ISO 4638:1984
(Main)Polymeric materials, cellular flexible — Determination of air flow permeability
Polymeric materials, cellular flexible — Determination of air flow permeability
Applicable to test pieces cut from products of cellular materials. Useful for two purposes: a) studying the structure of cellular products in connection with their physical properties and their method of manufacture and b) ensuring product quality (quality assurance). Describes principle, apparatus, test piece and conditions, procedure and calculation and expression of the results. Three figures deliver the details for testing.
Matériaux polymères alvéolaires souples — Détermination de la perméabilité à l'air
La présente Norme internationale spécifie une méthode de détermination de la perméabilité à l'air des matériaux alvéolaires souples à base de polymères. Elle est applicable à des éprouvettes découpées dans des produits en matériau alvéolaire. NOTE -- L'ISO 7231, Matériaux polymères alvéolaires souples -- Détermination de l'indice d'écoulement d'air -- Méthode à chute de pression constante, 1) qui spécifiera une méthode simple de contrôle de fabrication, est également basée sur l'écoulement d'air à travers les matériaux alvéolaires. Elle peut être utilisée lorsqu'il ne s'agit pas d'évaluer les propriétés intrinsèques de matériaux différents de façon à pouvoir les comparer les uns aux autres, mais simplement de vérifier la constance de qualité d'un matériau alvéolaire donné.
General Information
Buy Standard
Standards Content (Sample)
International Standard
i
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.ME)I(flYHAPO~HAfl OPTAHM3ALWlFl l-IO CTAH~APTM3A~MM.ORGANlSATiON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Polymeric materials, cellular flexible - Determination
of air flow permeability
Mathriaux polym&es alvholaires soup/es - Dbtermina tion de la perm6abilit6 9 /‘air
First edition - 1984-05-15
UDC 678.4-405.8 : 620.193.29 Ref. No. IS0 4638-1984 (E)
cellular materials, flexible cellular materials, tests, determination, permeability, air flow.
Descriptors :
Price based on 7 pages
---------------------- Page: 1 ----------------------
Foreword
lS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of
national standards bodies (IS0 member bodies). The work of developing International
Standards is carried out through IS0 technical committees. Every member body
interested in a subject for which a technical committee has been authorized 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.
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.
lnternationai Standard IS0 4638 was developed by Technical Committee ISO/TC 45,
Rubber and rubber products, and was circulated to the member bodies in
February 1982.
It has been approved by the member bodies of the following countries:
Austria Romania
Germany, F. R.
Belgium India South Africa, Rep. of
Brazil
Indonesia Spain
Canada Ireland Sri Lanka
China Mexico Thailand
Czechoslovakia Netherlands Turkey
Denmark Nigeria USA
Egypt, Arab Rep. of Poland USSR
France Portugal
on
The member body of the following country expressed disapproval of the document
technical grounds:
United Kingdom
0 International Organization for Standardization, 1984
Printed in Switzerland
---------------------- Page: 2 ----------------------
IS0 4638-1984 (E)
INTERNATIONAL STANDARD
Polymeric materials, cellular flexible - Determination
of air flow permeability
3 Principle
0 Introduction
Passing air under controlled conditions through a test piece in
The air flow permeability of cellular materials indicates, in an
the form of a cylinder or parallelepiped. Measurement of the
indirect manner, some of their structural properties. It may be
pressure drop between the two free faces of the test piece.
used to establish correlations between the structure of these
materials and some of their physical properties. It also enables
identification of the modifications to cellular structures pro-
duced by chemical agents used in foaming, for example
4 Symbols and terminology
catalysts or surfactants.
4.1 Air flow permeability, K, is given by Darcy’s law (see
This International Standard is, therefore, useful for two pur-
figure 11, which describes the air flow in a homogeneous and
poses :
isotropic (see note 1) porous medium under laminar flow condi-
a) in studying the structure of cellular products in connec-
tions (see note 2) by the equation
tion with their physical properties and their method of
manufacture ;
qv K AP
=-=-
U
b) in ensuring product quality (quality assurance).
A
0
where
NOTE - Details of publications relating to flow behaviour in both
laminar and turbulent conditions are given in a bibliography.
u is the linear air flow velocity, in metres per second;
qv is the volumetric air flow rate, in cubic metres per
second, crossing the test piece;
1 Scope and field of application
A is the right cross-sectional area, in square metres, of the
This International Standard specifies a method for the deter-
test piece; _
mination of the permeability of flexible cellular polymeric
K is the flow permeability, in square metres, of the porous
materials to air flow.
medium ;
It is applicable to test pieces cut from products of cellular
Ap is the pressure drop, in pascals, across the test piece;
material.
q is the dynamic viscosity, in Pascal seconds, of air;
NOTE - I SO 7231, Potymeric materials, Cellular flexible - Method of 6 is the thickness, in metres, of the test piece.
assessment of air flow value at constant pressure drop,l) specifies a
simple quality control method which is also based on the flow of air
NOTES
through cellular materials. This can be used when it is not the intention
1 For anisotropic materials, it is necessary to define the direction of
to calculate the intrinsic properties of various materials in order to com-
the flow.
pare them, but merely to control the quality of a given cellular material.
2 For the flow of air to be laminar in the interior of the porous
medium, it is necessary for the following conditions to be fulfilled :
2 References
Re” = % < n
V
IS0 471, Rubber - Standard temperatures, humidities and
times for the conditioning and testing of test pieces.
where
Re” is the modified Reynolds number;
I SO 845, Cellular rubbers and plastics - Determination of ap-
parent density. v is the kinematic viscosity, in square metres per second, of air;
1) At present at the stage of draft.
---------------------- Page: 3 ----------------------
is0 46384984 (El
q is a limiting value depending on the structure of the product. In The total height of the cell shall be at least 100 mm greater than
the absence of precise data on this subject, it is sufficient to use
the thickness of the test piece. For tests other than for quality
several very low air flow rates of the order of centimetres per
assurance, it is useful to make allowance for the use of test
second, on a single type of material, to verify that K does not vary
pieces of differing thicknesses, not exceeding half the total
or varies only slightly, with changes in u (see 9.1).
height of the measurement cell.
NOTE - Experience has shown that, for certain cellular products, it is
4.2 Specific air flow resistance, R,, is a parameter derived
necessary to use test pieces of thicknesses of the order of 100 mm, and
from the permeability of a material, used particularly in the field
a sufficiently deep measurement cell is therefore necessary.
of acoustics, and is derived from permeability by the equation
The test piece shall rest inside the measurement cell on a per-
R, =A
forated support positioned 50 mm above the base of the cell.
K
This support shall have a minimum open proportion of 70 % of
its overall area, evenly distributed.
It is expressed in Pascal seconds per square metre (Pa l s m -2).
The tapping points for the measurement of pressure and air
4.3 Air flow resistance, R, is related to the thickness of the
flow shall be leak free and arranged below the level of the per-
material 6, whether it is homogeneous or not (it may even con-
forated support.
sist of a skinned surface or a coating which is more or less
porous, such as paint etc.). If the material is homogeneous it is
NOTE - Calculations in 8.6 are facilitated if the area of the test piece is
proportional to the specific air flow resistance by the relation-
standardized at 25 or 100 cm2 (56,5 or 113 mm diameter; square of
side 50 or 100 mm). Then u, in metres per second, is equal to 400 qvoor
ship
100 qVdepending on whether the small or the large test piece is used.
Calculations in clause 9 are facilitated if the area of the test piece is
R = &R,
standardized at 18,5 cm2 (48,5 mm diameter; square of side 45 mm)
and the thickness of the test piece is 100 mm. Then
In every case, R can be derived directly from Darcy’s law which
\
is then written
qv
K=-
AP
4v AP
=-=-
u
* Rs
5.2 Means of providing air flow
The inverse relationship R, = R/6 can only be used to calcu-
late R if the material is homogeneous.
52.1 Source
Air flow resistance is expressed in Pascal seconds per metre
It is recommended that pressure depression systems, of the
(Pasm-l).
water reservoir or vacuum pump type, should be used. Alter-
natively, pressurization systems (air compressor, etc.) may be
used. Whatever source is used, the installation shall permit fine
control of the flow and shall ensure the stability of the flow in
5 Apparatus
the lower part of the test cell.
The apparatus consists of a measurement cell into which the
test piece may be placed, and means for production of a steady 5.2.2 Characteristics of the flow
flow of air, for measuring the volumetric air flow rate, for
measuring the pressure drop and for measuring the thickness The source shall provide a volumetric air flow rate, qv, equal to
of the test piece when positioned for the test. uA cubic metres per second.
An example of a suitable apparatus is shown schematically in The area chosen for the cell, A, shall be within the limits in-
figure 2.
dicated in 5.1 and the source shall permit air flow velocities up
to 50 mm+ to be obtained.
It shall include the following elements.
For example, for cylindrical specimens of diameters between 50
and 120 mm, and with an air flow velocity of the order of
5.1 Measurement cell
10s2 ms-I, th e volumetric air flow rate through the apparatus
will be approximately between 1 dm3mminB1 and 7 dm3~minV1.
The measurement cell shall be in the shape of a parallelepiped
The source shall have sufficient stability so that the instan-
or a cylinder.
taneous volumetric air flow rate may be estimated to better
than f2,5 %, and so that the change in flow rate with time
An example of a cylindrical measurement cell is illustrated in
does not exceed 1 % per minute.
figure 3.
If the shape is cylindrical, an internal diameter between 50 and 53 .
Means of measuring volumetric flow rate
120 mm is suitable (cross-section between 20 and 110 cm2).
The instrument for measuring the volumetric air flow rate shall
For parallelepipeds, the preferred cross-section is a square of be placed between the source and the test piece, as close as
possible to the test piece. It shall be selected from a type
side between 45 and 105 mm, corresponding to the same limits
of cross-sectional area as for the cylindrical shape. capable of measuring the values of flow indicated in 5.2.2.
2
---------------------- Page: 4 ----------------------
IS0 46384984 (El
The arrangement used shall permit measurement of the flow By analogy, in the case of a test piece which is a rectangular
parallelepiped of side L, in millimetres, after cutting, the side of
with an accuracy of +2 % of the full scale value.
the right cross-section of the measurement cell being L,, in
millimetres, then the relationship required is
The arrangement may be, for example, an assembly of flow-
meters arranged in parallel, one of which can be selected to suit
the required range of measurement. L = (L, + 2) + 1
The flowmeter used for any measurement shall allow reading of
6.2.2 Thickness
the volumetric air flow rate at a graduation between
...
Norme internationale @ 4638
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION*MEXLlYHAPOAHAR OPrAHHJAUMR fl0 CTAHaAPTH3AUMM*ORGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Matériaux polymères alvéolaires souples - Détermination
de la perméabilité à l'air
Polymeric materials, cellular flexible - Determination of air flow permeability
Premit?re ddition - 1984-05-15
CDU 678.4-405.8 : 620.193.29 RBf. no : IS0 4638-1984 (FI
Descripteurs : materiau aMolaire, produit alvéolaire souple, essai, détermination, perméabilité, écoulement d'air.
Prix basé sur 7 pages
---------------------- Page: 1 ----------------------
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 intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
correspondant. 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.
La Norme internationale IS0 4638 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 45,
Elastomères et produits à base d’élastomères, et a été soumise aux comités membres
en février 1982.
Les comités membres des pays suivants l‘ont approuvée :
Afrique du Sud, Rép. d‘
Espagne Portugal
Allemagne, R.F. France Roumanie
Autriche Sri Lanka
Inde
Belgique Indonésie Tchécoslovaquie
Brésil
Irlande T h ai’lande
Canada Mexique Turquie
Nigeria URSS
Chine
Danemark Pays- Bas USA
Égypte, Rép. arabe d’ Pologne
Le comité membre du pays suivant l’a désapprouvée pour des raisons techniques :
Royaume-Uni
@ Organisation internationale de normalisation, 1984 0
Imprimé en Suisse
---------------------- Page: 2 ----------------------
IS0 438-1984 (FI
NORM E I NTE R NAT1 O NA LE
Matériaux polymères alvéolaires souples - Détermination
de la perméabilité à l‘air
O Introduction 3 Principe
Passage d‘air, dans des conditions contrôlées, au travers d‘une
La perméabilité à l’air des matériaux alvéolaires caractérise, de
façon indirecte, certaines de leurs propriétés structurelles. Elle éprouvette cylindrique ou parallélépipédique. Mesurage de la
chute de pression entre les deux faces libres de I’éprouvette.
peut être utilisée pour établir des corrélations. Elle permet éga-
lement de mettre en évidence les modifications de la structure
cellulaire due à certains agents chimiques utilisés en fabrica-
tion, par exemple les catalyseurs ou agents tensio-actifs. 4 Terminologie et symboles
La présente Norme internationale peut donc &re utilisée à deux
4.1 La permbabilitb au passage de l’air, K, est donnée
:
fins
selon la loi de Darcy (voir figure 1) qui décrit I’écoulement de
l’air dans un milieu poreux homogène et isotrope (voir note 1)
a) étude de la structure des produits alvéolaires en liaison
en régime laminaire (voir note 21, par I’équation
avec leurs propriétés physiques ou leur mode de fabrication;
4v KAP
U=-=-
b) contrôle de la qualité des produits.
A r16
NOTE - Les references de publications concernant le comportement
où
des écoulements B la fois en regime laminaire et en regime turbulent
U est la vitesse de filtration de l’air, en mètres par seconde;
sont donnees dans la bibliographie.
qv est le débit-volume d’air, en metres cubes par seconde,
au travers de I’éprouvette;
1 Objet et domaine d’application
A est l’aire de la section droite, en mètres carrés, de
I’éprouvette ;
La présente Norme internationale spécifie une méthode de
détermination de la perméabilité à l‘air des materiaux alvéolaires
K est la perméabilité au passage de l’air, en metres carrés,
souples à base de polymeres.
du milieu poreux;
Ap est la perte de charge, en pascals, au travers de
Elle est applicable B des éprouvettes découpées dans des pro-
I‘éprouvette ;
duits en matériau alvéolaire.
r] est la viscosité dynamique, en pascals secondes, de
NOTE - L’ISO 7231, Mat4riaux polymdres alvdolaires souples -
l’air;
D6termination de l’indice dUcoulement d‘air - Mdthode B chute de
6 est I’épaisseur, en metres, de I’éprouvette.
pression constante,l) qui specifiera une methode simple de contr6le de
fabrication, est Bgalement basee sur I’écoulement d’air A travers les
matériaux alv6olaires. Elle peut être utilisee lorsqu‘il ne s’agit pas d‘&a-
NOTES
her les proprietes intrinseques de materiaux differents de façon B pou-
1 Dans le cas des matériaux anisotropes, il faut définir la direction de
voir les comparer les uns aux autres, mais simplement de verifier la
I’ecoulement.
constance de qualité d’un materiau alvéolaire donné.
Pour que I’écoulement de l‘air soit laminaire B I‘interieur du milieu
2
poreux, il est nécessaire que la condition suivante soit remplie :
2 Rdfdrences
IS0 471, Caoutchouc - TempBratures, humiditBs et durBes
où
normales pour le conditionnement et I’essai des kprouvettes.
Re* est le nombre de Reynolds modifie;
IS0 845, Caoutchoucs et plastiques ahBolaires - DBtermina-
Y est la viscosite cinematique, en metres carres par seconde, de
tion de la masse volumique apparente. l‘air ;
1) Actuellement au stade de projet.
1
---------------------- Page: 3 ----------------------
IS0 4638-1984 (FI
n est une valeur limite qui peut dépendre de la structure du pro- Si la forme est parallélépipédique, la section droite préféren-
duit. En l’absence de données précises à ce sujet, on peut se tielle est celle d’un carré dont le côté est compris entre 45 et
contenter d’opérer à plusieurs vitesses d’air faibles de l‘ordre du
105 mm, ce qui correspond aux mêmes limites de section droite
centimetre par seconde, sur un même type de matériau, de facon 8
que pour la forme cylindrique.
vérifier que K ne varie pas, ou varie seulement dans de faibles pro-
portions, avec u (voir 9.1).
La hauteur totale de la cellule de mesure doit être au moins de
100 mm plus élevée que I‘épaisseur de I‘éprouvette. Pour les
4.2 La resistance spécifique au passage de l‘air, R,, est essais autres que le contrôle de qualité, il convient de prévoir
une grandeur dérivée de la perméabilité d‘un matériau, utilisée une hauteur suffisante permettant des mesurages sur des
a éprouvettes d’épaisseurs différentes, au plus égales à la moitié
surtout dans le domaine de l‘acoustique, et elle est donnée
partir de la perméabilité par I‘équation de la hauteur totale de la cellule de mesure.
NOTE - Pour un certain nombre de produits alvéolaires souples,
rl
R =--
l’expérience a montré qu‘il est nécessaire d’utiliser des éprouvettes de
‘K
l’ordre de 100 mm d’épaisseur et de prévoir en conséquence une cellule
de mesure suffisamment profonde.
Elle est exprimée en pascals secondes par mètre carre
(Pa as. m -2 ).
L’éprouvette doit reposer à l’intérieur de la cellule de mesure sur
une grille disposée à 50 mm de la base de la cellule. Cette grille
doit avoir un taux minimal de perforation de 70 %, réparti uni-
4.3 La resistance au passage de l’air, R, est relative à
formément.
I’épaisseur 6 du matériau, homogène ou non (qui peut même
comporter une peau de surface ou un revêtement plus ou
Les capteurs pour les mesurages de pression et de débit doi-
moins poreux tel qu‘une peinture, etc.). Si le matériau est
vent être étanches et disposés en dessous du niveau du support
homogène, elle est liée à la resistance spécifique par la relation
perforé.
R = 6.R,
NOTE - Les calculs de 8.6 sont facilités si l’aire de I‘éprouvette est
normalisée ?I 25 ou 100 cm2 (56,5 ou 113 mm de diametre; carré de 50
Dans tous les cas, R peut être tiré directement à partir de la loi ou 100 mm de côté). Alors U, en metres par seconde, est égal à 400 9v
ou 100 9v selon que la petite ou la grande éprouvette est utilisée. Les
de Darcy, qui s’écrit alors
calculs du chapitre 9 sont facilités si l‘aire de I‘éprouvette est normali-
sée A 18,5 cm2 (48,5 mm de diametre ; carré de 45 mm de côté) et si
4v AP
U=-=- I’épaisseur de I’éprouvette est de 100 mm. Alors
A Rs
9v
K=-
La relation inverse R, = R/6 ne peut être utilisée pour calcu-
AP
ler R que si le matériau est homoghe.
5.2 Systeme pour la realisation de I’bcoulement
La résistance au passage de l’air est exprimée en pascals secon-
d’air
des par mètre (Pa.s.m-’).
5.2.1 Source
5 Appareillage
II est recommandé d’utiliser des systèmes à dépression du type
réservoir d’eau ou pompe àvide. Eventuellement, des systèmes
L’appareillage comporte une cellule de mesure, dans laquelle
de surpression (air comprimé, etc.) peuvent être utilisés. Quelle
I‘eprouvette est introduite, les moyens necessaires pour y pro-
que soit la source, l‘installation doit permettre un réglage fin du
duire un Bcoulement d’air en régime stationnaire, ainsi que les
débit et doit assurer la stabilité de I‘écoulement dans la partie
moyens de mesure du débit-volume, de la chute de pression et
inférieure de la cellule de mesure.
de I‘épaisseur de I‘éprouvette en place pour l‘essai.
5.2.2 Caracteristiques de I’ecoulernent
Le schema de principe d‘un appareillage adéquat est donné à
titre d‘exemple à la figure 2.
La source doit permettre l’obtention d’un debit-volume qv égal
à UA mètres cubes par seconde.
L’appareillage doit comprendre les Bléments suivants.
L’aire choisie pour la cellule, A, doit être dans les limites indi-
5.1 Cellule de mesure quées en 5.1 et la source doit permettre l’obtention de vitesses
d’écoulement d’air allant jusqu‘à 50 mm.s-’.
La cellule de mesure doit être de forme soit cylindrique, soit
Par exemple, pour des éprouvettes cylindriques de diamètre
parallélépipédique.
compris entre 50 et 120 mm et des vitesses de l’ordre de
m-s- l, le débit-volume de l’installation est approximati-
Un exemple de cellule de mesure de forme cylindrique est
vement compris entre 1 et 7 dm3.min-’. La source de l’écoule-
donne à la figure 3.
ment doit avoir une stabilité telle que le debit-volume instan-
Si la forme est cylindrique, un diamètre intérieur compris entre tané puisse être apprécié avec une précision meilleure que
k2,5 % et que la dérive du débit ne dépasse pas 1 % par
50 et 120 mm est adéquat (section droite comprise entre 20 et
110 cm2). minute.
2
---------------------- Page: 4 ----------------------
IS0 4638-1984 (FI
dont les dimensions latérales soient légèrement supérieures 8
5.3 Dispositif de mesure du debit-volume
celles de la cellule de mesure, afin d‘éliminer les fuites latérales
le long des parois de la cellule.
Le dispositif de mesure du débit-volume doit être introduit entre
la source et I‘éprouvette, le plus près possible de I‘éprouvette. II
doit en outre être choisi de facon adaptée aux valeurs de débit- La tolérance sur le diamètre doit être de k 1 mm.
volume indiquées en 5.2.2.
Si D, est le diamètre intérieur, en millimètres, de la cellule et D
Le dispositif utilisé doit permettre la mesure du débit avec une
est le diamètre de découpe, en millimètres, de I’éprouvette, on
précision de +2 % de la pleine échelle.
doit avoir la relation
Ce dispositif peut être, par exemple, un ensemble de débit-
1
D = (D, + 2)
metres volumiques associés en parallèle, dont l’un d’eux peut
être choisi de façon 8 cou
...
Norme internationale @ 4638
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.MEXaYHAPOflHAA OPrAHM3AUMR flO CTAHflAPTM3AUMMOORGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Matériaux polymères alvéolaires souples - Détermination
de la perméabilité à l'air
Polymeric materials, cellular flexible - Determination of air flow permeability
Premiere 6dition - 1984-05-15
CDU 678.4-405.8 : 620.193.29 Réf. no : IS0 4638-1984 (FI
Descripteurs: materiau alvéolaire, produit alvéolaire souple, essai, détermination, perméabilité, écoulement d'air.
7 pages
Prix basé sur
---------------------- Page: 1 ----------------------
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 intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
correspondant. 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.
La Norme internationale IS0 4638 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 45,
Elastomères et produits à base d’élastomères, et a été soumise aux comités membres
en février 1982.
Les comités membres des pays suivants l‘ont approuvée :
Afrique du Sud, Rép. d’
Portugal
Espagne
Allemagne, R.F.
France Roumanie
Autriche Inde Sri Lanka
Belgique
Indonésie Tchécoslovaquie
Brésil Irlande Thaïlande
Canada Mexique Turquie
Chine Nigeria URSS
Danemark Pays-Bas USA
Pologne
Egypte, Rép. arabe d’
Le comité membre du pays suivant l’a désapprouvée pour des raisons techniques :
Royaume-Uni
0 Organisation internationale de normalisation, 1984 O
Imprimé en Suisse
---------------------- Page: 2 ----------------------
IS0 638-1984 (FI
N O R M E I N TE R N AT1 O NA LE
Matériaux polymères alvéolaires souples - Détermination
de la perméabilité à l'air
3 Principe
O Introduction
Passage d'air, dans des conditions contrôlées, au travers d'une
La perméabilité à l'air des matériaux alvéolaires caractérise, de
facon indirecte, certaines de leurs propriétés structurelles. Elle éprouvette cylindrique ou parallélépipédique. Mesurage de la
chute de pression entre les deux faces libres de I'éprouvette.
peut être utilisée pour établir des corrélations. Elle permet éga-
lement de mettre en évidence les modifications de la structure
cellulaire due à certains agents chimiques utilisés en fabrica-
4 Terminologie et symboles
tion, par exemple les catalyseurs ou agents tensio-actifs.
La présente Norme internationale peut donc être utilisée à deux
4.1 La perméabilité au passage de l'air, K, est donnée
fins :
1) qui décrit l'écoulement de
selon la loi de Darcy (voir figure
l'air dans un milieu poreux homogène et isotrope (voir note 1)
a) étude de la structure des produits alvéolaires en liaison
en régime laminaire (voir note 21, par I'équation
avec leurs propriétés physiques ou leur mode de fabrication;
4v KAP
U=-=-
contrôle de la qualité des produits.
b)
A va
NOTE - Les références de publications concernant le comportement
où
des écoulements $I la fois en régime laminaire et en régime turbulent
U est la vitesse de filtration de l'air, en mètres par seconde;
sont données dans la bibliographie.
4" est le débit-volume d'air, en mètres cubes par seconde,
au travers de I'éprouvette;
1 Objet et domaine d'application
A est l'aire de la section droite, en mètres carrés, de
I'éprouvette ;
La présente Norme internationale spécifie une méthode de
détermination de la perméabilité à l'air des matériaux alvéolaires
K est la perméabilité au passage de l'air, en mètres carrés,
souples à base de polymères.
du milieu poreux;
Ap est la perte de charge, en pascals, au travers de
Elle est applicable à des éprouvettes découpées dans des pro-
I'éprouvette ;
duits en matériau alvéolaire.
est la viscosité dynamique, en pascals secondes, de
NOTE - VISO 7231. Mathriaux polymhres alvBolaires souples -
l'air;
DBtermination de l'indice d'hcoulement d'air - MBthode B chute de
6 est I'épaisseur, en mètres, de I'éprouvette.
pression constante.1) qui spécifiera une méthode simple de contrôle de
fabrication, est également basée sur I'écoulement d'air à travers les
matériaux alvéolaires. Elle peut être utilisée lorsqu'il ne s'agit pas d'éva-
NOTES
luer les propriétés intrinsèques de matériaux différents de facon à pou-
1 Dans le cas des matériaux anisotropes, il faut définir la direction de
voir les comparer les uns aux autres, mais simplement de vérifier la
I'écoulement .
constance de aualité d'un matériau alvéolaire donné.
2 Pour que I'écoulement de l'air soit laminaire à l'intérieur du milieu
poreux, il est nécessaire que la condition suivante soit remplie :
2 Références
V
IS0 471, Caoutchouc - Températures, humidités et durées
où
normales pour le conditionnement et l'essai des éprouvettes.
Re" est le nombre de Reynolds modifié;
IS0 845, Caoutchoucs et plastiques alvéolaires - Détermina-
v est la viscosité cinématique, en mètres carrés par seconde, de
tion de la masse volumique apparente. l'air ;
1) Actuellement au stade de projet.
1
---------------------- Page: 3 ----------------------
IS0 438-1984 (F)
Si la forme est parallélépipédique, la section droite préféren-
n est une valeur limite qui peut dépendre de la structure du pro-
duit. En l‘absence de données précises B ce sujet, on peut se
tielle est celle d’un carré dont le côté est compris entre 45 et
contenter d‘opérer B plusieurs vitesses d’air faibles de l’ordre du
105 mm, ce qui correspond aux mêmes limites de section droite
B
centimètre par seconde, sur un même type de matériau, de facon
que pour la forme cylindrique.
vérifier que K ne varie pas, ou varie seulement dans de faibles pro-
portions, avec u (voir 9.1).
La hauteur totale de la cellule de mesure doit être au moins de
100 mm plus élevée que I’épaisseur de I‘éprouvette. Pour les
4.2 La résistance spécifique au passage de l’air, R,, est essais autres que le contrôle de qualité, il convient de prévoir
une grandeur dérivée de la perméabilité d’un matériau, utilisée une hauteur suffisante permettant des mesurages sur des
surtout dans le domaine de l‘acoustique, et elle est donnée à éprouvettes d’épaisseurs différentes, au plus égales à la moitié
partir de la perméabilité par I’équation de la hauteur totale de la cellule de mesure.
NOTE - Pour un certain nombre de produits alvéolaires souples,
l‘expérience a montré qu‘il est nécessaire d‘utiliser des éprouvettes de
l’ordre de 100 mm d‘épaisseur et de prévoir en conséquence une cellule
de mesure suffisamment profonde.
Elle est exprimée en pascals secondes par mètre carré
( Pa .s. m -2 1.
8 l‘intérieur de la cellule de mesure sur
L’éprouvette doit reposer
une grille disposée 8 50 mm de la base de la cellule. Cette grille
doit avoir un taux minimal de perforation de 70 %, réparti uni-
4.3 La résistance au passage de l’air, R, est relative a
formément.
I’épaisseur 6 du matériau, homogène ou non (qui peut même
comporter une peau de surface ou un revêtement plus ou
Les capteurs pour les mesurages de pression et de débit doi-
moins poreux tel qu’une peinture, etc.). Si le matériau est
vent être étanches et disposés en dessous du niveau du support
homogène, elle est liée à la résistance spécifique par la relation
perforé.
R = 6.R,
- Les calculs de 8.6 sont facilités si l’aire de I’éprouvette est
NOTE
normalisée A 25 ou 100 cm2 (56,5 ou 113 mm de diamètre; carré de 50
Dans tous les cas, R peut être tiré directement a partir de la loi
ou 100 mm de côté). Alors U, en mètres par seconde, est égal 8 400 4“
de Darcy, qui s’écrit alors ou 100 4v selon que la petite ou la grande éprouvette est utilisée. Les
calculs du chapitre 9 sont facilités si l’aire de I‘éprouvette est normali-
B 18,5 cm2 (48.5 mm de diamètre ; carré de 45 mm de côté) et si
sée
I‘épaisseur de I’éprouvette est de 100 mm. Alors
qv
K=-
La relation inverse R, = R/6 ne peut être utilisée pour calcu-
AP
ler R que si le matériau est homogène.
5.2 Système pour la réalisation de l‘écoulement
La résistance au passage de l’air est exprimée en pascals secon-
d’air
des par mètre (Pa.s.m-’).
5.2.1 Source
5 Appareillage
II est recommandé d’utiliser des systèmes à dépression du type
réservoir d’eau ou pompe 8 vide. Éventuellement, des systèmes
L‘appareillage comporte une cellule de mesure, dans laquelle
de surpression (air comprimé, etc.) peuvent être utilisés. Quelle
I’éprouvette est introduite, les moyens nécessaires pour y pro-
que soit la source, l’installation doit permettre un réglage fin du
duire un écoulement d‘air en régime stationnaire, ainsi que les
débit et doit assurer la stabilité de l’écoulernent dans la partie
moyens de mesure du débit-volume, de la chute de pression et
inférieure de la cellule de mesure.
de I’épaisseur de I’éprouvette en place pour l‘essai.
5.2.2 Caractéristiques de l‘écoulernent
Le schéma de principe d’un appareillage adéquat est donné à
titre d’exemple à la figure 2.
La source doit permettre l’obtention d’un débit-volume qv égal
à UA mètres cubes par seconde.
L‘appareillage doit comprendre les éléments suivants.
L‘aire choisie pour la cellule, A, doit être dans les limites indi-
5.1 Cellule de mesure quées en 5.1 et la source doit permettre l’obtention de vitesses
d’écoulement d’air allant jusqu’à 50 mm.s-’.
La cellule de mesure doit être de forme soit cylindrique, soit
parallélépipédique. Par exemple, pour des éprouvettes cylindriques de diamètre
50 et 120 mm et des vitesses de l‘ordre de
compris entre
m.s-’, le débit-volume de l’installation est approximati-
Un exemple de cellule de mesure de forme cylindrique est
donné A la figure 3. vement compris entre 1 et 7 dm3.min - ’. La source de I’écoule-
ment doit avoir une stabilité telle que le débit-volume instan-
tané puisse être apprécié avec une précision meilleure que
Si la forme est cylindrique, un diamètre intérieur compris entre
f2,5 % et que la dérive du débit ne dépasse pas 1 % par
50 et 120 mm est adéquat (section droite comprise entre 20 et
110 cm2). minute.
2
---------------------- Page: 4 ----------------------
dont les dimensions latérales soient légèrement supérieures à
5.3 Dispositif de mesure du debit-volume
celles de la cellule de mesure, afin d'éliminer les fuites latérales
Le dispositif de mesure du débit-volume doit être introduit entre le long des parois de la cellule.
la source et I'éprouvette, le plus près possible de I'éprouvette. II
doit en outre être choisi de facon adaptée aux valeurs de débit-
La tolérance sur le diamètre doit être de i 1 mm.
volume indiquées en 5.2.2.
Si D, est le diamètre intérieur, en millimètres, de la cellule et D
Le dispositif utilisé doit permettre la mesure du débit avec une
est le diamètre de découpe, en millimètres, de I'éprouvette, on
précision de i2 YO de la pleine échelle.
doit avoir la relation
Ce dispositif peut être, par exemple, un ensemble de débit-
D = (D, + 2) k 1
mètres volumiques associés en parallèle, dont l'un d'eux peut
être choisi de facon B couvrir le domaine de mesure voulu.
Par analogie, dans le cas d'une ép
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.