Brevet FR2613217A1 — publié le 19881007

-4- Tubes en papier à désagrégation rapide. La présente invention concerne des tubes en papier qui se désagrègent rapidement quand il sont mis dans l'eau. Elle concerne plus particulièrement des applicateurs de tampons périodiques qui doivent se désagréger quand il sont jetés dans des toilettes et ne pas obturer le sanitaire quand la chasse d'eau est tirée. Le tampon périodique est un coton compressé ou autre matériau en fibre qui peut être contenu dans un tube en papier ou en matière plastique, ou monté sur une tige avant usage. Dans un tampon à tube en papier ou à tube en matière plastique, l'applicateur comporte normalement un tube interne et un tube externe, le tube interne servant à éjecter du tube externe le tampon dans le vagin. Il est nécessaire que les tubes de papier soient prévus suffisamment rigides et suffisamment résistants pour l'insertion et l'injection des tampons dans le vagin. Toutefois, si des tubes rigides et résistants de papier enroulé et collé sont jetés dans des toilettes, ils ne se désagrègent pas rapidement et il est difficile de les évacuer. Comme il est difficile de les évacuer, ils peuvent causer l'obstruction des canalisations du système sanitaire. Il a été proposé, dans le brevet US n* 3 419 005 de Lewing, d'ajouter un agent mouillant au tube pour favoriser sa désagrégation. L'addition d'un agent mouillant est également proposée dans le brevet UK n 1 049 894.de Robinson and Sons Limited, sous la forme d'une combinaison d'un agent mouillant non-ionisant et d'un bromure d'ammonium triméthyl-hexadécylique. Il est également connu de charger les tubes en papier -2- avec une charge minérale, telle que du carbonate de calcium, afin de faire tomber le tube au fond des toilettes pour un meilleur mouillage. La fabrication de tubes en papier peut être mise en oeuvre en formant des tubes enroulés en spirales, comme le montrent d'une façon générale le brevet US n 3 194 275 de Biggs, Jr., et al. et le brevet US n 3 430 543 de Cunningham. De plus, il est connu de fabriquer des tubes de tampons en enroulant en convoluté des tubes, comme décrit dans les brevets US n 4 650 459 et n 4 522 967 de Sheldon. Cependant, la nécessité d'un tube qui se désagrège plus rapidement demeure et, plus particulièrement, la nécessité d'un tube qui puisse être enroulé en convoluté, qui soit résistant, bon marché et qui se désagrège rapidement. Un objet de l'invention consiste à surmonter les inconvénients des tubes désagrégeables antérieurs et de leurs procédés de fabrication. Un autre objet de l'invention consiste à produire un tube à désagrégation rapide qu'il est possible d'évacuer. Un autre objet de l'invention consiste à prévoir un procédé bon marché de fabrication de tubes de tampons qui se désagrègent dans l'eau. Ces objets de l'invention, ainsi que d'autres, sont atteints d'une façon générale en prévoyant un tube de tampon qui soit fabriqué à partir de plusieurs couches de papier, d'un moyen de soudage adhésif et d'un matériau superabsorbant. Le procédé de fabrication consiste, pour l'essentiel, à prévoir chacun de ces matériaux sous forme de feuille et à enrouler le tube en convoluté, un soudage à chaud ayant lieu pendant l'enroulement. La description suivante est faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: -3- la Fig. 1 est une vue en plan schématique d'un appareil pour fabriquer le tube en papier de l'invention, la Fig. 2 est une vue de dessus de l'appareil et du procédé de la Fig. 1, la Fig. 3 est une vue en coupe d'un tube selon l'invention, la Fig. 4 est une vue agrandie de la zone désignée Fig. 4 à la Fig. 3, la Fig. 5 illustre une variante de procédé et d'appareil pour fabriquer une autre forme de réalisation du tube de l'invention, la Fig. 6 est une vue en coupe d'un tube fabriqué au moyen du procédé illustré à la Fig. 5, et la Fig. 7 est une vue agrandie de la zone désignée Fig. 7 à la Fig. 6. Le tube à jeter de l'invention présente de nombreux avantages par rapport aux tubes antérieurs. La désagrégation du tube en papier enroulé est très rapide. D'autre part, le tube présente la résistance et la rigidité nécessaires à son usage. Le moyen utilisé pour la désagrégration du tube n'interfère pas avec la connexion adhésive pendant la fabrication. Ces avantages de l'invention, ainsi que d'autres, apparaîtront dans la description détaillée ci-dessous. L'emploi de bandes thermoscellables pour fabriquer les tubes évite la manipulation de matériaux de collage liquides gluants. Un procédé et un appareil pour fabriquer le tube de l'invention sont illustrés aux Figs. 1 et 2. Le tube est enroulé sur un mandrin 10. Le tube est enroulé à partir de quatre bandes. Les bandes 12 et 14 sont des films thermoscellables. La bande 16 est un film de superabsorbant ou une bande porteuse imprégnée de superabsorbant. La bande 18 est en papier. Ces bandes sont enroulées en couches sur le mandrin 10 et scellées ensemble par un rouleau chauffé 20 portant contre le -4- mandrin 10. La tension est maintenue constante dans les bandes pendant les enroulements au moyen de rouleaux 22, 24, 26 et 28. Le tube 30 illustré aux Figs. 3 et 4 est composé de deux enroulements complets des bandes de la Fig. 1. Les bandes sont maintenues en place par le soudage des bandes thermoscellables 12 et 14. Bien que soit illustré l'enroulement de deux couches, il est du domaine de l'invention d'enrouler plusieurs couches en fonction de la rigidité du papier et de la rigidité du tube que l'on désire obtenir. Une autre forme de réalisation de l'invention est illustrée à la Fig. 5. Ici, le tube de l'invention est composé de trois couches de bandes. La bande 34 est une bande thermoscellable. La bande 36 est une bande superabsorbante qui est perforée au moyen de l'appareil 38. La bande 40 est en papier. Les bandes sont enroulées sur le mandrin 42 et portées à fusion par le rouleau chauffant 44 portant contre le mandrin 42. Le rouleau 46 est le rouleau presseur pour l'appareil de perforation 38. Les Figs. 6 et 7 illustrent un tube à jeter fabriqué en utilisant le procédé en variante de la Fig. 5. Comme l'illustrent les Figs. 6 et 7, le tube 50 présente trois épaisseurs de bandes 34, 36 et 40. La couche adhésive 34 passe dans les perforations 52 et réunit directement ensemble les couches de papier 40, à travers les perforations de la couche superabsorbante 36. Le papier utilisé dans la fabrication de tubes de l'invention peut être d'un type queconque, pourvu qu'il donne un tube dont les caractéristiques de rigidité et de coût soient satisfaisantes. En général, les tubes de tampons périodiques sont fabriqués dans un papier se présentant communément sous la forme de feuille à base de pâte de bois. Un matériau préféré est la feuille -5- libre de 30 livres en pâte de bois qui est pourvue d'un revêtement lisse à forte teneur en argile. Ce matériau est préféré du fait que ie revêtement est lisse pour faciliter l'insertion et qu'il contribue à la désagrégation et à la tombée au fond du tube du fait qu'il se mouille rapidement. De plus, le matériau est bon marché. La bande adhésive peut être l'une quelconque de plusieurs bande adhésives connues qui agissent à des températures qui ne détériorent pas le papier ou le matériau superabsorbant. L'adhésif peut être un matériau thermoscellable quelconque qui permette le soudage a des températures qui ne détériorent pas le papier ou le carton utilisé. De tels matériaux sont, par exemple, des bandes soufflées à l'état fondu en polypropylène ou en polyéthyène. Un de ces matériaux est une bande de Sharnet en polyester ou bien en une composition de résine de polyamide. Dans une forme particulièrement satisfaisante de l'invention, l'adhésif peut être un adhésif thermoscellable et soluble dans l'eau. L'adhésif soluble dans l'eau, combiné à un superabsorbant, donne un matériau particulièrement satisfaisant. La feuille de superabsorbant de l'invention peut être en un matériau approprié quelconque qui absorbe rapidement l'eau et qui gonfle, entraînant la désagrégation du tube. Les matériaux superabsorbants ont comme avantage de beaucoup gonfler quand ils absorbent de l'eau, en forçant le tube à se désassembler. A mesure que le tube est frocé à se désassembler par gonflement, de plus en plus de superabsorbant se trouve expose. D'autre part, le gonflement tend à casser l'intégrité du tube, contribuant à son évacuation. Les bandes de superabsorbant de l'invention peuvent être d'autres bandes continues de matériau superabsorbant, ou elles peuvent être en un matériau tel que des feuilles porteuses -6- de tissu ouaté qui ont été imprégnées avec un superabsorbant ou feuilletées avec des superabsorbants en poudre. De tels matériaux sont connus et sont généralement des matériaux hydrogels qui sont capables d'absorber de l'eau mais sont réticulés de façon à ne pas être solubles dans l'eau. De tels matériaux en film sont décrits dans le brevet US n 4 186 238 de Holst et al., le brevet US n 4 117 184 d'Erikson et al., le brevet US n 2 192 827 de Mueller, le brevet US n 4 212 036 de Pedersen, le brevet US n 4 176 667 de Herring, le brevet US n 4 592 751 de Gegelys et le brevet US n 4 144 886 de Holst et al. Tel qu'il est utilisé ici, le terme superabsorbant a pour signification les polymères synthétiques hydrogels. De tels polymères hydrogels comprennent, par exemple, la cellulose carboxyméthylique, des sels métalliques alcalins d'acides polyacryliques, des polyacrylamides, l'alcool polyvinylique, des copolymères d'anydride maléique d'éthylène, des éthers polyvinyliques, la cellulose hydroxypropylique, la morpholinone polyvinylique, des polymères et copolymères d'acide sulfonique vinylique, des polyesters acryliques, des polyacrylamides, la pyridine polyvinylique, etc. Parmi d'autres polymères appropriés, on trouve l'empois greffé de nitrile acrylique hydrolysé, l'empois greffé d'acide acrylique, et des copolymères d'anhydride maléique d'isobuthylène ainsi que des mélanges de ceux-ci. De préférence, les polymères hydrogels sont légèrement réticulés pour rendre les matériaux pratiquement insolubles dans l'eau. La réticulation peut se faire, par exemple, par irradiation ou par liaison covalente, ionique de Van der Waals, ou liaison hydrogène. Des matériaux appropriés sont disponibles chez différents distributeurs commerciaux tels que Dow Chemical Company, Celanese Corporation, Allied-Colloid et Stockhausen. 261321-1 -7- Le matériau hydrogel superabsorbant utilisé dans l'invention est capable d'absorber au moins quinze fois son poids en eau et, de préférence, il est capable d'absorber au moins entre 25 et 100 fois son poids en eau. Les exemples suivants de la pratique de l'invention sont donnés à titre illustratif et non exhaustif. Exemple 1 Une feuille de papier de 30 livres de 7,5 cm par cm et une feuille de film absorbant de 7,5 cm par cm, intercalées avec deux feuilles d'adhésif en polyester de Sharnet de 7,5 cm par 15 cm sont roulées en convoluté pour former un tube. Le papier est un papier de qualité relativement bon marché produit par Midtec Paper, contenant un fort pourcentage de pâte de bois. La couche superabsorbante est un film disponible dans le commerce fabriqué par Dow Chemical. Le film est un film absorbant acrylique disposé entre des feuilles de tissu ouaté léger dont le poids à sec est d'environ 73g/m2. L'adhésif est un adhésif en fibre thermoscellable, disponible dans le commerce, de Sharnet Corporation. Les feuilles sont roulées en convoluté sur un mandrin recouvert de Téflon pour former un tube de tampon de 1,6 cm de diamètre et de 7,5 cm de longueur. Le tube est scellé en faisant rouler le mandrin sur une plaque chaude à 97 C (400 F) pendant environ dix secondes lors de la formation du tube. Le tube est alors refroidi à la température ambiante et on le fait tomber dans un verre d'eau. Une première délamination se produit en cinq minutes et le temps de délamination complète est de dix minutes. 261321-7 -8- Exemple 2 Le processus de l'exemple 1 est répété, sauf qu'une feuille d'adhésif thermoscellable en polyoxazoline d'éthylène soluble dans l'eau, d'une composition telle que décrite dans le brevet US n 4 522 967 de Sheldon et al., remplace l'adhésif en polyester. Cette utilisation d'un adhésif soluble dans l'eau avec la couche superabsorbante conduit à une délamination encore plus rapide que pour le tube de l'exemple 1. Bien que l'invention concerne d'abord la fabrication de tubes de tampons périodiques, elle peut être utilisée, également, dans la fabrication d'autres matériaux pour lesquels une désagrégation rapide dans l'eau est requise. Par exemple, elle pourrait être utilisée pour fabriquer des tubes de papier hygiénique ou des tubes qu'on utilise dans des navires o les déchets sont jetés par dessus bord. Ces produits ainsi que d'autres sont considérés comme faisant partie de l'invention dont le domaine n'est limité que par les revendications annexées. 261321-. -9- REVENDICATIONS 1) Procédé de fabrication d'un tube comprenant les phases de prévoir au moins une bande de papier (18; ), au moins une bande (12, 14; 34) comprenant un film adhésif, et au moins une couche (16; 36) comprenant un matériau superabsorbant, d'enrouler les couches sur un mandrin (10; 42), et de chauffer pour souder lesdites bandes ensemble pour former un tube (30; 50). 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau superabsorbant consiste en une bande en cellulose portant un superabsorbant. 3) Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit superabsorbant est perforé. 4) Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que deux bandes de film thermoplastique (12, 14) sont combinées avec une bande de papier (18) et une bande de superabsorbant (16). ) Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit tube (30; 50) est un applicateur de tampon. 6) Procédé selon l'une des revendications 1 à , caractérisé en ce que ledit tube (30; 50) est enroulé en convoluté. 7) Procédé selon l'une des revendications 1 à , caractérisé en ce que ledit tube (30; 50) est enroulé en spirale. 8) Procédé selon l'une des revendications 1, 3 à 7, caractérisé en ce que ledit matériau superabsorbant consiste en un film de superabsorbant. 9) Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit adhésif consiste en un matériau de pose à chaud soluble dans l'eau. ) Tube caractérisé en ce qu'il comprend un papier, un liant et un superabsorbant. 261321-7 -10- 11) Tube selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits papier, liant et superabsorbant consistent en des feuilles qui ont été enroulées en couches. 12) Tube selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce qu'il est enroulé en convoluté. 13) Tube selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que la couche (16; 36) comprenant le superabsorbant comprend un matériau porteur pour ledit absorbant. 14) Tube selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce qu'il est un tube applicateur de tampon. ) Tube selon l'une des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que ladite couche de superabsorbant est perforée. 16) Tube selon l'une des revendications 11 à 15, caractérisé en ce que ledit liant consiste en une feuille de matériau thermoplastique soufflé à l'état fondu. 17) Tube selon l'une des revendications 11 à 16, caractérisé en ce que ledit papier consiste en une feuille en pâte de bois d'environ 30 livres. 18) Tube selon l'une des revendications 11 à 17, caractérisé en ce que ledit papier est recouvert d'un revêtement en argile. 19) Tube selon la revendication 16, caractérisé en ce que ledit matériau soufflé à l'état fondu est sélectionné dans un groupe comprenant le polypropylène et le polyéthylène. ) Tube selon l'une des revendications 10 à 19, caractérisé en ce que ledit liant comprend du polyéthylène ou du polypropylène. 21) Tube selon l'une des revendications 10 à 15, 17, 18, caractérisé en ce que ledit liant est une feuille d'adhésif soluble dans l'eau. 22) Tube selon l'une des revendications 11 à 14, 16 à 21, caractérisé en ce que la feuille de 26132 1-7 -11- superabsorbant consiste en une feuille de tissu ouaté portant un superabsorbant particulaire. 23) Tube de tampon qui doit se délaminer rapidement dans l'eau, caractérisé en ce qu'il comprend des feuilles enroulées consistant en au moins une feuille de papier en cellulose (14; 40), au moins une feuille (16; 36) comprenant un superabsorbant et au moins une feuille (12, 14; 34) d'un adhésif qui lie lors du chauffage et du refroidissement.