Brevet FR2473353A1 — publié le 19810717

La présente invention concerne une feuille poreuse et un procédé pour la fabriquer. Elle concerne plus par- ticulièrement une feuille poreuse imperméable aux liquides, perméable à la vapeur d'eau et un procédé pour la fabriquer. Récemment, des couches à jeter ont été utilisées comme couches pour bébés. Les couches à jeter actuel- lement sur le marché représentent une amélioration par rapport aux couches de tissu en ce qui concerne la commodité et le confort, mais elles restent insuffisantes sur certains points. D'abord, on peut indiquer que l'érythème fessier du nourrisson peut apparaître à la suite du port de couches à jeter, bien que ce résultat ne résulte pas intrinsèquement du port de couches à jeter. Il est fortement souhaitable de minimiser ou d'éliminer l'apparition de l'érythème fessier du nourris- son lors du port de couches à jeter. On pense que cette apparition est dẻ à l'utilisation d'une matière imper- méable aux liquides comme feuille arrière ou de dos, c'est-à-dire comme la feuille la plus à l'extérieur de la couche à jeter pour inhiber le passage du liquide vers l'extérieur et éviter la contamination de l'extérieur. Evidemment, cette imperméabilité aux liquides est néces- saire puisqu'il s'agit d'une des fonctions de la couche. Cependant, du point de vue de la prévention de l'appa- rition d'un érythème sur la peau, on préfère utiliser une feuille arrière qui soit non seulement imperméable aux liquides, mais encore perméable à la vapeur. On prépare ordinairement une feuille présentant ces propriétés associées à partir d'une feuille poreuse ayant un grand nombre de pores fins. Comme procédés adoptés à l'heure actuelle pour la fabrication de ces feuilles poreuses, on peut citer un procédé dans lequel une pellicule est perforée par une décharge électrique, un procédé dans lequel on étire une pellicule contenant une charge et un procédé dans lequel on prépare une -2- pellicule contenant une charge et on élimine la charge de la pellicule. Cependant, les feuilles préparées conformément à ces procédés classiques ne conviennent pas pour la fabrication de produits à jeter parce que leur coût de fabrication est élevé ou que leur résistance est insuffisante. Un des buts principaux de l'invention est-donc de fournir une feuille poreuse imperméable aux liquides, perméable à la vapeur, utilisable dans des produits à jeter, cette feuille pouvant être-fabriquée très aisément pour un faible coût, et également de-fournir un procédé de fabrication de cette feuille poreuse. Conformément à l'invention, il est fourni une feuille poreuse comprenant une feuille souple dans laquelle est incorporée une substance rigide, et dans laquelle les pores sont formés par rupture de la substance rigide. La feuille poreuse de l'invention et son procédé de fabrication seront décrits à présent en détails. La Fig. 1 est une vue en coupe agrandie montrant un exemple de la feuille contenant une charge utilisée dans l'invention; la Fig. 2 est une vue en coupe agrandie montrant une feuille poreuse de l'invention obtenue en comprimant la feuille représentée à la Fig. 1; la Fig. 3 est une photomicrographie de la coupe d'un exemple de la feuille contenant une charge utilisée dans l'invention; - la Fig. 4 est une photomicrographie de la surface supérieure d'une feuille poreuse de l'invention obtenue en comprimant la feuille représentée à la Fig. 3; la Fig. 5 est une photomicrographie de la coupe de la feuille poreuse représentée à la Fig. 4, et les Fig. 6 et 7 sont des schémas de fonction- nement représentant les divers stades de modes de -3- réalisation du procédé de préparation de feuilles poreuses conforme à l'invention. Les feuilles contenant des charges sont bien connues. Dans la présente invention, on utilise une telle feuille contenant une charge, et plus précisément une feuille contenant une charge 3 comprenant une feuille souple 1 et des particules de charge 2 incorporées à la feuille souple 1, comme le montre la Fig. 1. Lorsqu'on applique une force de compression à cette feuille con- tenant des charges 3, les particules de charges 2 sont fissurées et brisées comme le montre la Fig. 2, et il se forme de nombreux pores pénétrant à travers la feuille contenant des charges 3 de la face avant à la face arrière ou de dos. Comme les pores ainsi formés sont très fins et de petites dimensions, la feuille poreuse obtenue est ordinairement imperméable aux liquides et perméable à la vapeur. Lorsqu'il existe une possibilité de fuite de liquide à travers la feuille du fait de la matière constituant la charge ou de la taille des pores, le but de l'invention peut être atteint en soumettant la feuille poreuse obtenue à un traitement par un produit hydrophobe. La feuille souple 1 utilisée dans l'invention est une feuille qui ne se rompt pas aisément par application d'une force ou contrainte de compression, mais qui peut aisément être pliée ou courbée. Comme feuille souple 1, on peut utiliser une pellicule de polyéthylène ou de polyamide et un polyéthylène ou un polyester liés à la filature. La substance rigide 2 utilisée dans l'invention comprend des particules de charge pouvant être incorporées à cette feuille souple et qui se cassent par application d'une force ou contrainte de compression. On peut citer par exemple des perles et particules de verre, polystyrène, zéolite, silice, carbonate de calcium, polypropylène, polytétra- fluoréthylène et sulfate de baryum. La forme des - 4.- particules de charge 2 n'est pas particulièrement limitée à une forme sphérique, les particules de charge peuvent par exemple être en forme d'aiguilles, et elles peuvent avoir une structure poreuse ou creuse. Du point de vue de la capacité de se rompre aisément, on préfère (A) que la limite supérieure du diamètre des particules 2 soit égale à l'épaisseur de la feuille souple plus microns et (B) que la limite inférieure du diamètre des particules de charge soit de 1 micron. Lorsqu'on doit rompre des particules de charge ayant un diamètre proche de cette limite inférieure, il est nécessaire que les particules de charge 2 soient incorporées à la feuille dans un état aggloméré, totalement ou partiellement imbriqué, comme les particules de charge les plus petites des figures 1 et 2. Etant donné que la forme des particules de charge n'est pas particulièrement. limitée à la sphère, le diamètre dont il est question ici est le "diamètre équivalent", égal à la racine cubique de la valeur obtenue en divisant le volume des particules de charge par 7/6. Lorsqu'on utilise comme charge une substance hydrophile telle que du verre ou de la silice, la résistance à l'eau, c'est-à-dire la résistance de la feuille au passage de l'eau devient insuffisante. Dans ce cas, on peut obtenir une feuille poreuse possé- dant une excellente résistance à l'eau en traitant cette charge par une matière hydrophobe telle qu'une émulsion de silicone ou du tétrafluoréthylène. Un procédé connu, tel que la pulvérisation ou l'immersion, peut être adopté pour le traitement hydrophobe. Pour une meilleure illustration de l'in- vention, des photomicrographies de la feuille de l'invention sont reproduites dans les figures 3, 4 et 5. La Fig. 3 est une photomicrographie de la coupe d'une feuille de polyéthylène basse densité à laquelle sont incorporées comme charge des perles de verre ayant -5- un diamètre de 44 microns. La Fig. 4 est une photo- micrographie du plan supérieur d'une feuille poreuse obtenue en comprimant la feuille représentée à la Fig. 3 sous une pression de 4.106 Pa à la température ambiante. La Fig. 5 est une photomicrographie de la coupe de la feuille poreuse représentée à la Fig. 4. On comprendra aisément, en particulier à l'examen de la Fig. 5, qu'il se forme des pores fins s'étendant de la face avant à la face arrière de la feuille. Du point de vue de la facilité de mise en oeuvre et de la productivité, on préfère utiliser pour la fabrication des feuilles poreuses de l'invention un procédé consistant à comprimer une feuille contenant une charge pour fragmenter la charge. La Fig. 6 est un schéma de fonctionnement montrant les stades du procédé de préparation utilisant une paire de rouleaux de compression supérieur et inférieur. Une feuille 3 contenant une charge enroulée sur un rouleau d'alimentation 4 est déroulée et enroulée sur un rouleau récepteur 5. Sur son parcours, la feuille 3 contenant des charges est comprimée entre une paire de rouleaux presseurs supérieur et inférieur 6 et 7 disposés entre les rouleaux 4 et 5, et qui cassent les particules de charge. Si on le désire, on peut pulvériser une solution hydrophobe *sur la feuille par une buse 8. La buse peut être placée soit avant, soit après le stade de compression. Le procédé représenté à la Fig. 6 est efficace lorsque la variation des tailles des particules de charge est relativement faible et que la taille de la charge est d'environ 10 microns. Lorsque les tailles des particules de charges sont très variables, on adopte de préférence le procédé représenté à la Fig. 7. Le procédé représenté à la Fig. 7 est prati- quement le même que celui représenté à la Fig. 6, mais il en diffère en ce qu'on utilise plusieurs rouleaux presseurs supérieurs 6 de diamètres différents. En -6- conséquence, même si l'intervalle de répartition des tailles.des particules de la charge est large, les particules de charges respectives peuvent être rompues par l'un des rouleaux 6 adapté à ces tailles. Dans la feuille poreuse de l'invention présentant la structure ci-dessus, la perméabilité à l'humidité peut aisément être réglée en modifiant la- quantité et la taille des particules de charge et les conditions de compression. Par rapport à la feuille poreuse obtenue par le procédé d'étirage, la feuille poreuse de l'invention présente l'avantage que la réduction de résistance est faible et que l'équilibre entre les résistances dans le sens machine et dans le sens travers est satisfaisant. Les exemples non limitatifs suivants sont donnés à titre d'illustration de l'invention. Sauf indications contraires, les pourcentages sont en poids. EXEMPLE 1 On incorpore des perles de verre E ayant une taille de particule de 10 à 60 microns (GB 731 fabriqué par Toshiba-Ballotini) à un polyéthylène basse densité (Sumikathene F-403-1 fabriqué par Sumimoto Chemical Co) ayant une masse moléculaire moyenne de 9300, un indice de viscosité à l'état fondu de 5 et un point de fusion de 1090C, dans le rapport de mélange indiqué ci-dessous, et on amène ce polyéthylène contenant des perles de verre sous la forme d'une pellicule d'une épaisseur de 20 microns par le procédé à la filière en T. On comprime la pellicule et on la plonge dans une solution à 2% d.'une émulsion type fluor (PC-453-30 fabriqué par Sumimoto-3M). La quantité appliquée est de 5%. Le tableau 1 donne les propriétés des feuilles ainsi obtenues. (essais Nos 1 à 15). Dans une autre expérience, on utilise une solution à 30% d'une émulsion de silicone (Horon X-51-296 fabriquéepar Shinetsu Silicone) à la place de la solution d'émulsion de fluor, et on ajuste la quantité d'émulsion appliquée à 7%. Les feuilles obtenues -7- ont des propriétés semblables à celles des feuilles ci- dessus (Nos 1 à 15). EXEMPLE 2 Au même polyéthylène basse densité qu'à l'exemple 1, on incorpore des perles de polystyrène d'une taille de particules de 30 à 50 microns. On prépare à partir de ce polyéthylène contenant des perles de polystyrène une pellicule d'une épaisseur de 20 microns par le procédé à la filière en T. On comprime ensuite la pellicule pour former une feuille ayant les propriétés indiquées dans le tableau 1 (Essai N016). EXEMPLE 3 Au même polyéthylène basse densité qu'à l'exemple 1, on incorpore une zéolite ayant une taille de particules de 15 à 40 microns, une densité apparente de 0,36 g/cm3 et un volume de pores de 1,4 cm3/g, on transforme ce polyéthylène contenant une zéolite en une pellicule et on comprime la pellicule. on plonge la feuille obtenue dans une solution à 2% d'une émulsion type fluor (FC-453-30 fabriquée par Sumimoto-3M). La quantité d'émulsion appliquée est de 7%. Les. propriétés de la feuille obtenue sont données dans le tableau 1 (Essai N017). Sor x0s E oZ Ot. - Si. aTIoazLT w1 S To xO V 0 os - 0 0- OE uAX4sKITC491 Qi X0 oQv 01I 09 - p aTaASl 501 x b vV 0I 09 - P aJ.TeA 1 LOT X0VQ eTA 01 x SZ Y 09 - Q IZaa Cú Or x 09 E 0I v - 01OT.JaIl SOtx OP Et aT 01 OT a. a 01TTa 1 or x 5 0QI - OI 833A OI xQ9 V 09 09-P a a 6 o0' xO V0E 91' ' oo xS OPO 0 09 -p aJA 8 9o' x 5z OE 09 - L A L 501x 09 oz0 ' 09 t- a IA 9 01 xOb V 0Z 09 - s i x S V 0 Z 09 - p vA 0o1 x Sg 9 01 09 -p A sOIT Xx QI 09p azA E 0'1 x SZ V 0I 09 - v I I XS V Q I 09 - J I ('é) UoTssaJd ' (I gpagood (%) ' lnauaj (ds)n e ap OITFT: a;nzeu ON uo'cssaiduoo op suoTqTpuoDj eM p snTsT ss tl invdr1lv.l Il T 'I T"T I 0 'I *L 'I I 'I O 'I O ' I'1 IT O 'T i 'T Il Z 'T (eaTns) I nvaqavL tn lm M tri tui o, I 0% I SO 'I/T ú1 'T/T SO 'IT/T ú0 '1/T T1 '1/T ú 0 'T/I ú0 'T/T OZ '11/1 01 'T/I ú1 'T/I OT 'T/T 01E ' 1/T OT 'T/T DI ' I/i 51 ' 1/1 ú0 'I/T ú0'i/i so 'T '0 Z9 '0 ES '0 V1 '0 8E '0 ITE '0 0 ' O Se 'I 86 '0 E9 '0 18 '0 IL '0 OS 'O 0ú '0 OZ 'O ET '0 Ll SI VI ú1 ET 0Il ET TT L S ú E z I (.LS/ws) (W) neJ,p ( ID1/6.) (aDu4SsTser op l4odd uoTssasd ID a D4sTsW ( 9TPTpunq,l pqTlTqu13d ON s gigTroiod TeSS3 - 10 - NOTE 1) A désigne le procédé de la Fig. 6 et B celui de la Fig.7. 2) La perméabilité à-l'humidité (vapeur d'eau) a été déterminée comme suit: on introduit 10 ml d'eau distillée dans une boîte- de Pétri d'un diamètre de 90 mm et d'une hauteur de mm, et on recouvre la face supérieure de la boi- te de l'échantillon de feuille poreuse, puis on scel- le la périphérie de la feuille avec un ruban adhésif de résine vinylique. On mesure le poids Pi. On laisse reposer la boîte dans une chambre thermostatée main- tenue à une température de 30C et à une humidité re- lative de 65% pendant 2 heures. Puis on mesure à nou- veau le poids P2. La perméabilité à l'humidité P se calcule par la formule': P = Pl - P2 3) JIS 1092 4) ASTM D-882 (ST = sens travers, SM = sens machine). Les résultats obtenus dans les exemples qui précèdent montrent que conformément à l'invention, la perméabilité à l'humidité peut aisément être réglée en modifiant les carac- téristiques de la charge et les conditions de compression sans modifier de façon importante la résistance à la pres- sion d'eau. - il - - REVENDICATIONS - 1. Feuille poreuse caractérisée en ce qu'elle comprend une feuille souple dans laquelle sont répartis des fragments ou particules d'une substance rigide cassante, les pores ayant été formés par rupture de ces particules de substance rigide. 2. Feuille poreuse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la feuille souple est une pellicule. 3. Feuille poreuse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le diamètre des particules de la substance rigide est d'au moins 1 micron, mais est inférieur à l'épaisseur de la feuille souple plus microns. 4. Feuille poreuse suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'on traite la substance rigide fragmentée par un agent hydrophobe. 5. Procédé de fabrication d'une feuille poreuse, caractérisé en ce qu'on comprime une feuille souple contenant des particules d'une substance rigide cassante de façon à rompre ces particules. 6. Feuille poreuse imperméable aux liquides, perméable à la vapeur, caractérisée en ce qu'elle se compose essentiellement d'une feuille fine, souple, constituée d'une résine thermoplastique non expansée, cette feuille contenant de fins pores répartis sur toute sa surface et qui pénètrent entre et à travers les faces opposées de cette feuille pour permettre le passage de la vapeur à travers cette feuille, ces pores étant de petites dimensions de sorte que le liquide ne puisse pratiquement pas traverser cette feuille, ces pores étant définis chacun comme un amas de fragments de particules de charge fragmentées, cassantes, l'amas de fragments s'étendant entre ces faces opposées de cette feuille et définissant les - 12 - limites d'un passage s'étendant entre et à travers ces faces opposées,. les fragments extrêmes de cet amas étant pratiquement au ras de ces faces opposées de cette feuille. 7. Feuille suivant la revendication 6, caracté- risée en ce qu'elle contient d'environ 10 à 30% en poids de ces fragments, par rapport au poids de cette feuille. 8. Feuille suivant la revendication 6, caractérisée en ce que cette résine thermoplastique est choisie parmi le polyethylene,.les polyamides et la résine de polyester. 9. Feuille suivant-la revendication 6, caractérisée en ce que ces particules de charge sont formées d'une matière choisie parmi le verre, le polystyrène, la zéolite, la silice, le carbonate de calcium, le polypropylene, le pôlytétrafluoréthylène et le sulfate de baryum. 10. Couche à jeter, notamment pour bébé, ayant une feuille arrière constituée d'une feuille suivant la revendication 6.