李悅 吳海波 東華大學(xué)產(chǎn)業(yè)用紡織品教育部工程研究中心

性能探討嬰兒紙尿褲

Discussion on Baby Diapers Properties

李悅 吳海波 東華大學(xué)產(chǎn)業(yè)用紡織品教育部工程研究中心

為了探討嬰兒紙尿褲結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，對市場上常見的幾種不同結(jié)構(gòu)的紙尿褲進(jìn)行性能測試，測試了紙尿褲的吸收性能、經(jīng)多次液體滲透的回滲量、擴(kuò)散長度及液體下滲時間，并根據(jù)紙尿褲的不同結(jié)構(gòu)對測試結(jié)果進(jìn)行了對比分析。紙尿褲具有超強(qiáng)的吸收性能，能吸收自身質(zhì)量數(shù)十倍的液體。立體凹凸結(jié)構(gòu)的面層材料有助于液體快速離開使用者肌膚，并能有效地防止液體的反滲。結(jié)構(gòu)蓬松、纖維直徑較大、尺寸較大的導(dǎo)流層更有利于液體在紙尿褲中的擴(kuò)散，雙層導(dǎo)流層能暫時緩存液體來配合吸收芯層對液體的吸收，同時還能更有效地防止液體的反滲。

隨著時代的發(fā)展，人們的衛(wèi)生意識越來越高，紙尿褲的普及率也會越來越高。同時，我國近期關(guān)于單獨(dú)兩孩政策的落實，更是為紙尿褲市場迎來了發(fā)展機(jī)遇[1]。由此可見，我國紙尿褲市場的發(fā)展空間極為可觀。

雖然紙尿褲的使用有諸多優(yōu)點(diǎn)，但長時間穿戴會形成一個潮濕的環(huán)境，尤其在農(nóng)村，紙尿褲的使用雖已逐漸增多，但更換頻率卻很低，這樣長時間使用就很容易在嬰兒皮膚和紙尿褲之間形成潮濕的環(huán)境，長期下去就可能會引發(fā)皮膚問題甚至?xí)T發(fā)尿布疹。因此，加強(qiáng)紙尿褲的吸收滲透能力是提高紙尿褲品質(zhì)的關(guān)鍵，生產(chǎn)在長時間使用情況下經(jīng)多次滲透仍然能保持吸收量大、反滲量小、吸收速度快、擴(kuò)散佳的產(chǎn)品是目前整個行業(yè)努力的方向。

隨著紙尿褲的發(fā)展，其基本結(jié)構(gòu)也愈加完善。市場上紙尿褲品牌雖然眾多，但其基本結(jié)構(gòu)卻可以歸為幾類，本文就市場上常見的幾種不同結(jié)構(gòu)的嬰兒紙尿褲進(jìn)行性能測試并作對比分析。

1 實驗

1.1 實驗材料

市場上常見的三種不同結(jié)構(gòu)的紙尿褲，分別標(biāo)號為1#、2#、3#。將這3種紙尿褲拆解得到其基本結(jié)構(gòu)信息，如表1所示。

表1 試樣的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)

1.2 性能測試

1.2.1 吸收性能測試

測試原理：將已知質(zhì)量的試樣浸入液體一定時間后稱重，得到吸液前后的質(zhì)量差。

測試標(biāo)準(zhǔn)：參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8939—2008。

測試器材：去離子水、人工尿液、夾子、ACS-3A電子天平、HH-2k4恒溫水浴鍋、秒表。

結(jié)果計算：吸液量=吸液后質(zhì)量–吸液前質(zhì)量；吸液倍率=吸液量/吸液前質(zhì)量。

1.2.2 多次滲透回滲量的測定

測試原理：定量人工尿液被紙尿褲吸收一定時間后，測量在一定壓力作用下返回面層的液體量。

測試標(biāo)準(zhǔn)：參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 28004—2011。

測試器材：標(biāo)準(zhǔn)放液漏斗、量筒、燒杯、濾紙、1.2kg標(biāo)準(zhǔn)壓塊、秒表、人工尿液、天平。

測試方法：將定量40mL的人工尿液按規(guī)定方法倒在紙尿褲面層上，間隔5min倒第二次，再間隔5min倒第三次……倒至所需次數(shù)人工尿液后，待液體滲透5min迅速將已知質(zhì)量的濾紙若干層(需保證吸液后最上層濾紙干燥無吸液)放到試樣表面，同時將1.2kg標(biāo)準(zhǔn)壓塊壓在濾紙上，并開始計時，加壓1min時將標(biāo)準(zhǔn)壓塊移去，用天平稱量試樣表面濾紙的質(zhì)量[2]。結(jié)果計算：回滲量以試樣表面濾紙試驗前后的質(zhì)量差來表示。各個測量值均做5次重復(fù)試驗求平均值。

1.2.3 多次滲透擴(kuò)散長度的測定

測試原理：將定量人工尿液定速流到紙尿褲上，待滲透一定時間測量液體在紙尿褲縱向的擴(kuò)散長度。

測試器材：標(biāo)準(zhǔn)放液漏斗、量筒、燒杯、直尺、人工尿液、秒表。

測試方法：在測試用的人工尿液中加入幾滴紅墨水，然后將定量40mL的人工尿液倒在紙尿褲面層中心位置，每間隔5min倒一次，倒至所需次數(shù)人工尿液后，待液體滲透5min迅速用直尺測量液體在紙尿褲縱向的擴(kuò)散長度。各次滲透的擴(kuò)散長度均測試5個試樣求平均值。

1.2.4 多次滲透液體下滲時間的測定

測試原理：將定量人工尿液定速流到紙尿褲上，用電測法測量全部液體滲透進(jìn)紙尿褲所需的時間。

測試標(biāo)準(zhǔn)：參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 24218.8—2010。

測試器材：YG814D型液體穿透儀、人工尿液、滴定管。

測試方法：將紙尿褲放在YG814D型液體穿透儀的測試平臺上，然后將滲透盤放置于紙尿褲表面，其中心位置對準(zhǔn)紙尿褲的中心，將定量40mL人工尿液持續(xù)加入滲透盤中，液體接觸紙尿褲開始穿透儀會自動計時，待示數(shù)穩(wěn)定記下時間t1為紙尿褲經(jīng)1次液體滲透的下滲時間，第一次加液后間隔5min倒第二次液體，待示數(shù)穩(wěn)定記下時間t2為紙尿褲經(jīng)2次液體滲透的下滲時間，依上述方法測得紙尿褲經(jīng)多次液體滲透的下滲時間。各個測量值均做5次重復(fù)試驗求平均值。

2 結(jié)果及分析

2.1 吸收性能

表2為三種紙尿褲吸人工尿液的測試數(shù)據(jù)。

表2 三種紙尿褲的吸人工尿液的測試結(jié)果

2.2 回滲量

分別對三種紙尿褲試樣（共4組，每組5片）進(jìn)行多次滲透性測試，測試結(jié)果平均值如表3所示。

表3 三種紙尿褲回滲性能測試結(jié)果

由表3的測試結(jié)果可知，3種紙尿褲試樣經(jīng)1次人工尿液滲透測得的回滲量都非常小，沒有明顯的差異，但經(jīng)多次(2～4次)滲透的回滲量出現(xiàn)了顯著的不同。三種紙尿褲的回滲量均隨滲透次數(shù)的增加而增大，其中3#紙尿褲的回滲量隨滲透次數(shù)的增幅最小，抗回滲性能最優(yōu)，其次是2#，1#紙尿褲抗回滲性能最差。

圖1 三種紙尿褲試樣的面層

圖1為三種紙尿褲試樣的面層結(jié)構(gòu)，1#試樣的面層為普通的熱風(fēng)非織造布，結(jié)構(gòu)蓬松，手感柔軟舒適，如圖1(a)所示；2#試樣的面層為熱風(fēng)打孔非織造布，同時伴有花紋式加固結(jié)構(gòu)，使其與紙尿褲其他各層粘合更緊密，手感亦不失柔軟，如圖1(b)所示；3#試樣的面層為熱軋非織造布，經(jīng)過特殊的加工工藝使其面層呈現(xiàn)出凹凸條紋結(jié)構(gòu)，手感較為硬挺，如圖1(c)所示。2#試樣面層的熱風(fēng)打孔結(jié)構(gòu)使得液體較易下滲同時還不失其柔軟舒適的風(fēng)格。3#試樣雖為熱軋非織造布但其面層的凹凸條紋結(jié)構(gòu)不僅使得面層與皮膚的接觸面積減小，提高了紙尿褲的舒適性[3]，同時其凸起的立體空間還增加了回滲液體到達(dá)皮膚的距離，使得面層能保持干爽舒適。

1#和2#紙尿褲使用的都是單層導(dǎo)流層，但2#導(dǎo)流層為全局，能引導(dǎo)液體擴(kuò)散的面積較大，增大吸收芯層的吸液面積，使液體被充分吸收。3#紙尿褲使用的是雙層局部導(dǎo)流層，雖然相對2#來說能引導(dǎo)液體擴(kuò)散的面積較小，但其雙層結(jié)構(gòu)能更有效地緩存液體，更好地配合吸收芯層對液體的吸收，同時雙層結(jié)構(gòu)也能加強(qiáng)對液體回滲的阻礙作用。另外，3#紙尿褲的吸收性能最佳，良好的吸收性能也是紙尿褲具有優(yōu)良抗回滲性能的關(guān)鍵。

圖2 三種紙尿褲經(jīng)多次液體滲透的擴(kuò)散長度

2.3 擴(kuò)散長度

三種紙尿褲經(jīng)多次人工尿液滲透后，從面層觀察液體在紙尿褲中沿縱向的擴(kuò)散長度，測試結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，三種紙尿褲的擴(kuò)散長度均隨紙尿褲經(jīng)液體滲透次數(shù)的增加而增大，其中2#紙尿褲的擴(kuò)散長度最大，1#其次，3#紙尿褲的擴(kuò)散長度最短。1#和2#紙尿褲面層均為熱風(fēng)非織造布，結(jié)構(gòu)蓬松，液體較容易擴(kuò)散，而3#紙尿

褲由于面層的熱軋非織造布在軋點(diǎn)處被壓實使得液體滲透的空隙較小。表4為將三種紙尿褲試樣拆解取出其中導(dǎo)流層測得的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)，其中2#紙尿褲的導(dǎo)流層定量最小，但厚度最大，則該導(dǎo)流層結(jié)構(gòu)最為蓬松，有利于液體在其中的擴(kuò)散。同時2#紙尿褲導(dǎo)流層的纖維直徑最大，粗纖維之間的空隙較大，液體擴(kuò)散也較容易[4]。另外2#紙尿褲導(dǎo)流層還具有較大的尺寸，其長度大于3種紙尿褲的最大擴(kuò)散長度21.8cm，充分引導(dǎo)了液體的擴(kuò)散。1#紙尿褲導(dǎo)流層的尺寸雖略小于3#紙尿褲導(dǎo)流層，但其厚度、纖維直徑均較3#紙尿褲大，使其結(jié)構(gòu)更為蓬松，纖維間的空隙較大，有利于液體在導(dǎo)流層中的擴(kuò)散，所以其導(dǎo)流擴(kuò)散性能優(yōu)于3#。

2.4 下滲時間

三種紙尿褲經(jīng)多次人工尿液滲透的液體下滲時間如圖3所示。由圖3可以看出，3種紙尿褲的液體下滲時間均隨倒液次數(shù)的增加而增加，其中3#紙尿褲的液體下滲速度最快，1#紙尿褲第一次倒液的液體下滲時間與2#紙尿褲十分接近，但多次液體滲透的下滲時間明顯長于2#紙尿褲。1#和2#紙尿褲面層均為結(jié)構(gòu)蓬松的熱風(fēng)非織造布，能迅速捕獲液體，2#面層的熱風(fēng)打孔結(jié)構(gòu)能加快液體的下滲，因此其液體下滲速度優(yōu)于1#紙尿褲。3#紙尿褲的面層雖為熱軋非織造布，由于在軋點(diǎn)處被壓實使得液體下滲的空隙較小，但因其為凹凸條紋的立體結(jié)構(gòu)，使得倒在面上的液體迅速流向凹處，而與使用者肌膚接觸的凸起部分能在較短時間內(nèi)變得干爽，雖然液體可能并沒有在這較短時間內(nèi)全部滲入紙尿褲內(nèi)，而是暫時儲存在凹處，但測試用的滲透盤與紙尿褲的接觸點(diǎn)同使用者與紙尿褲的接觸點(diǎn)一樣也為面上的凸起部位，因而測得的液體下滲時間最短。也正是因為如此，使得這種凹凸結(jié)構(gòu)的面層材料讓穿戴者感覺更為干爽舒適。

表4 三種紙尿褲試樣導(dǎo)流層的基本參數(shù)

圖3 三種紙尿褲經(jīng)不同次數(shù)液體滲透的下滲時間

3 結(jié)語

(1) 立體凹凸結(jié)構(gòu)的面層材料較普通面層材料有更好的防止液體回滲的性能，同時還有助于液體迅速離開寶寶的肌膚，保持紙尿褲面層的干爽舒適；

(2) 導(dǎo)流層的尺寸、蓬松度、纖維直徑均對液體在紙尿褲中的擴(kuò)散有著重要的影響，雙層導(dǎo)流層能暫時緩存液體配合吸收芯層對液體的吸收，同時還能更有效地防止液體的回滲；

(3) 紙尿褲的性能與其各層結(jié)構(gòu)息息相關(guān)，芯層吸收性能好的紙尿褲只有配上優(yōu)良的面層及導(dǎo)流層結(jié)構(gòu)，各層結(jié)構(gòu)相互協(xié)調(diào)作用，才能得到在長時間使用情況下經(jīng)多次滲透仍然能保持吸收量大、回滲量小、吸收速度快、擴(kuò)散佳的產(chǎn)品。

[1] 劉重才.各地落實單獨(dú)二孩政策 紙尿褲材料坐享紅利[N].上海證券報,2014-01-21A06.

[2] GB/T 28004—2011《紙尿褲(片、墊)》[s].

[3] 花王株式會社.吸收性物品的表面片：中國專利, 200510059408.7[P]. 2005-9-28.

[4] 王歡.熱風(fēng)穿透粘合復(fù)合導(dǎo)流層結(jié)構(gòu)與性能研究[D].東華大學(xué),2010:37-40.