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(guān)設(shè)備測試參數(shù)、適用范圍及試驗過程等內(nèi)容，為相關(guān)防水透氣膜類材料透濕性能的測試提供參考。

關(guān)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(shù)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(chǔ)上，實現(xiàn)水蒸氣的及時排出，廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)及衛(wèi)生用品等產(chǎn)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(jīng)過流延、吹塑或拉伸等不同的生產(chǎn)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(shù)、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(jiān)控及檢測是提高紙尿褲質(zhì)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(jù)

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(jìn)行測試，所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)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(shè)備

本次試驗利用W3/031水蒸氣透過率測試儀對樣品進(jìn)行測試，該設(shè)備由濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)。

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(zhì)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(nèi)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(cè)處于低濕環(huán)境，如此試樣兩側(cè)的環(huán)境具有一定的濕度差，水蒸氣會從高濕側(cè)滲透過試樣進(jìn)入低濕側(cè)，引起透濕杯質(zhì)量減輕。當(dāng)達(dá)到滲透平衡時，通過測試透濕杯的質(zhì)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(guān)參數(shù)。

4.2 適用范圍

(1) 適用于各種塑料薄膜、紙塑復(fù)合膜、土工膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復(fù)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(kuò)展應(yīng)用到液晶顯示屏膜、太陽能背板、無菌護(hù)創(chuàng)膜、美容面膜、防護(hù)服材料等的水蒸氣透過率的測試。

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

4.3 設(shè)備參數(shù)

• 0.1 ~ 10,000 g/(m²·24h)，測試精度為0.01 g/(m²·24h)；可實現(xiàn)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(jié)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(biāo)準(zhǔn)吹掃風(fēng)速可保證透濕杯內(nèi)外濕度差的恒定；提供標(biāo)準(zhǔn)膜和標(biāo)準(zhǔn)砝碼兩種快速校準(zhǔn)方式，保證檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和通用性；機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的透濕杯稱重方式有效保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性；支持Lystem^TM實驗室數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，輕松實現(xiàn)實驗室測試數(shù)據(jù)的集中化和系統(tǒng)化管理；標(biāo)定數(shù)據(jù)恢復(fù)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(tǒng)工作的安全性，系統(tǒng)可按照用戶的方式對關(guān)鍵信息數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)，如各傳感器的標(biāo)定數(shù)據(jù)恢復(fù)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(nèi)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(yīng)避免水濺到試樣上。

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

(4) 在設(shè)備控制軟件上設(shè)置試樣名稱、試驗溫度、濕度、試驗?zāi)Ｊ降葏?shù)信息，點擊試驗選項，試驗開始。設(shè)備按照設(shè)定的參數(shù)自動進(jìn)行間歇稱重，并根據(jù)稱重結(jié)果，計算顯示試樣的水蒸氣透過率。

6、試驗結(jié)果

本次試驗所測3片試樣的試驗結(jié)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(jié)果的平均值1852.69 g/(m²·24h)。

7、結(jié)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(shè)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(jié)果的干擾，測試結(jié)果準(zhǔn)確可靠。濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司是一家專業(yè)從事包裝檢測設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)與包裝檢測服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，現(xiàn)有設(shè)備還包括智能電子拉力試驗機(jī)、測厚儀、密封儀、氧氣透過率測試儀、摩擦系數(shù)儀、撕裂度儀、熱封試驗儀、抗沖擊試驗儀、紙箱抗壓機(jī)等多款檢測設(shè)備。愈了解，愈信任！Labthink蘭光愿借此與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進(jìn)技術(shù)交流與合作。