ISO/TR 5729:2021
(Main)Evaluation of physical parameters of filter paper substrates for the determination of the ignition propensity of cigarettes
Evaluation of physical parameters of filter paper substrates for the determination of the ignition propensity of cigarettes
This document recollects and evaluates physical parameters of filter paper substrates for the determination of ignition propensity of cigarettes according to ISO 12863.
Évaluation des paramètres physiques des substrats de papier-filtre pour déterminer le potentiel incendiaire des cigarettes
Le présent document recense et évalue les paramètres physiques des substrats de papier-filtre pour déterminer le potentiel incendiaire des cigarettes conformément à l’ISO 12863.
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TECHNICAL ISO/TR
REPORT 5729
First edition
2021-08
Evaluation of physical parameters
of filter paper substrates for the
determination of the ignition
propensity of cigarettes
Évaluation des paramètres physiques des substrats de papier-filtre
pour déterminer le potentiel incendiaire des cigarettes
Reference number
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ISO 2021
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Published in Switzerland
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ISO/TR 5729:2021(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Parameters to specify filter papers for use as substrates in ignition propensity testing .1
5 Establishing acceptable ranges for filter paper physical parameters .2
6 Correlation of paper physical parameters with ignition propensity testing .3
7 Report — substrate papers physical parameter testing . 5
7.1 Substrate specifications . 5
7.2 Mean ±3 standard deviation plots based on specifications . 6
7.3 ANOVA outputs .10
7.4 Control Charts .13
8 Conclusion .17
Bibliography .18
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ISO/TR 5729:2021(E)
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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
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. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/
iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 92, Fire safety, Subcommittee SC 1, Fire
initiation and growth.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
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ISO/TR 5729:2021(E)
Introduction
The ISO 12863 standard test method for cigarette ignition propensity specifies Whatman No. 2 (or an
equivalent paper) as a suitable substrate. An expert group was established within ISO/TC 92/SC 1 in
2012 with the objective of defining a set of paper parameters that a substrate paper ought to meet.
When testing cigarettes according to the ISO 12863 standard, it is recommended that the paper produce
test results that:
— are statistically indistinguishable from the currently available substrate paper; and
— that provide no degradation of repeatability and reproducibility.
The study presented in this document used Whatman No. 2 filter papers that were produced after 2011,
[1]
when Whatman moved the production facility from UK to China . An in-depth analysis of the effect of
this change on ignition propensity testing results was published in Reference [1].
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TECHNICAL REPORT ISO/TR 5729:2021(E)
Evaluation of physical parameters of filter paper
substrates for the determination of the ignition propensity
of cigarettes
1 Scope
This document recollects and evaluates physical parameters of filter paper substrates for the
determination of ignition propensity of cigarettes according to ISO 12863.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements 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 12863, Standard test method for assessing the ignition propensity of cigarettes
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 12863 apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
4 Parameters to specify filter papers for use as substrates in ignition propensity
testing
The expert group reviewed previous activities related to cigarette ignition propensity standard
development and the main scientific literature on substrate paper properties. Experts from the filter
paper industry also shared commonly used filter paper parameters used for quality control and
discussed the specifications of Whatman No. 2 outlined in ISO 12863.
It was agreed by the experts that paper weight alone is unlikely to represent sufficient specification.
A draft set of physical parameters was defined, comprising:
— basis weight (ISO 536);
— thickness (ISO 534);
— paper weight (ISO 12863);
— surface roughness (ISO 8791-2);
— air permeability (ISO 5636-5);
— ingredients: 100 % cotton fibre free of additives.
As detailed research into the influence of each filter paper parameter on the results of ignition
propensity testing would be beyond the capabilities of the expert group, it was decided to proceed
with a conservative approach, keeping all substrate paper physical parameters. Although this approach
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ISO/TR 5729:2021(E)
could lead to the over-specification of the substrate, experts from filter paper manufacturers agreed
that such a filter paper could be produced on an industrial scale.
5 Establishing acceptable ranges for filter paper physical parameters
Correlation testing between physical filter paper parameters and ignition propensity results would
require significant effort and ought therefore to be limited to a minimum. Therefore, initial experiments
were designed in order to obtain initial insights with a feasible amount of effort.
The first collaborative study used Whatman No. 2 substrates collected from LIP laboratories. The aims
of this study were:
— to compare test methods between laboratories;
— to establish a range for the critical substrate parameters based on the measurements on Whatman
No. 2 substrates used in LIP laboratories;
— to compare the range for critical parameters between Whatman No. 2 substrates and substrates
from other suppliers.
For this study, 9 different Whatman No. 2 batches were sourced from 3 LIP testing laboratories.
Four alternative substrate manufacturers provided their own substrates and took part in the testing:
— delfortgroup
— MACHEREY-NAGEL
— Munktell & Filtrak
— Sartorius-Stedim
In this study, the mean ±3 standard deviation ranges for the Whatman papers were:
— basis weight: 91 gsm to 102 gsm
— thickness: 177 µm to 215 µm
— air permeability: 12 s to 26 s
— surface roughness (wire side): 763 ml/min to 1 181 ml/min
— surface roughness (felt side): 345 ml/min to 853 ml/min
A second collaborative study was performed using three substrate papers from an earlier NIST
[1],[2]
study on ignition propensity testing. The aim was to use these data as a specification for other
substrates.
[1],[2]
The papers from the NIST-study were from the following manufacturers:
— Ahlstrom
— Tela-Kimberly (Swiss Quality)
— Tervakoski (delfortgroup)
The following laboratories participated in this study:
— Ahlstrom Germany GmbH
— Arista Laboratories, Inc.
— BAT Germany
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— GE Healthcare
— Hahnemühle FineArt GmbH
— ISEGA Forschungs- und Untersuchungsgesellschaft mbH
— MACHEREY-NAGEL GmbH & Co. KG
— Papierfabrik Wattens GmbH & Co. KG
— R.J. Reynolds Tobacco Company
— SWM International
Table 1 shows the proposed specifications for ignition propensity substrate paper that were selected
based on the statistical evaluation of the results.
Table 1 — Proposed specifications for ignition propensity substrate paper
Critical substrate parameter Proposed specification range Test Method
Weight (15 conditioned sheets) (26,1 ± 0,5) g ISO 12863
Weight (15 dried sheets) (24,7 ± 0,5) g ISO 536
a
Air permeability (Gurley) (20 ± 8) s ISO 5636-5
b b
Roughness (2 000 ± 500) ml/min ISO 8791-2
c
Thickness (190 ± 20) μm ISO 534
a 2
5 oz cylinder, 1 inch orifice plate, 100 ml air volume.
b
Measurement pressure: 1,47 kPa.
c 2
Measurement pressure: 53 kPa. Area of clamping zone: 200 mm .
6 Correlation of paper physical parameters with ignition propensity testing
No correlation tests between ignition propensity results and paper physical parameters had previously
been performed. However, such tests are necessary in order to confirm the set of parameters. In order
to validate the proposed set of substrate specifications, a further study was therefore designed. The
aims were:
— to carry out ignition propensity testing with the different filter paper substrates;
— to check whether the different substrates (when manufactured to the same specifications) provide
statistically indistinguishable results in ignition propensity (IP) testing;
— to enable the use of different filter paper substrates that meet the criteria specified by the expert
group.
Testing was carried out with the help of CORESTA and the voluntary participation of 14 laboratories:
— British American Tobacco Germany
— British American Tobacco Brazil
— British American Tobacco Indonesia
— British American Tobacco Korea
— British American Tobacco Poland
— Japan Tobacco Inc., Japan
— Japan Tobacco International, Germany
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— KT&G Corp., Korea
— Global Laboratory Services Inc., USA
— R.J. Reynolds Tobacco Company, USA
— Landewyck Tobacco S.A., Luxembourg
— Delfort Group, Austria
— Monte Paz S.A. Uruguay
— Altria Client Services USA
— Philp Morris International, Poland
— Philp Morris International, Germany
— Imperial Tobacco/Reemtsma, Germany
— ITG Brands, USA
The three paper manufacturers (MACHEREY-NAGEL, Delfort Group and Hahnemuehle) provided
[3]
120 000 filter paper circles each as substrates for the CORESTA study on ignition propensity testing .
The paper manufacturer Whatman did not provide samples. Rather, the participating laboratories used
the available papers in their lab. In order to have sufficient material for the subsequent testing of the
physical parameters, the participating CORESTA laboratories sent seven packs (700 filter circles) of the
Whatman lot they used for ignition propensity testing.
The statistical evaluation showed no significant difference in ignition propensity results between the
substrates from Whatman and those from the other paper manufacturers.
In the last step, a collaborative study on the physical parameters of the substrates used in the IP-study
was performed with the aim of confirming the ranges previously agreed upon. For this test, the papers
[3]
from of the same lots as for CORESTA testing were used.
The following labs participated in the physical parameter testing:
— Hahnemuehle
— Delfort Group
— ISEGA
— IW Tremont
— R.J. Reynolds Tobacco
— Gebr. Hoffsümmer
— Enthalpy Analytical
— BAT Bayreuth
— MACHEREY-NAGEL
The study confirmed that physical parameter values for the substrates were within the specified
ranges.
4 © ISO 2021 – All rights reserved
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7 Report — substrate papers physical parameter testing
7.1 Substrate specifications
The aim of this analysis was to gain an understanding of the different substrates measured (Whatman,
Tervakoski, Hahnemue
...
ISO/TC 92/SC 1
Date : 2021-08-17
ISO/TR 5729:2021(F)
ISO/TC 92/SC 1/GT 15
Secrétariat : BSI
Évaluation des paramètres physiques des substrats de papier--filtre pour
déterminer le potentiel incendiaire des cigarettes
Evaluation of physical parameters of filter paper substrates for the determination of the
ignition propensity of cigarettes
ICS : 13.220.40 ; 65.160
Type du document : Rapport technique
Sous-type du document :
Stade du document : (60) Publication
Langue du document : F
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Type du document : Rapport technique
Sous-type du document :
Stade du document : (60) Publication
Langue du document : F
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ISO/TR 5729:2021(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2021
Droits de reproductionTous droits réservés. Sauf indication contraireprescription différente ou
nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette publication ne peut être
reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou
mécanique, y compris la photocopie, l’affichageou la diffusion sur l’internetl'internet ou sur un
Intranetintranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuventUne
autorisation peut être adresséesdemandée à l’ISOl'ISO à l’adressel'adresse ci--après ou au comité
membre de l’ISOl'ISO dans le pays du demandeur. ISO copyright office
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Fax + 41 22 749 09 47
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Publié en Suisse
iv © ISO 2021 – Tous droits réservés
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ISO/TR 5729:2021(F)
Sommaire Page
Avant-propos . vi
Introduction . vii
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Paramètres pour spécifier les papiers-filtres à utiliser comme substrats dans les
essais d’évaluation du potentiel incendiaire . 1
5 Établissement de plages acceptables pour les paramètres physiques du papier-filtre . 2
6 Corrélation entre les paramètres physiques du papier et les essais d’évaluation du
potentiel incendiaire . 4
7 Rapport : essais des paramètres physiques des substrats de papier . 5
7.1 Spécifications des substrats . 5
7.2 Tracés de la moyenne ±3 écarts-types basés sur les spécifications nuages de points . 7
7.3 Sorties ANOVA . 15
7.4 Cartes de contrôle . 20
8 Conclusion . 28
Bibliographie . 29
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ISO/TR 5729:2021(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 (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2
(voir www.iso.org/directives).
L’attention est attirée 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. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant :
www.iso.org/iso/fr/avant-proposwww.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 92, Sécurité au feu, sous--comité
SC 1, Amorçage et développement du feu.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
vi © ISO 2021 – Tous droits réservés
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ISO/TR 5729:2021(F)
Introduction
La méthode d’essai de la norme ISO 12863 sur le potentiel incendiaire des cigarettes spécifie que le
o
papier Whatman n 2 (ou un papier équivalent) est un substrat approprié. Un groupe d’experts a été
constitué au sein de l’ISO/TC 92/SC 1 en 2012 dans le but de définir un ensemble de paramètres
auxquels il convient qu’un substrat de papier satisfasse. Lors d’essais de cigarettes conformément à la
norme ISO 12863, il est recommandé que le papier produise des résultats d’essai qui :
— ne peuvent être statistiquement différenciés du substrat de papier actuellement disponible ; et
— ne présentent aucune dégradation de la répétabilité et de la reproductibilité.
o
L’étude présentée dans le présent document a utilisé des papiers--filtres Whatman n 2 produits après
[1]
2011, date à laquelle Whatman a transféré l’unité de production du Royaume--Uni en Chine . Une
analyse approfondie de l’effet de ce changement sur les résultats des essais d’évaluation du potentiel
incendiaire a été publiée dans la référence [1].
© ISO 2021 – Tous droits réservés vii
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RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 5729:2021(F)
Évaluation des paramètres physiques des substrats de papier--
filtre pour déterminer le potentiel incendiaire des cigarettes
1 Domaine d’application
Le présent document recense et évalue les paramètres physiques des substrats de papier--filtre pour
déterminer le potentiel incendiaire des cigarettes conformément à l’ISO 12863.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences 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 12863, Méthode d’essai normalisée pour évaluer le potentiel incendiaire des cigarettes.
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 12863 s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes :
— ISO Online browsing platform : disponible à l’adresse https://www.iso.org/obp ;
— IEC Electropedia : disponible à l’adresse
http://www.electropedia.org/.https://www.electropedia.org/
4 Paramètres pour spécifier les papiers--filtres à utiliser comme substrats dans
les essais d’évaluation du potentiel incendiaire
Le groupe d’experts a passé en revue les activités antérieures liées à l’élaboration de la norme sur le
potentiel incendiaire des cigarettes et les principales publications scientifiques sur les propriétés du
substrat de papier. Des experts de l’industrie du papier--filtre ont également partagé les paramètres du
papier filtre couramment utilisés pour le contrôle de la qualité et ont discuté des spécifications du
o
papier Whatman n 2 décrites dans l’ISO 12863.
Les experts ont convenu que le poids du papier à lui seul n’est pas susceptible de représenter une
spécification suffisante.
Un projet d’ensemble de paramètres physiques a été défini, comprenant :
— le grammage (ISO 536) ;);
— l’épaisseur (ISO 534) ;);
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ISO/TR 5729:2021(F)
— le poids du papier (ISO 12863) ;);
— la rugosité de la surface (ISO 8791--2) ;);
— la perméabilité à l’air (ISO 5636--5) ;);
— les ingrédients : fibre 100 % coton sans additifs.
Comme une étude détaillée de l’influence de chaque paramètre du papier--filtre sur les résultats des
essais d’évaluation du potentiel incendiaire dépasserait les capacités du groupe d’experts, il a été décidé
d’adopter une approche prudente, en conservant tous les paramètres physiques du substrat de papier.
Bien que cette approche puisse conduire à une sur--spécification du substrat, les experts des fabricants
de papier--filtre ont convenu qu’un tel papier--filtre pouvait être produit à l’échelle industrielle.
5 Établissement de plages acceptables pour les paramètres physiques
du papier--filtre
Les essais de corrélation entre les paramètres physiques du papier filtre et les résultats des essais du
potentiel incendiaire exigent un effort important et il convient donc de les limiter le plus possible. Par
conséquent, des expériences initiales ont été conçues afin d’obtenir des informations initiales avec un
effort raisonnable.
o
La première étude collaborative a utilisé des substrats Whatman n 2 collectés dans les laboratoires LIP.
Cette étude avait pour but :
— de comparer les méthodes d’essai entre les laboratoires ;
— d’établir une fourchette pour les paramètres critiques des substrats sur la base des mesures
o
effectuées sur les substrats Whatman n 2 utilisés dans les laboratoires LIP ;
o
— de comparer la gamme des paramètres critiques entre les substrats Whatman n 2 et les substrats
d’autres fournisseurs.
o
Pour cette étude, 9 lots différents de Whatman n 2 ont été fournis par 3 laboratoires d’essais LIP.
Quatre autres fabricants de substrats ont fourni leurs propres substrats et ont participé aux essais :
— Delfort Group ;
— MACHEREY--NAGEL ;
— Munktell & Filtrak ;
— Sartorius--Stedim.
Dans cette étude, les intervalles de la moyenne ± ± 3 écarts--types pour les papiers Whatman étaient les
suivants :
2 2
— grammage : 91 g/m à 102 g/m ;
— épaisseur : 177 µm à 215 µm ;
— la perméabilité à l’air : 12 s à 26 s ;
— la rugosité de la surface (face côté toile) :): 763 ml/min à 1 181 ml/min ;
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— la rugosité de la surface (face côté feutre) :): 345 ml/min à 853 ml/min.
Une deuxième étude collaborative a été réalisée en utilisant trois substrats de papier provenant d’une
[1],[2]
étude antérieure du NIST (National Institute of Standards and Technology) sur les essais
d’évaluation du potentiel incendiaire. L’objectif était d’utiliser ces données comme une spécification
pour d’autres substrats.
[1],[2]
Les papiers de l’étude du NIST provenaient des fabricants suivants :
— Ahlstrom ;
— Tela--Kimberly (Swiss Quality Paper Horgen Balsthal AG) ;);
— Tervakoski (Delfort Group).
Les laboratoires suivants ont participé à cette étude :
— Ahlstrom Germany GmbH ;
— Arista Laboratories, Inc. ;.;
— British American Tobacco, Allemagne ;
— GE Healthcare ;
— Hahnemühle FineArt GmbH ;
— ISEGA Forschungs-- und Untersuchungsgesellschaft mbH ;
— MACHEREY--NAGEL GmbH & Co. KG ;
— Papierfabrik Wattens GmbH & Co. KG ;
— R.J. Reynolds Tobacco Company ;
— SWM International.
Le Tableau 1 représente les spécifications proposées pour le substrat de papier destiné aux essais
d’évaluation du potentiel incendiaire qui ont été sélectionnées à partir de l’évaluation statistique des
résultats.
Tableau 1 — Spécifications proposées pour le substrat de papier destiné aux essais d’évaluation
du potentiel incendiaire
Paramètre critique du substrat Plage de spécification proposée Méthode d’essai
Poids (15 feuilles conditionnées) (26,1 ± 0,5) g ISO 12863
Poids (15 feuilles séchées) (24,7 ± 0,5) g ISO 536
a
Perméabilité à l’air (Gurley) (20 ± 8) s ISO 5636--5
b b
Rugosité (2 000 ± 500) ml/min ISO 8791--2
c
Épaisseur (190 ± 20) μm ISO 534
a 2
Cylindre de 142 g, plaque à orifice de 6,5 cm , volume d’air de 100 ml.
b
Pression de mesurage : 1,47 kPa.
c 2
Pression de mesurage : 53 kPa. Surface de la zone de serrage : 200 mm .
© ISO 2021 – Tous droits réservés 3
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ISO/TR 5729:2021(F)
6 Corrélation entre les paramètres physiques du papier et les essais
d’évaluation du potentiel incendiaire
Aucun essai de corrélation entre les résultats des essais du potentiel incendiaire et les paramètres
physiques du papier n’a été effectué auparavant. Cependant, ces essais sont nécessaires pour confirmer
l’ensemble des paramètres. Afin de valider l’ensemble des spécifications proposées pour les substrats,
une étude supplémentaire a donc été élaborée. Ses objectifs étaient :
— d’effectuer des essais d’évaluation du potentiel incendiaire avec les différents substrats de papier--
filtre ;
— de vérifier si les différents substrats (lorsqu’ils sont fabriqués selon les mêmes spécifications)
donnent des résultats ne pouvant être statistiquement différenciés dans les essais d’évaluation du
potentiel incendiaire (PI) ;);
— de permettre l’utilisation de différents substrats de papier--filtre satisfaisant aux critères spécifiés
par le groupe d’experts.
Les essais ont été réalisés avec l’aide du CORESTA (Centre de Coopération pour les Recherches
Scientifiques Relatives au Tabac) et la participation volontaire de 14 laboratoires :
— British American Tobacco, Allemagne ;
— British American Tobacco, Brésil ;
— British American Tobacco, Indonésie ;
— British American Tobacco, Corée ;
— British American Tobacco, Pologne ;
— Japan Tobacco Inc., Japon ;
— Japan Tobacco International, Allemagne ;
— KT&G Corp., Corée ;
— Global Laboratory Services Inc., États--Unis ;
— R.J. Reynolds Tobacco Company, États--Unis ;
— Landewyck Tobacco S.A., Luxembourg ;
— Delfort Group, Autriche ;
— Monte Paz S.A., Uruguay ;
— Altria Client Services, États--Unis ;
— Philip Morris International, Pologne ;
— Philip Morris International, Allemagne ;
— Imperial Tobacco/Reemtsma, Allemagne ;
— ITG Brands, États--Unis.
4 © ISO 2021 – Tous droits réservés
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ISO/TR 5729:2021(F)
Les trois fabricants de papier (MACHEREY--NAGEL, Delfort Group et Hahnemühle) ont fourni chacun
120 000 ronds de papier--filtre pour servir de substrats dans l’étude du CORESTA sur les essais
[3]
d’évaluation du potentiel incendiaire . Le fabricant de papier Whatman n’a pas fourni d’échantillons.
Les laboratoires participants ont donc utilisé les papiers dont ils disposaient. Pour pouvoir disposer de
suffisamment de matériel pour les essais ultérieurs des paramètres physiques, les laboratoires
CORESTA participants ont envoyé sept paquets (700 cercles filtrants) du lot Whatman qu’ils ont utilisé
pour les essais d’évaluation du potentiel incendiaire.
L’évaluation statistique n’a montré aucune différence significative dans les résultats des essais du
potentiel incendiaire entre les substrats de Whatman et ceux des autres fabricants de papier.
Dans la dernière étape, une étude collaborative portant sur les paramètres physiques des substrats
utilisés dans l’étude du PI a été réalisée afin de confirmer les plages précédemment convenues. Pour cet
[3]
essai, les papiers provenant des mêmes lots que pour l’essai CORESTA ont été utilisés.
Les laboratoires suivants ont participé aux essais des paramètres physiques :
— Hahnemühle ;
— Delfort Group ;
— ISEGA ;
— I.W. Tremont ;
— R.J. Reynolds Tobacco ;
— Gebr. Hoffsümmer ;
— Enthalpy Analytical ;
— British American Tobacco, Bayreuth ;
— MACHEREY--NAGEL.
L’étude a confirmé que les valeurs des paramètres physiques des substrats se situaient dans les plages
spécifiées.
7 Rapport : essais des paramètres physiques des substrats de papier
7.1 Spécifications des substrats
L’objectif de cette analyse était de mieux comprendre les différents substrats mesurés (Whatman,
Tervakoski, Hahnemühle et Macherey--Nagel) dans les différents laboratoires. Les deux principales
questions étaient les suivantes :
— y avait--il des différences significatives entre les substrats (et les laboratoires) pour chacun des
paramètres physiques (en notant que le grammage n’était pas spécifié, mais seulement mesuré) ?)?
et
— dans quelle mesure les substrats répondaient--ils aux spécifications et tolérances cibles ?
Afin de répondre à ces questions, les données fournies ont d’abord été tracées avec les plages. Pour
certaines des spécifications cibles, les écarts--types étaient très importants, ce qui a donné lieu à une
© ISO 2021 – Tous droits réservés 5
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ISO/TR 5729:2021(F)
très large plage de valeurs apparemment acceptables. L’analyse de ce paragraphe démontre si ces
valeurs sont significativement différentes des spécifications et si ces paramètres sont maîtrisés.
Les résultats de cette analyse se trouvent en 7.2 et 7.3.
Les tracés de la moyenne ± ± 3 écarts--types basés sur les spécifications (7.2) ont montré que
pratiquement tous les échantillons soumis à essai pouvaient être considérés comme acceptables. Le
seul groupe d’échantillons ne pouvant pas être considéré comme acceptable sur la base de cette analyse
comprenait la plupart des échantillons soumis à essai de poids des feuilles séc
...
RAPPORT ISO/TR
TECHNIQUE 5729
Première édition
2021-08
Évaluation des paramètres physiques
des substrats de papier-filtre pour
déterminer le potentiel incendiaire
des cigarettes
Evaluation of physical parameters of filter paper substrates for the
determination of the ignition propensity of cigarettes
Numéro de référence
ISO/TR 5729:2021(F)
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur l’internet
ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à l’adresse ci-
après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
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ISO/TR 5729:2021(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
4 Paramètres pour spécifier les papiers-filtres à utiliser comme substrats dans les
essais d’évaluation du potentiel incendiaire . 1
5 Établissement de plages acceptables pour les paramètres physiques du papier-filtre .2
6 Corrélation entre les paramètres physiques du papier et les essais d’évaluation
du potentiel incendiaire. 3
7 Rapport: essais des paramètres physiques des substrats de papier .5
7.1 Spécifications des substrats . 5
7.2 Tracés de la moyenne ± 3 écarts-types basés sur les spécifications nuages de points . 7
7.3 Sorties ANOVA . 10
7.4 Cartes de contrôle . 13
8 Conclusion .17
Bibliographie .18
iii
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ISO/TR 5729:2021(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 (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document
a été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2
(voir www.iso.org/directives).
L’attention est attirée 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. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 92, Sécurité au feu, sous-comité SC 1,
Amorçage et développement du feu.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
iv
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ISO/TR 5729:2021(F)
Introduction
La méthode d’essai de la norme ISO 12863 sur le potentiel incendiaire des cigarettes spécifie que
o
le papier Whatman n 2 (ou un papier équivalent) est un substrat approprié. Un groupe d’experts a
été constitué au sein de l’ISO/TC 92/SC 1 en 2012 dans le but de définir un ensemble de paramètres
auxquels il convient qu’un substrat de papier satisfasse. Lors d’essais de cigarettes conformément à la
norme ISO 12863, il est recommandé que le papier produise des résultats d’essai qui:
— ne peuvent être statistiquement différenciés du substrat de papier actuellement disponible; et
— ne présentent aucune dégradation de la répétabilité et de la reproductibilité.
o
L’étude présentée dans le présent document a utilisé des papiers-filtres Whatman n 2 produits après
[1]
2011, date à laquelle Whatman a transféré l’unité de production du Royaume-Uni en Chine . Une
analyse approfondie de l’effet de ce changement sur les résultats des essais d’évaluation du potentiel
incendiaire a été publiée dans la référence [1].
v
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RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 5729:2021(F)
Évaluation des paramètres physiques des substrats de
papier-filtre pour déterminer le potentiel incendiaire des
cigarettes
1 Domaine d’application
Le présent document recense et évalue les paramètres physiques des substrats de papier-filtre pour
déterminer le potentiel incendiaire des cigarettes conformément à l’ISO 12863.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences 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 12863, Méthode d’essai normalisée pour évaluer le potentiel incendiaire des cigarettes
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 12863 s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
4 Paramètres pour spécifier les papiers-filtres à utiliser comme substrats dans
les essais d’évaluation du potentiel incendiaire
Le groupe d’experts a passé en revue les activités antérieures liées à l’élaboration de la norme sur le
potentiel incendiaire des cigarettes et les principales publications scientifiques sur les propriétés du
substrat de papier. Des experts de l’industrie du papier-filtre ont également partagé les paramètres
du papier filtre couramment utilisés pour le contrôle de la qualité et ont discuté des spécifications du
o
papier Whatman n 2 décrites dans l’ISO 12863.
Les experts ont convenu que le poids du papier à lui seul n’est pas susceptible de représenter une
spécification suffisante.
Un projet d’ensemble de paramètres physiques a été défini, comprenant:
— le grammage (ISO 536);
— l’épaisseur (ISO 534);
— le poids du papier (ISO 12863);
— la rugosité de la surface (ISO 8791-2);
— la perméabilité à l’air (ISO 5636-5);
— les ingrédients: fibre 100 % coton sans additifs.
1
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ISO/TR 5729:2021(F)
Comme une étude détaillée de l’influence de chaque paramètre du papier-filtre sur les résultats des
essais d’évaluation du potentiel incendiaire dépasserait les capacités du groupe d’experts, il a été décidé
d’adopter une approche prudente, en conservant tous les paramètres physiques du substrat de papier.
Bien que cette approche puisse conduire à une sur-spécification du substrat, les experts des fabricants
de papier-filtre ont convenu qu’un tel papier-filtre pouvait être produit à l’échelle industrielle.
5 Établissement de plages acceptables pour les paramètres physiques du papier-
filtre
Les essais de corrélation entre les paramètres physiques du papier filtre et les résultats des essais du
potentiel incendiaire exigent un effort important et il convient donc de les limiter le plus possible. Par
conséquent, des expériences initiales ont été conçues afin d’obtenir des informations initiales avec un
effort raisonnable.
o
La première étude collaborative a utilisé des substrats Whatman n 2 collectés dans les laboratoires
LIP. Cette étude avait pour but:
— de comparer les méthodes d’essai entre les laboratoires;
— d’établir une fourchette pour les paramètres critiques des substrats sur la base des mesures
o
effectuées sur les substrats Whatman n 2 utilisés dans les laboratoires LIP;
o
— de comparer la gamme des paramètres critiques entre les substrats Whatman n 2 et les substrats
d’autres fournisseurs.
o
Pour cette étude, 9 lots différents de Whatman n 2 ont été fournis par 3 laboratoires d’essais LIP.
Quatre autres fabricants de substrats ont fourni leurs propres substrats et ont participé aux essais:
— Delfort Group;
— MACHEREY-NAGEL;
— Munktell & Filtrak;
— Sartorius-Stedim.
Dans cette étude, les intervalles de la moyenne ± 3 écarts-types pour les papiers Whatman étaient les
suivants:
2 2
— grammage: 91 g/m à 102 g/m ;
— épaisseur: 177 µm à 215 µm;
— la perméabilité à l’air: 12 s à 26 s;
— la rugosité de la surface (face côté toile): 763 ml/min à 1 181 ml/min;
— la rugosité de la surface (face côté feutre): 345 ml/min à 853 ml/min.
Une deuxième étude collaborative a été réalisée en utilisant trois substrats de papier provenant
[1],[2]
d’une étude antérieure du NIST (National Institute of Standards and Technology) sur les essais
d’évaluation du potentiel incendiaire. L’objectif était d’utiliser ces données comme une spécification
pour d’autres substrats.
[1],[2]
Les papiers de l’étude du NIST provenaient des fabricants suivants:
— Ahlstrom;
— Tela-Kimberly (Swiss Quality Paper Horgen Balsthal AG);
— Tervakoski (Delfort Group).
2
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ISO/TR 5729:2021(F)
Les laboratoires suivants ont participé à cette étude:
— Ahlstrom Germany GmbH;
— Arista Laboratories, Inc.;
— British American Tobacco, Allemagne;
— GE Healthcare;
— Hahnemühle FineArt GmbH;
— ISEGA Forschungs- und Untersuchungsgesellschaft mbH;
— MACHEREY-NAGEL GmbH & Co. KG;
— Papierfabrik Wattens GmbH & Co. KG;
— R.J. Reynolds Tobacco Company;
— SWM International.
Le Tableau 1 représente les spécifications proposées pour le substrat de papier destiné aux essais
d’évaluation du potentiel incendiaire qui ont été sélectionnées à partir de l’évaluation statistique des
résultats.
Tableau 1 — Spécifications proposées pour le substrat de papier destiné aux essais d’évaluation
du potentiel incendiaire
Paramètre critique du substrat Plage de spécification proposée Méthode d’essai
Poids (15 feuilles conditionnées) (26,1 ± 0,5) g ISO 12863
Poids (15 feuilles séchées) (24,7 ± 0,5) g ISO 536
a
Perméabilité à l’air (Gurley) (20 ± 8) s ISO 5636-5
b b
Rugosité (2 000 ± 500) ml/min ISO 8791-2
c
Épaisseur (190 ± 20) μm ISO 534
a 2
Cylindre de 142 g, plaque à orifice de 6,5 cm , volume d’air de 100 ml.
b
Pression de mesurage: 1,47 kPa.
c 2
Pression de mesurage: 53 kPa. Surface de la zone de serrage: 200 mm .
6 Corrélation entre les paramètres physiques du papier et les essais
d’évaluation du potentiel incendiaire
Aucun essai de corrélation entre les résultats des essais du potentiel incendiaire et les paramètres
physiques du papier n’a été effectué auparavant. Cependant, ces essais sont nécessaires pour confirmer
l’ensemble des paramètres. Afin de valider l’ensemble des spécifications proposées pour les substrats,
une étude supplémentaire a donc été élaborée. Ses objectifs étaient:
— d’effectuer des essais d’évaluation du potentiel incendiaire avec les différents substrats de papier-
filtre;
— de vérifier si les différents substrats (lorsqu’ils sont fabriqués selon les mêmes spécifications)
donnent des résultats ne pouvant être statistiquement différenciés dans les essais d’évaluation du
potentiel incendiaire (PI);
— de permettre l’utilisation de différents substrats de papier-filtre satisfaisant aux critères spécifiés
par le groupe d’experts.
3
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ISO/TR 5729:2021(F)
Les essais ont été réalisés avec l’aide du CORESTA (Centre de Coopération pour les Recherches
Scientifiques Relatives au Tabac) et la participation volontaire de 14 laboratoires:
— British American Tobacco, Allemagne;
— British American Tobacco, Brésil;
— British American Tobacco, Indonésie;
— British American Tobacco, Corée;
— British American Tobacco, Pologne;
— Japan Tobacco Inc., Japon;
— Japan Tobacco International, Allemagne;
— KT&G Corp., Corée;
— Global Laboratory Services Inc., États-Unis;
— R.J. Reynolds Tobacco Company, États-Unis;
— Landewyck Tobacco S.A., Luxembourg;
— Delfort Group, Autriche;
— Monte Paz S.A., Uruguay;
— Altria Client Services, États-Unis;
— Philip Morris International, Pologne;
— Philip Morris International, Allemagne;
— Imperial Tobacco/Reemtsma, Allemagne;
— ITG Brands, États-Unis.
Les trois fabricants de papier (MACHEREY-NAGEL, Delfort Group et Hahnemühle) ont fourni chacun
120 000 ronds de papier-filtre pour servir de substrats dans l’étude du CORESTA sur les essais
[3]
d’évaluation du potentiel incendiaire . Le fabricant de papier Whatman n’a pas fourni d’échantillons.
Les laboratoires participants ont donc utilisé les papiers dont ils disposaient. Pour pouvoir disposer
de suffisamment de matériel pour les essais ultérieurs des paramètres physiques, les laboratoires
CORESTA participants ont envoyé sept paquets (700 cercles filtrants) du lot Whatman qu’ils ont utilisé
pour les essais d’évaluation du potentiel incendiaire.
L’évaluation statistique n’a montré aucune différence significative dans les résultats des essais du
potentiel incendiaire entre les substrats de Whatman et ceux des autres fabricants de papier.
Dans la dernière étape, une étude collaborative portant sur les paramètres physiques des substrats
utilisés dans l’étude du PI a été réalisée afin de confirmer les plages précédemment convenues. Pour cet
[3]
essai, les papiers provenant des mêmes lots que pour l’essai CORESTA ont été utilisés.
Les laboratoires suivants ont participé aux essais des paramètres physiques:
— Hahnemühle;
— Delfort Group;
— ISEGA;
— I.W. Tremont;
4
© ISO 2021 – Tous droits réservés
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ISO/TR 5729:2021(F)
— R.J. Reynolds Tobacco;
— Gebr. Hoffsümmer;
— Enthalpy Analytical;
— British American Tobacco, Bayreuth;
— MACHEREY-NAGEL.
L’étude a confirmé que les valeurs des paramètres physiques des substrats se situaient dans les plages
spécifiées.
7 Rapport: essais des paramètres physiques des substrats de papier
7.1 Spécifications des substrats
L’objectif de cette analyse était de mieux comprendre les différents substrats mesurés (Whatman,
Tervakoski, Hahnemühle et Macherey-Nagel) dans les différents laboratoires. Les deux principales
questions étaient les suivantes:
— y avait-il des différences significatives entre les substrats (et les laboratoires) pour chacun des
paramètres physiques (en notant que le grammage n’était pas spécifié, mais seulement mesuré)? et
— dans quelle mesure les substrats répondaient-ils aux spécifications et tolérances cibles?
Afin de répondre à ces questions, les données fournies ont d’abord été tracées avec les plages.
...
TECHNICAL ISO/TR
REPORT 5729
First edition
Evaluation of physical parameters
of filter paper substrates for the
determination of the ignition
propensity of cigarettes
PROOF/ÉPREUVE
Reference number
ISO/TR 5729:2021(E)
©
ISO 2021
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Published in Switzerland
ii PROOF/ÉPREUVE © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/TR 5729:2021(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Parameters to specify filter papers for use as substrates in ignition propensity testing .1
5 Establishing acceptable ranges for filter paper physical parameters .2
6 Correlation of paper physical parameters with ignition propensity testing .3
7 Report — substrate papers physical parameter testing . 5
7.1 Substrate specifications . 5
7.2 Mean ±3 standard deviation plots based on specifications . 6
7.3 ANOVA outputs .10
7.4 Control Charts .13
8 Conclusion .17
Bibliography .18
© ISO 2021 – All rights reserved PROOF/ÉPREUVE iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/TR 5729:2021(E)
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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
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. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/
iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 92, Fire safety, Subcommittee SC 1, Fire
initiation and growth.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
iv PROOF/ÉPREUVE © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/TR 5729:2021(E)
Introduction
The ISO 12863 standard test method for cigarette ignition propensity specifies Whatman No. 2 (or an
equivalent paper) as a suitable substrate. An expert group was established within ISO/TC 92/SC 1 in
2012 with the objective of defining a set of paper parameters that a substrate paper ought to meet.
When testing cigarettes according to the ISO 12863 standard, it is recommended that the paper produce
test results that:
— are statistically indistinguishable from the currently available substrate paper; and
— that provide no degradation of repeatability and reproducibility.
The study presented in this document used Whatman No. 2 filter papers that were produced after 2011,
[1]
when Whatman moved the production facility from UK to China . An in-depth analysis of the effect of
this change on ignition propensity testing results was published in Reference [1].
© ISO 2021 – All rights reserved PROOF/ÉPREUVE v
---------------------- Page: 5 ----------------------
TECHNICAL REPORT ISO/TR 5729:2021(E)
Evaluation of physical parameters of filter paper
substrates for the determination of the ignition propensity
of cigarettes
1 Scope
This document recollects and evaluates physical parameters of filter paper substrates for the
determination of ignition propensity of cigarettes according to ISO 12863.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements 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 12863, Standard test method for assessing the ignition propensity of cigarettes
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 12863 apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
4 Parameters to specify filter papers for use as substrates in ignition propensity
testing
The expert group reviewed previous activities related to cigarette ignition propensity standard
development and the main scientific literature on substrate paper properties. Experts from the filter
paper industry also shared commonly used filter paper parameters used for quality control and
discussed the specifications of Whatman No. 2 outlined in ISO 12863.
It was agreed by the experts that paper weight alone is unlikely to represent sufficient specification.
A draft set of physical parameters was defined, comprising:
— basis weight (ISO 536);
— thickness (ISO 534);
— paper weight (ISO 12863);
— surface roughness (ISO 8791-2);
— air permeability (ISO 5636-5);
— ingredients: 100 % cotton fibre free of additives.
As detailed research into the influence of each filter paper parameter on the results of ignition
propensity testing would be beyond the capabilities of the expert group, it was decided to proceed
with a conservative approach, keeping all substrate paper physical parameters. Although this approach
© ISO 2021 – All rights reserved PROOF/ÉPREUVE 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO/TR 5729:2021(E)
could lead to the over-specification of the substrate, experts from filter paper manufacturers agreed
that such a filter paper could be produced on an industrial scale.
5 Establishing acceptable ranges for filter paper physical parameters
Correlation testing between physical filter paper parameters and ignition propensity results would
require significant effort and ought therefore to be limited to a minimum. Therefore, initial experiments
were designed in order to obtain initial insights with a feasible amount of effort.
The first collaborative study used Whatman No. 2 substrates collected from LIP laboratories. The aims
of this study were:
— to compare test methods between laboratories;
— to establish a range for the critical substrate parameters based on the measurements on Whatman
No. 2 substrates used in LIP laboratories;
— to compare the range for critical parameters between Whatman No. 2 substrates and substrates
from other suppliers.
For this study, 9 different Whatman No. 2 batches were sourced from 3 LIP testing laboratories.
Four alternative substrate manufacturers provided their own substrates and took part in the testing:
— delfortgroup
— MACHEREY-NAGEL
— Munktell & Filtrak
— Sartorius-Stedim
In this study, the mean ±3 standard deviation ranges for the Whatman papers were:
— basis weight: 91 gsm to 102 gsm
— thickness: 177 µm to 215 µm
— air permeability: 12 s to 26 s
— surface roughness (wire side): 763 ml/min to 1 181 ml/min
— surface roughness (felt side): 345 ml/min to 853 ml/min
A second collaborative study was performed using three substrate papers from an earlier NIST
[1],[2]
study on ignition propensity testing. The aim was to use these data as a specification for other
substrates.
[1],[2]
The papers from the NIST-study were from the following manufacturers:
— Ahlstrom
— Tela-Kimberly (Swiss Quality)
— Tervakoski (delfortgroup)
The following laboratories participated in this study:
— Ahlstrom Germany GmbH
— Arista Laboratories, Inc.
— BAT Germany
2 PROOF/ÉPREUVE © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/TR 5729:2021(E)
— GE Healthcare
— Hahnemühle FineArt GmbH
— ISEGA Forschungs- und Untersuchungsgesellschaft mbH
— MACHEREY-NAGEL GmbH & Co. KG
— Papierfabrik Wattens GmbH & Co. KG
— R.J. Reynolds Tobacco Company
— SWM International
Table 1 shows the proposed specifications for ignition propensity substrate paper that were selected
based on the statistical evaluation of the results.
Table 1 — Proposed specifications for ignition propensity substrate paper
Critical substrate parameter Proposed specification range Test Method
Weight (15 conditioned sheets) (26,1 ± 0,5) g ISO 12863
Weight (15 dried sheets) (24,7 ± 0,5) g ISO 536
a
Air permeability (Gurley) (20 ± 8) s ISO 5636-5
b b
Roughness (2 000 ± 500) ml/min ISO 8791-2
c
Thickness (190 ± 20) μm ISO 534
a 2
5 oz cylinder, 1 inch orifice plate, 100 ml air volume.
b
Measurement pressure: 1,47 kPa.
c 2
Measurement pressure: 53 kPa. Area of clamping zone: 200 mm .
6 Correlation of paper physical parameters with ignition propensity testing
No correlation tests between ignition propensity results and paper physical parameters had previously
been performed. However, such tests are necessary in order to confirm the set of parameters. In order
to validate the proposed set of substrate specifications, a further study was therefore designed. The
aims were:
— to carry out ignition propensity testing with the different filter paper substrates;
— to check whether the different substrates (when manufactured to the same specifications) provide
statistically indistinguishable results in ignition propensity (IP) testing;
— to enable the use of different filter paper substrates that meet the criteria specified by the expert
group.
Testing was carried out with the help of CORESTA and the voluntary participation of 14 laboratories:
— British American Tobacco Germany
— British American Tobacco Brazil
— British American Tobacco Indonesia
— British American Tobacco Korea
— British American Tobacco Poland
— Japan Tobacco Inc., Japan
— Japan Tobacco International, Germany
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ISO/TR 5729:2021(E)
— KT&G Corp., Korea
— Global Laboratory Services Inc., USA
— R.J. Reynolds Tobacco Company, USA
— Landewyck Tobacco S.A., Luxembourg
— Delfort Group, Austria
— Monte Paz S.A. Uruguay
— Altria Client Services USA
— Philp Morris International, Poland
— Philp Morris International, Germany
— Imperial Tobacco/Reemtsma, Germany
— ITG Brands, USA
The three paper manufacturers (MACHEREY-NAGEL, Delfort Group and Hahnemuehle) provided
[3]
120 000 filter paper circles each as substrates for the CORESTA study on ignition propensity testing .
The paper manufacturer Whatman did not provide samples. Rather, the participating laboratories used
the available papers in their lab. In order to have sufficient material for the subsequent testing of the
physical parameters, the participating CORESTA laboratories sent seven packs (700 filter circles) of the
Whatman lot they used for ignition propensity testing.
The statistical evaluation showed no significant difference in ignition propensity results between the
substrates from Whatman and those from the other paper manufacturers.
In the last step, a collaborative study on the physical parameters of the substrates used in the IP-study
was performed with the aim of confirming the ranges previously agreed upon. For this test, the papers
[3]
from of the same lots as for CORESTA testing were used.
The following labs participated in the physical parameter testing:
— Hahnemuehle
— Delfort Group
— ISEGA
— IW Tremont
— R.J. Reynolds Tobacco
— Gebr. Hoffsümmer
— Enthalpy Analytical
— BAT Bayreuth
— MACHEREY-NAGEL
The study confirmed that physical parameter values for the substrates were within the specified
ranges.
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ISO/TR 5729:2021(E)
7 Report — substrate papers physical parameter testing
7.1 Substrate specifications
The aim of this analysis was to gain an understanding of the different substrates measured (Whatman,
Tervakoski, Hahnemuehle and Macherey-Nagel) across the different laboratories. The two main
questions were:
— whether there
...
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