基于超吸水纤维卫生巾的开发

董 震 丁志荣 孙 欣

(南通大学，南通，226007)

基于超吸水纤维卫生巾的开发

董 震 丁志荣 孙 欣

(南通大学，南通，226007)

分析了三种卫生巾表层的导水性、快干性和透湿性;设计了新的表层结构，该结构可以取得比较理想的综合效果;比较了两种芯层材料卫生巾的饱和吸液能力和锁水能力，超吸水纤维适合作为卫生巾的芯层材料。

超吸水纤维，卫生巾，导水性，透湿性，锁水性

卫生巾作为一次性卫生用品，关系到广大消费者的身心健康，然而卫生巾并不“卫生”已成为生产者和消费者都无法回避的问题。此类产品主要存在以下问题:①芯层的吸水锁水能力不足，使液体回渗至皮肤接触面，导致人体易被细菌感染;②表层的导水快干能力不足，液体长期黏附于人体皮肤与卫生巾表层之间，致使细菌大量滋生。

卫生巾一般分为表层、芯层和底层三层。在功能上卫生巾产品应满足以下要求:①材料整体的超倍吸水;②与皮肤接触的表层导水快干;③底部防渗。卫生巾产品的功能性是材料中三层结构共同作用的结果，其中表层和芯层的性能是产品质量的关键。

本试验从卫生巾的功能性设计入手，对卫生巾表层进行优化组合，选取超吸水纤维(SAF)作为卫生巾产品的芯层材料，并对卫生巾的吸水、锁水、导水快干性能进行综合分析和研究。选取三种常见品牌的卫生巾(娇爽、苏菲和瞬吸蓝)作为研究参考对象。

1 卫生巾表层结构与命名

卫生巾产品的表层结构可分为棉型和网型两类。棉型表层通常采用非织造工艺加工而成，网型表层则一般采用热熔加工工艺使表面形成许多圆形点状空穴，其表面形态结构见图1。

图1 卫生巾表层的形态结构

由于卫生巾表层信息包含品牌、结构类型及层数等内容，本文采用三段法来描述:#-＆-@，其中#代表卫生巾的品牌:如娇爽——J，苏菲——Su，瞬吸蓝——Sn;＆表示卫生巾的表层类型:棉型——C，网型——N;@ 代表卫生巾表层的层数，“1、2、3”分别代表卫生巾表层中的第一、二、三层。举例如下:Su-N-1表示“苏菲”牌网型卫生巾表层的第一层。

2 卫生巾的性能测试

卫生巾的性能测试包含表层和整体两部分。表层强调的是导水、快干、透湿等性能;整体要求是饱和吸液能力高、锁水性强。

2.1 表层导水性能

在实际应用过程中，要求液体传导到卫生巾表层时能迅速地沿表层扩散，即要求表层的导水性能好，以利于最大程度地被芯层吸收。表层材料的导水性能以芯吸效应法在YG(B)871型毛细管效应仪上进行测试，试样长度18.0 cm、宽度3.5 cm，测试时间30 min。

2.2 表层干燥速率

表层沾湿后干燥速度的快慢直接决定了人体的舒适感，用表层干燥速率来表征。试验将4 cm×4 cm的表层试样烘干后称其干重W0，将试样在蒸馏水中浸泡3 h后悬挂2 min，称其湿重W1，再将湿试样在37℃的干燥烘箱中烘5 min，称重W2，干燥速率V按下式计算:

2.3 表层透湿率

卫生巾使用过程中，皮肤散发的水汽会透过卫生巾表层被芯层吸收，表层的穿透效果越好，人体越舒适，表层透湿率就反映了这一指标。试验中将7 cm×7 cm的试样覆盖于透湿杯杯口(杯内径60 mm，杯深22 mm，含水150 ml)，整体置于37℃的干燥环境中，l h后称取杯重A1，继续试验1 h后称取杯重A2。透湿率MVT按下式计算:

式中:S——试样的透湿面积;

T——两次称重间隔时间。

2.4 卫生巾整体吸液性能

卫生巾的整体吸液能力用饱和吸液量来表示。测试时将卫生巾平铺于钢丝网上，在卫生巾中央垂直高度2 cm处用滴定管向卫生巾表面滴水。当卫生巾表面有水渗出时，此时的吸液量即为饱和吸液量V(ml)。

2.5 卫生巾整体锁水性能

卫生巾的锁水性能用锁水率来表示。测试时将4 cm×4 cm的卫生巾试样烘干后称其干重M1，将其平铺于钢丝网上，在试样中央垂直高度2 cm处用滴定管向卫生巾表面滴水40 g(M0)后，在其表面加压质量为200 g的玻璃平板，5 min后撤去加压玻璃平板，卫生巾称重M2，锁水率S锁水按下式计算:

3 表层的性能分析与结构设计

3.1 表层材料分析

对三种品牌的卫生巾表层进行红外光谱分析，见表1。由表1可以看出，卫生巾表层的材料多由聚乙烯、聚丙烯等合成纤维组成，主要是利用其导水快干的特性。其中娇爽品牌的卫生巾表层由单独的一层组成;苏菲和瞬吸蓝品牌的卫生巾表层由两层组成。

表1 表层材料的化学组成

3.2 表层的导水性能

对棉型和网型卫生巾表层(表层及表层中各单层)的导水性能的测试结果见图2和图3。由图可以看出:①三种品牌的卫生巾材料均显示出表层整体的导水性能强于各单层的特征，说明了表层内的各单层间的结合有利于水分沿表层的扩散;②在三种品牌的卫生巾中，无论是棉型或网型，表层的导水性均呈现出娇爽＜苏菲＜瞬吸蓝的特点。

3.3 表层的干燥速率

对棉型和网型卫生巾表层的快干性能测试结果见图4和图5。由图可以看出:①无论是棉型或网型，表层整体的干燥速率均小于对应的单层，这与材料越厚，干燥速度越慢的规律是一致的;②在三种品牌卫生巾中，表层干燥速率的次序为娇爽＞瞬吸蓝＞苏菲。

3.4 表层的透湿率

图2 棉型表层的导水性能

图3 网型表层的导水性能

图4 棉型表层的干燥速率

图5 网型表层的干燥速率

对棉型和网型卫生巾表层透湿率的测试结果见图6和图7。由图可以看出:①无论是棉型或网型，表层整体的透湿率均小于对应的单层，表明材料越厚，水汽的穿透难度越大;②在三种品牌的卫生巾中，透湿率的次序为娇爽＞苏菲＞瞬吸蓝。

图6 棉型表层的透湿率

图7 网型表层的透湿率

3.5 新表层的结构设计与性能

由以上分析可知，棉型和网型卫生巾的表层有一共同点:表层层数越多，对透湿及干燥速率越不利，但对于导水是有利的。由于透湿及干燥速率直接决定了人体的舒适感，本试验选择透湿率及干燥速率指标比较理想的J-C-1作为新棉型卫生巾表层的第一层，Su-C-2作为新表层的第二层，并与第一层复合以提高导水效果;同样，新网型卫生巾表层由J-N-1和Su-N-2组成。两层之间采用热轧的形式将边缘黏合在一起，轧辊压力0.3 MPa，温度160℃，车速3 m/min。新表层的各项性能比较见图8～图10。

可以看出，与单层的娇爽卫生巾表层相比，新表层的透湿率及干燥速率略低，但导水性能有明显提高;与双层的苏菲卫生巾表层相比，新表层的导水性能和透湿率与其接近，但干燥速率明显提高，说明新表层的综合性能比较理想。

4 SAF卫生巾的性能

图8 干燥速率比较

图9 导水性能比较

图10 透湿率比较

卫生巾的芯层一般选用再生纤维素短绒或吸水树脂(SAP)作为原料。这类原料存在一些明显问题，如吸液能力不足，液体扩散均匀性不好等。本试验选用前述两层复合的新表层，芯层分别选用SAF和SAP作为原料，进行卫生巾的饱和吸液性能和锁水性能比较，结果见图11和图12。

可以看出，SAF作为芯层材料的卫生巾其饱和吸液量和锁水性都有很大程度的提高，显示了SAF与SAP相比具有更加优秀的吸水和锁水能力，这主要与SAF的离子网络吸液理论［1-6］有关，吸入的水分子被锁于纤维内的网络中，以氢键的形式与大分子结合在一起。上述特点对于卫生巾的表层保持透湿、快干也是非常有利的。

5 结论

图11 卫生巾的饱和吸液性能

图12 卫生巾的锁水性能

(1)无论是棉型或网型表层结构的卫生巾，表层整体的干燥速率均小于表层中的各单层;表层整体的透湿率均小于表层中的各单层;表层整体的导水性优于表层中的各单层。由J-N-1和Su-N-2组成的新表层可以取得比较理想的综合效果。

(2)卫生巾SAF芯层的饱和吸液能力和锁水能力明显强于SAP芯层，SAF适合做卫生巾的芯层材料。

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Development of sanitary napkin based on superabsorbent fiber

Dong Zhen，Ding Zhirong and Sun Xin
(Nantong University)

The surface water conductivity，quick drying property and moisture permeability of three kinds of sanitary napkins materials were analyzed.A new type of surface structure was designed and it has good comprehensive effect.Superabsorbent fiber(SAF)was used as core material of sanitary napkins.The saturated absorbency and water lock capacity of sanitary napkins with two kinds core materials were compared.

superabsorbent fiber，sanitary napkin ，water conductivity，moisture permeability，water lock capacity

TS176.4;TQ342.86

B

1004－7093(2010)09－0009－05

2010－06－22

董震，男，1978年生，讲师。主要从事纺织新材料的研究。