FR2989698A1 - Structures fibreuses et leur procede de fabrication - Google Patents

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Hasan Eroglu
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Abstract

La présente invention concerne des structures fibreuses qui contiennent des filaments de polymères hydroxylés et des additifs solides ainsi que leur procédé de fabrication.

Description

STRUCTURES FIBREUSES ET LEUR PROCÉDÉ DE FABRICATION La présente invention concerne des structures fibreuses, et plus particulièrement, des structures fibreuses comprenant des éléments fibreux, par exemple des filaments tels que des filaments de polymère hydroxylé, plus précisément des filaments de polysaccharide, et une pluralité d'additifs solides, tels que des fibres de pâte de bois, et leurs processus de fabrication. Des structures fibreuses comprenant des filaments, par exemple des filaments de polymère hydroxylé, tels que des filaments d'amidon, et des additifs solides, tels que des fibres de pâte de bois, sont connus dans l'art. Des structures fibreuses de ce type sont connues pour présenter une énergie totale absorbée (TEA) de 1,63 g/po/g/m2 (0,642 g/cm/g/m2), telle que mesurée par le procédé de test de TEA décrit ici. Toutefois, les consommateurs souhaitent que ces structures fibreuses présentent une plus grande résistance sans que cela influe négativement sur la douceur. Des formulateurs ont tenté, sans succès, de mettre au point des structures 15 fibreuses comprenant des filaments, par exemple des filaments de polymère hydroxylé, tels que des filaments d'amidon, et des additifs solides, tels que des fibres de pâte de bois, où la TEA était supérieure à 1,64 g/po/g/m2 (0,646 g/cm/g/m2). Comme indiqué plus haut, un problème rencontré par les formulateurs est de savoir comment augmenter la résistance des structures fibreuses comprenant des 20 polymères hydroxylés et des additifs solides sans pour autant influer négativement sur la douceur de ces structures fibreuses. En conséquence, il est nécessaire de mettre au point des structures fibreuses comprenant des filaments, par exemple des filaments de polymère hydroxylé, tels que des filaments d'amidon, et des additifs solides, tels que des fibres de pâte de bois, où la TEA est 25 supérieure à 1,64 g/po/ g/m2 (0,646 g/cm/g,/m2) et un procédé de fabrication correspondant. La présente invention répond au besoin décrit ci-dessus en fournissant une structure fibreuse comprenant des filaments, par exemple des filaments de polymère hydroxylé, tels que des filaments d'amidon, et des additifs solides, tels que des fibres 30 de pâte de bois, où la TEA est supérieure 1,64 g/po/g/m2 (0,646 g/cm/g/m2), telle que mesurée par le procédé de test de TEA décrit ici.
Une solution au problème mentionné ci-dessus consiste à fabriquer une structure fibreuse qui comprend une pluralité de filaments de polymère hydroxylé et une pluralité d'additifs solides de sorte que la structure fibreuse présente une TEA supérieure à 1,64 g/po/g/m2 (0,646 g/cm/g/m2), telle que mesurée par le procédé de test de TEA décrit ici. De plus, la structure fibreuse de la présente invention peut comprendre au moins un filament hydroxylé qui comprend en outre un polymère non hydroxylé. De préférence, le polymère non hydroxylé est choisi dans le groupe consistant en : polyacrylamide et ses dérivés ; acide polyacrylique, acide polyméthacrylique et leurs esters ; la polyéthylèneimine ; des copolymères préparés à partir de mélanges des polymères susmentionnés ; et leurs mélanges. Plus préférentiellement, le polymère non hydroxylé comprend du polyacrylamide. De plus, la structure fibreuse de la présente invention peut comprendre un polymère non hydroxylé qui présente une masse moléculaire moyenne en poids supérieure à 1 400 000 g/mol. De plus, la structure fibreuse de la présente invention peut comprendre un polymère non hydroxylé qui présente une polydispersité supérieure à 1,10. De plus, la structure fibreuse de la présente invention peut comprendre un polymère non hydroxylé qui est à une concentration supérieure à sa concentration d'enchevêtrement (ce). De plus, la structure fibreuse de la présente invention peut comprendre au moins un filament de polymère hydroxylé qui comprend un polysaccharide. De préférence, le polysaccharide est choisi dans le groupe consistant en : l'amidon, les dérivés d'amidon, les copolymères d'amidon, le chitosan, les dérivés de chitosan, les copolymères de chitosan, la cellulose, les dérivés de cellulose, les copolymères de cellulose, les hémicelluloses, des dérivés d'hémicelluloses, les copolymères d'hémicelluloses, et leurs mélanges. Plus préférentiellement, le polysaccharide est choisi dans le groupe consistant en : l'amidon, les dérivés d'amidon, les copolymères d'amidon et leurs mélanges. Plus préférentiellement encore, le polysaccharide comprend un amidon éthoxylé ou un amidon dilué à l'acide. De plus, la structure fibreuse de la présente invention peut comprendre au moins un filament de polymère hydroxylé qui comprend un polymère hydroxylé choisi dans le groupe consistant en : l'alcool polyvinylique, les dérivés d'alcool polyvinylique, les copolymères d'alcool polyvinylique, les gommes, les arabinanes, les galactanes, les protéines, et leurs mélanges. De préférence, au moins un filament de polymère hydroxylé comprend de l'alcool polyvinylique et un ou plusieurs polysaccharides. Plus préférentiellement, au moins un desdits un ou plusieurs polysaccharides est choisi dans le groupe consistant en : l'amidon, les dérivés d'amidon, les copolymères d'amidon et leurs mélanges. De plus, la structure fibreuse de la présente invention peut comprendre des additifs solides qui sont présents sur au moins une surface de la structure fibreuse. De préférence, les additifs solides couvrent moins que la totalité de la structure fibreuse. Plus préférentiellement, les additifs solides sont présents sur la surface de la structure fibreuse selon un motif aléatoire ou un motif répétitif non aléatoire. De plus, la structure fibreuse de la présente invention peut comprendre des additifs solides qui sont uniformément répartis dans la structure fibreuse. De plus, la structure fibreuse de la présente invention peut comprendre des additifs solides qui sont non uniformément répartis dans la structure fibreuse.
De plus, la structure fibreuse de la présente invention peut comprendre au moins un des additifs solides qui présente une tension superficielle critique supérieure à 30 dynes/cm. De plus, la structure fibreuse de la présente invention peut comprendre au moins un additif solide qui comprend une fibre de pâte de bois.
De plus, la structure fibreuse de la présente invention peut comprendre au moins un additif solide qui présente une taille de particules inférieure à 6 mm dans la dimension maximale. De plus, la structure fibreuse de la présente invention peut comprendre moins de 50 % en poids anhydre des additifs solides.
Dans un exemple de la présente invention, on fournit une structure fibreuse comprenant une pluralité de filaments de polymère hydroxylé et une pluralité d'additifs solides, dans laquelle la structure fibreuse présente une TEA supérieure à 1,64 g/po/g/m2 (0,646 gicm/g/m2) et/ou supérieure à 1,70 g/po/g/m2 (0,669 g/cm/g/m2) et/ou supérieure à 1,75 g/po/g/m2 (0,689 g/cm/g/m2) et/ou supérieure à 1,80 g/po/g/m2 (0,709 g/cm/g/m2) et/ou supérieure à 1,85 g/po/g/m2 (0,728 g/cm/g/m2) et/ou supérieure à 1,90 g/po/g/m2 (0,748 g/cm/g/m2) et/ou supérieure à 1,95 g/po/g/m2 (0,768 g/cm/g/m2), telle que mesurée par le procédé de test de TEA décrit ici.
Dans un autre exemple de la présente invention, on fournit un produit de papier hygiénique monocouche ou multicouches comprenant une structure fibreuse selon la présente invention. Dans un autre exemple de la présente invention, on fournit un procédé de fabrication d'une structure fibreuse, le procédé comprenant les étapes de : a. fournir un premier flux gazeux comprenant une pluralité de filaments de polymère hydroxylé ; b. fournir un deuxième flux gazeux comprenant une pluralité d'additifs solides ; c. éventuellement, fournir un troisième flux gazeux comprenant des filaments 10 de polymère hydroxylé supplémentaires ; et d. collecter les filaments polymères hydroxylés et les additifs solides et, éventuellement, les filaments polymères hydroxylés supplémentaires sur un dispositif de collecte, de telle sorte qu'une structure fibreuse qui présente une TEA supérieure à 1,64 g/po/g/m2 (0,646 g/cm/g/m2) et/ou supérieure à 1,70 g/po/g/m2 (0,669 g/cm/g/m2) 15 et/ou supérieure à 1,75 g/po/g/m2 (0,689 g/cm/g/m2) et/ou supérieure à 1,80 g/po/g/m2 (0,709 g/cm/g/m2) et/ou supérieure à 1,85 g/po/g/m2 (0,728 g/cm/g/m2) et/ou supérieure à 1,90 g/po/g/m2 (0,748 g/cm/g/m2) et/ou supérieure à 1,95 g/po/g/m2 (0,768 g/cm/g/m2), telle que mesurée par le procédé de test de TEA décrit ici, soit formée. 20 En conséquence, la présente invention fournit des structures fibreuses comprenant une pluralité de filaments de polymère hydroxylé et une pluralité d'additifs solides, dans laquelle la structure fibreuse présente une LEA supérieure à 1,64 g/po/g/m2 (0,646 g/cm/g/m2) et/ou supérieure à 1,70 g/po/g/m2 (0,669 g/cm/g/m2) et/ou supérieure à 1,75 g/po/g/m2 (0,689 g/cm/g/m2) et/ou supérieure à 1,80 g/po/g/m2 25 (0,709 g/cm/g/m2) et/ou supérieure à 1,85 g/po/g/m2 (0,728 g/cm/g/m2) et/ou supérieure à 1,90 g/po/g/m2 (0,748 g/cm/g/m2) et/ou supérieure à 1,95 g/po/g/m2 (0,768 g/cm/g/m2), telle que mesurée par le procédé de test de TEA décrit ici, des structures fibreuses, des produits de papier hygiénique comprenant de telles structures fibreuses, et des procédés de fabrication de telles structures fibreuses. 30 La figure 1 est une représentation schématique d'un exemple d'un procédé de fabrication d'une structure fibreuse selon la présente invention ; La figure 2 est une représentation schématique d'un exemple d'une partie d'un procédé de fabrication d'une structure fibreuse selon la présente invention ; La figure 3 est une représentation schématique d'un exemple de filière de fusion-soufflage selon la présente invention ; La figure 4A est une représentation schématique d'un exemple d'un fourreau d'une extrudeuse à double vis selon la présente invention ; La figure 4B est une représentation schématique d'un exemple d'une configuration d'éléments de vis et de mélange de l'extrudeuse à double vis de la figure 4A ; La figure 5A est une représentation schématique d'un exemple d'un fourreau d'une extrudeuse à double vis appropriée pour une utilisation dans la présente invention ; La figure 5B est une représentation schématique d'un exemple d'une 10 configuration d'éléments de vis et de mélange appropriée pour une utilisation dans le fourreau de la figure 5A ; La figure 6 est une représentation schématique d'un exemple d'un procédé pour synthétiser un élément fibreux selon la présente invention ; La figure 7 est une représentation schématique d'une vue latérale partielle du 15 procédé représenté à la figure 6 montrant un exemple d'une zone d'atténuation ; La figure 8 est une vue en plan schématique prise suivant les lignes 8-8 de la figure 7 et montrant un agencement possible d'une pluralité de buses d'extrusion agencées pour fournir des éléments fibreux de la présente invention ; et La figure 9 est une vue similaire à celle de la figure 8 et montrant un 20 agencement possible d'orifices pour fournir un air de limite autour de la zone d'atténuation représentée à la figure 7. « Structure fibreuse », telle qu'elle est utilisée ici, désigne une structure qui comprend un ou plusieurs éléments fibreux. Dans un exemple, une structure fibreuse selon la présente invention désigne une association d'éléments fibreux qui forment 25 ensemble une structure susceptible d'exécuter une fonction. Les structures fibreuses de la présente invention peuvent être homogènes ou peuvent être en couches. Si elles sont en couches, les structures fibreuses peuvent comprendre au moins deux et/ou au moin&l.rois et/ou au moins quatre et/ou au moins cinq et/ou au moins six et/ou au moins sept et/ou au moins 8 et/ou au moins 9 et/ou au 30 moins 10 à environ 25 et/ou à environ 20 et/ou à environ 18 et/ou à environ 16 couches. Dans un exemple, les structures fibreuses de la présente invention sont jetables. Par exemple, les structures fibreuses de la présente invention sont des structures fibreuses non textiles. Dans un autre exemple, les structures fibreuses de la présente invention peuvent être jetées dans les toilettes, comme le papier hygiénique. Des exemples non limitatifs de procédés de fabrication de structures fibreuses incluent les procédés de fabrication de papier par voie humide, les procédés de fabrication de papier par voie sèche, et les procédés de filage de filaments au mouillé, à partir de solution et à sec, par exemple les procédés de filage par fusion-soufflage et par filage direct, qui sont généralement appelés procédés non tissés. Un traitement supplémentaire de la structure fibreuse formée peut être effectué de telle sorte qu'une structure fibreuse finie est formée. Par exemple, dans les procédés de fabrication de papier classiques, la structure fibreuse finie est la structure fibreuse qui est enroulée sur la bobine à la fin de la fabrication du papier. La structure fibreuse finie peut ensuite être convertie en un produit fini, par exemple un produit de papier hygiénique. Un « élément fibreux », tel qu'il est utilisé ici, désigne une matière particulaire allongée ayant une longueur dépassant fortement son diamètre moyen, c'est-à-dire un 15 rapport de longueur sur diamètre moyen d'au moins environ 10. Un élément fibreux peut être un filament ou une fibre. Dans un exemple, l'élément fibreux est un élément fibreux unique plutôt qu'un fil comprenant une pluralité d'éléments fibreux. Les éléments fibreux de la présente invention peuvent être filés à partir des compositions de polymère fondu par des opérations de filage appropriées, telles que 20 par fusion-soufflage et/ou par filage direct, et/ou ils peuvent être obtenus à partir de sources naturelles telles que des sources végétales, par exemple les arbres. Les éléments fibreux de la présente invention peuvent être à monocomposés et/ou multicomposés. Par exemple, les éléments fibreux peuvent comprendre des fibres et/ou des filaments bicomposés. Les fibres et/ou filaments bicomposés peuvent se présenter sous 25 n'importe quelle forme, telle que côte-à-côte, âme et gaine, îlots dans la mer et similaires. « Filament », tel qu'il est utilisé ici, désigne une matière particulaire allongée telle que décrite précédemment, qui présente une longueur supérieure ou égale à 5,08 cm (2 po) et/ou supérieure ou égale à 7,62 cm (3 po) et/ou supérieure ou égale à 10,16 cm (4 po) et/ou supérieure ou égale à 15,24 cm (6 po). 30 Les filaments sont typiquement considérés comme continus ou essentiellement continus par nature. Les filaments sont relativement plus longs que les fibres. Des exemples non limitatifs de filaments incluent des filaments formés par fusion-soufflage et/ou formés par filage direct. Des exemples non limitatifs de polymères qui peuvent être filés en filaments incluent des polymères naturels, tels que l'amidon, les dérivés d'amidon, la cellulose, telle la rayonne et/ou le lyocell, et les dérivés de la cellulose, l'hémicellulose, les dérivés de l'hémicellulose, et les polymères synthétiques, y compris, mais sans s'y limiter, l'alcool polyvinylique, les polymères thermoplastiques, tels que les polyesters, les nylons, les polyoléfines telles que les filaments de polypropylène, les filaments de polyéthylène, et les fibres thermoplastiques biodégradables telles que les filaments d'acide polylactique, les filaments de polyhydroxyalcanoate, les filaments de polyesteramide et les filaments de polycaprolactone. « Fibre », tel qu'il est utilisé ici, désigne une matière particulaire allongée telle que décrite précédemment qui présente une longueur inférieure à 5,08 cm (2 po) et/ou inférieure à 3,81 cm (1,5 po) et/ou inférieure à 2,54 cm (1 po). Les fibres sont typiquement considérées comme discontinues par nature. Des exemples non limitatifs de fibres incluent les fibres de pâte à papier, telles que les fibres de pâte de bois, et les fibres synthétiques discontinues telles que les fibres de polypropylène, de polyéthylène, de polyester, de leurs copolymères, de rayonne, de verre et des fibres d'alcool polyvinylique. Les fibres discontinues peuvent être produites en filant une filasse de filaments, puis en découpant la filasse en segments de moins de 5,08 cm (2 po), produisant ainsi les fibres. Dans un exemple de la présente invention, une fibre peut être une fibre présente à l'état naturel, ce qui signifie qu'elle est obtenue à partir d'une source présente à l'état naturel, telle qu'une source végétative, par exemple un arbre et/ou une plante. Ces fibres sont généralement utilisées dans la fabrication du papier et sont souvent appelées fibres papetières. Des fibres papetières utiles dans la présente invention incluent les fibres cellulosiques, généralement appelées fibres de pâte de bois ou fibres de pâte à papier. Des pâtes de bois applicables incluent les pâtes chimiques, telles que les pâtes Kraft, au sulfite, et au sulfate, ainsi que les pâtes mécaniques, y compris, par exemple, la pâte de bois de râperie, la pâte thermomécanique et la pâte thermomécanique chimiquement modifiée. Les pâtes chimiques, cependant, peuvent être préférées, car elles donnent un toucher plus doux aux structures fibreuses fabriquées à partir de celles-ci. Des pâtes dérivées à la fois d'arbres à feuilles caduques (également appelés ci-après « bois de feuillus ») et de conifères (également appelés ci-après « bois de conifères ») peuvent être utilisées. Les fibres de bois de feuillus et de bois de conifères peuvent être mélangées, ou en variante, peuvent être déposées en couches pour fournir une nappe stratifiée. Des fibres dérivées de papier recyclé, qui peuvent contenir tout ou partie des catégories de fibres susmentionnées ainsi que d'autres polymères non fibreux tels que des charges, des agents adoucissants, des agents d'amélioration de la résistance à l'état sec et humide et des adhésifs, utilisés pour faciliter la fabrication du papier originale, peuvent également être appliquées à la présente invention. En plus des diverses fibres de pâte de bois, d'autres fibres cellulosiques telles que les linters de coton, la rayonne, le lyocell et les fibres de bagasse, peuvent être utilisées dans les structures fibreuses de la présente invention. « Produit de papier hygiénique », tel qu'il est utilisé ici, désigne une structure fibreuse souple à densité relativement faible, utile comme moyen d'essuyage pour se nettoyer après avoir uriné ou déféqué (papier toilette), pour les écoulements otorhinolaryngologique s (mouchoirs), les usages absorbants et de nettoyage multifonctionnels (serviettes absorbantes) et les lingettes telles que les lingettes humides et sèches. Le produit de papier hygiénique peut être enroulé de manière convolutive sur lui-même autour d'une âme ou sans âme pour former un rouleau de papier hygiénique ou peut se présenter sous la forme de feuilles séparées. Dans un exemple, le produit de papier hygiénique de la présente invention comprend une ou plusieurs structures fibreuses selon la présente invention. Les produits de papier hygiénique et/ou les structures fibreuses de la présente invention peuvent présenter une masse surfacique comprise entre environ 10 g/m2 et environ 120 g/m2 et/ou entre environ 15 g/m2 et environ 110 g/m2 et/ou entre environ 20 g/m2 et environ 100 g/m2 et/ou entre environ 30 et 90 g/m2 telle que déterminée par le procédé de test de Masse Surfacique décrit ici. En outre, le produit de papier hygiénique de la présente invention peut présenter une masse surfacique comprise entre environ 40 g/m2 et environ 120 g/m2 et/ou entre environ 50 g/m2 et environ 110 g/m2 et/ou entre environ 55 g/m2 et environ 105 g/m2 et/ou entre environ 60 g/m2 et 100 g/m2, telle que déterminée par le procédé de test de Masse Surfacique décrit ici.
Les produits de papier hygiénique de la présente invention peuvent présenter une résistance à la traction totale à l'état sec supérieure à environ 59 g/cm (150 g/po) et/ou comprise entre environ 78 g/cm (200 g/po) et environ 394 g/cm (1000 g/po) et/ou entre environ 98 g/cm (250 g/po) et environ 335 g/cm (850 g/po). De plus, le produit de papier hygiénique de la présente invention peut présenter une résistance à la traction totale à l'état sec supérieure à environ 196 g/cm (500 g/po) et/ou comprise entre environ 196 g/cm (500 g/po) et environ 394 g/cm (1000 g/po) et/ou entre environ 216 g/cm (550 g/po) et environ 335 g/cm (850 g/po) et/ou entre environ 236 g/cm (600 g/po) et environ 315 g/cm (800 g/po). Dans un exemple, le produit de papier hygiénique présente une résistance à la traction totale à l'état sec inférieure à environ 394 g/cm (1000 g/po) et/ou inférieure à environ 335 g/cm (850 g/po). Les produits de papier hygiénique de la présente invention peuvent présenter une résistance à la traction initiale totale à l'état humide inférieure à environ 78 g/cm (200 g/po) et/ou inférieure à environ 59 g/cm (150 g/po) et/ou inférieure à environ 39 g/cm (100 g/po) et/ou inférieure à environ 29 g/cm (75 g/po) et/ou inférieure à environ 23 g/cm (60 g/po). Les produits de papier hygiénique de la présente invention peuvent présenter une résistance à la traction initiale totale à l'état humide supérieure à environ 118 g/cm (300 g/po) et/ou supérieure à environ 157 g/cm (400 g/po) et/ou supérieure à 10 environ 196 g/cm (500 g/po) et/ou supérieure à environ 236 g/cm (600 g/po) et/ou supérieure à environ 276 g/cm (700 g/po) et/ou supérieure à environ 315 g/cm (800 g/po) et/ou supérieure à environ 354 g/cm (900 g/po) et/ou supérieure à environ 394 g/cm (1000 g/po) et/ou comprise entre environ 118 g/cm (300 g/po) et environ 1968 g/cm (5000 g/po) et/ou entre environ 157 g/cm (400 g/po) et environ 1181 g/cm 15 (3000 g/po) et/ou entre environ 196 g/cm (500 g/po) et environ 984 g/cm (2500 g/po) et/ou entre environ 196 g/cm (500 g/po) et environ 787 g/cm (2000 g/po) et/ou entre environ 196 g/cm (500 g/po) et environ 591 g/cm (1500 g/po). Les produits de papier hygiénique de la présente invention peuvent présenter une densité inférieure à 0,60 g/cm3 et/ou inférieure à 0,30 g/cm3 et/ou inférieure à 20 0,20 g/cm3 et/ou inférieure à 0,15 g/cm3 et/ou inférieure à 0,10 g/cm3 et/ou inférieure à 0,07 g/cm3 et/ou inférieure à 0,05 g/cm3 et/ou comprise entre environ 0,01 g/cm3 et environ 0,20 g/cm3 et/ou comprise entre environ 0,02 g/cm3 et environ 0,15 g/cm3 et/ou comprise entre environ 0,02 g/cm3 et environ 0,10 g/cm3. Les produits de papier hygiénique de la présente invention peuvent se présenter 25 sous la forme de rouleaux de produit de papier hygiénique. De tels rouleaux de produit de papier hygiénique peuvent comprendre une pluralité de feuilles reliées, mais perforées de structure fibreuse, qui peuvent être distribuées séparément des feuilles adjacentes. Les produits de papier hygiénique de la présente invention peuvent comprendre des additifs tels que des agents adoucissants, des agents de résistance à l'humidité temporaire, 30 des agents de résistance à l'humidité permanente, des agents adoucissants en masse, des lotions, des silicones, des agents mouillants, des latex, des latex structurés, et d'autres types d'additifs appropriés pour l'inclusion dans et/ou sur des produits de papier hygiénique. « Canevas », tel qu'il est utilisé ici, désigne un matériau qui est utilisé pour recouvrir les additifs solides au sein des structures fibreuses de la présente invention, de sorte que les additifs solides sont positionnés entre le canevas et une couche de la structure fibreuse. Dans un exemple, le canevas recouvre les additifs solides de sorte qu'ils sont positionnés entre le canevas et le substrat non tissé de la structure fibreuse. Dans un autre exemple, le canevas est un composant mineur par rapport au substrat non tissé de la structure fibreuse. « Polymère hydroxylé », tel qu'il est utilisé, ici inclut tous les polymères contenant de l'hydroxyle qui peuvent être incorporés dans une structure fibreuse de la présente invention, telle que dans une structure fibreuse sous forme d'élément fibreux. Dans un exemple, le polymère hydroxylé de la présente invention inclut plus de 10 % et/ou plus de 20 % et/ou plus de 25 % en poids de fragments hydroxyle. Dans un autre exemple, l'hydroxyle dans le polymère contenant de l'hydroxyle ne fait pas partie d'un plus grand groupe fonctionnel tel qu'un groupe acide carboxylique. « Non thermoplastique », tel qu'il est utilisé ici, signifie, par rapport à un matériau tel qu'un élément fibreux dans son ensemble et/ou un polymère au sein d'un élément fibreux, que l'élément fibreux et/ou le polymère ne présentent pas de point de fusion et/ou de point de ramollissement, qui leur permettent de couler sous pression, en l'absence d'un plastifiant, tel que l'eau, la glycérine, le sorbitol, l'urée et analogues. « Thermoplastique », tel qu'il est utilisé ici, signifie, par rapport à un matériau tel qu'un élément fibreux dans son ensemble et/ou un polymère au sein d'un élément fibreux, que l'élément fibreux et/ou le polymère présentent un point de fusion et/ou un point de 20 ramollissement à une certaine température, qui leur permettent de couler sous pression. « Ne contenant pas de cellulose », tel qu'utilisé ici, signifie que moins de 5 % et/ou moins de 3 % et/ou moins de 1 % et/ou moins de 0,1 % et/ou 0 % en poids d'un polymère cellulosique, d'un polymère dérivé de cellulose et/ou d'un copolymère cellulosique est présent dans l'élément fibreux. Dans un exemple, « ne contenant pas de cellulose » 25 signifie que moins de 5 % et/ou moins de 3 % et/ou moins de 1 % et/ou moins de 0,1 % et/ou 0 % en poids d'un polymère cellulosique est présent dans l'élément fibreux. « Agent tensioactif à mouillage rapide », tel qu'utilisé ici, désigne un agent tensioactif qui présente une concentration micellaire critique supérieure à 0,15 % en poids et/ou d'au moins 0,25 % et/ou d'au moins 0,50 % et/ou d'au moins 0,75 % et/ou 30 d'au moins 1,0 % et/ou d'au moins 1,25 % et/ou d'au moins 1,4 % et/ou inférieure à 10,0 % et/ou inférieure à 7,0 % et/ou inférieure à 4,0 % et/ou inférieure à 3,0 % et/ou inférieure à 2,0 % en poids. « composition aqueuse de polymère fondu », telle qu'elle est utilisée, ici désigne une composition comprenant de l'eau et un polymère traité par fusion, tel qu'un polymère de formation d'élément fibreux traité par fusion, par exemple un polymère hydroxylé traité par fusion. « Polymère de formation d'élément fibreux traité par fusion », tel qu'il est utilisé ici, désigne tout polymère, qui par l'effet de températures élevées, d'une pression et/ou de plastifiants externes, peut être ramolli à un degré tel qu'il peut être amené à un état fluide, et dans cette condition, peut être mis en forme tel que souhaité. « Polymère hydroxylé traité par fusion », tel qu'il est utilisé ici, désigne tout polymère contenant plus de 10 % et/ou plus de 20 % et/ou plus de 25 % en poids de groupes hydroxyle et qui a été traité par fusion, avec ou sans l'aide d'un plastifiant 10 externe. Plus généralement, les polymères hydroxylés traités par fusion comprennent des polymères qui, par l'effet de températures élevées, d'une pression et/ou de plastifiants externes, peuvent être ramollis à un degré tel qu'ils peuvent être amenés à un état fluide, et dans cette condition, peuvent être mis en forme tel que souhaité. « Mélange », tel qu'il est utilisé ici, signifie que deux matériaux ou plus, tels qu'un 15 polymère de formation d'élément fibreux, par exemple un polymère hydroxylé, et un polymère non hydroxylé et/ou un agent tensioactif à mouillage rapide, sont en contact les uns avec les autres, tels que mélangés de manière homogène ou non homogène, au sein d'une structure polymère, telle qu'un élément fibreux. Autrement dit, une structure polymère, telle qu'un élément fibreux, formée à partir d'un matériau, mais possédant un 20 revêtement extérieur d'un autre matériau, n'est pas un mélange de matériaux aux fins de la présente invention. Cependant, un élément fibreux formé à partir de deux matériaux différents est un mélange de matériaux aux fins de la présente invention, même si l'élément fibreux comprend en outre un revêtement extérieur d'un matériau. « Associer », « associé », « association », et/ou « associant », tels qu'ils sont 25 utilisés ici par rapport à des éléments fibreux, signifient combiner, en contact direct ou en contact indirect, des éléments fibreux de telle sorte qu'une structure fibreuse est formée. Dans un exemple, les éléments fibreux associés peuvent être liés ensemble, par exemple, par des adhésifs et/ou des liaisons thermiques. Dans un autre exemple, les éléments fibreux peuvent être associés les uns aux autres en étant déposés sur la 30 même courroie de fabrication de structure fibreuse. « Masse moléculaire moyenne en poids », telle qu'elle est utilisée ici, désigne la masse moléculaire moyenne en poids telle que déterminée en utilisant la chromatographie sur gel telle que décrite globalement dans Colloids and Surfaces A.
Physico Chemical & Engineering Aspects, Vol. 162, 2000, pages 107 à 121, et détaillée dans le procédé de test de Masse Moléculaire Moyenne En Poids décrit ici. Le « diamètre moyen », tel qu'il est utilisé ici, par rapport à un élément fibreux, est mesuré selon le procédé de test de Diamètre Moyen décrit ici. Dans un exemple, un élément fibreux de la présente invention présente un diamètre moyen inférieur à 25 gm et/ou inférieur à 20 gm et/ou inférieur à 15 !_tm et/ou inférieur à 10 inn et/ou inférieur à 6 .tm et/ou supérieur à 1 pm et/ou supérieur à 31..tm. « Masse surfacique », telle qu'elle est utilisée ici, correspond au poids par unité de surface d'un échantillon, indiqué en livres/3000 pieds2 ou g/m2, telle que 10 déterminée par le procédé de test de Masse Surfacique décrit ici. Le « sens machine » ou « SM », tel qu'il est utilisé ici, désigne la direction parallèle à l'écoulement de la structure fibreuse à travers la machine de fabrication de structures fibreuses et/ou l'équipement de fabrication du produit de papier hygiénique. Typiquement, le SM est sensiblement perpendiculaire aux perforations présentes dans la structure fibreuse. 15 Le « sens travers » ou « ST », tel qu'il est utilisé ici, désigne la direction perpendiculaire au sens machine dans le même plan que la structure fibreuse et/ou que le produit de papier hygiénique comprenant la structure fibreuse. « Couche » ou « couches », tels qu'il sont utilisés ici, désignent une structure fibreuse individuelle destinée à être éventuellement disposée dans une relation face à 20 face sensiblement contiguë avec d'autres couches, formant une structure fibreuse à plusieurs couches. On considère également qu'une structure fibreuse simple peut former effectivement deux « couches » ou de multiples « couches », par exemple, en étant repliée sur elle-même. Tels qu'ils sont utilisés ici, les articles « un » et « une » lorsqu'ils sont utilisés 25 ici, par exemple, « un agent tensioactif anionique » ou « une fibre » désignent un ou plusieurs du matériau qui est revendiqué ou décrit. Tous les pourcentages et les ratios sont calculés en poids, sauf indication contraire. Tous les pourcentages et les rapports sont calculés sur la base de la composition totale, sauf indication contraire. 30 Sauf indication contraire, tous les niveaux des constituants ou des compositions sont en référence au niveau actif de ce constituant ou de cette composition, et excluent les impuretés, par exemple, les solvants résiduels ou les sous-produits, qui peuvent être présents dans des sources disponibles dans le commerce.
Les éléments fibreux de la présente invention comprennent un polymère de formation d'élément fibreux, tel qu'un polymère hydroxylé. Dans un exemple, les éléments fibreux peuvent comprendre deux polymères de formation d'élément fibreux ou plus, tels que deux polymères hydroxylés ou plus. Dans un autre exemple, les éléments 5 fibreux peuvent comprendre deux polymères non hydroxylés ou plus. Dans un autre exemple, les éléments fibreux peuvent comprendre deux polymères non hydroxylés ou plus, dont au moins un présente une masse moléculaire moyenne en poids supérieure à 1 400 000 g/mol et/ou est présent dans les éléments fibreux à une concentration supérieure à sa concentration d'enchevêtrement (ce) et/ou présente une polydispersité supérieure à 1,32. 10 Dans un autre exemple, l'élément fibreux peut comprendre deux polymères de formation d'élément fibreux ou plus, tels que deux polymères hydroxylés ou plus, dont au moins un est l'amidon et/ou un dérivé d'amidon, et dont un est un non-amidon et/ou un non dérivé d'amidon, tel que l'alcool polyvinylique. Dans un exemple, l'élément fibreux comprend un filament. Dans un autre exemple, l'élément fibreux comprend une fibre. 15 Les compositions aqueuses de polymère fondu de la présente invention et/ou des éléments fibreux, tels que des filaments et/ou des fibres, de la présente invention qui s'associent pour former des structures fibreuses de la présente invention, contiennent au moins un polymère de formation d'élément fibreux, tel qu'un polymère hydroxylé, et peuvent contenir d'autres types de polymères tels que des polymères non 20 hydroxylés, qui présentent des masses moléculaires moyennes en poids supérieures à 500 000 g/mol, et leurs mélanges, telles que déterminées par le procédé de test de Masse Moléculaire Moyenne En Poids décrit ici. Des exemples non limitatifs de polymères hydroxylés selon la présente invention incluent les polyols, tels que l'alcool polyvinylique, les dérivés d'alcool 25 polyvinylique, les copolymères d'alcool polyvinylique, l'amidon, les dérivés d'amidon, les copolymères d'amidon, le chitosan, les dérivés de chitosan, les copolymères de chitosan, la cellulose, les dérivés de cellulose tels que l'éther de cellulose et les dérivés ester, les copolymères de cellulose, l'hémicellulose, les dérivés d'hémicellulose, les copolymères d'hémicellulose, les gommes, les arabinanes, les galactanes, les protéines 30 et divers autres polysaccharides et leurs mélanges. Dans un exemple, un polymère hydroxylé de la présente invention comprend un polysaccharide.
Dans un autre exemple, un polymère hydroxylé de la présente invention comprend un polymère non thermoplastique. Le polymère hydroxylé peut avoir une masse moléculaire moyenne en poids allant d'environ 10 000 g/mol à environ 40 000 000 g/mol et/ou supérieure à 100 000 g/mol et/ou supérieure à 1 000 000 g/mol et/ou supérieure à 3 000 000 g/mol et/ou supérieure à 3 000 000 g/mol jusqu'à environ 40 000 000 g/mol, telle que déterminée par le procédé de test de Masse Moléculaire Moyenne En Poids décrit ici. Les polymères hydroxylés à masse moléculaire supérieure et inférieure peuvent être utilisés en combinaison avec des polymères hydroxylés ayant une certaine masse moléculaire moyenne en poids souhaitée.
Des modifications bien connues de polymères hydroxylés, tels que les amidons naturels, incluent des modifications chimiques et/ou des modifications enzymatiques. Par exemple, l'amidon naturel peut être dilué à l'acide, hydroxyéthylé, hydroxypropylé, et/ou oxydé. De plus, le polymère hydroxylé peut comprendre de l'amidon de maïs denté. Des alcools polyvinyliques ici peuvent être greffés à d'autres monomères pour modifier ses propriétés. Une gamme étendue de monomères a été greffée avec succès à l'alcool polyvinylique. Des exemples non limitatifs de tels monomères incluent l'acétate de vinyle, le styrène, l'acrylamide, l'acide acrylique, le méthacrylate de 2-hydroxyéthyle, l'acrylonitrile, le 1,3-butadiène, le méthacrylate de méthyle, l'acide méthacrylique, le chlorure de vinylidène, le chlorure de vinyle, la vinylamine et une variété d'esters d'acrylate.
Les alcools polyvinyliques comprennent les divers produits d'hydrolyse formés à partir d'acétate de polyvinyle. Dans un exemple, le degré d'hydrolyse des alcools polyvinyliques est supérieur à 70 % et/ou supérieur à 88 % et/ou supérieur à 95 % et/ou d'environ 99 % « Polysaccharides », tels qu'ils sont utilisés ici, désignent des polysaccharides et des dérivés de polysaccharide naturels et/ou des polysaccharides modifiés. Des polysaccharides appropriés incluent, mais sans s'y limiter, les amidons, les dérivés d'amidon, les copolymères d'amidon, le chitosan, les dérivés de chitosan, les copolymères de chitosan, la cellulose, les dérivés de cellulose, les copolymères de cellulose, l'hémicellulose, les dérivés d'hémicellulose, les copolymères d'hémicellulose, les gommes, les arabinanes, les galactanes et leurs mélanges. Le polysaccharide peut présenter une masse moléculaire moyenne en poids comprise entre environ 10 000 et environ 40 000 000 g/mol et/ou supérieure à environ 100 000 et/ou supérieure à environ 1 000 000 et/ou supérieure à environ 3 000 000 et/ou supérieure à environ 3 000 000 jusqu'à environ 40 000 000, telle que déterminée par le procédé de test de Masse Moléculaire Moyenne En Poids décrit ici.
Les polysaccharides de la présente invention peuvent comprendre des polymères hydroxylés non cellulosiques et/ou à base de dérivés non cellulosiques et/ou à base de copolymères non cellulosiques. Un exemple non limitatif de tels polysaccharides non cellulosiques peuvent être choisis dans le groupe consistant en : les amidons, les dérivés d'amidon, les copolymères d'amidon, le chitosan, les dérivés de chitosan, les copolymères de chitosan, l'hémicellulose, les dérivés d'hémicellulose, les copolymères d'hémicellulose et leurs mélanges. Dans un exemple, le polymère hydroxylé comprend de l'amidon, un dérivé d'amidon et/ou un copolymère d'amidon. Dans un autre exemple, le polymère hydroxylé comprend de l'amidon et/ou un dérivé d'amidon. Dans un autre exemple encore, le polymère hydroxylé comprend de l'amidon. Dans un exemple, le polymère hydroxylé comprend de l'amidon éthoxylé. Dans un autre exemple, le polymère hydroxylé comprend de l'amidon dilué à l'acide. Comme cela est bien connu dans l'art, un amidon naturel peut être modifié chimiquement ou enzymatiquement. Par exemple, l'amidon naturel peut être dilué à l'acide, hydroxyéthylé, hydroxypropylé, éthersuccinylé ou oxydé. Dans un exemple, l'amidon comprend un amidon naturel à haute teneur en amylopectine (un amidon qui contient plus de 75 % et/ou plus de 90 % et/ou plus de 98 % et/ou environ 99 % d'amylopectine). Ces amidons naturels à haute teneur en amylopectine peuvent provenir de sources agricoles, qui offrent l'avantage d'être abondantes, faciles à renouveler et relativement peu coûteuses. Des modifications chimiques de l'amidon incluent habituellement une hydrolyse catalysée par un acide ou un alcalin et une scission de chaîne (par oxydation et/ou enzymatique) pour réduire la masse moléculaire et la répartition de masse moléculaire. Des composés appropriés pour une modification chimique de l'amidon incluent les acides organiques tels que l'acide citrique, l'acide acétique, l'acide glycolique, et l'acide adipique ; les acides inorganiques tels que l'acide chlorhydrique, l'acide sulfurique, l'acide nitrique, l'acide phosphorique, l'acide borique et les sels partiels d'acides polycarboxyliques, par exemple, KH2PO4, NaHSO4 ; les hydroxydes métalliques du groupe la ou Ha, tels que l'hydroxyde de sodium et l'hydroxyde de potassium ; l'ammoniac ; des agents oxydants tels que le peroxyde d'hydrogène, le peroxyde de benzoyle, le persulfate d'ammonium, le permanganate de potassium, les sels hypochloreux, et similaires ; et leurs mélanges. « Amidon modifié » est un amidon qui a été modifié chimiquement ou enzymatiquement. L'amidon modifié est mis en contraste avec un amidon natif, qui est un amidon qui n'a été modifié en aucune façon, que ce soit chimiquement ou autrement. Les modifications chimiques peuvent également inclure une dérivation de l'amidon par réaction de ses groupes hydroxyle avec des oxydes d'alkylène, et d'autres substances de formation d'éther, d'ester, d'uréthane, de carbamate, ou d'isocyanate. Des amidons hydroxyalkylés, éthersuccinylés, acétylés ou de carbamate ou leurs mélanges peuvent être utilisés en tant qu'amidons chimiquement modifiés. Le degré de substitution de l'amidon chimiquement modifié va de 0,001 à 3,0, et plus précisément de 0,003 à 0,2. Les modifications biologiques de l'amidon peuvent inclure une digestion bactérienne des liaisons hydrate de carbone, ou une hydrolyse enzymatique à l'aide d'enzymes telles que l'amylase, l'amylopectase et similaires. D'une manière générale, toutes les sortes d'amidons naturels peuvent être utilisées dans la présente invention. Les amidons présents à l'état naturel qui conviennent peuvent inclure, mais sans s'y limiter : l'amidon de maïs, l'amidon de pomme de terre, l'amidon de patate douce, l'amidon de blé, l'amidon de sagou, l'amidon de tapioca, l'amidon de riz, l'amidon de soja, l'amidon d'arrow-root, l'amidon d'amioca, l'amidon de fougère, l'amidon de lotus, l'amidon de maïs cireux et l'amidon de maïs riche en amylose. Les amidons présents à l'état naturel, en particulier l'amidon de maïs et l'amidon de blé, peuvent être particulièrement avantageux en raison de leur faible coût et de leur disponibilité. Afin de générer les propriétés rhéologiques requises pour les procédés de filage à haute vitesse, la masse moléculaire de l'amidon naturel non modifié doit être réduite. La masse moléculaire optimale est fonction du type d'amidon utilisé. Par exemple, un amidon ayant un faible niveau de constituant amylose, tel qu'un amidon de maïs cireux, se disperse assez facilement dans une solution aqueuse avec l'application de chaleur, et ne rétrograde ou ne se recristallise pas d'une manière significative. Avec ces propriétés, un amidon de maïs cireux peut être utilisé à une masse moléculaire moyenne en poids, par exemple de l'ordre de 500 000 g/mol à 40 000 000 g/mol, telle que déterminée par le procédé de test de Masse Moléculaire Moyenne En Poids décrit ici. Des amidons modifiés tels que l'amidon de maïs denté hydroxyéthylé, qui contient environ 25 % d'amylose, ou l'amidon de maïs denté oxydé, ont tendance à rétrograder plus que l'amidon de maïs cireux, mais moins que l'amidon dilué à l'acide. Cette rétrogradation, ou recristallisation, agit comme une réticulation physique pour augmenter efficacement la masse moléculaire moyenne en poids de l'amidon dans une solution aqueuse. Par conséquent, une masse moléculaire moyenne en poids appropriée pour un amidon de maïs denté hydroxyéthylé typique disponible dans le commerce avec 2 % en poids d'hydroxyéthylation ou un amidon de maïs denté oxydé va d'environ 200 000 g/mol à environ 10 000 000 g/mol. Pour des amidons éthoxylés ayant des niveaux plus élevés d'éthoxylation, par exemple un amidon de maïs denté hydroxyéthylé 5 avec 5 % en poids d'hydroxyéthylation, des masses moléculaires moyennes en poids allant jusqu'à 40 000 000 g/mol, telles que déterminées par le procédé de test de Masse Moléculaire Moyenne En Poids décrit ici, peuvent être appropriées pour la présente invention. Pour l'amidon de maïs denté dilué à l'acide, qui tend à rétrograder plus que l'amidon de maïs denté oxydé, la masse moléculaire moyenne en poids appropriée va 10 d'environ 100 000 g/mol à environ 15 000 000 g/mol, telle que déterminée par le procédé de test de Masse Moléculaire Moyenne En Poids décrit ici. La masse moléculaire moyennne en poids de l'amidon peut également être réduite à une plage souhaitable pour la présente invention par une dégradation physique/mécanique (par exemple, par la fourniture d'énergie thermomécanique du matériel de traitement). 15 L'amidon naturel peut être hydrolysé en présence d'un catalyseur acide afin de réduire la masse moléculaire et la répartition du poids moléculaire de la composition. Le catalyseur acide peut être choisi dans le groupe consistant en l'acide chlorhydrique, l'acide sulfurique, l'acide phosphorique, l'acide citrique, le chlorure d'ammonium et n'importe laquelle de leurs combinaisons. En outre, un agent de scission de chaîne 20 peut être incorporé dans une composition d'amidon filable de sorte que la réaction de scission de chaîne ait lieu sensiblement en même temps que le mélange de l'amidon avec d'autres composants. Des exemples non limitatifs d'agents de scission de chaîne oxydants utilisables ici incluent le persulfate d'ammonium, le peroxyde d'hydrogène, les sels d'hypochlorite, le permanganate de potassium, et leurs mélanges. 25 Typiquement, l'agent de scission de chaîne est ajouté en une quantité efficace pour abaisser la masse moléculaire moyenne en poids de l'amidon à la plage souhaitable. On a constaté que les compositions ayant des amidons modifiés dans les plages de masse moléculaire moyenne en poids appropriées présentent des viscosités de cisaillement appropriées, et améliorent par conséquent la facilité de traitement de la 30 composition. La facilité de traitement améliorée se traduit par une réduction du nombre d'interruptions du processus (par exemple, diminution des ruptures, des duites, des défauts, des immobilisations) et un aspect de surface et des propriétés de résistance améliorés du produit final, tel que les fibres de la présente invention.
Dans un exemple, l'élément fibreux de la présente invention est dépourvu de polymères thermoplastiques insolubles dans l'eau. Les compositions aqueuses de polymère fondu de la présente invention et/ou les éléments fibreux de la présente invention peuvent comprendre, en plus du 5 polymère de formation d'élément fibreux, un ou plusieurs polymères non hydroxylés. Des exemples non limitatifs de polymères non hydroxylés appropriés qui peuvent être inclus dans les éléments fibreux de la présente invention comprennent les polymères non hydroxylés qui présentent une masse moléculaire moyenne en poids supérieure à 500 000 g/mol et/ou supérieure à 750 000 g/mol et/ou supérieure à 1 000 10 000 g/mol et/ou supérieure à 1 250 000 g/mol et/ou supérieure à 1 400 000 g/mol et/ou d'au moins 1 450 000 g/mol et/ou d'au moins 1 500 000 g/mol et/ou inférieure à 10 000 000 g/mol et/ou inférieure à 5 000 000 g/mol et/ou inférieure à 2 500 00 g/mol et/ou inférieure à 2 000 000 g/mol et/ou inférieure à 1 750 000 g/mol, telle que déterminée par le procédé de test de Masse Moléculaire Moyenne En Poids décrit ici. 15 Dans un exemple, le polymère non hydroxylé présente une polydispersité supérieure à 1,10 et/ou d'au moins 1,20 et/ou d'au moins 1,30 et/ou d'au moins 1,32 et/ou d'au moins 1,40 et/ou d'au moins 1,45. Dans un autre exemple, le polymère non hydroxylé présente une concentration supérieure à sa concentration d'enchevêtrement (ce) et/ou une concentration supérieure 20 à 1,2 fois sa concentration d'enchevêtrement (ce) et/ou une concentration supérieure à 1,5 fois sa concentration d'enchevêtrement (ce) et/ou une concentration supérieure à deux fois sa concentration d'enchevêtrement (ce) et/ou une concentration supérieure à 3 fois sa concentration d'enchevêtrement (ce). Dans un autre exemple encore, le polymère non hydroxylé comprend un 25 polymère linéaire. Dans un autre exemple, le polymère non hydroxylé comprend un polymère ramifié à longue chaîne. Dans un autre exemple encore, le polymère non hydroxylé est compatible avec le polymère hydroxylé à une concentration supérieure à la concentration d'enchevêtrement ce du polymère non hydroxylé. Des exemples non limitatifs de polymères non hydroxylés appropriés sont 30 choisis dans le groupe consistant en : un polyacrylamide et ses dérivés ; l'acide polyacrylique, l'acide polyméthacrylique et leurs esters ; la polyéthylèneimine ; les copolymères fabriqués à partir de mélanges des polymères susmentionnés ; et leurs mélanges. Dans un exemple, le polymère non hydroxylé comprend un polyacrylamide.
Dans un exemple, l'élément fibreux comprend deux polymères non hydroxylés ou plus, tels que deux polyacrylamides ou plus, tels que deux polyacrylamides ou plus de différentes masses moléculaires moyennes en poids. Les polymères non hydroxylés qui sont sensiblement compatibles avec l'amidon sont également utiles ici comme agent de filage à viscosité élongationnelle. « Sensiblement compatible » signifie que le polymère non hydroxylé n'existe pas en tant que phase polymère distincte du polymère de formation d'élément fibreux, tel que le polymère hydroxylé. La masse moléculaire d'un polymère approprié doit être suffisamment élevée pour effectuer des enchevêtrements pour ainsi augmenter la résistance à la fusion de la composition aqueuse de polymère fondu dans laquelle il est présent, et empêcher la rupture d'extrudat pendant le filage de la composition aqueuse de polymère fondu pour produire des éléments fibreux. Dans un exemple, le polymère non hydroxylé est présent à une concentration et à une masse moléculaire suffisantes pour que les chaînes polymères du polymère non hydroxylé se chevauchent et forment des accouplements par enchevêtrement. Par exemple, la concentration de polymère non hydroxylé est supérieure à la concentration d'enchevêtrement (ce), où la ce est soit mesurée, soit calculée. Pour les polymères neutres, tels qu'un polyacrylamide, dans un bon solvant, tel que l'eau (ou un autre solvant où Rg N°'6 où Rg est le rayon de giration du polymère et N est la masse moléculaire du polymère) ou les polyélectrolytes dans la limite élevée en sel, les rapports d'échelle suivants, indiqués dans l'équation (Eq.) ci-dessous (1) s'appliquent. 770 C1,25 C < ce (1) rio c4,6 C > Ce Ainsi, la ce est mesurée expérimentalement en recherchant le point d'inflexion dans la dépendance de la viscosité de cisaillement nulle (rio) vis à vis de la concentration. La concentration d'enchevêtrement est également calculée à partir de l'Éq. (2) ci-dessous, e m w M (2) où Me est la masse moléculaire d'enchevêtrement critique des espèces polymères, et X, est la masse moléculaire moyenne en poids. Par exemple, un polyacrylamide (PAAm) 30 avec une MW de 10 000 000 g/mol doit être présent à - 0,1 % (la Me du PAAm est 9100 g/mol) pour un enchevêtrement suffisant entre les chaînes. Pour c < ce, l'absence de couplages d'enchevêtrement se traduit par une résistance à la fusion insuffisante, tandis que pour c »ce, le filament résistera à l'atténuation en raison du niveau élevé de rhéodurcissement et d'élasticité à l'état fondu. À partir de l'Éq. (2) un polymère de masse moléculaire supérieure ou inférieure peut être utilisé si sa concentration est ajustée en conséquence de telle sorte que le niveau de PAAM est supérieur à ce. Dans un exemple, le polymère non hydroxylé comprend une structure de chaîne sensiblement linéaire, bien qu'un polymère non hydroxylé ayant une chaîne linéaire avec des branches courtes (1 à 5 unités monomères) puisse également être approprié pour être utilisé ici. Typiquement, la masse moléculaire moyenne en poids du polymère non hydroxylé est comprise entre environ 500 000 g/mol et 10 000 000 g/mol et/ou entre environ 700 000 g/mol et environ 5 000 000 g/mol et/ou entre environ 1 000 000 g/mol et environ 5 000 000 g/mol, telle que déterminée par le procédé de test de Masse Moléculaire Moyenne En Poids décrit ici. Dans le traitement de fusion de la composition aqueuse de polymère fondu de la présente invention avant la formation des éléments fibreux, la masse moléculaire moyenne en poids du polymère non hydroxylé peut être dégradée par cisaillement à environ 1 000 000 g/mol jusqu'à 3 000 000 g/mol, telle que déterminée par l'analyse de la structure fibreuse par le procédé de test de Dégradation d'une Structure Fibreuse, décrit ici, suivie de le procédé de test de Masse Moléculaire Moyenne En Poids décrit ici. Typiquement, les polymères non hydroxylés sont présents en une quantité allant d'environ 0,01 % à environ 10 % et/ou d'environ 0,05 % à environ 5 % et/ou d'environ 0,075 % à environ 2,5 % et/ou d'environ 0,1 % à environ 1 %, en poids de la composition aqueuse de polymère fondu, de la structure polymère, de l'élément fibreux et/ou de la structure fibreuse. Étant donné que les polymères non hydroxylés sont sensibles au cisaillement, il est important que la 11/4 de l'Éq. (2) soit la longueur de chaîne après que le polymère non hydroxylé a été dégradé par le traitement de fusion et soit dans la composition finale de l'élément fibreux. La longueur de chaîne moyenne du polymère non hydroxylé après le traitement de fusion est déterminée par une combinaison de le procédé de test de Dégradation d'une Structure Fibreuse suivie de le procédé de test de Masse Moléculaire Moyenne En Poids, les deux méthodes étant décrites ici. Des exemples non limitatifs de polymères non hydroxylés appropriés incluent les polymères de polyacrylamide et des dérivés tels que les polymères et copolymères de polyacrylamide modifiés par un carboxyle, notamment l'acide polyacrylique, poly(hydroxyéthyl) acrylique, méthacrylique et leurs esters partiels ; les polymères vinyliques, notamment l'alcool polyvinylique, la polyvinylpyrrolidone et similaires ; les polyamides ; les oxydes de polyalkylène tels que l'oxyde de polyéthylène et leurs mélanges. Des copolymères ou des copolymères greffés fabriqués à partir de mélanges de monomères choisis parmi les polymères mentionnés ci-dessus conviennent également ici. Des exemples non limitatifs de polyacrylamides disponibles dans le commerce incluent les polyacrylamides non ioniques tels que le N300 de Kemira ou l'Hyperfloc® NF221, NF301, et NF241 de Hychem, Inc. Les compositions aqueuses de polymère fondu de la présente invention et/ou les éléments fibreux de la présente invention et les structures fibreuses formées à partir de ceux-ci peuvent comprendre un ou plusieurs agents tensioactifs. Dans un exemple, l'agent tensioactif est un agent tensioactif à mouillage rapide. Dans un autre exemple, l'agent tensioactif comprend un agent tensioactif à mouillage non rapide, tel que l'Aerosol® OT de Cytec. Des exemples non limitatifs d'agents tensioactifs à mouillage rapide appropriés incluent des agents tensioactifs qui présentent une structure générale à deux queues, par exemple un agent tensioactif qui présente une structure IA ou lB comme suit. SO3M R OSO3M Structure IA ou Structure IB où R est choisi indépendamment dans des groupes aliphatiques substitués ou non substitués, linéaires ou ramifiés et leurs mélanges. Dans un exemple, R est choisi indépendamment parmi des chaînes aliphatiques substituées ou non substituées, linéaires ou ramifiées en C4 à C7 et leurs mélanges. Dans un autre exemple, R est choisi indépendamment parmi des alkyles substitués ou non substitués, linéaires ou ramifiés en C4 à C7 et leurs mélanges. Dans un autre exemple, R est choisi indépendamment parmi des alkyles substitués ou non substitués, linéaires ou ramifiés en C5 à C6 et leurs mélanges. Dans encore un autre exemple, R est choisi indépendamment parmi des alkyles substitués ou non substitués, linéaires ou ramifiés en C6 et leurs mélanges. Dans un autre exemple encore, R est un alkyle non substitué, ramifié en C6 ayant la structure II suivante.
CH3 CH3 H3C CH Structure II Dans un autre exemple, R est choisi indépendamment parmi des alkyles substitués ou non substitués, linéaires ou ramifiés en C5 et leurs mélanges. Dans encore un autre exemple, R est choisi indépendamment parmi des alkyles non substitués, linéaires en C5 et leurs mélanges. L'alkyle en C5 peut comprendre un mélange d'alkyles non substitués linéaires en C5, par exemple des alkyles n-pentyle en C5 et/ou 1-méthyl ramifiés en C5, tel que représenté dans la structure III suivante. CH3 H3C Structure III Dans un autre exemple encore, R comprend un mélange d'alkyles en C4 à C7 et/ou un mélange d'alkyles en C5 à C6. Les agents tensioactifs à mouillage rapide peuvent être présents dans les compositions de polymère fondu, les éléments fibreux, et/ou les structures fibreuses de la présente invention, seuls ou combinés à d'autres agents tensioactifs à mouillage non rapide. Dans un exemple, les agents tensioactifs à mouillage rapide de la présente invention peuvent être utilisés individuellement ou dans des mélanges les uns avec les autres ou dans un mélange avec un ou plusieurs agents tensioactifs à mouillage non rapide, par exemple un agent tensioactif de sulfosuccinate en C8 où R est la structure IV suivante.
H3C Structure IV Dans un exemple, un agent tensioactif à mouillage rapide comprend un agent tensioactif de sulfosuccinate ayant la structure V suivante.
OR RO Structure V où R est choisi indépendamment parmi des groupes aliphatiques substitués ou non substitués, linéaires ou ramifiés et leurs mélanges. Dans un exemple, R est choisi indépendamment parmi des chaînes aliphatiques substituées ou non substituées, linéaires ou ramifiées en C4 à C7 et leurs mélanges. Dans un autre exemple, R est choisi indépendamment parmi des alkyles substitués ou non substitués, linéaires ou ramifiés en C4 à C7 et leurs mélanges. Dans un autre exemple, R est choisi indépendamment parmi des alkyles substitués ou non substitués, linéaires ou ramifiés en C5 à C6 et leurs mélanges.
Dans encore un autre exemple, R est choisi indépendamment parmi des alkyles substitués ou non substitués, linéaires ou ramifiés en C6 et leurs mélanges. Dans un autre exemple toujours, R est un alkyle non substitué ramifié en C6 ayant la structure II suivante. CH3 CH3 CH H3C Structure II Des exemples non limitatifs de d'agents tensioactifs à mouillage rapide selon la présente invention comprennent des agents tensioactifs de sulfosuccinate, par exemple un agent tensioactif de sulfosuccinate qui a la structure II pour ses groupes R (Aerosol® MA-80), un agent tensioactif de sulfosuccinate qui un isobutyle en C4 pour ses groupes R (Aerosol® IB), et un agent tensioactif de sulfosuccinate qui a un mélange de n-pentyle et de structure III en C5 pour ses groupes R (Aerosol® AY), tous disponibles dans le commerce auprès de Cytec. D'autres exemples non limitatifs d'agents tensioactifs à mouillage rapide selon la présente invention incluent des sulfates d'alcool dérivés d'alcools ramifiés tels que les alcools Isalchem et LiAi (de Sasol) soit Dacpon 27 23 AS et les alcools Guerbet de Lucky Chemical. Un autre exemple encore d'un agent tensioactif à mouillage rapide inclut des sulfonates de paraffine tels que l'Hostapur SAS30 de Clariant.
En règle générale, les agents tensioactifs à mouillage rapide sont présents en une quantité d'environ 0,01 % à environ 5 % et/ou d'environ 0,5 % à environ 2,5 % et/ou d'environ 1 % à environ 2 % et/ou d'environ 1 % à environ 1,5 % en poids de la composition aqueuse de polymère fondu, de la structure polymère, de l'élément fibreux et/ou de la structure fibreuse. Dans un exemple, les agents tensioactifs à mouillage rapide de la présente invention présentent une tension superficielle minimale dans l'eau distillée inférieure à 34,0 et/ou inférieure à 33,0 et/ou inférieure à 32,0 et/ou inférieure à 31,0 et/ou inférieure à 30,0 et/ou inférieure à 29,0 et/ou inférieure à 28,0 et/ou inférieure à 27,0 et/ou inférieure à 26,75 et/ou inférieure à 26,5 et/ou inférieure à 26,2 et/ou inférieure à 25,0 mN/m et/ou supérieure à 0 et/ou supérieure à 1,0 mN/m. Dans encore un autre exemple, les agents tensioactifs à mouillage rapide de la présente invention présentent un CMC supérieur à 0,15 % et/ou d'au moins 0,25 % et/ou d'au moins 0,50 % et/ou d'au moins 0,75 % et/ou d'au moins 1,0 % et/ou d'au moins 1,25 % et/ou d'au moins 1,4 % et/ou inférieur à 10,0 % et/ou inférieur à 7,0 % et/ou inférieur à 4,0 % et/ou inférieur à 3,0 % et/ou inférieur à 2,0 % en poids et une tension superficielle minimale dans l'eau distillée inférieure à 34,0 et/ou inférieure à 33,0 et/ou inférieure à 32,0 et/ou inférieure à 31,0 et/ou inférieure à 30,0 et/ou inférieure à 29,0 et/ou inférieure à 28,0 et/ou inférieure à 27,0 et/ou inférieure à 26,75 et/ou inférieure à 26,5 et/ou inférieure à 26,2 et/ou inférieure à 25,0 mN/m et/ou supérieure à 0 et/ou supérieure à 1,0 mN/m. Dans un autre exemple encore, les agents tensioactifs à mouillage rapide de la présente invention présentent un CMC d'au moins 1,0 % et/ou d'au moins 1,25 % et/ou d'au moins 1,4 % et/ou inférieur à 4,0 % et/ou inférieur à 3,0 % et/ou inférieur à 2,0 % en poids et une tension superficielle minimale dans l'eau distillée inférieure à 34,0 et/ou inférieure à 33,0 et/ou inférieure à 32,0 et/ou inférieure à 31,0 et/ou inférieure à 30,0 et/ou inférieure à 29,0 et/ou inférieure à 28,0 et/ou inférieure à 27,0 et/ou inférieure à 26,75 et/ou inférieure à 26,5 et/ou inférieure à 26,2 et/ou inférieure à 25,0 mN/m et/ou supérieure à 0 et/ou supérieure à 1,0 mN/m. Les valeurs de CMC et de tension superficielle minimale dans l'eau distillée des agents tensioactifs peuvent être mesurées par n'importe quelle méthode appropriée connue dans l'art, par exemple les méthodes décrites dans Principles of Colloid and Surface Chemistry, p 370 à 375. Le Tableau 1 ci-dessous montre les propriétés d'un agent tensioactif à mouillage non rapide, de trois agents tensioactifs à mouillage rapide, et d'un mélange d'un agent tensioactif à mouillage rapide et d'un agent tensioactif à mouillage non rapide, seuls ou dans des éléments fibreux qui forment une structure fibreuse et par rapport à une structure fibreuse comprenant des éléments fibreux qui sont dépourvus d'agents tensioactifs. Comme indiqué ci-dessus, le CMC et la tension superficielle minimale dans l'eau distillée sont mesurés par n'importe quelle méthode appropriée connue dans l'art, par exemple les méthodes décrites dans Paul C. Hiemenz et Raj Rajagopalan, Principles of Colloid and Surface Chemistry 3e Edition, p 253 à 255. Le taux de mouillage d'une structure fibreuse est déterminé par le procédé de test de Taux de Mouillage décrit ici avec de 0,5 % à 1,5 % en poids d'un agent tensioactif total dans la structure fibreuse.
Agent tensioactif Groupe % en poids de Tension Taux de aliphatique R CMC superficielle mouillage minimale dans l'eau distillée (mN/m) Aucun agent tensioactif N/A N/A N/A -78 Aerosol® OT (AOT) Agent tensioactif à mouillage non rapide C8 (1V) 0,10 à 0,15 26,2 -185 Agent tensioactif à mouillage rapide 1 (Aerosol® MA-80) (AMA) C6 (H) 1,4 27,0 -248 Agent tensioactif à mouillage rapide 2 (Aerosol® AY) (AAY) C5 (III) 1,8 30,1 -339 Agent tensioactif à mouillage rapide 3 (Aerosol® 1B) (AM) C4 4,0 30,1 -323 Mélange d'agents tensioactifs à mouillage rapide (2:1 Aerosol® OT/Aerosol® MA-80) N/A N/A N/A -295 Tableau 1 Dans un exemple, des structures fibreuses comprenant des éléments fibreux de la présente invention qui comprennent un ou plusieurs agents tensioactifs à mouillage rapide de sorte que le niveau total d'agents tensioactifs à mouillage rapide présents dans la structure fibreuse soit compris entre 0,5 % et environ 1,5 % en poids, présentent un taux de mouillage inférieur à -185 et/ou inférieur à -190 et/ou inférieur à -200 et/ou inférieur à -245 et/ou inférieur à -275 et/ou inférieur à -300 et/ou inférieur à -320 tel que mesurée par le procédé de test de Taux de Mouillage décrit ici. Des agents tensioactifs à mouillage rapide selon l'invention peuvent également être caractérisés par le fait d'avoir des structures qui ne sont pas sensiblement complexées par la partie amylose de l'amidon. Si l'amylose complexe l'agent tensioactif dans la composition aqueuse de polymère fondu, il y a moins d'agent tensioactif au niveau de l'interface eau-air des éléments fibreux naissants formés pour abaisser la tension superficielle. En outre, la présence d'un complexe amylose-agent tensioactif diminue les propriétés de traction des structures fibreuses sèches, telles que mesurées par le procédé de test de Résistance à la Traction à l'État Sec décrit ici. La présence d'un complexe amylose-agent tensioactif peut être déterminée par le procédé de test de Détermination d'Agent Tensioactif Total Libre dans une Structure Fibreuse en Utilisant l'Extraction par Eau/HPLC décrit ici. Par exemple, une structure fibreuse produite à partir d'éléments fibreux préparés avec 1,3 % d'un agent tensioactif à mouillage non rapide, à savoir, l'Aerosol® OT (IV) a été analysée par le procédé de test de Détermination d'Agent Tensioactif Total Libre dans une Structure Fibreuse en Utilisant l'Extraction par Eau/HPLC décrit ici. L'extrait ne contenait que 0,49 % d'Aerosol® OT (récupération de 38 %), le reste de l'agent tensioactif Aerosol® OT était resté dans la structure fibreuse. En revanche, l'extrait d'une structure fibreuse produite à partir d'éléments fibreux préparés avec 1,3 % d'un agent tensioactif à mouillage rapide, à savoir, l'Aerosol® MA-80 (II), contenait 1,1 % de l'Aerosol® MA-80 (récupération de 85 %) avec seulement 0,2 % de l'Aerosol® MA-80 restant dans la structure fibreuse. Les éléments fibreux de la présente invention, qui contiennent un ou plusieurs agents tensioactifs à mouillage rapide de la présente invention, produisent des structures fibreuses ayant une récupération des agents tensioactifs à mouillage rapide supérieure à 50 % après extraction avec de l'eau selon le procédé de test de Détermination d'Agent Tensioactif Total Libre dans une Structure Fibreuse en Utilisant l'Extraction par Eau/HPLC décrit ici. Dans un exemple, les agents tensioactifs à mouillage rapide de la présente invention qui ne sont pas complexés par l'amylose ont des longueurs de chaînes inférieures à 8 atomes de carbone et les chaînes ont un certain degré de ramification. Dans un exemple, les agents tensioactifs à mouillage rapide de l'invention présentent des tensions superficielles inférieures à 39 mN/m2 après 0,1 seconde à une concentration d'agent tensioactif à mouillage rapide de 1 g/1 à 25 °C, telles que mesurées par le procédé de test de Tension Superficielle Dynamique (« Pression des bulles ») décrite dans Stanislav Dukhin, Gunter Kretzschmar, Reinhard Miller, Dynamics of Adsorption at Liquid Interfaces : Theory, Experiment, Application, p 157. Ce procédé de test utilise une solution de 0,1 à 2,5 % d'amylose à la place de l'eau distillée pour déterminer si l'agent tensioactif à mouillage rapide est complexé par l'amylose. Un agent tensioactif à mouillage rapide peut être présent à la fois à l'intérieur et à l'extérieur des éléments fibreux produits à partir de la composition aqueuse de polymère fondu, ce qui est différent d'un traitement superficiel uniquement des éléments fibreux formés. Tout agent tensioactif à mouillage rapide qui est présent sur l'extérieur d'un élément fibreux peut être déterminé en extrayant l'élément fibreux avec un solvant qui dissout l'agent tensioactif, mais ne fait pas gonfler l'élément fibreux, puis en analysant l'agent tensioactif par chromatographie en phase liquide et spectrométrie de masse. L'agent tensioactif qui est présent à l'intérieur de l'élément fibreux peut être déterminé en extrayant l'élément fibreux avec un solvant qui dissout l'agent tensioactif et fait également gonfler les éléments fibreux, tels que des mélanges eau/alcool ou eau/acétone, suivi d'une analyse de l'agent tensioactif par une technique telle que la chromatographie en phase liquide et la spectrométrie de masse. En variante, l'élément fibreux peut être traité avec une enzyme telle que l'amylase qui dégrade le polymère de formation d'élément fibreux, par exemple un polysaccharide, mais pas l'agent tensioactif à mouillage rapide, et la solution résultante peut être analysée pour l'agent tensioactif par chromatographie en phase liquide et spectrométrie de masse. Les structures fibreuses et/ou les produits de papier hygiénique de la présente invention peuvent comprendre en outre un ou plusieurs additifs solides. « Additif solide », tel qu'il est utilisé ici, désigne un additif qui peut être appliqué sur une surface d'une structure fibreuse sous une forme solide. Autrement dit, l'additif solide de la présente invention peut être délivré directement sur une surface d'un substrat non tissé sans phase liquide présente, c'est-à-dire sans faire fondre l'additif solide et sans suspendre l'additif solide dans un véhicule ou un support liquide. En tant que tel, l'additif solide de la présente invention ne nécessite pas d'état liquide ou un véhicule ou un support liquide pour être délivré sur une surface d'un substrat non tissé. L'additif solide de la présente invention peut être délivré par l'intermédiaire d'un gaz ou de combinaisons de gaz. Dans un exemple, en termes simples, un additif solide est un additif qui, lorsqu'il est placé dans un récipient, n'épouse pas la forme du récipient. Les additifs solides de la présente invention peuvent avoir différentes géométries et/ou sections transversales qui peuvent notamment être rondes, elliptiques, en forme d'étoile, rectangulaires, trilobées et autres excentricités diverses. Dans un exemple, l'additif solide peut présenter une taille de particules inférieure 10 à 6 mm et/ou inférieure à 5,5 mm et/ou inférieure à 5 mm et/ou inférieure à 4,5 mm et/ou inférieure à 4 mm et/ou inférieure à 2 mm dans leurs dimensions maximales. « Particule », tel qu'il est utilisé ici, désigne un objet ayant un rapport d'aspect inférieur à environ 25/1 et/ou inférieur à environ 15/1 et/ou inférieur à environ 10/1 et/ou inférieure à 5/1 jusqu'à environ 1/1. Une particule n'est pas une fibre telle que définie ici. 15 Les additifs solides peuvent être présents dans les structures fibreuses de la présente invention à un niveau supérieur à environ 1 et/ou supérieur à environ 2 et/ou supérieur à environ 4 et/ou jusqu'à environ 20 et/ou jusqu'à environ 15 et/ou jusqu'à environ 10 g/m2. Dans un exemple, une structure fibreuse de la présente invention comprend d'environ 2 à environ 10 et/ou d'environ 5 à environ 10 g/m2 d'un additif solide. 20 Dans un exemple, les additifs solides sont présents dans les structures fibreuses de la présente invention à un niveau supérieur à 5 % et/ou supérieur à 10 % et/ou supérieur à 20 % jusqu'à environ 50 % et/ou jusqu'à environ 40 % et/ou jusqu'à environ 30 %. La structure fibreuse et/ou un produit de papier hygiénique peut comprendre en outre un matériau de canevas. Le matériau de canevas peut comprendre n'importe quel 25 matériau approprié capable d'une liaison avec le substrat non tissé de la présente invention. Dans un exemple, le matériau de canevas comprend un matériau qui peut être lié thermiquement au substrat non tissé de la présente invention. Des exemples non limitatifs de matériaux de canevas appropriés comprennent des filaments de la présente invention. Dans un exemple, le matériau de canevas comprend des filaments qui comprennent des 30 polymères hydroxylés. Dans un autre exemple, le matériau de canevas comprend des filaments d'amidon. Dans un autre exemple encore, le matériau de canevas comprend des filaments comprenant un polymère thermoplastique. Dans encore un autre exemple, le matériau de canevas comprend une structure fibreuse selon la présente invention dans laquelle la structure fibreuse comprend des filaments comprenant des polymères hydroxylés, tels que des filaments d'amidon et/ou des polymères thermoplastiques. Dans un autre exemple, le matériau de canevas peut comprendre un film. Dans un autre exemple, le matériau de canevas peut comprendre un substrat non tissé selon la présente invention.
Dans encore un autre exemple, le matériau de canevas peut comprendre un latex. Dans un exemple, le matériau de canevas peut être la même composition que le substrat non tissé. Le matériau de canevas peut être présent dans les structures fibreuses de la présente invention à une masse surfacique supérieure à 0,1 et/ou supérieure à 0,3 et/ou supérieure à 0,5 et/ou supérieure à 1 et/ou supérieure à 2 g/m2 et/ou inférieure à 10 et/ou inférieure à 7 et/ou inférieure à 5 et/ou inférieure à 4 g/m2, telle que déterminée par le procédé de test de Masse Surfacique décrit ici. Les procédés de la présente invention concernent la fabrication de structures polymères, telles que des éléments fibreux, à partir de compositions aqueuses de 15 polymère fondu comprenant un polymère de formation d'élément fibreux, tel qu'un polymère hydroxylé, et un agent tensioactif à mouillage rapide. Les figures 1 et 2 illustrent un exemple de procédé de fabrication d'une structure fibreuse de la présente invention. Comme le montrent les figures 1 et 2, le procédé 10 comprend les étapes de : 20 a. fournir de premiers filaments 12 à partir d'une première source 14 de filaments, qui forment une première couche 16 de filaments ; b. fournir de deuxièmes filaments 18 à partir d'une deuxième source 20 de filaments, qui forment une deuxième couche 22 de filaments ; c. fournir de troisième filaments 24 à partir d'une troisième source 26 de 25 filaments, qui forment une troisième couche 28 de filaments ; d. fournir des additifs solides 30 à partir d'une source 32 d'additifs solides ; e. fournir de quatrième filaments 34 à partir d'une quatrième source 36 de filaments, qui forment une quatrième couche 38 de filaments ; et f. collecter les premier, deuxième, troisième et quatrième filaments 12, 18, 24, 30 34 et les additifs solides 30 pour former une structure fibreuse 40, dans lequel la première source 14 de filaments est orientée à un premier angle a par rapport au sens machine de la structure fibreuse 40, la seconde source 20 de filaments est orientée à un deuxième angle f3 par rapport au sens machine, différent du premier angle a, la troisième source 26 est orientée A un troisième angle 3 par rapport au sens machine, différent du premier angle a et du second angle (3, et dans lequel la quatrième source 36 est orientée à un quatrième angle E par rapport au sens machine, différent du second angle (3 et du troisième angle 8.
Les première, deuxième et troisième couches 16, 22, 28 de filaments sont collectées sur un dispositif de collecte 42, qui peut être une courroie ou un tissu. Le dispositif de collecte 42 peut être une courroie à motif qui applique un motif, tel qu'un motif répétitif non aléatoire, sur la structure fibreuse 40 pendant le processus de fabrication de la structure fibreuse. Les première, deuxième et troisième couches 16, 22, 28 de filaments sont collectées (par exemple l'une par-dessus l'autre) sur le dispositif de collecte 42 pour former un substrat non tissé multicouches 44 sur lequel sont déposés les additifs solides 30. La quatrième couche 38 de filaments peut ensuite être déposée sur les additifs solides 30 pour former un canevas 46. Une boîte à vide 47 (caisse aspirante) peut aider lors de l'étape de dépôt.
Le premier angle a et le quatrième angle E peuvent être identiques, par exemple 90 ° par rapport au sens machine. Le deuxième angle (3 et le troisième angle 8 peuvent être identiques, juste le positif et le négatif l'un de l'autre. Par exemple le deuxième angle (3 peut être de -40 ° par rapport au sens machine et le troisième angle 3 peut être de +40 ° par rapport au sens machine.
Dans un exemple, au moins l'un des premier, deuxième et troisième angles a, f3, 5 est inférieur à 90 ° par rapport au sens machine. Dans un autre exemple, le premier angle a et/ou le quatrième angle E est d'environ 90 ° par rapport au sens machine. Dans un autre exemple encore, le deuxième angle (3 et/ou le troisième angle 3 est compris entre environ ± 10 ° et ± 80 ° et/ou entre environ ± 30 ° et ± 60 ° par rapport au sens machine et/ou d'environ ± 40 ° par rapport au sens machine. Dans un exemple, les première, deuxième et troisième couches 16, 22, 28 de filaments peuvent être formées en un substrat non tissé 44 avant d'être utilisées dans le processus de fabrication d'une structure fibreuse décrit ci-dessus. Dans ce cas, le substrat non tissé 44 sera probablement situé sur une bobine mère qui peut être déroulée dans le processus de fabrication de structure fibreuse et les additifs solides 30 pourront être déposés directement sur une surface du substrat non tissé 44. Dans un exemple, l'étape de fourniture d'une pluralité d'additifs solides 30 sur le substrat non tissé 44 peut consister à appliquer par un flux d'air les additifs solides 30 à l'aide d'un dispositif de formation de flux d'air. Un exemple non limitatif de dispositif de formation de flux d'air approprié est disponible auprès de Dan-Web of Aarhus, au Danemark. Dans un exemple, l'étape de fourniture des quatrièmes filaments 34 de telle sorte que les filaments sont mis en contact avec les additifs solides 30 comprend l'étape de dépôt des quatrièmes filaments 34 de telle sorte qu'au moins une partie (dans un exemple la totalité ou la quasi-totalité) des additifs solides 30 sont mis en contact avec les quatrièmes filaments 34, positionnant ainsi les additifs solides 30 entre la quatrième couche 38 de filaments et le substrat non tissé 44. Une fois que la quatrième couche 38 de filaments est en place, la structure fibreuse 40 peut être soumise à une étape de liaison qui lie la quatrième couche 38 de filaments (dans ce cas, le canevas 46) au substrat non tissé 44. Cette étape de liaison peut comprendre une opération de liage thermique. L'opération de liage thermique peut comprendre le passage de la structure fibreuse à travers une zone de pincement 40 formée par les rouleaux de liage thermique 48, 50. Au moins l'un des rouleaux de liage thermique 48, 50 peut comporter un motif qui est appliqué sur les sites de liaison 52 formés dans la structure fibreuse 40. En plus d'être soumise à une opération de liage, la structure fibreuse peut également être soumise à d'autres opérations de post-traitement telles qu'un gaufrage, une génération de touffes, un traitement par rouleaux dentés, qui comprend le passage de la structure fibreuse à travers une zone de pincement formée entre deux rouleaux dentés engagés, des opérations conférant une humidité, la génération d'extrémités de fibres libres et un traitement de surface pour former une structure fibreuse finie. Dans un exemple, la structure fibreuse est soumise à un traitement par rouleaux dentés en faisant passer la structure fibreuse à travers une zone de pincement formée par au moins une paire de rouleaux dentés. Dans un exemple, la structure fibreuse est soumise à un traitement par rouleaux dentés de sorte que des extrémités de fibres libres soient créées dans la structure fibreuse. Le traitement par rouleaux dentés peut avoir lieu avant ou après la combinaison de deux structures fibreuses ou plus pour former un produit de papier hygiénique multicouches. S'il a lieu après, alors le produit de papier hygiénique multicouches est passé à travers la zone de pincement formée par au moins une paire de rouleaux dentés.
Le procédé de fabrication d'une structure fibreuse de la présente invention peut être couplé de manière étroite (où la structure fibreuse est enroulée de manière convolutive sur un rouleau avant de procéder à une opération de conversion) ou couplé directement (où la structure fibreuse est enroulée de façon non convolutive sur un rouleau avant de procéder à une opération de conversion) à une opération de conversion pour gaufrer, imprimer, déformer, traiter en surface, ou à une autre opération de post-formage connue de l'homme du métier. Aux fins de la présente invention, un couplage direct signifie que la structure fibreuse peut passer directement à une opération de conversion plutôt que, par exemple, d'être enroulée de manière convolutive sur un rouleau, puis déroulée pour procéder à une opération de conversion. Dans un exemple, une ou plusieurs couches de la structure fibreuse selon la présente invention peuvent être combinées avec une autre couche de structure fibreuse, qui peut également être une structure fibreuse selon l'invention, afin de former un produit de papier hygiénique multicouches qui présente un rapport de résistance à la traction de 2 ou moins et/ou inférieur à 1,7 et/ou inférieur à 1,5 et/ou inférieur à 1,3 et/ou inférieur à 1,1 et/ou supérieur à 0,7 et/ou supérieur à 0,9, tel que mesuré selon le procédé de test de Résistance à la Traction à l'État Sec décrit ici. Dans un exemple, le produit de papier hygiénique multicouches peut être formé en combinant deux couches ou plus d'une structure fibreuse selon la présente invention. Dans un autre exemple, deux couches ou plus d'une structure fibreuse selon la présente invention peuvent être combinées pour former un produit de papier hygiénique multicouches de telle sorte que les additifs solides présents dans les couches de structure fibreuse sont adjacents à chacune des surfaces extérieures du produit de papier hygiénique multicouches. Le procédé de la présente invention peut inclure la préparation de rouleaux 20 individuels de structure fibreuse et/ou de produit de papier hygiénique comprenant cette ou ces structures fibreuses qui sont appropriés pour une utilisation par un consommateur. Dans un exemple, les sources des filaments comprennent des filières de fusion-soufflage qui produisent des filaments à partir d'une composition de polymère fondu selon la présente invention. Dans un exemple, comme le montre la figure 3, la filière 25 de fusion-soufflage 54 peut comprendre au moins un trou de formation de filaments 56, et/ou deux ou plus, et/ou 3 ou plus rangées de trous de formation de filaments 56 à partir desquelles les filaments sont filés. Au moins une rangée de trous de formation de filaments 56 contient 2 ou plus et/ou 3 ou plus et/ou 10 ou plus trous de formation de filaments 56. En plus des trous de formation de filaments 56, la filière de fusion- 30 soufflage 54 comprend des trous de libération de fluide 58, tels que des trous de libération de gaz, dans un exemple des trous de libération d'air, qui fournissent une atténuation aux filaments formés à partir des trous de formation de filaments 56. Un ou plusieurs trous de libération de fluide 58 peuvent être associés à un trou de formation de filaments 56 de telle sorte que le fluide sortant du trou de libération de fluide 58 est parallèle ou sensiblement parallèle (et non incliné comme sur une filière à couteau) à une surface extérieure du filament sortant du trou de formation de filaments 56. Dans un exemple, le fluide sortant du trou de libération de fluide 58 vient au contact de la surface extérieure d'un filament formé à partir d'un trou de formation de filaments 56 à un angle inférieur à 30 ° et/ou inférieur à 20 ° et/ou inférieur à 10 ° et/ou inférieur à 5 ° et/ou d'environ 0 °. Un ou plusieurs trous de libération de fluide 58 peuvent être agencés autour d'un trou de formation de filaments 56. Dans un exemple, un ou plusieurs trous de libération de fluide 58 sont associés à un seul trou de formation de filaments 56 de telle sorte que le fluide sortant desdits un ou plusieurs trous de libération de fluide 58 vient au contact de la surface extérieure d'un filament individuel formé à partir du trou unique de formation de filaments 56. Dans un exemple, le trou de libération de fluide 58 permet à un fluide, tel qu'un gaz, par exemple de l'air, de venir au contact de la surface extérieure d'un filament formé à partir d'un trou de formation de filaments 56 plutôt que de venir au contact d'une surface intérieure d'un filament, comme c'est le cas lorsqu'un filament creux est formé. La composition aqueuse de polymère fondu de la présente invention comprend un polymère de formation d'élément fibreux traité par fusion, tel qu'un polymère hydroxylé traité par fusion, et un agent tensioactif à mouillage rapide selon la présente invention. Les compositions aqueuses de polymère fondu peuvent être formées au préalable 20 ou une étape de traitement par fusion peut devoir être effectuée afin de convertir un polymère de formation d'élément fibreux brut, tel qu'un polymère hydroxylé, en un polymère de formation d'élément fibreux traité par fusion, tel qu'un polymère hydroxylé traité par fusion, produisant ainsi ladite composition aqueuse de polymère fondu. N'importe quelle étape de traitement de fusion appropriée connue dans la technique peut 25 être utilisée pour convertir le polymère de formation d'élément fibreux brut en le polymère de formation d'élément fibreux traité par fusion. « Traitement par fusion », tel qu'il est utilisé ici, désigne toute opération et/ou tout processus grâce auquel un polymère est ramolli à un degré tel qu'il peut être amené à un état fluide. Les compositions aqueuses de polymère fondu de la présente invention peuvent 30 avoir une viscosité de cisaillement, telle que mesurée selon le procédé de test de Mesure de Viscosité de Cisaillement d'une Composition de Polymère Fondu décrit ici, d'environ 0,5 Pascal-Secondes à environ 25 Pascal-Secondes et/ou d'environ 2 Pascal-Secondes à environ 20 Pascal-Secondes et/ou d'environ 3 Pascal-Secondes à environ 10 Pascal-Secondes, telle que mesurée à un taux de cisaillement de 3 000 sec-1 et à la température de traitement (50 °C à 100 °C). Les compositions aqueuses de polymère fondu peuvent avoir une valeur n d'indice de dilution mesurée selon le procédé de test de Mesure de Viscosité de Cisaillement d'une Composition de Polymère Fondu décrit ici d'environ 0,4 à environ 1,0 et/ou d'environ 0,5 à environ 0,8. Les compositions aqueuses de polymère fondu peuvent avoir une température d'environ 50 °C à environ 100 °C et/ou d'environ 65 °C à environ 95 °C et/ou d'environ 70 °C à environ 90 °C lorsque l'on file des éléments fibreux à partir des compositions aqueuses de polymère fondu.
Dans un exemple, la composition de polymère fondu de la présente invention peut comprendre d'environ 30 % et/ou d'environ 40 % et/ou d'environ 45 % et/ou d'environ 50 % à environ 75 % et/ou à environ 80 % et/ou à environ 85 % et/ou à environ 90 % et/ou à environ 95 % et/ou à environ 99,5 % en poids de la composition aqueuse de polymère fondu d'un polymère de formation d'élément fibreux, tel qu'un polymère hydroxylé. Le polymère de formation d'élément fibreux, tel qu'un polymère hydroxylé, peut avoir une masse moléculaire moyenne en poids supérieure à 100 000 g/mol, telle que déterminée par le procédé de test de Masse Moléculaire Moyenne En Poids décrit ici, avant toute réticulation. Un agent tensioactif à mouillage rapide est présent dans les compositions aqueuses 20 de polymère fondu et/ou peut être ajouté à la composition aqueuse de polymère fondu avant le traitement du polymère de la composition aqueuse de polymère fondu. Un polymère non hydroxylé, tel qu'un polyacrylamide, peut être présent dans la composition aqueuse de polymère fondu et/ou peut être ajouté à la composition aqueuse de polymère fondu avant le traitement du polymère de la composition 25 aqueuse de polymère fondu. Un système de réticulation comprenant un agent de réticulation, tel qu'une imidazolidinone, et éventuellement, un facilitateur de réticulation, tel qu'un sel d'ammonium, peut être présent dans la composition aqueuse de polymère fondu et/ou peut être ajouté à la composition aqueuse de polymère fondu avant le traitement du 30 polymère de la composition aqueuse de polymère fondu. « Agent de réticulation », tel qu'il est utilisé ici, désigne tout matériau qui est capable de réticuler un polymère hydroxylé dans une composition de polymère fondu selon la présente invention. « Facilitateur réticulation », tel qu'il est utilisé ici, désigne un matériau qui est capable d'activer un agent de réticulation, transformant ainsi l'agent de réticulation à partir de son état non activé à son état activé. Autrement dit, lorsqu'un agent de réticulation est dans son état non activé, le polymère hydroxylé présent dans la composition de polymère fondu ne subit pas de réticulation inacceptable. Une réticulation inacceptable amène la viscosité de cisaillement et la valeur n à se situer en dehors des plages spécifiées qui sont déterminées selon le procédé de test de Mesure de Viscosité de Cisaillement d'une Composition de Polymère Fondu. Dans le cas des agents de réticulation à base dimidazolidinone (tels que la dihydroxyéthylèneurée « DHEU »), le pH et la température de la composition de polymère fondu doivent se situer dans les plages souhaitées, tels que mesurés par le procédé de test de pH d'une Composition à l'État Fondu et le procédé de test de Température d'une Composition à l'État Fondu décrites ici ; les réticulations inacceptables se produisent en dehors de ces plages. Quand un agent de réticulation selon la présente invention est dans son état activé, le polymère hydroxylé présent dans la structure polymère peut subir et/ou subit une réticulation acceptable par l'agent de réticulation, telle que déterminée selon le procédé de test de Résistance à la Traction Initiale Totale à l'État Humide décrit ici. Lors de la réticulation du polymère hydroxylé pendant l'étape de durcissement, l'agent de réticulation devient partie intégrante de la structure polymère du fait de la 20 réticulation du polymère hydroxylé, comme le montre la représentation schématique suivante : Polymère hydroxylé - Agent de réticulation - Polymère hydroxylé Le facilitateur de réticulation peut inclure des dérivés du matériau qui peuvent exister après la transformation/activation de l'agent de réticulation. Par exemple, un sel 25 de facilitation de réticulation chimiquement modifié en sa forme acide et vice-versa. Des exemples non limitatifs de facilitateurs de réticulation appropriés incluent les acides ayant un pKa inférieur à 6 ou leurs sels. Les facilitateurs de réticulation peuvent être des acides de Brônsted et/ou leurs sels, tels que leurs sels d'ammonium. En outre, des sels métalliques, tels que les sels de magnésium et de zinc, 30 peuvent être utilisés, seuls ou en combinaison avec des acides de Brônsted et/ou leurs sels, en tant que facilitateurs de réticulation. Des exemples non limitatifs de facilitateurs de réticulation appropriés incluent l'acide benzoïque, l'acide citrique, l'acide formique, l'acide glycolique, l'acide lactique, l'acide maléique, l'acide phtalique, l'acide phosphorique, l'acide hypophosphorique, l'acide succinique, et leurs mélanges et/ou leurs sels, tels que leurs sels d'ammonium, tels que le glycolate d'ammonium, le citrate d'ammonium, le chlorure d'ammonium, le sulfate d'ammonium.
Des exemples non limitatifs supplémentaires de facilitateurs de réticulation appropriés incluent les sels de bisulfite de glyoxal, les sels d'amines primaires, tels que les sels d'ammonium d'hydroxyéthyle, les sels d'ammonium d'hydroxypropyle, les sels d'amines secondaires, le sulfonate de toluène d'ammonium, le sulfonate de benzène d'ammonium, le sulfonate de xylène d'ammonium, le chlorure de magnésium et le chlorure de zinc. Une composition aqueuse de polymère fondu de la présente invention peut être préparée en utilisant des extrudeuses à vis, telles que des extrudeuses à double vis à évents. Un fourreau 60 d'une extrudeuse à double vis APV Baker (Peterborough, Angleterre) 40:1, de 58 mm de diamètre, est illustré schématiquement à la figure 4A. Le fourreau 60 est divisé en huit zones, identifiées en tant que zones 1 à 8. Le fourreau 60 entoure la vis d'extrusion et les éléments de mélange, représentés schématiquement à la figure 4B, et sert de récipient de confinement pendant le processus d'extrusion. Un orifice d'alimentation en solides 62 est disposé dans la zone 1, un premier orifice d'alimentation en liquides 64 est disposé dans la zone 2, un deuxième orifice d'alimentation en liquides 66 est disposé dans la zone 3, un troisième orifice d'alimentation en liquides 68 est disposé dans la zone 4, et un quatrième orifice d'alimentation en liquides 70 est disposé dans la zone de 5. Un évent 72 est inclus dans la zone 7 pour le refroidissement et la diminution de teneur en liquide, tel que l'eau, du mélange avant de quitter l'extrudeuse. Une garniture d'évent en option, disponible dans le commerce auprès de APV Baker, peut être utilisée pour empêcher la composition de polymère fondu de sortir par l'évent 72. L'écoulement de la composition aqueuse de polymère fondu dans le fourreau 60 s'effectue à partir de la zone 1 et quitte le fourreau 60 au niveau de la zone 8. Une configuration d'éléments de vis et de mélange de l'extrudeuse à double vis est représentée schématiquement à la figure 4B. l'extrudeuse à double vis comprend une pluralité de vis mères doubles (-Us) (désignées par a et b) et des palettes (désignées par c) et de vis mères doubles à pas inversé (rtls) (désignées par d) placées en série, tel qu'illustré dans le tableau 1 ci-dessous.
Zone Rapport de longueur totale Élément Pas Rapport de longueur Type d'élément 1 1,5 TLS 1 1,5 A 1 3,0 TLS 1 1,5 A 1 4,5 TLS 1 1,5 A 2 6,0 TLS 1 1,5 A 2 7,5 TLS 1 1,5 A 2 9,0 TLS 1 1,5 A 3 10,5 TLS 1 1,5 A 3 12,0 TLS 1 1,5 A 3 13,0 TLS 1 1 A 3 14,0 TLS 1 1 A 4 15,0 TLS 1 1 A 4 16,0 TLS 1 1 A 4 16,3 PALETTE 0 0,25 C 4 16,5 PALET 1E 0 0,25 C 4 18,0 TLS 1 1,5 A 4 19,5 TLS 1 1,5 A 21,0 TLS 1 1,5 A 5 22,5 TLS 1 1,5 A 5 24,0 TLS 1 1,5 A 5 25,0 TLS 1 1 A 6 25,3 TLS 1 0,25 A 6 26,3 TLS 1 1 A 6 27,3 TLS 1 1 A 6 28,3 TLS 0,5 1 B 6 29,3 TLS 0,5 1 B 6 29,8 RTLS 0,5 0,5 D 7 30,3 RTLS 0,5 0,5 D 7 30,8 RTLS 0,5 0,5 D 7 32,3 TLS 1 1,5 A 7 33,8 TLS 1 1,5 A 7 34,8 TLS 1 1 A 8 35,8 TLS 1 1 A 8 36,8 TLS 0,5 1 B 8 37,8 TLS 0,5 1 B 8 38,8 TLS 0,5 1 B 8 40,3 TLS 0,5 1,5 B Tableau 1 Les éléments de vis (A - B) sont caractérisés par le nombre de filets continus et le pas de ces filets. Un filet est une spire (à un angle d'hélice donné) qui entoure l'âme de l'élément de vis. Le nombre de filets indique le nombre de spires entourant l'âme à 5 n'importe quel endroit donné le long de la longueur de la vis. Le fait d'augmenter le nombre de filets réduit la capacité volumétrique de la vis et augmente la capacité de génération de pression de la vis. Le pas de la vis est la distance nécessaire pour qu'une spire réalise une révolution de l'âme. Il est exprimé comme le nombre de diamètres d'élément de vis 5 pour une révolution complète d'une spire. Le fait de diminuer le pas de la vis augmente la pression générée par la vis et diminue la capacité volumétrique de la vis. La longueur d'un élément de vis est indiquée comme étant le rapport de la longueur de l'élément divisée par le diamètre de l'élément. Le présent exemple utilise des TLS et RTLS. L'élément de vis de type A est 10 une TLS avec un pas de 1,0 et des rapports de longueur variables. L'élément de vis de type B est une TLS avec un pas de 0,5 et des rapports de longueur variables. Des palettes bilobées, C, servant d'éléments de mélange, sont également incluses en série avec les éléments de vis SLS et TLS afin d'améliorer le mélange. La palette C a un rapport de longueur de 1/4. Différentes configurations de palettes bilobées et 15 d'éléments d'inversion D, de vis mères simples et doubles filetées dans le sens inverse, sont utilisées afin de contrôler le débit et le temps de mélange correspondant. L'élément de vis D est une RTLS avec un pas de 0,5 et un rapport de longueur de 0,5. Dans la zone 1, un ou plusieurs polymères de formation d'élément fibreux, tels qu'un ou plusieurs polymères hydroxylés, sont introduits dans l'orifice d'alimentation en solides 20 62 à un débit de 330 grammes/minute à l'aide d'un doseur à perte de masse K-Tron (Pitman, NJ). Ces polymères hydroxylés sont combinés à l'intérieur de l'extrudeuse (zone 2) avec un agent tensioactif à mouillage rapide (Aerosol® MA-80) ajouté au niveau de l'orifice d'alimentation en liquides 64 (zone 2) à un débit de 12 grammes/minute. De l'eau, un plastifiant externe, est ajoutée au niveau de l'orifice d'alimentation en liquides 66 (zone 3) à 25 un débit de 160 grammes/minute à l'aide d'une pompe à diaphragme Milton Roy (Ivyland, PA) (tête de pompe de 1,9 gallon par heure) pour former une suspension de polymère hydroxylé/agent tensioactif à mouillage rapide/eau. Un facilitateur de réticulation, tel que le chlorure d'ammonium, peut également être ajouté à la suspension au niveau de l'orifice d'alimentation en liquides 66 (zone 3). Un autre polymère de formation d'élément fibreux, 30 tel qu'un polymère hydroxylé, par exemple l'alcool polyvinylique, peut être ajouté à la suspension au niveau de l'orifice d'alimentation en liquides 68 (zone 4). Un polymère non hydroxylé, tel que le polyacrylamide peut être ajouté à la suspension au niveau de l'orifice d'alimentation en liquides 70 (zone 5). Des additifs supplémentaires tels que d'autres agents tensioactifs, d'autres polymères non hydroxylés, d'autres sels et/ou acides peuvent être ajoutés au niveau de différents orifices d'alimentation le long de la longueur du fourreau 60. Cette suspension est ensuite transportée vers le bas du fourreau 60 de l'extrudeuse et cuite pour produire une composition aqueuse de polymère fondu comprenant un polymère hydroxylé traité par fusion et un agent tensioactif à mouillage rapide. Le tableau 2 décrit la température, la pression, et la fonction correspondante de chaque zone de l'extrudeuse. Zone Temp.(°C (°F)) Pression Description de la vis Objet 1 21 (70) Basse Alimentation/transport Alimentation et mélange 2 21 (70) Basse Transport Mélange et transport 3 21 (70) Basse Transport Mélange et transport 4 54 (130) Basse Pression / Diminution de transport Transport et chauffage 5 149 (300) Moyenne Génération de pression Cuisson à la pression et température 6 121 (250) Haute Inversion Cuisson à la pression et température 7 99 (210) Basse Transport Refroidissement et transport (avec ventilation) 8 99 (210) Basse Génération de pression Transport Tableau 2 Une fois que la composition aqueuse de polymère fondu sort de la première extrudeuse, une partie de la composition aqueuse de polymère fondu est déchargée et une autre partie (450 g) est introduite dans une pompe à engrenages Mahr (Charlotte, NC) et pompée vers une seconde extrudeuse. La seconde extrudeuse dispose d'un moyen pour refroidir la composition de polymère fondu en éventant la composition de polymère fondu à la pression atmosphérique et dispose de points supplémentaires pour incorporer des additifs. Un fourreau 74 d'une extrudeuse à double vis APV Baker (Peterborough, Angleterre) 13:1, de 70 mm de diamètre est illustré schématiquement à la figure 5A en tant que seconde extrudeuse. Le fourreau 74 est divisé en cinq zones, identifiées en tant que zones 1 à 5. Le fourreau 74 entoure les éléments de vis d'extrusion et de mélange, représentés schématiquement à la figure 5B, et sert de récipient de confinement pendant le processus d'extrusion. Un premier orifice d'alimentation en liquides 76 est disposé dans la zone 2, un deuxième orifice d'alimentation en liquides 78 est disposé dans la zone 3, et un troisième orifice d'alimentation en liquides 80 est disposé dans la zone 4. Un évent 82 est inclus dans la zone 1 pour le refroidissement et la diminution de la teneur en liquide, tel que l'eau, du mélange avant de quitter la seconde extrudeuse. Une garniture d'évent en option, disponible dans le commerce auprès d'APV Baker, peut être utilisée pour empêcher la composition aqueuse de polymère fondu de sortir par l'évent 82. L'écoulement de la composition aqueuse de polymère fondu dans le fourreau 74 s'effectue à partir de la zone 2 pour quitter le fourreau 74 au niveau de la zone 5.
Une configuration d'éléments de vis et de mélange pour la seconde extrudeuse est constituée de vis mères doubles (TLS) (désignées par A, E, F), de palettes (désignées par C), et de vis mères simples (SLS) (désignées par G) placés en série comme le montre le tableau 3 ci-dessous. Zone Rapport de longueur totale Élément Pas Rapport de longueur Type d'élément Objet 1 0,25 Palette 0 0,25 C Mélange 1 1,75 TLS 2 1,5 E Emplacement de l'évent 2 3,25 TLS 2 1,5 E Transport 2 4,75 TLS 3 1,5 F Emplacement de l'entrée d'alimentation 3 6,25 TLS 3 1,5 F Transport 3 7,75 TLS 3 1,5 F Transport 4 9,25 TLS 2 1,5 E Transport 4 10,25 TLS 1 1 A Transport 4 11,25 TLS 1 1 A Transport 4 11,38 Palette 0 0,125 C Mélange 4 11,50 Palette 0 0,125 C Mélange 5 11,63 Palette 0 0,125 C Mélange 5 11,75 Palette 0 0,125 C Mélange 5 12,75 SLS 0,5 1 G Transport 5 13,75 SLS 0,5 1 G Transport Tableau 3 La composition aqueuse de polymère fondu comprenant le polymère hydroxylé traité par fusion et l'agent tensioactif à mouillage rapide provenant de la première extrudeuse est introduite dans la seconde extrudeuse en un point d'environ 5 L/D dans l'orifice d'alimentation en liquides 76 du fourreau (zone 2). Un évent 82 ouvert à la pression atmosphérique est situé à environ 1,5 L/D dans le fourreau 74 (zone 1). De la vapeur d'eau s'échappe de la composition aqueuse de polymère fondu et sort par l'évent 82. De l'eau, un plastifiant externe, et un facilitateur de réticulation, tel que le chlorure d'ammonium, peuvent être ajoutés au niveau de l'orifice d'alimentation en liquides 78 (zone 3). Un polymère non hydroxylé, tel que le polyacrylamide, peut être ajouté au niveau de l'orifice d'alimentation en liquides 80 (zone 4). Des additifs supplémentaires, tels que d'autres agents tensioactifs, d'autres polymères non hydroxylés, d'autres sels et/ou acides peuvent être ajoutés au niveau de différents orifices d'alimentation le long de la longueur du fourreau 74. La composition aqueuse de polymère fondu est ensuite acheminée à travers l'extrudeuse vers l'extrémité du fourreau 74 (zone 5).
Au moins une partie de la composition aqueuse de polymère fondu est ensuite déchargée et une autre partie (400 g) est introduite dans une pompe à engrenages Mahr (Charlotte, NC) et pompée dans un mélangeur statique de style SMX (Koch-Glitsch, Woodridge, Illinois). Le mélangeur statique est utilisé pour combiner les additifs supplémentaires tels que des agents de réticulation, par exemple une imidazolidinone, des facilitateurs de réticulation, tels que le chlorure d'ammonium, des plastifiants externes, tels que l'eau, avec la composition aqueuse de polymère fondu comprenant le polymère hydroxylé traité par fusion et l'agent tensioactif à mouillage rapide. Les additifs sont pompés dans le mélangeur statique par l'intermédiaire de pompes PREP 100 HPLC (Chrom Tech, Apple Valley MN). Ces pompes fournissent une capacité d'addition de faibles volumes à haute pression. La composition aqueuse de polymère fondu de la présente invention est maintenant prête à être traitée par une opération de traitement de polymère. « Traitement de polymère », tel qu'il est utilisé ici, désigne toute opération et/ou tout processus par lequel une structure polymère comprenant un polymère hydroxylé traité est formée à partir d'une composition aqueuse de polymère fondu comprenant un polymère hydroxylé traité par fusion. Des exemples non limitatifs d'opérations de traitement de polymère incluent l'extrusion, le moulage et/ou le filage de fibres. L'extrusion et le moulage (par coulée ou soufflage), produisent typiquement des films, des feuilles et des extrusions de différents profils. Le moulage peut inclure le moulage par injection, moulage par soufflage et/ou le moulage par compression. Le filage de fibres peut inclure le filage direct, la fusion-soufflage, le filage rotatif, la production de fils continus et/ou la production de fibres d'étoupe. Un « polymère hydroxylé transformé », tel qu'utilisé ici, désigne tout polymère hydroxylé qui a subi une opération de traitement par fusion et une opération de traitement de polymère ultérieure.
La composition aqueuse de polymère fondu peut être soumise à une ou plusieurs opérations de traitement de polymère de telle sorte que la composition de polymère fondu est transformée en une structure polymère comprenant le polymère hydroxylé et un système de réticulation selon la présente invention. « Structure polymère », tel qu'utilisée ici, désigne toute structure physique formée à la suite du traitement d'une composition aqueuse de polymère selon la présente invention.
Des exemples non limitatifs de structures polymères selon la présente invention incluent des éléments fibreux (tels que des filaments et/ou des fibres), des films et/ou des mousses. Un système de réticulation par un agent de réticulation et éventuellement un facilitateur de réticulation peuvent réticuler les polymères hydroxylés traités ensemble afin de produire la structure polymère de la présente invention, avec ou sans être soumis à une 1_0 étape de durcissement. Autrement dit, le système de réticulation selon la présente invention réticule ensemble de manière acceptable les polymères hydroxylés traités d'une composition de polymère fondu traitée par l'intermédiaire de l'agent de réticulation afin de former une structure polymère intégrale, telle qu'un élément fibreux. L'agent de réticulation peut servir d'« élément de base »pour la structure polymère. Dans un exemple, sans l'agent de 15 réticulation, aucune structure polymère selon la présente invention ne peut être formée. Les structures polymères de la présente invention ne contiennent pas de revêtements et/ou d'autres traitements de surface qui sont appliqués à une forme préexistante, tels qu'un revêtement sur un élément fibreux, un film ou une mousse. Toutefois, dans un exemple de la présente invention, une structure polymère, telle 20 qu'un élément fibreux, selon la présente invention peut être revêtue et/ou traitée en surface avec un système de réticulation de la présente invention. Dans un exemple, la structure de polymère produite par une opération de traitement de polymère peut être durcie à une température de durcissement allant d'environ 110 °C à environ 215 °C et/ou d'environ 110 °C à environ 200 °C et/ou d'environ 120 °C à environ 25 195 °C et/ou d'environ 130 °C à environ 185 °C pendant une durée comprise entre environ 0,01 et/ou 1 et/ou 5 et/ou 15 secondes et environ 60 minutes et/ou entre environ 20 secondes et environ 45 minutes et/ou entre environ 30 secondes et environ 30 minutes. D'autres procédés de durcissement peuvent inclure des procédés de rayonnement tels que par des UV, des faisceaux d'électrons, des lR et d'autres procédés d'élévation de la température. 30 En outre, la structure polymère peut également être durcie à la température ambiante pendant plusieurs jours, soit après un durcissement au-dessus de la température ambiante, soit à la place du durcissement au-dessus de la température ambiante. La structure polymère peut présenter une résistance à la traction initiale totale à l'état humide, telle que mesurée par le .procédé de test de Résistance à la Traction Initiale Totale à l'État Humide décrit ici, d'au moins environ 1,18 g/cm (3 g/po) et/ou d'au moins environ 1,57 g/cm (4 g/po) et/ou d'au moins environ 1,97 g/cm (5 g/po) à environ 23,62 g/cm (60 g/po) et/ou à environ 21,65 g/cm (55 g/po) et/ou à environ 19,69 g/cm (50 g/po).
Les structures polymères de la présente invention peuvent inclure des fibres filées par fusion et/ou des fibres filées-liées, des fibres discontinues, des fibres creuses, des fibres profilées, telles que des fibres multilobées et des fibres multicomposées, en particulier des fibres à deux composants. Les fibres multicomposées, en particulier les fibres à deux composants, peuvent être dans une configuration côte-à-côte, âme-gaine, de type tarte segmentée, ruban, îlots-dans-la-mer, ou une combinaison quelconque de celles-ci. La gaine peut être continue ou non continue autour de l'âme. Le rapport du poids de la gaine à l'âme peut être d'environ 5:95 à environ 95:5. Les fibres de la présente invention peuvent avoir différentes géométries, notamment rondes, elliptiques, en forme d'étoile, rectangulaires, et autres diverses excentricités.
Une ou plusieurs structures polymères de la présente invention peuvent être incorporées dans un produit à structure multipolymère, tel qu'une structure fibreuse et/ou une toile, si les structures polymères sont sous la forme de fibres. Un tel produit à structure multipolymère peut finalement être incorporé dans un produit commercial, tel qu'un produit de papier hygiénique monocouche ou multicouches, tel qu'un mouchoir en papier, un papier hygiénique, un papier essuie-tout et/ou des lingettes, des produits d'hygiène féminine, des couches, des papiers à lettres, des âmes, tels que les âmes de tissu et d'autres types de produits papetiers. Des exemples non limitatifs de procédés de préparation de structures polymères selon la présente invention sont fournis ci-dessous.
Une composition aqueuse de polymère fondu comprenant un polymère hydroxylé traité par fusion et un agent tensioactif à mouillage rapide est préparée selon la Synthèse d'une Composition Aqueuse de Polymère Ffondu décrite ci-dessus. Comme le montre la figure 6, la composition aqueuse de polymère fondu peut être transformée en un élément fibreux. La composition aqueuse de polymère fondu présente dans une extrudeuse 102 est pompée vers une filière 104 à l'aide de la pompe 103, telle qu'une pompe Zenith®, de type PEP II, ayant une capacité de 10 centimètres cubes par tour (cc/tr), fabriquée par Parker Hannifin Corporation, Zenith Pumps division, de Sanford, NC, aux USA. L'écoulement de la composition aqueuse de polymère fondu vers la filière 104 est contrôlé en ajustant le nombre de tours par minute (tpm) de la pompe 103. Des tuyaux reliant l'extrudeuse 102, la pompe 103, la filière 104, et éventuellement un mélangeur 116 sont chauffés électriquement et commandés par thermostat à 65 °C. La filière 104 comporte plusieurs rangées de buses d'extrusion circulaires 200 espacées les unes des autres à un pas P (figure 7) d'environ 2,489 millimètres (environ 0,098 pouce). Les buses sont agencées en une grille en quinconce avec un espacement de 2,489 mm (environ 0,098 pouce) au sein des rangées et un espacement de 2,159 mm (environ 0,085 pouce) entre les rangées. Les buses 200 ont des diamètres intérieurs individuels D2 d'environ 0,254 millimètres (environ 0,010 pouce) et des diamètres extérieurs individuels (Dl) d'environ 0,813 mm (environ 0,032 pouce). Chaque buse individuelle 200 est entourée d'un orifice annulaire 250 formé dans une plaque 260 (figures 7 et 8) ayant une épaisseur d'environ 1,9 mm (environ 0,075 pouce). Un motif d'une pluralité des orifices 250 dans la plaque 260 correspond à un motif des buses d'extrusion 200. Une fois que la plaque d'orifices est combinée avec les filières, la surface résultante pour le débit d'air est d'environ 36 pour cent. La plaque 260 est fixée de telle sorte que les filaments embryonnaires 110 qui sont extrudés par les buses 200 sont entourés et atténués par des flux d'air humidifié globalement cylindriques fournis à travers les orifices 250. Les buses peuvent s'étendre à une distance d'environ 1,5 mm à environ 4 mm, et plus spécifiquement d'environ 2 mm à environ 3 mm, au-delà d'une surface 261 de la plaque 260 (figure 7). Comme le montre la figure 9, une pluralité d'orifices d'air limite 300, est formée en connectant les buses de deux rangées extérieures de chaque côté de la pluralité de buses, vues en plan, de sorte que chaque orifice de couche-limite comprend une ouverture annulaire 250 décrite ci-dessus. En outre, une ligne sur deux et une colonne sur deux des buses capillaires restantes sont bloquées, ce qui augmente l'espacement entre les buses capillaires actives. Comme le montre la figure 6, de l'air d'atténuation peut être fourni en chauffant l'air comprimé provenant d'une source 106 par un dispositif de chauffage à résistance électrique 108, par exemple, un dispositif de chauffage fabriqué par Chromalox, Division of Emerson Electric, de Pittsburgh, PA, aux USA. Une quantité appropriée de vapeur d'eau 105 à une pression absolue comprise entre environ 240 et environ 420 kilopascals (kPa), contrôlée par un robinet à soupape (non représenté), est ajoutée pour saturer ou quasi saturer l'air chauffé aux conditions dans le tuyau d'alimentation chauffé électriquement à commande thermostatique 115. Le condensat est évacué dans un séparateur chauffé électriquement à commande thermostatique 107. L'air d'atténuation a une pression absolue allant d'environ 130 kPa à environ 310 kPa, mesurée dans le tuyau 115. Les filaments 110 extrudés ont une teneur en humidité allant d'environ 20 % et/ou d'environ 25 % à environ 50 % et/ou à environ 55 % en poids. Les filaments 110 sont séchés par un flux d'air de séchage 109 ayant une température allant d'environ 149 °C (environ 300 °F) à environ 315 °C (environ 600 °F) par un dispositif de chauffage à résistance électrique (non représenté) fourni par des buses de séchage 112 et déchargé selon un angle globalement perpendiculaire par rapport à l'orientation générale des fibres embryonnaires extrudées. Les filaments 110 sont séchés à partir d'une teneur en humidité d'environ 45 % jusqu'à une teneur en humidité d'environ 15 % (c'est-à-dire, à partir d'une consistance d'environ 55 % jusqu'à une consistance d'environ 85 %) et sont collectées sur un dispositif de collecte 111, tel que, par exemple, une courroie mobile foraminée. Les paramètres du procédé sont tels qu'indiqués dans le tableau 4. Échantillon Unités Débit d'air d'atténuation G/min 9000 Température d'air d'atténuation °C 65 Débit de vapeur d'atténuation G/min 1800 Pression manométrique de vapeur d'atténuation kPa 213 Pression manométrique d'atténuation dans le tuyau d'alimentation kPa 14 Température de sortie d'atténuation °C 65 Vitesse de la pompe de solution Tr/min 12 Débit de solution G/min/trou 0,18 Débit d'air de séchage g/min 17000 Type de conduite d'air Fentes Dimensions des conduites d'air mm 356 x 127 Vitesse par le tube pitot-statique M/s 65 Température de l'air de séchage au niveau du dispositif de chauffage °C 260 Position de la conduite de séchage par rapport à la filière mm 80 Angle de la conduite de séchage par rap - ort aux fibres degrés 0 Espacement entre les conduites de séchage mm 205 Distance entre la filière et la boîte de formage mm 610 Longueur de la direction machine de la boîte de formage mm 635 Largeur de la direction transversale de la boîte de formage mm 380 Débit du boîtier de formage g/min 41000 Tableau 4 La composition aqueuse de polymère fondu pour la formation de mousse peut 15 être préparée de la même façon que pour la formation d'éléments fibreux, sauf que la teneur en eau ajoutée peut être inférieure, typiquement d'environ 10 à 21 % du poids du polymère hydroxylé. Avec moins d'eau pour plastifier le polymère hydroxylé, des températures plus élevées sont nécessaires dans les zones de l'extrudeuse 5 à 8 (figure 4A), typiquement d'environ 150 à 250 °C. De plus, avec moins d'eau disponible, il peut être nécessaire d'ajouter le système de réticulation, notamment l'agent de réticulation, avec l'eau dans la zone 1. Pour éviter une réticulation prématurée dans l'extrudeuse, le pH de la composition aqueuse de polymère fondu doit être compris entre 7 et 8, réalisable en utilisant un facilitateur de réticulation, par exemple un sel d'ammonium. Une filière est placée à l'endroit où le matériau extrudé sort et est généralement maintenue entre environ 160 et 210 °C. Des amidons modifiés riches en amylose (par exemple plus de 50 % et/ou plus de 75 % et/ou plus de 90 % en poids de l'amidon d'amylose) granulés en tailles de particules allant d'environ 400 à 1500 microns peuvent être utilisés dans la présente invention. Il peut aussi être avantageux d'ajouter un agent de nucléation tel que du microtalc ou un métal alcalin ou un sel de métal alcalino-terreux tel que du sulfate de sodium ou du chlorure de sodium en une quantité d'environ 1 à 8 % du poids de l'amidon. La mousse peut être façonnée en diverses formes. La composition aqueuse de polymère fondu pour la formation d'un film peut être préparée de la même façon que pour la formation de mousse, sauf que la teneur en eau ajoutée peut être inférieure, typiquement de 3 à 15 % du poids du polymère hydroxylé et un plastifiant externe à base de polyol tel que le glycérol est inclus à environ 10 à 30 % du poids du polymère hydroxylé. Comme pour la formation de mousse, les zones 5 à 7 (figure 4A) sont maintenues entre environ 160 et 210 °C, cependant, la température de la filière droite plate est inférieure entre 60 et 120 °C. Comme pour la formation de mousse, le système de réticulation, en particulier l'agent de réticulation, peut être ajouté en même temps que l'eau dans la zone 1 et le pH de la composition aqueuse de polymère fondu peut être compris entre environ 7 et 8, réalisable en utilisant un facilitateur de réticulation, par exemple un sel d'ammonium. Exemple non limitatif d'une structure fibreuse de la présente invention Les matériaux utilisés dans les exemples présentés ci-dessous sont les suivants : Le CPI 050820-156 est un amidon de maïs denté dilué à l'acide avec une masse 30 moléculaire moyenne en poids de 2 000 000 g/mol fourni par Corn Products International, Westchester, IL.
L'Hyperfloc NF301, un polyacrylamide non ionique (PAAM) a une masse moléculaire moyenne en poids comprise entre 5 000 000 et 6 000 000 g/mol, et est fourni par Hychem, Inc., Tampa, FL. L'Hyperfloc NF221, un PAAM non ionique a une masse moléculaire moyenne en poids comprise entre 4 000 000 et 5 000 000 g/mol, et est également fourni par Hychem, Inc. L'Aérosol MA-80-PG est un agent tensioactif anionique à base de dihexylsulfosuccinate de sodium fourni par Cytec Industries, Inc., Woodland Park, NJ. Exemple 1 La solution de PAAM est préparée en dissolvant l'Hyperfloc NF301 sec dans de 10 l'eau à une concentration finale de 2,2 % en poids. Pour assurer une dissolution complète, le polymère est dissous dans des conditions de cisaillement élevé en utilisant un mélangeur à grande vitesse. La solution résultante d'Hyperfloc NF301 a une masse moléculaire moyenne en poids de 4 000 000 g/mol. Il est à noter qu'une masse moléculaire plus élevée du polyacrylamide peut être obtenue en dissolvant le polymère sec à une concentration diluée 15 et avec une agitation douce. Toutefois, une solution de polymère dilué ne sera pas utile pour le présent exemple. A 25 °C, la solution a une viscosité de cisaillement d'environ 100 Pa.s, et une viscosité extensionnelle d'environ 1000 Pa.s à une déformation de Hencky de 7. La solution de 2,2 % d'Hyperfloc NF301 est introduite dans la zone un d'une extrudeuse à double vis 40:1 APV Baker avec huit zones de température. Là, elle est 20 traité par fusion avec l'amidon CPI 050820-156, le chlorure d'ammonium, l'Aérosol MA-80-PG, l'agent tensioactif et l'eau. La composition à l'état fondu atteint une température maximale de 170 à 175 °C dans l'extrudeuse de cuisson. La composition dans l'extrudeuse est 42 % d'eau où le dosage des matières solides est de 97,2 % de CH 050820-156, 1,5 % d'Aérosol MA-80-PG, 0,8 % de polyacrylamide Hyperfloc 25 NF301, et 0,5 % de chlorure d'ammonium. Ce mélange est ensuite transporté vers le bas du fourreau à travers les zones 2 à 8 et cuit pour former une composition de polymère hydroxylé traité par fusion. À partir de l'extrudeuse, la masse fondue est introduite dans une pompe à engrenages Mahr, puis directement acheminée vers une seconde extrudeuse. La seconde extrudeuse est une extrudeuse à double vis 13:01 30 APV Baker, qui sert à refroidir la masse fondue en éventant un flux à la pression atmosphérique. La seconde extrudeuse sert également de lieu pour ajouter des additifs au polymère hydroxylé fondu. En particulier, un second flux de 2,2 % de polyacrylamide Hyperfloc NF301 est introduit à un niveau de 0,2 % sur la base des solides. Cela fait grimper le niveau total d'Hyperfloc NF301 à 1,0 % des matières solides. Le matériau qui n'est pas éventé est transporté vers le bas de l'extrudeuse vers une seconde pompe à masse fondue Mahr. À partir de là, le polymère hydroxylé fondu est délivré à une série de mélangeurs statiques où un agent de réticulation, de l'eau et un activateur sont ajoutés. La composition fondue à ce stade du processus comprend 50 à 55 % de matières solides totales. Sur la base des solides, la masse fondue est constituée de 90,5 % d'amidon CPI 050820-156, de 5 % d'agent de réticulation, de 2 % de chlorure d'ammonium, de 1,5 % d'agent tensioactif, et de 1,0 % de PAAM Hyperfloc NF301. À partir des mélangeurs statiques, la composition est délivrée à une filière de fusion-soufflage par l'intermédiaire d'une pompe à masse fondue. Les filaments atténués obtenus ont des diamètres allant de 1 à 10 microns, et contiennent un polyacrylamide avec une masse moléculaire moyenne en poids de 1 300 000 à 2 000 000 g/mol, et une répartition du poids moléculaire (MWD) supérieure à 1,3. La concentration d'enchevêtrement du PAAM est sensiblement de 0,70 % et de 0,45 % pour un polyacrylamide de 1 300 000 g/mol et de 2 000 000 g/mol respectivement. Ainsi, la composition d'Hyperfloc NF301 dans la fibre se situe quelque part entre 1,4 et 2,2 fois sa concentration d'enchevêtrement. La structure fibreuse est formée sur un dispositif de collecte, une courroie, qui est soumis à une boîte à vide ayant une vitesse de boîte à vide inférieure à 14 pieds/seconde (4,267 m/s). La structure fibreuse obtenue présente une masse surfacique de 18 g/m2 et une TEA de 3,05 g/po/g/m 2 (1,201 g/cm/g/m2). Exemple comparatif La solution de PAAM est préparée en dissolvant de l'Hyperfioc NF301 sec dans de l'eau à une concentration finale de 2,2 % en poids. Pour assurer une dissolution complète, le polymère est dissous dans des conditions de cisaillement élevé en utilisant un mélangeur à grande vitesse. La solution résultante d'Hyperfloc NF301 a une masse moléculaire moyenne en poids de 4 000 000 g/mol. Il est à noter qu'une masse moléculaire de polyacrylamide plus élevée peut être obtenue en dissolvant le polymère sec à une concentration diluée et avec une agitation douce. Toutefois, une solution de polymère dilué ne sera pas utile pour le présent exemple. A 25 °C, la solution a une viscosité de cisaillement d'environ Pa.s, et une viscosité extensionnelle d'environ 1000 Pa.s à une déformation de Hencky de 7. La solution de 2,2 % d'Hyperfloc NF301 est introduite dans la zone un d'une extrudeuse à double vis 40:1 APV Baker avec huit zones de température. Là, elle est traitée par fusion avec de l'amidon CPI 050820-156, du chlorure d'ammonium, l'Aérosol MA-80-PG, un agent tensioactif et de l'eau. La composition à l'état fondu atteint une température maximale de 170 à 175 °C dans l'extrudeuse de cuisson. La composition dans l'extrudeuse est 42 % d'eau où le dosage des matières solides est de 97,2 % de CM 050820-156, 1,5 % d'Aérosol MA-80-PG, 0,8 % de polyacrylamide Hyperfloc NF301, et 0,5 % de chlorure d'ammonium. Ce mélange est ensuite transporté vers le bas du fourreau à travers les zones 2 à 8 et cuit pour former une composition de polymère hydroxylé traité par fusion. À partir de l'extrudeuse, la masse fondue est introduite dans une pompe à engrenages Mahr, puis délivrée directement vers une seconde extrudeuse. La seconde extrudeuse est une extrudeuse à double vis 13:01 APV Baker, qui sert à refroidir la masse fondue en éventant un flux à la pression atmosphérique. La seconde extrudeuse sert également de lieu pour ajouter des additifs au polymère hydroxylé fondu. En particulier, un second flux de 2,2 % de polyacrylamide Hyperfloc NF301 est introduit à un niveau de 0,2 % sur la base des solides. Cela fait grimper le niveau total d'Hyperfloc NF301 à 1,0 % des matières solides. Le matériau qui n'est pas éventé est transporté vers le bas de l'extrudeuse vers une seconde pompe à masse fondue Mahr. À partir de là, polymère hydroxylé fondu est délivré à une série de mélangeurs statiques où un agent de réticulation, un activateur et de l'eau sont ajoutés. La composition fondue à ce stade du processus comprend 50 à 55 % de matières solides totales. Sur la base des solides, la masse fondue est constituée de 90,5 % d'amidon OEI 050820-156, de 5 % d'agent de réticulation, de 2 % de chlorure d'ammonium, de 1,5 % d'agent tensioactif, et de 1,0 % de PAAM Hyperfloc NF301. À partir des mélangeurs statiques, la composition est délivrée à une filière de fusion-soufflage par l'intermédiaire d'une pompe à masse fondue. Les filaments atténués obtenus ont des diamètres allant de 1 à 10 microns, et contiennent un polyacrylamide avec une masse moléculaire moyenne en poids de 1 300 000 à 2 000 000 g/mol, et une répartition du poids moléculaire (MWD) supérieure à 1,3. La concentration d'enchevêtrement du PAAM est sensiblement de 0,70 % et 0,45 % pour un polyacrylamide de 1 300 000 g/mol et de 2 000 000 g/mol respectivement. Ainsi, la composition d'Hyperfloc NF301 dans la fibre se situe quelque part entre 1,4 et 2,2 fois sa concentration d'enchevêtrement. La structure fibreuse est formée sur un dispositif de collecte, une courroie, qui est soumis à une boîte à vide ayant une vitesse de boîte à vide supérieure à 14 pieds/seconde (4,27 m/s). La structure fibreuse obtenue présente une masse surfacique de 18 g/m2 et une '1EA de 1,63 g/po/g/m2 (0,642 g/cm/g/m2).
PROCÉDÉS DE TEST DE LA PRÉSENTE INVENTION Sauf indication contraire, tous les tests décrits ici, y compris ceux décrits sous la section Définitions et les procédés de test qui suivent sont effectués sur des échantillons qui ont été conditionnés dans une salle climatisée à une température de 23 °C ± 1,0 °C 5 et une humidité relative de 50 % ± 2 % pendant un minimum de 12 heures avant le test. Tous les matériaux de conditionnement en plastique et en carton, le cas échéant, doivent être soigneusement retirés des échantillons avant l'essai. Les échantillons testés sont des « unités utilisables ». Des « unités utilisables », telles qu'elles sont utilisées ici, désignent des feuilles, des papiers à plat provenant d'un rouleau, des papiers à plat pré-10 transformés, et/ou des produits monocouches ou multicouches. Sauf indication contraire, tous les tests sont effectués dans une telle salle climatisée, tous les tests sont effectués dans les mêmes conditions environnementales et dans une telle salle climatisée. Éliminer tout produit endommagé. Ne pas tester les échantillons qui ont des défauts tels que des plis, des déchirures, des trous, et similaires. Tous les instruments 15 sont étalonnés selon les spécifications du fabricant. Procédé de test de Mesure de la Viscosité de Cisaillement d'une Composition de Polymère à l'État Fondu La viscosité de cisaillement d'une composition de polymère à l'état fondu comprenant un système de réticulation est mesurée en utilisant un rhéomètre 20 capillaire, Goettfert Rheograph 6000, fabriqué par Goettfert USA of Rock Hill SC, aux USA. Les mesures sont effectuées en utilisant une filière capillaire ayant un diamètre D de 1,0 mm et une longueur L de 30 mm (c'est-à-dire, L/D = 30). La filière est reliée à l'extrémité inférieure du cylindre de 20 mm du rhéomètre, qui est maintenue à une température de test de filière de 75 °C. Un échantillon de 60 g de la 25 composition de polymère fondu préchauffé à la température de test de la filière est chargé dans la partie de cylindre du rhéomètre. Débarrasser l'échantillon de l'air éventuellement emprisonné. Pousser l'échantillon à partir du cylindre à travers la filière capillaire à un ensemble de vitesses choisies allant de 1000 à 10 000 secondes-1. Une viscosité sous cisaillement apparente peut être calculée avec le logiciel du 30 rhéomètre à partir de la chute de pression que subit l'échantillon lorsqu'il passe à partir du cylindre à travers la filière capillaire et du débit de l'échantillon à travers la filière capillaire. Le journal (viscosité de cisaillement apparente) peut représenter sur un graphique en fonction du journal (taux de cisaillement) et la représentation graphique peut être adaptée par la loi de puissance, selon la formule ri = Kel, où K est la constante de viscosité du matériau, n est l'indice de dilution du matériau, et y est le taux de cisaillement. La viscosité de cisaillement apparente rapportée de la composition est ici calculée à partir d'une interpolation à une vitesse de cisaillement de 3 000 sec-1 en utilisant la relation en loi de puissance. Procédé de test de Masse Surfacique La masse surfacique d'une structure fibreuse est mesurée sur des piles de douze unités utilisables en utilisant une balance analytique à chargement par le haut avec une résolution de ± 0,001 g. La balance est protégée des courants d'air et d'autres perturbations en utilisant un écran de protection contre les courants d'air. Un outil de découpage de précision, mesurant 3,500 po ± 0,0035 po par 3,500 po ± 0,0035 po (8,89 cm ± 0,0089 cm par 8,89 cm ± 0,0089 cm) est utilisé pour préparer tous les échantillons. A l'aide d'un outil de découpage de précision, couper les échantillons en carrés. Combiner les carrés coupés pour former une pile d'une épaisseur de douze échantillons.
Mesurer la masse de la pile d'échantillons et enregistrer le résultat à plus ou moins 0,001 g. La masse surfacique est calculée en livres/3000 pieds2 ou g/m2 comme suit : Masse surfacique = (Masse de la pile) / [(Aire de 1 carré dans la pile) x (Nombre de carrés dans la pile)] Par exemple, Masse surfacique (livres/3000 pieds2) = [[Masse de la pile (g) / 453,6 (g/livres)] / [12,25 (pot) / 144 (po2/pied2) x 12]] x 3000 ou, Masse surfacique (g/m2) = Masse de la pile (g) / [79,032 (cm2) / 10 000 (cm2/m2) x 12] Indiquer le résultat à plus ou moins 0,1 livre/3000 pieds2 ou 0,1 g/m2. Les dimensions de l'échantillon peuvent être modifiées ou variées en utilisant un dispositif de coupe de précision similaire tel que mentionné précédemment, de façon à avoir au moins 100 pouces carrés (645,16 cm2) d'aire d'échantillon dans la pile. Procédé de test de Résistance à la Traction Initiale Totale à l'État Humide Découper des bandes de traction précisément dans la direction indiquée ; 30 quatre dans le sens machine (SM) et quatre dans le sens transverse (ST). Couper les bandes d'échantillons à 101,6 mm (4 po) de longueur et exactement 25,4 mm (1 po) de largeur à l'aide d'un outil de découpe d'échantillons de précision Alpha modèle 2407A (pneumatique) : Thwing-Albert Instrument Co et une filière appropriée. Un appareil de détermination de la résistance à la traction électronique (Thwing- Albert EJA Vantage Tester, Thwing-Albert Instrument Co., 10960 Dutton Rd., Philadelphia, Pa., 19154) est employé et utilisé à une vitesse de traverse d'environ 4,0 pouces (10,16 cm) par minute, en utilisant une bande d'une structure fibreuse de 1 pouce (2,54 cm) de largeur et d'une longueur d'environ 4,0 pouces (10,16 cm). La longueur de référence est fixée à 1 pouce (2,54 cm). La bande est insérée dans les mâchoires avec la section de 1 pouce (2,54 cm) de large dans les pinces, en vérifiant que l'échantillon est suspendu bien droit dans la mâchoire inférieure. L'échantillon est ensuite pré-chargé avec de 20 à 50 g/po (7,87 à 19,68 g/cm) de force de pré-charge. Cette tension est appliquée à la bande pour définir la longueur de référence ajustée, et, par définition, est le point de contrainte nulle. L'échantillon est ensuite mouillé entièrement avec de l'eau à l'aide d'une seringue pour appliquer doucement l'eau sur la partie supérieure de l'échantillon de bande à l'intérieur des mâchoires. Le mouvement de la traverse est ensuite déclenché au bout de 3 à 8 secondes après le contact initial avec l'eau. Le premier résultat du test est un tableau de données sous la forme de la charge (grammes-force) en fonction du déplacement de la traverse (centimètres par rapport au point de départ).
L'échantillon est testé dans deux orientations, appelées ici SM (sens machine, c'est-à-dire dans le même sens que la bobine d'enroulement continu et la toile de formation) et ST (sens travers, c'est-à-dire, à 90° par rapport au SM). Les résistances à la traction à l'état humide dans le SM et le ST sont déterminées en utilisant le matériel et les calculs susmentionnés de la manière suivante : Résistance à la traction initiale totale à l'état humide = ITWT (gf/po) = Charge MaximalesM (gf) / 2 (poueeiargeur) + Charge MaximalesT (gf) / 2 (pouceiargeur) La valeur de résistance à la traction totale initiale à l'état humide est ensuite normalisée pour la masse surfacique de la bande à partir de laquelle elle a été testée. La masse surfacique normalisée utilisée est de 24 g/m2, et est calculée comme suit : {ITWT}normalisée = {ITWT} * 24 (g/m2) / Masse surfacique de la bande (g/m2) Dans un exemple, la résistance à la traction initiale totale à l'état humide d'une structure polymère, telle qu'une structure fibreuse, de la présente invention est d'au moins 1,18 g/cm (3 g/po) et/ou d'au moins 1,57 g/cm (4 g/po) et/ou d'au moins 1,97 g/cm (5 g/po), auquel cas, le système de réticulation est acceptable. La résistance à la traction initiale totale à l'état humide peut être inférieure ou égale à environ 23,62 g/cm (60 g/po) et/ou inférieure ou égale à environ 21,65 g/cm (55 g/po) et/ou inférieure ou égale à environ 19,69 g/cm (50 g/po). Procédé de test d'Allongement/Résistance à la Traction/TEA/Module Tangent L'allongement (l'étirement), la résistance à la traction, la TEA et le module tangent sont mesurés sur un appareil de détermination de la résistance à la traction à vitesse d'extension constante doté d'une interface informatique (un instrument approprié est le EJA 10 Vantage de Thwing-Albert Instrument Co. Wet Berlin, NJ) en utilisant une cellule de charge pour laquelle les forces mesurées sont comprises entre 10 % et 90 % de la limite de la cellule de charge. Les mâchoires pneumatiques mobile (supérieure) et fixe (inférieure) sont toutes les deux équipées de griffes lisses en acier inoxydable, avec un design approprié pour tester un matériau en feuille de 1 pouce (2,54 cm) de large (Thwing-Albert item 15 #733GC). Une pression d'air d'environ 60 psi (0,41 MPa) est fournie aux mâchoires. Huit unités utilisables de structures fibreuses sont divisées en deux piles de quatre unités utilisables chacune. Les unités utilisables dans chaque pile sont toujours orientés par rapport au sens machine (SM) et au sens travers (ST). Une des piles est désignée pour le test dans le sens machine et l'autre pour le sens travers. En utilisant un outil de coupe de 20 précision de 2,54 cm (un pouce) (Thwing-Albert JDC-1-10, ou similaire) prendre une pile ST et découper une pile de bandes de 1,00 po ± 0,01 po (2,54 cm ± 2,54 cm) de large par 3 à 4 po (7,62 à 10,16 cm) de long (dimension longitudinale dans le ST). De la même manière, découper la pile restante dans le SM (dimension longitudinale de la bande dans le SM), pour obtenir un total de 8 échantillons, quatre bandes dans le ST et quatre bandes 25 dans le SM. Chaque bande à tester a une épaisseur d'une unité utilisable, et sera traitée en tant qu'échantillon unitaire à tester. Programmer l'appareil de détermination de la résistance à la traction pour effectuer un test d'extension, en recueillant les données de force et d'extension à une vitesse d'acquisition de 20 Hz à mesure que la traverse monte à une vitesse de 30 5,08 cm/min (2,00 po/min) jusqu'à ce que l'échantillon casse. La sensibilité de rupture est fixée à 80 %, c'est-à-dire que le test est terminé lorsque la force mesurée chute à 20 % de la force maximale de pic, après quoi la traverse retourne à sa position d'origine.
Régler la longueur de référence à 1,00 pouce (2,54 cm). Mettre à zéro la traverse et la cellule de charge. Insérer l'échantillon dans les griffes supérieure et inférieure ouvertes de sorte qu'une longueur d'au moins 0,5 pouce (1,27 cm) de l'échantillon soit contenue dans chaque griffe. Aligner verticalement l'échantillon dans les mâchoires supérieure et inférieure, puis fermer la griffe supérieure. Vérifier que l'échantillon est aligné, puis fermer la griffe inférieure. L'échantillon doit être relativement droit entre les griffes, avec pas plus de 5,0 g de la force sur la cellule de charge. Ajouter une pré-tension de 3 g. Cette tension est appliquée à l'échantillon afin de définir la longueur de référence ajustée, et, par définition, est le point de contrainte nulle. Démarrer l'appareil de détermination de la résistance à la traction et le recueil des données. Répéter le test de la même manière pour l'ensemble des quatre échantillons ST et des quatre échantillons SM. Programmer le logiciel pour calculer les éléments suivants à partir de la courbe construite de force (g) en fonction de l'extension (po). Huit échantillons sont analysés sur l'appareil de détermination de la résistance à la traction (quatre dans le SM et quatre dans le ST) et la moyenne de la résistance à la traction totale à l'état sec, de la TEA de rupture à sec et de l'étirement de rupture à sec respectivement est indiquée par la résistance à la traction totale à l'état sec, la TEA de rupture à sec et l'étirement de rupture à sec. La TEA de rupture est définie comme l'énergie de traction absorbée (courbe de l'aire sous charge en fonction de la traction de contrainte) en partant d'une contrainte nulle jusqu'au point de force de rupture, avec des unités en g/po. L'étirement de rupture à sec est défini comme le pourcentage de contrainte mesuré après que la bande a été tendue au-delà de son point de charge de pointe, où la force chute à exactement 50 % de sa force de charge de pointe. La TEA de rupture à sec est ensuite divisée par la masse surfacique de la bande à partir de laquelle elle a été testée pour arriver à la TEA de la présente invention, et elle est calculée comme suit : TEA = TEA de rupture/Masse Surfacique de la Bande (g/m2) Les résistance à la traction à l'état sec SM et ST sont déterminées en utilisant le matériel et calculs susmentionnés de la manière suivante.
La résistance à la traction est en général la force maximale de pic (g) divisée par la largeur de l'échantillon (2,54 cm (1 po)), et indiquée en g/pouce à plus ou moins 0,39 g/cm (1 g/po).
Résistance à la traction moyenne = somme des mesures des charges de traction (SM) / (Nombre de bandes de traction testées (SM) * Nombre d'unités utilisables ou de couches par bande de traction) Ce calcul est répété pour les essais en sens travers.
Résistance à la traction totale à l'état sec = résistance à la traction SM moyenne + résistance à la traction ST moyenne La valeur de résistance à la traction à l'état sec (DTT) est ensuite normalisée pour la masse surfacique de la bande à partir de laquelle elle a été testée. La masse surfacique normalisée utilisée est de 24 g/m2, et est calculée comme suit : {DTT} normalisée = {DTT} * 24 (g/m2) / masse surfacique de la bande (g/m2) Les différentes valeurs sont calculées pour les quatre échantillons ST et les quatre échantillons SM. Calculer séparément une moyenne pour chaque paramètre pour les échantillons ST et SM. Procédé de test de Teneur en Eau d'une Composition de Polymère à l'état fondu Une teneur en eau d'une composition de polymère à l'état fondu est déterminée comme suit. Un échantillon pesé d'une composition de polymère à l'état fondu (4 à 10 g) est placé dans un four à convection à 120 °C pendant 8 heures. L'échantillon est pesé à nouveau après la sortie du four. La perte de poids en pourcentage est enregistrée en tant que la teneur en eau de la masse fondue.
Procédé de test de pH d'une Composition de Polymère Fondu Un pH d'une composition de polymère fondu est déterminé en ajoutant 25 ml de la composition de polymère fondu à 100 ml d'eau désionisée, en remuant avec une spatule pendant 1 min et en mesurant le pH. Procédé de test de Masse Moléculaire Moyenne en Poids et de Répartition du Poids 25 moléculaire La masse moléculaire moyenne en poids et la répartition du poids moléculaire (MWD) sont déterminées par chromatographie sur gel (GPC) en utilisant une colonne à lit mixte. La colonne (Waters Linear Ultrahydrogel, longueur/DI : 300 x 7,8 mm) est étalonnée avec un polysaccharide à répartition de poids moléculaire étroite, 43,700 g/mol 30 de Polymer Laboratories). Les solutions-étalons sont préparées en dissolvant 0,024 g de polysaccharide et 6,55 g de la phase mobile dans un flacon à scintillation à une concentration de 4 mg/ml. On laisse reposer la solution tranquillement pendant la nuit. Ensuite, elle est agitée délicatement et filtrée avec un disque filtrant pour seringue en nylon de 5 microns dans un flacon d'échantillonnage automatique.
L'échantillon pour la détermination de la masse moléculaire moyenne en poids et de la MWD d'un matériau, tel qu'un polymère non hydroxylé, par exemple un polyacrylamide, est préparé par une hydrolyse acide des éléments fibreux dans une structure fibreuse. Une structure fibreuse de 1 g comprenant des éléments fibreux est placée dans un tube de pression de 30 ml avec 14 g de 0,1N HC1 et chauffée à 130 °C pendant 1 heure. Une fois que l'échantillon a été retiré du four et refroidi, la solution est neutralisée à pH 7 avec du bicarbonate de sodium, et passée à travers un filtre de 5 microns. La réaction de l'hydrolyse acide brise les molécules d'amidon réticulées et non réticulées pour atteindre une masse moléculaire très faible, tout en maintenant la masse moléculaire du matériau, tel que le polymère non hydroxylé, par exemple le polyacrylamide, étant donné qu'un squelette de polymère carbone-carbone n'est pas susceptible de réagir avec l'acide. La solution d'échantillon filtrée est reprise par l'échantillonneur automatique pour évacuer les matériaux de test précédents dans une boucle d'injection de 100 pl et injecter le présent matériau de test dans la colonne. La colonne est maintenue à 50 °C en utilisant un dispositif de chauffage de colonne Waters TCM. L'échantillon obtenu à partir de la colonne est mesuré sur fond de phase mobile par un détecteur d'indice de réfraction différentiel (réfractomètre interférométrique Wyatt Optilab DSP) et un détecteur de diffusion de lumière plus tardive multi-angles (détecteur de lumière laser Wyatt DEAWN EOS 18 angles) maintenu à 50 °C. La phase mobile est de l'eau avec 0,03 M de phosphate de potassium, 0,2 M de nitrate de sodium, et 0,02 % d'azoture de sodium. Le débit est fixé à 0,8 ml/min avec une durée d'exécution de 35 minutes. Procédé de test d'Humidité Relative L'humidité relative est mesurée à l'aide de mesures de température de bulbe humide et sec et d'un diagramme psychométrique associé. Les mesures de température de bulbe humide sont réalisées en plaçant une chaussette de coton autour du bulbe d'un thermomètre. Ensuite, le thermomètre, recouvert de la chaussette en coton, est placé dans l'eau chaude jusqu'à ce que la température de l'eau soit supérieure à une température de bulbe humide prévue, plus précisément, supérieure à environ 82 °C (environ 180 °F). Le thermomètre est placé dans le flux d'air d'atténuation, à environ 3 millimètres (environ 1/8 de pouce) des buses d'extrusion. La température chutera d'abord étant donné que l'eau s'évapore de la chaussette. La température se stabilisera à la température de bulbe humide, puis commencera à monter une fois que la chaussette perdra le reste de son eau. La température de palier est la température de bulbe humide Si la température ne diminue pas, alors l'eau est chauffée à une température supérieure. La température de bulbe sec est mesurée à l'aide d'un thermocouple de type J de 1,6 mm diamètre placé à environ 3 mm en aval de la buse d'extrusion. Sur la base d'un diagramme psychométrique atmosphérique standard ou d'un module d'extension Excel, tel que par exemple, « MoistAirTab », conçu par 10 ChemicaLogic Corporation, une humidité relative est déterminée. L'humidité relative peut être lue sur le diagramme en fonction des températures de bulbe sec et humide. Procédé de test de Vitesse de l'Air Un tube de Pitot standard est utilisé pour mesurer la vitesse de l'air. Le tube de Pitot est destiné à être placé dans le flux d'air, produisant une lecture de la pression dynamique à 15 partir d'un indicateur de pression associé. La lecture de la pression dynamique, en plus d'une lecture de température de bulbe sec, est utilisée avec les formules standard pour générer une vitesse de l'air. Un tube de Pitot de 1,24 mm (0,049 pouces), fabriqué par la société United Sensor Company d'Amherst, NH, aux États-Unis, est raccordé à une jauge à pression différentielle numérique portative (manomètre) pour les mesures de vitesse. 20 Procédé de test de Diamètre Moyen Une structure fibreuse comprenant des éléments fibreux de masse surfacique appropriée (environ 5 à 20 g/m2) est découpée en une forme rectangulaire d'environ 20 mm par 35 mm. L'échantillon est ensuite revêtu en utilisant un dispositif de revêtement par pulvérisation cathodique SEM (EMS Inc, PA, États-Unis) avec de l'or 25 afin de rendre les fibres relativement opaques. L'épaisseur typique du revêtement se situe entre 50 et 250 nm. L'échantillon est ensuite monté entre deux lames de microscope standard et comprimé en utilisant de petites pinces-feuilles. L'échantillon est observé en utilisant un objectif 10x sur un microscope Olympus BHS avec la lentille de collimation de lumière du microscope déplacée aussi loin que possible de 30 l'objectif. Les images sont capturées à l'aide d'un appareil photo numérique Nikon Dl. Un micromètre de microscope en verre est utilisé pour étalonner les distances spatiales des images. La résolution approximative des images est de 1 gm/pixel. Les images montrent généralement une distribution bimodale distincte dans l'histogramme d'intensité correspondant aux fibres et au fond. Des réglages d'appareil photo ou des masses surfaciques différentes sont utilisés pour obtenir une distribution bimodale acceptable. Typiquement 10 images par échantillon sont prises et les résultats d'analyse des images sont moyennés. Les images sont analysées d'une manière similaire à celle décrite par B. Pourdeyhimi, R. and R. Dent dans « Measuring fiber diameter distribution in nonwovens » (Textile Res. J. 69(4) 233-236, 1999). Les images numériques sont analysées par ordinateur en utilisant la MATLAB (Version. 6.1) et la MATLAB Image Processing Tool Box (Version 3.) L'image est d'abord convertie en une échelle de gris. L'image est ensuite binarisée en pixels noirs et blancs en utilisant une valeur seuil qui minimise la variance intraclasse des pixels seuillés noirs et blancs. Une fois que l'image a été binarisée, l'image est squelettisée afin de localiser le centre de chaque fibre dans l'image. La transformée de distance de l'image binarisée est également calculée. Le produit scalaire de l'image squelettisée et de la carte des distances fournit une image dont l'intensité des pixels est soit zéro, soit le rayon de la fibre à cet endroit. Les pixels à l'intérieur d'un rayon de la jonction entre deux fibres qui se chevauchent ne sont pas comptés si la distance qu'ils représentent est inférieure au rayon de la jonction. Les pixels restants sont ensuite utilisés pour calculer un histogramme pondéré par la longueur des diamètres des fibres contenues dans l'image.
Procédé de test de Dégradation d'une Structure Fibreuse Environ 2 g d'une structure fibreuse constituée d'un polymère de formation d'élément fibreux, tel que l'amidon, et d'un polymère non hydroxylé, tel qu'un polyacrylamide, sont placés dans un tube de pression de 30 ml avec 14 g de 1 N HC1, et chauffés à 130 °C pendant 45 minutes. La solution est filtrée à travers une microfibre de verre avec un diamètre de pores de 1 gm, et neutralisée à pH 7 avec du bicarbonate de sodium. En partant du principe qu'il n'y a aucune perte du polymère non hydroxylé, la solution est passée dans une colonne de chromatographie par perméation de gel en utilisant le procédé de test de Masse Moléculaire Moyenne en Poids avec les modifications suivantes : Les échantillons sont injectés, sans dilution, après avoir été filtrés avec un disque filtrant pour seringue Whatman GD/X nylon de 5 pm. La colonne utilisée est une Waters Linear Ultrahydrogel (les masses moléculaires allant de 100 à 7 000 000 g/mol) mesurant 7,8 x 300 mm. La température de la colonne est de 50 °C et le volume d'injection est de 100 pl. La phase mobile aqueuse contient 0,03 M de phosphate de potassium, 0,2 M de nitrate de sodium et 0,02 % d'azoture de sodium. La phase mobile est ajustée à pH 7 avec de l'hydroxyde de sodium. Le temps d'exécution est de 25 minutes. Procédé de test de Détermination d'Agent Tensioactif Total Libre dans une Structure 5 Fibreuse en Utilisant L'Extraction par Eau/HPLC La quantité d'agent tensioactif total libre dans une structure fibreuse est déterminée en plaçant un échantillon de 0,5 g de la structure fibreuse dans 10 ml d'eau distillée dans un flacon en verre à couvercle pendant 18 heures. Après les 18 heures, agiter vigoureusement pendant 1 minute. Retirer ensuite une aliquote de 2 à 3 ml du liquide (« extrait ») du flacon 10 en verre avec une seringue. Placer un disque filtrant pour seringue (disque filtrant pour seringue GHP Acrodisc de 25 mm avec une membrane GHP de 0,45 pm) sur la seringue et transférer l'extrait de la seringue dans un flacon à scintillation. Déterminer la masse de l'extrait dans le flacon à scintillation. Ajouter une quantité d'acétonitrile à l'extrait pour faire un mélange acétonitrile : extrait de 70:30. Retirer une aliquote de 1 à 2 ml du mélange 15 acétonitrile:extrait avec une seringue. Placer un disque filtrant pour seringue (disque filtrant pour seringue GHP Acrodisc de 25 mm avec une membrane GHP de 0,45 pm) sur la seringue et transférer l'acétonitrile:extrait de la seringue dans un flacon HPLC. La HPLC est exécutée pour caractériser l'extrait. La régression linéaire est utilisée pour calculer la quantité totale d'agent tensioactif libre extrait de la structure fibreuse.
20 Conditions de HPLC : Phase mobile : 0,005 M de phosphate de tétrabutylammonium dans 70:30 d'acétonitrile: eau. Colonne : Waters Bondapak C18 3,9 x 150 mm Débit : 0,5 mL 25 Détecteur d'UV @ 214 nm Extraction : Bande de 0,5 g dans 10 ml d'eau ou d'acétone Procédé de test de Taux de Mouillage 1. La seringue et le tube du système DAT Fibro 1100 sont rincés à l'eau Millipore 3 fois. 30 2. La seringue est chargée avec 18 MI) d'eau Millipore et les bulles d'air sont éliminées par le haut avant de l'insérer dans l'instrument. 3. Le DAT Fibro 1100 est étalonné avec l'étalon fourni par le fabricant. Après l'étalonnage, la hauteur, la base, le volume et l'angle doivent se situer dans la cible. Dans le cas contraire, faire les ajustements nécessaires en suivant les instructions du fabricant. Les cibles d'étalonnage Hauteur 0,93 ± 0,02 mm Base 1,99 ± 0,05 mm Volume 1,87 ± 0,05 gL Angle 85,9° ± 1° 4. À partir de chaque structure fibreuse, des bandes sont découpées pour obtenir 8 mesures pour chaque bloc d'échantillons. Les structures fibreuses sont traitées avec des pincettes propres. Un minimum de contact avec la surface mesurée de la structure fibreuse est nécessaire. 5. Les structures fibreuses sont placées sur le bloc d'échantillons avec du ruban adhésif double face. Les structures fibreuses doivent reposer à plat sur le bloc d'échantillons sans courbure ou bouclage afin d'obtenir une mesure précise. 6. Les conditions suivantes sont utilisées pour l'appareil testeur d'angle de contact : Liquide : Eau Millipore Étapes : 1 Lignes de références Seuil Mod : 0 Temporisation 0,3 min Hauteur minimale : 7 # de gouttes 8 Largeur minimale : 10 Embout de canule : 442 Dimension des gouttes Décalage de capture : 0 Fond ouvrant : 305 10 microlitres Temps de déplacement : 10 Position du papier : 77 Impulsion de course 15 Retard de pompe : 2 Mode par lots : Manuel Temps collecté : 0,01 sec 0,02 sec 0,03 sec 7. Lorsque l'on mesure l'angle de contact, il est important que la goutte soit appliquée sur la surface de l'échantillon avec aussi peu de force et de rebond que possible. Par conséquent, il peut être nécessaire d'ajuster la hauteur de l'échantillon et les tubes afin de s'assurer que la goutte est appliquée correctement et que la mesure est enregistrée avec précision. 8. Une fois que toutes les données ont été recueillies, elles sont enregistrées en tant que fichier *. DAT qui est ensuite ouvert dans le programme d'analyse JMP. 9. Dans JMP, les mesures de temps et d'angle sont reportées, ce qui se traduit par une courbe de décroissance exponentielle. Cette courbe correspond à l'équation de taux du premier ordre A=A0e kt où k est le taux de mouillage de la structure fibreuse. 10. Les valeurs des mesures de temps et d'angle sont combinées et représentées. 11. L'équation de taux est ensuite adaptée aux points pour déterminer Ao et k pour le jeu d'échantillons. L'écart-type est également calculé dans JMP. L'écart-type pour chaque valeur est défini comme le produit de la racine carrée de l'erreur quadratique moyenne et de la racine carrée des diagonales de l'inverse de la matrice de produits croisés dérivée. Les dimensions et les valeurs décrites ici ne doivent pas être comprises comme étant strictement limitées aux valeurs numériques exactes citées. À la place, sauf indication contraire, chacune de ces dimensions veut dire à la fois la valeur citée et une plage fonctionnellement équivalente entourant cette valeur. Par exemple, une dimension décrite comme « 40 mm » veut dire « environ 40 mm » La citation d'un document ne doit pas être interprétée comme une admission qu'il s'agit de l'art antérieur relativement à la présente invention. Alors qu'on a représenté et décrit des modes de réalisation particuliers de la présente invention, il sera évident pour l'homme du métier que diverses autres variantes et modifications peuvent être apportées sans sortir de l'esprit et du cadre de l'invention. Il est prévu, par conséquent, de couvrir dans les revendications annexées toutes ces variantes et modifications qui appartiennent au champ d'application de la présente invention.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS1. Structure fibreuse caractérisée en ce qu'elle comprend une pluralité de filaments de polymère hydroxylé et une pluralité d'additifs solides, dans laquelle la structure fibreuse présente une TEA supérieure à 1,64 g/po/g/m2 (0,646 g/cm/g/m2), telle que mesurée par le 5 procédé de test de TEA.
  2. 2. Structure fibreuse selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins un des filaments hydroxylés comprend en outre un polymère non hydroxylé, de préférence caractérisée en ce que le polymère non hydroxylé est choisi dans le groupe consistant en : polyacrylamide et ses dérivés ; acide polyacrylique, acide polyméthacrylique et 10 leurs esters ; la polyéthylèneimine ; des copolymères préparés à partir de mélanges des polymères susmentionnés ; et leurs mélanges, plus préférentiellement caractérisée en ce que le polymère non hydroxylé comprend du polyacrylamide.
  3. 3. Structure fibreuse selon la revendication 2, caractérisée en ce que le polymère non hydroxylé présente une masse moléculaire moyenne en poids supérieure à 15 1 400 000 g/mol.
  4. 4. Structure fibreuse selon l'une des revendications 2 à 3, caractérisée en ce que le polymère non hydroxylé présente une polydispersité supérieure à 1,10.
  5. 5. Structure fibreuse selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que le polymère non hydroxylé est à une concentration supérieure à sa concentration 20 d'enchevêtrement (ce).
  6. 6. Structure fibreuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins un filament de polymère hydroxylé comprend un polysaccharide, de préférence caractérisée en ce que le polysaccharide est choisi dans le groupe consistant en : l'amidon, les dérivés d'amidon, les copolymères d'amidon, le chitosan, les dérivés 25 de chitosan, les copolymères de chitosan, la cellulose, les dérivés de cellulose, les copolymères de cellulose, les hémicelluloses, des dérivés d'hémicelluloses, les copolymères d'hémicelluloses, et leurs mélanges, plus préférentiellement caractérisée en ce que le polysaccharide est choisi dans le groupe consistant en : l'amidon, les dérivés d'amidon, les copolymères d'amidon et leurs mélanges, plus préférentiellement encorecaractérisée en ce que le polysaccharide comprend un amidon éthoxylé ou un amidon dilué à l'acide.
  7. 7. Structure fibreuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins un filament de polymère hydroxylé comprend un polymère hydroxylé choisi dans le groupe consistant en : l'alcool polyvinylique, les dérivés d'alcool polyvinylique, les copolymères d'alcool polyvinylique, les gommes, les arabinanes, les galactanes, les protéines, et leurs mélanges, de préférence caractérisée en ce qu'au moins un filament de polymère hydroxylé comprend de l'alcool polyvinylique et un ou plusieurs polysaccharides, plus préférentiellement caractérisée en ce qu'au moins un desdits un ou plusieurs polysaccharides est choisi dans le groupe consistant en : l'amidon, les dérivés d'amidon, les copolymères d'amidon et leurs mélanges.
  8. 8. Structure fibreuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les additifs solides sont présents sur au moins une surface de la structure fibreuse, de préférence caractérisée en ce que les additifs solides couvrent moins que la totalité de la structure fibreuse, plus préférentiellement caractérisée en ce que les additifs solides sont présents sur la surface de la structure fibreuse selon un motif aléatoire ou un motif répétitif non aléatoire.
  9. 9. Structure fibreuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les additifs solides sont uniformément répartis dans la structure fibreuse.
  10. 10. Structure fibreuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les additifs solides sont non uniformément répartis dans la structure fibreuse.
  11. 11. Structure fibreuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins un des additifs solides présente une tension superficielle critique supérieure à 30 dynes/cm.
  12. 12. Structure fibreuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins un additif solide comprend une fibre de pâte de bois.
  13. 13. Structure fibreuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins un des additifs solides présente une taille de particules inférieure à 6 mm dans la dimension maximale.
  14. 14. Structure fibreuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée 5 en ce que la structure fibreuse comprend moins de 50 % en poids anhydre des additifs solides.
  15. 15. Produit de papier tissu hygiénique mono ou multicouches caractérisé en ce qu'il comprend une structure fibreuse selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2839061B1 (fr) 2012-04-19 2019-12-18 The Procter and Gamble Company Éléments fibreux comprenant des surfactants à mouillage rapide
JP2015514166A (ja) 2012-04-19 2015-05-18 ザ プロクター アンド ギャンブルカンパニー 非ヒドロキシルポリマーを含む繊維要素及びその製造方法
US20170007079A1 (en) * 2015-07-10 2017-01-12 The Procter & Gamble Company Layered Fibrous Structures and Methods for Making Same
CN113322556A (zh) * 2016-01-12 2021-08-31 马干Aca过滤公司 具有多向分层纤维的纱线
US20170282525A1 (en) * 2016-04-04 2017-10-05 The Procter & Gamble Company Fibrous Structures with Improved Tewl Properties
DE102016125182A1 (de) * 2016-12-21 2018-06-21 Groz-Beckert Kg Verfahren zur Herstellung von Fasern und Vliesstoffen durch Solution-Blow-Spinnen und damit hergestellter Vliesstoff
US11220790B2 (en) 2017-01-20 2022-01-11 The Procter & Gamble Company Multi-ply fibrous structures
US11149383B2 (en) 2017-01-20 2021-10-19 The Procter & Gamble Company Layered fibrous structures
WO2018235512A1 (fr) * 2017-06-19 2018-12-27 東レ株式会社 Matière plastique renforcée par des fibres
WO2021087513A1 (fr) * 2019-10-28 2021-05-06 The Procter & Gamble Company Papier hygiénique comprenant une surface dynamique
US11624157B2 (en) * 2019-10-28 2023-04-11 The Procter & Gamble Company Toilet tissue comprising a non-clingy surface

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1453447A (en) * 1972-09-06 1976-10-20 Kimberly Clark Co Nonwoven thermoplastic fabric
US4355066A (en) * 1980-12-08 1982-10-19 The Kendall Company Spot-bonded absorbent composite towel material having 60% or more of the surface area unbonded
US4885202A (en) * 1987-11-24 1989-12-05 Kimberly-Clark Corporation Tissue laminate
DE19842557C1 (de) 1998-09-17 2000-03-23 Alceru Schwarza Gmbh Verfahren zur Herstellung cellulosischer Formkörper
ES2243160T3 (es) * 1999-03-08 2005-12-01 THE PROCTER &amp; GAMBLE COMPANY Estructura absorbente, flexible, que comprende fibras de almidon.
NZ508817A (en) 2000-12-12 2002-10-25 Humatro Corp Flexible structure comprising starch filaments
US6946506B2 (en) * 2001-05-10 2005-09-20 The Procter & Gamble Company Fibers comprising starch and biodegradable polymers
JP4690583B2 (ja) 2001-06-04 2011-06-01 ミヨシ油脂株式会社 紙類処理剤及び紙類の処理方法
US20040043685A1 (en) 2002-08-28 2004-03-04 Avgol Ltd. Spunmelt hydrophilic nonwoven material and method of producing
US7381297B2 (en) 2003-02-25 2008-06-03 The Procter & Gamble Company Fibrous structure and process for making same
US20050130539A1 (en) 2003-12-15 2005-06-16 Nordson Corporation Nonwoven webs manufactured from additive-loaded multicomponent filaments
US7714065B2 (en) 2003-12-17 2010-05-11 The Procter & Gamble Company Polymeric structures comprising a hydrophile/lipophile system
US7572504B2 (en) 2005-06-03 2009-08-11 The Procter + Gamble Company Fibrous structures comprising a polymer structure
US8921244B2 (en) * 2005-08-22 2014-12-30 The Procter & Gamble Company Hydroxyl polymer fiber fibrous structures and processes for making same
US7879191B2 (en) * 2005-12-15 2011-02-01 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Wiping products having enhanced cleaning abilities
US20090104430A1 (en) 2006-04-01 2009-04-23 Sca Hygiene Products Ab Lather-forming tissue paper product
US7670678B2 (en) * 2006-12-20 2010-03-02 The Procter & Gamble Company Fibers comprising hemicellulose and processes for making same
US7972986B2 (en) * 2007-07-17 2011-07-05 The Procter & Gamble Company Fibrous structures and methods for making same
US7704601B2 (en) * 2008-02-29 2010-04-27 The Procter & Gamble Company Fibrous structures
CA2770996C (fr) * 2009-08-14 2016-05-10 David William Cabell Structures fibreuses et procede pour leur realisation
WO2011019905A1 (fr) * 2009-08-14 2011-02-17 The Procter & Gamble Company Structures fibreuses et procédé pour leur réalisation
AU2010282467A1 (en) 2009-08-14 2012-03-01 The Procter & Gamble Company Fibrous structures and methods for making same
CN103282015B (zh) 2010-07-02 2016-10-05 宝洁公司 包含活性剂的可溶性纤维网结构制品
RU2447206C1 (ru) 2010-09-30 2012-04-10 Открытое акционерное общество "Институт пластмасс имени Г.С. Петрова" Способ получения синтетического волокна с биоцидными свойствами
US8815783B2 (en) * 2011-12-20 2014-08-26 Halliburton Energy Services, Inc. High molecular weight low polydispersity polymers
JP2015514166A (ja) 2012-04-19 2015-05-18 ザ プロクター アンド ギャンブルカンパニー 非ヒドロキシルポリマーを含む繊維要素及びその製造方法
EP2839061B1 (fr) 2012-04-19 2019-12-18 The Procter and Gamble Company Éléments fibreux comprenant des surfactants à mouillage rapide

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015514883A (ja) 2015-05-21
CA2870948C (fr) 2017-01-24
WO2013163139A1 (fr) 2013-10-31
AU2013252543A1 (en) 2014-11-13
EP2841635A1 (fr) 2015-03-04
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