基づいて、９０〜９９．９９重量％の水および塩基性水組成物の総重量に基づいて、０．０１パーセント〜１０重量％の塩基を含む塩基性水組成物であって、コーティング組成物の総重量に基づいて、コーティング組成物の０重量％〜８５重量％である、塩基性水組成物を含むコーティング組成物も提供する。様々な実施形態について、架橋剤は、ヒドロキシルアルキルアミドであり得る。加えて、様々な実施形態について、溶媒は、アルコール、グリコール、エチレングリコールなどのグリコールエーテル、ｎ−ブチルエチレングリコールエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、ｎ−ブタノール、エタノール、ジプロピレングリコールメチルエーテル、およびそれらの組み合わせからなる群から選択することができる。
【００１４】
コーティング組成物を使用して、コーティングされた物品を作製することができる。本開示のコーティングされた物品は、基材と、基材上のコーティングと、を含むことができ、コーティングは、本明細書で提供されるようにコーティング組成物を含む。様々な実施形態について、基材は、金属基材であり得る。コーティングされた物品は、基材と、基材上の硬化コーティングと、を含むことができ、硬化コーティングは、本明細書で提供されるコーティング組成物を硬化させることにより形成される。一実施形態において、基材は、硬化コーティングを有する金属缶である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本開示は、水性分散液、および金属基材のコーティングでのその使用、特に食品および飲料包装用の金属缶のコーティングにおけるその使用を提供する。本開示の水性分散液および金属基材用のコーティング組成物でのその使用は、高温処理条件、例えばレトルト処理に供されたときの食製品に対する金属基材上のコーティングの耐性の改善に役立つ。
【００１６】
とりわけ、スープおよびペットフードなどの食品は、レトルト処理条件下で、軟化および／または界面接着性の低下などのコーティングの著しい劣化を引き起こす可能性がある。高温処理条件下で食製品のコーティング耐性を改善するために、高融点（レトルト温度超）のベース樹脂を使用するのが自然である。しかしながら、驚くべきことに、高融点ベースの樹脂のみを使用しても良好なコーティング性能がもたらされず、むしろ性能が予想外に悪化することが示されている。別の潜在的なアプローチは、ベース樹脂と形成されたコーティングと金属基材との間の界面接着性を改善するためにベース樹脂に何らかの官能性を導入することによって、できればレトルト処理後のコーティング接着性の損失を防止することができる。しかしながら、驚くべきことに、ベース樹脂に酸官能性を導入しても、レトルト後の良好なコーティング接着性がもたらされないことも発見された。
【００１７】
上述したこれらのアプローチとは対照的に、本開示の水性分散液は、とりわけ、レトルト処理後のコーティング組成物に対して驚くほど顕著に良好なコーティング性能（例えば、より良好な接着性およびより少ないコーティング軟化）を提供する酸官能性を有する高融点ポリプロピレン系樹脂を含む。本開示の水性分散液を使用して形成された水性分散液およびコーティング組成物の両方とも、ビスフェノールＡは意図的に含まれたものではなく、懸念され得る他の物質も含まない。
【００１８】
本開示の実施形態は、水性分散液の総重量に基づいて、１５重量％〜６０重量％の固形分を含む水性分散液を含む。水性分散液の固形分は、１５５℃〜１７０℃の融点を有する１５〜６０重量％の酸官能化ポリプロピレンベースポリマー、０．８８グラム／立方センチメートル（ｇ／ｃｍ３）未満の密度を有する１６〜５０重量％のポリプロピレンコポリマー、５〜２０重量％の酸官能化ポリプロピレンワックス、および１５〜３０重量％の酸官能化ポリオレフィンを有し、重量％が、溶融ブレンド生成物の総重量に基づき、溶融ブレンド生成物の成分が、１００重量％になる溶融ブレンド生成物を含む。
【００１９】
酸官能化ポリプロピレンベースポリマー
上述のように、本開示の実施形態は、水性分散液の固形分が、ＡＳＴＭ  Ｄ３４１８−１５により判定される際、１５５〜１７０℃の融点を有する１５〜６０重量％の酸官能化ポリプロピレンベースポリマーを含むことを提供する。酸官能化ポリプロピレンベースポリマーは、コーティングされた物品の特定の外観特性、ならびに特定の機械的および化学的抵抗特性などの特定の性能特性を同時に提供するのに役立つことができ、これらは、いくつかのコーティング用途に望ましい。
【００２０】
実施形態は、酸官能化ポリプロピレンベースポリマーが、プロピレンから誘導されるポリマー単位および１つ以上のアルファ−オレフィンコモノマーから誘導されるポリマー単位を含むことができることを提供する。酸官能化ポリプロピレンベースポリマーを製造するために利用できるコモノマーの例は、Ｃ２およびＣ４〜Ｃ１０アルファ−オレフィンである。例えば、Ｃ２、Ｃ４、Ｃ６、およびＣ８アルファ−オレフィンである。酸官能化ポリプロピレンベースポリマーは、１つ以上のアルファ−オレフィンコモノマーから誘導される単位を０．１〜４０重量パーセント（重量％）含むことができる。０．１〜４０重量％のすべての個々の値および下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、１つ以上のアルファ−オレフィンコモノマーから誘導される重量％の単位は、０．１、１、３、４、５、７、または９重量％の下限から４０、３５、３０、２７、２０、１５、１２、９、５、または３重量％の上限までであり得る。例えば、酸官能化ポリプロピレンベースポリマーは、１つ以上のアルファ−オレフィンコモノマーから誘導される単位を０．１〜３５重量％含むことができる、または代替として、酸官能化ポリプロピレンベースポリマーは、１つ以上のアルファ−オレフィンコモノマーから誘導される単位を０．１〜３０重量％含むことができる、または代替として、酸官能化ポリプロピレンベースポリマーは、１つ以上のアルファ−オレフィンコモノマーから誘導される単位を３〜２７重量％含むことができる、または代替として、酸官能化ポリプロピレンベースポリマーは、１つ以上のアルファ−オレフィンコモノマーから誘導される単位を３〜２０重量％含むことができる、または代替として、酸官能化ポリプロピレンベースポリマーは、１つ以上のアルファ−オレフィンコモノマーから誘導される単位を０．１〜５重量％含むことができる、または代替として、酸官能化ポリプロピレンベースポリマーは、１つ以上のアルファ−オレフィンコモノマーから誘導される単位を０．１〜３重量％含むことができる。
【００２１】
酸官能化ポリプロピレンベースポリマーは、２〜１５の酸価を有することができる。好ましくは、酸官能化ポリプロピレンベースポリマーは、３〜１３または４〜１０の酸価を有する。酸価は、例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ−１３８６により判定することができ、酸価は、滴定で測定したときに酸官能性を中和するのに必要なｍｇ  ＫＯＨ／ｇポリマー単位のＫＯＨの量を指す。
【００２２】
酸官能化ポリプロピレンベースポリマーは、ＡＳＴＭ  Ｄ−１２３８（１９０℃／２．１６ｋｇ荷重）により判定される際、２０〜３００ｇ／１０分のメルトフローインデックスを有することができる。２０〜３００ｇ／１０分のすべての個々の値および下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、酸官能化ポリプロピレンベースポリマーは、ＡＳＴＭ  Ｄ−１２３８（１９０℃／２．１６ｋｇ荷重）により判定される際、２０、５０、または８０ｇ／１０分の下限から３００、２５０、２００、１５０、または１３０ｇ／１０分の上限までのメルトフローインデックスを有することができる。例えば、酸官能化ポリプロピレンベースポリマーは、ＡＳＴＭ  Ｄ−１２３８（１９０℃／２．１６ｋｇ荷重）により判定される際、５０〜１３０または８０〜２００ｇ／１０分のメルトフローインデックスを有することができる。
【００２３】
本開示の実施形態は、酸官能化ポリプロピレンベースポリマーが無水物変性ポリプロピレンであり得ることを提供する。無水物変性ポリプロピレンの例としては、無水マレイン酸官能化ポリプロピレンが挙げられる。無水マレイン酸官能化ポリエチレンコポリマー、ターポリマー、およびブレンドもまた使用され得る。そのようなポリマーの例としては、プロピレン−エチレン交互コポリマーおよびプロピレン−エチレンジブロックコポリマー、例えばプロピレン−エチレン交互コポリマーが挙げられる。無水マレイン酸官能性は、グラフト化または他の反応方法によってポリマーに組み込むことができる。グラフト化する場合、無水マレイン酸の組み込みレベルは、典型的に、ポリマーの重量に基づいて３重量％未満である。市販の無水マレイン酸官能化ポリプロピレンの例としては、とりわけ、ＤｕＰｏｎｔ（商標）から入手可能なＦＵＳＡＢＯＮＤ（登録商標）Ｐ６１３などのＦＵＳＡＢＯＮＤ（登録商標）の商品名で入手可能なものが挙げられる。市販の無水マレイン酸官能化ポリプロピレンの追加の例としては、とりわけ、Ｍｏｒｔｏｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｃから入手可能なＭＯＲＴＯＮ（商標）８９９Ｐ、ＭＯＲＴＯＮ（商標）１９９Ｐ、およびＭＯＲＴＯＮ（商標）１００Ｐの商品名で入手可能なもの、またはとりわけ、Ｅａｓｔｍａｎ（商標）から入手可能なＥａｓｔｍａｎ（商標）Ｇ−３００３の商品名で入手可能なものが挙げられる。
【００２４】
本開示の実施形態は、酸官能化ポリプロピレンベースポリマーが、水性分散液の溶融ブレンド生成物の総重量に基づいて、１５〜６０重量％であることを提供する。水性分散液の溶融ブレンド生成物の総重量に基づく１５〜６０重量％のすべての個々の値および下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、酸官能化ポリプロピレンベースポリマーは、水性分散液の溶融ブレンド生成物の総重量に基づいて、１５、２０、または２６重量％の下限から水性分散液の溶融ブレンド生成物の総重量に基づいて、４６、５５、または６０重量％の上限までであり得る。例えば、水性分散液の溶融ブレンド生成物は、水性分散液の溶融ブレンド生成物の総重量に基づいて、２０〜５５重量％、または水性分散液の溶融ブレンド生成物の総重量に基づいて、２６〜４６重量％を含むことができる。
【００２５】
本開示の実施形態は、酸官能化ポリプロピレンベースポリマーが、０．８９５グラム／立方センチメートル（ｇ／ｃｍ３）〜０．９２ｇ／ｃｍ３の範囲の密度を有することができることを提供する。０．８９５ｇ／ｃｍ３〜０．９２ｇ／ｃｍ３のすべての個々の値および下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、酸官能化ポリプロピレンベースポリマーは、０．８９５、０．９００、または０．９０３ｇ／ｃｍ３の下限から０．９２、０．９１５、または０．９１ｇ／ｃｍ３の上限までの密度を有することができる。例えば、高密度ポリプロピレンは、０．９００〜０．９１５ｇ／ｃｍ３または０．９００〜０．９１ｇ／ｃｍ３の密度を有することができる。
【００２６】
酸官能化ポリプロピレンベースポリマーは、異なる数平均分子量を有し得る。例えば、酸官能化ポリプロピレンベースポリマーは、８００グラム／モル超の数平均分子量を有することができる。例えば、５０００グラム／モル超、または代替として、４００００グラム／モル超である。酸官能化ポリプロピレンベースポリマーは、３．５以下、代替として、３．０以下、または別の代替として、１．８〜３．０の数平均分子量（Ｍｗ／Ｍｎ）で割った重量平均分子量として定義される分子量分布（ＭＷＤ）を有することができる。
【００２７】
酸官能化ポリプロピレンベースポリマーはまた、１５５℃〜１７０℃の融点を有する。追加の例では、酸官能化ポリプロピレンベースポリマーは、１６０℃〜１７０℃の融点を有する。好ましい実施形態において、酸官能化ポリプロピレンベースポリマーは、１６２℃〜１６７℃の融点を有する。酸官能化ポリプロピレンベースポリマーの融点は、ＡＳＴＭ  Ｄ３４１８−１５に従って測定される。
【００２８】
ポリプロピレンコポリマー
本開示の実施形態は、水性分散液の溶融ブレンド生成物が、ＡＳＴＭ  Ｄ７９２により判定される際、０．８８グラム／立方センチメートル（ｇ／ｃｍ３）未満の密度を有する１６〜５０重量％のポリプロピレンコポリマーを更に含むことを提供する。水性分散液の溶融ブレンド生成物の総重量に基づく１６〜５０重量％のすべての個々の値および下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、ポリプロピレンコポリマーは、水性分散液の溶融ブレンド生成物の総重量に基づいて、１６、１７、または２０重量％の下限から水性分散液の溶融ブレンド生成物の総重量に基づいて、４０、４５、または５０重量％の上限までであり得る。例えば、水性分散液の溶融ブレンド生成物は、水性分散液の溶融ブレンド生成物の総重量に基づいて、１７〜４５重量％のポリプロピレンコポリマー、または水性分散液の溶融ブレンド生成物の総重量に基づいて、２０〜４０重量％のポリプロピレンコポリマーを含むことができる。
【００２９】
実施形態は、ポリプロピレンコポリマーは、プロピレンから誘導される単位および１つ以上のアルファ−オレフィンコモノマーから誘導されるポリマー単位を含むことを提供する。ポリプロピレンコポリマーの製造に利用できるコモノマーの例は、Ｃ２およびＣ４〜Ｃ１０アルファ−オレフィンである。例えば、Ｃ２、Ｃ４、Ｃ６、およびＣ８アルファ−オレフィンである。ポリプロピレンコポリマーは、１つ以上のアルファ−オレフィンコモノマーから誘導される単位を１〜４０重量％含むことができる。１〜４０重量％のすべての個々の値および下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、１つ以上のアルファ−オレフィンコモノマーから誘導される単位の重量％は、１、３、４、５、７、または９重量％の下限から４０、３５、３０、２７、２０、１５、１２、または９重量％の上限までであり得る。例えば、ポリプロピレンコポリマーは、１つ以上のアルファ−オレフィンコモノマーから誘導される単位を１〜３５重量％含むことができる、または代替として、ポリプロピレンコポリマーは、１つ以上のアルファ−オレフィンコモノマーから誘導される単位を１〜３０重量％含むことができる、または代替として、ポリプロピレンコポリマーは、１つ以上のアルファ−オレフィンコモノマーから誘導される単位を３〜２７重量％含むことができる、または代替として、ポリプロピレンコポリマーは、１つ以上のアルファ−オレフィンコモノマーから誘導される単位を３〜２０重量％含むことができる、または代替として、ポリプロピレンコポリマーは、１つ以上のアルファ−オレフィンコモノマーから誘導される単位を３〜１５重量％含むことができる。そのようなポリプロピレンコポリマーの例としては、プロピレン−エチレン交互コポリマーおよびプロピレン−エチレンジブロックコポリマー、例えばプロピレン−エチレン交互コポリマーが挙げられる。
【００３０】
好適なポリプロピレンコポリマーの例としては、ＶＥＲＳＩＦＹ（商標）の商品名で入手可能ないくつかのものが挙げられ、好適な例としては、すべてＴｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＶＥＲＳＩＦＹ（商標）４２００、ＶＥＲＳＩＦＹ（商標）４３０１、ＶＥＲＳＩＦＹ（商標）３２００、ＶＥＲＳＩＦＹ（商標）３４０１、およびＶＥＲＳＩＦＹ（商標）３３００が挙げられる。
【００３１】
本開示の多くの実施形態によれば、ポリプロピレンコポリマーは、ポリマーがヒドロキシル、アミン、アルデヒド、エポキシド、エトキシレート、エステル、無水物基、酸基、またはそれらの組み合わせで変性された官能化ポリプロピレンコポリマーを含み得る。ポリプロピレンコポリマーは、１未満の酸価を有する。
【００３２】
本開示の実施形態は、ポリプロピレンコポリマーが０．８８ｇ／ｃｍ３未満の密度を有することを提供する。例えば、ポリプロピレンコポリマーは、０．８５８ｇ／ｃｍ３〜０．８８ｇ／ｃｍ３の範囲の密度を有することができる。０．８５８ｇ／ｃｍ３〜０．８８ｇ／ｃｍ３のすべての個々の値および下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、ポリプロピレンコポリマーは、０．８５８、０．８６０、または０．８６２ｇ／ｃｍ３の下限から０．８８、０．８７８、または０．８７６ｇ／ｃｍ３の上限までの密度を有することができる。例えば、ポリプロピレンコポリマーは、０．８６０〜０．８８ｇ／ｃｍ３または０．８６２〜０．８８ｇ／ｃｍ３の密度を有することができる。
【００３３】
ポリプロピレンコポリマーは、ＡＳＴＭ  Ｄ−１２３８（２３０℃／２．１６ｋｇ荷重）により判定される際、２〜５０ｇ／１０分のメルトフローインデックスを有することができる。２〜５０ｇ／１０分のすべての個々の値および下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、ポリプロピレンコポリマーは、ＡＳＴＭ  Ｄ−１２３８（２３０℃／２．１６ｋｇ荷重）により判定される際、２または８ｇ／１０分の下限から、ＡＳＴＭ  Ｄ−１２３８（２３０℃／２．１６ｋｇ荷重）により判定される５０ｇ／１０分の上限までのメルトフローインデックスを有することができる。例えば、ポリプロピレンコポリマーは、ＡＳＴＭ  Ｄ−１２３８（２３０℃／２．１６ｋｇ荷重）により判定される際、２〜８ｇ／１０分、または８〜５０ｇ／１０分、または１５〜４０ｇ／１０分のメルトフローインデックスを有することができる。
【００３４】
ポリプロピレンコポリマーは、−１５〜−３５℃のガラス転移温度（Ｔｇ、℃）を有することができる。−１５〜−３５℃のすべての個々の値および下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、ポリプロピレンコポリマーは、−３５、−３３、−３２、−３０、または−２６℃の下限から−１５または−１７℃の上限までのＴｇを有することができる。例えば、ポリプロピレンコポリマーは、−３３〜−１７℃または−３０〜−１５℃のＴｇ値を有することができる。ガラス転移温度は、示差走査熱量計を使用して測定された変曲点温度を使用して判定される。
【００３５】
好ましい実施形態において、ポリプロピレンコポリマーは、０．８８ｇ／ｃｍ３未満の密度を有し、ポリプロピレンコポリマーは、プロピレンおよびエチレンで形成され、ポリプロピレンコポリマーは、２３０℃および２．１６ｋｇでＡＳＴＭ  Ｄ−１２３８により判定される際、約２５ｇ／１０分のメルトインデックス値、および約−２６℃のガラス転移温度を有し、ガラス転移温度は、上述のように判定される。
【００３６】
ポリプロピレンコポリマーは、６以下、代替として、４以下、または別の代替として、２〜３の数平均分子量（Ｍｗ／Ｍｎ）で割った重量平均分子量として定義される分子量分布（ＭＷＤ）を有することができる。加えて、ポリプロピレンコポリマーは、５，０００グラム／モル超、または代替として、２５，０００グラム／モル超の数平均分子量を有することができる。例えば、２５，０００グラム／モル〜５０，０００グラム／モルである。ポリプロピレンコポリマーは、様々な用途に応じて異なる融点を有してもよい。
【００３７】
酸官能化ポリプロピレンワックス
本開示の実施形態は、水性分散液の溶融ブレンド生成物が、溶融ブレンド生成物の総重量に基づいて、５〜２０重量％の酸官能化ポリプロピレンワックスを更に含むことを提供する。水性分散液の溶融ブレンド生成物の総重量に基づく５〜２０重量％のすべての個々の値および下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、酸官能化ポリプロピレンワックスは、水性分散液の溶融ブレンド生成物の総重量に基づいて、５、８、または１０重量％の下限から水性分散液の溶融ブレンド生成物の総重量に基づいて、１２、１５、または２０重量％の上限までであり得る。例えば、水性分散液の溶融ブレンド生成物は、５〜１５重量％の酸官能化ポリプロピレンワックス、１０〜１２重量％の酸官能化ポリプロピレンワックスを含むことができ、または溶融ブレンド生成物は、９〜１１重量％の酸官能化ポリプロピレンワックスを含み、重量％は、溶融ブレンド生成物の総重量に基づく。
【００３８】
本開示の酸官能化ポリプロピレンワックスは、所望の酸価（ＡＮ）および２．１６ｋｇの負荷がかかったプランジャーを備えた１９０℃の加熱シリンジもしくはシリンダーを１０分間で通過するポリマー溶融物のグラムである５００〜５，０００，０００、好ましくは１０００以上の所望のメルトインデックスを有し、あるいは、ポリマーについて１７０℃でＤＩＮ  ５３０１９方法（２０１０）を介して取得された７５〜１０，０００Ｐａ．ｓ、好ましくは１５０Ｐａ．ｓ以上の粘度を有する任意の材料を含むことができ、ポリマーの５０重量％超が、酸官能化ポリプロピレンベースポリマーと本開示の酸官能化ポリオレフィンとの間の相溶性を改善することができる重合形態のプロピレンを含む。酸官能化ポリプロピレンワックスのメルトインデックスは、ポリプロピレンコポリマーおよび酸官能化ポリプロピレンベースポリマーの両方に対して対応する測定値よりも大幅に高くなり、粘度が酸官能化ポリプロピレンワックスを定義するためのより実用的な測定値になり得るほど高くなる場合がある。
【００３９】
好適な酸官能化ポリプロピレンワックスは、酸官能性変性ポリプロピレン、好ましくは、無水マレイン酸ポリプロピレンコポリマー、無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレン、または無水マレイン酸変性ポリプロピレンワックスを含んでもよい。
【００４０】
酸官能化ポリプロピレンワックスは、１０〜７０、６０未満、または３５〜５５の酸価（ＡＮ）および２．１６ｋｇの負荷がかかったプランジャーを備えた１９０℃の加熱シリンジもしくはシリンダーを１０分間で通過するポリマー溶融物のグラムである５００〜５，０００，０００、好ましくは１０００以上のメルトインデックスを有し、あるいは、ポリマーについて１４０℃で測定されるＤＩＮ  ５３０１９方法（２０１０）を介して取得された７５〜１０，０００ｍＰａ．ｓ、好ましくは１５０ｍＰａ．ｓ以上の粘度を有する任意の変性ポリオレフィンであり得、ポリマーの５０重量％超が重合形態のエチレンを含み、ポリマーについて１７０℃で測定され、ポリマーの５０重量％超が重合形態のプロピレンを含む。
【００４１】
本開示の酸官能化ポリプロピレンワックスは、酸または無水物で変性されたポリプロピレンを含み得る。例えば、酸官能化ポリプロピレンワックスは、酸官能化ポリプロピレンホモポリマー、カルボン酸基で変性されたコポリマー、無水物基で変性されたコポリマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択することができる。
【００４２】
他の好適な酸官能化ポリプロピレンワックスは、プロピレン−無水マレイン酸グラフトコポリマーなどの変性ポリプロピレングラフトコポリマーおよび／またはブロックコポリマーを含むことができる。
【００４３】
酸官能化ポリプロピレンワックスとして有用な変性ポリプロピレンの特定の例としては、例えば、無水マレイン酸官能化ポリプロピレン、プロピレンとエチレンとのコポリマー、およびそれらの組み合わせが挙げられ得る。例としては、高密度ホモポリマーを含む高密度ポリエチレンなどの無水マレイン酸官能化ポリエチレンが挙げられるが、これらに限定されず、無水マレイン酸官能化ポリエチレンコポリマー、ターポリマー、およびブレンドも使用され得る。無水マレイン酸官能性は、グラフト化または他の反応方法によってポリマーに組み込むことができる。グラフトする場合、酸または組み込みのレベルは、ポリマーの重量に基づいて、５重量％未満などの１０重量％未満である。
【００４４】
好適な変性ポリプロピレンの市販の例としては、ＬＩＣＯＣＥＮＥ（商標）６４１（例えば、ＬＩＣＯＣＥＮＥ（商標）ＰＰ  ＭＡ  ６４１）およびＬＩＣＯＣＥＮＥ（商標）６４５２（例えば、ＬＩＣＯＣＥＮＥ（商標）ＰＰ  ＭＡ  ６４５２）などのＣｌａｒｉａｎｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｆａｉｒ  Ｌａｗｎ，ＮＪ）からＬＩＣＯＣＥＮＥ（商標）またはＬＩＣＯＬＵＢＥ（商標）の商品名で販売されているポリマー、とりわけ、Ｗｅｓｔｌａｋｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌから入手可能なＥＰＯＬＥＮＥ（商標）Ｅ−４３Ｐポリマーの商品名で販売されているポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。
【００４５】
水性分散液は、任意に、０．１〜１０重量％のポリエチレンワックスも含むことができ、重量％は、溶融ブレンド生成物の総重量に基づく。水性分散液の溶融ブレンド生成物の総重量に基づく０．１〜１０重量％のすべての個々の値および下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、ポリエチレンワックスは、水性分散液の溶融ブレンド生成物の総重量に基づいて、０．１、０．２、または０．５重量％の下限から水性分散液の溶融ブレンド生成物の総重量に基づいて、２．５、５、または１０重量％の上限までであり得る。例えば、水性分散液の溶融ブレンド生成物は、０．２〜５重量％のポリエチレンワックスまたは０．５〜２．５重量％のポリエチレンワックスを含むことができる。
【００４６】
ポリエチレンワックスは、酸官能化ポリプロピレンワックスとは異なるワックスである。ポリエチレンワックスの例としては、ポリエチレンワックスおよび好ましくは５００〜７０，０００の数平均分子量を有するポリエチレン−プロピレンワックスの両方が挙げられるが、これらに限定されない。ポリエチレンワックスは、０〜１０、０〜５、または０〜２の酸価（ＡＮ）を有し、１未満の値が好ましい。
【００４７】
酸官能化ポリオレフィン
本開示の実施形態は、水性分散液の溶融ブレンド生成物が、５〜３０重量％の酸官能化ポリオレフィンを更に含み、重量％が溶融ブレンド生成物の総重量に基づくことを提供する。水性分散液の溶融ブレンド生成物の総重量に基づく５〜３０重量％のすべての個々の値および下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、酸官能化ポリオレフィンは、水性分散液の溶融ブレンド生成物の総重量に基づいて、５、１５、または１９重量％の下限から水性分散液の溶融ブレンド生成物の総重量に基づいて、２０、２５、または３０重量％の上限までであり得る。例えば、水性分散液の溶融ブレンド生成物は、１５〜２５重量％の酸官能化ポリオレフィン、または１８〜２３重量％の酸官能化ポリオレフィンを含むことができ、重量％は、溶融ブレンド生成物の総重量に基づく。
【００４８】
好適な酸官能化ポリオレフィンは、例えば、酸官能化ポリオレフィンが、８０以上、または１１０以上、または１４０以上、最大２５０の酸価を有する、アルファ−オレフィンと、不飽和結合を有する任意のカルボン酸、塩、または無水物基含有モノマーとの非中和、部分的、または完全に中和されたコポリマー、例えば、エチレンアクリル酸コポリマー、エチレンメタクリル酸コポリマー、および／もしくは酸変性ポリオレフィン、例えば無水マレイン酸グラフト化ポリオレフィン、ならびに／またはそれらのブレンドであり得る。
【００４９】
本開示の酸官能化ポリオレフィンは、例えば、コモノマーまたはグラフト化モノマーのいずれかとして極性基を有する１つ以上の極性ポリオレフィンを含むことができる。
【００５０】
酸官能化ポリオレフィンとしては、両親媒性コポリマー組成物であって、コポリマーが５〜９５重量％の１つ以上の酸官能性モノマーと、５〜９５重量％の１つ以上の共重合可能なエチレン性不飽和疎水性モノマー、例えばアルファ−オレフィンとの反応生成物を含む、両親媒性コポリマー組成物が挙げられるが、これらに限定されない。これらの材料は、例えば中和すると水溶性および／または乳化性であり得、コロイド安定剤として作用し得る。
【００５１】
酸官能化ポリオレフィン組成物の生成に有用な酸官能性モノマーとしては、カルボン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸、スルホン酸、スルホン酸基、およびその後加水分解される無水物を含有するエチレン性不飽和モノマーが挙げられるが、これらに限定されない。好適な例としては、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、ビニルホスホン酸、ホスホエチル（メタ）アクリレート、およびビニルスルホン酸が挙げられる。酸官能化ポリオレフィンは、ＮＵＣＲＥＬ（商標）（ＤｕＰｏｎｔ）またはＥＳＣＯＲ（商標）（ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ）ポリマーとして入手可能なもののようなエチレン／（メタ）アクリル酸コポリマーのようなカルボン酸官能性オレフィンコポリマーなどの任意の非中和、部分的、または完全に中和された酸官能性オレフィンコポリマー分散剤であり得る。
【００５２】
好適な酸官能化ポリオレフィンの例としては、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、均質分岐線状エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマーまたは均質分岐実質的線状エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマー、およびそれらの組み合わせから誘導されるものが挙げられる。高密度ポリエチレンは、典型的には、０．９４〜０．９７ｇ／ｃｍ３の密度を有する。低密度ポリエチレンは、典型的には、０．９１〜０．９４ｇ／ｃｍ３の密度を有する。
【００５３】
インターポリマーという用語には、コポリマーおよびターポリマーの両方が含まれる。エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマーは、重合性モノマーの総重量に基づいて、５重量％超、好ましくは１０重量％超の最終ポリマーへのコモノマーの組み込みを有する。コモノマーの組み込み量は、重合性モノマーの総重量に基づいて、１５重量％超であり得、２０または２５重量％超であり得る。
【００５４】
コモノマーとしては、プロピレン、イソブチレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、３−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、および１−オクテン、非共役ジエン、ポリエン、ブタジエン、イソプレン、ペンタジエン、ヘキサジエン（例えば１，４−ヘキサジエン）、オクタジエン、スチレン、ハロ置換スチレン、アルキル置換スチレン、テトラフルオロエチレン、ビニルベンゾシクロブテン、ナフテン酸、シクロアルケン（例えばシクロペンテン、シクロヘキセン、シクロオクテン）、ならびにそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。典型的には、エチレンは、１つのＣ３−Ｃ２０アルファ−オレフィンと共重合される。より好ましいコモノマーとしては、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、および１−オクテンが挙げられ、より好ましくは、プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、および１−オクテンが挙げられる。
【００５５】
例示的なインターポリマーとしては、エチレン／プロピレンコポリマー、エチレン／ブテンコポリマー、エチレン／ヘキセンコポリマー、エチレン／オクテンコポリマー、エチレン／アルファ−オレフィン／ジエンインターポリマー、例えばエチレン／プロピレン／ジエンインターポリマー、およびエチレン／プロピレン／オクテンターポリマーが挙げられる。
【００５６】
酸官能化ポリオレフィンの作製の際に使用される均質分岐線状エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマーまたは均質分岐実質的線状エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマーは、０．０１ｇ／１０分〜３０ｇ／１０分、好ましくは０．１ｇ／１０分〜２０ｇ／１０分、より好ましくは０．１ｇ／１０分〜１５ｇ／１０分のメルトフローインデックス値を有することができ、インデックス値からの溶融は、ＡＳＴＭ  Ｄ−１２３８（１９０℃／２．１６ｋｇ負荷）により判定される。
【００５７】
好適な酸官能化ポリオレフィンの追加の例としては、プロピレンホモポリマーおよびプロピレンインターポリマーを含む、プロピレンベースのポリマーから誘導されるものが挙げられる。プロピレンインターポリマーは、ランダムもしくはブロックコポリマー、分岐ポリプロピレン、またはプロピレン系ターポリマーであり得る。プロピレンと重合するための好適なコモノマーとしては、エチレン、１−ブテン、１ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセン、１−ウンデセン（ｕｎｉｄｅｃｅｎｅ）、１ドデセン、ならびに４−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ヘキセン、５−メチル−１−ヘキセン、ビニルシクロヘキサン、およびスチレンが挙げられる。典型的かつ好ましくは、プロピレンは、エチレンまたは１つのＣ４−Ｃ２０アルファ−オレフィンと共重合される。好ましいコモノマーとしては、エチレン、１−ブテン、１−ヘキセン、および１−オクテン、より好ましくはエチレンが挙げられる。
【００５８】
特に興味深いプロピレンインターポリマーとしては、プロピレン／エチレン、プロピレン／１−ブテン、プロピレン／１−ヘキセン、プロピレン／４−メチル−１−ペンテン、プロピレン／１−オクテン、プロピレン／エチレン／１−ブテン、プロピレン／エチレン／ＥＮＢ、プロピレン／エチレン／１−ヘキセン、プロピレン／エチレン／１−オクテン、プロピレン／スチレン、およびプロピレン／エチレン／スチレンが挙げられる。
【００５９】
本開示の酸官能化ポリオレフィンを作製する際に使用されるポリプロピレンホモポリマーまたはプロピレン／アルファ−オレフィンインターポリマーは、ＡＳＴＭ  Ｄ−１２３８（２３０℃／２．１６ｋｇ荷重）により判定される際、１００ｇ／１０分未満、より好ましくは５０ｇ／１０分以下、更により好ましくは３０ｇ／１０分以下のメルトフローインデックスを有することができる。
【００６０】
ポリプロピレンポリマーとしては、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＶＥＲＳＩＦＹ（商標）ポリマー、ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．から入手可能なＶＩＳＴＡＭＡＸＸ（商標）ポリマー、Ｃｌａｒｉａｎｔから入手可能なＬＩＣＯＣＥＮＥ（商標）ポリマー、Ｅａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．から入手可能なＥＡＳＴＯＦＬＥＸ（商標）ポリマー、Ｈｕｎｔｓｍａｎから入手可能なＲＥＸＴＡＣ（商標）ポリマー、およびＥｖｏｎｉｋから入手可能なＶＥＳＴＯＰＬＡＳＴ（商標）ポリマーが挙げられる。他のポリマーとしては、プロピレン−アルファ−オレフィンブロックコポリマーおよびインターポリマー、ならびに当技術分野で既知の他のプロピレン系ブロックコポリマーおよびインターポリマーが挙げられる。
【００６１】
別の実施形態において、プロピレンポリマーは、（重合可能なモノマーの総重量に基づいて）インターポリマーの少なくとも約６０重量％、好ましくは少なくとも約８０重量％、より好ましくは少なくとも約８５重量％の量のプロピレンから誘導される単位を含む。プロピレン／エチレンコポリマー中のエチレンから誘導される単位の典型的な量は、（重合性モノマーの総重量に基づいて）インターポリマーの少なくとも約０．１重量％、好ましくは少なくとも約１重量％、より好ましくは少なくとも約５重量％であり、これらのコポリマー中に存在するエチレンから誘導される単位の最大量は、典型的には約３５重量％を超えない、好ましくは約３０重量％を超えない、より好ましくは約２０重量％を超えない。存在する場合、追加の不飽和コモノマーから誘導される単位の量は、典型的には、（重合性モノマーの総重量に基づいて）インターポリマーの少なくとも約０．０１重量％、好ましくは少なくとも約１重量％、より好ましくは少なくとも約５重量％であり、不飽和コモノマーから誘導される単位の典型的な最大量は、典型的に、約３５重量％を超えず、好ましくはそれが約３０重量％を超えず、より好ましくはそれが約２０重量％を超えない。エチレンおよび任意の不飽和コモノマーから誘導される単位の合計は、典型的には、（重合性モノマーの総重量に基づいて）インターポリマーの約４０重量％を超えず、好ましくはそれが約３０重量％を超えず、より好ましくはそれが約２０重量％を超えない。
【００６２】
別の実施形態において、プロピレンポリマーは、プロピレンおよびエチレン以外の１つ以上の不飽和コモノマーを含み、典型的には、（重合性モノマーの総重量に基づいて）インターポリマーの少なくとも約６０重量％、好ましくは少なくとも約７０重量％、より好ましくは少なくとも約８０重量％の量でプロピレンから誘導される単位も含む。コポリマーの１つ以上の不飽和コモノマーは、（重合性モノマーの総重量に基づいて）少なくとも約０．１重量％、好ましくは少なくとも約１重量％、より好ましくは少なくとも約３重量％を含み、不飽和コモノマーの典型的な最大量は、インターポリマーの約４０重量％を超えず、好ましくはそれが約３０重量％を超えない。
【００６３】
本開示の別の実施形態において、酸官能化ポリオレフィンを形成する際のオレフィンポリマー成分として、例えば本明細書で論じるように、エチレン系ポリマーのブレンド、および本明細書で論じるように、プロピレン系ポリマーのブレンドなどの２つ以上のポリオレフィンのブレンドを使用してもよい。
【００６４】
酸官能化ポリオレフィンを形成する際にポリマー炭化水素骨格にグラフト化または共重合できる反応性化合物の例としては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸、メタクリル酸、およびクロトン酸などのエチレン性不飽和カルボン酸、無水マレイン酸および無水イタコン酸などの酸無水物が挙げられる。好ましいエチレン性不飽和化合物としては、無水マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸が挙げられ、無水マレイン酸がより好ましい。無水マレイン酸でグラフト化されたポリプロピレンは、より好ましい変性ポリマー炭化水素である。
【００６５】
熱グラフト化プロセスは、反応の１つの方法であり、しかしながら、放射線、ｅ−ビーム、レドックスラジカル生成の様々な形式を含む光開始などの他のグラフト化プロセスを使用してもよい。官能化は、そのような基がポリマー中に存在する場合、末端不飽和基（例えば、ビニル基）または内部不飽和基でも起こり得る。
【００６６】
いくつかの実施形態によれば、不飽和を有するポリマーは、例えば、カルボン酸生成部分、すなわち、酸もしくは無水物または酸エステル部分をポリマー鎖にランダムに結合するために、好ましくはフリーラジカル開始剤の存在下で、ポリマー鎖上の炭素間不飽和部位で選択的にカルボン酸生成部分（好ましくは酸または無水物部分）で官能化される。
【００６７】
カルボン酸生成部分は、典型的にはフリーラジカル開始剤、例えば過酸化物およびアゾ化合物の存在下で、任意の従来の方法によって、または電離放射線によってポリマーにグラフト化することができる。過酸化物開始剤のいずれか、例えば、ジクミルペルオキシド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシド、ｔ−ブチルペルベンゾエート、ベンゾイルペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、ｔ−ブチルペルオクトエート、メチルエチルケトンペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン、過酸化ラウリル、および過酢酸ｔｅｒｔ−ブチル、ｔ−ブチルアルファ−クミルペルオキシド、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、ジ−ｔ−アミルペルオキシド、ｔ−アミルペルオキシベンゾエート、１，１−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、アルファ−アルファ’−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）−１，３−ジイソプロピルベンゼン、アルファ−アルファ’−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）−１，４−ジイソプロピルベンゼン、２，５−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）−２，５−ジメチルヘキサン、および２，５−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）−２，５−ジメチル−３−ヘキシンなどの有機開始剤が好ましい。好適なアゾ化合物はアゾビスイソブチルニトライトである。
【００６８】
グラフト化反応は、ポリオレフィン骨格へのグラフト化を最大化し、ポリオレフィンにグラフト化されていないグラフト化剤の単独重合などの副反応を最小化する条件下で実行する必要がある。グラフト化反応は、溶融状態、溶液状態、固体状態、膨潤状態で実行されてもよく、好ましくは溶融状態で実行される。グラフト化反応は、二軸スクリュー押出機、一軸スクリュー押出機、ブラベンダー混合機、およびバッチ反応器などであるがこれらに限定されない多種多様な装置で実行され得る。押出機の第１段階で、典型的には１２０℃〜２６０℃、好ましくは１３０℃〜２５０℃の溶融温度で、樹脂とグラフト剤および開始剤とを混合することにより、十分にグラフト化されたポリマーが生成された。
【００６９】
好ましい実施形態において、酸官能化ポリオレフィンは、エチレン−アクリル酸コポリマーである。別の好ましい実施形態において、酸官能化ポリオレフィンは、エチレン−メタクリル酸コポリマーである。酸官能化ポリオレフィンの市販の例としては、ＳＫ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから市販されているＰＲＩＭＡＣＯＲ（商標）５９８０ｉなどのＰＲＩＭＡＣＯＲ（商標）、ＤｏｗＤｕｐｏｎｔ  Ｉｎｃ．から市販されているＮＵＣＲＥＬ（商標）、およびＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＥＳＣＯＲ（商標）などの商品名でのポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。酸官能化ポリオレフィンの他の例としては、エチレン−エチル−アクリレートコポリマー、エチレン−メチル−メタクリレート、エチレン−ブチルアクリレート、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。他のエチレン−カルボン酸コポリマーも使用され得る。
【００７０】
上述のように、本開示の実施形態は、水性分散液の総重量に基づいて、１５重量％〜６０重量％の固形分を含む水性分散液を含む。水性分散液の固形分は、１５５℃〜１７０℃の融点を有する１５〜６０重量％の酸官能化ポリプロピレンベースポリマー、０．８８グラム／立方センチメートル（ｇ／ｃｍ３）未満の密度を有する１６〜５０重量％のポリプロピレンコポリマー、５〜２０重量％の酸官能化ポリプロピレンワックス、および１５〜３０重量％の酸官能化ポリオレフィンを有し、重量％が、溶融ブレンド生成物の総重量に基づき、溶融ブレンド生成物の成分が、１００重量％になる溶融ブレンド生成物を含む。
【００７１】
水性分散液は、流体媒体、好ましくは水を含む。水性分散液は、水性分散液の総重量に基づいて、４０重量％〜８５重量％の水を含むことができる。水性分散液の総重量に基づく４０〜８５重量％のすべての個々の値および下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、水性分散液中の水は、水性分散液の総重量に基づいて、４０、４５、５０、または５５重量％の下限から水性分散液の総重量に基づいて、８５、８０、７５、または７０重量％の上限まで有することができる。例えば、水性分散液の水は、水性分散液の４５〜８０重量％、水性分散液の５０〜７５重量％、または水性分散液の５５〜７０重量％を含むことができ、重量％は、水性分散液の総重量に基づく。
【００７２】
したがって、水性分散液は、水性分散液の総重量に基づいて、１５重量％〜６０重量％の固形分を含むことができる。本明細書に記載されるように、水性分散液の固形分は、溶融ブレンド生成物から提供される。水性分散液の総重量に基づく１５〜６０重量％のすべての個々の値および下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、水性分散液の固形分は、水性分散液の総重量に基づいて、１５、２０、２５、または３０重量％の下限から水性分散液の総重量に基づいて、６０、５５、５０、または４５重量％の上限まで有することができる。例えば、水性分散液の固形分は、水性分散液の２０〜５５重量％、水性分散液の２５〜５０重量％、または水性分散液の３０〜４５重量％を含むことができ、重量％は、水性分散液の総重量に基づく。
【００７３】
本開示の多くの実施形態によれば、水性分散液は、例えば、水性分散液が８〜１１の範囲のｐＨを有するように、中和剤を含むことができる。８〜１１のすべての個々の値および下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、水性分散液は、８、８．１、８．２、または８．３の下限から１１、１０．９、１０．８、または１０．７の上限までのｐＨを有することができる。例えば、水性分散液は、８〜１１、８．１〜１０．９、８．２〜１０．８、または８．３〜１０．７のｐＨを有することができる。中和剤の例としては、水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩、アミン、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。水酸化物の例としては、水酸化アンモニウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、および水酸化ナトリウムが挙げられるが、これらに限定されない。炭酸塩の例としては、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、および炭酸カルシウムが挙げられるが、これらに限定されない。アミンの例としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、アンモニア、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール、トリイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、モノ−ｎ−プロピルアミン、ジメチル−ｎプロピルアミン、Ｎ−メタノールアミン、Ｎ−アミノエチルエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパノールアミン、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール、トリス（ヒドロキシメチル）−アミノメタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシルプロピル）エチレンジアミン、１，２−ジアミノプロパン、２−アミノ−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、Ｎ，Ｎ’−エチレンビス［ビス（２−ヒドロキシプロピル）アミン］トルエン−ｐ−スルホネート、またはモルホリン、ピペラジン、ピペリジンなどの環状アミン、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【００７４】
例として、水性分散液は、塩基性水組成物を含むことができる。塩基性水組成物は、塩基性水組成物の総重量に基づいて、９０〜９９．９９重量％の水および本明細書で論じるように、塩基性水組成物の総重量に基づいて、０．０１パーセント〜１０重量％の中和剤を含むことができる。本開示の実施形態は、塩基性水組成物が、分散組成物の総重量に基づいて、分散組成物の０重量％〜８５重量％であることを提供する。
【００７５】
水性分散液は、当業者に認識されている様々なプロセスにより形成することができる。実施形態は、酸官能化ポリプロピレンベースポリマー、ポリプロピレンコポリマー、酸官能化ポリプロピレンワックス、および酸官能化ポリオレフィンが、押出機で、例えば押出機ベースのＢＬＵＥＷＡＶＥ（商標）プロセス（Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）を介して溶融混練されることを提供する。本明細書で論じるように、押出プロセス中に水を使用して水性分散液を形成する。多くの実施形態において、溶融ブレンド生成物は、最初に約１〜約３重量％の水を含有する水性分散液に変換され、その後、約２５重量％超の水を含むように更に希釈される。任意に、中和剤、例えば、アンモニア、水酸化カリウム、またはそれらの組み合わせなどの塩基を、水性分散液を形成する際に水と共に利用することができる。
【００７６】
当技術分野で既知の様々な溶融混練プロセスも溶融ブレンド生成物を形成する際に使用され得る。いくつかの実施形態において、混練機、ＢＡＮＢＵＲＹ（登録商標）混合機、単軸スクリュー押出機、または多軸スクリュー押出機、例えば、二軸スクリュー押出機が利用され得る。本開示に従う水性分散液を生成するためのプロセスは、特に限定されない。例えば、押出機、ある特定の実施形態において、例えば、二軸スクリュー押出機は、背圧調整器、溶融ポンプ、またはギヤポンプに連結される。実施形態は、ポンプを含む初期水貯留部も提供する。所望の量の初期水を、初期水貯留部から提供することができる。
【００７７】
いくつかの実施形態において、初期水は、予熱器で予熱される。例えば、多くの実施形態において、酸官能化ポリプロピレンベースポリマー、ポリプロピレンコポリマー、酸官能化ポリプロピレンワックス、およびペレット、粉末、またはフレークの形態の酸官能化ポリオレフィンは、供給機から押出機の入口に供給することができる。いくつかの実施形態において、酸官能化ポリプロピレンベースポリマー、ポリプロピレンコポリマー、酸官能化ポリプロピレンワックス、および／もしくは酸官能化ポリオレフィンのうちの１つ以上に分散剤を添加することができ、または他の実施形態において、分散剤は、押出機に個別に提供することができる。その後、溶融ポリマーは、混合および運搬域から押出機の乳化域に送達され得、水貯留部からの初期量の水が、入口を通して添加される。いくつかの実施形態において、分散剤は、水流に対して追加的または排他的に添加されてもよい。いくつかの実施形態において、更なる希釈水が、水貯留部から水入口を介して押出機の希釈および冷却域へと添加されてもよい。水性分散液は、冷却域で、例えば約２５重量％超の水で希釈することができる。所望の希釈レベルが達成されるまで、更なる希釈が何回生じてもよい。いくつかの実施形態において、水は、二軸スクリュー押出機に添加されるのではなく、溶融生成物が押出機から出た後に溶融生成物含有流に添加される。このようにして、押出機内の蒸気圧蓄積が排除され、水性分散液が動静翼混合機などの二次混合デバイス内で形成される。
【００７８】
１つ以上の実施形態において、水性分散液を生成するためのプロセスは、１５５℃〜１７０℃の融点を有する酸官能化ポリプロピレンベースポリマーを選択するステップと、０．８８グラム／立方センチメートル（ｇ／ｃｍ３）未満の密度を有するポリプロピレンコポリマーを選択するステップと、酸官能化ポリプロピレンワックスを選択するステップと、酸官能化ポリオレフィンを選択するステップと、水を含む水性組成物を選択するステップと、任意に１つ以上の中和剤を選択するステップと、水性組成物の存在下で酸官能化ポリプロピレンベースポリマー、ポリプロピレンコポリマー、酸官能化ポリプロピレンワックス、酸官能化ポリオレフィンと、任意に１つ以上の中和剤とを溶融混練するステップと、それにより、乳化混合物を形成するステップと、乳化混合物を追加の希釈水と接触させ、その間に任意にそこから熱を除去するステップと、それにより、水中に分散した固体粒子を形成するステップと、それにより、水性分散液を形成するステップと、を含む。
【００７９】
水性分散液、例えば固形分は、２００〜５０００ナノメートル（ｎｍ）の範囲の体積平均粒度直径を有することができる。２００〜５０００ｎｍのすべての個々の値および下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、水性分散液は、２００、４００、４２５、または４５０ｎｍの下限から５０００、３５００、２０００、１８００、または１７５０ｎｍの上限までの平均体積粒度直径を有することができる。例えば、水性分散液は、２００〜５０００ｎｍ、４２５〜３８００ｎｍ、または４５０〜１７５０ｎｍの平均体積粒度直径を有することができる。
【００８０】
本開示の実施形態は、本明細書に開示される水性分散液を単独でコーティング組成物として使用することができる、または本明細書で論じるように、任意に１つ以上の他の成分と組み合わせてコーティング組成物を形成できることを提供する。本明細書で更に論じるコーティング組成物の水性分散液および１つ以上の他の成分は、様々なプロセスによって組み合わせることができる。例えば、コーティング組成物の水性分散液および他の成分は、他のプロセスの中でも、インライン混合機とも呼ばれる静的混合機などの混合機を利用することにより、および／または撹拌タンクなどの撹拌容器を利用して、本明細書に開示されるコーティング組成物を形成することにより、手動で混合することができる。
【００８１】
本開示は、コーティング組成物の総重量に基づいて、本明細書で提供されるように１５〜１００重量％の水性分散液、本明細書で提供されるような、コーティング組成物を作製するために使用される水性分散液の固形分に基づいて、０重量％〜８０重量％である溶媒、本明細書で提供されるような、コーティング組成物を作製するために使用される水性分散液の固形分に基づいて、０重量％〜６重量％である架橋剤、ならびに塩基性水組成物の総重量に基づいて、９０〜９９．９９重量％の水および塩基性水組成物の総重量に基づいて、０．０１パーセント〜１０重量％の塩基を含み、コーティング組成物の総重量に基づいて、コーティング組成物の０重量％〜８５重量％である、塩基性水組成物を含むコーティング組成物も提供する。
【００８２】
コーティング組成物は、本明細書で提供されるようにコーティング組成物の総重量に基づいて、１５〜１００重量％の水性分散液を含む。コーティング組成物の総重量に基づいて、本明細書で提供されるように水性分散液の１５〜１００重量％のすべての個々の値および下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、本明細書で提供されるように水性分散液は、コーティング組成物の総重量に基づいて、１５、２０、２５、または３０重量％の下限から７０、８０、９０、または１００重量％の上限までコーティング組成物中に存在することができる。例えば、水性分散液は、コーティング組成物の総重量に基づいて、１５〜７０、１５〜８０、１５〜９０、１５〜１００、２０〜７０、２０〜８０、２０〜９０、２０〜１００、２５〜７０、２５〜８０、２５〜９０、２５〜１００、３０〜７０、３０〜８０、３０〜９０、または３０〜１００重量％を含むことができる。
【００８３】
様々な実施形態について、溶媒は、エチレングリコール、ｎ−ブチルエチレングリコールエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、ｎ−ブタノール、エタノール、ジプロピレングリコールメチルエーテル、およびそれらの組み合わせの群から選択することができる。他の溶媒としては、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート、ミネラルスピリット、アルコール、および安息香酸エステルなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【００８４】
溶媒は、コーティング組成物の形成に使用される水性分散液の固形分に基づいて、０重量％〜８０重量％を含むことができる。水性分散液の固形分に基づいて、０〜８０重量％の個々のすべての値および下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、溶媒は、コーティング組成物の形成に使用される水性分散液の固形分に基づいて、０、１、５、１０、１５、または２０重量％の下限から５０、６０、７０、または８０重量％の上限まででコーティング組成物中に存在することができる。例えば、溶媒は、コーティング組成物の形成に使用される水性分散液の固形分に基づいて、０〜５０、０〜６０、または０〜７０、１〜５０、１〜６０、１〜７０、１〜８０、５〜５０、５〜６０、５〜７０、５〜８０、１０〜５０、１０〜６０、１０〜７０、１０〜８０、１５〜５０、１５〜６０、１５〜７０、１５〜８０、２０〜５０、２０〜６０、２０〜７０、または２０〜８０重量％を含むことができる。
【００８５】
塩基性水組成物は、水および中和剤を含む。具体的には、塩基性水組成物は、塩基性水組成物の総重量に基づいて、９０〜９９．９９重量％の水を含むことができる。塩基性水組成物の総重量に基づいて、９０〜９９．９９重量％の水のすべての個々の値および下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、塩基性水組成物の総重量に基づく水の重量％は、９０、９０．５、９１、または９３の下限から９９．９９、９９．９、９９、または９８パーセントの上限までであり得る。例えば、塩基性水組成物は、塩基性水組成物の総重量に基づいて、９０〜９９．９９、９０．５〜９９．９、９１〜９９、または９３〜９８重量％の水を含むことができる。
【００８６】
塩基性水組成物は、塩基性水組成物の総重量に基づいて、０．０１〜１０重量％の中和剤を更に含む。塩基性水組成物は、中和剤を含む。中和剤の例としては、本明細書で論じる中和剤が挙げられるが、これらに限定されない。塩基性水組成物の総重量に基づいて、０．０１〜１０重量％の中和剤のすべての個々の値および下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、塩基性水組成物の総重量に基づく中和剤の重量％は、０．０１、０．１、１、または２の下限から１０、９．５、９、または７パーセントの上限までであり得る。例えば、塩基性水組成物は、塩基性水組成物の総重量に基づいて、０．０１〜１０、０．１〜９．５、１〜９、または２〜７重量％の中和剤を含むことができる。
【００８７】
本明細書に開示されるコーティング組成物は、架橋剤を含むことができる。好ましくは、架橋剤は、コーティング組成物の形成に使用される水性分散液の固形分に基づいて、コーティング組成物の０〜６重量％であり得る。０〜６重量％のすべての個々の値および下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、架橋剤は、コーティング組成物の形成に使用される水性分散液の固形分に基づいて、０、０．０１、０．０２、０．１、または１の下限から２、３、４、５、または６重量％の上限までであり得る。例えば、架橋剤は、コーティング組成物を形成する際に使用される水性分散液の固形分に基づいて、０〜２、０〜３、０〜４、０〜５、０．０１〜２、０．０１〜３、０．０１〜４、０．０１〜５、０．０１〜６、０．０２〜２、０．０２〜３、０．０２〜４、０．０２〜５、０．０２〜６、０．１〜２、０．１〜３、０．１〜４、０．１〜５、０．１〜６、１〜２、１〜３、１〜４、１〜５、または１〜６重量％であり得る。好ましくは、上記の量で使用される架橋剤は、ヒドロキシアルキルアミドであり、その例は本明細書で提供される。
【００８８】
本明細書に開示されるコーティング組成物が他の量の架橋剤を有することも可能である。例えば、架橋剤は、コーティング組成物の総重量に基づいて、コーティング組成物の０〜４０重量％であり得る。０〜４０重量％のすべての個々の値および下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、架橋剤は、コーティング組成物を形成する際に使用される水性分散液の固形分に基づいて、０、１、２、１０、または１５の下限から２０、２５、３０、３５、または４０重量％の上限までであり得る。例えば、架橋剤は、コーティング組成物の総重量に基づいて、コーティング組成物の０〜２０、０〜２５、０〜３０、０〜３５、０〜４０、１〜２０、１〜２５、１〜３０、１〜３５、１〜４０、２〜２０、２〜２５、２〜３０、２〜３５、２〜４０、１０〜２０、１０〜２５、１０〜３０、１０〜３５、１０〜４０、１５〜２０、１５〜２５、１５〜３０、１５〜３５、または１０〜４０重量％であり得る。
【００８９】
本開示の実施形態は、架橋剤が、コーティング組成物に含有される反応性官能基と反応する化合物であり得、それにより、そのような官能基間の架橋を促進することを提供する。そのような官能基は、水性分散液の成分、例えば、酸官能化ポリプロピレンベースポリマー、酸官能化ポリプロピレンワックス、および／または酸官能化ポリオレフィン中に存在することができる。例えば、反応性官能基としては、カルボン酸基などの酸基、遊離もしくは中和形態、またはアルコール基、アミノ基などの別の成分による別の活性水素を有する任意の官能基が挙げられるが、これらに限定されない。
【００９０】
架橋剤中の架橋性官能基は、コーティング組成物の反応性官能基と反応することができる基である。例えば、カルボジイミド基、オキサゾリン基、イソシアネート基、ヒドロキシアルキルアミド基、エポキシ基、メチロール基、アルデヒド基、酸無水物基、ヒドロキシ基、アジリジニル基、および／またはシラン基は、架橋剤用であり得る。
【００９１】
酸官能基を架橋する別の可能性は、前述の酸基と酸化亜鉛などの多価金属イオン含有物質との反応による多価金属イオンの使用によるものである。カルボン酸は、強酸の触媒作用下で、多官能性オレフィン性不飽和物質との反応でも架橋できる。多官能性炭酸塩をカルボン酸と反応させて、二酸化炭素の遊離を伴うエステル結合を得ることもできる。また、ポリオレフィン材料は、過酸化物の添加または放射線、例えば電子ビームにより開始されるフリーラジカル架橋により架橋されてもよい。
【００９２】
多くの実施形態によれば、架橋剤は、そのような架橋剤の組み合わせが、互換性であるならば、フェノールホルムアルデヒド樹脂、ヒドロキシアルキルアミド樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ベンゾグアナミンホルムアルデヒド樹脂、無水物樹脂が挙げられるが、これらに限定されないアミノホルムアルデヒド樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ基含有ポリエステルまたはアクリル樹脂、エポキシ化大豆油およびブロックイソシアネート樹脂などのエポキシ化不飽和化合物、ならびにそれらの２つ以上の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されないエポキシ基含有樹脂を含む。
【００９３】
架橋剤は、水分散、水分散性、または水溶性物質であり得る。多くの実施形態によれば、架橋剤の例としては、２つ以上のオキサゾリン基、カルボジイミド基、ヒドロキシアルキルアミド基、エポキシ基、イソシアネート基、メチロール基など、または分子ごとにこれらのいくつかを含有する水性モノマーまたはポリマー物質が挙げられるが、これらに限定されない。
【００９４】
オキサゾリン架橋剤の例は、その分子内に２つ以上のオキサゾリン基を有する水性ポリマーであり、これはオキサゾリン基含有モノマーと、必要に応じてエチレン性不飽和モノマーとを重合することにより得ることができる。あるいは、オキサゾリン架橋剤は、ニトリル基とアミノエタノール基との反応、ヒドロキシルアルキルアミド基の脱水などによっても得ることができる。
【００９５】
２つ以上のカルボジイミド基を有する架橋剤は、ジイソシアネート化合物の脱カルボキシル化反応を伴う縮合反応により、ジイソシアネート化合物から生成することができる。ジイソシアネート化合物の例としては、１，５−ナフチレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、１，４−フェニレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、ヘキサンメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−１，４−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、およびテトラメチルキシリレンジイソシアネートなどが挙げられるが、これらに限定されない。これらの化合物は、混合物としても使用され得る。例えば、フェニルイソシアネート、トリルイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート、ジメチルフェニルイソシアネート、ブチルイソシアネート、およびナフチルイソシアネートなどの単官能性イソシアネートが、樹脂分子鎖長を制御するために含まれてもよい。ジイソシアネート物質は、ヒドロキシル基、イミノ基、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基、エポキシ基などを有する脂肪族化合物、脂環式化合物、または芳香族化合物と部分的に反応し得る。ジイソシアネート化合物の脱炭酸を伴う縮合反応では、カルボジイミド化触媒を使用することができる。そのような触媒として使用できるのは、例えば、１−フェニル−２−ホスホレン−１−オキシド、３−メチル−２−ホスホレン−１−オキシド、１−エチル−２−ホスホレン−１−オキシド、およびそれらの３−ホスホレン異性体などのホスホレンオキシドである。
【００９６】
カルボジイミド基含有ポリマーを水性ポリマーに変換するために、カルボジイミド基含有ポリマーの分子構造に親水性セグメントを提供することができる。例えば、カルボジイミド基を含有する水性ポリマーは、イソシアネート基と反応性を有する官能基を有する親水性セグメントを提供することにより得ることができる。親水性セグメントとして使用できるのは、ジアルキルアミノアルキルアミンの４級アンモニウム塩（例えば、２−ジメチルアミノエタノールの４級アンモニウム塩）、ジアルキルアミノアルキルアミンの４級塩（例えば、３−ジメチルアミノ−ｎ−プロピルアミン）、少なくとも１つの反応性ヒドロキシル基を有するアルキルスルホン酸塩（例えば、ヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウム）、末端がアルコキシ基でキャップされたポリエチレンオキシドまたはポリエチレンオキシドとポリプロピレンオキシドとの混合物（例えば、末端位置がメトキシ基もしくはエトキシ基でキャップされたポリエチレンオキシド）である。
【００９７】
架橋剤、例えば水性架橋剤は、エポキシ基を含有してもよく、例としては、ソルビトールポリグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコール）ジグリシジルエーテル、ポリ（プロピレングリコール）ジグリシジルエーテル、フェノールエチレンオキシドグリシジルエーテル、およびラウリルアルコールエチレンオキシドグリシジルエーテルなどが挙げられるが、これらに限定されない。上記の他に、例として挙げられるのは、ポリオキシエチレンポリオール化合物と無水物化合物との反応により得られるカルボキシ化合物と、２つ以上のエポキシ基をその分子内に有するエポキシ樹脂とを反応させることにより得られる水溶性エポキシ樹脂、および、水溶性エポキシ樹脂と２つ以上のエポキシ基をその分子内に有するエポキシ樹脂とを混合することにより得られる自己乳化性エポキシ樹脂組成物である。
【００９８】
無水物化合物の例としては、無水フタル酸、無水トリメリット酸、および無水ピロメリット酸などの芳香族無水物、無水マレイン酸、無水コハク酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルナジック無水物、アルケニル無水コハク酸無水物、ヘキサヒドロ無水フタル酸、およびメチルヘキサヒドロ無水フタル酸などの環状脂肪族無水物が挙げられるが、これらに限定されない。２つ以上のエポキシ基をその分子内に有するエポキシ樹脂に制限はなく、２以上のエポキシ官能性を有するすべての既知のエポキシ樹脂を使用することができる。例は、エピクロロヒドリンならびにフェノールノボラックおよびクレゾールノボラックなどの多価化合物、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、レゾルシノール、ハイドロキノン、またはカテキンなどから得られるポリグリシジルエーテル、アルキレンオキシド付加ビスフェノールＡ、ポリプロピレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン、シクロヘキサンジメタノールなどの多価アルコール、ならびにアジピン酸、フタル酸、ダイマー酸などのポリカルボン酸のポリグリシジルエステルおよびポリグリシジルアミンである。
【００９９】
イソシアネート基を含有する架橋剤、例えば水性架橋剤は、例えば、イソシアヌレート基含有ポリイソシアネート、ウレトジオン基含有ポリイソシアネート、ウレトジオン基／イソシアヌレート基含有ポリイソシアネート、ウレタン基含有ポリイソシアネート、アロファネート基含有ポリイソシアネート、ビウレット基含有ポリイソシアネート、カルボジイミド基含有ポリイソシアネート、およびウレトジオン基含有ポリイソシアネートからなる群から選択される少なくとも１つのメンバーを主に含有するポリイソシアネートであって、それらがそれぞれ、原材料として１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートおよび／またはイソホロンジイソシアネートを含有するポリイソシアネート、ならびにイソシアネート基または少なくとも３つのポリエチレンオキシド単位を含有するポリエチレンエーテルアルコールと反応することができる少なくとも１つの活性水素基を有する親水性界面活性剤と、原料としての脂肪酸およびヒドロキシル含有化合物の炭素数の合計が８以上であり、イソシアネート基と反応することができる少なくとも１つの活性水素基を有する脂肪酸エステルとを反応させることにより得られる自己乳化性ポリイソシアネートである。上記に加えて、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートおよび／またはイソホロンジイソシアネートと、これらのジイソシアネート化合物のアロファネート化反応、カルボジイミド化反応、ウレトジオン化反応、およびビウレット化反応により得られる活性水素基含有化合物またはポリイソシアネートとの反応により得られるウレタン基含有ポリイソシアネートを挙げることができる。
【０１００】
アルデヒドから誘導される架橋剤の例は、水分散もしくは水分散性または水溶性フェノールホルムアルデヒド樹脂、アミノホルムアルデヒド樹脂、またはそれらの組み合わせである。
【０１０１】
フェノールホルムアルデヒド架橋剤としては、以下のアルデヒドと以下のフェノール樹脂との反応生成物が挙げられるが、これらに限定されないアルデヒド（ａｌｄｅｈｄｙｄｅｓ）の例としては、ホルムアルデヒドおよびアセトアルデヒドが挙げられるが、これらに限定されない。フェノール、クレゾール、ｐ−フェニルフェノール、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、ｐ−ｔｅｒｔ−アミルフェノール、シクロペンチルフェノール、クレジル酸、ビスフェノール−Ａ、ビスフェノール−Ｆなど、およびそれらの組み合わせなどの様々なフェノールを使用することができるが、これらに限定されない。市販のフェノールホルムアルデヒド架橋剤の例としては、とりわけ、Ｂａｋｅｌｉｔｅ  ＡＧから入手可能なＢＡＫＥＬＩＴＥ（商標）６５８１ＬＢ、およびＣＹＴＥＣ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能なＰＨＥＮＯＤＵＲ（商標）ＰＲ  ６１２などのレゾールホルムアルデヒド樹脂が挙げられる。また、フェノールホルムアルデヒド樹脂を作製する際に酸官能性フェノールを使用できる。架橋剤は、非エーテル化であっても、アルコールまたはポリオールでエーテル化されていてもよい。これらのフェノールホルムアルデヒド樹脂は、水に可溶性もしくは自己乳化性であってもよく、またはポリビニルアルコールなどのコロイド安定剤の使用により安定化することができる。
【０１０２】
アミノホルムアルデヒド架橋剤としては、アルデヒドとアミノまたはアミド基含有分子との反応生成物が挙げられるが、これらに限定されない。アルデヒドの例としては、ホルムアルデヒドおよびアセトアルデヒドが挙げられるが、これらに限定されない。尿素、メラミン、ベンゾグアナミン、アセトグアナミン、グリコールウリルなどの様々なアミノまたはアミド基含有分子を使用することができるが、これらに限定されない。好適なアミノ架橋樹脂としては、メラミンホルムアルデヒド、尿素ホルムアルデヒド、ベンゾグアナミンホルムアルデヒド、アセトグアナミンホルムアルデヒド、グリコールウリルホルムアルデヒド樹脂が挙げられる。また、アミノホルムアルデヒド樹脂のメチロール基は、メタノールおよび／またはｎ−ブタノールなどの一価脂肪族アルコールの基のうちの少なくとも１つで部分的または完全にエーテル化することができる。これらのアミノホルムアルデヒド樹脂は、水に可溶もしくは自己乳化性であってもよく、またはアミノホルムアルデヒド分散液を安定化するために使用することができるポリビニルホルムアルデヒドなどのコロイド安定剤を使用することによって安定化することができる。
【０１０３】
水溶性または水分散性であり、本目的に有用な市販のアミノホルムアルデヒド樹脂の例としては、Ｃｙｔｅｃ  Ｓｕｒｆａｃｅ  ＳｐｅｃｉａｌｔｉｅｓからのＣｙｍｅｌ（商標）３０１、Ｃｙｍｅｌ（商標）３０３、Ｃｙｍｅｌ（商標）３７０、およびＣｙｍｅｌ（商標）３７３が挙げられる。アミノ化合物と反応して樹脂状材料を形成するために使用される他のアルデヒドは、クロトンアルデヒド、アクロレイン、またはヘキサメチレンテトラミン、パルアルデヒドなどのアルデヒドを生成する化合物である。
【０１０４】
多くの実施形態は、架橋剤がヒドロキシアルキルアミドを含むことを提供する。架橋剤は、水溶性であり得、カルボン酸を架橋するのに用いることができる。ヒドロキシアルキルアミドの例としては、ビス（Ｎ，Ｎ’−ジヒドロキシエチル）アジパミドなどが挙げられるが、これらに限定されない。そのような化合物は、スイスのＥＭＳ−ＰＲＩＭＩＤからＰＲＩＭＩＤ（商標）架橋剤樹脂、例えば、ＰＲＩＭＩＤ（商標）ＸＬ−５２２、ＰＲＩＭＩＤ（商標）ＳＦ−４５１０、およびＰＲＩＭＩＤ（商標）ＱＭ−１２６０の商品名で市販されている。
【０１０５】
多くの実施形態は、１つ以上の架橋剤が水性分散液配合プロセスの一部として、水性分散液に添加され得ることを提供し、または代替として、多くの実施形態は、１つ以上の架橋剤がコーティング組成物に添加され得る、例えば、架橋剤が分散配合プロセス後に水性分散液に添加され得ることを提供する。
【０１０６】
コーティング用途、例えば、コーティングされた容器に含有される食品および／または飲料の種類、ならびに所望のコーティング特性に応じて、いくつかの架橋剤を組み合わせることが有益であり得る。また、いくつかのコーティング用途では、いくつかの架橋剤が他の架橋剤よりも適している場合がある。いくつかの架橋剤は、特定のコーティング用途に適さない場合がある。硬化のために触媒を添加して、いくつかの架橋剤を用いてもよい。架橋剤は、例えば架橋剤を含有しない同一のコーティング組成物と比較して、より高い値のＭＥＫ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｒｕｂｓで示される熱硬化性ネットワークの構築に役立ち得る。
【０１０７】
本開示の実施形態は、コーティング組成物が添加剤を含み得ることを提供する。添加剤の例としては、他の添加剤の中でも、酸化防止剤、充填剤、触媒、湿潤剤、消泡剤、流動剤、離型剤、スリップ剤、潤滑剤、ブロッキング防止剤、硫黄汚染をマスクする添加剤、顔料湿潤／分散剤、沈降防止剤、ＵＶ安定剤、接着促進剤、腐食防止剤、顔料、例えば、二酸化チタン、雲母、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、シリカ、酸化亜鉛、粉砕ガラス、アルミニウム三水和物、タルク、三酸化アンチモン、フライアッシュ、および粘土など、任意に１つ以上の分散剤、例えばアミノアルコール、およびポリカルボキシレート、任意に１つ以上の消泡剤、任意に１つ以上の防腐剤、例えば殺生物剤、殺カビ剤、殺菌剤、殺藻剤、およびそれらの組み合わせ、任意に１つ以上の増粘剤、例えばヒドロキシエチルセルロースなどのセルロース系増粘剤、疎水性変性アルカリ可溶性エマルジョン、疎水性変性エトキシル化ウレタン増粘剤、ならびにそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。異なるコーティング用途のために、異なる量の様々な添加剤を用いてもよい。
【０１０８】
上述のように、本明細書に開示されるコーティング組成物は、金属基材に塗布され得る。金属基材の例としては、とりわけ、金属シートまたはコイル、飲料缶、食品缶、例えばヘアスプレー、ヘアダイ、またはカラースプレーラッカーといった非食品用のもののようなエアゾール容器、ドラム、樽、バケツ、装飾缶、オープントレイ、チューブ、ボトル、モノブロック、キャップ、ヨーグルトおよびバター容器用の薄いアルミホイルベースの蓋などの蓋、またはクラウンコルク、ロールオンクロージャー、真空クロージャー、開栓防止クロージャー、缶クロージャー用の簡単な剥離蓋、および缶用の簡単な開放端または従来の端部などのガラスジャーおよびガラス瓶用のクロージャーが挙げられるが、これらに限定されない。本明細書に開示されるコーティング組成物が塗布され得る缶は、２ピース缶または３ピース缶であり得る。飲料缶としては、ビール缶、炭酸清涼飲料缶、エネルギー飲料缶、等張飲料缶、水缶、ジュース缶、茶缶、コーヒー缶、牛乳缶などが挙げられるが、これらに限定されない。食品缶としては、野菜缶、果物缶、肉缶、スープ缶、調理済み缶、魚缶、食用油缶、ソース缶などが挙げられるが、これらに限定されない。そのような缶は、様々な形状を有し得る。例えば、そのような缶は、円筒形、立方体、球形、半球形、瓶形、細長い立方体形、浅いまたは高い形状、円形もしくは長方形または他の好適な形状、またはそれらの組み合わせを有し得る。金属の例としては、アルミニウムおよびアルミニウム合金、鋼、電解ブリキ冷間圧延低炭素軟鋼、電解クロム／酸化クロム被覆冷間圧延低炭素軟鋼、ならびに他の前処理鋼が挙げられるが、これらに限定されない。前処理としては、リン酸、リン酸ジルコニウム、リン酸クロム、Ｃｒ（ＩＩＩ）およびＣｒ（ＶＩ）化合物など、ならびに一次腐食保護および接着性の改善などの理由のシランによる処理が挙げられるが、これらに限定されない。金属基材は、シート、ストリップ、またはコイルを含んでもよい。基材は、１つ以上のプレコーティング組成物でプレコーティングされてもよい。そのようなプレコーティング組成物としては、１つ以上の樹脂バインダー、１つ以上の樹脂架橋剤、１つ以上の溶媒、１つ以上の添加剤、および１つ以上の顔料が挙げられるが、これらに限定されない。樹脂結合剤の例としては、エポキシ、ポリエステル、オルガノゾル／ビニルを含有するポリ塩化ビニル、フェノール、アルキド、オレオレジン、アクリル樹脂などが挙げられるが、これらに限定されない。架橋剤の例としては、ヒドロキシアルキルアミド、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、尿素ホルムアルデヒド、メラミンホルムアルデヒド、ベンゾグアナミンホルムアルデヒドが挙げられるが、これらに限定されないアミノホルムアルデヒド樹脂、無水物樹脂、ブロックイソシアネート樹脂、およびエポキシ樹脂、エポキシ基含有ポリエステル、アクリル樹脂、ビニル樹脂などが挙げられるが、これらに限定されないエポキシ基含有樹脂が挙げられるが、これらに限定されない。溶媒およびシンナーの例としては、グリコールエーテル、アルコール、芳香族、例えば芳香族炭化水素、ホワイトスピリット、分岐ケトンおよびエステルが挙げられるが、これらに限定されない。添加剤の例としては、触媒、潤滑剤、湿潤剤、消泡剤、流動剤、離型剤、スリップ剤、ブロッキング防止剤、硫黄汚染をマスクする添加剤、顔料湿潤／分散剤、沈降防止剤、ＵＶ安定剤、接着促進剤が挙げられるが、これらに限定されない。顔料としては、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、亜鉛、およびアルミニウムが挙げられるが、これらに限定されない。基材は、１つ以上のプレコートされたラミネート組成物でプレコートされてもよい。そのような組成物は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはポリエステル組成物を含んでもよく、フィルム積層プロセスまたは溶融押出コーティングプロセスを介して金属基材上にフィルムとして適用されてもよい。
【０１０９】
金属基材は、スタンピング、絞り加工、再絞り、壁しごき加工、曲げ加工、ビーディング、エンボス加工、デボス加工、フランジ加工、ネッキング、延伸、ブロー延伸、および／または他の好適な従来の方法によって形成され得る。そのような方法は、当業者に既知である。多くの実施形態によれば、コーティング組成物は、例えば、金属基材、例えば金属シートまたは金属箔に塗布され、次いで、コーティングされた基材は、コーティングされた物品、例えば、金属缶またはコーティングされたクロージャー装置などの容器装置に形成され得る。多くの実施形態によれば、基材は、容器、例えば容器装置またはクロージャー装置に形成され得、次いで、容器装置またはクロージャー装置をコーティング組成物でコーティングして、コーティングされた物品を形成することができる。コーティング組成物は、様々な方法によって塗布され得る。例えば、ローラーコーティング、スプレーコーティング、パウダーコーティング、ディップコーティング、電着コーティング、印刷、ウォッシュコーティング、フローコーティング、ドローダウンコーティング、および／またはカーテンコーティングを介する。コーティング、すなわち金属基材に塗布されるコーティング組成物は、０．０１マイクロメートル（μｍ）〜２ミリメートル（ｍｍ）の範囲の厚さを有し得る。０．０１μｍ〜２ｍｍのすべての個々の値および下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、コーティングは、０．０１μｍ、０．０５μｍ、または１μｍの下限から２ｍｍ、１．５ｍｍ、または１ｍｍの上限までの厚さを有し得る。例えば、コーティングは、０．０１μｍ〜２ｍｍ、０．０５μｍ〜１．５ｍｍ、または代替として、０．１μｍ〜１ｍｍの厚さを有し得る。多くの実施形態によれば、コーティングは、５μｍ〜５０μｍの範囲の厚さを有し得る。コーティングはまた、多層コーティングとして互いの上に配置され得る。
【０１１０】
基材に塗布されたコーティング組成物は、例えば硬化したコーティングを形成するために硬化され得る。硬化プロセスは、乾燥、例えばとりわけ、空気乾燥、対流オーブン乾燥、熱風乾燥、および／または赤外線オーブン乾燥を含むことができる。多くの実施形態によれば、硬化は、放射線硬化、例えば電子ビーム硬化を含むことができる。基材に塗布されたコーティング組成物は、１０℃〜３７５℃の範囲の温度で、６０分未満、例えば４０分未満、３０分未満、２０分未満、１０分未満、５分未満、２分未満、１分未満、または２０秒未満の期間硬化され得る。１０℃〜３７５℃のすべての個々の値および下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、基材に塗布されたコーティング組成物は、１５℃〜２６０℃の範囲の温度で、６０分未満、例えば、４０分未満、２０分未満、１０分未満、５分未満、２分未満、もしくは１分未満の期間で硬化され得、または代替として、基材に塗布されたコーティング組成物は、１５℃〜２３５℃の範囲の温度で、６０分未満、例えば、４０分未満、１０分未満、５分未満、２分未満、または１分未満の期間で硬化され得る。硬化コーティングは、０．０１μｍ〜２ミリメートルｍｍの範囲の厚さを有し得る。０．０１μｍ〜２ｍｍのすべての個々の値および下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、硬化コーティングは、０．０１μｍ、０．０５μｍ、または１μｍの下限から２ｍｍ、１．５ｍｍ、または１ｍｍの上限までの厚さを有し得る。例えば、硬化コーティングは、０．０１μｍ〜２ｍｍ、０．０５μｍ〜１．５ｍｍ、または代替として、０．１μｍ〜１ｍｍの厚さを有し得る。多くの実施形態によれば、硬化コーティングは、１μｍ〜５０μｍの範囲の厚さを有し得る。
【０１１１】
上述のように、いくつかのコーティング用途では、コーティングされた物品が特定の機械的および化学的抵抗特性ならびに特定の外観特性などの特定の性能特徴を同時に提供することが望ましい。いくつかのコーティング用途に望ましい特定の機械的特性は、ケーニッヒ硬度値、例えば７０秒超のケーニッヒ硬度値である。いくつかのコーティング用途に望ましい特定の化学的抵抗特性としては、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）二重摩擦値が挙げられ、例えば、いくつかのコーティング用途には２００以上のＭＥＫ二重摩擦値が望ましく、レトルト後の外観評価、例えば２％の乳酸溶液、３％の酢酸溶液、および３％クエン酸溶液に合格する。
【実施例】
【０１１２】
実施例において、例えば、以下を含む、材料の様々な用語および呼称を使用した：
【表１】
2020066739.tif 000002
【０１１３】
本実施例で使用される追加の材料としては、溶媒（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈから入手可能なｎ−ブタノールおよびｎ−ブチルエチレングリコールエーテル）、塩基（Ｈｕｎｔｓｍａｎから入手可能なジメチルエタノールアミン（ＤＭＥＡ））、および架橋剤（ヒドロキシアルキルアミド、ＥＭＳ−ＧＲＩＬＴＥＣＨから入手可能なＰｒｉｍｉｄ（登録商標）ＱＭ−１２６０）が挙げられる。
【０１１４】
実験
コーティング組成および調製
表２で分かるように、コーティング組成物の各実施例および比較例を以下のように調製するが、溶融ブレンド生成物の各成分の重量パーセント（重量％）値は、溶融ブレンド生成物の合計重量に基づく重量％として表２に提供される。
【０１１５】
実施例１
Ｍ８９９Ｐを１３９グラム／分、Ｖ４２００を７６グラム／分、Ｐ５９８０ｉを５８グラム／分、およびＬ６４１を３０グラム／分で、制御された速度供給機を使用して直径２５ｍｍの二軸スクリュー押出機に添加し、成分を前進させて溶融ブレンドする。押出機の温度プロファイルは、最大約１６０℃に上昇した。中和剤としての水および塩基（ジメチルエタノールアミン／ＤＭＥＡ）を、それぞれ７３および３１グラム／分で押出機に供給した。希釈水をそれぞれ２４０および１４０グラム／分の速度で、２箇所に対して２つの別々のポンプを介して押出機の希釈ゾーンに供給した。押出機の温度プロファイルを、押出機の端部近くで１００℃未満の温度に戻して冷却した。押出機の速度は、約１２００ｒｐｍであった。押出機出口で、背圧調整器を使用して、押出機バレル内部の圧力を蒸気形成を減少させるのに好適な圧力に調節した。得られた水性分散液を、２００、５０、および２０ミクロンのフィルターで次の順序で濾過した。濾過後、水性分散液は、４４重量％の固形分および２．０ミクロンの体積平均粒子サイズを有していた。コーティング組成物を調製するために、Ｃｏｗｌｅｓブレードで６００回転／分で撹拌しながら１１５．４グラムの水性分散液を容器に添加し、６１．６グラムの塩基性水（０．３重量％のＤＭＥＡ水溶液）を約１分間の間隔にわたって第１の容器の内容物に添加する。２．６グラムの３０重量％の架橋剤溶液を塩基性水に添加する。架橋剤は、アジピン酸およびジイソプロパノールアミンから誘導されるヒドロキシアルキルアミド化合物のＰｒｉｍｉｄ（商標）ＱＭ−１２６０である。架橋剤の目標使用量は、全酸官能性の０．２５当量である。以下の式を使用して、酸官能基の所望の等価性に従って、Ｐｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０のレベルを計算する。
【数１】
2020066739.tif 000003
式中、Ｗは、樹脂ブレンド１００ｇあたりのＰｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０の重量である。Ａｉは、ｍｇ  ＫＯＨ／ｇで表される樹脂ブレンド中のｉ番目の成分の酸価であり、ωｉは、ｉ番目の成分の重量分率であり、９４は、Ｐｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０ヒドロキシル官能基の当量分子量であり、Ｅは、Ｐｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０の設計等価である。ｎ−ブタノールとエチレングリコールモノブチルエーテルとの２０．５グラムの１／１混合物を混合物に添加する。１０分間撹拌する。コーティング組成物は、２００グラムの重量、２６重量％の固形分、および０．４の有機溶媒重量（塩基を除く）対分散固形分重量比を有する。
【０１１６】
実施例２
実施例２の水性分散液は、Ｍ８９９Ｐの代わりにＭ１９９Ｐを使用し、ＤＭＥＡの供給速度が２９．５グラム／分であったことを除いて、実施例１の方法と同じ方法で調製した。水性分散液は、４３．２重量％の固形分および１．３ミクロンの体積平均粒度を有していた。実施例１のコーティング組成物と同じ固形分、Ｐｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０当量、および目的溶媒対分散固体比のコーティング組成物を調製するために、１１８．６グラムの水性分散液、５８．４グラムの塩基性水、２．５４グラムのＰｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０溶液、および２０．５グラムの溶媒混合物を実施例１と同じ方法で混合した。
【０１１７】
実施例３
実施例３の水性分散液は、Ｍ８９９Ｐの代わりにＭ１００Ｐを使用し、初期水の供給速度が毎分９０．７グラム／分であったことを除いて、実施例１の方法と同じ方法で調製した。水性分散液は、４４．３重量％の固形分および１．７ミクロンの体積平均粒度を有していた。実施例１のコーティング組成物と同じ固形分、Ｐｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０当量、および目的溶媒対分散固体比のコーティング組成物を調製するために、１１５．７グラムの水性分散液、６１．３グラムの塩基性水、２．５４グラムのＰｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０溶液、および２０．５グラムの溶媒混合物を実施例１と同じ方法で混合した。
【０１１８】
実施例４
実施例４の水性分散液は、Ｍ８９９Ｐの代わりにＦｕｓａｂｏｎｄ  Ｐ６１３を使用し、初期水およびＤＭＥＡの供給速度がそれぞれ９０．７／分および２８．９グラムであったことを除いて、実施例１の方法と同じ方法で調製した。水性分散液は、４２．７重量％の固形分および１．１ミクロンの体積平均粒度を有していた。実施例１のコーティング組成物と同じ固形分、Ｐｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０当量、および目的溶媒対分散固体比のコーティング組成物を調製するために、１１９．６グラムの水性分散液、５６．９グラムの塩基性水、３．１グラムのＰｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０溶液、および２０．４グラムの溶媒混合物を実施例１と同じ方法で混合した。
【０１１９】
実施例５
実施例５の水性分散液は、Ｍ８９９Ｐの代わりにＰ６１３を使用し、Ｐ６１３、Ｖ４２００、Ｐ５９８０ｉ、Ｌ６４１、初期水、ＤＭＥＡ、希釈水１、および希釈水２の供給速度が、それぞれ４０．８、１２．９、１４．４、７．６、２２．７、７．５、６０、および３５グラム／分であり、押出機の速度が、４５０回転／分であったことを除いて、実施例１の方法と同じ方法で調製した。水性分散液は、４２．１重量％の固形分および１．１ミクロンの体積平均粒度を有していた。実施例１のコーティング組成物と同じ固形分、Ｐｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０当量、および目的溶媒対分散固体比のコーティング組成物を調製するために、１２１．７グラムの水性分散液、５５．２グラムの塩基性水、２．６グラムのＰｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０溶液、および２０．５グラムの溶媒混合物を実施例１と同じ方法で混合した。
【０１２０】
実施例６
実施例６の水性分散液は、Ｍ８９９Ｐの代わりにＰ６１３を使用し、Ｐ６１３、Ｖ４２００、Ｐ５９８０ｉ、Ｌ６４１、初期水、ＤＭＥＡ、希釈水１、および希釈水２の供給速度が、それぞれ１９．７、３４．０、１４．４、７．６、２０．４、７．２、６０、および３５グラム／分であり、押出機の速度が、３５０回転／分であったことを除いて、実施例１の方法と同じ方法で調製した。水性分散液は、４４．３重量％の固形分および０．８ミクロンの体積平均粒度を有していた。実施例１のコーティング組成物と同じ固形分、Ｐｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０当量、および目的溶媒対分散固体比のコーティング組成物を調製するために、１１５．７グラムの水性分散液、６１．３グラムの塩基性水、２．５グラムのＰｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０溶液、および２０．５グラムの溶媒混合物を実施例１と同じ方法で混合した。
【０１２１】
実施例７
実施例７の水性分散液は、Ｍ８９９Ｐの代わりにＰ６１３を使用し、Ｐ６１３、Ｖ４２００、Ｐ５９８０ｉ、Ｌ６４１、初期水、ＤＭＥＡ、希釈水１、および希釈水２の供給速度が、それぞれ１５．１、３４．０、１８．９、７．６、２１．９、９．３、６０、および３５グラム／分であり、押出機の速度が、３５０回転／分であったことを除いて、実施例１の方法と同じ方法で調製した。水性分散液は、４３．０重量％の固形分および０．６ミクロンの平均粒度を有していた。実施例１のコーティング組成物と同じ固形分、Ｐｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０当量、および目的溶媒対分散固体比のコーティング組成物を調製するために、１１８．７グラムの水性分散液、５７．７グラムの塩基性水、３．１グラムのＰｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０溶液、および２０．４グラムの溶媒混合物を実施例１と同じ方法で混合した。
【０１２２】
実施例８
実施例８の水性分散液は、Ｍ８９９Ｐの代わりにＰ６１３を使用し、Ｐｏｌｙｗａｘ  ６５５をブレンドに添加したことを除いて、実施例１と同じ方法で調製した。Ｐ６１３、Ｖ４２００、Ｐ５９８０ｉ、Ｌ６４１、ＰＷ６５５、初期水、ＤＭＥＡ、希釈水１、および希釈水２の供給速度は、それぞれ１３６．１、７２．６、５７．５、３０．２、６．１、８４．７、２９．７、１００、および２００グラム／分であり、押出機の速度は、１２００回転／分であった。水性分散液は、４２．１重量％の固形分および０．７ミクロンの平均粒度を有していた。実施例１のコーティング組成物と同じ固形分、Ｐｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０当量、および目的溶媒対分散固体比のコーティング組成物を調製するために、１２１．５グラムの水性分散液、５５．６グラムの塩基性水、２．５グラムのＰｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０溶液、および２０．５グラムの溶媒混合物を実施例１と同じ方法で混合した。
【０１２３】
比較例Ａ
比較例Ａの水性分散液は、Ｍ８９９Ｐの代わりにＰＰ３５Ｒ８０を使用し、初期水およびＤＭＥＡの供給速度がそれぞれ６３．５および２８グラム／分であったことを除いて、実施例１と同じ方法で調製した。水性分散液は、４４．６重量％の固形分および０．８ミクロンの体積平均粒度を有していた。実施例１のコーティング組成物と同じ固形分、Ｐｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０当量、および目的溶媒対分散固体比のコーティング組成物を調製するために、１１５．２グラムの水性分散液、６１．８グラムの塩基性水、２．５４グラムのＰｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０溶液、および２０．５グラムの溶媒混合物を実施例１と同じ方法で混合した。
【０１２４】
比較例Ｂ
比較例Ｂの水性分散液は、Ｍ８９９Ｐの代わりにＨ７３９を使用し、初期水およびＤＭＥＡの供給速度がそれぞれ９０．７および３１．８グラム／分であったことを除いて、実施例１と同じ方法で調製した。分散液は、４３．９重量％の固形分および１．９ミクロンの体積平均粒度を有していた。実施例１のコーティング組成物と同じ固形分、Ｐｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０当量、および目的溶媒対分散固体比のコーティング組成物を調製するために、１１６．８グラムの水性分散液、６０．３グラムの塩基性水、２．４グラムのＰｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０溶液、および２０．５グラムの溶媒混合物を実施例１と同じ方法で混合した。
【０１２５】
比較例Ｃ
比較例Ｃの水性分散液は、Ｍ８９９Ｐの代わりにＰ３５３を使用し、初期水およびＤＭＥＡの供給速度がそれぞれ８４．７および２８．０グラム／分であったことを除いて、実施例１と同じ方法で調製した。水性分散液は、４６重量％の固形分および２．４ミクロンの体積平均粒度を有していた。実施例１のコーティング組成物と同じ固形分、Ｐｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０当量、および目的溶媒対分散固体比のコーティング組成物を調製するために、１１０．８グラムの水性分散液、６５．４グラムの塩基性水、３．４グラムのＰｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０溶液、および２０．４グラムの溶媒混合物を実施例１と同じ方法で混合した。
【０１２６】
比較例Ｄ
実施例Ｄの水性分散液は、Ｍ８９９Ｐの代わりにＬ７４５２を使用し、Ｌ７４５２、Ｖ４２００、Ｐ５９８０ｉ、Ｌ６４１、初期水、ＤＭＥＡ、希釈水１、および希釈水２の供給速度が、それぞれ３４．８、１８．９、１４．４、７．６、３１．８、１１、１２０、および０グラム／分であり、押出機の速度が、４５０回転／分であったことを除いて、実施例１と同じ方法で調製した。水性分散液は、３７．５重量％の固形分および３．０ミクロンの体積平均粒度を有していた。実施例１のコーティング組成物と同じ固形分、Ｐｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０当量、および目的溶媒対分散固体比のコーティング組成物を調製するために、１３６．０グラムの水性分散液、３９．９グラムの塩基性水、３．７グラムのＰｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０溶液、および２０．４グラムの溶媒混合物を実施例１と同じ方法で混合した。
【０１２７】
比較例Ｅ
実施例Ｅの水性分散液は、Ｍ８９９Ｐの代わりにＰ６１３を使用し、Ｖ４２００の代わりにＰＰ３５Ｒ８０を使用し、Ｐ６１３、ＰＰ３５Ｒ８０、Ｐ５９８０ｉ、Ｌ６４１、初期水、ＤＭＥＡ、希釈水１、および希釈水２の供給速度が、それぞれ１９．７、３４．０、１４．４、７．６、２７．２、７．２、６０、および３５グラム／分であり、押出機の速度は、７５０回転／分であったことを除いて、実施例１と同じ方法で調製した。水性分散液は、４１．４重量％の固形分および２．０ミクロンの体積平均粒度を有していた。実施例１のコーティング組成物と同じ固形分、Ｐｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０当量、および目的溶媒対分散固体比のコーティング組成物を調製するために、１２３．８グラムの水性分散液、５３．２グラムの塩基性水、２．５グラムのＰｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０溶液、および２０．５グラムの溶媒混合物を実施例１と同じ方法で混合した。
【０１２８】
比較例Ｆ
実施例Ｆの水性分散液は、Ｍ８９９Ｐの代わりにＰ６１３を使用し、Ｐ６１３、Ｖ４２００、Ｐ５９８０ｉ、Ｌ６４１、初期水、ＤＭＥＡ、希釈水１、および希釈水２の供給速度が、それぞれ４６．１、７．６、１４．４、７．６、２２．７、７．６、６０、および３５グラム／分であり、押出機の速度が、４５０回転／分であったことを除いて、実施例１と同じ方法で調製した。水性分散液は、４２．０重量％の固形分および１．８ミクロンの体積平均粒度を有していた。実施例１のコーティング組成物と同じ固形分、Ｐｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０当量、および目的溶媒対分散固体比のコーティング組成物を調製するために、１２２．０グラムの水性分散液、５５．０グラムの塩基性水、２．６グラムのＰｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０溶液、および２０．５グラムの溶媒混合物を実施例１と同じ方法で混合した。
【０１２９】
比較例Ｇ
比較例Ｇの水性分散液は、Ｍ８９９Ｐの代わりにＰ６１３を使用し、Ｐ６１３、Ｖ４２００、Ｐ５９８０ｉ、Ｌ６４１、初期水、ＤＭＥＡ、希釈水１、および希釈水２の供給速度が、それぞれ７．６、４６．１、１４．４、７．６、１７．４、７．１、３０、および６０グラム／分であり、押出機の速度が、４５０回転／分であったことを除いて、実施例１と同じ方法で調製した。水性分散液は、４１．４重量％の固形分および０．６ミクロンの平均粒度を有していた。実施例１のコーティング組成物と同じ固形分、Ｐｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０当量、および目的溶媒対分散固体比のコーティング組成物を調製するために、１２３．８グラムの水性分散液、５３．２グラムの塩基性水、２．５グラムのＰｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０溶液、および２０．５グラムの溶媒混合物を実施例１と同じ方法で混合した。
【０１３０】
比較例Ｈ
比較例Ｇの水性分散液は、Ｍ８９９Ｐの代わりにＰ６１３を使用し、Ｐ６１３、Ｖ４２００、Ｐ５９８０ｉ、Ｌ６４１、初期水、ＤＭＥＡ、希釈水１、および希釈水２の供給速度が、それぞれ７．６、４１．６、１８．９、７．６、１９．７、９．０、３０、および６０グラム／分であり、押出機の速度が、４５０回転／分であったことを除いて、実施例１と同じ方法で調製した。水性分散液は、４０．３重量％の固形分および０．５ミクロンの平均粒度を有していた。実施例１のコーティング組成物と同じ固形分、Ｐｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０当量、および目的溶媒対分散固体比のコーティング組成物を調製するために、１２６．７グラムの水性分散液、４９．７グラムの塩基性水、３．１グラムのＰｒｉｍｉｄ  ＱＭ−１２６０溶液、および２０．４グラムの溶媒混合物を実施例１と同じ方法で混合した。
【０１３１】
コーティングされたパネルの調製
コーティングを調製する前に、少なくとも一晩室温（２３℃）でコーティング組成物をエージングする。Ｌａｋｅｓｉｄｅ  Ｍｅｔａｌから供給されたブリキ基材（０．２５＃Ｂｒｉｇｈｔ  Ｔ−１の測定値．００９Ｘ４”Ｘ１２”）に巻線ドローダウンバー（＃１６）を備えた各コーティングされたパネルを調製する。特に記載がない限り、２０５℃のＤｅｓｐａｔｃｈオーブン（シリアル＃１８３９５２）でコーティングされたパネルを４分間硬化させる。乾燥コーティングの厚さは、典型的には７〜１０μｍ（０．３〜０．４ｍｉｌ）の範囲内である。
【０１３２】
レトルト試験
レトルト試験には、Ｔｕｔｔｎａｕｅｒ  ＥＺ１０または同様のオートクレーブを使用する。上記のようにコーティングされたパネルを調製する。コーティングされたパネルを２インチｘ３インチの細片に切断する。コーティングされたパネルの細片を、模擬食品（Ｃａｍｐｂｅｌｌ’ｓ（登録商標）Ｃｈｉｃｋｅｎ  ｗｉｔｈ  Ｒｉｃｅスープ）が半分満たされたガラス容器に入れる。容器を蓋で覆い、１３２℃に設定したオートクレーブに３０分間入れる。開く前にオートクレーブを６０℃に冷却する。ビーカーから試験パネルを取り外し、ＤＩ水ですすぎ、乾燥させる。オートクレーブから試験パネルを取り外してから３０分以内に、模擬食品に浸漬した被覆パネルの部分でクロスカット接着試験および鉛筆硬度試験を実行する。
【０１３３】
クロスハッチ接着試験
コーティングの厚さが５ミル未満の厚さであるため、ＡＳＴＭ  Ｄ  ３３５９−０９、方法「Ｂ」に従ってクロスハッチ接着剤を予備成形する。簡単に言うと、この試験では、各方向に２つの隣接する切れ目間の距離が１ｍｍである１０個の切れ目の正方形の格子パターンを作製する。格子の上に感圧テープを貼り付けてから取り外す。以下の尺度に従って接着性を評価する：
５Ｂ−切れ目のエッジは、完全に滑らかであり、格子の正方形のいずれも剥離しない。
４Ｂ−交点でコーティングの小さなフレークが剥離し、領域の５％未満が影響を受けた。
３Ｂ−コーティングの小さなフレークは、エッジおよび切れ目の交点に沿って剥離する。影響を受ける領域は、格子の５〜１５％である。
２Ｂ−コーティングは、エッジおよび正方形の一部に沿って薄片になっている。影響を受ける領域は、格子の１５〜３５％である。
１Ｂ−コーティングは、大きなリボンの切れ目のエッジに沿って薄片になり、正方形全体が剥離した。影響を受ける領域は、格子の３５〜６５％である。
０Ｂ−グレード１より悪い剥がれおよび剥離。
結果を以下の表２に示す。
【０１３４】
鉛筆硬度
ＡＳＴＭ方法Ｄ３３６３−０６に従って鉛筆硬度試験を実施する。フィルムを切らずに残す最も硬い鉛筆であるガウジ硬度を報告した。試験には、Ｄｅｒｗｅｎｔ  Ｇｒａｐｈｉｃの鉛筆セット（２０ピースパック、９Ｂ〜９Ｈ、９Ｂが最も柔らかいグレード）を使用する。結果を以下の表２に示す。
【表２】
2020066739.tif 000004
【０１３５】
表２のデータは、高融点および酸官能化樹脂で調製された分散液（実施例１〜８）が、レトルト試験後のコーティング接着性損失またはコーティング軟化が最小であることから明らかである優れたコーティング性能を与えることを示している。比較すると、低融点を有し、酸官能性のない樹脂（比較例Ａ）、高融点を有するが、酸官能性のない樹脂（比較例Ｂ）、または低融点を有し、酸官能性を有する樹脂（比較例Ｃ＆Ｄ）で調製された分散液は、レトルト試験後、著しい接着性損失もしくは著しいコーティング軟化、またはその両方で明らかなように、劣ったコーティング性能を与える。比較例Ｅは、より低い密度または低融点の共バインダー（Ｖ−４２００）を組み込むことが、良好なコーティング性能にとって重要であることを更に示している。比較例Ｆ〜Ｈは、優れたコーティング性能のための分散ポリマー組成物の最適な組成範囲があることを実証している。
【外国語明細書】
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