Brevet FR2103467A1 — publié le 19720414

La présente-invention concerne principalement des liaisons entre des feuilles de ratière plastique et des tampons ou couches absorbantes, en particulier du type décrit dans le brevet des Etat-Unis d'Amérique nO 3 180 335. Les ensembles décrits dans ce brevet peuvent être utilisés comme couches ou comme garnitures périodiques du type qu'on évacue en partie par la cuvette des W.C. En effet, le tampon et la feuille de matière plastique peuvent être séparés l'un de l'autre, de sorte qu'on évacue le tampon pr l'actionnement de la chasse d'eau des .C. et on se débarasse de la feuille de ratière plastique par un autre moyen. I1 est iiaportant lors de la fabrication d'un tel produit (couches de bébé ou garniture périodique) de pouvoir régler, dans des limites appropriées, la liaison entre le tampon absorbant et la feuille plastique, de manière à les maintenir assemblés pendant l'utilisation tout en pouvant rompre aisément cette liaison au moment de se débarasser du produit après usage. Corme indiqué dans le brevet des rJtats-Unis d'Amérique NO 3 322 594, il fallait précédennient régler la température et les autres conditions d'application de la colle. La nécessité de ce réglage est en rapport avec les exigences des produits faisant l'objet du brevet des Stats-Unis NO 3 180 335, produits qui nécessitent une liaison adhésive entre le tampon absorbant et la feuille de matière plastique, dont la résistance au cisailleent est élevée, sans interdire pour autant une séparation facile entre les deux composants, par une opration de détachage du tampon de la feuille plastique. Dans les produits obtenus selon le brevet NO 3 180 335, la rupture de la liaison lors du détachage a lieu au point d'adhérence entre la colle et la feuille de polyéthylène. La demanderesse a maintenant découvert que des support tels que des feuilles de ratière plastique et des couches absorbantes peuvent entre collés ensemble à l'aide d'un adhésif qui consiste essentiellement en polypropylène amorphe et une cire de pétrole, le rapport du polypropylène à la cire étant compris entre environ 1:3 et 3;1, pour réaliser ainsi une liaison adhésive dont la résistance au détachage est faible et ex trêmement régulière. L'utilisation de 11 adhésif particulier qui fait l'objet de l'invention permet d'établir facilement une telle liaison sans avoir à régler étroitenent les conditions d'application. Les adhésifs qui permettent d'établir entre une feuit- le plastique et un tampon absorbant une liaison possédant une très forte résistance au cisaillement, mais qu'on peut facilement détruire en détachant le tampon de la feuille de matière plastique sont peu nombreux. Co:wne on l'a dit pLus haut, l'adhésif faisant l'objet du brevet NO 3 322 594 (dont les enseigne mentis sont incorporés dans la présente demande à titre de référence.) cède lors du détachage à son.point diadhérence à la feuille plastique. te ce fait, lors de la iaise en exécution du procédé décrit dans ce brevet nO 3 322 594, on doit régler avec le plus grand soin les diverses variables qui influent sur la liaison adhésive, par exemple, la température, la vitesse de refroidissement et d'autres. De façon surprenante, les liaisons suivant cette invention cèdent de -r,lanière cohérente et, en conséquence, la résistance de l'adh;erence ne rentre pas en ligne de copte, sauf qu'elle doit être plus élevée que la résistance de la cohérence. Pour déterminer la résistance au détachage, les seuls facteurs importants sont la auantité d'adhé f appliquée et la composition de cet adhésif lui-m8me. Suivant un avantage particulier de l'invention on est en mesure de fixer des tampons absorbants à des feuilles de ia..a- tière plastique sans régler étroitement les conditions d'application de l'adhésif. Un autre avantage.de l'invention est qu'on peut utiliser des polypropylènes, dans une plage assez tendue de poids moléculaires, pour former les adhésifs car on peut facilement modifier les caractéristiques. du polypropylène par addition de cire de pétrole d'un -type et en une quantité appropriés, comme on le verra plus loin, pour obtenir la résistance désirée de la liaison. Les feuilles de matière..plastique préférées sont formées d'une bande de polyéthylène opaque de. faible densité et portant un gaufrage façon taffetas, dont l'épaisseur non gaufrée est d'environ 19 à 38 microns, mais on pourrait utiliser galei- ment d'autres feuilles de matières plastiques dont les épaisseurs, les densités et/ou les opacités ne sont pas les n-emes ou qui ont subi des traitements de surface d'un autre genre. On peut également utiliser d'autres matières plastiques, telles que le polypropylène etc... De préférence, la feuille de matière plastique est souple et imperméable à l'eau car elle doit normalement remplir la même fonction que la feuille décrite dans le brevet n0 9 180 335. De préférence, les tampons absorbants sont du type décrit dans le brevet NO 3 180 335. Ils contiennent plusieurs couches d'ouate cellulosique crêpée recouverte d'une feuille supérieure qui est une étoffe non tissée ou un papier hydrophobe, poreux, doux au toucher et parfaitement souple. De préférence, les couches d'ouate sont disposées transversalement à la longueur de l'ensemble de la feuille plastique et du tampon absorbant, lorsque la destination finale du produit est une couche de bébé (ou une garniture périodique). On peut d'ailleurs utiliser des tampons absorbants d'une autre construction et on nentionnera, dans cet ordre d'idées, les produits spongieux, les mousses plastiques, les composites fibreux, la rayonne, le coton, la pâte de bois, le feutre fabriqué par mise en place pneumatique etc. On préfère cependant que la couche absorbante soit cellulosique. De préférence, la liaison est effectuée entre la feuille plastique et la ratière cellulosique, par exemple, le papier, la rayonne, les étoffes non tissées ou l'ouate. Pour la préparation de l'adhésif, on utilise du polypropylène amorphe. On peut utiliser tout polypropylène amorphe possèdant une résistance adhésive suSCisantC, mais on que le polypropylène ait une viscosité à l'état fondu (à 1900C) d'environ 1000 à 10 000 centipoises et, mieux encore, d'environ 2000 à 8000 cPo. Le polypropylène est non cristallin et fournit le pouvoir adhésif nécessaire. Le polypropylène constitue environ 25 à 75%, de préférence, environ 40 à 60% et, mieux encore, environ 506/o de l'adhésif. Quand on utilise des polypropylènes ayant des poids moléculaires plus élevés, on les incorpore normalenent en une proportion moindre pour obtenir la même résistance au détachage. L'épaisseur de la pellicule non renforcée" de l'adké- sif entre les deux composants est, de préférence, comprise entre 25 et 250 microns et, mieux encore, entre environ 100 et 200 airons. L'un des effets de la couche absorbante est d'absorber l'adhésif et d'en"renforcer" une portion. Le comporte- ment de la pellicule partiellement renforcée est le nême que celui d'une pellicule plus mince non renforcée, car seule la partie non renforcée de la pellicule va céder sur un mode cohérent, coimile envisagé selon l'invention. L'épaisseur de la pellicule non renforcée influe sur l'-importance du travail nécessaire pour la destruction de la liaison. Des pellicules non-renforcées plus paisses exigent davantage de travail pour détruire la liaison. La résistance désirée au détachage des produits à jeter (couches de bébé, etc.) du type décrit dans le brevet NO 3 180 335 (dont les enseigneents sont incorporés à titre de référence dans la présente demande) est comprise entre environ 4 et 28, de préférence entre 12 et 16 et, mieux encore, est d-'environ 14g/cm. On détermine une résistance au détachage, par un procédé normalisé, consistant à séparer un joint adhésif d'environ 1,6 mm de largeur contenant environ 4 .mg d'adhésif par centimètre, à l'aide de l'appareil dénommé "Schopper Tensile Tester" à une vitesse de détachage d'environ 30 cm/mn et à une température de 230 C. On peut d'ailleurs modifier,à volonté, les taux d'application de 11 adhésif pour obtenir des résistances différentes au détachage. On peut aussi modifier la quantité d'adhésif pour permettre l'utilisation d'adhésifs dont la cohésion est plus faible ou plus forte, en préservant la même valeur de la résistance au détachage. Un autre essai utile pour déterminer les- caractéristiques d'adhérence de l'adhésif, selon l'invention, consiste à coller des bandes ayant 6,35 mm de largeur de papier Kraft (épaisseur d'environ 76 microns) enduit d'une pellicule de polyéthylène (épaisseur d'environ 50 microns) l'une à l'autre, en joignant les deux couches de polyéthylène par l'intermédiaire d'une pellicule d'adhésif ayant, respectivement, 100, 150 et 200 microns d'épaisseur. En utilisant l'essai de- détachage en "T" bien connu, on détermine la vitesse de détachage avec la suspension de trois poids différents à chacun des trois échantillons (c'est-à-dire, des échantillons comportant les trois épaisseurs indiquées de pellicule d'adhésif). De façon surprenante, on constate qu'il existe un rapport linéaire entre le taux d'absorption d'énergie (g-cm/s/cm2) par la liaison rempue et la valeur du poids qui provoque cette rupture. Bien que des pentes différentes soient observées pour chaque épaisseur d'adhésif, si l'on prolonge les lignes jusqu'à l'absorption d'énergie "zéro", ces lignes se rencontrent pour définir la force critique nécessaire pour provoquer la rupture, à la température particulière pour cet adhésif particulier. On pense qu'il s'agit là de la caractéristique fondamentale de la matière adhésive.On préfère des forces critiques de détachage d'une valeur d'environ 110 à 150g par cm de largeur,à230C. Le second ingrédient des adhésifs selon l'invention est la cire de pétrole.Le point de fusion de cette cire de pétrole, selon l'invention, est d'environ 48 à 880c et, de préférence,d'environ 54 à 660C. On utilise la cire de pétrole pour modifier le pouvoir adhésif du polypropylène,en vue d'obtenir la résistance désirée au détachage. Si l'on utilise,des polypropylènes ayant des poids moléculaires plus élevés,comme on l'a déjà mentionné, il est nécessaire d'incorporer davantage de cire de pétrole.La cire doit être compatible avec le polypropylène utilisé.D'une façon générale, des cires dont les poids moléculaires sont plus élevés et dont les oints de fusion sont,par conséquent,plus élevés,sont compatibles avec des polypropylènes ayant des poids moléculaires plus élevés. La proportion de cire dans l'adhésif est comprise entre environ 25 et 75% et, de préférence ,entre 40 et 6oe"3 de cet adhésif, on préfère tout particulièrement une proportion d'environ 50ss. La cire préférée est la cire de paraffine.On peut également utiliser de la cire microcristalline et une telle cire est avantageuse car son utilisation en remplacement de la cire de paraffine augmente le rapport de la viscosité à la résistance de la liaison.On peut ainsi élaborer un adhésif ayant,à la fois,une résistance de liaison acceptable et une viscosité constante,même si l'on utilise des polypropylènes dont les viscosités sont notablement variables.Cette particularité est importante car on applique normalement l'adhésif à l'état fondu. On peut ajouter à l'adhésif selon l'invention des proportions minimes d autres ingrédients.Par exemple, il est avantageux d'ajou- ter environ 5 à 15 d'un polymère ou copolymère d'oléfines sensiblement cristallin,ayant un "indice de fusion" d'environ 1 à 10, en vue d'améliorer le réglage de la viscosité lors de la fusion de l'adhésif et pour diminuer la tendance de celui-ci à coller sur les surfaces d'équipements métalliques.Comme exemple de polymère ou copolymère d'oléfines,on peut citer les polypropylène,polyéthylène et acétate de vinyl-éthylène cristallins, qualité pour films. La matière préférée est le polyéthylène,par exemple le polyéthylène cristallin, qualité pour films. Les compositions contenant du polyéthylène sont de préférence celles ayant une teneur en polypropylène amorphe d'environ 40 à 50%, le plus avantageusement d'environ 43 à 47%,avec une teneur en polyéthylène d'environ 8 à 12%. I1 y a également avantage à incorporer des anti-oxydants,en faibles proportions,comme le savent bien les spécialistes. EXEMPLE Pour préparer un adhésif, on fait fondre et on rnirlaile 454kg de polypropylène amorphe fabriquée par la Société.tEastman Chemical Products Inc".(sous la marque "Eastbond M-5L") dont la visco- té à 1900C est d'environ 3000,et 454 kgs de cire de paraffine en tièrement raffinée (cire de paraffine entièrement raffinée "1115" fabriquée par la Société "Arco Chemical Co") dont le point de fusion est d'environ 660C. La viscosité de cet adhésif à 1160C est d'environ 1360 cPo (broche NO 3 de Brookfield à 20 tours/mn) et son point de fusion est d'environ 890C. La force critique de détachage est d'environ 130 g par cm de largeur à une température de 230C. On chauffe l'adhésif à 1100C et on l'applique à une feuille gaufrée de polyéthylène ayant environ 76 microns d'épaisseur et une masse volumique d'environ 0,95 g/cm3, à raison d'environ 2,4 mg par cm linéaire du cordon d'adhésif. On établit ensuite le joint adhésif en mettant en contact avec cet adhésif un tampon absorbant du type décrit dans le brevet N03 180 335. La structure finale est celle du produit (couche de bébé) dudit brevet. L'enveloppe exposée du tampon non tissé est en un ruban cardé de fibres de rayonne, lié evec une résine -acryli que fabriquée par la Société "Rohm & Haas" et portant la marque "RSoplex HA-8". Le grammage est de 21,5 g/m2. Ma liaison résultante présente une résistance au détachage, dans le sens du cordon, d'environ 12 g et, dans le sens transversal, d'environ 90 g par centimètre. On colle également la feuille de polyéthylène à ellemême, à l'aide de l'adhésif de cet exemple, dans la portion du produit non recouverte par le tampon absorbant. Le produit (couche de bébé ou garniture périodique) contenant cet adhésif convient pour l'usage envisagé. Quand,dans cet exemple, on remplace la feuille de polyéthylène par une feuille de polypropylène ayant les mêmes dimensions, on obtient des résultats sensiblement équivalents, en ce sens que le tampon adhère à la feuille de polypropylène. Quand, dans cet exemple, on remplace le tampon décrit par un tampon en songe cellulosique, en mousse de polyuréthane, en ouate de coton ou en ouate de papier fortement crêpé, on aboutit à des résultats sensiblement équivalents, car le tampon adhère bien à la feuille de polyéthylène. Lorsque, dans l'exemple ci-dessus, on substitue au polyéthylène amorphe, soit (1) un polyéthylène cristallin, qualité pour films, ayant un indice de fusion de l'ordre de 1 à 10, par exemple le polyéthylène fabriqué par EASTMAN CHEMICAL PRODUCTS Inde. sous la dénomination Tenite C-10, soit (2) un polypropylène cristallin,qualité pour films,ayant un indice de fusion dtenviron 6, soit encore ()) un acétate de vinyl-éthylène cristallin, qualité pour films, ayant un indice de fusion d'environ 6, en quantité suffisante pour qu'on ait 10 de polyéthylène, de polypropylèneFu d'acétate de vinyl-éthylène dans l'adhésif terminé,on obtient des résultats sensiblement équivalents en ce sens que le tampon adhère à la feuille de polyéthylène et que le réglage de la viscosité de l'adhésif fondu est amélioré, tandis que la tendance de l'adhésif à coller sur les équipements métalliques se trouve diminuée. L'indice de fusion se définit comme la masse de polymère, en grammes, qui peut être extrudée en 10 minutes à travers une filière d'un diamètre de 2,1 mm, et d'une longueur de 8 mm, à 190et ,le refoulement de la matière étant opéré par un piston sous une charge de 2,160 gr, se déplaçant dans un réservoir d'un diamètre de 9,5 mm -(Voir désignation ASTM d-1238 - 62 t ; recueil des normes ASTM, avec matière correspondante, parties 26 et 27 (1965) et norme britannique 2782. 1ère partie :1965,procédé 105au -REVENDICATIONS 1. Article composite, convenant en particulier comme couche à jeter pour enfant et comprenant au moins-une feuille plastique et au moins un tampon absorbant, assemblés au moyen d'un adhésif, caractérisé en ce que ledit adhésif est constitué principalement par un polypropylène amorphe et une cire de pétrole, le rapport du polypropylène à la cire de pétrole étant compris entre environ 1e3 et 5:1. 2. Article composite selon la revendication l,caractérisé en ce qu'il comprend une feuille de polyéthylène assemblée avec un tampon absorbant au moyen de l'adhésifs défini dans la revendication 1. 5. Article selon la revendication 2,caractérisé en ce que le polypropylène amorphe présente une viscosité à l'état fondu, à 1900C, comprise entre environ 1000 et 10 000 centipoises et en ce que la cire de paraffine a un point de fusion d'environ 48 à 88"c. 4.Article selon la revendication 5, caractérisé en ce que la viscosité à l'état fondu, à 1900C, du polypropylène est d'environ 2000 à 8000 centipoises et le point de fusion de la cire de paraffine est d'environ 54 à 66"C. 5. Article selon les revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que, dans l'adhésif, la proportion de la cire de paraffine est d'environ 40 à 60 et la proportion de polypropylène dans l'adhésif d'environ 60 à 40. 6.Article selon l'une quelconque des revendications 5 à 5,caractérisé en ce que la résistance au détachage de la liaison est comprise entre environ 4 et 28 g par centimètre. 7. Article selon la revendication 6,caractérisé en ce que ladite résistance au détachage est comprise entre environ 12 et 16 g/cm. 8. Article selon l'une quelconque des revendications 3 à 5,caractérisé en ce que la force de détachage critique est d'environ 110 à 150 g par centimètre de largeur à une température de 250C. 9.Articliselon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que les couches sont constituées par une pellicule de polyéthylène et une étoffe de rayonne non tissée. 10 .Article selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'adhésif contient environ de 5 à 15% d'un polymère ayant un indice de fusion" d'environ 1 à 10, choisi dans le groupe constitué par les polymères et copolymères cristallins de polyoléfines,ledit polymère étant de préférence du polyéthylène, avantageusement en proportion d'environ 8 à 12%.