Recubrimiento resistente a pH elevado de proceso para recipientes alimentarios metálicos.

Una composición de recubrimiento de botes que contiene, en peso,

del 75% al 95% de una resina epoxi, del 4% al 15% de un agente reticulante de resina amínica, del 1 % al 3% de un poliisocianato bloqueado y del 1 % al 4% de un poliéster saturado

Recubrimiento resistente a pH elevado de proceso para recipientes alimentarios metálicos Ámbito de la invención

La presente invención se refiere a composiciones de recubrimiento mejorado para recipientes alimentarios metálicos, en especial cuando dichas composiciones de recubrimiento entran en contacto con agua destilada de pH elevado (es decir, pH superior a los valores normales de pH 6-8) durante el proceso de esterilización. La composición de recubrimiento mejorado de la presente invención se basa en un sistema de resinas epoxi-amino que se ha modificado con otros componentes para mejorar sus propiedades o prestaciones en entornos de pH elevado.

Antecedentes de la invención

Los recipientes metálicos para alimentos y bebidas normalmente tienen uno o más recubrimientos que impiden el contacto del producto envasado y/o el agua o vapor de proceso con el metal, con el fin de prevenir o minimizar la corrosión del metal. Cualquier corrosión de este tipo afectaría la calidad del producto envasado o influiría en el aspecto estético del recipiente que, a largo plazo, afectaría la calidad del producto envasado. En la producción de los recipientes metálicos de este tipo, el material se suministra a menudo en forma de láminas o bobinas, que están dotadas de un recubrimiento previo adecuado y que a continuación se procesan para obtener el recipiente deseado por moldeo (por ejemplo producción de botes de tres piezas) o por deformación (por ejemplo procesos de embutición profunda). Para la producción de botes para alimentos y bebidas se requieren recubrimientos que no tengan toxicidad o la tengan muy reducida y que sean lo suficientemente flexibles para resistir las deformaciones durante el proceso de fabricación del bote y la abrasión o arañazos durante el transporte. Además, los botes que contienen alimento envasado se esterilizan con frecuencia aplicando temperaturas de hasta 135°C. Por lo tanto, el recubrimiento tiene que ser suficientemente estable a estas temperaturas y tiene que ser capas de mantener una buena adhesión a la superficie del metal.

En la industria de los recubrimientos se conocen bien varios tipos de composiciones de recubrimiento. Tales composiciones de recubrimiento incluyen las resinas epoxi, las resinas de poliéster, las resinas de poli(cloruro de vinilo) (PVC), las resinas acrílicas y los ásteres epoxi como principales componentes de las resinas. Dichas composiciones de recubrimiento incluyen también un agente reticulante, por ejemplo una resina fenólica o una resina amínica, como son las basadas en urea, melamina, benzoguanamina o hexametoximetilmelamina, en función del uso pretendido.

Para los usos de recubrimiento externo de los botes, los sistemas de recubrimiento más empleados se basan por lo general en un sistema epoxi-fenólico o en un sistema epoxi-amina. Las formulaciones epoxi-fenólicas tienen algunos inconvenientes con respecto a la conservación del color después de múltiples horneados y a la resistencia a los pH elevados de proceso. Los sistemas de resinas epoxi-amino tienen por lo general una mejor resistencia de proceso que los sistemas epoxi-fenólicos, pero tienen algunas desventajas en términos de flexibilidad y moldeabilidad.

El uso de poliisocianatos boqueados como reticulantes o modificadores se ha generalizado cada vez más debido a sus atributos de propiedades o prestaciones, en particular respecto a la resistencia en el proceso y la flexibilidad. Sin embargo, el cumplimiento de las regulaciones o normativas alimentarias es un problema para este reticulante concreto. Normalmente, los sistemas de poliisocianato bloqueado emplean resinas de poliéster saturado como ligante principal. Algunos sistemas de este tipo pueden incluir opcionalmente una resina amínica, una resina fenólica o pequeñas cantidades de resina epoxi. Estos recubrimiento se recomiendan en general para el uso en el exterior de los botes, en los que no hay un contacto directo con el alimento, debido al contenido residual de agente bloqueante libre que puede llevar el poliisocianato.

La resistencia en el proceso es el principal requisito para las composiciones de recubrimiento empleadas para recubrir las superficies exteriores de los botes que contienen alimentos. El agua del proceso tiene un pH variable, desde neutro (pH 6-8) hasta elevado, por ejemplo pH 1-12. La resistencia en el proceso (es decir, la capacidad del recubrimiento de resistir las condiciones de esterilización a temperatura y presión elevadas) es inversamente proporcional a la flexibilidad y moldeabilidad de la película. En otras palabras, si se mejora la resistencia de proceso, esto influye negativamente en la flexibilidad y moldeabilidad de la película y viceversa. Este ha sido siempre un compromiso de prestaciones observado en los actuales sistemas de recubrimiento exterior de los botes. La resistencia de proceso influye también en la resistencia al efecto bimetal del recubrimiento del bote. La corrosión bimetal se produce cuando diferentes metales entran en contacto en presencia de un electrolito (p.ej. extremos EOE (easy open end) de hojalata o acero recubierto con cromo electrodepositado (ECCS) con plaquitas de aluminio con agua destilada como electrolito). El recubrimiento para este tipo de aplicación ha de tener buena resistencia de proceso para bloquear el flujo de corriente que va de un metal al otro.

Es objeto de la invención proporcionar una composición de recubrimiento de bote muy resistente al pH de proceso que tenga además una buena flexibilidad y moldeabilidad de película y resistencia al desgaste o abrasión para

soportar los esfuerzos mecánicos aplicados durante la formación del bote. Es también objeto de la Invención proporcionar una composición de recubrimiento de bote que tenga una resistencia a la corrosión bimetálica mejorada después de la transformación. Otro objeto consiste en proporcionar una composición de recubrimiento de bote que cumpla la normativa FDA 175.3 de modo que pueda utilizarse como recubrimiento interno del bote, que entra en contacto directo con el alimento seco.

En el documento WO /1779 se describe una composición de recubrimiento protector, formada por un copolfmero de bloques de epoxi y de poliéter y un reticulante. En WO 86/63 se describe una composición de recubrimiento formada por un aducto de una resina epoxi, una poliamina y un poliisocianato bloqueado. En JP 21 123142 se describe una composición de adhesivo formada por una resina de poliéster, una resina epoxi y un compuesto diisocianato. En JP 21 22541 se describe una composición de resina para material de recubrimiento de botes, formada por una resina de poliéster modificada con epoxi y un agente de reticulación.

Resumen de la invención

La presente invención se refiere a una composición de recubrimiento para botes que proporciona una excelente prestación a pH elevados (es decir, resistencia de proceso a pH elevado) y al mismo tiempo aporta un buen equilibrio entre flexibilidad y moldeabilidad de película y resistencia al desgaste.

La composición de recubrimiento de la presente invención contiene una porción sustancial de una resina epoxi, un agente reticulante de tipo resina amínica, una porción pequeña de un poliisocianato bloqueado y un poliéster saturado. Con preferencia, el poliisocianato bloqueado y el poliéster saturado están presentes en una cantidad tal que la proporción estequiométrica entre el OH y el NCO sea aprox. de 1:1.

Descripción detallada de la invención

La composición de recubrimiento de botes de la presente invención contiene en peso (es decir, % en peso de los componentes de resina referidos al peso total de la resina sólida) del 75% al 95% de una resina epoxi; del 4% al 15% de un agente reticulante de tipo resina amínica, del 1 % al 3% de un poliisocianato bloqueado y del 1 % al 4% de una resina de poliéster saturado. La composición contiene con preferencia del 8% al 9% de resina epoxi. La composición contiene con preferencia del 5% al 1% del agente reticulante de tipo aminoácido.

La resina epoxi puede ser cualquiera de las resinas epoxi empleadas habitualmente para formular las composiciones de recubrimiento de botes. Las resinas epoxi preferidas las que tienen un peso equivalente de epóxido comprendido entre 135 y 55 y tienen un valor promedio de n > 8, con mayor preferencia n adopta un valor de 8 a 16 (siendo n el grado de polimerización). Tales resinas epoxi se fabrican normalmente a partir de epiclorhidrina y bisfenol A. La resina epoxi es con preferencia una mezcla (p.ej., una mezcla 6:4) de por lo menos dos resinas epoxi de peso molecular elevado, de las cuales una resina epoxi tiene un peso equivalente de epóxido de 135-2 y la otra resina epoxi tiene un peso equivalente de epóxido de 22-55. Una combinación... [Seguir leyendo]

1. Una composición de recubrimiento de botes que contiene, en peso, del 75% al 95% de una resina epoxi, del 4% al 15% de un agente reticulante de resina amínica, del 1 % al 3% de un poliisocianato bloqueado y del 1 % al 4% de un poliéster saturado.

2. La composición de recubrimiento de botes de la reivindicación 1, en la que la resina epoxi está formada por una mezcla de por lo menos dos resinas epoxi de peso molecular elevado, de las cuales una resina epoxi tiene un peso equivalente de epóxido de 135 - 2 y la otra resina epoxi tiene un peso equivalente de epóxido de 22 - 55.

3. La composición de recubrimiento de botes de la reivindicación 2, en la que una resina epoxi tiene un grado medio de polimerización n = 9 y la otra resina epoxi tiene un grado medio de polimerización n = 12; la proporción entre las dos resinas epoxi de peso molecular elevado es con preferencia una proporción 6:4 entre la resina epoxi de peso molecular más bajo y la resina epoxi de peso molecular más alto.

4. La composición de recubrimiento de botes de la reivindicación 1, en la que la resina epoxi es un éter de diglicidilo del bisfenol A y epiclorhidrina.

5. La composición de recubrimiento de botes de la reivindicación 1, en la que el agente reticulante de resina amínica contiene una resina de urea n-butilada y formaldehído que tiene un índice de acidez de - 5 mg de KOH/g o una resina de benzoguanamina n-butilada y formaldehído que tiene un índice de acidez de 1 - 5 mg de KOH/g.

6. La composición de recubrimiento de botes de la reivindicación 1, en la que la proporción entre los sólidos de la resina epoxi y los de la resina amínica se sitúa entre 94:6 y 9:1.

7. La composición de recubrimiento de botes de la reivindicación 1, en la que el poliisocianato bloqueado se basa en el diisocianato de isoforona (IPDI), el poliisocianato bloqueado está bloqueado con preferencia con la e- caprolactama.

8. La composición de recubrimiento de botes de la reivindicación 1, en la que el poliéster saturado tiene un peso molecular (Mn) comprendido entre 5 y 1. Da y tiene un índice de hidroxilo comprendido entre 3 y 8 mg de KOH/g, el poliéster saturado contiene con preferencia del 1,5 al 2,5% de grupos OH y un peso equivalente OH aprox. de 85.

9. La composición de recubrimiento de botes de la reivindicación 1, en la que el poliéster saturado y el poliisocianato bloqueado están presentes en cantidades tales, que la proporción entre el OH del poliéster y el NCO del poliisocianato bloqueado es de aprox. 1:1.

1. La composición de recubrimiento de botes de la reivindicación 1, que contiene además un disolvente orgánico en una cantidad tal que composición tenga un contenido total de sólidos comprendido entre el 35% el 45% del peso total de la composición.

11. La composición de recubrimiento de botes de la reivindicación 1, que contiene además uno o más componentes elegidos entre catalizadores ácidos bloqueados, lubricantes, agentes Teológicos y agentes de control de espuma.

12. La composición de recubrimiento de botes de la reivindicación 1, en la que todos los componentes cumplen la norma FDA 175.3.

13. La composición de recubrimiento de botes de la reivindicación 2, en la que la proporción entre los sólidos de la resina epoxi y los de la resina amínica se sitúa entre 94:6 y 9:1, en la que el poliisocianato bloqueado se basa en el diisocianato de isoforona (IPDI) y está bloqueado con la s-caprolactama, en la que el poliéster saturado tiene un peso molecular (Mn) comprendido entre 5 y 1, Da y tiene un índice de hidroxilo comprendido entre 3 y 8 mg de KOH/g, y en la que el poliéster saturado y el poliisocianato bloqueado están presentes en cantidades tales que la proporción entre el OH del poliéster y el NCO del poliisocianato bloqueado se sitúa aprox. en 1:1.

14. La composición de recubrimiento de botes de la reivindicación 13, que contiene además un disolvente orgánico en una cantidad tal que la composición tenga un contenido total de sólido del 35% al 45% del peso total de la composición.

15. La composición de recubrimiento de botes de la reivindicación 14, en la que el agente reticulante de tipo resina amínica contiene una resina de benzoguanamina n-butilada y formaldehído que tiene un índice de acidez de 1- 5 mg de KOH/g.

16. La composición de recubrimiento de botes de la reivindicación 1, dicha composición contiene, en peso, del 8% al 9% de la resina epoxi y/o del 5% al 1% de agente reticulante de tipo resina amínica.