Brevet FR2308656A1 — publié le 19761119

La présente invention a trait-à un film de protection biodégradable et à des tampons absorbants à jeter après usage tels - que des serviettes-hygiénique s OU des couches pour nourrissons, destinés à absorber et à retenir les secrétions-et les humeurs corporelles et utilisant le film de protection biodégradable pour éviter l'épanchement desdites secrétions corporelles.- tes produits absorbants à jeter après usage comme-les serviettes hygiéniques, comprennent un corps fibreux formé d'une ou plusieurs-coucbes de fibres hautement'absorbante généralement enveloppées dans une enveloppe perméable aux fluides pouvant être composée-d'une matière tissée ou non tissée.En outre, ces produits contiennent généralement une couche de protection imperméable aux fluides pour éviter-l'épanchement des fluides menstruels ou autres fluides corporels jusqu'aux-vêtements de l'utilisateur. - te corps fibreux et l'enveloppe perméable-aux fluides sont généralement en cellulose et sont donc biodégracables et susceptibles de décomposition dans un réseau classique d'écoulement des eaux usées. La couche--imperméable aux fluides, d'autre part, est généralement composée d'un polymère synthétique hydrofuge, par exemple du polyéthylène, non-biodégradable et conservant l'in-égrité de sa structure,-même après séjour prolongé dans un réseau traditionnel d'écoulement des eaux usées. Les films de protection non dégradables empêchent la libre-circulati--n des eaux usées dans un réseau-traditiOn- lel d'écoulement des eaux usées et gênent le bon fonctionnement dtun tel réseau. Pour donner aux serviettes hygiéniques, aux couches pour nourrissonslet aux autres produits-absorbants à jeter après usage biodégradabilité voulue, on a proposé e fabriquer les couches de protection de ces produits en matières biodégradables. te brevet EUA n 3 602 225 enseigne l'utilisation de films de protection composés de films de cellulose régénérée plastifiée. Le brevet EUA n0 3 683 917 rapporte 7'utilisation de films de protection composés de tissus cellulosiques traités avec une matière-hydrofuge. tes-films de protection composés de matières biodégradables n'ont pas encore été utilisés sur une grande échelle en raison de leur prix et en rai son de leur prix et en raison de la gamme limitée des propriétés qu'ils offrent. Selon l'un des aspects de la présente invention, on propose un film de protection biodégradable composé d'une matière biodégradable dispersée de façon homogène dans un réseau de matière homogène non-biodégradable résistant à la dissolution dans l'eau, la matière-biodégradable étant présente dans ledit film dans une proportion comprise entre environ 40 % et environ 60 % en poids du poids total de la matière biodégradable et de la matière filmogène non-biodégradable dans ledit film. De préférence, on incorpore un plastifiant dans le film dans une proportion pouvant atteindre 60 % en poids du poids total du film. Le film de protection est imperméable aux fluides en-raison du réseau de matière filmogène, qui-résiste à la dissolution dans-l?eau. Dans~les couches de protection destinées aux couches pour nourrissôns et-à d'autres applications dans lesquelles le film de protection est-susceptible d'entrer au contact d'un volume relativement important de sécrétions très fluides, la matière filmogène est, de préférence, une matière insoluble dans l'eau capable de former un film de protection cohérent et l'exigea , pas de support spécial. Dans les films de protection-destinés aux serviettes hygiéniques et à d'autres applications dans lesquelles le film de protection est susceptible-d'entrer au contact d'un volume moins important d'une sécrétion moins fluide ou mucilagineuse, la matière du film ne doit pas nécessairement être insoluble dans l'eau, mais peut être lentement soluble dans l'eau;; à condition qu'elle soit contenuedans un film autoporteur dont l'épaisseur est suffisante -pour en maintenir l'intégrité pendant l'utilisation du tampon absorbant. tes matières filmogènes convenant à cet effet comprennent le polyéthylène, le'polypro- pylène, le poty(téréphtalate dvéthylène), lecpoly(chlorure de vinyle3, la polyvinyl-prolidone de masse molaire élevée et 1'alcool polyvinylique. ta matière biodégradable utilisée dans le film de protection couvert par la présente invention est une matière finement divisée, de préférence~une matière capable de gonfler dans 1'6au. tes matières biodégradables convenant à cet effet sont par exemple les hydrates de carbone comme l'amidon, l-s celluloses régénérées fines, la dextrine d'amidon et les gommes naturelles comme la gomme arabique, la gomme adragante, les résines naturelles comme la rosine, les protéines comme le col lagène, et les alginates. ~ ~ ~ - Lorsque les matières biodégradable a et nn-biodégradables sont présentes dans le filme protection selon la présente invention, et dans les prbportions y indiquées, le film fonctionne comme une protection vis-à-vis de l'écoulement des sécrétions corporelle s, avec les-propriétés physiques essentielles des matières filmogènes, non-biodégradables, c 'est-à-dire principalement qu'elles empêchent le passage des fluides. Le film est cependant dégradable dans les réseaux d'écoulement des eaux usées après un temps de séjour après lequel les déchets ou matières usées dans ces réseaux sont généralement traités, et selon les-indications suivantes.Sans qu'il y~ait un principe de fonctionnement connu à proprement par~er, on pense que les matières biodégradables snt dégradées par l'action de bactéries dans le réseau d'écoulement des eaux usées, et que cette dégradation est perm ente et se poursuit jusqu'à rendre fragiles des partiès de la matière et enfin à détruire la structure du film. Après an certain temps, le film dégradé ne se tient plus et se décompose en multiples particules suffisamment petites pour pouvoir être traitées normalement par le réseau d'ecoulement des eaux usées .Lorsque la proportion de matière biodégradable dépasse la valeur~spécifiée, la quantité de matière filmogène est insuffisante pour donner la force et la résis- tance nécessaire ou pour offrir les autres propriétés nécessaires au film de protection selon la présente-inventiOn. A l'inverse, lorsque la proportion de matière~biodégradable est inférieure à la valeur spécifiée, la décomposition du film n'est pas suffisamment rapide ni/ou pas assez importante pour permettre la désintégration du film en petites particules pouvant être traitées par le réseau d'écoulement des eaux usées. Les films de~protection selon la présente invention peuvent être préparésselon plusieurs~procédés selon la~nature du matériau non-biodégradable filmogène. L'un des procédés préférés pour lapréparation du film de protection selon la présente invention, lorsque la matière filmogène est de l'alcool polyvi- nylique consiste à couler le film à partir d'une dispersion aqueuse de matièrefilmogène, d'une matière biodégradable et d'un plastifiant, puis à extraire l'eaux L'épaisseur du film couvert par la présente invention dépend de la nature des matières uti lisées dans sa fabrication. tes films doivent être siffisamment épais pour fournir une protection de résistance nécessaire con tre le passage de l'eau, et doivent être en même temps suffisam ment minces pour être assez souples et d'un prix abordable. tes films ont généralement des épaisseurs comprises entre 0,0254 mm et 0,0508 mm, mais peuvent avoir de 0,0127 mm au minimum jusqu'à 0,1016 mm au maximum si cela est nécessaire0 Exemple Selon une forme d'exécution de la présente invention, on mélange 30 parties de dextrine d'amidon de pomme de terre avec 900 parties d'eau froide pour former une bouillie, On ajoute 50 parties d'alcool polyvinylique (hydrolysé à 99 ,h) et 20 parties de glycérol à la bouillie alors que l'ensemble est agité en permanence.La dispersion ainsi obtenue est ensuite chauffée à la température de 93,3 C et agitée à cette même température pendant 30 minutes. La dispersion ainsi chauffée est ensuite versée sur une pla que de verre lisse avec une mince pellicule de cire de carnauba pour former une couche qui est ensuite séchée dans un four à 71,lac pendant cinq à dix minutes. On délaye alors le film formé qui est auto-porteur et a une épaisseur d'environ 0,0381 mm Ce film est suffisamment résistant, souple et imperméable à 1 eau pour servir de protection anti-humidité dans une couche pour nourrisson ou une serviette hygiénique0 L'efficacité du film en tant que protection contre le passa ge de l'humidité peut être testée par mise en oeuvre des essais décrits dans le brevet EUA n0 3 683 917 déjà mentionné, colonne 2, lignes 39 à 67 et colonne 3, lignes 1 à 22o La capacité de décomposition du film dans un milieu anaréo bie est mise à l'essai de la façon suivante : Une première série de bacs de digestion de laboratoire est préparée, chacun conte nant environ un litre d'un mélange de solides usés digérés, de boues mures et diverses concentrations des produits soumis aux examens de dégradation0 Les mélanges sont maintenus à une tempé rature-constante de 280C åusqutå leur digestion complète. L'un des bacs de digestion ne contenant pas de produit, est utilisé comme témoin. Dans chacun des autres bacs, on ajoute une quanti té connue de la matière à soumettre à l'essai.Une ssconde série de bacs est préparée comme ci-dessus, mais de manière que la di gestion puisse se poursuivre sans inhibition de la récupération de gaz. te gaz produit par la secpnde série de mélanges de diges tion est recueilli et son volume est mesuré jour après jour jus qu a ce que la production de gaz par ltensemble des bacs soit ar rêtée. Â l'issue du processus de digestion, le contenu de tous les bacs de chaque série est analysé afin de connaître les élé ments en présence. En outre, chaque semaine, des échantillons sont prélevés sur la première série et analysés pour connaître les proportions d'acides volatiles et de solides, le pH, et le degré de digestabilité.Une comparaison avec les proportions de solides organiques initiaux dans la boue de départ permet de don ner une indication de la mesure dans laquelle la matière a été détruite. De même,la production quotidienne de gaz donne une indi cation de la vitesse de décomposition et de la quantité totale de matière volatile détruite. Dans les expériences telles que celle décrite ci-dessus, les films selon la présente invention sont généralement détruits dans une mesure considérable, de l'ordre de 50 % ou plus, lorsque les composants du film sont dans les proportions spécifiées plus haut. tes films selon la présente invention peuvent être préparés par des procédés différents du procédé décrit ci-dessus. Ils peu vent être coulés, par exemple à l'aide de solvants ou de milieux de dispersion organiques au lieu de systèmes aqueux. Un autre procédé consiste à produire les films par des procédés d'extrusion classiques à partir de mélanges des composants du film dans les proportions voulues, le mélange intime étant accompli, sen cours d'extrusion. ta méthode par extrusion est préférable lorsque la matière non-biodégradable filmogène, par exemple du polyéthylène, n'est pas facilement soluble à de fortes concentrations dans la plupart des solvants, et lorsque cette matière est généralement mise en films précisément par extrusion. Comme indiqué précédemment, les composants essentiels du film selon la présente invention sont la matière non-biodégrada ble filmogène et la matière biodégradable, cette dernière repré sentant entre environ 40 % à environ 60 % en poids du poids total de ces deux matieres contenues dans le film. Si un plastifiant est utilisé, il peut être présent dans une proportion pouvant attein dre environ 60 % en poids du poids total du film. De préférence, la matière non-biodégradable filmogène et la matière biodégrada ble représentent chacune des proportions comprises entre environ w8 ,4 et environ 45 , en poids et le plastifiant représente une proportion comprise entre environ 10 % et environ 25 % en poids du poids total du produit.D'autres additifs ou stabilisants peuvent être présents dans le film dans des proportions pouvant atteindre environ 15 ces en poids. Dans l'exemple donné ci-dessus, du glycérol a été utilisé comme agent plastifiant. Il convient de soulignerocependant que d'autres produits peuvent être employés, leur choix dépendant de la nature et la matière non-biodégradable filmogène. Lorsque la matière non-biodégradable filmogène est de l'alcool polyvinylique, on peut utiliser d'autres plastifiants, tels que des polyalcools comme l'éthylèneglycol, le diéthylèneglycol, le proparediol-1,2, butanediol-1 ,3,butanediol-1 ,4, butanediol-2,3, des poîjétilylèneglycols, des propylèneglycols, des copolymères séquencés formés de motifs oxyéthylène et oxypropylène. Pour d'autres matières filmogènes, d'autres plastifiants peuvent être utilisés lorsque l'on connaît leur compatibilité avec la matière filmogène.Les agents plastifiants les plus courants sont les esters liquides relativement non-volatils à haut point d'ébullition comme le stéarate de butyle, le stéarate de butoxyéthyle, l'oléate de méthoxyéthyle, l'abiétate de méthyle, le phtalate de diéthyle, le phtalate de dibutyle, le phosphate de triphényle, le phosphate de tricrésyle, le sébacate de dibutyle et le diabiétate dléthylèneglycol. te film selon la présente invention peut être utilisé comme barrière anti-humidité dans des produits absorbants comme les serviettes hygiéniques, les couches pour nourrissons à jeter après usage, les compresses chirurgicales, les tampons intimes et autres compresses du même type. Les serviettes hygiéniques à jeter après usage sont généralement fabriquées à partir d'un corps fibreux comportant une ou plusieurs couches de fibres très absorbantes enveloppées dans une enveloppe molle, perméable aux fluides avec un film de protection à l'intérieur de l'enveloppe, et sur un seul côté de celle-ci Une structure de serviette hygiénique à jeter après usage de ce type est décrite dans le brevet A nO 3 683 917 déjà cité, le film de protection selon la présente-invention pouvant remplacer le film de protection décrit dans le brevet susmentionné. Les couches pour nourrissons à jeter après usage sont gé néralement fabriquées à partir d'une masse fibreuse extrêmement absorbante dont la pellicule supérieure est moins absorbante que le reste de ladite masse et dont l'autre face est composee d'une pellicule imperméable à l'eau. Une structure de couche pour nourrissons à jeter après usage de ce type est décrite dans le brevet EUÂ nO 3 683 916, le film de protection selon la présente inven tion pouvant remplacer la pellicule imperméable décrite dans le brevet susmentionné Il convient de préciser à l'usage des spécialistes en la matière que d'autres variations et modifications peuvent être utilisées sans pour autant s'écarter de l'esprit de la présente invention définie dans les revendications en annexe. E V E N D I C A T I O N S I Film de protection biodégradable comprenant un réseau de matière non-biodégradable filmogène non soluble dans l'eau et tenferm2ns une matière biodégradable qui y est dispersée de an are homogène, ladite matière biodégradable étant présence dans ledit film à raison d'environ 40 CO à environ 60 % en poids du poids total e ladite matière biodégradable et de la matière non-biodégradable formant film. 2.- Film de protection biodégradable selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend également un agent plastifiant dans une proportion ne dépassant pas 60 ,4 en poids du poids total du film. 3.- Film de protection biodégradable selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière biodégradable et la matière non-biodégradable sont chacune présentes dans des proportions comprises entre environ 30 % et environ 45 % en poids du poids total du film. 4.- Film de protection biodégradable selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière biodégradable est un @@@@a @ arbone. 50- Film de protection biodégradable selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'hydrate de carbone est un amidon. 60- Film de protection biodégradable selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'hydrate de carbone est une dextrine. 7.- Film de protection biodégradable selon la revendicaticn 1, caractérisé en ce que l'hydrate de carbone est une protéine. 8.- Film de protection biodégradable selon la revendication 6, caractérisé en ce que la protéine est le collagène. 9.- Film de protection biodégradable selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière non-biodégradable formant film est un alcool polyvinylique insoluble dans l'eau. 10.- Film de protection biodégradable selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière non-biodégradable formant film est du polyétbylène. 11.- Film de protection biodégradable comprenant un réseau d'alcool polyvinylique insoluble dans l'eau dans lequel sont dis perses de façon homogène une dextrine et un plastifiant, la dextrine étant présente dans des propcrtions comprises entre 40 % et 60 9o en poids du poids total de dextrine et d'alcool polyvinyli que, et le plastifiant étant présent dans des proportions comprises entre environ 10% o 75% en poids du poids total dudit film. 12.- Perfectionnement aux tampons absorbants à jeter après usage comprenant une matière absorbante biodégradable et une couche anti-humidité, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser comme couche anti-humidité le film de protection biodégra- dable selon la revendication 1.