紙尿褲防水透氣膜對水蒸氣滲透性能的測試方法

摘要：防水透氣膜的水蒸氣滲透性能是影響紙尿褲舒適性的重要因素。本文利用杯式法原理測試了紙尿褲用防水透氣膜樣品的水蒸氣透過率，并介紹了試驗原理，相關設備測試參數、適用范圍及試驗過程等內容，為相關防水透氣膜類材料透濕性能的測試提供參考。

關鍵詞：水蒸氣滲透性能、水蒸氣透過率、杯式法、稱重法、水蒸氣透過率測試儀、防水透氣膜、紙尿褲

1、意義

防水透氣膜的基本技術要求為良好的防水性能及較高的水蒸氣滲透性能，可在避免水分滲漏的基礎上，實現水蒸氣的及時排出，廣泛應用于建筑結構及衛生用品等產品。例如，紙尿褲所使用的防水透氣膜大多是由添加一定量碳酸鈣的聚乙烯材料經過流延、吹塑或拉伸等不同的生產工藝制成，所添加的碳酸鈣的量、防水透氣膜的加工方法及工藝參數、厚度等因素均會影響防水透氣膜對水蒸氣的滲透性能，而該性能的高低則直接影響紙尿褲使用的干爽性、透氣性及舒適性。

一般來說，水蒸氣透過率較高，水蒸氣在防水透氣膜中的滲透性能越好，能夠較快的將水汽排出，嬰兒體感舒適性好。因此，通過對防水透氣膜水蒸氣透過率的監控及檢測是提高紙尿褲質量的重要措施。

圖1  紙尿褲用防水透氣膜舉例

2、試驗樣品

本文以某品牌紙尿褲所采用的防水透氣膜為試驗樣品，測試其水蒸氣透過率。

3、試驗依據

材料水蒸氣透過率的測試方法包括杯式法、紅外傳感器法、電解傳感器法、濕度傳感器法等，鑒于本次試驗所測試樣品的水蒸氣透過率較高，故采用杯式法原理進行測試，所依據的標準為GB 1037-1988《塑料薄膜和片材透水蒸氣性試驗方法 杯式法》。

4、試驗設備

本次試驗利用W3/031水蒸氣透過率測試儀對樣品進行測試，該設備由濟南蘭光機電技術有限公司自主研發生產。

圖2  W3/031水蒸氣透過率測試儀

4.1 試驗原理

杯式法原理是通過測試透濕杯質量隨滲透時間的變化情況得到試樣的水蒸氣透過率。試驗時，透濕杯內裝有一定量的蒸餾水，試樣裝夾在透濕杯上，通過控制試驗條件使透濕杯外側處于低濕環境，如此試樣兩側的環境具有一定的濕度差，水蒸氣會從高濕側滲透過試樣進入低濕側，引起透濕杯質量減輕。當達到滲透平衡時，通過測試透濕杯的質量隨時間的變化情況計算得到試樣的水蒸氣滲透率及相關參數。

4.2 適用范圍

(1) 適用于各種塑料薄膜、紙塑復合膜、土工膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復合膜、防水透氣膜等膜狀材料，各種工程塑料、橡膠、建材(建筑用防水材料)、保溫材料等片狀材料，如PP片材、PVC片材、PVDC片材、尼龍片材等，紙張、紙板及于紡織品、無紡布等材料的水蒸氣透過率的測試。

(2) 還可擴展應用到液晶顯示屏膜、太陽能背板、無菌護創膜、美容面膜、防護服材料等的水蒸氣透過率的測試。

(3) 滿足多項國家和標準，如GB 1037、GB/T 16928、ASTM E96、ASTM D1653、TAPPI T464、ISO2528、DIN53122-1、JIS Z0208、YBB00092003。

4.3 設備參數

• 0.1 ~ 10,000 g/(m²·24h)，測試精度為0.01 g/(m²·24h)；可實現3個試樣的同時測試，即一次試驗可得到3個試樣的試驗結果；試驗溫度范圍為15 ~ 55℃，控溫精度為±0.1℃，試驗濕度為10%RH ~ 98%RH，控濕精度為±1%RH；標準吹掃風速可保證透濕杯內外濕度差的恒定；提供標準膜和標準砝碼兩種快速校準方式，保證檢測數據的準確性和通用性；機械結構設計的透濕杯稱重方式有效保證了數據的準確性和穩定性；支持Lystem^TM實驗室數據共享系統，輕松實現實驗室測試數據的集中化和系統化管理；標定數據恢復功能，有效解決了由誤操作帶來的不利影響，大限度的保證了系統工作的安全性，系統可按照用戶的方式對關鍵信息數據進行修復，如各傳感器的標定數據恢復操作。

5、試驗過程

(1) 用取樣器從防水透氣膜樣品表面裁取3片直徑為74 mm的試樣。

(2) 向透濕杯內裝入一定量的蒸餾水，將裁制的試樣分別裝夾在3個透濕杯中。裝夾時應避免水濺到試樣上。

(3) 將裝夾好試樣的透濕杯分別放入設備測試腔中的透濕杯架上，關閉測試腔門。

(4) 在設備控制軟件上設置試樣名稱、試驗溫度、濕度、試驗模式等參數信息，點擊試驗選項，試驗開始。設備按照設定的參數自動進行間歇稱重，并根據稱重結果，計算顯示試樣的水蒸氣透過率。

6、試驗結果

本次試驗所測3片試樣的試驗結果分別為1829.11 g/(m²·24h)、1883.67 g/(m²·24h)、1845.29 g/(m²·24h)，該紙尿褲所采用的防水透氣膜樣品的水蒸氣透過率取3個試樣測試結果的平均值1852.69 g/(m²·24h)。

7、結論

防水透氣膜是紙尿褲的重要組成部分，具有防止尿液滲漏并能快速將水汽排出的特點，對紙尿褲使用的舒適性具有重要影響。本文通過測試防水透氣膜樣品的水蒸氣透過率驗證了該樣品的水蒸氣滲透性能。試驗過程簡單，設備易于操作，智能化程度高，避免了繁瑣的人為稱重過程及其對滲透過程、試驗結果的干擾，測試結果準確可靠。濟南蘭光機電技術有限公司是一家專業從事包裝檢測設備研發生產與包裝檢測服務的高新技術企業，現有設備還包括智能電子拉力試驗機、測厚儀、密封儀、氧氣透過率測試儀、摩擦系數儀、撕裂度儀、熱封試驗儀、抗沖擊試驗儀、紙箱抗壓機等多款檢測設備。愈了解，愈信任！Labthink蘭光愿借此與行業中的企事業單位增進技術交流與合作。