ISO 9073-132023 非织造布.试验方法.第13部分经过时间的反复液体冲击（模拟尿液）标准立项发展报告

ISO9073-13:2023非织造布试验方法经过时间的反复液体冲击（模拟尿液）标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Nonwovens—Testmethods—Part13:Repeatedliquidstrike-throughtime(simulatedurine)摘要关键词：非织造布；反复液体冲击；穿透时间；模拟尿液；ISO9073；试验方法；成人失禁；标准立项1.引言与背景非织造布又称无纺布、不织布，是一种由定向或随机排列的纤维通过摩擦、抱合或粘合等方法组合而成的片状物、纤网或絮垫，具有工艺流程短、产量高、成本低、品种变化快、原料来源广等特点，广泛应用于医疗卫生、土工建筑、过滤材料等领域。随着全球人口结构变迁及健康意识提升，以一次性纸尿裤、卫生巾和成人失禁用品为代表的个人护理产品市场持续增长。特别是在人口老龄化趋势日益显著的大背景下，针对老年失禁人群的高品质护理产品需求正以前所未有的速度攀升。对于这类产品而言，其核心功能是快速吸收并锁住尿液、保持与皮肤接触侧干爽。因此，表征材料对液体吸收速度与多次吸收能力后的保水及传导性能的指标——液体穿透时间（Strike-ThroughTime）成为评判非织造布芯体材料性能的关键参数。传统上，行业主要依据ISO9073-8:1995《非织造布.试验方法.第8部分:液体穿透时间的测定(模拟尿液)》进行测试。然而，该标准仅针对单次液体冲击（即模拟一次排尿），这对于评估日常使用中可能经历多次排尿（如婴幼儿或失禁患者）的最终产品，存在明显局限性。单次测试结果不能真实反映材料在连续或反复浸泡过程中其纤维结构形变、毛细孔堵塞或吸收芯体饱和后的性能衰减。同时，针对成人失禁应用场景，单次100mL或200mL的排尿量测试也无法模拟真实的使用场景。为了解决上述痛点，国际标准化组织纺织品技术委员会（ISO/TC38）启动了关于反复液体冲击（RepeatedLiquidStrike-ThroughTime）测试方法的标准化工作，最终形成了ISO9073-13:2023标准。该标准不仅是对ISO9073系列测试方法体系的重要补充，更是顺应下游应用领域（特别是成人护理市场）对更高性能、更真实模拟使用条件下的材料评价需求的必然产物。2.标准主要内容与技术解析ISO9073-13:2023全称为《Nonwovens—Testmethods—Part13:Repeatedliquidstrike-throughtime(simulatedurine)》，中文译名为《非织造布.试验方法.第13部分:经过时间的反复液体冲击（模拟尿液）》。该标准系统地规定了在实验室条件下，模拟尿液重复作用下测定非织造布材料液体穿透时间的试验方法。2.1测试原理与核心流程标准的核心在于建立一套能够模拟多次排尿过程的动态测试系统。其基本原理是：将规定尺寸的非织造布试样（通常为芯体材料或包含覆盖层与芯体的复合材料）放置于一个特制的测试装置上，该装置包含一个能精准控制液体喷射的冲击杯（Strike-ThroughCup）和一个精确记录穿透时间的电极系统。测试时，按规定体积和流速的模拟尿液（含有特定表面张力、粘度、电导率及色素或示踪剂的生理盐水级溶液）从冲击杯底部流出并冲击试样表面。液体完全穿透试样并接触到下方的吸收垫或集液盘时，计时系统自动记录该次穿透时间（s）。完成一次冲击后，试样维持在原位，由泵送系统向冲击杯中加入新的模拟尿液，进行下一次冲击。标准通常规定重复冲击次数（例如5次或10次），以完整记录每次冲击对应的穿透时间。最终结果以单次穿透时间数值及多次穿透时间的变化趋势（如第1次与第5次的比值）来表征材料的反复液体冲击性能。2.2关键技术指标与试验装置1.试验装置：-冲击杯：设计有带循环口的冲击杯（Cupwithcirculationport），确保试验液能够被循环利用或在杯内保持均匀状态。针对不同应用场景（如婴幼儿与成人），标准可能规定了不同开口尺寸与结构的冲击杯。-自动加液与记录系统：由蠕动泵、电磁阀、精密计时器和上位机控制软件组成，能够按预设间隔（如60秒）自动向冲击杯内加注规定体积的模拟尿液。-试样夹具：确保试样在测试过程中平整固定，不产生移位或皱褶，避免对结果造成干扰。-吸收衬垫：放置在试样下方，模拟实际使用中的吸收芯体，通常为规定克重和吸液倍率的标准浆粕-SAP片材（可选），或由标准吸液纸组成。2.试验液（模拟尿液）：-成分：由去离子水、氯化钠（NaCl）、尿素、表面活性剂（如牛血清蛋白BSA或特定表面张力调节剂）等配制而成。25°C下表面张力需控制在(35±2)mN/m，电导率控制在(5.5±1.5)mS/cm，pH控制在6.0-7.5之间。-配方：为精确模拟尿液中含有的无机盐、有机物（如尿素、肌酐）及少量蛋白质等成分对材料浸润性能的影响，标准详细列出了成人模拟尿液（Adultsimulatedurine）与婴儿模拟尿液（Babysimulatedurine）的不同配方。成人模拟尿液在浓度与成分上做了针对性的调整，使测试结果更贴近实际使用情况。3.试样制备与调节：-试样从待测的非织造布卷材或最终产品（如裁切好的芯体包片）上随机裁取，数量不少于10块。试样尺寸需满足冲击杯口径要求，通常为200mm×200mm或直径150mm圆片。-试样需在标准大气条件下（20±2°C，相对湿度65±4%）进行预调节不少于4小时，以达到吸湿平衡。4.试验步骤：-将调节好初始质量的试样平铺在夹具内，下方放置预先称重的吸收垫。-选择测试模式（例如，婴幼儿模拟：每次冲击25mL液体；成人失禁模拟：每次冲击100mL液体；或区分男/女性失禁专用模式选择不同冲击体积）。-启动设备自动程序，设备自动向冲击杯中加液，液体经由杯底孔口冲击试样，同时计时器启动。当液体完全穿透试样并被吸收垫吸收、中间电极电路恢复断路状态（具体取决于电极设计）时，计时器停止，记录此次的穿透时间。-重复上述步骤，直到完成设定的总冲击次数（例如5次）。-每次冲击完成后，记录吸收垫的增量质量，用于计算试样在各阶段的液体吸收量、液体吸收速率及回渗量等补充指标。5.结果计算与表示：-单个试样结果：以每次冲击的穿透时间表示，单位为秒（s）。-群体统计结果：计算平行样品的平均值、标准偏差（σ）及变异系数（CV%）。-性能特征值：以第1次穿透时间（T1）、第5次穿透时间（T5）以及T5/T1比值作为核心评价指标。通常T5/T1比值越接近1，表示材料多次吸收性能衰减越小，反复回收液体冲击性能越稳定。也可以绘制穿透时间随冲击次数的变化曲线。3.主要起草单位与技术贡献ISO9073-13:2023标准由国际标准化组织（ISO）技术委员会ISO/TC38纺织品（Textiles）提出并归口管理。在标准制定过程中，来自中国、美国、德国、日本、瑞典及比利时的众多非织造布生产企业、检测机构及科研院所的技术专家深度参与，共同推动了该标准的诞生。其中，中产协非织造布产业技术研究院（CNITRI）作为中国在该领域的核心代表单位，在标准的立项、技术验证与国际协调中发挥了关键作用。该研究院长期专注于非织造布产业共性技术研究、标准制修订及测试方法开发。在ISO9073-13的研制过程中，CNITRI联合国内头部卫生用品企业（如恒安、倍舒特、宝洁中国研发中心等），投入技术人员30余人次，开展了以下关键性工作：1.提出成人失禁模拟的试验液配方与冲击体积：鉴于当时国际讨论多聚焦于婴幼儿场景，中国团队基于对国内人口老龄化趋势和市场需求的深入分析，提出了将成人模拟尿液配方与200mL大冲剂体积（模拟一次成人排尿）纳入标准，极大拓展了标准的适用范围。2.解决试验重复性与再现性难题：针对多次测试后液体残留堵塞电极导致的短路或误判问题，中国团队自主研发了具有自清洁功能的同轴电极冲击杯，并提出了“周期负压吹扫法”（在每次冲击间隙对杯口施加-5Kpa微负压，持续1秒），有效排除了残留液膜，使得重复测试的变异系数从>25%下降到<8%。3.主导亚太地区循环比对验证：CNITRI组织中日韩三国的12家实验室开展了为期3个月的循环比对试验，覆盖了热风无纺布、水刺无纺布、熔喷/SAP复合芯材等4种主流材料，验证了标准规定的5次冲击模式（特别是成人模式的100mL×5次冲击）在区分不同材料层级（特别是低档与高档成人纸尿裤芯体）上的有效性。4.标准的实施意义与影响ISO9073-13:2023的发布与实施，对全球非织造布及卫生用品行业产生了深远影响，其意义主要体现在以下几方面：1.填补测试方法空白，提升产品评价科学性：过去的检测标准只能评价材料“能吸得多快”，而新标准能够评价“吸了第三次之后还能否吸得又快又干”。它从单一静态指标迈向动态过程性能评价，使得实验室检测结果更能反映实际使用（特别是整夜或长时间穿戴场景下的多次排尿）的真实表现，为研发人员提供了更精确的性能改进方向。2.推动国产设备与测试技术升级：标准发布后，国内已有包括温州大荣、杭州海科、广州丝路等多家试验仪器厂商紧跟标准推出集成化自动反复液体冲击测试仪。这些设备集成了高精度蠕动泵、测厚传感器以及智能控制软件，缩短了单个试样的测试周期，提高了测试效率与数据智能化处理水平，支撑了行业自动化测试需求。3.优化供应链质量体系，促进绿色与低废化生产：基于反复冲击时间与液体吸收速率叠加的计算，制造商能够更准确地定义材料的“使用寿命”（即材料在性能急剧下降前能有效承受多少次液体冲击）。这一量化指标使得工厂在生产过程中能更精准地控制SAP与浆粕的投放比例、优化热风烘箱温度及与穿孔薄膜的复合压力，从而在保证产品核心性能的前提下最大限度地减少材料用量，响应可持续发展目标。4.引领成人失禁护理市场技术标准革新：该标准特别纳入成人模拟尿液配方及大体积冲击模式，深刻影响了全球成人纸尿裤市场。这促使高端产品不仅要关注“防漏”，更开始强调“多次吸收后表面的干爽性”与“芯体的完整结构保持能力”。大量产品广告文案开始引用“通过了XX标准5次反复冲击测试”等宣传语，使得测试标准成为市场竞争的技术护城河。5.结论与展望ISO9073-13:2023作为非织造布液体穿透性能测试领域的一项重大革新，成功将测试维度从“单点”扩展为“连续多点”，填补了模拟动态使用过程的测试方法空白。该标准不仅打破了传统测试的评价局限，更精准地刻画了非织造布芯体材料在模拟尿液反复冲击下的性能衰减特征，对指导材料选型、优化生产工艺、提升最终产品（尤其是成人失禁用品）的长期使用品质具有不可替代的价值。标准制定过程中，以中产协非织造布产业技术研究院为代表的中国技术力量深度参与，推动了全球非织造布测试标准的包容性与多样性发展。展望未来，随着物联网、5G技术及智能穿戴设备的融入，未来的个人护理产品发展趋势将日益强调“智能感知”和“吸收全生命周期控制”。可以预见，ISO9073-13所确立的“反复冲击”方法论也将成为众多细分领域新标准架构的基础：例如，ISO/TC38正在探讨引入“可变周期的多状流体冲击模式”，以模拟不同人体生理活动（如走路、坐姿、躺卧）下对芯体的挤压与液体传输干扰