婴幼童口水巾产品唾液吸收性能测试及评价方法研究
2022-02-14方亮刘亚楠何波张惠芳
方亮 刘亚楠 何波 张惠芳
摘要:
口水巾是婴幼儿必备的清洁纺织品,但目前国内外对口水巾产品的唾液吸收性能尚无标准方法。为研究制定适用于口水巾的唾液吸收性能的测试方法和评判准则,文章以人造唾液为溶液,选择合适的仪器、材料,探究试验方法,将样品分为针织和机织纱布两组,每组各有3种样品,通过测试样品在唾液中的芯吸高度、滴液扩散时间、抗渗液性,得出产品颜色、层数、组织结构、纵横向对产品的唾液吸收能力有不同程度的影响,吸收效果最佳的是A组针织蓝色围嘴,吸收效果最差的是B组6层鼓包纱布三角巾。进一步总结试验方案,研究制定适用于口水巾的唾液吸收性能的标准。
关键词:
口水巾;人造唾液;芯吸高度;滴液扩散时间;抗渗液性;评判标准
中图分类号: TS101.91
文献标志码: A
文章编号: 10017003(2022)02004807
引用页码: 021107
DOI: 10.3969/j.issn.1001-7003.2022.02.007(篇序)
收稿日期: 20210901;
修回日期: 20211224
基金项目:
作者简介: 方亮(1985),男,助理工程师,主要从事纺织数码印花及织物性能研究。通信作者:张惠芳,高级工程师,硕士,297509249@qq.com。
口水巾是针对婴儿易流口水现象而设计的一种用品[1]。婴儿到了4~6个月之后增加辅食,咀嚼增多,乳牙逐渐萌出,牙龈受到刺激,口腔分泌唾液,而且吮吸手指会使唾液分泌加重,因此嘴唇四周和颈部皮肤经常会受到口水沾湿和毛巾、纸巾擦拭等刺激,导致潮红、疼痛、轻度肿的症状,引发口水疹[2]。口水巾能够吸收婴幼儿的口水,保持面部干爽,保护嘴巴四周和颈部的皮肤角质不受破坏,可以有效预防口水疮,又可以防止口水渗透弄脏衣服,是每个宝宝成长时期必备的清洁物品。因为婴幼儿身体发育还未健全,皮肤娇嫩且缺乏溶菌素,机体免疫力低下[3]。若口水巾不能有效吸收口水(唾液),或吸收后存在反渗,则不能有效清洁宝宝皮肤,会造成皮肤的瘙痒或不适,因此,家长在挑选这类产品时会特别关注其吸水能力。但目前对口水巾产品的唾液吸收性能尚无标准方法,也未见有相关研究报道。
据了解,有的企业或机构参考毛巾类产品吸水性能进行测试,虽然两类产品具有一定相似性,但是毛巾类产品吸水性能主要是考核吸水下沉的时间,使用场景有较大差异,测试用的液体(三级水)与人体唾液也有一定区别。唾液99%以上是水,无色无味,含有碳酸盐、磷酸盐和蛋白质,是pH值为66~7.1的弱酸性液体[4]。因此,该方法无法客观反映唾液吸收性能。
本文模拟口水巾产品真实使用场景下对唾液吸收及吸收后的渗透情况,研究制定适用于此类产品的唾液吸收性能的测试方法和评判准则,弥补目前此类产品唾液性能检测方法和评判依据的空白。
1 试 验
1.1 原 理
1.1.1 芯吸高度
将纵、横向各3条试样经过调湿平衡后垂直悬挂,由于毛细管作用的存在,液体从试样浸湿端沿长度方向上升。观察各个时刻液体的上升高度,即为芯吸高度,并利用芯吸高度与时间的关系求得某一时刻的芯吸速率。
1.1.2 滴液扩散时间
使用移液器量取定量溶液后垂直滴在试样上,记录从液体接触试样至其完全渗透至织物(无镜面反射现象)所需要的时间,用其表征织物对唾液的吸附能力,参照GB/T 21655.1—2008《纺织品吸湿速干性的评定第1部分:单项组合试验法》。
1.1.3 抗渗液性
在已知质量的吸水纸上铺垫试样,把规定体积的液体滴到试样上短暂静置后再次称量吸水纸的质量,两次质量的差值则为样品的渗水量,差值越大,样品的抗渗液性越差,具体参照GB/T 24218.17—2017《纺织品非织造布试验方法第17部分:抗渗水性的测定(喷淋冲击法)》。
1.2 试 样
为体现样品的随机性和常见性,掌握口水巾市场动态,此次试验所采样品全部来源于流通领域,分别购买于线上及线下购物平台。在兼顾线上线下、产品价格的情况下,共采购了2家企业生产的6批次婴幼儿围兜产品[5],样品信息如表1所示。
1.3 试 剂
以化学纯为试验试剂,用三级水配制2 000 mL人造唾液,即配即用,如表2所示。
1.4 设备和材料
1.4.1 芯吸高度试验装置
底座为可调节水平高度;容器为盛装试液,高度50 mm;横梁架为可调节高度;张力夹为3 g;标尺为最小刻度1 mm。
1.4.2 滴液扩散试验装置
规格为0.1~1 mL的移液器;分度为0.01 s的计时器;试验用平台。
1.4.3 抗渗液性试验装置
规格为0~1 500 mL的移液管;吸水纸;分度值为0.01 g的天平;分度值为0.01 s的計时器。
1.5 取样及试验过程
1.5.1 芯吸高度
芯吸高度测试取样大小如表3所示。
由于口水巾较一般纺织产品小,取样长短受到限制。为保证试验的顺利进行,在3块规格、款式、颜色完全相同的样品上分别沿纵、横向各剪取1条试样,共6条。取样大小依据产品规格,每条长度不小于140 mm,宽度为30 mm。
试样放置在标准大气(温度20 ℃±2 ℃、相对湿度65%±3%)中调湿后,在相同温湿条件下进行试验。将同一样品的6条试样编号,各用1个张力夹夹在试样一端8~10 mm处,使试样保持不漂浮、不伸长。保持试样下端平行于标尺且位于标尺零位以下(15±2) mm处。将试液倒入底座上的容器内,转动螺旋手柄调节,使液面与标尺的零位在一条水平线上,此时开始记时。分别观察5、10、15、20、30 min时液体芯吸高度的数值,并记录试验中所出现的影响芯吸高度的现象。计算每种样品中3块样品的均值和芯吸速率。
1.5.2 滴液扩散时间
滴液扩散时间测试取样大小如表4所示。
依据口水巾的规格,每种产品上剪取3块尺寸至少为65 mm×65 mm的正方形样品,使试样尽可能处于平整状态。
将试样置于标准大气条件下调湿平衡后,平放在试验平台上,将0.1~1 mL规格的移液管容量调至0.2 mL,吸取唾液后置于距试样表面不超过1 cm的位置。将人造唾液轻轻滴在试样上,从溶液开始接触样品时开始计时,仔细观察溶液扩散情况,至溶液完全扩散至样品中(无镜面反射时),计时停止。按GB/T 8629—2017《纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序》的5A程序洗涤5次,烘箱60 ℃烘干后置于标准大气中调湿平衡,再次进行上述试验过程。计算每种样品中3块样品的扩散时间均值,结果修为0.1 s。
1.5.3 抗渗液性
抗渗液性测试取样大小如表5所示。
从每种产品上剪取3块不小于65 mm×65 mm的样品,裁剪72块(每块样品下铺垫4层吸水纸)面积不小于试样的吸水纸。
将样品和吸水纸放入标准大气中调湿平衡,同时保证样品和吸水纸不要触碰肥皂、盐、油等有可能影响水渗透的污染物。婴儿一次的口水量约为2 mL,试验需模拟婴幼儿正常流口水的状态,将4块吸水纸铺垫于样品下。铺垫前应称量4块吸水纸质量(精确至0.01 g),并记录。用移液管量取2 mL的人造唾液,移至样品上方,轻轻滴下液体,开始计时,静置5 s后小心移除样品。为避免挥发,将沾湿后的吸水纸迅速称重,精确至0.01 g。吸水纸吸水前后质量的差值即为渗水量,计算每种样品中3块样品的渗水量均值。
2 结果与分析
2.1 芯吸高度
根据所得高度平均值数据绘制带有误差分析的芯吸高度点线图,并计算液体芯吸速率后绘制芯吸速率点线图。芯吸速率计算公式如下:
V=H1-H0Δt(1)
式中:H1和H0为不同时刻的芯吸高度,Δt为H1和H0对应时刻的差值[6]。
2.1.1 A组
A组试样芯吸高度测试结果如图1和图2所示。
A组针织平针组织口水巾样品编号分别为1#、2#、3#,面料和里料材质为100%棉纤维,夹层材质为100%聚酯纤维。从图1可以看出,试样在唾液中的芯吸高度与面料纵横向有关。1#、2#、3#样品的纵向芯吸高度均值均显著高于横向芯吸高度均值,由此表征纵向毛细管效应比横向更加显著。从图2可以看出,2#蓝色样品纵横向芯吸高度均值高于1#粉色和3#黄色纵横向均值,表征染料颜色对芯吸效果有影响,但影响效果不明显。A组所有样品在30 min时,芯吸高度均超过100 mm,符合针织类产品技术要求。
A组试样选取5、10、15、20、30 min这五个时刻观察芯吸速率,如图3所示。
由图3可以看出,A组样品开始计时后芯吸速率呈上升趋势,5 min后急速下降,10 min后下降趋势趋于平缓,直至30 min计时结束时,芯吸高度有略微递增的趋势[7]。说明芯吸速率受时间影响,先加快后放慢。
2.1.2 B组
B组试样芯吸高度测试结果如图4和图5所示。
1) 数据分析。B组机织平纹纱布口水巾编号为4#、5#、6#,原料为100%棉纤维。由图4和图5可以看出,B组样品芯吸高度差异明显,30 min时高度均在16 mm及以下;4#6层纱布方巾芯吸高度大于5#8层纱布围嘴,说明样品芯吸高度受口水巾层数的影响,层数越少,毛细效应越好;4#6层纱布方巾和6#6层纱布鼓包三角巾相比,前者芯吸效应更好,原因在于在层数相同的情况下,4#纱布平整疏散;6#纱布鼓包三角巾凹凸不平,凹凸顶点处纱布紧密、每层纱布之间缝隙小,阻挡了液体向高处游离。综上,经向芯吸高度均大于纬向[8]。
2) 试验现象。B组试验所得数据均为样品所有层数均浸湿时的芯吸高度,棉纤维的结晶度低,其良好的吸湿性能导致纤维吸湿后发生溶胀,导致试验过程中每层纱布的芯吸效应不同步,影响了毛细管作用,对试验结果造成影响。在30 min时,通过手触摸感知4#6层纱布方巾在120 mm以下湿感明显;5#8层纱布围嘴在70 mm以下湿感明显;6#6层纱布三角巾在50 mm以下湿感明显。以上试验现象同样反映出,样品层数越少、相邻两层之间越疏散,芯吸效应越好。
B组试样选取10、15、20、25、30 min这五个时刻观察芯吸速率,如图6所示。
由图6可以看出,B组样品开始计时后芯吸速率呈上升趋势,10 min后急速下降,15 min后下降趋势趋于平缓,至30 min计时结束,样品芯吸速率仍呈缓慢下降趋势。说明芯吸速率受时间影响,先加快后放慢,直至达到芯吸高度极值。
2.1.3 试验结果对比
芯吸高度综合对比:A组>B组;A组:蓝色围嘴>粉色围嘴>黄色围嘴;B组:纱布方巾>纱布围嘴>纱布三角巾。
2.2 滴水扩散时间
2.2.1 数据分析
滴液扩散时间试验结果如表6所示。
A组样品洗涤前后滴液扩散时间均小于3 s,可评定为吸湿性良好,且洗涤后扩散速度加快。B组样品洗涤前,4#8层纱布围嘴的每层纱布之间结构紧密,唾液接触样品表面后,难以迅速透过纱布表面进入里层;5#6层纱布方巾柔软,每层纱布之间疏散,便于唾液快速进入样品内部,几乎无滴液扩散时间,因此仅凭滴液扩散试验无法评定纱布方巾的吸湿性能,需结合芯吸高度试验、抗渗液性试验综合评判;6#纱布鼓包方巾滴液扩散速度最慢,由于试液液滴在样品表面时,液滴会向凹处汇集,液体与样品的接触面积变小,扩散速度减慢洗涤后纱布与纱布之间变松散,便于液体扩散,扩散速度得到明顯改善。
A、B組总体数据对比发现,针织物的滴液扩散速度明显优于机织物,这是因为针织物的结构比较松散,围嘴内部蓬松的聚酯纤维也制造了足够的孔隙进行水分的传递,洗涤前后均可达到吸湿性指标[9-10]。
2.2.2 试验结果对比
扩散速度综合对比:A组>B组;A组几乎无差异;B组:纱布方巾>纱布围嘴>纱布三角巾。
2.3 抗渗透性
2.3.1 数据分析
抗渗液性试验结果如表7所示。
A组渗液量由少到多依次为:2#蓝色围嘴、3#黄色围嘴、4#粉色围嘴;B组渗液量由少到多依次为:5#8层纱布方巾、4#6层纱布围嘴、6#纱布鼓包三角巾。A组2#蓝色围嘴抗渗液性能优于1#粉色围嘴、3#黄色围嘴,反映出颜色对口水巾的抗渗液性有影响,但影响不明显。B组4#8层纱布围嘴和5#6层纱布方巾的渗液量差异很小,表征口水巾厚度对抗渗液性几乎无影响;6#6层鼓包纱布三角巾的抗渗液性能最差,这与三角巾的鼓包形态有关。
2.3.2 试验结果对比
抗渗液性综合对比:A组>B组;A组:蓝色围嘴>黄色围嘴>粉色围嘴;B组:纱布方巾>纱布围嘴>纱布三角巾。
2.4 吸湿性能技术要求及评定
由以上试验结果结合主观评价建立口水巾吸收性能的评价方法,如表8所示。
3 结 论
口水巾是婴幼儿必备的清洁纺织品,但目前国内外对口水巾产品的唾液吸收性能尚无标准方法。为研究制定适用于口水巾的唾液吸收性能的测试方法和评判准则,本文以人造唾液为溶液,选择合适的仪器、材料,探究试验方法,将样品分为针织和机织纱布两组,每组各有3种样品,通过测试样品在唾液中的芯吸高度、滴液扩散时间、抗渗液性等得出以下结论。
1) 通过芯吸高度、滴液扩散时间、抗渗液性试验综合得出,A组针织纱布口水巾在唾液中的吸湿性能优于B组机织纱布口水巾;其中吸收效果最佳的是蓝色围嘴,吸收效果最差的是6层鼓包纱布三角巾。这与产品价格相关性良好。
2) 基于婴幼儿使用口水巾类产品的场景设计唾液吸收性能的测试装置,研究所用装置中加液的方式、加液量和加液速度等参数,以及终点的判定规则等,建立滴液扩散时间的测试方法。
3) 研究建立口水巾吸湿后抗渗液性能的测试方法,通过试验确定试验部位、沾液量、渗透时间的测量方式等,建立吸收后抗渗液性能测试方法。
4) 基于样品芯吸高度、滴液扩散时间、抗渗液性的测试结果,结合主观的评价,建立口水巾唾液吸收性能的评价方法。
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Abstract:
Saliva towels are necessary cleaning textiles for infants. Infants aging from four to six months have not formed the swallowing ability, and their saliva will flow out unconsciously. Saliva towels can absorb the saliva secreted by the baby’s mouth, maintain the dryness of their faces and necks and effectively protect their skin. Among the hygroscopic performance criteria, the commonly used test solution is tertiary water. The saliva towels are frequently exposed to saliva rather than water. Although it is inappropriate to use tertiary water to measure the hygroscopic performance of saliva towels, there has not yet established the consensus standard for the hygroscopic performance of water towel products on saliva at home and abroad.
Therefore, in order to improve the liquid absorption performance and solve the inapplicability of using water as the testing sample, this paper conducts theoretical and practical research on the saliva absorption performance testing and evaluation methods of infant saliva towels to address the lack of evaluation standards for saliva absorption capacity of saliva towels. A device for testing saliva absorption performance is designed according to the scenes of infants and young children using saliva towels. A saliva absorption performance evaluation method is established based on the intuitive evaluation to explore the plan for testing the absorption performance of saliva towels. The saliva absorption performance testing methods and evaluation criteria of saliva towels are of great significance for promoting the standardization of textile specifications.
In this research, the samples purchased on the market are divided into two groups: knitted gauze (Group A) and machine woven gauze (Group B). There are three kinds of samples in each group. The research is carried out according to the following procedures. Before the experiment, several preparation steps are needed, including artificial saliva liquid making, test methods exploration, and preparation of equipment and materials for the absorption performance testing. Besides, samples are cut from two groups of gauzeaccording to product specifications to test the wicking height, liquid diffusion time, and impermeable saliva performance. It is found that product color, the layer number, the tissue structure, the vertical and horizontal direction have different degrees of impact on the saliva absorption performance of the product. According to the test results and through error analysis, it is concluded that the saliva absorption performance of knitted bibin Group A is generally better than the gauzesaliva towel in Group B. The product with the optimal hygroscopicity is the knitted blue bib in Group A; on the contrary, the worst is the six-layer bulging gauze triangle towel in Group B.
By analyzing the test results, it is concluded that the wicking height of the saliva towel sample is affected by the weaving method of the product, the vertical and horizontal directions (warp and weft directions), and the color of the dyestuffs. The wicking rate, affected by time, speeds up first and gradually slows down. The diffusion speed of the knitted fabric is obviously faster than that of the woven fabric. In addition, the impermeable saliva performance is affected by the surface morphology of the product and the impermeable saliva performance of knitted products is better than that of woven products. Based on the influencing factors of saliva absorption performance and subjective evaluation, the evaluation method of saliva absorption performance of saliva towels is established.
The standard established according to the research result is expected to be applied for providing customers with testing and technical services. Meanwhile, it can be used to support the market supervision ability of product quality. The establishment and improvement of the standardare conducive to the setting of technical indicators of such products, improving the quality of such products, and ensuring the health of infants and young children. At the same time, it helps to improve the added value of such products and the competitiveness in the international market.
Key words:
saliva towels; artificial saliva; wicking height; saliva diffusion time; impermeable saliva performance;evaluation criteria