Brevet FR2000556A1 — publié le 19690912

-1" 2000556 La présente invention concerne des produits hygiéniques -pouvant être jetés dans les toilettes ou WC à effet de* chasse,, appelés parfois ci-après produits sacrifiables» comprenant une "bande de cellulose revêtue, sur un côté, d'une couche de fibres 5 discontinues alignées et., sur l'autre côté, d'une pellicule imperméable à 1'humidité» Ces structures présentent une série de canaux contenant une résine sélectivement soiuble (gui lie les fibres discontinues entre elles et avec la "banda de cellulo.se. Il existe sur le marché une vente virtuellement consiàé-10 rable de produits d1 hygiène tels que serviettes hygiéniques et couches pour "bébés qui peuvent être jetés d ' une manière, plus acceptable que ne peuvent l'être les produits classiques» Le traitement d'un produit hygiénique souillé en tant que déchet ménager ordinaire revêt un caractère manifestement désagréable associé à 15 sa manipulation et sa mise en oeuvre. Plusieurs chercheurs dans ce domaine ont proposé des couches ou layettes et produits hygiéniques analogues qui peuvent être jetés dans une fosse septique ou des toilettes domestiques. Bien que cette recherche puisse résoudre la problème, elle pré-20 suppose que la structure hygiénique se désagrège ou se disperse facilement dans les toilettes en vue d'éviter le bouchage de la tuyauterie. La dispersibilité dans l'eau a généralement été prévue en comptant sur la désagrégation structurale par affaiblissement de la friction entre les fibres. 25 Ces produits hygiéniques dispersibles proposés ont présen té de sérieux inconvénients sous un ou plusieurs rapports» Certains doivent être déchirés ou déchiquetés avant d'être jetés, ce qui nécessite une manipulation désagréable. D'autres ne se fragmentent pas aisément ou rapidement dans les toilettes. D'au-30 très encore sont insuffisamment absorbants ou ont une faible vi-" tesse d'absorption ou ne sont pas assez résistants pour rester cohérents pendant l'usage. D'autres structures proposées ne sont pas suffisamment souples et sont désagréables à porter. La présente invention e pour but de fournir dos produits 35 hygiéniques capables d'absorber rapidement des excrétions et épanchements corporels, et de prix de revient asses bas pour être jetés après un seul usage. "j5n outre, ces produits doivent posséder une résistance suffisante tant à l'état sec qu'à l'état BAD ORIGINAL 1 69 01132 -2- 2000556 humide pour conserver leur intégrité structurale flans les conditions de manipulation et d'usage et doivent être capables d'être fixés par des épingles ou des agrafes, l'invention se propose -aussi de fournir des produits hygiéniques qui -soient 5 souples, trh>~. absorbants et non désagréables à porteret de fournir des procuits ce ce type qui puissent être jetés rapidement,, aisément et sans inconvénient dans une cuvette de WC ou. une fosse yeptique, cens qu'il soit nécessaire de les déchirer. Ces bu'ûs ont été atteints au moyen des structures laminai-10 res de la présente invention qui comprennent ï a) une bande de cellulose, b) une couche perméable à 1'humidité comprenant des fibres discontinues alignées, solidaires d'un coté de la bande de cellulose et recouvrant ce côté, 15 c) une pellicule imperméable à l'humidité, solidaire de l'autre côté de la bande cellulosique et recouvrant cet autre côté, 0"b d) une série de canaux espacés les uns des autres selon la surface de la couche (b) de manière que pratiquement toutes les 20 fibres discontinues alignées soient croisées par au moins un de ces canaux et pénétrant vers l'intérieur de la bande de cellulose, ces canaux contenant une résine thermoplastique adhésive qui est insoluble dans lseau dans 1s gamme de pH de l'épanche-ment corporel correspondant et soluble dans l'eau à des valeurs 25 de pH choisies en dehors de cette gamme. les structures de la présente invention peuvent être appliquées -en tant que serviettes hygiéniques, couches pour bébés, bandages, protège-pansements et produits hygiéniques analogues. Elles possèdent une résistance à sec et à l'état humide suffisan— 30 te pour être épinglées ou agrafées. Elles sont souples, douces et non irritantes. Biles sont capables d'absorber rapidement les excrétions et épanohements corporels sans perdre de leur intégrité. Après usage, elles peuvent être facilement jetées dans des toilettes de type normal après traitement soit avec 35 un aeido, soit avec une base (suivant la nature de la résine). la nature des fibres de l'enveloppe non tissée n'est pas critique. -La longueur moyenne de fibre doit être comprise entre environ 1,25 et 7,5 cm et, de préférence, entre 2,5 -et 5 cm. Il BAD ORIGINAL 69 01132 -3- . 2000556 est trop difficile, avec de.-; fibres courtes, à3 lier par places essentiellement toutes -les fibres. Si la longueur moyenne des fibres est trop grande, les filaments tendent à s'entremêler et il en résulte une forte cohérence, même dans une solution neu-5 tralisante. les matières fibreuses appropriées comprennent la rayonne, le coton, l'acétate de cellulose et leurs mélanges. C-tte enveloppe non tissée peut être préparée à partir d'une bande de fibres discontinuas essentiellement alignées. Des bandes de fibres discontinues essentiellement alignées ap-10 propriées peuvent être formées au moyen de l'un quelconque -des divers procédés bien connus des spécialistes en ce domaine, par-exemple par cardage et armure. On préfère des bandes plus fortement alignées. Dans une forme de réalisation de 1a présente invention., ces bandes sont traitées avant impression au moyen d'une 15 faible quantité d'une résine choisie pour maintenir l'alignement des fibres pendant le traitement, la résine mentionnée ci-dessus doit être une résine soltible, soit dans de l'eau nèutre, soit dans des conditions de pH nécessaires pour la solubilité de la résine utilisée dans les canaux. 20 La nature des fibres de cellulose de la couche intérieure n'est pas critique. La pâte de bois de moyenne teneur en alpha-cellulose et les linters de coton représentent des sources peu coûteuses de telles fibres cellulosiques. Ces bandes fibreuses peuvent être formées de toute manière appropriée, par exemple 25 par cardage, par cardage à la machine de Garnett ou par dépôt à sec à partir d'une suspension des fibres dans l'air. Les fibres constituant la bande peuvent être orientées ou non orientées. Des bandes non orientées appropriées peuvent être produites d'un'? façon avantageuse, par exemple au moyen d'une machine "Rando-30 Webber" (Curlator Company, Rochester, ¥.Y.). De telles bandes ont une égale résistance dans toutes les directions sans qu'on doive avoir recours à un feuilletage croisé. La production de ces bandes est bien connue en pratique et n'entre pas dans le cadre de la présente invention. L'épaisseur de la bande désirée 35 ne dépend que de l'usage final auquel le produit est destiné, c'est-à-dire du pouvoir absorbant nécessaire. Les structures de la présente invention peuvent être préparées en faisant passer la couche de fibres discontinues ali- 6 gnées en ui6me temps qu' une bande cellulosique ds renf or cernent •sntre des rouleauz d'impression de gaufrage ou d'impression en creux mouillés avec la solution, adhçoive, pui-3 léchés. (Dans.le contexte do lr. présenta description, l'expression "solution adhé-5 sive" s'étend à une emulsion). Le gaufrage et l'impression en creux son'c-..bien, connus des spécialistes en ce domaine et impliquent de faire passer la bande à travers l'espace compris entre -un rouleau de pression et un rouleau & '-impression qui présentent, respectivement, en saillie ou en creux, des partie.s d'application 1-0 de liant qui sont espacées conformément au dessin .désiré.. Lorsqu'on emploie l'impression de gaufrage dans la formation des structures de la présente invention, les arêtes saillantes doivent être évasées ou évidées, de manière à pincer ou tasser localement la bande en vue de réduire la tendance du liant à s'éta-1-5- 1er ot\ à -se diffuser au-delà, des parties pincées ou localement tassées de la bande. Le rouleau d'impression peut être mouille par la solution d'adhésif de l'une des diverses façons classiques, par exemple- au moyen.d'un rouleau d'alimentation ou .d'une racle. Dans une forme de réalisation préférée, la solution 20 adhésive ^st suffisamment 'diluée au moyen de l'un des nombreux solvants organiques, volatils appropries (par exemple la méthylétlxylcétone ) pour réduire .-la viscosité et augmenter ainsi la pénétration de l'adhésif» vAprèo l'impression, une -partie de la solution est évaporée, par exemple dans une étuve, pour ren-25 dre poisse-us-e la solution adhésive. La structure peut alors être tassée. La partie imprimée reste comme empreinte en creux en dessous de la surface des parties non imprimées. La compression de la bande le long des lignes imprimées apporte également un -renforcement suppléments ire de la bande. 30 Banc une forme de réalisation simple, les lignes peuvent être parallèles les unes aux autres et perpendiculaires à la direction des fibres alignées peur conférer la résistance mécanique latérale. On peut également utiliser- un motif entrecroisé pour obtenir --1s renforcement. dans, les deux directions . Les li— 35 gnes d'adhésif doivenx naturellement être espacées avec une.régularité telle qu'.eller-: croisent chaque fibre. Hn d'autres termes, la distancé entre les lignes du; motif d'adhésif doit -être inférieure à la.longueur ne la fibre moyenne des fibres qui BAD ORIGINAL 69 01132 -5- 2000556 constituent la bande. La surface spécifique totale optimale que le motif d'adhésif doit couvrir peut être déterminée par simple expérimentation en fonction de la nature de la fibre et de l'usage auquel elle est destinée » Si la surface que l'adhésif 5 recouvre est trop grande, la perméabilité à l'humidité est sensiblement réduite. D'autre part, si la surface que l'adhésif couvre est trop faible, les structures ne possèdent pas la résistance à sec et/ou la résistance à l'état humide désirées. La pellicule de support doit être imperméable aux liquides 10 corporels que .la structure doit absorber. Dans une forme de réalisation préférée, cette pellicule montre dos propriétés de solubilité sélective analogues à celles de la résine adhésive. Ceci signifie qu'elle est insoluble dans l'eau dans la gamme de pH d.es liquides corporels au contact desquels elle doit se 15 trouver, et soluble dans l'eau dans au moins certaines conditions de pH en dehors de cette gamme. A cette fin, la pellicule doit être coulée à partir de la même matière résineuse que celle qui -est utilisée comme liant pour la bande de recouvrement. De même, on peut faire adhérer cette pellicule de support à la couche ♦ 20 cellulosique intérieure au moyen de la même résine que celle utilisée dans la bande servant d'enveloppe. La couche de support peut être stratifiée avec le reste de la structure par de nombreux moyens qui sont évidents pour le spécialiste en ce domaine. Cette opération peut être condui-25 te de façon appropriée en faisant passer la couche intérieure ou pellicule entre des rouleaux -de pincement qui sont mouillés avec la résine servant de liant, puis en comprimant les deux couches. Les mêmes canaux contenant l'adhésif que ceux qui- sont utilisés dans la liaison entre la couche d'enveloppement et la 30 couche intérieure peuvent aussi servir, dans certains cas, pour lier la couche de support à la couche intérieure. A cette fin, l'adhésif doit être imprimé profondément. La profondeur d'impression peut être réglée selon le type de rouleau, la viscosité de la solution adhésive, la pression et la constitution de la 35 bande. Le motif adhésif à canaux des structures de la présente invention joue plusieurs rôles importants en plus--du renforcement de la bande de recouvrement. En premier lieu, il fixe la 69 01132 2000556 "bande cellulosique à la couche non tissée, en empêchant ainsi toute tendance, pendant le traitement et l'utilisation des fibres cellulosiques de la bande, à se fragmenter- et à changer de position. De tels décalages produisent des amas dans une 5 zone et la formation de zones relativement vides, de pouvoir absorbant réduit. En deuxième lieu,-il forme des canaux, servant à éloigner .l'épanchement liquide de. sa zone de dépôt . Ceci augmente à la fois le pouvoir absorbant effectif total de la structure et la vitesse drabsorption. Ceci empêche la tendance-à la 10 formation de poches-de liquide, ou. à 1s fuite par- les bords delà couche pour bébé, par exemple. En troisième lieu, étant donné que le motif adhésif est au-dessous de la surface de la couche de recouvrement, il ne produit aucune -irritation. .En quatrième lieu, -l'adhésif peut être rapidement' neutralisé et, par consé-15 quent, solubilisé, car la solution de neutralisation vient immédiatement en contact avec l'adhésif sans avoir à traverser une matière de recouvrement. En outre, la présence de canaux augmente la souplesse et donne un produit de type agréable à porter. D'autres caractéristiques et avantages de la présente in-20 vention ressortiront de la. description détaillée- qui va suivre,-faite en regard du dessin annexé et donnant à titre explicatif, maigfoullement limitatif, des formes de réalisation préférées conformes à l'invention* Sur ce dessin : 25 la figure 1 est une Ame schématique de l'appareil servant à la fabrication d'une forme de réalisation de structure préférée ; la figure 2 est une vue en perspective partielle du rouleau d'impression de gaufrage illustré sur la figure t j 30 la figure 3 est une vue en plan partielle du produit de l'invention ? la figure 4 "est une vue en coupe partielle suivant .la ligne 4-4 de la figure 3... • Sans l'opération représentée à titre d'exemple sur la fi-35 gure 1, une couche supérieure de fibres discontinues alignées 1 est assemblée avec une couche inférieure formée d'une bande cellulosique 2 qui est amenée autour d'un rouleau de guidage 3. dans l'espace compris entre les rouleaux. 4 et 6, Ee r.ouleau 4 69 01132 ■ ■ 2000556 est un rca'i.eaa cl1 i:npr«3?ien fs gaufrage présentant des saillies 5 formant un moti:':' régulier. Avant de s'engager dans les couches se trouvant dans l'espace entre les rouleaux, ces saillies coopèrent st5c 1:crv oppû extérieure de caoutchouc 8 du rouleau 5 cl raliinortatioi: 7. Cette enveloppe extérieure do caoutchouc est "ncrée par der- aryens classiques' (par sxeople un réservoir 21} avec une solution 9 dt .la résine sélectivement solucle. Par conséquent, let saillies après avoir ûuitué 1 '■ enveloppe extérieure de caoutchouc G, sont chargées de solution adhésive 9= A mesure 10 que les saillies en rotation compriment les couche?: 1 et 2 contre le rouleau d'appui 6, la solution adhésive est déposée sur la couche 1 et pénotre à un"- certaine profondeur dans la couchc 2. Les couches imprimées 1 et 2 avancent ensuite sous l'action d'une-courroie de transport,- ou d'autres moyens appropries, à travers 15 tuie zone-do chauffage, telle qu'une etuve 10, pour éliminer -une partie du solvant de la solution adhésive et la rendre ainsi poisseu-o. Après être sorties de la sone chauffée, les couches imprimées sont envoyées à travers l'es-paco compris ontre les rouleaux 11 et 12 qui compriment ces couches. même teaps, 20 une pc'. '.culs 15 venant du rouleau 'd'alimentation 13- et passant autour du-rouleau d-2 guidage 14 et du rouleau de pression 12 est appliqués, par feuilletage, sur la lace inférieure de la- couche 2. On pulvérise sur la couche 15 un fin brouillard de solution adhésive 19 avec des Foyens classiques (17) en un-point situé 25 ontre les rouleaux 14 et 12. ï-r produit 16 obtenu, après séchage, est do'cé de canaux de la maniéré désirée. La surface du rouleau d1 iirpross.icn. 4 est représentée dé façon plus détaillée sur la figure 2, Le rouleau présentant des nervures (5) sous la forme d'un motif de losanges illustre une 30 forme d'applicateur qu'on peut utiliser. Comme mentionné ci-dessus, ces nervure^ présentent des évideiaents (20) servant à réduire au minimum la migration latérale de -l'adhésif. Le produit fxnal 16 présenta une surface cannelée, comme représenté sur la figure 3« Ce motif correspond à celui de la figure 2. Les 35 canaux 18 sont plus nettement visibles'en coupe transversale sur-la figure 4/ Ces canaux s'étendent profondément dans la bande de cellulose 2. L'adhésif 9 sert non seulement à fix^-r les fibres entre elles dans la couche 1, mais aussi à fixer solidement 1 BAD ORIGINAL fe9 01132 -t. 2000556 la ocuchc 1 à la fc&n>.e de c-'llulcas. Lorsque-du liquide: ô * épanche en un point fis le surface de la couche 1, il peut être rapidement canalisé on suivant 1er; canaur. 18 vers des zone;-, sèches de la cands 2 ?n exploitait ain^i d avantage le pouvoir absorbant 5 de 1? hand"- 2 -.:v en empêchant la formation d'une accumulation excessive de liquide su ni—eau de la zone d ' épanehement. Gomme le montre 1" figure 4, lus • canaux 18 augmentent également la sur:7ece spécifique ef-'ac'ive de le "bande à travers laquelle le liquide peut être absorbé. 10 La résine sélectivement s0lubie utilisée pour lier la bande non tissée peut être sélectivement soluble -en milieu -acide ou soluble en milieu alcalin, le choix dépendant, bien sûr, de la nature du but final recherché. Par exemple, une structure de la présente invention destinée à servir de couche doit contenir 15 une résine soluble en-milieu a.3.calin, plutôt qu' une résine soluble en milieu acide, en raison de l'acidité de l'urine (le pH des substances biologiques humaines est compris, en gros, dans la gamme de 4,6 à 8,4, celui du sang étant compris dans la gamme de 1,3 à 7,5). 20 La résine ne doit pas être une résine qui se réticule de façon irréversible dans les conditions de fabrication, de conservation et d'utilisation. On connaît de nombreux systèmes de polymères qui sont insolubles dans les milieux neutres ou acides, mais qui sont so-25 lubies dan.e; les milieux alcalins. Par exemple, les copolymères d'acide acrylique ou méthecrylique et d'un méthacrylate d' alkyle tel que le méthacrylate de méthyle sont utilisables, de même qu'un polymère'à base de 80 fo d'acrylate d'éthyle et 20 y'c d'acide méthacrylique„ D'autres exemples ô.e polymères comprennent les 30 polymères d'esters carboxyliques et de lactones, de styrène et de maléata monoéthyl ique, le poly-ÏT,2;'-diéuhylscryiamide, etc. De même, on connaît des systèmes de polymères qui sont insolubles dans les milieux neutres ou alcalins, mais qui sont soluble s 'dans les milieux acides. On citera, à titre d'exemples, des 35 copolymères d ' amiiioacrylates tels que. 1 ' aminométhacrylete de aimé thyle et un-acrylste d'alhyle tel que l'acrylate d'éthyle. Il est, bien-sûr, possible, avec pratiquement tous les "systèmes de polymères, d'utiliser des rapports de comonomères tels que le BAD ORIGINAL 69 01132 -s- 200Q556 polymèro obtenu coit ir±r.oluT:Xe pr d t ique me nt à tout pH. Par conséquent, les conditions de polymérisation de ces monomères et comonomères doivent être réglées do manière que le polymère résultant ait les propriétés de solubilité désirées. 5 On peut utiliser, dans les résines désirées pour les produits de la présente invention, dos groupes solubilisants de nature chimique diverse. Les résines sélectivement solubles dans les bases peuvent contenir des groupes fonctionnels tels -que des -groupes acide carboxylique, acide sulfonique, sulfite, 10 sulfate, des groupes hydroxy-phénoliques, des groupes ester, amide, etc. Les résines sélectivement solubles dancr les acides peuvent contenir des groupes fonctionnels tels que des groupes aminé, ester, amide et nitrile. Il nlest pas nécessaire que l'acidité ou la basicité soit "libre", mais il est primordial 15 qu'en solution alcaline ou acide, ces résines réagissent respectivement en solubilisant le polymère. De nombreuses préparations de polymères possédant les caractéristiques mentionnées ci-dessus sont données dans la littérature » Pour tout système de polymère donné entrant dans 20 le cadre de l'invention, l'expérimentation par des spécialistes en ce domaine révélera les paramètres de polymérisation optimaux aux fins de If présente invention. Les structures de la présente invention peuvent être découpées de la manière classique à la forme et aux dimensions que 25 dicte l'usage final. La nature de la structure et son procédé de fabrication permettent une opération de découpage continue. A titre de variante entrant dans le eadre de l'invention, les bord de la structure peuvent être comprimés à chaud pour donner un produit à bord uni, d'une manière bien connue en pratique. 30 On peut se débarrasser des produits de l'invention après usage en les plaçant dans une cuvette de 1JC, en ajoutant un agent de neutralisation à usage ménager et en actionnant la chasse d'eau. Lorsqu'on utilise un liant résineux acide, les matières qui peuvent être commodément utilisées pour rendre -35 l'eau des ï.TC suffisamment alcaline comprennent l'ammoniaque, le carbonate de sodium, le borate de sodium et d'ammonium, l'eau'de Javel, l'hypochlorite de sodium, etc. Lorsqu'on utilise un liant résineux basique, on peut avoir recours, pour t BAD ORIGNAL 69 01132 _10_ 2000556 rendre 11 eau. des «C suffisamment solde,- à â^s matières telles que l'acide citrique, l'acide acétique, l'acide tannique, l'acide "borique et les sels acides tels que le chlorure -de calcium et le chlorure d'aluminium. On peut aussi utiliser, oonformé-5 ment à l'invention, une pastille ou poudre en paquet, acide ou alcaline, destinée à cette -fin, pour réduire au minimum l'inconvénient de la conservation, de la manipulation et de la mesure de l'acide ou la base désiré. îTsturellement, si la pellicule de support n'est pas composée d'une matière q^ii est solubilisée par 10 l'agent de neutralisation, elle peut être arrachée et jetée en tant que déchut ménager ordinaire. Aucun ustensile de désagrégation ou ustensile de ¥C spécial n'est nécessaire en vue d'évacuer les produits hygiéniques de la présente-invention. Une dispersion suffisante s'obtient en peu 15 de temps, après l'addition de la substance acide ou basique, pour rendre ces produits capables d'être entraînés par l'effet de chasse sans danger pour la tuyauterie. La vitesse de dispersion est naturellement une fonction du pouvoir de neutralisation de la matière ajoutée. 20 Des additifs compatibles peuvent être incorporés dans la structure pour lui conférer les propriétés désirées, par exemple des additifs bactériostatiques, désodorisants et colorants. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et 25 qurôlle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. BAD ORIGINAL 69 01132 2000556 - ICTCCTICASIOiTS - 1- - Structure laminaire? pouvant- être jetée dans les toilettes, capable c=1 abserbor un épanchoment corporel, caractérisée par le 2eit qu'élis comprend -: 5 a) vcie bande 53 cellulose, b) une ceuelie permeable à l'humidité comprenant des fibres discontinues alignées, solidaires d'un côté ce la bande de cellulose et recouvrant ce côté. c) une pellicule imperméable à l'humidité, solidaire de l'au- 10 tre côté de la bande cellulosique et recouvrant cet autre côté, et d) une série de canaux espacés lee uns des autres selon la surface de la couche (b) de manière que pratiquement toutes les fibres discontinues alignées soit croisées par au moins un de 15 ces canaux, et pénétrant vers l'intérieur de la bande de cellulose, ces canaux contenant mie résine thermoplastique adhésive qui est insoluble dans l'eau dans la gamme de pE de l'épanche-ment corporel correspondant et soluble dans l'eau à des valeurs de pH choisies en dehors de cette gamme. 20 2 - Structure suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que les fibres discontinues ont une longueur de fibre moyenne d'environ 1,25 à 7,5 cm. 3 - Structure suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que les fibres alignées sont des fibres de rayonne. 25 4 - Structure suivant la revendication 1,- caractérisée par le fait que la bande cellulosique (a) est composée de fibres de pête "de bois à orientation dé s ordonnée 5 - Structure suivant la rêvendication 1 , caractérisée par le fait que la résine n'est soluble dans l'eau que dans une 30 gamme de pE alcalins. 6 - Structure suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que les fibres discontinues ont une longueur de fibre moyenne d'environ 2,5 à 5 cm. 7 - Structure suivant la revendication 1, caractérisée 35 par le fait eue les canaux (d) s'entrecroisent à des intervalles régulièrement espacés. ■ 8 -- Structure suivant la revendication 1 , caractérisée par le fait que le film (c) se compose d'une matière ayant sen- BAD ORIGINAL* 69 01 132 -12- 2000556 Giclement les mêmes ce.raetérist iqufes de solubilité dans l'eau que la résine. BAD ORlGtNAl*