Brevet FR2617020A1 — publié le 19881230

MATELAS ABSORBANT PERFECTIONNE, NOTAMMENT POUR DES PRODUITS D'HYGIENE, ET PROCEDE DE FABRICATION EN CONTINU DE TELS MATELAS. La présente invention se rapporte à un matelas absorbant, notam- ment pour des produits d'hygiène tels que des couches-culottes, comprenant au moins une nappe de fibres, ainsi qu'à un procédé de fabrication en continu de tels matelas absorbants. De façon usuelle, les matelas absorbants utilisés pour les produits d'hygiène tels que les couches-culottes, garnitures pour incontinents, etc. sont constitués par une ou plusieurs nappes de fibres, notamment de pulpe de cellulose défibrée (dite fluff), recouverte(s) ou non sur une ou deux faces par un feuillet externe de - ouate de cellulose ou d'un produit analogue. Pour améliorer la cohésion d'un tel matelas, il est déjà connu de soumettre le matelas à un gaufrage consistant à comprimer le matelas par endroits espacés, suivant un dessin répétitif. Toutefois, la cohésion ainsi obtenu est souvent insuffisant. Par ailleurs, suivant la demande de brevet français déposée le Janvier 1986 sous le n 86 00522 au nom de la demanderesse, un - matelas absorbant peut être formé à partir d'au moins d'une nappe de fibres d'une longueur au moins égale à l'épaisseur de la nappe, la nappe étant liée par aiguilletage ou un procédé analogue faisant appel aux fibres de la nappe elle-même pour le liage de cette dernière. Un tel matelas présente une bonne cohésion, mais ne peut pas être fabriqué directement sur des machines usuelles de production de couches-culottes. Par ailleurs, du fait de ltaiguilletage, la 26 1 7020 vitesse de fabrication est limitée. Il en résulte un prix de revient relativement élevé. Depuis peu de temps, on incorpore par ailleurs à des matelas en matériau fibreux des particules de superabsorbant généralement cons- tituées par des polymères insolubles dans l'eau, capables d'absorber plusieurs fois (au moins quinze fois) leur poids en liquide. Lorsque les particules de superabsorbant absorbent du liquide, elles gonflent et se transforment en une masse gélatineuse. Ces particules gélatineuses, lorsqu'elles sont proches les unes des autres, 'ont tendance à s'agglomérer et peuvent alors former une couche empêchant le passage ultérieur du liquide ce qui réduit la capacité d'absorption. Par ailleurs, compte tenu de leur faible taille à l'état sec, ces particules des matière superabsorbatite ont tendance à s'accumuler et à s'échapper du matelas, notamment aux i5 bords de ce dernier. La demande de brevet français précitée n 86 00522 apporte déjà, par l'aiguilletage du matelas, une solution à ces problèmes de fixa- tion et de retenue des particules de superabsorbant dans le matelas. Toutefois, comme déjà mentionné, cet aiguilletage implique des vitesses de production réduites et ne permet pas une fabrication du matelas sur une machine usuelle de production de couches-culottes. La présente invention a pour objet un matelas absorbant compre- nant au moins une nappe de fibres, le matelas se distinguant, tout en présentant une bonne capacité d'absorption, par une bonne cohésion et par un prix de revient réduit. L'invention a également pour objet un matelas absorbant comprenant au moins une nappe de fibres et conte- nant des particules de superabsorbant, ce matelas se distinguant par une bonne fixation et retenue des particules de superabsorbant à l'intérieur du matelas. L'invention a par ailleurs pour objet un procédé de fabrication en continu de matelas absorbants, procédé qui procure des matelas de bonne cohésion et peut être mis en oeuvre à une vitesse de production élevée sur une machine usuelle de fabrica- tion de couches-culottes. L'invention a enfin pour objet un procédé de fabrication en continu de matelas absorbants contenant des parti- cules de superabsorbant. Sur le matelas absorbant conforme à l'invention, notamment pour des produits d'hygiène tels que des couches-culottes, comprenant au moins une nappe de fibres, une partie au moins des fibres est constituée par des fibres thermofusibles réparties sur toute l'épais- seur de la nappe et les fibres du matelas sont liges par endroits espacés, au travers du matelas, sur toute l'épaisseur de ce dernier, par compression du matelas et fusion desdites fibres thermofusibles auxdits endroits. Cette liaison des fibres du matelas procure à l'ensemble du matelas une cohésion nettement supérieure à celle obtenue par un gaufrage à froid, sans affecter de façon sensible la capacité d'absorption du matelas. Dans le cas d'un matelas absorbant contenant des particules de superabsorbant mélangées aux fibres, les fibres du matelas sont avantageusement liées suivant un dessin à mailles fermées. Cette liaison suivant un dessin à mailles fermées assure un emprisonnement des particules de superabsorbant à l'intérieur des zones délimitées par les mailles, ce qui réduit dans une très large mesure les risques d'accumulation des particules et d'échappement des particules sur les bords du matelas. Notamment pour améliorer la cohésion et solidité de surface du matelas, ce dernier peut comprendre, en outre, sur au moins une face de la nappe de fibres, un feuillet extérieur de matière fibreuse également lié par la compression du matelas et la fusion des fibres thermofusibles de la nappe de fibres. Ce feuillet extérieur peut être par exemple constitue de ouate de cellulose ou également d'un non-tissé. Suivant le procédé conforme à l'invention de fabrication en continu de matelas absorbants comprenant au moins une nappe de fibres, on forme une nappe continue de fibres dont une partie au moins des fibres est constituée par des fibres thermofusibles réparties sur toute l'épaisseur de la nappe et on calandre ladite nappe à chaud de manière à comprimer le matelas et à faire fusionner les fibres thermofusibles par endroits espacés pour lier les fibres du matelas au travers du matelas auxdits endroits. 2 61702 0 La nappe de fibres constituée en partie au moins par des fibres thermofusibles et contenant, le cas échéant, des particules de super- absorbant peut être réalisée sans difficulté sur un poste de nappage usuel, tel qu'utilisé par exemple sur une machine de fabrication de couches-culottes, et le calandrage à chaud de cette nappe peut être effectué à la même vitesse élevée que les autres opérations de fabri- cation de couches-culottes. Lors de l'incorporation de particules de superabsorbant aux fibres de la nappe, on calandre le matelas de manière à comprimer le matelas et à faire fusionner les fibres thermofusibles suivant un dessin à mailles fermées. De préférence, on recouvre la nappe de fibres ou la nappe de fibres et de particules superabsorbant sur une face au moins d'un feuillet externe de matière fibreuse avant de soumettre la nappe avec ledit feuillet au calandrage à chaud. En se référant aux dessins schématiques annexés, on va décrire ci-après plus en détail un mode de réalisation illustratif et non limitatif de l'objet de l'invention; sur les dessins: la figure 1 est une vue en plan d'une partie d'un matelas absorbant conforme à l'invention; la figure 2 est une coupe à plus grande échelle suivant II-II de la figure 1; la figure 3 représente très schématiquement les différentes phases du procédé de fabrication d'un matelas absorbant suivant les figures 1 et 2; la figure 4 est une section partielle de deux rouleaux de calandrage utilisés dans le procédé de fabrication suivant la figure 3. Le matelas absorbant illustré par les figures 1 et 2 est composé d'une nappe 1 formée de matière fibreuse 2 et de particules 3 de superabsorbant incorporées à la matière fibreuse 2, ainsi que de deux feuillets externes 4 et 5 perméables aux liquides, recouvrant la nappe 1 sur ses deux faces. La matière fibreuse 2 est constituée, en partie au moins, par des fibres thermofusibles, c'est-à-dire des fibres de matière thermo- plastique. Lorsque la matière fibreuse 2 comprend à la fois des fibres thermofusibles et des fibres non thermofusibles, les fibres -des deux types sont mélangées. Les feuillets externes 4, 5 peuvent être constitués, l'un ou l'autre ou les deux, par exemple par un voile de ouate de cellulose ou un voile de non-tissé. Le matelas dans son ensemble, c'est-à-dire la nappe 1 de matière fibreuse 2 à laquelle sont incorporées les particules de super- absorbant, et les deux feuillets extérieurs 4, 5, est soumis à un calandrage à chaud "partiel", c'est-à-dire n'intéressant qu'une faible partie de la surface du matelas. Ce calandrage ne porte sur le matelas qu'en des endroits espacés 6. A ces endroits espacés 6, le calandrage à chaud provoque une compression du matelas et une fusion des fibres thermofusibles contenues dans la nappe 1. Sous l'effet de cette compression à chaud, il se produit, au travers du matelas, une liaison des fibres intéressant toutes les fibres de la nappe 1, c'està-dire à la fois les fibres thermofusibles et les éventuelles fibres non fusibles. Par ailleurs, cette liaison produite par la fusion des fibres thermofusibles de la nappe 1 intéresse également les deux feuillets externes 4, 5, compte tenu de la nature fibreuse de ces feuillets. Le résultat de ce calandrage à chaud consiste donc d'une part en une amélioration de la cohésion de la nappe 1 en elle-même et d'autre part en une liaison des feuillets extérieurs 4, 5 à la nappe 1. Par ailleurs, dans le mode de réalisation représenté, ce calan- drage à chaud aux endroits référencés 6 est effectué suivant un dessin répétitif à mailles fermées, en l'occurrence à mailles hexago- nales jointives. Un tel calandrage subdivise donc le matelas en une multitude de cellules ou alvéoles chacune délimitée par les deux feuillets extérieurs 4, 5 et une ligne de dalandrage 6 fermée, hexa- gonale, de sorte que les particules de superabsorbant 3 se trouvent emprisonnées dans lesdites cellules et ne risquent pas de se déplacer à l'intérieur de la nappe 1, voire de s'échapper de la nappe 1. La fabrication d'un matelas absorbant suivant les figures 1 et 2 peut se faire suivant un procédé dont le schéma est illustré par la figure 3. Selon la figure 3, on forme d'abord, à partir de fibres 2 thermofusibles et éventuellement d'autres fibres 2a non thermo- fusibles une nappe fibreuse à laquelle les particules de super- absorbant 3 sont incorporées. Cette formation de la nappe fibreuse contenant du superabsorbant peut se faire suivant la technique usuelle de dépôt de fibres en suspension dans de l'air, dite "air- laying" (nappe dite "air-felt"). On applique ensuite, sur la nappe fibreuse ainsi formée, les deux feuillets externes 4 et 5 avant de soumettre le matelas (nappe fibreuse recouverte des feuillets externes) à un calandrage à chaud partiel. La figure 4 représente schématiquement une paire de rouleaux 7 et 8 susceptibles d'être utilisés pour ce calandrage du matelas absorbant. Les deux rouleaux 7, 8 qui sont couplés portent, sur leur surface latérale, le mime dessin 9, 10 en relief, de telle manière que lorsque les deux rouleaux 7, 8 tournent en synchronisme dans les sens indiqués par les flèches, leurs dessins 9, 10 en relief défilent en coincidence l'un en face de l'autre à l'endroit de l'interstice le plus étroit entre les deux rouleaux 7, 8. Les deux rouleaux 7, 8 sont chauffés par des moyens usuels, non représentés, de manière que les reliefs 9 et 10 soient portés à une température suffisante pour provoquer, dans le matelas passant entre les deux rouleaux 7, 8, une fusion des fibres thermofusibles contenues dans le matelas. Les fibres 2 constituant la nappe fibreuse 1 peuvent comprendre uniquement des fibres thermofusibles, par exemple des fibres de - polypropylene, de polyéthylene, de polyamide ou de polyester. Il est cependant possible également d'utiliser un mélange de fibres thermo- fusibles et de fibres non thermofusibles, par exemple des fibres de viscose, du fluff de cellulose, etc. Par ailleurs, il serait égale- ment possible d'utiliser des fibres du type bis-composant formées par exemple d'une ame et d'une enveloppe ou deux secteurs adjacents en deux matières différentes ayant des points de fusion différents, par exemple une ame de polyester et une enveloppe de polyéthylène. Toutes les fibres utilisées peuvent être de préférence des fibres courtes susceptibles d'être amenées sous la forme d'une nappe suivant la technique usuelle dite "air-laying". Le superabsorbant susceptible d'être incorporé à la nappe de fibres du matelas conforme à l'invention peut être constitué par tous les superabsorbants du commerce, par exemple des polymères à base d'acide polyacrylique ou des dérivés d'amidon ou de cellulose obtenus par greffage, ce superabsorbant pouvant se présenter sous forme de poudre, de fibres, etc. De tels superabsorbants sont par exemple commercialisés sous la marque "Lucquabsorb" par la Société BASF, RFA, ou sous la marque "Aquakeep" par la Société SEITETSU KAGAKU, Japon. Suivant un exemple du matelas absorbant conforme à l'invention, le matelas est constitué d'une nappe fibreuse de 78 g/m2 formée de % de fibres de viscose d'un titre de.... den et d'une longueur de.... mm et de 20% de fibres de polypropylene d'un titre de den et d'une longueur de.... mm. Des grains de superabsorbant d'une grosseur de..... à..... sont incorporés à cette nappe fibreuse à raison de 39 g/m. La nappe fibreuse est recouverte sur chacune de ces faces par un pli de ouate de cellulose. L'ensemble du matelas ainsi constitué est soumis à calandrage à chaud à... . C avec un dessin à mailles fermées de forme hexagonale de 10 mm de c8té, la largeur des lignes de calandrage étant de 1 mm. Il va de soi que le mode de réalisation représenté et décrit n'a été donné qu'à titre d'exemple illustratif et que de nombreuses modifications et variantes sont possibles dans le cadre de l'inven- tion. Ainsi, lorsque la nappe fibreuse du matelas ne contient pas de particules de superabsorbant, il est possible de procéder au-calan- drage suivant un dessin quelconque procurant simplement un calandrage par endroits espacés. En cas d'incorporation de particules de superabsorbant à la nappe fibreuse du matelas, il est possible de choisir un calandrage à mailles fermées autre que de forme hexagonale, par exemple à mailles carrées. Afin que le calandrage affecte le moins possible les propriétés d'absorption dd matelas, il est avantageux que ce calandrage concerne moins de 10% et de préférence moins de 5% de la surface du matelas. Malgré que le calandrage ne concerne qu'une si faible proportion de la surface du matelas, l'effet de consolidation qu'il procure au ? 6 17020 matelas est bien suffisant pour la plupart des application en articles d'hygiène. De même, il procure un effet suffisant de fixation et de retenue des particules de superabsorbant dans le matelas. Par ailleurs, il serait également possible de réaliser, suivant l'invention, un matelas à partir de plus d'une nappe, les nappes étant réunies entre elles par le calandrage à chaud. Dans ce cas, les nappes peuvent, par exemple, contenir des fibres différentes ou des mélanges différents de fibres, de même qu'elles peuvent contenir des proportions différentes de superabsorbants éventuellement différents, par exemple des superabsorbants ayant des vitesses d'absorption différentes. 6 17020 REVENDICATIONS 1. Matelas absorbant, notamment pour des produits d'hygiène tels que des couches-culottes, comprenant au moins une nappe de fibres, caractérise par le fait qu'une partie au moins d.es fibres (2) est constituée par des fibres thermofusibles réparties sur toute l'épais- seur de la nappe (1) et que les fibres du matelas sont liées par endroits espacés au travers du matelas, sur toute l'épaisseur de ce dernier, par compression du matelas et fusion desdites fibres thermo- fusibles à ces endroits. 2. Matelas suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la compression du matelas affecte moins de 10% de préférence moins de 5% de la surface du matelas, 3. Matelas suivant la revendication 1 ou 2, contenant en outre des particules de superabsorbant mélangées aux fibres, caractérisé par le fait que les fibres du matelas sont liées suivant un dessin à mailles fermées. 4. Matelas suivant l'une quelconque des revendications précé- dentes, comprenant en outre, sur au moins une face de la nappe de fibres, un feuillet extérieur de matière fibreuse, caractérisE par le fait que ledit feuillet (4, 5) est également lie à la nappe (1) par compression du matelas et fusion des fibres thermofusibles de la nappe de fibres. 5. Matelas suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit feuillet extérieur est constitué de ouate de cellulose. 6. Matelas suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit feuillet extérieur est constitué d'un voile de non-tissé. 7. Procédé de fabrication en continu de matelas absorbants, notamment pour des produits d'hygiène tels que des couches-culottes, comprenant au moins une nappe de fibres, caractérisé par le fait qu'on forme une nappe continue de fibres dont une partie au moins des fibres est constituée par des fibres thermofusibles réparties sur toute l'épaisseur de la nappe et qu'on calandre ladite nappe à chaud de manière à comprimer le matelas et faire fusionner les fibres thermofusibles par endroits espacés pour lier les fibres du matelas au travers du matelas auxdits endroits. 6 170 20 8. Procédé suivant la revendication 7, caractérise par le fait qu'on incorpore des particules de superabsorbant aux fibres de la nappe et qu'on calandre le matelas de manière à comprimer le matelas et à faire fusionner les fibres thermofusibles suivant un dessin à - mailles fermées. 9. Procédé suivant la revendication 7 ou 8, caractérisé par le fait qu'on recouvre la nappe de fibres sur une face au moins d'un feuillet externe de matière fibreuse avant de soumettre la nappe avec ledit feuillet au calandrage.