WO2003076277A1 - Récipient en matière thermoplastique pour produit devant être protégé de la lumière - Google Patents

Récipient en matière thermoplastique pour produit devant être protégé de la lumière Download PDF

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    • C08K2003/2241—Titanium dioxide

Definitions

  • the present invention relates to improvements made to containers such as bottle, flask, canister or the like, intended to contain products to be protected from light, these containers being made of a thermoplastic material and being produced by blow molding or stretch blow molding. of a preform.
  • the light taste is mainly caused by radiation having wavelengths less than 550 nm, in several windows of the visible and ultraviolet spectrum.
  • the International Milk Federation therefore recommends the use of packaging allowing only 2% light transmission at 400 nm and 8% at 500 nm.
  • the thickness of the material as well as the volume / surface ratio of the packaging also influence the appearance of bad taste.
  • the solution which is widely used for the marketing of long-life milks consists in manufacturing a multilayer container, formed of at least three thin layers of thermoplastic materials (for example HDPE) adhering to each other, at least l 'one of the inner layers being loaded with pigments making it opaque to light (inner layer of black color in milk bottles with long shelf life). The shelf life can then reach the required market conditions.
  • thermoplastic materials for example HDPE
  • the same solution can be applied to PET: however in this case the manufacture of the initial preform is substantially complicated and expensive; moreover, there may subsequently be a separation of the layers.
  • thermoplastic containers such as polyethylene terephthalate PET, polyethylene naphthalate PEN, high density polyethylene HDPE - which effectively protects the product against the effect of light, but which are of simpler manufacture and which are of lower cost than the corresponding containers currently available.
  • the invention provides a container as mentioned in the preamble which is characterized in that it comprises a layer of thermoplastic material charged with homogeneously with mica flakes at 2 to 4% by weight with the addition of powdered titanium oxide at 2 to 4% by weight.
  • the container consists of a loaded plastic monolayer forming the above layer, which leads to a simpler and less expensive manufacturing process of the container.
  • the invention does not rule out the embodiment consisting in that the container is externally coated with a sleeve which encloses it tightly and which is made of charged thermoplastic material constituting the above layer.
  • a light barrier effect is imparted, to a certain extent, by the mica pigments, alone and, to a lesser extent, by the titanium oxide powder alone.
  • a particularly effective effect is provided by the combination of the mica pigments and the titanium oxide powder.
  • This light barrier effect occurs in particular for wavelengths less than about 550 nm, that is to say precisely for the rays which are most active in the process of degradation of milk. Because the light barrier effect is conferred by all the micro-flakes of mica which are dispersed within the thermoplastic material and which form a material obstacle to the propagation of light, it is necessary that these micro - flakes are sufficient in number to be able to form a continuous obstacle capable of providing the desired effect.
  • microparticles of mica which is a thermal insulator
  • the presence of microparticles of mica can interfere with the heating of the mass of thermoplastic material during the manufacture of said layer.
  • the preform can be heated correctly prior to the blowing or stretch-blowing step, and in addition it is necessary that the micro charge -mica flakes is present in a proportion that does not impede the correct course of the blowing or stretch-blowing process during the manufacture of the container.
  • both the mica pigments and the titanium oxide are products which it is desirable to introduce only at a minimum dose into the thermoplastic material so as not to modify the mechanical characteristics of the container for its manufacture and for its use.
  • the mica is present for approximately 2 to 4% by weight and the titanium oxide for approximately 2 to 4% by weight in respective proportions such that the whole is limited to approximately 4% by weight.
  • the desired results can be obtained by providing that mica is present for about 2% by weight and titanium oxide for about 2% by weight.
  • the light barrier effect is optimum if the micro-flakes of mica are all arranged parallel to each other with partial coverings and parallel to the surface of the wall of the container (arrangement in roof tiles): it is thus assured that there are no straight paths, through the thickness of the wall of the container, along which the light can reach the product contained in the container.
  • the required positioning of the micro-flakes of mica is obtained, of course, during the blowing or stretch-blowing process which the thermoplastic preform is subjected to achieve to the final container with bioriented molecules: the double stretching (axial and radial) leading to a biorientation jointly causes an orientation of the micro-flakes in the required arrangement in roof tiles, without the need for an additional treatment step to this end.
  • the arrangements according to the invention find a preferred application for the manufacture of containers, the light barrier layer of which is obtained from a thermoplastic material chosen from polyethylene terephthalate PET, polyethylene naphthalate PEN and high density polyethylene HDPE.
  • the invention relates to the particularly advantageous, although not exclusive and non-limiting, application of milk bottles formed from a monolayer of PET loaded with flakes of mica and Titanium oxide powder forming light barrier, which allows the conservation of milks for a sufficient period of time, without altering the taste of the milks.
  • a bottle formed from a PET monolayer loaded with 2% by weight of mica and 2% by weight of titanium oxide allows long-term storage of milks for a period greater than the three months required by legislation under conditions average storage.
  • the invention is not however limited to the field of the preservation of milk or milk products, and it can find application for the preservation of other products sensitive to light, such as for example oils, and in particular olive oil, or even beer.

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Abstract

Récipient tel, que bouteille, flacon, bidon ou analogue, destiné à contenir un produit devant être protégé de la lumiíre, ce récipient étant constitué en une matiíre thermoplastique et étant fabriqué par soufflage ou étirage-soufflage d'une préforme, caractérisé en ce que ledit récipient comprend une couche en matiíre thermoplastique chargée de façon homogíne de paillettes de mica à raison de 2 à 4 % en poids avec addition d'oxyde de titane en poudre à raison de 2 à 4 %-en poids.

Description

RECIPIENT EN MATIERE THERMOPLASTIQUE POUR PRODUIT DEVANT
ETRE PROTEGE DE LA LUMIERE
La présente invention concerne des perfection- nements apportés aux récipients tels que bouteille, flacon, bidon ou analogue, destinés à contenir des produits devant être protégés de la lumière, ces récipients étant constitués en une matière thermoplastique et étant fabriqués par soufflage ou étirage-soufflage d'une préforme.
Certains produits sont altérés sous l'action de la lumière .
C'est le cas, en particulier, du lait, dont le goût se transforme sous l'effet de la lumière, qu'il s'agisse de lumière naturelle ou, bien qu'à une moindre échelle, de lumière artificielle.
Ce goût altéré, dit "goût lumière", se développe en deux sensations :
• un goût "activé" (goût de chou, goût de cuit ou goût de champignon) qui apparaît très rapidement,
• un goût d'oxydation (goût de carton, de papier, de métal, huileux) qui se développe plus lentement . Ces mauvais goûts sont engendrés par plusieurs phénomènes :
• une dégradation des acides aminés et des protéines, avec notamment une dégradation de la méthionine, qui est la principale cause du goût "activé" ;
• une transformation de vitamines, notamment une perte importante en vitamines hydrosolubles - par exemple la riboflavine qui est une des causes du goût "activé" -, et une dégradation de vitamines liposolubles - par exemple du rétinyl palmitate (vitamine A) pour des longueurs d'onde inférieures à 450 nm - ; • une oxydation des acides gras insaturés, qui est la principale cause du goût oxydé. L'influence de la lumière varie également en fonction du traitement auquel le lait a été soumis.
Finalement, l'apparition du mauvais goût lumière dans le lait est fonction de plusieurs paramètres :
• la quantité de lumière (intensité lumineuse et durée d'exposition) reçue par le lait,
• les longueurs d'onde des rayonnements,
• la sensibilité du produit lui-même, • la température.
En particulier, il semble que le goût lumière soit causé essentiellement par des rayonnements ayant des longueurs d'onde inférieures à 550 nm, dans plusieurs fenêtres du spectre visible et ultraviolet. La Fédération Internationale du Lait recommande par conséquent la mise en œuvre d'emballages n'autorisant que 2 % de transmission de lumière à 400 nm et 8 % à 500 nm.
Enfin, l'épaisseur du matériau ainsi que le rapport volume/surface de l'emballage influencent également l'apparition du mauvais goût.
D'après les explications qui précèdent, on comprend fort bien que la durée de conservation du lait ou de produits laitiers pourra être d'autant plus longue que la protection contre la lumière sera plus efficace. Des essais ont été tentés avec des bouteilles teintées . Il en est résulté une meilleure conservation du lait qu'avec des bouteilles transparentes ou translucides, mais il ne s'est pas avéré possible d'assurer une bonne conservation du lait dans les conditions requises.
La solution qui est très largement exploitée pour la commercialisation des laits longue conservation consiste à fabriquer un récipient multicouches, formé d'au moins trois couches minces en matières thermoplastiques (par exemple en PEHD) adhérant l'une à l'autre, au moins l'une des couches internes étant chargée de pigments la rendant opaque à la lumière (couche interne de couleur noire dans les bouteilles de lait à longue durée de conservation) . La durée de conservation peut alors atteindre les conditions requises du marché. La même solution peut être appliquée au PET : toutefois dans ce cas la fabrication de la préforme initiale est substantiellement compliquée et coûteuse ; par ailleurs, il peut se produire ultérieurement un décollement des couches .
D'une façon générale, les solutions connues, actuellement utilisées ou envisageables, sont complexes à mettre en œuvre, et sont onéreuses et très complexes dans le cas du PET.
Il existe donc, de la part des utilisateurs
(fabricants de récipients, conditionneurs) , une demande pressante pour disposer de récipients en matière thermoplastique - tel que le polyéthylène téréphtalate PET, le polyéthylène naphtalate PEN, le polyéthylène haute densité PEHD - qui protège efficacement le produit contre l'effet de la lumière, mais qui soient d'une fabrication plus simple et qui soient d'un coût plus faible que les récipients correspondants actuellement disponibles.
A ces fins, l'invention propose un récipient tel que mentionné au préambule qui se caractérise en ce qu'il comprend une couche en matière thermoplastique chargée de façon homogène de paillettes de mica à raison de 2 à 4 % en poids avec addition d'oxyde de titane en poudre à raison de 2 à 4 % en poids.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le récipient est constitué d'une monocouche en matière plastique chargée formant la susdite couche, qui conduit à un processus de fabrication plus simple et moins coûteux du récipient. Cependant, au moins pour certaines applications, l'invention n'écarte pas le mode de réalisation consistant en ce que le récipient est revêtu extérieurement d'un manchon qui l'enserre étroitement et qui est constitué en matière thermoplastique chargée constituant la susdite couche.
Grâce aux dispositions conformes à l'invention, un effet de barrière à la lumière est conféré, dans une certaine mesure, par les pigments de mica, seuls et, dans une moindre mesure, par la poudre d'oxyde de titane seule. Par contre, un effet particulièrement efficace est procuré par la combinaison des pigments de mica et de la poudre d'oxyde de titane. Cet effet barrière à la lumière se présente notamment pour les longueurs d'ondes inférieures à environ 550 nm, c'est-à-dire précisément pour les rayonnements qui sont les plus actifs dans le processus de dégradation du lait. Du fait que l'effet barrière à la lumière est conféré par l'ensemble des micro-paillettes de mica qui sont dispersées au sein de la matière thermoplastique et qui forment un obstacle matériel à la propagation de la lumière, il est nécessaire que ces micro-paillettes soient en nombre suffisant pour être en mesure de former un obstacle continu propre à procurer l'effet recherché.
Toutefois, a contrario, la présence des micropaillettes de mica (lequel est un isolant thermique) peut gêner le réchauffage de la masse de matière thermoplastique lors de la fabrication de ladite couche.
Aussi dans le cas où le récipient est constitué d'une monocouche, il est indispensable que la préforme puisse être chauffée correctement en préalable à 1 ' étape de soufflage ou d'étirage-soufflage, et en outre il est nécessaire que la charge de micro-paillettes de mica soit présente dans une proportion n'entravant pas le déroulement correct du processus de soufflage ou d'étirage-soufflage lors de la fabrication du récipient.
De la même manière, une proportion excessive de poudre d'oxyde de titane doit être évitée en raison de 1 ' épaississement de la pâte plastique réchauffée et de la gêne qui en résulte en cours de fabrication du récipient. Une proportion n'excédant pas environ 8 % en poids, pour l'ensemble des deux additifs, semble devoir répondre de façon satisfaisante à ces objectifs contradictoires .
Enfin, aussi bien les pigments de mica que l'oxyde de titane sont des produits qu'il est souhaitable de n'introduire qu'à dose minimale dans la matière thermoplastique afin de ne pas modifier les caractéristiques mécaniques du récipient pour sa fabrication et pour son utilisation. Pour satisfaire à cette exigence tout en respectant les contraintes mentionnées plus haut destinées à ne pas perturber le processus de fabrication du récipient, on prévoit de préférence que le mica soit présent pour environ 2 à 4 % en poids et l'oxyde de titane pour environ 2 à 4 % en poids dans des proportions respectives telles que l'ensemble soit limité à environ 4 % en poids. Typiquement les résultats souhaités peuvent être obtenus en prévoyant que le mica soit présent pour environ 2 % en poids et l'oxyde de titane pour environ 2 % en poids.
De façon plus spécifique, l'effet barrière à la lumière est optimum si les micro-paillettes de mica sont toutes disposées parallèlement les unes aux autres avec recouvrements partiels et parallèlement à la surface de la paroi du récipient (disposition en tuiles de toit) : on est ainsi assuré qu'il n'existe pas de trajectoires rectilignes, à travers l'épaisseur de la paroi du récipient, le long desquelles la lumière peut parvenir au produit contenu dans le récipient.
Notamment dans le cas d'un récipient monocouche, le positionnement requis des micro-paillettes de mica est obtenu, naturellement, au cours du processus de soufflage ou d'étirage-soufflage que l'on fait subir à la préforme en matière thermoplastique pour aboutir au récipient final à molécules biorientées : le double étirage (axial et radial) conduisant à une biorientation provoque conjointement une orientation des micro-paillettes dans l'agencement requis en tuiles de toit, sans qu'il soit besoin de prévoir une étape de traitement additionnelle à cette fin.
Les dispositions conformes à 1 ' invention trouvent une application préférée pour la fabrication de récipients dont la couche barrière à la lumière est obtenue à partir d'une matière thermoplastique choisie parmi le polyéthylène téréphtalate PET, le polyéthylène naphtalate PEN et le polyéthylène haute densité PEHD.
Comme cela résulte déjà des explications qui précèdent, l'invention vise l'application tout particulièrement intéressante, bien que non exclusive et non limitative, des bouteilles de lait formées d'une monocouche en PET chargé de paillettes de mica et de poudre d'oxyde de titane formant barrière à la lumière, qui permet la conservation des laits pendant une durée suffisante, sans altération du goût des laits. Typiquement, une bouteille formée d'une monocouche en PET chargé avec 2 % en poids de mica et 2 % en poids d'oxyde de titane permet une conservation des laits longue conservation pendant une durée supérieure aux trois mois requis par la législation dans des conditions de stockage moyen . Comme cela résulte également des explications qui précèdent, l'invention n'est cependant pas limitée au domaine de la conservation du lait ou des produits laitiers, et elle peut trouver application pour la conservation d'autres produits sensibles à la lumière, comme par exemple les huiles, et notamment l'huile d'olive, ou bien encore la bière.

Claims

REVENDICATIONS
1. Récipient tel que bouteille, flacon, bidon ou analogue, destiné à contenir un produit devant être protégé de la lumière, ce récipient étant constitué en une matière thermoplastique et étant fabriqué par soufflage ou étirage-soufflage d'une préforme, caractérisé en ce que ledit récipient comprend une couche en matière thermoplastique chargée de façon homogène de paillettes de mica à raison de 2 à 4 % en poids avec addition d'oxyde de titane en poudre à raison de 2 à 4 % en poids .
2. Récipient selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué , d'une monocouche en matière plastique chargée formant la susdite couche.
3. Récipient selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est revêtu extérieurement d'un manchon qui l'enserre étroitement et qui est constitué en matière thermoplastique chargée constituant la susdite couche.
4. Récipient selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le mica est présent pour environ 2 à 4 % en poids et 1 ' oxyde de titane pour environ 2 à 4 % en poids dans des proportions respectives telles que l'ensemble soit d'environ 4 % en poids.
5. Récipient selon la revendication 4, caractérisé en ce que le mica est présent pour environ 2 % en poids et 1 ' oxyde de titane pour environ 2 % en poids .
6. Récipient selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la matière thermoplastique est choisie parmi le polyéthylène téréphtalate PET, le polyéthylène naphtalate PEN et le polyéthylène haute densité PEHD.
7. Bouteille de lait, caractérisée en ce qu'elle est constituée selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.
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