FR2468320A1

FR2468320A1 - Panneaux absorbants souples, utilisant des fibres pour absorber les fluides

Info

Publication number: FR2468320A1
Application number: FR8021247A
Authority: FR
Inventors: Steven L Kopolow
Original assignee: Personal Products Co
Current assignee: Personal Products Co
Priority date: 1979-10-05
Filing date: 1980-10-03
Publication date: 1981-05-08
Also published as: IN152798B; NZ194985A; JPS5658541A; AR231606A1; GB2120696B; ZA806145B; ES8405610A1; ES495644A0; DE3037507C2; SG20084G; BR8006382A; FR2468320B1; MY8500484A; GB8307170D0; GB2060018B; DE3037507A1; AT378120B; US4354901A; GB2120696A; ATA493780A

Abstract

Matière absorbante. Elle est fabriquée en formant une suspension aqueuse (étape 10) de fibres cellulosiques et d'une matière hydrocolloïdale. Une nappe humide est formée (étape 20) à partir de la suspension puis séchée (étape 26). Elle est ensuite compactée (étape 34) à un poids volumique d'au moins 110 % et de préférence d'au moins 150 % du poids volumique de la nappe séchée. Le produit résultant a une résistance à la traction d'au moins 98 N/cm**2 et une rigidité Gurley inférieure à 40 g. Application à des produits absorbants, tels que serviettes hygiéniques, couches, tampons cataméniaux, dans lesquels la matière peut être incorporée sous forme de panneaux souples sans qu'il en résulte une diminution du confort de l'utilisateur.

Description

2468320"

-1 - T.La présente invrention concerne des procédés et des pro..uit u. tilis.aut des corps absorbants fibreux pour absorber des fluides. En particulier, l'invtention a;rait à de s piroduits pour absorber les h. meurs du corpes tels que des tampons canI'améniaux, des couches9

des ser iettos hygini-qu-es e9 analogues et elle se rap-

poz;e sepcifiquement A des corOs absorbants fibreux qui

sont úc l ales A manipuler au cozers des processus de fa-

G&ftn de tels produits3 iorps qq_ présentent une

îO -3 raf-;e d 3BLbs otion aeorbO par rappr)Ot aux cos fi-

Urtux co-e:wamment utilisés.

La tres grande majorité des produits absor-

sbeu les bhumeurs dz corps actuellement utilisés com-

2mInî1ei auS moins5 au cours de leurs étapes de forma-

i 'xi n es tarpons de matières absorbantes fibreuses et -k...eansn celiulosiques lâchement associées; tolles %us du luvet de pulpe de bols finement broyée, des brins de rayonne, du coton, des bourres de coton et a Pa kOues. Pendant des générations, ces matières se

3 sont avarees etr-e utiles et efficaces dans les panse-

m2ets, les couches et les dispositifs de protection hygi-niques du fait que ces matières sont absorbantes, boun marché et que, dans le cas des produits absorbants qu=l doivent être portés par l'utilisateur pendant une période de temps importante, ces matières sont souples et, par conséquent, confortables Malheureusement, en

contre-partide ces propriétés extrêmement avanta-

geuses, il existe le fait que les tampons fabriqués en des matières fibreuses lâchement associées sont

relativement peu solides, présentent une faible résis-

tance & la traction et doivent être manipulés avec -2-

précaution pendant un processus quelconque de fabrica-

tion d'un produit. Plusieurs tentatives ont été effec-

tuées en vue d'accroître l'intégrité structurale de ces tampons mais, dans l'ensemble, de telles tentatives ont eu pour résultat l'obtention de produits qui sont

soit moins absorbants soit moins souples et représen-

tent, par conséquent, seulement un compromis entre les

exigences de lafabrication et les propriétés fonction-

nelles du produit final. Par exemple, dans le brevet des EUA n 4 057 061, délivré le 8 novembre 1977 au nom de Shigemitsu Ishikawa, il est décrit un mince tampon qui comprend des fibres de pulpe contonneuse

comprimées, la compression étant enseignée comme ac-

croissant l'intégrité structurale du tampon. Malgré

cet avantage, le mince tampon, du fait de la compres-

sion, est nettement moins souple et, par conséquent, moins confortable que les produits antérieurs Une méthode similaire a été employée dans le brevet des EUA n 3 065 751, délivré au nom de Gunner Gravdahl le 8 décembre 1970, et dans le brevet des EUA n 3 017 304, délivré au nom de A.A. Burgeni le 16 janvier

1962, avec des résultats semblables.

Les problèmes de fabrication liés aux tam-

pons absorbants se sont accrus dans une certaine me-

sure avec le développement d'une série de matières

cellulosiques qui présentent des propriétés d'absorp-

tion considérablement accrues grâce à une modification chimique. Des exemples de telles matières sont les

copolymères de cellulose greffés décrits dans le bre-

vet des EUA délivrée aux noms de Pronoy Chatterjee et

autres le 17 juin 1975 et les matières carboxyalkyl-

cellulosiques réticulées décrites dans les brevets des EUA n 3 731 686 et n 3 858 585 délivrés au nom de Pronoy Chatterjee le 8 mai 1973 et le 7 juin 1975 et dans le brevet des SUA n 3 589 364 délivré aux -3- noms de W.L. Dean et autres en juin 1971. Ces matières

se présentent sous la forme de fibres fortement gon-

flantes ayant une grande capacité de rétention des fluides. Il est désirable de combiner ces fibres avec les matières absorbantes plus classiques telles que la rayonne, la pulpe de bois, le coton ou analogue, pour produire un corps absorbant ayant des propriétés accrues

de retention des fluides. Malheureusement, lorsqu'on mé-

lange de telles matières fibreuses, ce n'est pas une

tâche de préparation facile que d'obtenir une réparti-

tion égale et ceci a accru la difficulté de produire un corps absorbant pour les produits qui présentent de

l'intérêt dans le cadre de la présente invention.

Par conséquent, il existe un besoin d'appor-

ter des perfectionnements à la fabrication de corps ab-

sorbants perfectionnement ayant spécifiquement pour but d'accroître l'intégrité des corps sans sacrifier la

souplesse, en particulier, lorsqu'on introduit des ma-

tières absorbantes chimiquement modifiées dans le corps

absorbant.

Conformément à la présente invention, il est maintenant réalisé une matière absorbante pour des produits absorbants les humeurs du corps, matière qui a une résistance à la traction relativement grande de

sorte qu'elle peut être manipulée au cours du traite-

ment avec beaucoup moins de précaution que les matières absorbantes antérieures. Malgré cette résistance élevée à la traction, la matière est extr3mement souple et peut 9tre incorporée à des produits absorbants sans

aucune diminution importante du confort de l'utilisa-

teur. En outre, la matière de la présente invention est nettement plus absorbante, c'est-à-dire qu'elle

peut absorber et retenir de plus grands volumes d'hu-

meurs du corps que les matières absorbantes classiques.

Plus précisément, conformément au procédée de -4- la présente invention, on forme une suspension aqueuse

qui ne contient pas plus d'environ 0,1 % et, de préfé-

rence, pas plus de 0,05 % de matières solides, les ma-

tières solides étant constituées par des fibres cellu-

losiques et par une matière hydrocolloidale particu-

laire. Le rapport matière hydrocolloidale/fibres cellu-

losiques est d'au moins 0,01 g/1 g et, de préférence,

d'au moins 0,1 g/lg. On forme une nappe humide à par-

tir de la suspension par des moyens tels que, par exemple, celui qui consiste à disposer la suspension sur un tamis et à en extraire l'eau, par exemple à l'aide d'une dépression. On sèche ensuite la nappe

humide, de préférence jusqu'à une teneur en eau infé-

rieure à 10,0 % en poids pour former une nappe sèche

relativement volumineuse. Conformément aux enseigne-

ments de la présente invention, on accroît la densité (ou plus exactement le poids volumique) de la nappe séchée d'au moins 10,0 % environ et, de préférence, d'au moins 50,0 % environ pour former la nappe du type panneau de la présente invention. En d'autres termes, le panneau résultant a un poids volumique égal à au moins 110 % et de préférence à au moins 150 % du poids

volumique de la nappe volumineuse séchée. L'accroisse-

ment du poids volumique accroXt la résistance à la traction de la nappe séchée. D'une manière surprenante, cet accroissement de résistance à la traction et cet accroissement de poids volumique sont accompagnés

d'une diminution notable et importante de la rigidité.

La diminution de la rigidité est si grande, en fait, que la nappe densifiée résultante peut etre utilisée directement dans des produits absorbants et n'a pas

alors d'effet notable sur le confort de l'utilisateur.

De préférence, la nappe densifiée a une ré-

sistance à la traction d'au moins 98 N/cm. En m8me temps, sa rigidité Gurley est inférieure à environ

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-5-

g et, de préférence, inférieure à 12 g, ces der-

niers paramètres étant définis de manière plus precise ci-après. En outre, on peut produire un produit ayant les paramètres ci-dessus indiqués en formant et en densifiaut dos na6pep-s i l ui 'état densifiée ont une épaisseur àupreue!%e a 0 ff s:' de preére&e ::'?,er ure & 0 à Q ra: L'importanse dLuue telle epais-> see:eSJe- en a' o la'1 rpe -bosi'?ie penut etre ulti

2 -J 2 n/>' ' 1ïizi Q'>é-7eent Otben p c3pU.1 ot m6e@.

<:; '3n g3? s. n'b abso u'b dans P produit i32e C-ra".......3,:a:t.t'i,, !aapcs cni : -.-, '^'-Dt1, _Pj -)î e _7 _;. 'U i9 J -a"7'"'' <: &iatc Jqm sa ré-ess'Gar.ce eleéee . r-. J,..:..,1,...o, 6't st_'ena sans sa fif1r Io

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'[:;;Z9 -3t'--;;i. (4,se'.niC-ic..-it tion- g-ap- e ltpi e!

(1,A-. -a o-- i u.. e lnr'ii- GUX2,e5 l poids VCo-

en Mati2.r! h, roc.loi...e du !:.':- - ii o 2.de la m.3.de lta pr'

es$'ue sieïr iap'o-

n1.t, a' la.,- ' '' j '.- la Fie ni.s u,, l -,T;,me_'l4c O-t,, e 'b -.'. i3enettrt 9n mail, ite hydroco!lodae duJ<@'s reo-'2 mod1,e rc;W.i.'sation de la el imaoere de la pYe-m lie Pi._}S n, es,,3 z^e 2ep.reserr-datmonK graphie2ae 3Z0 aoés -i)É s,' ^é,,gf'-s ':, -,@,q " t 2 g '' -,o-vO-4 mode d'e rdaalisatcio-...., la ma(.merJ de. la;é-r. snte invi-n. Sio-ï; la Pig. 4 est une -oie en perspective d'une première serviette hygiénique comportant une matière de la présente invention, avec arrachement partiel

2468320'

-6- pour en montrer la structure; la Fig. 5 est une vue en coupe transversale de la serviette hygiénique de la Fig. 4, suivant la ligne 55 de cette figure; la Fig. 6 est une vue en perspective d'une seconde serviette hygiénique comportant une matière de la présente invention, avec arrachement partiel pour en montrer la structure; la Fig. 7 est une vue en coupe transversale de la serviette hygiénique de la fig. 6 suivant la ligne 7-7 de cette figure; la Fig. 8 est une vue en perspective d'une troisième serviette hygiénique comportant une matière de la présente invention, avec arrachement partiel pour en montrer a structure; la Fig. 9 est une vue en coupe -ransversale de la serviette de la Fig. 8, suivant la ligne 9-9 de la Fig. 8; la Fig. 10 est une vue en plan d'une couche comportant la matière de la présente invention; la Fig. 11 est une vue en coupe transversale de la coucne de la Fig. 10, suivant la ligne 11-11 de cette figure; la Fi-. 12 est aune vue en perspective d'une ébauche de tampon partiellement enroulée comportant la matière de la présente invention; et la Fig. 13 est une vue avec coupe dui tampon

fini fabriqug è partir de l'ubauche de la Fig. 12.

Su- la Fig. I à laquelle on se référera maintenant, on a représenté un schéma de principe du

processus utilisé pour fabriquer une matière absor-

bante conformément aux enseignements de la présente invention. On forme une suspension dans une station 10 de formation de suspension à partir d'une alimentation

12 en eau, d'une alimentation 14 en fibres cellulo-

siques et d'une alimentation 16 en particules hydro-

colloidales. La fibre cellulosique peut être l'une

quelconque des matières cellulosiques couramment uti-

lisées disponibles pour la fabrication de produits ab-

sorbants et elle peut contenir, par exemple, de la pulpe de bois, du coton, des herbes ou des fibres de cellulose régénérée et produits analogues. Il est, en énéral, préLfré que ces fibres aient une longueur

comprise entré environ 100,pm et environ 3000 m. Ac-

tuellement, du fait à la fois des considérations de coU41J ot de disponibilité, la pulpe de bois est la

fibre aollulosique preférée.

Les particules hydrocolloîdales fournies par

l1'alime-ntation 16 peuvent avoir diverses formes pby-

siqLuos et Euhimiqus, En ce qui concerne la forme phy-

ique, lee termes "particules" et "par'iculaire " sont utilisés pour désigrez une mati&e2 qui est constituée d'éléments discrets de diverses formes telle que de la poudre, des fibres ou des flocons. En génA ral, cos

particules o constituées par des substances poly-

m&.àos qui. sont insolubles, dans l'eau mais qui gonflent sous l'influoene de l'eau, capables d'absorber de l'eau dans une proportion qui est égale à ait moins dix fois lb poids des particules d'hydrocolloide à l'état sec et estt de préférence, d'environ 15 fois à envriron 50 Lois

ce poids & sec. De préférence, les particules d'hydro-

colloMde se présentent sous la forme de fibres et peu-

vent 9tre cbtenies par modification chimique de fibres cellulosiques.

DO Une telle matière peut être décrite chimique-

ment comme ayant un tronc de polymères naturels ou syn-

thétiques avec des groupes hydrophiles ou des polymères contenanvb dos groupes hydrophiles qui sont chimiquement liés au tronc ou en mélange intime avec lui. Dans cette

catégorie de matières se rangent, notamment, des poly-

-8- mères naturels et régénérés modifiés, tels que des polysaccharides parmi-lesquelles, par exemple, la cellulose et l'amidon et la cellulose régénérée, que

l'on modifie par carboxy&lkylation, phosphonoalkyla-

tion, sulfoalkylation ou phosphoarylation afin de les

rendre fortement hydrophiles. On peut également provo-

quer la réticulation de tels polymères pour améliorer leur capacité hydrophile et les rendre insolubles dans l'eau. Ces m8mes polysaccharides peuvent également servir, par exemple, comme le tronc auquel d'autres

portions de polymère peuvent être liées par des tech-

niques de copolymérisation par greffage. De tels poly-

saccharides greffés et leur procédé de fabrication sont décrits dans le brevet des EUA n0 4 105 033, délivré le 8 août 1978 aux noms de P.K. Chatteree et autres, et peuvent être décrits comme des chaines polysaccharides sur lesquelles est greffé une chaîne hydrophile dont la formule générale est la suivante: (tH2)q - 1 (C2p a = o C

L A B

formule dans laquelle A et B sont choisis dans le groupe constitué par OR3, -O-(métal alcalin), -OHNH3 -NH2, dans laquelle R, R et R3 sont choisis dans le groupe constitué par l'hydrogène et un alkyle ayant de I à 4 atomes de carbone, dans laquelle r est un nombre entier ayant une valeur comprise entre O et environ 5000, s est un nombre entier ayant une valeur comprise entre O et environ 5000, r + s est égal à au moins 500, p est un nombre entier ayant une valeur de O ou 1 et q est un nombre entier ayant une valeur comprise entre 1 et 4. Les chaînes hydrophiles préférées sont des -9 -

chaines polyacri'ylonitriles hydrolysées et des copoly-

mères de polyacrylamide et de sodium polyacrylate.

En plus des polymères naturels et régénérés modifi's, le composant consetitué par des particules d'hydrcocolo:ide de la nappe densifiée de la présente inven'ion peut co-nrporter des particules hydophîies

entierement,Dsnthétiques ' Des exemples de telles par-

ticu es actuellement connues dans la technique sont

les fibres de polyacrylonitrile qui peuvent Ctre modi-

I C úiîs ?a.i gr offa; sU ?..les de portions de polymère, 7,t,.<.r. des chates d'. lool polyvinylique l'alcool -peiye'inT.ilque lui-::-r du pcluéth.;e.%;fydri.ophile,

des po1yo.!.-.1yi phospho.aates des polE aryliles par-

ti-L'leri1pont hc;olyseaes,9 ( r- exo ple: l.C pojly(N.

e15 c1z-iE'-1hl/,,-l acrylamiLde) d u pol ,tyrène " Sl.foné o1u,ul po0lr941.Gîglène ozjd's,), ('1 'ss p.Xmére.s.S7syn tique s

foz..:e::i po.e: 9 2nl âtre mrTodifis par d'a-

tr:s> traitemeun t s o iques tels qu une réticul ttion o;.7u hydrolyse 0 i,:e,: fibzres ceJllulosiques, les particuils hydàocOoloii.dales et 1'au provenant respectivement des aliimentations 149 16 et 12 sont combinées dans une station 10 da formation de suspension pour former une suspension qqi. est ensuite transportée par des moyens 18 à. une station 20 de formation de nappee Les

proportions des composants de la suspension sont com-

mandées de telle sorte que la suspension ne contient pas plus de 0,1 % environ, etq de préférence, pas plus de 0,05 % environ de matières solides, c'est-à-dire

des fibres et des particules. De préférence, la sus-

pension contie:nt entre 0,05 et 0,01 % environ de ma-

tirtes solides, 'une proportion d'environ 0.01 % étant la concentration préférée. Les matières solides sont distribuees de façon a être dans le rapport d'au moins 0,01 g de matière hydrocolloidale pour un gramme de -1 L- fibres cellulosiques et, de préférence, d'au moins

0,1 g pour un gramme.

La suspension peut être formée de diverses

manières connues dans la technique et associées au dé-

pôt à l'état humide de nappes fibreuses. Dans certains cas, il peut être prudent de formea la suspension avec une plus forte concentration en matières solides, par exemple d'environ 1,5 % en poids de matières solides, puis de diluer la suspension en ajoutant à nouveau de

l'eau jusqu'à obtention de la concentration désirée.

Il peut être également avantageux de prémélanger cer-

tains des ingrédients dans une autre combinaison quel-

conque avant de normer la suspension finale.

Ruelle que soit la manière suivant laquelle la suspensiorést formée, elle est ensuite envoyée dans la station 20 de formation de nappe dans laquelle on

forme une nappe humide, par exemple en déposant la sus-

pension sur une bande continue et en maintenant une différence de pression entre les faces opposées de la bande pour aspirer la plus grande partie de l'eau et laisser une bande humide faiblement tassée de fibres

cellulosiques et de particules d'hydrocolloïdes intime-

ment mélangées. A ce stade du procédé de l'invention, il est désirable que la nappe n'ait pas une teneur en matières solides supérieure à 50 % en poids environ

de la nappe humide ni inférieure à 2 % en poids envi-

ron de la nappe humide, La nappe humide est ensuite introduite par des moyens 24 dans une station de séchage 26 dans laquelle elle est ensuite séchée à une teneur en eau inférieure à environ 10 % en poids

et de préférence inférieure à environ 5 %. Un tel sé-

chage peut être effectué en utilisant un équipement

bien connu dans la technique, par exemple en appli-

quant de lachaleur à l'aide de moyens 30 sous la forme d'air chaud, de serpentins de résistances électriques, -11 -

de bottes à vapeur ou analogues.

Le produit qui quitte la station de séchage 26 est une matière du type panneau épais relativement gonflée qui ne possède qu'une résistance a la traction modérée et n'est que moyennement capable de maintenir son intégrité au cours des manipulations. La nappe du type panneau est très rigide et, bien qu'elle soit fortement absorbante, elle ne peut pas étre utilisée directement dans une serviette hygiénique ou autre produit absorbant les humeurs du corps similaire qui doit être porte par l'utilisateur du fait que le degré élevé6 de rigidit6 occasionnerai' un grand inconfort

pour 1l utilisateur et empgcher.it le produit de s ' a-

dapter au corps, cette dernière caractéristique ayant

i por effet que le proc 3.it résltant cesserait prématu-

re6ment de remplir son r1le. Typiquement, la nappe sé-

chée a un poids volqmique qui est compris entre 0O15

ot 0,5 g/cm-3, elle a une épaisseur comprise entre en-

vron 1,O et 2,0 i. une résistance à la traction com-

prise entre environ 98 et 980 T/cm2 et une valeur de rigidité Gurley cormprise entre environ 25 et environ go Conformément à la présente invention, la nappe séchée est alors amenée par un transporteur 52 dans une station de compactage 34 dans laquelle le

poids volumique de la nappe est accru à un poids volu-

mique d'au moins 110 % environ et, de préférence, d'au moins environ 150 % du poids volumique qu'elle avait avant la compaction. Pour obtenir ce degré élevé de

0DO compaction et pour que l'accroissement de poids volu-

mique soit permanent, c'est-à-dire pour que le panneau compact soit déformé de manière permanente, il faut

appliquer une pression très élevée à la nappe sèche.

En général, il faut appliquer une pression d'au moins 2,1 bars environ et, de préférence, d'au moins 10,5 -12- bars environ. Bien que la pression de compaction puisse être appliquée à l'aide de divers moyens, par exemple

en faisant passer la nappe sèche dans la région de pin-

cement entre deux rouleaux de pression ou davantage, on préfère habituellement obtenir la compaction à l'aide d'une presse hydraulique qui est conçue pour

produire de telles pressions élevées.

La nappe compactée résultante a une résis-

tance à la traction nettement plus élevée que celle de la nappe sèche non compactée de sorte qu'elle peut

9tre facilement manipulée tout en conservant son inté-

grité structurale. Pour des raisons qui ne sont pas encore comprises, le processus de compaction, outre qu'il accroit considérablement la résistance à la traction du panneau, réduit la rigidité d'une manière

extrêmement importante. Lorsqu'il est fabriqué confor-

mément aux enseignements de la présente invention, le panneau compacté de la présente invention est si souple qu'il peut être utilisé directement, sans aucune étape

de broyage ou de déchiquetage dans des produits absor-

bants qui doivent être portés, sans aucun inconfort

notable de l'utilisateur.

Exemple 1

On prépare une série d'échantillons compor-

tant diverses proportions de particules hydrocolloi-

dales en mélange avec de la pulpe de bois. Les parti-

cules hydrocolloidales utilisées sont celles décrites dans le brevet des EUA précité n0 3 889 678 et plus précisément l'échantillon n 4 du tableau II de ce

brevet. Cette matière est un copolymère greffé de cel-

lulose constitué par un tronc de cellulose sur lequel sont greffées des portions de polymère constituées par des copolymères de sodium acrylate et d'éthylacrylate dans un rapport en poids de 19,8 parties en poids de

cellulose pour 33,9 parties en poids de poly(éthyl-

-13- acrylate) et 46,8 parties en poids de poly(sodium acrylate). Cet hydrocolloide se présente sous forme de fibres, la moyenne arithmétique de la longueur de ces fibres étant d'approximativement 0,8 mm. Dans le cas de chacun des mélanges échantillons, on utilise

le mode opératoire suivant.

On disperse l'hydrocolloide et la pulpe de bois dans de l'eau pour obtenir une suspension ayant

une consistanae de 1,17 % en poids de matières solides.

'On verse I litre de la suspension dans une forme à feui-tlles manu.elle carrée mesurant 19,685 cm de côté fabriquée par la société William Apparatus Company, Jatertown, tnY. On dilue alors la suspension & une consistance de 0,01 % en poids de matières solides

0Cono-iemenr;- au modâ opératoir deécrit dans le proces-

sus normalisé T-2050 S 71 de l'institut américain TPPI. Après un mélange soigneux, on laisse l'eau 6aouler par gravité, laissant une nappe de pulpe de bois/hydrocolloode ayant une teneur en matières solides de 5 % environ, sur lae base du poids de la nappe humide. On sèche la nappe humide avec du buvard et on la presse pour en extraire l'eau en excès puis on la sèche dans un four à circulation d'air jusqu'à ce qu'elle ait une teneur en eau d'environ 2 % en poids, sur la base du poids de la matière sèche. On tasse le produit gonflé rigide résultant à divers poids

volumiques dans une presse hydraulique.

Le tableau I ci-dessous indique les résis-

tances à la traction en fonction de la teneur en par-

ticules d'hydrocolloide des panneaux fabriqués suivant le procSde cdssu. La résistance à la rupture par

Uraction est dé.terminée avec une machine d'essai uni-

verselle Instron en réglant la distance entre les ma-

choires à 10,2 cm et en tirant à une vitesse du cou-

-14- lisseau de 5,1 cm/mn. On normalise les valeurs de la résistance à la traction du tableau I en divisant la résistance à la rupture par traction par la surface de la section transversale du panneau (c'est-à-dire la surface de la section perpendiculaire à la force appliquée).

Tableau I

Résistance à la traction en fonction du poids volu-

mique (cellulose greffée) (valeur normalisée en l/cm) Distances entre les mâchoires 10,2 cm Vitesse du coulisseau 5,1 cm/mn

Concen-

tration

en hy-

drocol-

loide (% en poids) o0 3o o 7o 9o Feuille non comprimée

Resistance Poids vo-

à la trac- lurique tion (N/cm2) (g/cm3)

1068,2

215,6 117,6 117,6 0,45 0,22 0,20 0,19 0,18 0,17 0,18 0,15 0,15 Feuille comPrimée

Résis- Poids X d'ac-

tanceà volu- croisse-

latraec- mique ment du

tion poids vo-

(N/cm' (g/cm'. lumique

1097,60

519,4 572,4

3572,4

274,4 235,2 127,4 0,51 0,50 0,40 0,51 0,28 0,29

O30,50

0,29 0,28 ,5 127,5 ,0 ,2 ,5 ,6 66,7 ,3 86,7

Comme on peut le voir en considérant le ta-

bleau ci-dessus, les panneaux fabriqués avec les par-

ticules hydrocolloidales ont une densité ou, plus exactement un poids volumique, relativement faible, compris entre 0,15 et 0,22 g/cm5 à l'état sec et non tassé. Par contraste, le panneau en pulpe de bois a un poids volumique de 0,45 g/cm5. En m9me temps, la -i5

résistance à la traction du panneau contenant des par-

ticules hydrocolloPdales non compacté est très faible, variant, dans le cas de ces échantillons, entre 117,6 et 343 N/cm par rapport 1068,2 N/cm pour le panneau contenant 100 % de pulpe de bois. après compaction

et accroissement du poids volumique dans une propor-

* tion allant de 55,5 % à 127,93 %, sur la base du poids volumique d'origine, la résistance a la traction est accrue d'une manière générale et, dans le cas des faibles proportions de matièrea hydroc.ollo''dales et d'une forte compaction (par exemple 20 % de matière

hydrocolloidale et compaction de 12773 %) la résis-

tance à la traction s'approche de celle du panneau

contenant 100 % de pulpe de bois.

xe1

On prépare une série d'échantillons compor-

tant diverses proportions de particules hydrocolloï-

dales en mélange avec de la palpe de boi . On fabrique les échantillons et on les essaie en suivant les modes opératoires de l'e?.rEmple précédent à cette différence pres quo lhydroaolloide utilisé est constitué par des fibres de cellulose qui ont été carboxyméthylées à un

degré de substitution d'environ 0,7 groupe carboxy-

méthyle par unité glucose anhydre et qui ont été in-

solubilisées par rétbiculationo La matière hydrocolloi-

dale a été obtenue de la société Hercule Company,

lilmington, Delaware, et elle est vendue par cette so-

ciété sous la marque Aqualon C. Le tableau II résume

les résultats des essais de ces échantillons.

2468320:

-16-

Tableau II

Résistance à la traction en fonction du poids volu-

mique (carboxyméthyl cellulose) (normalisée en N/cm) Distance entre les mâchoires 10,2 cm Vitesse du coulisseau 5,1 cm/mn Concen- Feuille tration

en hy-

drocol-

loïde (, en poids) o0

20

9o

Uesls-

tance à la trac- tion kN/cm2)

1068,2

525,4 572,2 607,6 656,6 non comprimé

eoids vo-

lumiqe (g/cm) 0,45 0,21 0,21 0,22 0,27 0,29 De Feuille comprimée

Résis- Poids % d'ac-

tance volu- croisse- -

à la mnique ment du

trac- (g/cm3)poids vo-

tion lumique (N/cm')

1087,8

215,6 480,2 548,8 705,6 0,51 0,56 0,52 0,28 0,52 0,52 ,5 71,4 52,4 27,3 18,5 ,3 Comme le montre le tableau II, dans ce cas également, le panneau contenant un hydrocolloide a, à

l'état non compacte, un poids volumique nettement infé- rieur à celui d'un panneau ne contenant que de la pulpe

de bois et une résistance à la traction nettement infe-

rieure. Lorsqu'on compacte le panneau contenant un hydrocollo!de, même à un degré relativement modéré, la résistance à la traction est en général nettement

améliorée. Ce phénomène est plus prononcé dans l'inter-

valle des proportions de particules hydrocolloïdales inférieur à 60 % en poids c'est-à-dire moins de 1,5 g de particules d'hydrocolloide par gramme de pulpe de bois.

Exemple 3

On prépare des panneaux non compactes compor-

tant diverses concentrations de particules hydrocollol-

-17-

dales constituées par de la cellulose greffée, confor-

mément à l'exemple 1, et on les compacte sous l'in-

fluence de divers degrés de pression dans une presse hydraulique. On mesure la valeur de rigidité Gurley du panneau obtenu en utilisant un appareil d'essai de

rigidité Gurloy (modèle à moteur) fabriqué par la so-

ciété îï. et L.E. Gurley, Troy NoY. Essentiellement, cet instrument mesure le moment appliqué extérieurement

pour produire un fléchissement donné d'une bande de ra-

tière ayant des dimensions spécifiques, fixée à une extrémlité et ayant une charge concentrée appliquée à

son autre extrémité. Les résultats sont obtenus en va-

!ours de rigidité Gurley exprimées en grammes. Dans les essais de cet exemple, chaque bande de panneau essayé ayant une longueur de 8,89 cm sur une largeur de 2 m54 cm LLe tableau III résume les résultats de ces essa. is et ces données sont également représentées

grc:hi lemnent sur la Fig. 2.

Tableau III

Effet du poids volumique sur la rigidité Gurley Pression (bars) Concentration en hydrocolloïde (% en poids) (cellulose greffée) 0,0 Rigidité Gurley (g) 38,6 33,4 31,4 25,6 25,3 Poids volumique (g/cm3) 0,22 0,19 0,17 0,15 0,15 % d'accroissement 0 0 0 0 0 2,462 Rigidité Gurley (g) 17,5 11,7 11,8 7,3 6,5 Poids volumique (g/m3) 0,32 0,30 0,27 0,31 0,27 % d'accroissement 45,5 57,9 58,8 106,7 80,0 --... . j, iii. .......... i 7, 387 Rigidité Gurley (g)/ 12,5 9,7 8,1 4,2 4,3 Poids volumique yg/cm3) 0, 36 0,39 0,38 0,36 0,35 % d'accroissement 63,6 105,3 123,5 140,0 133,3 12, 31 Rig.dité Gurley (g). 8,8 7.7 5,6 3,1 i2,2 Poids volumique (g/cm3) 046, 4 0,42 0,42 0,43 % d'accroissement 109,1 131,6 147,1 180,0 186,7 Podvouiqe<gc4 5,4 4,1 2,1 2,3 17,23 Rigidité Gurley (g)3 8, 5,4 4,1 2,1 48 Poids volumique(gcm 0,51 0,52 0,500, % d'accroissement 131,8 173,7 194, 1 220,0 220,0 Rigidstévoulumqe <gc 7,2 5,2 3,5 2-,.5 1,9 ,.,,i,, i i m.,, i i i i i,,,,, i,, , , ,, ,..__. , 24,62 Pigdité Gurluey (gq3),56 ,59,57 0,56 0,56 % d'accroissement 154,5 210,5 235,3 273,3 273,3 36,92 Rigidité Gurley (g) 61,9 459 3,2 2,0 1,8 Poids volumique (g/cm3) 0,62 0,67 0,66 0, 65 0,6 % d'accroissement 181,8 252,6 288,2 333,3 3540,0 :..._........,_,, _,i, , , , I Cr, I o' co w a4 Q -19- Comme on peut le voir à l'examen de ces données, les panneaux non compactés ont des valeurs

de rigidité Gurley supérieures à 25 g et, dans cer-

tains cas à 30 g, ces valeurs représentant un panneau qui est relativement rigide et qui ne peut pas être

utilisé directement dans un produit absorbant. Cepen-

dant, lorsque, conformément aux enseignements de la présente invention, les poids volumiques du panneau sont accrus par compaction sous pression, de valeurs

comprises entre un accroissement de 45,5 % et un ac-

croissement de 340 %, sur la base du poids volumique

à l'état non compacté5 la rigidité Gurley diminue d'-

une manière surprenante jusqu'à des valeurs allant de

1755 g jusqu'à une valeur aussi faible que 1,8 g.

A ces valeurs, le panneau est extrSmement souple et

peut tre utilisé directement dans des produits absor-

bants. On notera qua la diminution de la rigidité

Gurley varie directement, bien que non proportionnelle-

ment, avec l'accroissement du poids volumique.

P^,fpl4

On prépare des panneaux non compactés compor-

tant diverses proportions de particules hydrocolloi-

dales constituées par de la carboxyméthylcellulose con-

formément à l'exemple 1 et on les compacte et les es-

saie en vue de deterriner leurs valeurs de rigidité

Gurley en utilisant le procédé décrit dans l'exemple 5.

Le tableau 4 résume les résultats de ces essais et ces resultats ont été également représentés graphiquement

sur la Fig. 3.

Tableau IV

Effet du poids volumique sur la rigidité Gurley t(carboxyméthyl cellulose) Pression (bars) o Concentration en hydrocolloide (% en poids) ligidité Gurley (g) Poids volumique (g/cm3) % d'accroissement % 53,6 0,21 o %o ,0 0,21 % 29,1 0,22 o % ,8 0,27 o 2,462 Rigidité Gurley (g) 3 13,0 11,9 14,2 23,4 22,7 Poids volumique (g/cm) 0,32 0,33 0,32 0,531 0,34 % d'accroissement 47,6 57,1 45,5 14,8 17,2 7,387 Rigidité Gurley g) 9,9 11, 0 11, 18,2 16,4 Poids volumique (g/em) 0,42 0,41 0,36 0,38 0,41 % d'accroissement 100,0 95,2 63,6 40,7 41,4 12,31 Rigidité Gurley (g) = 8,1 8,5 7,3 11,7 13,0 Poids volumique (g/cm) 0,50 0,47 0,48 0,44 045 %d' accroissement O0 04 t8 ot4, o % d'accroissement 138,1 125,8 118,2 65,0 55, 2 _. . . . . . , , J , , , ,,,m,,, _, 17,25 Rigidité Gurley (g) 6,5 6,8 7, 9 8,7 16,2 Poids volumique g/cm5) 0,54 0,51 0,52 0,50 0,55 % d'accroissement 157,1 142,8 156,4 85,2 82,8 24,62 Rigidité Gurley (g) 5,9 6,5 6,9 8,9 9,7 Poids volumique (g/cm) 0,62 0,61 0,61 0,54 0,55 % d'accroissement 195,2 100,5 177,3 100,0 89,7 36,92 Rigidité Gurley (g) 6, 6 6,2 5,9 6,1 6,3 Poids volumique (g/cm5) 0,70 0,67 0,68 0,61 0,64 % d'accroissement 2533,5 219,1 209,1 125,9 120 % 54,2 0,29 o !, a -21 Comme dans l'exemple précédent, on peut voir,

a l'examen de ces données, que les panneaux non compac-

tés ont des valeurs de rigidité Gurley supérieures à g et, dans la plupart des cas à 30 g, c'est-à-dire que ces panneaux sont très rigides. Dans ce cas égale- ment, lorsque les panneaux sont compactés conformément aux enseignements de la présente inventions le poids volumique des panneaux est accru de valeurs comprises entre 14,8 et 233,3 %îv, sur la base du poids volumique à l'état non compacté. Les valeurs des rigidités Gurley de ces panneaux compactés sont alors comprises entre 23,4 g et une valeur aussi faible que 5,9 g et 3 s panneaux compactés sont,, en généralsouples et utilesables en tant que produits absorbants. On doit

noter que, même à un accroissement modéré du poids vo-

lumique de 14,8 %,S, la vale.ur de rigidité Gurley a été réduite de OS g à 23,4 g, une réduction d'environ %. On se référera maintenant aux dessins et, en

particulier, aux lFig. 4 et 5 qui représentent respecti-

vement une vue en perspective et une vue en coupe trans-

versale d'une première serviette hygiénique 40 compor-

t.ant le panneau de matière souple de la présente inven-

tion. La serviette 40 comprend un tampon absorbant 42 qui peut être composé de diverses matières absorbantes, telles que de la pulpe de bois, de la rayonne ou toute autre matière absorbante couramment utilisée. Une feuille 44 recouvre la face du tampon 42 qui doit être disposée éloignée du corps lorsque la serviette est portée, cette feuille 44 étant une feuille d'arrêt imperméable au flux menstruel utilisée pour protéger les vêtements de l'utilisatrice du passage des humeurs du corps absorbées par la serviette. Le polyéthylène ou un autre polymère feuillogène approprié quelconque

est la matière utilisée, de préférence, à cette fin.

-22-

L'assemblage complet du tampon et de la feuille d'ar-

rêt est enveloppé dans une feuille de couverture 46 perméable au flux menstruel qui peut être une matière tissée ou une matière non tissée et est habituellement composée de fibres de rayonne, de polyester, de coton ou analogue. La serviette 40 doit être portée dans la partie d'entrejambes d'un sous-vêtement et doit y

être maintenue par l'emploi d'un élément adhésif auto-

collant 48 qui s'étend longitudinalement au centre de

la face de la serviette orientée vers le sous-vêtement.

Une bande 50 de protection séparable recouvre l'élément

adhésif pour protéger ce dernier des saletés et empê-

cher sa fixation accidentelle avant l'emploi.

Conformément à la présente invention, une feuille 52 du panneau souple contenant des particules hydrocolloîdales de la présente invention est placée

entre la feuille d'arrêt 44 et le tampon 52. De prLfé-

rence, la feuille a des dimensions à la fois longitudi-

nales et transversales plus petites que celles du tam-

pon et de la feuille d'arrêt et est placée centralement

entre eux.

Du fait de la nature extrêmement souple du

panneau de lerésente invention, la serviette hygié-

nique 40 est souple et confortable à porter. Du fait

P5 des particules hydrocolloidales contenues dans le pan-

neau et de leur degré élevé de capacité hydrophile,

la serviette présente une capacité d'absorption accrue.

Sur les Fig. 6 et 7 auxquelles on se référera

maintenant, on a représenté un autre mode de réalisa-

tion de l'invention. Comme dans le précédent mode de réalisation, la serviette 54 est munie d'un tampon absorbant 56, d'une feuille d'arrêt 58 qui recouvre le côté du tampon orienté vers le sous-vêtement et

d'une matière de couverture 60 qui enveloppe l'ensem-

ble du tampon et de la feuille d'arrêt. Dans ce mode -23 - de réalisation, un élément adhésif 62 et une bande de protection 64 pour l'élément adhésif sont également utilisés. Dans ce mode de réalisation spécifique, on utilise un panneau 66 mais, dans ce cas, le panneau est disposé au centre du tampon 56. Ce résultat peut etre obtenu en choisissant un ruban de la matière qui forme le tampon 56 d'une largeur approximativement

double de la largeur désirée de la serviette, en pla-

çant le panneau sur une moitié de cette longueur et en repliant le tampon en deux de sorte que le panneau est disposé en son centre. Dans ce mode de réalisation également, comme dans le mode de réalisation précédent, grâce à la nature du panneau de la présente invention, la serviette 54 est à la lois soupla et confortable à

l'esmploi et a une capacite d'absozrption accrue.

Les Fig. 8 et 9 r:eprésentent encore une autre

serviette hygiénique mettant an oeuvre l'ginvention en-

seignée ici. Sur ces figures, on a représenté une ser-

viette 68 qui comprend une matière absorbante 70 pliée sous la f'orme générale d'un C et dont les extrémités sont en butée sur le c8té orienté vers le sous-vCtement de la serviette. Une feuille d'arrêt 72 recouvre cette surface de la serviette. IL l'tintérieur des plis de la

matière 70 pliée en C est placé un panneau de la ma-

tière de la présente invention. A nouveau, du fait de

la caractéristique originale de ce panneau, la ser-

viette 68 est douce, souple et fortement absorbante.

Les Fig. 10 et 11 représentent encore un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel le panneau de la présente invention est utilisé dans

une couche 76 à jeter après usage. La couche 76 com-

porte une matière d'espacement 78 perméable aux flui-

des qui peut être fabriquée dans les m6mes matières tissées ou non tissées que celles utilisées dans les serviettes hygiéniques décrites ci- dessus. Un tampon -24-

rectangulaire 80 fabriqué en matière fibreuse absor-

bante est disposé au-dessous de la matière de revête-

ment supérieure et une feuille d'arrêt imperméable 84 est utilisée comme feuille arrière support et soudée, dans l'ensemble, autour de sa périphérie à la matière de revêtement supérieure 78. Comme représenté sur le dessin, un panneau 82 fabriqué dans la matière de la présente invention est emprisonné entre la feuille d'arret 84 et le tampon 80. Egalement dans ce cas, du fait de la nature souple et absorbante du panneau la

couche est confortable et fortement absorbante lors-

qu'elle est employée.

Les Fig. 12 et 13 représentent le panneau

souple de la présente invention utilisé dans un tam-

pon cataménial. Sur la Fig. 12, la référence 86 dé-

signe une ébauche de tampon partiellement enroulée avant sa compression en un tampon achevé. L'ébauche comprend deux feuilles rectangulaires, la feuille 88 étant une feuille en matière fibreuse absorbante et la feuille go étant le panneau souple absorbant de la présente invention. Les deux feuilles superposées sont roulées en une ébauche 86 de telle sorte qu'il est formé des couches alternées de matière de la feuille 90 et de matière de la feuille 88. On comprime ensuite l'ébauche pour former le tampon fini représenté sur la Fig. 13. Le tampon 92 est muni de la ficelle

d'extraction habituelle 94. De cette manière, la ma-

tière hydrocolloidale peut être répartie d'une manière relativement uniforme dans tout le tampon sans qu'il )0 soit nécessaire de manipuler des matières finement divisées. -25-

Claims

- REVENDICATIONS - I - Procédé pour fabriquer un panneau absor- bant souple relativement épais de matière fibreuse caractérisé en ce qu'il consiste: à former une suspension dans l'eau contenant au mazimum 0,1 % environ de matières solides, ces ma- tières solides comprenant des Libres cellulosiques et une matière hydrocolloidale particulaire dans un rap- port d'au moins O01 g de matière hydrocolloidale pour un gramme de fibres cellulosiques; à former une nappe humide à partir de cette suspension; à sécher cette nappe à une teneur en eau inférieure à 10,0 % en poids pour former une nappe seche; et à accroître le poids volumique de cette nappe sèche d'au moins 10,0 %; de telle sorte que cette nappe sèche densi- fiée a une résistance élevée à la traction et une faible rigidité par rapport à la nappe sèche non den- sifiée.

2 - Procédé selon la revendication I carac-

térisé en ce que la suspension ne contient pas plus

de 0,05 % en poids environ de matières solides.
3 - Procédé selon la revendication I carac-

térisé en ce que les matières solides comprennent des fibres cellulosiques et une matière hydrocolloidale

particulaire dans un rapport d'au moins 0,1 g de ma-

tière hydrocolloidale pour un gramme de fibres cellu-

losiques.
4 - Procédé selon la revendication 1 carac-

térisé en ce que le poids volumique de la nappe sèche

est accru d'au moins 50 %.

- Procédé selon la revendication I carac-

térisé en ce que la nappe humide est séchée à une te-

neur en eau inférieure à 5 %, en poids.

-26-
6 - i-'rocéd- selon la revendication I carac-

térisé en ce que la nappe humide a une teneur en ma-

tières solides qui n'est pas supérieure à 50 % et n'est pas inférieure à 2 %, sur la base du poids de la nappe humide.
7 - Procédé selon la revendication I carac-

térisé en ce que la nappe séchée est densifiée par

application d'une pression d'au moins 2,1 bars environ.
8 - Procédé selon la revendication 7 carac-

térisé en ce que la nappe sèche est densifiée par ap-

plication d'une pression d'au moins 10,5 bars environ.
9 - Procédé selon la revendication I carac-

térisé en ce que la nappe sèche est densifiée par com-

pression au moyen d'une presse hydraulique.
10 - Procédé selon la revendication I carac-

térisé en ce que la nappe humide est séchée par passage

d'air chaud sur ladite nappe.