Brevet FR2522496A1 — publié le 19830909

"Serviette hygiénique perfectionnée" ta présente invention est relative à des articles d'hygiène et plus particulièrement à une serviette hygiénique ayant des propriétés améliorées de transfert des flui- des. Deux des problèmes associés à la fabrica- tion articles d'hygiène tels que des couches, des garnitures pour incontinence et des garnitures périodiques sont, d'une part, les propriétés de transfert des fl uides d'un bout à l'antre de l'agent absorbant associé à ces articles, et d'autre part, le confort. Il est souhaitable que le fluide soit transféré aussi rapidement que possible de la surface de l'article, au voisinage immédiat de l'orifice d'évacuation, jusqu'en un point éloigné de celui-ci Ce transfert est souhaitable non seulement pour que le corps de l'utilisateur demeure sec, mais également pour conférer à l'article utilisé un aspect visuellement moins déplaisant. D'une façon classique, les articles d'hy- giène du type précité comportent en tant que composant absorbant principal ou unique une pâte à papier rendue duveteuse par défi brage à sec, qui dans la suite de cette description sera appelée "fluff", ou un autre matériau cellulosique anaogue róla t 5 vement volumineux et peu coûteux Les fluffs ou produits similaires sont préférés du fait qu'ils sont peu co Uteux et toujours d'aspect agréable à l'état sec. Bien que le fluff précité ait un aspect plaisant, il présente des problèmes inhérents lorsqu'on l'utilise en tant que matériau absorbant dans des articles d'hygiène Ce produit tend à s'aplatir sur lui-même lorsqu'il est humide et se tasse et perd son élasticité Le fluff n'est également pas parti- culièrement efficace du point de vue du degré d'absorption par unité de volume de matière Le coût relatif du fluff, par compa- raison à d'autres matériaux absorbants a cependant imposé son utilisation, ainsi que celle des produits cellulosiques dérivés, en tant que principe absorbant dans la plupart des articles d'hy- giène. 2 - De nombreuses tentatives ont été faites pour accroître la capacité d'absorption des fluffs des panneaux de fibres et des matériaux de la même famille sans se préoccuper des articles d'hygiène Les brevets des U S A No 1 959 845 et N 02 073 410 décrivent un procédé dans lequel une pluralité de voiles ou de couches superposés sont décrits comme présentant les propriétés du papier buvard Ces voiles ou couches sont prépa- rés à partir de fibres d'alpha-cellulose d'une pureté élevée et sont adoucis en raison de la rigidité associée à leur fabrication par formation de flocons, de fluffs, chiffonnage ou au- tres traitements analogues Ce traitement de formation de flocons sert à étaler et séparer les fibres sur les deux faces du voile. Conformément à ces brevets, un ensemble dit "paquet absorbant" est fabriqué à partir d'une pile de ces feuilles Ce paquet absorbant assure une absorption dans toutes les directions avec un transfert plus important dans le sens longi- tudinal sur toute l'étendue de la surface du voile, que celui as- suré dans la direction Z ou à travers l'empilage humide Une ten- tative pour compenser ce défaut de transfert en Z est assurée par des fentes longitudinales On pense que la difficulté du trans- fert suivant la direction Z résulte du fait que les fibres bouf- fantes s'effilent ou se désagrègent sur chacune des surfaces du voile, ce qui a pour résultat une série de couches alternées de royaux d_ ses de feuillus et de scrfaces volumineuses lorsque ces couches sont empilées Du fait qu'un effet de mèche se produit seulement à partir des'surfaces présentant des pores plus grands vers des pores plus petits, les couches bouffantes de fluff produites par deux surfaces adjacentes tendent à agir comme une barrière pour le transfert suivant la direction Z. On peut trouver d'autres tentatives pour améliorer la capacité absorbante ou de conduction d'une feuille de fibres dans toute la technique Un exemple d'une telle tenta- tive est décrit dans le brevet US N 03 556 931 d'après lequel on dispose à l'état humide une feuille de fibres, on la sèche jusqu'à au moins 30 % d'humidité sous une pression minimale pour produire 3 _ 2522496 une couche superficielle ouverte douce, soit par effet de cour- bure ou de rupture des liaisons de fibre à fibre, ou par d'au- tres moyens La feuille obtenue est un corps de fibres cellulo- siques doux et flexible comportant des couches ayant des proprié- tés absorbantes différentes. Un autre exemple-d'une feuille faite d'un matériau cellulosique est décrit dans le brevet US No 1 986 291 qui décrit un procédé pour fabriquer une feuille séchée de'bouf- fant réduit Aucun cependant des brevets précités ne décrit la combinaison d'un fluff ou d'un autre agent absorbant classique analogue avec un autre matériau pour améliorer l'effi- cacité d'un article d'hygiène Aucun des matériaux décrits dans les documents de la technique antérieure ne peut être utilisé seul en tant que système absorbant pour de tels articles Ceci est particulièrement vrai lorsque du sang ou des menstrues doi- vent être absorbés par un article d'hygiène, en raison de la dif- ficulté de conduire ces fluides biologiques relativement denses à travers l'agent absorbant. Dans le cas en particulier de serviettes hygiéniques, les concepts d'utilisation d'un système absorbant à composants multiples sont connus. La technique abonde en documents concer- nant les serviettes et/ou tampons hygiéniques dans lesquels un ma- tériau cellulosique clapsique est combiné avec un autre Tt>::%iau ayant un bouffant notablement réduit et une capacité d'absorption relativement augmentée par unité de volume Une catégorie de ma- tériaux connus comme étant hautement absorbants ont été parti- culièrement appréciés dans la technique en raison de leur capa- cité apparente à retenir des quantités relativement importantes de fluide avec un volume très faible de matériaux absorbants On a établi une théorie suivant laquelle les serviettes et les tam- pons composites comportant de tels matériaux absorbants en combi- naison avec des absorbants classiques fourniraient des articles d'hygiène de bouffant réduit avec l'accroissement concomitant du confort sans affecter défavorablement la capacité d'absorption. 4 2522496 Dans le cas de serviettes et de tampons hygiéniques, les super- absorbants ont apparemment posé plus de problèmes qu'ils n'en ont résolu Les super-absorbants ont cependant été empêchés d'attein- dre leut potentiel théorique total d'absorption par un phénomène de blocage par coagulation Le blocage dit par coagulation se produit apparemment en raison de l'absorption extrêmement rapide de la partie aqueuse des menstrues avec la formation à peu près simultanée d'un dépôt sur la surface du super-absorbant à partir des autres composants du liquide menstruel, tels que des débris de cellules et des fractions de mucosités Cette couche de dépôts forme très rapidement une barrière à toute continuation de l'absorption des fluides et inhibe à peu près l'utilité de ces matériaux Le problème du blocage par coagulation a été étudié et des tentatives ont été faites pour diminuer cet effet par mélange de petites quantités de super-absorbant avec d'autres composant utilisés comme couches d'espacement Ces tentatives n'ont cependant pas été totalement satisfaisantes. Le brevet US N 04 057 061 décrit une ser- viette hygiénique comportant un composant formé d'un fluff qui est densifié de 0,05 à 0,75 gr/cm 3 Suivant ce document, la couche densifiée assure une absorption adéquate sous une dimen- sion réduite Les serviettes hygiéniques fabriquées suivant ce brevet peuvent comporter ou non des éléments absorbants supplémen- taires intercalaires de bouffant réduit, mais l'élément princi- pal est cette fibre absorbante comprimée qui est désignée comme étant le composant absorbant bouffant principal Il se pose cependant des problèmes inhérents à la solution préconisée dans ce brevet Lorsqu'une couche d'un matériau absorbant est compri- mée, elle est densifiée La densification produit de plus petits capillaires, et, tandis qu'elle assure un effet d'attraction à travers l'enveloppe de la serviette hygiénique en raison de la dimension la plus faible des capillaires, ces capillaires tendent à se bloquer et le fluide migre alors rapidement le long de la surface de la couche comprimée en raison de son incapacité à pour- suivre l'effet de transfert vers le bas à travers la couche. -5- Le résultat final est que la serviette comportant une telle couche de fibres comprimées est sujette à sa tacher latéralement en raison de la migration superficielle du fluide Bien que le bouffant soit réduit, et par conséquent la serviette rendue plus confor- S table, il se présente un accroissement des taches latérales De même, la compression à sec utilisée pour former la couche densifiée suivant ce brevet, assure une liaison à l'intérieur de la couche elle-même Les manipulations répétées au cours de la fabrication et de l'emmagasinage sont susceptibles de perturber la compacité et la serviette tend alors à reprendre son bouffant initial. Suivant l'invention, on fabrique une ser- viette hygiénique comportant une première couche absorbante ayant un bouffant classique important et un élément intercalaire absor- bant en fluff densifié Cette couche densifiée est coupée de façon à ne pas s'étendre jusqu'aux bords de la couche supérieure absorbante La densification produit des capillaires plus petits et attire rapidement le fluide à travers la couche supérieure absorbante de bouffant élevé et, en raison de sa densification, le fluide est dispersé le long de la surface supérieure de cette seconde couche absorbante comprimée, assurant une bonne réparti- tion du fluide dans la partie intérieure de la serviette, à dis- tance du corps de l'utilisateur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressoreiro Ivc de la description donn Ce ci- après, prise en référence au dessin annexé sur lequel la fîg 1, unique, montre une serviette hygiénique suivant l'invention en perspective avec coupe partielle. Comme on le voit à la fig 1, il est prévu une serviette hygiénique comportant une enveloppe 16 perméable aux fluides, qui recouvre et enveloppe une couche absorbante 10. La couche absorbante 10 constitue égalenent une couche absorbante inférieure 12 du fait qu'elle est repliée au-dessous d'une couche absorbante intercalaire 13 de fluff comprimé Les couches absorbantes sont complètement entourées par une enveloppe 16 perméable aux fluides, comme indiqué par des traits interrompus 11, et sont fi- -6 2522496 xés par des moyens adhésifs ou par fusion sur la surface adjacente dl'un 'rar> 14 imperrméable aux fluides La serviette est fermée à ses extrémités par fusion de l'enveloppe thermoplastique fusible 14, sur elle-même, comme représenté par des bandes 15. Le rode de réalisation particulier repré- senté à la fig 1 est préféré pour des raisons qui apparaîtront dans la suite de la description Bien qu'il ne soit pas nécessaire suivant l'invention, que la couche supérieure absorbante 10 soit repliée par-dessus un élément absorbant intercalaire,comme repré- senté à la fig 1, cette configuration est préférable lorsque la couche absorbante supérieure est un mélange formé conjointement de fluff et de microfibres thermoplastiques Cette couche absorbante est décrite dans le brevet des USA N 04 100 324 et est constituée d'une matrice de fibres polymères thermoplastiques formées par soufflage d'air et ayant un diamètre moyen inférieur à 10 microns dans une multiplicité de fibres de bois individuelle- ment dispersées dans la matrice de matière thermoplastique Cette couche est initialement formée en utilisant un courant d'air pri- maire qui achemine des microfibres fondues par soufflage dans un courant d'air mélangeur contenant des fibres de bois Les deux types de fibres sont intimement mélangés dans des conditions de turbulence et sont placés dans un courant d'air intégré le long d'une surface de formage. Une serviette hygiér ique corportant une couche ainsi formée conjointement, entourant l'élément absorbant intercalaire de fluff de fibres de bois densifiées suivant l'invention, constitue une serviette qui présente une élasticité accrue aussi-bien à l'état humide qu'à l'état sec Cette serviette préférée présente également une capacité appropriée en raison de l'effet renforcé d'étalement du fluide menstruel qui résulte de l'utilisation de l'élément absorbant intercalaire comprimé. Cet élément absorbant rapporté, bien que ne présentant pas une capacité relativement importante d'absorption de fluide assure une meilleure utilisation des autres matériaux absorbants en raison de l'effet de mèche horizontal qui résulte de la com- pression et de la densification du fluff. -7- Il est bien entendu également possible d'utiliser des fluffs classiques ou matériaux analogues en tant que couche supérieure, mais il est absolument essentiel aux fins de l'invention,que l'élément absorbant intercalaire ait une surface diminuée ou tronquée par comparaison à une couche ab- sorbante supérieure Ceci est vrai que la couche supérieure soit pliée ou non et entoure ou non l'élément absorbant intercalaire. L'élément densifié intercalaire suivant l'invention est comprimé jusqu'à une densité d'au moins 0,1 gr/cm 3. Le degré minimun de compression est déterminé par la densité de la couche supérieure, c'est-à-dire que la densité de la cou- che intercalaire doit toujours être supérieure pour conduire le fluide à travers la couche supérieure et sur la surface de l'é- lément absorbant intercalaire pour obtenir un effet de mèche ap- proprié D'une manière générale, la densité se situe dans une plage de 0,1 gr/cm 3 à 0,4 gr/cm 3 Il est également hautement zou- haitable que la densification soit effectuée sur une couche de fluff déposée par soufflage d'air à l'aide d'une pulvérisa- tion d'eau atomisée et d'un cylindre de calandrage à chaud en raison de l'extrême difficulté à obtenir une liaison autre que temporaire avec un procédé par dépôt dans un courant d'air Par- mi ces paramètres, on a trouvé qu'une densité de 0,18 gr/cm 3 après achèvement de la densification initiale par pulvérisation d'eau est préférable d'une nature extrêmement faible). Il est nécessaire que cette couche densi- fiée présente une densité uniforme dans toute son étendue et que des couches formées comme décrit dans les brevets des USA N 02 905 568 et N 03 017 304 avec une "peau" superficielle, soient évitées. Une "peau" de ce type empêche à peu près toute absorption signi- ficative de fluide et il est nécessaire pour obtenir un effet approprié de la serviette qu'existe une certaine absorption et rétention de fluide, ainsi qu'un effet de mèche dans cette cou- che densifiée de fluff. -8 - Une densification homogène peut être ob- tenue dans la fabrication d'un voile classique de fluff. dans un courant d'air en ajoutant une humidité suffisante de ma- nière que la totalité de la couche de fluff soit humidifiée. La surface humide du fluff est alors comprimée dans un intervalle de pincement avec au moins un cylindre chauffant Le degré de densification obtenu est fonction de la température du cylindre, de la vitesse de sortie et de la pression exercée par le cylindre La réalisation d'une couche densifiée voisine de la densité préférée a été obtenue avec une vitesse de sortie de 3 mètres par minute à une température de 820 C Il apparaît que le cylindre chauffant conduit l'humidité dans le fluff et on n'a constaté aucune formation de peau sur le côté o l'humidité a été ajoutée On pense que la densification homogène obtenue est un résultat, soit d'un durcissement permanent des fibres cellulo- siques, soit d'une liaison de fibre à fibre, soit des deux Il peut également être souhaitable d'augmenter la température du rouleau antagoniste suivant l'épaisseur de la couche initiale de fluff, afin d'empêcher la formation d'une couche densifiée analogue à du papier sur la partie inférieure de la couche. Une serviette hygiénique fabriq-uée avec la couche densifiée décrite cidessus présente d'excellentes capacités d'absorption, un bouffant réduit et une efficacité accrue de l'absorbant à l'utilisation, en raison de la présence de l'élément absorbant intercalaire Il est préférable,aux fins de l'invention,que la largeur de la couche absorbante soit infé- rieure d'au moins 0,2 cm de chaque côté par comparaison avec la couche absorbante supérieure De préférence, cette différence doit être d'au moins 0,5 cm Il est également souhaitable que la longueur de l'élément absorbant intercalaire ne s'étende pas sur la totalité de la longueur de la couche absorbante supérieure, bien que ce paramètre ne soit pas aussi critique. 9 2522496 REVENDICATIONS 1 ) Serviette hygiénique caractérisée en ce qu'elle co-prend: a) un écran ( 14) imperméable au fluide b) une première couche absorbante ( 10), c) une seconde couche absorbante de pâte à papier rendue duveteuse par défibrage à sec ( 13) densifiée uni- formément, ayant une capacité d'absorption contrôlée et disposée entre ladite première couche absorbante et leditécran, ladite seconde couche absorbante ( 13) ayant une densité supérieure à celle de ladite première couche absorbante ( 10) mais non inférieu- re à 0,1 g/cm 3, et ayant une largeur inférieure à celle de cette première couche absorbante ( 10). ) Serviette hygiénique suivant la reven- dication 1, caractérisée en ce que ladite première couche absor- bante ( 10) est en pâte à papier rendue duveteuse par défibrage sec. 3 ) Serviette hygiénique suivant la reven- dication 1, caractérisée en ce que ladite première couche absor- bante est une couche formée conjointement par soufflage d'air d'ur mélange de fibres cellulosiques et de micro-fibres thermoplastique E 4 e) Serviette hygiénique suivant la reven- dication 3, caractérisée en ce qu'elle comporte plus de deux couches absorbantes. 5 ) Serviette hygiénique suivant l'une quelco T jue dsj revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la- dite première couche absorbante ( 10) est repliée transversalement autour de ladite seconde couche absorbante ( 13) pour former une couche recouvrant au moins partiellement la face de ladite secon- de couche absorbante dirigée vers l'écran.