ES2289540T3

ES2289540T3 - Polialcohol carbamatado y composiciones y procedimientos de utilizacion de estos polialcoholes.

Info

Publication number: ES2289540T3
Application number: ES04760932T
Authority: ES
Inventors: Paul J. Lynch; Michael T. List; Ron D. Taylor; Kareem Kaleem; Youssef Moussa
Original assignee: PPG Industries Ohio Inc
Current assignee: PPG Industries Ohio Inc
Priority date: 2003-05-08
Filing date: 2004-05-06
Publication date: 2008-02-01
Anticipated expiration: 2024-05-06
Also published as: AU2004239290A1; CA2524362C; DK1620516T3; WO2004101690A2; WO2004101690A3; BRPI0410147B1; DE602004007643T2; ATE367423T1; DE602004007643D1; CA2524362A1; PL1620516T3; EP1620516A2; BRPI0410147A; EP1620516B1; AU2004239290B2

Abstract

Una composición de recubrimiento para recipientes de alimentos que es dispersable en agua que comprende: (a) al menos un polialcohol carbamatado; y (b) al menos un reticulador que comprende grupos funcionales reactivos con la función carbamato del componente (a) donde el polialcohol carbamatado es el producto de reacción de al menos un polialcohol alifático y/o aromático, al menos un óxido de alquileno y al menos un carbamato de alquilo.

Description

Polialcohol carbamatado y composiciones y procedimientos de utilización de estos polialcoholes.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a recubrimientos y métodos para su utilización que mejoran las características físicas de los recipientes recubiertos. Más específicamente, según la presente invención, se puede alcanzar una mayor resistencia al tratamiento de retorta con vapor, así como una resistencia mejorada a la degradación tropical.

Antecedentes de la invención

Las composiciones de recubrimiento para recipientes utilizados en el industria de alimentos y bebidas deben cumplir una serie de requerimientos relativamente restrictivos para ser comercialmente aceptables. El recubrimiento deberá adherirse bien al material de base, tal como un metal, y deberá poseer flexibilidad, extensibilidad y características de adherencia de manera que soporte el procesado del propio recipiente. El recubrimiento deberá ser capaz también de resistir las condiciones de calor, vapor y presión encontradas frecuentemente durante el procesado del recipiente y su contenido. Además, el propio recubrimiento no afectará al sabor de un alimento o bebida. de su interior. Por último, el recubrimiento será capaz de resistir la degradación durante el almacenamiento de los botes, en particular cuando estos sean sometidos a altas temperaturas y humedad ambientes.

Los recubrimientos para recipientes de alimentos se someten a procesado con vapor y a ciclos de horneado prolongados. El procesado con vapor es causa frecuente de un defecto en los recubrimientos de recipientes que se conoce como "enrojecimiento", que es un enturbiamiento de la película, que se cree debido a la absorción de agua.. El enrojecimiento es particularmente evidente en los recubrimientos de recipientes que son sometidos a condiciones de altas temperaturas y alta humedad durante el procesado con vapor. Otra forma de degradación del recubrimiento es la llamada "degradación tropical" que puede tener lugar cuando los botes llenos o sin llenar se almacenan en condiciones ambientales de temperatura y humedad altas.

Es deseable contar con composiciones de recubrimiento de recipientes que tengan resistencia mejorada a los defectos causados por el procesado con vapor, tales como manchas de agua, menor resistencia a disolventes, menor resistencia a la abrasión y menor capacidad de retención del brillo, así como con recubrimientos que ofrezcan además resistencia frente a la degradación tropical.

Compendio de la invención

La presente invención se refiere a recubrimientos de recipientes para alimentos que comprenden un polialcohol carbamatado y un reticulador para el mismo. Los recubrimientos pueden comprender también una resina formadora de película y uno o más aditivos convencionales de los recubrimientos. También entran dentro del alcance de la invención métodos de utilización de estos recubrimientos que mejoran su comportamiento, como son los recipientes para alimentos recubiertos con estos recubrimientos.

Los recubrimientos de la presente invención proporcionan numerosas ventajas sobre otros recubrimientos conocidos en la técnica. Por ejemplo, los presentes recubrimientos tienen una excelente resistencia al tratamiento con retorta sin que pierdan flexibilidad. Tal como aquí se utiliza, el término "resistencia a la retorta" se refiere a la capacidad de resistir o al menos hacer mínima la decoloración, manchas de agua, pérdida de resistencia a disolvente, pérdida de resistencia a la abrasión y/o pérdida de brillo. Además de la resistencia a las altas temperaturas y presiones de la retorta, los presentes recubrimientos muestran una resistencia potenciadas a la degradación tropical. "Degradación tropical" se refiere al enturbiamiento, decoloración, pérdida de brillo, pérdida de resistencia a disolvente y/o menor resistencia a la abrasión que sufre un recubrimiento al ser expuesto a altas temperatura ambiente y humedad. Además, los presentes recubrimientos tienen bajo contenido en compuestos orgánicos volátiles, lo que es deseable desde el punto de vista medioambiental.

Otra ventaja particular de los presentes recubrimientos es que el polialcohol carbamatado es dispersable en agua. Frecuentemente, los componentes de recubrimiento de botes que son inherentemente dispersables en agua tienen un impacto negativo sobre la resistencia a la retorta, ya que tales compuestos presentan típicamente sensibilidad al agua. Ha sido sorprendente que el presente polialcohol se pueda dispersar en agua sin afectar la resistencia a la retorta. Se cree que esto es debido a la formación de uniones uretano entre el poialcohol carbamatado y el reticulador, aunque los autores de la invención no pretenden relacionarlo con ningún mecanismo.

Descripción detallada de la invención

La presente invención se refiere a recubrimientos de recipientes para alimentos que comprenden al menos un polialcohol carbamatado y al menos un reticulador para el mismo. Los polialcoholes carbamatados de la presente invención son productos de la reacción de un polialcohol aromático y/o alifático, un óxido de alquileno, y un carbamato de alquilo. El reticulador se selecciona de manera que sea reactivo con la función carbamato del producto de reacción.

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Según la presente invención, se puede utilizar cualquier polialcohol o combinaciones de ellos. Los compuestos pueden tener cualquier número de átomos de carbono, tales como 1 a 20, y cualquier número de grupos funcionales hidroxilo, aunque son particularmente adecuados 2-4 grupos hidroxilo. Pueden estar presentes uno o más anillos aromáticos, y si está presente más de un anillo aromático, éstos pueden estar condensados o sin condensar. Los dialcoholes aromáticos son particularmente adecuados. La presencia de una fracción aromática se cree que contribuye a la flexibilidad de los presentes recubrimientos, así como a la superior resistencia al tratamiento de retorta, aunque los autores de la presente invención no desean relacionarlo con ello. De nuevo, pueden estar presentes en el dialcohol aromático uno o más anillos aromáticos, pudiendo estar los anillos condensados o sin condensar si hay más de un anillo presente. Entre los ejemplos particularmente adecuados de dialcoholes aromáticos están los bisfenoles tales como Bisfenoles A, F, E, M, P y Z.

El polialcohol experimenta una prolongación de la cadena por reacción con al menos un óxido de alquileno. La fracción alquileno del óxido de alquileno puede tener cualquier número de átomos de carbono, y puede estar ramificada o sin ramificar. Óxidos de alquileno particularmente adecuados son los que tienen de 1 a 10 átomos de carbono, tales como los que tienen 2 a 4 átomos de carbono. Estos compuestos están disponibles comercialmente.

El polialcohol se puede hacer reaccionar con el óxido de alquileno en cualquier reacción molar. Por ejemplo, la reacción de dialcohol aromático a óxido de alquileno puede ser de 1:1 a 1:10 átomos de carbono o incluso más alta. Se pueden utilizar los procedimientos de reacción convencionales para hacer reaccionar el óxido de alquileno con uno o más de los grupos hidroxilo del polialcohol y para unir luego los grupos óxido de alquileno entre sí para prolongación de cadena adicional. Alternativamente, estos productos se pueden encontrar en el comercio fabricados, por ejemplo, por BASF en su línea de productos MACOL. Un producto particularmente adecuado es aquel en que reaccionan seis moles de óxido de etileno con una mol de Bisfenol A.

El producto de reacción de polialcohol/óxido de alquileno o "polialcohol de cadena prolongada" se hace reaccionar entonces con al menos un carbamato de alquilo para formar el "polialcohol carbamatado" de la presente invención. La parte alquilo del carbamato de alquilo puede tener cualquier número de átomos de carbono y puede estar ramificada o sin ramificar. Son particularmente adecuados los carbamatos de alquilo que tienen hasta 10 átomos de carbono, tal como 2 a 4 átomos de carbono. Los compuestos carbamato de alquilo están comercialmente disponibles, tales como los de Cytec Industries, Inc. La relación molar de polialcohol de cadena prolongada a carbamato de alquilo será típicamente de 1:1,5-4 tal como 1:2.

El producto de reacción de los polialcoholes, óxido(s) de alquileno y carbamato(s) de alquilo según la presente invención se puede representarse en general por la estructura (I):

1

"F" representa el radical del polialcohol. Como se muestra en la estructura (I), el polialcohol es un dialcohol. Se comprenderá que pueden unirse al F más de dos grupos dependiendo del número de grupos hidroxi sobre el F y las demás condiciones de reacción empleadas "F" puede comprender, por ejemplo, uno o más anillos aromáticos. "R" es la porción alquilo del óxido de alquileno. En algunos modos de realización, R estará entre 1 y 10 átomos de carbono, y en algunos modos de realización, R tendrá de 2 a 4 átomos de carbono. Los dos grupos "R" serán iguales si se utiliza solo un óxido de alquileno. Si se emplea una mezcla de óxidos de alquileno, se comprenderá que R podrá ser diferente para cada unidad que se repite (es decir -{RO}_{n}- y {-RO}_{m}-) en el compuesto. Dos grupos funcionales carbamato están situados en uno y otro extremo del compuesto que tiene estructura (I). "R_{1}" puede ser hidrógeno o grupo alquilo de 1 a 10 átomos de carbono, tal como 1 a 4 átomos de carbono. De nuevo, los dos grupos "R_{1}" serán iguales si se emplea solamente un carbamato de alquilo; si se utiliza una mezcla de carbamatos de alquilo, los grupos R_{1} pueden ser iguales o diferentes. Como se puede comprender, al reaccionar el carbamato con el polialcohol de cadena prolongada, habrá un sub-producto alcohol; el alcohol tendrá el mismo número de átomos de carbono que el grupo alquilo del carbamato utilizado. El número de grupos óxido de alquileno que llega a unirse al polialcohol, representado en la estructura (I) como "n" y "m" variará dependiendo del número de moles de óxido de alquileno utilizadas. Por ejemplo, si se utilizan seis moles de óxido de alquileno, el producto de reacción tendrá predominantemente n igual a 3 y m igual a 3, si se emplean 10 moles de óxido de alquileno, el producto de reacción tendrá ambos, n y m, predominantemente igual a 5, etc. Hay que señalar que cantidades iguales de unidades repetidas derivadas de óxido de alquileno no se unirán necesariamente a uno y otro lado del polialcohol, sino que el resultado será, en su lugar, una distribución; m y n serán típicamente iguales en las especies predominantes en la distribución, sin embargo. En un modo de realización, m y n juntas son al menos 2. Aunque es posible que solo reaccione un grupo hidroxilo del polialcohol con el óxido de alquileno, y algo de tales productos esté presente en la distribución de productos de reacción que resulten, el empleo de un catalizador, como se discutirá después, asegura típicamente que todos los grupos hidroxilo en el polialcohol reaccionen con el óxido de alquileno. Este es un resultado deseable, ya que los polialcoholes carbamatados de la presente invención, que tienen típicamente 2 o más grupos funcionales carbamato, reaccionarán con el reticulador para formar un retículo tridimensional. Al curarse, el recubrimiento tendrá las propiedades deseables antes descritas, particularmente cuando el recubrimiento comprende también una resina formadora de película adicional, como se discute después.

En el siguiente esquema (1) se ilustra una reacción según la presente invención, y en él, el polialcohol es Bisfenol A, el óxido de alquileno es óxido de etileno, se han hecho reaccionar 6 moles de óxido de tileno con el Bisfenol A de manera que ataquen a tres grupos alquileno a uno y otro lado del Bisfenol A y el carbamato es carbamato de metilo. Según esto, el subproducto es metanol.

Esquema de reacción (I)

2

Las composiciones de recubrimiento de la presente invención comprenden además un reticulador que reaccionará con la función carbamato del polialcohol carbamatado. Es decir, el reticulador tendrá una pluralidad de grupos funcionales que son reactivos con el (los) grupo(s) carbamato del polialcohol carbamatado. Estos grupos reactivos incluyen grupos activos metilol o metilalcoxilo en los agentes de reticulación aminoplásticos o en otros compuestos tales como aductos fenol/formaldehido. Entre los ejemplos se incluyen resinas de melamina formaldehido (que incluyen resina de melamina monomérica o polimérica y resina de melamina parcial o completamente alquilada) y resinas de urea (por ejemplo metilol ureas, tales como resina de urea formaldehido y alcoxiureas tales como resina de urea formaldehido butilada). Las resinas de melamina alcoxiladas están comercializadas por Cytec Specialty Chemicals en su línea CYMEL; resinas de glicolurilo alcoxiladas están también comercializadas por Cytec. El término "resina de aminoplástico" se utiliza para referirse a resinas de melamina alcoxiladas y resinas de glicourilo alcoxiladas. En la reacción del polialcohol carbamatado con una resina de aminoplástico, el grupo carbamato reacciona con el metilol y/o grupos alcoxilo de la resina. Se comprenderá que la reacción entre los grupos carbamato y los grupos metilol y/o alcoxilo da lugar a la formación de uniones uretano. Las uniones uretano proporcionan resistencia a hidrólisis, lo que significa una mayor resistencia a tratamiento en retorta y resistencia a degradación tropical.

Las composiciones de recubrimiento pueden comprender además una resina que forma película. En un modo de realización, la resina que forma película es aquella que puede reticularse con el producto de reacción polialcohol carbamatado/reticulador, consiguiéndose tal reticulación por reacción del producto de reacción del polialcohol carbamatado/reticulador y los grupos funcionales de la resina que forma película. En otro modo de realización, la resina que forma película carece de funcionalidad reactiva. Se pueden utilizar mezclas de resinas que forman película. Se pueden emplear también reticuladores adicionales.

Cualquier resina que forma película se puede utilizar según la presente invención, siempre que no tenga problemas de compatibilidad. Entre los ejemplos de polímeros útiles en la formación de la resina se incluyen copolímeros acrílicos que contienen hidroxilo o ácido carboxílico, polímeros de poliéster que contienen hidroxilo o ácido carboxílico, que incluyen polímeros alquídicos, oligómeros y polímeros de poliuretano que contienen isocianato y o hidroxilo, y poliureas que contienen amina o isocianato. Estos polímeros se describen además en la Patente estadounidense No. 5.939.491, columna 7, línea 7 a columna 8, línea 2; esta Patente así como las Patentes a las que en ella se citan, se incorporan aquí como referencia.

Los polímeros acrílicos son particularmente adecuados y pueden comprender cualquier número de monómeros acrílicos u otros monómeros etilénicamente insaturados. Por ejemplo se puede utilizar cualquier combinación de los siguientes monómeros: ácidos acrílicos, ácidos metarílicos, ácidos metil acrílicos, ácidos metil metacrílicos, acrilato de butilo, metacrilato de butilo, N-butoxi metil acrilamida, metacrilato de alilo, acrilato de alilo, estireno; metacrilatos de hidroxialquilo, acrilamidas; metacrilamidas, N,N-dimetilacrilamida, N-i-propilacrilamida, butilacrilamida, ácido maleico, anhidrido maleico, ácido itacónico, ácido vinil acético, ácido alilacético, metacrilonitrilos, acrilonitrilos, viniltolueno, ácido vinil sulfónico, ácido alil sulfónico, ácido vinil fosfónico, acetato de vinilo, ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfónico, 2-metacrilamido-2-metilpropano sulfónico, ácido estiren sulfónico, acrilatos hidroxialquílicos, vinilos, fluoruros de vinilideno, ésteres vinílicos,.ácido carboxietilacrílico, acrilatos sulfoalquílicos, metacrilatos sulfoalquílicos, ácido aliloxi-2-hidroxipropano sulfónico, y ácido metacrilamido hidroxipropil sulfónico. Un modo de realización de la presente invención excluye el recubrimiento que comprende un polímero acrilico injertado con función carbamato que es el producto de reacción de polímeros acrílicos primero y segundo, uno de los cuales tiene función carbamato. Hay que señalar que cuando se incluye acrílico en la presente invención, el polialcohol carbamatado reaccionará con el reticulador que tiene grupos funcionales reactivos a carbamato, este producto de reacción puede entonces, en algunos casos, reaccionar con el acrílico. Se pueden utilizar también uno o más reticuladores adicionales que curarán el acrílico. El polialcohol carbamatado no reacciona directamente con el acrílico; por eso las composiciones de la presente invención no comprenden polímeros acrílicos que tienen función carbamato en cadena lateral o injertada directamente en ellos. Esto es válido si se emplea cualquier otro tipo de resina formadora de película o polímero.

El término "recubrimiento curado" y términos similares se entiende que se refieren a aquel recubrimiento en que los componentes reaccionan entre sí de manera que resisten la fusión al calentarlos.

Las composiciones de la presente invención pueden comprender además uno o más aditivos de los encontrados típicamente en las composiciones de recubrimiento, por ejemplo, tintes, pigmentos, agentes de extendido, agentes tensioactivos, cargas, agentes estabilizantes, agentes humectantes, agentes dispersantes, promotores de adherencia, agentes anti-corrosión, agentes de control de flujo, ceras, lubricantes, agentes tixotrópicos, antioxidantes, estabilizantes a la luz, y similares. Entre los agentes humectantes adecuados se incluyen, por ejemplo, MODAFLOW y MODAFLOW AQ3000 de UCB Chemicals, ADDITOL XW395 también de UCB Chemicals, y TAMOL, 1124 disponible de Rohm y Haas. Los promotores de adherencia adecuados incluyen, por ejemplo, 2061 y 2063, ambos de Lubrizol. ceras y lubricantes adecuados incluyen, por ejemplo, BYK 346 y BYK 333 de Byk Chemie, SILWET L7500 y SILWET L7602 de Crompton Corporation, TBF 190 y TBF 7602 de Path Silicones, MPP620, POLYFLUO 523 y POLYFLUO 150 de Micro Powders, Inc., LANCO 1799P de Lubrizol, y SST3 de Shamrock Technologies. Entre los eliminadores de espuma adecuados se incluyen, por ejemplo, BYK 035 y BYK 032 de Byk Chemie y DAPRO 880 de Elementis.

Las composiciones de la presente invención pueden incluir un catalizador para potenciar la acción de curado. Por ejemplo, cuando se utilizan compuestos aminoplásticos, se puede emplear un catalizador ácido fuerte. Estos catalizadores son muy conocidos y entre ellos se incluyen, por ejemplo, ácido p-toluen sulfónico ("PTSA"), ácido dinonilnaftalen disulfónico, ácido dodecilbencenosulfónico, fosfato ácido de fenol, maleato de monobutilo, fosfato de butilo, y éster hidroxi fosfato. Los catalizadores de ácido fuerte se bloquean frecuentemente, tal como con una amina. Otros catalizadores que pueden utilizarse son ácidos de Lewis, sales de zinc, y sales de estaño, un ejemplo de los cuales es dilaurato de dibutil estaño.

Los recubrimientos de la presente invención comprenderán típicamente entre 5 y 50 por ciento en peso del polialcohol carbamatado, tal como 15 a 35 por ciento en peso. El reticulador empleado para reaccionar con el polialcohol carbamatado en las presentes composiciones comprenderá típicamente 10 a 50 por ciento en peso de la composición total, tal como 20 a 40 por ciento en peso. En algunos casos, incrementando la cantidad de polialcohol carbamatado y reticulador el resultado será una mayor resistencia. La resina que forma película, si está presente, estará típicamente en una cantidad de 10 a 60% en peso, tal como 25 a 45% en peso. Cualquier aditivo adicional que se incluya en las presentes composiciones no sobrepasará típicamente al 45% en peso de las composiciones de recubrimiento; hay que señalar que este número será relativamente bajo (es decir, menor del 15 por ciento en peso) para formulaciones no pigmentadas. Todos los porcentajes en peso citados aquí se basan en sólidos totales, a menos que se indique de otra manera.

Como se ha señalado antes, una ventaja de la presente invención es que los recubrimientos presentes pueden ser de base acuosa en lugar de ser a base de disolvente. "Base acuosa" se refiere a un recubrimiento en el cual el disolvente es o bien todo agua o predominantemente agua mezclada con una cantidad menor de co-disolvente. También se pueden emplear disolventes orgánicos, si se desea, tales como cetonas, ésteres, acetatos, amidas apróticas, sulfóxidos apróticos, o aminas apróticas. El disolvente, si es agua, disolvente orgánico o mezclas de ellos, comprende típicamente aproximadamente 35 a 75 por ciento en peso de la composición total.

Las composiciones de recubrimiento de la presente invención son sometidas preferentemente a condiciones que permitan que se cure el recubrimiento. Aunque pueden utilizarse diversos métodos de curado, el curado por calor es el más deseable. Por lo general, el curado por calor se efectúa por exposición del artículo recubierto a temperatura elevada proporcionada principalmente por fuentes de calor radiante. Las temperaturas de curado dependerán del (de los)
agente(s) reticulante(s) particulares, sin embargo, varían por lo general entre 150ºC y 220ºC. El tiempo de curado variará también dependiendo de parámetros tales como los componentes que se utilicen, el espesor de la capa, y similares. Típicamente, los tiempos de curado variarán entre menos de 1 minuto y 25 minutos, tales como 2 a 4 minutos.

Las composiciones de la presente invención son particularmente adecuadas para aplicarlas a recipientes de alimentos. Tal como aquí se utiliza, el término "recipiente(s) de alimentos" se refiere se refiere a receptáculos metálicos utilizados para llenarlos con alimentos y/o bebidas. Las composiciones de recubrimiento pueden utilizarse para la parte exterior o la interior de los recipientes.

Hay que señalar que el proceso de tratamiento al vapor es utilizado en un cierto número de procedimientos de procesado de alimentos, tales como pasteurización, esterilización, y cocinado de los productos alimenticios y/o las bebidas. Las bebidas tales como cerveza, bebidas lácteas, zumos y bebidas de zumos, son sometidas, todas ellas, a tratamiento con calor en los recipientes en los que se venden. De manera análoga, los productos alimenticios para consumo humano y animal, que incluyen verduras, carne, y frutas, son sometidos a procesado en los recipientes en los que se venden. Se puede utilizar un tiempo corto de pasteurización para las bebidas tales como cerveza, que requerirá un procesado a aproximadamente 80ºC durante aproximadamente 15 a 30 minutos, mientras que un recipiente de carne sin cocer requerirá un tiempo de procesado considerablemente más largo a temperaturas más altas, por ejemplo 90 minutos a 125º a 130ºC. "El tratamiento de retorta al vapor" supone por lo general un procesado al vapor a temperaturas de 100ºC a 150ºC durante tiempos de 1 a 120 minutos. Se utiliza también el procesado de "llenado en caliente" a temperaturas de 80ºC a 100ºC. De nuevo, los tiempos de procesado y las temperaturas variarán dependiendo del contenido y cantidad de alimento o bebida que se va a procesar. Tal como se ha señalado antes, para ser comercialmente aceptable, el recubrimiento sobre el recipiente será resistente al enrojecimiento y otro tipo de degradación de las que se producen frecuentemente en el tratamiento de retorta al vapor. Las presentes composiciones de recubrimiento son particularmente adecuadas para este propósito.

Según esto, la presente invención está dirigida además a un método para mejorar la resistencia al tratamiento en retorta que comprende la aplicación a un recipiente de alimentos de una composición de recubrimiento de la presente invención; curado de la composición; llenado del recipiente; y sometimiento del recipiente lleno a tratamiento en retorta con vapor. Cualquier mejora en la resistencia a disolvente, resistencia a la decoloración, resistencia a manchas de agua, resistencia a la abrasión, y/o resistencia a la pérdida de brillo constituye una mejora en la resistencia a tratamiento en retorta dentro de la presente invención.

Se ha descubierto que, sorprendentemente, las presentes composiciones muestran asimismo una superior resistencia a la degradación tropical. Como se ha señalado antes, la degradación tropical tiene lugar al exponerse un recipiente de alimentos a una elevada temperatura y humedad ambiente durante un período de tiempo prolongado. Por ejemplo, cuando la temperatura ambiente es de aproximadamente 26,7ºC o más alta y la humedad es del 70 por ciento o más alta, se puede observar la degradación tropical en unos pocos días. Como resultado de tal exposición, los recubrimientos de los botes se pueden hacer borrosos, decolorarse, y/o sufrir pérdida de brillo, pérdida de resistencia a disolvente y/o pérdida de resistencia a la abrasión. La degradación tropical se puede observar tanto en botes llenos como sin llenar. Según esto, la presente invención se refiere además a un método para mejorar la resistencia a la degradación tropical de un recubrimiento de recipiente de alimentos que comprende la aplicación de una composición de recubrimiento al recipiente de alimentos; curado de la composición; y sometimiento del recipiente a una temperatura de al menos 80ºC (26,7ºC) y un nivel de humedad de al menos 70 por ciento. Cualquier mejora en la resistencia al enturbiamiento, resistencia a la decoloración, resistencia a disolvente, resistencia a pérdida de brillo y/o resistencia a la abrasión constituye una mejora en la resistencia a la degradación tropical dentro de la presente invención.

La presente invención se refiere además a un recipiente de alimentos que ha sido recubierto con una o más composiciones de la presente invención. El recubrimiento, como se ha señalado antes, se puede aplicar interna o externamente al recipiente de alimentos. En un modo de realización el recubrimiento es aplicado al exterior del recipiente de alimentos. Los recubrimientos pueden estar pigmentados o sin pigmentar. En un modo de realización, se aplica una capa base pigmentada al exterior del recipiente de alimentos; el recipiente de alimentos puede comprender además impresiones, tinta y similares según el deseo del fabricante o del usuario final. El recubrimiento o la tinta utilizados para efectuar la impresión ("capa de impresión") puede comprender también las composiciones aquí descritas. Esta capa de impresión puede además ir cubierta con una capa de acabado transparente o ligeramente coloreada, que sirve para proteger la capa de impresión durante el tratamiento de retorta al vapor y almacenamiento. La capa base, la capa de impresión y/o la capa de acabado pueden comprender los recubrimientos de la presente invención.

Tal como aquí se emplea, a menos que se especifique expresamente de otra manera, todos los números que expresan valores, intervalos, cantidades o porcentajes se leerán precedidos de la palabra "aproximadamente", incluso aunque este término no aparezca expresamente. Cualquier intervalo numérico aquí expresado se entenderá que incluye todos los sub-intervalos subsumidos en él. Plural abarca singular y viceversa. Según esto, aunque varios componentes que comprenden la presente invención pueden estar descritos en términos singulares, las mezclas de estos componentes entran también dentro de la presente invención. Además, tal como aquí se utiliza, el término "polímero" se entiende que se refiere tanto a oligómeros como a homopolímeros y copolímeros; el prefijo "poli" se refiere a dos o más.

Ejemplos

Los siguientes ejemplos sirven para ilustrar la invención, y no deberán entenderse como limitativos de la invención en forma alguna.

Ejemplo 1

Se cargaron 2392 gramos de polialcohol Bisfenol A-óxido de etileno (BisA:EO 6:1, adquirido en BASF como MACOL) en un reactor de vidrio equipado con agitador, termopar y tubo de entrada para el nitrógeno. A lo anterior se añadieron 725 g de carbamato de metilo fundido y 45,20 gramos de un catalizador a base de estaño (adquirido en Atochem como FASCAT 4215). Se calentó la mezcla de reacción lentamente a 135ºC a 140ºC y se separó el metanol por destilación utilizando una columna de fraccionamiento. Se continuó la reacción hasta que se hubo recogido 245 g de metanol. Se hizo el seguimiento de la extensión de la transcarbamatación utilizando IR. La reacción se consideró completa cuando había desaparecido el pico de IR de hidroxilo. Para separar el metilcarbamato sin reaccionar, se añadieron lentamente 60 g de xileno al producto de reacción resultante. El xileno se separó al vacío mientras la temperatura de la partida se mantenía entre 40ºC y 165ºC. Cuando se hubo separado la mayor parte del xileno y el carbamato de metilo residual era inferior al 1 por ciento, el producto de reacción se enfrió a 90ºC. Se añadieron 79 gramos de dimetiletanolamina (DMEA) 128 gramos de agua DI para rebajar la viscosidad del producto.

Ejemplo 2

Se cargaron 5577 gramos de polialcohol Bisfenol A-óxido de etileno (BisA:EO 6:1), en un reactor de vidrio equipado con agitador, termopar y tubo de entrada para el nitrógeno. A lo anterior se añadieron 1704 gramos de carbamato de metilo fundido y 99,00 gramos de dilaurato de dibutilestaño. Se calentó la mezcla de reacción lentamente a 135ºC a 140ºC y se separó el metanol por destilación utilizando una columna de fraccionamiento. Se continuó la reacción hasta que se hubieron recogido 545 gamos de metanol. Se hizo el seguimiento de la extensión de la transcarbamatación utilizando IR. La reacción se consideró completa cuando había desaparecido el pico de IR de hidroxilo. Para separar el metilcarbamato sin reaccionar, se añadieron lentamente 360 g de metil etil cetona y se separó por destilación el carbamato de metilo de la mezcla de reacción utilizando vacío y dejando que la temperatura de la partida alcanzase entre 140ºC y 165ºC. Cuando se hubo separado la mayor parte de la metil etil cetona (MEK) y el carbamato de metilo residual era inferior al 1 por ciento, el producto de reacción se enfrió a 90ºC, se añadieron 193 gramos de DMEA para rebajar la viscosidad del producto.

Ejemplo 3

Se repitió el procedimiento del Ejemplo 2, pero no se separó el carbamato de metilo sin reaccionar. El producto resultante tenía aproximadamente 7 por ciento de carbamato de metilo residual.

Ejemplo 4

Se puede producir una composición de recubrimiento de la presente invención por mezclado del producto de los Ejemplos 1, 2 y/o 3 con un reticulador, tal como glicolurilo alcoxilado, resina de melamina alcoxilada, o mezclas de ellos. Para obtener resultados óptimos se puede emplear una cantidad estequiométrica de reticulador para el producto de los Ejemplos 1, 2 y/o 3. También se puede incluir en la mezcla una o más resinas que forman película, catalizadores, promotores de adherencia, agentes humectantes, pigmentos, ceras, lubricantes, eliminadores de espuma y similares. Los componentes se pueden mezclar bajo agitación hasta mezclarlos a fondo. La composición se puede aplicar entonces a los recipientes de alimentos por ejemplo por flujo descendente; recubrimiento con rodillo u otros métodos convencionales, para un espesor de película seca de 1,5 a 2,5 mg/pulgada cuadrada (mg por 6,25 cm^{2}). Los cuerpos pueden ser horneados durante cuatro minutos a 400ºF (204,4ºC) en una estufa de tiro de aire. Una vez curados, los cuerpos se pueden ensayar en cuanto a resistencia al disolvente según D5402-93 de ASTM. Los cuerpos tratados con la composición de la presente invención mostrarán resistencia mejorada a la metil etil cetona (MEK) al comparar con recubrimientos comparables que carecen del polialcohol carbamatado de la presente invención. Los cuerpos se pueden colocar también en una olla a presión durante 60 minutos a 265ºF (129,4ºC) y ensayarse entonces en cuanto a resistencia a disolvente y adherencia, tal como por D3359-83 de ASTM. De nuevo, los botes recubiertos con las composiciones de la presente invención tendrán mayor resistencia a disolventes y adherencia comparable a la de los recubrimientos sin el presente polialcohol carbamatado. El enrojecimiento visible será también peor en las composiciones que carecen del presente polialcohol carbamatado.

Aunque se han descrito antes modos de realización particulares de esta invención con propósitos ilustrativos, resultará evidente para los especialistas en esta técnica que pueden hacerse numerosas variaciones de los detalles de la presente invención sin separarse de la invención tal como queda definida en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

1. Una composición de recubrimiento para recipientes de alimentos que es dispersable en agua que comprende:

(a): al menos un polialcohol carbamatado; y

(b): al menos un reticulador que comprende grupos funcionales reactivos con la función carbamato del componente (a)

donde el polialcohol carbamatado es el producto de reacción de al menos un polialcohol alifático y/o aromático, al menos un óxido de alquileno y al menos un carbamato de alquilo.

2. La composición de recubrimiento de la reivindicación 1, donde el polialcohol es un dialcohol aromático.

3. La composición de recubrimiento según la reivindicación 2, donde el dialcohol aromático tiene un anillo aromático.

4. La composición según la reivindicación 2, donde el dialcohol aromático tiene dos o más anillos aromáticos.

5. La composición de recubrimiento según la reivindicación 4, donde el dialcohol aromático es un bisfenol.

6. La composición de recubrimiento según la reivindicación 5, donde el dialcohol aromático es Bisfenol A.

7. La composición de recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el óxido de alquileno tiene de 1 a 10 átomos de carbono.

8. La composición de recubrimiento según la reivindicación 7, donde el óxido de alquileno tiene de 2 a 4 átomos de carbono.

9. La composición de recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el carbamato de alquilo tiene de 1 a 10 átomos de carbono.

10. La composición de recubrimiento según la reivindicación 9, donde el carbamato de alquilo tiene de 2 a 4 átomos de carbono.

11. La composición de recubrimiento según la reivindicación 1, donde el polialcohol es Bisfenol A, el óxido de alquileno es óxido de etileno y el carbamato de alquilo es carbamato de metilo.

12. La composición de recubrimiento de la reivindicación 11, donde se utiliza una mol de Bisfenol A para seis moles de óxido de etileno.

13. La composición de recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el reticulador comprende una resina de aminoplástico.

14. La composición de recubrimiento según la reivindicación 13, donde la resina de aminoplástico comprende resina de melamina alcoxilada.

15. La composición de recubrimiento según la reivindicación 13, donde la resina de aminoplástico comprende resina de glicolurilo alcoxilado.

16. La composición de recubrimiento según la reivindicación 13, donde la resina de aminoplástico comprende resina de melamina alcoxilada y resina de glicolurilo alcoxilado.

17. La composición de recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones precedentes que comprende además:

(c): al menos una resina formadora de película.

18. La composición de recubrimiento según la reivindicación 17, donde la resina formadora de película comprende al menos un monómero acrilato.

19. Un método para mejorar la resistencia al tratamiento en retorta de un recubrimiento de un recipiente para alimento, que comprende:

(a): aplicación de una o más capas de la composición de recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-18 al recipiente para formar un recubrimiento;

(b): curado del recubrimiento para formar una película sobre el recipiente.

(c): llenado del recipiente; y

(d): sometimiento del recipiente llenado a tratamiento en retorta con vapor y/o procesado de llenado en caliente.

20. Un método para mejorar la resistencia a la degradación tropical de un recubrimiento de un recipiente de alimento, que comprende:

(a): aplicación de una o más capas de la composición de recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-18 al recipiente, para formar un recubrimiento;

(b): curado del recubrimiento para formar una película sobre el recipiente;

(c): llenado del recipiente; y

(d): someter el recipiente a una temperatura de al menos 26,7ºC) y un nivel de humedad de al menos 70 por ciento.

21. Un recipiente de alimentos que comprende una o más capas depositadas a partir de una composición de recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-18.

22. El recipiente de alimento según la reivindicación 21, donde la citada composición de recubrimiento se aplica al exterior del recipiente.

23. El recipiente de alimento según cualquiera de las reivindicaciones 21 y 22, donde al menos una de las citadas capas es una capa pigmentada o una capa base sin pigmentar.

24. El recipiente de alimento según cualquiera de las reivindicaciones 21 y 22, donde al menos una de las citadas capas es una capa pigmentada o capa de acabado sin pigmentar.

25. El recipiente de alimento según cualquiera de las reivindicaciones 21 y 22, donde una de las citadas capas es una capa impresa.