纸尿裤各层结构的作用及吸液机理分析
尿不湿原理

尿不湿原理
尿不湿是一种专门为婴儿设计的可更换型尿布,其原理主要基于吸收和锁水技术。
这种尿不湿利用了高科技材料和构造,使其能够快速吸收尿液并将其锁定在内部,保持宝宝的皮肤干爽。
尿不湿的主要成分包括吸水性高分子聚合物、纤维填料和透气薄膜。
在尿不湿内部,吸水性高分子聚合物被用作吸收尿液的关键材料。
这种聚合物能够迅速吸收尿液并将其转化为凝胶状,防止液体再次逸出。
随着尿液的吸收,尿不湿可以容纳更多液体而不会导致外泄。
此外,尿不湿还配备了纤维填料,其作用是帮助分散尿液,并提高尿不湿的吸水能力。
纤维填料能够增加尿不湿的吸收面积,使其能够快速吸收尿液,并将其封存在内部。
透气薄膜是尿不湿的另一个重要组成部分。
这种薄膜既能确保尿不湿内部的湿度透出,也能防止外界湿度进入。
透气薄膜可以保持尿不湿内部的干爽,并减少宝宝皮肤与尿液接触的可能性。
总体而言,尿不湿利用吸水性高分子聚合物、纤维填料和透气薄膜的结合,实现了快速吸收和锁水的功能。
这种设计旨在提供舒适、干爽的使用体验,为宝宝的可爱小屁股提供最好的呵护。
防水尿不湿的作用原理

防水尿不湿的作用原理
防水尿不湿的作用原理是通过三个主要的部分实现的:外层防水材料、吸收层和透气层。
1. 外层防水材料:尿不湿的外层通常使用聚乙烯或聚丙烯等防水材料。
这些材料具有高弹性和耐水性,可以有效地防止尿液渗透到尿不湿外面,保持尿不湿的干燥。
2. 吸收层:尿不湿的吸收层通常由高分子吸水材料制成,如超吸收聚合物(SAP)。
这些高分子材料可以迅速吸收尿液,并将其锁定在内部,防止尿液溢出。
这样可以保持婴儿的皮肤干燥和舒适。
3. 透气层:尿不湿的透气层通常由微孔材料制成,如气孔覆盖的聚乙烯或聚丙烯膜。
这些微孔可以让空气和湿气通过,以减少婴儿尿湿时的不适感和皮肤发痒。
透气层还能帮助保持尿布内的温度和湿度,在一定程度上减少细菌和臭气的滋生。
综上所述,防水尿不湿通过外层防水材料、吸收层和透气层的结合,可以确保尿液被迅速吸收并锁定在内部,同时保持皮肤干燥和舒适,减少细菌滋生和婴儿的不适感。
纸尿裤的材料组成

作用:为尿裤的最底层材料,有防漏的作用,带尿显的 有尿湿显示的作用
尿显
PP贴 魔术贴(网面 绒面) PP贴:表面涂有一层硅油,与左右贴配合使用
的时候,可反复粘贴。
魔术贴:分网面和绒面两种,与魔术扣配合使用, 可反复粘贴,自由调节松紧度。
PP贴
硅油
PP贴 无纺布胶贴 魔术扣 左右贴的内薄膜上涂有一层硅油,左右贴剥离的
时候,胶不会转移到内薄膜上面。 与前腰贴配合使用,起到一个固定的作用。
内薄膜上涂有一层洼油
未处理木桨 半处理木桨 全处理木桨
纸尿裤多用未处理木桨,纤维长。纤维分为针叶 木浆纤维和阔叶木浆纤维两类。
有吸水的作用。
它不溶于水,也不溶于有机溶剂,却有着奇特的 吸水性能和保水能力,同时又具备高分子材料的 优点。吸水量大,可达自身质量的数百倍甚至上 千倍,吸水速度可在数秒内生成凝胶,并且保水 性强,即使在受热、加压条件下也不易失水,对 光、热、酸碱的稳定性好,具有良好的生物降解 性能。
又称高吸水性聚合物(SAP)是一种含有羧基、 羧基等强亲水性基团并具有一定交联度的水溶胀 型高分子聚合物 。
包裹棉芯,防止棉芯断层。
一种新型的热接合性复合纤维 。 有导流的作用,帮助尿液扩散,保持表面干爽。
100%聚丙烯材质,经由热气流牵伸而成的一 种超细纤维布,因其特殊分子结构,具有极大的 表面积,能利用毛细现象吸上液体,移动且扩 散.
连续长丝组成,有很好的断裂强度和伸长率 。
充当产品表层材料,也有干爽的作用。
过滤性,透气不透水 。拒水
的功能。
又名熔喷无纺布,属于复合无纺布,它是纺粘和 熔喷的复合产品 。
熔喷无纺布:熔喷无纺布的工艺过程:聚合物喂 入---熔融挤出---纤维形成---纤维冷却---成网---加 固成布。
纸尿裤材料

纸尿裤材料
纸尿裤是现代化婴儿尿布,其材料主要包括超薄纸尿裤干爽表面层、吸水层、防漏层、胶带和各种附属组成。
首先,超薄纸尿裤干爽表面层是纸尿裤的最外层,通常采用无纺布或非织造布制成。
这一层的作用是保持尿布表面的干燥,使宝宝的皮肤保持舒适和干爽,并且减少红屁屁的发生。
其次,吸水层是纸尿裤的核心部分。
吸水层通常由高分子吸水树脂、纸浆和无纺布等材料制成。
高分子吸水树脂可以吸收宝宝排出的尿液,并迅速将其固定在纸尿裤内,防止尿液回流。
纸浆则具有良好的吸水性能,可以增加纸尿裤的吸收能力。
无纺布用于增强纸尿裤的结构强度。
第三,防漏层位于吸水层下方,通常采用聚乙烯材料制成。
这一层的作用是防止尿液泄漏,并且可以阻止纸尿裤吸湿外漏。
同时,防漏层还能保护宝宝的衣物不受尿液污染。
最后,纸尿裤还包括胶带和各种附属。
胶带用于固定纸尿裤,使其紧密贴合宝宝的身体,防止尿液外漏。
附属如胶带固定部件、弹性腰带和侧带等,可以根据宝宝的体型进行调整,使纸尿裤更加贴合宝宝的身体,提供更好的保护和舒适度。
总的来说,纸尿裤的材料主要包括超薄纸尿裤干爽表面层、吸水层、防漏层、胶带和各种附属。
这些材料的选择和组合,旨在提供宝宝舒适、干爽的使用体验,并且有效地防止尿液泄漏。
尿不湿的制作原理

尿不湿的制作原理
尿不湿主要由以下几个部分构成:
1. 表面层:通常采用柔软的纤维素材料,可以和宝宝的皮肤完美贴合,防止尿液外泄。
2. 吸收层:由高分子吸水材料和木浆组成,能够高效地吸收尿液,保持表面层干爽。
3. 防漏层:使用聚乙烯膜等材料,防止尿液渗出。
4. 粘贴带:尿不湿的粘贴带由弹性材料制成,可以紧密粘合并适应宝宝身体变化。
制作过程:
1. 制作表面层:将柔软的纤维素材料剪成所需尺寸,然后放入模具中,压制成形。
2. 制作吸收层:将高分子吸水材料和木浆混合后,在高温高压下压制成片。
3. 制作防漏层:将聚乙烯薄膜加工成所需尺寸,然后用热合机将其与吸收层粘
合。
4. 粘贴带制作:将弹性材料剪成所需长度和宽度,加工成粘贴带形状。
5. 将各部分组装在一起:在制作好的表面层上放置吸收层,然后将防漏层覆盖在上面。
最后,将粘贴带固定在尿不湿两侧。
6. 包装:将制作好的尿不湿进行包装,方便储存和使用。
尿不湿的原理 结构

尿不湿的原理结构尿不湿是一种用于婴儿或成人的可一次性使用的纸尿裤,其主要功能是吸收和储存尿液,以保持皮肤的干燥和舒适。
尿不湿的发明极大地改变了尿裤的使用方式和婴儿的日常生活。
下面就尿不湿的原理和结构进行详细解释。
首先,尿不湿的外层通常采用纺织材料或无纺布,具有柔软舒适的质地,可以保护皮肤免受外界刺激。
其次,在外层之下,尿不湿通常有一层防漏膜,通常由塑料或弹性材料制成,用于阻止尿液泄漏。
在接触皮肤的内侧,尿不湿通常有一层湿度感应性透气材料,这种材料可以让湿气通过,但同时能保持外界的水分不能进入尿不湿内部。
这种透气层的使用可以让婴儿的皮肤得到良好的通风,并避免湿气在尿不湿内部积聚,减少潮湿不透气的感觉。
在尿不湿的核心部分,通常有一层吸收性层,这是由高分子材料制成的,并且能够高度吸收尿液。
这些高分子材料通常是聚合物,例如超吸水性物质(SAP),它可以吸收并锁住尿液,将其变成凝胶状,从而保持表面的干燥。
尿不湿还有一层分布层或分布纸层,它可以帮助将尿液均匀分布到吸收层中,以增强吸收能力并防止尿液集中在一个区域。
这样,即使尿液分布不均匀,也可以保持尿不湿的舒适和可用性。
在尿液被吸收后,尿不湿还通常有一层干爽层,这是由棉质或其他快速吸水材料制成的,用于保持尿不湿表面的干燥和干爽感。
除了这些层,尿不湿还有胶带或附着系统,用于将尿不湿固定在婴儿或成人的腰部,并确保舒适和紧密贴合。
尿不湿的原理是通过层层结构的设计来实现对尿液的吸收和保持干燥的功能。
当婴儿或成人的尿液进入尿不湿时,首先通过分布层或分布纸层将尿液均匀分散,然后尿液被吸收层中的高分子材料吸收并锁住,同时干爽层保持表面的干燥。
透气层的设计可以保持皮肤的通风,防止潮湿和不透气的感觉。
还有外层和防漏膜的使用可以防止尿液泄漏。
总的来说,尿不湿通过多层次的结构设计实现对尿液的吸收、分散和保持干燥的功能,为用户提供了舒适和便利的使用体验。
尿不湿的发明给婴儿和成人带来了很多好处,改善了生活质量,并且仍在不断进行技术创新和改进,以满足用户的需求。
全芯体纸尿裤各层结构的作用及吸液机理分析
全芯体纸尿裤各层结构的作用及吸液机理分析
吴 跃 (杭州千芝雅卫生用品有限公司,浙江 杭州 311508)
摘要:随着纸尿裤市场的不断强化和发展,消费者对于纸尿裤的质量要求也在逐渐提升,并且在一次性卫生用品行业中出现的竞争压力 也越来越激烈。为了更好地整合纸尿裤的发展趋势,文章针对当下的纸尿裤市场进行详细的分析和探讨,进而明确在纸尿裤生产和销售的过程 中哪一种类型的纸尿裤能够给予婴儿最佳的体验。深入研究纸尿裤中各个层面的效能和作用变得尤为关键。旨在促进相关行业能够更好地认识 到市场发展的趋势和前进方向,进而有效地开发和整合不同的产品,赢得最佳的市场份额和地位。
Keywords: diapers; each layer structure; research progress; market segmentation
0 引言 现阶段,在我国纸尿裤生产和研究的过程中,大量的传 统纸尿裤被取代和革新,由于传统尿布在使用的过程中缺少 有效的防潮湿、防渗透设施,不能够给予消费者良好的消费 体验。以上相关现象都是我国纸尿裤生产研发早期阶段中出 现的问题和局限,也能够在一定程度上证明了我国纸尿裤研 发和生产中面临的众多挑战以及取得的良好成效。在当下对 纸尿裤不断的升级和换代中能够看出对于纸尿裤的使用效果 和用户体验正在不断加强,不仅能够满足消费者不断提升的 消费需求,还能够迎合当下市场经济发展的趋势,以及环境 保护的总体需求。也能够说明我国在纸尿裤生产进程中出现 的明显优势,国民生活水平的大范围提升,奠定了我国纸尿 裤生产和研发的重要市场。 当下纸尿裤的市场发展趋势十分稳定,并且呈现较好 的增长趋势。但是不容忽视的是纸尿裤市场的发展与国家和 区域之间的生育需求和生育效率之间存在极强的关系。在欧 美等发达国家,出生率较低,社会上的生育人群与生育需求 较小,进而纸尿裤市场的销售成果并不十分理想。全球范围 内的纸尿裤生产基本上是依靠亚非等发展中国家进行强化和 完善的。中国的纸尿裤生产和销售的成果较为理想,由于人 们的生活水平逐渐提升,经济能力和经济发展预期值较为稳 定,纸尿裤的价格也能够被越来越多的人们所接受,因此在 中国发展纸尿裤的经营和销售是具有前瞻性和先导性的。 1 纸尿裤的各层结构 1.1 面层 纸尿裤面层应当保证较好的透气性和柔软性,能够保证
纸尿裤的性能特点及使用建议
造 信息38No.6 2020文 卞桂琴性能特点,并提出了使用建议。
纸尿裤使用方便快捷,一经问世,立刻受到年轻父母们的喜爱。
随着人们生活水平的提高及消费观念的改变,纸尿裤已经成为90后父母的不二选择,是婴儿生长初期不可或缺的生活用品之一。
产品出现至今,在功能不断改进的同时,种类也日益丰富。
本文从各种纸尿裤的性能特点等情况出发,对纸尿裤的结构、原材料及性能特点等进行了总结。
1 纸尿裤的组成及各部分的作用为了更好地理解相关选购原则,首先应了解纸尿裤的原料、组成及各部分作用。
一般来说,纸尿裤由面层、导流层、吸收芯层和底层四个部分组成。
(1)面层。
面层是直接和人体接触的部分,要具有干爽舒适和棉柔的特性。
面层材料要求蓬松、柔软并具有较好的亲水性,保证面层的液体能够多次渗透、渗透快、回渗少且吸收率高,从而达到液体接触皮肤表面的时间短、干爽、舒适。
国内多采用双层复合热风非织造布、居中压花双层非织造布、单层压花热风由特殊的非织造材料构成,具有快速俘获液体、临时储液、扩散导流、防反渗及防侧漏等功能。
它能够有效地帮助液体从面层快速导出,并往纵向扩散分布,从而使液体很快就能离开使用者肌肤,均匀地被芯层吸收,纸尿裤也因此不会集中吸液而导致局部变厚,阻碍后续尿液被高吸收性物质SPA (高吸水性树脂)吸收。
(3)吸收芯层。
吸收芯层是纸尿裤最重要的一层,它要求吸收量大、锁水强,其材料通常为绒毛浆和SPA 的混合物。
绒毛浆是一种高级吸水性纸浆,在吸收芯层中主要起到类似输送管道的作用。
SPA 是一种特殊392020年第6期 《造纸信息》Forum ■ 专题论坛的高分子材料,能吸收质量为自身数百倍至数千倍的水分,而且在一定的压力下,吸收的水也不会被挤出。
因其吸收量大,在减少了绒毛浆用量的同时也使纸尿裤的厚度大大减小。
薄的纸尿裤穿着更舒适,适宜的面层和导流层材料,加上设计合理的吸收芯层可以做到这一点。
(4)底层。
底层主要作用是有效防止渗漏,它的材质是透气微孔薄膜和复合底膜。
婴儿纸尿裤研究报告
婴儿纸尿裤研究报告引言纸尿裤是现代婴儿护理产品中的常见选择。
它们不仅给家长提供了方便,同时也为婴儿提供了舒适和保护。
本研究报告旨在探讨婴儿纸尿裤的设计和功能,以及对婴儿和环境的影响。
婴儿纸尿裤的设计和功能婴儿纸尿裤通常由三个主要部分组成:外层、内层和吸收层。
•外层:外层是纸尿裤的防水层,通常由聚乙烯或聚丙烯等材料制成,以防止尿液泄漏。
•内层:内层是与婴儿皮肤直接接触的部分,通常由柔软的无纺布或纤维素材料制成,以提供舒适感。
•吸收层:吸收层是纸尿裤的核心部分,它负责吸收和锁住尿液,并保持尿液远离婴儿的皮肤。
吸收层通常由高聚物和纤维素等材料构成。
婴儿纸尿裤的功能包括:•吸湿:纸尿裤的吸收层材料能迅速吸收尿液,并将其锁住,保持婴儿的皮肤干燥。
•防漏:纸尿裤的外层材料能有效防止尿液泄漏,让婴儿保持干爽。
•透气:优质的纸尿裤通常具有透气性能,能让空气流通,减少皮肤潮湿引起的不适感。
•柔软舒适:纸尿裤的内层材料通常很柔软,不会对婴儿的皮肤造成摩擦或刺激。
对婴儿的影响婴儿纸尿裤对宝宝的护理提供了很大的便利和舒适感,同时也有如下影响:皮肤健康婴儿的皮肤非常敏感,使用低质量的纸尿裤可能会导致湿疹、过敏反应等问题。
因此,选择高品质、无刺激性的纸尿裤非常重要。
好的纸尿裤能保持皮肤干燥,减少潮湿引起的皮肤刺激。
智力发育研究表明,使用纸尿裤可以提供更好的睡眠质量,让宝宝得到更充足的休息。
良好的睡眠对婴儿的智力发育非常重要。
社交和情感发展舒适的纸尿裤可以让宝宝感到干爽和舒适,从而加强与父母的亲密接触。
这有助于提高父母与宝宝之间的亲密关系,促进社交和情感发展。
对环境的影响纸尿裤作为一种一次性产品,使用后会对环境造成一定的影响。
这主要体现在以下几个方面:•废弃物处理:大量的纸尿裤使用后会变成垃圾,需要适当的处理。
因此,婴儿纸尿裤的处理方式对环境友好非常重要。
•能源消耗:制造纸尿裤需要耗费大量的能源,包括原材料采集、生产和运输过程中的能源消耗。
纸尿裤的化学原理
纸尿裤的化学原理纸尿裤是一种用于婴儿和成人的卫生产品,其中化学原理涉及到吸收力、保持干燥和防漏等方面。
以下是对纸尿裤的化学原理进行详细解释的1200字以上回答。
纸尿裤的化学原理主要包括超吸水聚合物(SAP)的使用、纤维材料的选择和表面层的设计。
这些化学原理的结合使得纸尿裤能够有效地吸收尿液、保持干燥和防止漏出。
首先,超吸水聚合物是纸尿裤中最重要的化学原料。
超吸水聚合物是一种高分子化合物,具有吸水性能。
它可以在水中迅速膨胀,形成一种类似凝胶的结构,将水分固定在其内部,并防止水分返回。
因此,超吸水聚合物是纸尿裤中吸收尿液的重要成分。
当婴儿尿液进入纸尿裤时,超吸水聚合物能够快速吸收尿液,并将其转化为凝胶状物质。
这不仅帮助保持婴儿的皮肤干燥,还避免了尿液的溢出。
其次,纤维材料的选择对纸尿裤的性能也起到了重要的影响。
纤维材料通常是纸浆或纤维素基材料,具有良好的透气性和柔软性。
纤维材料的主要作用是帮助分散尿液并将其导向超吸水聚合物。
当婴儿尿液进入纸尿裤后,纤维材料能够迅速将尿液分散,并将其导向超吸水聚合物的吸收层。
这有助于提高纸尿裤的吸收能力,并避免尿液的滞留和渗漏。
此外,纸尿裤的设计还需要考虑到表面层的特性。
表面层通常由聚乙烯或聚丙烯薄膜制成,具有防水和透气的特性。
表面层的作用是防止尿液的渗漏,并帮助保持纸尿裤的干燥。
通过防止尿液渗透到外部环境,表面层可以确保婴儿的衣物和床上用品不会被弄湿,并减少皮肤接触到湿度的机会。
另外,透气性有助于保持婴儿的皮肤干燥,避免湿气滞留在纸尿裤内。
纸尿裤的化学原理使得它成为一种方便易用的卫生产品。
超吸水聚合物的使用使纸尿裤具有出色的吸收能力和保持干燥的特性。
纤维材料的选择和表面层的设计确保纸尿裤的性能和舒适度。
纸尿裤的化学原理不仅有助于婴儿的健康和舒适度,还为家长提供了方便和便捷的护理选择。
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纸尿裤各层结构的作用及吸液机理分析日期:2013-10-15徐小萍张寅江靳向煜( 东华大学产业用纺织品教育部工程研究中心,上海,201600)摘要:介绍了纸尿裤各层结构的作用,对纸尿裤的面层、导流层、吸收芯层、背层和腿口防侧漏边等的吸液机理进行理论分析,阐述了尿液在整个纸尿裤系统中的吸液过程。
从整体上把握纸尿裤的吸液原理有助于纸尿裤的设计及其材料的应用。
关键词:纸尿裤,非织造材料,结构,作用,吸液机理纸尿裤产品自成功开发以来,凭借其方便、卫生、舒适等优点,迅速取代了传统尿布的地位。
据第十九届生活用纸国际科技展览及会议上国际研讨会的报告称,2011 年我国婴儿纸尿裤总消费量为184.6亿元,比上年增长27.7%,占当年吸收性卫生用品的国内总销售额的39.8%。
随着人民生活水平的提高,纸尿裤的价格日趋合理,人们越来越认可纸尿裤对宝宝的呵护作用。
虽然纸尿裤使用方便,但长时间穿戴会形成一个潮湿的环境,不利于皮肤健康甚至会诱发尿布疹,因此加强纸尿裤的吸收渗透能力是提高纸尿裤品质的关键。
在深入了解纸尿裤各层结构的作用及机理的基础上来开发高档新产品,对纸尿裤行业有着至关重要的作用。
1 纸尿裤各层结构纸尿裤是由多层非织造材料建立起来的一个液体吸控系统,主要由面层、导流层、吸收芯层、底膜、腿口防侧漏边、魔术贴、氨纶丝以及将各个部分黏合到一起的热熔胶黏合剂复合而成( 如图1) 。
构成纸尿裤的各层结构都有其各自作用。
面层常采用热风或热轧非织造材料,要求柔软、透气,还要使尿液快速渗透,保持贴肤面的干爽性; 导流层主要采用由热塑性纤维或双组分纤维制成的热风非织造材料,要使尿液快速转移到吸收芯层的整个表面; 吸收芯层由绒毛浆加高吸水树脂( SAP) 组成,用于吸收大量液体; 背层主要是聚丙烯( PP) 透气微孔薄膜或者热轧非织造材料聚乙烯( PE) 复合底膜,用于防止尿液的渗出,起到隔离的作用。
2 各层结构的吸液机理2. 1 面层面层直接与宝宝娇嫩皮肤接触,首先接受尿液,也是整个吸液过程的开始。
但在实际中,面层的吸液量几乎为零,只起到将尿液引导向芯层的透水作用,而非织造材料的原料、厚度、结构紧密程度对面层的透水性都有重要影响。
从分子角度分析面层的透水原理,可以认为主要存在三种形式: 纤维对水分子直接吸收,纤维与纤维间的毛细管作用以及水压迫水分子透过织物空隙。
由于面层要求保持干燥,通常选用自身吸湿性小的疏水性纤维,即排除第一种透水方式,第二和第三两种方式为面层主要的透水方式。
穿透时间为面层材料的一个重要衡量指标,而非织造材料的穿透时间与其自身结构有关。
通常片材的孔型有贯通孔、封闭孔和半封闭孔三种形式。
目前最常用的面层材料为热风或者热轧非织造材料,热风非织造材料具有良好的空间结构,液体通过多数孔曲折迂回穿过,即为贯通孔; 而热轧非织造材料中纤维分布较规则,经热轧后轧点周围纤维相互固结,非织造材料的厚度变薄,主要为封闭孔和半封闭孔,延长了穿透时间。
回渗量是面层材料的另一个重要指标。
热轧非织造材料在轧点处由于被压实而使面密度增大,且轧点在面层正面呈凹面,而与导流层和吸收芯层接触的一面呈凸面。
液体经面层和导流层下渗到吸收芯层中,会因受到外力而发生返渗,此时液体会最先与轧点形成的凸面接触,但因其纤维密度大,纤维间排列紧密而空隙小,能够阻碍液体上升,使其不易返渗。
热风非织造材料的厚度在同等面密度下是热轧、纺粘和熔喷等非织造材料的3 ~5 倍,良好的空间结构增加了纤维间的空隙,而一定的厚度又使得液体回升通道变得复杂,也能作为阻止液体返渗的屏障,从而降低液体的回渗量。
2. 2 导流层导流层是位于面层和吸收芯体之间的一层特殊的非织造材料,其作用是使纸尿裤快速、有效、均匀地吸收液体,避免过去因SAP 局部吸收量过大而形成的阻塞现象,减少纸尿裤回渗量。
目前导流层普遍采用热风、纺粘、热轧等非织造材料,其中热风非织造材料虽然价格稍高,但因其具有一定的厚度和蓬松度能暂存自身质量10 倍以上的液体,并具有极好的抗回渗性而被广泛应用,是目前导流层材料市场的发展主流。
与面层的热风非织造材料相比,导流层的热风非织造材料韧而硬挺,纤维以纵向排列为主,纤维间的空隙较大,当液体透过面层到达导流层时,导流层的纤维网会立刻吸收液体,同时具有一定厚度的蓬松结构有利于把局部的液体迅速俘获,暂存后随即扩散,直到被芯层吸收。
如图2 所示: 在传统的不带导流层的产品中,液体经过面层后直接进入芯层,液体的扩散主要在芯层进行,容易使芯层局部吸液量过大而形成凝胶阻塞,更增加了第二次、第三次液体下渗的难度,造成较大的回渗量; 而在带有导流层的产品中,液体经面层后先进入导流层,导流层可暂存液体,延缓液体下渗,液体沿着导流层纵向排列的纤维向纵向扩散,芯层由于增加了吸收面积而得到充分利用,有效防止大量液体瞬间吸收而发生的局部凝胶阻塞现象。
2. 3 吸收芯层吸收芯层是纸尿裤的关键结构部位,其吸收量的大小直接影响到纸尿裤吸液质量。
目前纸尿裤的吸收芯层主要由卫生纸或者非织造材料包裹SAP 和绒毛浆混合物组成。
2. 3. 1 SAPSAP 是一种特殊功能性高分子材料,能吸收质量为自身质量数百倍至数千倍的水分,或者数十倍至数百倍的盐水,而且在适当的压力下,吸入的水也不会被挤出。
SAP 因其吸收量大,能有效减少绒毛浆的用量使得产品厚度大大减小而被广泛用于吸收用品。
下面从定性和定量两方面分析SPA的吸水机理。
2. 3. 1. 1 SAP 在水中的溶胀过程SAP 是经过适当交联而形成具有三维空间网络的高聚物( 图3) ,其本身具有的亲水基和疏水基会与水分子相互作用。
当遇到水分子时,整体呈致密性的高分子链上的亲水性离子迅速电离水解,而随着同种电荷的积聚,静电斥力在高分子链上也随之增大,正是这种静电斥力使得三维网络逐渐扩张,引导水分子进入树脂内部。
同时,为了保持电中性,与累积在高分子链上的电荷抗衡的另一种电荷不会向外部扩散,而被束缚在树脂网络内与网外形成较大的浓度差,从而产生较大的渗透压,进一步吸收水分子进入三维网络。
而三维网络的弹性收缩力也会伴随网络的扩张而逐渐增加,作为抗衡力慢慢抵消静电斥力,最终使SAP 达到吸水平衡。
2. 3. 1. 2 Flory 弹性凝胶理论从热力学角度出发,Flory 提出了下列公式(1):式中: Q—衡吸水率;i—每个结构单元所具有的电荷数;V u—重复单元的摩尔体积;S* —外部溶液的离子强度;X1—吸水树脂与水作用的哈金斯参数;V1—水的摩尔体积; —交联密度。
在公式( 1) 中,等式右边分子中的加号左项表示渗透压,右项表示材料与水的亲和力,两者之和表示吸水能力。
对于非电解质吸水树脂,由于缺少第一项而使吸水能力相对较差。
此外,树脂的吸水性也受溶液性质的影响。
耐盐性吸水树脂也是由渗透压产生的动力而吸水,但水中的盐电离形成的离子会使渗透压降低,进而降低其吸水能力。
Flory 公式也表明,当吸收盐水时,由于盐水的离子强度S* 远大于淡水,吸水能力也会显著下降。
此时,耐盐性吸水树脂中的非离子型亲水官能团会与水分子形成氢键,从而吸水。
2. 3. 2 绒毛浆绒毛浆是一种高级吸水性纸浆,采用漂白卷筒干浆板在撕碎机撕碎成绒毛簇制成,广泛用于纸尿裤、卫生巾、医用床衬纸等吸收用品。
吸收性是绒毛浆的一项重要质量指标,主要取决于纸页横向纤维之间的毛细管效应,毛细管效应越强,吸收性能越好。
在吸收芯层中绒毛浆主要起到类似输送管道的作用。
绒毛浆的原料性能中纤维的线密度和纤维细胞壁的厚度对绒毛浆的性能有直接的影响,而有机溶剂抽出物含量和组成都会使绒毛浆的性能有所不同。
纸尿裤的液体吸收性能不仅与SAP 含量、SAP与纸浆的混合状态有关,还与纸浆中纤维的线密度、纤维间的空隙度及表层材质有关。
2. 4 背层纸尿裤的背层直接与人体皮肤接触,因此要求应具有以下性质: ①良好的气体透过性; ②较好的防漏水性; ③较好的拉伸性能和抗撕裂性能; ④良好的柔软性等。
目前纸尿裤的背层材料主要有透气微孔膜和复合底膜。
2. 4. 1 透气微孔膜透气微孔膜主要由聚烯烃作为基体树脂,特别是PP 因其力学性能优异且价格低廉而成为应用较广泛的微孔膜材料。
含有致孔剂CaCO3颗粒的树脂片材在拉伸过程中,由于CaCO3颗粒与其周围树脂聚合物的结合力小而在边缘分离产生微孔,最后经过定型处理后形成微孔膜。
微孔是微孔薄膜最关键的部分,微孔孔径大小及其分布都影响着微孔膜的功能。
由于水滴的最小直径约为20 μm,而水蒸气分子的直径仅为0.000 4 μm 左右,利用两者直径的差异,让微孔直径介于两者之间,从而使微孔膜具有防水透气的作用。
水蒸气在微孔膜中是一个分子扩散的过程,即水蒸气分子从一个孔传递到另一个孔,从高浓度区域流向低浓度区域。
透气量Wvp取决于膜的孔隙率、厚度和孔径,关系式如下(2):式中: A—常数;B—孔隙率;T—薄膜厚度;d—孔径。
当微孔膜能承受的耐水压大于使用时所需耐水压时,水就不会渗出。
通常用毛细浸透压ΔP 来表征:式中: ΔP—浸透压( Pa) ;σ—表面张力( N/m ) ;α—接触角(°) ;d—毛细管直径( μm) 。
由上可见,当微孔膜直径小于d 时,水不会透过。
由于不同产品所需浸透压不同,按照公式( 3)即可计算出产品满足不同要求时所需微孔膜孔径d 的大小。
2. 4. 2 复合底膜复合底膜主要由流延膜和非织造材料通过一定的方式复合而成。
由于复合底膜集合了流延膜良好的柔软性和防水性,也具有非织造材料的强度和透气性,更是大大扩大了原有压纹膜的应用领域和提高了产品的附加值。
压纹膜的复合产品不仅可应用于婴儿尿裤、护理垫等个人卫生用品,也可应用于手术衣、防护服等产品领域。
2. 5 腿口防侧漏边腿口防侧漏边是用于大腿口两边,连接面层,用于防止尿液因不能及时渗透下去而从侧面溢出。
一般情况下,腿口防侧漏边常用拒水PP 纺粘法非织造材料和SMS 结构的非织造材料。
腿口防侧漏边及背层通常都使用SMS 结构设计。
腿口防侧漏边一般要求拒水。
SMS 非织造材料的拒水整理是在SMS 纤维表面吸附一层能使其表面张力低于水的表面张力的物质,使水在SMS非织造材料上的接触角大于90° 而拒水。
常用的拒水整理剂有长链烷烃化合物、有机硅聚合物及有机氟整理剂。
由于SMS 非织造材料具有较高的抗静水压,因而其拒水效果也较好。
对于纸尿裤防侧漏边的非织造材料,耐静水压只要不低于1.2 kPa即可。
普通15 g /m2的SMS 复合非织造材料耐静水压通常可达到1.5 kPa,因此用于腿口防侧漏边的SMS 非织造材料的面密度只需15 g /m2左右,甚至更低就能达到要求。
2. 6 纸尿裤整体吸液原理充分利用各层非织造材料,并进行有效组合可实现渐进的吸液过程。