ISO 19403-3:2017
(Main)Paints and varnishes — Wettability — Part 3: Determination of the surface tension of liquids using the pendant drop method
Paints and varnishes — Wettability — Part 3: Determination of the surface tension of liquids using the pendant drop method
ISO 19403-3:2017 specifies a test method to measure the surface tension of liquids with an optical method using the pendant drop. The method can be applied for the characterization of liquid coating materials. The applicability can be restricted for liquids with non-Newtonian rheology[1]. NOTE For other methods to determine the surface tension, see e.g. EN 14370 and ISO 1409. [1] This term is defined in DIN 1342-1.
Peintures et vernis — Mouillabilité — Partie 3: Détermination de la tension superficielle des liquides par la méthode de la goutte pendante
Le présent document spécifie une méthode d'essai permettant de mesurer la tension superficielle des liquides à l'aide d'une méthode optique utilisant une goutte pendante. Cette méthode peut être utilisée pour la caractérisation des produits de peinture liquides. Son applicabilité peut être limitée pour les produits liquides de rhéologie non newtonienne[1]. NOTE D'autres méthodes de détermination de la tension superficielle sont disponibles par exemple dans l'EN 14370 et l'ISO 1409. [1] Ce terme est défini dans la norme DIN 1342-1.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 19403-3
First edition
2017-06
Paints and varnishes — Wettability —
Part 3:
Determination of the surface tension of
liquids using the pendant drop method
Peintures et vernis — Mouillabilité —
Partie 3: Détermination de la tension superficielle des liquides par la
méthode de la goutte pendante
Reference number
©
ISO 2017
© ISO 2017, Published in Switzerland
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet, without prior
written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below or ISO’s member body in the country of
the requester.
ISO copyright office
Ch. de Blandonnet 8 • CP 401
CH-1214 Vernier, Geneva, Switzerland
Tel. +41 22 749 01 11
Fax +41 22 749 09 47
copyright@iso.org
www.iso.org
ii © ISO 2017 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 1
5 Apparatus and materials. 1
6 Sampling . 3
7 Procedure. 3
7.1 General . 3
7.1.1 Setting up the drop contour analysis device . 3
7.1.2 Test conditions. 4
7.2 Determination of the surface tension of the liquid . 4
7.2.1 Preparations . 4
7.2.2 Procedure . 4
8 Evaluation . 4
9 Precision . 5
9.1 General . 5
9.2 Repeatability limit, r . 5
9.3 Reproducibility limit, R . 5
10 Test report . 5
Annex A (informative) Density of test liquids . 7
Annex B (informative) Shape parameter, B . 8
Annex C (informative) Details of an interlaboratory test . 9
Bibliography .12
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.
iv © ISO 2017 – All rights reserved
INTERNATIONAL STANDARD ISO 19403-3:2017(E)
Paints and varnishes — Wettability —
Part 3:
Determination of the surface tension of liquids using the
pendant drop method
1 Scope
This document specifies a test method to measure the surface tension of liquids with an optical method
using the pendant drop. The method can be applied for the characterization of liquid coating materials.
1)
The applicability can be restricted for liquids with non-Newtonian rheology .
NOTE For other methods to determine the surface tension, see e.g. EN 14370 and ISO 1409.
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 2811 (all parts), Paints and varnishes — Determination of density
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
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 liquids to be tested is captured hanging from a needle, where the drop shall
deviate significantly from the spherical shape due to its own mass. The surface tension is calculated
from the shape of the pendant drop in accordance with the Young-Laplace equation.
The polar and disperse fractions of the surface tension can be determined with at least two methods,
which are specified in ISO 19403-4 and ISO 19403-5.
5 Apparatus and materials
Ordinary laboratory apparatus, together with the following.
1) This term is defined in DIN 1342-1.
5.1 Drop contour analysis system, for measuring the surface tension of pendant drops.
Any state-of-the-art drop contour analysis system with digital image capture and analysis. Figure 1
shows a schematic example of a drop contour analysis system.
Key
1 light source
2 graduaded micro syringe
3 optical system
4 screen
Figure 1 — Example of a drop contour analysis system
The image capturing 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 thickness within the
detection area of the camera.
For measuring the surface tension on the pendant drop, usually a larger outside diameter of the needle
is needed than for measuring the contact angle on the horizontal drop. The outside diameters of the
needle used shall be in the range between 0,5 mm and 2,5 mm. The outside diameter of the needle to
be chosen depends on the relationship between the surface tension, σ, and the density difference of the
liquid to the ambient phase, Δρ. The higher the quotient σ/Δρ, the larger shall be the outside diameter of
the needle. The dependence of the outside diameter of the needle, d, on the quotient of surface tension
and density difference of the phases involved σ/Δρ is illustrated in Figure 2.
2 © ISO 2017 – All rights reserved
Key
d outside diameter of the needle, in mm
−3
σ/Δρ quotients from surface tension and density difference of the phases involved, in (mN/m)/g · cm
1 maximal outside diameter of the needle
2 optimal outside diameter of the needle
3 minimal outside diameter of the needle
Figure 2 — Diagram of the outside diameter of the needle, d, in dependence of the quotient from
surface tension and density difference of the phases involved σ/Δρ
6 Sampling
Take a representative sample of the liquid to be tested in accordance with ISO 15528.
7 Procedure
7.1 General
7.1.1 Setting up the drop contour analysis device
Choose the location of the drop contour analysis device, so that it is exposed to
— no vibrations,
— no intense air flows (e.g. caused by air conditioning), and
— no intense exposure to light from outside (e.g. windows, bright lighting).
Align the drop contour analysis device horizontally.
Obtain the value of the local acceleration of gravity of the installation location and enter in the
respective position of the manufacturer software.
7.1.2 Test conditions
Conduct the test at (23 ± 2) °C and a relative humidity of (50 ± 5) % (see ISO 3270) and make sure that
all test media have this temperature.
7.2 Determination of the surface tension of the liquid
7.2.1 Preparations
In case it is not given, obtain the density of the liquid and ambient phase in accordance with a method of
ISO 2811 series and calculate the density difference. For a selection of densities of frequently used test
liquids, see Table A.1.
Set up an image that is sufficient in regard to brightness and contrast (mind the specifications given by
the manufacturer). If possible, set the light source of the drop contour analysis device so that the grey
values within the drop close to the phase interface do not exceed the value 40 (referring to 256 grey
value grades) and amount to between 170 and 200 on the outside of the drop.
NOTE It can be reasonable to test the modes of operation of the optical components by means of two-
dimensional images of drops. Such reference images are commercially available.
Determine the outside diameter of the needle precisely to ±0,005 mm, e.g. by means of a micrometer in
accordance with ISO 2808.
Move the needle to the upper margin of the image and bring the edges of the needle into focus. Set up
the zoom of the drop contour analysis device so that the outside diameter of the needle takes
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 19403-3
Première édition
2017-06
Peintures et vernis — Mouillabilité —
Partie 3:
Détermination de la tension
superficielle des liquides par la
méthode de la goutte pendante
Paints and varnishes — Wettability —
Part 3: Determination of the surface tension of liquids using the
pendant drop method
Numéro de référence
©
ISO 2017
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2017
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.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
Fax: +41 22 749 09 47
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2017 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe . 1
5 Appareillage et produits . 2
6 Échantillonnage . 3
7 Mode opératoire. 3
7.1 Généralités . 3
7.1.1 Installation de l’appareil d’analyse de contour de goutte . 3
7.1.2 Conditions d’essai . 4
7.2 Détermination de la tension superficielle du liquide . 4
7.2.1 Préparations . 4
7.2.2 Mode opératoire . 4
8 Évaluation . 4
9 Fidélité . 5
9.1 Généralités . 5
9.2 Limite de répétabilité, r . 5
9.3 Limite de reproductibilité, R . 5
10 Rapport d’essai . 5
Annexe A (informative) Masse volumique des liquides d’essai . 7
Annexe B (informative) Paramètre de forme, B . 8
Annexe C (informative) Détails d’un essai interlaboratoires . 9
Bibliographie .12
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.
iv © ISO 2017 – Tous droits réservés
NORME INTERNATIONALE ISO 19403-3:2017(F)
Peintures et vernis — Mouillabilité —
Partie 3:
Détermination de la tension superficielle des liquides par
la méthode de la goutte pendante
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie une méthode d’essai permettant de mesurer la tension superficielle des
liquides à l’aide d’une méthode optique utilisant une goutte pendante. Cette méthode peut être utilisée
pour la caractérisation des produits de peinture liquides. Son applicabilité peut être limitée pour les
1)
produits liquides de rhéologie non newtonienne .
NOTE D’autres méthodes de détermination de la tension superficielle sont disponibles par exemple dans
l’EN 14370 et l’ISO 1409.
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 2811 (toutes les parties), Peintures et vernis — Détermination de la masse volumique
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
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.
4 Principe
Une goutte de chaque produit liquide à soumettre à essai est suspendue au bout d’une aiguille, la forme
de la goutte devant s’éloigner sensiblement d’une forme sphérique en raison de la propre masse de la
goutte. La tension superficielle est calculée à partir de la forme de la goutte pendante conformément à
l’équation de Young-Laplace.
Les fractions polaire et dispersive de la tension superficielle peuvent être déterminées selon au moins
deux méthodes qui sont spécifiées dans l’ISO 19403-4 et l’ISO 19403-5.
1) Ce terme est défini dans la norme DIN 1342-1.
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 donne un exemple schématique de système d’analyse de
contour de goutte.
Légende
1 source de lumière
2 microseringue graduée
3 système optique
4 écran
Figure 1 — Exemple de système d’analyse de contour de goutte
Il convient d’orienter le système de capture 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 constante dans la zone de détection de la caméra.
Le mesurage de la tension superficielle d’une goutte pendante 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 de l’aiguille utilisée doivent être compris entre 0,5 mm et 2,5 mm. Le choix du
diamètre extérieur de l’aiguille dépend de la relation entre la tension superficielle, σ, et la différence
de masse volumique entre le liquide et la phase ambiante, Δρ. Plus le quotient σ/Δρ est élevé, plus le
diamètre extérieur de l’aiguille doit être grand. La dépendance du diamètre extérieur de l’aiguille, d, par
rapport au quotient tension superficielle/différence de masse volumique des phases en présence σ/Δρ
est illustrée à la Figure 2.
2 © ISO 2017 – Tous droits réservés
Légende
d diamètre extérieur de l’aiguille, en mm
−3
σ/Δρ quotients tension superficielle/différence de masse volumique des phases en présence, en (mN/m)/g · cm
1 diamètre extérieur maximal de l’aiguille
2 diamètre extérieur optimal de l’aiguille
3 diamètre extérieur minimal de l’aiguille
Figure 2 — Diagramme illustrant la dépendance du diamètre extérieur de l’aiguille, d, par
rapport au quotient tension superficielle/différence de masse volumique des phases en
présence σ/Δρ
6 Échantillonnage
Prélever un échantillon représentatif du produit liquide à soumettre à essai conformément à l’ISO 15528.
7 Mode opératoire
7.1 Généralités
7.1.1 Installation de l’appareil d’analyse de contour de goutte
Choisir l’emplacement de l’appareil d’analyse de contour de goutte afin qu’il ne soit pas exposé:
— à des vibrations;
— à de forts courants d’air (provoqués par une climatisation, par exemple); et
— à une exposition intense à la lumière extérieure (fenêtres, lumière vive, par exemple).
Aligner horizontalement l’appareil d’analyse de contour de goutte.
Obtenir la valeur de l’accélération de la gravité observée localement sur le lieu d’installation et rentrer
cette valeur dans le logiciel du fabricant.
7.1.2 Conditions d’essai
Effectuer l’essai à une température de (23 ± 2) °C et à une humidité relative de (50 ± 5) % (voir l’ISO 3270)
et veiller à ce que tous les matériaux d’essai soient à cette température.
7.2 Détermination de la tension superficielle du liquide
7.2.1 Préparations
Si elle n’est pas disponible, trouve
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.