ISO 11093-42022 纸和纸板.纸芯试验.第4部分尺寸测量标准立项发展报告

纸和纸板纸芯试验第4部分：尺寸测量标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:PaperandBoard—TestingofCores—Part4:MeasurementofDimensions摘要纸芯作为造纸、印刷、包装、纺织、薄膜及金属加工等行业中不可或缺的卷绕支撑部件，其尺寸精度直接影响卷材的平整度、运行稳定性及终端产品质量。随着全球制造业对自动化程度和产品一致性要求的不断提升，纸芯尺寸测量的标准化已成为国际包装与造纸领域的重点关注方向。ISO11093-4:2022《纸和纸板纸芯试验第4部分：尺寸测量》由国际标准化组织（ISO）发布，是对ISO11093-4:2016版本的系统性修订与更新，该标准规定了纸芯内径、外径、壁厚及长度的测量方法，明确了测量仪器要求、取样规则、试验步骤及结果表示方式，为全球纸芯质量检测提供了统一的技术依据。本报告从标准立项背景、技术内容分析、国内外现行标准对比及修订单位介绍四个维度展开系统论述，重点分析了该标准修订的技术动因、核心变化及其对国际贸易和产业升级的深远影响，并对标准与我国现行GB/T22934.4-2017等国家标准的技术协调性进行了探讨，旨在为相关企业和检测机构提供全面的技术参考和标准化工作指引。关键词：纸芯；尺寸测量；ISO11093-4；国际标准；试验方法；质量检测；标准化Keywords:Papercores;Dimensionmeasurement;ISO11093-4;Internationalstandards;Testmethods;Qualityinspection;Standardization一、引言1.1标准立项背景纸芯（又称纸管、纸筒）是以牛皮纸或其他纸类材料为基材，经螺旋卷绕或平卷工艺制成的管状制品，广泛应用于卷筒纸、塑料薄膜、铝箔、纺织品、胶带、金属薄板等卷材的内芯支撑。在全球供应链高度协同的今天，纸芯的尺寸精度不仅关系到卷材在高速运转设备上的稳定性与对中性，更直接影响下游客户的自动化生产效率和成品率。根据国际瓦楞纸箱协会（ICCA）的统计数据，全球每年纸芯消耗量超过数百万吨，中国市场占比超过三成。然而，长期以来不同国家和地区的制造商对纸芯尺寸的检测方法存在较大差异。部分企业采用游标卡尺手工测量，部分采用光学投影仪或激光扫描系统，测量基准、取样部位和结果修约方式各异，导致同一批次产品在不同检验机构之间的检测结果出入明显，影响了国际贸易中的质量判定和验收效率。ISO/TC6（纸、纸板和纸浆技术委员会）基于产业需求，于2019年启动对ISO11093-4:2016的系统修订工作，历经多轮工作组讨论和国际投票，最终形成ISO11093-4:2022版本，并于2022年3月正式发布。1.2标准修订的必要性过去十年中，纸芯制造装备和测量技术均发生了深刻变革：-高精度测量设备的普及：数字式内外径测量仪、三坐标测量机、激光轮廓扫描仪等设备在质量控制环节的应用日益广泛，原有标准中的量具精度要求和校准周期已不能完全覆盖新型设备的特性；-自动化和在线检测需求提升：高速纸芯生产线对在线尺寸监测的需求显著增加，标准需为自动测量系统的验证提供技术框架；-国际贸易中对测量不确定度的关注：实验室间比对结果显示，操作人员手法差异和测量环境变化带来的不确定度贡献显著，标准需要在环境条件和操作规范上给出更明确的指引；-新材料和新工艺的应用：高强复合纸芯、涂布纸芯等新型产品的壁厚结构更加复杂，标准的适用范围和测量点的选取需作相应调整。二、标准技术内容分析2.1标准适用范围ISO11093-4:2022适用于所有类型的圆形纸芯，涵盖螺旋卷绕纸芯、平卷纸芯以及经表面处理（如涂布、覆膜、浸渍）的纸芯产品。标准适用的尺寸范围包括内径从数毫米到数百毫米的纸芯，对超大直径纸芯（如钢卷包装用的重型纸芯）亦给出了可选的测量方案。该标准不适用于锥形纸芯和非圆形截面纸芯的尺寸测量，此类产品应参照其他相关标准执行。2.2规范性引用文件该标准在修订过程中整合了以下关键规范性引用文件：-ISO186:2002《纸和纸板—测定平均质量的取样》-ISO11093-1:2017《纸和纸板—纸芯试验—第1部分：取样》-ISO11093-2:2017《纸和纸板—纸芯试验—第2部分：试验样品的温湿处理》-ISO5725系列《测量方法和结果的准确度（真实度与精密度）》-ISO/IEC17025:2017《检测和校准实验室能力的通用要求》其中，ISO11093-2:2017对试验样品的温湿处理条件提出了明确规定，要求纸芯在温度（23±1）℃、相对湿度（50±2）%的标准大气条件下进行预处理，以消除水分变化引起的尺寸波动。2.3主要技术指标ISO11093-4:2022对以下关键测量参数给出了明确的技术规定：（1）内径测量内径是纸芯与卷轴或安装芯轴配合的核心参数。标准规定采用内径千分尺或内径测量仪进行测量，测量精度应达到0.01mm。测量时应在纸芯两端各取两个相互垂直的方向进行读数，取四次测量的算术平均值作为该端内径的代表值。对于内径大于100mm的纸芯，应增加至六个测量点。2022版修订中增加了对测量力控制的要求，明确测量力应保持恒定（不超过2.5N），以防止因测量力过大导致的弹性变形而引入误差。（2）外径测量外径测量采用外径千分尺或专用外径测量仪，测量精度0.01mm。测量位置应在距纸芯端面不小于20mm处进行，以避免端部破损或毛边对测量结果的影响。每个测量截面同样需在两个相互垂直的方向上读数取平均值。标准强调外径的圆度偏差应通过同一截面内最大与最小外径之差来计算，且此偏差不得超过规定值。（3）壁厚测量壁厚的测量通过内径和外径的测量结果间接计算（壁厚=（外径−内径）/2），也可采用壁厚测量仪直接读取。由于纸芯壁厚方向为多层纸页复合结构，局部压缩回弹率差异可能造成壁厚波动，因此标准要求在圆周方向均匀分布的四个点位上分别测量并各自记录，报告平均值和极差值。2022版新增了对壁厚变异系数（CV值）的建议限值，供供需双方协商参考。（4）长度测量纸芯长度采用钢卷尺或专用长度测量装置测量，测量精度1mm，测量时纸芯应水平放置于平整台面上，测量两端面之间的最大距离。对于长度大于1000mm的纸芯，应沿圆周方向至少等分三处测量，报告最大值与最小值。2.4相比上一版（ISO11093-4:2016）的重要技术变化通过对2022版与2016版技术条款的系统比对，主要变化集中在以下五个方面：|变化方向|2016版|2022版|主要动因||---|---|---|---||术语定义|沿用传统术语|新增“测量不确定度”“重复性”“再现性”等计量学术语定义|与ISO/IECGuide99（VIM）保持一致||测量仪器要求|通用描述|新增仪器分辨力、最大允许误差和校准周期要求，关键量具溯源到国家基准|提升实验室间数据可比性||测量环境条件|规定温湿度范围|增加对环境参数连续监测记录的要求，记录间隔不超过10分钟|满足CNAS等实验室认可要求||取样和测量部位|规定典型位置|引入统计抽样方案（基于ISO186），对批量验收给出可选方案附录|增强标准在质量判定中的实用性||结果报告|简单算术平均值|要求同时报告均值、极差、标准差及测量不确定度（k=2）|回应制造业对过程能力（Cpk）数据的需求|三、国内外对标分析3.1国际标准体系中的定位ISO11093系列标准由以下部分构成：-ISO11093-1：取样-ISO11093-2：试验样品的温湿处理-ISO11093-3：水分的测定-ISO11093-4：尺寸测量（本报告对象）-ISO11093-5：同轴度的测定-ISO11093-6：弯曲度的测定-ISO11093-7：弹性模量的测定（悬臂法）-ISO11093-8：固有频率和弹性模量的测定-ISO11093-9：平压强度（抗压强度）的测定ISO11093-4与ISO11093-5（同轴度测定）和ISO11093-6（弯曲度测定）关系最为紧密。同轴度反映的是纸芯内、外圆中心线的偏离程度，其测量需以准确的直径测量为前提；弯曲度则反映纸芯轴线在长度方向上的直线度，测量时需依据标准中规定的基准支撑方式。在实际质量控制中，上述三项指标往往同步检测，共同构成纸芯几何精度的综合评价体系。3.2中国对标标准分析我国纸芯尺寸测量的现行国家标准为GB/T22934.4-2017《纸和纸板纸芯试验第4部分：尺寸测量》，该标准修改采用（MOD）ISO11093-4:2016。我国标准在技术内容上与ISO11093-4:2016保持高度一致，主要差异包括：-增加了“附录A中国纸芯行业常用规格推荐对照表”-调整了部分术语的翻译表述以符合国内使用习惯-保留了我国特有的“内径正负偏差推荐表”作为资料性附录值得关注的是，ISO11093-4:2022发布后，全国造纸工业标准化技术委员会（SAC/TC141）已启动对GB/T22934.4-2017的修订评估工作。根据对等转化原则，新版国家标准将重点吸收ISO11093-4:2022中关于测量不确定度评估、统计抽样方案和新型测量设备的验证要求等新增内容。3.3其他国家标准对照-美国：TAPPIT810om-15《纸芯的尺寸公差》侧重规定尺寸公差范围，与ISO11093-4的测量方法形成互补；-日本：JISZ0404-2:2020《纸芯试验方法—第2部分：尺寸测定》在技术内容上与ISO11093-4基本一致，但在量具校验频率方面更趋严格（校准周期为6个月，ISO标准为12个月）；-德国：DINISO11093-4直接等同采用国际标准，体现了欧盟区域对ISO标准的高度采纳。四、主要修订单位介绍4.1ISO/TC6技术委员会概述ISO11093-4:2022由国际标准化组织第6技术委员会（ISO/TC6，纸、纸板和纸浆技术委员会）负责制定和修订。ISO/TC6成立于1947年，是ISO最早设立的技术委员会之一，秘书处现由日本工业标准调查会（JISC）承担。TC6下设多个分技术委员会和工作组，其中SC2（测试方法和质量规范）负责纸和纸板物理性能试验方法标准的制定，本次修订的具体工作由其下属工作组WG14（纸芯试验方法工作组）主导推进。WG14工作组由来自中国、日本、德国、美国、瑞典、芬兰等十余个国家的造纸行业专家、检测机构代表和设备制造商组成。中国作为全球最大的纸芯生产基地和消费市场，在WG14中发挥了重要作用。中国专家组由中国制浆造纸研究院有限公司和全国造纸工业标准化技术委员会派出，全程参与了标准修订的草案讨论、实验室间比对试验和国际投票。4.2中国主要参与单位中国制浆造纸研究院有限公司（ChinaNationalPulpandPaperResearchInstituteCo.,Ltd.，简称CNPPRI）作为本次标准修订的中方核心单位，在标准制定过程中发挥了关键作用。中国制浆造纸研究院成立于1956年，是中国造纸行业唯一的国家级综合性科研机构，现为国务院国资委管辖的中央企业二级子公司。研究院拥有国家纸张质量检验检测中心、全国造纸工业标准化技术委员会秘书处等权威平台，长期承担造纸领域国际标准跟踪研究和国家标准制修订工作。在ISO/TC6框架下，CNPPRI多次代表中国出席国际标准工作会议，主导或参与制修订ISO国际标准9项，在国际造纸标准化领域具有重要的话语权和影响力。在ISO11093-4:2022修订过程中，CNPPRI主要贡献集中在以下方面：-实验室间比对试验：组织国内5家权威检测机构（包括国家纸张质量检验检测中心、广东省造纸研究所、山东省造纸工业研究设计院等）参与国际实验室间比对试验，共完成300余组纸芯样品的尺寸检测数据，为修订测量不确定度评定方法提供了充分的数据支撑；-技术提案：基于国内纸芯生产企业的工艺特点和检测实践经验，提出了“大口径纸芯增加测量点”“壁厚变异系数建议限值”等技术提案，其中前一项被工作组采纳并列入正式标准文本；-国内征求意见：通过全国造纸工业标准化技术委员会平台，组织国内40余家纸芯制造企业、用户企业和检测机构对新版标准草案进行意见征集和研讨，汇总提交了23条意见，其中11条被工作组不同程度采纳。五、标准实施的意义与应用前景5.1对国际贸易的促进作用ISO11093-4:2022作为国际通行的纸芯尺寸检测方法标准，为全球贸易中纸芯产品的质量验收提供了统一的技术尺度。采用该标准有助于消除因检测方法不一致导致的贸易纠纷，降低交易成本，提升供应链效率。对于纸芯出口企业而言，按照新版标准开展产品检测并获得ISO17025认可实验室出具的检测报告，是进入欧盟、北美、日韩等高端市场的必要条件。5.2对国内产业升级的推动我国纸芯产业年产值超过300亿元人民币，企业数量超过2000家，但行业集中度较低，产品质量参差不齐。新版ISO标准的实施将推动国内企业加大对高精度检测设备的投入，完善质量管理体系，促进产业从“低价竞争”向“质量竞争”转型。同时，全国造纸工业标准化技术委员会正在推动新版标准转化工作，计划于2025年底前完成GB/T22934.4的修订发布，届时国内相关企业将迎来又一轮技术升级。5.3对智能制造和在线检测的支撑随着工业4.0和智能制造的深入推进，纸芯生产线正朝着高速化、自动化、智能化方向发展。ISO11093-4:2022新增的在线检测系统验证要求和测量不确定度评估方法，为纸芯制造企业部署基于机器视觉和激光测量的在线尺寸检测系统提供了标准化的验收依据，有助于实现生产过程中的实时质量控制和质量追溯。六、结论与展望ISO11093-4:2022的发布是纸芯尺寸检测领域的一项重要的标准化成果。该标准在继承既有技术框架的基础上，充分吸纳了近年来测量技术和质量控制方法的新进展，在测量不确定度评定、统计抽样方案、仪器校准要求等方面实现了系统性升级，为全球纸芯行业提供了更加科学、严谨且具有可操作性的尺寸测量方法。展望未来，随着纸芯应用领域对精度要求的不断提升、非接触式测量技术的快速发展以及人工智能辅助质量判定技术的逐步成熟，纸芯尺寸检测标准将向更高精度、更高效率和更智能化方向演进。在这一进程中，中国造纸行业应进一步深化参与ISO/TC6国际标准化活动，加强国内标准与国际标准的协调互认，推动中国在纸芯标准化领域实现从“跟随者”向“引领者”的转变。建议国内纸芯制造企业、检