EP1571258B1 - Emballage revêtu d'un vernis de protection vis-à-vis de la lumière - Google Patents

Emballage revêtu d'un vernis de protection vis-à-vis de la lumière Download PDF

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EP1571258B1
EP1571258B1 EP05290493A EP05290493A EP1571258B1 EP 1571258 B1 EP1571258 B1 EP 1571258B1 EP 05290493 A EP05290493 A EP 05290493A EP 05290493 A EP05290493 A EP 05290493A EP 1571258 B1 EP1571258 B1 EP 1571258B1
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EP
European Patent Office
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fact
varnish
packaging according
sheet
packaging
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EP05290493A
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German (de)
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EP1571258A1 (fr
Inventor
Alain Bethune
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LOreal SA
Original Assignee
LOreal SA
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D5/00—Rigid or semi-rigid containers of polygonal cross-section, e.g. boxes, cartons or trays, formed by folding or erecting one or more blanks made of paper
    • B65D5/42—Details of containers or of foldable or erectable container blanks
    • B65D5/62—External coverings or coatings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D65/00—Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
    • B65D65/02—Wrappers or flexible covers
    • B65D65/16—Wrappers or flexible covers with provision for excluding or admitting light
    • B65D65/20—Wrappers or flexible covers with provision for excluding or admitting light with provision for excluding light of a particular wavelength
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H27/00—Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes
    • D21H27/10—Packing paper

Definitions

  • the present invention relates to packaging, especially cardboard.
  • the cardboard sheets generally used for packaging can be characterized by their weight and the nature of their constituents.
  • Cardboard sheet denotes a sheet whose grammage is greater than 100 g / m 2 , especially greater than or equal to 190 g / m 2 , or even greater than 200 g / m 2 .
  • cartons containing conifers or called cardboard boxes
  • cardboards made from deciduous trees also called cellulose boards.
  • the bark of the conifers are mechanically chopped ( mechanical pulping ), which leads to rather long fibers.
  • Wood cartons generally have at least 80% by weight of coniferous fibers and are yellowish. These fibers contain lignin which darkens under the effect of ultraviolet radiation.
  • the cartons can be coated.
  • coated cardboard sheet thus refers to a sheet of cardboard that has a surface coating on one or both sides.
  • visible light is meant light of wavelength between 400 and 800 nm and “ultraviolet light” that of wavelength between 280 and 400 nm.
  • cellulose cartons which are less rich in lignin since they generally contain less than 15% by weight of coniferous fibers.
  • the lignin eventually migrates into the surface coating and yellowing is not permanently prevented.
  • the inks used to print the packages exist in several grades, which are more or less expensive depending on their resistance to ultraviolet. UV-resistant grades are preferentially used unless the product is intended to be sold quickly.
  • the packaging comprises a sheet of cardboard covered externally with a varnish comprising at least one additive intended to reduce the degradation of the packaging under the effect of light, for example the yellowing of the sheet under the light. effect of light and / or alteration of an underlying impression.
  • Cardboard sheet denotes in the description and the claims a sheet of cardboard or a sheet of a similar material, composite or not, having substantially the same mechanical behavior as the cardboard.
  • a composite material comprises, for example, vegetable fibers, in particular more than 40% by weight, better still 50% or more, these vegetable fibers being for example mixed with fibers made of synthetic material.
  • the invention makes it possible to produce a package with a cardboard sheet rich in lignin while effectively retarding the yellowing thereof.
  • the invention thus makes it possible to use stiffer wood cartons than cellulose cartons and to reduce the thickness of the sheet of cardboard of equal rigidity, which reduces the quantity of material used.
  • the presence of the varnish makes it possible to use underlying inks that are less resistant to ultraviolet, and therefore less expensive.
  • the invention thus allows significant savings on the cost of cardboard packaging.
  • the invention is advantageously applied to cardboard sheets comprising for example more than 70%, better 80%, by weight of coniferous fibers, rich in lignin.
  • the invention also makes it possible to protect the package without this protection requiring, if necessary, modifying the composition or the thickness of a possible surface coating of the sheet, which makes it possible to affect less, if not to not affect, its printability and mechanical characteristics, including stiffness or compressive strength.
  • the invention does not apply exclusively to coated cardboard sheets but also relates to uncoated cardboard sheets.
  • the surface coating may in particular be white and contain for example at least one optical brightener, which may be for example in a proportion of between 0.05 and 0.5 % by weight in the surface coating, better in a proportion of between 0.1 and 0.3%.
  • the surface coating may for example have a thickness of between 20 and 30 microns and contain calcium carbonate and / or clay, especially kaolin.
  • the surface coating comprises calcium carbonate and clay substantially in the 60/40 weight ratio.
  • the surface coating may also comprise a binder, especially starch, in order to improve its cohesion.
  • calcium carbonate which may in particular comprise fine spheroidal grains, may be useful for surface smoothness.
  • clay especially kaolin, which may have coarse prismatic grains, may be useful in achieving the desired density for the surface coating.
  • the thickness of the varnish may for example be between 2 and 20 ⁇ m, better still between 3 and 12 ⁇ m, the total thickness of the cardboard sheet being, for example, between 100 and 1000 ⁇ m, and preferably between 300 and 500 ⁇ m. .
  • the additive (s) may be present in a total mass proportion of additives of between 0.5 and 10% in the varnish, for example in a proportion of between 1 and 6%.
  • the varnish may comprise an additive which may be a UV absorber compound, for example a UV absorber of formula
  • the varnish may also comprise an additive which may be a free radical scavenging compound, especially a hindered amine or an HALS amine, for example a free radical scavenger of formula
  • the varnish may be based on aqueous solvent, for example an acrylic varnish.
  • the varnish may be a varnish crosslinkable under the action of UV radiation, which makes it possible not to have to evaporate water from the cardboard, which can retain its moisture.
  • the additive (s) intended to combat the effects of the light are chosen to be compatible with such a varnish.
  • the varnish does not comprise when it is crosslinkable under the action of ultraviolet radiation free radical sensors such as hindered amines or amines HALS (Hindered Amine Light Stabilizer is in French amine blocked stabilizing to light).
  • the varnish when it is crosslinkable under the action of UV radiation, can comprise, for example, two ultraviolet absorbers whose absorption spectra are chosen so as to provide a range of wavelengths in which absorption is less, and the lamp used to cause the polymerization is then chosen to emit in this range.
  • the varnish may include a violet dye, which tends to increase the whiteness of the cardboard sheet.
  • the sheet may be covered for example by about 3 to 10 g / m 2 of varnish before drying, including about 6 g / m 2 of varnish.
  • the present document further describes a method of manufacturing a package comprising a sheet of cardboard or the like, wherein a varnish is applied to the sheet containing at least one additive intended to reduce the degradation of the package under the effect of the light.
  • This additive may be a UV absorber compound and / or free radical scavenger.
  • the varnish can be applied by various techniques, including offset, heliography, flexography or screen printing.
  • the sheet can be printed before or after the application of the varnish.
  • the sheet is printed before the deposition of the varnish, which makes it possible to protect the ink from ultraviolet rays and thus to use less expensive inks.
  • This document further describes a sheet of cardboard having an impression of at least one ink of low resistance to ultraviolet, covered with a varnish comprising at least one ultraviolet absorber and / or free radical sensor, in particular one of those mentioned above.
  • the present document also describes an ultraviolet radiation curable varnish, comprising at least two ultraviolet absorbers chosen so as to have sufficiently offset absorption spectra to provide a range of wavelengths between them. the absorption is less, in view of the irradiation in this range during the crosslinking of the varnish.
  • the absorption peaks of the two additives are, for example, shifted by more than 40 nm and form between them a valley whose trough corresponds, for example, to an absorption which is less than 30% less than the maximum absorption defined by one of the peaks. .
  • the varnish may further comprise a violet dye.
  • the emission spectrum of the source may be centered for example on 310-330 nm approximately.
  • the present document further describes a sheet of cardboard coated with a varnish comprising at least one UV absorber additive and / or free radical scavenger.
  • the invention applies to all types of packaging made by folding, gluing and / or rolling of one or more sheets of cardboard or the like, and in particular to boxes for containing containers containing cosmetic or care products.
  • Such a box may have for example a parallelepipedal general shape as illustrated in FIG. figure 1 with at one end at least one folding tongue.
  • the invention is not limited to a particular form of packaging and can be made with a sheet of cardboard or the like coated with a varnish according to the invention packaging having very different shapes, and intended for example to contain cigarettes or other objects.
  • the packaging may include only the sheet of cardboard or the like and the varnish which covers it on the outside and exposed side of the packaging, so as to facilitate its recyclability.
  • the sheet of cardboard or the like may in particular be devoid of laminated polymer film.
  • the sheet used may comprise a base 1, preferably comprising coniferous fibers, thus containing lignin, and at least on the outside of the package a surface coating 2 in the case where the sheet is a sheet of cardboard coated .
  • a base 1 preferably comprising coniferous fibers, thus containing lignin
  • a surface coating 2 in the case where the sheet is a sheet of cardboard coated .
  • cellulosic fibers these may come from the Aspen tree, for example.
  • the surface coating 2 whose thickness is for example between 20 and 30 microns, can improve the printability and varnishing characteristics of the cardboard sheet and improve its whiteness.
  • the coating layer 2 comprises for example calcium carbonate and clay, especially kaolin, in a mass ratio compatible with the manufacturing processes used, for example 60/40.
  • the surface coating 2 may be devoid of light-protecting compounds such as carbon black or an oxide of iron or zinc.
  • the surface coating 2 may comprise at least one optical brightener, for example in a mass proportion of between 0.05 and 0.5%, better still 0.1 and 0.3%.
  • the cardboard sheet is covered on the outside of the package by a layer of varnish 3, the latter comprising at least one compound intended to protect the sheet from the effects of light, in particular from yellowing due to visible and / or ultraviolet light, in particular wavelengths between 290 and 460 nm.
  • the varnish 3, which can be colorless and does not substantially modify the color of the underlying sheet, comprises for example at least one UV absorber compound and / or a free radical scavenging compound.
  • the varnish 3 can be applied by various known techniques, for example heliography, flexography, screen printing or offset.
  • the thickness of varnish 3 deposited may depend on the deposition technique used, from about 2 ⁇ m for the offset to about 20 ⁇ m for flexography. Preferably, the thickness deposited will be between 3 and 12 microns.
  • the varnish 3 is preferably applied after the printing of a decoration 4 on the sheet, as illustrated in FIG. figure 3 , but could alternatively be applied prior to the application of the decor 4, as illustrated in FIG. figure 4 .
  • the varnish 3 When the varnish 3 is applied after the printing of a decoration 4 on the sheet, the varnish 3 can usefully protect the inks of the decorative layer 4 by a color change.
  • the varnish 3 then makes it possible to use light-sensitive inks, such as, for example, fluorescent inks which are unstable or sensitive to the phenomenon of metamerism.
  • the layer of varnish 3 may for example absorb light of wavelengths between 290 and 460 nm in a large proportion, so for example to increase by at least 50%, better to double, the duration of exposure to light leading to the same effects of degradation of the package in its absence.
  • the proportion of additive (s) may be between 0.5 and 10% by weight in the varnish 3, and better between 1 and 6%, for example between 3 and 6%.
  • additives that may be used, mention may be made especially of those sold by the companies GREAT LAKES and CIBA-GEIGY, and in particular derivatives of the benzotriazole family.
  • Such derivatives may be heterocycles of cyclo-benzene type, on which a carbon atom has been replaced.
  • the free radical scavenger (s) used may be sterically hindered amines AES or HALS amines.
  • the free radical sensor (s) can stabilize the varnish and prevent its own yellowing.
  • the nature of the varnish used may depend on the selected printing process and drying method.
  • varnish offsets fat which yell naturally by oxidation will be avoided.
  • this varnish comprises, for example, at least two UV absorbers, for example each at a concentration of less than 3% by weight, better than or equal to 2%. whose absorption spectra are chosen so as to provide a range of wavelengths where the additives absorb less and allow a UV source to cause the crosslinking of the varnish.
  • One of the additives is for example at a concentration of 2% and the other of 1%, so as to have a total concentration of less than or equal to 3%.
  • the absorption spectrum of a varnish (for a path of 1 cm after dilution in toluene at 20 mg / l) comprising two additives whose absorption spectra have respective peaks 10 and 11 between them a valley whose background 12 is for example centered on an emission wavelength of the source used to crosslink the varnish, for example 320 nm.
  • UV absorbers are for example an aromatic triazine derivative such as that marketed by CIBA under the name TINUVIN 400, of general formula: and a benzophenine derivative such as for example that marketed by CIBA under the reference CGL 477, of general formula:
  • the minimum absorption observed in the bottom 12 of the valley is, for example, less than 30% less than the maximum absorption A max observed for one of the peaks 10 and 11.
  • the varnish may comprise a violet dye in order to increase the whiteness of the sheet, this dye being for example at a concentration of less than or equal to 1%.
  • a varnish 3 it is possible to carry out a test consisting in depositing a predefined quantity, for example 6 g / m 2 , of varnish wet water on a sheet of cardboard with a total thickness of 350 ⁇ m, and then expose the sheet thus covered for a predefined period to a mercury vapor lamp.
  • concentration of additives in the varnish can for example reach 5% by weight.
  • An "Anilox" cylinder with a volume of at least 13 cm 3 can be used to apply the varnish.
  • Yellowing is measured on the Wool scale, which corresponds to a blue scale of increasing light intensity, standardized from 1 to 8.
  • the measured yellowing can for example reach on the Wool scale the value 3.
  • the yellowing measured can pass to a value at least equal to 4, which highlights the resistance greater yellowing of the cardboard sheet coated with varnish.
  • the change from value 3 to 4 corresponds to a doubling of the duration of the light stability.
  • the varnish is a UV-crosslinkable varnish
  • an increase in whiteness can be observed over time linked to a curing of the varnish continuing over time, when the exposure to the artificial source to cause the polymerization n was not sufficient to polymerize the varnish as much as possible.

Description

  • La présente invention concerne les emballages, notamment cartonnés.
  • Les feuilles de carton généralement utilisées pour les emballages peuvent se caractériser par leur grammage et par la nature de leurs constituants.
  • Par « feuille de carton », on désigne une feuille dont le grammage est supérieur à 100g/m2, notamment supérieur ou égal à 190 g/m2, voire supérieur à 200 g/m2.
  • On distingue les cartons à base de conifères, ou encore appelés cartons bois, et les cartons à base d'arbres caduques, encore appelés cartons cellulose.
  • Pour fabriquer la pâte des cartons bois, les écorces des conifères sont hachées mécaniquement (mechanical pulping), ce qui conduit à des fibres assez longues.
  • Les cartons bois présentent généralement au moins 80 % en masse de fibres de conifères et sont jaunâtres. Ces fibres comportent de la lignine qui fonce sous l'effet du rayonnement ultraviolet.
  • Pour améliorer l'aspect de surface, l'imprimabilité ou le vernissage et accroître la blancheur, les cartons peuvent être couchés.
  • L'expression « feuille de carton couchée » désigne ainsi une feuille de carton qui comporte un revêtement de surface sur l'une ou sur ses deux faces.
  • Le jaunissement des feuilles de carton riches en lignine sous l'effet de la lumière visible et surtout du rayonnement ultraviolet est un problème très ancien que les fabricants s'efforcent de résoudre, car ce jaunissement diminue grandement l'attrait de l'emballage pour le consommateur.
  • Par « lumière visible », on désigne la lumière de longueur d'onde comprise entre 400 et 800 nm et par « lumière ultraviolette » celle de longueur d'onde comprise entre 280 et 400 nm.
  • Pour éviter d'être confronté au problème du jaunissement lié à la présence de lignine ou minimiser celui-ci, il est possible d'utiliser les cartons cellulose qui sont moins riches en lignine car comportant généralement moins de 15 % en masse de fibres de conifères.
  • Toutefois, ces cartons qui utilisent une matière première moins répandue dans certaines régions du monde et nécessitent un traitement chimique (chemical pulping) sont habituellement plus coûteux que les cartons bois.
  • De plus, la rigidité mécanique de ces cartons est généralement moins bonne que celle des cartons bois, de sorte que le grammage doit être plus élevé à rigidité égale, ce qui rend l'utilisation des cartons cellulose réservée aux produits chers.
  • Il est connu de retarder le jaunissement des cartons riches en lignine en incorporant dans le revêtement de surface un additif à base de noir de carbone, d'oxyde de fer ou de zinc, mais cela nuit à la blancheur du revêtement et/ou peut nuire à la compatibilité alimentaire.
  • De plus, la lignine finit par migrer dans le revêtement de surface et le jaunissement n'est pas définitivement empêché.
  • Il est également connu de contre-coller un film polymérique contenant du dioxyde de titane, mais cela modifie l'aspect et les caractéristiques au toucher de la feuille de carton et peut rendre plus difficile la recyclabilité de celle-ci.
  • Par ailleurs, les encres utilisées pour imprimer les emballages existent sous plusieurs grades, lesquels sont plus ou moins coûteux selon leur résistance aux ultraviolets. Les grades résistant aux ultraviolets sont préférentiellement utilisés sauf si le produit est destiné à être vendu rapidement.
  • Il est également connu d'incorporer des azurants dans les feuilles de carton, afin d'accroître la blancheur, mais ces azurants sont sensibles aux ultraviolets et d'efficacité ainsi limitée dans le temps.
  • Il existe un besoin pour réduire le coût des emballages sans pour autant que cette réduction s'effectue au détriment des propriétés mécaniques de l'emballage ou de son aspect au cours du temps, notamment sous l'effet du rayonnement ultraviolet.
  • Selon l'invention, l'emballage comporte une feuille de carton recouverte extérieurement d'un vernis comportant au moins un additif visant à réduire la dégradation de l'emballage sous l'effet de la lumière, par exemple le jaunissement de la feuille sous l'effet de la lumière et/ou l'altération d'une impression sous-jacente.
  • Par « feuille de carton », on désigne dans la description et les revendications une feuille de carton ou une feuille d'un matériau analogue, composite ou non, ayant sensiblement le même comportement mécanique que le carton. Un tel matériau composite comporte par exemple encore des fibres végétales, notamment plus de 40 % en masse, mieux 50 % ou plus encore, ces fibres végétales étant par exemple mélangées à des fibres en matière synthétique.
  • L'invention permet de réaliser un emballage avec une feuille de carton riche en lignine tout en retardant efficacement le jaunissement de celle-ci.
  • L'invention permet ainsi d'utiliser des cartons bois plus rigides que les cartons cellulose et de diminuer l'épaisseur de la feuille de carton à rigidité égale, ce qui diminue la quantité de matière utilisée.
  • En outre, la présence du vernis permet d'utiliser des encres sous-jacentes moins résistantes aux ultraviolets, donc moins coûteuses.
  • L'invention permet ainsi de réaliser des économies importantes sur le coût d'un emballage cartonné.
  • L'invention s'applique avantageusement aux feuilles de carton comportant par exemple plus de 70 %, mieux 80 %, en masse de fibres de conifères, riches en lignine.
  • L'invention permet encore de protéger l'emballage sans que cette protection ne nécessite, le cas échéant, de modifier la composition ou l'épaisseur d'un revêtement de surface éventuel de la feuille, ce qui permet de moins affecter, voire de ne pas affecter, ses caractéristiques d'imprimabilité et ses caractéristiques mécaniques, notamment de rigidité ou de résistance à la compression.
  • Ainsi, les procédés et machines existants utilisés pour la fabrication des emballages ou le conditionnement des produits dans ces emballages peuvent être conservés.
  • L'invention ne s'applique pas exclusivement aux feuilles de carton couchées mais concerne également les feuilles de carton non couchées.
  • Dans le cas où l'invention est appliquée aux feuilles de carton couchées, le revêtement de surface peut notamment être blanc et contenir par exemple au moins un azurant optique, lequel peut être par exemple dans une proportion comprise entre 0,05 et 0,5 % en masse dans le revêtement de surface, mieux dans une proportion comprise entre 0,1 et 0,3 %.
  • Le revêtement de surface peut présenter par exemple une épaisseur comprise entre 20 et 30 µm et contenir du carbonate de calcium et/ou de l'argile, notamment du kaolin. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le revêtement de surface comporte du carbonate de calcium et de l'argile sensiblement dans le rapport massique 60/40.
  • Le revêtement de surface peut également comporter un liant, notamment de l'amidon, afin d'améliorer sa cohésion.
  • La présence de carbonate de calcium, lequel peut notamment comporter des grains fins sphéroïdaux, peut être utile pour le lissé de surface.
  • La présence d'argile, notamment de kaolin, lequel peut présenter des grains grossiers prismatiques, peut être utile pour obtenir la densité souhaitée pour le revêtement de surface.
  • L'épaisseur de vernis peut être comprise par exemple entre 2 et 20 µm, mieux entre 3 et 12 µm, l'épaisseur totale de la feuille de carton étant par exemple comprise entre 100 et 1000 µm, et de préférence entre 300 et 500 µm.
  • Le ou les additifs peuvent être présents dans une proportion massique totale en additifs comprise entre 0,5 et 10 % dans le vernis, par exemple dans une proportion comprise entre 1 et 6 %.
  • Le vernis peut comporter un additif qui peut être un composé absorbeur d'UV, par exemple un absorbeur d'UV de formule
    Figure imgb0001
  • Le vernis peut encore comporter un additif qui peut être un composé capteur de radicaux libres, notamment une amine à empêchement stérique ou une amine HALS, par exemple un capteur de radicaux libres de formule
    Figure imgb0002
  • Le vernis peut être à base de solvant aqueux, étant par exemple un vernis acrylique.
  • En variante, le vernis peut être un vernis réticulable sous l'action d'un rayonnement UV, ce qui permet de ne pas à avoir à évaporer l'eau du carton, lequel peut conserver son humidité. Dans ce cas, le ou les additifs destinés à lutter contre les effets de la lumière sont choisis pour être compatibles avec un tel vernis. En particulier, il est préférable que le vernis ne comporte pas lorsqu'il est réticulable sous l'action d'un rayonnement ultraviolet de capteurs radicaux libres tels que des amines à empêchement stérique ou des amines HALS (Hindered Amine Light Stabilizer soit en français amine bloquée stabilisant à la lumière).
  • Le vernis, lorsqu'il est réticulable sous l'action d'un rayonnement UV, peut comporter par exemple deux absorbeurs d'ultraviolets dont les spectres d'absorption sont choisis de manière à ménager une plage de longueurs d'onde où l'absorption est moindre, et la lampe utilisée pour provoquer la polymérisation est alors choisie pour émettre dans cette plage.
  • Cela permet d'éviter que les absorbeurs d'ultraviolet présents dans le vernis remplissent leur fonction de protection, sans entraver outre mesure la polymérisation du vernis.
  • Le vernis peut comporter un colorant violet, ce qui tend à accroître la blancheur de la feuille de carton.
  • La feuille peut être recouverte par exemple par environ 3 à 10 g/m2 de vernis avant séchage, notamment environ 6 g/m2 de vernis.
  • Le présent document décrit encore un procédé de fabrication d'un emballage comportant une feuille de carton ou analogue, dans lequel on applique sur la feuille un vernis contenant au moins un additif visant à réduire la dégradation de l'emballage sous l'effet de la lumière.
  • Cet additif peut être un composé absorbeur d'UV et/ou capteur de radicaux libres.
  • Le vernis peut être appliqué par diverses techniques, notamment par offset, héliographie, flexographie ou sérigraphie.
  • La feuille peut être imprimée préalablement ou postérieurement à l'application du vernis.
  • De préférence, la feuille est imprimée avant le dépôt du vernis, ce qui permet de protéger l'encre des rayons ultraviolets et donc d'utiliser des encres moins coûteuses.
  • Le présent document décrit encore une feuille de carton comportant une impression d'au moins une encre de faible résistance aux ultraviolets, recouverte par un vernis comportant au moins un absorbeur d'ultraviolets et/ou un capteur de radicaux libres, notamment l'un de ceux mentionnés plus haut.
  • Le présent document décrit encore un vernis réticulable sous l'effet d'un rayonnement ultraviolet, comportant au moins deux absorbeurs de rayons ultraviolets choisis de manière à avoir des spectres d'absorption suffisamment décalés pour ménager entre eux une plage de longueurs d'onde où l'absorption est moindre, en vue de l'irradiation dans cette plage lors de la réticulation du vernis.
  • Les pics d'absorption des deux additifs sont par exemple décalés de plus de 40 nm et ménagent entre eux une vallée dont le creux correspond par exemple à une absorption inférieure de plus de 30 % à l'absorption maximale définie par l'un des pics.
  • Le vernis peut comporter en outre un colorant violet.
  • Le spectre d'émission de la source peut être centré par exemple sur 310-330 nm environ.
  • Le présent document décrit encore une feuille de carton revêtue d'un vernis comportant au moins un additif absorbeur d'UV et/ou capteur de radicaux libres.
  • L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs de celle-ci, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel :
    • la figure 1 représente de manière schématique, en perspective, un exemple d'emballage réalisé par pliage d'une feuille de carton ou analogue revêtue d'un vernis conforme à l'invention,
    • les figures 2 à 4 sont des coupes schématiques et partielles d'une feuille de carton revêtue illustrant divers exemples de mise en oeuvre de l'invention, et
    • la figure 5 représente de manière schématique l'absorption en fonction de la longueur d'onde pour un exemple de vernis susceptible d'être utilisé.
  • L'invention s'applique à tous types d'emballages réalisés par pliage, collage et/ou roulage d'une ou plusieurs feuilles de carton ou analogue, et notamment à des boîtes destinées à contenir des récipients contenant des produits cosmétiques ou de soin.
  • Une telle boîte peut présenter par exemple une forme générale parallélépipédique comme illustré à la figure 1, avec à une extrémité au moins une languette rabattable.
  • Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à une forme particulière d'emballage et l'on peut réaliser avec une feuille de carton ou analogue revêtue d'un vernis conformément à l'invention des emballages ayant des formes très diverses, et destinés par exemple à contenir des cigarettes ou autres objets.
  • L'emballage ne peut comporter que la feuille de carton ou analogue et le vernis qui la recouvre du côté extérieur et exposé de l'emballage, de façon à faciliter sa recyclabilité. La feuille de carton ou analogue peut notamment être dépourvue de film polymère contre-collé.
  • La feuille utilisée peut comporter une base 1, comportant de préférence des fibres de conifères, donc contenant de la lignine, et au moins du côté extérieur de l'emballage un revêtement de surface 2 dans le cas où la feuille est une feuille de carton couchée. Lorsque la feuille comporte des fibres cellulosiques, celles-ci peuvent provenir de l'arbre Aspen par exemple.
  • Le revêtement de surface 2, dont l'épaisseur est par exemple comprise entre 20 et 30 µm, peut améliorer les caractéristiques d'imprimabilité et de vernissage de la feuille de carton et améliorer sa blancheur.
  • La couche de revêtement 2 comporte par exemple du carbonate de calcium et de l'argile, notamment du kaolin, dans un rapport massique compatible avec les procédés de fabrication utilisés, par exemple 60/40.
  • Le revêtement de surface 2 peut être dépourvu de composés de protection vis-à-vis de la lumière tels que du noir de carbone ou un oxyde de fer ou de zinc.
  • Le revêtement de surface 2 peut comporter au moins un azurant optique, par exemple dans une proportion massique comprise entre 0,05 et 0,5 %, mieux 0,1 et 0,3 %.
  • Conformément à l'invention, la feuille de carton est recouverte du côté extérieur de l'emballage par une couche de vernis 3, ce dernier comportant au moins un composé destiné à protéger la feuille des effets de la lumière, notamment du jaunissement dû à la lumière visible et/ou ultraviolette, en particulier de longueurs d'ondes comprises entre 290 et 460 nm.
  • Le vernis 3, qui peut être incolore et ne pas modifier sensiblement la couleur de la feuille sous-jacente, comporte par exemple au moins un composé absorbeur d'UV et/ou un composé capteur de radicaux libres.
  • Le vernis 3 peut être appliqué par diverses techniques connues, par exemple d'héliographie, de flexographie, de sérigraphie ou d'offset.
  • L'épaisseur de vernis 3 déposée pourra dépendre de la technique de dépôt employée, de 2 µm environ pour l'offset à 20 µm environ pour la flexographie. De préférence, l'épaisseur déposée sera comprise entre 3 et 12 µm.
  • Le vernis 3 est de préférence appliqué après l'impression d'un décor 4 sur la feuille, comme illustré à la figure 3, mais pourrait en variante être appliqué préalablement à l'application du décor 4, comme illustré à la figure 4.
  • Lorsque le vernis 3 est appliqué après l'impression d'un décor 4 sur la feuille, le vernis 3 peut utilement protéger les encres de la couche de décor 4 d'un changement de couleur.
  • Le vernis 3 permet alors d'utiliser des encres sensibles à la lumière, telles que par exemple des encres fluorescentes instables ou sensibles au phénomène de métamérisme.
  • De nombreux additifs peuvent être incorporés au vernis 3 afin d'obtenir la fonction de protection recherchée.
  • Ce ou ces additifs sont dans une concentration qui pourra dépendre de leur efficacité, cette dernière étant proportionnelle à la concentration et à l'épaisseur de la couche de vernis selon la loi de BEER LAMBERT. La couche de vernis 3 pourra par exemple absorber la lumière de longueurs d'onde comprises entre 290 et 460 nm dans une large proportion, de façon par exemple à augmenter d'au moins 50 %, mieux de doubler, la durée d'exposition à la lumière conduisant aux mêmes effets de dégradation de l'emballage qu'en son absence.
  • Typiquement, la proportion d'additif(s) pourra être comprise entre 0,5 et 10 % en masse dans le vernis 3, et mieux entre 1 et 6 %, par exemple entre 3 et 6 %.
  • Comme additifs utilisables, on peut notamment citer ceux commercialisés par les sociétés GREAT LAKES et CIBA-GEIGY et notamment les dérivés de la famille des benzotriazoles.
  • De tels dérivés peuvent être des hétérocycles de type cyclo-benzène, sur lesquels un atome de carbone a été remplacé.
  • A titre d'exemple de composé absorbeur d'UV, on peut citer celui de formule
    Figure imgb0003
  • A titre d'exemple de capteur de radicaux libres, on peut citer celui de formule
    Figure imgb0004
  • Le ou les capteurs de radicaux libres utilisés peuvent être des amines à empêchement stérique AES ou encore des amines HALS.
  • Le ou les capteurs de radicaux libres peuvent stabiliser le vernis et éviter son jaunissement propre.
  • La nature du vernis utilisé pourra dépendre du procédé d'impression et du mode de séchage retenus.
  • De préférence, on évitera les vernis offsets gras qui jaunissent naturellement par oxydation.
  • On peut utiliser un vernis à l'eau, de type acrylique, additionné d'un absorbeur d'UV et/ou d'un capteur de radicaux libres, par exemple additionné des deux composés dont les formules ont été données ci-dessus.
  • On pourra encore utiliser un vernis réticulable sous l'action d'un rayonnement ultraviolet, en évitant de préférence d'y incorporer des amines à empêchement stérique, lesquelles seraient annihilées partiellement par la réticulation du vernis.
  • Lorsqu'un vernis réticulable sous l'action d'un rayonnement ultraviolet est utilisé, ce vernis comporte par exemple au moins deux absorbeurs d'UV, par exemple chacun à une concentration inférieure à 3 % en poids, mieux inférieure ou égale à 2 %, dont les spectres d'absorption sont choisis de manière à ménager entre eux une plage de longueurs d'onde où les additifs absorbent moins et permettent à une source d'UV de provoquer la réticulation du vernis.
  • L'un des additifs est par exemple à une concentration de 2 % et l'autre de 1 %, de manière à avoir une concentration totale inférieure ou égale à 3 %.
  • A titre d'exemple, on a représenté à la figure 5 le spectre d'absorption d'un vernis (pour un trajet de 1 cm après dilution dans le toluène à 20 mg/l) comportant deux additifs dont les spectres d'absorption présentent des pics respectifs 10 et 11 ménageant entre eux une vallée dont le fond 12 est par exemple centré sur une longueur d'onde d'émission de la source utilisée pour réticuler le vernis, par exemple 320 nm.
  • Les absorbeurs d'UV sont par exemple
    un dérivé de triazine aromatique tel que celui commercialisé par la société CIBA sous la dénomination TINUVIN 400, de formule générale :
    Figure imgb0005
     et un dérivé de benzophénine tel que par exemple celui commercialisé par la société CIBA sous la référence CGL 477, de formule générale :
    Figure imgb0006
  • L'absorption minimale observée dans le fond 12 de la vallée est par exemple inférieure de plus de 30 % à l'absorption maximale Amax observée pour l'un des pics 10 et 11.
  • Le vernis peut comporter un colorant violet afin d'accroître la blancheur de la feuille, ce colorant étant par exemple à une concentration inférieure ou égale à 1 %.
  • Pour mettre en évidence l'effet de protection vis-à-vis du jaunissement, conféré par un vernis 3 conforme à l'invention, on peut effectuer un test consistant à déposer une quantité prédéfinie, par exemple 6 g/m2, de vernis à l'eau humide sur une feuille de carton d'épaisseur totale 350 µm, puis exposer à une lampe à vapeur de mercure la feuille ainsi recouverte pendant une durée prédéfinie. La concentration d'additifs dans le vernis peut par exemple atteindre 5 % en masse. On peut utiliser un cylindre « Anilox » de volume au moins égal à 13 cm3 pour appliquer le vernis.
  • Le jaunissement est mesuré sur l'échelle de Laine, laquelle correspond à une échelle de bleus de tenue croissante à la lumière, normée de 1 à 8.
  • En l'absence de vernis, le jaunissement mesuré peut par exemple atteindre sur l'échelle de Laine la valeur 3. En présence du vernis, le jaunissement mesuré peut passer à une valeur au moins égale à 4, ce qui met en évidence la résistance au jaunissement plus grande de la feuille de carton revêtue du vernis. Le passage de la valeur 3 à 4 correspond à un doublement de la durée de la stabilité à la lumière.
  • Dans le cas où le vernis est un vernis réticulable aux UV, on peut observer une augmentation de la blancheur au cours du temps liée à une réticulation du vernis se poursuivant dans le temps, lorsque l'exposition à la source artificielle pour provoquer la polymérisation n'a pas été suffisante pour polymériser au maximum le vernis.
  • Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être donnés et l'on peut notamment utiliser d'autres additifs que ceux cités.
  • On peut également utiliser des feuilles de carton ayant des revêtements de surface de composition autre, voire des feuilles de carton sans revêtement de surface.
  • Dans toute la description, y compris les revendications, l'expression « comportant un » devra être comprise comme étant synonyme de « comportant au moins un », sauf si le contraire est spécifié.
  • Par « compris entre », il faut comprendre bornes incluses, sauf spécifié autrement.

Claims (45)

  1. Emballage comportant une feuille de carton recouverte extérieurement d'un vernis (3) comportant au moins un additif visant à réduire la dégradation de l'emballage sous l'effet de la lumière.
  2. Emballage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la feuille de carton comporte des fibres de conifères.
  3. Emballage selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la feuille de carton comporte plus de 70 %, mieux plus de 80 % en masse de fibres de conifères.
  4. Emballage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'additif absorbe dans une large proportion le rayonnement lumineux de longueur d'onde comprise entre 290 et 460 nm.
  5. Emballage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la feuille de carton comporte un revêtement de surface (2).
  6. Emballage selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le revêtement de surface (2) est blanc.
  7. Emballage selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé par le fait que le revêtement de surface contient au moins un azurant optique.
  8. Emballage selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la proportion massique d'azurant optique dans le revêtement de surface est comprise entre 0,05 et 0,5 %.
  9. Emballage selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que la proportion d'azurant optique est comprise entre 0,1 et 0,3 %.
  10. Emballage selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé par le fait que le revêtement de surface (2) présente une épaisseur comprise entre 20 et 30 µm.
  11. Emballage selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé par le fait que le revêtement de surface (2) contient du carbonate de calcium.
  12. Emballage selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, caractérisé par le fait que le revêtement de surface (2) comporte de l'argile, notamment du kaolin.
  13. Emballage selon les deux revendications immédiatement précédentes, caractérisé par le fait que le revêtement de surface (2) comporte du carbonate de calcium et de l'argile sensiblement dans le rapport massique 60/40.
  14. Emballage selon l'une quelconque des revendications 5 à 13, caractérisé par le fait que le revêtement de surface (2) comporte de l'amidon.
  15. Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la feuille présente un grammage supérieur ou égal à 100 g/m2, mieux supérieur ou égal à 190 g/m2, notamment supérieur ou égal à 200 g/m2.
  16. Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'épaisseur de vernis (3) est comprise entre 2 et 20 µm.
  17. Emballage selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que l'épaisseur de vernis (3) est comprise entre 3 et 12 µm.
  18. Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'additif est dans une proportion massique comprise entre 0,5 et 10 % dans le vernis (3).
  19. Emballage selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que l'additif est dans une proportion massique comprise entre 3 et 6 % dans le vernis.
  20. Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'additif est un composé absorbeur d'UV.
  21. Emballage selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que l'additif est un absorbeur d'UV de formule :
    Figure imgb0007
  22. Emballage selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé par le fait que l'additif est un composé capteur de radicaux libres.
  23. Emballage selon la revendication 22, caractérisé par le fait que l'additif est une amine à empêchement stérique ou une amine HALS.
  24. Emballage selon la revendication 22, caractérisé par le fait que l'additif est un composé capteur de radicaux libres de formule :
    Figure imgb0008
  25. Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le vernis (3) est un vernis réticulable sous l'action d'un rayonnement UV.
  26. Emballage selon la revendication 25, caractérisé par le fait que le vernis comporte au moins deux absorbeurs d'ultraviolets dont les spectres d'absorption sont choisis de manière à ménager une plage de longueurs d'onde où l'absorption est moindre.
  27. Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le vernis comporte un colorant violet.
  28. Emballage selon la revendication 26, caractérisé par le fait que la vallée formée entre les pics d'absorption est sensiblement centrée sur 310-330 nm.
  29. Emballage selon l'une quelconque des revendications 1 à 24, caractérisé par le fait que le vernis est à base de solvant aqueux.
  30. Emballage selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que le vernis est un vernis acrylique.
  31. Emballage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la feuille de carton est du type SBS.
  32. Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la feuille est recouverte par environ 3 à 10 g/m2 de vernis (3) avant séchage.
  33. Emballage selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que la feuille de carton est recouverte par environ 6 g/m2 de vernis.
  34. Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le vernis (3) recouvre une impression (4) sur la feuille.
  35. Emballage selon l'une quelconque des revendications 1 à 33, caractérisé par le fait qu'il comporte une impression (4) sur le vernis (3).
  36. Emballage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la feuille de carton comporte une base (1) comportant des fibres de cellulose, notamment provenant de l'Aspen.
  37. Emballage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la feuille de carton comporte de la lignine.
  38. Emballage selon l'une quelconque des revendications 1 à 35, caractérisé par le fait que le grammage de la feuille est inférieur ou égal à 320 g/m2.
  39. Procédé de fabrication d'un emballage comportant une feuille de carton, dans lequel on applique sur la feuille un vernis (3) contenant au moins un additif visant à réduire la dégradation de la feuille sous l'effet de la lumière.
  40. Procédé selon la revendication 39, caractérisé par le fait que l'additif est un composé absorbeur d' UV et/ou capteur de radicaux libres.
  41. Procédé selon l'une des deux revendications immédiatement précédentes, caractérisé par le fait que le vernis (3) est appliqué par offset, par héliographie, par flexographie ou par sérigraphie.
  42. Procédé selon la revendication 39 ou 40, caractérisé par le fait que l'on imprime la feuille préalablement à l'application du vernis (3).
  43. Procédé selon la revendication 39 ou 40, caractérisé par le fait que l'on imprime la feuille postérieurement à l'application du vernis (3).
  44. Procédé selon la revendication 39, caractérisé par le fait que le vernis réticulable sous l'effet d'un rayonnement ultraviolet et comporte au moins deux absorbeurs de rayons ultraviolets choisis de manière à avoir des spectres d'absorption suffisamment décalés pour ménager entre eux une plage de longueurs d'onde où l'absorption est moindre et par le fait qu'on utilise une source émettant dans cette place pour provoquer la réticulation du vernis.
  45. Procédé selon la revendication 39, caractérisé par le fait que les pics d'absorption des deux additifs sont décalés de plus de 40 nm et ménagent entre eux une vallée dont le creux correspond à une absorption (Amin) inférieure de plus de 30 % à l'absorption maximale (Amax) définie par l'un des pics.
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