ISO/TS 22640:2018
(Main)Rubber - Framework for physical and chemical characterization of tyre and road wear particles (TRWP)
Rubber - Framework for physical and chemical characterization of tyre and road wear particles (TRWP)
This document provides a framework for the characterization of physical and chemical properties of tyre and road wear particles (TRWP) using published analytical standards. It is applicable to laboratory-generated TRWP and TRWP collected in the environment. NOTE This framework focuses primarily on published ISO standards, but includes standards published by other entities such as ASTM and AFNOR. A brief summary and justification for each standard required to characterize the physical and chemical properties of interest are provided.
Caoutchouc — Lignes directrices pour la caractérisation physique et chimique des particules émises par l'usure des pneumatiques et de la route (TRWP)
Le présent document fournit un cadre pour la caractérisation des propriétés physiques et chimiques des particules émises par l'usure des pneumatiques et de la route (TRWP) en s'appuyant sur des normes analytiques publiées. Il s'applique aux TRWP générées en laboratoire et aux TRWP prélevées dans l'environnement. NOTE Ce cadre s'articule essentiellement autour des normes ISO publiées, mais il tient compte également de normes publiées par d'autres organismes tels que l'ASTM, le DIN et l'AFNOR. Le présent document fournit un bref résumé et une justification pour chaque norme nécessaire à la caractérisation des propriétés physiques et chimiques présentant un intérêt.
General Information
Relations
Frequently Asked Questions
ISO/TS 22640:2018 is a technical specification published by the International Organization for Standardization (ISO). Its full title is "Rubber - Framework for physical and chemical characterization of tyre and road wear particles (TRWP)". This standard covers: This document provides a framework for the characterization of physical and chemical properties of tyre and road wear particles (TRWP) using published analytical standards. It is applicable to laboratory-generated TRWP and TRWP collected in the environment. NOTE This framework focuses primarily on published ISO standards, but includes standards published by other entities such as ASTM and AFNOR. A brief summary and justification for each standard required to characterize the physical and chemical properties of interest are provided.
This document provides a framework for the characterization of physical and chemical properties of tyre and road wear particles (TRWP) using published analytical standards. It is applicable to laboratory-generated TRWP and TRWP collected in the environment. NOTE This framework focuses primarily on published ISO standards, but includes standards published by other entities such as ASTM and AFNOR. A brief summary and justification for each standard required to characterize the physical and chemical properties of interest are provided.
ISO/TS 22640:2018 is classified under the following ICS (International Classification for Standards) categories: 13.020.40 - Pollution, pollution control and conservation; 83.060 - Rubber; 83.160.01 - Tyres in general. The ICS classification helps identify the subject area and facilitates finding related standards.
ISO/TS 22640:2018 has the following relationships with other standards: It is inter standard links to ISO 22640:2023. Understanding these relationships helps ensure you are using the most current and applicable version of the standard.
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Standards Content (Sample)
TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 22640
First edition
2018-06
Rubber — Framework for physical and
chemical characterization of tyre and
road wear particles (TRWP)
Caoutchouc — Lignes directrices pour la caractérisation physique et
chimique des particules émises par l'usure des pneumatiques et de la
route (TRWP)
Reference number
©
ISO 2018
© ISO 2018
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be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting
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Phone: +41 22 749 01 11
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2018 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Physical characterization strategies . 2
4.1 General . 2
4.2 Morphology . 2
4.3 Particle size . 2
5 Chemical characterization strategies . 2
5.1 General . 2
5.2 General composition . 3
5.3 Metallic content . 3
5.4 Tyre element content . 3
5.5 PAH content . 3
6 Test report . 4
Bibliography . 5
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.o rg/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: www. iso. org/iso/foreword. html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 45, Rubber and rubber products.
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Introduction
This document is the second in a series that provides guidance pertaining to tyre and road wear
particles (TRWP). The first document, ISO/TS 22638, specifies how to generate TRWP that are to be
used for future analysis such as physical and chemical characterization. This document provides a
framework of existing international standards to perform such analysis on TRWP.
TRWP are formed from the friction between a tyre and roadway surface. The particles are subsequently
released into nearby soil and sediment ecosystems. As such, there is interest in studying the composition
of TRWP in the environment (Kreider et al. 2010; Unice et al. 2015). Characteristics of TRWP are likely
to differ from that of the manufactured tread due to the chemical and mechanical alterations during
driving.
The document describes testing strategies and considerations for assessing the physical and chemical
properties of interest in TRWP. Specifically, guidance is provided on how to qualitatively and
quantitatively assess physical properties including morphology and particle size distribution, as well
as determining the chemical characteristics such as general composition, metallic content, tyre element
content and PAH content. Knowing the physical and chemical properties of TRWP can assist in future
analysis regarding the environmental fate and toxicity of the particles.
TECHNICAL SPECIFICATION ISO/TS 22640:2018(E)
Rubber — Framework for physical and chemical
characterization of tyre and road wear particles (TRWP)
1 Scope
This document provides a framework for the characterization of physical and chemical properties
of tyre and road wear particles (TRWP) using published analytical standards. It is applicable to
laboratory-generated TRWP and TRWP collected in the environment.
NOTE This framework focuses primarily on published ISO standards, but includes standards published
by other entities such as ASTM and AFNOR. A brief summary and justification for each standard required to
characterize the physical and chemical properties of interest are provided.
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 1407, Rubber — Determination of solvent extract
ISO 9924-3, Rubber and rubber products — Determination of the composition of vulcanizates and uncured
compounds by thermogravimetry — Part 3: Hydrocarbon rubbers, halogenated rubbers and polysiloxane
rubbers after extraction
ISO 11885, Water quality — Determination of selected elements by inductively coupled plasma optical
emission spectrometry (ICP-OES)
ISO 13320, Particle size analysis — Laser diffraction methods
ISO 14869-3, Soil quality — Dissolution for the determination of total element content — Part 3: Dissolution
with hydrofluoric, hydrochloric and nitric acids using pressurised microwave technique
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— IEC Electropedia: available at https: //www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp
3.1
tyre and road wear particles
TRWP
discrete mass of elongated particles generated at the frictional interface between the road and the
pavement surface during the service life of a tyre
Note 1 to entry: The particles consist of tyre tread enriched with mineral encrustations from the roadway
surface.
4 Physical characterization strategies
4.1 General
TRWP, whether generated naturally or in a laboratory setting, inherently have different physical
properties than naïve tyre rubber because of the mechanical process in which they are created. Physical
characteristics of interest for TRWP include morphology and particle size distribution.
4.2 Morphology
The following physical characteristics shall be determined to qualitatively and quantitatively assess
TRWP morphology:
— shape;
— elongation/aspect ratio; and
— circularity.
Scanning electron microscopy (SEM) shall be used to qualitatively assess the morphology of TRWP.
SEM images show the deposited mineral encrustations and shape of TRWP.
Transmission optical microscopy shall be used to quantitatively assess the elongation and circularity of
TRWP. Elongation is determined from the particle aspect ratio, or the ratio of length to width.
4.3 Particle size
Particle size distribution shall be determined using transmission optical microscopy and laser
diffraction following ISO 13320. Transmission optical microscopy should be capable of quantifying the
number and volume of particles used in the laser diffraction method. ISO 13320 provides guidance on
instrumentation and size distribution measurement of particles ranging from 0,1 µm to 3 mm in a two-
phase system. Special instructions are provided for particles measuring outside of this size range.
5 Chemical characterization strategies
5.1 General
Although the chemicals used in the manufacture of tyre compound are known, the chemical composition
will differ throughout the service life of a tyre. TRWP include pavement components that vary from
the chemical composition of tyre compound. The chemical content of TRWP is of interest to assess
potential toxicity of particles to aquatic and sediment ecosystems. Four chemical composition groups
to investigate consists of the:
— general composition;
— metallic content;
— tyre element content; and
— PAH content of TRWP.
Existing methods published by ISO, ASTM, DIN and AFNOR are available to sufficiently characterize
these chemical compositions in TRWP. See Bibliography.
2 © ISO 2018 – All rights reserved
5.2 General composition
General composition specifies the general chemical classes comprised in TRWP. These shall include the
following chemical classes:
— plasticizers and oils;
— polymers;
— carbon black; and
— mineral filler.
ISO 1407 shall be used in combination with ISO 9924-3 to determine the general composition of TRWP.
Specifically, ISO 1407 shall be used to determine the appropriate solvent extraction method and
ISO 9924-3 shall be used to determine the general composition using thermogravimetry.
NF T 46-047 may be used as an alternative to ISO 9924-3.
Provided in ISO 1407 are four quantitative methods to determine the material extractable from
natural and/or synthetic raw rubbers. Recommended solvents are provided for the vulcanized and
unvulcanized rubber for each rubber family as given in ISO 1407.
...
SPÉCIFICATION ISO/TS
TECHNIQUE 22640
Première édition
2018-06
Caoutchouc — Lignes directrices
pour la caractérisation physique et
chimique des particules émises par
l'usure des pneumatiques et de la
route (TRWP)
Rubber — Framework for physical and chemical characterization of
tyre and road wear particles (TRWP)
Numéro de référence
©
ISO 2018
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Tél.: +41 22 749 01 11
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Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2018 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Stratégies de caractérisation physique . 2
4.1 Généralités . 2
4.2 Morphologie . 2
4.3 Taille des particules . 2
5 Stratégies de caractérisation chimique . 2
5.1 Généralités . 2
5.2 Composition générale . 3
5.3 Teneur en métaux . 3
5.4 Teneur en composants provenant des pneumatiques . 3
5.5 Teneur en HAP . 4
6 Rapport d'essai . 4
Bibliographie . 5
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/avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 45, Élastomères et produits à base
d'élastomères.
iv © ISO 2018 – Tous droits réservés
Introduction
Le présent document est le deuxième d'une série qui fournit des recommandations concernant les
particules émises par l'usure des pneumatiques et de la route (TRWP). Le premier document,
l'ISO/TS 22638, spécifie la manière de générer des TRWP destinées à être utilisées pour des analyses
futures, telles qu'une caractérisation physique et chimique. Le présent document définit un cadre de
normes internationales existantes autour de l'exécution de ce type d'analyse sur des TRWP.
Les TRWP se forment par le frottement entre un pneumatique et la surface d'une route. Les particules
sont ensuite libérées au voisinage sur le sol et dans les écosystèmes des sédiments. Il est par conséquent
intéressant d'étudier la composition des TRWP dans l'environnement (Kreider et al. 2010; Unice et al.
2015). Les TRWP sont susceptibles de présenter des caractéristiques différentes de celles des matières
qui constituent le pneumatique, en raison des altérations chimiques et mécaniques qui se produisent au
cours du roulage.
Le présent document décrit des stratégies d'essai ainsi que les aspects à prendre en compte lors de
l'évaluation des propriétés physiques et chimiques présentant un intérêt pour les TRWP. Il fournit plus
spécifiquement des recommandations sur la manière d'évaluer, sur les plans qualitatif et quantitatif,
certaines propriétés physiques telles que la morphologie et la répartition de taille de particules, ainsi
que sur la détermination des caractéristiques chimiques telles que la composition globale, la teneur en
métaux, la teneur en matériaux provenant des pneumatiques et la teneur en HAP. La connaissance des
propriétés physiques et chimiques des TRWP peut faciliter la conduite de futures analyses concernant
le devenir environnemental et la toxicité des particules.
SPÉCIFICATION TECHNIQUE ISO/TS 22640:2018(F)
Caoutchouc — Lignes directrices pour la caractérisation
physique et chimique des particules émises par l'usure des
pneumatiques et de la route (TRWP)
1 Domaine d'application
Le présent document fournit un cadre pour la caractérisation des propriétés physiques et chimiques
des particules émises par l'usure des pneumatiques et de la route (TRWP) en s'appuyant sur des
normes analytiques publiées. Il s'applique aux TRWP générées en laboratoire et aux TRWP prélevées
dans l'environnement.
NOTE Ce cadre s'articule essentiellement autour des normes ISO publiées, mais il tient compte également
de normes publiées par d'autres organismes tels que l'ASTM, le DIN et l'AFNOR. Le présent document fournit un
bref résumé et une justification pour chaque norme nécessaire à la caractérisation des propriétés physiques et
chimiques présentant un intérêt.
2 Références normatives
Les documents suivants cités dans le texte 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 1407, Caoutchouc — Détermination de l'extrait par les solvants
ISO 9924-3, Caoutchouc et produits à base de caoutchouc — Détermination de la composition des
vulcanisats et des mélanges non vulcanisés par thermogravimétrie — Partie 3: Caoutchoucs hydrocarbonés,
caoutchoucs halogénés et caoutchoucs polysiloxanes après extraction
ISO 11885, Qualité de l'eau — Dosage d'éléments choisis par spectroscopie d'émission optique avec plasma
induit par haute fréquence (ICP-OES)
ISO 13320, Analyse granulométrique — Méthodes par diffraction laser
ISO 14869-3, Qualité du sol — Mise en solution pour la détermination des teneurs élémentaires totales —
Partie 3: Mise en solution par l'acide fluorhydrique, l'acide chlorhydrique et l'acide nitrique à l'aide de la
technique de micro-ondes pressurisées
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants 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:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http: //www .electropedia .org/
3.1
particules émises par l'usure des pneumatiques et de la route
TRWP
masse discrète de particules allongées générées au niveau de l'interface de frottement entre la route et
la surface de revêtement au cours de la durée de vie utile d'un pneumatique
Note 1 à l'article: Les particules sont constituées de matériaux provenant de la bande de roulement des
pneumatiques et qui contiennent des incrustations minérales provenant de la surface de la route.
4 Stratégies de caractérisation physique
4.1 Généralités
Les TRWP, qu'elles soient produites naturellement ou générées dans un cadre de laboratoire, présentent
de façon inhérente des propriétés physiques différentes de celles d'un simple caoutchouc de pneumatique,
en raison du procédé mécanique au cours duquel elles sont créées. La morphologie et la répartition de
taille de particules représentent des caractéristiques physiques intéressantes pour les TRWP.
4.2 Morphologie
Les caractéristiques physiques suivantes doivent être déterminées afin d'évaluer la morphologie des
TRWP sur les plans qualitatif et quantitatif:
— forme;
— allongement/rapport d'aspect; et
— circularité.
La microscopie électronique à balayage (MEB) doit être utilisée pour l'évaluation qualitative de la
morphologie des TRWP. Les images obtenues par MEB permettent de voir les dépôts d'incrustations
minérales et la forme des TRWP.
La microscopie optique en transmission doit être utilisée pour l'évaluation quantitative de l'allongement
et de la circularité des TRWP. L'allongement est déterminé à partir du rapport d'aspect des particules,
également appelé «rapport longueur/largeur».
4.3 Taille des particules
La répartition de taille des particules doit être déterminée par microscopie optique en transmission
et par diffraction laser, conformément à l'ISO 13320. Il convient que la microscopie optique en
transmission puisse quantifier le nombre et le volume des particules utilisées dans la méthode par
diffraction laser. L'ISO 13320 fournit des recommandations sur l'instrumentation et le mesurage de la
répartition de taille des particules comprises entre 0,1 µm et 3 mm dans un système à deux phases. Des
instructions particulières sont fournies pour le mesurage des particules qui n'entrent pas dans cette
plage granulométrique.
5 Stratégies de caractérisation chimique
5.1 Généralités
Bien que les produits chimiques utilisés dans la fabrication des mélanges pour les pneumatiques
soient connus, la composition des produits chimiques varie tout au long de la durée de vie utile d'un
pneumatique. Les TRWP incluent des composants de chaussée qui diffèrent de la composition chimique
du mélange du pneumatique. La teneur en produits chimiques des TRWP est intéressante pour évaluer
2 © ISO 2018 – Tous droits réservés
la toxicité potentielle des particules pour les écosystèmes aquatiques et sédimentaires. Quatre groupes
de composition de produits chimiques sont à étudier:
— composition générale;
— teneur en métaux;
— teneur en éléments de bandes de roulement de pneumatique; et
— teneur en HAP des TRWP.
Les méthodes existantes publiées par l'ISO, l'ASTM, le DIN et l'AFNOR permettent une caractérisation
suffisante de ces compositions chimiques dans les TRWP. Voir Bibliographie.
5.2 Composition générale
La composition générale donne les classes génériques des produits chimiques représentés dans les
TRWP. Celles-ci comprennent les classes suivantes:
— plastifiants et huiles;
— polymères;
— noir de carbone; et
— charge minérale.
L'ISO 1407 doit être utilisée en combinaison avec l'ISO 9924-3 pour déterminer la composition générale
des TRWP. Plus précisément, l'ISO 1407 doit être utilisée pour déterminer la méthode d’extraction
par solvant appropriée et l'ISO 9924-3 doit être utilisée pour déterminer la composition générale par
thermogravimétrie.
La NF T 46-047 peut être utilisée en remplacement de l'ISO 9924-3.
L'ISO 1407 présente quatre méthodes quantitatives pour dét
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
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