ISO 19403-4:2017
(Main)Paints and varnishes — Wettability — Part 4: Determination of the polar and dispersive fractions of the surface tension of liquids from an interfacial tension
Paints and varnishes — Wettability — Part 4: Determination of the polar and dispersive fractions of the surface tension of liquids from an interfacial tension
ISO 19403-4:2017 specifies a test method to determine the polar and dispersive fraction of the surface tension of liquids with optical methods. The method can be applied for the characterization of liquid coating materials, especially when drying effects occur during measurement. The applicability can be restricted for liquids with non-Newtonian rheology[1]. ISO 19403-4:2017 assumes that the information of surface tension of the liquid to be tested, as well as at least one suitable reference liquid, is known. [1] This term is defined in DIN 1342-1.
Peintures et vernis — Mouillabilité — Partie 4: Détermination des fractions polaire et dispersive de la tension superficielle des liquides à partir de la tension interfaciale
Le présent document spécifie une méthode d'essai permettant de déterminer les fractions polaire et dispersive de la tension superficielle des liquides à l'aide de méthodes optiques. Cette méthode peut être utilisée pour la caractérisation des produits de peinture liquides, en particulier lorsque des effets de séchage se produisent durant le mesurage. Son applicabilité peut être limitée pour les produits liquides de rhéologie non newtonienne[1]. Le présent document présuppose que les informations relatives à la tension superficielle du liquide à soumettre à essai, ainsi que d'au moins un liquide de référence approprié, sont connues. [1] Ce terme est défini dans la norme DIN 1342-1.
General Information
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 19403-4
First edition
2017-06
Paints and varnishes — Wettability —
Part 4:
Determination of the polar and
dispersive fractions of the surface
tension of liquids from an interfacial
tension
Peintures et vernis — Mouillabilité —
Partie 4: Détermination des fractions polaires et disperses de la
tension de surface des liquides à partir de la tension interfaciable
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ISO 2017
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Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 1
5 Apparatus and materials. 2
6 Sampling . 4
7 Procedure. 4
7.1 General . 4
7.1.1 Setting up the drop contour analysis device . 4
7.1.2 Test conditions. 4
7.1.3 Cleaning and conditioning of the reference liquid. 4
7.2 Determination of the interfacial tension of the liquid . 5
7.2.1 Preparations . 5
7.2.2 Procedure . 5
7.3 Determination of the surface tension of liquids . 6
8 Evaluation . 6
8.1 General . 6
8.2 Calculation of the dispersive fraction of the surface tension in accordance
with Owens-Wendt-Rabel-Kaelble . 6
8.3 Calculation of the dispersive fraction of the surface tension in accordance with Wu . 6
8.4 Calculation of the polar fraction of the surface tension of the liquid . 7
9 Precision . 7
10 Test report . 7
Bibliography . 8
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established 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.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: w w w . i s o .org/ iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 35, Paints and varnishes, Subcommittee
SC 9, General test methods for paints and varnishes.
A list of all parts in the ISO 19403 series can be found on the ISO website.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 19403-4:2017(E)
Paints and varnishes — Wettability —
Part 4:
Determination of the polar and dispersive fractions of the
surface tension of liquids from an interfacial tension
1 Scope
This document specifies a test method to determine the polar and dispersive fraction of the surface
tension of liquids with optical methods. The method can be applied for the characterization of liquid
coating materials, especially when drying effects occur during measurement. The applicability can be
1)
restricted for liquids with non-Newtonian rheology .
This document assumes that the information of surface tension of the liquid to be tested, as well as at
least one suitable reference liquid, is known.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 1409, Plastics/rubber — Polymer dispersions and rubber latices (natural and synthetic) —
Determination of surface tension by the ring method
ISO 4618, Paints and varnishes — Terms and definitions
ISO 15528, Paints, varnishes and raw materials for paints and varnishes — Sampling
ISO 19403-1, Paints and varnishes — Wettability — Part 1: Terminology and general principles
ISO 19403-3, Paints and varnishes — Wettability — Part 3: Determination of the surface tension of liquids
using the pendant drop method
EN 14370, Surface active agents — Determination of surface tension
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 4618 and ISO 19403-1 apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: available at http:// www .iso .org/ obp
4 Principle
One drop of the respective liquid to be tested is reproduced within an optical cell, which is completely
filled with a reference liquid, hanging from or ascending from a needle. The reproduced drop shall
deviate significantly from the spherical shape due to its mass difference from the reference liquid.
1) This term is defined in DIN 1342-1.
The interfacial tension is calculated from the shape of the reproduced pendant or ascending drop in
accordance with the Young-Laplace equation. The polar and dispersive fraction of the surface tension of
the liquid to be tested can be determined from the obtained interfacial tension and the known surface
tensions of the liquid to be tested and the reference liquid.
5 Apparatus and materials
Ordinary laboratory apparatus, together with the following.
5.1 Drop contour analysis system, for measurement of the surface tension of pendant drops.
Any state-of-the-art drop contour analysis system with digital image capture and analysis. Figure 1
and Figure 2 show a schematic example of a drop contour analysis system.
Key
1 light source
2 dosing unit with graduated microsyringe
3 optical cell
4 image taking and analysing unit
5 screen
Figure 1 — Drop contour analysis system with pendant drop
2 © ISO 2017 – All rights reserved
Key
1 light source
2 dosing unit with graduated microsyringe
3 optical cell
4 image taking and analysing unit
5 screen
Figure 2 — Drop contour analysis system with ascending drop
The image taking system should be oriented in a way that the optimal image resolution ratio (ratio of
width and height) can be used.
NOTE The device used can differ from the schematic diagram in regard to light path and the set-up of the
components.
5.2 Dosing unit.
The dosing unit makes it possible to dose a pendant liquid drop, which deviates significantly from the
spherical shape due to its own mass, on a circular-cylindrical needle with constant wall thickness
within the detection area of the camera.
The needle used can be straight or bent in a J-shape.
J-shaped needles, whose free end points upwards are necessary when the density of the liquid to be
tested, is lower than the density of the reference liquid.
For the measurement of the surface tension on the pendant or ascending drop, usually a larger outside
diameter of the needle is needed than for the measurement of the contact angle on the horizontal drop.
The outside diameters of the needles used shall be in the range between 0,5 mm and 2,5 mm. The ideal
outside diameter of the needle depends on the relationship between the interfacial tension, σ , and the
LR
density difference, Δρ = ρ − ρ , of the liquid to be tested, ρ , and the reference liquid, ρ . The higher
LR L R L R
the quotient, σ /Δρ , the larger should be the outside diameter of the needle.
LR LR
5.3 Optical cell.
The optical cell used shall have plane and side walls running parallel to each other. Through these sides
made of optically impeccable clear-transparent materials (e.g. made of glass or insoluble, optically
useable plastic), the observation of the formed drop is carried out in a way so that a representation
without optical errors is possible. In addition, the inner and outer walls of the optical cell shall be free
of contaminations (e.g. finger prints, adhering particles and surfactants).
5.4 Reference liquids.
The reference liquid to be used and the liquid to be tested shall not be miscible and shall be able to
form a meniscus. Reference liquids shall be chemically homogenous, strictly dispersive and colourless
with a melting point lower than 20 °C. Preferably, liquid hydrocarbons or perfluorohydrocarbons
free from polar contaminations can be used. Among the hydrocarbons, especially n-decane,
n-dodecane, n-tetradecane and n-hexadecane are suitable as reference liquids. As an alternative, also
perfluoroalkanes, such as n-perfluorohexane and n-perfluorooctane, can be used as test liquids. The
perfluoroalkanes can be used as reference liquids if the solubility of the liquid to be tested is too high
compared to the hydrocarbons.
NOTE The viscosity of the mentioned reference liquids at 23 °C is in the range of that of water. This is of
advantage for the setting of the equilibrium.
6 Sampling
Take a
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 19403-4
Première édition
2017-06
Peintures et vernis — Mouillabilité —
Partie 4:
Détermination des fractions polaire et
dispersive de la tension superficielle
des liquides à partir de la tension
interfaciale
Paints and varnishes — Wettability —
Part 4: Determination of the polar and dispersive fractions of the
surface tension of liquids from an interfacial tension
Numéro de référence
©
ISO 2017
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Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe . 2
5 Appareillage et produits . 2
6 Échantillonnage . 4
7 Mode opératoire. 4
7.1 Généralités . 4
7.1.1 Installation de l’appareil d’analyse de contour de goutte . 4
7.1.2 Conditions d’essai . 4
7.1.3 Purification et conditionnement du liquide de référence . 4
7.2 Détermination de la tension interfaciale du liquide . 5
7.2.1 Préparations . 5
7.2.2 Mode opératoire . 5
7.3 Détermination de la tension superficielle des liquides . 6
8 Évaluation . 6
8.1 Généralités . 6
8.2 Calcul de la fraction dispersive de la tension superficielle conformément à la
méthode d’Owens-Wendt-Rabel-Kaelble . 6
8.3 Calcul de la fraction dispersive de la tension superficielle conformément à la
méthode de Wu . 7
8.4 Calcul de la fraction polaire de la tension superficielle du liquide . 7
9 Fidélité . 7
10 Rapport d’essai . 7
Bibliographie . 9
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/ iso/ fr/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 35, Peintures et vernis, sous-comité
SC 9, Méthodes générales d’essais des peintures et vernis.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 19403 se trouve sur le site web de l’ISO.
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NORME INTERNATIONALE ISO 19403-4:2017(F)
Peintures et vernis — Mouillabilité —
Partie 4:
Détermination des fractions polaire et dispersive de la
tension superficielle des liquides à partir de la tension
interfaciale
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie une méthode d’essai permettant de déterminer les fractions polaire et
dispersive de la tension superficielle des liquides à l’aide de méthodes optiques. Cette méthode peut
être utilisée pour la caractérisation des produits de peinture liquides, en particulier lorsque des effets
de séchage se produisent durant le mesurage. Son applicabilité peut être limitée pour les produits
1)
liquides de rhéologie non newtonienne .
Le présent document présuppose que les informations relatives à la tension superficielle du liquide à
soumettre à essai, ainsi que d’au moins un liquide de référence approprié, sont connues.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 1409, Plastiques/caoutchouc — Dispersions de polymères et latex de caoutchouc (naturel et
synthétique) — Détermination de la tension superficielle par la méthode de l’anneau
ISO 4618, Peintures et vernis — Termes et définitions
ISO 15528, Peintures, vernis et matières premières pour peintures et vernis — Échantillonnage
ISO 19403-1, Peintures et vernis — Mouillabilité — Partie 1: Terminologie et principes généraux
ISO 19403-3, Peintures et vernis — Mouillabilité — Partie 3: Détermination de la tension superficielle des
liquides par la méthode de la goutte pendante
EN 14370, Agents de surface — Détermination de la tension superficielle
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 4618 et l’ISO 19403-1 s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/ ;
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse http:// www .iso .org/ obp.
1) Ce terme est défini dans la norme DIN 1342-1.
4 Principe
Une goutte de chaque produit liquide à soumettre à essai, suspendue à une aiguille ou en remontant,
est reproduite dans une cellule optique qui est complètement remplie d’un liquide de référence. La
forme de la goutte reproduite doit s’éloigner sensiblement d’une forme sphérique en raison de la propre
différence de masse de la goutte par rapport au liquide de référence. La tension interfaciale est calculée
à partir de la forme de la goutte pendante ou montante reproduite conformément à l’équation de Young-
Laplace. Les fractions polaire et dispersive de la tension superficielle du liquide à soumettre à essai
peuvent être déterminées à partir de la tension interfaciale ainsi obtenue, des tensions superficielles
connues du liquide à soumettre à essai et du liquide de référence.
5 Appareillage et produits
Appareillage courant de laboratoire, et ce qui suit.
5.1 Système d’analyse de contour de goutte, pour mesurer la tension superficielle de gouttes
pendantes.
N’importe quel système d’analyse de contour de goutte à la pointe de la technologie avec capture et
analyse d’images numériques. La Figure 1 et la Figure 2 donnent des exemples schématiques de système
d’analyse de contour de goutte.
Légende
1 source de lumière
2 unité de dosage équipée d’une microseringue graduée
3 cellule optique
4 unité de prise et d’analyse d’image
5 écran
Figure 1 — Système d’analyse de contour de goutte pendante
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Légende
1 source de lumière
2 unité de dosage équipée d’une microseringue graduée
3 cellule optique
4 unité de prise et d’analyse d’image
5 écran
Figure 2 — Système d’analyse de contour de goutte montante
Il convient d’orienter le système de prise d’image de manière à pouvoir utiliser le rapport de résolution
d’image optimal (rapport largeur/hauteur).
NOTE Le dispositif utilisé peut différer du schéma au niveau du trajet de la lumière et de la disposition des
éléments.
5.2 Unité de dosage.
L’unité de dosage permet de doser une goutte pendante de liquide, dont la forme s’éloigne
considérablement d’une sphère en raison de sa propre masse, sur une aiguille cylindrique circulaire
d’épaisseur de paroi constante dans la zone de détection de la caméra.
L’aiguille utilisée peut être droite ou coudée en forme de J.
Les aiguilles en forme de J, dont les extrémités libres sont dirigées vers le haut, sont nécessaires lorsque
la masse volumique du liquide à soumettre à essai est inférieure à celle du liquide de référence.
Le mesurage de la tension superficielle d’une goutte pendante ou montante nécessite généralement
une aiguille de diamètre extérieur plus grand que lors du mesurage de l’angle de contact d’une goutte
horizontale. Les diamètres extérieurs des aiguilles utilisées doivent être compris entre 0,5 mm et
2,5 mm. Le diamètre extérieur idéal de l’aiguille dépend de la relation entre la tension interfaciale, σ ,
LR
et la différence de masse volumique, Δρ = ρ − ρ , du liquide à soumettre à essai, ρ , et du liquide de
LR L R L
référence, ρ . Plus le quotient σ /Δρ est élevé, plus il convient que le diamètre extérieur de l’aiguille
R LR LR
soit grand.
5.3 Cellule optique.
Les parois latérales de la cellule optique utilisée doivent être planes et parallèles les unes aux autres
deux à deux. Ces côtés en matériaux transparents, clairs et optiquement impeccables (par exemple en
verre, ou en plastique insoluble destiné à un usage op
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.