ISO 22640:2023
(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 establishes 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 International Standards, but also 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 établit 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 internationales 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
Buy Standard
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 22640
First edition
2023-06
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 22640:2023(E)
© ISO 2023
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 22640:2023(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2023
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, 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
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
© ISO 2023 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 22640:2023(E)
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 distribution . 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
iii
© ISO 2023 – All rights reserved
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 22640:2023(E)
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 45, Rubber and rubber products.
This first edition cancels and replaces the first edition Technical Specification (ISO/TS 22640:2018),
which has been technically revised.
The main changes are as follows:
— an error in definition 3.1 has been corrected;
— the references have been updated.
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
© ISO 2023 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 22640:2023(E)
Introduction
This document is one of a family of standards that provides guidance on tyre and road wear particles
1)
(TRWP). Another document, ISO 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 (see References [1] and [2]). Characteristics of TRWP are likely to differ
from that of the manufactured tread due to the chemical and mechanical alterations during driving.
This 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 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) content. Knowing the physical and chemical
properties of TRWP can assist in future analysis regarding the environmental fate and toxicity of the
particles.
1) Under preparation. Stage at the time of publication: ISO/DIS 22638:2023.
v
© ISO 2023 – All rights reserved
---------------------- Page: 5 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 22640:2023(E)
Rubber — Framework for physical and chemical
characterization of tyre and road wear particles (TRWP)
1 Scope
This document establishes 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 International Standards, but also 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 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
tyre and road wear particles
TRWP
discrete mass of elongated particles generated at the frictional interface between the tyre 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.
1
© ISO 2023 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 22640:2023(E)
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 (see 4.2) and particle size distribution (see
4.3).
4.2 Morphology
The following physical characteristics shall be determined to qualitatively and quantitatively assess
TRWP morphology:
— shape;
— elongation/aspect ratio;
— 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 distribution
Particle size distribution shall be determined using transmission optical microscopy and laser
diffraction in accordance with 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 are:
— general composition;
— metallic content;
— tyre element content;
— PAH content of TRWP.
Existing methods published by ISO, ASTM, DIN and AFNOR are available to sufficiently characterize
these chemical compositions in TRWP, see the Bibliography.
2
© ISO 2023 – All rights reserved
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 22640:2023(E)
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;
— mineral filler.
The general composition of TRWP shall be determined in accordance with ISO 1407 in combination with
ISO 9924-3. Specifically, the appropriate solvent extraction method shall be determined in accordance
with ISO 1407 and the general composition shall be determined using thermogravimetry in accordance
with ISO 9924-3.
NF T46-047 may be used as an alternative to ISO 9924-3.
Four quantitative methods to determine the material extractable from natural and/or synthetic
raw rubbers are specified in ISO 1407. Recommended solvents are provided for the vulcanized and
unvulcan
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 22640
Première édition
2023-06
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 22640:2023(F)
© ISO 2023
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 22640:2023(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2023
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
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
© ISO 2023 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 22640:2023(F)
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 Répartition de taille de 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
iii
© ISO 2023 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 22640:2023(F)
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 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.
Cette première édition annule et remplace la première édition de la Spécification technique
(ISO/TS 22640:2018), qui a fait l’objet d’une révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— une erreur dans la définition 3.1 a été corrigée;
— les références ont été mises à jour.
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.
iv
© ISO 2023 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 22640:2023(F)
Introduction
Le présent document fait partie d'une famille de normes qui fournit des recommandations sur les
1)
particules émises par l'usure des pneumatiques et de la route (TRWP). Un autre document, l'ISO 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 fournit un référentiel de Normes
internationales existantes pour réaliser 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 (voir Réferences [1] et [2]). Les
caractéristiques des TRWP sont susceptibles de différer de celles de la bande de roulement fabriquée en
raison des altérations chimiques et mécaniques se produisant 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 hydrocarbures aromatiques
polycycliques (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.
1) En préparation. Étape au moment de la publication: ISO/DIS 22638:2023.
v
© ISO 2023 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 5 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 22640:2023(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 établit 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 internationales 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 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 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 https:// www .electropedia .org/
1
© ISO 2023 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 22640:2023(F)
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 le
pneumatique 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
(voir 4.2) et la répartition de taille de particules (voir 4.3) 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;
— 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 Répartition de taille de 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 2023 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 22640:2023(F)
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;
— 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 la 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;
— charge minérale.
La composition générale des TRWP doit être déterminée conformément à l'ISO 1407 utilisée en
combinaison avec l'ISO 9924-3. Plus précisément, la méthode d’extra
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.