ISO 5636-4:1986
(Main)Paper and board — Determination of air permeance (medium range) — Part 4: Sheffield method
Paper and board — Determination of air permeance (medium range) — Part 4: Sheffield method
Specfies detailed requirements and operating procedures applicable to specific types of apparatus, and is applicable to papers and boards having air permeances between 0,02 and 25 m/(Pa.s), being unsuitable for rough-surface papers such as creped and corrugared papers, which cannot be securely clamped to avoid leakage.
Papier et carton — Détermination de la perméabilité à l'air (valeur moyenne) — Partie 4: Méthode Sheffield
General Information
Relations
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International Standard
563614
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDlZATlONWlElK~YHAPO~HAR OPrAHM3AL&lR n0 CTAHL\APTkl3A~MM@ORGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Paper and board - Determination of air permeance
(medium range) -
Part 4: Sheffield method
Papier et carton - Ddtermination de la perm6abilit6 2 l’air (valeur moyenne) - Partie 4: M&ode Sheffield
First edition - 1986-07-15
UDC 676.3/.7 : 620.165.29
Ref. No. IS0 5636/4-1986 (E)
Descriptors : paper, paperboards, tests, determination, air permeability, test equipment.
Price based on 7 pages
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Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of
national standards bodies (IS0 member bodies). The work of preparing International
Standards is normally carried out through IS0 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, govern-
mental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to
the member bodies for approval before their acceptance as International Standards by
the IS0 Council. They are approved in accordance with IS0 procedures requiring at
least 75 % approval by the member bodies voting.
International Standard IS0 5636/4 was prepared by Technical Committee ISO/TC 6,
Paper, board and pulps.
Users should note that all International Standards undergo revision from time to time
and that any reference made herein to any other International Standard implies its
latest edition, unless otherwise stated.
0 International Organization for Standardization, 1986
Printed in Switzerland
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Determination of air permeance
Paper and board -
(medium range) -
Part 4: Sheffield method
0 Introduction
efinition
This part of IS0 5636 specifies a method of measuring the rate For the purpose of IS0 5696, the following definition applies.
of flow of air through unit area of a sheet of paper or board,
under unit pressure difference. The measurements may be
air permeance: The mean flow of air through unit area under
made with any apparatus which complies with the specifica-
unit pressure difference in unit time, under specified con-
tions given in this part of IS0 5696.
ditions.
IS0 5636/l specifies basic requirements for the apparatus and
It is expressed in micrometers per Pascal second
general operating procedures. Other parts specify detailed re-
[I ml/(m*=Pas) = 1 ~m/(Pa41.
quirements and operating procedures applicable to specific
types of apparatus.
5 Principle
1 Scope
Clamping a test piece between two rubber orifice plates of
known dimensions, with the absolute air pressure on one side
This part of IS0 5636 specifies the method of determining the
air permeance of paper and board in the medium air permeance of the test area of the test piece equivalent to atmospheric
range using the Sheffield apparatus. pressure and the difference in pressure between the two sides
of the piece maintained at a small but substantially constant
value during the test. Determination of the flow of air through
the test area in a specified time and calculation of the air per-
2 Field of application
meance.
The method is applicable to papers and boards having air per-
meance between 0,OZ and 25 pm/(Pa n s). The method is
unsuitable for rough surfaced papers and boards, such as
6 Apparatus
creped and corrugated papers, which cannot be securely
clamped to avoid leakage.
6.‘l Air supply, free from water, oil and other contaminants,
at 420 to 950 kPa.
3 References
Pressure regulation down to the working level specified in this
part of IS0 5636 is an integral part of the instrument.
IS0 186, Paper and board - Sampling to determine average
quality.
6.2 Test instrument (see figure 1).
IS0 187, Paper and board - Conditioning of samples.
A copy of the instrument manual as a guide for mainten-
IS0 563611, Paper and board - Determination of air per-
ance shall accompany the instrument (see also annex A). The
meance (medium range) - Part I: General method.
instrument shall be checked periodically against an external
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5636/4-1986 (I3
Each side of the test piece shall be at least 15 mm larger than
flow measurement device such as that described in annex B,
the diameter of the orifice to be used. The test area shall be free
clause B “2.
from folds, wrinkles, holes, watermarks or defects not inherent
The instrument consists of the following elements.
in the sample. Do not handle that part of the test piece which
will become the test area.
62.1 Flow measuring device, consisting of three variable-
area flowmeters each of which consists of a tapered glass
column containing a metering float suspended by the air flow in
10 Procedure
the column. The three columns represent one continuous scale
of flow with some overlap of scale between columns. Each is
provided with adjustment for flow rate (float position knob) and
10.1 Test atmosphere
span calibration (calibrating knob) (items 9 and 10 on figure 1).
0n some instruments the float position knob is located above
Testing shall be carried out under the same atmospheric con-
the relevant flowmeter tube.
ditions as used to condition test pieces (see clause 8).
Flowmeters shall be calibrated frequently if the instrument is
being used for long periods, at least twice in an 8 h day. The
10.2 Determination
necessary calibration procedure is described in annex 6,
clause B.I.
10.2.1 Place the instrument on a surface free from vibration
6.2.2 Test piece clamping device, with a set of rubber
and level the instrument. Fit the 283,5 mm* area (19 mm
orifice plates to provide a test area of 283,5 mm* (19 mm
diameter) rubber orifice plates to the clamping device. If the
diameter). Additional sets of orifice plates are available for the system is pneumatic, supply air at 420 to 800 kPa to the clamp-
following four (optional) test areas :
ing device via the foot-pedal valve.
71 mm* (9,5 mm diameter)
10.2.2 Connect the air hose between the clamping device and
1 135 mm* (38 mm diameter)
whichever of the three couplings feeding the three flowmeter
2 550 mm* (57 mm diameter)
columns will give a reading closest to mid-scale. The three
scales represent one continuous scale from 0 to 400 units. If
4 540 mm* (76 mm diameter)
readings with the 283,5 mm* orifice are outside the range of the
flowmeters, fit one of the other orifice plates and record the
NOTE - Doubling the test area does not necessarily double the air
flow. area of the plate used.
A plastic hose 1,50 Ifi 0,15 m long and 6,25 + Q,25 mm in
internal diameter connects the device to the flowmeter.
10.2.3 Clamp a test piece between the rubber orifice plates. If
the test piece has a tendency to crease during clamping, clamp
6.23 Calibration orifice manifold, consisting of three stan-
it with the bypass switch closed, then re-open the shut-off
dard orifices for calibrating the flowmeters. A spare orifice
valve to take the reading.
manifold should be kept as a master for checking the working
orifices.
10.2.4 When the metering f!oat in the appropriate flowmeter
first reaches a point of relative stability, record the reading cor-
6.2.4 Flat, non-porous plate, of approximate dimensions
100 mm x 100 mm, which can be clamped between the rubber responding to the top of the float.
orifice plates.
The point of stability in No. 3 column can be difficult to judge
because of the low air flow rate and hence the longer time the
7 Sampling
float takes to settle? Some degree of care is required to obtain
reliable readings.
Sampling shall be carried out in accordance with IS0 186.
All papers and boards are hygrosensitive to some degree and
readings must be taken at the initial stabilization point to avoid
Conditioning
any possible effect of the incoming air adding moisture to, or
extracting it from, the test piece.
Conditioning shall be carried out in accordance with IS0 187.
40.2.5 Test the remaining test pieces by the same method,
9 Preparation of test pieces
ensuring that in half the tests the top side of the test piece faces
Not less than ten test pieces shall be cut and their two the direction of air flow and in the other half the bottom side of
top side and bottom sid e.
identified, for exa mple the test piece faces the direction of air flow.
Ii A device for overcoming this problem is referenced in the following publication :
LASHOF, T.W., MANDEL, J. and WORTHINGTON, W. Tappi 39, pp. 532-542 (1956).
2
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IS0 5636/4-1986 (El
12 Test report
11 Expression of results
The test report shall give the following information :
11.1 Calculation of air permeance
a) reference to this part of IS0 5636;
Calculate the mean scale reading and determine the air flow
rate from the calibration graph (see annex B, clause B.3).
date and place of testing;
b)
Convert the results to give the air permeance (P) of the sample,
in micrometres per Pascal second, using the formula
c) all the information necessary for complete identification
of the
sample;
P= 1,62 x ;
d) the type of instrument used;
the temperature and relative humidity during the test;
in millilitres per
is the average air flow rate, expressed
4
mi nute, to three significant figures;
the number of test pieces tested;
f )
of the test piece
A is the area in sq uare millimetres
I
the pressure difference used, in kilopascals;
rubber orif ice plates. 9)
exposed by the
If there is evidence of a difference of more than 10 % between h) the flowmeter range used;
results for each direction of air flow through the test piece,
calculate a separate result for each. i) the test results;
j) the standard deviation or coefficient of variation (as
11.2 Standard deviation
detailed in 11.2);
standard deviation or coeff icien t of variation of
Calculate the
any deviations from the specified procedure.
replicate tests for each test resul t reported. k)
Annex A
Car
...
563614
Norme internationale
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.MEX)(C1YHAPO~HAR OPfAHM3AlJMR f-l0 CTAH~APTbl3AL&lM.ORGANISAilON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Détermination de la perméabilité
Papier et carton -
à l ’air (valeur moyenne) -
Partie 4: Méthode Sheffield
Determination of air permeance (medium range) - Part 4: Sheffield method
Paper and board -
Première édition - 1986-07-15
Réf. no : ISO 5636/4-1986 (FI
CDU 676.3/.7 : 620.165.29
carton, essai, détermination, perméabilité à l ’air, matériel d ’essai.
Descripteurs : papier,
Prix basé sur 7 pages
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Avant-propos
L ’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d ’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I ’ISO). L ’élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I ’ISO. Chaque
comité membre interesse par une étude a le droit de faire partie du comité technique
créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
mentales, en liaison avec I ’ISO participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I ’ISO. Les Normes internationales sont approuvées confor-
mément aux procédures de I ’ISO qui requièrent l ’approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale ISO 5636/4 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 6,
Papiers, cartons et pâtes.
L ’attention des utilisateurs est attirée sur le fait que toutes les Normes internationales
sont de temps en temps soumises à révision et que toute référence faite à une autre
Norme internationale dans le présent document implique qu ’il s ’agit, sauf indication
contraire, de la dernière édition.
0 Organisation internationale de normalisation, 1986
Imprimé en Suisse
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NORME INTERNATIONALE
ISO 5636/4-1986 (F)
Détermination de la perméabilité
Papier et carton -
à l ’air (valeur moyenne) -
Partie 4: Méthode Sheffield .
0 Introduction
4 Définition
La présente partie de I ’ISO 5636 décrit une méthode de mesu- Dans le cadre de I ’ISO 5696, la définition suivante est appli-
rage d ’un débit d ’air au travers d ’une unité de surface d ’une
cable.
feuille de papier ou de carton, sous une unité de différence de
pression. Le mesurage peut être effectué avec tout appareil qui
perméabilit6 à l ’air: Débit moyen d ’air traversant une unité de
répond aux spécifications de la présente partie de I ’ISO 5696.
surface sous une unité de différence de pression, dans des con-
ditions spécifiées.
L ’ISO 5636/1 donne les spécifications de base des appareils
d ’essai et des modes opératoires.
Elle est exprimée en micromètres par pascal seconde
[l mV(m2mPas) = 1 pm/(PasH.
Les autres parties donnent les détails nécessaires et les modes
opératoires à suivre, applicables aux types d ’appareils spécifiés.
5 Principe
1 Objet
Fixation d ’une éprouvette entre deux joints en caoutchouc de
La présente partie de I ’ISO 5636 spécifie la méthode de détermi-
dimensions connues, la pression absolue d ’air sur une face de
nation de la perméabilité à l ’air d ’un papier ou d ’un carton, dans
la surface d ’essai de l ’éprouvette équivalant à la pression atmo-
les valeurs moyennes, à l ’aide de l ’appareil Sheffield.
sphérique et la différence de pression entre les deux faces de
l ’éprouvette étant maintenue tout au long de l ’essai à une
valeur faible mais significative et constante. Mesurage du débit
2 Domaine d ’application
d ’air traversant la surface d ’essai et calcul de la perméabilité à
l ’air.
La méthode est applicable aux papiers et aux cartons dont la
perméabilité à l ’air est située entre 0,OZ et 25 pm/( Pa . SI.
6 Appareillage
La méthode n ’est pas applicable aux papiers et aux cartons
dont la surface est rugueuse, tels que les papiers crêpés ou
ondulés, qui ne peuvent pas être convenablement fixés pour
6.1 Dispositif de production d ’air comprimé exempt
éviter des fuites.
d ’eau, d ’huile et autres souillures, sous une pression de 420 à
950 kPa.
3 Références
Le systéme de régulation de la pression pour descendre jusqu ’à
la valeur spécifiée dans la présente partie de I ’ISO 5636 fait par-
Échan tiffonnage pour déterminer la
ISO 186, Papier et carton -
tie intégrante de l ’appareillage.
qualité moyenne.
ISO 187, Papier et carton - Conditionnement des échantillons. 6.2 Appareil d ’essai (voir figure 1).
ISO 5636/ 1, Papier et carton - Dktermination de la perméabi-
Une copie de la notice d ’utilisation et d ’entretien doit accompa-
lité à l ’air (valeur moyenne) - Partie 7 .= Méthode générale.
gner l ’appareil (voir aussi annexe A). L ’appareil doit être vérifié
1
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60 5636/4-1986 (FI
périodiquement à l ’aide d ’un dispositif de mesure de débit 9 Préparation des éprouvettes
externe tel que décrit dans l ’annexe B, chapitre B.2.
Découper au moins dix éprouvettes et repérer leurs deux côtés,
par exemple: haut et bas.
L ’appareil comprend les éléments suivants.
Chaque côté de l ’éprouvette doit avoir au moins 15 mm de plus
62.1 Système de mesurage du débit, comprenant trois
que le diamètre du joint utilisé. La surface d ’essai ne doit pas
rotametres. Chaque rotamètre consiste en une colonne coni-
comporter de plis, ondulations, trous, filigranes ou défauts nor-
que en verre contenant un flotteur de mesure maintenu en sus-
malement non inhérents au papier ou au carton. Ne pas tou-
pension par l ’écoulement d ’air dans la colonne. Les trois colon-
cher la partie de l ’éprouvette qui servira de surface d ’essai.
nes représentent une échelle continue avec un recouvrement
partiel d ’échelle d ’une colonne à la suivante. Chacun est muni
d ’une vis de réglage du débit et d ’une vis d ’étalonnage (9 et 10
10 Mode opératoire
sur la figure 1). Sur certains instruments, la vis de réglage du
débit est fixée au-dessus du rotamètre.
10.1 Atmosphère d ’essai
II faut étalonner fréquemment les rotamètres si l ’appareil doit
L ’essai doit être effectué dans la même atmosphère que celle
fonctionner longtemps, au moins deux fois pour une journée de
utilisée pour le conditionnement des éprouvettes (voir cha-
8 h. Le mode opératoire d ’étalonnage est décrit dans
pitre 8).
l ’annexe B, chapitre B. 1.
10.2 Détermination
62.2 Système de fixation pour serrage de l ’éprouvette,
avec jeu de joints en caoutchouc permettant d ’obtenir une sur-
10.2.1 Placer l ’appareil sur une surface exempte de toute
face d ’essai de 283 ’5 mm2 (diamètre: 19 mm). D ’autres joints
vibration et le mettre à niveau. Placer le joint de 283 ’5 mm2
doivent être disponibles pour pouvoir obtenir les quatre aires
(diamètre : 19 mm) dans la tête de mesure. Si ce système est
(facultatives) suivantes :
alimenté pneumatiquement, envoyer de l ’air sous une pression
de 420 à 800 kPa à l ’aide d ’un robinet commandé au pied.
71 mm2 (diamètre: 9 ’5 mm)
1 135 mm2 (diamètre: 38 mm)
10.2.2 Lorsqu ’on relie le système de serrage de l ’éprouvette à
l ’entrée d ’un des trois rotamètres, on doit lire une valeur se
2 550 mm2 (diamètre: 57 mm)
situant à peu près au milieu de l ’échelle. Les trois échelles repré-
4 540 mm2 (diamètre : 76 mm) sentent une échelle allant de 0 à 400 unités. Si les lectures avec
le joint de 283 ’5 mm2 tombent en dehors de cette gamme,
NOTE - Doubler la surface d ’essai ne signifie pas que le débit est dou- changer de joint et noter la nouvelle valeur de l ’aire.
blé de ce fait.
10.2.3 Fixer une éprouvette entre les joints. Si l ’éprouvette a
Un tube en plastique, de 1 ’50 + 0,15 m de longueur et de
tendance à se froisser pendant l ’opération, fermer le robinet de
625 -t 0 ’25 mm de diamètre intérieur, relie l ’appareil au débit-
dérivation, fixer l ’éprouvette et rouvrir le robinet pour effectuer
mètre.
la lecture.
6.2.3 Jeu de buses d ’étalonnage, consistant en trois buses
10.2.4 Lorsque le flotteur du bon rotamètre atteint un équili-
étalons pour l ’étalonnage des rotamètres. Un jeu de rechange
bre relatif, enregistrer la valeur correspondant au sommet du
doit être conservé pour vérifier le jeu utilisé.
flotteur.
Le point d ’équilibre pour le rotamètre no 3 peut être difficile à
6.2.4 Plaque plane non poreuse, d ’environ
apprécier compte tenu du faible débit d ’air et donc du temps
100 mm x 100 mm, qui peut être fixée entre les joints en caout-
plus long pour arriver à I ’équilibrel). II faut donc procéder avec
chouc.
soin pour obtenir une valeur ayant un sens.
Tous les papiers et cartons sont plus ou moins sensibles à
7 Échantillonnage
l ’humidité et les lectures doivent être faites dès que le flotteur
se stabilise pour éviter tout effet possible dû à l ’arrivée d ’air
L ’échantillonnage doit être effectué selon les dispositions de
neuf apportant ou ôtant de l ’humidité de l ’éprouvette.
I ’ISO 186.
‘10.2.5 Procéder de la même facon avec les éprouvettes qui
restent, en s ’assurant que la moitié des essais est effectuée
8 Conditionnement
avec une face du papier ou du carton côté arrivée de l ’air,
Le conditionnement doit être effectué selon les dispositions de l ’autre moitié avec l ’autre face du papier ou du carton côté arri-
vée de l ’air.
I ’ISO 187.
1) Référence à un dispositif permettant de résoudre ce problème est faite dans la publication suivante :
LASHOF, T.W., MANDEL, J. and WORTHINGTON, W. T ’ppi 39, pp. 532-542 (1956).
2
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ISO 5636/4-1986 (FI
12 Procès-verbal d ’essai
11 Expression des résultats
Le procès-verbal d ’essai doit mentionner les indications suivan-
11.1 Calcul de la perméabilité à l ’air
tes :
Noter la valeur moyenne lue et déterminer le débit à partir de la
courbe d ’étalonnage (voir annexe B, chapitre B.3). Convertir a) une référence à la présente partie de I ’ISO 5636;
les résultats pour donner la perméabilité à l ’air (P) de I ’échantil-
Ion, en micromètres par pascal seconde, à l ’aide de la formule b) la date et le lieu de l ’essai;
c) toutes les informations nécessaires pour I ’identif ication
1,62 x ;
complète de l ’échantillon;
le type d ’appareil utilisé;
dl
q est le débit moyen d ’air, exprimé en millilitres
Par
e) la température et l ’humidité relative au cours de l ’essai;
minute, avec trois chiffres significatifs;
f) le nombre d ’éprouvettes essayées;
A est l ’aire, e In m illimètres car rés, de la partie I ’éprou-
vette délimitée les joints en caoutchouc.
Par
la différence de pression utilisée, en kilopascals;
9)
Si, à l ’évidence, il y a une différence de plus de 10 % entre les
résultats pour chacun des sens de passage du débit d ’air au tra- h) la gamme du rotamètre utilisé;
vers de l ’éprouvette, donner les résultats séparément.
i) les résultats d ’essai;
Il 2 Écart-type
j) l ’écart-type ou le coefficient de variation (voir 11.2);
Calculer l ’écart-type ou le coefficient de variation des essais
répétés pour chaque résultat relevé. k) to
...
Questions, Comments and Discussion
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