Brevet FR2298316A1 — publié le 19760820

L'invention concerne les serviettes périodiques. Les serviettes périodiques comprennent généralement un noyau intérieur de matériau absorbant et une enveloppe extérieure perméable aux fluides. L'enveloppe sert simplement comme moyen pour entourer le matériau absorbant et elle n'a substantiellement aucune capacité d'absorption des fluides ou de rétention de ceux-ci. Le brevet canadien n- 826.352 décrit une serviette périodique qui est dite présentée des propriétés optima. Cette serviette consiste en un noyau intérieur de matériau absorbant recouvert d'une étoffe de fibres synthétiques liées d'une manière autogène notamment en polyéthylène, polypropylène ou polyesters. L'étoffe est fabriquée par exemple par cardage ou dépit par l'air. Ce brevet canadien déclare que les fluides passeront rapidement à travers l'enveloppe extérieure et seront retenus dans le noyau intérieur sans qu'il en résulte une sensation de viscosité ou d'humidité pour l'utilisatrice de la serviette périodique, et cela est vrai pour les périodes d'écoulement léger ; il a été constaté que lorsque la quantité de fluide retenue par le noyau intérieur augmente, il y a une augmentation de rétention du fluide par l'enveloppe et cela détermine un certain inconfort. Aussi, en cours d'utilisation, la surface de la serviette ne demeure pas aussi sèche qu'on le souhaiterait. L'objet général de l'invention est donc de fournir une serviette périodique qui absorbe rapidement et qui retient les fluides, en conservant une surface sensiblement sèche en cours d'utilisation. Une serviette périodique conforme à la présente invention comprend un noyau intérieur de matériau absorbant et une enveloppe comprenant une étoffe poreuse de fibres thermoplastiques inachevées. Tel qu'il est utilisé ici, le terme "inachevées" désigne des fibres dont les surfaces ne contiennent pas de lubrifiants, de produits anti-statiques ou d'agents mouillants. A ce sujet, il faut noter que les fibres habituellement employées dans la fabrication des étoffes par des techniques telles que le tissage, le cardage ou le dépôt par l'air sont achevées, ctest-à-dire que leurs surfaces sont apprêtées avec une combinaison d'agents lubrifiants, anti-statiques et mouillants.Si la surface n'est pas achevée, il est extrêmement difficile de manipuler les fibres au cours de la fabrication de étoffe, et c'est pourquoi les fibres achevées sont universellement employées pour la fabrication d'étoffes ar ces techniques. D'une manière typique les fibres thermoplastiques achevées ont des angles de contact de retrait avec l'eau de moins de 900. De leur côté, les fibres inachevées ont des angles de contact un peu plus grands : le propylène inachevé a un angle de contact de retrait avec 11 eau de plus de 900, et généralement dans les gammes de 100 à 1200 environ. Ltétofîe poreuse de fibres thermoplastiques inachevées est un composant nécessaire de l'enveloppe mais d'autres composants de cette enveloppe qui n'affectent pas les caractéristiques souhaitées de la serviette peuvent être utilisés. Par exemple les portions de I'enveloppe de la serviette qui ne sont pas au contact avec le corps de l'utilisatrice n'ont pas besoin d'être fabriquées avec des fibres inachevées. L'invention sera maintenant décrite d'une manière plus détaillée au moyen d'un exemple avec référence aux dessins annexés dans lesquels La figure i est une vue en perspective montrant une réalisation de la serviette périodique suivant la présente invention avec arrachement partiel. La figure 2 est une vue en plan d'une partie d'une étoffe utilisable comme enveloppe de serviette périodique. La figure 3 est une vue agrandie d'une portion d'une étoffe préférée utilisable comme enveloppe de serviette périodique. La figure 1 montre une serviette périodique 10 comprenant un noyau intérieur de matériau absorbant 12 et une enveloppe 14. Le matériau absorbant 12 peut être de forme et de dimension habituelles et peut etre constitué par l'un des matériaux utilisés dans les serviettes périodiques tel que le duvet de pulpe de bois, la ouate de cellulose, les fibres de coton ou de rayonne etc. De meme, la fabrication de la serviette périodique peut etre réalisée par les techniques généralement connues qui consistent a entourer le noyau par l'enveloppe pe, a' fermer l'enveloppe afin d'inclure le matériau absorbant a l'intérieur, et à pourvoir de moyens tels que des pattes pour attacher la serviette à une ceinture ou autre. L'enveloppe 14 est constituée essentiellement par une étoffe poreuse de fibres thermoplastiques inachevées. Bien que les étoffes de fibres inachevées de polypropylène présentent les caractéristiques optima, des étoffes d'autres fibres inachevées de polyoléfine (telles que polyéthylène, polybutène etc) aussi bien que des fibres de polyester peuvent entre utilisées avantageusement. La figure 2 montre une forme préférée d'une étoffe d'enveloppe 16 qui comporte une pluralité de filaments 18 de fibres inachevées, moléculairement orientées, et sensiblement continues, disposées approximativement au hasard. il ntest pas essentiel que les filaments de fibres de l'étoffe 16 soient continus, aussi longtemps qu'ils sont inachevés. Cependant, le fait qu'une étoffe de filaments continus puisse être obtenue directement à partir de fibres de filaments inachevés rend ces étoffes intéressantes du point de vue économique. De plus, les serviettes fabriquées avec des enveloppes qui correspondent â la figure 2 possèdent des carac téristiques de résistance particulièrement souhaitables. Cependant, bien que des étoffes de filaments continus soient préférées, d'autres étoffes, telles que celles qui ont été fabriquées par cardage, dans lesquelles après préparation, la finition de surface de fibres a été enlevée, peuvent être utilisées aussi. il existe diverses méthodes pour fabriquer des étoffes de filaments continus de fibres thermoplastiques. Les brevets américains n 3.341.394 et 3.338.992 décrivent plusieurs techniques. En général, la formation de l'étoffe comprend l'ex- trusion en continu d'un polymère à travers une filière, l'étirage des filaments filés, et le dépôt subséquent des filaments étirés sur une surface continuellement mobile, d'une manière se siblement au hasard. L'étirage permet de donner aux filaments de polymères la tenacité requise, tandis que le dépôt d'une manière sensiblement au hasard donne à l'étoffe les caractéristiques désirables de résistance isotropique. De plus une technique particulièrement utile est décrite dans le brevet américain n0 3.692.618. L'emploi de la méthode de ce brevet -américain' permet spécialement de hauts niveaux de formation d'étoffe et fournit un produit amélioré. La méthode décrite comprend le filage conventionnel des filaments continus d'un polymère synthétique, par exemple, par extrusion du polymère à travers une série de têtes de filature dirigées vers le bas et placées de préférence en ligne ou série de lignes. Les filaments, quand ils sont filés, sont rassemblés en une ligne droite de faisceaux non tordus, éventuellement espacés et côte à côte, chaque faisceau contenant au moins 15 et de préférence de 50 à 150 filaments. Ces faisceaum de filaments sont simultanément entrainés vers le bas à une vitesse d'au moins 3.000 m par minute et, de préférence de 3.500 à 8.000 m par minur te dans des colonnes de gaz qui les entourent individuellement avec un débit d'une vitesse supersonique, et dirigés pour frapper contre un transporteur sensiblement horizontal.Le rassemblement des filaments dans les faisceaux- et leur entrainement et orientation pour frapper contre le transporteur sont de pré- férence effectués en faisant passer les faisceaux à travers des souffleries d'air qui entourent les filaments d'une colonne ou jet d'air qui est dirigé vers le bas à une vitesse supersonique. Les souffleries d'air sont disposées de manière à s'étendre dans une ligne droite dans une direction transversale par rapport au transporteur en formant des angles droits par rapport à sa direction de déplacement, de sorte que les faisceaux contenus dans les colonnes de gaz quand celles-ci frappent le transporteur en mouvement s'étendent dans une ligne ou une rangée à angles droits transversalement par rapport au transporteur. Afin d'augmenter ltentremêlement des faisceaux, les souffleries d'air peuvent être rendues oscillantes, le plan d'oscillation étant transversal par rapport a' la direction du mouvement du transporteur.Le transporteur peut etre un transporteur conventionnel utilisé dans la technique du non tissé, tel qu'une toile ou courroie sans fin ou la portion supérieure d'un tambour, comme par exemple un tambour à écran. Après la préparation ci-dessus les faisceaux de filaments contenant une série de filaments parallèles sont déposés sur le transporteur dans un arrangement en forme de boucles avec les boucles primaires s'étendant en arrière et en avant à travers la largeur d'une section définie par le choc de la colonne d'air Auparavant et comme les faisceaux de filaments parallèles frappent contre le transporteur ils sont divisés en sous faisceaux contenant un moins grand nombre de filaments parallèles et formant des boucles et tourbillons secondaires plus petits. Ces derniers s'imbriquent les uns dans les autres ainsi que ceux des sections adjacentes pour former un entremêlement approximativement complet avec les portions enveloppantes des sections adjacentes. Ainsi, les faisceaux de filaments déposés forment une étoffe non tissée uniforme et continue. Une portion d'étoffe préparée comme décrit ci-dessus est montrée à la figure 3. Plusieurs sous-faisceaux de filaments tels que ceux qui portent les numéros 20, 22 et 24 sont représentés. A cause de la présence des faisceaux de filaments, plutôt qu'à celle des filaments individuels avec d'autres filaments continus dans les étoffes, il existe de larges pores "inter" filaments. On pense que l'existence de ces pores facilite la pénétration des fluides dans le noyau intérieur d'une serviette quand cette étoffe est employée comme enveloppe. L'étoffe représentée à la figure 2, quand elle est utilisée comte enveloppe de serviette périodique, peut avoir un poids de base d'environ 8,5 à 34 g/m2 et de préférence environ 10,2 à 23,8 gJm2. Les filaments peuvent avoir un denier d'environ 1 à 5 et de préférence d'environ 1,2 à 2. Afin d'etre utilisée comme enveloppe de serviette périodique l'étoffe de fibres thermoplastiques inachevées doit être liée selon une méthode qui procure une résistance suffisante de l'étoffe à la tension, et qui n'affecte pas d'une manière fâcheuse la douceur ni la porosité au transfert des fluides. A ce sujet on a constaté que les techniques qui impliquent la liaison de l'ensemble de l'étoffe ne sont généralement pas satisfaisantes à la fois sur le plan de la porosité et celui de la douceur. En se référant encore aux figures 2 et 3 une méthode préférée de liaison de l'étoffe est représentée. Cose on le voit les filaments de l'étoffe sont liés ensemble à un nombre discontinu de zônes de liaison ponctuelles disposées d'une ma- nière intermittente à travers l'étoffe.On trouve une combinaison désirable de porosité et de résistance de 11 enveloppe dans une étoffe où le total de la zone liée est d'environ 5 à 50 % de la surface de l'étoffe et où la densité des zônes de liai son individuelles est d'environ 775 à 49.600 par dm2, les densités plus hautes de liaison étant employées avec des zônes liées d'un total plus grand. Les étoffes particulièrement préférées sont celles qui ont un total de zônes liées d'environ 8 à 20 5' et une densité de liaison de l.550 à 7.750 par dm2. Un procédé de préparation qui convient particulièrement pour une étoffe liée telle que celle qui est représentée dans les figures est décrit dans le brevet canadien no 948.388. Le procédé de liaison décrit comprend le passage de l'étoffe à filaments continus non liés à travers une pince de pression formée entre un cylindre dur et lisse et un cylindre d'empreinte chauffé. En contrôlant d'une manière appropriée la température des cylindres et la pression de la pince, on peut obtenir une étoffe avec un type de liaison hautement désirable appelé liaison relâchée. A des vitesses de l'étoffe d'environ 82,50 m à 105 m/min. la liaison peut être réalisée en maintenant le cylindre lisse à une température de moins de 1320C, en gardant le cylindre d'empreinte chauffé entre 300 et 320 C, et en appliquant une pression de pincement sur chacun des points en relieS de 11 empreinte de 350 à 3.500 Kgs par cm2.Les liaisons relâ- chées obtenues par le procédé décrit dans le brevet canadien sont caractérisées par l'absence de degré uniforme de liaison des fibres à travers une z8ne de liaisons ponctuelles qui contient des filaments liés d'une manière autogène. Quand on les examine au microscope, on voit que les fibres liées sur la surface qui est au contact du cylindre d'empreinte ont sensiblement perdu leur caractère de filaments alors que les fibres liées sur l'autre surface sont attachées ensemble par adhérence mais conservent leur identité de filaments. Un avantage significatif des serviettes périodiques de l'invention est leur capacité d'absorption des fluides menstruels et des autres fluides du corps sous les pressions appliquées au cours d'un usage normal, et de procurer aussi à l'uti- lisatrice une sensation de surface sèche. On croit que cela est dû au fait que les filaments thermoplastiques inachevés de lten- veloppe sont non seulement eux-mêmes résistants à l'absorption des fluides mais empêchent en plus les fluides, quand ils ont été absorbés dans le noyau intérieur de la serviette de sortir en tachant les vêtements ou en mouillant le corps.La supériori té d'une étoffe de fibres inachevées pour des enveloppes de serviettes périodiques est particulièrement inattendue en raison du fait que les étoffes représentées ne montrent pas cet avantage pour des usages connexes tels que des doublures de serviettes. Les caractéristiques désirables de tenue de ltenve- loppe par rapport aux fluides, décrites ci-dessus, sont illustrées par une étude comparative des caractéristiques de transfert capillaire de diverses enveloppes. Cette étude a été faite de la manière suivante Une cuve de transfert capillaire standard (Textile Research J., No.5 ; 356-366) (}ray, 1967) est remplie d'eau et 3 g d'un échantillon d'une serviette périodique conventionnelle comme celle qui est vendue par la demanderesse sous la marque KOTEX, est placée d'un côté de la cuve. Une seule couche de l'étoffe à tester est placée de l'autre côté.Des poids exerçant une pression d'environ 7 g par cm2 sont utilisés des deux côtés de la cuve pour assurer le contact entre la cuve et les matériaux. Après positionnement, 7,5 ml d'eau (ou lO mi) sont ajoutés à l'échantillon d'étoffe à côté de la cuve, après quoi la valve de la cuve est ouverte et le transfert d'eau vers l'échantillon admis pendant lOO minutes Ensuite l'échantillon d'étoffe est pesé et l'humidité retenue est déterminée et reportée en pourcentage de rétention d'humidité par rapport au poids des fibres sèches. Pour les enveloppes de serviettes périodiques, une basse valeur de rétention de l'humidité est souhaitable.Les valeurs de rétention d'humidité obtenues sur plusieurs étoffes habituellement utilisées conne enveloppes de serviettes périodiques et sur une étoffe préparée selon la description ci-dessus sont indiquées dans le tableau l Tableau l Etoffe Poids de base Pourcentage de rétention g/m2 d'humidité Initiale Initiale 7.5ml 10ml A. Etoffe de rayonne cardée liée par adhésif i6,86 220 370 B. Canevas de nylon avec aplat de coton 9,40 100 260 C. Etoffe cardée, liée d'une maniè- re autogène, de fibres achevées de polypropylène 24,45 75 108 D. Etoffe cardée, liée d'une manière autogène, de fibres inachevées de poly propylène 24,45 2 lr E.Etoffe liée par points de filaments continus de fibres inachevées de polypropylène ** 18,07 2 3 * Finition retirée des fibres achevées de l'étoffe qui précèdatimmédiatement, par trois étapes d'extraction Soxhlet avec hexane, methanol et eau (4 heures chaque). ** Préparées comme décrit dans le brevet américain n0 3.692.618 avec un denier de filament de 1,6 et une tenacité de fibres de 4,4 g/denier. Liaison réalisée comme décrit dans la demande de brevet Hansen et autres ci-dessus mentionnée en faisant passer l'étoffe à une vitesse de 100 mfmin à travers une pince composée d'un cylindre lisse et d'un cylindre d'empreinte dans les conditions suivantes : température du cylindre lisse : 1150C ; température du cylindre d'empreinte : 150 C ; zônes de liaison individuelles : 0,ost mm de côté et espacées au nombre de 40 par-lO cm à la fois dans la direction machine et dans la direction transversale ; 17 5' de la surface totale liée ; pression de la pince sur un point en relief : 1960 kg par cm2. Comme on peut le comprendre d'après les résultats indiqués au tableau 1 les enveloppes de serviettes périodiques consistant essentiellement en fibres inachevées, particulièrement en polypropylène, possèdent des caractéristiques de tenue supérieures vis-à-vis des fluides à celles des étoffes conventionnelles de rayonne, de nylon ou de fibres achevées de polypropylène. De plus,les caractéristiques mécaniques et esthétiques des étoffes de filaments continus représentées les rendent particulièrement convenables comme enveloppes de serviettes périodiques. A cause de l'orientation au hasard des filaments de ces étoffes, les caractéristiques de résistance à la tension et d'étirage sont plus isotropiques que dans les étoffes existantes. Ces caractéristiques isotropiques sont particu fièrement importantes dans les applications aux serviettes périodiques puisque, en cours d'usage, il y a des tensions dans toutes les directions. De plus, par une liaison appropriée de l'étoffe, conne précédennent exposé, une telle résistance isotropique peut etre obtenue en combinaison avec une douceur et une sensation de contact souhaitables.Quand cette étoffe est utilisée conne enveloppe de serviette, la surface de l'étoffe qui est en contact avec le cylindre lisse au cours de la liaison doit être à une place adjacente au noyau intérieur. En procédant ainsi, on peut obtenir une haute résistance du matériau d'enveloppe à l'abrasion. Le tableau 2 montre les caractéristiques mécaniques et de sensation de contact des enveloppes en étoffe préparée comme décrit ci-dessus, par rapport aux étoffes conventionnelles utilisées conne enveloppes de serviettes périodiques. Tableau 2 Résistance à la tension Elongation Drapé** gramme / centimètre % Handle-o-Meter Direction Direction Direction Direction Direction Direction Etoffe machine transversale machine transversale machine transversale A. etoffe de rayonne cardée liée par adhésif 760 49 9 20 11 2,8 B. Canevas de nylon avec aplat de coton 669 173 26 32 2,3 0,8 C. Etoffe cardée liée d'une manière autogène, de fibres achevées de polypropylène 1047 58 7,6 9,5 12,4 3,4 E. Etoffe liée par points de filaments continue de fibres inachevées de polypropylène 630 472 28 36 4,8 2,8 ** Déterminé en utilisant un Thwing-Albert Instrument de la Compgnie Handle-o-Meter. REVENDICATIONS 1.- Serviette périodique comprenant un noyau intérieur de matériau absorbant ayant une forme et une dimension convenables pour absorber les fluides menstruels du corps, et une enveloppe enfermant le noyau intérieur, caractérisée en ce que l'enveloppe comporte sur la surface de contact avec le corps, une étoffe non tissée, poreuse et formée à sec ayant un poids de base d'environ 8,5 à 34 g/m2, de fibres inachevées de polyoléfine ou de polyester, les fibres inachevées étant caractérisées par une surface de fibres qui est dénuée de lubrifiant et d'agents antistatiques ou mouillants, l'étoffe étant liée d'une manière autogène et intermittente dans des zônes de liaison discontinues occupant environ 5 à 50 % de la surface de l'étoffe et disposées dans une densité d'environ 775 à 49.600/ dm2 pour permettre le passage des fluides menstruels à travers elle et dans le noyau absorbant dans les conditions de pression du corps pour un usage normal, afin de procurer à l'uti- lisatrice la sensation d'une surface sensiblement sèche. 2.- Serviette périodique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'étoffe est une étoffe non tissée poreuse et liée d'une manière autogène et intermittente, de fibres de polypropylène inachevées. 3.- Serviette périodique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'étoffe est une étoffe poreuse, liée d'une manière autogène et intermittente, de filaments olécu- lairement orientés, inachevés, et sensiblement continus et déposés au hasard, d'une polyoléfine ou d'un polyester. 4.- Serviette périodique suivant la revendication 3, caractérisée en ce que les filaments inachevés et continus sont en polypropylène. 5.- Serviette périodique suivant la revendication 4, caractérisée en ce que les filaments inachevés de polypropylène ont un denier d'environ i à 5. 6.- Serviette périodique suivant la revendication 5, caractérisée en ce que l'étoffe a un poids de base d'environ 10,2 à 23,8 g/m2, les filaments inachevés de polypropylène ont un denier d'environ 1,2 à 2, et les zônes de liaison autogène occupent environ 8 à 20% de la surface de l'étoffe et sont disposées dans une densité d'environ 1550 à 7750/du2.