FR3128158A1 - Stratifié élastique - Google Patents

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Christine Michelle Marie Moinard Nathalie
Jacques Alfred Marché Thierry
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Aplix SA
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Abstract

Stratifié élastique Stratifié élastique, s'étendant en largeur dans une direction CD et en longueur dans une direction MD, qui comporte : au moins une couche de non-tissé; etau moins un film élastique fixé par une face supérieure, respectivement inférieure, à la face inférieure, respectivement supérieure, de la au moins une couche de non-tissé ;le stratifié ayant une épaisseur (e0) initiale à un premier état non étiré, et lorsque le stratifié est étiré jusqu’à une élongation dite maximale, au moins égale à 50%, la courbe donnant la perte relative d’épaisseur [(e0 - e(t)) / e0] en fonction de l’élongation a une valeur maximale comprise entre 5 et 50%, de préférence inférieure ou égale à 40%, encore plus préférablement inférieure à 35%. Figure pour l’abrégé : Fig.1

Description

Stratifié élastique
La présente invention se rapporte à un stratifié élastique destiné à être utilisé dans le domaine de l'hygiène, et notamment pour des couches-culottes ou des couches d'incontinence adultes, le stratifié s'étendant suivant une largeur donnée correspondant à la direction CD (Cross Direction ou Direction Transversale) et une grande longueur correspondant à la direction de déroulement lors de la fabrication du stratifié, appelée la direction MD (Machine Direction), et comportant un empilement d’une couche de non-tissé et d’au moins un film élastique s'étendant sur une largeur inférieure ou égale à la dite une largeur donnée, notamment deux couches de non tissé inférieure et supérieure prenant en sandwich le au moins un film élastique. Ces stratifiés sont notamment destinés à être utilisés dans la fabrication d’oreilles élastiques destinées à porter des crochets et à être fixées aux bords de la partie centrale arrière de la ceinture d’une couche culotte pour coopérer avec des éléments à boucles issus de la partie avant de la ceinture pour réaliser une fermeture amovible adaptable élastiquement de la couche culotte.
On connaît par exemple du document EP-A-1783257 au nom de la demanderesse un stratifié de ce genre.
Bien que ce stratifié élastique de l'art antérieur présente des avantages considérables par rapport à ce qui existait précédemment, on souhaiterait encore l'améliorer, et notamment son confort d’utilisation, en particulier sa capacité apparente, lorsqu’il est sous la forme d’une oreille élastique d’une ceinture de couche culotte, à être étiré sans que l’utilisateur ait l’impression que le stratifié va rompre en raison de l’étirement. On aimerait aussi augmenter sa douceur au toucher à l’état étiré.
La présente invention se rapporte ainsi, suivant un premier aspect, à un stratifié élastique, s'étendant en largeur dans une première direction, notamment CD, et en longueur dans une deuxième direction, notamment MD, qui comporte :
  • au moins une couche de non-tissé; et
  • au moins un film élastique fixé par une face supérieure, respectivement inférieure, à une face inférieure, respectivement supérieure, de la au moins une couche de non-tissé ;
  • le stratifié ayant une épaisseur (e0) initiale avant son premier étirement, et lorsque le stratifié est étiré selon la première ou la deuxième direction jusqu’à une élongation dite maximale au moins égale à 50%, la courbe donnant la perte relative d’épaisseur [(e0- e(t)) / e0] en fonction de l’élongation (t) a une valeur maximale comprise entre 5 et 50%, de préférence inférieure ou égale à 40%, encore plus préférablement inférieure à 35%, notamment inférieur à 30%.
Suivant l’invention, pour une épaisseur initiale donnée, le stratifié, à l’état étiré, est plus épais que les stratifiés de l’art antérieur, donnant à l’utilisateur une impression de plus grande robustesse lorsqu’il étire le stratifié, notamment lorsqu’il forme une oreille élastique de fermeture de la ceinture d’une couche culotte. Le stratifié est aussi plus facile à fabriquer et a, au toucher, une plus grande douceur et/ou a un aspect visuel plus « bulky » ou volumineux.
De préférence, la courbe donnant la perte relative d’épaisseur [(e0 - e(t)) / e0] en fonction de l’élongation (t) a une valeur maximale supérieure à 10%, encore plus préférablement supérieure à 20%.
De préférence, l’élongation dite maximale selon la première direction ou selon la deuxième direction, est comprise entre 50% et 100%.
De préférence, le rapport de l’épaisseur (e0) initiale moins l’épaisseur (emax) du stratifié à l’élongation maximale sur l’épaisseur (e0) initiale, à savoir le rapport [(e0 –emax) / e0], est inférieur ou égal à 55%, notamment inférieur à 40%, notamment inférieure à 35% et/ou est supérieur à 5%, notamment supérieur à 10%, notamment supérieur à 20%.
De préférence, le rapport de l’épaisseur (e0) initiale moins l’épaisseur (e100) du stratifié à 100% d’élongation sur l’épaisseur (e0) initiale, à savoir le rapport [(e0 -e100) / e0], est inférieur ou égal à 55%, notamment inférieur à 40%, notamment inférieure à 35% et/ou est supérieur à 5%, notamment supérieur à 10%, notamment supérieur à 20%.
De préférence, le stratifié, après étirement à une élongation de 100% à partir de l’état initial avant son premier étirement, puis relâchement à l’état non étiré (0% d’élongation), a une épaisseur (ev) supérieure à l’épaisseur (e0) initiale, et le rapport [(ev- e0)/ e0] est supérieur à 2%, notamment supérieur à 5%, plus particulièrement supérieur à 10% et, de préférence est inférieur à 70%, notamment inférieur à 50%, plus particulièrement inférieur à 35%.
De préférence, le stratifié, après étirement à une élongation de 100% à partir du premier état non étiré puis relâchement à un deuxième état non étiré (0% d’élongation), a une épaisseur (ev) et le rapport de l’épaisseur (ev) moins l’épaisseur (e100) du stratifié à 100% d’élongation sur l’épaisseur, à savoir le rapport (ev) [(ev -e100) / ev], est inférieur ou égal à 60%, notamment inférieur à 50%, notamment inférieure à 40%, en particulier inférieur à 35%.
Suivant un mode de réalisation préféré, la fixation du au moins un film à la au moins une couche de non tissé est réalisée par interposition d'un adhésif, par exemple de la colle, le long d’une bande ou de plusieurs bandes ou lignes de colles s’étendant en longueur dans la deuxième direction, notamment MD et à distance les unes des autres dans la première direction, notamment CD, avec un pas constant ou variable et/ou des discontinuités dans le sens MD.
Suivant un autre mode de réalisation, la fixation du au moins un film à la au moins une couche de non tissé est réalisée par laminage à chaud du film élastique sur l’un au moins des deux non tissés, dans certains cas par laminage à chaud du film élastique sur les deux non tissés.
Suivant encore un autre mode de réalisation, la fixation du au moins un film à la au moins une couche de non tissé est réalisée par calandrage à chaud et/ou par soudures ultrasons.
De préférence, la au moins une couche de non tissé comporte des filaments continus.
De préférence, la au moins une couche de non tissé comporte des filaments frisés.
De préférence, la au moins une couche de non tissé comporte un non tissé Spunbond.
De préférence, la au moins une couche de non tissé comporte un non tissé obtenu par voie fondue, notamment une couche de Spunbond (S), notamment un Spunbond à base de filaments frisés (« crimped » suivant la désignation en Anglais, usuelle dans le domaine) et une couche de Meltblown (M), ou une combinaison de plusieurs de ces couches ( par exemple SM, SMS, SMMS, SSMMS, SSSMMS, SSSMMSS).
Suivant un autre aspect de l’invention, constituant en soi une invention indépendante du premier aspect ci-dessus mais pouvant avantageusement être mis en œuvre en combinaison avec celui-ci, le stratifié, après étirement pour la première fois à une élongation de 100% puis relâchement à un deuxième état non étiré (0% d’élongation), a une épaisseur (ev) supérieure à l’épaisseur (e0) initiale avant son étirement pour la première fois, et le rapport [(ev- e0)/ e0] est supérieur à 2%, notamment supérieur à 5%, plus particulièrement supérieur à 10%, notamment supérieur à 12,5%, encore plus préférablement supérieur à 15%, et/ou, de préférence est inférieur à 70%, notamment inférieur à 50%, plus particulièrement inférieur à 35%.
Suivant cet aspect, on peut ainsi soit enrouler une plus grande longueur d’un stratifié pas encore étiré (en sortie de ligne de fabrication) sur une bobine à diamètre constant tout en ayant à disposition un stratifié de même qualité en utilisation, soit enrouler une même longueur du stratifié pas encore étiré sur une bobine à diamètre constant tout en ayant à disposition un stratifié de meilleure qualité en utilisation.
Suivant encore un autre aspect de l’invention, constituant en soi une invention indépendamment des aspects précédents, mais pouvant avantageusement être mis en œuvre en combinaison avec chacun ou plusieurs d’entre eux, un stratifié élastique, s'étendant en largeur dans une direction CD et en longueur dans une direction MD, qui comporte :
  • au moins une couche de non-tissé; et
  • au moins un film élastique fixé par une face supérieure, respectivement inférieure, à une face inférieure, respectivement supérieure, de la au moins une couche de non-tissé, est caractérisé en ce que
la courbe donnant, lors du premier étirement, la force (N) appliquée au stratifié dans la direction CD en fonction de l’étirement (élongation ou allongement en %) comportant un point d’inflexion séparant un premier segment inférieur de courbe ayant sa concavité tournée vers le bas et un deuxième segment supérieur de courbe ayant sa concavité tournée vers le haut, le premier segment inférieur comportant un point sommet inférieur et le deuxième segment supérieur comportant un point sommet supérieur, la partie de la courbe entre le point d’origine et le point sommet inférieur étant le segment d’initiation de la courbe, la partie de la courbe entre le point sommet inférieur et le point d’inflexion étant le segment d’utilisation de la courbe et la partie de la courbe entre le point d’inflexion et le point sommet supérieur étant le segment de butée de la courbe, et l’abscisse du segment d’initiation s’étend entre 0% et une valeur comprise entre 5% et 20%, par exemple 10%, et l’abscisse du segment d’utilisation s’étend entre une valeur comprise entre 5% et 20%, par exemple 10% et une valeur comprise entre 60% et 80%, par exemple 70%, tandis que l’abscisse du segment de butée s’étend, à la suite du segment d’utilisation jusqu’à une valeur comprise entre 80% et 120%, notamment, comme indiqué au paragraphe précédent, 100%.
Suivant un mode de réalisation favorable, le stratifié est tel que à un état non étiré du stratifié et/ou du film élastique, la couche de non tissé comporte, en coupe transversale CD, en alternance, des tronçons intermédiaires, notamment rectilignes ou sensiblement rectilignes, notamment incurvés, en particulier avec leur concavité tournée vers le haut, s’étendant dans la direction CD en étant fixés au film élastique, et des tronçons incurvés en U inversé, notamment en Ω, constitués chacun de deux tronçons brins partant de deux tronçons intermédiaires successifs et se rejoignant en un sommet, qui ne sont pas fixés au film élastique, en restant à distance de celui-ci de manière à définir entre eux et le film élastique des espaces vides, l’incurvation des tronçons incurvés étant supérieure à celle des tronçons intermédiaires.
En prévoyant ainsi que la couche de non tissé ne soit fixée au film élastique que par intermittence, on obtient une sorte de limitation de l’étirement possible du stratifié, et ce notamment lorsque la température à laquelle est utilisée le stratifié, par exemple lorsqu’il est utilisé sur une couche culotte, augmente fortement, par exemple passe aux alentours de 30°C, ce qui a pour effet d’augmenter fortement les capacités d’étirement du film élastique. Ainsi, notamment à cette température, l’utilisateur, lorsqu’il étire le stratifié dans le sens CD ressent, au moment où les tronçons en U inversé viennent s’aplatir entre les deux pieds, parallèlement à la direction d’étirement et au tronçon de fixation, une sorte de butée l’incitant à ne plus étirer le stratifié, alors même qu’à ces températures corporelles, il pourrait étirer bien plus l’élastique au point de détériorer la stabilité à long terme du stratifié.
On évite ainsi que le stratifié ne se détériore trop rapidement en luttant contre un phénomène dit de « neckdown » ou rétrécissement de l’élastique qui apparait, par exemple dans le cas d'une couche-culotte, au fur et à mesure que la couche est utilisée, par exemple en étant ouverte, puis fermée à répétitions, notamment lorsqu’un étirement trop important est réalisé. En outre, on obtient un stratifié plus facile à fabriquer et présentant une plus grande douceur et/ou un aspect visuel plus « bulky » ou volumineux.
De préférence, les tronçons intermédiaires, notamment rectilignes ou sensiblement rectilignes, notamment incurvés avec leur concavité tournée vers le haut, s’étendent chacun sur une distance, mesurée dans la direction CD, qui est inférieur de 10% à la distance, mesurée dans la direction CD, entre les deux tronçons intermédiaires dont sont issus les deux tronçons brins d’un tronçon en U inversé, notamment en Ω, notamment est comprise entre 10% et 50% de cette distance.
Suivant encore un autre aspect de l’invention, constituant en soi une invention indépendante des aspects ci-dessus mais pouvant avantageusement être mis en œuvre en combinaison avec chacun ou plusieurs d’entre eux, le film élastique à base d’une composition élastomère ne comporte pas de peau extérieure, le film élastique étant de préférence suffisamment adhérant et/ou taquant pour maintenir sans colle le non tissé sur un ou plusieurs tronçons intermédiaires.
Suivant encore un autre aspect de l’invention, le film élastique comprend une peau, de préférence deux peaux formant surface extérieure du film élastique.
Très préférablement, au moins une bande ou ligne d’adhésif, notamment de colle, se trouve entre le film élastique et un tronçon intermédiaire respectif.
De préférence, la hauteur du U inversé, notamment en Ω, (hauteur du point sommet) est supérieure à sa largeur (distance entre les deux pieds des brins du U inversé).
En particulier, de manière favorable, chaque U inversé est en forme de Ω, et est défini par deux brins gauche et droit issus d’un tronçon rectiligne respectif et se rejoignant au sommet du U inversé, et un des deux brins gauche ou droit d’au moins un des tronçons en U inversé, notamment les deux brins gauche et droit d’au moins un tronçon en U inversé a/ont, dans une zone de départ partant du tronçon rectiligne dont il est ou ils sont issu(s), une forme incurvée respective dont la concavité est tournée vers le film élastique.
De préférence, il est prévu une couche de non tissé supplémentaire, de l’autre côté du film élastique, cette couche supplémentaire étant une couche de non tissé à base de fibres courtes consolidées par jets d’eau ou thermiquement, notamment un non tissé cardé, notamment un non tissé cardé hydro lié (Spunlace) ou un non tissé cardé thermo lié.
De préférence, la couche de non tissé a un premier grammage et la couche de non tissé supplémentaire a un deuxième grammage, différent du premier grammage, notamment supérieur au premier grammage, dans certains cas, les premier et deuxième grammages étant égaux à 20% près.
En particulier, la couche de non tissé a un premier grammage apparent et la couche de non tissé supplémentaire a un deuxième grammage apparent, dans la zone de l’élastique, le premier grammage apparent est supérieur au deuxième grammage apparent, le grammage apparent étant déterminé en mesurant, dans une vue coupe selon un axe CD, le développé du produit et en le multipliant le développé par le grammage du non-tissé à l’état non étiré et/ou non conformé.
Notamment, la couche de non tissé a une première rigidité et la couche de non tissé supplémentaire a une deuxième rigidité, inférieure à la première rigidité, en particulier la couche de non tissé a une élongation en CD à 5N inférieure à 70% et la couche de non tissé supplémentaire a une élongation en CD à 5N supérieure à 70%.
La présente invention se rapporte aussi à un procédé de fabrication d’un stratifié, notamment d’un stratifié suivant l’invention.
Suivant l’invention, le procédé comporte les étapes dans lesquelles on prend un film élastique ; on prend une couche de non tissé, notamment à filaments continus, notamment un Spunbond, notamment un Spunbond « crimped »; on forme la couche de non tissé pour obtenir une couche de non tissé en forme de vagues ayant, en section transversale, la forme d’une succession de U inversés séparés par des tronçons intermédiaires, notamment rectilignes ou sensiblement rectilignes, incurvés ou sensiblement incurvés avec leur concavité tournée vers le haut, l’incurvation des tronçons incurvés étant supérieure à celle des tronçons intermédiaires, l’incurvation de ces derniers étant notamment nulle lorsqu’il sont rectilignes et proche de zéro lorsqu’ils sont sensiblement rectilignes; et on fixe la couche de non tissé en forme de vagues sur le film élastique, de préférence à un état non étiré de celui-ci, par le côté de la couche du non tissé opposé aux sommets des vagues.
De préférence, les filaments sont orientés dans la direction MD.
De préférence, pour former (conformer) la couche de non tissé, on la fait passer entre des rouleaux dentés ou cannelés.
De préférence, avant la fixation de la couche de non tissé en vagues sur le film élastique, on dépose sur toute la largeur du film élastique une bande d’adhésif, notamment de colle, puis on lamine la couche de non tissé en vagues sur le film élastique.
Selon un autre mode de réalisation, le film élastique est extrudé à chaud entre un rouleau de support et le vagueur dans lequel passe le non tissé supérieur.
La présente invention se rapporte également à une couche-culotte pour bébé ou une couche d’incontinence pour adulte comportant au moins un stratifié suivant l'invention, notamment pour former les pattes de crochets issues latéralement de la ceinture arrière de la couche-culotte ou d’incontinence, de sorte que les crochets coopèrent avec des boucles issues de la face avant de la ceinture de la couche-culotte, pour réaliser la fermeture de la couche-culotte ou d’incontinence.
La présente invention se rapporte également à un stratifié élastique à crochets, comportant un stratifié suivant l’invention et au moins une nappe à crochets fixées au stratifié, notamment sur la couche de non tissé supérieure, de préférence dans une zone sans vague ou U inversé.
La présente invention se rapporte aussi à un rouleau qui comprend un stratifié selon l’invention, lequel stratifié présentant une longueur au moins supérieure à 1 mètre et étant enroulée selon un axe perpendiculaire à l’axe MD, lequel stratifié comprenant deux films élastiques adjacents.
A titre d'exemple, on décrit maintenant plusieurs modes de réalisation de l'invention en se rapportant aux dessins, dans lesquels :
La est une vue en coupe transversale CD schématique d’un mode de réalisation préféré d’un stratifié suivant l’invention.
La est une vue en coupe transversale CD schématique d’un autre mode de réalisation d’un stratifié suivant l’invention.
Les figures 2A-2E représentent de manière schématique plusieurs étapes lors de la fabrication du stratifié de la .
La représente en perspective de manière schématique une partie d’un dispositif dit « vagueur » destiné à former/conformer le non tissé supérieur en le faisant passer entre deux rouleaux dentés dont les dentures s’interpénètrent sans contact en CD, ce dispositif faisant parti des installations représentées aux figures 13 à 16.
La est une vue de côté du dispositif de la .
La représente un profil de dentures des deux rouleaux dentés de l’installation de la pouvant être utilisée pour réaliser la mise en forme en vagues de la couche de non tissé supérieure de la .
La représente un autre profil de dentures possible pour les deux rouleaux dentés de l’installation de la pouvant être utilisée pour réaliser la mise en forme en vagues de la couche de non tissé supérieure de la .
La est un tableau donnant les épaisseurs mesurées de quatre échantillons E53-0, E53-1, E53-2 et E53-3 en fonction de leur étirement (l’élongation étant égale au rapport de l’augmentation de la longueur sur la longueur initiale) pour un premier exemple d’un stratifié suivant l’invention.
La représente quatre tableaux donnants, comme à la , les épaisseurs mesurées de trois échantillons HG1-1, HG1-2 et E46-1 en fonction de leur étirement (l’élongation étant égale au rapport de l’augmentation de la longueur sur la longueur initiale) pour des deuxième, troisième et quatrième exemples de stratifiés suivant l’invention, ainsi que pour un échantillon comparatif (ou de référence) d’un stratifié de l’art antérieur.
La est une vue en perspective d’un outillage de support et de réglage de l’étirement d’un stratifié utilisé pour en mesurer l’épaisseur.
La est une vue de dessus de l’outillage de la .
La est une vue de côté de l’outillage des figures 7 et 8.
La est une autre vue de côté de l’outillage des figures 7 à 9.
La est une vue en perspective d’une installation de mesure de l’épaisseur d’un stratifié utilisant l’outillage de support et de réglage de l’étirement représenté aux figures 7 à 10.
La est une vue en coupe de l’installation de la .
La est une représentation schématique d’un mode de réalisation d’une installation de production d’un stratifié de l’invention.
La est une représentation schématique d’une variante de l’installation de production de la .
La est une représentation schématique d’un autre mode de réalisation d’une installation de production d’un stratifié de l’invention.
La est une représentation schématique d’encore un autre mode de réalisation d’une installation de production d’un stratifié de l’invention.
La représente deux courbes donnant la force en fonction de l’allongement (ou élongation), l’une (trait plein) pour un stratifié suivant l’invention, permettant d’expliquer la notion de butée et la manière de la déterminer pour un stratifié à partir de sa courbe Force (N) en fonction de l’Allongement (%), et l’autre (trait plein avec des points) pour un stratifié de l’art antérieur.
Les figures 18A – 18C représente les courbes Force-Allongement pour des stratifiés suivant les modes de réalisation E46-1, E53-0 et HG1-1 de l’invention.
La est une vue en perspective d’une couche culotte comportant deux oreilles élastiques réalisées à partir d’un stratifié suivant l’invention.
A la , un stratifié comporte en succession de haut en bas, une couche 1 de non-tissé supérieure, deux films élastiques 2d, 2g respectivement droit et gauche et une couche 3 de non-tissé inférieure.
Les deux films élastiques 2d, 2g s’étendent dans la direction CD sur une distance moindre que la distance sur laquelle s’étendent les deux couches de non tissé 1 et 3, de sorte qu’il est formé sur les bords gauche et droit du stratifié et au centre, deux régions de bord et une région centrale sans film élastique.
La couche 1 de non tissé supérieure et les films élastiques 2d, 2g sont fixés par interposition entre eux d’une bande 4 d’adhésif, notamment de colle.
De même, la couche 3 de non tissé inférieure et les films élastiques 2d, 2g sont fixés par interposition entre eux de bandes ou lignes 5d, 5g d’adhésif, notamment de colle, qui s’étendent en longueur dans la direction MD et sont à distance les unes des autres dans la direction CD.
Dans les régions sans élastiques, les deux non tissés 1 et 3 sont fixés directement l’un à l’autre (c’est-à-dire sans interposition de film élastique, seul de l’adhésif étant présent entre eux) par des champs 6d, 7d, 6c, 7c, 6g, 7g respectivement droit, central et gauche s’étendant dans la direction MD et ayant une largeur sensiblement égale à la largeur respective des régions de bord et centrale.
En coupe CD, comme à la , la couche 1 de non tissé supérieure comporte une succession en alternance de tronçons 9 intermédiaires et de tronçons 10 incurvés en U inversé. Les tronçons 9 s’étendent en direction CD sur une largeur respective qui peut être identique pour tous les tronçons 9. Cependant, ils peuvent, sans sortir de l’étendue de protection de l’invention, avoir des largeurs qui varient d’un tronçon à l’autre. De même, les tronçons 10 en U inversé peuvent être identiques les uns aux autres, en ayant notamment une largeur respective (distance entre les deux tronçons rectilignes successifs à gauche et à droite du U inversé) qui peut être identique pour tous les tronçons 10 en U inversé, ainsi qu’une hauteur du U (distance verticale maximale entre le sommet et le film élastique) identiques pour tous les U inversé. Cependant, ils peuvent, sans sortir de l’étendue de protection de l’invention, avoir des largeurs et hauteurs qui varient d’un tronçon en U inversé à l’autre. Les tronçons 9 intermédiaires peuvent être rectilignes ou sensiblement rectilignes ou incurvés, notamment être légèrement incurvés. Qu’ils soient rectilignes ou sensiblement rectilignes ou légèrement incurvés ou incurvés, les tronçons 9 ont une incurvation qui est toujours plus faible que celle des tronçons incurvés en U inversé.
Chaque tronçon en U inversé comporte deux tronçons en forme de brin respectivement 10g gauche et 10d droit, issus chacun d’un tronçon 9 intermédiaire respectif, qui se rejoignent au sommet du tronçon en U inversé.
Chacun des deux brins gauche ou droit des tronçons en U inversé a, dans une zone de départ partant du tronçon rectiligne dont il est issu, une forme incurvée respective dont la concavité est tournée vers le film élastique.
Les U inversés peuvent avoir une largeur (distance parallèlement à la direction CD entre les deux tronçons rectilignes dont est issu le U inversé) comprise entre 0,5mm et 2mm et une hauteur comprise entre 0,5mm et 2mm, notamment entre 0,9mm et 1,8mm.
Les tronçons intermédiaires peuvent avoir une longueur, dans la direction MD, supérieure à 3mm, notamment supérieure à 5mm, notamment supérieur à 10mm et/ou sur toute la longueur en MD du stratifié et/ou sur toute la longueur en MD du stratifié sous forme d’oreille élastique, notamment inférieure à 100mm. Les tronçons intermédiaires d’étendent de manière continue ou discontinue dans la direction MD.
Les tronçons intermédiaires peuvent avoir une largeur comprise entre 0.4mm et 2mm, notamment entre 0,4mm et 1,9mm, notamment entre 0,5mm et 1,5mm. En particulier, cette largeur est inférieure de 10% à la largeur des U inversés, notamment est comprise entre 10% et 50% de cette largeur, encore plus préférablement entre 10% et 30% de cette largeur des U inversés à l’état non étiré.
A la , il est représenté un autre mode de réalisation dans lequel la bande 4 continue de colle du mode de réalisation de la est remplacée par des bandes ou lignes 4d, 4g qui s’étendent en longueur dans la direction MD et sont à distance les unes des autres dans la direction CD. Les bandes ou lignes de colle ont chacune une largeur en direction CD qui peut être identique ou varier d’une ligne/bande à l’autre.
La largeur des lignes ou bandes d’adhésif, notamment de colle, peut être comprise entre 0.5mm et 3mm ou entre 10mm et 80mm.
En outre, suivant un mode de réalisation avantageux, au moins une des lignes ou bandes de colle se trouve entre un film élastique 2d, 2g et un des tronçons 9 intermédiaires de la couche 1 de non tissé supérieure et a une largeur en direction CD strictement inférieure à celle dudit un des tronçons 9 rectilignes. En particulier, certaines des lignes ou bandes de colle, notamment toutes les lignes ou bandes de colle, se trouvent chacune entre un film élastique 2d, 2g et un respectif des tronçons 9 intermédiaires de la couche 1 de non tissé supérieure et ont chacune une largeur en direction CD strictement inférieure à celle dudit un respectif des tronçons 9 intermédiaires.
Suivant un autre mode de réalisation différent, toutes les lignes ou bandes de colle se trouvent chacune entre un film élastique 2d, 2g et un respectif des tronçons 9 de la couche 1 de non tissé supérieure et ont chacune une largeur en direction CD égale à celle dudit un respectif des tronçons 9.
La couche de non tissé 1 supérieure est réalisée à partir d’un non tissé à base de filaments continus, c’est-à-dire des filaments ayant une grande longueur, notamment 120mm ou plus. En particulier, le non tissé de la couche 1 de non tissé peut être un Spunbond ou comporter un Spunbond associé à d’autre non tissés, par exemple un SM, un SMS, ou analogue.
La couche de non tissé 1 supérieure peut avoir un grammage compris entre 10 et 30g/m², notamment entre 10 et 22g/m².
La couche de non tissé 3 inférieure peut être réalisée également à partir de filaments continus, mais, et de préférence, aussi à partir de tout autre non tissé, en particulier à base de fibres courtes, notamment un cardé tel qu’un spunlace.
La couche de non tissé 3 inférieure peut avoir un grammage compris entre 10 et 30g/m², notamment entre 18 et 25g/m².
L’épaisseur de la couche de non tissé supérieure (mesurée perpendiculairement aux tronçons rectilignes, à l’état de repos et à l’air libre sans application de pression sur le non tissé) peut être comprise entre 0,5mm et 2mm.
L’épaisseur de la couche de non tissé inférieure (mesurée perpendiculairement aux tronçons rectilignes, à l’état de repos et à l’air libre sans application de pression sur le non tissé) peut être comprise entre 0,1mm et 0,5mm).
La représente schématiquement un stratifié intermédiaire obtenu lors d’une étape lors de la fabrication du stratifié de la dans une installation telle que représentée aux figures 13 ou 14.
Sur une couche de non tissé, par exemple spunlace, 25g/m², destinée à former la couche 3 de non tissé inférieure, il a été déposé les bandes de colle 5d, 5g ainsi que les champs de colle 7d, 7c et 7g, puis, par-dessus, les deux film 2g, 2d élastiques ont été déposés pour obtenir le stratifié intermédiaire de la .
D’autre part, une couche de non tissé précurseur destinée à former la couche de non tissé supérieure a été mise en forme en la faisant passer dans l’installation représentée aux figures 3 et 4, entre deux rouleaux 305, 306 comportant chacun des dentures qui s’interpénètrent sans contact en CD pour ainsi conformer la couche de non tissé, dans les zones qui sont passées entre les dentures, en une forme en accordéon, à savoir les deux zones 1d et 1g en accordéon, séparées par une zone centrale 1c non conformée (qui n’est pas passée entre des dentures). En outre, deux zones de bord s’étendent entre les bords respectifs de la couche de non tissé et les deux zones en accordéons, ces deux zones de bord n’étant pas non plus passées entre les dentures et n’étant pas conformées. Lors du passage dans l’installation à rouleaux dentés formant un module dit vagueur, on obtient la couche de non tissé supérieure conformée comme représentée à la . Le module vagueur, à la différence d’un module d’activation bien connu dans le domaine pour activer un stratifié de ce genre pour libérer l’élasticité du film élastique dans le stratifié, conforme le produit sous forme de vague sans le casser, notamment sans casser le non tissé. Le vagueur conforme le produit de telle sorte que la largeur du non tissé en entrée du vagueur est plus large que la largeur du stratifié en sortie du vagueur, contrairement à l’activation qui a pour objectif d’obtenir une largeur identique ou plus importante en sortie du bloc d’activation.
On dépose ensuite sur le stratifié intermédiaire de la la bande 4 de colle ainsi que les champs de colle 6d, 6c et 6g pour obtenir le stratifié intermédiaire de la .
Ensuite, la couche de non tissé de la est déposée par laminage sur le stratifié intermédiaire de la , à l’état non étiré, pour obtenir le stratifié de la . Le stratifié intermédiaire de la , préalablement à la lamination avec la couche de non tissé de la , peut être activité ou non, et/ou le non tissé du stratifié intermédiaire de la peut être activé préalablement.
La est une représentation du stratifié de la qui a subi, en plus, une étape d’activation, préalablement à l’étape d’enduction de colle et à l’étape de lamination du non tissé conformé.
On peut réaliser ensuite une activation du stratifié de la , pour libérer et/ou ajuster l’élasticité de la couche de non tissé inférieure et/ou du film élastique en l’étirant dans la direction CD, ce qui a pour effet de « casser » ou faire perdre leur cohésion aux fibres et/ou filaments du non tissé pour ainsi l’élargir. Après l’activation, le non tissé se rétracte sous l’effet des films élastiques pour obtenir le stratifié de la . Avantageusement, le non tissé de la peut être activé préalablement à l’étape de conformation en vagues.
Suivant une variante, on peut aussi réaliser l’activation de la couche inférieure de non tissé après la formation du stratifié de la , pour obtenir le stratifié intermédiaire de la sur lequel on réalise alors les étapes de pose de colle puis de laminage du non tissé de la décrites aux figures 2C et 2D.
On peut, suivant l'invention, utiliser une colle telle que des colles de type PSA (Pressure sensitive Adhesive) non réactive, par exemple la H2465 de Bostick, ou une colle PU réactive, notamment la XPU18314 de Bostik. De préférence, ces colles auront une nature chimique similaire au film élastomère. Par exemple, si on analyse une de ces colles avec un spectromètre à Infra rouge, pour identifier les fonctions chimiques, ou une chromatographie liquide pour séparer et quantifier les substances, on retrouvera de préférence des traces d’un ou des composants ou de leurs dérivés de la matière ou des matières du film élastomère.
De préférence, ces colles sont à base de SIS, SBS, SEBS et SEPS, permettent une bonne affinité avec le film par des matières chimiques similaires.
De préférence la couche de colle a un grammage inférieur à 15g/m², notamment inférieur à 12g/m², plus préférablement inférieur à 8g/m².
Dans la présente invention, on entend par non-tissé un produit obtenu à l’issue de la formation d’une nappe de fibres et/ou de filaments qui a été consolidée. La consolidation peut être mécanique, chimique ou thermique et se traduit par la présence de liaison entre les fibres et/ou les filaments. Cette consolidation peut être directe, c’est-à-dire faite directement entre les fibres et/ou filaments par soudure, ou elle peut être indirecte, c’est-à-dire par l’intermédiaire d’une couche intermédiaire entre les fibres et/ou les filaments, par exemple une couche de colle ou une couche de liant. Le terme non-tissé se rapporte à une structure en forme de ruban ou nappe de fibres et/ou filaments qui sont entrelacées d’une manière non uniforme, irrégulière ou au hasard. Un non-tissé peut avoir une structure de couche unique ou une structure à couches multiples. Un non-tissé peut être réalisé à partir de différents matériaux synthétiques et/ou naturels. Les matériaux naturels à titre d’exemple sont des fibres de cellulose, telles que coton, jute, pâte à papier, lin et analogue et peuvent également inclure des fibres de cellulose re-traitées, telles que la rayonne ou la viscose (acétate de cellulose). Les fibres naturelles pour un matériau non-tissé peuvent être préparées en utilisant divers procédés tels que le cardage. Des matériaux synthétiques à titre d’exemple comportent, mais sans s’y limiter, des polymères thermoplastiques synthétiques, qui sont connus pour former des fibres et/ou filaments qui incluent, sans s’y limiter, les polyoléfines, par exemple le polyéthylène, polypropylène, polybutylène et analogue ; le polyamide, par exemple le polyamide 6, polyamide 6.6, polyamide 10, polyamide 11, polyamide 12 et analogue ; des polyesters, par exemple des polyéthylènes téréphtalates, des polybutylènes téréphtalates, des acides polylactiques (PLA) et analogues, des polycarbonates, des polystyrènes, des élastomères thermoplastiques, des vinyles polymères, des polyuréthanes et des mélanges et des co-polymères de ces derniers. Certaines de ces matières peuvent être bio-plastique, par exemple bio-sourcée (par exemple le Bio-PE, le PLA ou PHA (Polyhydroxyalcanoates), polyamide 11, viscose (acétate de cellulose), et analogues) et/ou biodégradable (PLA et analogues). De manière générale, les fibres et les filaments diffèrent principalement par leur longueur et par leur procédé de fabrication.
On entend par « filaments continus » les éléments unitaires, de très grandes longueurs vis à vis du diamètre dans lequel s’inscrit leur section, extrudés de manière continue pour former directement une nappe de non-tissé qui peut être ensuite consolidée par thermo-liage ou tout autre moyen pour permettre l’atteinte des performances souhaitées et/ou leur transport. De préférence, les filaments continus présentent une longueur supérieure à 120mm.
On entend par « fibre » le terme générique pour désigner une matière textile ou un élément de matière textile de longueur réduite, inférieure à la longueur des filaments continus, et susceptible d’être filée et/ou utilisée dans la réalisation de non-tissés. On distingue deux types de fibres, les fibres courtes formées de matière discontinue de faible longueur inférieure à 50mm (préférentiellement de 25 mm à 50 mm) et les fibres longues formées de manière discontinue de grande longueur supérieure à 50 mm (préférentiellement de 60 mm à 120 mm).
A la différence des filaments continus qui sont consolidés directement après avoir été extrudés, les fibres sont communément orientées et organisées en nappe lors d’une étape de cardage bien connue de l’homme du métier. Cette nappe peut être ensuite consolidée par thermo-liage ou tout autre moyen pour permettre l’atteinte des performances souhaitées et/ou leur transport.
Suivant la présente invention, on entend par « film » un matériau de type feuille ou pellicule dont la longueur et la largeur sont chacune très supérieures à l’épaisseur (par exemple dans un rapport de 10x, 50x ou même 1000x ou plus). Classiquement, un film a une épaisseur inférieure à 0,7mm, notamment inférieur à 0,5mm ou moins. En particulier, un cordon ou un fil ou un ensemble de cordons et/ou de fils ne sont pas des films.
Comme exemple non limitatif de matériau élastomère, on peut citer : les copolymères styrène/isoprène (SI), styrène/isoprène/styrène (SIS), styrène/butadiène/styrène (SBS), styrène-éthylène/butylène-styrène (SEBS), styrène-éthylène/propylène-styrène (SEPS) ou SIBS. Des mélanges de ces élastomères les uns avec les autres ou avec des non élastomères modifiant certaines caractéristiques autres que l'élasticité peuvent également être pris en compte. Par exemple jusqu'à 50% en masse mais, de préférence, moins de 30% en masse de polymère peuvent être ajoutés afin de modifier certaines caractéristiques des matériaux de base (élasticité, tenue à la chaleur, processabilité, tenue aux UV, colorant,...), tels que des polystyrènes ou des poly a-méthyl-styrène, polyesters époxy, polyoléfines, par exemple des polyéthylènes ou certains acétates d'éthylène/vinyle, de préférence ceux de masses molaires plus élevées.
Le matériau élastomère peut être, notamment, un styrène-isoprène-styrène, disponible par exemple auprès de la Société Kraton Polymers, sous la dénomination KRATON D (Marque déposée), ou de la société DEXCO POLYMERS LP (aux ETATS-UNIS) ou TSRC (en EUROPE) sous la dénomination VECTOR SBC 4211 (Marque déposée) et/ou sous la dénomination VECTOR SBC 4111 (Marque déposée) et/ou sous la dénomination VECTOR SBC 4411 (Marque déposée) ou un mélange au moins de deux de ces matières. On peut également utiliser les matériaux TPE (ThermoPlastic Elastomère), en particulier un élastomère thermoplastique de polyuréthane, notamment le ESTANE (Marque déposée) 2102-75A-TPU de la Société LUBRIZOL. On peut utiliser également un styrène-butadiène-styrène, notamment le VECTOR SBC 4461 (Marque déposée) de la société Dexco Polymers a TSRC COMPANY LP. On peut aussi utiliser un styrène-éthylène/butylène, ou un copolymère séquence styrène-éthylène-butylène-styrène (SEBS).
La liste sans être exhaustive, peut être complétée par l’utilisation de l’ensemble des polymères polyisoprènes hydrogénés tels que le styrène-éthylène-propylène-styrène (SEPS), styrène-éthylène-propylène-styrène-éthylène-éthylène-propylène (SEPSEP), polymères de polybutadiène hydrogénés tels que styrène-éthylène-butylène-styrène (SEBS), styrène-éthylène-butylène-styrène-éthylène-éthylène-butylène-éthylène-butylène-butylène (SEBSEB), styrène-butadiène-styrène (SBS), styrène-isoprène-styrène (SIS), styrène-isoprène-butadiène-styrène (SIBS), polymère polyisoprène/butadiène hydrogéné tel que styrène-éthylène-éthylène-éthylène-propylène-styrène (SEEPS), et des polymères tribloc vinyle-polyisoprène hydrogéné/polyisoprène hydrogéné/polyisoprène/polystyrène, tels que HYBRAR 7311, disponibles dans le commerce (Kuraray America, Inc., Houston, Tex.), et leurs combinaisons.
Les configurations de blocs polymères tels que diblock, triblock, multiblock, multiblock, star et radial sont également envisagées dans cette divulgation. Dans certains cas, des copolymères séquencés de ou masses molaires plus élevé peuvent être souhaitables. Les copolymères séquencés sont disponibles auprès de Kraton Polymers U.S. LLC de Houston, Tex. sous les désignations, par exemple Kraton D1184, Kraton FG1901 et Kraton FG1924, sous les dénominations Septon 8007 de la société Kuraray. Dynasol est un autre fournisseur potentiel de ces polymères.
On peut également utiliser un copolymère d'acrylate d'isooctyle et d'acide acrylique suivant des rapports de monomère de 90/10, qui est un thermoplastique avec réticulation physique en absence d’un réticulant.
D'autres matériaux possibles sont des polymères polyoléfines, principalement des copolymères d'éthylène et/ou propylène, ayant des caractéristiques des élastomères, notamment issus de la catalyse métallocène, tel le VISTAMAXX VM-1120 (Marque déposée), disponible auprès de la société Exxon Mobil Chemical ou encore des polymères chargés avec du caoutchouc.
Des exemples d'élastomères thermoplastiques à base de polyoléfine utilisables dans les couches de film élastomère comprennent, entre autres, une polyoléfine cristalline, par exemple, un homopolymère ou un copolymère d'une alpha-oléfine ayant 1 à 20 atomes de carbone, et comprenant 1 à 12 atomes de carbone.
Les homopolymères et les copolymères décrits ci-dessous sont des exemples de polyoléfines cristallines.
(1) Homopolymère d'éthylène. L'homopolymère d'éthylène peut être préparé par l'un quelconque des procédés à basse pression et à haute pression.
(2) Copolymères d'éthylène et pas plus de 10 % en moles d'alpha-oléfines autres que l'éthylène ou de monomères vinyliques ; par exemple, le copolymère d'éthylène octène, disponible sous les marques Engage 8407 ou Engage 8842 (Dow Chemical, Houston, Tex.).
(3) Copolymères de polypropylène ; les exemples comprennent le copolymère impact de polypropylène PP7035E4 et le copolymère aléatoire de polypropylène PP9574E6 (Exxon Mobil, Houston, Tex, ou encore des homopolymères de polypropylène).
(4) Copolymères aléatoires de polypropylène et pas plus de 10 % en moles d'alpha-oléfines - oléfines autres que le propylène.
(5) Copolymères séquencés de polypropylène et pas plus de 30 % en moles de alpha-oléfines autres que le propylène.
(6) Homopolymère de butène-1-butène.
(7) Copolymères aléatoires de 1-butène et pas plus de 10 % en moles d'alpha-oléfines - oléfines autres que 1-butène.
(8) Homopolymère de 4-méthyl-1-pentène homopolymère de 4-méthyl-1-pentène.
(9) Copolymères aléatoires de 4-méthyl-1-pentène et pas plus de 20 % en moles d'alpha-oléfines autres que le 4-méthyl-1-pentène.
Les alpha-oléfines comprennent, par exemple, l'éthylène, le propylène, le butène-1, le 4-méthyl-1-pentène, le 1-hexène et le 1-octène.
Parmi les élastomères thermoplastiques à base de polyoléfines disponibles dans le commerce et destinés à être utilisés dans les couches de film élastomère, on peut citer VISTAMAXX.TM. (élastomère à base de propylène et/ou éthylène, disponible chez ExxonMobil Chemical, Houston, Tex.), INFUSE.TM. (oléfine bloc copolymères, disponibles auprès de Dow Chemical Company, Midland, Michigan), VERSIFY.TM. (propylène /éthylène élastomère, notamment obtenue via la technologie « INSITE technology ») tels que VERSIFY.TM. 4200 (Dow Chemical Company, Midland, Michigan), ENGAGE.TM. (copolymère d'éthylène octane, disponible auprès de Dow Chemical, Houston, Tex.) et NOTIO 0040 et NOTIO 3560 (disponible auprès de Mitsui Chemical (USA), New York, N.Y.), Adflex X100 G (disponible auprès de Lyondellbasell). Il pourrait également être utilisé les matières suivantes :
- un élastomère propylène, notamment la gamme « Vistamaxx » de chez EXXON MOBIL sous les références 6000 et/ou 6102 et/ou 6102FL et/ou 6202 et/ou 6202FL et/ou 6502, 7050BF et/ou 7810, et/ou
- un oléfine bloc copolymère, notamment la gamme « Infuse » de chez DOW CHEMICAL sous les références 9000 et/ou 9007 et/ou 9010 et/ou 9077 et/ou 9100 et/ou 9107, et/ou
- un élastomère polyoléfine, notamment la gamme « Engage » de chez DOW CHEMICAL sous les références 8402 et/ou 8401 et/ou 8411 et/ou 8407 et/ou 8137 et/ou 8200 et/ou 8207, et/ou
un copolymère propylène-éthylène, notamment la gamme « Versify » de chez DOW CHEMICAL sous les références 3200 et/ou 3300 et/ou 3401 et/ou 4200.
Dans une réalisation particulièrement adaptée, l'élastomère thermoplastique à base de polyoléfine est VISTAMAXX.TM. 6102FL ou VISTAMAXX 7050 BF (disponible chez ExxonMobil Chemical, Houston, Tex.). La référence ".TM" pour les noms de marques enregistrées correspond à "Trade Mark".
Dans un autre cas, l'élastomère thermoplastique peut être un élastomère ester/éther thermoplastique.
On entend par « matériau élastomère », un matériau qui peut être étiré sans se rompre sous l'effet d'une force d'étirement exercée selon une direction donnée et pouvant reprendre sensiblement sa forme et ses dimensions initiales après relâchement de cette force d'étirement. Il s'agit par exemple d'un film qui conserve une déformation résiduelle ou rémanence après élongation et relâchement (déformation résiduelle aussi appelée « permanent set » ou « SET ») inférieure ou égale à 30%, de préférence inférieure ou égale à 20%, encore plus de préférence inférieure ou égale à 10%, de sa dimension initiale (avant élongation) pour un allongement de 100% de sa dimension initiale, à température ambiante (23°C – degré Celsius). Le matériau élastomère peut être un matériau thermoplastique élastomère, en particulier un matériau thermoplastique élastomère réticulé physiquement, tels que ceux décrits dans la présente divulgation ou un matériau thermoplastique élastomère réticulé chimiquement.
Pour mesurer la rigidité d’une couche de non tissé, on peut notamment utiliser le test suivant :
La rigidité peut être mesurée en utilisant une vitesse d’élongation constante d’un bâti de traction en élongation, comportant une interface d’ordinateur (un instrument approprié est un MTS Alliance sous logiciel TestWorks 4, disponible de la société MTS Systems Corp, Eden Prairie, Minnesota) muni d’une cellule de charge de 5N ou 10N ou 100N. Les tests sont effectués à 23°C+- 2°C et à environ 50% à +-2% d’humidité relative.
Le bâti comporte deux mâchoires latérales de serrage, par exemple en acier inoxydable, définissant entre elles un interstice, et une lame plongeuse, en matériau « léger » tel que l’aluminium, disposée centralement à mi-distance des mâchoires au-dessus de l‘interstice. On positionne l’échantillon de manière que deux parties d’extrémité de la région d’une couche de non tissé dont on souhaite étudier la rigidité d’un point au centre soient chacune serrées dans une des mâchoires et de manière à ce que le point de l’échantillon où l’on souhaite en mesurer la rigidité se trouve exactement en dessous de la lame plongeuse.
On découpe des échantillons de 50mm de largeur et supérieur à 40mm de longueur pour permettre de tester une longueur de 40mm inter mâchoires. Si l’élément n’a pas suffisamment de matière pour des échantillons de cette dimension, on utilise les dimensions disponibles pour une comparaison de la rigidité d’échantillons de même dimension. On abaisse la lame plongeuse à une vitesse constante de 508mm/min sur une distance en hauteur de 40mm, en réglant la fréquence d’acquisition à 100Hz.
On programme le logiciel pour calculer la force de courbure pic maximum et la rigidité (N/m) de la courbe construite donnant la force (N) en fonction de l’élongation (m). La rigidité est calculée comme étant la pente de la courbe force de flexion/élongation pour la région linéaire de la courbe en utilisant un segment de ligne minimum d’au moins 25% de la force de flexion pic totale pour calculer la pente.
Aux figures 7 à 10 est représenté un exemple d’outillage 100 de support et de réglage d’un échantillon d’un stratifié en vue d’en déterminer son épaisseur.
L’outillage comporte une embase 101 de forme rectangulaire de laquelle font saillie deux murets 102,103 latéraux gauche et droit entre lesquels s’étendent deux rails 104, 105 avant et arrière en forme de tiges. Un chariot 106 est monté coulissant le long des deux rails 104 et 105. Il est prévu des moyens de serrage permettant de bloquer le chariot 106 dans une position au choix le long des rails 104, 105. Ces moyens sont commandés par une poignée 107 pouvant être pivotée manuellement entre une position de blocage dans laquelle le chariot 106 ne peut plus coulisser le long des rails et une position débloquée dans laquelle le chariot 106 peut coulisser le long des rails.
Il est monté sur le dessus du chariot 106 une mâchoire 108 mobile et sur le dessus du muret 103 latéral droit une mâchoire 109 fixe, dont le serrage peut être commandé par un écrou 111 de serrage.
Pour supporter un échantillon de stratifié de forme rectangulaire, par exemple de 30mm sur 30mm, on fait en sorte que ses deux bords opposés dans la direction CD soient pris chacun dans une des deux mâchoires 108 mobile et 109 fixe. Ensuite, on règle l’étirement (allongement) que l’on souhaite appliquer à l’échantillon en desserrant la poignée 107 pour pouvoir faire ainsi coulisser la mâchoire mobile 108. Une réglette 110 comportant des repères permet de connaître la valeur de l’allongement en fonction de la position de la mâchoire mobile.
Pour réaliser la mesure de l’épaisseur de l’échantillon de stratifié S supporté et étiré par l’outillage 100 ou un outillage équivalent, on peut utiliser un appareillage 200 d’application de pression et de mesure d’épaisseur, comme représenté aux figures 11 et 12, notamment l’appareillage intitulé « Precision Thickness Tester » commercialisé par la société VVC sous la référence D-2005-V.
Cet appareillage 200 comporte un disque 202, de surface circulaire de 25 cm² de surface, disposé à l’extrémité d’un bras cylindrique 203 mobile verticalement sous la commande de moyens électroniques de commande intégrés dans l’appareillage. L’autre extrémité du bras comprend une masse additionnelle pour appliquer une pression de 1KPa sur une surface de 25cm². Pour réaliser les mesures, il est utilisé un palet 201 carré de 15mm x 15mm et ainsi la force appliquée sur l’échantillon est de 11.1Kpa (11.1kPa=1kPa*(25cm²/2.25cm²)) et non de 1kPa. Ainsi, une fois le stratifié pris entre le palet et le disque on peut mesurer l’épaisseur de l’échantillon au niveau de la surface du palet en réalisant les étapes suivantes :
On appuie sur le bouton « zéro » de l’appareillage pour déplacer le bras vers le bas jusqu’à venir en appui directement (sans échantillon) sur le palet de 15x15mm et définir la valeur de 0 micromètre,
On réalise une mesure de l’épaisseur pour vérifier que la valeur de 0 micromètre est obtenue, puis
On réalise une mesure de l’épaisseur avec un poids supérieur, par exemple 10% pour vérifier que la valeur de 0 micromètre est toujours obtenue.
On positionne ensuite l'échantillon sur le dessus du palet de 15x15 mm (2.25cm²) (à savoir 11.1kPa=1kPa*(25cm²/2.25cm²)), le palet de 15x15mm étant positionné dans l'axe du bras cylindrique, et
On effectue les mesures en fonction des différents étirements que l’on règle par exemple à l’aide de l’outillage 100 de support et de réglage représenté à la ou d’un outillage équivalent.
Pour obtenir la courbe donnant la perte relative d’épaisseur en fonction de l’élongation, on étire le stratifié à au moins quatre valeurs, d’étirement, par exemple 25%, 50%, 75% et 100% et on mesure, suivant la méthode indiquée ci-dessus, pour chaque valeur d’étirement, l’épaisseur, par exemple e25, e50, e75et e100et on trace les droites reliant les points successifs ainsi déterminés pour obtenir ladite courbe.
Aux figures 5 et 6 sont fournies les données de mesure de l’épaisseur en fonction de l’étirement d’échantillons de quatre exemples de stratifiés suivant l’invention et d’un exemple comparatif d’un stratifié de l’art antérieur.
Le stratifié de l’art antérieur est un laminé élastique prélevé sur une couche culotte portant la référence "02184499341631" issu du paquet de couches de la marque Pampers® Baby-Dry™ en Taille 4 et portant la référence "02184499 34 16: 13 05/08/20 MADE in Germany E". Ce produit comprend un film élastique pris en sandwich entre deux non tissés, lequel film élastique étant fixé, par soudures ultrasons, à l'état étiré sur les deux non-tissés
Dans la présente invention, on entend par élongation maximale d’un stratifié, l’élongation dans la direction CD à partir de laquelle il apparait au moins une ondulation dans une section en coupe du stratifié dans la direction MD. En particulier, dans la présente invention le test n’est pas réalisé au-delà de 100% d’allongement. La perte d’épaisseur maximale est prise à 100%. L’allongement maximal est compris entre 50% et 100%. Au besoin la perte d’épaisseur maximale est prise à une élongation à 100%.
Aux figures 13 à 16 sont représentées schématiquement des installations de production permettant d’obtenir des stratifiés, notamment de l’invention.
A la , deux rouleaux 301 et 302 de première lamination définissent un interstice de lamination entre lesquels on fait passer une première couche NT1 non tissé sur laquelle ont été déposées, dans un premier poste d’enduction, Enduction 1, des lignes de colle, par l’intermédiaire d’un clinquant. On fait passer également dans l’interstice deux films élastiques côte à côte et à distance l’un de l’autre pour ainsi réaliser, dans l’interstice de lamination leur fixation par lamination à la première couche de non tissé.
Le stratifié intermédiaire, constitué de la première couche de non tissé NT1 et des deux films élastiques est ensuite transporté vers un deuxième interstice de lamination formé entre deux rouleaux 303, 304 de deuxième lamination.
Un deuxième poste d’enduction, Enduction 2, est disposé en amont du deuxième interstice de lamination, assure le dépôt sur ce stratifié intermédiaire, du côté des films élastiques de lignes de colle, par l’intermédiaire d’un clinquant.
D’autre part, on fait passer dans le deuxième interstice, une deuxième couche de non tissé, NT2. En amont du deuxième interstice, la deuxième couche de non tissé passe dans un interstice de formation de vagues, dit Vagueur, constitué de deux rouleaux 305, 306 dentés, dits rouleaux Vagueurs, dont les dents s’interpénètrent sans contact en CD comme représentés aux figures 3 et 4B, qui vont conformer la deuxième couche de non tissé en forme de vagues avant son introduction dans le deuxième interstice pour sa lamination au stratifié intermédiaire, pour ainsi obtenir en sortie du deuxième interstice, le stratifié final.
Dans le mode de réalisation de la , la deuxième couche de non tissé, en sortie de l’interstice de formation de vague est appliqué sur le stratifié intermédiaire en amont de leur introduction dans le deuxième interstice de lamination, le rouleau support des deux rouleaux Vagueurs étant en contact avec l’un des deux rouleaux 303, 304 de deuxième lamination.
Les positions relatives des deux rouleaux vagueurs permet d’ajuster la forme des vagues, notamment par unité de longueur, et leur hauteur. Le nombre de dents des deux rouleaux vagueurs permet d’ajuster le nombre de vagues.
L’installation des figures 13, 14 et 16 utilisent un vagueur selon la avec les dimensions suivantes :
« Pen » est compris entre 0.5 et 3.5 mm, de préférence entre 1 et 3.1 mm, en particulier de l’ordre de 2.8mm. « R2 » est compris entre 0.1 et 5 degrés, de préférence entre 0.2 et 4 degrés, en particulier de l’ordre de 0.50 degré. « P » est compris entre 0.01 et 3 mm, de préférence entre 0.02 et 1 mm, en particulier de l’ordre de 0.08mm. « R » est compris entre 0.1 et 5 degrés, de préférence entre 0.1 et 3 degrés, en particulier de l’ordre de 0.3 degrés. « Ep2 » est compris entre 0.3 et 3 mm, de préférence entre 0.4 et 1 mm, en particulier de l’ordre de 0.68mm. « PAS » est compris entre 1 et 4 mm, de préférence entre 1.5 et 3 mm, en particulier de l’ordre de 2.20mm. « H » est compris entre 1 et 10 mm, de préférence entre 2 et 5 mm, en particulier de l’ordre de 4mm. « Ang2 » est compris entre 1 et 10 degrés, de préférence entre 1.5 et 7 degrés, en particulier de l’ordre de 3,9 degrés. « Ep1 » est compris entre 0.5 et 6 mm, de préférence entre 0.7 et 4 mm, en particulier de l’ordre de 1.12mm. «Ang1» est compris entre 0.1 et 2 degrés, de préférence entre 0.1 et 0.75 degré, en particulier de l’ordre de 0.25 degré.
L’installation de la est sensiblement identique à celle de la , la différence entre les deux étant le positionnement du rouleau 305 support des deux rouleaux Vagueurs qui reste à distance de chacun des deux rouleaux 303, 304 de deuxième lamination.
A la , deux rouleaux 401 et 402 de lamination définisse un interstice de lamination entre lesquels on fait passer une première couche NT1 non tissé sur laquelle ont été déposées, dans un premier poste d’enduction, Enduction 1, des lignes de colle, par l’intermédiaire d’un clinquant, ainsi qu’une deuxième couche NT2 non tissé sur laquelle ont été déposées, dans un deuxième poste d’enduction, Enduction 2, des lignes de colle, par l’intermédiaire d’un clinquant. On fait passer également dans l’interstice deux films élastiques côte à côte et à distance l’un de l’autre, entre les deux couches de non tissé, NT1 et NT2, pour ainsi réaliser, dans l’interstice de lamination leur fixation par lamination aux deux couches de non tissé, entre elles.
En amont de l’interstice et de chacun des postes d’enduction, on fait passer chaque couche de non tissé respective dans un interstice de formation de vagues, dit Vagueur ou Tasseur, constitué de deux rouleaux dentés, dits rouleaux Vagueurs ou Tasseur, dont les dents s’interpénètrent sans contact en CD, comme représentés à la , qui vont conformer les deux couches de non tissé en forme de vagues avant leur introduction dans l’interstice de lamination, pour ainsi obtenir en sortie de l’interstice le stratifié final. Les positions relatives des rouleaux vagueurs permet d’ajuster la forme des vagues, notamment par unité de longueur, et leur hauteur. Le nombre de dents des deux rouleaux vagueurs permet d’ajuster le nombre de vagues. Les deux rouleaux de la utilisé à la ont des dimensions « Pen » comprise entre 3 et 6 mm, de préférence entre 3 et 4 mm, en particulier de l’ordre de 3.5mm ; « Diam » comprise entre 20 et 50 mm, de préférence entre 25 et 45 mm, en particulier de l’ordre de 38mm ; « R » comprise entre 0.1 et 0.7 mm, de préférence entre 0.15 et 0.6 mm, en particulier de l’ordre de 0.51mm ; « PAS » comprise entre 1 et 6 mm, de préférence entre 2 et 5 mm, en particulier de l’ordre de 4.32mm ; « Ep » comprise entre 0.5 et 3 mm, de préférence entre 1.2 et 2.3 mm, en particulier de l’ordre de 1.91mm ; et « d1 » comprise entre 1.5 et 4 mm, de préférence entre 1.7 et 3 mm, en particulier de l’ordre de 2.41mm.
Dans l’installation de la , il est prévu en outre, après obtention du stratifié, et de manière optionnelle, un poste d’activation dans lequel deux rouleaux dentés assurent un étirement transversal du stratifié pour « activer » le stratifié, c’est-à-dire augmenter ces capacités d’étirage en « étirant » les non tissés non élastiques ou peu élastiques et/ou les films élastiques, ce qui libère l’élasticité des élastiques dans le stratifié et augmente ainsi l’élasticité de ce dernier.
A la , deux rouleaux 501 et 502 de lamination définisse un interstice de lamination entre lesquels on fait passer une première couche NT1 non tissé sur laquelle ont été déposées, dans un premier poste d’enduction, Enduction 1, des lignes de colle, par l’intermédiaire d’un clinquant, ainsi qu’une deuxième couche NT2 non tissé sur laquelle ont été déposées, dans un deuxième poste d’enduction, Enduction 2, des lignes de colle, par l’intermédiaire d’un clinquant. On fait passer également dans l’interstice deux films élastiques côte à côte, entre les deux couches de non tissé, NT1 et NT2, pour ainsi réaliser, dans l’interstice de lamination leur fixation par lamination aux deux couches de non tissé, entre elles.
En amont de l’interstice et de l’un, ici Enduction 2, des deux postes d’enduction, on fait passer la couche de non tissé correspondante, NT2, dans un interstice de formation de vagues, dit Vagueur, constitué de deux rouleaux dentés, dits rouleaux Vagueurs, dont les dents s’interpénètrent sans contact en CD, comme représentés à la figure 4, qui vont conformer la couche de non tissé en forme de vagues avant son introduction dans l’interstice de lamination, pour ainsi obtenir en sortie de l’interstice le stratifié final. Les positions relatives des rouleaux vagueurs permet d’ajuster le nombre des vagues, notamment par unité de longueur, et leur hauteur.
Suivant une option de l’installation de la , on peut envisager de réaliser la formation de vague directement sur l’un 502 des deux rouleaux de lamination, en prévoyant que ce rouleau 502 de lamination forme, avec un rouleau 505 Vagueur optionnel, un interstice de formation de vagues, soit en plus de celui déjà prévu en amont, soit en remplacement de ce dernier.
A la , il est représenté un exemple de courbe donnant la force en fonction de l’allongement d’un stratifié ayant un effet frein. Un effet frein est caractérisé par la présence d’une butée, à savoir une nette rupture de pente entre une extension progressive jusqu’à l’extension donnée (aux figures 18A-C, l’élongation 10N) sans dégradation d’un ou de plusieurs composés du stratifié puis une pente forte. Cette butée indique à l’utilisateur la meilleure plage dans laquelle le produit doit être utilisée.
Le frein est défini par la présence d’au moins trois variations de pentes successives, une pente d’initiation, une pente de travail et une pente de butée. La pente d’utilisation est d’une inclinaison (positive) plus faible, mais non nulle, que l’inclinaison (positive) des pentes d’initiation et de butée.
En particulier, suivant l’invention, la courbe comporte un point d’inflexion séparant entre un premier segment inférieur de courbe ayant sa concavité tournée vers le bas et un deuxième segment supérieur ayant sa concavité tournée vers le haut. Le premier segment inférieur comporte un point sommet inférieur et le deuxième segment supérieur comporte un point sommet supérieur. La partie de la courbe entre le point d’origine (coordonnées F= 0 pour un pourcentage (%) d’allongement nul) et le point sommet inférieur est le segment d’initiation de la courbe, la partie de la courbe entre le point sommet inférieur et le point d’inflexion est le segment d’utilisation de la courbe et la partie de la courbe entre le point d’inflexion et le point sommet supérieur est le segment de butée de la courbe. On peut définir la pente d’initiation comme étant la pente moyenne du segment d’initiation, la pente d’utilisation comme étant la pente moyenne du segment d’utilisation et la pente de butée comme étant la pente moyenne du segment de butée.
Avec les stratifiés de l’art antérieur, il n’y a pas de contre réaction évolutive de la main dans la zone d’utilisation et l’usager arrive directement dans la zone de butée sans aucune transition, de sorte qu’il la confond avec la zone d’utilisation.
La pente d’utilisation selon l’invention est préférentiellement positionnée avant un allongement à 100%. Le début du domaine d’utilisation selon l’invention est préférentiellement positionné à une force supérieure à 2N. La fin du domaine d’utilisation selon l’invention est préférentiellement positionnée à une force inférieure à 10N.
En particulier, l’abscisse du segment d’initiation s’étend entre 0% et une valeur comprise entre 5% et 20%, par exemple 10%, et l’abscisse du segment d’utilisation s’étend entre une valeur comprise entre 5% et 20%, par exemple 10% et une valeur comprise entre 60% et 80%, par exemple 70%, tandis que l’abscisse du segment de butée s’étend, à la suite du segment d’utilisation jusqu’à une valeur comprise entre 80% et 120%, notamment, comme indiqué au paragraphe précédent, 100%.
Aux figures 18A, 18B et 18C, il est donné des exemples de courbes pour les exemples de stratifiés suivant l’invention.
On décrit ci-après trois exemples de stratifiés suivant l’invention, désignés respectivement par E46, E53 et HG1.
Exemple 1 : HG1
Le non tissé supérieur est un non tissé disponible chez SANDLER sous la référence SPUNLACE SAWASOFT 2925 en 30 g/m² . Le film élastique formulé à base de SIS est extrudé avec un grammage moyen de 50 g/m², le non tissé inférieure étant un non tissé disponible chez FITESA sous la référence SPUNBOND HES CD Rod d’un grammage de 20 g/m². La structure de l’Exemple 1 est telle que représentée à la figure 1b. Le produit a été obtenu selon le procédé représenté à la et en utilisant le vagueur de la , avec une pénétration des lames comprise entre 3 et 4mm.
Exemple 2 : E46
Le non tissé supérieur est un non tissé disponible chez SANDLER sous la référence SPUNLACE SAWASOFT 2626 en 25 g/m². Le film élastique formulé à base de SIS 50 est extrudé avec un grammage moyen de 50 g/m². Le non tissé inférieur est un non tissé disponible chez Texbond SPa sous la référence SPUNBOND ULTRASOFT d’un grammage de 18 g/m². La structure de l’Exemple 2 est telle que représentée à la . Il comprend 17 vagues en étant obtenu selon le procédé représenté schématiquement à la et en utilisant le vagueur de la , avec une pénétration des lames de l’ordre de 2,8mm.
Exemple 3 : E53
L’exemple 3 est similaire à l’exemple 2, la différence résidant en ce que l’entrefer de pénétration est de l’ordre de 2.7 mm pour l’exemple 3 au lieu de 2.8mm pour l’exemple 2.

Claims (22)

  1. Stratifié élastique, s'étendant en largeur dans une première direction, notamment CD, et en longueur dans une deuxième direction, notamment MD, qui comporte :
    • au moins une couche de non-tissé; et
    • au moins un film élastique fixé par une face supérieure, respectivement inférieure, à une face inférieure, respectivement supérieure, de la au moins une couche de non-tissé ;
    • le stratifié ayant une épaisseur (e0) initiale avant son premier étirement, et lorsque le stratifié est étiré selon la première ou la deuxième direction jusqu’à une élongation dite maximale, au moins égale à 50%, la courbe donnant la perte relative d’épaisseur [(e0- e(t)) / e0] en fonction de l’élongation (t) a une valeur maximale comprise entre 5 et 50%, de préférence inférieure ou égale à 40%, encore plus préférablement inférieure à 35%.
  2. Stratifié élastique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport de l’épaisseur (e0) initiale moins l’épaisseur (emax) du stratifié à l’élongation maximale sur l’épaisseur (e0) initiale, à savoir le rapport [(e0 –emax) / e0], est inférieur ou égal à 55%, notamment inférieur à 40%, notamment inférieure à 35% et/ou est supérieur à 5%, notamment supérieur à 10%, notamment supérieur à 20%.
  3. Stratifié élastique suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le rapport de l’épaisseur (e0) initiale moins l’épaisseur (e100) du stratifié à 100% d’élongation sur l’épaisseur (e0) initiale, à savoir le rapport [(e0 -e100) / e0], est inférieur ou égal à 55%, notamment inférieur à 40%, notamment inférieure à 35% et/ou est supérieur à 5%, notamment supérieur à 10%, notamment supérieur à 20%.
  4. Stratifié élastique suivant l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le stratifié, après étirement à une élongation de 100% à partir du premier état non étiré puis relâchement à un deuxième état non étiré (0% d’élongation), a une épaisseur (ev) et le rapport de l’épaisseur (ev) moins l’épaisseur (e100) du stratifié à 100% d’élongation sur l’épaisseur, à savoir le rapport [(ev -e100) / ev], est inférieur ou égal à 60%, notamment inférieur à 50%, notamment inférieure à 40%, en particulier inférieur à 35%.
  5. Stratifié élastique suivant l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fixation du au moins un film à la au moins une couche de non tissé est réalisée par interposition d'un adhésif, par exemple de la colle, le long d’une ou de plusieurs bandes ou lignes de colles s’étendant en longueur dans la deuxième direction, notamment MD, et à distance les unes des autres dans la première direction, notamment CD.
  6. Stratifié élastique suivant l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la au moins une couche de non tissé comporte des filaments continus.
  7. Stratifié élastique suivant l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la au moins une couche de non tissé comporte des filaments frisées.
  8. Stratifié élastique suivant l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la au moins une couche de non tissé comporte un non tissé Spunbond.
  9. Stratifié élastique suivant l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, après étirement à une élongation de 100% à partir de l’état initial, à savoir avant son premier étirement, puis relâchement à l’état non étiré (0% d’élongation), a une épaisseur (ev) supérieure à l’épaisseur (e0) initiale, et le rapport [(ev- e0)/ e0] est supérieur à 2%, notamment supérieur à 5%, plus particulièrement supérieur à 10% et, de préférence est inférieur à 70%, notamment inférieur à 50%, plus particulièrement inférieur à 35%.
  10. Stratifié élastique suivant l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, à l’état non étiré du stratifié et/ou du film élastique, la couche de non tissé comporte, en coupe transversale CD, en alternance, des tronçons intermédiaires, notamment rectilignes ou sensiblement rectilignes, notamment incurvés avec leur concavité tournée vers le haut avec une incurvation moindre que celle des U inversés, s’étendant dans la direction CD en étant fixés au film élastique, et des tronçons incurvés en U inversé, notamment en Ω, constitués chacun de deux tronçons brins partant de deux tronçons intermédiaires successifs et se rejoignant en un sommet, qui ne sont pas fixés au film élastique, en restant à distance de celui-ci de manière à définir entre eux et le film élastique des espaces vides.
  11. Stratifié suivant la revendication 10, caractérisé en ce que les tronçons intermédiaires s’étendent chacun sur une distance, mesurée dans la direction CD, qui est inférieur de 10% à la distance, mesurée dans la direction CD, entre les deux tronçons intermédiaires dont sont issus les deux tronçons brins d’un tronçon en U inversé, notamment en Ω, notamment est comprise entre 10% et 50% de cette distance.
  12. Stratifié élastique suivant l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le film élastique à base d’une composition élastomère ne comporte pas de peau extérieure.
  13. Stratifié suivant l’une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que au moins une bande ou ligne d’adhésif, notamment de colle, se trouve entre le film élastique et un tronçon intermédiaire respectif.
  14. Stratifié suivant l’une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que chaque U inversé est en Ω, en étant défini par deux brins gauche et droit issus d’un tronçon intermédiaire respectif et se rejoignant au sommet du U inversé, et un des deux brins gauche ou droit d’au moins un des tronçons en U inversé, notamment les deux brins gauche et droit d’au moins un tronçon en U inversé a/ont, dans une zone de départ partant du tronçon intermédiaire dont il est ou ils sont issu(s), une forme incurvée respective dont la concavité est tournée vers le film élastique.
  15. Stratifié suivant l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est prévu une couche de non tissé supplémentaire, de l’autre côté du film élastique.
  16. Stratifié suivant la revendication 15, caractérisé en ce que la couche supplémentaire est une couche de non tissé à base de fibres courtes, notamment un non tissé cardé, notamment un Spunlace ou un non tissé cardé thermolié.
  17. Stratifié suivant l’une des revendications 15 ou 16, caractérisé en ce que la couche de non tissé a un premier grammage et la couche de non tissé supplémentaire a un deuxième grammage, différent du premier grammage, notamment supérieur au premier grammage.
  18. Stratifié suivant l’une des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que la couche de non tissé a une première rigidité et la couche de non tissé supplémentaire a une deuxième rigidité, inférieure à la première rigidité, en particulier la couche de non tissé a une élongation en CD à 5N inférieure à 70% et la couche de non tissé supplémentaire a une élongation en CD à 5N supérieure à 70%.
  19. Procédé de fabrication d’un stratifié suivant l’une des revendications précédentes,
    le procédé comportant les étapes dans lesquelles :
    • On prend un film élastique ;
    • On prend une couche de non tissé, notamment un non tissé à filaments continus, notamment un Spunbond;
    • On conforme la couche de non tissé pour obtenir une couche de non tissé en forme de vagues ayant, en section transversale, la forme d’une succession de U inversés, notamment en Ω, séparés par des tronçons intermédiaires, notamment rectilignes ou sensiblement rectilignes, ou incurvés ou sensiblement incurvés, avec leur concavité tournée vers le haut, avec une incurvation moindre que celle des U inversés ; et
    • On fixe la couche de non tissé en forme de vagues sur le film élastique, notamment par le côté de la couche du non tissé opposé aux sommets des vagues.
  20. Couche-culotte pour bébé ou couche d’incontinence pour adulte comportant au moins un stratifié suivant l'une des revendications 1 à 18.
  21. Stratifié élastique à crochets, comportant un stratifié suivant l’une des revendications 1 à 18 et au moins une nappe à crochets fixées au stratifié, notamment sur la couche de non tissé, de préférence dans une zone sans vague ou U inversé.
  22. Rouleau qui comprend un stratifié selon l’une des revendications 1 à 18 ou 21, lequel stratifié présentant une longueur au moins supérieure à 1 mètre et étant enroulée selon un axe perpendiculaire à l’axe MD, lequel stratifié comprenant deux films élastiques adjacents.
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