FR2563769A1

FR2563769A1 - Methode de fabrication d'un elastomere thermocontractable, application d'une telle methode a un article a plis fronces, et article ainsi forme

Info

Publication number: FR2563769A1
Application number: FR8506598A
Authority: FR
Inventors: Attila Mattray; William Seal Pomplun
Original assignee: Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Corp
Priority date: 1984-05-01
Filing date: 1985-04-30
Publication date: 1985-11-08
Also published as: GB2160473B; KR850008131A; DE3515804A1; GB8511013D0; KR920007728B1; BR8502101A; AU572286B2; CA1247319A; ZA852583B; AU4129185A; GB2160473A; JPS60250935A

Abstract

LE DOMAINE DE L'INVENTION EST CELUI DES ELASTOMERES THERMOCONTRACTABLES. LE PROBLEME RESOLU CONSISTAIT A REALISER DE TELS ELASTOMERES SANS LES SOUMETTRE A UN TRAITEMENT THERMIQUE AVANT L'OPERATION DE THERMOCONTRACTION, DE FACON QU'ILS GARDENT TOUTES LEURS PROPRIETES ELASTIQUES APRES THERMOCONTRACTION. SELON L'INVENTION, L'ELASTOMERE THERMOCONTRACTABLE PRESENTANT UNE PREMIERE LONGUEUR, EST PRODUIT EN ORIENTANT MONOAXIALEMENT UN COPOLYMERE FORME DE SEGMENTS EN BLOCS ALTERNES DE POLYAMIDE ET DE POLYETHER, JUSQU'A UNE SECONDE LONGUEUR SENSIBLEMENT SUPERIEURE A UNE TROISIEME LONGUEUR A LAQUELLE INTERVIENT UNE DEFORMATION PERMANENTE PARTIELLE. APRES SUPPRESSION DES FORCES DE TENSION, L'ELASTOMERE ETIRE SE RELACHE NATURELLEMENT JUSQU'A CETTE TROISIEME LONGUEUR. APRES APPLICATION DE CHALEUR, L'ELASTOMERE SE CONTRACTE, ET RECUPERE SES PROPRIETES ELASTIQUES. L'INVENTION CONCERNE AUSSI BIEN UN FILM D'ELASTOMERE A COUCHE UNIQUE, QU'UN FILM MULTICOUCHES A COUCHES EXTERIEURES NON ELASTIQUES. L'INVENTION TROUVE UNE APPLICATION PARTICULIERE DANS LA REALISATION DE BANDES ELASTIQUES POUR SERVIETTES HYGIENIQUES JETABLES 54, 56.

Description

"Méthode de fabrication d'un élastomère thermocontractable, appli-

cation d'une telle méthode à un article à plis froncés, et article ainsi formé",

La présente invention concerne les élastomères thermo-

contractables et de manière plus spécifique les élastomères thermocontractables spécialement utilisés pour le fronçage élastique des

vêtements, du type des serviettes jetables ou autres produits d'in-

continence.

Le fronçage élastique de vêtements, dans des zones sé-

lectionnées, est tout à fait intéressant, voire même nécessaire, pour que le vêtement puisse se conformer au corps du porteur, par

exemple à la taille ou au poignet. Cette caractéristique est par-

ticulièrement vraie en ce qui concerne les vêtements jetables,

comme par exemple les vêtements en plastique du type des serviet-

tes jetables. Enconséquence, l'invention, l'art antérieur,et plu-

sieurs modes de réalisation vont être décrits en faisant particu-

lièrement référence aux serviettes jetables ou aux vêtements d'in-

continence, mais il est clair que l'invention peut s'appliquer à d'autres vêtements et accessoires, tels que les robes, les

masques, les housses pour chaussures, et autres.

Les serviettes jetables présentent typiquement une configuration en forme de sablier, ou plus généralement de I. Ces serviettes (hygiéniques) sont produites à partir d'un ruban continu de feuilles intérieures et extérieures face à face, et d'un tampon absorbant, chaque partie de ceinture d'une serviette

individuelle étant intégralement connectée à la partie de cein-

ture des serviettes immédiatement adjacentes. (A ce propos, voir

figure 2). Le ruban est découpé au niveau de la partie de cein-

ture, transversalement à la direction de déplacement du ruban., pour former ainsi les serviettes individuelles. Enconséquence,

la partie de ceinture est découpée dans une direction perpendi-

culaire à la machine.

L'application d'un matériau élastomère à l'entrejambe

de serviettes jetables a déjà été commercialement réalisée. Toute-

fois lorsqu'on tente d'appliquer le matériau élastomère aux parties 2. de ceinture sur une serviette ayant déjà son entrejambe formée, d'importants problèmes de production apparaissent, Par exemple, si la tension est maintenue dans la direction de l'entrejambe, l'élastomère attaché aux parties de ceinture tend à faire "bouffer"la serviette, et gêne ainsi les étapes de pliage,d'embal- lage et autres. Nous ne connaissons aucune solution commerciale

à ces problèmes de production.

Récemment, certaines propositions ont été faites en ce qui concerne les matériaux élastomères thermoformés et thermocontractables utilisés pour le fronçage de vêtements jetables tels que les serviettes jetables ou les blouses d'hôpital comme on peut le voir dans les brevets E.U.A. 3912565, 3819401 et 363991, Les brevets E.U.A. 3912565 (KOCH ET AL) et 3819401 (MASSENGALE ETAL) décrivent des feuilles flexibles en polyurethane et en chlorure de vinyl plastifié respectivement, qui sont chauffées,

étirées et refroidies pour prévenir une contraction prématurée.

Afin d'éviter les contractions prématurées, les feuilles en élas-

tomère sont à nouveau chauffées pour permettre un relâchement li-

mité, et refroidie pour thermoformer les feuilles. Les feuilles

thermoformées sont ensuite appliquées à des articles, et sous ap-

plication de chaleur, elles se contractent jusqu'à leur longueur originale en fronçant ainsi les articles. Comme cela sera plus complètement expliqué en référence à la figure 1, dans KOCH et al et MASSENGALE et al, la feuille est étirée entre des cylindres chauffés 25, et des cylindres presseurs 31,33, puis refroidie, partiellement relâchée dans un bain liquide chauffé 45, et collecté en rouleau 49. Ce qui doit être noté dans KOCH et al et MASSENGALE et al est que l'étirement est réalisé par application de chaleur externe, refroidi en condition étirée, puis à nouveau chauffé

par application d'une chaleur externe pour contrôler la thermo-

contraction.

Le brevet E.U.A. 3 639 917 (ALTHOUSE) décrit un élas-

tomère comprenant des blocs de copolymèresthermocontractables.

Selon ALTHOUSE,ces copolymères en blocs sont dilatés ou déformés à partir d'une longueur originale, à température élevée, pour 3. leur faire prendre une nouvelle longueur,puis ensuite refroidis pour maintenir les copolymères à cette nouvelle longueur à

l'état dilate. Les copolymères d' ALTHOUSE gardent donc la nou-

velle longueur au moment du refroidissement, jusqu'à ce qu'ils soient à nouveau chauffés; à ce moment il se produit une contrac- tion jusqu'à la longueur originale. Les copolymères d' ALTHOUSE sont donc dilatés à partir de leur longueur originale jusqu'à une nouvelle longueur, maintenus à cette nouvelle longueur par refroidissement, puis ramenés ensuite à leur longueur originale

par application de chaleur.

L'élastomère de la présente invention, qui présente

une énergie potentielle élastique - récupérable par thermocontrac-

tion, est orienté dans une direction, par exemple par étirage ou laminage, sans application de chaleur externe, jusqu'à une certaine longueur,telle que lorsque la tension appliquée est

supprimée, l'élastomère se relâche jusqu'à une longueur de dé-

formation permanente supérieure à sa longueur originale, mais inférieure à la longueur d'étirement. Précisément, l'élastomère

thermocontractable présentant une première longueur, ou lon-

gueur originale, est étiré dans une direction jusqu'à une lon-

gueur sensiblement plus grande, ou seconde longueur, sans ap-

plication de chaleur externe, par exemple jusqu'à une longueur égale à environ 200% à la longueur originale. Lorsqu'il est relâché, l'élastomère accuse une déformation permanente à une troisième longueur, quelque part entre la première et la seconde longueur. Cette troisième longueur, ou état intermédiaire est parfois connue sous le nom de préforme. L'élastomère soumis à

tension formant la préforme, présente des propriétés élasti-

ques réduites, lorsqu'il est à l'état déformé. Ensuite, par application de chaleur, l'élastomère se contracte, et récupère ou prend ses propriétés élastiques. L'élastomère, lorsqu'il est

soumis à une tension d'une valeur utile ou souhaitée, pré-

sente une augmentation de sa longueur de déformation permanente lorsque la valeur de tension augmente, alors que les élastomères

conventionnels présentent une déformation permanente minimale.

4.

Il est très important que le thermoformage et le re-

froidissement de la préforme en élastomère soient évités. La mise soustension et le relâchement de l'élastomère qui se produit de

façon apparente en orientation monoaxiale du polymère, sont réa-

lisés sans application de chaleur externe, c'est-à-dire à une température ambiante (par exemple 70-75e F, c.a.d. 20 à 25 C environ), bien qu'au niveau interne se produiseune augmentation

de température. Toutefois, l'élastomère garde ces caractéris-

tiques thermocontractées. Ainsi, certaines étapes de procédé, et l'équipement correspondant,sont supprimés dans l'application

commerciale de l'élastomère sur des vêtements.

Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élas-

tomère est coextrudé ou laminé avec un matériau non élastique.

De manière préférentielle, l'élastomère et le matériau non élas-

tique sont oextrudés sous forme d'une feuille caposite, au moyen de techr connues. De manière plus particulièrement souhaitée, la feuille composite comprend trois couches, une couche intermédiaire en

élastomère, et deux couches extérieures. L'élastomère peut re-

présenter une certaine viscosité, et se bloquer aussi bien en

forme enroulée, que déroulée. La couche superficielle iélas-

tique est choisie pour assurer un relachement, et éviter le blocage lorsque le matériau est déroulé, ce qui facilite les étapes de fabrication, à savoir le guidage, le découpage, la mise en place etc... De plus, l'élastomère peut présenter une

adhésion faible ou nulle à de nombreux matériaux de vêtements.

En conséquence, la couche extérieure disposée à l'opposé du composite,et qui fait face auxvétements, est fixée à ceux-ci par exemple au moyen d'un adhésif sensible à la pression ou thermosensible. Ainsi, la feuille composite présente de nombreux

avantages qui ne sont pas possédés par une feuille à simple cou-

che.

L'invention concerne également une méthode de fabri-

cation d'un article à portion élastiquement froncée, selon la-

quelle on réalise tout d'abord,un élastomère au moyen de la méthode de fabrication évoquée ci-dessus et décrite plus en o détail plus loin, puis on applique l'élastomère à ladite portion

de l'article, de préférence dans une direction à peu près paral-

lèle à la direction de fronçage souhaité; on thermocontracte en-

suite l'élastomère ainsi fixé, pour froncer élastiquement la portion de l'article en question,

L'invention concerne enfin, l'article ainsi produit.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention

apparaîtront à la lecture de la description suivante et des des-

sins annexés dans lesquels: - la Fig. I est un diagramme synoptique représentant les étapes de fabrication de la présente invention; - la Fig. 2 est une vue schématique en plan d'une

portion d'une feuille continue pour serviette jetable en conurs de fabri-

cation, comportant des rubans du film (feuille composite) de la présente invention, attachs dans la zone de ceinture, et montrés avant l'opération de thermocontraction; - la Fig. 3 représente une vue schématique des moyens

permettant la coextrusion du film multicouches de l'invention.

1 . Mode de réalisation d'un film à simple couche.

En se référant à la figure 1, on peut voir que le

procédé de la présente invention commence par l'extrusion du po-

lymère, qui peut être en forme de billes, par des moyens d'ex-

trusion dits classiques, afin de former un film 12 qui est stocké de manière préférentielle en rouleau 14 et transporté jusqu'au

poste de fabrication suivant, par exemple d'étirage 16 du film.

De manière avantageuse, le film extrudé présente une épaisseur comprise entre 0,05 mm et 0,1 mm environ (2 mils à 4 mils), bien que d'autres valeurs de l'épaisseur soient également possiblesen fonction de l'importance de l'étirement qui est nécessaire pour obtenir le degré de fronçage souhaité de l'article, le polymère

particulier qui est utilisé, les économies de production et autres.

Bien que le mot "film" soit utilisé ici, les élasto-

mères de la présente invention peuvent être produits dans d'autres formes structurelles, comme par exemple sous forme de rubans, de fils, de bandes, ou autres. Pour des facilités de référence 6.

toutefois, on utilisera uniquement le mot "film".

Comme déjà mentionné rapidement ci-dessus, le polymère utilisé pour produire le film, selon la présente invention, est

de manière préférentielle un copolymère bloc présentant en al-

ternance des segments de polymères en blocs de polyamide et de polyéther, selon la formule générale:

O O)

HO - LRi -C-0-R21i H _n dans laquelle R1 représente le bloc copolymère de polyamide par exemple du nylon 6, du nylon 6,6, du nylon , du nylon 11 ou du nylon 12; et R2 représente le bloc copolymère polyéther, par exemple du polyéthylène glycol, du polypropylène glycol, et du polytétraméthylène glycol; n est

un nombre entier. Les copolymères de la description ci-dessus

sont disponibles commercialement auprès-de la "Rilsan Corpora-

tion of Glen Rock, New Jersey", sous le nom de marque PEBAX.

De manière particulièrement préférée, les films de la présente invention sont préparés à partir de PEBAX de qualité d'extrusion

2533,3533.

Le film 12 formé comme décrit précédemment est ensuite

soumis à un étirage monoaxial, sans application de chaleur ex-

terne, au moyen de tout type classique de moyens d'étirage de film 16, comme par exemple au moyen d'un procédé de rouleaux à

vitesse différentielle. Un système de rouleauxà vitesse diffé-

rentielle particulièrement souhaité et adapté à une utilisation en tant que moyen d'étirage de film 16, pour étirer les films de la présente invention, est l'appareil d'étirage "Marshall and Williams Model P7700". Selon le principe bien connu de

l'étirage à vitesse différentielle, le film 12 est étiré mono-

axialement du fait de la vitesse différentielle de rouleaux de

vitesse lente et de rouleaux de vitesse rapide. Une autre mé-

thode d'orientation permettant de réaliser la thermocontraction est le laminage à froid, sur un laminoire à étagesmultipl/, sous pression externe,du type utilisé pour le laminage de feuiJles 7.

métalliques fines comme par exemple des feuilles d'aluminium.

Quelque soit la méthode adoptée, toutefois, le résultat commun réalisé est une augmentation de la dimension dans la direction d'orientation, accompagnée d'une diminution correspondanteen épaisseur.

Les films polymères conventionnels étirés monoaxia-

lement, sont de manière typique préchauffés à une température égale ou supérieure à la température de transition de phase de second ordre. Le film conventionnel est ensuite étiré alors qu'il se trouve à cette température,puis refroidi en étant maintenu en condition étirée. Un tel préchauffage est important

dans le cas des films conventionnels de façon à assurer un éti-

rage et une orientation corrects.

Le préchauffage est tout à fait inutile dans le cadre de la présente invention. Il peut se dégager un peu de chaleur lors de l'étirage monoaxial du film 12 du fait des forces de friction ou autre,notamment si on utilise des rouleaux à vitesse différentielle pour réaliser l'étirage du film mais on s'est aperçu avec surprise que la température ainsi dégagée est très inférieure à la température à laquelle commence à se produire le relâchement en déformation du film copolymère (par exemple nettement en dessous de 80 C). Ceci veut dire que, bien qu'un peu de chaleur puisse se dégager par friction lors de l'étirage

du film, la température qu'atteint le film de la présente in-

vention est nettement en dessous de la température à laquelle se produit un relâchement en déformation. Le thermoformage, bien entendu, suppose que la température soit égale ou supérieure

à la température à laquelle commence à se produire le reI}che-

ment en déformation (voir brevet E.U.A. 3 912 565, colonne III

ligne 28 à 38). Ai.si onn'aabsolument pas besoin de thermofor-

mage dans le film orienté de la présente invention ce qui est tout à fait l'inverse de ce que l'on pense conventionnellement être essentiel dan. ce domaine de la technique,

La valeur de l'étirage monoaxial des films en élas-

tomère de la présente invention est importantepour réaliser 8. une contraction adéquate, et donc le fronçage d'unrticle, utilisant le film. Selon la présente invention, la mise sous tension monoaxiale est réalisée de façon que le film soit étiré jusqu'à une longueur d'élongation nettement supérieure à la longueur à laquelle se produit la déformation permanente Lors de la suppression de la tension appliquée, le film va

se relâcher naturellement, (cla.d. sans être forcé à se re-

lâcher par application de chaleur) usqu'à une longueur su-

périeure à sa longueur originale, correspondant à la quantité de déformation permanente qui lui a été conférée Ainsi, le longueur différentielle entre la longueur de déformation permanente e longueur originale avant étirage, est disponible pour la thermDcontractiao Par application de chaleur (par exemple à une température égale ou supéri à 80 C), le film étiré va donc être forcé à se relâcher encore davantage et à se contracter. C'est-à-dire qu'une grande partie de la

longueur différentielle du film étiré entre la longueur ori-

ginale et la longueur de déformation permanenteexiste en tant

que déformation permanente qui peut être "récupérée" ou absor-

bée par application de chaleur.

Le film de la présente invention est étiré monoaxia-

lement de façon à subir une élongation comprise entre environ

% et environ 700% par unité de longueur du film. On a dé-

couvert que, lorsque le film de la présente invention est étiré monoaxialement à l'intérieur de ces valeurs d'élongation il se produit un certain relâchement naturel lors de la suppression de la force d'étirement, mais ce relâchement ne

se produira pas en dessous de la longueur de déformation per-

manente. La longueur du film correspondant à la valeur de

déformation permanente qui lui est conférée est donc dépen-

dante de l'intensité de la tension monoaxiale à laquelle il est soumis. Toutefois, pour des étirages msnoaxiaux d'enviror

% à 700%, la longueur de déformation permanente sera com-

prise entre 20% et 60% de la longueur du film étiré. Ceci

veut dire que la quantité de déformation permanente disponi-

ble pour la thermocontraction sera comprise entre environ 20% et 60% de la longueur étirée du film, qui aura été précédemmen étiréed'environ 200% à environ 700% (c.a.d. pour prendre 3 fois à

8 fois sa longueur originale).

La quantité de déformation permanente qui est confé-

rée au film de la présente invention va donc déterminer le degré de thermocontraction qu'il est possible de réaliser pour froncer de manière adéquate la portion d'un article auquel il va être adjoint. On a trouvé qu'une déformation permanente comprise entre 20 et 60% de la longueur d'élongation (encore

nommée "contraction absolue") pourra avantageusement être com-

prise entre environ 30 et 45% de contraction (nommée '"contrac-

tion restreinte") lorsque le film étiré monoaxialement est

attaché à une portion d'un vêtement flexible, comme par exem-

ple la zone de ceinture d'une serviette jetable. En conséquence, puisque l'article flexible va gêner ou restreindre dans une certaine mesure la contraction du film, un retour complet à la longueur originale du film avant étirage, ne va passe produire lors de la thermocontraction. En tout état de cause,

lorsque le film de la présente invention est étiré monoaxiale-

ment comme décrit ci-dessus, par exemple entre une déformation permanente d'environ 20 à 60%, par rapport à l'allongement final auquel est soumis le film, il se produit le fronçage

souhaité de l'article.

A la suite de l'étirage, le film de la présente in-

vention est découpé, de manière avantageuse, par des moyens de découpage de film 40 classiques, selon la direction de

déformation permanente, c'est-à-dire parallèlement à la di-

rection d'étirage monoaxial de façon à former des rubans d'une largeur préférentielle de 10 à 12,5 mm; mais d'autres valeurs de la largeur sont bien entendu possibles en fonction

de l'application prévue. Les rubans peuvent ensuite être en-

roulés de manière régulée, au moyen d techniques onnuesen bo-

bine utilisable dans un équipement 42 de productioncb serviet-

tes. Les rubans sont découpés de manière préférentielle à longueur désirée, (avantageusement environ 150 mm) lorqu'ils 10. sont encore à l'état allongé et thermocontractable, puis fixes par adhésif aux zones de ceintures 50,52 de serviettes 54,56, au moment o la feuille 60 connectée circule dans la direction de la machine (flèche 57 de la figure 2) - Les produits adhésifs convenant pour fixer des rubans de films selon l'invention aux zones de ceintures des serviettes sont disponibles commercialement auprès de la H.B.FULLER Co., sous la référence HL-1307-331, et auprès de la FINDLEY Co. sous la référence X807-378-01. Un moyen particulièrement préféré permettant de découper les rubans à longueur prédéterminée et de les fixer par adhésif aux zones de ceintures des serviettes, est décrit dans la demande THORSON E.U.A. conjointe, du même déposant, concernant une méthode d'application de ceintures élastiques sur des serviettes jetables, Actuellement, on prévoit de soumettre collectivement à la chaleur, par des moyens de thermocontraction 44 adéquats, une pile de serviettes (avec avantageusement 8 à 10 serviettes

par pile), comportant des rubans du film en élastomère thermo-

contractable de la présente invention, pour l'opération de ther-

mocontraction des rubans, et le fronçage des zones de ceintures des serviettes. De manière préférentielle, la thermocontraction

des rubans dans la pile des serviettes est réalisée comme indi-

qué dans la demande POMPLUN conjointe E.U.A. 605 968 du 1er Mai 84 déposéepar le même titulaire, et concernant la formation de

portions élastifiées, notamment dans des vêtements jetables.

Cette demande de brevet est également étendue en France. De cette façon, il ne se produira pas de problème au niveau de

l'équipement de pliage des serviettes, qui soit dû à un entas-

sement ou un fronçage prématuré des zones de ceintures en travers de la machine, 2 . Mode de réalisation d'un film multicouches Un autre mode de réalisation de la présente invention consiste à coextruder le copolymère polyéther - polyamide, décrit ci-dessus,avec des polymères non élastiques, tels que des copolymères d'éthylène et d'acétage de vinyl (EVA), des ionomères EVA du type du Plexar 3, du Plexar 102 et du Surlyn 1702, (le Plexar 3 et le Plexar 102 sont disponibles 11.

commercialement auprès de la Chemplex Corporation, et le Sur-

lyn 1702 est disponible auprès de DuPont)! et du polyéthylène, ou autres, de façon à produire avantageusement un film qui soit thermocontractable, mais présente un toucher agréable. Il est souhaitable que les zones de ceintures élastiques puissent ai- sément être supportées par la peau de l'utilisatrice lorsque les films de la présente invention sont utilisés comme ceintures pour des serviettes jetables. Selon ce mode de réalisation de la présente invention, le copolymère polyéther/polyamide est coextrudé sous forme de noyau,ou encore couche intermédiaire, avec des couches exposées en surfaceou couches extérieures,de polymères non élastiques. Bien que les couches extérieures puissent n'être pas thermocontractables, elles ne vont pas gêner la thermocontraction du noyau d'une manière qui puisse empêcher

le fronçage adéquat du vêtement, du fait des capacités supérieu-

res de thermocontraction du film en couche noyau.

La coextrusion des couches des divers polymères ou des matériaux thermoplastiques, est bien connu en soi dans le domaine de la technique, comme par exemple dans les brevets

E.U.A. 3 557265(Chisholm et al), et 3 479425 (Lefèvre et ai).

La coextrusion des différents polymères est réalisée, de manière

typique,en utilisant un moule de coextrusion à filières multi-

ples, ou à filière simple, avec des adaptateurs de ocmbinaison qui

permettentle laminage à chaud de plusieurs couches de poly-

mères différents. Un adaptateur de combinaison particulièrement

adapté, qui peut être utilisé de manière avantageuse pour réa-

liser les films coextrudés de cette invention est décrit dans

le brevet E.U.A. 4 152387 (Cloeren).

Des moyens conventionnels de production de films

multicouches extrudés de cette invention sont décrits schéma-

tiquement dans la figure 3. Comme représenté les couches extérieures non élastiques 70,72 sont formées par extrusion

à chaud des polymères non élastiques 74, au moyen d'un extru-

deur 76. De manière similaire, la couche noyau élastique 80 est formée par extrusion à chaud du polymère élastique 82 12. (par exemple de manière préférentielle du Pebax de qualité d'extrusion 2533 ou 3533, au moyen d'un extrudeur 84. Les

polymères extrudés à chaud 74,82 sont ensuite amenés à l'adap-

tateur de combinaison 90 à travers les conduits 78,88 respec-

tivement. Comme représenté schématiquement, le polymère élas- tique 82 est laminé à chaud avec le polymère non élastique 74, pour former une couche noyau 80 de polymère élastique 82, qui est monté en sandwich entre les couches extérieures 70,72 de

polymère non élastique 74.

Bien que la température de l'adaptateur de combinai-

son 90 dépendedes polymères utilisés, il est préférable d'obte-

nir cette température entre environ 180 C et environ 260 C

(et de préférence au-dessus de 200 C), pour former avantageu-

sement les films coextrudés de cette invention. De plus, il est préférable que l'épaisseur totale du film coextrudé soit

compris entre 0,05 mm et 0,125 mm (2 à 5 mils), et de préfé-

rence entre 0,05 et 0,1 mm, bien que toutes autres épaisseurs

puissent être utilisées pour le film, en fonction de l'épais-

seur finale d'étirage souhaitée. Le film coextrudé vient en contact avec les rouleaux de refroidissement 92,94 de façon à le refroidir, pour en maintenir approximativement l'épaisseur

d'extrusion. Un autre moyen permettant de former les multicou-

ches, est la coextrusion soufflage, en utilisant un moule cir-

culaire présentant des canaux coaxiaux de soufflage correspon-

dant aux couches individuelles de la feuille composite. Le

film coextrudé peut ensuite être orienté par des moyens d'éti-

rage classiques16, découpé en rubans par des moyens de découpage , appliqué à des serviettes dans des moyens de production de

serviettes 42, puis thermocontracté par des moyens de thermo-

contraction 44 comme décrits ci-dessus en référence à la fi-

gure 1.

La couche noyau de copolymère bloc élastique poly-

éther/polyamide est de manière préférentielle le constituant principal, (en pourcentage en masse du film coextrudé), présent dans le film coextrudé résultant. La couche noyau est donc, de 13. manière préférentielle, présente dans le film coextrudé dans une quantité comprise entre 70% et 90% environ en masser le reste étant distribué de manière approximativement égale entre chacune des couches extérieures, Le comportement de la feuille composite coextrudée, ou laminée, selon l'invention, est similaire au comportement des films à couche unique décrit ci-dessus. En effet, lorsque la feuille composite est orientée monoaxialement jusqu'à une longueur correspondant à environ 200% à 700% de sa longueur originale, il lui est conféré une déformation permanente, comprise approximativement entre environ 20% et environ 60% de la longueur d'élongation. Après suppression des forces de tension, le film coextrudé va de la même manière se relâcher naturellement (c'est-à-dire sans application de chaleur;, jusqu'à la longueur indicative de déformation permanente qui lui a été conférée. Ainsi, la différence de longueur entre la longueur d'élongation et la longueur de déformation permanente est disponible en tant que longueur de contraction, de façon que lorsqu'on:lesoumet à la chaleur (de manière générale à

des températures proches de 80 C), le film se relâche subs-

tantiellement, et se contracte pour retrouver ses propriétés élastiques.

Comme noté rapidement ci-dessus, les couches ex-

térieures,ou peaux,de la feuille composite tendent à inter-

férer avec l'opération de thermocontraction du film dans son

ensemble, du fait de la nature non élastique des peaux. Tou-

tefois, cette interférence n'est pas d'un tel degré qu'il puisse contrecarrer la capacité de thermocontraction de la feuille

composite. Puisque les couches extérieures ne sont pas élas-

tiques, la mise sous tension monoaxialement du film coextrudé

va également déformer de manière permanente ses couches exté-

rieures. Toutefois, le film coextrudé dans son ensemble va tout de même se relâcher naturellement sur environ 20% à 60% de la longueur d'élongation après suppression des forces de tension, du fait de la présence de la couche noyau élastique, 14. La résistance de liaison intralaminaire existant

entre les couches extérieures et la couche noyau est de ma-

nière préférentielle d'au moins 48 g/mm (1200 g/in) pour ga-

rantir que les couches restent feuilletées l'une contre l'au-

tre, lorsqu'elle sont soumises à l'orientation monoaxiale de

jusqu'à 700% d'élongation.

L'utilisation d'énergie à micro-ondes comme moyen de thermocontraction à la fois du mode de réalisation à couches simples et du film à couches multiples selon l'invention, est

également possible. On a découvert, que, lorsque les élasto-

mères selon l'invention sont exposés à une énergie à micro-ondes

de 2450 MHz avec environ 3 à 6 kW pendant environ 5 à 10 secon-

* des, on obtient la thermocontraction adéquate. En conséquence,

lorsqu'ils sont exposés à l'énergie à micro-ondes, les élas-

tomères se contractent d'environ 20% à environ 60% de la lon-

gueur d'étirage. Par exemple, un ruban en élastomère thermo-

contractable particulier selon l'invention, formé d'une couche noyau de Pebax de qualité d'extrusion 35 33 coextrudé avec des couches extérieures de Plexar 102 et étiré monoaxialement

sur quatre fois sa longueur originale (ca.d. 300% d'élonga-

tion) pour obtenir une épaisseur de ruban de 0,04 mm (1,5 mils), présente au moins 20% de thermocontraction lorsqu'il est fixé à la zone de ceinture intérieure d'une serviette, après que la

serviette munie du ruban ait été exposée à une énergie à micro-

ondes de 2450 MHz, avec 3 à 6 kW pendant environ 5 à 10 secondes.

Les exemples suivants donnés à titre non limitatifs,

illustrent de manière complémentaire l'invention.

EXEMPLE 1

Des films à simple couche ont été préparés à partir de différents polymères disponibles commercialement, au moyen

de la méthode de coulée sur rouleau froid, en utilisant un mou-

le d'extrusion de 900mm (36in) à des températures de 200 à 220 C et à des vitesses linéaires de 31m/mn environ pour un

film de 0,05 mm, et 16 m/mn environ pour un film de 0, - mm.

Z563769

15. La capacité de thermocontraction des échantillons de film a été examinée en préparant des bandes de films de 25mm sur 250 mm découpées dans la direction de la machine. Les échantillons de films ont été ensuite marqués à des longueurs initiales de 101,6 mm (4in.) et ont été conditionnés à 72 F (22,20C) et à

% d'humidité relative pendant 24 heures. Suite au condition-

nement, des échantillons ont été individuellement étirés sur

un testeur Instron Tensile Tester à 72 F (22,2 C) et 55% d'hu-

midité relative, jusqu'à 100%, 300%, et 500% d'élongation (c.a.d. un étirage de 2 fois, 4 fois et 6 fois). L'ouverture de mâchoire initiale du Instron Tensile Tester était de 112,5 mm (4,5 in) et agissait sur des longueurs d'échantillons de films de 225 mm (9 in) à 100% d'élongation, de 450 ml (18 in) à 300% d'élongation, et de 675mm (27 in) à 500% d'élongation respectivement. Dans chaque cas, le taux d'étirage était de 1000 mm/mn. Les échantillons étirés ont ensuite été à nouveau

conditionnés à 22,20C et 55% d'humidité relative pendant 24 heures.

La déformation permanente a ensuite été mesurée sous forme d'un pourcentage des 100 mm (4in) de la longueur originale du film, selon la formule: % de déformation penmanente = Lo - Lf x 100 (1) dans laquelle LO représente la longueur originale du film et Lf représente la longueur finale à laquelle le film se relâche, sans application de chaleur, après que la tension appliquée

ait été supprimée.

Pour déterminer la valeur de thermocontraction dis-

ponible qui est conférée aux films, les échantillons de films étirés ont ensuite été thermocontractés en les soumettant à

une température de 79,4 C (175 F) pendant 5 secondes. La lon-

gueur Lf de chaque échantillon de film a ensuite été mesurée

après thermocontraction, et le pourcentage de "thermocontrac-

tabilité" a été calculé au moyen de la formule: % de theé A-oetraction = Lf - Lfl x 100 (2) Lf 16. dans laquelle Lf est la longueur du film telle que définie

précédemment à propos du pourcentage de déformation permanente.

De façon à déterminer l'élasticité des matériaux thermocontractés, le ratio d'hystérésis de chaque échantillon a été calculé en utilisant un "Instron Tensile Tester" et équi- pé d'un module d'intégration. Dans chaque cas, les échantillons étirés et thermocontractés ont été fixés entre les mâchoires de l'"Instron Tensile Tester" pour obtenir une longueur initiale de 100 mm (4in) sans tenir compte de la taille de l'échantillon résultant de la thermocontraction. Chaque échantillon a ensuite

été étiré de 100%, à un taux d'étirage de 500 mm à la minute.

Ainsi, tous les échantillons ont été allongés jusqu'à 200 mm (8in). Pendant l'opération d'élongation, le module d'intégration

a mesuré l'aire inscrite sous la courbe d'élongation et a enre-

gistré la valeur correspondante. Lorsqu'à été obtenue l'élonga-

tion à 100%, le module d'intégration a été remis à zéro, et on

a relâché les machoires de l'Instron" jusqu'à ce qu'on ait re-

trouvé la longueur initiale de 100 mm (4in). Lors de l'opération

de relâchement, le module d'intégration a mesure l'aire ins-

crite sous la courbe de relâchement. Le ratio d'hystérésis (RH) a alors été calculé comme suit: RH = aire inscrite sous la courbe d'étirage (3) aire inscrite sous la courbe de relâchement

Dans lazmesure o un élastomère véritable (par exem-

ple le caoutchouc) va présenter un ratio d'hystérésis environ égal à 1,0, la mesure des ratios d'hystérisis des films testés

fournit une indication de leur élasticité à la suite de la ther-

mocontraction. Ainsi, les films à simple couche qui ont présent une thermocontraction comprise entre environ 40% et environ 60% ou d'avantage, et ayant un ratio d'hystérésis inférieur à 2,0 convenaient à une utilisation en tant que ceintures élastiques pou, des serviettes jetables. Les résultats sont présentés en table I

TABLE I

Echantillon Epaisseur du film % D6formation % thermo- Ratio d'hyst6-

No. Film ' xtrud6l % Elongation permanente contraction rosis (RH) 1 PEBAX2533 0,1 mm 0 -- 1, 6 1,4

1,4 2 6 1,3

300 74,2 37, 2 1,3

500 261, 0 63, 9 1,3

2 PEBAX-2533 0,05 mm O -- 3, 9 1,4

1, 6 4 9 1,4

300 86,5 42,8 1,3

500 268,0 65,4 1,3

3 KRATON 2703G1 0,15 mm 0 -- 5,1 3,2

6,3 5,2 3 2

300 42,4 3, 3 3'5

500 73,6 5,9 2,4

4 KRATON 2109 0,15 mm 0 -- 5 5 1,7

3,5 7 0 1,7

300 18,1 8 4 1,6

500 27,1 7 9 1,5

Kraton est un noma de narquce de la Shell Oil Co. No o IO ICWOTfulD tIOTpoc 'T ap arebt. ap uiou un qso aue l nL

8 0 1 0'Z E '9 005

So'T O'Z E s OOb LO'I 0'I b Z OOE ' T 0 T 001 ulu OE'O OOLNO;) i 'I T O O u C 'O (qOi LNT. L b I I 'ZZ 9,15 005 Zb I ú,IE b Et 00E os 0I 9 b T 001 Co 080'1 5 'O -- O uwn so'ozOTl-2NVj fl 9 l 1 6'Zl Ip'b 005 9'1 1 'Et OO00E

9'! 9 '11 'I 001

9'I L '6 -- O UU S O10E0IZ NOJVH) S

( Hal)sTspzuoTpe.DTuoDauaueua uoTiW6uoT' %ppn4 xT 'N -9:s&,p o1'4%-u'r4' % UOT % UTTo np alnssTed, uol.,um (ain-s) I zqsTvm 19.

EXEMPLE II

Des films multicouches coextrudés ayant une couche noyau de film élastomère, et des couches extérieures non élase

tomères ont été préparées en utilisant un adaptateur de combi-

naison classique, obtenu commercialementauprès de la Cloeren Co.,et du type décrit dans le brevet E.UA. 4 152 387, Les tests permettant d'obtenir le pourcentage de déformation permanente, le pourcentage de thermocontraction et le ratio d'hystérésis

ont été menés comme pour l'exemple I ci-dessus, et les résul-

tats ont été regroupés dans la table II.

r,. %O o cj À;exea xeTch;: salTGokoD - Sd: Te>Twa4D sdTITq4daP sqildnu nuaqqo 8b auaidTos = auaedToS 9'dioD xaldwaeq ap seqdne nuaqo qC-POúE xaldwaq3 = Ad T'OZ 8'Li L úO1 005 1' ú TSZ ll'11 OO0 6' ú 9' L Z'I OOI (neKou aqonoz ap %E) 6 ú 9'1 __ 0 tma EL'JO ZA/60IZ uo;ev2/3a 6

LI àP OZZ' L OOS

I' ú I' sz 6à 06 OOI; E úE 9 z00 (nehou aqDnoD ap % CE 9'ú 9'0 0 Ua ú'0 ú. 4d/aua2dtos/gd 8 Hû) upeauff. lune ad.U07ebuol% pxa ffaffl/n2uD; sTspa:[s;,p o s --cua' % uoT4ewmou a % urT np arossTuds /anaT:pco oqnox uolTlrreq urzTj

TABLE II (SUITE)

film Echantillon couche extérieure/ Epaisseur du film % Déformation % thermnno- Ratio d'hystérésis couche Nau/couche extrudé % Elongation permanente contraction RH) No...e térie= r __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ __ _ _ __ _ _ _ _ _ PE/EVA/Kraton 21093 O,13 mm 0 -- 0,6 3,1 ( 33% de couche noyau) 100 5,5 6,7 2 8

300 58,7 34,7 211

500 71,9 29,9 2,0

11 Plexar 3/PEBAX 2533/ 0,10 mm Plexar 3 0 -- 0,8 1,75 (90% de couche noyau) 100 4,8 3,5 1,74

300 115,2 43,7 1 53

500 277,0 60,4 1'61

12 Plexar 3/PEBAX 2533/ 0,17 mm Plexar 3 0 -- 0 8 3,81 ( 35% de couche noyau) 100 12, 1 8, 2 3,36

300 177,2 43,1 3,63

500 376,0 51,3 4,00

3 PE = Chemplex 3404-D; EVA = Chemplex 3312

4 Plexar 3 Ost un ncai de marque de ChWplex Oo.

rJ, en

TABLE II (SUITE)

film Echantilloncouche extérieure/ Epaisseur du film % D6formation thermoRatio d'hyst6r6sis No. extrudé % Elongation permanene ontracton (RH)

13 EVA/PEBAX 2533/EVA5 0 -- 0,6 2,04

(74% couche noyau) 0,09 mn 100 4,8 3,6 2,05

300 129,1 46,5 2,35

500 289,0 61,4 2,18

14 Plexar 3/PEBAX 3533/ Plexar 3 0 - 2,6 2,18 (67% couche noyau) 0,12 mn 100 7,5 5,9 2,07

300 160,9 44,7 2,17

500 309,0 56,1 2,30

Plexar 3/PEBAX 4033/ Plexar 3 0 -- 0,4 3,19 (66% couche noyau) 0,09 mm 100 14,3 5,6 3,11

300 181,8 34,9 3,81

500 349,0 42,9 4,19

EVA = Chemplex 4634 23.

EXEMPLE III

L'exemple III correspond à la répétition de l'exem-

ple II, à l'exception du fait que le Plexar 102 (disponible commercialement auprès de la Chemplex Corporation), et le Surlyn 1702 (commercialement disponible auprès de DuPont)

ont été utilisés comme couches extérieures selon des composi-

tions en volume relatif de 10%/80%/10% (pour:couche extérieu-

re /couche noyau/couche extérieure, respectivement), avec une couche noyau de PEBAX 2533 et 3533. Les tests permettant d'obtenir le pourcentage de thermocontraction et le ratio d'hystérésis ont été menés à bien comme dans l'exemple Iv et les résultats obtenus ont été regroupés dans la table III ci-dessous, o\ o 0 sanoweN ap quoana ap sqadne quauaIeeToauwooD eiqTuodsTp aagwouoT auTsga aun isa ZOLI ApfnSvv LAu. daoD xaidwagqD ap sqadnu luauaITDoaBulooD aIqTuodsTp aaluouoT auTsgi aun qsa Z0O jexaTd 06' [ Is 99Z 00S 99t[ 6E 001'

9 'I ZS 69Z 009

9L oz oo L80 89 SZ Ozi 000 SZ1 6Z1 ZS 6LI 00tO ZOT /8x0ld/ E90 'Zt 500 um9 80'0 úESE-xeqad/Z0olleXld l81

GI 'I 19 99Z OOS

9Z 'z s 6LI 001 9z ' EL' ZOT OOE (0T/08/0T> i z LE 00E **40L1 U*41JlS/ E6 '1 9 s 001 u'u dO'O EESZ-xeqad/zOLi UÈArlnLi IL - issTs LLE 00

'Z EL' ç9 001'

E6't I,P 9TRE 1't 00Eoa %(01/08/01)

ú6,-T 9C OOE9 S

U;OO -9[6l[p oned-oULGf %WTU4eOJ;9Q % (UOTI/0II)

UIO T O

-9RP I OTCV

25.

A partir des exemples ci-dessus, il apparaît clai-

rement qu'aussi bien les films à couche simple que les films

coextrudés Pebax présentent des résultats satisfaisantsen pour-

centage de thermocontractabilité (entre environ 30 et 70 %), lorsqu'ils sont étirés jusqu'à des valeurs d'élongation comprises

entre 200% et environ 500% de façon que, lorsqu'ils sont ap-

pliqués par exemple à des zones de ceintures de serviettes je-

tables, on obtienne un fronçage satisfaisant. Pour la plupart

des films testés, le pourcentage de thermocontractabilité dé-

croit lorsque le pourcentage d'élongation du film croît de 300%

à 500% alors qu'à l'inverse, les films selon l'invention aug-

mentent leur pourcentage de thermocontraction lorsque l'élonga-

tion des films croît de 300% à 500% (comparer par exemple les échantillons n 4-5et 1-2; 8-10Oet 11-19). Les échantillons n

3 et 6, bien que croissant légèrement en pourcentage de thermo-

contractabilité ne présentent pas les qualités de thermocontrac-

tion requises pour des articles à fronçage élastique. Ainsi,

les films de la présente invention rendent maintenant économi-

quement réalisable la production de serviettes jetables ayant des ceintures élastiques qui présentent une valeur suffisante de thermocontractabilité pour obtenir un fronçage adéquat. De plus, les films de la présente invention surmontent de nombreux inconvénients, commerciaux et de production, des élastomères thermocontractables conventionnels, dans la mesure o aucun thermoformage n'est nécessaire pour obtenir les avantages décrits ci-dessus. 26.

Claims

REVENDICATIQNS

1 ) Méthode de fabrication d'un élastomère thermocop-

tractable comprenant les étapes de: (a) orienter en direction monoaxiale, sur une première longueur, un élastomère constitué principalement d'un copolymère

présentant des segments de polymères, en blocs répétés de po-

lyamide et de polyether alternativement, ladite direction d'o-

rientation étant réalisée, sans application de chaleur externe, en orientant monoaxialement ledit élastomère jusqu'à une seconde

longueur sensiblement supérieure à une troisième longueur à la-

quelle intervient une déformation permanente dudit élastomère; (b) relâcher la tension monoaxiale appliquée lors de l'étape (a), afin de permettre audit élastomère de se relâcher naturellement et de se stabiliser à ladite troisième longueur

sensiblement supérieure à ladite première longueur.

2 ) Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit élastomère est orienté monoaxialement au-delà d'une élongation d'environ 200%,pour atteindre ladite seconde longueur. 30) Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit élastomère est orienté monoaxialement sur une élongation d'environ 200 % à environ 700 %, pour obtenir ladite

seconde longueur.

4 ) Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite troisième longueur est comprise entre environ

% et environ 60 % de ladite seconde longueur.

) Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit élastomère subissant lesdites étapes(a) et(b) comprend des couches extérieures en une matière non élastomère, et une couche noyau placée entre lesdites couches extérieures, constituée essentiellement de segments de polymères en blocs

répétés de polyamide et de polyether alternativement.

6 ) Méthode selon la revendication 5, caractérisée en ce que, avant l'étape(a)est réalisée une étape de formage dudit élastomère par laminage à chaud dudit noyau et desdites 2-7.

couches extérieures.

7 ) Méthode selon la revendication 5, caractérisée en ce que ladite couche noyau est constituée dudit élastomère

dans une proportion d'environ 70% à environ 90% en masse.

8 ) Méthode selon l'une quelconque des revendications

de 1 à 7, caractérisée ence qu'elle comprend l'étape complé-

mentaire(c)de thermocontraction dudit élastomère.

9 ) Méthode selon la revendication 8, caractérisée

en ce que l'étape(c) est réalisée par énergie à micro-ondes.

10 ) Méthode selon la revendication 5, caractérisée en ce que ladite troisième longueur est comprise entre environ

% et environ 60% de ladite seconde longueur.

11 ) Méthode selon la revendication 5, caractérisée

en ce que ladite étape O)est réalisée de façon à orienter mo-

noaxialement ledit élastomère jusqu'à une seconde longueur comprise entre environ 200% et environ 700% de la valeur de

ladite première longueur.

12 ) Méthode selon la revendication 8, caractérisée en ce que ledit copolymère ou ladite couche noyau respectivement, ont pour formule:

HO -RH1- -OR2- H

-n

dans laquelle R1 est un polyamide choisi dans le groupe com-

prenant le nylon (6) le nylon (10), le nylon (11), le nylon 412), et le nylon (6,6); R2 est un polyèther choisi dans le groupe comprenant le polyéthylène glycol, le polypropylène glycol, et le polytétraméthylène glycol; et n est un nombre entier. 130) Application de la méthode selon la revendication 1 à un procédé de fabrication d'un article à portion à plis froncés élastiques, ledit procédé comprenant les étapes de: (a) former un élastomère thermocontractable, en orientant monoaxialement un élastomère d'une première longueur constitué essentiellement d'un copolynmère formé de segments 28.

de polymère en blocs alternés de polyamide et de polyéther al-

ternativement, ladite orientation étant réalisée, sans applica-

tion de chaleur extérieure, pour orienter monoaxialement ledit élastomère jusqu'à une seconde longueur sensiblement supérieure à une troisième longueur à laquelle intervient une déformation permanente, et relicher l'orientation monoaxiale pour permettrE à l'élastomère de se relâcher naturellement et de se stabilise: à ladite troisième longueur, sensiblement supérieure à ladite première longueur; (b) fixer l'élastomère fixé selon l'étape (a) à ladil

portion de l'article.

) Application selon la revendication 13, caracté-

risée en ce que le procédé de fabrication dudit article comprei les étapes complémentaires suivantes:

(c) la fixation de l'élastomère formé selon la reven-

dication (a) sur ladite portion de l'article est effectuée dans une direction approximativement parallèle à la direction souhaitée de fronçage et

(d) on fait subir une opération thermocontraction au-

dit élastomère ainsi-fixé pour froncer élastiquement ladite

portion de l'article.

) Application selon la revendication 14, carac-

térisée en ce que l'étape (d) est réalisée par énergie à mi-

cro -]des.

160) Article à portion à frongage élastique, carac-

térisé en ce qu'il comprend un élastomère thermocontracté attaché audit article, et produit selon l'une des revendicatior

de 1 à 15.

17 ) Article selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'élastomère fixé sur ledit article à ensuite été soumis à la chaleur pour thermocontracter ledit élastomère et froncer ainsi ladite portion à laquelle ledit élastomère

est fixé.