紙尿褲透氣性能的測(cè)試

郭 盛 國(guó)家生活用紙產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心

徐金霞 陸東東 國(guó)家漿紙產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心

目前，消費(fèi)者除了關(guān)心紙尿褲的安全性外，選擇紙尿褲更多考慮其舒適性，而透氣性又是影響舒適性的一個(gè)重要因素。當(dāng)嬰幼兒睡覺(jué)或外出前，父母可能為他們穿上紙尿褲，在他們便溺前的好長(zhǎng)一段時(shí)間，如果紙尿褲透氣性不好，嬰幼兒會(huì)因?yàn)榧埬蜓澆煌笟猓w表溫度升高，覺(jué)得不舒服，從而引起皮膚不適。另外，在有便溺情況時(shí)，紙尿褲與皮膚之間的空隙就會(huì)變得濕熱，若透水蒸氣效果好，會(huì)減輕濕熱的程度，增強(qiáng)舒適度；反之，透水蒸氣太差，產(chǎn)生的焐熱感會(huì)使嬰幼兒不舒服，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起濕疹。當(dāng)然，防水透氣底膜也應(yīng)該發(fā)揮防水的效果，不能出現(xiàn)漏液現(xiàn)象，因此底膜透水蒸氣應(yīng)該控制在一個(gè)適度的范圍，不能太低，也不能太高。Duygu Gozen等在討論紙尿褲紅疹時(shí)認(rèn)為，引起紙尿褲紅疹的原因是紙尿褲與人體形成的狹小空間缺少新鮮空氣，加上潮濕和排泄物的刺激[1]。綜上所述，紙尿褲的透氣性測(cè)試必須將空氣透過(guò)率和水蒸氣透過(guò)率結(jié)合起來(lái)考慮。

國(guó)內(nèi)外對(duì)紙制品和紡織物空氣透氣性的檢測(cè)研究已經(jīng)非常深入具體。紙制品的透氣度和織物的透氣度在檢測(cè)原理上基本一致，一般透氣度的含義指：在一定壓力差情況下，單位時(shí)間透過(guò)一定面積的試樣的空氣量[2,3]，其單位為mL/min。ISO標(biāo)準(zhǔn)中定義為：在規(guī)定條件下，在單位時(shí)間和單位壓力差情況下，單位面積的試樣所通過(guò)的平均空氣量，用μm/(Pa·s) 表示。不同的是壓力差的選擇、測(cè)試面積的選擇以及測(cè)量方式。GB/T 5453-1997《紡織品織物透氣性的測(cè)定》中可以選用5、20、50、100cm24種測(cè)試面積，50～500Pa。常用100Pa（服裝面料），200Pa（工業(yè)織物），20cm2。GB/T 458-2008《紙和紙板的透氣度》中肖伯爾法壓差固定在1.0kPa，透氣性很低的選用2.0kPa，測(cè)試面積為10 cm2。這一類的測(cè)試設(shè)備雖然差別很大，但原理都相同。所以，選用合適的壓差及測(cè)試面積可以對(duì)紙尿褲進(jìn)行整體的透氣性測(cè)試[4,5]。

也有一些研究認(rèn)為有尿液產(chǎn)生時(shí)，紙尿褲內(nèi)部為濕熱環(huán)境。因此，嚴(yán)格意義上來(lái)講，所謂透氣性實(shí)際是指透水蒸氣性，可用水蒸氣透過(guò)量g/(cm2·24h)來(lái)表示[6]。

本文將透空氣性能和透水蒸氣性能結(jié)合起來(lái)，選用肖伯爾法透氣儀和水蒸氣透過(guò)率測(cè)試儀測(cè)試了15個(gè)紙尿褲試樣，獲得能綜合評(píng)判紙尿褲透氣性的數(shù)據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器

N1901肖伯爾透氣度測(cè)定儀和W3/031水蒸氣透過(guò)率測(cè)定儀。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 透空氣性能測(cè)試方法

（1）取樣：如圖1所示，取試樣的對(duì)稱軸左右各30mm，上下各50mm的陰影部分作為試樣的測(cè)試部分。

圖1 透空氣性能取樣示意圖

（2）將試樣夾在N1901透氣度儀的夾持器上，在溢水管下放置量杯，打開(kāi)放水閥，在30s內(nèi)調(diào)節(jié)真空度到（1.0±0.01）kPa。

（3）測(cè)量在（1.0±0.01）kPa穩(wěn)定壓差下，5min通過(guò)的水的體積（mL）。

1.2.2 透水蒸氣性能測(cè)試方法

（1）取樣：如圖2所示，取試樣的中心部位面積為50 cm2陰影部分，小心清理表面的SAP、絨毛漿和背面的非織造布，取底膜作為試樣的測(cè)試部分。

圖2 透水蒸氣性能取樣示意圖

（2）放一定量的純凈水后，將試樣夾在水蒸氣透過(guò)率測(cè)定儀的測(cè)試皿上，在（38±1）℃，濕度（30±2）%RH條件下測(cè)試水蒸氣透過(guò)率。每個(gè)試樣稱重4次，從第二次稱重記錄一次水蒸氣透過(guò)率。因此，每個(gè)試樣記錄有三次水蒸氣透過(guò)率的結(jié)果。

2 結(jié)果與討論

2.1 透空氣性能測(cè)試結(jié)果

將15個(gè)試樣進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)，記錄關(guān)鍵信息后，開(kāi)封，按照透空氣性能檢測(cè)方法進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表1所示。

由表1結(jié)果可知：

（1）采用N1901透氣度儀在（1.0±0.01）kPa穩(wěn)定壓差下，能比較出不同試樣的空氣透氣度差異，尤其是檢測(cè)出了#2和#5樣品完全不透氣，這樣的產(chǎn)品對(duì)消費(fèi)者的舒適度會(huì)造成不良影響。另外，還鑒別出#9試樣采用了較好的透氣膜。

（2）雖然測(cè)試的試樣是裁剪過(guò)的，但測(cè)試中對(duì)結(jié)果影響最大的還是產(chǎn)品采用的防水透氣底膜，透氣膜的透氣性決定了測(cè)量數(shù)據(jù)的大小。

（3）盡管各個(gè)生產(chǎn)商標(biāo)注的透氣膜名稱不同，但有一部分試樣的空氣透氣性數(shù)據(jù)相差不大，如試樣#3和#7完全相同；#1、#8、#10和#12接近；試樣#4和#6接近。說(shuō)明大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)選用的是型號(hào)類似的防水透氣膜，而少數(shù)生產(chǎn)商選用的底膜基本不透氣。

表1 透空氣性能測(cè)試結(jié)果

2.2 透水蒸氣性能

將15個(gè)試樣按照透水蒸氣性能檢測(cè)方法進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表2 所示。

從表2的結(jié)果可知：

（1）采用W3/031水蒸氣透過(guò)率測(cè)定儀在溫度（38±1）℃，控制濕度（30±2）%RH條件下，能比較出不同試樣的水蒸氣透氣度差異。

（2）通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)：試樣的水蒸氣透過(guò)率與空氣透氣度有相類似的結(jié)論，兩者之間可能存在某種關(guān)聯(lián)，即空氣透氣度不好的試樣，水蒸氣透過(guò)率也很差，如#2和#5試樣，均在100g/（cm2·24h）以下。而空氣透氣度好的試樣，水蒸氣透過(guò)率也最大，如#9試樣，高達(dá)2,100g/（cm2·24h）。

（3）從三次水蒸氣透過(guò)率測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)看，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，水蒸氣透過(guò)率的測(cè)試值會(huì)下降，逐漸趨于穩(wěn)定。但也有試樣出現(xiàn)降低幅度很大的情況，如#13試樣水蒸氣透過(guò)率從1,470g/（cm2·24h）下降到1,340g/（cm2·24h），說(shuō)明該透氣膜在后期出現(xiàn)了部分堵塞。

表2 透水蒸氣性能測(cè)試結(jié)果

3 結(jié)論

為了更好地表征紙尿褲的實(shí)際使用環(huán)境，本文將空氣透氣度和水蒸氣透過(guò)率兩者結(jié)合起來(lái)，討論了紙尿褲的透氣性能。研究采用N1901肖伯爾透氣度儀在（1.0±0.01）kPa穩(wěn)定壓差下，測(cè)試5min所裁取試樣的空氣透氣度，及采用W3/031水蒸氣透過(guò)率測(cè)定儀在溫度（38±1）℃，濕度（30±2）%RH條件下，測(cè)試所裁取試樣的水蒸氣透過(guò)率，發(fā)現(xiàn)：

（1）這兩種測(cè)試方法能分別比較出不同試樣的空氣透氣度和水蒸氣透過(guò)率。

（2）通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)：試樣的水蒸氣透過(guò)率與空氣透氣度有相似的結(jié)論，兩者之間可能存在某種關(guān)聯(lián)，即空氣透氣度不好的試樣，水蒸氣透過(guò)率也很差，而空氣透氣度好的試樣，相應(yīng)的水蒸氣透過(guò)率也高。

（3）由于對(duì)紙尿褲產(chǎn)品透氣性影響最大的是防水透氣底膜，從測(cè)試結(jié)果來(lái)看，大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)采用了型號(hào)接近的防水透氣膜，而有少數(shù)生產(chǎn)企業(yè)選用的底膜基本上沒(méi)有透氣性。