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2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.SUHSXVWQRVWLMatériaux utilisés comme papier à cigarettes, pour le gainage des filtres et comme papier manchette, y compris les matériaux possédant une zone perméable discrète ou orientée et les matériaux à bandes de perméabilité diverses - Détermination de la perméabilité à l'airMaterials used as cigarette papers, filter plug wrap and filter joining paper, including materials having a discrete or oriented permeable zone and materials with bands of differing permeability - Determination of air permeability65.160RSUHPDTobacco, tobacco products and related equipmentICS:Ta slovenski standard je istoveten z:ISO 2965:2009SIST ISO 2965:2014en,fr01-januar-2014SIST ISO 2965:2014SLOVENSKI
STANDARDSIST ISO 2965:19981DGRPHãþD



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Reference numberISO 2965:2009(E)© ISO 2009
INTERNATIONAL STANDARD ISO2965Third edition2009-05-15Materials used as cigarette papers, filter plug wrap and filter joining paper, including materials having a discrete or oriented permeable zone and materials with bands of differing permeability — Determination of air permeability Matériaux utilisés comme papier à cigarettes, pour le gainage des filtres et comme papier manchette, y compris les matériaux possédant une zone perméable discrète ou orientée et les matériaux à bandes de perméabilité diverses — Détermination de la perméabilité à l'air
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ISO 2965:2009(E) © ISO 2009 – All rights reserved iiiContents Page Foreword.iv Introduction.v 1 Scope.1 2 Normative references.1 3 Terms and definitions.1 4 Principle.2 5 Apparatus.4 6 Sampling.5 7 Procedure.5 7.1 General.5 7.2 Leak check of the test piece holder.5 7.3 Preparation of test pieces.5 7.4 Calibration.5 7.5 Insertion of a test piece.6 7.6 Measurement.7 8 Expression of results.8 9 Precision.9 9.1 Repeatability.9 9.2 Reproducibility.9 9.3 Results of an international collaborative study (Study 1).9 9.4 Statistical discussion of r and R results for Study 1.10 9.5 Results of an international collaborative study (Study 2).11 9.6 Statistical discussion of r and R results for Study 2.12 10 Test report.12 Annex A (normative)
Leak testing of test piece holder.14 Annex B (normative)
Calibration of air permeability standards and air permeability measuring instruments.16 Annex C (informative)
Determination of relevant surface leakage of test piece in the test piece holder.20 Annex D (informative)
Flow of air through porous materials.22 Annex E (informative)
Compensation of calibration standards.24 Bibliography.27
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ISO 2965:2009(E) iv © ISO 2009 – All rights reserved Foreword ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization. International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2. The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote. Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. ISO 2965 was prepared by Technical Committee ISO/TC 126, Tobacco and tobacco products, Subcommittee SC 1, Physical and dimensional tests. This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 2965:1997) which has been technically revised. SIST ISO 2965:2014



ISO 2965:2009(E) © ISO 2009 – All rights reserved vIntroduction Measurements of air permeability of materials used as cigarette papers have been made for many years. The methods have required development and change because of the changing nature of the paper products and changes in the magnitude of their air permeability. This method has been developed with the technical resources of CORESTA (Cooperative Centre for Research Relative to Tobacco).
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 2965:2009(E) © ISO 2009 – All rights reserved 1Materials used as cigarette papers, filter plug wrap and filter joining paper, including materials having a discrete or oriented permeable zone and materials with bands of differing permeability — Determination of air permeability 1 Scope This International Standard specifies a method for the determination of air permeability (AP). It is applicable to materials used as cigarette papers, filter plug wrap and filter joining paper, including materials having an oriented permeable zone or discrete permeable zones where the measured permeability is in excess of 10 cm3.(min−1.cm−2) at 1 kPa. In addition, it is applicable to banded cigarette papers, with bands of width W 4 mm. NOTE For an estimate of the air permeability of materials outside the scope of this International Standard, see Note 2 in 5.1.2 and Note 3 in 7.6.1. 2 Normative references The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies. ISO 187, Paper, board and pulps — Standard atmosphere for conditioning and testing and procedure for monitoring the atmosphere and conditioning of samples ISO 3402, Tobacco and tobacco products — Atmosphere for conditioning and testing 3 Terms and definitions For the purposes of this document, the following terms and definitions apply. 3.1 air permeability AP flow of air, measured in cubic centimetres per minute, passing through 1 cm2 surface of the test piece at a measuring pressure of 1,00 kPa NOTE The air permeability units are cm3⋅(min−1⋅cm−2) at 1 kPa. 3.2 measuring pressure difference in pressure across the two faces of the test piece during the measurement SIST ISO 2965:2014



ISO 2965:2009(E) 2 © ISO 2009 – All rights reserved 3.3 leakage air flow unintentionally aspirated from the surrounding atmosphere or escaping into it through the sealing surface of the test piece holder and elsewhere 3.4 paper with uniformly distributed permeability standard paper paper with natural air permeability only 3.5 paper with oriented permeable zone paper that has a continuous zone of higher air permeability obtained through perforation 3.6 paper with discrete permeable zone paper that has higher air permeability obtained through perforation in discrete areas 3.7 banded paper paper with bands of different air permeability NOTE Papers of this type normally have bands with permeability significantly lower than that of the base paper. 3.8 special paper paper with modified air permeability NOTE Papers of this type include those defined in paragraphs 3.5, 3.6 and 3.7. 4 Principle A test piece is held in a suitable device. A pressure difference is applied across the test piece. The resultant flow of air through the test piece is measured. The principle of measurement is illustrated in Figure 1. SIST ISO 2965:2014



ISO 2965:2009(E) © ISO 2009 – All rights reserved 3 Key 1 air stream 5 inner surface 2 perforated zone (if present) 6 outer surface 3 test piece 7 air stream 4 test surface of area (2 cm2)
a Pressure difference. c Low pressure. b High pressure. d Direction of air flow. Figure 1 — Principle of measurement The air flow through the test piece may be produced by applying a positive or negative pressure to one side of the test piece. The direction of air flow through the test piece shall be that which would occur when the sample is used in the finished product, where known, i.e. from the outside face towards the inside face. If the air flow is produced by a positive pressure, the apparatus used should incorporate a filter which protects the test sample from contamination by oil, water and particles. NOTE 1 With certain materials, the flow through the test piece can exhibit a non-linear relationship with the applied pressure drop. Thus the air flow through the test piece is determined at two pressure differences to establish whether the flow/pressure relationship across the paper is linear or non-linear. If it is non-linear, a second measurement of air flow is recorded at 0,25 kPa to fully characterize the material. NOTE 2 Depending upon whether the volumetric air flow rate is measured up-stream or down-stream of the test piece, a difference of approximately 1 % of the flow rate can exist either side of the theoretical value at the centre of the test piece. SIST ISO 2965:2014



ISO 2965:2009(E) 4 © ISO 2009 – All rights reserved 5 Apparatus 5.1 Test piece holder, for clamping the test piece, free from leaks. 5.1.1 For papers with uniformly distributed permeability and those with oriented or discrete permeable zones: the test piece holder has a rectangular surface area of 2,00 cm2 ± 0,02 cm2 with corner radii no greater than 0,1 cm. The long side, L, shall have a length of 2,000 cm ± 0,005 cm (see Figure 2). 5.1.2 For bands of differing permeability: the test piece holder has a rectangular surface area of 0,30 cm2 ± 0,01 cm2. The short side shall have a length of 2,00 mm ± 0,05 mm [see 7.5.6 and Figure 3 d)]. NOTE 1 The positioning of the test piece holder on the test piece differs for different types of papers (see 7.5 and Figures 2 and 3). NOTE 2 An estimate of the air permeability of other speciality papers, outside the scope of this International Standard, may be required. In this case, specialized test piece holders with different surface areas might be necessary.
Key 1 test piece 2 measurement surface area of test piece holder L is the long side of the test surface (see 5.1.1) W is the width of the test surface a Centreline of test piece. Figure 2 — Positioning of test pieces for materials with uniformly distributed permeability 5.2 Pneumatic controller, to produce an air flow at a given but adjustable pressure difference between the two mating faces of the test piece holder. 5.3 Pressure gauge, suitable for measuring pressure differences to at least 0,001 kPa, having a relative error of no more than 2 % of the measured value within the measuring range. 5.4 Flow meter, suitable for measuring the air flow with a relative error no greater than 5 % of the measured value within the measuring range. 5.5 Conditioning enclosure, capable of maintaining the conditions given in ISO 187 (but see 7.3). SIST ISO 2965:2014



ISO 2965:2009(E) © ISO 2009 – All rights reserved 56 Sampling Take a sample that is representative, on a statistical basis, of the population to be characterized. Samples shall be free of visible defects and creases that may impair measurement performance. 7 Procedure 7.1 General Since the pressure versus flow relationship of many papers is not linear, this procedure should be followed closely to allow proper comparison of results. If it is necessary to deviate from this procedure in any way (for example, to use a non-standard size of test piece holder or to modify the positioning of the test piece holder, due to sample dimensions) then this shall be noted in the Test Report [see 7.5 and 10 d)]. 7.2 Leak check of the test piece holder Follow the procedure given in Annex A. Perform a leak check daily, prior to use. Air leaks between the mating faces of the test piece holder shall not be greater than 2,0 cm3.min−1. Some users require determination of the effect of surface leakage through particular papers that contribute to the measured flow. In this case, if a value for leakage with the test piece in place is required, the procedure given in Annex C may be used. This should be determined and referred to in the test report. 7.3 Preparation of test pieces Select at random from the sample, taken in accordance with Clause 6, the number of test pieces required for the test plus an additional three test pieces to be used as described in 7.6.1, Note 2. If necessary make the test pieces suitable for testing (cut to the required dimensions, eliminate folds, seams, etc.). Condition the test pieces, prior to measurement, in a conditioning enclosure set in accordance with ISO 187. Samples shall be held such that the conditioning air has free access to all their surfaces. IMPORTANT — In laboratories unable to use the conditions given in ISO 187, the conditions given in ISO 3402 may be used. In these cases, a note shall be included with the test report. NOTE Complete sample bobbins, where it is not possible to expose all surfaces to the conditioning atmosphere, might require an extended period of conditioning. The time required should be determined by practice and experience. The period of time for conditioning is not given in this International Standard but the period of time retained should be reported with the results. 7.4 Calibration Calibrate the instrument using the calibration standards and procedure referred to in Annex B. SIST ISO 2965:2014



ISO 2965:2009(E) 6 © ISO 2009 – All rights reserved 7.5 Insertion of a test piece 7.5.1 General All papers shall be placed in the test piece holder so that the measuring air will travel from the outside face towards the inside face of the paper as it is applied in the construction of the finished product, where this is known. The positioning of the test pieces in the test piece holder is illustrated in Figures 2 and 3 (see also 5.1). 7.5.2 Materials with uniformly distributed permeability Place in such a way that, if possible, the centre of the smaller dimension, W, of the test surface is at the centre of the width of the test piece (see Figure 2). 7.5.3 Materials with a narrow and oriented permeable zone The permeable zone shall be oriented along, and parallel to, the direction of the 2 cm length of the test surface [see Figure 3 a)]. The edges of the permeable zone shall not be less than 1 mm from the edges of the test surface. Ideally, the test piece should extend over each edge of the test surface by at least 3 mm. If, for technical reasons, this cannot be achieved (i.e. the specimen under study is less than 16 mm total width or the permeable zone is less than 4 mm from one edge of the sample), this shall be referred to in the test report. 7.5.4 Materials with an extended and oriented permeable zone The test piece holder shall be placed so that it covers the maximum possible width of the permeable zone and exposes the maximum possible permeable zone within the measurement surface area [see Figure 3 b)]. Ideally, the dimension L of the test surface shall extend at least 1 mm outside the edges of the permeable zone and the sample should extend over each edge of the test surface by at least 3 mm. Where this cannot be achieved (e.g. due to sample dimensions), this shall be referred to in the test report. 7.5.5 Materials with discrete permeable zones The test piece shall be oriented so as to expose the greatest possible number of the permeable zones within the measurement surface area of the test piece holder [see Figure 3 c)]. Ideally, the 2 cm dimension of the test surface shall extend at least 1 mm outside the edges of the permeable zones and the sample should extend over each edge of the test surface by at least 3 mm. Where this cannot be achieved (e.g. due to sample dimensions), this shall be referred to in the test report. 7.5.6 Materials with bands of different air permeability For measurement of the permeability of the bands, a 0,30 cm2 test piece holder shall be used. The test piece holder shall be oriented so that the long side of the test surface is parallel to the band and shall be positioned, as far as is practical, to centre the test surface within the band [see Figure 3 d)]. For measurement of the permeability of the base paper, a 2,00 cm2 test piece holder shall preferably be used. The test piece holder should be positioned between the bands so that the clamping face of the holder is at least 2,5 mm from the bands. It should be oriented so that the 2 cm dimension is parallel to the bands [see Figure 3 d)]. Where this is not possible, the size and orientation of the test piece holder used shall be noted in the test report. SIST ISO 2965:2014



ISO 2965:2009(E) © ISO 2009 – All rights reserved 7Dimensions in millimetres
a)
Narrow, oriented permeable zone (see 7.5.3) b)
Oriented permeable zone (see 7.5.4) c)
Discrete permeable zone (see 7.5.5) d)
Bands of different permeability (see 7.5.6) Key 1 test piece 5 band of modified permeability 2 measurement surface area of test
piece holder 6 position of test piece holder for determining AP of base material (using preferably 2,00 cm2 test piece holder) 3 permeable zone 7 position of test piece holder for determining AP of band 4 base material with higher permeability (non-banded area)
(using 0,3 cm2 test piece holder) a Centreline of test piece. b Running direction of papers. Figure 3 — Positioning of test pieces for materials with an oriented or discrete permeable zone and for papers with bands of different permeability 7.6 Measurement 7.6.1 General Insert a test piece into the test piece holder. Establish an approximate pressure difference within the range 1,00 kPa ± 0,05 kPa across the two faces of the test piece. Accurately record this pressure and the corresponding flow rate. NOTE 1 The permeability of test pieces can vary throughout their length. For this International Standard, the mean value of ten individual measurements is used to determine the value of air permeability of a test piece. In practice, laboratories often take a different number of measurements depending upon the application of the measurement. Proceed in the same way with all the test pieces. The results are normalized as given in Clause 8. NOTE 2 If further characterization of the material is required because it is believed that the flow-pressure relationship is non-linear, perform the following test for air flow rate-pressure relationships on three additional test pieces. Set up, in turn, pressure differences of 0,25 kPa and 1,00 kPa across the test material, without moving the test material. Record the corresponding air flow rates Q1 and Q2 (in cubic centimetres per minute) across the test material. Calculate the ratio Y using Equation (1): Y = Q1/Q2 × 1,0/0,25 (1) SIST ISO 2965:2014



ISO 2965:2009(E) 8 © ISO 2009 – All rights reserved Repeat the above procedure on two other test pieces and calculate the mean of the three values obtained for the value Y. If the mean value of Y does not deviate by more than 2 % from the value 1,00 (in practice if it is no greater than 1,02), the air flow rate-pressure relationship is linear. Otherwise, the relationship is referred to as non-linear. If the test material has been shown to have non-linear air flow rate-pressure characteristics, the measurement of air flow rate at a single pressure difference is considered inadequate to characterize the material. The flow rate may be determined using the second pressure difference of 0,25 kPa. Further information is given in Annex D. NOTE 3 Materials that exhibit a linear characteristic and have a permeability of less than 10 cm3.(min−1.cm−2) at 1 kPa may be re-measured in order to obtain an estimate of permeability using: ⎯ a test piece holder with a single larger test surface area, ⎯ a test piece holder containing multiple areas that perform simultaneous measurements of the standard single 2,00 cm2 rectangular test surface area, each with dimensions described in 5.1, and ⎯ a pressure drop of 2,0 kPa. In this case, the method gives only the estimation of permeability. 7.6.2 Measurement of strips Make ten consecutive measurements with a minimum distance of 20 mm between measurements. 7.6.3 Measurement of spills (papers recovered from manufactured products) Make ten measurements comprising single measurements on each of ten spills. Ensure that the overlap seam is not included in the test surface. 8 Expression of results The determination of the value of air permeability shall be the mean value from the individual measurements (see 7.6.2 and 7.6.3). NOTE If a measuring head with multiple test surfaces is used as described in 7.6.1, Note 3, it should be understood that the measurement obtained is already an average of the number of test surfaces used in the measuring head. In addition, care has to be taken in the interpretation of r and R (see 9.1 and 9.2) when using these measuring heads. The air permeability, AP, is expressed in cubic centimetres per minute per square centimetre measured at 1 kPa. Using a test surface of area 2 cm2, it is given by Equation (2): AP = Q/2 (2) where Q is the numerical value of the air flow, in cubic centimetres per minute, passing through the test piece. In practice, Q is not measured at precisely 1 kPa and a normalization procedure to correct to 1 kPa is required. In addition, other measuring heads, with areas other than 2 cm2 may have been used (see 7.6.1, Note 3) and a correction for this is then also required. SIST ISO 2965:2014



ISO 2965:2009(E) © ISO 2009 – All rights reserved 9The general equation is as given in Equation (3): QpAPAp=×∆ (3) where p is the numerical value of the pressure (1 kPa); A is the numerical value of the surface area, in square centimetres, of the test piece subjected to testing; ∆p is the actual measurement pressure difference, in kilopascals, across the two surfaces of the test piece. 9 Precision 9.1 Repeatability The difference between two single results found on matched test samples by one operator using the same apparatus within the shortest feasible time interval will exceed the repeatability value, r, on average not more than once in 20 cases in the normal and correct operation of the method. 9.2 Reproducibility Single results on matched test samples reported by two laboratories will differ by more than the reproducibility value, R, on average not more than once in 20 cases in the normal and correct operation of the method. NOTE In practice, better values for reproducibility may be obtained when identical experimental conditions are used between client and supplier (in particular when common standards are used). 9.3 Results of an international collaborative study (Study 1) A major international collaborative study was conducted in 1994, involving 24 laboratories and six samples of cigarette papers, filter plug wrap and filter joining paper. This study also included samples having an oriented permeable zone. The study showed that when these papers are measured in accordance with this method, the following values for repeatability, r, and reproducibility, R, were obtained. Table 1 — Repeatability and reproducibility limits for Study 1 Mean air permeability Repeatability limit Reproducibility limit [cm3.(min−1.cm−2) at 1 kPa] r R 26,9 2,37 6,01 49,2 4,15 8,37 221 17,4 26,3 1 334 96,6 133 2 376 281a 326 21 449 1 182 2 077 a See 9.4. SIST ISO 2965:2014



ISO 2965:2009(E) 10 © ISO 2009 – All rights reserved For the purpose of calculating r and R, one test result is defined as the mean value obtained from ten measurements from a single paper strip or the mean value obtained from ten separate paper spills removed from manufactured products. The values for r and R given in Table 1 may only be valid for the particular papers used. It is not practical, in the context of collaborative studies, to conduct repeat tests on the same test piece. Therefore, the inhomogeneity in the test pieces contributes to the within-laboratory variance. This situation was referred to in ISO 5725:19861) as quoted below. “When tests have to be performed on solid materials that cannot be homogenized (such as metals, rubber or textile fabrics) and when the tests cannot be repeated on the same test piece, inhomogeneity in the test material will form an essential component of the precision of the measurement and the idea of identical material no longer holds good. Precision experiments can still be carried out, but the values of r and R may only be valid for the particular material used and should be quoted as such. A more universal use of r and R will be acceptable only if it can be demonstrated that the values do not differ significantly between material produced at different times or by different producers. This would require a more elaborate experiment than has been considered
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NORME ISO
INTERNATIONALE 2965
Troisième édition
2009-05-15



Matériaux utilisés comme papier à
cigarettes, pour le gainage des filtres et
comme papier manchette, y compris les
matériaux possédant une zone perméable
discrète ou orientée et les matériaux à
bandes de perméabilité diverses —
Détermination de la perméabilité à l'air
Materials used as cigarette papers, filter plug wrap and filter joining
paper, including materials having a discrete or oriented permeable zone
and materials with bands of differing permeability — Determination of
air permeability




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Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 1
4 Principe. 2
5 Appareillage . 4
6 Échantillonnage . 5
7 Mode opératoire . 5
7.1 Généralités . 5
7.2 Vérification de l'étanchéité du porte-éprouvette . 5
7.3 Préparation des éprouvettes . 5
7.4 Étalonnage. 6
7.5 Insertion d'une éprouvette. 6
7.6 Mesurage . 7
8 Expression des résultats . 8
9 Fidélité . 9
9.1 Répétabilité. 9
9.2 Reproductibilité. 9
9.3 Résultats d'un essai interlaboratoires international (essai 1) . 9
9.4 Discussion statistique des résultats de r et de R pour l'essai 1. 10
9.5 Résultats d'un essai interlaboratoires international (essai 2) . 11
9.6 Discussion statistique des résultats de r et R pour l'essai 2 . 12
10 Rapport d'essai . 13
Annexe A (normative) Vérification de l'étanchéité du porte-éprouvette . 14
Annexe B (normative) Calibrage des étalons de perméabilité à l'air et des instruments de mesure
de la perméabilité à l'air . 16
Annexe C (informative) Détermination de la fuite de surface de l'éprouvette dans le porte-
éprouvette. 20
Annexe D (informative) Débit d'air à travers les matériaux poreux . 22
Annexe E (informative) Compensation des étalons de calibrage . 24
Bibliographie . 27

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ISO 2965:2009(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 2965 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 126, Tabac et produits de tabac, sous-comité SC 1,
Essais physiques et dimensionnels.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 2965:1997), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
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ISO 2965:2009(F)
Introduction
Les mesurages de perméabilité à l'air des matériaux utilisés comme papier à cigarettes ont été réalisés durant
de nombreuses années. Les méthodes ont nécessité des développements et des modifications en raison des
changements intervenus dans la nature des papiers de même que dans leur niveau de perméabilité à l'air.
La présente méthode a été mise au point avec l'assistance du CORESTA (Centre de coopération pour les
recherches scientifiques relatives au tabac).

© ISO 2009 – Tous droits réservés v

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NORME INTERNATIONALE ISO 2965:2009(F)

Matériaux utilisés comme papier à cigarettes, pour le gainage
des filtres et comme papier manchette, y compris les matériaux
possédant une zone perméable discrète ou orientée et les
matériaux à bandes de perméabilité diverses — Détermination
de la perméabilité à l'air
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie une méthode pour la détermination de la perméabilité à l'air (AP).
Elle s'applique aux matériaux utilisés comme papier à cigarettes, pour le gainage des filtres et comme papier
manchette, y compris les matériaux possédant une zone perméable discrète ou orientée, ayant une
3 −1 −2
perméabilité mesurée supérieure à 10 cm⋅(min ⋅cm ) à 1 kPa. En outre, elle s'applique aux papiers à
cigarettes à bandes d'une largeur W 4 mm.
NOTE Pour avoir une estimation de la perméabilité à l'air de matériaux sortant du domaine d'application de la
présente Norme internationale, voir 5.1.2, Note 2, et 7.6.1, Note 3.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 187, Papier, carton et pâtes — Atmosphère normale de conditionnement et d'essai et méthode de
surveillance de l'atmosphère et de conditionnement des échantillons
ISO 3402, Tabac et produits du tabac — Atmosphère de conditionnement et d'essai
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
perméabilité à l'air
AP
2
débit d'air, mesuré en centimètres cubes par minute, passant à travers une surface de 1 cm de l'éprouvette à
une pression de mesure de 1,00 kPa
3 −1 −2
NOTE L'unité de perméabilité à l'air est le cm⋅(min ⋅cm ) à 1 kPa.
3.2
pression de mesure
différence de pression entre les deux faces de l'éprouvette au cours du mesurage
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3.3
fuite
débit d'air aspiré involontairement de l'atmosphère environnante dans le circuit de mesure ou s'échappant
vers l'atmosphère, au niveau, entre autres, des surfaces d'étanchéité du porte-éprouvette
3.4
papier à perméabilité distribuée uniformément
papier standard
papier ayant exclusivement une perméabilité à l'air naturelle
3.5
papier à zone perméable orientée
papier ayant une zone continue de perméabilité à l'air plus élevée obtenue par perforation
3.6
papier à zone perméable discrète
papier de perméabilité à l'air plus élevée obtenue par perforation de zones discrètes
3.7
papier à bandes
papier présentant des bandes ayant des perméabilités à l'air différentes
NOTE Ce type de papier présente habituellement des bandes de perméabilité significativement inférieure à celle de
la base papier.
3.8
papier spécial
papier dont la perméabilité à l'air est modifiée
NOTE Ce type de papier inclut les types définis en 3.5, 3.6 et 3.7.
4 Principe
Une éprouvette est maintenue dans un dispositif approprié. Une différence de pression est appliquée de part
et d'autre de l'éprouvette et le débit d'air résultant qui traverse l'éprouvette est mesuré.
Le principe de mesure est illustré à la Figure 1.
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Légende
1 flux d'air 5 surface intérieure
2 zone perforée (si elle existe) 6 surface extérieure
3 éprouvette 7 flux d'air
2
4 surface de mesure de 2 cm
a c
Différence de pression. Basse pression.
b d
Haute pression. Direction du débit d'air.
Figure 1 — Principe de mesure
Le débit d'air traversant l'éprouvette peut être produit en appliquant une pression positive ou négative sur
l'une des faces de l'éprouvette. La direction du débit d'air à travers l'éprouvette doit être celle obtenue si
l'échantillon est utilisé sur un produit fini, lorsqu'elle peut être connue, c'est-à-dire de la face externe vers la
face interne.
Dans le cas où le débit d'air est produit par une pression positive, il convient d'utiliser un appareil comportant
un filtre protégeant l'échantillon des contaminations par de l'huile, de l'eau ou des particules.
NOTE 1 Pour certains matériaux, le débit d'air à travers l'éprouvette peut présenter une relation non linéaire avec la
perte de charge appliquée. Le débit d'air traversant l'éprouvette est alors déterminé pour deux différences de pression afin
d'établir si la relation débit/pression est linéaire ou non de part et d'autre du papier. Si elle n'est pas linéaire, il convient
d'effectuer un deuxième mesurage de débit d'air sous 0,25 kPa pour une caractérisation complète du matériau.
NOTE 2 Selon que le débit d'air volumétrique est mesuré en amont ou en aval de l'éprouvette, il peut apparaître une
différence d'environ 1 % du débit de part et d'autre de la valeur théorique au centre de l'éprouvette.
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5 Appareillage
5.1 Porte-éprouvette, pour maintenir l'éprouvette, étanche.
5.1.1 Pour les papiers à perméabilité distribuée uniformément et les papiers à zone perméable orientée ou
2 2
discrète: le porte-éprouvette a une surface rectangulaire de 2,00 cm ± 0,02 cm dont les coins ont un rayon
ne dépassant pas 0,1 cm. Le côté long, L, doit avoir une longueur de 2,000 cm ± 0,005 cm (voir Figure 2).
5.1.2 Pour les bandes présentant des perméabilités différentes: le porte-éprouvette a une surface

2 2
rectangulaire de 0,30 cm ± 0,01 cm . Le côté court doit avoir une longueur de 2,00 mm ± 0,05 mm [voir 7.5.6
et Figure 3 d)].
NOTE 1 Le positionnement du porte-éprouvette sur l'éprouvette diffère en fonction du type de papier (voir 7.5 et
Figures 2 et 3).
NOTE 2 Une estimation de la perméabilité à l'air d'autres papiers spéciaux, hors du domaine d'application de la
présente Norme internationale, peut être requise. Dans ce cas, il peut être nécessaire d'utiliser des porte-éprouvettes
spécialisés ayant des surfaces différentes.

Légende
1 éprouvette
2 surface de mesure du porte-éprouvette
L côté long de la surface de mesure (voir 5.1.1)
W largeur de la surface de mesure
a
Axe médian de l'éprouvette.
Figure 2 — Positionnement des éprouvettes pour des matériaux
ayant une perméabilité distribuée uniformément
5.2 Contrôleur pneumatique, pour produire un débit d'air à une différence de pression donnée mais
ajustable, entre les deux faces opposées du porte-éprouvette.
5.3 Jauge de pression, adaptée au mesurage de différences de pression avec une exactitude d'au
moins 0,001 kPa, ayant une erreur relative inférieure ou égale à 2 % de la valeur mesurée dans l'intervalle de
mesure.
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5.4 Débitmètre, adapté au mesurage du débit d'air avec une erreur relative inférieure ou égale à 5 % de la
valeur mesurée dans l'intervalle de mesure.
5.5 Enceinte de conditionnement, capable de maintenir les conditions spécifiées dans l'ISO 187 (voir
également 7.3).
6 Échantillonnage
Prendre un échantillon représentatif, sur une base statistique, de la population à caractériser.
Les échantillons doivent être exempts de tout défaut apparent ou de pliure pouvant gêner les mesurages.
7 Mode opératoire
7.1 Généralités
Étant donné que la relation pression/débit de beaucoup de papiers n'est pas linéaire, il convient de respecter
scrupuleusement ce mode opératoire afin de permettre une bonne comparaison des résultats. S'il se révèle
nécessaire de s'écarter de ce mode opératoire d'une quelconque manière (par exemple utilisation d'un
porte-éprouvette de taille non standard ou modification du positionnement du porte-éprouvette en raison des
dimensions de l'échantillon), cela doit être consigné dans le rapport d'essai [voir 7.5 et Article 10 d)].
7.2 Vérification de l'étanchéité du porte-éprouvette
Suivre le mode opératoire décrit dans l'Annexe A. Vérifier quotidiennement l'étanchéité avant usage.
3 −1
Les fuites d'air entre les faces opposées du porte-éprouvette ne doivent pas dépasser 2,0 cm ·min .
Certains utilisateurs ont besoin de déterminer l'effet des fuites de surface à travers certains papiers spéciaux,
fuites contribuant au débit mesuré. Dans ce cas, si une valeur de débit de fuite doit être mesurée, avec
l'éprouvette en place, le mode opératoire décrit dans l'Annexe C peut être utilisé. Il convient de déterminer et
de mentionner cette valeur dans le rapport d'essai.
7.3 Préparation des éprouvettes
Choisir aléatoirement dans l'échantillon, prélevé conformément à l'Article 6, le nombre d'éprouvettes
nécessaire pour l'essai, augmenté de trois unités à utiliser comme décrit en 7.6.1, Note 2.
Si nécessaire, rendre les éprouvettes utilisables pour l'essai (découpe aux dimensions voulues, élimination
des plis, des coutures, etc.).
Conditionner les éprouvettes avant le mesurage dans une enceinte de conditionnement réglée conformément
à l'ISO 187. Les échantillons doivent être placés de manière que l'air de conditionnement puisse atteindre
librement toutes les surfaces.
IMPORTANT — Les laboratoires qui ne peuvent satisfaire aux exigences de l'ISO 187 peuvent utiliser
les conditions décrites dans l'ISO 3402. Dans ce cas, cette information doit figurer dans le rapport
d'essai.
NOTE Pour des bobines entières d'échantillons pour lesquelles il n'est pas possible d'exposer toutes les surfaces à
l'atmosphère de conditionnement, la durée de conditionnement peut être plus longue. Il convient de déterminer la durée
nécessaire par la pratique et l'expérience.
La durée de conditionnement n'est pas donnée dans la présente Norme internationale, mais il convient
d'indiquer la durée retenue avec les résultats dans le rapport d'essai.
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7.4 Étalonnage
Étalonner l'instrument en utilisant les étalons de calibrage et le mode opératoire décrits dans l'Annexe B.
7.5 Insertion d'une éprouvette
7.5.1 Généralités
Tous les papiers doivent être insérés dans le porte-éprouvette de façon que l'air passe de la face externe vers
la face interne du papier, ces faces étant définies par le positionnement du papier dans le produit fini, dans les
cas où celui-ci est connu.
Le positionnement des éprouvettes dans le porte-éprouvette est illustré aux Figures 2 et 3 (voir aussi 5.1).
7.5.2 Matériaux ayant une perméabilité distribuée uniformément
Faire coïncider, dans la mesure du possible, l'axe longitudinal de l'éprouvette avec le centre de la plus petite
dimension, W, de la surface de mesure (voir Figure 2).
7.5.3 Matériaux ayant une zone perméable étroite et orientée
La zone perméable doit être orientée parallèlement à la longueur de 2 cm de la surface de mesure
[voir Figure 3 a)].
Les bords de la zone perméable ne doivent pas être à moins de 1 mm des bords de la surface de mesure.
Idéalement, il convient que l'éprouvette déborde de la tête de mesure d'au moins 3 mm. Si, pour des raisons
techniques, cela ne peut pas être obtenu (c'est-à-dire si l'éprouvette étudiée a moins de 16 mm de largeur
totale ou si la zone perméable est à moins de 4 mm d'un des bords de l'échantillon), cela doit être noté dans
le rapport d'essai.
7.5.4 Matériaux ayant une zone perméable étendue et orientée
Le porte-éprouvette doit être placé de manière à couvrir au maximum la zone perméable dans sa largeur et à
exposer au maximum la zone perméable dans la surface de mesure [voir Figure 3 b)].
Idéalement, la dimension L de la surface de mesure doit dépasser d'au moins 1 mm des bords de la zone
perméable et il convient que l'échantillon dépasse de la tête de mesure d'au moins 3 mm dans chaque
dimension. Si cela ne peut être obtenu (par exemple en raison des dimensions de l'échantillon), cela doit être
noté dans le rapport d'essai.
7.5.5 Matériaux ayant des zones perméables discrètes
L'éprouvette doit être orientée de manière à exposer le plus grand nombre possible de zones perméables
dans la surface de mesure du porte-éprouvette [voir Figure 3 c)].
Idéalement, la longueur de 2 cm de la surface de mesure doit dépasser d'au moins 1 mm des bords des
zones perméables et il convient que l'échantillon dépasse de la tête de mesure d'au moins 3 mm dans chaque
dimension. Si cela ne peut être obtenu (par exemple en raison des dimensions de l'échantillon), cela doit être
noté dans le rapport d'essai.
7.5.6 Matériaux présentant des bandes ayant des perméabilités à l'air différentes
2
Pour mesurer la perméabilité des bandes, un porte-éprouvette de 0,30 cm doit être utilisé.
Le porte-éprouvette doit être orienté de manière que le côté long de la surface de mesure soit parallèle à la
bande et doit être placé, dans la mesure des limites pratiques, de manière à centrer la surface de mesure
dans la bande [voir Figure 3 d)].
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2
Pour mesurer la perméabilité de la base papier, un porte-éprouvette de 2,00 cm doit être utilisé, de
préférence.
Il convient de placer le porte-éprouvette entre les bandes de manière que la face de maintien du
porte-éprouvette se trouve au moins à 2,5 mm des bandes. Il convient de l'orienter de manière que la
longueur de 2 cm soit parallèle aux bandes [voir Figure 3 d)]. Si cela n'est pas possible, la taille et l'orientation
du porte-éprouvette utilisé doivent être indiquées dans le rapport d'essai.
Dimensions en millimètres

a)  Zone perméable b)  Zone perméable c)  Zone perméable d)  Bandes de
orientée étroite (voir 7.5.3) orientée (voir 7.5.4) discrète (voir 7.5.5) perméabilité différentes
(voir 7.5.6)
Légende
1 éprouvette 5 bande de perméabilité modifiée
2 zone de la surface de mesure d'essai 6 position du porte-éprouvette pour la détermination de l'AP du papier
2
du porte-éprouvette de base (de préférence à l'aide d'un porte-éprouvette de 2,00 cm )
3 zone perméable 7 position du porte-éprouvette pour la détermination de l'AP de la
2
bande (à l'aide d'un porte-éprouvette de 0,3 cm )
4 matériau de base de perméabilité plus
élevée (zone sans bande)
a b
Axe médian de l'éprouvette. Sens de défilement des papiers.
Figure 3 — Positionnement des éprouvettes des matériaux possédant une zone perméable discrète ou
orientée et pour des papiers présentant des bandes ayant des perméabilités différentes
7.6 Mesurage
7.6.1 Généralités
Placer une éprouvette dans le porte-éprouvette. Établir une différence de pression approximative dans
l'intervalle de 1,00 kPa ± 0,05 kPa entre les deux faces de l'éprouvette. Noter avec précision cette pression et
le débit d'air correspondant.
NOTE 1 La perméabilité des éprouvettes peut varier sur toute la longueur de l'échantillon. Pour la présente Norme
internationale, la valeur moyenne de 10 mesurages individuels est utilisée pour déterminer la perméabilité à l'air d'une
éprouvette. Dans la pratique, les laboratoires réalisent souvent un nombre différent de mesurages en fonction de
l'application de ceux-ci.
Procéder de façon identique pour toutes les éprouvettes. Les résultats sont normalisés comme spécifié dans
l'Article 8.
NOTE 2 Si une caractérisation plus poussée du matériau est nécessaire lorsqu'il est supposé que la relation
débit/pression n'est pas linéaire, réaliser l'essai suivant sur trois éprouvettes supplémentaires.
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Établir successivement des différences de pression de 0,25 kPa et de 1,00 kPa de part et d'autre du matériau
d'essai, sans le déplacer. Noter les débits d'air respectifs correspondants Q et Q (en centimètres cubes par
1 2
minute) à travers le matériau d'essai. Calculer le rapport Y à l'aide de l'Équation (1):
Y = Q /Q × 1,00/0,25 (1)
1 2
Répéter ce mode opératoire pour les deux autres éprouvettes et calculer la moyenne des trois valeurs
obtenues pour la valeur Y. Si la valeur moyenne de Y ne s'écarte pas de plus de 2 % de la valeur 1,00 (en
pratique si elle n'est pas supérieure à 1,02), la relation débit/pression est linéaire. Dans le cas contraire, cette
relation est considérée comme non linéaire.
S'il s'avère que le matériau d'essai a des caractéristiques de débit/pression non linéaires, le mesurage du
débit d'air pour une seule différence de pression n'est pas suffisant pour caractériser le matériau. Le débit
d'air peut être déterminé en utilisant la deuxième différence de pression de 0,25 kPa.
Des informations plus détaillées sont données dans l'Annexe D.
3 −1 −2
NOTE 3 Les matériaux présentant une caractéristique linéaire et de perméabilité inférieure à 10 cm ·(min ·cm )
à 1 kPa peuvent être mesurés à nouveau afin d'estimer leur perméabilité, en utilisant
⎯ un porte-éprouvette ayant une tête de mesure unique de plus grande surface,
⎯ un porte-éprouvette à tête multiple permettant le mesurage simultané de la surface rectangulaire individuelle
2
de 2,00 cm de dimensions décrites en 5.1,
⎯ une perte de charge de 2,0 kPa.
Dans ce cas, la méthode donne uniquement une estimation de la perméabilité.
7.6.2 Mesurage des segments de bobines
Réaliser 10 mesurages consécutifs avec une distance minimale de 20 mm entre les mesurages.
7.6.3 Mesurage de papiers récupérés sur des produits finis
Réaliser 10 mesurages comportant des mesurages individuels sur chacun des 10 échantillons de papiers.
S'assurer que la couture n'est pas incluse dans la surface de mesure.
8 Expression des résultats
Déterminer la valeur de la perméabilité à l'air en prenant la moyenne des résultats de mesure individuels
(voir 7.6.2 et 7.6.3).
NOTE Si une tête de mesure multiple est utilisée comme décrit en 7.6.1, Note 3, il convient de savoir que le résultat
de mesure obtenu est déjà une moyenne du nombre de surfaces de mesure de la tête de mesure. De plus, l'interprétation
de r et R est plus délicate lorsqu'on utilise ce type de tête.
La perméabilité à l'air, AP, est exprimée en centimètres cubes par minute par centimètre carré mesurés
2
à 1 kPa. En utilisant une surface de mesure de 2 cm , elle est donnée par l'Équation (2):
AP = Q/2 (2)
où
Q est la valeur numérique du flux d'air, en centimètres cubes par minute, passant à travers l'éprouvette.
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En pratique, Q n'est pas mesuré à exactement 1 kPa et une procédure de normalisation est nécessaire pour
2
le ramener à 1 kPa. De plus, d'autres têtes de mesure, ayant une surface différente de 2 cm , peuvent avoir
été utilisées (voir 7.6.1, Note 3) et une correction est alors également nécessaire pour en tenir compte.
L'équation générale est donnée par l'Équation (3) suivante:
Qp
AP=× (3)
A ∆p
où
p est la valeur numérique de la pression (1 kPa);
A est la valeur numérique de la surface, en centimètres carrés, de l'éprouvette soumise à essai;
∆p est la mesure réelle de la différence de pression, en kilopascals, de part et d'autre des deux faces de
l'éprouvette.
9 Fidélité
9.1 Répétabilité
La différence entre deux résultats individuels obtenus pour des échantillons d'essai réputés identiques, par un
opérateur utilisant le même appareillage, dans le laps de temps le plus court possible, n'excédera la valeur de
la répétabilité, r, qu'en moyenne une fois au plus sur vingt lorsque la méthode est normalement et
correctement appliquée.
9.2 Reproductibilité
Des résultats individuels sur des échantillons d'essai réputés identiques obtenus par deux laboratoires ne
différeront de plus de la valeur de la reproductibilité, R, qu'en moyenne une fois au plus sur vingt lorsque la
méthode est normalement et correctement appliquée.
NOTE En pratique, de meilleures valeurs de reproductibilité peuvent être obtenues lorsque des conditions
expérimentales identiques sont utilisées entre clients et fournisseurs (notamment étalons communs).
9.3 Résultats d'un essai interlabora
...