FR2619507A1 - Structures absorbantes avec agent gelifiant et articles absorbants contenant ces structures - Google Patents

Abstract

Les structures absorbantes conformes à l'invention comprennent une feuille de fond 101 imperméable aux liquides sur le dessus de laquelle est placée une âme absorbante 102 contenant une matière de fibre hydrophile et des particules non fragiles 103 d'agent gélifiant polymère; sur le dessus de l'âme absorbante se trouve une feuille supérieure 104 perméable aux liquides. Les particules d'agent gélifiant 103 incorporées dans ces structures sont choisies de manière à avoir une granulométrie médiane en masse s'échelonnant d'environ 400 à 1680 mum, les quantités des particules très grosses et très petites étant de préférence maintenues au-dessous de certaines concentrations minimales. Les structures absorbantes employant les particules d'agent gélifiant ayant ces caractéristiques granulométriques possèdent des capacités absorbantes étonnamment élevées et l'agent gélifiant qu'elles contiennent peut être utilisé de façon très efficace et effective. Elles sont utilisables dans des articles absorbants à jeter après usage comme des couches, des produits d'incontinence et des produits cataméniaux.

Description

La présente invention concerne des structures en voile

fibreux convenant pour absorber. les fluides corporels éva-

cués et des compositions absorbantes d'agent gélifiant par-

ticulièrement utilesdans ces structures. Ces structures peu-

vent être incorporées dans des articles absorbants à jeter après usage comme des serviettes hygiéniques, des couches

pour bébé, des tampons d'incontinence pour adulte, et ana-

logues. Les structures absorbantes qui comprennent des masses enchevêtrées de fibres, c'est-à-dire des voiles fibreux, sont bien connues dans la technique. Ces structures peuvent s'imbiber de liquides, comme des fluides corporels évacués, à la fois par un mécanisme d'absorption dans lequel le fluide est absorbé par le matériau de la fibre lui-même et par un mécanisme d'effet de mèche dans lequel le fluide est capté, distribué et stocké dans les interstices capillaires

compris entre les fibres. Un moyen d'améliorer les caracté-

ristiques d'absorption de ces structures en voile fibreux

est d'y incorporer ce que l'on appelle des polymères super-

absorbants, qui s'imbibent de fluide, pour former ainsi une

matière d'hydrogel gonflée. L'hydrogel résultant sert à re-

tenir le fluide, comme les liquides corporels évacués, au sein de la structure. Une structure absorbante de ce type, dans laquelle des matières formant un hydrogel, sous forme particulaire (y compris des fibres), sont incorporées dans des voiles fibreux, est décrite par Weisman et Goldman, dans

le brevet US 4 610 678, délivré le 9 septembre 1986.

La taille et la configuration des polymères formant un hydrogel sous forme particulaire (c'est-à-dire des agents gélifiants) incorporés dans les structures absorbantes peuvent

varier largement. Le brevet US 4 610 678 sus-mentionné in-

dique, par exemple, que les particules d'agent gélifiant in-

corporées dans ces structures absorbantes peuvent avoir des

granulométries allant d'environ 30 wm à environ 4 mm. Toute-

fois, dans la pratique commerciale réelle, les particules d'agent gélifiant employées dans les &mes absorbantes des couches à jeter après usage sont fréquemment irrégulières

mais n'ont pas une configuration très allongée, ont une gra-

nulométrie d'environ 45 à 850 wm et ont une granulométrie

médiane en masse d'environ 200 à 370 am. On choisit généra-

lement des particules ayant cette forme et cette dimension

pour des considérations d'hygiène industrielle et de faci-

lité de traitement.

Certaines matières d'agents gélifiants disponibles dans le commerce sont en outre produites sous forme de particules qui sont des agglomérats de particules plus petites, car les agglomérats plus gros sont plus faciles à manipuler dans les

opérations de synthèse et de conditionnement des agents gé-

lifiants. On pense, toutefois, que les agglomérats de ce type se décomposent dans une certaine mesure pendant leur incorporation dans les articles absorbants à jeter après usage fabriqués dans les opérations commerciales et pendant l'usage subséquent de ces articles. Les produits de ce type, comme les couches, peuvent ainsi contenir en fait l'agent gélifiant sous forme de particules un peu plus petites que les agglomérats d'agent gélifiant fournis à l'origine sous

forme de la matière première pour les opérations de fabrica-

tion des couches.

Quelles que soient la taille et la forme des particules d'agent gélifiant employées dans les structures absorbantes connues, l'agent gélifiant est généralement plus coûteux que

le constituant fibre discontinue qui forme la partie princi-

pale de la structure. En conséquence, les matières, les configurations et le traitement utilisés pour fabriquer ces structures absorbantes sont souvent manipulés et ajustés de manière à rendre maximales la capacité absorbante de la structure absorbante et la capacité absorbante effective de la matière d'agent gélifiant employée dans la structure. De cette manière, on peut utiliser la quantité minimale d'agent gélifiant compatible avec la réalisation des objectifs de performance absorbante recherchés. Ceci a tendance, à son

tour, à minimiser le coût de production de la structure ab-

sorbante.

Etant donné qu'il y a un besoin constant d'amélioration

des caractéristiques d'absorption des structures absorban-

tes, un but de la présente invention est de fournir un type de configuration de structure absorbante dans laquelle la capacité absorbante de la structure et la capacité effective des agents gélifiants contenus dans cette structure peuvent

être améliorées.

Un autre but de cette invention est de fournir des

structures absorbantes de ce type, ayant une capacité absor-

bante améliorée et une efficacité de l'agent gélifiant amé-

liorée, par simple ajustement et réglage de la distribution granulométrique des matières d'agent gélifiant employées

dans la structure absorbante.

Un autre but de la présente invention est de fournir

des compositions d'agent gélifiant ayant des caractéris-

tiques de granulométrie déterminée et convenant particuliè-

rement bien pour être incorporées dans ces structures absor-

bantes. Un autre but de la présente invention est de fournir des articles absorbants à jeter après usage, comme des couches, des culottes d'apprentissage de la propreté, des

tampons d'incontinence, des serviettes hygiéniques, et ana-

logues, qui utilisent ces structures absorbantes de caracté-

ristiques d'absorption améliorées pour former leurs âmes ab-

sorbantes.

Dans un de ses modes de'réalisation, la présente inven-

tion concerne un type spécifique de structure absorbante

utilisable dans les articles absorbants à jeter après usage.

Ces structures comprennent un voile formé à partir d'une combinaison d'environ 40% à 95%, du poids de la structure, de fibres hydrophiles et d'environ 5% à 60%, du poids de la structure, de particules non fibreuses, non fragiles, d'agent gélifiant polymère formant un hydrogel. Cet agent gélifiant polymère a un volume de gel à l'équilibre d'au moins environ 20 g d'urine synthétique par gramme d'agent gélifiant. En outre, ces particules d'agent gélifiant ont une distribution granulométrique telle que les particules possèdent une granulométrie médiane en masse d'environ 400 à 1680 wm. De préférence, pas plus d'environ 16% en poids de ces particules ne doivent avoir une granulométrie inférieure

à 200 Wn et pas plus d'environ 16% en poids de ces parti-

cules ne doivent avoir une granulométrie supérieure à 1410 !im. Les particules d'agent gélifiant sont eiles-mêmes très bien dispersées parmi les fibres hydrophiles formant le

voile. La structure en voile résultante a une masse volu-

mique qui s'échelonne d'environ o,o- g/cm3 à 0,3 g/cm3.

Dans un autre de ses modes de réalisation, la présente

invention concerne des compositions d'agents gélifiants ab-

sorbantes convenant particulièrement bien pour être utili-

sées dans des structures en voile absorbant fibreux. Ces

compositions comprennent une pluralité de particules non fi-

breuses, non fragiles, de matière d'agent gélifiant, cette pluralité de particules ayant les mêmes caractéristiques de

granulométrie que les particules incorporées dans les struc-

tures absorbantes décrites ci-dessus. La matière d'agent gé-

lifiant utilisée pour former ces particules comprend d'envi-

ron 50 à 99,999% en moles de monomères contenant un groupe acide pplymérisables insaturés, polymérisés, et d'environ 0,001 à 5% en moles d'un agent réticulant. Cette matière d'agent gélifiant est partiellement neutralisée, possède un degré de neutralisation d'au moins environ 50% et a un volume de gel d'au moins environ 20 g d'urine synthétique

par gramme de matière d'agent gélifiant.

Dans un autre encore de ses modes de réalisation, la présente invention concerne des articles absorbants ayant des caractéristiques d'absorption améliorées. Ces articles comprennent une feuille de fond imperméable aux liquides,

une feuille supérieure perméable aux liquides et une âme ab-

sorbante placée entre la feuille de fond et la feuille supé-

rieure. L'âme absorbante comprend une structure en voile ab-

sorbant du même type que celui décrit ci-dessus.

Le dessin annexé représente une vue en coupe partielle

d'une couche à jeter après usage qui constitue une configu-

ration préférée des articles absorbants de la présente in-

vention.

Les structures absorbantes de la présente invention sont des voiles ou des feuilles d'ouate qui contiennent à la

fois des constituants fibreux et non fibreux, et les compo-

sitions d'agents gélifiants de la présente invention ne

contiennent que des constituants non fibreux. Pour les be-

soins de cette invention, les termes "fibres" et "fibreux" concernent un type spécifique de matière "particulaire", dans lequel le rapport de la longueur au diamètre de cette

matière particulaire est supérieure à environ 10. Inverse-

ment, les particules "non fibreuses" sont celles dans les-

quelles le rapport de la longueur au diamètre est d'environ

ou inférieur.

Dans le premier de ses divers modes de réalisation, la présente invention concerne des structures absorbantes qui comprennent des voiles fibreux contenant des particules non fibreuses de matière d'agent gélifiant absorbante. Le constituant principal de ces structures en voile absorbant comprend une matière fibreuse hydrophile. Pour les besoins de la présente invention, une fibre est "hydrophile" si de l'eau ou un fluide corporel aqueux s'étale facilement sur la surface de la fibre (sans se soucier si la fibre s'imbibe

réellement de fluide ou forme un gel). Les fibres hydro-

philes que l'on emploie ont généralement un diamètre moyen

qui s'échelonne d'environ 1 à 200 um. Mieux encore, le dia-

mètre moyen de ces fibres hydrophiles s'échelonne d'environ

à 100 lm. La quasi totalité des fibres hydrophiles incor-

porées dans les structures de la présente invention ont de

préférence une longueur de fibre d'au moins i mm.

Le type de matière fibreuse hydrophile n'est pas cri-

tique pour l'utilisation dans les structures de la présente invention. Tout type de fibre hydrophile qui est utilisable

dans les produits absorbants classiques est également utili-

sable dans les structures absorbantes de la présente inven-

tion. Des exemples de matière de fibre hydrophile englobent

la cellulose, la cellulose modifiée, la rayonne, les polyes-

ters comme le poly(téréphtalate d'éthylène) (DACRON), le ny-

lon hydrophile (HYDROFIL), et analogues.

Les fibres hydrophiles convenables englobent aussi les fibres hydrophobes qui ont été hydrophilisées à l'aide d'un agent d'hydrophilisation. Ces fibres englobent des fibres thermoplastiques traitées par un tensioactif ou traitées par de la silice dérivées, par exemple, de polyoléfines comme le

polyéthylène ou le polypropylène, de polyacryliques, de po-

lyamides, de polystyrènes, de polyuréthannes, et analogues.

En fait, les fibres hydrophobes hydrophilisées qui ne sont, par ellesmêmes, pas très absorbantes et qui ne fournissent donc pas des voiles ayant une capacité absorbante suffisante pour être utiles dans les structures absorbantes classiques, conviennent pour être utilisées dans les structures de cette invention du fait de leurs bonnes propriétés d'effet de

mèche. La raison en est que, dans les structures de la pré-

sente invention, le pouvoir d'effet de mèche des fibres est

beaucoup plus important que la capacité absorbante de la ma-

tière fibreuse elle-même.

Pour des raisons de disponibilité et de coût, on pré-

fère généralement utiliser dans la présente invention, comme constituant fibre hydrophile de la structure en voile, des fibres cellulosiques. On préfère en particulier les fibres

de pulpe de bois.

D'autres matières de fibres cellulosiques pouvant être

particulièrement utiles dans certaines structures absor-

bantes de la présente invention sont les fibres cellulo-

siques raidies, tordues, bouclées, que l'on peut produire par réticulation interne de fibres de cellulose à l'aide d'un agent réticulant. Les fibres de ce type général sont décrites, par exemple, par Bernardin, dans le brevet US 3 224 926, délivré le 21 décembre 1965; Steiger, brevet US 3 241 553, délivré le 22 mars 1966; Chung, brevet US 3 440 135, délivré le 22 avril 1969; Steiger, brevet US 3 658 613, délivré le 26 avril 1972; Chatterjee, brevet US 3 932 209, délivré le 13 janvier 1976 et Sangenis et coll., brevet US 4 035 147, délivré le 12 juillet 1977, tous ces

brevets étant cités ici à titre de référence.

Un type particulièrement préféré de fibres de cellulose raidies, tordues, bouclées, utiles comme constituant fibre hydrophile des structures en voile absorbant de la présente invention, comprend des fibres de cellulose qui ont été

réticulées de manière interne, par exemple avec un dialdé-

hyde en C2-C8, ces fibres étant dans un état relativement hydraté. Ces fibres peuvent être définies en terme de leurs numéros de torsion de la fibre sèche et de la fibre humide (au moins 4,5 noeuds de torsion par millimètre à sec et au moins 0,5 noeuds de torsion par millimètre de moins que ce chiffre à l'état humide, et de préférence également au moins environ 3,0 noeuds de torsion par millimètre à l'état humide) et par

leurs caractéristiques de rétention de fluide (indice de ré-

tention moyen de l'alcool isopropylique inférieur à 30%; in-

dice de rétention moyen de l'eau de 28% à 50%). Des fibres cellulosiques raidies, tordues, bouclées, de ce type sont

décrites plus en détail dans la publication du brevet euro-

péen n 251 676, publiée le 7 janvier 1988, et dans la pu-

blication du brevet européen n0 252 650, publiée le 13 jan-

vier 1988. Ces deux demandes de brevet publiées ont été dé-

posées au nom de The Procter & Gamble Company et sont toutes deux citées ici à titre de référence. Le constituant fibre hydrophile des structures de la présente invention constitue généralement d'environ 40% à % du poids de la structure, mieux encore d'environ 60% à

% du poids de cette structure. Mieux encore, le consti-

tuant fibre hydrophile constitue d'environ 70% à 90% du poids de la structure. Ces concentrations de matière de fibre hydrophile incluent le poids de l'agent hydrophilisant

éventuellement employé sur celle-ci.

Le deuxième constituant essentiel des structures absor-

bantes de la présente invention comprend des particules dis-

crètes, non fibreuses, non fragiles d'un type particulier d'agent gélifiant polymère. Ces agents gélifiants polymères

sont des matières qui, par contact avec des fluides (c'est-

à-dire des liquides) tels que l'eau ou les fluides corpo-

rels, s'imbibent de ces fluides et forment ainsi des hydro-

gels. De cette manière, un fluide évacué dans les structures

absorbantes de la présente invention peut être capté et re-

tenu par les particules d'agent gélifiant polymère, ce qui donne les structures de la présente invention qui possèdent une capacité absorbante améliorée et/ou une performance de

rétention des fluides améliorée.

Les particules d'agent gélifiant polymère qui sont em-

ployées comprennent généralement une matière polymère essen-

tiellement insoluble dans l'eau, légèrement réticulée, par-

tiellement neutralisée, formant un hydrogel. Ces matières polymères peuvent être préparées à partir de monomères

contenant-un acide, polymérisables insaturés. Ainsi, ces mo-

nomères englobent les acides et les anhydrides à insatura-

tion oléfinique qui contiennent au moins une double liaison

oléfinique carbone-carbone. Plus spécifiquement, ces mono-

mères peuvent être choisis parmi les acides et les anhy-

drides d'acides carboxyliques à insaturation oléfinique, les

acides sulfoniques à insaturation oléfinique, et leurs mé-

langes. Par polymérisation, les motifs monomères de ce type constituent d'environ 50% en moles à 99,999% en moles, de préférence d'environ 75% ei moles à 99,99% en moles, de la

matière d'agent gélifiant.

Les monomères acides insaturés convenables pour être utilisés dans la préparation des agents gélifiants polymères

utilisés dans cette invention englobent ceux qui sont énumé-

rés par Brandt/Goldman/Inglin; brevet US 4 654 039, délivré le 31 mars 1987, et dans sa demande modifiée reissue accordée, de

n0 de série 060 718, déposée le 10 juin 1987, ces deux docu-

ments étant cités ici à titre de référence. Les monomères préférés englobent l'acide acrylique, l'acide méthacrylique et l'acide 2acrylamido-2-méthylpropane-sulfonique. L'acide

acrylique lui-même est particulièrement préféré pour la pré-

paration de la matière d'agent gélifiant polymère.

Dans l'agent gélifiant polymère formant un hydrogel, le constituant polymère formé à Partir de monomères insaturés contenant un acide peut être greffé sur d'autres types de

groupements polymères, comme de l'amidon ou de la cellulose.

On préfère en particulier utiliser dans la présente invention aussi des matières d'amidon greffé par l'acide acrylique, de

ce type.

Les agents gélifiants polymères préférés, que l'on peut préparer à partir de types classiques de monomères englobent l'amidon greffé par un acrylonitrile hydrolysé, l'amidon

greffé par l'acide acrylique, les polyacrylates, les copoly-

mères d'anhydride maléique et leurs combinaisons. On préfère en particulier les polyacrylates et l'amidon greffé par

l'acide acrylique.

Quelle que soit la nature des constituants polymères de base des agents gélifiants polymères formant un hydrogel

utilisés dans les structures absorbantes de la présente in-

vention, ces matières sont en général légèrement réticulées.

La réticulation sert à rendre essentiellement insolubles

dans l'eau les agents gélifiants polymères formant un hydro-

gel utilisés dans cette invention, et la réticulation déter-

mine ainsi en partie le volume de gel et les caractéris- tiques de polymère extractible que possèdent les hydrogels

formés à partir des agents gélifiants polymères employés.

Les agents réticulants convenables sont bien connus dans la technique et englobent, par exemple, ceux décrits plus en

détail par Masuda et coll. dans le brevet US 4 076 663, dé-

livré le 28 février 1978, cité ici à titre de référence. Les agents réticulants préférés sont les di- ou polyesters

d'acides mono- ou polycarboxyliques insaturés avec des poly-

ols, les bisacrylamides et les di- ou triallylamines. Les

agents réticulants particulièrement préférés sont le N,N'-

méthylène-bisacrylamide, le triacrylate de triméthylolpro-

pane et la triallylamine. L'agent réticulant peut générale-

ment constituer d'environ 0,001% en moles à 5% en moles de

la matière polymère formant l'hydrogel résultante. De pré-

férence, l'agent réticulant constitue d'environ 0,01% en mole à 3% en moles de l'agent gélifiant polymère formant un

hydrogel utilisé dans la présente invention.

Les agents gélifiants polymères légèrement réticulés,

formant un hydrogel, que l'on peut utiliser dans les struc-

tures de la présente invention, sont généralement employés sous forme partiellement neutralisée. Pour les besoins de

cette invention, on considère que ces matières sont partiel-

lement neutralisées lorsqu'au moins 25% en moles, et de pré-

férence au moins 50% en moles, des monomères utilisés pour former le polymère sont des monomères contenant un groupe acide ayant été neutralisé à l'aide d'un cation formant un sel. Les cations formant un sel convenables englobent les métaux alcalins, l'ammonium, un ammonium substitué et les

amines. On appelle ici "degré de neutralisation" ce pourcen-

tage des monomères totaux utilisés qui sont des monomères

neutralisés contenant un groupe acide. Le degré de neutrali-

sation ne dépasse pas, de préférence, 98%.

Les matières d'agents gélifiants polymères utilisées dans les structures absorbantes de la présente invention doivent avoir une capacité relativement élevée à s'imbiber des fluides rencontrés dans les structures absorbantes. La capacité absorbante de ces matières peut être quantifiée par

la connaissance du "volume de gel" des agents gélifiants po-

lymères devant être choisis pour être utilisés dans la pré-

sente invention.

Pour les besoins de cette invention, on peut définir le volume de gel comme étant la quantité d'urine synthétique

absorbée par un agent gélifiant polymère donné, et on l'ex-

prime en grammes d'urine par gramme d'agent gélifiant po-

lymère. On peut déterminer le volume de gel dans l'urine

synthétique en formant une suspension d'environ 0,1-0,2 par-

ties d'agent gélifiant polymère séché à tester avec environ

parties d'urine synthétique. Cette suspension est mainte-

nue à température ambiante, sous agitation modérée, pendant

un temps suffisant, par exemple environ 1 heure, pour at-

teindre l'équilibre de gonflement. En utilisant un mode opé-

ratoire décrit plus en détail ci-dessous dans le paragraphe Méthodes d'essai, on calcule ensuite le volume de gel de l'agent gélifiant polymère, en grammes d'urine synthétique

par gramme d'agent gélifiant polymère, à partir de la frac-

tion pondérale de l'agent gélifiant polymère en suspension et du rapport du volume de liquide exclu de l'hydrogel formé

au volume total de la suspension.

Les structures de la présente invention, et en particu-

lier les structures qui doivent être utilisées dans des

couches, des produits d'incontinence pour adultes ou des cu-

lottes d'apprentissage de la propreté, emploient générale-

ment des agents gélifiants polymères ayant un volume de gel d'au moins environ 20 g d'urine synthétique par gramme d'agent gélifiant polymère. Lorsque les structures de la

présente invention sont fabriquées à partir de fibres cellu-

losiques comme des fibres de pulpe de bois, il peut être souhaitable d'utiliser un agent gélifiant polymère ayant un volume de gel légèrement supérieur, c'est-à-dire un volume de gel compris entre environ 25 et 60 g d'urine synthétique

par gramme d'agent gélifiant.

Les structures fabriquées à partir de certains types de matière de fibre cellulosique comme, par exemple, les fibres cellulosiques raidies, tordues, bouclées, décrites ci-dessus peuvent être en fait plus efficaces pour absorber un fluide si l'on emploie des agents gélifiants ayant des volumes de gel plutôt plus faibles. Un agent gélifiant ayant un volume

de gel généralement plus faible a tendance à former des hy-

drogels ayant une tenue du gel généralement supérieure (que l'on quantifie par le module de cisaillement de l'hydrogel

de la manière décrite dans le brevet US 4 654 039 sus-men-

tionné et dans la demande modifiée US de n de série 718). Ainsi, dans les structures dans lesquelles les fibres hydrophiles sont des fibres de cellulose raidies, tordues, bouclées, il peut être préférable d'employer un agent gélifiant polymère ayant un volume de gel d'environ 20

à 35 g d'urine synthétique par gramme d'agent gélifiant.

Une autre caractéristique des agents gélifiants poly-

mères particulièrement utiles dans les structures absor-

bantes de la présente invention concerne la proportion de matière polymère extractible présente dans cette matière formant un hydrogel. On peut déterminer les proportions en polymères extractibles en mettant en contact un échantillon de matière d'agent gélifiant polymère formant un hydrogel

avec une solution d'urine synthétique, pendant une durée im-

portante (par exemple d'environ 16 heures), durée nécessaire pour atteindre l'équilibre d'extraction,. puis en filtrant l'hydrogel formé pour le séparer du liquide surnageant, et enfin en déterminant la teneur en polymère du filtrat. Le

mode opératoire particulier utilisé pour déterminer la te-

neur en polymères extractibles des agents gélifiants poly-

mères utilisés dans la présente invention est également in-

diqué dans le brevet US 4 654 039 et dans la demande modi-

* fiée de n de série 060 718 sus-mentionnés. Les matières d'agents gélifiants polymères particulièrement utiles dans

les structures de la présente invention sont celles qui pos-

sèdent une teneur en matières extractibles à l'équilibre dans l'urine synthétique ne dépassant pas environ 17%, de préférence ne dépassant pas environ 10%, du poids de l'agent

gélifiant polymère.

Une caractéristique essentielle de la présente inven-

tion réside dans l'utilisation des agents gélifiants poly-

mères décrits ci-dessus dans les structures de la présente

invention, sous forme de particules non fibreuses, non fra-

giles, ayant certaines caractéristiques de granulométrie. En

particulier, on a découvert que l'on peut obtenir une amé-

lioration inattendue de la capacité de la structure absor-

bante et de la capacité de l'agent gélifiant effective au sein d'une structure absorbante en incorporant, dans ces structures absorbantes, un agent gélifiant polymère sous forme de particules généralement plus grosses que celles que

l'on a employées jusqu'à présent de manière classique. Géné-

ralement, pour pouvoir obtenir des particules d'agent géli-

fiant de cette dimension relativement grosse, il est néces-

saire d'utiliser une ou plusieurs techniques de fabrication ou de traitement qui éliminent ou qui réduisent la quantité de particules d'agent gélifiant plus petites, plus fines, introduite, avec la fibre hydrophile, dans les structures absorbantes de la présente invention. Une limite supérieure

de la granulométrie de l'agent gélifiant est également pré-

vue, car les particules d'agent gélifiant qui sont trop

grosses peuvent être moins souhaitables du point de vue es-

thétique pour un consommateur.

Spécifiquement, la présente invention nécessite l'uti-

lisation, dans les structures absorbantes de la présente invention, de particules d'agent gélifiant polymère ayant

une granulométrie médiane en masse choisie et, de préfé-

rence, un certain écart de granulométrie par rapport à la

granulométrie médiane en masse. Pour les besoins de la pré-

sente invention, la granulométrie est définie comme étant la dimension d'une particule d'agent gélifiant, déterminée par analyse granulométrique. Ainsi, par exemple, on considère, en principe, qu'une particule retenue sur un tamis ayant une ouverture de maille de 710 im a une granulométriesupérieure à 710 im, qu'une particule qui traverse un tamis ayant une ouverture de maille de 710 im et est retenue sur un tamis ayant une ouverture de maille de 500 um a une granulométrie

comprise entre 500 et 710 im, et qu'une particule qui tra-

verse un tamis d'ouverture de maille de 500 im a une granu-

lométrie inférieure à 500 Wm.

En outre, pour les besoins de cette invention, on défi-

nit la granulométrie médiane en masse d'un échantillon donné ou d'une pluralité de particules d'agent gélifiant comme

étant la granulométrie qui divise l'échantillon ou la plura-

lité par moitié sur une base massique, c'est-à-dire que la moitié de l'échantillon ou de la pluralité, en poids, aura une granulométrie supérieure à la granulométrie médiane en masse et que la moitié de l'échantillon ou de la pluralité,

en poids, aura une granulométrie inférieure à la granulomé-

trie médiane en masse. Ainsi, par exemple, la granulométrie

médiane en masse d'un échantillon de particules d'agent gé-

lifiant est de 500 jm si une moitié de l'échantillon, en poids, est retenue sur un tamis ayant une ouverture de

maille de 500 vm. On utilise typiquement une méthode stan-

dard de tracé de la granulométrie (dans laquelle le pourcen-

tage pondéral cumulatif de l'échantillon de particules rete-

nu ou ayant traversé un tamis d'ouverture de maille donnée est porté en fonction de la taille des ouvertures du tamis sur une feuille en coordonnées galtoniennes) pour déterminer la granulométrie médiane en masse lorsque la valeur massique de 50% ne correspond pas à l'ouverture de maille d'un tamis d'essai standard U.S.A.. On utilise également typiquement un

tracé de ce type pour déterminer la distribution granulomé-

trique autour de la valeur médiane en masse.

Les particules d'agent gélifiant polymère employées dans les structures absorbantes de cette invention doivent

avoir une granulométrie médiane en masse s'échelonnant d'en-

viron 400 à 1680 lm. De préférence, ces particules ont une granulométrie médiane en masse dans l'intervalle d'environ

400 à 1190 Nm, pas plus d'environ 16% en poids de ces parti-

cules d'agent gélifiant n'ayant une granulométrie inférieure

à 200 um, et pas plus d'environ 16% en poids de ces parti-

cules n'ayant une granulométrie supérieure à 1410 Wn. Mieux encore, les particules d'agent gélifiant de cette invention ont une granulométrie médiane en masse dans l'intervalle d'environ 400 à 700 im, pas plus d'environ 16% en poids de ces particules d'agent gélifiant n'ayant une granulométrie inférieure à 200 im et pas plus d'environ 16% en poids de ces particules n'ayant une granulométrie supérieure à 1200 20.m. On préfère encore davantage que la granulométrie médiane en masse des particules d'agent gélifiant utilisées dans les structures de la présente invention s'échelonne d'environ

410 à 650 im, pas plus d'environ 16% en poids de ces parti-

cules n'ayant une granulométrie inférieure à 210 gm, et pas plus d'environ 16% en poids de ces particules n'ayant une

granulométrie supérieure à 1000 im. On préfère tout particu-

lièrement que la granulométrie médiane en masse des parti-

cules d'agent gélifiant s'échelonne d'environ 420 à 600 im, pas plus d'environ 16% en poids des particules n'ayant une granulométrie inférieure à 220 Wn et pas plus d'environ 16% en poids des particules n'ayant une granulométrie supérieure

à 900 Wnm.

Dans les limites ci-dessus de la granulométrie médiane

en masse et de la distribution granulométrique des parti-

cules, il est possible d'identifier plus en détail les ca-

ractéristiques préférées de granulométrie pour les parti-

cules d'agent gélifiant utiles dans la présente invention, par analyses granulométriques standards. Dans une analyse granulométrique typique, on tamise un échantillon ou une pluralité de particules d'agent gélifiant à travers un

nombre fixé de tamis ayant des ouvertures de maille décrois-

santes, et on détermine le pourcentage pondéral de l'échan-

tillon retenu et/ou traversant chaque tamis. Des méthodes standard de réalisation de ces analyses granulométriques ont été définies, par exemple par la American Society for Testing Materials (ASTM). Une de ces méthodes emploie un

secoueur de tamis d'essai Ro-Tap (fabriqué par W.S. TYLER.

Inc.) et une série de tamis identifiés par les désignations de la série de tamis U.S. ou de la série de tamis standard Tyler. La détermination de la distribution granulométrique, à l'aide d'une telle technique, est décrite plus en détail dans Perry's Chemical Engineers' Handbook, sixième édition, (McGraw-Hill Book Company, 1984) aux pages 21-13 à 21-19,

cette publication étant citée ici à titre de référence.

Les caractéristiques de distribution granulométrique, déterminées par une analyse selon les normes ASTM typiques à tamis, pour les échantillons d'agent gélifiant préférés et plus particulièrement préférés de la présente invention, sont indiquées ci-dessous: Ouverture de Autre désiDésignation Distribution Distribution maille gnation dela IYler équipréférée (% particulièrement (um) série de valente en poids) préférée (% en X__ _ tafis U.S. poids) 1410 su No. 14 sur12 mesh < 0,1 0-0,05 1190 sur No. 16 sxr14 mesh < 1r0 0-0,5 841 sur No. 20 sur 20 mesh 10-35 15-25 297 sur No. 50 sur 48 mesh > 50 60-70 149 sur No. 100 sur 100 mesh < 15 10-14 149 passe No. 100 psse 100 mesh.<5 1-3

On peut ajuster les particules d'agent gélifiant poly-

mère pour qu'elles aient la distribution granulométrique re-

quise, ou qu'elles s'en rapprochent, en contrôlant les tech-

niques de traitement utilisées pour préparer l'agent gé-

lifiant. Cela implique fréquemment que l'on fasse varier et que l'on surveille les conditions dans lesquelles l'agent

gélifiant est polymérisé, séché, émincé, broyé et/ou agglo-

méré. Une fois que les particules d'agent gélifiant sont formées, quel que soit le procédé utilisé, un traitement supplémentaire, comme un tamisage, peut être nécessaire pour éliminer les particules qui, si on les laissait, feraient que le constituant particule d'agent gélifiant sortirait du cadre des limites de distribution granulométrique décrites ci-dessus. Une technique préférée pour préparer des particules plus grosses que celles préparées habituellement par les

techniques de polymérisation-séchage-éminçage de l'agent gé-

lifiant fait intervenir l'agglomération de particules plus petites pour produire des agglomérats plus gros. On peut ainsi utiliser des techniques d'agglomération pour augmenter

la granulométrie médiane en masse des particules d'agent gé-

lifiant et pour obtenir ainsi des particules sous forme ag-

glomérée convenant pour être utilisées dans les structures de la présente invention. Les techniques d'agglomération sont bien connues dans la technique et peuvent faire ou non intervenir l'emploi d'addition d'humidité à des particules d'agent gélifiant plus petites ou l'emploi d'un liant ou

d'un autre type de milieu agglomérant.

Les particules d'agent gélifiant utilisées dans les structures absorbantes de la présente invention, qu'elles

soient ou non sous forme agglomérée, doivent être non fra-

giles. Pour les besoins de la présente invention, ces parti-

cules sont non fragiles si elles sont suffisamment stables pour supporter les forces rencontrées dans la fabrication et/ou l'utilisation classiques des structures absorbantes,

sans se casser et sans se séparer excessivement en parti-

cules de constituants plus petites. Cela signifie que les particules d'agent gélifiant de l'invention doivent être suffisamment stables pour ne pas se casser en particules plus petites en proportion telle que l'agrégation résultante

des particules (avant le gonflement) sort du cadre des limi-

tations de granulométrie définies ci-dessus.

Les particules d'agent gélifiant polymère ayant la dis-

tribution granulométrique requise sont incorporées dans les structures en voile absorbant de la présente invention, en

concentration d'environ 5% à 60% du poids de la structure.

L'utilisation de proportions d'agent gélifiant inférieures à environ 5% rend ces structures moins susceptibles de retenir les fluides corporels aqueux imbibant la structure. Pour des concentrations en agent gélifiant supérieures, par exemple celles qui sont supérieures à environ 60% en poids, et même supérieures à environ 40% en poids, on pense que les effets désirables de l'utilisation de particules d'agent gélifiant

généralement plus grosses pour améliorer la capacité absor-

bante et la capacité effective de l'agent gélifiant dimi-

nuent. Ainsi, de préférence, les particules d'agent géli-

fiant constituent d'environ 10% à 40% du poids des struc-

tures absorbantes de la présente invention.

Les structures absorbantes de la présente invention peuvent contenir une variété de matières facultatives, en

plus des constituants essentiels que sont la fibre hydro-

phile et l'agent gélifiant polymère. Ces matières faculta-

tives peuvent englober, par exemple, des auxiliaires de dis-

tribution du fluide, des antimicrobiens, des régulateurs de pH, des parfums, etc. S'ils sont présents, les constituants facultatifs ne constituent généralement pas plus d'environ

% du poids des structures de la présente invention.

On peut préparer les structures absorbantes de la pré-

sente invention, avec leurs constituants essentiels que sont

la fibre hydrophile et l'agent gélifiant polymère particu-

laire, par tout procédé ou toute technique fournissant un

voile comprenant une combinaison des fibres et des parti-

cules d'agent gélifiant non fibreuses. Dans une telle combi-

naison fibre/particule, les particules d'agent gélifiant doivent être très bien dispersées parmi les fibres hydro-

philes formant le voile. Pour les besoins de cette inven-

tion, on dit que les particules d'agent gélifiant sont "très bien dispersées" parmi les fibres hydrophiles si l'on ne

rencontre pas de cas significatif o les particules indivi-

duelles d'agent gélifiant ne sont en contact que les unes

avec les autres et pas avec une ou plusieurs fibres hydro-

philes. De préférence, cela signifie qu'il ne doit pas exis-

ter de zones ou de régions (par exemple des zones ou des ré-

gions de 1 cm3, ou plus), au sein de la structure absor-

bante, dans lesquelles la concentration en agent gélifiant

dépasse la limite de 60% indiquée ci-dessus.

Dans les structures en voile de la présente invention, les particules d'agent gélifiant polymère doivent être très

bien dispersées mais peuvent être ou non uniformément dis-

tribuées. En particulier, il peut exister des régions ou des zones des structures en voile qui ont des concentrations en

particules d'agent gélifiant plus élevées que d'autres ré-

gions ou zones de la structure. Dans un mode de réalisation de ce type, il peut y avoir un gradient de concentrations des particules d'agent gélifiant le long de la dimension de l'épaisseur de la structure, la concentration la plus faible en agent gélifiant se trouvant à la surface ou au voisinage de la surface de la structure qui reçoit le fluide et la concentration la plus élevée en agent gélifiant se trouvant

à l'extrémité opposée, ou au voisinage de l'extrémité oppo-

sée, de la dimension de l'épaisseur.

La masse volumique des structures absorbantes de la présente invention peut présenter une certaine importance

pour la détermination des propriétés absorbantes des struc-

tures et des articles absorbants dans lesquels ces strucW tures sont employées. La densité des structures absorbantes de la présente invention se situent généralement dans l'intervalle d'environ 0,06 à environ 0,3 g/cm3, et mieux encore dans l'intervalle d'environ 0,09 à environ 0,22 g/cm3. Typiquement, le grammage des structures absorbantes de la présente invention peut s'échelonner d'environ 0,02 à

0,12 g/cm2.

Les valeurs des masses volumiques de ces structures

sont calculées à partir du grammage et de l'épaisseur. L'é-

paisseur est mesurée sous une pression de confinement de 0,94 kPa (0,137 psi). Les valeurs de la masse volumique et

du grammage incluent le poids des particules formant l'hy-

drogel. La masse volumique des structures de la présente in-

vention n'a pas besoin d'être uniforme d'un bout à l'autre des structures. Dans les limites de masse volumique définies

ci-dessus, les structures de cette invention peuvent conte-

nir des régions ou des zones de masse volumique relativement

plus élevée ou relativement plus faible.

Les structures absorbantes de cette invention peuvent

être formées par étalement par jet d'air d'un mélange essen-

tiellement sec de fibres hydrophiles et de particules d'agent gélifiant polymère et, éventuellement, densification du voile résultant. Un tel procédé est décrit plus en détail par Weisman et Goldman, dans le brevet US 4 610 678, délivré

le 9 septembre 1986, incorporé ici à titre de référence.

Comme l'indique le brevet US 4 610 678, les voiles éta-

lés par jet d'air formés par ce procédé comprennent de pré-

férence des fibres essentiellement non liées et ont de pré-

férence une teneur en humidité inférieure ou égale à 10%.

Pour préparer les voiles de cette invention par un procédé

d'étalement par jet d'air ou par d'autres procédés clas-

siques, il faut prendre soin à manipuler et à transporter

les particules d'agent gélifiant polymère de manière à évi-

ter la rupture de ces particules en particules plus petites.

Ceci est particulièrement vrai lorsque les particules d'agent gélifiant se présentent sous une forme agglomérée, dans laquelle les agglomérats peuvent être plus friables que des particules non agglomérées. Si l'on traite durement les particules d'agent gélifiant, par exemple les agglomérats, pendant la préparation de la structure en voile, ou par la

suite, les particules réellement incorporées dans la struc-

ture (même si ces particules sont "non fragiles") peuvent ne

pas avoir les caractéristiques de distribution granulomé-

trique requises définies ci-dessus.

Dans un autre de ses modes de réalisation, la présente

invention concerne des compositions d'agents gélifiants pro-

prement dites, particulièrement utilisables pour être incor-

porées comme absorbants dans des structures en voile absor-

bant fibreux. Ces compositions comprennent une pluralité de particules non fibreuses, non fragiles, de matière d'agent

gélifiant polymère. La matière d'agent gélifiant est elle-

même du même type que ce qui a été décrit ci-dessus en dé-

tail. La pluralité de particules d'agent gélifiant a, de même, les mêmes caractéristiques de granulométrie que celles définies ci-dessus pour les particules d'agent gélifiant qui

sont incorporées dans les modes de réalisation des struc-

tures absorbantes de cette invention.

Dans un autre encore de ses modes de réalisation, la

présente invention concerne les articles absorbants qui uti-

lisent, comme constituant essentiel, une structure absor-

bante du type décrit en détail ci-dessus. L'expression "ar-

ticle absorbant" utilisée ici signifie un produit de consom-

mation capable d'absorber des quantités significatives d'eau et d'autres fluides (c'est-à-dire des liquides), comme des

fluides corporels. Des exemples d'articles absorbants englo-

bent les couches à jeter après usage, les serviettes hygié-

niques, les tampons d'incontinence, les serviettes en pa-

pier, les mouchoirs à démaquiller, les tampons de toilette, et analogues. Les structures absorbantes de cette invention conviennent particulièrement pour être utilisées dans des articles comme les couches, les produits d'incontinence et

les serviettes hygiéniques.

Les articles absorbants de la présente invention com-

prennent généralement une feuille de fond imperméable aux liquides, une feuille supérieure perméable aux liquides, re- lativement hydrophobe, et une âme absorbante comprenant une structure absorbante de la présente invention placée entre la feuille de fond et la feuille supérieure. Les feuilles de

fond imperméables aux liquides peuvent comprendre toute ma-

tière, par exemple du polyéthylène ou du polypropylène, ayant une épaisseur d'environ 3,8 x 10-2 mm (1,5 mils), qui aide à retenir le fluide au sein de l'article absorbant. Les feuilles supérieures perméables aux liquides, relativement

hydrophobes peuvent comprendre toute matière telle que poly-

ester, polyoléfine, rayonne, ou analogue, qui est essentiel-

lement poreuse et permet à un fluide de la traverser direc-

tement pour pénétrer dans la structure absorbante sous-ja-

cente. Les articles absorbants particulièrement préférés de la présente invention sont les couches à jeter après usage. Les

couches à jeter après usage comprenant les structures absor-

bantes de la présente invention peuvent être fabriquées à l'aide de techniques de fabrication de couches classiques, mais en substituant ou en ajoutant, à l'âme en voile de fibres de pulpe de bois ("feutre étalé par jet

d'air"), que l'on utilise typiquement dans les couches clas-

siques, une structure absorbante de la présente invention.

Des articles ayant la forme de couches à jeter après usage sont décrits en détail par Duncan et Baker, brevet US Re 26 151, délivré le 31 janvier 1967; Duncan, brevet US 3 592 194, délivré le 13 juillet 1971; Duncan et Gellert, brevet US 3 489 148, délivré le 13 janvier 1970; et Buell, brevet US 3 860 003, délivré le i4 janvier 1975; ces brevets sont cités ici à titre de référence. Une couche à jeter après usage préférée pour les besoins de cette invention

comprend une âme absorbante contenant une structure absor-

bante de cette invention; une feuille supérieure superposée ou de mêmes dimensions qu'une des faces de l'âme; et une feuille de fond imperméable aux liquides superposée, ou de mêmes dimensions, à la face de l'âme opposée à la face re-

couverte de la feuille supérieure. La feuille de fond pos-

sède de préférence une largeur plus grande que celle de l'âme, ménageant ainsi des parties marginales latérales pour la feuille de fond, qui se prolongent au-delà de l'âme. La couche est de préférence construite en une configuration en sablier. Un mode de réalisation d'un article de couche à jeter après usage selon la présente invention est représenté sur le dessin. La structure de la couche, en forme de sablier, du dessin comprend une feuille de fond 101-imperméable aux liquides. Placée sur le dessus de la feuille de fond 101 se trouve une âme absorbante 102 en forme de sablier comprenant la structure absorbante de la présente invention. Cette âme contient une matière fibreuse hydrophile, comme de la fibre de pulpe de bois. Sont également distribuées dans toute l'âme absorbante 102 des particules discrètes 103 d'agent gélifiant polymère, ces particules ayant la distribution granulométrique requise décrite ci- dessus. Placée sur le dessus de l'âme absorbante 102 en forme de sablier se trouve

une feuille supérieure 104 perméable aux liquides.

Du fait que les structures absorbantes de la présente invention ont une capacité absorbante élevée pour le fluide menstruel, ainsi que pour l'urine, ces structures, même si

elles sont définies en termes de capacité pour l'urine syn-

thétique, sont aussi tout à fait convenables pour être uti-

lisées dans des serviettes hygiéniques. Comme c'est le cas

pour les couches à jeter après usage, les serviettes hygié-

niques utilisant les présentes structures absorbantes peu-

vent être dérivées de serviettes hygiéniques classiques par

simple substitution ou addition, à leur âme absorbante (ty-

piquement un voile de fibres de pulpe de bois), de la struc-

ture absorbante contenant l'agent gélifiant de la présente

invention. Ce remplacement peut se faire sur une base pondé-

rale, ce qui résulte en une réduction de volume et un gain de capacité; ou bien le remplacement peut se faire sur une base inférieure en poids, sacrifiant ainsi une partie du gain de capacité absorbante en faveur d'une réduction de l'encombrement. Les structures absorbantes utilisées dans les serviettes hygiéniques ont de préférence une épaisseur

0,1 mm à environ 2 mm, mieux encore d'environ 0,3 mm à envi-

ron 1 mm.

Un exemple de serviette hygiénique comprend un tampon de la structure absorbante de la présente invention, une

feuille supérieure hydrophobe, et une feuille de fond imper-

méable aux fluides. La feuille supérieure et la feuille de

fond sont placées de part et d'autre de la structure ab-

sorbante. Eventuellement, la structure absorbante est enve-

loppée dans une enveloppe en papier absorbant. Des matières convenables pour les feuilles supérieures, les feuilles de fond et l'enveloppe de papier absorbant sont bien connues

dans la technique. Une description plus détaillée des ser-

viettes hygiéniques et des matières utilisables dans celles-

ci se trouve dans Duncan et Smith, brevet US 3 871 378, dé-

livré le 18 mars 1975, cité ici à titre de référence.

METHODES D'ESSAI

Pour décrire la présente invention dans les exemples

suivants, on indique certaines caractéristiques des parti-

cules d'agent gélifiant polymère et des structures absor-

bantes les contenant. Ces caractéristiques, lorsqu'elles

sont indiquées, peuvent être déterminées à l'aide des mé-

thodes d'essai suivantes: A. Détermination du volume du gel de l'agent gélifiant

Le volume de gel, exprimé en grammes d'urine synthé-

tique absorbée par gramme de polymère formant un hydrogel, est déterminé par le gonflement d'échantillons de polymère dans différents volumes d'urine synthétique. La quantité de

cette urine synthétique réellement absorbée par l'agent gé-

lifiant polymère est déterminée par un mode opératoire qui fait intervenir l'emploi d'une solution d'urine synthétique contenant du dextrane bleu, de manière à ce que l'on

puisse utiliser les mesures d'absorption optique pour calcu-

ler la quantité d'urine synthétique non absorbée par l'hy-

drogel qui se forme.

a) Préparation d'une solution de dextrane bleu On prépare une solution à 0,03% de dextrine bleue (DB) en dissolvant 0,3 partie de dextrane bleu (Sigmna D-5751)

dans 1000 parties de solution d'urine synthétique (SU).

L'urine synthétique se compose de 15,0 parties de Triton X-

à 1%, de 60,0 parties de NaCl, de 1,8 parties de CaC12,2H20 et de 3,6 parties de MgC12,6H2O, diluées à 6000 parties avec de l'eau distillée. La solution résultante a une absorbance d'environ 0,25, à son maximum d'absorption de

617 nm.

b) Equilibrage de l'hydrogel

On fait gonfler des parties aliquotes de l'agent géli-

fiant polymère formant un hydrogel à étudier dans (i) 20

* parties de solution d'urine synthétique (SU) et (ii) 20 par-

ties de solution de dextrine bleue (DB). On prépare la sus-

pension dans la solution de dextrine bleue (DB) en double exemplaire. Pour la plupart des hydrogels, il est nécessaire d'avoir 0,1-0,25 partie de poudre sèche formant l'hydrogel pour obtenir une lecture au spectrophotomètre suffisamment élevée par rapport à la solution de référence de dextrine bleue. Une heure d'équilibrage à la température ambiante sous agitation ménagée à l'aide d'un agitateur à barreau est suffisante pour atteindre l'équilibre de gonflement. Après

l'équilibrage, on sépare par décantation, de chaque suspen-

sion de gel, puis par centrifugation, un volume de surna-

geant de 3 ml.

c) Détermination du volume de gel On détermine l'absorbance (ABS) optique de chaque

surnageant à l'aide d'un spectrophotomètre, avec une préci-

sion de 0,001 unités d'absorbance. On utilise la solution d'urine synthétique comme référence ABS = 0,0. L'absorbance du surnageant prélevé de la suspension d'urine synthétique sans dextrine bleue ne doit pas dépasser 0,01 A; des valeurs supérieures indiquent une dispersion à partir des particules de gel d'hydrogel résiduelles ou des additifs résiduels, et

une centrifugation supplémentaire est nécessaire. L'absor-

bance des surnageants de dextrine bleue doit dépasser l'ab-

sorbance de la solution de référence de dextrine bleue d'au

moins 0,1 unité d'absorbance. Les valeurs d'absorbance in-

férieures à cet intervalle indiquent la nécessité d'ajuster

la quantité d'agent gélifiant polymère utilisée pour pré-

parer la suspension de gel.

d) Calcul du volume de gel Le volume de gel dans l'urine synthétique de l'agent gélifiant polymère, en grammes/gramme, est calculé à partir (i) de la fraction pondérale de l'agent gélifiant polymère dans la suspension du gel et (ii) du rapport du volume exclu au volume total de la suspension. Comme la dextrine bleue est exclue de l'hydrogel, du fait de son poids moléculaire

élevé, ce rapport est lié aux absorbances mesurées. L'équa-

tion suivante est utilisée pour calculer le volume de gel: Volume de gel = (q de solution de DB) (g d'agent gélifiant polymère*) 1 - (ABS de la solution de DB) (ABS du surnageant de DB - ABS du surnageant de SU) *Corrigé sur une base pondérale sèche Masse volumique de la structure absorbante Les mesures de masse volumique rapportées sont toutes faites sous une pression de confinement de 9,6 g/cm2 (0,94 kPa). Les mesures sont faites à l'aide d'un pénétromètre scientifique de précision, qui est modifié pour les mesures d'épaisseur. Capacité absorbante de la structure La capacité absorbante d'une structure absorbante peut être déterminée par un essai d'absorption en fonction de la demande à l'équilibre. Dans cet essai, on place un échantil- lon de 5,4 cm de diamètre de la structure absorbante sur un verre fritté de 7,5 cm de diamètre [Por E (ASTM 4-8 ln) de

Ace Glass] que l'on maintient en contact fluide avec un ré-

servoir contenant de l'urine synthétique. Dans ce montage,

le réservoir est placé sur le plateau d'une balance analy-

tique AE 160 Mettler. Cela fournit une lecture continue du

poids d'urine synthétique dans le réservoir et, par diffé-

rence, le poids d'urine synthétique absorbée par la struc-

ture absorbante. La hauteur du frittage et la hauteur du ré-

servoir sont ajustées à approximativement le même niveau. On place un poids de confinement de 1,38 kPa (0,2 psi) sur le dessus de l'échantillon de structure absorbante. A l'aide de ce montage, on peut déterminer le nombre de grammes d'urine synthétique absorbée par gramme de structure, une fois que

l'on a atteint l'équilibre.

Les structures absorbantes de la présente invention,

ainsi que les articles absorbants les contenant, sont illus-trés par les exemples suivants.

Exemple 1

On prépare une structure absorbante ayant un grammage d'environ 0,072 g/cm2 en étalant par jet d'air un mélange essentiellement uniforme d'environ 80% en poids de fibres de

pulpe de bois et d'environ 20% en poids de particules d'un-

agent gélifiant de type polyacrylate de sodium, partielle-

ment neutralisé, réticulé. Le voile fibreux résultant est ensuite calandré pour former une structure ayant une masse volumique d'environ 0, 21 g/cm3. Les fibres de pulpe de bois employées sont des fibres de pitchpin de bois tendre du sud (duvet de Foley). L'agent gélifiant a un volume de gel à l'équilibre d'environ 24 g d'urine synthétique par gramme d'agent gélifiant et un degré de neutralisation d'environ %.

Les particules d'agent gélifiant sont tamisées de ma-

nière à ce que l'on utilise, dans cette structure absor-

bante, une fraction n 25/35. La fraction de dimension 25/35 contient des particules qui traversent un tamis d'essai aux normes U.S. ayant une ouverture de maille de 710 um (n0 25 U.S. Series Alternate Sieve Designation) et sont retenues sur un tamis d'essai aux normes U.S. ayant une ouverture de

maille de 500 im (n 35 U.S. Series Alternate Sieve Designa-

tion). Cette fraction granulométrique est recueillie entre

des tamis d'essai aux normes U.S. (Fisher) au bout de 30 mi-

nutes de tamisage à l'aide d'un secoueur de tamis Ro-Tap (Tyler). La capacité absorbante de la structure contenant les

particules d'agent gélifiant de cette fraction granulomé-

trique est déterminée à l'aide du mode opératoire indiqué ci-dessus dans le paragraphe Méthodes d'essai, et on constate qu'elle est de 11,4 g d'urine synthétique par gramme de structure. Comme il est connu que la capacité à l'équilibre d'une structure comparable à 100% de duvet Foley, à 0,2 psi (1,38 kPa) est d'environ 6,0 g/g, il est possible de calculer une capacité absorbante effective de l'agent gélifiant dans la structure ci-dessus. On effectue ce calcul en déterminant la différence de capacité, en grammes, entre la structure contenant l'agent gélifiant et

une structure comparable à 100% de duvet Foley, et en divi-

sant cette différence par le poids sec, en grammes de l'agent gélifiant. La capacité absorbante effective de l'agent gélifiant, déterminée de cette manière, représente ainsi l'augmentation unitaire de la capacité à l'équilibre

de la structure absorbante par unité d'agent gélifiant poly-

mère formant un hydrogel ajouté. Pour les besoins de cette invention, une structure comparable sans l'agent gélifiant est une structure qui possède le même grammage et la même masse volumique que le constituant de duvet Foley de la structure contenant l'agent gélifiant. Une telle structure comparable, pour cet exemple 1, a un grammage d'environ 0,057 g/cm2 et une masse volumique d'environ 0,17 g/cm3. A l'aide de ce mode opératoire, pour la structure d'exemple 1,

le calcul de la capacité absorbante effective de l'agent gé-

lifiant dans la structure donne 33,0 g d'urine synthétique

par gramme d'agent gélifiant.

Exemple 2

On prépare des structures absorbantes analogues à celles de l'exemple 1, avec approximativement la même concentration d'agent gélifiant, en utilisant différentes fractions granulométriques des particules du même type d'agent gélifiant. Ces structures sont également testées en ce qui concerne leurs capacités absorbantes à l'équilibre,

de la manière décrite dans le paragraphe Méthodes d'essai.

En outre, on calcule également la capacité absorbante ef-

fective de l'agent gélifiant dans chaque structure, d'une

manière analogue à celle décrite dans l'exemple 1.

Une description des produits testés et des résultats de

capacité absorbante est indiquée au tableau I.

TABLEAU I

Effet de la granulométrie de l'agent gélifiant polymère (AGP) sur les capacités absorbantes à l'équilibre

Capacité ab- Capacité absor-

Structure Granulométrie sorbante de la bante effective de n de l'AGP (>m) structure (g/g) l'AGP (g/g)

1 500-710 11,5* 33,3*

2 355-500 11,2 31,3

3 180-250 10,6* 28,5*

4 125-180 9,9* 25,0*

90-125 9,7 23,8

*Moyenne de deux mesures Les résultats du tableau I indiquent que les structures 1 et 2 de la présente invention fournissent à la fois une

26 1 95.07

capacité absorbante de structure et une capacité absorbante effective de l'agent gélifiant supérieures à celles de

structures analogues (structures 3-5) qui emploient des par-

ticules d'agent gélifiant généralement plus petites.

Exemple 3

On prépare des structures absorbantes analogues à

celles des exemples 1 et 2 en utilisant les mêmes consti-

tuants, mais avec des quantités et des dimensions variables

des particules d'agent gélifiant dans les structures. On dé-

termine également les capacités absorbantes de ces struc-

tures et la capacité absorbante effective de l'agent géli-

fiant dans chacune de ces structures. Ces structures et ces

capacités absorbantes sont décrites au tableau II.

TABLEAU II

Effet de la concentration en agent gélifiant polymère (AGP) Capacité absorbante Concentration Capacité absorbante effective de l'AGP approximative de la structure (g/g) (g/g) en AGP (% en Grosses parPetites par- Grosses Petites

poids) ticulesl ticules. particulesl parti-

cules2

0 6,0* 6,0*..

9r3* 7p9* 40* 26* iii5* 9r7 33* 24

30 12,8* 11,1* 29* 24*

1500-710 pm 290-125 pm *Moyenne de mesures faites en double exemplaire

Les résultats du tableau II indiquent que l'améliora-

tion de la capacité absorbante effective de l'agent géli-

fiant, cette amélioration étant provoquée par l'utilisation.

d'un agent gélifiant ayant une granulométrie plus élevée, diminue lorsque la concentration totale en agent gélifiant

dans la structure augmente.

Exemple 4

On prépare une structure absorbante analogue à celle décrite dans l'exemple 1, en utilisant un agent gélifiant de type polyacrylate de sodium réticulé ayant un volume de gel d'environ 49 g d'urine synthétique par gramme et un degré de neutralisation d'environ 70%. La fraction granulométrique de

cet agent gélifiant est telle que les particules d'agent gé-

lifiant traversent un tamis d'essai aux normes US ayant une ouverture de maille de 710 Wm (n 25 U.S. Series Alternate Sieve Designation) et sont retenues sur un tamis d'essai aux normes U.S. ayant une ouverture de 500. im (n 35 U.S. Series

Alternate Sieve Designation). Ces particules d'agent géli-

fiant sont incorporées dans la structure de duvet Foley, en une concentration d'environ 15%. Le voile fibreux résultant

a un grammage d'environ 0,05 g/cm2. Ce voile est ensuite ca-

landré pour former une structure qui a une masse volumique

d'environ 0,19 g/cm3.

Exemple 5

On compare la capacité absorbante à l'équilibre de la structure de l'exemple 4 et la capacité effective de l'agent gélifiant dans la structure de l'exemple 4 avec celles de

structures analogues dans lesquelles on emploie des frac-

tions granulométriques plus faibles de l'agent gélifiant.

Les résultats sont indiqués au tableau III.

2 619507

TABLEAU III

Effet de la granulométrie de l'agent gélifiant polymère (AGP) lorsqu'on utilise des AGP ayant un volume de gel élevé

Concentration en Gralétrie Caité abr- Capcité ascr-

Stbztre AGP (% en poids) de 1'AP bant de la nte effective ne (un) sube (g/g) de l'AcP (g/g)

1' 15,2* 500-710 12,2* 46,6*

2 14,5 355-500 12,1 48,0

3 14,6 180-250 11l1 41,3

1C 4 13O,0 125-180 10,3 39,4

14,5 90-125 10,0 3315

*Moyenne de deux mesures Les résultats du tableau III indiquent que, pour cet agent gélifiant ayant un volume de gel relativement élevé, les structures 1 et 2 de la présente invention fournissent à

la fois une capacité absorbante pour la structure et une ca-

pacité absorbante effective de l'agent gélifiant supérieures

à celles de structures analogues (structures 3-5) qui em-

ploient généralement des particules d'agent gélifiant plus petites.

Exemple 6

On prépare une couche à jeter après usage en utilisant une structure absorbante de la présente invention comme âme absorbante. La structure absorbante est un mélange étalé par jet d'air, en forme de sablier, comprenant 26,6 g de fibres de pulpe de bois (duvet Foley) et 5 g de particules d'un

agent gélifiant polymère de type polyacrylate de sodium ré-

ticulé ayant un volume de gel d'environ 30 g d'urine synthé-

tique par gramme et un degré de neutralisation d'environ %. La quasi totalité des particules de l'agent gélifiant

polymère se trouve dans un intervalle granulométrique d'en-

viron 355-500 im. Ces particules ont une granulométrie mé-

diane en masse d'environ 430 im.

La structure absorbante a une distribution non uniforme

de l'agent gélifiant en son sein, de sorte que le pourcen-

tage pondéral de l'agent gélifiant est de 20% dans la partie frontale de la couche, de 13% dans la partie d'entrejambe de la couche et de 12% dans la partie arrière de la couche. Une telle structure est calandrée pour avoir une masse volumique

moyenne d'environ 0,15 g/cm3 et a un granmmage moyen d'envi-

ron 0,05 g/cm2.

Cette structure absorbante en forme de sablier est uti-

lisée comme âme absorbante dans une couche préparée de la manière générale décrite par Buell, dans le brevet US 3 860 003, délivré le 14 janvier 1975. Dans cette couche, l'âme en forme de sablier est enveloppée d'une enveloppe de papier absorbant et insérée entre une feuille supérieure de polypropylène et une feuille de fond de polyethylène. Une telle structure de couche est particulièrement efficace pour utiliser la capacité absorbante de l'agent gélifiant, en comparaison de couches analogues employant des fractions

granulométriques plus petites de l'agent gélifiant.

Claims (11)

R E V E N D I C A T I ONS

1.- Article absorbant ayant des caractéristiques d'absorption améliorées, cet article comprenant: A. une feuille de fond imperméable aux liquides; B. une feuille supérieure perméable aux liquides; et C. une âme absorbante placée entre ladite feuille de fond et ladite feuille supérieure, ladite âme absorbante comprenant un voile ayant une masse volumique de 0,06 à 0,3 g/cm3, ce voile étant formé d'une combinaison de 40% à 95%, en poids du voile, de fibres hydrophiles et de 5% à 60%, en

poids du voile, d'agent gélifiant polymère très bien dis-

persé parmi les fibres hydrophiles dans le voile; ledit article étant caractérisé en ce que l'agent gélifiant

polymère est incorporé dans le voile sous forme de parti-

cules non fibreuses, non fragiles, de matière d'agent géli-

fiant polymère possédant un volume de gel à l'équilibre d'au moins 20 g d'urine synthétique par gramme d'agent gélifiant,

les particules d'agent gélifiant ayant une granulométrie mé-

diane en masse s'échelonnant de 400 à 1680 lm.

2.- Article absorbant selon la revendication 1 se présen-

tant sous forme d'une couche à jeter après usage, caracté-

risé en ce que A. la feuille supérieure a les mêmes dimensions qu'une des faces de l'âme; B. la feuille de fond a les mêmes dimensions que la face de l'âme opposée à la face recouverte de ladite feuille supérieure et a une largeur supérieure à celle de l'âme, pour ménager ainsi des parties marginales latérales sur la feuille de fond qui se prolongent au-delà de l'âme; et

C. l'âme absorbante a la forme d'un sablier.

3.- Article absorbant selon la revendication 1 ou 2, carac-

térisé en ce que, au sein du voile dans l'âme absorbante, existe un gradient de concentration de particules d'agent gélifiant polymère, la zone du voile la plus proche de la feuille de fond ayant une concentration relativement plus élevée en agent gélifiant polymère que la zone du voile la

plus proche de la feuille supérieure.

4.- Structure absorbante comprenant un voile ayant une masse volumique de 0,06 à 0,3 g/cm3, ce voile étant formé d'une combinaison de 40% à 95% en poids de fibres hydro- philes et de 5% à 60% en poids d'agent gélifiant polymère très bien dispersé parmi les fibres hydrophiles dans le voile, cette structure absorbante étant caractérisée en ce que l'agent gélifiant polymère est incorporé dans le voile

sous forme de particules non fibreuses, non fragiles, de ma-

tière d'agent gélifiant polymère ayant un volume de gel à l'équilibre d'au moins 20 g d'urine synthétique par gramme d'agent gélifiant, les particules d'agent gélifiant ayant une granulométrie médiane en masse s'échelonnant de 400 à

1680 lm.

5.- Article absorbant ou structure absorbante selon l'une

quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que

les fibres hydrophiles sont des fibres cellulosiques consti-

tuant de 70% à 90% du poids de la structure du voile et en ce que les particules d'agent gélifiant constituent de 10% à

% du poids de la structure du voile.

6.- Article absorbant ou structure absorbante selon l'une

quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que

les fibres hydrophiles sont des fibres de pulpe de bois et en ce que l'agent gélifiant polymère a un volume de gel de

à 60 g d'urine synthétique par gramme d'agent gélifiant.

7.- Article absorbant ou structure absorbante selon l'une

quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que

les fibres hydrophiles sont des fibres de cellulose raidies, tordues, bouclées, et en ce que l'agent gélifiant polymère a un volume de gel de 20 à 35 g d'urine synthétique par gramme

d'agent gélifiant.

8.- Composition particulièrement utilisable comme agent gé-

lifiant absorbant dans des structures de voile absorbant fi-

breux, cette composition comprenant une matière d'agent géli-

fiant polymère formant un hydrogel, partiellement neutra-

lisé, légèrement réticulé, essentiellement insoluble dans l'eau, qui comprend: (A) de 50% en moles à 99,999% en moles de monomères insaturés, contenant un groupe acide polymérisables, polyméri- sés; et

(B) de 0,001% en moles à 5% en moles d'un agent réticu-

lant; cette matière d'agent gélifiant polymère ayant un degré de o10 neutralisation d'au moins 50% et un volume de gel d'au moins

g d'urine synthétique par gramme de matière d'agent géli-

fiant; cette composition étant caractérisée en ce qu'elle se présente sous la forme d'une pluralité de particules d'agent gélifiant non fibreuses, non fragiles, cette pluralité de

particules ayant une granulométrie médiane en masse s'éche-

lonnant de 400 à 1680 jim.

9.- Article, structure ou composition selon l'une quel-

conque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que: 4

A. l'agent gélifiant polymère est un polymère partiel-

lement neutralisé, légèrement réticulé, choisi parmi les po-

lyacrylates et l'amidon greffé à l'acide acrylique, ledit agent gélifiant ayant une teneur en polymère extractible à l'équilibre dans l'urine synthétique ne dépassant pas 17% en poids;

B. les particules d'agent gélifiant ont une granulomé-

trie médiane en masse de 400 à 1190 lim, de préférence de 400 à 700 lm, pas plus de 16% en poids de ces particules n'ayant une granulométrie inférieure à 200 um et pas plus de 16% en poids de ces particules n'ayant une granulométrie supérieure

à 1410 lum, de préférence supérieure à 1200 lm.

10.- Article, structure ou composition selon l'une quel-

conque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les

particules d'agent gélifiant ont la distribution granulomé-

trique suivante, déterminée par analyse ASTM sur des tamis de la série des tamis U.S.: Désignation alternative de la Distribution série des tamis U.S. (% en Poids) sur n0 14 < 0,1 sur n 16 < 1,0 sur n 20 10-35 sur n 50 > 50 sur n 100 < 15 Passe n 100 < 5

11.- Article, structure ou composition selon l'une quel-

conque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les

particules d'agent gélifiant se présentent sous forme

d'agglomérats non fragiles.