纸张透气度测试方法

技术概述

纸张透气度是指在一定压差条件下，单位时间内透过单位面积纸张的空气体积流量，它是表征纸张内部孔隙结构和气体通透能力的核心物理性能指标。纸张是一种由纤维交织形成的多孔性材料，纤维之间的空隙构成了气体通过的通道，因此透气度的大小直接反映了纸张内部孔隙率、孔隙分布以及纤维交织的紧密程度。纸张透气度测试方法的研究与应用，对于纸张生产企业的质量控制、新产品开发以及下游用户的选材决策均具有重要意义。

不同用途的纸张对透气性能的要求差异极大。例如，卷烟纸需要适中的透气度以保证燃烧性能与烟气稀释效果；过滤纸要求较高且均匀的透气度以确保过滤效率与流量稳定；而包装用纸、防潮纸等则往往需要较低的透气度以获得良好的阻隔性能。因此，建立科学、规范、可重复的纸张透气度测试方法，是准确评价纸张品质的前提条件。目前，国内外已形成以肖伯尔法、葛尔莱法、本特生法等为代表的多种标准化测试体系，能够覆盖从低透气度到高透气度的各类纸和纸板产品。

影响纸张透气度的因素众多，主要包括：浆料打浆度（打浆度越高，纤维分丝帚化越充分，纸张越紧密，透气度越低）；纤维种类与配比；填料种类、用量与分布；纸张定量与紧度；压光程度；纸张的湿含量以及纸张两面性等。在实际检测中，样品的状态调节、测试面积的选取、压差的设定以及仪器的校准状态，都会对测试结果的准确性产生显著影响，因此必须严格遵循相关标准的规定进行操作。

检测样品

纸张透气度测试方法适用于各类具有透气性能要求的纸和纸板样品，常见的检测样品类型包括：

• 卷烟纸、成形纸、接装纸等烟草行业用纸；
• 滤纸类：空气过滤纸、机油滤纸、燃油滤纸、茶叶过滤纸、咖啡过滤纸等；
• 生活用纸：面巾纸、卫生纸、餐巾纸、厨房用纸等；
• 包装用纸：纸袋纸、牛皮纸、防油纸、防潮纸、铝箔衬纸等；
• 印刷用纸：新闻纸、书刊纸、双胶纸、铜版纸等；
• 特种纸：电解电容器纸、电池隔膜纸、吸尘器尘袋纸、无纺布基纸等；
• 其他：打字纸、邮封纸、薄页纸等各类透气性能需要评价的纸材。

送检样品一般要求具有代表性，无明显褶皱、裂口、斑点和其他影响测试的纸病。样品数量应满足标准规定的测试次数要求，通常建议每批样品不少于十张或可裁取十个以上试样，以便进行统计分析并评估透气度的均匀性。测试前，样品需按照GB/T 10739《纸、纸板和纸浆试样处理和试验的标准大气条件》进行温湿度预处理，在温度23℃±1℃、相对湿度50%±2%的标准大气条件下放置至平衡，以消除环境含水率差异对测试结果的干扰。

检测项目

围绕纸张透气性能评价，可开展的检测项目主要包括：

• 纸张透气度（肖伯尔法）：以 μm/(Pa·s) 或 mL/min 为单位表示；
• 纸张透气度（葛尔莱法）：以100 mL空气透过试样所需的时间（s）表示；
• 纸张透气度（本特生法）：以 mL/min 为单位表示；
• 纸张透气阻力：表征空气透过纸张时所受阻力的大小；
• 纸张透气度均匀性：评估横向与纵向的透气度分布情况；
• 纸张两面性对透气度的影响：分别测定正反面的透气性能；
• 纸张孔隙率与孔径分布（辅助分析项目）；
• 不同温湿度条件下透气度的稳定性分析。

检测方法

纸张透气度测试的基本原理是：在规定的压差条件下，使空气透过一定面积的试样，通过测定透过空气的体积流量或一定体积空气透过所需的时间，计算得出纸张的透气度。根据测量原理与仪器结构的不同，主流的测试方法包括以下几种：

1. 肖伯尔法

肖伯尔法是我国造纸行业应用最广泛的透气度测试方法之一，对应国家标准GB/T 458，与ISO 5636系列标准中的肖伯尔法等效。该方法采用固定压差式测量原理，试样夹持在环形夹头之间，在试样两侧建立规定的稳定压差（通常为1.00 kPa或2.50 kPa），测定单位时间内透过试样的空气流量。透气度结果以微米每帕斯卡秒表示，数值越大表示纸张透气性越好。肖伯尔法适用于透气度在一定范围内的纸和纸板，测试时应确保仪器气密性良好、压差稳定，并按规定进行多次平行测定后取平均值。

2. 葛尔莱法

葛尔莱法对应GB/T 5402以及ISO 5636/5、TAPPI T 460等标准，采用浮筒式结构。其原理是在外圆筒中密封一定压力的空气，内浮筒依靠自身重量下沉，使筒内空气在恒定压力下透过试样逸出，测定100 mL（或其他规定体积）空气透过试样所需的时间，以秒为单位表示。葛尔莱值越大，表示纸张透气阻力越大、透气度越低。该方法特别适合透气度较低的纸张，如电容器纸、描图纸等高紧度纸张的测定，也常用于卷烟纸等中高透气度产品的质量控制。

3. 本特生法

本特生法对应GB/T 22901以及ISO 5636/3等标准，采用恒定压差下的流量测量原理。仪器通过稳压装置获得恒定压差的气流，使其透过试样，用流量计测定透过试样的空气流量，结果以 mL/min 表示。本特生法适用于中等透气度范围的纸和纸板，测试速度快、操作简便，在国外造纸企业及卷烟材料检测中应用较为普遍。

4. 别克法及其他方法

别克法对应ISO 5636/4等标准，其原理与本特生法类似，通过测量规定压差下透过试样的空气流量来表征透气度，在北美地区应用较多。此外，还有以水柱压差为动力源的谢菲尔德法等测试方法。需要特别说明的是，不同方法之间的测试结果不存在简单固定的换算关系，因此在报告结果时必须注明所采用的测试方法与标准编号。

无论采用哪种方法，测试过程均应遵循以下通用技术要点：试样应在标准大气条件下处理并尽量在该条件下完成测试；试样夹持应紧密平整，避免边缘漏气；测试区域应避开褶皱、水印、明显毯痕等缺陷部位；按标准要求进行多次平行测定，检查数据的重复性与再现性；定期使用标准参照物质或校准装置对仪器进行校准核查，确保量值溯源可靠。

检测仪器

开展纸张透气度测试需要配备专业的检测仪器设备，主要包括：

• 肖伯尔透气度测定仪：由气源稳压系统、试样夹持装置、压差指示与流量测量系统组成；
• 葛尔莱透气度测定仪：由内外圆筒、浮筒、试样夹持装置及密封油等组成；
• 本特生透气度测定仪：由稳压气源、精密流量计、测头夹持装置等组成；
• 电子式智能透气度测试仪：集成压差传感器、流量传感器与自动控制系统，可实现自动测量、数据自动采集与统计分析；
• 恒温恒湿状态调节箱：满足GB/T 10739规定的标准大气条件要求；
• 精密裁样器具：用于准确裁取规定尺寸的试样；
• 校准用标准孔板或标准膜片：用于仪器期间核查与量值溯源。

仪器的维护与校准是保证测试数据准确可靠的关键环节。日常使用中应检查气路系统的密封性、压差计的零点、流量计的示值准确性等；定期对关键计量参数进行检定或校准，并做好期间核查记录，确保仪器始终处于受控状态，为测试结果的准确性提供硬件保障。

应用领域

纸张透气度测试方法的应用领域十分广泛，主要覆盖以下行业与场景：

• 烟草行业：卷烟纸透气度直接影响卷烟的静燃速率、自由燃烧性能与烟气输送量，是卷烟辅料质量控制的核心指标；
• 过滤材料行业：各类工业滤纸、空气滤纸、液体滤纸的透气度决定过滤阻力与过滤效率，是产品分级与验收的重要依据；
• 生活用纸行业：面巾纸、卫生纸等产品的透气度与柔软性、使用舒适度密切相关；
• 包装行业：纸袋纸、水泥包装纸、防潮包装纸的透气度影响包装内容物的保存品质与灌装效率；
• 印刷与加工行业：纸张透气度过高可能影响涂布、浸渍加工的均匀性，透气度是印刷纸性能评价的参考指标之一；
• 电池与电子行业：电池隔膜纸、电解电容器纸对透气性能有严格的技术要求；
• 科研与教学领域：高校与科研院所开展纸张结构性能研究、新型纤维材料开发时，透气度是常用的表征参数；
• 质检与贸易验收：第三方检测、供应商来料检验、进出口贸易中的质量符合性验证。

常见问题

问题一：纸张透气度测试方法的检测周期是多久？

纸张透气度测试方法的检测周期一般为7-15个工作日。具体周期会受到多种因素的影响：一是检测项目的数量，若仅测试单一透气度指标，周期相对较短，若同时开展透气度均匀性、正反面差异或不同方法比对等扩展项目，所需时间会相应延长；二是样品数量与批次情况，样品量较大或需要多批次并行测试时，整体周期会有所增加；三是测试方法的复杂程度，部分测试前需要进行较长时间的样品温湿度状态调节，会占用一定周期；四是客户是否选择加急服务，如有紧急需求，可与实验室提前沟通安排加急处理，在保证数据质量的前提下尽量缩短交付时间。建议客户在送检前与检测机构充分沟通，明确测试需求与时间安排。

问题二：纸张透气度测试方法的检测价格是多少？

纸张透气度测试方法的检测价格受多方面因素影响，无法一概而论。主要影响因素包括：检测项目的种类与数量，例如仅测定常规透气度与同时开展多项扩展性能测试，费用构成明显不同；所采用的测试方法与执行标准，不同方法对仪器、耗材及操作时间的消耗存在差异；样品的数量与类型，样品数量越多、类型越复杂，检测工作量越大；检测周期要求，加急服务通常需要额外安排资源；以及是否需要附加数据处理、结果分析等增值服务。由于每个客户的具体需求各不相同，准确的费用需要根据实际测试方案进行核算，建议直接联系我们的技术人员说明检测需求，我们将为您制定针对性的测试方案并提供详细的报价信息。

问题三：纸张透气度测试方法测试需要什么资质？

我们旗下拥有CMA和CNAS资质，资质能力范围覆盖纸和纸制品物理性能检测的多个领域，纸张透气度测试属于其中的常规检测能力之一。依托完善的资质体系，我们的检测活动严格按照标准化流程和质量管理体系运行，确保测试数据的科学性、准确性与可追溯性。同时，我们建有专业的检测团队，技术人员具备扎实的造纸检测理论基础与丰富的实操经验；实验室配备了肖伯尔、葛尔莱、本特生等多种原理的透气度测定仪器，以及满足标准大气条件的恒温恒湿设备，能够满足不同标准、不同透气度范围样品的测试需求。欢迎有检测需求的客户与我们联系，我们将提供专业的技术咨询与服务支持。

问题四：肖伯尔法与葛尔莱法的测试结果可以互相换算吗？

一般情况下不建议直接换算。肖伯尔法测量的是规定压差下透过试样的空气体积流量，数值越大透气性越好；葛尔莱法测量的是规定体积空气透过试样所需的时间，数值越大透气性越差。两种方法在压差条件、测量原理、结果表示方式上均不相同，且纸张内部孔隙结构对气流的响应并非简单线性关系，因此两种方法的结果之间不存在通用的固定换算公式。如需对比不同方法的结果，建议在相同条件下开展对比试验，建立针对特定纸种的经验对应关系，或在检测报告中直接注明所采用的方法标准，避免因方法混淆导致数据误用。

问题五：为什么同一张纸的不同部位测出的透气度差异较大？

纸张透气度的不均匀性主要来源于纸张本身的结构不均。纸张在抄造过程中，纤维沿造纸机运行方向取向明显，纵向与横向的纤维分布及孔隙结构存在差异；横幅方向上，受布浆、脱水、压榨等因素影响，定量与紧度也可能出现波动；此外，毯痕、网印、纤维絮聚、填料分布不均等都会造成局部透气性能的差异。因此在检测时应按标准要求在样品的不同位置裁取多个试样分别测定，并以平均值结合标准偏差或变异系数来表征透气度及其均匀性，单点数据不足以代表整张纸的真实透气性能。

问题六：环境温湿度对透气度测试结果有什么影响？

影响较为明显。纸张具有吸湿性，环境相对湿度变化会改变纸张的含水率，纤维因吸湿发生润胀，孔隙结构随之改变，从而引起透气度波动；同时纸页柔软性增加也会影响气体通过行为。此外，环境温度变化会影响空气粘度，进而影响透过试样的气体流量。因此，标准规定试样必须在温度23℃±1℃、相对湿度50%±2%的标准大气中处理至平衡后再进行测试，并尽量在相同环境条件下完成全部测定，以保证数据的可比性与重现性。

问题七：送检透气度样品时应注意哪些事项？

送检时建议注意以下几点：第一，样品应具有代表性，从批次中随机抽取，避免只选取外观异常或特殊的部位；第二，样品应平整、无褶皱、无破损、无水渍油污，卷筒纸取样时注意标明纵向与横向方向；第三，样品数量应充足，满足多次平行测定的需要，一般建议提供足够裁取十个以上试样的样品量；第四，样品应妥善包装，避免运输过程中受潮、暴晒、挤压变形；第五，送检时请明确告知测试目的、需执行的标准方法（如GB/T 458、GB/T 5402、GB/T 22901或相关ISO标准）以及是否需要区分正反面测试等信息，以便实验室准确安排测试方案，确保检测顺利进行。