FR2729298A1 - Structure absorbante ayant une permeabilite aux liquides amelioree, et produits absorbants l'incorporant - Google Patents

Abstract

La structure absorbante selon l'invention contient d'environ 20 à environ 65% en poids d'un matériau polymère formateur d'hydrogel, d'environ 25 à environ 70% en poids d'une fibre discontinue mouillable et de plus d'environ 7 à environ 40% en poids d'une fibre liante mouillable. La structure absorbante présente une meilleure perméabilité aux liquides, dans la direction z, qu'une structure absorbante ne comportant pas de fibre liante mouillable, mais qui est sinon essentiellement identique. L'invention concerne également un produit absorbant jetable comprenant une telle structure élastomère absorbante, disposée entre une feuille supérieure perméable aux liquides et une feuille support.

Description

La présente invention concerne une structure absorbante appropriée à une

utilisation dans des produits absorbants jetables. Plus particulièrement, la présente invention concerne une structure absorbante comprenant un matériau polymère formateur d'hydrogel, une fibre discontinue mouillable et une fibre liante mouillable, laquelle structure

présente des capacités améliorées à gérer un liquide.

Le rôle des produits absorbants jetables est habituellement de gérer des déchets corporels. Afin de gérer des déchets corporels liquides, la structure absorbante comprise dans un produit absorbant doit généralement être capable de saisir d'abord, puis de distribuer, et enfin de

retenir, le liquide dans le produit absorbant.

Il est généralement important que la structure absorbante saisisse le liquide approximativement à la vitesse à laquelle le liquide est distribué au produit absorbant, sinon le liquide peut s'écouler sur la surface de la structure absorbante et il ne peut pas être distribué et retenu, par la structure absorbante, à l'intérieur du produit absorbant. C'est-à-dire que, si la vitesse de saisie de liquide par la structure absorbante est inférieure à la vitesse à laquelle le liquide est distribué au produit absorbant, il existe une possibilité que le liquide s'échappe

du produit absorbant.

De plus, si le liquide n'est pas distribué de façon adéquate par la structure absorbante à l'intérieur du produit absorbant, l'efficacité d'utilisation de la structure absorbante sera faible. Habituellement, les produits absorbants disponibles dans le commerce sont conçus de façon à avoir une capacité de rétention de liquide à l'état saturé absolu qui est excessive. Par conséquent, la structure absorbante de ce produit absorbant n'est souvent pas complètement utilisée. Une augmentation de l'efficacité de distribution du liquide par le matériau absorbant permettrait potentiellement, soit d'obtenir un niveau de saturation du produit absorbant par un liquide qui est plus élevé, en utilisant la même quantité de structure absorbante, soit d'utiliser moins de structure absorbante pour obtenir le même niveau de saturation du produit absorbant par un liquide, sans augmenter les fuites de liquide. Le fait d'utiliser moins de structure absorbante pour obtenir le même niveau de saturation du produit absorbant par un liquide résultera habituellement en une réduction de la quantité de produit

absorbant rejeté dans l'environnement.

Des structures absorbantes convenant à une utilisation

dans des produits absorbants sont généralement bien connues.

A l'origine, il était courant de former des structures absorbantes comprenant une matrice absorbante fibreuse constituée entièrement de duvet de pâte de bois, par exemple d'un matelas de duvet de pâte de bois pulvérisé. Etant donné la quantité relativement faible de liquide absorbé par le duvet de pâte de bois, en grammes de liquide absorbé par gramme de duvet de pâte de bois, il était nécessaire d'utiliser des quantités de duvet de pâte de bois relativement grandes, ce qui nécessitait d'utiliser des

structures absorbantes relativement grandes et épaisses.

Afin d'améliorer la capacité d'absorption de ces structures absorbantes, il est courant d'incorporer dans celles-ci un matériau polymère formateur d'hydrogel. Ces matériaux polymères formateurs d'hydrogel sont généralement capables d'absorber au moins environ dix fois leur poids d'eau. L'introduction de matériaux polymères formateurs d'hydrogel dans ces structures absorbantes permet d'utiliser moins de duvet de pâte de bois, puisque le matériau polymère formateur d'hydrogel a en général une capacité d'absorption de liquide plus élevée, en grammes par gramme, que le duvet de pâte de bois. En outre, ces matériaux polymères formateurs d'hydrogel sont en général moins sensibles à la pression que le duvet de pâte de bois. Par conséquent, l'utilisation de matériaux polymères formateurs d'hydrogel permet en général de produire et d'utiliser un produit absorbant plus petit et

plus mince.

Un problème qui se pose avec les structures absorbantes connues comprenant un matériau polymère formateur d'hydrogel et des fibres, qui sont essentiellement des fibres de duvet de pâte de bois, est que, lorsqu'elles sont mouillées par une trop grande quantité de liquide, les structures absorbantes sont susceptibles de s'affaisser, empêchant ainsi l'écoulement du liquide à travers celles-ci. En outre, ces structures absorbantes connues ont en général une mauvaise intégrité lorsqu'elles sont mouillées, ce qui rend la structure absorbante susceptible de se diviser lorsqu'elle est mouillée et rend la structure absorbante difficile à manipuler séparément sans utiliser de matériau formant enveloppe, tel qu'une feuille d'enveloppe en papier absorbant mince. Il est souhaitable de produire une structure absorbante qui est capable de présenter ou de dépasser les caractéristiques de performance des structures absorbantes connues, tout en renfermant une concentration relativement élevée de matériau polymère formateur d'hydrogel. Il est également souhaitable de produire une structure absorbante qui est capable d'absorber rapidement un liquide déversé sous des pressions que l'on rencontre habituellement en cours d'utilisation, et de retenir le liquide absorbé sous des

pressions habituellement rencontrées en cours d'utilisation.

En outre, il est souhaitable de produire une structure absorbante qui, lorsqu'elle est mouillée, conserve sensiblement son intégrité et conserve ou améliore

sensiblement son aptitude à gérer un liquide.

Ces buts, ainsi que d'autres, sont atteints par une structure absorbante comprenant un matériau polymère formateur d'hydrogel, une fibre discontinue mouillable et une fibre liante mouillable, laquelle structure absorbante présente des valeurs de Perméabilité dans la Direction Z améliorées, par comparaison avec une structure absorbante qui ne comprend pas de fibre liante mouillable mais qui est sinon

essentiellement identique.

Dans une forme d'exécution de la présente invention, la structure absorbante comprend d'environ 20 à environ 65% en poids de matériau polymère formateur d'hydrogel, d'environ 25 à environ 70% en poids de fibre discontinue mouillable et de plus d'environ 7 à environ 40% en poids de fibre liante mouillable, tous les pourcentages pondéraux étant exprimés par rapport au poids total du matériau polymère formateur d'hydrogel, de la fibre discontinue mouillable et de la fibre liante mouillable présents dans la structure absorbante. La structure absorbante présente une Perméabilité dans la Direction Z, à 60% de saturation, qui n'est pas inférieure à la Perméabilité dans la Direction Z de la structure absorbante à 30% de saturation. La structure absorbante présente également une Perméabilité dans la Direction Z, à

60% de saturation, qui supérieure à environ 50 Darcys.

Selon un autre aspect, il est souhaitable de proposer un produit absorbant jetable mince, tel qu'un change pour nourrissons, lequel produit absorbant jetable utilise une structure absorbante ayant un volume relativement faible et une forte concentration en matériau polymère formateur d'hydrogel. En outre, il est souhaitable de proposer un produit absorbant jetable qui a un volume relativement faible

et une capacité d'absorption relativement forte.

Dans une forme d'exécution, ces buts sont atteints par un produit absorbant jetable comprenant une feuille supérieure perméable aux liquides, une feuille support et une structure absorbante selon la présente invention, positionnée

entre la feuille supérieure et la feuille support.

Dans les dessins: la figure 1 est une vue en perspective d'une forme d'exécution d'un produit absorbant jetable selon la présente invention; et la figure 2 illustre l'équipement utilisé pour déterminer la capacité de rétention de liquide à l'état

saturé d'une structure absorbante.

Selon un aspect, la présente invention concerne une structure absorbante utilisable dans un produit absorbant jetable et possédant des caractéristiques de gestion de liquide améliorées souhaitables, qui peuvent être obtenues en choisissant soigneusement et en utilisant un matériau polymère formateur d'hydrogel, une fibre discontinue mouillable et une fibre liante mouillable dans la formation

de ces structures absorbantes.

Telle qu'utilisée ici, l'expression "matériau polymère formateur d'hydrogel" se réfère à un matériau fortement

absorbant, couramment désigné par matériau superabsorbant.

Ces matériaux fortement absorbants sont généralement capables d'absorber une quantité de liquide, tel que de l'urine synthétique, du sérum physiologique à 0,9% en poids ou des fluides corporels, tels que des menstrues, de l'urine ou du sang, qui représente au moins environ 10 fois, convenablement au moins environ 20 fois, et allant jusqu'à environ 100 fois, le poids du matériau polymère formateur d'hydrogel, dans les conditions dans lesquelles le matériau polymère formateur d'hydrogel est utilisé. Les conditions habituelles comprennent, par exemple, une température comprise entre environ 0 et environ 100 C et les conditions ambiantes convenables, par exemple environ 230C, et une humidité

relative comprise entre environ 30 à environ 60%.

Habituellement, lors de l'absorption du liquide, le matériau

polymère formateur d'hydrogel gonfle et forme un hydrogel.

Le matériau polymère formateur d'hydrogel peut être formé à partir d'un matériau hydrogel organique qui peut inclure des matériaux naturels tels que l'agar-agar, la pectine et la gomme de guar, ainsi que des matériaux

synthétiques, tels que les polymères hydrogels synthétiques.

De tels polymères hydrogels synthétiques comprennent, par exemple, la carboxyméthylcellulose, des sels de métaux alcalins du poly(acide acrylique), les polyacrylamides, le poly(alcool vinylique), les copolymères d'éthylène et d'anhydride maléique, les poly(vinyléthers), l'hydroxypropylcellulose, la polyvinylmorpholinone, les polymères et les copolymères de l'acide vinylsulfonique, les polyacrylates, et les polyvinylpyridines. D'autres polymères hydrogels convenables comprennent l'amidon greffé à l'acrylonitrile hydrolysé, l'amidon greffé à l'acide acrylique, les copolymères d'isobutylène et d'anhydride maléique et leurs mélanges. Les polymères hydrogels sont de préférence légèrement réticulés pour rendre le matériau sensiblement insoluble dans l'eau et cependant gonflable dans l'eau. La réticulation peut être, par exemple, obtenue par irradiation ou par liaison covalente, ionique, de Van der Waals, ou hydrogène. Des matériaux polymères formateurs d'hydrogel convenables sont disponibles habituellement auprès de diverses sources commerciales telles que The Dow Chemical Company, Hoechst Celanese, Allied-Colloids Ltd., ou Stockhausen, Inc. Le matériau polymère formateur d'hydrogel utilisé dans les structures ou produits absorbants de la présente invention doit convenablement être capable d'absorber un liquide sous application d'une charge. Aux fins de cette invention, l'aptitude d'un matériau polymère formateur d'hydrogel à absorber un liquide sous application d'une charge, et donc à remplir ses fonctions, est quantifiée par la valeur de Capacité d'Absorption sous Charge ou CAC. La valeur de CAC est exprimée par la quantité (en grammes) d'une solution aqueuse de chlorure de sodium à 0,9% en poids que le matériau polymère formateur d'hydrogel peut absorber, en mn environ, par gramme de matériau polymère formateur d'hydrogel, sous une charge d'environ 2,0 kilopascals (environ 0,3 livre/pouce2), tout en étant empêché de gonfler dans le plan normal à la charge appliquée. Le matériau polymère formateur d'hydrogel utilisé dans les structures absorbantes de la présente invention a convenablement une valeur de CAC qui est d'au moins environ 15 g, convenablement d'au moins environ 20 g, et allant jusqu'à environ 50 g, de

liquide par gramme de matériau polymère formateur d'hydrogel.

Le procédé suivant lequel la valeur de CAC peut être déterminée est donné en détail, par exemple, dans

US-A-5 149 335 ou US-A-5 247 072.

Convenablement, le matériau polymère formateur d'hydrogel a la forme de particules qui, à l'état non gonflé, ont des diamètres maximaux en section transversale compris dans la gamme d'environ 50 km à environ 1.000,m, de préférence dans la gamme d'environ 100 Mm à environ 800 jm, tels que déterminés par une analyse sur tamis selon le procédé d'essai D-1921 de American Society for Testing and Materials (ou ASTM). Il est bien entendu que les particules de matériau polymère formateur d'hydrogel comprises dans les gammes décrites ci-dessus peuvent être des particules pleines, des particules poreuses ou des particules agglomérées comprenant de nombreuses particules plus petites, agglomérées en des particules qui ont une taille comprise

dans les gammes décrites.

Le matériau polymère formateur d'hydrogel est habituellement présent dans une structure absorbante ou un produit absorbant de la présente invention en une quantité efficace pour que la structure absorbante ou le produit absorbant soit capable d'absorber une quantité voulue de liquide et que la structure absorbante présente les propriétés d'absorption voulues. Par suite, le matériau polymère formateur d'hydrogel doit être présent dans la structure absorbante en une quantité supérieure à une quantité minimale, de sorte que la structure absorbante présente les propriétés d'absorption voulues. Cependant, le matériau polymère formateur d'hydrogel doit être présent dans la structure absorbante en une quantité inférieure à une quantité excessive, de sorte que la structure absorbante ne subisse pas de blocage par gel dû au matériau polymère formateur d'hydrogel qui a gonflé, lequel blocage peut affecter de façon nuisible les propriétés d'absorption de la

structure absorbante.

Le matériau polymère formateur d'hydrogel est par conséquent convenablement présent dans une structure absorbante de la présente invention en une quantité qui va d'environ 20 à environ 65% en poids, convenablement en une quantité qui va d'environ 25 à environ 60% en poids, et, mieux, qui va d'environ 30 à environ 55% en poids, par rapport au poids total du matériau polymère formateur d'hydrogel, de la fibre discontinue mouillable et de la fibre

liante mouillable présents dans la structure absorbante.

Du fait que les matériaux polymères formateurs d'hydrogel contenus dans les structures absorbantes de la présente invention peuvent être présents en de fortes concentrations, les structures absorbantes de la présente invention peuvent être relativement minces et légères, avoir un volume relativement faible et cependant remplir

convenablement leurs fonctions.

Telle qu'utilisée ici, l'expression "fibre discontinue" se réfère à une fibre naturelle ou à un tronçon, par exemple, d'un filament synthétique. Ces fibres discontinues sont destinées à agir, dans la structure absorbante de la présente invention, comme un réservoir temporaire de liquide et

également comme une conduite de distribution de liquide.

De préférence, les fibres discontinues utilisées dans les structures absorbantes de cette invention doivent avoir une longueur comprise entre environ 0,1 et environ 15 cm, convenablement entre environ 0,2 et environ 7 cm. Des fibres discontinues ayant ces caractéristiques dimensionnelles, lorsqu'elles sont combinées avec la fibre liante mouillable et le matériau polymère formateur d'hydrogel de cette invention, contribuent à conférer un bouffant souhaitable, des caractéristiques d'acquisition de liquide, de distribution de liquide et de résistance améliorées et/ou des propriétés de flexibilité et de résilience souhaitables aux

structures absorbantes de cette invention.

Tel qu'utilisé ici, le terme "mouillable" se réfère à une fibre qui présente un angle de contact entre un liquide, tel que de l'eau, de l'urine synthétique ou du sérum physiologique à 0,9% en poids, et l'air, qui est inférieur à 900. Tel qu'utilisé ici, l'angle de contact peut être déterminé, par exemple, comme décrit par Robert J. Good et Robert J. Stromberg, Ed., dans "Surface and Colloid Science -

Experimental Methods", Vol. 11 (Plenum Press, 1979).

Convenablement, une fibre mouillable se réfère à une fibre qui présente un angle de contact entre de l'urine synthétique et l'air qui est inférieur à 90 , à une température comprise entre environ 0 C et environ 100 C et, convenablement, dans

des conditions ambiantes, par exemple d'environ 23 C.

Des fibres mouillables convenables peuvent être formées à partir de fibres intrinsèquement mouillables ou elles peuvent être formées à partir de fibres intrinsèquement hydrophobes qui sont pourvues d'un traitement superficiel rendant les fibres hydrophiles. Lorsqu'on utilise des fibres traitées en surface, le traitement superficiel est convenablement non fugace. Cela signifie que le traitement superficiel n'est convenablement pas lessivé de la surface de la fibre lors du premier déversement de liquide ou contact

avec un liquide. Aux fins de cette description, un traitement

superficiel présent sur un polymère généralement hydrophobe sera considéré comme non fugace lorsqu'une majorité des fibres présente un angle de contact liquide-dans-air inférieur à 90 lors de trois mesures consécutives de l'angle

de contact, un séchage étant effectué entre chaque mesure.

Cela signifie que la même fibre est soumise à trois déterminations séparées de l'angle de contact et, si les trois déterminations d'angle de contact indiquent un angle de contact liquide-dans-air qui est inférieur à 90 , le traitement superficiel présent sur la fibre sera considéré comme non fugace. Si le traitement superficiel est fugace, il aura tendance à être lessivé de la fibre au cours de la première mesure d'angle de contact, découvrant ainsi la surface hydrophobe de la fibre sous-jacente qui présentera des mesures ultérieures d'angle de contact supérieures à oC. Si on utilise un traitement superficiel, le traitement superficiel est convenablement utilisé en une quantité inférieure à environ 5% en poids, mieux, inférieure à environ 3% en poids et, encore mieux, inférieure à environ 2% en

poids, par rapport à la quantité de fibres à traiter.

Tel qu'utilisé ici, le terme "fibre" ou "fibreux" se réfère à un matériau particulaire dans lequel le rapport de la longueur au diamètre de ce matériau particulaire est supérieur à environ 10. Inversement, un matériau "non fibreux" se réfère à un matériau particulaire dans lequel le rapport de la longueur au diamètre de ce matériau

particulaire est d'environ 10 ou moins.

Une grande diversité de matériaux à fibres discontinues peuvent être utilisés dans les structures absorbantes de cette invention. Des fibres discontinues utilisables dans la présente invention peuvent être formées à partir de matériaux naturels ou synthétiques et peuvent comprendre des fibres cellulosiques, telles que des fibres de pâte de bois et des fibres de cellulose modifiée, des fibres textiles, telles que du coton ou de la rayonne, et des fibres polymères

synthétiques sensiblement non absorbantes.

Pour des raisons de disponibilité et de coût, les fibres cellulosiques seront souvent préférées pour une utilisation comme fibre discontinue dans les structures absorbantes de cette invention. On préfère, parmi toutes, les fibres de pâte de bois. Cependant, d'autres matériaux cellulosiques fibreux, tels que des fibres de coton, peuvent

également être utilisés comme fibre discontinue.

Les fibres discontinues utilisées dans cette invention peuvent également être frisées, afin que la structure absorbante résultante ait la résilience et la résistance au tassement voulues, en cours d'utilisation dans des produits absorbants. Des fibres discontinues frisées sont celles qui

sont ondulées, bouclées ou en zigzag sur toute leur longueur.

La frisure des fibres de ce type est décrite de façon plus

complète dans US-A-4 118 531.

Les fibres discontinues mouillables doivent être présentes dans la structure absorbante de la présente invention en une quantité efficace pour obtenir l'amélioration voulue des propriétés d'absorption décrites ici, par comparaison avec une structure absorbante qui ne comprend pas de fibre liante mouillable mais qui est sinon

essentiellement identique.

Par suite, les fibres discontinues mouillables doivent être présentes dans la structure absorbante en une quantité inférieure à une quantité excessive, de sorte que la structure absorbante ne subit pas une perte non souhaitable de son integrité, ni un affaissement indésirable de sa structure, lorsque la structure absorbante devient saturée par un liquide. De plus, le matériau polymère formateur d'hydrogel doit être présent dans la structure absorbante en une quantité supérieure à une quantité minimale, de sorte que la structure absorbante présente les propriétés d'absorption

voulues.

La fibre discontinue mouillable est par conséquent convenablement présente dans une structure absorbante de la présente invention en une quantité qui va d'environ 25 à environ 70% en poids, convenablement d'environ 30 à environ 65% en poids et, mieux, d'environ 35 à environ 60% en poids, tous les pourcentages pondéraux étant exprimés par rapport au poids total de la fibre discontinue mouillable, du matériau polymère formateur d'hydrogel et de la fibre liante

mouillable présentes dans la structure absorbante.

Telle qu'utilisée ici, l'expression "structure absorbante ne comprenant pas de fibre liante mouillable mais qui est sinon essentiellement identique", et d'autres expressions similaires, se réfèrent à une structure absorbante témoin qui est préparée en utilisant des matériaux essentiellement identiques et un procédé essentiellement identique à ceux utilisés pour fabriquer une structure absorbante de la présente invention, excepté que la structure absorbante témoin ne comprend pas, ou n'est pas préparée à l'aide de, la fibre liante mouillable décrite ici mais, au lieu de cela, comprend une certaine quantité de fibre discontinue mouillable supplémentaire qui est essentiellement identique à la quantité de fibre liante mouillable utilisée dans la structure absorbante de la présente invention. Par suite, la structure absorbante ne comprenant pas de fibre liante mouillable, mais qui est sinon essentiellement identique, et la structure absorbante de la présente invention auront en général des poids de base essentiellement identiques. Du fait qu'elle ne comprend pas de fibre liante mouillable, la structure absorbante qui est sinon essentiellement identique ne présentera pas, en général, les propriétés d'absorption voulues, décrites ici, contrairement

à une structure absorbante de la présente invention.

Telle qu'utilisée ici, l'expression "fibre liante" se réfère à une fibre qui agit de façon à former une nappe composite lorsque la fibre liante est sous sa forme finale dans la structure absorbante de l'invention. Par suite, les fibres liantes interagissent les unes avec les autres d'une certaine manière pour former une nappe composite. Cette interaction entre les fibres liantes peut revêtir la forme d'un enchevêtrement ou d'une interaction adhésive, lorsque les fibres liantes sont traitées, par exemple, en les chauffant au-dessus de leur point de ramollissement et en leur permettant de venir en contact les unes avec les autres pour former des liaisons adhésives. Une fois traitées de cette manière, les fibres liantes ne peuvent pas être récupérées sous leur forme d'origine. Cela n'est pas le cas avec les fibres discontinues et le matériau polymère formateur d'hydrogel, qui retrouvent sensiblement leur forme individuelle, bien que ces fibres discontinues et ce matériau polymère formateur d'hydrogel puissent adhérer aux fibres liantes dans les structures absorbantes de la présente invention. La fibre liante peut généralement être formée à partir de toute composition thermoplastique capable d'être extrudée en des fibres. Des exemples de telles compositions thermoplastiques comprennent les polyoléfines telles que le polypropylène, le polyethylène, les polybutènes, le polyisoprène et leurs copolymères; les polyesters tels que poly(téréphtalate d'éthylène); les polyamides tels que le nylon; ainsi que les copolymères et mélanges de ces

polymères thermoplastiques, ainsi que d'autres.

Une fibre liante convenant à une utilisation dans la

présente invention comprend des fibres obtenues par fusion-

soufflage qui sont formées à partir d'un matériau hydrophile en polypropylène. Ces fibres obtenues par fusion-soufflage sont habituellement des fibres très minces, préparées en extrudant un copolymère formateur de fibres, liquéfié ou fondu, à travers les orifices d'une filière, dans un courant de gaz à grande vitesse. Les fibres sont amincies par le courant gazeux et sont ensuite solidifiées. Le courant de fibres liantes solidifiées obtenu peut être collecté, par exemple, sur une toile disposée dans le courant gazeux, sous la forme d'une masse fibreuse enchevêtrée cohérente. Une telle masse fibreuse enchevêtrée est caractérisée par un enchevêtrement extrême des fibres liantes. Cet enchevêtrement donne une cohérence et une résistance à la structure en nappe résultante. Cet enchevêtrement permet également à la structure en nappe de retenir ou de piéger la fibre discontinue et le matériau polymère formateur d'hydrogel à l'intérieur de la structure, après que la fibre discontinue et le matériau polymère formateur d'hydrogel aient été incorporés dans la structure en nappe, soit au cours de la formation de la structure en nappe, soit après. Les fibres liantes sont généralement suffisamment enchevêtrées pour qu'il soit généralement impossible de retirer une fibre liante entière de la masse des fibres ou de suivre une fibre

liante du début à la fin.

Telles qu'utilisées ici, les expressions "retenue" ou "piégeage" de la fibre discontinue mouillable et du matériau polymère formateur d'hydrogel à l'intérieur de la structure en nappe se réfèrent au fait que la fibre discontinue mouillable et le matériau polymère formateur d'hydrogel sont sensiblement immobilisés de telle sorte que la fibre discontinue mouillable et le matériau polymère formateur d'hydrogel ne sont pas libres de se mouvoir ni de migrer sensiblement vers l'intérieur ou l'extérieur de la structure en nappe. Cette retenue ou ce piégeage peuvent se faire, par exemple, par des moyens adhésifs ou par l'enchevêtrement des

fibres liantes de la structure en nappe.

La fibre liante utilisée dans cette invention peut être circulaire, en coupe transversale, mais elle peut également avoir d'autres géométries, par exemple elliptique,

rectangulaire, triangulaire ou à lobes multiples.

Convenablement, en plus du composant en polypropylène, par exemple, un matériau en polypropylène hydrophile comprendra en général également un composant polymère rendant hydrophile. Tout composant polymère capable d'être polymérisé avec le composant en polypropylene et capable de rendre hydrophile le matériau copolymère résultant, pour qu'il devienne mouillable selon la définition de la présente invention, convient à une utilisation dans la présente

invention.

Le matériau copolymère en polypropylène hydrophile, formateur de fibres,peut être soit un copolymère séquencé, soit un copolymère greffé, formé à partir du composant en

polypropylene et du composant polymère rendant hydrophile.

Des procédés pour préparer à la fois des copolymères séquences et greffés sont connus dans l'art. Le fait que le copolymère utilisable pour former les fibres de cette invention soit plutôt un copolymère séquencé ou greffé dépendra de la nature particulière du composant polymère

rendant hydrophile qui est utilisé pour former le copolymère.

Les fibres liantes mouillables doivent être présentes dans la structure absorbante de la présente invention en une quantité efficace pour donner suffisamment de soutien ou de bouffant à la structure absorbante, afin de retenir ou de piéger efficacement la fibre discontinue mouillable et le matériau polymère formateur d'hydrogel, et d'obtenir l'amélioration voulue des propriétés d'absorption, par comparaison avec une structure absorbante qui ne comprend pas de fibre liante mouillable mais qui est sinon essentiellement

identique.

Par suite, la fibre liante mouillable doit être présente dans la structure absorbante en une quantité supérieure à une quantité minimale, de sorte que la structure absorbante ne subit pas une perte d'intégrité indésirable ou un affaissement indésirable de sa structure, lorsque la

structure absorbante devient saturée par un liquide.

Cependant, la fibre liante mouillable doit être présente dans la structure absorbante en une quantité inférieure à une quantité excessive, de sorte que la fibre liante mouillable ne limite pas de façon indésirable le gonflement du matériau polymère formateur d'hydrogel, ou n'affecte pas d'une autre manière non souhaitable les propriétés d'absorption de la structure absorbante, tandis qu'elle devient saturée par un liquide. La fibre liante mouillable est par conséquent convenablement présente dans une structure absorbante de la présente invention en une quantité qui va de plus d'environ 7 à environ 40% en poids, convenablement d'environ 8 à environ % en poids et, mieux, d'environ 10 à environ 30% en poids, tous les pourcentages pondéraux étant exprimés par rapport au poids total de la fibre discontinue mouillable, du matériau polymère formateur d'hydrogel et de la fibre liante

mouillable qui sont présents dans la structure absorbante.

La structure absorbante de la présente invention comprend de préférence une matrice fibreuse constituée par la fibre liante mouillable, laquelle matrice fibreuse retient ou piège la fibre discontinue mouillable et le matériau polymère

formateur d'hydrogel.

La matrice fibreuse peut être formée par étaiement voie sèche des fibres, par un procédé de filage-nappage ou de fusion-soufflage, par un procédé de cardage, par un procédé d'étalement voie humide, ou en utilisant tout autre moyen

connu de l'homme du métier pour former une matrice fibreuse.

Des procédés d'incorporation de la fibre discontinue mouillable et du matériau polymère formateur d'hydrogel dans la matrice fibreuse sont connus de l'homme du métier. Ces procédés comprennent l'incorporation de la fibre discontinue mouillable et du matériau polymère formateur d'hydrogel dans la matrice au cours de la formation de la matrice, par exemple en étalant simultanément par voie sèche les fibres de la matrice fibreuse, le matériau polymère formateur d'hydrogel et/ou la fibre discontinue mouillable, ou en étalant simultanément par voie humide les fibres de la matrice fibreuse, le matériau polymère formateur d'hydrogel et/ou la fibre discontinue mouillable. En variante, il est possible d'appliquer le matériau polymère formateur d'hydrogel et/ou la fibre discontinue mouillable à la matrice fibreuse, après formation de la matrice fibreuse. D'autres procédés comprennent l'interposition du matériau polymère formateur d'hydrogel entre deux feuilles de matériau, dont au moins une est fibreuse et perméable aux liquides. Le matériau polymère formateur d'hydrogel peut être généralement disposé uniformément entre les deux feuilles de matériau, ou il peut se trouver dans des poches séparées formées par les deux feuilles. Il est préférable que la fibre discontinue mouillable soit généralement distribuée uniformément dans la matrice fibreuse. Cependant, la fibre discontinue mouillable peut ne pas être distribuée uniformément, pour autant que la structure absorbante présente toujours l'amélioration voulue de la perméabilité aux liquides dans la direction z. La matrice fibreuse peut avoir la forme d'une couche unique d'un seul tenant, ou d'un composite comprenant des couches multiples. Si la matrice fibreuse comprend des couches multiples, les couches sont de préférence en communication de liquide les unes avec les autres, de sorte qu'un liquide présent dans une couche fibreuse peut s'écouler ou être transporté vers les autres couches fibreuses. Par exemple, les couches fibreuses peuvent être séparées par des feuilles d'enveloppe en papier absorbant mince à base de

cellulose qui sont connues de l'homme du métier.

Le matériau polymère formateur d'hydrogel peut être distribué dans les couches individuelles de façon généralement uniforme, ou il peut être présent dans les couches fibreuses sous la forme d'une couche ou suivant une

autre distribution non uniforme.

Lorsque la matrice fibreuse est constituée d'une couche unique d'un seul tenant, la concentration en matériau polymère formateur d'hydrogel peut augmenter le long de l'épaisseur de la matrice fibreuse, de manière graduelle et sans à-coup, ou de façon plus échelonnée. De façon similaire, la masse spécifique peut diminuer au travers de l'épaisseur

de façon échelonnée ou sans à-coup.

La structure absorbante de la présente invention peut généralement avoir une taille ou une dimension quelconque, pour autant que la structure absorbante présente les

caractéristiques d'absorption voulues, décrites ici.

Habituellement, la structure absorbante aura un volume d'au moins environ 18 cm3, par exemple une largeur d'environ 6 cm, une longueur d'environ 6 cm et une profondeur d'environ 0,5 cm. Convenablement, la structure absorbante aura un volume d'au moins environ 60 cm3, par exemple une largeur d'environ 10 cm, une longueur d'environ 6 cm et une

profondeur d'environ 1 cm.

La structure absorbante de la présente invention peut également être utilisée ou combinée avec d'autres structures absorbantes, la structure absorbante de la présente invention étant utilisée sous la forme d'une couche séparée ou d'une zone ou région individuelle comprise dans une structure absorbante composite plus grande. La structure absorbante de la présente invention peut être combinée avec d'autres structures absorbantes suivant des procédés bien connus de l'homme du métier, par exemple en utilisant des adhésifs ou simplement en superposant les différentes structures les unes aux autres et en maintenant ensemble la structure composite,

par exemple à l'aide d'une feuille en papier absorbant mince.

Les structures absorbantes selon la présente invention sont adaptées à absorber de nombreux liquides, tels que de l'eau, du sérum physiologique et de l'urine synthétique, et des liquides corporels tels que de l'urine, des menstrues et du sang, et elle est adaptée à une utilisation dans des produits absorbants jetables tels que des changes, des produits pour adultes incontinents et des alèses; dans des dispositifs cataméniaux tels que des serviettes hygiéniques et des tampons; et dans d'autres produits absorbants jetables, tels que des chiffons, des bavoirs, des pansements, des blouses chirurgicales et des champs opératoires. Par conséquent, selon un autre aspect, la présente invention concerne un produit absorbant jetable comprenant une

structure absorbante telle que décrite ici.

L'utilisation des structures absorbantes décrites dans un produit absorbant jetable permet de former un produit absorbant jetable qui est capable de recevoir rapidement un

liquide déversé et qui est cependant mince.

Selon une forme d'exécution, la présente invention propose un produit absorbant jetable qui comprend une feuille supérieure perméable aux liquides, une feuille support fixée à la feuille supérieure et une structure absorbante positionnée entre la feuille supérieure et la feuille support. Bien que, dans la forme d'exécution décrite, la structure absorbante soit utilisée dans un change pour nourrissons, il est bien entendu que la structure absorbante est tout aussi bien appropriée à une utilisation dans d'autres produits absorbants jetables connus de l'homme du métier. Si l'on se réfère maintenant aux dessins, la figure 1 illustre un change jetable 11 selon une forme d'exécution de la présente invention. Le change jetable 11 comprend une feuille support 12, une feuille supérieure 14 et une structure absorbante 16 qui est située entre la feuille support 12 et la feuille supérieure 14. La structure absorbante 16 est une structure absorbante selon la présente

invention.

Des matériaux convenant à une utilisation comme feuille supérieure et comme feuille support sont connus de l'homme du métier. Des exemples de matériaux convenant à une utilisation comme feuille supérieure sont les matériaux perméables aux liquides, tels que le polypropylène ou le polyethylène lié au filage, ayant un poids de base compris entre environ 15 et environ 25 g/m2. Des exemples de matériaux convenant à une utilisation comme feuille support sont les matériaux imperméables aux liquides, tels que les films de polyoléfines, ainsi que les matériaux perméables à la vapeur,

tels que les films de polyoléfines microporeux.

Les produits absorbants et les structures absorbantes selon toutes les formes d'exécution de la présente invention sont généralement soumis, en cours d'utilisation, à des déversements multiples d'un liquide corporel. Par conséquent, les produits absorbants et structures absorbantes sont convenablement capables d'absorber des déversements multiples de liquides corporels, en des quantités auxquelles les produits absorbants et structures absorbantes seront exposés en cours d'utilisation. Les déversements sont généralement

séparés les uns des autres par une certaine période de temps.

Les structures absorbantes constituées de fibres ont en général des pores ou des capillaires entre les fibres qui sont utilisés pour saisir, distribuer et stocker un liquide

qui est en contact avec la structure absorbante.

Cependant, de nombreuses fibres discontinues, telles que les fibres de pâte de bois, ne sont pas très rigides et n'ont pas une bonne résilience ou intégrité lorsqu'elles sont mouillées par un liquide. Il a été découvert que les structures absorbantes qui sont constituées de fibres consistant essentiellement en des fibres discontinues, telles que des fibres de pâte de bois, lorsqu'elles sont suffisamment saturées par un liquide, deviennent généralement hautement flexibles et s'affaissent en une structure moins épaisse de plus grande masse spécifique. Un tel affaissement de la structure absorbante résulte généralement en une diminution de la taille moyenne des pores entre les fibres discontinues, ainsi qu'en une diminution du volume total des pores de la structure absorbante. Ces diminutions résultent généralement en une fuite, depuis la structure absorbante, du liquide avec lequel l'absorbant a été mis en contact, puisque la structure absorbante a en général une capacité d'absorption de liquide réduite. La structure absorbante a également en général une aptitude réduite à absorber le liquide à la vitesse à laquelle le liquide vient en contact avec la structure absorbante. De plus, la structure absorbante a en général une aptitude réduite à transférer ou à distribuer le liquide à l'intérieur de la structure absorbante. En outre, une telle structure absorbante qui est constituée de fibres consistant essentiellement en des fibres discontinues, telles que des fibres de pâte de bois, perd en général son intégrité lorsqu'elle est mouillée par un liquide. Une telle perte d'intégrité de la structure absorbante résulte en général en une division de la structure absorbante et en une difficulté à la manipuler sans utiliser de matériaux formant enveloppe, tels qu'une feuille

d'enveloppe en papier absorbant mince.

La présente invention résout ces problèmes en ajoutant une certaine quantité de fibre liante à la structure absorbante. On a découvert que l'addition d'une fibre liante à la structure absorbante confère une intégrité à la structure absorbante, à la fois lorsqu'elle est à l'état sec

et lorsqu'elle est à l'état saturé à 100% par un liquide.

Cela permet une manipulation bien plus facile de la structure absorbante et contribue à éviter que la structure absorbante se divise en cours de manipulation et en cours d'utilisation,

en particulier lorsque la structure absorbante est mouillée.

L'intégrité d'un matériau peut être quantifiée par la résistance à la traction du matériau, qui représente la force de cohésion du matériau. Par suite, la résistance à la traction d'un matériau représente la charge maximale qui peut être exercée sur le matériau avant qu'il se divise, ou, en d'autres termes, qu'il manque de cohésion. Une résistance à la traction qui est trop faible signifie en général qu'un matériau n'a pas une bonne intégrité et qu'il se divise facilement, en particulier lorsqu'il est saturé par un liquide. Comme cela est évident pour l'homme du métier, un matériau tel qu'une structure absorbante peut piéger une quantité relativement faible de liquide, tel que de l'eau, avant utilisation. Par exemple, ce liquide peut être absorbé par la structure absorbante à partir de l'humidité se trouvant dans l'air. Une telle structure absorbante doit cependant être considérée comme étant à l'état sec aux fins de la présente invention. Par conséquent, telle qu'utilisée ici, l'expression "état sec" d'un matériau signifie que le matériau comprend une quantité d'un liquide qui est convenablement inférieure à environ 5% en poids, mieux, inférieure à environ 3% en poids et, encore mieux, inférieure à environ 1% en poids, par rapport au poids total du matériau. Telle qu'utilisée ici, l'expression "état saturé à 100% par un liquide", appliquée à un matériau, signifie que le matériau comprend une quantité de liquide qui est environ 100% de la capacité du matériau à retenir un liquide à l'état

saturé absolu.

Il est souhaitable que la structure absorbante de la présente invention ait une valeur de Résistance à la Traction, à l'état sec, qui est d'au moins environ 50% supérieure, convenablement d'au moins environ 100% supérieure, mieux, d'au moins environ 250% supérieure et, encore mieux, d'au moins environ 400% supérieure à la valeur de Résistance à la Traction que présente, à l'état sec, une structure absorbante ne comportant pas de fibre liante

mouillable mais qui est sinon essentiellement identique.

Il est également souhaitable que la structure absorbante de la présente invention ait une valeur de Résistance à la Traction, à l'état sec, qui est d'au moins environ 400 g-force, convenablement d'au moins environ 500 g-force, mieux, d'au moins environ 750 g-force et, encore

mieux, d'au moins environ 1000 g-force.

Il est souhaitable que la structure absorbante de la présente invention ait une valeur de Résistance à la Traction, à l'état saturé à 100% par un liquide, qui est d'au moins environ 50% supérieure, convenablement d'au moins environ 100% supérieure, mieux d'au moins environ 250% supérieure et, encore mieux, d'au moins environ 400% supérieure, à la valeur de Résistance à la Traction que présente, à l'état saturé à 100% par un liquide, une structure absorbante ne comportant pas de fibre liante

mouillable, mais qui est sinon essentiellement identique.

Il est également souhaitable que la structure absorbante de la présente invention ait une valeur de Résistance à la Traction, à l'état saturé à 100% par un liquide, qui est d'au moins environ 400 g-force, convenablement d'au moins environ 500 g-force, mieux, d'au moins environ 750 g-force et, encore mieux, d'au moins

environ 1000 g-force.

Il a été découvert que l'addition d'une fibre liante à la structure absorbante contribue également à éviter un affaissement de la structure des pores ou des capillaires de la structure absorbante lorsqu'elle est mouillée. Cela contribue à maintenir sensiblement le volume des pores de la structure absorbante tandis qu'elle devient saturée par un liquide. La nécessité de conserver le volume des pores de la structure absorbante devient encore plus critique dans des structures absorbantes jetables relativement minces, telles que des changes, dans lesquels la structure absorbante à un volume de pores relativement faible au départ, et dans lesquels toute augmentation du volume des pores résultant du gonflement d'un matériau polymère formateur d'hydrogel sous l'effet d'un liquide ne doit pas être perdu par suite de l'affaissement des fibres discontinues. La résistance à l'affaissement de la structure des capillaires ou des pores de la structure absorbante peut être quantifiée par la résistance à la compression de la structure absorbante. Telle qu'utilisée ici, la résistance à la compression d'un matériau se réfère à l'inverse de la variation d'épaisseur, en millimètres, du matériau qui est soumis à une pression. La valeur de Résistance à la Compression d'un matériau peut être

mesurée comme indiqué dans la section Procédés d'essais ci-

après.

En particulier, il est souhaitable que la structure absorbante de la présente invention ait une valeur de Résistance à la Compression qui est d'au moins environ 25% supérieure, convenablement d'au moins environ 30% supérieure, mieux, d'au moins environ 50% supérieure et, encore mieux, d'au moins environ 100% supérieure, à la valeur de Résistance à la Compression que présente une structure absorbante ne comportant pas de fibre liante mouillable mais qui est sinon essentiellement identique, laquelle valeur de Résistance à la Compression représente l'inverse de la variation d'épaisseur d'une structure absorbante, variation qui résulte de l'application d'une pression d'environ 0,03 kg/cm2 (environ 0,5 livre/pouce2) à la structure absorbante alors qu'elle

n'est pas soumise à une pression.

Il est également souhaitable que la structure absorbante de la présente invention ait une valeur de Résistance à la Compression qui est d'au moins environ 1/0,15 mm, convenablement d'au moins environ 1/0,17 mm, mieux, d'au moins environ 1/0,19 mm et, encore mieux, d'au

moins environ 1/0,25 mm.

On a découvert que la résistance à l'affaissement de la structure absorbante de la présente invention, lorsqu'elle mouillée, contribue également à l'amélioration de la perméabilité dans la direction z de la structure absorbante, tandis que la structure absorbante devient saturée par un liquide. En général, on a découvert que les structures absorbantes de la présente invention ont une perméabilité dans la direction z améliorée après saturation par un liquide, par comparaison avec une structure absorbante qui ne comprend pas de fibre liante mouillable mais qui est sinon essentiellement identique. Dans le contexte de cette

description, la "perméabilité dans la direction z" d'un

matériau traduit le degré de résistance dudit matériau à l'écoulement d'un liquide au travers de son épaisseur. En général, plus la valeur de perméabilité dans la direction z d'un matériau est grande, plus la résistance du matériau à l'écoulement d'un liquide dans la direction z ou, en d'autres termes, à travers l'épaisseur du matériau - est faible. De façon analogue, plus la perméabilité dans la direction z d'un matériau est faible, plus la résistance du matériau à l'écoulement d'un liquide, dans la direction z du

matériau, est grande.

En particulier, on a découvert que les structures absorbantes de la présente invention ont une valeur de Perméabilité dans la Direction Z, à 60% de saturation, qui n'est pas inférieure à la valeur de Perméabilité dans la Direction Z de la structure absorbante à 30% de saturation et qui est convenablement d'au moins environ 20% supérieure à, mieux, d'au moins environ 25% supérieure à, et, encore mieux, d'au moins environ 30% supérieure à ladite valeur de Perméabilité dans la Direction z de la structure absorbante à % de saturation. Au contraire, une structure absorbante qui ne comporte pas de fibre liante mouillable, mais qui est sinon essentiellement identique, présente en général une valeur de Perméabilité dans la Direction Z, à 60% de saturation, qui est bien inférieure à la valeur de Perméabilité dans la Direction Z à 30% de saturation. La structure absorbante de la présente invention a convenablement une valeur de Perméabilité dans la Direction Z, à 60% de saturation, qui est d'au moins environ 50 Darcys, avantageusement d'au moins environ 75 Darcys, mieux, d'au moins environ 100 Darcys et, encore mieux, d'au moins environ Darcys, voire d'au moins environ 200 Darcys. Le Darcy est une unité qui représente la perméabilité d'un matériau poreux

et qui équivaut à environ 9,87 x 10-9 cm2.

La structure absorbante de la présente invention a convenablement une valeur de Perméabilité dans la Direction Z, à l'état sec, qui est d'au moins environ 15 Darcys, convenablement d'au moins environ 20 Darcys, mieux, d'au moins environ 25 Darcys et, encore mieux, d'au moins environ

Darcys.

Dans ce contexte, la "capacité de rétention de liquide à l'état saturé absolu" d'une structure absorbante représente la quantité maximale de liquide que la structure absorbante peut retenir en une période de temps suffisante pour atteindre 100% de saturation, et lorsqu'une pression extérieure d'environ 0,03 kg/cm2 (environ 0,5 livre/pouce2) est appliquée à la structure saturée. Par conséquent, telles qu'utilisées ici, les expressions "60% de saturation", "30% de saturation" et d'autres termes associés, signifient qu'un matériau a été saturé avec une quantité donnée d'un liquide, par rapport à la capacité du matériau à retenir un liquide à

l'état saturé absolu.

Les structures absorbantes de la présente invention ont convenablement une capacité spécifique de rétention de liquide à l'état saturé, en grammes de liquide absorbé par gramme de structure absorbante, d'environ 8 g/g à environ g/g, avantageusement d'environ 10 g/g à environ 35 g/g et,

mieux, d'environ 15 g/g à environ 30 g/g.

Les structures absorbantes de la présente invention ont convenablement un poids de base compris entre environ 100 g/m2 et environ 1000 g/m2, avantageusement entre environ et environ 800 g/m2 et, mieux, entre environ 300 et

environ 700 g/m2.

Les structures absorbantes de la présente invention ont convenablement une masse spécifique qui va d'environ 0,03 à environ 0,5 g/cm3, avantageusement d'environ 0,05 à environ

0,45 g/cm3 et, mieux, d'environ 0,08 à environ 0,4 g/cm3.

PROCEDES D'ESSAIS

Capacité de rétention de liquide à l'état saturé.

La capacité de rétention de liquide à l'état saturé est déterminée comme suit. Le matériau à tester, ayant une teneur en humidité de moins d'environ 7% en poids, est pesé et immergé dans un excès de sérum physiologique à 0,9% en poids, à la température ambiante (environ 23 C). On laisse le

matériau à tester à l'état submergé pendant environ 20 mn.

Après cette immersion de 20 mn, le matériau 31 est enlevé et, si l'on se réfère à la figure 2, il est placé sur un tamis 34 en fibres de verre revêtues de TEFLONR, ayant des ouvertures de maille de 0,6 cm (0,25 pouce) (disponible dans le commerce auprès de Taconic Plastics Inc., Petersburg, New York, USA) qui, à son tour, est placé sur une caisse aspirante 30 et recouvert d'un matériau en caoutchouc flexible 32. Un vide d'environ 3,5 kPa (environ 0,5 livre par pouce carré) est tiré sur la caisse aspirante pendant une période d'environ 5 mn, en utilisant par exemple une jauge à vide 36 et une pompe à vide 38. Le matériau à tester est ensuite enlevé du tamis et pesé. La quantité de liquide retenu par le matériau ainsi testé est déterminée en soustrayant le poids sec du matériau du poids mouillé du matériau (après l'application du vide) et est rapportée comme étant la capacité de rétention de liquide à l'état saturé absolu, en grammes de liquide retenu. Si on le souhaite, le poids de liquide retenu peut être converti en volume de liquide, en utilisant la masse spécifique du liquide d'essai, et en rapportant le résultat comme étant la capacité de rétention de liquide à l'état saturé, en millilitres de liquide retenu. Pour des comparaisons relatives, cette valeur de capacité de rétention de liquide à l'état saturé absolu peut être divisée par le poids du matériau 31 pour donner la capacité spécifique de rétention de liquide à l'état saturé, en grammes de liquide retenu par gramme de matériau testé. Si un matériau, tel qu'un matériau polymère formateur d'hydrogel ou des fibres, est aspiré au travers du tamis en fibres de verre tandis qu'il est sur la caisse aspirante, on doit utiliser un tamis ayant de plus petites ouvertures. En variante, on peut utiliser un morceau de matériau pour sachet de thé, ou un matériau similaire, entre le matériau testé et le tamis et la valeur finale est ajustée pour tenir compte du liquide retenu par le matériau à

sachet de thé ou matériau similaire.

Résistance à la compression Un échantillon rectangulaire ayant une largeur d'environ 10,16 cm (environ 4 pouces), une longueur d'environ ,24 cm (environ 6 pouces) et une épaisseur d'environ 0,43 cm (environ 0,17 pouce), avec un poids de base d'environ 700 g/m2, a été utilisé et pesé. Il est placé dans un bain contenant du sérum physiologique à 0,9% en poids et est laissé dans le bain pendant 20 mn. A l'expiration de cette période de temps, l'échantillon est essentiellement entièrement saturé. L'épaisseur de l'échantillon est mesurée en utilisant un appareil de mesure du bouffant disponible, par exemple, auprès de Mitutoyo, Japon (modèle nO ID-1050 ME). L'échantillon est ensuite placé sur une caisse aspirante et recouvert d'un matériau en caoutchouc, suivant un procédé similaire au procédé d'essai de la Capacité de Rétention de Liquide à l'Etat Saturé. Une aspiration est appliquée, qui correspond à une pression de 0,03 kg/cm2 (0,5 livre/pouce2), pendant 5 mn. L'échantillon est ensuite retiré et on mesure l'épaisseur de l'échantillon avec le même appareil de mesure du bouffant. La résistance à la compression, définie par la force exercée sur l'échantillon divisée par la quantité de travail reçue par l'échantillon, est égale à l'inverse de la variation d'épaisseur (en mm) de l'échantillon sous la pression donnée. Ainsi, sous une pression de 0,03 kg/cm2 (0,5 livre/pouce2): Résistance à la compression = l/(épaisseur sous

0 kg/cm2 - épaisseur sous 0,03 kg/cm2).

Résistance à la traction La résistance à la traction d'un matériau est évaluée en utilisant un appareil d'essai de résistance à la traction, tel qu'un appareil Instron modèle 4201 couplé avec Microcon II provenant de Instron Corporation, Canton, MA, USA. La machine est étalonnée en plaçant un poids de 100 g au centre de la mâchoire supérieure, perpendiculairement à la mâchoire est suspendu librement. La cellule de traction utilisée est une cellule dynamométrique auto-identificatrice, à étalonnage électrique,de 5 kg. Le poids est ensuite affiché sur la fenêtre d'affichage du Microcon. Le procédé est mis en oeuvre dans une pièce dont l'atmosphère correspond aux conditions standard, par exemple à une température d'environ 23 C et

ayant une humidité relative d'environ 50%.

Un échantillon rectangulaire, mesurant environ 5,08 cm par environ 15, 24 cm (environ 2 pouces par environ 6 pouces), est pesé et une pression est appliquée à l'échantillon pour obtenir une masse spécifique voulue. On place ensuite l'échantillon dans les organes de préhension (mâchoires) actionnés pneumatiquement, les faces de préhension étant revêtues d'un caoutchouc mesurant 2,54 cm (1 pouce) par 7,62 cm (3 pouces). La longueur de référence est d'environ ,16 cm (environ 4 pouces) et la vitesse de traverse est d'environ 250 mm/mn. La vitesse de traverse est la vitesse à laquelle la mâchoire supérieure se déplace vers le haut, tirant sur l'échantillon jusqu'à ce qu'il se rompe. La valeur de Résistance à la Traction est la charge maximale à la rupture, enregistrée en termes de force, en grammes, nécessaire pour compromettre l'intégrité de l'échantillon ou le déchirer. La résistance à la traction est mesurée pour le matériau, à la fois à l'état sec et à l'état saturé à 100% par un liquide. La résistance à la traction pour le matériau qui se trouve à l'état saturé à 100% par un liquide est mesurée en plaçant un échantillon sec dans les mâchoires de l'appareil d'essai puis en mouillant l'échantillon avec une quantité voulue de sérum physiologique à 0,9%, telle que déterminée par la capacité de rétention de liquide à l'état saturé absolu du matériau. Une période de temps de 10 mn est laissée à l'échantillon pour qu'il s'équilibre. L'essai est ensuite répété comme indiqué ci-dessus pour l'échantillon à

l'état sec.

Résistance à la traction = charge maximale à la rupture

(en grammes-force).

Perméabilité dans la Direction Z Un échantillon circulaire ayant un diamètre d'environ 7,62 cm (environ 3 pouces) est d'abord découpé en utilisant un emporte-pièce. La masse spécifique de l'échantillon est

calculée en déterminant son poids et son épaisseur.

L'appareil consiste en un cylindre supérieur et en un cylindre inférieur. Le cylindre inférieur est pourvu d'un piston qui est rempli d'huile minérale jusqu'à proximité de son bord (environ 1 cm au-dessous du bord supérieur). Le dessous du piston se trouvant dans le cylindre inférieur est connecté à un transducteur de pression, tel que Shaevitz modèle n P3061-50. Le piston est connecté à une vis tournante de précision, qui est reliée à un moteur à vitesse variable tel que Velmex Unislide (modèle n 4036W1J) qui déplace le piston vers le haut ou vers le bas à la vitesse voulue (environ 2 cm/mn). Le transducteur de pression est connecté à un ordinateur qui enregistre la pression provenant du transducteur en Pascals/Volts. Une expérience classique consiste à placer l'échantillon sur le tamis métallique prévu sur le dessus du cylindre inférieur. Le cylindre supérieur creux est ensuite vissé sur le cylindre inférieur pour maintenir l'échantillon en place au cours de l'expérience. On déplace d'abord vers le haut l'huile minérale se trouvant dans le piston du cylindre inférieur, à travers l'échantillon, à une vitesse d'environ 2 cm/mn, pendant environ 2 mn jusqu'à ce que tout l'air se trouvant dans l'échantillon soit déplacé et que l'échantillon soit saturé par l'huile minérale. Une fois saturé, on laisse le système s'équilibrer en comptant un temps de pause d'environ 20 s. La pression enregistrée par l'ordinateur à ce stade est la pression sur la ligne zéro. L'huile minérale est ensuite déplacée à nouveau vers le haut, au travers de l'échantillon, à environ 2 cm/mn, et la pression maximale est enregistrée par l'ordinateur. La différence entre la pression sur la

ligne zéro et la pression maximale est delta P (en dyn/cm2).

L'échantillon est ensuite retiré. La viscosité de l'huile minérale est connue comme étant d'environ 6 centipoises à environ 23 C. En utilisant ensuite la formule de Darcy, on calcule la perméabilité K comme suit:

K = viscosité x vitesse x (épaisseur de l'échantillon/delta P).

La viscosité est la viscosité du liquide (en centipoises), la vitesse est la vitesse de l'huile minérale (en cm/s) et l'épaisseur est l'épaisseur de l'échantillon

(en cm).

K est désigné dans cette invention par la valeur de Perméabilité dans la Direction Z. Il s'agit de la valeur de Perméabilité dans la Direction Z d'un échantillon à environ 0% de saturation par du sérum physiologique. L'expérience est répétée pour des échantillons saturés à environ 30% et environ 60%, en prenant à chaque fois un échantillon similaire mais nouveau et en ajoutant suffisamment de solution de sérum physiologique à 0,9% pour obtenir un matériau saturé à 30% ou 60%. La quantité de sérum physiologique qui est nécessaire est calculée à partir de la capacité de rétention de liquide à l'état saturé de l'échantillon.

Exemple

Des structures absorbantes ont été préparées, lesquelles comprennent un matériau polymère formateur d'hydrogel, une fibre discontinue mouillable et une fibre liante mouillable. Comme matériau polymère formateur d'hydrogel, on a utilisé un sel partiel de sodium d'un matériau fortement absorbant en acide polypropénoique réticulé, disponible auprès de The Dow Chemical Company sous la dénomination Sharpei AFA 65-34. Comme fibre discontinue mouillable, on a utilisé du duvet de pâte de bois cellulosique. Comme fibre liante mouillable, on a utilisé un homopolymère du polypropylène comprenant moins d'environ 2% en poids de stabilisants, qui est disponible auprès de Himont, U.S.A., Inc. sous la dénomination commerciale sphères de polypropylène homopolymère Valtec, qualité PF-015, combiné avec environ 2% en poids d'un agent mouillant interne, qui est disponible auprès de PPG Industries Inc. sous la dénomination SF-19. L'agent mouillant a été mélangé avec le polypropylène avant d'être extrudé en une fibre ayant un

diamètre moyen d'environ 5 Mm.

La fibre liante mouillable a été soufflée à l'état fondu en une nappe composite enchevêtrée, le matériau polymère formateur d'hydrogel étant introduit dans le courant du procédé de fusion-soufflage et la fibre discontinue mouillable étant introduite dans la structure en nappe

composite à l'aide d'un cylindre de collecte.

L'échantillon 4 était un échantillon témoin qui ne comprenait pas de fibre liante mouillable. L'échantillon 4 a été préparé par un procédé de formation par voie sèche, dans lequel les fibres discontinues mouillables et le matériau polymère formateur d'hydrogel ont été mélangés par un courant d'air puis déposés par voie sèche en une nappe sur le dessus d'une caisse aspirante. La nappe composite formée a ensuite été enveloppée d'un papier absorbant mince ayant un faible poids de base pour permettre la manipulation et

l'expérimentation de l'échantillon.

Les poids de base absolus et relatifs des différents matériaux utilisés pour les différents échantillons sont indiqués dans le tableau 1. Les poids de bases sont données en g/m2 de structure absorbante formée. La masse spécifique initiale, à l'état sec, de chaque matériau d'échantillon

était d'environ 0,17 g/cm3.

On a évalué la capacité de rétention de liquide à l'état saturé des matériaux, leur résistance à la compression, leur résistance à la traction et leur perméabilité dans la direction z selon les procédés décrits

ci-dessus. Les résultats sont donnés dans le tableau 2.

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Claims (15)

REVENDICATIONS

1 - Structure absorbante comprenant: a. d'environ 20 à environ 65% en poids d'un matériau polymère formateur d'hydrogel; b. d'environ 25 à environ 70% en poids d'une fibre discontinue mouillable; et c. de plus d'environ 7 à environ 40% en poids d'une fibre liante mouillable; tous les pourcentages pondéraux étant exprimés par rapport au poids total du matériau polymère formateur d'hydrogel, de la fibre discontinue mouillable et de la fibre liante mouillable présents dans la structure absorbante, laquelle structure absorbante a une valeur de Perméabilité dans la Direction Z, à environ 60% de saturation, qui n'est pas inférieure à la valeur de Perméabilité dans la Direction Z de la structure absorbante à environ 30% de saturation, et une valeur de Perméabilité dans la Direction Z, à environ 60% de saturation, qui est

supérieure à environ 50 Darcys.

2 - Structure absorbante selon la revendication 1, comprenant d'environ 25 à environ 60% en poids de matériau

polymère formateur d'hydrogel.

3 - Structure absorbante selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le matériau polymère formateur

d'hydrogel est un matériau en polyacrylate.

4 - Structure absorbante selon l'une quelconque des

revendications 1 à 3, comprenant d'environ 30 à environ 65%

en poids de fibre discontinue mouillable.

- Structure absorbante selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisée en ce que la fibre

discontinue mouillable a une longueur de fibre qui va

d'environ 0,1 à environ 15 cm.

6 - Structure absorbante selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisée en ce que la fibre

discontinue mouillable est choisie dans le groupe consistant en les fibres cellulosiques, les fibres textiles et les

fibres polymères synthétiques.

7 - Structure absorbante selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisée en ce que la fibre

discontinue mouillable est une fibre de pâte de bois.

8 - Structure absorbante selon l'une quelconque des

revendications précédentes, comprenant d'environ 8 à environ

% en poids de fibre liante mouillable.

9 - Structure absorbante selon la revendication 8, comprenant d'environ 10 à environ 30% en poids de fibre

liante mouillable.

10 - Structure absorbante selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisée en ce que la fibre

liante mouillable est une fibre obtenue par fusion-soufflage,

comprenant une polyoléfine.

l1 - Structure absorbante selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle

comprend une matrice fibreuse constituée par la fibre liante mouillable, laquelle matrice fibreuse retient la fibre discontinue mouillable et le matériau polymère formateur d'hydrogel. 12 - Structure absorbante selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle

présente une valeur de Perméabilité dans la Direction Z, à environ 60% de saturation, qui est d'au moins environ 20% supérieure à la valeur de Perméabilité dans la Direction Z de

la structure absorbante à environ 30% de saturation.

13 - Structure absorbante selon la revendication 12, caractérisée en ce qu'elle présente une valeur de Perméabilité dans la Direction Z, à environ 60% de saturation, qui est d'au moins environ 25% supérieure à la valeur de Perméabilité dans la Direction Z de la structure

absorbante à environ 30% de saturation.

14 - Structure absorbante selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle

présente une valeur de Perméabilité dans la Direction Z, à environ 60% de saturation, qui est supérieure à environ 75 Darcys. - Structure absorbante selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle

présente une valeur de Perméabilité dans la Direction Z, à environ 60% de saturation, qui est supérieure à environ 100 Darcys. 16 - Structure absorbante selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle

présente une valeur de Résistance à la Compression qui est d'au moins environ 25% supérieure à la valeur de Résistance à la Compression que présente une structure absorbante ne comportant pas de fibre liante mouillable, mais qui est sinon

essentiellement identique.

17 - Structure absorbante selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle

présente une valeur de Résistance à la Compression qui est

d'au moins environ 1/0,15 mm.

18 - Structure absorbante selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle

présente une valeur de Résistance à la Traction, à l'état sec, qui est d'au moins environ 50% supérieure à la valeur de Résistance à la Traction que présente, à l'état sec, une structure absorbante ne comportant pas de fibre liante mouillable, mais qui est sinon essentiellement identique et en ce que la structure absorbante présente une valeur de Résistance à la Traction, à l'état saturé à 100% par un liquide, qui est d'au moins environ 50% supérieure à la valeur de Résistance à la Traction que présente, à l'état saturé à 100% par un liquide, une structure absorbante ne comportant pas de fibre liante mouillable, mais qui est sinon

essentiellement identique.

19 - Structure absorbante selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle

présente une valeur de Résistance à la Traction, à l'état sec, qui est d'au moins environ 400 g et en ce qu'elle présente une valeur de Résistance à la Traction, à l'état saturé à 100% par un liquide, qui est d'au moins environ

400 g.

- Structure absorbante comprenant: a. d'environ 25 à environ 60% en poids d'un matériau polymère formateur d'hydrogel; b. d'environ 30 à environ 65% en poids d'une fibre de pâte de bois mouillable; et c. d'environ 8 à environ 65% en poids d'une fibre mouillable obtenue par fusion-soufflage, comprenant une polyoléfine; tous les pourcentages pondéraux étant exprimés par rapport au poids total du matériau polymère formateur d'hydrogel, de la fibre de pâte de bois mouillable et de la fibre mouillable obtenue par fusion-soufflage, comprenant une polyoléfine, présents dans la structure absorbante, laquelle structure absorbante a: une valeur de Perméabilité dans la Direction Z, à environ 60% de saturation, qui est d'environ % supérieure à la valeur de Perméabilité dans la Direction Z de la structure absorbante à environ 30% de saturation; une valeur de Perméabilité dans la Direction Z, à environ 60% de saturation, qui est supérieure à environ 75 Darcys; une valeur de Résistance à la Traction, à l'état sec, qui est d'au moins environ 50% supérieure à la valeur de Résistance à la Traction que présente, à l'état sec, une structure absorbante ne comportant pas de fibre liante mouillable, mais qui est sinon essentiellement identique; et une valeur de Résistance à la Traction, à l'état saturé à 100% par un liquide, qui est d'au moins environ 50% supérieure à la valeur de Résistance à la Traction que présente, à l'état saturé à 100% par un liquide, une structure absorbante ne comportant pas de fibre liante mouillable, mais qui est sinon

essentiellement identique.

21 - Produit absorbant jetable (11) comprenant: une feuille supérieure (14) perméable aux liquides, une feuille support (12) et une structure absorbante (16) positionnée entre la feuille supérieure (14) et la feuille support (12), laquelle structure absorbante (16) comprend: a. d'environ 20 à environ 65% en poids d'un matériau polymère formateur d'hydrogel; b. d'environ 25 à environ 70% en poids d'une fibre discontinue mouillable; et c. de plus d'environ 7 à environ 40% en poids d'une fibre liante mouillable; tous les pourcentages pondéraux étant exprimés par rapport au poids total du matériau polymère formateur d'hydrogel, de la fibre discontinue mouillable et de la fibre liante mouillable présents dans la structure absorbante, laquelle structure absorbante a une valeur de Perméabilité dans la Direction Z, à environ 60% de saturation, qui n'est pas inférieure à la valeur de Perméabilité dans la Direction Z de la structure absorbante à environ 30% de saturation, et une valeur de Perméabilité dans la Direction Z, à environ 60% de saturation, qui est

supérieure à environ 50 Darcys.