纸尿裤透气性能的测试

郭 盛 国家生活用纸产品质量监督检验中心

徐金霞 陆东东 国家浆纸产品质量监督检验中心

目前，消费者除了关心纸尿裤的安全性外，选择纸尿裤更多考虑其舒适性，而透气性又是影响舒适性的一个重要因素。当婴幼儿睡觉或外出前，父母可能为他们穿上纸尿裤，在他们便溺前的好长一段时间，如果纸尿裤透气性不好，婴幼儿会因为纸尿裤不透气，体表温度升高，觉得不舒服，从而引起皮肤不适。另外，在有便溺情况时，纸尿裤与皮肤之间的空隙就会变得湿热，若透水蒸气效果好，会减轻湿热的程度，增强舒适度；反之，透水蒸气太差，产生的焐热感会使婴幼儿不舒服，严重时还会引起湿疹。当然，防水透气底膜也应该发挥防水的效果，不能出现漏液现象，因此底膜透水蒸气应该控制在一个适度的范围，不能太低，也不能太高。Duygu Gozen等在讨论纸尿裤红疹时认为，引起纸尿裤红疹的原因是纸尿裤与人体形成的狭小空间缺少新鲜空气，加上潮湿和排泄物的刺激[1]。综上所述，纸尿裤的透气性测试必须将空气透过率和水蒸气透过率结合起来考虑。

国内外对纸制品和纺织物空气透气性的检测研究已经非常深入具体。纸制品的透气度和织物的透气度在检测原理上基本一致，一般透气度的含义指：在一定压力差情况下，单位时间透过一定面积的试样的空气量[2,3]，其单位为mL/min。ISO标准中定义为：在规定条件下，在单位时间和单位压力差情况下，单位面积的试样所通过的平均空气量，用μm/(Pa·s) 表示。不同的是压力差的选择、测试面积的选择以及测量方式。GB/T 5453-1997《纺织品织物透气性的测定》中可以选用5、20、50、100cm24种测试面积，50～500Pa。常用100Pa（服装面料），200Pa（工业织物），20cm2。GB/T 458-2008《纸和纸板的透气度》中肖伯尔法压差固定在1.0kPa，透气性很低的选用2.0kPa，测试面积为10 cm2。这一类的测试设备虽然差别很大，但原理都相同。所以，选用合适的压差及测试面积可以对纸尿裤进行整体的透气性测试[4,5]。

也有一些研究认为有尿液产生时，纸尿裤内部为湿热环境。因此，严格意义上来讲，所谓透气性实际是指透水蒸气性，可用水蒸气透过量g/(cm2·24h)来表示[6]。

本文将透空气性能和透水蒸气性能结合起来，选用肖伯尔法透气仪和水蒸气透过率测试仪测试了15个纸尿裤试样，获得能综合评判纸尿裤透气性的数据。

1 实验部分

1.1 仪器

N1901肖伯尔透气度测定仪和W3/031水蒸气透过率测定仪。

1.2 试验方法

1.2.1 透空气性能测试方法

（1）取样：如图1所示，取试样的对称轴左右各30mm，上下各50mm的阴影部分作为试样的测试部分。

图1 透空气性能取样示意图

（2）将试样夹在N1901透气度仪的夹持器上，在溢水管下放置量杯，打开放水阀，在30s内调节真空度到（1.0±0.01）kPa。

（3）测量在（1.0±0.01）kPa稳定压差下，5min通过的水的体积（mL）。

1.2.2 透水蒸气性能测试方法

（1）取样：如图2所示，取试样的中心部位面积为50 cm2阴影部分，小心清理表面的SAP、绒毛浆和背面的非织造布，取底膜作为试样的测试部分。

图2 透水蒸气性能取样示意图

（2）放一定量的纯净水后，将试样夹在水蒸气透过率测定仪的测试皿上，在（38±1）℃，湿度（30±2）%RH条件下测试水蒸气透过率。每个试样称重4次，从第二次称重记录一次水蒸气透过率。因此，每个试样记录有三次水蒸气透过率的结果。

2 结果与讨论

2.1 透空气性能测试结果

将15个试样进行统一编号，记录关键信息后，开封，按照透空气性能检测方法进行测试，结果如表1所示。

由表1结果可知：

（1）采用N1901透气度仪在（1.0±0.01）kPa稳定压差下，能比较出不同试样的空气透气度差异，尤其是检测出了#2和#5样品完全不透气，这样的产品对消费者的舒适度会造成不良影响。另外，还鉴别出#9试样采用了较好的透气膜。

（2）虽然测试的试样是裁剪过的，但测试中对结果影响最大的还是产品采用的防水透气底膜，透气膜的透气性决定了测量数据的大小。

（3）尽管各个生产商标注的透气膜名称不同，但有一部分试样的空气透气性数据相差不大，如试样#3和#7完全相同；#1、#8、#10和#12接近；试样#4和#6接近。说明大多数生产企业选用的是型号类似的防水透气膜，而少数生产商选用的底膜基本不透气。

表1 透空气性能测试结果

2.2 透水蒸气性能

将15个试样按照透水蒸气性能检测方法进行测试，结果如表2 所示。

从表2的结果可知：

（1）采用W3/031水蒸气透过率测定仪在温度（38±1）℃，控制湿度（30±2）%RH条件下，能比较出不同试样的水蒸气透气度差异。

（2）通过比较发现：试样的水蒸气透过率与空气透气度有相类似的结论，两者之间可能存在某种关联，即空气透气度不好的试样，水蒸气透过率也很差，如#2和#5试样，均在100g/（cm2·24h）以下。而空气透气度好的试样，水蒸气透过率也最大，如#9试样，高达2,100g/（cm2·24h）。

（3）从三次水蒸气透过率测量数据来看，随着时间的延长，水蒸气透过率的测试值会下降，逐渐趋于稳定。但也有试样出现降低幅度很大的情况，如#13试样水蒸气透过率从1,470g/（cm2·24h）下降到1,340g/（cm2·24h），说明该透气膜在后期出现了部分堵塞。

表2 透水蒸气性能测试结果

3 结论

为了更好地表征纸尿裤的实际使用环境，本文将空气透气度和水蒸气透过率两者结合起来，讨论了纸尿裤的透气性能。研究采用N1901肖伯尔透气度仪在（1.0±0.01）kPa稳定压差下，测试5min所裁取试样的空气透气度，及采用W3/031水蒸气透过率测定仪在温度（38±1）℃，湿度（30±2）%RH条件下，测试所裁取试样的水蒸气透过率，发现：

（1）这两种测试方法能分别比较出不同试样的空气透气度和水蒸气透过率。

（2）通过比较发现：试样的水蒸气透过率与空气透气度有相似的结论，两者之间可能存在某种关联，即空气透气度不好的试样，水蒸气透过率也很差，而空气透气度好的试样，相应的水蒸气透过率也高。

（3）由于对纸尿裤产品透气性影响最大的是防水透气底膜，从测试结果来看，大多数生产企业采用了型号接近的防水透气膜，而有少数生产企业选用的底膜基本上没有透气性。