Brevet FR2038372A1 — publié le 19710108

L'invention concerne les serviettes hygiéniques. On a fait de nombreux essais pour fabriquer des serviettes hygiéniques qui peuvent être entraînées d'une manière sûre dans les cuvettes des W.C. Bien que les parties 5 absorbantes d'une serviette hygiénique , c'est-à-dire le duvet de cellulose, les plaques de coton absorbantes, les tampons de cellulose et autres, soient d'une constitution telle qu'elles peuvent être facilement désagrégées quand elles sont agitées dans l'eau, elles sont nécessairement contenues dans 10 une enveloppe perméable aux fluides, d'une résistance suffisante pour maintenir ensemble les parties absorbantes et retenir la serviette en place lorsqu'elle est portée» Si cette enveloppe n'est pas enlevée quand on essaie.d'évacuer la serviette dans line cuvette de W.C., comme cela arrive quelquefois, 15 la partie absorbante n'est pas désagrégée parce qu'elle ne peut pas sortir de la limite de l'enveloppe. Ces serviettes, dans ces conditions, conservent la plus grande partie de leur volume quand elles sont contenues dans une enveloppe et causent fréquemment des engorgements dans le système d'écoulement de l'eau. 20 L'enveloppe, naturellement, peut être retirée, mais ce moyen est extrêmement incommode et peu hygiénique, et c'est pourquoi l'utilisatrice préfère habituellement ne pas prendre cette peine, et elle jette la serviette - usée dans un sachet ou un récipient pour les déchets solides. 25 Aussi, on a besoin de réaliser des serviettes hygié niques et des tampons absorbants similaires avec une enveloppe qui est suffisamment solide pour remplir sa fonction de support, et qui, d'autre part, sera désagrégée facilement après un eourt moment dans un courant d'eau. Des essais ont été faits pour 30 lier les fibres d'étoffes non tissées par application d'un adhésif soluble dans l'eau froide, par exemples l'alcool polyvinyli-que, le méthyl éther polyvinylique, le glycol cellulose, le glycolate de cellulose, le méthyl cellulose, l'ester acrylique d'alginate de sodium et autres, pour réaliser une enveloppe de 35 tampons hygiéniques facilement désagrégeable dans un excès d'eau. Bien que cette dernière caractéristique soit facilement obtenue, on a constaté que ces adhésifs solubles dans l'eau tendent aussi à se ramollir et à se dissoudre quand ils sont en présence de l'humidité corporelle créée par l'écoulement des 70 13066 2038372 fluides corporels, de sorte que l'enveloppe s'affaiblit à un point tel qu'elle peut se rompre prématurément en cours d'usage. Le but essentiel de l'invention est de réaliser 5 une serviette ayant une enveloppe qui contient un liant qui peut être désagrégé dans un exc.ès d'eau après une courte période, mais qui a une résistance suffisante pour garder son intégrité en cours d'usage quand elle est placée dans le milieu humide créé par les fluides du corps. 10 Ce but est atteint conformément à la présente invention en utilisant de 1 ' amidoi^,dialdéhyde comme liant, soit seul, soit en combinaison avec des/liants solubles à l'eau énu-mérés plus haut. Jusqu'à présent, l'amidon dialdéhyde n'a jamais été 15 proposé comme moyen de liaison pour les étoffes en fibres non tissées. On a maintenant constaté que l'amidon dialdéhyde dans cet usage donne une résistance suffisante aux fibres non tissées pour permettre leur usage comme enveloppe de tampon hygiénique en présence de l'humidité corporelle, tandis que l'étoffe est 20 désagrégée facilement dans un excès d'eau. La résistance à l'humidité des étoffes non tissées avec une liaison d'amidon dialdéhyde tombe à peu près à zéro après cinq minutes d'immersion, dans l'eau. Quand l'amidon est complète par une résine soluble à l'eau froide , tel que l'alcool polyvinylique, la résistance 25 est améliorée sans nuire à la capacité du tampon de se désagréger quand il est complètement mouillé. Pour ces tampons, la résistance à l'humidité dans un excès d'eau tombe encore à moins d'un quart de sa résistance initiale dans un délai de douze minutes environ. Par comparaison avec l'expérimentation concer-30 nant le papier, ces résultats sont tout à fait inattendus et font considérer l'amidon dialdéhyde seul, ainsi que sa combinaison avec des adhésifs solubles à l'eau froide, comme un liant excellent pour l'usage décrit ci-dessus. On peut penser que la différence de résistance à l'humidité entre le papier et les 35 matières non tissées fabriquées à sec, peut être attribuée au fait que lorsque l'amidon dialdéhyde est utilisé comme un agent de résistance à l'humidité dans le papier, il renforce les liaisons hydrogène de fibre à fibre dans les structures des feuilles de papier, tandis que de telles liaisons n'existent pas dans les 70 13066 3 2038372 matières non tissées fabriquées à sec, comme les étoffes cardées ou formées par pression d'air. Dans ces dernier cas, l'amidon dialdéhyde ou un mélange d'amidon dialdéhyde et de résines solubles à l'eau froide, agit comme un adhésif et apporte 5 seulement un complément aux liais.ons existant entre les fibres. Conformément à cette invention, les enveloppes de tampons hygiéniques sont fabriquées en liant une étoffe de fibres textiles cardées et discontinues comme la rayonne avec de l'amidon dialdéhyde seul ou en combinaison avec des résines solubles à 10 l'eau froide. Les serviettès hygiéniques fabriquées en enfermant un tampon absorbant dans ces enveloppes, remplissent leur rôle en cours d'usage à peu près de la même manière que les serviettes enveloppées d'une manière plus conventionnelle. Quand les serviettes souillées d'une telle fabrication sont jetées dans les 15 cuvettes des W.C., le liant se gonfle et commence à s'amollir immédiatement, puis les enveloppes commencent à se désagréger peu après leur contact avec l'eau dans la cuvette, de sorte qu'après un court moment la structure entière de la serviette, y compris l'enveloppe, se disperse complètement quand elle est 20 immergée et agitée par le mouvement de l'eau à travers le tuyau d'égoût. Quand des adhésifs solubles à l'eau froide sont utilisés en combinaison avec l'amidon dialdéhyde, les adhésifs solubles à l'eau froide renforcent la résistance à sec ainsi que la résistance temporaire à l'humidité procurée par l'amidon dialdé-25 hyde, mais ne gênent pas la capacité de dispersion du liant dans l'eau. L'invention sera maintenant décrite en détail au moyen d'un exemple avec référence aux dessins annexés dans lesquels : 30 La figure 1 est un graphique montrant la résistance à l'humidité ainsi que les valeurs d'éclatement à des teneurs variées d'humidité pour des étoffes cardées non tissées liées par des quantités variées d'amidon dialdéhyde seul, par de l'amidon dialdéhyde et de l'alcool polyvinylique, et pour une étoffe sans 35 liant; La figure 2 est un graphique montrant l'affaiblissement de la résistance à l'humidité en fonction du temps dans un excès d'eau, pour des étoffes cardées avec liaison d'amidon dialdéhyde seul, et 70 13066 2038372 La figure 3 est un graphique montrant l'affaiblissement de la résistance à l'humidité en fonction du temps dans un excès d'eau, pour une étoffe cardée avec liaison d'alcool polyvinylique étendu avec de l'amidon dialdéhyde, et une étoffe 5 avec liaison d'un mélange d'amidon dialdéhyde et d'alcool polyvinylique. Pour fabriquer une enveloppe convenable conformément à l'invention, on carde des fibres discontinues de rayonne titrant 1,5 denier et d'une longueur de 39,7 mm pour former une 10 étoffe en fibres non tissées pesant approximativement 15,31 grammes par m2. L'étoffe cardée est arrosée d'une solution à 3$ d'amidon dialdéhyde en quantité suffisante pour constituer un enduit résistant d'environ 10$ en poids. L'amidon dialdéhyde 4 seul étant difficile à disperser dans l'eau, une dispersion com-15 plète et une basse viscosité sont obtenues en dissolvant du bisulfite de sodium ou du borax dans de l'eau avant d'ajouter l'amidon dialdéhyde et de chauffer. Une proportion approximative de 1,8$ de borax par rapport au poids sec de l'amidon dialdéhyde, ou environ 15$ de bisulfite de sodium par rapport au poids sec 20 est convenable pour produire une dispersion complète et une basse viscosité. Pour ce mode de réalisation, le bisulfite de sodium est utilisé comme dispersant. L'étoffe imprégnée est ensuite pressée pour disperser l'amidon dialdéhyde dans la masse et séchée au four à une 25 température de 104° C environ pendant dix minutes approximativement. Un séchage à l'air à la température ambiante donne à peu près les mêmes résultats qu'un séchage à une température élevée pendant plusieurs minutes, de sorte qu'une période de traitement intensif n'est pas nécessaire. L'opération de ehauffage est 30 naturellement plus efficace. Ces enveloppes sont utilisées pour fabriquer des serviettes hygiéniques en enveloppant des noyaux absorbants habituels, y compris des couches de ouate de cellulose et de duvet de cellulose, avec le matériau et en fermant la surface de recou-35 vrement. Les serviettes terminées ont été ensuite testées par une utilisation. On a constaté que les enveloppes ont une résistance suffisante pour conserver leur intégrité en cours d'usage, et que les serviettes ont rempli entièrement leur fonction absorbante d'une manière comparable aux serviettes ayant des enveloppes 70 13066 5 2038372 conventionnelles. Les serviettes usées ont été ensuite jetées dans les W.C. et immergées. Le liant des enveloppes s'est gonflé immédiatement et s'est ramolli au contact de l'eau dans la cuvette, et la serviette entière, y compris l'enveloppe, s'est complètement désagrégée après cinq minutes environ quand elle a été soumise au flux de l'eau. Aucune trace d'arrêt ou de bouchage des tuyaux n'a été constatée dans le système d'égoût après ces essais. Dans une autre réalisation, des fibres de rayonne de poids et longueur similaires à ceux déerits ci-dessus, ont été cardées en étoffes d'un poids plus léger, et deux de celles-ci ont été croisées pour former une étoffe laminée de 15j31 grammes par m2 environ. Elles ont été traitées aussi avec de l'amidon dialdéhyde à des teneurs spécifiées ci-dessus, et elles ont été testées de la même manière. Comme prévu, ces enveloppes-ont une meilleure résistance transversale mais une moindre résis tance longitudinale que le matériau décrit en premier. Cependant elles ont rempli leur rôle aussi bien en cours d'usage, et elles se sont désagrégées complètement après immersion. Alors que les étoffes non tissées fabriquées à sec, avec liaison par amidon dialdéhyde seul comme décrit ci-dessus, ont donné satisfaction pour des usages n'exigeant qu'une contrainte modérée, leur résistance au frottement dans des conditions élevées ou extrêmes n'a pas été aussi bonne qu'on l'aurait voulu. Cette faiblesse a été surmontée en utilisant un adhésif soluble à l'eau froide pour augmenter l'effet de l'amidon dialdéhyde et pour fournir une résistance additionnelle. Dans un exemple spécifique de cette dernière réalisation une étoffe non tissée de fibres discontinues de rayonne titrant 1,5 denier d'une longueur de 39>7 sua et d'un poids de 15j?1 ' grammes au m2, a été arrosée d'une solution à yfo comprenant un mélange de quatre parties d'alcool polyvinylique et d'une partie d'amidon dialdéhyde pour donner un enduit à 10$ de la même manière que décrit ci-dessus. Ces étoffes ont une bien meilleure résistance à sec que les étoffes avec liaison par amidon dialdéhyde seul, et elles sont encore désagrégées facilement après une exposition de cinq minutes environ dans un excès d'eau. Les serviettes hygiéniques utilisant' ces étoffes comme 70 13066 6 2038372 enveloppes remplissent bien leur rôle, montrent une résistance accrue au frottement et sont évacuées facilement par immersion. Dans d'autres exemples, des étoffes similaires ont été traitées avec 105» en poids d'alcool polyvinylique, puis arro-5 sées d'amidon dialdéhyde. Dans une de ces expériences, la teneur en amidon dialdéhyde retenu a été de 2,5$, et dans une autre la teneur retenue a été de 10$ environ en poids. Dans chacune de ces expériences, la résistance à sec a été considérablement améliorée par rapport à l'amidon dial-10 déhyde seul et par rapport à un mélange d'alcool polyvinylique et d'amidon dialdéhyde. Les valeurs d'éclatement à des teneurs variées d'humidité ont augmenté aussi considérablement par rapport à l5amidon dialdéhyde seul, mais l'affaiblissement de la résistance à l'humidité a été plus lent, d'une manière inattendue, 13 que l'affaiblissement de la résistance à l'humidité pour des un étoffes arrosées avec/mélange d'alcool polyvinylique et d'amidon dialdéhyde. Avec l'augmentation de la résistance à sec, la résistance au frottement a été améliorée. D'une manière surprenante, l'augmentation de la résistance à sec à permis encore l'évacuation 20 par immersion. Puisqu'après avoir été traité au bisulfite ou au borax l'amidon dialdéhyde se dissout facilement dans un excès d'eau, la conservation de son pouvoir de liaison en présence de 1'humidité corporelle et des fluides menstruels est quelque peu 25 inattendue. On pense que les protéines du fluide menstruel peuvent stabiliser les polyaldéhydes en les rendant temporairement insolubles, de sorte que l'étoffe conserve son intégrité au contact du corps. Cette insolubilité temporaire est apparemment détruite dans un excès d'eau puisque le liant y perd complètement son pouvoir 30 de liaison. Un autre facteur peut résulter du fait que le noyau absorbant tend à attirer la plus grande partie de l'humidité à l'intérieur de la serviette, de sorte que son effet d'affaiblissement dans le liant de l'enveloppe est minimisé. On pense aussi que l'amidon dialdéhyde peut réagir sur la cellulose en formant des chaî-35 nés croisées d'acétal et de semi-acétal avec la cellulose pour rendre l'étoffe plus résistante à la désagrégation quand elle est simplement mouillée, mais que cette résistance disparaît rapidement dans un excès d'eau (Référence : Whistler, Roy L., Starch : Chemistry and Technology, Vol. 2 Industrial Aspects, 1967, pp. 70 13066 7 2038372 441-442). Les données qui suivent présentent aussi un intérêt dans l'explication du phénomène. Référence e-st faite au graphique de la figure 1 où sont représentées les valeurs d'éclatement à l'humidité pour 5 des enveloppes avec liaison à des teneurs variées d'amidon dialdéhyde (DAS) et aussi en combinaison avec l'alcool polyvinylique soluble dans l'eau (PVA) selon le pourcentage d'humidité présente dans l'étoffe. La résistance à l'humidité d'un tissu cardé sans liant est montrée aussi. 10 Le pourcentage d'humidité est calculé en arrosant une étoffe d'un poids connu avec une quantité prédéterminée d'eau. L'éclatement à l'humidité est mesuré par un appareil simplifié de contrôle de pénétration. L'étoffe mouillée est placée sur une plaque de matière plastique transparente eonte-15 liant une ouverture circulaire d'un diamètre de 127 mm. Une plaque symétrique est placée sur le dessus de l'étoffe avec les ouvertures en alignement et le sandwich est serré. Une coupe d'aluminium d'un diamètre de 76,2 mm est placée sur le trou et chargée de boules de plomb jusqu'à ce que l'étoffe éclate. 20 L'étoffe de base utilisée dans ces déterminations comprend des fibres de rayonne de 39,7 mm, titrant 1,5 denier et pesant approximativement 15,31 grammes au m2. La résistance à l'éclatement est donnée en grammes par cm2. 25 A la figure 1, une référence particulière est faite aux courbes à 250$ d'humidité, ce qui correspond en gros à une approximation des conditions moyennes de l'humidité du corps pour une serviette hygiénique quand elle est portée. Le graphique montre qu'au niveau d'humidité indiqué, 30 l'étoffe cardée sans liant a une valeur d'éclatement à l'humidité d'environ 7,5 g/cm2. Cette valeur peut, dans ces conditions, être attribuée aux effets de la tension superficielle de l'eau seule. L'étoffe cardée avec liaison à 10$ d'alcool polyvi-35 nylique a une valeur-d'éclatement à 1'humidité de 9 g/cm2. Ainsi l'alcool polyvinylique contribue pour 9 moins 7,5 g/cm2 (ce dernier chiffre étant attribuable à l'eau seule) ou pour 1,5 g/cm2 dans la résistance à l'humidité. L'étoffe avec liaison de 2,50$ d'amidon dialdéhyde 70 13066 8 2038372 seul a un éclatement à l'humidité de 16 g/cm2 environ. La soustraction de 7*5 g/cm2 de ce chiffre et la quantité attri-buable à l'amidon dialdéhyde est d'environ 8,5 g/cm2. L'étoffe avec liaison de 10$ d'alcool polyvinilique 5 arrosé avec 2,5 $ d'amidon dialdéhyde a une valeur d'éclatement à l'humidité d'environ 31 g/cm2. La soustraction de 7*5 g/cm2 de cette valeur et laquantité attribuable à la combinaison est d'environ 23,5 g/cm2, ou d'environ 13,5 g/cm2, de plus que si les valeurs d'éclatement à l'humidité avec 2,5 $ d'amidon dial-10 déhyde seul et avec 10$ d'amidon polyvinylique seul sont simplement ajoutées, c'est-à-dire 1,5 plus 8,5 ou 10 g/cm2. Ainsi la valeur d'éclatement à l'humidité de la combinaison est de plus de deux fois la simple addition, ce qui indique la synergie du système combiné de liaison. 15 On doit aussi noter que la valeur d'éclatement des divers pourcentages de l'amidon dialdéhyde quand l'étoffe est à peu près sèche et à une teneur d'humidité en augmentation, demeure approximativement la même. A noter de plus que lorsque 10$ d'alcool polyviny-20 lique sont utilisés seuls comme liant , l'étoffe a de hautes valeurs d'éclatement quand elle est à peu près sèche, et que ces valeurs tombent rapidement même pour une valeur d'humidité de 100$ seulement en poids, jusqu'à un point où l'étoffe a une résistance moindre qu'une étoffe avec liaison de 2,5$ seulement 25 d'amidon dialdéhyde. Une résistance convenable pour une qualité satisfaisante est d'environ 20 g/em2 dans la gamme de teneur en humidité de 200 à 300$ à laquelle est estimée l'humidité du milieu où une serviette hygiénique est placée dans des conditions normales 30 durant son usage. Quand l'amidon dialdéhyde est employé à une teneur de 5$, cette exigence est remplie. Le graphique montre en outre que tandis qu'une proportion de 10$ d'alcool polyvinylique donne une petite résistance à l'humidité en présence d'une humidité de 100$ ou plus, l'addi-35 tion d'une quantité aussi faible que 2,5$ d'amidon dialdéhyde en combinaison avec l'alcool polyvinylique augmente légèrement la résistance à sec mais élève la résistance minimum à l'éclatement sensiblement au-dessus du niveau désiré. A la figure 2, on a représenté l'affaiblissement de 70 13066 9 2038372 la résistance à l'humidité montrée quand une étoffe cardée avec liaison de 1$, 2,5$ et 5$ respectivement d'amidon dialdéhyde est soumise à un excès d'eau en jetant l'étoffe dans une cuvette d'eau. A noter que l'affaiblissement est très rapide, atteignant 5 un minimum après seulement cinq minutes d'exposition. A la figure 3» on a montré l'affaiblissement de la résistance à l'humidité pour des étoffes avec des liants tels que (l) un mélange de 2$ d'amidon dialdéhyde et de 8$ d'alcool polyvinylique et (2) 10$ d'alcool polyvinylique arrosé avec 2,5$ 10 d'amidon dialdéhyde. Chacune de ces étoffes commence avec une haute résistance à sec, mais l'étoffe ayant un liant constitué par le mélange agit presque de la même manière que l'amidon dialdéhyde seul, en atteignant un minimum après cinq minutes, tandis que lorsque l'étoffe avec un liant d'alcool polyvinylique 15 est arrosée avec l'amidon dialdéhyde,l'affaiblissement jusqu'à la résistance minima demande environ douze minutes. Ainsi, on peut voir que lorsqu'on utilise une combinaison d'amidon dialdéhyde et d'alcool polyvinylique, une application par arrosage procure de meilleures qualités en cours d'u-20 sage, tandis que la résistance s'affaiblit encore dans un délai' satisfaisant pour l'évacuation. Outre les fibres de rayonne, d'autres fibres synthétiques telles que celles en cellulose régénérée, peuvent être valablement utilisées pour l'enveloppe aussi bien d'ailleurs que 25 les fibres de cellulose naturelle . De petites quantités de fibres non cellulosiques peuvent aussi être ajoutéës sans effet fâcheux. L'amidon dialdéhyde peut être appliqué par imprégnation, impression ou autres moyens convenables. Tout noyau absorbant convenable qui est désagrégé dans l'eau peut être utilisé comme rembourrage de 30 la serviette. Les'parties solubles ou insolubles formant chicane, comme on en trouve dans certaines serviettes, peuvent être aussi utilisées. Bien que les chicanes insolubles, par exemple en poly-éthylène mince, ne soient pas désagrégées dans l'eau, ces chicanes sont habituellement si minces et flexibles qu'elles ne causeront 35 pas de bouôhage dans les systèmes d'évacuation avec tuyaux d'un diamètre habituel. Bien que les modes de réalisation préférés de l'invention décrits ci-dessus concernent particulièrement les serviettes hygiéniques, il est facile de voir que l'enveloppe peut 70 13066 10 2038372 être appliquée également à d'autres tampons absorbants, tels que les couches, les tampons chirurgicaux, les pansements absorbants et autres. 2038372 REVENDICATIONS 1.- Enveloppe pour serviettes hygiéniques, tampons et autres, comprenant une étoffe non tissée fabriquée à sec en fibres de cellulose liée au moins en partie par un adhésif qui donne à l'étoffe avec une valeur d'éclatement à l'humidité suffisante pour conserver l'étoffe intacte quand elle est soumise au milieu humide produit par les fluides corporels, une valeur d'éclatement à l'humidité s'affaiblissant rapidement après exposition de l'étoffe dans un excès d'eau permettant ainsi à ladite étoffe de se désagréger dans l'eau. 2.- Enveloppe suivant la revendication 1, dans laquelle la valeur d'éclatement à l'humidité est d'au moins 20 g/cm2 environ. 3.- Enveloppe suivant les revendications 1 ou 2, dans laquelle l'adhésif comporte de l'amidon dialdéhyde. 4.- Enveloppe suivant la revendication 3* dans laquelle l'amidon dialdéhyde est présent en une quantité de 5$ au moins en poids. 5.- Enveloppe suivant les revendications 3 ou 4, dans laquelle l'adhésif contient aussi un liant soluble à l'eau froide. 6.- Enveloppe suivant la revendication 5* dans laquelle l'amidon dialdéhyde est arrosé sur une étoffe préalablement traitée avec le liant. 7.- Enveloppe suivant les revendications 5 ou 6, dans laquelle le liant soluble à l'eau froide est de l'alcool polyvinylique. 8.- Enveloppe selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'étoffe non tissée comporte une étoffe cardée de fibres de rayonne. 9«- Enveloppe suivant l'une des revendications 1 à 8, dans laquelle l'étoffe non tissée comporte un laminé d'au moins deux étoffes cardées et croisées. 10°- Enveloppe suivant l'une des revendications 5 à 9, dans laquelle l'amidon dialdéhyde est présent en une quantité d'au moins 2,5$ en poids, et dans laquelle le liant soluble à l'eau froide est présent en une quantité de 10$ environ en poids» 11.- Serviette hygiénique comportant un noyau absorbant enveloppé dans une enveloppe perméable aux fluides suivant les revendications 1 à 10. 70 13066