Brevet FR2605880A1 — publié le 19880506

La présente invention concerne un article absorbant tel qu'une serviette hygiénique, une couche à usage unique ou un tampon pour incontinence. Bien que la présente inventin concerne un article absorbant, on en fait ci-après la description sous l'aspect d'une serviette hygiénique choisie comme exemple représentatif d'un article absorbant, les mêmes principes pouvant être appliqués à d'autres articles absorbants. Dans une serviette hygiénique, il est fait usage. en général de trois constitutants de base, à savoir une feuille superficielle perméable aux liqui- des, une couche absorbante constituée de pulpe de pe- luches, de tissus absorbants, d'un polymère absorbant l'eau, etc., zet une feuille étanche imperméable aux liquides. Il est entré récemment en usage général une serviette hygiénique comprenant un assemblage de fi- bres de rayonne (désigné ci-après pour abréger "laine de garnissage") ou autre disposé sous la feuille superficielle (sur la couche absorbante). Tout d'abord, la pulpe de peluches est éco- nomique, souple et très hydrophile. Elle est donc largement utilisée pour constituer la couche absorbante. Cependant, étant donné que l'absorption d'eau par un stratifié de pulpe de peluches se doit presque exclusivement à la rétention d'un liquide entre les fibres (effet capillaire) et que le stra- tifié ne présente aucune force de liaison entre fibres, il est facilement déformé et les capillaires formés entre les fibres sont rompus de sorte que le liquide retenu est facilement libéré lorsqu'il subit une force de compression. Le stratifié présente un peu de reprise après compression lorsqu'il est sec, mais n'a aucune reprise lorsqu'il contient de l'eau absor- bée. Il en résulte le glissement et l'affaissement de la couche absorbante et c'est par suite ce qui cons- titue la principale cause de l'apparition de fuites. Les techniques suivantes ont été proposées pour éliminer les défauts susmentionnés. (1) Comme le montre la figure 4 des dessins an- nexés, un matériau central 4 ayant une bonne aptitude à conserver sa forme, par exemple une mousse, est disposé dans une couche absorbante 3 ou du côté de la surface non active pour empêcher la déformation de l'article absorbant (voir le modèle d'utilité japonais mis à l'inspection publique sous le N' 6099/1981). (2) - Comme le montre la figure 6 des dessins annexés, la couche absorbante elle-même est remplacée par un matériau élastique poreux 5 (par exemple une mousse à squelette d'uréthane, un assemblage de fibres de polyester dont les fibres sont liées par un liant, etc.) (voir la demande de brevet japonais mise à l'inspection publique sous le N' 22 354/1986). Dans le cas de (1), cependant, bien que l'aptitude de la structure à conserver sa forme dans son ensemble puisse être maintenue, la couche absor- bante elle-même est déformée et subit un glissement et un affaissement comme le montre la figure 5. Dans le cas de (2), bien que la reprise après déformation de l'article absorbant soit excel- lente, le caractère hydrophile du matériau élastique poreux est si médiocre comparé à celui de la pulpe de peluches que le matériau est insuffisant quant à son pouvoir d'absorption des liquides et à sa capacité de rétention des liquides. Etant donné qu'une laine de garnissage 6, comme représenté sur la figure 7, est principalement utilisée dans le but d'absorber vers l'intérieur un liquide excrété sur une feuille superficielle 1 et de faire passer le liquide dans la couche absorbante 3, cette laine de garnissage est généralement constituée de fibres de rayonne (occasionnellement de pulpe). Lorsque la quantité d'excrétion est relativement faible, son efficacité est grande. Par contre, lorsque la quantité d'excrétion est importante, la laine de garnissage s'affaisse, en raison de sa nature très hydrophile, exactement comme dans le cas de la pulpe de peluches susmentionnée. Il en résulte qu'une couche dans laquelle est absorbée une grande quantité de liquide se forme entre la couche absorbante 3 et la feuille superficielle 1, et le liquide reflue facile- ment vers la feuille superficielle, ce qui mène à une réduction de la siccité' et occasionne des fuites latérales. Divers perfectionnements ont été proposés pour remédier à ces défauts. Par exemple, on peut mentionner un procédé o des fibres synthétiques sont utilisées à la place des fibres de rayonne, et un pro- cédé o est utilisé un assemblage (mèche) de fibres. Cependant, étant donné que la fibre synthétique et l'assemblage de fibres ont tous deux un caractère hydrophile faible, l'absorption d'un liquide à partir d'une feuille superficielle est insuffisante, et le liquide se diffuse inévitablement entre la feuille superficielle et la laine de garnissage, ce qui en- traîne une mauvaise siccité et des fuites latérales. Etant donné qu'il n'est pas non plus obtenu d'amélioration suffisante de la résistance à la com- pression, aucune amélioration n'est obtenue pour ce qui est d'empêcher le liquide de refluer facilement sous l'effet d'une pression dans la direction de compression lorsque l'article absorbant est porté. La Demanderesse a effectué des recherches approfondies en vue de résoudre les problèmes sus- mentionnés et est ainsi parvenue à mettre au point la présente invention. Un but de la présente invention est de remé- dier dans une large mesure aux défauts d'une couche absorbante et d'une laine de garnissage qui ont été généralement utilisées dans les serviettes hygiéniques ou autres comme décrit ci-dessus. En particulier, la présente invention four- nit un article absorbant comprenant une feuille super- ficielle perméable aux liquides, une feuille étanche imperméable aux liquides et une couche absorbante disposée entre ces deux feuilles, caractérisé en ce qu'une partie au moins du matériau constituant la couche absorbante consiste en nodules fibreux et en ce que les nodules fibreux contiennent de la fibre pré- sentant un rapport de ténacités de l'état humide à l'état sec de 80 % ou plus. La présente invention sera décrite ci-après plus en détail en regard des dessins annexés sur lesquels: les figures 1 à 3 sont des vues en coupe transversale d'exemples de l'article absorbant de la présente invention, la figure 1 concernant un exemple d'une serviette hygiénique dans laquelle des nodules fibreux sont disposés dans la partie supérieure de la couche absorbante, la figure 2 concernant un exemple d'une ser- viette hygiénique dans laquelle des nodules fibreux sont répartis dans la totalité de la couche absorbante et la figure 3 concernant un exemple d'une serviette hygiénique dont la couche absorbante est uniquement constituée de nodules fibreux. la figure 4 est une vue en coupe d'une ser- viette hygiénique classique comportant une pièce de maintien en forme: la figure 5 est une vue en coupe de la ser- viette hygiénique de la figure A comportant la pièce de maintien en forme, lorsque la couche absorbante est déformée; la figure 6 est une vue en coupe d'une ser- viette hygiénique classique comportant une couche ab- sorbante o .est utilisé un matériau élastique poreux; la figure 7 est une vue en coupe d'une ser- viette hygiénique classique de type général; la figure 8 est une vue en perspective d'un mannequin mobile de mi-corps de femme; et la figure 9 est une vue en perspective mon- trant l'état dans lequel se trouve un échantillon d'essai porté par le mannequin mobile de mi-corps de femme. Les références numériques des dessins dési- gnent les éléments suivants: - i: feuille superficielle perméable aux liquides 2: feuille étanche imperméable aux liquides 3: couche absorbante 4: pièce de maintien en forme : matériau élastique poreux 6: laine de garnissage en rayonne 7: nodules fibreux 8: fibres hydrophiles 9: mannequin mobile de mi-corps de femme : tube d'injection 11: échantillon d'essai Tel qu'employé dans la présente invention, le rapport de ténacités de l'état humide à l'état sec est une valeur calculée d'après la formule: Rapport de ténacités = (RH/RS) xl00 de l'état humide à l'état sec (RH/RS)x dans laquelle RS est la résistance à la traction à l'état normal et RH est la résistance à la traction à l'état humide. L'essai de traction est exécuté sur un filament isolé conformément à la méthode indiquée dans "Tensile Strength Tests of Fibers" de la norme JIS L 1069. La teneur en fibre ayant un rapport de téna- cités de l'état humide à l'état sec de 80 % ou plus dans les nodules fibreux selon la présente invention n'est pas particulièrement limitée, et on peut la choisir en considération des caractéristiques requi- ses. Cependant, cette teneur est de préférence d'en- viron 20% en poids ou davantage, et mieux encore de % en poids ou davantage. Si la teneur en fibre ayant un rapport de ténacités de l'état humide à l'état sec de 80% est inférieure à 20% en poids, on n'obtient pas une résistance suffisante à la compression. Des matières fibreuses hydrophiles peuvent être mentionnées à titre de la matière fibreuse con- tenue dans les nodules fibreux autre que la matière fibreuse ayant un rapport de ténacités de l'état humi- de à l'état sec de 80% ou plus. En utilisant des nodu- les fibreux exclusivement constitués d'une matière fibreuse ayant un rapport de ténacités de l'état humi- de à l'état sec de 80% ou plus (ci-après dénommé pour abréger "fibre d'ossature") ou d'une fibre d'ossature et d'une matière fibreuse hydrophile, on peut obtenir une couche absorbante qui ne subit pas de réduction de l'absorption de liquide, c'est-à-dire de nature hydro- phile, et peut faire passer efficacement un liquide dans la couche absorbante, et qui possède une résis- tance à la compression telle qu'un liquide ne reflue pas à la surface même lorsqu'une pression lui est ap- pliquée, c'est-à-dire présente une tendance réduite à l'affaissement. Des exemples de la fibre d'ossature ayant un rapport de ténacités de l'état humide à l'état sec de % ou plus devant être utilisée dans la présente in- vention comprennent des fibres de polyester, polypro- pylène, polyéthylène, chlorure de polyvinyle, chlorure de polyvinylidène, Nylon, résines acryliques, coton et lin. Des fibres mixtes constituées de deux composants choisis parmi un polyester, un polypropylène, un polyéthylène, etc., peuvent également être utilisées seules ou en mélange. Entre autres, des fibres de polyester, des fibres mixtes de polyester/polypropylène et des fibres mixtes de polyester/polyéthylène sont préférées du point de vue de la reprise élastique après compres- sion. La grosseur des fibres n'est pas particulière- ment limitée et on peut la choisir en'fonction des caractéristiques requises. En général, cette grosseur est de préférence d'environ 1,5 à 6 deniers. Si elle est inférieure à 1,5 denier, on n'obtient pas de ré- sistance à la compression. Si elle est supérieure à 6 deniers, un aspect de main raide se fait défavorable- ment sentir. Une modification de surface telle qu'un traitement de la surface des fibres par un lubrifiant ou un plasma peut être effectuée sans restriction pour autant que la résistance à la compression ne soit pas affectée. Des exemples de la matière fibreuse hydro- phile comprennent la rayonne, la rayonne cupro-ammo- niacale et la pulpe de peluches. On peut les utiliser seules ou en mélange. Il n'y a pas de limitation quant à la longueur des fibres et à la grosseur des fibres. Le procédé de préparation d'un nodule fi- breux peut consister à découper un assemblage de fi- bres pour obtenir une- longueur et une largeur adé- quates (ou un poids adéquat le cas.échéant), à mettre les fibres coupées sous forme nodulaire, et à fusion- ner partiellement la fibre d'ossature en la chauffant si elle est fusible, ou à lier partiellement la fibre avec un liant qui ne peut ni gonfler ni se dissoudre dans l'eau. Bien que la taille des nodules fibreux selon la présente invention ne soit pas particulièrement limitée, elle est ordinairement de préférence de 1 mm à 60 mm. Ies procédés d'utilisation de ces nodules fibreux en tant que l'un des constituants de l'article absorbant de la présente invention comprennent: (1) un procédé dans]equel on les utilise sous la feuille superficielle, (2) un procédé dans lequel on les mélange avec une autre fibre hydrophile et on utilise le mélange dans la totalité de la couche absorbante, et (3) un procédé dans lequel la couche absorbante est exclusivement constituée de nodules fibreux. Dans le cas (1) et (2), il convient normalement d'utiliser une couche absorbante dont les nodules fibreux constituent 3 à 80 % du poids. Il va cependant sans dire que la présente invention ne se limite pas à une telle pro- portion. Les exemples non limitatifs suivants illus- trent la présente invention plus en détail. Exemple 1 Cas o l'on utilise des nodules fibreux sous la feuil- le superficielle (du côté supérieur de la couche ab- sorbante) (cette forme de réalisation est illustrée sur la figure 1). On utilise comme échantillon d'essai une serviette hygiénique constituée d'une feuille superfi- cielle 1, d'une couche absorbante 3, d'une feuille étanche 2 et d'une laine de garnissage 6 disposée sous la feuille superficielle comme le montre la figure 7. La feuille superficielle utilisée ici est un tissu non tissé lié à chaud composé de 65% de fibres polyester et 35% de fibres mixtes de polyéthylène/po- lypropylène, et ayant un poids de base de 20 g/m2. La couche absorbante est constituée de 2 g de pulpe de peluches, 1,5 g de tissus absorbants et 0,3 g d'un polymère super-absorbant. La feuille étanche utilisée ici est un pa- pier imperméable à l'eau (25 g/m2) sur lequel est stratifiée une pellicule de polyéthylène de 10,um d'épaisseur. Une serviette hygiénique comparative com- porte la laine de garnissage 6 constituée de fibres de rayonne. On remplace cette laine par divers nodules fibreux selon la présente invention comme indiqué sur le Tableau 1 pour étudier leurs effets. La laine de rayonne 6 et les nodules fibreux 7 de la présente invention sont chacun utilisés en une quantité de O,3g. Afin de confirmer l'effet produit par-la pré- sente invention, on mesure le degré de reflux du liquide. Les résultats figurent sur le Tableau 2. Mesure de la quantité de liquide oui reflue On injecte 10g de sang artificiel dans un échantillon d'essai. On absorbe dans un papier-filtre le liquide qui reflue lorsqu'une pression de 50 g/cm2 est appliquée à l'échantillon d'essai. Le poids du liquide absorbé dans le papier est défini comme degré de reflux du liquide. Tableau 1: Matières utilisées dans l'essai N' Matière Finesse Longueur Degré Rapport de des des de ténacités fibres fibres frisure humide/sec1) (deniers) (mm) (%) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ a Rayonne 3 15 faible 60-65 b Rayonne 6 15 faible 60-65 c Rayonne 3 38 faible 60-65 d Pulpe cotonneuse - 1 - 2 - - e Coton débarrassé de la cire - - - - f Polyester 1,5 38 élevé 100 g Polyester 3 38 moyen 100 h Polyester 6 51 moyen 100 i Polypropylène 1,5. 38 moyen 100 j Polypropylène 3 38 moyen 100 k Polypropylène 6 51 élevé 100 1 Fibre mixte de poly- éthylène/polypropylène3 38 moyen 100 m Fibre mixte de poly- éthylène/polyester 3 38 moyen 100 Remarque: 1) L'essai de détermination de résistance à la traction d'un filament isolé est conduit selon la Miéthode décrite dans "Tensile Strength Tests of Fiber- s" de la norme JIS L 1069. On calcule le rapport de ténacités de l'état humide à l'état sec d'après l'équation suivante: Rapport de ténacités humide/sec (%) = (RH/RS) X 100 dans laquelle RS est la résistance à la traction à l'état normal et RH est la résistance à la traction à l'état humide. Tableau 2 Echantillon Rapport de Degré de N' Matière mélange en Forme reflux du remarques poids liquide(g) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 1 - 1 f 100 sphère 1,4 1 -2 g ' 1,2 1 -3 h " 1,1 1 - 4 i " 1,7 1 - 5 j H 1,5 présente 1 - 6 k " " 1,4 invention 1 -7 3 1,6 1- 8 m " 1,4 1 -9 f / a 60 / 40 1,1 1 - 10 1 / e 80 / 20 " 0,9 1 - 11 m / d 70 / 30 0,9 i - 12 a 100 fibre 2,3 1 - 13 c H " 2,5 comparatif 1 - 14 e 2,2 ExemDle 2 Cas o l'on utilise des nodules fibreux dans la tota- lité de la couche absorbante (cette forme de réalisa- tion est illustrée sur la figure 2). La figure superficielle 1 et la feuille étanche 2 utilisées ici sont les mêmes que celles uti- lisées à l'Exemple 1. La couche absorbante est un mé- lange de O,3g d'un polymère absorbant l'eau et 3,5g d'un mélange de nodules fibreux 7 et de fibre hydro- phile 9 telle que de la pulpe de peluches, de la rayonne ou du coton. Les échantillons ainsi obtenus sont énumérés sur le Tableau 3. Tableau 3 Echantillon Matière des Matière de la N' nodules fibreux fibre hydrophile (% en poids) (% en poids) 2 - 1 g 70 d 30 2 - 2 h 60 c 40 2 - 3 1 60 e 40 2 - 4 m 50 d 50 2 - 5 1/c(60/40) 60 d 40 Exemple 3 Cas o la couche absorbante est exclusivement cons- tituée de nodules fibreux (cette forme de réalisation est représentée sur la figure 3). La feuille superficielle 1 et la feuille étanche 2 utilisées ici sont les mêmes que celles utilisées à l'Exemple 1. La couche absorbante est un mélange de 3,5g de nodules fibreux 7 et 0,3g d'un polymère absorbant l'eau. On utilise également un mélange et des stratifiés de nodules fibreux cons- titués de matières différentes. 1' alduZax.,1 suvp anb apoq4au amam -l uoleS SZ apTlnbTI np xnillaz ap 9ebap np axnsat S nvalqe., al ans quGZnbT; s:e:lnsaZ sal IalWuiTXI anbTUuXUp uoTqdZosqG,pp 9Tap a a apTnbTI n xli p xn ab a p 6ap al aTnsae uO 'suOlIT:kueqDa saD DeAv nua:qo:e;;a,lxamiTjuoDapu.Tj OZ l. Tss.a, P alciuaax. -=adnc ellTne;a e 5T ap pigo np:sodsTp 1ueqq (I),aapao,aD (1) ap 9TTle$ls 09 (0S/OS)D/I oE (OV/OL)D/I O (01/06)VO e!STDT 'Edns. q;g9z np qsodsP QI el9 (T) '(Z)P. .. 01 (T) ap 9T;;Tleq OL (0Og/O)DI/T Oú (OZ/O8)q)- squesod:lo .................:...........................DTD: luamaInas, ,..seo:w: Tnee un- I quesodsoe pas un 0oot (O_/O9)D/T1- ú EpTod ue % (ú) spod ua % (z) gpTod ua % (I) sanbaptueUaIuvq xna=qT; ealnpoN t n@alqêl ú1. 088S09Z Mesure du degré d'absorption dynamique maximale On place un échantillon d'essai 11 sur un mannequin mobile de mi-corps de femme 9 représenté sur la figure 8, de la même manière que représenté sur la figure 9. Après y avoir enfilé un short, on met le mannequin en mouvement de marche à une vitesse de m/min tandis que l'on injecte du sang artificiel dans l'échantillon d'essai par un tube d'égouttement 10. On mesure la quantité de sang artificiel absorbé jusqu'à l'apparition de fuites latérales qui est défi- nie comme le degré d'absorption dynamique maximale. Tableau 5 Echantillon Degré de Degré d'absorption , N reflux du dynamique maximale Remarques liquide (g) (g) I-i 14 6l1 présent 17 |invention| 1 - 2 1;2 6,8 - i....... X 2-! 1 5 86 " 2 -2 1;4 9,2 2 - 3 142 914 " 2 - 4 1,5 7,4 2 - 5 173 8?0 " .......... . ...............................DTD: 3 - l T 62 ' 3 - 2 176 718 3 " 3 - 3 1,5 8,3 3 - 94 1,294 l - 13 245 4'9 i comparative j __________ 9 "_______________ Il ressort de ce qui précède qu'étant donné l'excellente résistance à la compression et l'excel- lente reprise après déformation de l'article absorbant de la présente invention, le reflux de liquide vers la surface (siccité superficielle) et le degré d'absorp- tion dynamique (caractère anti-fuites) sont grandement améliorés comparativement à ceux d'un article classique. L'article absorbant de la présente invention comprend, dans une partie au moins de sa couche absor- bante, des nodules fibreux contenant une fibre d'ossa- ture dont le rapport de ténacités de l'état humide à l'état sec est de 80% ou plus. Ainsi, un liquide peut être efficacement transféré dans la couche absorbante sans réduction de la capacité d'absorption de liquide, c'est-à-dire du çaractère hydrophile, de la couche absorbante. Etant donné que la couche absorbante pr- sente d'excellentes caractéristiques de résistance à la compression et de reprise après déformation même lorsqu'un liquide est absorbé, la couche absorbante ne glisse ni ne s'affaisse lorsqu'elle est déformée, en sorte que le reflux de liquide à la surface et les fuites latérales qui sont principalement dus au glis- sement et la l'affaissement peuvent être remarquable- ment réduits. REVENDICATION Article absorbant comprenant une feuille superficielle (1) perméable aux liquides, une feuille étanche (2) imperméable aux liquides et une couche absorbante (3) disposée entre ces deux feuilles, ca- ractérisé en ce qu'une partie au moins de la matière constituant ladite couche absorbante consiste en no-. dules fibreux (7), et en ce que lesdits nodules fi- breux contiennent de la fibre ayant un rapport de ténacités de l'état humide à l'état sec de 80% ou plus.