ISO 12625-182022 薄纸和薄纸制品.第18部分表面摩擦的测定标准立项发展报告

薄纸和薄纸制品第18部分：表面摩擦的测定标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Tissuepaperandtissueproducts—Part18:Determinationofsurfacefriction摘要关键词：薄纸；薄纸制品；表面摩擦；摩擦系数；国际标准；ISO12625AbstractSurfacefrictionperformanceisacriticalphysicalindicatoroftissuepaperandtissueproducts,directlyinfluencingtactileperception,usercomfort,andoperationalefficiencyduringconvertingprocesses.Withtherapidadvancementofthetissuepaperindustrytowardhigh-qualityanddifferentiateddevelopment,thereisanincreasinglyurgentdemandfortheunificationandstandardizationofsurfacefrictiontestingmethodologiesinbothdomesticandinternationalmarkets.Againstthisbackdrop,theInternationalOrganizationforStandardization(ISO)officiallyreleasedISO12625-18:2022*Tissuepaperandtissueproducts—Part18:Determinationofsurfacefriction*onOctober28,2022,providingaunifiedbenchmarkforsurfacefrictiontestingmethodsintheglobaltissuepaperindustry.Thisreportsystematicallyreviewstheprojectbackground,draftingbasis,coretechnicalcontent,andanticipatedapplicationbenefitsofthestandard,withparticularemphasisonthefrictioncoefficientmeasurementprinciples,apparatusrequirements,specimenpreparation,andtestprocedures.ThereportconcludesthatthereleaseofISO12625-18:2022fillsthegapininternationaltestingmethodstandardsforsurfacefrictionoftissuepaper,andholdssignificantsupportingvalueandfar-reachingguidingsignificanceforenhancingthescientificevaluationoftissueproductquality,facilitatinginternationaltrade,andpromotingtechnologicaladvancementoftheindustry.Keywords:tissuepaper;tissueproducts;surfacefriction;frictioncoefficient;internationalstandard;ISO12625一、引言1.1研究背景薄纸（TissuePaper）是一类定量通常不超过40g/m²的轻薄型纸张产品，广泛应用于卫生、清洁、吸收及包装等领域，具体产品包括卫生纸、纸巾纸、擦手纸、厨房纸巾及面巾纸等[1]。近年来，随着全球生活水平提升和消费习惯变化，薄纸产业保持稳健增长态势。据Statista统计，2022年全球薄纸市场规模已超过980亿美元，预计2026年将达到约1,200亿美元，年均复合增长率约为5.2%[2]。亚洲市场特别是中国市场已成为全球最大的薄纸生产与消费区域之一。在薄纸产品的质量评价体系中，表面摩擦特性是一项不可忽视的物理性能指标。表面摩擦性能不仅直接影响消费者的触觉体验（如柔软度、滑爽感），还与产品在实际使用中的堆叠稳定性、加工过程中的输送与折叠效率、包装工序中的运行性能密切相关[3]。表面摩擦过高或过低均可能导致产品缺陷：摩擦系数过高时，纸张之间容易产生粘连，在加工和包装环节引起堵塞、褶皱等问题；摩擦系数过低时，则可能导致纸卷层间滑动、产品堆叠不稳等质量隐患[4]。然而，在ISO12625-18:2022发布之前，国际上缺乏专门针对薄纸和薄纸制品表面摩擦测定的统一标准方法。各企业和检测机构多参考通用纸张摩擦测试方法（如ISO15359）或采用内部方法进行测定，导致测试条件（如滑块质量、速度、接触面积等）差异明显，数据可比性差，严重制约了产品质量的国际互认和贸易往来[5]。因此，亟需建立一项专门适用于薄纸产品的表面摩擦测定国际标准。1.2标准立项的必要性ISO/TC6（纸、纸板和纸浆技术委员会）作为国际纸浆、纸张及纸板标准化工作的最高技术机构，其下属SC2（薄纸和薄纸制品分技术委员会）负责薄纸领域国际标准的制修订工作。在ISO12625系列标准框架下，已相继发布了定量测定、厚度测定、抗张强度测定、湿强度测定、吸水时间与吸水能力测定等多项测试方法标准[6]。然而，表面摩擦测定方法长期缺失，成为该标准体系中亟待补充的重要环节。2018年，在ISO/TC6/SC2第22届年会上，多个成员国代表基于本国薄纸产业发展需求，正式提出制定薄纸表面摩擦测定国际标准的提议。经全体成员国充分讨论和投票表决，该提议获得通过，并决定由瑞典标准化研究院（SIS）承担该项目的制修订工作，项目编号为ISO/NP12625-18[7]。经过四年多的草案编制、实验室间比对试验验证（InterlaboratoryComparisonTest）和多次修订完善，该标准于2022年10月28日正式发布实施。二、标准核心技术内容2.1范围界定ISO12625-18:2022规定了测定薄纸和薄纸制品表面摩擦（surfacefriction）的试验方法，适用于定量在20～40g/m²范围内的单层或多层薄纸产品。该标准涵盖静态摩擦系数（staticcoefficientoffriction）和动态摩擦系数（kinetic/dynamiccoefficientoffriction）两种参数的测定，可分别用于评价薄纸表面的初始滑动特性和稳定滑动特性[8]。标准明确排除了瓦楞纸板、纸浆模塑制品等其他纸类产品，以确保测试条件的针对性和适用性。2.2规范性引用文件该标准在编制过程中，规范性引用了以下国际标准文件，以保证测试条件的一致性和试验结果的可比性：-ISO186《纸和纸板—测定水分的取样方法》-ISO187《纸、纸板和纸浆—调节和试验的标准大气条件》-ISO12625-1《薄纸和薄纸制品—第1部分：术语和定义》-ISO12625-6《薄纸和薄纸制品—第6部分：定量的测定》-ISO5725-2《测量方法和测量结果的准确度（真实度和精密度）—第2部分：确定标准测量方法重复性和再现性的基本方法》[9]上述引用文件的使用确保了该方法在样品取样、环境调节、术语定义和数据处理方面与ISO12625系列其他标准保持高度一致，有利于标准体系的整体协调性。2.3术语和定义ISO12625-18:2022对以下关键术语进行了规范定义：-表面摩擦（surfacefriction）：两个接触表面在相对运动过程中产生的阻碍作用力-静态摩擦系数（staticcoefficientoffriction）：使两接触表面从静止状态开始产生相对运动所需的最大摩擦力与法向力之比-动态摩擦系数（kineticcoefficientoffriction）：两接触表面保持匀速相对运动时的摩擦力与法向力之比[10]此外，标准还界定了“摩擦滑块”（frictionblock）、“试验台面”（testsurface）、“法向力”（normalforce）等相关辅助术语，为试验操作的规范执行提供了明确的术语基础。2.4测试原理ISO12625-18:2022规定的测量原理如下：将一张尺寸为（200±5）mm×（100±5）mm的长方形薄纸试样水平放置于平滑的试验台面上，另取一特定质量的摩擦滑块，其底面覆盖一层标准摩擦材料（通常为同种薄纸试样或标准橡胶片），将滑块置于试样表面。通过驱动机构以恒定的速度水平拉动滑块（或移动试验台面），测量过程中产生的摩擦力信号。静态摩擦系数通过滑块起动瞬间的最大摩擦力计算得出，动态摩擦系数则通过滑块匀速运动阶段的平均摩擦力计算得出[11]。摩擦系数μ按照如下公式计算：$$\mu=\frac{F}{F_N}$$其中，F为实测摩擦力（N），F_N为滑块所受的法向力（N）。2.5仪器设备要求标准对试验设备提出了明确且具体的技术要求：(1)摩擦试验机：应具备水平移动机构，能够以（100±10）mm/min的速度匀速拉动滑块或移动试验台面，移动行程不少于100mm。测力系统的量程应覆盖0～10N，分辨力不低于0.001N，示值误差不超过±1%[12]。(2)摩擦滑块：推荐质量为（200±5）g，底面尺寸为（65±1）mm×（65±1）mm（即接触面积为4,225mm²），底面应平整光滑。滑块底部应包覆一层与待测试样材质相同的薄纸，包覆方式需确保在测试过程中不产生褶皱或滑移。(3)试验台面：应为平整、刚性、无变形的水平表面，推荐采用不锈钢材质或磨砂玻璃材质，表面粗糙度Ra值不大于0.8μm[13]。值得注意的是，标准允许不同制造商生产的摩擦试验机在满足上述基本参数要求的前提下存在结构差异，但须通过标准比对试样进行校准验证，以保证试验结果的一致性。2.6试样制备与调节取样与制备：按照ISO186的规定从样品中随机抽取足够数量的薄纸试样，试样尺寸为（200±5）mm×（100±5）mm。每个样品至少制备10组试样（5组用于纵向（MD）测试，5组用于横向（CD）测试）[14]。试样应平整无折痕、无破损、无可见缺陷。温湿度调节：按照ISO187的规定，将所有试样在温度（23±1）°C、相对湿度（50±2）%的标准大气条件下进行至少4小时的预调节，然后在相同条件下继续调节至少24小时后方可进行测试[15]。2.7试验程序标准规定的试验程序要点如下：1.在标准大气条件下，将调节好的试样平整放置于试验台面上，确保试样与台面之间无气泡和褶皱。2.将摩擦滑块（底面已包覆同质薄纸）轻放于试样表面，静置约5秒以确保稳定接触。3.启动试验机，以（100±10）mm/min的速度驱动滑块滑动，记录完整的摩擦力—位移曲线。4.从曲线中读取最大静摩擦力和动态平均摩擦力，分别计算静态摩擦系数和动态摩擦系数。5.每个方向（MD和CD）至少各测试5个试样，分别计算平均值，结果保留至小数点后两位[16]。2.8精密度与结果表述ISO12625-18:2022的附录中给出了基于实验室间比对试验（ILC）确定的精密度数据。参加比对的实验室来自全球8个国家的12个实验室。比对结果表明[17]：-静态摩擦系数的重复性标准差（s_r）约为0.021，再现性标准差（s_R）约为0.045-动态摩擦系数的重复性标准差（s_r）约为0.015，再现性标准差（s_R）约为0.038上述精密度数据为实验室内部质量控制以及不同实验室间测试结果的比较提供了重要的统计依据。试验报告应包含以下信息：完整的样品标识、使用的标准大气条件、测试方向（纵向或横向）、静态和动态摩擦系数的单个值及平均值、任何偏离标准规定的操作细节等[18]。三、标准应用价值分析3.1对产品质量评价的技术支撑作用表面摩擦系数是衡量薄纸产品触感品质的重要量化指标。薄纸产品设计朝向柔软性、亲肤性方向发展，表层摩擦系数的合理设定对消费者感知质量具有显著影响。借助ISO12625-18:2022提供的标准化测定方法，生产企业可以在产品研发阶段对不同配方、不同起皱工艺、不同压花图案的样品进行摩擦性能系统测试，从而科学优化工艺参数，确保产品具有良好的触感品质[19]。3.2对生产加工工艺的优化指导作用在薄纸加工环节（如复卷、分切、折叠、包装等工序），纸张的摩擦特性直接关系到生产运行效率。摩擦系数过小，纸幅在牵引辊上的附着力不足，容易产生打滑、跑偏等问题；摩擦系数过大，则可能造成折叠不良、堆叠粘连等加工缺陷[20]。通过ISO12625-18:2022提供的定量测试手段，设备工程师和生产管理人员可以建立摩擦系数与加工运行参数之间的对应关系，有针对性地优化工艺条件，降低生产损耗，提高设备运行效率。3.3对国际贸易和标准互认的促进作用标准是国际贸易的“通行证”。不同国家或地区的薄纸生产企业以往多采用各自的内部测试方法，导致质量数据难以互认。ISO12625-18:2022作为国际统一的测试方法标准，为全球范围内的质量检测和技术交流提供了共同的技术语言。采购商、供应商和第三方检测机构可依据该标准进行公正、可比的质量评价，减少了因测试方法差异引起的贸易争端[21]。3.4对行业标准体系的完善作用ISO12625系列标准涵盖术语、取样、定量、厚度、抗张强度、湿强度、吸水性能、柔软度等多个测试方法。表面摩擦测定标准的补充不仅拓展了该系列标准的覆盖面，也弥补了薄纸物理性能测试体系中“摩擦学”维度的方法空缺，使标准体系更加完整和系统。同时，该标准为各国制修订薄纸表面摩擦相关的国家标准和行业标准提供了重要的参考依据。四、主要起草单位介绍在ISO12625-18:2022的制修订过程中，多个国际组织和企业发挥了重要作用。其中，瑞典RISE研究院（ResearchInstitutesofSweden，原瑞典STFI-Packforsk）作为该项目的主要技术贡献单位和技术支撑机构，在标准研制中发挥了核心作用[22]。RISE研究院是北欧地区最大的综合性研究机构之一，由瑞典政府于2016年整合多家行业研究机构组建而成，拥有员工约2,800人，年度研发经费超过30亿瑞典克朗。其下属的材料与表面工程研究部延续了原瑞典制浆造纸研究所（STFI）数十年在纸张摩擦学领域的深厚积累，长期从事纸张与纸板表面性能的测试技术研究，在该领域发表学术论文200余篇，拥有多项国际专利[23]。在ISO12625-18:2022标准研制期间，RISE研究院承担了以下关键工作：-方法学研究：基于STFI-Packforsk自1980年代以来在纸张摩擦学领域的实验积累，系统分析了不同测试参数（滑块质量、滑动速度、接触面积、环境湿度等）对薄纸摩擦系数测试结果的影响规律，为标准中关键试验参数的确定提供了翔实的实验依据[24]。-实验室间比对试验的组织与实施：RISE研究院作为主导实验室，设计并组织实施了涉及全球8个国家12个实验室的循环比对试验，完成了大量试验数据的统计分析，为标准精密度条款的编制提供了关键数据支持[25]。-标准文本起草与修订：RISE研究院的高级研究员AndersJönsson博士担任该项目的工作组召集人（WGConvenor），负责组织各阶段标准草案的编写、意见汇总和技术审议，确保标准技术内容的科学性、严谨性和可操作性[26]。此外，来自芬兰VTT技术研究中心、德国PapiertechnischeStiftung（PTS）等机构的技术专家也在该标准的研制中提供了重要技术支撑，为标准的国际化视野和广泛适用性提供了保障。五、结论与展望5.1结论ISO12625-18:2022《薄纸和薄纸制品第18部分：表面摩擦的测定》作为国际标准化组织正式发布的权威技术文件，首次为全球薄纸行业提供了统一的表面摩擦测试方法。该标准的发布具有以下重要意义：第一，从技术层面看，该标准系统规定了薄纸表面静态摩擦系数和动态摩擦系数的测定原理、仪器要求、试样制备、试验程序和数据处理方法，为薄纸产品的触感品质评价提供了科学、可量化的检测工具。标准充分考虑了薄纸产品低定量、结构疏松、表面多孔的特殊性，在试验参数设计上与通用纸张摩擦测试方法形成了合理差异化，确保了方法的适用性和准确性[27]。第二，从产业层面看，该标准为薄纸产品从研发设计到生产制造、从质量控制到市场流通全链条提供了统一的技术依据，有助于推动企业提升产品质量稳定性，降低生产加工损