VERRE D`EMBALLAGE ET PROTECTION UV

VERRE D’EMBALLAGE ET
PROTECTION UV
26/10/2005
DRD - GP
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PROTECTION UV
Plan de l’exposé
1. Besoins du marché
2. Critères d’évaluation (courbe de
transmission et pouvoir filtrant
des verres)
3. Possibilités avec les verres actuels
4. Axes de recherche
5. Études récentes
6. Conclusions
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Protection UV
Besoins dans l’emballage alimentaire
…….d’une façon générale évolution vers :
™Moins de stabilisants chimiques dans les produits
alimentaires (recettes plus naturelles)
™Plus d’exigence dans le maintien des propriétés
organoleptiques et dans la sécurité alimentaire
™D’ou une demande accrue dans la protection UV
de la part des emballages
™Mais en maintenant une bonne visibilité du
produits (emballages transparents ,teintes
clairs…)
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Protection UV
Besoins dans l’emballage alimentaire
…….produits particulièrement sensibles aux UV :
™La bière ( goût de lumière )
™Le champagne (goût de lumière )
™Le vin blanc (dégradation arôme et couleur )
™Les sauces ,l’huile d’olive (oxydation )
™Produits anisés ( dégradation de l’anéthol)
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Protection UV
Critères d’évaluation des verres
1-La courbe de transmission (sous 5 mm ou 2mm)
TRANSMISSION CURVE
ULTRA VIOLET
VISIBLE
I. R.
80%
60%
40%
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800
700
600
500
400
300
0%
Wave Lengh (nm)
5
1 000
20%
900
% Light transmitted @ 2mm
100%
Protection UV
Critère d’évaluation des verres
2- Le pouvoir filtrant (PF%) :
-rapport de l’énergie lumineuse absorbée
(Eab=1-Et) sur l’énergie lumineuse incidente (Ei)
-mesuré sous 2 mm
-dans un domaine de longueur d’onde allant du
proche UV au début du vert : 300 –450 nm
450nm
PF% =
(1-Et)
300nm
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Ei.
x100 =
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(1-A) x100
B
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Protection UV
Critère d’évaluation des verres
2-Le pouvoir filtrant PF( 2mm); 300-450nm
TRANSMISSION CURVE
ULTRA VIOLET
VISIBLE
I. R.
PF%= (1-A)100
B
80%
B
60%
A
40%
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800
700
600
500
400
300
0%
Wave Lengh (nm)
7
1 000
20%
900
% Light transmitted @ 2mm
100%
Protection UV
Possibilités des verres actuels
UV Protection @ 2mm
Teintes
Blanc
Vert bière
Feuille morte
Champagne
Chêne
Ambre
Bleu
Blanc dépoli
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P.F.300-450 nm
18 %
53 %
74 %
82 %
94 %
99 %
18 à 28%
71%
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Protection UV
Stratégies possibles pour le verre creux
™Ajouter des additifs dans la formule du verre:
-polysulfures de fer (verres réduits)
-Cr6+ ,Ce ,V , …
™Ajouter un traitement de surface externe
filtrant
-revêtement organique (coating)
-revêtement minéral (émaux )
-étiquette filtrante (sleeve anti UV)
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Protection UV
Etudes récentes
™La bière : en verre vert ,en verre blanc
™L’huile d’olive en vert clair
™Le champagne rosé en verre blanc
™Produits anisés et cocktails
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Protection UV
Cas de la bière en vert VERT
FILTRATION 300 - 500 nm vs lighstruck
Reduction of lightstruck (%)
100
Amber
80
Cr6+
60
Fe2O3
40
Cérium
20
Green beer
Vanadium
0
50
60
70
80
90
100
%FP 300 - 500 nm @ 2mm
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Protection UV
Cas de la bière en vert VERT
U.V. PROTECTION: Brightness (%) vs DWL (nm) / 2mm thickness
90
Perrier
Brightness (%)
80
Dead
Leaf
BEER SPECIFICATIONS
70
Fe2O3
Cr2O3
Fe2O3
Cr2O3
60
50
Champagne
Fe2O3
Cr2O3
Fe2O3
Cr2O3
40
Fe2O3
Cr2O3
Fe2O3
Cr2O3
30
550
555
560
Amber
Green Cr6+
Japan
Fe2O3
Cr2O3
565
570
575
580
DWL (nm)
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Protection UV
Cas de la bière en verre blanc (1)
Fe2O3 +
MnO
™3 possibilités au
niveau formulation:….
V2O5 + MnO
CeO2
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Protection UV
Cas de la bière en verre blanc (2)
Production industrielle au Vanadium testée
en Allemagne:
™Marché bière allemand
™Teinte plus proche du verre vert clair que
du mi-blanc (LOD=554nm ; Luminance=97.5%)
™Filtration obtenue similaire à celle du verre
vert bière standard (PF=50%), donc
certainement insuffisante
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Protection UV
Cas du champagne rosé en verre blanc
Évaluation d’une solution coating anti UV :
SPECTRES DES VERRES BSN SOUS 5 mm
BLANC
FEUILLE MORTE
CHAMPAGNE
CHENE
AMBRE FONCE
BLANC + COATING ANTI-UV
100
90
80
BLANC
PF (300-400) : 31,4%
PF (300-450) : 21,9%
BLANC + COAT UV
PF (300-400) : 99.1%
PF (300-450) : 75.0%
% Transmission
70
60
AMBRE FONCE
PF (300-400) : 99,9%
PF (300-450) : 99,9%
50
40
30
CHENE
PF (300-400) : 99,8%
PF (300-450) : 99,8%
FEUILLE MORTE
PF (300-400) : 92,1%
PF (300-450) : 92,5%
20
CHAMPAGNE
PF (300-400) : 97,0%
PF (300-450) : 97,7%
10
0
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
Longuer d'onde (nm)
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800
Protection UV
Cas du champagne rosé en verre blanc
Évaluation d’une solution coating anti UV :
•En collaboration avec une maison de Champagne et
L’Université de Reims
•Sur un vin sélectionné et sur un vin reconstitué
(modèle simplifié)
•Résultats décevants :
-dégradation rapide :dés la première heure
-besoin d’une filtration jusqu’à 500nm
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Protection UV
Cas des produits anisés
Etude de la photo dégradation des produits anisés
sous plaquettes de verre ( V molécule A) :
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™Verre blanc standard
0.37
™Verre vert bière
0.35
™Verre champagne
0.08
™Verre ambre bière
~0
™Verre blanc + sleeve
0.06
™Verre blanc dopé (V ou V + Mn)
0.03
™Verre blanc avec coating anti-UV
0.01
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Protection UV
En conclusion :
…….pour le verre VERT Bière :
™Verre très oxydé ( Cr 6+)
: interdiction suite
législation métaux
lourds
™Verre vert réduit
:nuance trop jaune
™Verre vert dopé Ce ou V
:filtration
insuffisante
™Verre vert + coating (PF=95%) :pas de technologie
one line , donc coût
élevé
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Protection UV
En conclusion :
…….pour le verre blanc :
™Verre blanc dopé V
:nuance trop verte
™Verre blanc dopé V+Mn
:nuance trop grise
™Verre blanc dopé Ce
:filtration insuffisante
™Verre blanc + coating
one line , donc coût élevé
:pas de technologie
™Bouteille + Sleeve anti UV : solution d’attente
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Protection UV
En conclusion :
…… la solution attendue pour le verre
d’emballage devra être un compromis entre :
™Une propriété filtrante efficace , démontrée…
™Une mise en œuvre industrielle ,flexible assurant
un surcoût limité;..
™Les souhaits du marketing ( aspect ,teintes … )
™Les nouvelles réglementations sur l’environnement
et la sécurité alimentaire
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