JP4339812B2

JP4339812B2 - 光に対して保護するためのワニスを被覆した包装材料

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Publication number: JP4339812B2
Application number: JP2005106734A
Authority: JP
Inventors: ベテューヌアレン
Original assignee: LOreal SA
Current assignee: LOreal SA
Priority date: 2004-03-05
Filing date: 2005-03-04
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2025-03-04
Also published as: CN1663886B; ES2368920T3; BRPI0500706A; EP1571258A1; EP1571258B1; CN1663886A; FR2867160B1; FR2867160A1; JP2006240734A; ATE515597T1

Description

本発明は、包装材料、特に厚紙包装材料に関する。

一般的に包装材料に使用される厚紙シートは、その質量及びその成分の種類により特徴づけられる。
“厚紙シート”という用語は、１００g/m²以上、例えば１９０g/m²以上、あるいは２００g/m²以上のシートを言及する。
木材パルプの厚紙とも呼ばれる針葉樹を主体とする厚紙、及びセルロースの厚紙とも呼ばれる落葉樹を主体とする厚紙は区別される。
木材パルプの厚紙用のパルプを製造するためには、針葉樹の樹皮を機械的にパルプ化して、かなり長い繊維にする。
木材パルプの厚紙は、一般的には少なくとも８０質量％の針葉樹の繊維を有し、黄色っぽい。繊維には、紫外線の作用下で黒っぽくなるリグニンが含まれる。
表面の外観、印刷適性、あるいはワニス処理を改良するためには、また白色度を増大させるためには、厚紙を被覆することができる。
したがって、“被覆した厚紙シート”という用語は、その表面の一方又は両方に表面被覆を有する厚紙シートを言及する。
可視光、及び特に紫外線照射の作用下におけるリグニンに富む厚紙シートの黄変は、そのような黄変が包装材料の消費者に与える魅力を非常に低下させることから、製造者が解決しようと努力する非常に古くからの問題である。
“可視光”という用語は、波長が４００ないし８００nmの光を言及し、“紫外線”という用語は、波長が２８０ないし４００nmの光を意味する。
リグニンの存在に伴う黄変の問題に直面することを回避するために、あるいはこの問題を最小化するために、それほどリグニンを含まないセルロースの厚紙を使用することが可能であり、なぜなら、それは一般的には針葉樹の繊維の１５質量％より低いリグニンを含むからである。

しかしながら、世界の地域によってはあまり広く行き渡っていない、また化学的パルプ化を必要とする原料を用いる厚紙は、通常木材パルプの厚紙より高価である。
さらに、そのような厚紙の機械的剛性は一般的に木材パルプの機械的剛性ほど良好ではないので、同等の剛性を得るためには重くしなければならず、このことによってセルロースの厚紙の使用が高価な製品に限定される。
カーボンブラック添加剤、又は酸化鉄又は酸化亜鉛を基剤とする添加剤を含む表面被覆によりリグニンに富む厚紙の黄変を遅延させることは公知であるが、このことは被覆の白色度を低下させかつ／又は食品と両立し難くさせる。
さらに、リグニンは最終的には表面被覆に移動するので、黄変は永久に防げない。
酸化チタンを含むポリマーフィルムを積層することも公知であるが、このことは厚紙シートの外観及び感触の特徴を変化させ、前記厚紙シートのリサイクルを一層困難にしうる。
その上、包装材料上の印刷に使用するインクは、その紫外線抵抗性に依存して価格が高低である数種の等級で存在する。製品が迅速に売れなければ、非常に紫外線抵抗性の高いグレード（Blue Wool scale ISO 105-Bに基づく耐光性に関して５以上の値）を使用することが好ましい。
白色度を増大させるために厚紙シートに漂白剤を添加することも公知であるが、そのような漂白剤は紫外線に敏感であり、したがってその有効性は時間の経過とともに制限される。

包装材料の機械的性質を損なうことなく、あるいは、特に紫外線照射の作用下で、時間の経過に伴ってその外観を損なうことなく、包装材料の価格を低下させる必要がある。

本発明においては、包装材料は、その外側に、光の作用下における包装材料の劣化、例えば、光の作用下におけるシートの黄変及び／又は下にある印刷の損傷を低下させるための少なくとも１種の添加剤を含むワニスを塗布した厚紙シートを含む。
明細書及び特許請求の範囲において、“厚紙シート”という用語は、厚紙又は板紙、又は任意に複合材料であり、実質的に厚紙又は板紙と同様な機械的挙動を有する同様な物質のシートを言及する。一例として、そのような複合材料は、特に４０質量％より多い、好ましくは５０質量より多い植物繊維を含み、前記植物繊維は、例えば合成物質から作られた繊維と混合されている。
本発明は、効果的にリグニンに富む厚紙シートの黄変を遅延させつつ、前記シートで包装材料を製造することを可能にする。
したがって、本発明は、セルロースの厚紙より剛性である木材パルプの厚紙を使用することを可能にし、それにより、同等の剛性の厚紙シートの厚さを低下させて使用する材料の量を低下させうる。
さらに、ワニスの存在が、紫外線抵抗性のより低い、そのため低価格のインクをその下で使用することを可能にする。
したがって、本発明は、被覆した包装材料の価格に関して顕著な節約を可能にする。
本発明は、例えば、７０質量％より多くの、好ましくは８０質量％より多くのリグニンに富む針葉樹の繊維を含む厚紙シートに有利に適用される。
本発明はまた包装材料を保護することを可能にし、この保護がなければシートの表面被覆の組成及び厚さを変更することが必然的に必要とされ、この保護によってその印刷特性及び機械特性、特にその剛性又はその圧縮強さがほとんど又は全く影響を受けることがない。
したがって、包装材料を製造するための、又はそのような製造材料中に製品を包装するための現存の方法及び機械の使用を継続することが可能である。

本発明は被覆した厚紙シートのみに適用されるのではなく、被覆していない厚紙シートにも関する。
本発明を被覆した厚紙シートに適用する場合には、表面被覆は白色でもよいし、例えば１種以上の蛍光増白剤を含んでもよく、該蛍光増白剤は表面被覆中に、例えば０．０５ないし０．５質量％の範囲の濃度、好ましくは０．１ないし０．３質量％の範囲の濃度で存在しうる。
表面被覆は、例えば２０ないし３０μmの厚さであり、炭酸カルシウム、及び／又はクレイ、特にカオリンを含みうる。本発明の一態様においては、表面被覆は炭酸カルシウム及びクレイを、実質的に６０／４０の質量比で含む。
表面被覆はまた、その結合力を改良するためにバインダー、特にでんぷんを含みうる。

特に微細な長球状粒子を含みうる炭酸カルシウムの存在は、平坦な表面を実現するのに有用である。
粗い角柱の粒子で存在しうるクレイ、特にカオリンの存在は、望ましい密度の表面被覆を得るために有用である。
ワニスの厚さは、例えば２ないし２０μmの範囲、好ましくは３ないし１２μmの範囲にあり、厚紙シート全体の厚さは、例えば１００ないし１０００μmの範囲、好ましくは３００ないし５００μmの範囲にある。
ワニスにおいて、１種以上の添加剤の濃度は、０．５ないし１０質量％の範囲、例えば１ないし６質量％の範囲にある。
ワニスには、UV吸収剤化合物、例えば下式を有するUV吸収剤である添加剤が含まれる：

ワニスはまた、ラジカル捕捉剤化合物、特に立体障害性アミン又はHindered Amine Light Stabilizer（HALS）、例えば下式を有するラジカル捕捉剤である添加剤を含みうる：

ワニスは水性溶媒を基剤としてもよく、前記ワニスは例えばアクリルワニスである。
一変形例においては、ワニスは、UV照射の作用下で架橋性であり、それにより水分が残存しうる厚紙から水を蒸発させる必要性を除去するワニスでもよい。その場合には、そのようなワニスと適合するように、光の作用に対抗する１種以上の添加剤が選択される。特に、ワニスが立体障害性アミン又はHALSのようなラジカル捕捉剤を含まないことが好ましい。
UV照射の作用下で架橋性である場合には、ワニスは、例えば、吸収がより低い波長範囲を形成するように選択される吸収スペクトルを有する２種の紫外線吸収剤を含んでもよく、したがって重合を引き起こすのに使用されるランプは、前記範囲で光を放つように選択される。
このことは、ワニスの重合を過度に妨げることなく、ワニスに存在するUV吸収剤がその保護機能を実現することを妨げることを可能にする。

ワニスは、厚紙シートの白色度を増大させる傾向がある紫色の染料を含んでもよい。
一例として、乾燥する前にシートに約３ないし１０g/m²のワニス、特に約６g/m²のワニスを被覆してもよい。
本発明はまた、厚紙等のシートを含む包装材料の製造方法であって、光の作用下における包装材料の劣化を低下させるための少なくとも１種の添加剤を含むワニスを前記シートに被覆する方法を提供する。
添加剤はUV吸収化合物及び／又はラジカル捕捉剤でもよい。
ワニスは、種々の技術を用いて、特にオフセット印刷、写真製版法、フレキソ印刷、又はシルクスクリーン印刷により適用しうる。
シートは、ワニスを適用する前、又はワニスを適用した後に印刷しうる。
シートは、好ましくはワニスを沈着させる前に印刷し、それによりインクをUV照射から保護することが可能になり、低価格のインクの使用が可能となる。

したがって、別の面においては、本発明は、１種以上のUV吸収剤及び／又はフリーラジカル捕捉剤、特に先に記載したものの一つを含むワニスを被覆した、紫外線抵抗性の低い、例えばBlue Wool耐光性スケールが４である１種以上のインクで印刷したものを含む厚紙シートを提供する。
単独の別の面において、又は別の面と前述の面と組み合わせた面において、本発明はまた、UV照射の作用下で架橋性であるワニスを提供し、かつ該ワニスは少なくとも二つの紫外線吸収剤を含み、吸収が低い波長の領域を吸収スペクトルの間に形成するように十分離れた吸収スペクトルを有するようにこれらの吸収剤を選択し、この場合、ワニスが架橋する際に該波長領域に照射することを目的としている。
２種の添加剤の吸収ピークは例えば４０nmを越えて離れており、それらの間に、吸収極小が例えばピークの一により定められた極大吸収より少なくとも３０％低い谷部分を形成する。

ワニスはまた紫色の染料を含みうる。
光源の発光スペクトルの中心を、例えば約３１０ないし３３０nmの範囲とすることができる。
単独の別の面において、又は別の面と前述の面と組み合わせた面において、本発明はまた、UV吸収剤及び／又はフリーラジカル捕捉剤を構成する少なくとも１種の添加剤を含むワニスを被覆した厚紙シートを提供する。
本発明は、以下のその非限定実施態様の詳細な記載を読むと、及び添付図面をよく見ると一層よく理解できる。

本発明は、１種以上の厚紙等のシートの折り曲げ、サイズ処理、及び／又は圧延により製造されるいずれかの種類の包装材料に適用され、特に化粧品又はケア製品を含む容器を入れるための箱に適用される。
一例として、そのような箱は、図１に示すように、一端に１個以上の折り畳み式おり蓋を有する一般的には長方形の形状である。
もちろん、本発明は特定の形状の包装材料には限定されず、ワニスを被覆した厚紙等のシートを用い、本発明に従って多種多様の形状の包装材料を製造することができ、前記包装材料は、例えばタバコ又はその他の物を含むように設計される。
包装材料は、リサイクルを容易にするために、厚紙等のシート及び包装材料の暴露された外側表面を覆うワニスしか含まなくてもよい。特に、厚紙等のシートはいずれかの積層ポリマーフィルムを含む必要がない。

使用するシートは、好ましくは針葉樹の繊維（したがってリグニンを含む）の基層(1)、及び、シートが被覆した厚紙シートである場合には、包装材料の少なくとも外側表面上の表面被覆(2)を含みうる。シートがセルロース繊維を含む場合には、前記繊維は、例えばポプラの木に由来しうる。
例えば２０ないし３０μmの範囲の厚さの表面被覆(2)は、厚紙シートの印刷適性及びワニス特性を改良しうるし、その白色度も改良しうる。
一例として、被覆層(2)は、炭酸カルシウム及びクレイ、特にカオリンを、使用する製造方法に適合する質量比、例えば６０／４０の質量比で含む。
表面被覆(2)は、耐光性を提供するために、カーボンブラック、又は酸化鉄又は酸化亜鉛のようないずれかの保護化合物を含む必要がない。
表面塗膜(2)は、例えば０．０５ないし０．５質量％の範囲、好ましくは０．１ないし０．３質量％の範囲の濃度の１種以上の蛍光増白剤を含みうる。

本発明によれば、厚紙シートは包装材料の外側表面上にワニス(3)の層が塗布され、前記ワニスは光の作用、特に可視及び／又は紫外光、特に２９０ないし４６０nmの波長範囲の紫外光による黄変からシートを保護するための１種以上の化合物を含む。
無色でもよい、実質的にその下のシートの色を変える必要のないワニス(3)は、例えば少なくとも１種のUV吸収剤化合物及び／又はフリーラジカル捕捉剤化合物を含む。
ワニス(3)は、例えば写真製版法、フレキソ印刷、シルクスクリーン印刷、又はオフセット印刷のような種々の公知の技術を用いて適用しうる。
付着させるワニスの厚さは使用する付着技術に依存し、オフセット印刷の約２μmからフレキソ印刷の約２０μmの範囲になりうる。付着させる厚さは、好ましくは３ないし１２μmの範囲である。
ワニス(3)は、図３に示されるように、好ましくは模様又は意匠(4)がシート上に印刷されたあとに適用されるが、変形例においては図４に示されるように、模様(4)を適用する前に塗布してもよい。
模様(4)がシート上に印刷されたあとにワニス(3)を適用する場合には、ワニス(3)は模様の層(4)のインクを変色しないように有効に保護しうる。
したがってワニス(3)は、例えばメタメリズムの現象に対して不安定又は敏感な蛍光インクのような光に過敏なインクの使用を可能にする。

所望の保護機能を得るために、ワニス(3)には多くの添加剤を添加しうる。
添加剤の濃度はそれらの効力に依存し、前記効力は、BEER LAMBERT則にしたがってそれらの濃度及びワニスの層の厚さに比例する。一例として、ワニスの層(3)は、包装材料がワニスの塗布していない包装材料と同程度の劣化に達する前に光に暴露しうる時間を例えば、少なくとも５０％、好ましくは１００％増大させるために、２９０ないし４６０nmの範囲の波長の光の多くを吸収しうる。
ワニス(3)においては、１種以上の添加剤の濃度は、典型的には０．５ないし１０質量％、好ましくは１ないし６質量％の範囲、例えば３ないし６質量％の範囲である。
適切な添加剤には、特にGREAT LAKES及びCIBA-GEIGYにより市販されているものが含まれ、特にベンゾトリアゾール族の誘導体が含まれる。
そのような誘導体は、炭素原子が置換されているシクロ-ベンゼンタイプの複素環式化合物であることができる。

UV吸収剤化合物の一例として以下の構造式を挙げることができる：

フリーラジカル捕捉剤の一例として以下の構造式を挙げることができる：

使用するフリーラジカル捕捉剤は、立体障害性アミン（SHA）、あるいはHALSである。
フリーラジカル捕捉剤はワニスを安定化させ、ワニス自身が黄変するのを防ぎうる。
使用するワニスの種類は、使用する印刷及び乾燥方法に依存しうる。
酸化により自然に黄色になる長油オフセット印刷ワニスは、好ましくは回避する。
水を基剤とするアクリルタイプのワニスに、UV吸収剤及び／又はフリーラジカル捕捉剤、例えば前述の構造式の２種の化合物を添加したものが使用されうる。
紫外線照射の作用下で架橋しうるワニスも使用しうるが、好ましくは、立体障害性アミンがある程度ワニスの架橋により破壊されるのでそれらをワニスに添加することは回避する。
紫外線照射の作用下で架橋しうるワニスを使用する場合には、ワニスは、例えば、各々が例えば３質量％未満、好ましくは２質量％を越えない濃度で、添加剤がほとんど吸収せず、UV源がワニスの架橋を引き起こしうる波長の範囲をそれらの間に形成するように選択された吸収スペクトルを有する２種以上のUV吸収剤を含む。

一例では、３％以下の総濃度を有するために、添加剤の一は２％の濃度で、他方は１％の濃度である。
一例として、図５は、例えばワニスを架橋するのに使用される光源の波長、例えば３２０nmに中心がある吸収極小(12)を有する谷部をそれらの間に形成するそれぞれピーク(10)及び(11)を提供する吸収スペクトルを有する２種の添加剤を含むワニスの吸収スペクトル（トルエンで２０mg/lの濃度で希釈した後１cmの路）を示す。
一例として、UV吸収剤は、
以下の一般式を有する、TINUVIN 400という名称でCIBAより市販されているような芳香族トリアジンの誘導体：

及び、以下の一般式を有する、例えばCGL 477という表示でCIBAより市販されているようなベンゾフェニンの誘導体、

である。

一例として、谷部の底部(12)に観察される吸収極小は、ピーク(10)及び(11)の一方に観察される極大吸収Ａ_maxより少なくとも３０％低い。
ワニスは、シートの白色度を増大させるために、例えば１％を越えないの濃度である紫色の染料を含みうる。

本発明のワニス(3)により付与される黄変に対する保護効果を示すために、所定の量、例えば６g/m²の湿った水を基剤とするワニスを全部で３５０μmの厚さの厚紙シート上に付着させ、次いでこのようにして塗布したシートを水銀灯に所定の時間暴露させる試験を実施しうる。ワニスにおける添加剤の濃度は、例えば５質量％に達しうる。ワニスの塗布には１３cm³以上の体積の“Anilox”シリンダーを使用しうる。
黄変は、１ないし８で規格化された増大する耐光性のブルースケールに対応するブルーウールスケールで測定する。
ワニスなしでは、測定した黄変は、例えばウールスケールで３の値に達しうる。ワニスを用いると、測定した黄変は４以上の値に達し、このことはワニスを塗布した厚紙シートの黄変に対する耐性がより高いことを示す。３から４への経過は、耐光性の持続期間が２倍になることに対応する。

ワニスがUV架橋性であるワニスの場合には、重合を引き起こす人工光源への暴露がワニスを十分に重合させるのに不十分であれば、黄変の減少はその後のワニスの架橋に伴う時間の経過後に観察されうる。
もちろん、本発明は前述の実施態様には限定されず、特に、前述の添加剤以外のそれらを使用することが可能である。
その他の組成物の表面塗膜を有する厚紙シート、又は表面塗膜のない厚紙シートを使用することも可能である。
特許請求の範囲を含む本明細書の記載中において、“（単数）を含む”という用語は、そうではないと明記されていなければ“１種以上を含む”と同じ意味であると理解されるべきである。
“範囲内である”という用語は、そうではないと明記されていなければ境界を含むと理解されるべきである。

ワニスを被覆した厚紙等のシートを折り曲げることにより製造した本発明による包装材料の一例を示す透視図である。本発明の態様を示す被覆した厚紙シートを示す部分断面図である。本発明の態様を示す被覆した厚紙シートを示す部分断面図である。本発明の態様を示す被覆した厚紙シートを示す部分断面図である。適するワニスの一例に関する波長の関数としての吸収を示すグラフである。

Claims

７０質量％より多くの針葉樹の繊維を含む厚紙シートを含む包装材料であって、ＵＶ照射の作用下で架橋性でありかつ光の作用下における包装材料の劣化を低下させるための少なくとも１種の添加剤を含むワニス(3)で該シートの外側表面が塗布され、該ワニスが少なくとも２種の紫外線吸収剤を含み、吸収が低い波長の領域を形成するようにこれらの吸収剤の吸収スペクトルが選択される、包装材料。
前記添加剤が、２９０ないし４６０nmの範囲の波長において大部分の光照射を吸収する請求項１記載の包装材料。
前記厚紙シートが白色の表面被覆(2)を含む請求項１又は２のいずれかに記載の包装材料。
前記表面被覆(2)が、炭酸カルシウム及びクレイを実質的に６０／４０の質量比で含む請求項３に記載の包装材料。
前記ワニス(3)中に、前記添加剤が０．５ないし１０質量％の範囲の濃度で存在する請求項１ないし４のいずれかに記載の包装材料。
前記ワニス中に、前記添加剤が３ないし６質量％の範囲の濃度で存在する請求項５記載の包装材料。
前記添加剤がUV吸収剤化合物である請求項１ないし６のいずれかに記載の包装材料。
添加剤として以下の構造式を有するUV吸収剤をさらに含む請求項７記載の包装材料：
前記ワニスが紫色の染料を含む請求項１ないし８のいずれかに記載の包装材料。
前記ワニス(3)が前記シート上の印刷(4)を覆う請求項１ないし９のいずれかに記載の包装材料。
前記ワニスが添加剤として少なくとも１種のフリーラジカル捕捉剤化合物をさらに含む請求項１ないし１０のいずれかに記載の包装材料。