YC T 172-2002 卷烟纸、成型纸、接装纸及具有定向透气带的材料 透气度的测定.pdf

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1、ICS 65.160x 85备案号:10501-2002中华人民共和国烟草行业标准YC/T 172-2002/ISO 2965:1997卷烟纸、成形纸、接装纸及具有定向透气带的材料透气度的测定Materials used as cigarette papers,filter plug wrap and filterjoining paper,including materials having an oriented permeablezone-Determination of air permeability(ISO 2965:1997,IDT)2002一05一14发布2002一07一01实

2、施国家烟草专卖局发布628YC/T 172-2002/ISO 2965:1997前言本标准等同采用国际标准ISO 2965:1997(卷烟纸、成形纸、接装纸及其有定向透气带的材料透气度的测定。本标准的附录A和附录B为规范性附录，附录C和附录D为资料性附录。本标准由国家烟草专卖局提出。本标准由全国烟草标准化技术委员会(TC 144)归口。本标准起草单位:中国烟草标准化研究中心。本标准主要起草人:闪红光、苗竿、邢军、鲁俭、邓晓华。YC/T 172-2002/1SO 2965:1997引言有关卷烟纸材料的透气度侧t已经出现很多年了。由于当前纸张产品特性的变化及透气度值的改变，透气度的侧定方法播要进一

3、步发展和改进。本标准是以国际烟草科学研究合作中心(CORESTA)方法作为技术依据。YC/T 172-2002/ISO 2965:1997卷烟纸、成形纸、接装纸及具有定向透气带的材料透气度的测定1范圈本标准规定了一种测定透气度的方法。本标准适用于透气度测量值在1 kPa压差条件下超过10 cm/(mincm)的卷烟纸、成形纸、接装纸，包括具有定向透气带的材料。注:对于透气度估计值在本标准范围之外的材料，参见5.1的注和7.5.1的注3.2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，

4、鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 16447烟草和烟草制品调节和测试的大气条件(neq ISO 3402)ISO 187纸板和纸浆调节和测试的标准大气及样品的大气检测和调节的程序ISO 5725试验方法和结果的精度真实性和准确度3术语和定义本标准采用下列术语和定义。3.1姗气度AP:air permeab川iy在1. 00 kPa测量压力下，通过1 cm的被测样品表面的空气流量(cm /min).注:透气度的单位为在1 kPa下立方厘米每分钟平方且米cm/(min cm).3.2侧，压力measuring p

5、ressure在测量过程中，被测样品两面的压力差。3.3泄瀚leakage样品夹持器和其他的密封面，由大气中吸人或逸出到大气的空气气流。4原理在一定压力作用下，将被测样品夹持于合适的测量位置，测量通过被测样品表面的总空气流量。测量原理如图1所示。通过被测样品的气流可由被测样品的一侧施加一正压或负压产生。成品设备测定样品时，通过被测样品的气流方向将为已知，例如，由外向内。注I:若气流由正压产生，所用仪器应装过滤器以免侧试样品被油、水及灰尘污染.注2:对于某些材料，通过被侧样品的气流与某一压降可能呈非线性关系。因此，需要在两个不同压差下测定通过被测样品的气流以确定通过纸张的流量一压力关系是线性或非

6、线性。如果为非线性.在0. 25 kPa时气流测量记YC/T 172-2002/1S0 2965门9971%cm录应可以充分表示该材料的特性。注3:无论侧容量法的空气流速按与被侧样品顺流或逆流侧量，在被侧样品中心两边的流速理论值上允许存在的误差.压差低压1一一空气流.2打孔带如果有)，3被侧样品，4空气气流方向;5面积为2 cm的侧试面.6内表面;7外表面;8-空气流。圈，侧.服理圈仪器样品夹持器用于夹持被测样品，测量面区域为矩形，表面积为2. 00 cm.士。.02 cm，其长边L应为2.000士0. 005 cm，且内倒角半径应不大于0. 1 cm(见图2),注:当裕要对超出本标准规定范日

7、的特种纸的透气度进行判断时，可使用具有不同表面面积的特殊的样品夹持器。632YC/T 172-2002ASO 2965:19971被侧样品;2被侧样品中心线书3样品夹持器的测量表面积;W测试表面的宽L-测试表面的长边.圈2兵有均匀分布通气度样品的位t5.2气动控制器在样品夹持器两面产生一给定但可调的压差以产生定向气流。5.3压力计准确度为。. 001 kPa，在量程内测量值相对误差不超过2%.5.4流f计用于测量空气流量，在量程内测I值相对误差不超过5%,5.5调节环境可以保持ISO 187给定的条件(见7.2),6取样按统计学原理抽取可以代表总体特性的样品。样品应无影响测t性能的可见疵点和皱

8、褶。7程序了.1样品夹持公的检汤仪器使用前按照附录A给出的程序进行检漏。样品夹持器垫面之间的空气泄漏不应大于2. 0 cmVmin,注:当某些用户需要确定某些特殊纸张表面诵气对侧量气流的影响时，可以用适当的被侧样品按附录C给出的程序确定肠气t，并在其侧试报告中予以说明.7.2样品的准备根据第6章，从样品中随机选取，数量为测试所需的被侧样品数加上用于7.5.1注3中描述的三个被测样品数。如果需要，制备适于测试的样品(按所需尺寸剪切，并去除折叠、接缝等缺陷)。样品调节:测量前按ISO 187要求调节环境温度为23士1和相对湿度为50肠士2%RH。样品放置时应保持其所有表面与环境空气自由接触。要点:

9、实验室中不能达到ISO 187所规定的条件时，可采用GB/T 16447所规定的条件，温度22C士1和相对湿度60%士2%RH。此点，应在测试报告中给予说明。YC/T 172-2002/1SO 2965:1997注:放置在容器中的样品.可能无法攀露其所有表面于调节大气中，因而需要一段延长的调节时间。所需时间将取决于实践和经验。调节被侧样品时间在本标准中未给出，但被侧样品调节时间应在结果中注明.了-3校准按附录B提供的程序用标准流量盘校准仪器。7.4被测样品的放里按图1所示用样品夹持器夹持被测样品，样品放置时应使测量气流能从纸的外面流向纸的内面。7.4.1均匀分布通气性的材料放置样品时，尽可能以

10、测试面较小尺寸(W)的中心对应样品宽度方向的中心(见图2),7.4.2其有狭窄定向通气带的材料透气带应沿着与测试区20 mm的长边平行的方向排列(见图3),)3，1-被测样品，2被侧样品中心线，3定向透气带;4一一样品夹持器的侧f面区域。扭见7.4. 2.图3具有窄定向透气带的样品的放t透气带的边缘与测试面边缘的距离应不小于1 mm。理论上，被测样品至少应比测试面的每边宽3 mm。如果因技术原因，这一点不能满足(如研究中试样的总宽度小于16 mm,或透气带与样品一边的距离小于4 mm)，应在测试报告中注明。7.5测f7.5.1总则将一被测样品放人样品夹持器。在被测样品两面施加一近似在1. 0

11、kPa士。.05 kPa范围内的压差。精确记录此压力和相应的流量。注1:被侧样品的透气性在其不同位里会有变化.对于本标准，用10次单独侧f值的平均值作为被侧样品透气性的测定值。亦可根据应用的要求做不同数童的侧试。以同样方法进行所有被测样品的试验，结果按第8章规定处理。注2:如锯判定流It一压力关系为非线性，可对三个附加样品的空气流f-压力进行下述侧试.在不变更测试材料的情况下，依次设置施加于测试材料的压差为0. 25 kPa和1. 00 kPa。分别记录通过测试材料的相应空气流量Q，和Qi (Cm /min) ,用式(1)计算比值Y:Yc/T 172-2002/tso 2965:1997耀.”

12、“.(1) 只q-q-一 Y对其余两个样品重复上述过程并计算所得Y值的三次平均值。如果Y的平均值与1.00的偏差不大于20o(即不大于1.02)，则该空气流量一压力关系为线性的。否则，则视其为非线性。如果该测试材料的空气流量一压力特性呈现为非线性，则认为在单一压差下的测量空气流速不足以描述该材料的特性。可以用另一0. 25 kPa压差来浏定流速。进一步的说明见附录D,注3对于1 kPa下小于透气度10 cm/ (min cm2)呈现线性特征的材料.应用下列方法重新侧定，以便对透气度进行估计:一个具有单一较大侧试面积的样品夹持器，一个具有多个区域的样品夹持器，可同时对若干个面积为2. 00 cm

13、矩形侧试区进行侧f，各侧试区应满足5.1中所述的尺寸要求;一个2. 0 kPa的压差。此时，此方法只能给出透气度的估计值。7.5.2带(条)状纸的侧f进行10次连续(依次)测量，两次测量面间级小距离为20 mm,7.5.3回筒纸的侧，逐一对10个回简纸进行测量，构成一组测蚤数据。确信搭口不在侧试区内。8结果的衰示所测得的透气度数值应为单个侧t的平均值，见7.5.2和7.5.3。注:如果使用的侧头为7.5.1注3所描述的多侧试面，所获得的侧A已是用于侧头各侧试面数的平均，应注意在重复性值(r)和再现性值(R)中进行说明。进艺、J当2r、透气度(AP)，以在1 kPa压差下每平方厘米面积上每分钟流

14、过多少立方厘米空气量来表示。用面积为2 cm,的测试面时，由式(2)给出:Q一2i一 P A式中:AP在1 kPa压差下透气度的数值，单位为立方厘米每分钟平方厘米氏m/(mincm);Q通过被测样品的空气流童的数值，单位为立方厘米每分钟(cm/min) e因Q并非在准确的1 kPa条件下测量得到的，故需要一个调整至1 kP的校正过程。当使用其他面积不是2 cm“的测头时(见7.5.1的注3)，也需要进行相应的校正，按式(3)进行计算:，.“。“(3)更仰 XQ一A 一一 P A式中:P在1 kPa压差下的压力值，单位为千帕(kPa)iA用于测试的试样表面积值，单位为平方厘米(em);Ap实际测

15、量的通过试样表面的压差值，单位为千帕(kPa),9栩密度9.，复性用标准和正确的方法操作，同一操作者在尽可能烦的时间间隔内，定结果之差超过平均的重复性值(r)的次数，应在209.2再现性使用同一设备对于对照样品的测次测量中不超过一次。YC/T 172-2002/ISO 2965:1997用标准和正确的方法操作，两实验室间对于对照样品的报告结果不同于平均再现性值(R)的次数，应在20次内不超过一次。注:实际上，最佳再现性值可以在用户和供货方相同试验条件下获褥(尤其是使用共同的标准).9.3一份国际共同研究的结果1994年进行的一项包括24个实验室和六个样品的专门国际共同研究员示，对于卷烟纸、成形

16、纸和接装纸(包括有定向透气带的材料)依据本方法进行测量，获得如下的重复性(r)和再现性(R)值，见表1,襄，透气度cm/(mincm)(在1 kPa时)重复性限r再现性限R26.92.376.0149.24.158.3722117.426.31 33496. 61332 37628132621 4491 1822 077为计算r和R,规定对一个纸条(带)10次测量的平均值，或对从成品上拆下的10个圆筒纸测定的平均值作为一个测试结果。表1中所给出的r和R值，仅对所用的特定纸有效。从共同研究的角度，相同被测样品上进行重复性测试是不实际的。因此，被测样品的不匀性导致实验室间不一致。对这种情况，ISO

17、 5725:1986(现已修改为1994)援引如下的条款。An果被检测的对象是固体物质而它又不可能是同一水平的、均匀的(例如:金属、像胶或纺织物)，同时，检测又不可能在同一检测对象上重复，在这种情况下，被检测物质本身的不一致性就构成了测量精密度的组成部分，从而要求同一水平物质的想法不再能保持。这时，精密度试验也还是可以进行的，只不过:和R的值仅对所采用的特定物质有效，而在使用r和R时也应是这样的物质。更为广泛使用的r与R的获得只能是:在不同的时间或由不同的生产者所生产的被检侧的物质之间不存在明显差异的情况可以得到保证时。这将要求比本标准所规定的更为复杂的试验。”从本共同、戈验获得的数据，可以估

18、计和消除实验室间、不同时间和不同样品间的变化量。从而，这一实验室内的变化量可选择一个作为重复性值。这些以及相应的重现性值列于表2,透气度-V (mincm)(在1 kPa时)重复性限r再现性限R26.91.575.7249.23.127.8922111. 722. 91 33445.295.12 37624929721 4495191 773这些数值是经过类似于对某一个单个样品反复10次读数的平均值进行修正而获得。YC/T 172-2002/ISO 2965:19979.4统计学讨论从表1和表2的分析结果可以看出，通常，当比较r和R平均值的比率时，两者对于低透气度纸均高，如平均值的比率表明，r

19、和R随平均透气度增大而减小。然而，表1和表2中标注有一个星号(，)的纸出现了与此趋势不一致的结果。对于表1的检查显示，该纸较高的R%值(与其他纸相比)完全由于该纸实验室内可变值较大。可在此研究中，该纸并没有提出两实验室间可变值(以平均值的比率表示)较高于其他测试的纸的证据。这一点通过实验室内和两实验室间标准偏差的分析得到证实。实验室内的平均值的标准偏差比率值与r%值(作为期望值)呈现同样的形式，但两实验室间的平均值的标准偏差比率的确不同，且未说明该纸的一个不期望的高值。对于该纸的结果表明，由本研究所获得的r和R值仅可应用于本研究中测试的纸10测试报告测试报告应给出所用方法和所获得的结果。还应记

20、录本标准为规定的操作环境，或作为选择的注意事项，以及任何影响结果的情况。测试报告的内容至少应包括:a)取样日期和取样方法;b)测试材料的资料，注明具有打孔带的样品的性质(如:种类、宽度);C)测试日期;d)注明详细的测量条件(尤其要注明是充气法或抽吸法)，以及不同于本标准的情况或任何可能影响结果的因素;e)大气环境条件和样品调节时间，f)测试时的表压;B)以透气度(AP)单位表示的结果;h)与结果相关的初步统计:测量次数，平均值和标准偏差。YC/T 172-2002/ISO 2965:1997附录A(规范性附最)样品央持器的翻气侧试A.1概述用于卷烟纸成形纸、接装纸(包括具有定向透气带的材料)

21、透气度的测量仪器设备的性能测试应按生产者的产品说明书进行。本附录描述评估测头组件接合面之间的空气泄漏量一般测试。2程序2.12.22.32.4密封从测头组件到大气的气流流路。用标准的方法操作仪器，确保透气度测定仪在样品夹持器组件的两接合面间未放置样品。记录仪器显示的漏气率。密封测头组件接合面，应使流量测量结果不大于2 cm/min,重复上述过程五次，如果任意值大于2 cm丫min，该夹持器组件即为不合格。该读数应随测试结果一起在报告中说明。样品夹持器组件的漏气测量原理如图A.1所示。八目AAAAAAA.21样品夹持器;2-通大气的密闭气流通道，3-密封面，4空气流AMf设备.图A. 1样品夹持

22、路的漏气侧试YC/T 172-2002/ISO 2965:1997附录B(规范性附录)透气度标准流，盘和姗气度侧.仪册的校准B.1标准流且盘的苍本今数透气度校准件用于校准卷烟纸、成形纸、接装纸(包括具有定向透气带的材料)透气度的测量仪器。标准流量盘应具有在规定的恒定压力下已知和可重现的值，该值为在标准流量盘出口测量的空气体积流量。标准流量盘的流量一压力参数应保持恒定值且应基本上不受大气环境条件的影响。标准流量盘应标注:在1 kPa压差条件下，修正至22和101. 3 kPa的标准条件时，所给出的一个最小精度在0.5%内的空气体积流量值。这些标准流量盘的精密结构依赖于其所用的空气透气度表的设计。

23、标准流量盘应提供数据及可溯源的校准证书。B. 2标准流f盘校准程序实验室测试大气应按IS0 187要求进行控制。在无法达到IS0 187给出条件的实验室中，可以采用本标准和GB/T 16447中给出的条件22士1 0C和(60士2)%RH。在用标准流量盘校准时，应使用同一大气条件。标准流量盘应夹持在一个校准夹持器中，其机械设计应不影响标准流量盘的参数。通过标准流量盘的气流是分别用充气或抽吸装置产生正压或负压而获得的。气流通过标准流量盘的方向应与校准透气度测量仪器时一致。应在包括标准流量盘的校准夹持器的出口，测量气流量、温度和压力。依据所使用的气体校准器的类型和操作，及标准流量盘的特性，应用适当

24、的数学修正方法，将气流量修正至22和101. 3 kPa的标准条件下的值。一个典型标准流量盘夹持器的原理如图B.1,压差洲it高压空气进圈B. 1校准设备示意圈B. 2. 1方法1调整气流，使在标准流量盘两边为一1. 000 kPa士0. 005 kPa的恒定压力。在流量测量装置上，用一个不受系统影响的气体校准器，测量标准流量盘出口的容积流量及在校准时的温度和压力。YC/T 172-2002/ISO 2965:1997所校准的每个标准流量盘应重复这一步骤五次。所得标准流量盘的值应为五次在标准条件下的容量气流速的平均值。B. 2.2方法2调整气流使其保持在一恒定压力下，压差依次在大于1 kPa的

25、5%-10%和小于1 kPa的5%-10%。在每一点，通过标准流量盘的压降应记录到近似0. 005 kPa。在流量测量装置上用一不受系统影响的气体校准器，测量标准流量盘出口的容积流量，以及在校准时的温度和压力。每个测量装置将在每两个流量设置产生一个最小量。所得标准流量盘的值是通过标准流量盘的压降为1. 000 kPa的标准条件时的容积流量的内插值。B. 3仪翻的校准透气度测定仪的校准和性能测试应按照仪器生产厂商的说明进行。B. 4原理为获得较好的精确度，仪器应在其标称测量量程范围内校准。调校仪器测量量程应由专用的、量程适当的传感元件确定和实现。B.5步骤一个典型的步霖如下。在仪器使用说明书中给

26、出下述的步骤。B.5.1安装标准流量盘并使其平衡至测量气体的沮度。B. 5.2连接一个参考压力计到测量回路以监测标准流量盘两端的压降。参考压力计的最大相对误差应小于测量值的5%.B.5.3在标准流量盘两端设置近似在1. 0 kPa士。. 1 kPa范围内的压差。B. 5. 4调整设备的浏量系统，使准确值显示到参考压力计上的数值。B.5.5卸下参考压力计并密封连接点。B.5.6调整标准流量盘两端压降到1. 000 kPa士v. 005 kPa,调整仪器测量系统至显示标准流量盘的标定值。B. 5.7对每一标准流量盘重复上述步骤。B.5.8返回到仪器的测量模式，检查该设备的每个标准流量盘的透气度测量

27、结果是否在仪器的设备说明书和标准流量盘的校准允差范围内。YC/T 172-2002/1SO 2965:1997附录C(资料性附录)关于样品夹持骼中被侧样品衰面泄翻的测定原理表面泄漏是指气体通过样品夹持器的密封面由环境大气中吸人或逸漏到环境大气中。图C. 1给出了测定有关表面泄漏的原理示意图。1-一施加祛码，6压力侧量装置，2人口腔;7侧试物;3样品夹持器;8非透气薄膜;4出口腔，9出口。5-注射器;圈C.1表面泄诵的侧试原理步橄按下述步驭可以测定有关的表面泄漏。月.内艺Cc.C-2.1将一个校准注射器连接到样品夹持器的人口处。C. 2.2将一个压力计连接到注射器和样品夹持器的人口侧的连接处，确

28、定所有连接是气密的。C. 2.3将一个测试材料的样品，和一个扭盖包括密封表面的整个测试区的非透气薄膜插人样品夹持器。保证测试材料面向样品夹持器的人口孔。非透气薄膜应只考虑与透气性的侧定有关的全部漏隙的部分。C. 2.4闭合样品夹持器，在注射器上加压，向样品夹持器上部孔施加一个约1 kPa的压力。C. 2.5通过在注射器中的活塞的位置定时变化测量漏隙流量。应选择一个适当长短的时间以便准确的判定表面漏隙。此时，应始终监视样品夹持器的人口侧的压力，并保持接近1 kPa.由任何压力变化而显示的注射器中具有不正常的阻力时，测试应重做。注:此项侧试也可以省略非透气薄膜而用密封样品夹持器出口来完成。YC/T

29、 172-2002/ISO 2965:1997附录D(资料性附最)通过多孔材料的空气流，D.1理论研究通过多孔材料的空气流量取决于流动空气的粘性和惯性力。通过多孔材料的空气总流量可以表示为:Q=ZAAp+Z AAp(D.1)式中:Q总气体流量，单位为立方厘米每分钟(cm/min);A材料暴露在流动气体中的面积，单位为平方厘米(cm) ;Ap材料两边的压差，单位为千帕(kPa);Z由粘性力确定的一种多孔材料的透气性系数，单位为立方厘米每分钟平方厘米千帕cm/(mincmkPa);Z由惯性确定的一种多孔材料的透气性系数，单位为立方厘米每分钟平方厘米千帕的n分之一次方cm/(mincm,kPav);

30、，取值在。.5和1.0之间的一个常数，该常数取决于气流通过材料上的空间或孔的尺寸分布。如上所述，式(D.1)的一般形式，空气气流(Q)与压差(AP)两者关系具有一非线性关系。因材料的透气性定义为在1. 00 kPa压差时通过1 cm材料的气流，所以由式(D.1)材料的“总透气度”等于(Z+Z) 可以考虑式(D.1)的两种极限形式。a)对高透卷烟用纸，材料上的间隙(典型的为1 dam)相对于纸厚(20 jam-40 dam)很小。气流惯性力可忽略，Z=0，则(D.1)简化为Q=ZAAp“”一，”“一(D.2)这种情况下，气流(Q)和压差(仰)的关系为线性的。b)例如，对于接装纸穿孔，穿孔直径(例

31、如约100 JAM)与纸厚(约40 pm)比很大。在这种情况下，n=0. 5，且式(D.1)变化为二次方程Q二ZAAp十TA ,rA-万一(D. 3)如果在接装纸上没有空隙，不同于穿孔，则Z=0，且式(D. 3)简化为Q=Z A”一(D. 4)D.2具有气流一压力关系为非线性的材料的特性若测试材料显示出具有非线性气流速一压力特性，Z,Z和n的值可以通过测定一系列却值下的Q值，并用上述公式来回归计算。极少数情况下.材料应用由0. 25 kPa和1. 00 kPa压差下的气流速两个值来描述.一个更一般的公式(D. 5 )是62=ZTA仰”“”一(D. 5)式中:ZT纸的总透气度;k取值在0.5和1

32、.。之间的一个常数，该常数取决于气流通过材料上的空间或孔的尺寸分布;YC/T 172-2002/15o 2965:1997Q-总气体流量，单位为立方厘米每分钟(cm /min) ;A材料暴露在流动气体中的面积，单位为平方厘米(cm) ;Ap材料两边的压差，单位为千帕(kPa)eq-q-PI-九用两个不同侧量压力测得气流的结果1g，可由式(D. 6 )导出常数k,k=.。.”“(D6)式中:Q;-第一次施加压力测量的气流量，单位为立方厘米每分钟(cm /min) ;Qz第二次施加压力测里的气流量，单位为立方厘米每分钟(cm/min) ;Pi-第一次施加的压力，单位为千帕(kPa) ;Pz-第二次施加的压力，单位为千帕(kPa),对于实际压力与标称压力两者差别很小时，气流量可以用没有引起明显误差的式(D. 7 )的平均值计算QZ=Q:P鑫.，“.”(D. 7)YC/T 172-200211SO 2965:1997今考文做11 CORESTA推荐方法第三号:1976卷烟纸透气度侧定(注:已被CORESTA推荐方法第四十号所替代)21 CORESTA推荐方法第十八号:1991具有打孔区，用于接装纸的材料的透气度和单位流It测定3 CORESTA推荐方法第四十号:1994用于卷烟纸、成形纸和接装纸，包括具有定向透气带的材料的透气度测定