ISO 19403-5:2017

Paints and varnishes - Wettability - Part 5: Determination of the polar and dispersive fractions of the surface tension of liquids from contact angles measurements on a solid with only a disperse contribution to its surface energy

ISO 19403-5:2017 specifies a test method to determine the polar and dispersive fractions of the surface tension of liquids by optical methods. The method can be applied for the characterization of liquid coating materials. The applicability can be restricted for liquids with non-Newtonian rheology[1]. ISO 19403-5:2017 assumes that the information of surface tension of the liquid to be tested and the surface free energy of the dispersive reference solids is known. [1] This term is defined in DIN 1342-1.

Peintures et vernis — Mouillabilité — Partie 5: Détermination des fractions polaire et dispersive de la tension superficielle des liquides à partir de mesurages de l'angle de contact avec un solide n'ayant qu'une contribution de dispersion à son énergie de surface

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. 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 et que l'énergie libre de surface des solides servant de référence pour la contribution de dispersion sont connues. [1] Ce terme est défini dans la norme DIN 1342-1.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 27-Jun-2017
• ICS: 01.040.87 - Paint and colour industries (Vocabularies)
• Technical Committee: ISO/TC 35/SC 9 - General test methods for paints and varnishes
• Drafting Committee: ISO/TC 35/SC 9/WG 30 - Properties prior to and during application and drying
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Start Date: 18-Oct-2024
• Completion Date: 13-Dec-2025

Relations

• Revised: ISO 19403-5:2024 - Paints and varnishes - Wettability - Part 5: Determination of the polar and dispersive fractions of the surface tension of liquids from contact angles measurements on a solid with only a disperse contribution to its surface energy
• Effective Date: 17-Jun-2023

Overview

ISO 19403-5:2017 - part of the ISO 19403 series on wettability - specifies an optical test method to determine the polar and dispersive fractions of the surface tension of liquids from contact-angle measurements on a solid that has only a dispersive contribution to its surface energy. The standard is intended primarily for the characterization of liquid coating materials and assumes the liquid’s surface tension and the reference solid’s surface free energy are known. Applicability can be restricted for liquids with non-Newtonian rheology.

Key topics and requirements

• Principle (stepwise):
  • Measure the liquid’s total surface tension (e.g., per ISO 19403-3, EN 14370 or ISO 1409).
  • Determine the reference solid’s surface free energy (ISO 19403-2).
  • Measure the contact angle of the test liquid on the dispersive reference solid (ISO 19403-2).
  • Calculate the dispersive fraction using either Owens–Wendt–Rabel–Kaelble (OWRK) or Wu methods.
  • Calculate the polar fraction as total surface tension minus dispersive fraction.
• Reference solids: Use chemically and topologically homogeneous dispersive materials (examples: PTFE or paraffin). Preferred reference surface roughness R < 0.3 µm. PTFE and paraffin have recommended surface free energy target values (see standard).
• Test conditions: Conduct tests at (23 ± 2) °C and relative humidity (50 ± 5) %.
• Precision guidance: Typical tolerances specified - surface tension ±1%; reference solid surface free energy preferably 0.3 mJ/m² (not exceeding 0.5 mJ/m²); contact-angle repeatability for static method ~1° and dynamic ~3°.
• Reporting: Detailed test-report requirements (identification, methods used, number of drops, drop volumes/dosing speed, device type, results with mean and standard deviation, calculation method-OWRK or Wu, deviations).

Applications and users

ISO 19403-5 is used where knowledge of liquid wettability and surface-energy components is critical:

• Coatings and paints formulators assessing wetting behavior on low-energy substrates
• Surface scientists and R&D laboratories studying liquid–solid interactions
• Quality control and characterization labs verifying coating performance or surface treatments
• Manufacturers of adhesives, inks, lubricants and cleaning agents where polar/dispersive balance affects spreading and adhesion

Keywords: ISO 19403-5, wettability, surface tension, contact angle, polar fraction, dispersive fraction, OWRK method, Wu method, PTFE reference, coating materials.

Related standards

• ISO 19403-1 (terminology and general principles)
• ISO 19403-2 (determination of surface free energy of solids by contact angle)
• ISO 19403-3 (surface tension of liquids - pendant drop method)
• EN 14370, ISO 1409 (alternative surface-tension methods)

This standard provides a reproducible approach to partition liquid surface tension into polar and dispersive components, enabling more reliable assessment of wetting and adhesion performance in coatings and surface engineering.

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 19403-5
First edition
2017-06
Paints and varnishes — Wettability —
Part 5:
Determination of the polar and
dispersive fractions of the surface
tension of liquids from contact
angles measurements on a solid with
only a disperse contribution to its
surface energy
Peintures et vernis — Mouillabilité —
Partie 5: Détermination des fractions polaires er disperses de la tension
superficielle des liquides à partir de l’angle de contact avec un solide
n’ayant qu’une contribution de dispersion à son énergie de surface
Reference number
©
ISO 2017
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Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 2
5 Reference solid . 2
6 Sampling . 2
7 Procedure. 2
7.1 Test conditions . 2
7.2 Determination of the surface tension of the liquid to be tested . 2
7.3 Determination of the surface free energy of the reference solid . 3
7.4 Determination of the contact angle of the liquid to be tested on the reference solid . 3
8 Evaluation . 3
8.1 General . 3
8.2 Owens-Wendt-Rabel-Kaelble method (OWRK method) . 3
8.3 Wu method . 4
8.4 Calculation of the polar fraction of the surface tension of the liquid . 4
9 Precision . 4
10 Test report . 4
Bibliography . 6
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).
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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 19403-5:2017(E)
Paints and varnishes — Wettability —
Part 5:
Determination of the polar and dispersive fractions
of the surface tension of liquids from contact angles
measurements on a solid with only a disperse contribution
to its surface energy
1 Scope
This document specifies a test method to determine the polar and dispersive fractions of the surface
tension of liquids by optical methods. The method can be applied for the characterization of liquid
coating materials.
1)
The applicability can be restricted for liquids with non-Newtonian rheology .
This document assumes that the information of surface tension of the liquid to be tested and the surface
free energy of the dispersive reference solids 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, Pain
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 19403-5
Première édition
2017-06
Peintures et vernis — Mouillabilité —
Partie 5:
Détermination des fractions polaire et
dispersive de la tension superficielle
des liquides à partir de mesurages
de l'angle de contact avec un solide
n'ayant qu'une contribution de
dispersion à son énergie de surface
Paints and varnishes — Wettability —
Part 5: Determination of the polar and dispersive fractions of the
surface tension of liquids from contact angles measurements on a
solid with only a disperse contribution to its surface energy
Numéro de référence
©
ISO 2017
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Tél.: [phone]
Fax: [phone]
E-mail: [e-mail]
Web: www.iso.org
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 Solide de référence . 2
6 Échantillonnage . 2
7 Mode opératoire. 2
7.1 Conditions d’essai . 2
7.2 Détermination de la tension superficielle du liquide à soumettre à essai . 2
7.3 Détermination de l’énergie libre de surface du solide de référence . 3
7.4 Détermination de l’angle de contact du liquide à soumettre à essai sur le solide de
référence . 3
8 Évaluation . 3
8.1 Généralités . 3
8.2 Méthode d’Owens-Wendt-Rabel-Kaelble (méthode OWRK) . 3
8.3 Méthode de Wu . 4
8.4 Calcul de la fraction polaire de la tension superficielle du liquide . 4
9 Fidélité . 4
10 Rapport d’essai . 4
Bibliographie . 6
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 19403-5:2017(F)
Peintures et vernis — Mouillabilité —
Partie 5:
Détermination des fractions polaire et dispersive de la
tension superficielle des liquides à partir de mesurages
de l'angle de contact avec un solide n'ayant qu'une
contribution de dispersion à son énergie de surface
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.
1)
Son applicabilité peut être limitée pour les produits liquides de rhéologie non newtonienne .
Le présent document présuppose que les informations relatives à la tension superficielle du liquide à
soumettre à essai et que l’énergie libre de surface des solides servant de référence pour la contribution
de dispersion 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 — Éc
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