纸尿裤防水透气膜对水蒸气渗透性能的测试方法

摘要：防水透气膜的水蒸气渗透性能是影响纸尿裤舒适性的重要因素。本文利用杯式法原理测试了纸尿裤用防水透气膜样品的水蒸气透过率，并介绍了试验原理，相关设备测试参数、适用范围及试验过程等内容，为相关防水透气膜类材料透湿性能的测试提供参考。

关键词：水蒸气渗透性能、水蒸气透过率、杯式法、称重法、水蒸气透过率测试仪、防水透气膜、纸尿裤

1、意义

防水透气膜的基本技术要求为良好的防水性能及较高的水蒸气渗透性能，可在避免水分渗漏的基础上，实现水蒸气的及时排出，广泛应用于建筑结构及卫生用品等产品。例如，纸尿裤所使用的防水透气膜大多是由添加一定量碳酸钙的聚乙烯材料经过流延、吹塑或拉伸等不同的生产工艺制成，所添加的碳酸钙的量、防水透气膜的加工方法及工艺参数、厚度等因素均会影响防水透气膜对水蒸气的渗透性能，而该性能的高低则直接影响纸尿裤使用的干爽性、透气性及舒适性。

一般来说，水蒸气透过率较高，水蒸气在防水透气膜中的渗透性能越好，能够较快的将水汽排出，婴儿体感舒适性好。因此，通过对防水透气膜水蒸气透过率的监控及检测是提高纸尿裤质量的重要措施。

图1  纸尿裤用防水透气膜举例

2、试验样品

本文以某品牌纸尿裤所采用的防水透气膜为试验样品，测试其水蒸气透过率。

3、试验依据

材料水蒸气透过率的测试方法包括杯式法、红外传感器法、电解传感器法、湿度传感器法等，鉴于本次试验所测试样品的水蒸气透过率较高，故采用杯式法原理进行测试，所依据的标准为GB 1037-1988《塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法 杯式法》。

4、试验设备

本次试验利用W3/031水蒸气透过率测试仪对样品进行测试，该设备由济南兰光机电技术有限公司自主研发生产。

图2  W3/031水蒸气透过率测试仪

4.1 试验原理

杯式法原理是通过测试透湿杯质量随渗透时间的变化情况得到试样的水蒸气透过率。试验时，透湿杯内装有一定量的蒸馏水，试样装夹在透湿杯上，通过控制试验条件使透湿杯外侧处于低湿环境，如此试样两侧的环境具有一定的湿度差，水蒸气会从高湿侧渗透过试样进入低湿侧，引起透湿杯质量减轻。当达到渗透平衡时，通过测试透湿杯的质量随时间的变化情况计算得到试样的水蒸气渗透率及相关参数。

4.2 适用范围

(1) 适用于各种塑料薄膜、纸塑复合膜、土工膜、共挤膜、镀铝膜、铝箔、铝箔复合膜、防水透气膜等膜状材料，各种工程塑料、橡胶、建材(建筑用防水材料)、保温材料等片状材料，如PP片材、PVC片材、PVDC片材、尼龙片材等，纸张、纸板及于纺织品、无纺布等材料的水蒸气透过率的测试。

(2) 还可扩展应用到液晶显示屏膜、太阳能背板、无菌护创膜、美容面膜、防护服材料等的水蒸气透过率的测试。

(3) 满足多项国家和国际标准，如GB 1037、GB/T 16928、ASTM E96、ASTM D1653、TAPPI T464、ISO2528、DIN53122-1、JIS Z0208、YBB00092003。

4.3 设备参数

本设备的测试范围为0.1 ~ 10,000 g/(m²·24h)，测试精度为0.01 g/(m²·24h)；可实现3个试样的同时测试，即一次试验可得到3个试样的试验结果；试验温度范围为15 ~ 55℃，控温精度为±0.1℃，试验湿度为10%RH ~ 98%RH，控湿精度为±1%RH；标准吹扫风速可保证透湿杯内外湿度差的恒定；提供标准膜和标准砝码两种快速校准方式，保证检测数据的准确性和通用性；**机械结构设计的透湿杯称重方式有效保证了数据的准确性和稳定性；支持Lystem^TM实验室数据共享系统，轻松实现实验室测试数据的集中化和系统化管理；标定数据恢复功能，有效解决了由误操作带来的不利影响，极大限度的保证了系统工作的稳定性，系统可按照用户指定的方式对关键信息数据进行修复，如各传感器的标定数据恢复操作。

5、试验过程

(1) 用取样器从防水透气膜样品表面裁取3片直径为74 mm的试样。

(2) 向透湿杯内装入一定量的蒸馏水，将裁制的试样分别装夹在3个透湿杯中。装夹时应避免水溅到试样上。

(3) 将装夹好试样的透湿杯分别放入设备测试腔中的透湿杯架上，关闭测试腔门。

(4) 在设备控制软件上设置试样名称、试验温度、湿度、试验模式等参数信息，点击试验选项，试验开始。设备按照设定的参数自动进行间歇称重，并根据称重结果，计算显示试样的水蒸气透过率。

6、试验结果

本次试验所测3片试样的试验结果分别为1829.11 g/(m²·24h)、1883.67 g/(m²·24h)、1845.29 g/(m²·24h)，该纸尿裤所采用的防水透气膜样品的水蒸气透过率取3个试样测试结果的平均值1852.69 g/(m²·24h)。

7、结论

防水透气膜是纸尿裤的重要组成部分，具有防止尿液渗漏并能快速将水汽排出的特点，对纸尿裤使用的舒适性具有重要影响。本文通过测试防水透气膜样品的水蒸气透过率验证了该样品的水蒸气渗透性能。试验过程简单，设备易于操作，智能化程度高，避免了繁琐的人为称重过程及其对渗透过程、试验结果的干扰，测试结果准确可靠。济南兰光机电技术有限公司是一家专业从事包装检测设备研发生产与包装检测服务的高新技术企业，现有设备还包括智能电子拉力试验机、测厚仪、密封仪、氧气透过率测试仪、摩擦系数仪、撕裂度仪、热封试验仪、抗冲击试验仪、纸箱抗压机等多款检测设备。愈了解，愈信任！Labthink兰光愿借此与行业中的企事业单位增进技术交流与合作。