1、学校代码： 10255学 号： 2110182纸尿裤多层材料结构性能与渗透机理研究The study on structure and penetration mechanism oflayered diapers专 业：纺织工程作者姓名：徐小萍校内导师：靳向煜校外导师：张纪东答辩日期：2013年5月30日flUlllll lllllllllll lllllAIIIIII II IIIIIII东华大学学位论文原创性声明 Y2377285本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任
2、何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：徐IJ、萍日期： 即，；年6月； 日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密回。学位论文作者签名：徐J、誓日期：圳；年占月多日指导教师签名： 勃
3、崦日期：2。l，年6月)日壅坐太堂亟堂焦论塞 擅要纸尿裤多层材料结构性能与渗透机理研究摘要近年来，随着生活水平的提高，人们对纸尿裤的需求显著增加，而个性化高档新型纸尿裤产品将有巨大的市场前景和消费潜力。一般来讲，纸尿裤的结构主要包括表面包覆层、导流层、吸收芯层和防漏底膜。婴儿纸尿裤是一个复杂的“渗透一扩散一吸收“系统，每一层的结构与性能都会影响这一系统。本课题着眼于这一问题，通过了解市场上常见纸尿裤的主要性能状况，特别是通过分析研究国际最新纸尿裤的结构组成及材料，为国内纸尿裤的研究发展提供一定的借鉴。同时结合资料文献，对纸尿裤各部分组成进行了结构、性能以及渗透扩散机理分析。并且通过设计纸尿裤生
4、产工艺，将新型面层材料用于制备新型纸尿裤产品，对其进行相关的产品性能分析，从而为开发高档新型产品提供相关理论参考。通过以上研究得出了以下结论：1目前国际最新纸尿裤的结构主要分为面层、导流层、吸收芯层及防漏底膜，但在各层结构的材料上有一定的改进和创新。面层中的增白热风材料，凸型热风是日前较为受关注的面层材料。在导流层方面，开始使用蓬松纤网或者双层导流层材料的设计。吸收芯层多以卫丕坐太堂亟堂僮逾塞 擅蔓生纸或者热轧非织造布包裹木浆和SAP混合体及复合芯体为主。防漏底膜多采用PE复合底膜。2纸尿裤的表面包覆层包括面层和腿口防测漏层。面层要求柔软、透气，还要使尿液快速渗透下去，保持贴肤面的干爽性，采用
5、热风、热轧非织造材料都经亲水整理，能够使液体有效的吸收并迅速下渗至导流层。腿口防侧漏主要采用SMS非织造材料，经过拒水整理达到所需的拒水及耐静水压要求。3导流层利用热风非织造材料的表面纵横比大而把液体引导向纵向渗透，使得更多液体进入吸收芯层，而热风材料蓬松的厚度也起到了暂时持液的作用，减少液体迅速下渗带来的局部“凝胶阻塞“。4吸收芯层的高吸水树脂可通过溶胀动力学和Flory弹性凝胶理论分析其吸水机理，绒毛浆通过毛细管效应吸水。另外，两者的混合比例以及均匀性都是吸收芯层大量吸收液体的关键。5防漏底膜通常采用PP透气微孔膜或者热轧非织造布PE复合底膜，透气微孔膜利用水滴(20微米)和水蒸汽分子(0
6、0004微米)的直径差距，孔隙直径介于两者之间而使得微孔膜既透气又防水。复合底膜则结合两者的优点，使得产品应用更加广泛，也是将来防漏底膜的主要材料。6从纸尿裤性能看，市场上不同纸尿裤的质量参差不齐，差异较大。特别表现在回渗量上，市场上的纸尿裤与国际最新纸尿裤相比，其回渗量方面有待进一步提高。II壅垡太堂亟堂焦i金塞 擅要7甲壳素粘胶水刺布的拉伸强力高于其余三种非织造布，但其柔软性、透气性以及穿透时间不佳，应用后的纸尿裤回渗量多于其余三种，这与水刺布的纤维有较好的吸水性有关。较目前而言，水刺非织造布作为纸尿裤新型面层需要朝着薄型化发展，以提高其柔软性、透气性，减少回渗量。热风型非织造布蓬松的结构
7、使其具有较好的柔软性、透气性、较短的穿透时间，其作为纸尿裤的面层材料具有较明显优势。尤其是珍珠凸型热风材料，其纸尿裤的回渗量较理想。关键词：纸尿裤，材料，结构，性能，渗透扩散机理III丕垡太堂亟主堂僮盐塞垦苎!：坠!THE STUDY oN STRUCTURE AND PENETRATIONMECHANISM oF LAYERED OF DIAPERSABSTRACTIn recent years，these is a sharp rise demand of baby diaper market and the demandAs aresult，it will be a great mark
8、et with consumption potential of personalized new highgrade diaperproductsGenerally speaking，the main stmcture of diapers include surface，ADL，the absorbent coreand the impervious bottom filmBaby diapers is a complex absorption system，the structure andproperties of each layer will affect the quality
9、of the diapersThis topic looks at this issue，a largenumber of experiments carried out on the different brand diapers at home and abroad，in order tounderstand the status of the main properties of diapersAt the same time，combined withinformation literaturewe can understand the stmcnlre of v耐ous parts
10、composed of,theperformance and penetration mechanism analysis of diapersBy designing and debugging theentire diaper production line，the new surface materials are used for producing new diapers，withits related products performance analysis，which will provide theoretical reference for thedevelopment o
11、fnew high-end productsThen there comes the results：1From the diapers performance，the quality of domestic brands of diapers is unevenParticularly manifested on the infiltration liquid，there is a certain gap when comparing withforeign brands diapers which has fewer infiltration liquid2The structIlre o
12、f the latest international diapers is also divided into surfaceADL,theabsorbent core and the impervious bottom film，but there is a certain improvement and innovationon the materials used in each structureRecently,whitened or the convex surface layer of hot airnonwovens are popular in the surface lay
13、erADL starts to be designed using the flufry fibernetwork or double diversion layer material3The surface coating layer includes surface and legscuffSurface is required soR，breathable，and also making urine rapidly seeps to keep skin surface dryh order to make the liquid absorptionand rapid infiltrati
14、on to ADL quicker and easier,hot airhot-rolled nonwoven materials arealways using after hydrophilic finishing。Leg-cuff using SMS nonwoven material to prevent liquidleaking through the water-repellent finishing，and also achieve the desired water-repellent andresistant to hydrostatic pressure requirem
15、entsIV盔坐太堂亟土堂位i金塞垦Il坠14ADL is usually made of hot air non-woven material because of its large aspect ratio on thesurface aspect，and more liquid will be guided to the longitudinal direction of pene仃afion，then gointo the absorbent coreMeaning while，the hot air fluffy material thickness also plays a ro
16、le oftemporarily holding liquid，a reduced tendency to allow liquids to rapidly infiltration to avoid”gelblocking”5The analysis of the absorbent mechanism Can get from the swelling kinetics and Florytheory of elastic gel of absorbent resin in the absorbent COreAnd fluff pulp always absorb waterthroug
17、h capillary effectIn addition，while their mixing ratio and uniformity affect absorptionliquid performance which play a key role in the absorbent COre6The backing layer is usually made of PP breathable microporous film or a hot-rollednonwoven cloth PE composite bottom moldThe breathable microporous f
18、ilm is both breathableand waterproof as there is a diameter gap between the droplets(20 microns)and water vapormolecules(O0004 microns)，the pore diameter ranging between and microporous membrane，SOthat droplets can through freely while water vapor cannotComposite boaom mold is a goodcombination of t
19、he advantage both nonwoven and film，making the product more widely applied，and also the main material of the backing layer7Due to the larger surface densitythe tensile s仃ength of chitinviscose spunlaced fabfic ishigher than the other three heatbonded nonwoven fabric，but its softness，breathability an
20、d poorpenetration time is not as good as othersThe hot air nonwoven has a good sottness，breathability,the shorter the penetration time because of its flufry fabric structure，which get a obviousadvantages as a surface layer material for diapersAs the fiber of chitinviscose spun-lacednonwoven have bet
21、ter water absorption，the infiltration liquid of new diapers made of spun-lacednonwoven is more than the othersIn the current，to be as diapers as new surface，spunlacednon-woven must be thinner in order to improve its flexibility,permeability and less infiltrationliquidXU Xiaoping(Nonwoven Materials a
22、nd Engineering)Supervised by JIN XiangyuKEY WORDS：Diapers，Materials，Structure，Performance，Infiltration mechanismV壅堡盘堂硒堂位i佥塞 目丞目 录第一章绪论111一次性卫生用品的市场概况112纸尿裤市场及国内外发展现状213纸尿裤存在问题514本课题的研究内容和意义5第二章纸尿裤多层结构的“渗透扩散吸收”机理研究721表面包覆层722导流层1223吸收芯层一1324防漏底膜1625热熔胶1726本章小结1 8第三章不同结构纸尿裤结构分析及性能测试2031纸尿裤的结构特征2032纸尿裤
23、的性能评价指标以及测试方法2133不同结构纸尿裤的性能测试结果比较与分析一2334本章小结28第四章新型纸尿裤的试制及性能分析2941纸尿裤生产线及其工艺2942纸尿裤性能测试3 143纸尿裤性能测试结果与分析3244本章小结40第五章结论与展望4151结论4152不足与展望42参考文献。43附录46攻读学位期间发表论文51j致谢52VI塞垡盘堂亟堂位i金塞 筮二童缝j金第一章绪论11一次性卫生用品的市场概况一次性卫生用纺织品也称吸收性用即弃产品，主要有女性卫生用品、婴儿纸尿布、成人失禁用品等。中国十几亿的人口基数决定了卫生用纺织品市场巨大的需求量，特别是随着市场经济的飞速发展和人们物质生活水
24、平的不断提高，卫生用纺织品在满足人们日益增长的物质生活，尤其是生理健康需求方面，发挥着越来越重要的作用。近些年，国内市场继续保持增长势头，各类卫生用品的消费量都比上年有较快增长。第十九届生活用纸国际科技展览及会议国际研讨会报告显示，2011年吸收性卫生用品的市场规模(国内总销售额)达到约4638亿元，比2010年增长159。111女性卫生用品2011年，国内女性卫生用品市场继续保持较快增长：卫生巾消费量581亿片，比上年增长60；卫生巾卫生护垫的市场规模比上年增长79。女性卫生用品的市场渗透率较高，201 1年达到868，总体市场比较成熟，而一些普及率相对较低的西部欠发达地区，将是未来市场的新
25、增长点。我国卫生巾市场将继续以高于世界平均水平的速度稳步增长，竞争更加激烈，2012年原材料价格新一轮的上涨将使企业成本提高，对企业经营带来不利影响。112婴儿纸尿裤h1囡蘑豳图1-1 20092011年国内纸尿裤市场渗透率及消费量2000年，我国的婴儿纸尿裤市场渗透率为2，2010年为323，到了2011年，婴儿纸尿裤的市场渗透率达到391，可见我国婴儿纸尿裤市场处于快速成呻帅加柏幻Ot畦l，戢罩塞坐盔堂亟堂僮论奎 簋=童绪盗长阶段。据中国造纸协会生活用纸专业委员会统计，2011年婴儿纸尿裤市场年消费量1787亿片，比上年增长218。市场规模比上年增长277(如图11)。目前，我国正处于第四
26、次生育高峰，在婴儿数量上是世界第二大国。据专家预测，20102015年间我国2029岁的育龄妇女的人数将保持在约11亿人的峰值。与世界上所有其他市场相比，其短期潜在增长力最高。因为从国民平价购买能力水平PPP(national Purchasing Power Parity level)看，实际上大多数中国人有能力购买用即弃纸尿裤。根据2008年公开发表的统计数字，中国的PPP高于委内瑞拉或菲律宾，但其市场份额却明显较少，可能是由于文化壁垒以及对产品还缺乏了解的缘故。但这种情况会随着市场的开放，人们观念的变化而变化，在接下来5年中，将出现虽然较小，但依然稳步的增长。之后随着出生率的下降和市场的
27、成熟，婴儿纸尿裤市场才逐渐趋于稳定，随之而来，中国将成为世界上最大的成人纸尿裤市场。113成人失禁用品2011年我国成人护理用品销售量为1008亿片，其中纸尿裤消费量413亿片，比上年增长368，占41；纸尿片消费量218亿片，比上年增长218，占22；护理垫消费量377亿片，比上年增长433，占37；市场规模比上年增长339。2011年成人失禁用品生产商297家，比2010年增加100家。尽管增速很快，相比于我国庞大的老龄人口基数，还属于高需求，低渗透阶段。2010年第六次全国人口普查数据显示我国65岁以上人口为119亿人，伴随着我国老年人口的剧烈增长，老年人的生活照料问题日益凸显，空巢或纯
28、老家庭都将需要专业护理人员的照料；同时，经济的发展以及老年消费者可支配收入的提高、观念的转变都将拉动成人失禁用品市场高速增长。有经济预测认为，当人均GDP在1000美元时，卫生巾市场就呈现增长态势，当人均GDP在5000美元时，纸尿裤市场就处于上升阶段。中国正处于这一快速发展时期，未来几年也会延续这一趋势，成人失禁用品是全球增长较快的卫生用品，增长率为66，而中国的增长率是70，对于企业来说这同样是一个非常好的成长机会21。12纸尿裤市场及国内外发展现状一般来讲，纸尿裤主要由表面包覆层(包括面层和防漏隔边)、导流层ADL(即Acquisition Distribution Layer)、吸收芯
29、层、防漏底膜、弹性腰围、魔术贴、魔术扣以及将各个部分粘合到一起的热熔胶粘合剂组合而成(见图12)。构成普通型纸尿裤的各层结构都有其各自性能。表面包覆层通常由三个条形部分组成，中间较宽的一条为直接与人体皮肤接触的面层，其要求柔软、透气，还要使尿液快速渗透下去，保持贴肤面的干爽性，常采用热风、热轧非织造材料；而两边则是位于腿口部位的防漏隔边，用于防止过多尿液不能及时下渗而从腿口2处侧漏，多采用疏水的纺粘熔喷纺粘SMS(SpunbondMeltSpunbond)非组织布。导流层是位于表面包覆层和吸收芯层之间的一层特殊的非织造材料，为了使尿液快速转移到吸收芯层，主要采用热塑性纤维或双组分纤维的热风非织
30、造材料。吸收芯层是关键的吸收部位，主要由绒毛浆和超吸收树脂SAP(SuperAbsorbPolymer)组成，用于大量吸收液体。防漏底膜主要是聚乙烯PE透气薄膜或者微孔薄膜和非织造布的复合膜，用于防止尿液的渗出，起到隔离的作用。防漏底膜表面层惫鸭毒导流层吸收芯层图1-2纸尿裤的结构121国外研究发展现状纸尿裤的出现是最初为了使父母从换尿布的繁琐劳动中解放出来，能够腾出更多的时间与孩子交流。当孩子变得活泼好动时，父母总是为孩子更换普通尿裤而烦恼，穿着式纸尿裤的出现不仅解决更换麻烦的问题，而且时尚靓丽的外观设计也让纸尿裤向普通小内裤一样贴心美观。穿着式纸尿裤曾在日本风行一时，之后欧洲和北美流行起来
31、，其用量也在增长。弹性材料的应用也是一个巨大的改进。例如，能分散纸尿裤表面的压缩力来提高腿部舒适度的多股橡筋线，以及可用于腿部防侧漏隔边和腰围的弹性材料的新型设计，不仅改善了纸尿裤的结构，也使得其贴身度有了大幅的提高【3】。2002年2月，宝洁公司推出了Pampers Baby Stage Line系列纸尿裤并大获成功，其独特之处是增加了创新的环形轨道式弹性材料，使纸尿裤可以随着宝宝的活动而拉伸。此外，宝洁还在Luvs品牌产品中，增加了起紧身作用的弹性材料来提高纸尿裤的贴身性【4】，适用于婴儿的不同发育阶段，而不仅仅限于纸尿裤的尺寸。而该公司的系列产品中Frist Steps训练裤含有湿敏内衬
32、专利部件，它可使小孩知道他(或她)将要被尿湿的时间，以缩短训练小孩上厕所所需的过程。另外，该公司还推出了Pampers ChangeN Go纸尿裤，一种内裤式环保纸尿裤，这种纸尿裤的可在背面更换吸收垫，这种吸收垫的吸液能力与普通纸尿裤相当，但更换更加壅坐盔堂亟堂僮j佥塞 簋二童绪论容易。同时该产品在可洗涤的内裤里面所装有的吸收垫是可冲散性的，更易于废弃处理。这种可冲散性吸收垫可使婴儿皮肤保持干爽、舒适，不易患尿布疹，而且还减少进入填埋场的垃圾量，即使只能在品牌网站上才能购买到，也一直受到母亲们的追捧。其他的环保型纸尿裤还有Seventh Generation牌和Nature牌婴儿纸尿裤，这些产
33、品因其不使用含有元素氯漂白的绒毛浆和香料，可减少对环境的影响【51。而金佰利公司推出的Huggies Convertibles纸尿裤，属于两用型，它既可以像短裤一样的穿上，又可像普通纸尿裤一样在侧部扣紧。一些行业专家认为，该产品的出现使纸尿裤和训练裤类产品出现合并的趋势，特别是在大号产品方面6】。从材料研究方面，国外对面层和导流层材料的研究较为丰富和深入，对于面层材料的外观、立体结构还有复合结构都有研究。在专利方面， 2006年由花王株式会社公布“吸收性物品的表面片和吸收性物品”的专利，专利号为2006101727108 17l，此专利发明了一种吸收性物品的表面材料，由具有位于肌肤侧的上层和位
34、于吸收体侧的下层的层叠非织造材料构成，并且层叠非织造材料上有贯通上层和下层的开孔。专利号为US 7204907B2专利中提到一种三维开孔的非织造材料可以改善表层的渗透性能、返湿性能和导流性能，这种材料可以是单层、多层或单层与膜材料复合的非织造材料【8】。同本尤妮佳公司开发了一种卫生用吸收性产品表层材料，并申请了专利。这种材料是把热轧非织造布与热塑性单丝经过凹凸轧辊复合，使材料上形成等间距的凹凸波浪，由于这种立体的结构可以使表层材料的渗透、导流性能大为提高，可以确保液体迅速的分散和进入纸尿裤的吸收芯体中，并有效的防止液体返渗【9】。在专利号为US 647941 5 B1专利中，提到导流层一般有两
35、层，上面一层是由化学粘合合成纤维组成，下层是由化学粘合或热粘合纤维素纤维组成。合成纤维层是多孔的，在压力下能迅速捕获液体，纤维素层能提供垂直方向的毛细作用力，使液体能被吸收芯吸收【10】。在专利号为US 7204907B2专利中，该专利提到一种三维开孔的非织造材料可以改善吸收材料的渗透性能、反渗性能和导流性能，这种材料可以是单层的非织造材料、多层非织造材料、单层非织造材料与膜的复合材料【llJ122国内研究发展现状目前，对纸尿裤的结构材料研究较少，国内文献中涉及的主要为一次性卫生用品功能面层材料的开发，如用甲壳素、Lyocell和ES三种纤维一定比例混合制成的水刺非织造材料，可应用在纸尿裤表面
36、包覆层上并且具有一定的抗菌性I砼1；对PEPP双组份纺粘非织造材料亲水整理后可作为一次性卫生用品表面包覆层材料等1 31。对于纸尿裤结构只有一些专利有涉及，如在婴儿纸尿裤的专利中，开发了一种实用新型的婴儿纸尿裤，该尿裤由顶膜、导流层、吸收芯体、背膜组4壅垡盔堂亟堂焦!金塞 簋二室绪论成【14】。在专利号为2005200875828速渗卫生巾的专利中，涉及一种改进的速渗卫生巾，巾体包括面层、导流层、木浆棉和下面的流延膜、背胶和离型纸，其巾体表面有封闭的导流槽，导流槽范围内有上凸区域，上凸区域的面层和木浆棉层之间衬有导流非织造布，面层与导流非织造布上有锥状刺穿渗透孔，可加速液体渗透【l 51。在2
37、006200823940的专利中，涉及一种速渗婴儿纸尿裤，包括亲肤面层、导流层、吸收层和下面的防漏层，其特征在于亲肤面层与导流层有锥状刺穿渗透孔，渗透孔由锥状辊穿刺形成，呈漏斗状，深度为l一25ramt埔1。总体来讲，国内对于一次性卫生用品结构变化的针对性的研究并不多，研究起步较晚，相关材料的性能和机理研究更缺乏。我国自1985年引进第一条纸尿片生产线以来，现已遍布全国各省市，形成了巨大的生产能力【17 J。但据相关统计显示，无论是在销售量还是销售额方面，占据前面位置的都是外资品牌，尤其在高端市场，国内品牌在一定程度上受外资打压。目前国产品牌与外资品牌相比，整体上还是有一些差距。这样的差距，很
38、大一方面体现在产品的研发上。由于综合实力的原因，本土品牌的研发投入相对还不是能完全跟得上，特别是一些中小企业，因此在产品设计、功能等方面，更多的只能是跟着走。13纸尿裤存在问题纸尿裤的性能要求包括：干爽、舒适、不漏。其中对使用者影响较为关键的性能为干爽性。尿液透过面层，通过导流层的引导扩散，进入吸收芯层而被全部吸收，即使在压力作用下也不向上反渗，进而保持表面包覆层的干爽性，由此保持人体的舒适性。但目前来讲，现如今市场上有些婴儿纸尿裤厂商由于没有深入了解纸尿裤多层结构的”渗透一扩散一吸收”机理，没有选用合适的面层、导流层及吸收芯层组合，出现了尿液渗透面层时间长，尿液渗透后反渗量大，尿液进入吸收芯
39、层后不能很好的进行扩散等各种问题，进而导致纸尿裤干爽性不高，尿液易反渗到面层，在皮肤接触处形成一个潮湿的环境，使用者长期穿戴将不利于皮肤健康，会出现红肿等现象，甚至诱发尿布疹。14本课题的研究内容和意义婴儿纸尿布自上世纪九十年代在中国面世以来，以其方便、卫生等特点，立即取代了传统尿布的地位。目前，除了常见的婴儿纸尿裤、纸尿片外，高端市场的拉拉裤、训练裤、时装裤也逐渐进入大家的视野。随着市场细分深入，还出现了按婴儿成长阶段、性别、日用和夜用等细分类别的产品。纸尿布今后将朝着超薄、透气、舒适与多功能性的方向发展。本文通过研究纸尿裤多层结构的”渗透一扩散一吸收”机理，分析国际最新纸尿裤的结构及组成材
40、料，进而为国内纸尿裤5壅堡厶堂亟土堂僮j金奎 复二重绪j金的研究发展提供一定的借鉴。141本课题研究内容(1)通过分析市场上常见的纸尿裤，对其进行结构组成分类及性能比较，同时结合目前国际市场最新纸尿裤，进行结构剖析和性能分析，进而为国内纸尿裤的研究发展提供一定的参考。(2)基于大量纸尿裤产品性能测试实验，本文对纸尿裤的多层结构组成及材料进一步的分析研究，阐述了每一层的结构与材料对纸尿裤的”渗透一扩散一吸收”过程的影响。(3)通过设计纸尿裤生产工艺，将新型面层材料用于制备新型纸尿裤产品，并且对其进行相关的产品性能分析。142本课题研究意义中国每年有近2000万的婴儿出生，使用纸尿裤的0岁至2岁的
41、婴儿达到4000多万，庞大的市场、较低渗透率让各纸尿裤厂家看到了广阔的前景，国内纸尿裤市场每年以15以上的速度递增，远高于世界平均水平，因而纸尿裤具有巨大的增长潜力。但是伴随着高增长，使用纸尿裤的一系列问题也随之出现，如尿液反渗量大，扩散不佳等，严重将影响宝宝健康的问题，生产反渗量小，吸收量大，扩散佳，超薄透气的产品是目前整个行业努力的方向。同时，当前国内用即弃产品的高端材料主要依赖于进口，相关技术被国外金佰利、宝洁、尤妮佳和花王等公司垄断，国内企业的产品整体市场占有率低，利润少，只能在低端市场分一杯羹。究其原因，除了发展起步晚，研发投入少，产品附加值低外，还有对整个行业了解不足，只能被动的跟
42、随国外企业，同时也缺乏相应的理论基础。由此，为了更好的了解整个纸尿裤市场，把握从原材料到成品的整个生产环节，同时结合目前国际市场最新纸尿裤，进行结构剖析和性能分析，能够为国内纸尿裤的研究发展提供一定的参考。而基于大量纸尿裤产品性能测试实验，本文对纸尿裤的多层结构组成及材料做了进一步的分析研究，深入研究每一层的结构与材料对纸尿裤的“渗透一扩散一吸收”过程的影响，这对整个一次性卫生行业健康有序发展有着极其重要的意义。6第二章纸尿裤多层结构的“渗透扩散吸收机理研究纸尿裤是一个由多层非织造布建立起来的吸收系统。其主要结构包括表面包覆层、导流层、吸收芯层、防漏底膜以及将各个部分粘合到一起的热熔胶粘合剂组
43、合而成。当把尿液注向纸尿裤时，尿液最先接触表面包覆层，然后向具有较大的空隙或者亲水性的面层渗透进入导流层，而面层两侧的腿口防侧漏隔边较大的疏水性可以有效防止尿液不能快速下渗而发生的侧漏；接着液体沿着导流层较大的纵向纤维分布而向纵向扩散，导流层既增加了吸收区域，也可以暂存液体，防止了液体过快下渗而导致的凝胶阻塞，最后液体逐渐进入吸收芯层而被吸收，而在压力的作用下，一些未被全部吸收的尿液又通过导流层反渗到面层，过多的回渗量将影响皮肤接触面的干爽性，影响纸尿裤的使用性能。因此，充分了解纸尿裤的多层结构，并进行有效组合可实现这种渐进的吸液过程，同时降低回渗量，保持纸尿裤的干爽性和舒适性。21表面包覆层
44、纸尿裤的表面包覆层由中间使尿液渗透的面层和两边的由疏水非织造布组成的防侧漏隔边组成。在所有的性能要求中，表面包覆层中的面层必须能够在尿液向吸收芯层的快速渗透和微量回渗之间找到最佳平衡点。其他的性能要求包括：足够的强度、耐磨性、柔软性，另外，在纸尿裤使用SAP后，表面包覆层中的防漏隔边还必须防止尿液及粉状SAP的外漏。211面层面层直接与宝宝娇嫩皮肤接触，首先接受尿液，在实际生产中，婴儿尿布、卫生巾、成人失禁垫当中的表面包覆层的非织造布必须符合一次性卫生用品生产企业的普遍质量要求，具体如下所示：(1)强度达到一定的要求：(2)渗透性好，引导液体迅速进入吸收芯层，降低穿透时间，最大不超过3s；(3
45、)较低的回渗量，从而保持皮肤接触面的干爽性，保持使用者的舒适感；(4)外观符合一定的卫生要求，干净，亮白，匀整；(5)透气性好，柔软性佳，舒适性好。面层是整个吸液过程的开始，但实际中，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，面层的透水性能指让水分子从一面渗透到另一面的能力，它与非织造布原料、厚度、结构紧密程度有关。关于面层的透水原理，从分子角度讲，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7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，第二、三两种为面层主要的透水方式|18q91。在过去的20多年中，表
46、面包覆层材料使用率最高的就是丙纶非织造布，这主要是因为丙纶采用的纤维是疏水的，通过表面活性剂的处理能够使得尿液渗透进入导流层，但是经过表面活性剂处理的面层对尿液的亲水性也增加，当尿液受压后易形成反渗，进而影响面层的干爽性，因此，对表面活性剂的选择有助于确定需要的平衡点。当丙纶表面活性剂被透过的尿液冲掉后，表面包覆层又变成疏水性的，尿液的回渗就被挡住了。另外一个重要的性能要求就是低回渗性。它和表面包覆层自身的低保水性一起可以使尿裤表面变得干爽【2们。表2-1三种常用的面层非织造布性能比较另外，不同的非织造工艺也影响作为纸尿裤面层材料的性能。目前市场上多采用热风及热轧两种非织造材料作为纸尿裤的面层。热轧非织造面层材料强力高，产量高，成本低，但粗大的轧点给人带来不适感，表面需加亲水剂。而热风非织造面层材料较热轧材料更为柔软，液体更容易下渗，但价格相对较贵，同时质量不良的热风材料表面毛羽较多，容易造成不舒适感。目前国内面层材料多采用热风非织造材料，而欧美市场上的一些产品会采用热轧材料【2l】，如表21。穿透时间为衡量面层的一个重要指标，而非织造材料的穿透时间跟其自身结构有关。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布，热风非织造布具有良好的空间结构，液8体通过多数孔曲折迂回穿过，即为贯通孔，
