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BS ISO 08791——纸和纸板粗糙度/平滑度测定（空气泄漏法）标准系列
Paper and Board — Determination of Roughness/Smoothness (Air Leak Methods)（ISO 8791 系列）
📄 BS ISO 8791 是英国采用 ISO 8791 国际标准的系列标准，为纸和纸板粗糙度/平滑度的测定提供统一方法。该系列由英国技术委员会 PAI/11（纸、纸板与纸浆试验方法）负责参与制定，采用空气泄漏法（Air leak methods）原理：在规定的压差下，测定通过试样表面与测量头之间缝隙泄露的空气流量，据此评价纸张表面的粗糙度/平滑度。纸张表面特性直接影响印刷质量与涂布性能，该系列被造纸、印刷、包装与涂布行业广泛引用。
💡 纸面粗糙度越大，漏气量越大；平滑度越高，漏气量越小。空气泄漏法通过测量漏气流量将”粗糙度”量化，是纸张印刷适性与加工性能评价的核心手段之一。
一、标准系列概览 📌
BS ISO 8791 系列（总标题：纸和纸板——粗糙度/平滑度的测定（空气泄漏法））由多部分组成，本批次收录其中三个部分，均为 ISO 8791 相应部分的英国实施版本：
| 标准号 | 部分名称 | 测量原理 | 版本 |
|---|---|---|---|
| BS ISO 8791-2 | Bendtsen 法 | Bendtsen 粗糙度仪漏气流量 | 2013（第二版） |
| BS ISO 8791-3 | Sheffield 法 | Sheffield 粗糙度仪漏气流量 | 2005（第二版） |
| BS ISO 8791-4 | Print-surf 法 | Print-surf 粗糙度仪（微米级） | 2007（2008 确认） |
⚠️ 三种方法的测量原理相近（空气泄漏），但测量头结构、压差与流量量程不同，结果不能直接互换。选择方法时应考虑纸张类型、表面特性与最终用途。
二、第 2 部分：Bendtsen 法 🔧
BS ISO 8791-2:2013 规定了使用Bendtsen 粗糙度仪测定纸和纸板粗糙度的方法。该部分取代 BS 4420:1990（ISO 8791-2:1990），首次同时涉及电子流量计与可变面积流量计两类流量测量仪器：
- 测量原理：在规定压差下，空气通过测量环与纸面之间的缝隙泄露，以漏气流量（ml/min）表示粗糙度。
- 测量范围：标准适用范围给出 Bendtsen 粗糙度值的大致范围（如 5 ml/min 至 3000 ml/min），同时保留了对高粗糙度样品的限制性说明。
- 仪器：规定电子流量计与可变面积流量计的结构、校准与使用要求。
⚠️ 该部分前言特别提示：虽然适用范围描述了可变面积流量计的测量范围扩展，但正文测量参数条款仍沿用旧版的空气流量上限（约 1200 ml/min）。使用者应以前言与正文条款共同理解测量边界，避免误判。
Bendtsen 法是欧洲应用最广泛的纸张粗糙度测定方法之一，适用于印刷纸、书写纸、包装纸与纸板。
✅ Bendtsen 法操作简便、适用范围广，与印刷适性具有良好相关性，已被造纸与印刷行业长期应用，是纸张质量控制的常用手段。
三、第 3 部分：Sheffield 法 🔄
BS ISO 8791-3:2005 规定了使用 Sheffield 粗糙度仪测定纸和纸板粗糙度/平滑度的方法。Sheffield 法在北美与部分国际市场上应用广泛，与 Bendtsen 法的测量头结构与流量量程不同。
- 测量原理：在规定的压差与夹紧条件下，测量通过测量环与纸面之间缝隙的空气流量，以 Sheffield 单位（或换算值）表示。
- 结果计算：规定粗糙度值的计算与表示方式。
- 精密度：规定试验方法的精密度（重复性与再现性）要求。
- 试验报告：规定试验报告应包含的信息。
Sheffield 法主要适用于印刷纸、涂布纸与纸板，其结果与印刷油墨转移、套印性能具有一定关联。
💡 Bendtsen 与 Sheffield 结果之间存在经验换算关系，但由于测量条件与流量量程不同，换算仅为近似，正式技术文件应明确标注所用方法与单位。
四、第 4 部分：Print-surf 法 ⛳
BS ISO 8791-4:2007 规定了使用 Print-surf 粗糙度仪测定纸和纸板粗糙度的方法。Print-surf 法与 Bendtsen/Sheffield 法的区别在于其测量头对纸面的接触压力与气体通道结构更接近印刷压印过程，结果以微米（µm）为单位表示粗糙度：
- 测量原理：测定空气通过模拟印刷压印条件下测量头与纸面缝隙的流量，换算为以微米计的表面粗糙度。
- 粗糙度计算（微米）：规范的附录 A 给出以微米计算粗糙度的方法，使结果更直观反映表面不平度的几何尺度。
- 仪器维护：规范的附录 B 给出 Print-surf 粗糙度仪的维护要求；附录 C 给出可变面积流量计的校准要求。
Print-surf 法适用于平滑度较高、要求精细表面表征的纸张（如高级印刷纸、涂布纸），其结果与印刷质量表现出更好的相关性。
| 方法 | 主要应用市场 | 结果单位 | 适用纸张 |
|---|---|---|---|
| Bendtsen 法 | 欧洲 | ml/min | 印刷纸、书写纸、纸板 |
| Sheffield 法 | 北美、国际 | Sheffield 单位 | 印刷纸、涂布纸、纸板 |
| Print-surf 法 | 国际 | µm | 高级印刷纸、涂布纸 |
五、关键技术要求与工程实践 🛠️
综合该系列标准，纸张粗糙度/平滑度测定涉及以下关键环节：
- 🔍 方法选择：按纸张类型、表面特性与最终用途选择 Bendtsen、Sheffield 或 Print-surf 方法，并明确标注所用方法与单位。
- 📊 取样与预处理：按规定取样并恒温恒湿预处理，保证试样水分与纸张状态一致。
- 🔧 仪器校准：定期用标准板/标准漏气件校准流量计（含电子流量计与可变面积流量计），并按附录维护测量头。
- 🌡️ 环境控制：在标准温湿度条件下测量，避免气流、振动与静电干扰。
- 📋 结果计算与报告：按要求计算并报告粗糙度/平滑度值、所用方法与测量条件。
🚨 不同测量方法的结果不可直接互换，试验报告必须明确标注方法（Bendtsen/Sheffield/Print-surf）与单位。仪器未按期校准或测量头磨损，会导致粗糙度结果系统性偏差，影响印刷质量判定。
六、常见问题解答 ❓
❓ 问：为什么纸张粗糙度与印刷质量密切相关？
答：粗糙度影响油墨转移的均匀性与接触面积，粗糙表面易导致印刷不实、网点扩大不均与墨斑；平滑表面印刷清晰、色泽饱满。
答：粗糙度影响油墨转移的均匀性与接触面积，粗糙表面易导致印刷不实、网点扩大不均与墨斑；平滑表面印刷清晰、色泽饱满。
❓ 问：Bendtsen、Sheffield 与 Print-surf 三种方法有何区别？
答：三者均为空气泄漏法，但测量头结构、压差、流量量程与结果单位不同（ml/min、Sheffield 单位、µm），适用纸张与市场不同，结果不可直接互换。
答：三者均为空气泄漏法，但测量头结构、压差、流量量程与结果单位不同（ml/min、Sheffield 单位、µm），适用纸张与市场不同，结果不可直接互换。
❓ 问：第 2 部分前言为什么要特别说明测量范围？
答：该版首次引入电子流量计并对测量范围作了更新描述，但正文测量参数仍沿用旧版 1200 ml/min 上限，两者存在一致性差异，前言特别提示使用者理解这一边界。
答：该版首次引入电子流量计并对测量范围作了更新描述，但正文测量参数仍沿用旧版 1200 ml/min 上限，两者存在一致性差异，前言特别提示使用者理解这一边界。
❓ 问：Print-surf 法为什么以微米表示粗糙度？
答：Print-surf 测量头更接近印刷压印条件，附录给出以微米计算粗糙度的方法，使结果更直观反映表面不平度的几何尺度，与印刷质量相关性更好。
答：Print-surf 测量头更接近印刷压印条件，附录给出以微米计算粗糙度的方法，使结果更直观反映表面不平度的几何尺度，与印刷质量相关性更好。
❓ 问：试验前为何要恒温恒湿处理纸张？
答：纸张含水量影响纤维弹性与表面状态，进而影响漏气量测量结果。恒温恒湿预处理可保证试样状态一致，提高测量的重复性与可比性。
答：纸张含水量影响纤维弹性与表面状态，进而影响漏气量测量结果。恒温恒湿预处理可保证试样状态一致，提高测量的重复性与可比性。
