紙尿褲透氣性能的測試

郭 盛 國家生活用紙產品質量監督檢驗中心

徐金霞 陸東東 國家漿紙產品質量監督檢驗中心

目前，消費者除了關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重要因素。當嬰幼兒睡覺或外出前，父母可能為他們穿上紙尿褲，在他們便溺前的好長一段時間，如果紙尿褲透氣性不好，嬰幼兒會因為紙尿褲不透氣，體表溫度升高，覺得不舒服，從而引起皮膚不適。另外，在有便溺情況時，紙尿褲與皮膚之間的空隙就會變得濕熱，若透水蒸氣效果好，會減輕濕熱的程度，增強舒適度；反之，透水蒸氣太差，產生的焐熱感會使嬰幼兒不舒服，嚴重時還會引起濕疹。當然，防水透氣底膜也應該發揮防水的效果，不能出現漏液現象，因此底膜透水蒸氣應該控制在一個適度的范圍，不能太低，也不能太高。Duygu Gozen等在討論紙尿褲紅疹時認為，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，紙尿褲的透氣性測試必須將空氣透過率和水蒸氣透過率結合起來考慮。

國內外對紙制品和紡織物空氣透氣性的檢測研究已經非常深入具體。紙制品的透氣度和織物的透氣度在檢測原理上基本一致，一般透氣度的含義指：在一定壓力差情況下，單位時間透過一定面積的試樣的空氣量[2,3]，其單位為mL/min。ISO標準中定義為：在規定條件下，在單位時間和單位壓力差情況下，單位面積的試樣所通過的平均空氣量，用μm/(Pa·s) 表示。不同的是壓力差的選擇、測試面積的選擇以及測量方式。GB/T 5453-1997《紡織品織物透氣性的測定》中可以選用5、20、50、100cm24種測試面積，50～500Pa。常用100Pa（服裝面料），200Pa（工業織物），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，測試面積為10 cm2。這一類的測試設備雖然差別很大，但原理都相同。所以，選用合適的壓差及測試面積可以對紙尿褲進行整體的透氣性測試[4,5]。

也有一些研究認為有尿液產生時，紙尿褲內部為濕熱環境。因此，嚴格意義上來講，所謂透氣性實際是指透水蒸氣性，可用水蒸氣透過量g/(cm2·24h)來表示[6]。

本文將透空氣性能和透水蒸氣性能結合起來，選用肖伯爾法透氣儀和水蒸氣透過率測試儀測試了15個紙尿褲試樣，獲得能綜合評判紙尿褲透氣性的數據。

1 實驗部分

1.1 儀器

N1901肖伯爾透氣度測定儀和W3/031水蒸氣透過率測定儀。

1.2 試驗方法

1.2.1 透空氣性能測試方法

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

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，打開放水閥，在30s內調節真空度到（1.0±0.01）kPa。

（3）測量在（1.0±0.01）kPa穩定壓差下，5min通過的水的體積（mL）。

1.2.2 透水蒸氣性能測試方法

（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率測定儀的測試皿上，在（38±1）℃，濕度（30±2）%RH條件下測試水蒸氣透過率。每個試樣稱重4次，從第二次稱重記錄一次水蒸氣透過率。因此，每個試樣記錄有三次水蒸氣透過率的結果。

2 結果與討論

2.1 透空氣性能測試結果

將15個試樣進行統一編號，記錄關鍵信息后，開封，按照透空氣性能檢測方法進行測試，結果如表1所示。

由表1結果可知：

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

（2）雖然測試的試樣是裁剪過的，但測試中對結果影響最大的還是產品采用的防水透氣底膜，透氣膜的透氣性決定了測量數據的大小。

（3）盡管各個生產商標注的透氣膜名稱不同，但有一部分試樣的空氣透氣性數據相差不大，如試樣#3和#7完全相同；#1、#8、#10和#12接近；試樣#4和#6接近。說明大多數生產企業選用的是型號類似的防水透氣膜，而少數生產商選用的底膜基本不透氣。

表1 透空氣性能測試結果

2.2 透水蒸氣性能

將15個試樣按照透水蒸氣性能檢測方法進行測試，結果如表2 所示。

從表2的結果可知：

（1）采用W3/031水蒸氣透過率測定儀在溫度（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）通過比較發現：試樣的水蒸氣透過率與空氣透氣度有相類似的結論，兩者之間可能存在某種關聯，即空氣透氣度不好的試樣，水蒸氣透過率也很差，如#2和#5試樣，均在100g/（cm2·24h）以下。而空氣透氣度好的試樣，水蒸氣透過率也最大，如#9試樣，高達2,100g/（cm2·24h）。

（3）從三次水蒸氣透過率測量數據來看，隨著時間的延長，水蒸氣透過率的測試值會下降，逐漸趨于穩定。但也有試樣出現降低幅度很大的情況，如#13試樣水蒸氣透過率從1,470g/（cm2·24h）下降到1,340g/（cm2·24h），說明該透氣膜在后期出現了部分堵塞。

表2 透水蒸氣性能測試結果

3 結論

為了更好地表征紙尿褲的實際使用環境，本文將空氣透氣度和水蒸氣透過率兩者結合起來，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穩定壓差下，測試5min所裁取試樣的空氣透氣度，及采用W3/031水蒸氣透過率測定儀在溫度（38±1）℃，濕度（30±2）%RH條件下，測試所裁取試樣的水蒸氣透過率，發現：

（1）這兩種測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率。

（2）通過比較發現：試樣的水蒸氣透過率與空氣透氣度有相似的結論，兩者之間可能存在某種關聯，即空氣透氣度不好的試樣，水蒸氣透過率也很差，而空氣透氣度好的試樣，相應的水蒸氣透過率也高。

（3）由于對紙尿褲產品透氣性影響最大的是防水透氣底膜，從測試結果來看，大多數生產企業采用了型號接近的防水透氣膜，而有少數生產企業選用的底膜基本上沒有透氣性。