ISO 19403-7:2024
(Main)Paints and varnishes — Wettability — Part 7: Measurement of the dynamic contact angles and the roll-off angle on a tilt stage
Paints and varnishes — Wettability — Part 7: Measurement of the dynamic contact angles and the roll-off angle on a tilt stage
This document specifies a method for the dynamic measurement of the roll-off angle on a tilt stage of a liquid drop on a solid surface. This document also specifies how the dynamic advancing and receding contact angles of the drop rolling off can be determined. The roll-off angle determined through this method can be applied when evaluating easy-to-clean or anti-adherent surfaces.
Peintures et vernis — Mouillabilité — Partie 7: Mesurage des angles de contact dynamiques et de l’angle de roulement sur un plan incliné
Le présent document spécifie une méthode de mesure dynamique de l’angle de roulement sur un plan incliné d’une goutte de liquide sur une surface solide. Le présent document spécifie également une méthode permettant de déterminer les angles de contact d’avancée et de recul dynamiques de la goutte qui roule. L’angle de roulement déterminé par cette méthode peut être appliqué lors de l’évaluation de surfaces anti‑adhérentes ou à nettoyage facile.
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International
Standard
ISO 19403-7
Second edition
Paints and varnishes —
2024-10
Wettability —
Part 7:
Measurement of the dynamic
contact angles and the roll-off angle
on a tilt stage
Peintures et vernis — Mouillabilité —
Partie 7: Mesurage des angles de contact dynamiques et de
l’angle de roulement sur un plan incliné
Reference number
© ISO 2024
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or ISO’s member body in the country of the requester.
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CH-1214 Vernier, Geneva
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 2
5 Apparatus and materials . 2
6 Sampling . 4
7 Procedure . 4
7.1 General for measuring the roll-off angle .4
7.1.1 Setting up the contact angle measuring system .4
7.1.2 Test conditions .4
7.1.3 Conditioning of the test panels .4
7.2 Measurement .5
7.2.1 General .5
7.2.2 Application of the drop .5
7.2.3 Determination of the roll-off angle .6
8 Test report . 8
Annex A (informative) Notes on sampling and treatment of test specimens .10
Annex B (informative) Factors influencing the roll-off angle .11
Bibliography .13
iii
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 document 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).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use of (a)
patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent
rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received notice of (a)
patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are cautioned that
this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent database available at
www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of 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 www.iso.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, in collaboration with the European Committee for
Standardization (CEN) Technical Committee CEN/TC 139, Paints and varnishes, in accordance with the
Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 19403-7:2017), which has been technically
revised.
The main changes are as follows:
— the title of the document has been changed;
— the term 3.2 “advancing angle” has been replaced by “dynamic advancing contact angle” and the definition
has been reworded;
— the term 3.3 “receding angle” has been replaced by “dynamic receding contact angle” and the definition
has been reworded;
— the minimum size of the text samples has been changed to 4 cm × 4 cm;
— the use of ethylene glycol as test liquid has been deleted;
— the normative references have been updated.
A list of all parts in the ISO 19403 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
iv
Introduction
Dynamic contact angles describe the processes on the interface liquid or solid during volume increase
(dynamic advancing contact angle) or volume decrease (dynamic receding contact angle) of a drop in
horizontal position. As an alternative to the static method (see ISO 19403-2) a surface area is always wetted
for the dynamic advancing contact angle, which was previously unwetted. For the dynamic receding contact
angle, the contact angle is observed during dewetting. By determining the difference between the dynamic
advancing contact angle and the dynamic receding contact angle, information on chemical homogeneity and
roughness can be concluded. The dynamic receding contact angle is not suitable for the determination of the
surface energy.
v
International Standard ISO 19403-7:2024(en)
Paints and varnishes — Wettability —
Part 7:
Measurement of the dynamic contact angles and the roll-off
angle on a tilt stage
1 Scope
This document specifies a method for the dynamic measurement of the roll-off angle on a tilt stage of a
liquid drop on a solid surface. This document also specifies how the dynamic advancing and receding contact
angles of the drop rolling off can be determined. The roll-off angle determined through this method can be
applied when evaluating easy-to-clean or anti-adherent surfaces.
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 4618, Paints and varnishes — Vocabulary
ISO 19403-1, Paints and varnishes — Wettability — Part 1: Vocabulary and general principles
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 4618, ISO 19403-1 and the
following apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
roll-off angle
α
s
tipping of the surface of the solid body, which arises from the rolling off of a liquid drop that is put down
onto this surface
3.2
dynamic advancing contact angle
dynamic advancing angle
θ
a
contact angle measured at the three-phase line during advancing the liquid phase
Note 1 to entry: The values depend on the method.
[SOURCE: ISO 19403-6:2024, 3.2]
3.3
dynamic receding contact angle
dynamic receding angle
θ
r
contact angle measured at the three-phase line during receding the liquid phase
Note 1 to entry: The values depend on the method.
[SOURCE: ISO 19403-6:2024, 3.3]
4 Principle
A drop is put down onto the surface to be tested. The surface is tipped with constant inclination speed until
the drop rolls off. The progressing angle is determined from the temporal tracking of the wetting three-
phase point and the dynamic receding contact angle from the temporal tracking of the dewetting three-
phase point.
5 Apparatus and materials
Ordinary laboratory apparatus, together with the following, shall be used.
5.1 Contact angle measuring system, i.e. any state-of-the-art contact angle measuring device fitted
with a tilting device. It is preferred to use systems with digital image capture and analysis for measuring
the contact angle. Figure 1 shows a system for which the camera as well as the sample table are inclined.
Figure 2 shows a schematic example of a contact angle measuring system for which only the sample table is
inclined.
Key
1 light source
2 specimen holder
3 graduated microsyringe
4 optical system
5 screen
Figure 1 — Schematic diagram of a contact angle measuring system for which the camera as well as
the sample table are inclined
Key
1 light source
2 specimen holder
3 graduated microsyringe
4 optical system
5 screen
NOTE The device used can differ from the schematic diagram regarding light path and the arrangement of the components.
Figure 2 — Schematic diagram of a contact angle measuring system for which only the sample table
is inclined
The image capturing system should be oriented in a way that the drop is within the left third of the image
(when the table is inclined to the right).
5.2 Dosing unit, which makes it possible to precisely apply drops in the range of microlitres to the surface.
5.3 Test liquids, of at least purity grade “for analysis". Water shall have a surface tension of at least
71,5 mN/m at standard climate, i.e. (23 ± 2) °C and (50 ± 5) % relative humidity.
If not otherwise agreed, use at least one of the test liquids suggested in Table 1.
It is recommended to measure the surface tension of the liquids to be used according to ISO 19403-3. For
guidance, the values from the literature for the surface tension, σ , are indicated in Table 1. It is also possible
l
to use an individually measured value of the surface tension as a reference value. According to experience,
the measured value should not deviate more than ±2 % from the value specified in the literature or the
individually determined value.
The test liquids shall not physically or chemically affect the surface. They shall not have a yield point.
The test liquids shall not cross-link, show any skinning or evaporate during the
...
Norme
internationale
ISO 19403-7
Deuxième édition
Peintures et vernis —
2024-10
Mouillabilité —
Partie 7:
Mesurage des angles de contact
dynamiques et de l’angle de
roulement sur un plan incliné
Paints and varnishes — Wettability —
Part 7: Measurement of the dynamic contact angles and the roll-
off angle on a tilt stage
Numéro de référence
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© ISO 2024
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
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Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .vi
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 concernant le mesurage de l’angle de roulement .4
7.1.1 Installation du système de mesure d’angle de contact .4
7.1.2 Conditions d’essai .4
7.1.3 Conditionnement des panneaux d’essai .4
7.2 Mesurage .5
7.2.1 Généralités .5
7.2.2 Application de la goutte .5
7.2.3 Détermination de l’angle de roulement .6
8 Rapport d’essai . 8
Annexe A (informative) Notes sur l’échantillonnage et le traitement des éprouvettes .10
Annexe B (informative) Facteurs influençant l’angle de roulement .11
Bibliographie .13
iii
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’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner l’utilisation
d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à l’applicabilité de
tout droit de brevet revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent document, l’ISO n'avait pas
reçu notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa mise en application. Toutefois,
il y a lieu d’avertir les responsables de la mise en application du présent document que des informations
plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de brevets, disponible à l'adresse
www.iso.org/brevets. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié tout ou partie de
tels droits de propriété.
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 www.iso.org/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, en collaboration avec le comité technique CEN/TC 139,
Peintures et vernis, du Comité européen de normalisation (CEN), conformément à l’Accord de coopération
technique entre l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Cette seconde édition annule et remplace la première édition (ISO 19403-7:2017), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes :
Les principales modifications sont les suivantes :
— le titre du document a été modifié ;
— le terme 3.2 « angle d’avancée » a été remplacé par « angle de contact d’avancée dynamique » et la
définition a été reformulée ;
— le terme 3.3 « angle de recul » a été remplacé par « angle de contact de recul dynamique » et la définition
a été reformulée ;
— la taille minimale des échantillons a été modifiée en 4 cm × 4 cm ;
— l’utilisation d’éthylène glycol en tant que liquide d’essai a été supprimée ;
— les références normatives ont été mises à jour.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 19403 se trouve sur le site Web de l’ISO.
iv
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes se
trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
v
Introduction
Les angles de contact dynamiques décrivent les processus se produisant à l’interface liquide/solide
lors de l’augmentation (angle de contact d’avancée dynamique) ou de la diminution (angle de contact de
recul dynamique) du volume d’une goutte en position horizontale. En alternative à la méthode statique
(voir l’ISO 19403-2), pour l’angle de contact d’avancée dynamique, une surface est toujours mouillée alors
qu’elle n’était pas mouillée précédemment. Pour l’angle de contact de recul dynamique, l’angle de contact est
observé pendant le démouillage. À partir de la différence entre les angles de contact d’avancée et de recul
dynamiques, des informations peuvent être obtenues sur l’homogénéité chimique et la rugosité. L’angle de
contact de recul dynamique ne convient pas pour la détermination de l’énergie de surface.
vi
Norme internationale ISO 19403-7:2024(fr)
Peintures et vernis — Mouillabilité —
Partie 7:
Mesurage des angles de contact dynamiques et de l’angle de
roulement sur un plan incliné
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie une méthode de mesure dynamique de l’angle de roulement sur un plan
incliné d’une goutte de liquide sur une surface solide. Le présent document spécifie également une méthode
permettant de déterminer les angles de contact d’avancée et de recul dynamiques de la goutte qui roule.
L’angle de roulement déterminé par cette méthode peut être appliqué lors de l’évaluation de surfaces
anti-adhérentes ou à nettoyage facile.
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 4618, Peintures et vernis — Vocabulaire
ISO 19403-1, Peintures et vernis — Mouillabilité — Partie 1 : Vocabulaire et principes généraux
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 4618, de l’ISO 19403-1 ainsi que les
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 : https:// www .electropedia .org/
3.1
angle de roulement
α
s
inclinaison de la surface du corps solide, qui résulte du roulement d’une goutte de liquide qui est déposée sur
cette surface
3.2
angle de contact d’avancée dynamique
angle d’avancée dynamique
θ
a
angle de contact mesuré au niveau de la ligne des trois phases durant l’avancée de la phase liquide
Note 1 à l'article: Les valeurs dépendent de la méthode.
[SOURCE: : ISO 19403-6:2024, 3.2]
3.3
angle de contact de recul dynamique
angle de recul dynamique
θ
r
angle de contact mesuré au niveau de la ligne des trois phases durant le recul de la phase liquide
Note 1 à l'article: Les valeurs dépendent de la méthode.
[SOURCE: : ISO 19403-6:2024, 3.3]
4 Principe
Une goutte est déposée sur la surface à soumettre à essai. La surface est inclinée selon une vitesse
d’inclinaison constante jusqu’à ce que la goutte se mette à rouler. L’angle de progression est déterminé à
partir du suivi temporel du point des trois phases de mouillage et l’angle de contact de recul dynamique à
partir du suivi temporel du point des trois phases de démouillage.
5 Appareillage et produits
L’appareillage courant de laboratoire doit être utilisé, ainsi que ce qui suit.
5.1 Système de mesure d’angle de contact, c’est-à-dire tout appareil de mesure d’angle de contact
conforme à l’état de la technique équipé d’un système d’inclinaison. Il est préférable d’utiliser des systèmes
avec capture et analyse d’image numérique pour mesurer l’angle de contact. La Figure 1 présente un système
dans lequel la caméra et le plateau à échantillon sont tous deux inclinés. La Figure 2 donne un exemple
schématique de système de mesure d’angle de contact dont seul le plateau à échantillon est incliné.
Légende
1 source de lumière
2 porte-éprouvette
3 microseringue graduée
4 système optique
5 écran
Figure 1 — Représentation schématique d’un système de mesure d’angle de contact dont la caméra
et le plateau à échantillon sont tous deux inclinés
Légende
1 source de lumière
2 porte-éprouvette
3 microseringue graduée
4 système optique
5 écran
NOTE L’appareil utilisé peut différer du schéma au niveau du trajet de la lumière et de la disposition des éléments.
Figure 2 — Représentation schématique d’un système de mesure d’angle de contact
dont seul le plateau à échantillon est incliné
Il convient d’orienter le système de capture d’image de sorte que
...
Questions, Comments and Discussion
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