紙尿褲“微氣候”溫濕度關系及影響因素研究

王 歡 楊錦祥 湖南舒比奇生活用品有限公司

1 背景

尿液對嬰兒皮膚的刺激是產生紅屁屁的主要原因，紙尿褲吸液后，SAP鎖住大部分尿液，但仍有部分尿液會進入皮膚與紙尿褲面層之間的“密閉空間”，影響“微氣候”。紙尿褲吸收一定量液體后，存液能力大大下降，在受到壓力作用后，尿液易返滲，使“微氣候”急劇變化，對嬰兒皮膚產生刺激。

2 數(shù)據(jù)分析

2.1 透濕性能

表1為4款紙尿褲樣品的透濕性能檢測數(shù)據(jù)。其中，樣品1和樣品4為舒比奇公司產品，樣品2和樣品3為市場上的競品。測試條件為溫度23℃，空氣相對濕度55%。

表1 紙尿褲樣品透濕性能

由表1可以看出，樣品2、樣品3的濕度最大值明顯高于樣品1。因人體感覺舒適的相對濕度為低于70%[1]。紙尿褲“微氣候”溫濕度趨于穩(wěn)定值（2h后），樣品2、樣品3濕度仍處于相對較高的值，使紙尿褲處于濕冷環(huán)境，不利于寶寶皮膚健康，舒適性差。舒比奇公司紙尿褲樣品1的最高濕度與2 h后濕度均為試驗對比4項中最低，因此夜晚使用亦能夠保持較好的舒適度。

2.2 溫濕度曲線

舒比奇公司分兩次進行大數(shù)據(jù)采集測試，第一次采集了4種樣品，第二次采集了16種樣品，具體實驗數(shù)據(jù)如下。

● 樣品1溫濕度曲線分析

圖1 樣品1A和1B的溫濕度變化情況

圖1 為樣品1紙尿褲A、B在第15min、30min、60min、90min和120min時的溫濕度曲線圖。可以看出，樣品1穩(wěn)定后的濕度相比于初始值增加了22%，溫度變化在1℃左右，濕度在吸液后第15min內突變至最大值，同時溫度相應小幅度上升，從15min后開始，濕度逐漸降低，最終趨于穩(wěn)定，而溫度在34.5min左右時升至最大值，在略微浮動后趨于穩(wěn)定。

● 樣品2溫濕度曲線分析

圖2 樣品2A和2B的溫濕度變化情況

圖2 為樣品2紙尿褲A、B在15min、30min、60min、90min和120min時的溫濕度曲線圖。樣品A吸液后，濕度在15min內劇變至最大值96.6%RH，而溫度在15min后仍在繼續(xù)上升，至30min時升至最大值34.5℃，隨后逐漸降低最終趨于穩(wěn)定。濕度落差值16.4%RH。樣品B吸液后，濕度在15min內劇變至最大值95.1%RH，15min之后溫濕度逐漸降低，最終趨于穩(wěn)定。濕度落差值14.8%RH。溫度落差值1.1℃。

● 樣品3溫濕度曲線分析

圖3 樣品3A和3B的溫濕度變化情況

圖3 所示，樣品A吸液后，濕度在0～11min左右處于穩(wěn)定狀態(tài)，從11～15min劇變至最大濕度94.2%RH。同時，溫度隨著濕度的劇增而緩慢提升，溫度在30min左右升至最大值34.9℃，隨后溫濕度逐漸降低最終趨于穩(wěn)定。樣品B的溫濕度變化相比于A的不同點在于，B吸液后濕度便立即開始變化，伴隨著上下波動緩慢上升，在濕度曲線波動消失后，溫度曲線隨機也出現(xiàn)了小幅度波動。隨后在15min左右濕度驟變至最大值94.4%RH，溫度在30min左右升至最大值。30min后，溫濕度逐漸降低，最終趨于穩(wěn)定。

● 樣品4溫濕度曲線分析

圖4 樣品4A和4B的溫濕度變化情況

如圖4，樣品A于15min內濕度到達最大值，總體與其他產品無差別。樣品B的變化曲線中，濕度于吸液后8 min開始有小幅度增長，隨后在14～15min劇增至最大濕度，隨著時間的增長逐漸降低，最終趨于穩(wěn)定。而溫度在濕度劇增時小幅升高，于30min左右升至最高溫度后，逐漸降低并趨于穩(wěn)定。

對樣品1～4的實驗結果進行總結，發(fā)現(xiàn)樣品在吸液后會經過兩個階段：第一階段，液體在非織造布纖維表面?zhèn)鬟f，吸收速度快，擴散時間短。第二階段，液體在纖維內部傳遞，由于水分進入纖維內部引起其結構的變化，纖維在經歷過第一階段后，容水能力迅速降低，導致水分在纖維內部擴散較慢，所以平衡時間較長。

上述實驗的多個溫濕度曲線圖中，在第一階段，濕度在短時間快速上升至最高點，基本呈線性變化，第二階段濕度緩慢降低，最終趨于一個穩(wěn)定值，呈指數(shù)變化。

由于人工尿液的溫度高于紙尿褲“微氣候”初始溫度，所以溫度隨著濕度的增加而增加。而當紙尿褲內“密閉空間”水分逐漸蒸發(fā)散熱，溫度則隨著濕度的減小而減小。通過測試發(fā)現(xiàn)無論國產/跨國品牌紙尿褲，復合芯體/絨毛漿芯體，其溫度變化均不大，主要集中在濕度變化上，因此可以推斷：不同紙尿褲對嬰兒皮膚的影響程度不同，在溫濕度方面主要取決于濕度的不同。為進一步確定這一推斷正確與否，擴大了樣品數(shù)進行實驗，主要研究濕度的變化（表2）。測試條件為溫度23℃，空氣相對濕度55%，每種樣品測試5片，去掉最低值和最高值得出表2數(shù)據(jù)。

表2 紙尿褲樣品濕度變化匯總表

續(xù)表

圖5 樣品1～16的濕度平均落差

2.3 不同芯體定量對濕度的影響

由表2可看出，芯體定量與紙尿褲透濕性能并無正相關的關系。例如樣品3的芯體定量為440g/m2，平均落差為11.4%RH；樣品4的芯體定量為480g/m2，平均落差為16%RH，比樣品3濕度落差大；但樣品5的芯體定量為580g/m2，平均落差為13.3%RH，濕度落差又低于樣品4，因而有此結論。

2.4 底膜印刷對濕度的影響

由于紙尿褲的透濕性能主要依靠底層PE膜的透氣程度，而油墨印刷可能導致PE膜透氣孔的透氣量不均。分析數(shù)據(jù)得知：排序前3名的紙尿褲PE膜為部分印刷或白膜，因此印刷面的大小對紙尿褲整體透濕性能具有一定直接影響。編號12和15的兩款產品都是全版印刷，因芯體種類不同，因此透氣性有差異。

2.5 底層材料打孔對濕度的影響

由表2可知，底層非織造布打孔與紙尿褲透濕性能具有正相關的關系。樣品4的測試結果為目前市場上紙尿褲吸收尿液后最接近人體最適宜濕度值的產品，且濕度落差最大。除此之外，所有測試產品中底層為打孔非織造布的，濕度落差排名均較為靠前。同時，打孔非織造布的基材種類也對濕度有一定影響。本實驗中樣品1、2雖然也使用的非定位膜，但是為了解決與熱風非織造布粘膠性不高這一問題，通過改變原料配比降低了PE膜的透氣量，導致可通過的濕氣量大幅度降低，因此排名靠后。另，本次測試產品中的施膠量差異不大，因此無法斷定噴膠方式與施膠量對紙尿褲透濕性能的影響程度。

3 總結

通過上述實驗測試，可初步得出紙尿褲濕度的影響因素分別如下：

● 芯體定量對紙尿褲整體透濕性能并無直接相關影響；

● 底層印刷面的大小對紙尿褲整體透濕性能具有直接影響；

● 底層非織造布打孔與紙尿褲透濕性能具有正相關的關系。