Brevet FR2467592A1 — publié le 19810430

- 1 - 2467592 Serviette hygiénique. La présente invention se rapporte à une ser- viette hygiénique et plus particulièrement à une serviette hygiénique comportant des couches faites de plusieurs matières absorbantes diffé- rentes. Il existe plusieurs caractéristiques qu'il est souhaitable de trouver dans une serviette hygiénique. Cette serviette doit être confortable, elle doit être très absorbante, elle doit élimi- ner rapidement le fluide de la surface adjacente au porteur et doit être relativement peu coûteuse à fabriquer. On utilise depuis longtemps comme principal com- posant absorbant, dans ces serviettes, des fibres de pâte de bois ou autres ensembles de fibres cellulosiques naturelles analogues. Le pluff ou duvet de pâte de bois est doux, élastique, absorbant et peu coûteux. L'une des difficultés auxquelles on se heurte, lorsqu'on utilise uniquement les fibres de pâte de bois comme absorbant pour les fluides menstruels, résulte de ce que ces fibres ne présentent pas de direction préférentielle de transmission des fluides, de sorte qu'il existe une plus forte concentration d'exsudat dans les régions les plus proches du contact immédiat. Le résultat est la formation d'une sur- face humide qui conduit rapidement à des fuites. Ces problèmes de trans- mission des fluides s'aggravent au fur et à mesure que la serviette de- vient plus humide. La technique antérieure a tenu compte de ces pro- blêmes et a tenté de réaliser des ensembles absorbants composites appro- priés utilisant des fibres de pâte de bois ou équivalents pour l'une des couches absorbantes. L'autre couche absorbante, qui est habituellement placée au-dessus,a été choisie en se fondant sur la théorie selon la- quelle il est souhaitable de faire passer les fluides aussi rapidement que possible à travers la surface de la couche absorbante supérieure. Dans certains cas, on obtient ce résultat en rendant la surface externe de la couche absorbante supérieure hydrophobe et/ou grâce à une absorp- tion sélective des parties les plus visqueuses des fluides menstruels dans la couche supérieure, ce qui forme, du moins en théorie, un obstacle au passage de la partie aqueuse des fluides menstruels, à travers la cou- che de pluff. Il a également été émis une théorie suivant laquelle les -2groupes absorbants utilisent deux entités fortement absorbantes dans les couches successives seraient particulièrement avantageux. Un exemple de systèmes absorbants composites est décrit dans le brevet des E.U.A. 3 371 667; il comprend un élément élas- tomère très poreux conçu pour "retenir les -constituants mucoides et gélatineux, fortement visqueux, des fluides du corps".Ce brevet indique que la couche supérieure ainsi décrite laisse passer les constituants moins visqueux. Les fibres appropriées pour cette application sont la rayonne rendue relativement hydrophobe à la surface de la nappe fibreuse mais traitée par des agents hydrophiles pour la partie inférieure de cette nappe. Une autre serviette composite constituant un exemple représentatif est décrite dans le brevet des E.U.A. 4 047 531. Cette serviette comprend une couche extérieure en duvet préparée à par- tir d'une pâte thermomécanique utilisée comme système absorbant, en com- binaison avec une couche traditionnelle en pluff (duvet). Par ailleurs, le principe décrit dans ce brevet consiste à utiliser une fibre hydro- phobe dans la couche extrême supérieure. Il existe également dans la technique antérieure d'autres systèmes absorbants composites mais ils semblent tous effective- ment comporter l'utilisation d'une couche supérieure qui est, au maxi- mum, moins absorbante que la couche inférieure et peut en fait posséder de faibles capacités réelles d'absorption, en particulier relativement aux constituants aqueux des fluides menstruels. L'invention a pour objet un système absorbant pour serviettes hygiéniques ou équivalents comportant deux couches dont la couche la plus proche du porteur laisse les fluides traverser rapide- ment la surface supérieure et conserve encore des capacités d'absorption totale tout en mouillant également la surface.inférieure d'une nappe fibreuse cellulosique classique. On a constaté que l'on peut améliorer considéra- blement les ensembles absorbants composites en utilisant une couche supé- rieure qui se comporte comme un absorbant vis-à-vis de tous les consti- tuants des fluides menstruels en combinant une haute capacité avec de bonnes propriétés de transmission des fluides. _ 3 _ 2L 67 5 92 Les fluides menstruels, en entrant en contact avec la couche absorbante supérieure de la serviette hygiénique compo- site suivant l'invention, traversent rapidement la surface supérieure de la couche et se dispersent rapidement radialement au cours de la traversée de l'épaisseur de la première couche. Au cours de cette tra- versée, une partie de la totalité des constituants des fluides est retenue. La couche supérieure doit posséder des espaces entre fibres relativement grands dans la couche supérieure pour permettre la transmission rapide des fluides. S'il se produit une rétention extrê- mement forte des fluides dans la couche supérieure, lorsque cette couche supérieure à été saturée, on observe un échappement du fluide entre la couche supérieure et la couche fibreuse cellulosique adjacente à celle- ci, ce qui entraîne des problèmes de fuites latérales. En outre, dans le cas d'une couche extrême supérieure très absorbante, il peut se produire un blocage des espaces capillaires contenus dans cette couche, par suite du niveau élevé d'absorption, ce blocage empêchant au moins une partie du fluide d'entrer en contact avec la deuxième couche absorbante. On a constaté qu'une couche extrême supérieure possédant une valeur composite d'absorption capillaire non supérieure à 0,5 et une capacité d'équilibre non supérieure à 4,6 g absorbé par gramme d'absorbant, en combinaison avec une couche cellulosique classi- que telle qu'une couche de fibres de pâte de.bois, forme un ensemble absor- bant très efficace qui utilise les capacités d'absorption des deux couches avec un haut degré d'efficacité sans fuite latérale ni colmatage super- ficiel de la région supérieure d'aucune des couches absorbantes. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux des- sins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple: - la Fig. 1 est une vue en perspective prise en - coupe partielle d'un exemple type de la structure d'une serviette hygié- nique; - les Fig. 2 et 3 sont des représentations sché- matiques des essais utilisés pour déterminer les caractéristiques de la couche absorbante supérieure de la serviette suivant l'invention. -4- Sur la Fig. 1, on a indiqué en N une serviette hygiénique comprenant une enveloppe extérieure 1 perméable aux fluides qui enveloppe entièrement les autres constituants de la serviette. Une couche absorbante supérieure 2 est placée directement sous la surface inférieure de la paroi supérieure de l'enveloppe. La couche absorbante classique 3, faite de fibres de pâte de bois ou équivalent, est placée directement sous la couche absorbante supérieure et disposée sur un écran 4 imperméable aux fluides. Cet écran imperméable aux fluides entoure en réalité les côtés de la couche absorbante inférieure et peut être prolon- gé. de manière à couvrir une partie des côtés de la couche absorbante supérieure. Cette construction présente l'avantage de réduire à un mini- mum les fuites s'écoulant par les côtés de la serviette. Cette serviette. est fermée à joint étanche le long des bords avant et arrière, 5 et 6 respectivement, d'une façon classique quelconque, par exemple par col- lage. Le collage est indiqué par le tracé formé de lignes rapprochées en retrait vers l'intérieur le long des deux extrémités respectivement. Cette serviette particulière est de la variété sans languette, et,ainsi qu'on l'a représenté partiellement en transparence, il est prévu une bande adhésive décollable 7 qui laisse exposée une surface inférieure adhésive destinée à fixer la serviette aux sous-vêtements. La serviette représentée sur la Fig. 1 dans sa forme de réalisation habituellement préférée utilise une enveloppe exté- rieure 1 perméable aux fluides, faite de polypropylène lié par filaments, comme décrit dans le brevet des E.U.A. 3 886 942, et une matière écran actuellement préférée est un polypropylène de 0,015 mm d'épaisseur. La couche absorbante inférieure 3 actuellement préférée est faite de pluff de pâte de bois et la couche absorbante supérieure 2 est choisie en fonc- tion d'une évaluation donnée au tableau ci-après et de facteurs de prix de revient. Il va de soi que la forme de réalisation repré- sentée sur la Fig. 1 ne constitue qu'un exemple purement représentatif d'une configuration particulière qui peut être choisie et le principe de- l'invention ne doit pas être considéré comme limité à cette configuration. Par exemple, on peut réaliser une serviette du type stratifié dans la- quelle la couche supérieure perméable aux fluides ne s'étend que jus- qu'au bord de cette serviette et la feuille inférieure ou écran imper- méable aux fluides est directement fixée à la couche supérieure perméable aux fluides sur toute la périphérie de la serviette. 2L67592 -5- La valeur composite d'absorption capillaire est donnée par l'essai composite d'absorption composite capillaire. Cet essai est effectué comme. suit: tout d'abord, on produit la matière à essayer sur une machine de formation de bande qui, à titre comparatif, est réglée pour former une bande possédant un poids de base de 360 g/m2. On découpe la matière à l'emporte-pièce pour obtenir un cercle de 76,2 mm de dia- mètre. On découpe également de la même façon, à l'emporte-pièce, un disque de 76,2 mm de diamètre de pluff de pâte de bois et on le place sous la matière absorbante expérimentale pour l'essai. L'appareillage d'essai est représenté sury la Fig. 2.. Cet appareillage d'essai est composé d'une pompe à seringue à débit variable et de moyens servant à maintenir l'échantillon dans des conditions de pression et de température constantes. Le fluide utilisé pour l'essai est du sang de bovin dont l'hématocrite, c'est-à-dire la concentration des globules rouges est réglée sur une proportion de 20 % de la solution. Le sang est refoulé par la pompe 11 à travers un agita- teur magnétique 12 et un éjecteur 13 du type seringue et passe dans le tube d'entrée 14. Ce tube d'entrée 14 mène à un échangeur de chaleur 15 à parois creuses qui, ainsi qu'on l'a représenté en coupe partielle, est appuyé sur un bloc support B qui, à son tour, est appuyé sur les serviettes échantillons 19. Une poche de colostomie 10 est placée sous les échantillons et appuyée sur un support 18. Cette poche de colostomie est reliée pour la transmission du fluide à un bain 23 à température constante, à travers un tube d'entrée de colostomie 21, et au moyen d'une pompe P. Ainsi qu'on l'a représenté sur les dessins, la pompe P envoie également à l'échangeur de chaleur 15 un courant d'eau destiné au ré- glage de la température, au moyen du tube d'entrée 20. Une colonne verti- cale 22 est également reliée à la poche de colostomie par un tube de pression 24. Cette colonne verticale, en combinaison avec le bain 23 à température constante, règle à la fois la température et la pression. L'échantillon est maintenu à une température constante de 37%C, qui est la température du corps, au moyen du courant de fluide à température constante engendré par le bain 23 qui est envoyé à l'échangeur de cha- leur 15, par le tube 20 (le fluide sort de la double paroi de l'échan- geur de chaleur par un conduit de sortie 16) et également dans la poche de colostomie par le tube d'écoulement 21. La pression est maintenue à cm de hauteur d'eau et l'écoulement du sang de bovin modifié est maintenu pendant 90 minutes au débit de 2 mi par heure. L'indice compo- site d'absorption capillaire est calculé après l'exécution de l'essai. Cet indice est le rapport entre l'aire de la tache de sang de bovin formée sur la surface supérieure de la couche supérieure absorbante et l'aire de la teche formée sur la surface inférieure de la couche absor- bante inférieure. Plus l'indice est faible, plus grand est le débit de passage du fluide dans la direction Z et plus grand est l'étalement du fluide sur la surface inférieure de la matière absorbante. Il convient de souligner que l'indice calculé ne reflète pas seulement la capilla- rité ou la dimension des capillaires. Si cette caractéristique consti- tuait le résultat à obtenir, l'essai ne serait qu'une mesure du temps nécessaire pour que la plus grande partie du fluide traverse d'une sur- face à l'autre. En mesurant l'étalement ou la dispersion radiale réelle du fluide sur la surface inférieure et en comparant cette valeur avec l'étalement au niveau supérieur, on obtient une indication de la capil- larité en combinaison avec une indication de l'absorption. Le deuxième procédé utilisé pour déterminer la caractéristique de la couche absorbante supérieure de la serviette sui- vant l'invention est celui de la capacité limitée. On entend par capa- cité limitée le fait que la couche absorbante possède une certaine capa- cité d'absorption mais dans une mesure limitée. Ai:nsi qu'on l'a mention- né plus haut, il est souhaitable que la deuxième couche absorbante con- tribue considérablement au processus d'absorption et,pour obtenir ce résultat, il est nécessaire de limiter:soigneusement la capacité d'ab- sorption de la couche supérieure. La valeur de la capacité d'absorption est déter- minée par l'appareil de sorption capillaire représenté à la Fig. 3. L'essai sera expliqué à propos des éléments constitutifs de l'appareil décrit. D'une façon générale, cet essai particulier peut être considéré comme une analyse qui détermine la relation entre le volume de porosité et la pression capillaire pendant l'absorption dans un ensemble particu- lier de couches absorbantes. L'appareil utilisé pour l'exécution de cet essai comprend un entonnoir filtrant 35 muni d'un disque filtrant 40 en pyrex meulé plat d'une porosité moyenne. Le disque filtrant possède un diamètre de 76,2 mm et on place sur le disque filtrant l'échantillon pré- paré comme décrit pour l'essai précédent, et qui est constitué par un 2L67592 -7- disque de 76,2 mm de diamètre. Un tube 33 relie l'entonnoir à une lon- gueur de tube capillaire en verre qui s'étend dans une position hori- zontale fixe. Le réservoir de fluide 30 est relié au tube capillaire 31 par un robinet d'arrêt à trois voies 32. Entre le tube capillaire et le robinet d'arrêt est interposée une vidange 36. Le tube capillaire est calibré, soit intérieurement, soit par utilisation d'une tige jauge de manière qu'on puisse calculer le volume de fluide par centimètre de lon- gueur du tube. On remplit le réservoir 30 d'un fluide de laboratoire connu sous la marque Isoton , que l'on peut se procurer dans le com- merce. Ce fluide possède un pH de 7,4 et la tension superficielle est ajustée sur 54 dynes. Lorsqu'on a rempli le réservoir, une colonne inin- terrompue de liquide s'étend de la face inférieure de la plaque filtrante jusque dans le tube capillaire. Un poids en Téflon poreux, d'environ 210 grammes, est posé sur la face supérieure de l'échantillon, lequel re- pose sur la plaque échantillon, et un couvercle est placé sur l'enton- noir filtrant 35 pour éviter les pertes de fluide. L'entonnoir filtrant est monté sur une échelle graduée 34 et on élève l'entonnoir pour le placer à 60 cm avec le robinet d'arrêt fermé. Ensuite, on ouvre le robi- net d'arrêt pour laisser le fluide s'écouler librement de l'échantillon soumis à l'essai vers le tube capillaire. Ensuite, on laisse l'ensemble s'équilibrer, l'équilibrage dépendant du choix particulier du tampon ab- sorbant soumis à l'essai. On abaisse ensuite l'entonnoir à intervalles de temps prédéterminés, en laissant l'équilibre s'établir à chaque fois, jusqu'à ce que le volume total des porosités de l'échantillon ait été rempli, c'est-à-dire à O cm. A ce point, l'échantillon est passé d'un état de siccité à l'état de saturation totale. Pour les besoins de l'es- sai particulier, la valeur d'absorption choisie est la quantité de fluide retenue par gramme de matière absorbante à 30 centimètres de hauteur pendant le cycle de désorption. On a essayé une série de matières absorbantes en appliquant les procédures d'essais décrites plus haut et les résultats sont indiqués au tableau 1. - 8 - 2467592 -8- TABLEAU 1 CARACTERISTIQUES DES MATIERES Poids Rapport Capacité de d'étalement tension MATIERE base couche supérieure/ capillaire g/m2 couche inférieure (g/g q Ocm Capitonnage 370 1,07 1,54 (20 épaisseurs) 37,0 Pluff de pâte de bois 34,3 0,77 4,6 Polyester 3,0 deniers 34,3 0,06 0,6 Absorbit 3,3 deniers 36,0 0,13 2,8 Absorbit 1,5 denier 36,4 0,78 3,0 Rayonne 1,5 denier 34,3 1,14 1,4 Rayonne 3,0 deniers 34,3 0,28 1,5 Mélange Polyester / Rayonne 80/20 34,3 0,05 0,4 3,0 deniers Buckeye CLD 36,2 0,12 7,58 Aqualon 36,2 0,10 7,79 Thermo-mécanique (TMP australien) 36,2 1,39 3,40 (Pinus Radiata) La pâte qualifiée de thermo-mécanique au tableau 1, est un exemple de la matière décrite dans le brevet des E.U.A. 4 047 531 mentionné plus haut dans la présente description comme élément de la technique antérieure. _ 9 _ 2467592 AQUALON est une marque déposée de la Hercules Incorporated et constitue un matériau connu pour ses caractéristiques de haute absorption et appelé super absorbant. La composition est faite de bourres de coton carboxyméthylé. BUCKEYE CLD est une marque de Procter et Gamble et est également un matériau dit super absorbant et il est composé de fibres de pâte de bois carboxyméthylée. ABSORBIT est une marque déposée de l'Américan Enka Division de Akzona et est une fibre cellulosique alliée contenant un sel de métal alcalin ou un sel d'ammonium d'un copolymère ou ter- polymère d'acide acrylique et/ou d'acide méthacrylique. Il convient de remarquer que le titre en deniers semble avoir un effet appréciable sur les performances de chaque maté- riau particulier choisi. Il est à remarquer que les échantillons d'ABSORBIT d'un titre plus élevé et de rayonne d'un titre plus élevé répondent aux critères de l'essai mais que les échantillons d'ABSORBIT d'un plus faible titre et de rayonne d'un plus faible titre ne le font pas. Il est donc évident que, pour satisfaire les paramètres d'essais particuliers qui définissent l'invention, certains facteurs autres que le choix de la nature de la matière absorbante jouent un certain rôle. - 10 - 2467592 REVENDICATIONS ) - Serviette hygiénique douce, caractérisée en ce qu'elle comprend, en combinaison a) - une couche supérieure (1) perméable aux fluides; b) - une première couche absorbante (2) faite d'une matière relativement mince et très absorbante à capillaires larges, cette matière absor- bante possédant un indice composite d'absorption par capillarité nettement supérieur à 0,5 et une capacité non supérieure à 4,6 g d'absorbé / g d'absorbant; c) - une deuxième couche de matière absorbante cellulosique classique (3) placée sous ladite première couche (2); et d) - un écran (4) imperméable aux fluides. ) - Serviette hygiénique suivant la revendica- tion 1, caractérisée en ce que la première couche absorbante (2) repré- sente 5 à 80 % en poids du total de la matière absorbante. 30) - Serviette hygiénique suivant la revendica- tion 1, caractérisée en ce que la première couche absorbante (2) repré- sente 15 à 60 Z en poids du total de la matière absorbante.