ISO 6504-1:1983
(Main)Paints and varnishes — Determination of hiding power — Part 1: Kubelka-Munk method for white and light-coloured paints
Paints and varnishes — Determination of hiding power — Part 1: Kubelka-Munk method for white and light-coloured paints
Specifies a method to be used for determining the spreading rate necessary to give a contrast ratio of 98 % of coating materials. The method is restricted to paint films having the tri-stimulus value of Y 70; it is not applicable to fluorescent or metallic paint materials. The principle of the method is based on the Kubelka and Munk equations relating the scattering and absorption coefficients of pigmented films to their colour and opacity. For the determination of hiding power, both the reflectance of a film of thickness, t, on a black background and the reflectivity are required.
Peintures et vernis — Détermination du pouvoir masquant — Partie 1: Méthode de Kubelka-Munk pour les peintures blanches et les peintures claires
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
650411
International Standard
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATIONWlE)I(~YHAPOAHAR OPTAHM3A~MR fl0 CTAH~APTbI3ALWWORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
- ,Determination of hiding power -
Paints and varnishes
Part 1 : Kubelka-Munk method for white and light-
coloured paints
Partie 7 : Methode de KubeJka-Munk pour Jes peintures blanches et
Pein tures et vernis - LWermination du pouvoir masguant -
Jes pein tures claires
First edition - 19634545
U DC 667.612.6 Ref. No. ISO 6504/1-1983 (E)
hiding power, Optical measurement, films, thickness.
Descriptors : paints, tests, determination,
Price based on 31 pages
---------------------- Page: 1 ----------------------
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of
national Standards bodies (ISO member bodies). The work of developing International
Standards is carried out through ISO technical committees. Every member body
interested in a subject for which a technical committee has been authorized has the
right to be represented on that committee. Jnternational organizations, governmental
and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to
the member bodies for approval before their acceptance as International Standards by
the ISO Council.
International Standard ISO 6504/1 was developed by Technical Committee
ISO/TC 35, Paints and varnishes, and was circulated to the member bodies in
April 1981.
lt has been approved by the member bodies of the following countries :
Australia Poland
Germany, F. R.
Austria Hungary Portugal ’
Belgium Romania
India
Brazil Ireland Sri Lanka
Sweden
China Italy
Czechoslovakia Kenya Switzerland
United Kingdom
Dominican Republic Netherlands
Egypt, Arab Rep. of Norway USSR
countries expressed disapproval of the docu
The member bodies of following
on technical grounds :
Canada
France
0 International Organkation for Standardkation, 1983 0
Printed in Switzerland
---------------------- Page: 2 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 6504/1-1983 (E)
- Determination of hiding power -
Paints and varnishes
Part 1 : Kubelka-Munk method for whi,te and light-
coloured paints
ISO 3966, Paints and varnishes - Determination of contrast
0 Introduction
ratio (opacityl of Jight-coloured paints at a fixed spreading rate
This International Standard is one of a series of Standards deal- (using polyester fiJmJ.
ing with the testing and sampling of paints, varnishes and
related products.
3 Principle
ISO 3965 and ISO 3906 specify methods for determining the
contrast ratio of paints at a fixed spreading rate, by applying The method is based on the Kubelka and Munk equations
paint films to black and white Charts and to Polyester film relating the stattering and absorption coeff icients of pigmented
films to their colour and Opacity.
respectively. They depend on the Observation that there is a
linear relationship between contrast ratio and reciprocal film
For the determination of hiding power, both the reflectance
thickness, at least over a limited range of film thickness.
(RB) of a paint film of thickness t on a black background and
Hiding power of paints is generally defined as the spreading the reflectivity (R,) are required for introduction into the
Kubelka-Munk equations (clause 4).
rate required to give a contrast ratio of 98 %. To determine this
by the methods specified in ISO 3965 and ISO 3906 would be
time-consuming and require considerable extrapolation which
4 Kubelka-Munk equations
often exceeds the limit of linearity of the relationship between
contrast ratio and spreading rate. Therefore, this method for
The Kubelka-Munk (K-M) equations required are
the determination of hiding power, involving the Kubelka-Munk
(K-M) equations which relate stattering and absorption coeffi-
cients to Optical properties, has also been standardized.
. . .
a=$& +j&) (1)
b=a-R, . . .
(2)
1 Scope and field of application
1
This International Standard specifies a method to be used for R, = . . . (3)
a + b coth bSt
determining the hiding power (spreading rate necessary to give
a contrast ratio of 98 %) of white or light-coloured paints. lt is
1 - R, (a - b coth bSt)
restricted to paint films having the tri-stimulus value of Y > 70.
R= . . . ,(4)
a + b coth bSt - R,
lt is not applicable to fluorescent or metallic paints.
where
is the reflectivity, i.e. the reflectance of a paint film of
2 References
Ra3
such thickness that further increase in thickness gives no
further Change in reflectance;
ISO 1512, Paints and varnishes - Sampling.
RB is the reflectance of a paint film of thickness t applied
ISO 1513, Paints and varnishes - Examination and prepara tion
over a black background;
of samples for testing.
R is the reflectance of a paint film of thickness t applied
ISO 1515, Paints and varnishes - Determination o f volatile and
over a white background of defined reflectance R, (for this
non- vola tile matter.
method, R, = 0,801;
ISO 2808, Paints and varnishes - Determination of film
S is the stattering coeff icient per micrometre (Pm - 1);
thickness. 1)
t is the thickness, in micrometres, of the paint film.
ISO 2811, Paints and varnishes - Determination of density.
When using equations (1) to (4) with this method, the
ISO 3905, Paints and varnishes - Determination of contrast
measured CIE tristimulus values Y divided by 100 are inserted
ratio lopacityl of Jight-coloured paints at a fixed spreading rate
for R, RB and R,, respectively.
(using black and white chartsl.
1) At present at the Stage of draft. (Revision of ISO 2808-1974.)
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 6504/1-1983 (EI
is the spreading rate necessary to give a 5 Apparatus and materials
The hiding power V0 98
contrast ratio (R&?) of 0,98, and is determined via the
equivalent film thickness to,% according to the equation
5.1 Substrates
1000
5.1.1 Determination of RB
=-
V
5.1.1.1 Glass plates, black, plane, polished, not less than
where
6 mm thick and of dimensions at least 200 mm x 200 mm,
V is the hiding power, in Square metres per litre;
or
f is the thickness, in micrometres, of the wet paint film.
5.1.1.2 Polyester film, clear, untreated, transparent, of
uniform thickness between 30 and 100 Pm, and of dimensions
From equations (3) and (41, when the contrast ratio (RBIR) is
at least 100 mm x 150 mm, together with a glass plate as
equal to 098
specified in 5.1.1.1.
cz- 0,8 + b coth bSto 98
#
NOTE
- Commercially available Polyester sheet has been found to be
= 0,98
- 0,8 [a - b coth bsto cJ} satisfactory.
[a + b coth bsto BI { 1
I
I
5.1.2 Determination of R,
or, after rearrangement
5.1.2.1 Smooth surfaced Paper Charts, readily wetted by,
but impervious to, solvent and water-thinned paints, and
. . .
(5)
similar in reflectance to the paint to be tested.
Suitable Chart colours are grey for paints of low reflectivity and
white for paints of high reflectivity. Alternatively, ceramic tiles
or glass may be used.
D= 3,136 a 11 - 0,98 (1 - 0,8 a)] - 2,508 4
5.2 Film applicators
A series of film applicators giving films of uniform thickness
.I.
(6)
within the range 40 to 150 Pm is required. For application to
V= ?= arcoth~~~l>= CS
glass, bar applicators are suitable. For application to Polyester
film or Paper Charts, wirewound applicators are more suitable.
NOTE - Ifu = coth x, x = arcoth y.
The film laid down shall be at least 150 mm wide (using glass)
or 70 mm wide (using Polyester film) to cover areas, at a
It tan be seen that for constant values of R, (0,80) and contrast
of at least 100 mm x 125 mm or
uniform thickness,
ratio (0,981, factor a is a function of R,.
60 mm x 60 mm respectively. The application of uniform films
is facilitated by the use of automatic applicators, which are
The stattering coefficient S is determined from a rearrange-
recommended.
ment of equation (31, the values of CI and b being known by
calculation from equations (1) and (2) respectively, as follows :
5.3 Reflectometer
1
A photoelectric instrument is required, giving an indicated
. . .
st = b arcoth (7)
reading proportional to the intensity of light reflected from the
surface under test to an accuracy of 0,l % of full scale deflec-
tion, and having a spectral response approximating to the
To simplify the calculations, graphs are available for the deter-
product of the relative spectral energy distribution of CIE illumi-
mination of the product St from measured values of RB
nant D 65 and the colour matthing function jU) of the CIE
and R,.
Standard observer.
The stattering coefficient S is calculated by dividing St by the
NOTES
film thickness t, and V. 98 is obtained from equations (5) and
1 lt is recognized that the relative geometrical arrangement of the
(6). A table of values of 4 for various values of R, simplifies the
illuminating beam and the light detector tan affect the measurement of
calculation.
reflectance, but it is considered that variations arising from this factor
in commercial reflectometers should be considerably less than the
NOTE - Suitable tables and graphs are referred to in DIN 53 162 and
figures for reproducibility stated in clause 9. In the event of dispute,
in ASTM D 2865. The table in annex B is taken, with modifications,
8O/diffuse geometry, without gloss trap, should be used.
from ASTM D 2865 and the graphs are from Official Digest 35, 464,
2 For other than reference purposes, illuminant C may be used.
p.1871 (1963).
2
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 6504/1-1983 (EI
5.4 Template 7.2.1.2 Method using black glass plates
A rectangular metal template with minimum dimensions of Apply a few millilitres of the paint Sample in a Iine across one
100 mm x 125 mm is required for films applied to black glass. end of a black glass plate (5.1.1.1) and spread it immediately by
For films on Polyester film, a metal template or die stamp with drawing down a suitable applicator at a steady rate to give a
minimum dimensions of 60 mm x 60 mm is required. uniform film thickness. Repeat the application with different
black glass plates (5.1.1.1) until four uniform films of approxi-
mately the same thickness have been prepared.
6 Sampling
7.2.1.3 Drying and conditioning
Take a representative Sample of the product to be tested as
With the coated Substrates in a horizontal Position, dry the
described in ISO 1512.
paint by the appropriate procedure for the type of paint or as
agreed between the Parties. Maintain the dried test films at a
Examine and prepare the Sample for testing as described in
ISO 1513. temperature of 23 +2 OC in a dust-free atmosphere having a
relative humidity of 50 + 5 % for at least 24 h, but not more
than 166 h, before carrying out the reflectance measurements.
7 Procedure
Measurement of reflectance RB
7.2.2
7.1 Determination of R,
NOTE - Variation in readings is likely to be the result of non-uniform
application of the paint film and is dependent on the techniques used.
Apply a few millilitres of the paint Sample in a line across one
If the precision (clause 9) is not obtained, the technique should be re-
end of a Paper Substrate and spread it immediately by drawing
examined.
down a suitable applicator at a steady rate so as to give a
uniform film thickness. Repeat the Operation so as to provide
7.2.2.1 Method using Polyester film
uniform films having dry film thicknesses of about 75, 100, 125
and 150 Fm. Dry the coatings as described in 7.2.1.3. Measure
Fix the coated Polyester films over a black glass plate, intro-
the reflectance of each coating at four positions on each coated
ducing a few drops of white spirit between the underside of the
Paper. Record the value of reflectance which is independent of
film and the glass to ensure Optical contact. Measure the reflec-
the film thickness as the reflectivity R,.
tance of the test films at a minimum of four positions and
calculate the mean reflectance RB of each coated plate.
NOTE - If the reflectance is still increasing when the film thickness
reaches 150 Pm, further coats should be applied until a constant reflec-
7.2.2.2 Method using black glass plates
tance is obtained.
Measure the reflectance RB directly by means of the reflec-
7.2 Determination of RB
tometer (5.3), taking readings at a minimum of four positions
on each coated plate, avoiding its edges, and calculate the.
mean reflectance RB of each coated plate.
7.2.1 Preparation of test films
Apply a film thickness that will give a dry film having a reflec-
7.3 Determination of film thickness
tance at least 0,02 lower than the reflectivity R, of the paint
NOTE - The method using P
...
Norme internationale 6504/ 1
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.ME>K~YHAPO~HAR OPTAHM3A~MR IlO CTAH~APTM3A~WloORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
i
Peintures et vernis - Détermination du pouvoir
masquant -
Partie 1 : Méthode de Kubelka-Munk pour les peintures
blanches et les peintures claires
Paints and varnishes - Determination of hiding power - Part I .= Kubelka-Munk method for white and light-coloured paints
Première édition - 1983-05-15
Réf. no : ISO 6504/1-1983 (F)
CDU 667.612.6
Descripteurs : peinture, essai, détermination, pouvoir masquant, mesurage optique, méthode par Mectométrie, feuil, épaisseur.
Prix basé sur 31 pages
---------------------- Page: 1 ----------------------
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
mentales, en liaison avec I’ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I’ISO.
La Norme internationale ISO 6504/1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 35,
Peintures et vernis, et a été soumise aux comités membres en avril 1981.
Les comités membres des pays suivants l’ont approuvée :
Allemagne, R. F.
Hongrie Portugal
Australie Inde
Roumanie
Autriche
Irlande Royaume-Uni
Belgique Italie
Sri Lanka
Brésil Kenya Suéde
Chine
Norvége Suisse
Dominicaine, République Pays- Bas Tchécoslovaquie
Egypte, Rép. arabe d’ Pologne
URSS
Les comités membres suivants l’ont désapprouvée pour des raisons
Pays
tech niques :
Canada
France
0
0 Organisation internationale de normalisation, 1983
Imprimé en Suisse
---------------------- Page: 2 ----------------------
NORME INTERNATIONALE
ISO 6504/1-1983 (F)
. .
Peintures et vernis - Détermination du pouvoir
masquant -
Partie 1 : Méthode de Kubelka-Munk pour les peintures
blanches et les peintures claires
ISO 3905, Peintures et vernis - Determination du rapport de
0 Introduction
contraste (pouvoir masquant) des peintures claires a un rende-
La présente Norme internationale fait partie d’une série de nor- ment surfacique détermine (en utilisant des cartes à contraste
mes traitant de l’échantillonnage et des essais des peintures, de noir et de blanc).
vernis et produits assimilés.
ISO 3906, Peintures et vernis - Détermination du rapport de
contraste (pouvoir masquantl des peintures claires a un rende-
L’ISO 3905 et I’ISO 3906 spécifient des méthodes de détermi-
ment surfacique détermine (en utilisant une feuille de
nation du rapport de contraste des peintures à un rendement
polyesterJ.
surfacique déterminé, en appliquant respectivement les feuils
de peinture sur des cartes à contraste de noir et de blanc et sur
3 Principe
des feuilles de polyester. Elles reposent sur le fait qu’il y a une
relation linéaire entre le rapport de contraste et l’inverse de
La méthode est basée sur les équations de Kubelka et Munk
l’épaisseur du feuil, au moins dans une gamme limitée d’épais-
reliant les coefficients d’absorption et de diffusion des feuils
seurs de feuil.
pigmentés à leur couleur et à leur opacité.
Le pouvoir masquant des peintures est généralement défini
comme le rendement surfacique nécessaire pour obtenir un Pour la détermination du pouvoir masquant, le facteur de
rapport de contraste de 98 %. La détermination de celui-ci, à reflexion RB et la réflectivité R, d’un feuil d’épaisseur t sont
l’aide des méthodes spécifiées dans I’ISO 3905 et I’ISO 3906, mesurés sur un support noir, pour introduction dans les équa-
prendrait trop de temps et demande un degré d’extrapolation
tions de Kubelka-Munk (chapitre 4).
considérable qui dépasse souvent les limites de linéarité de la
relation entre le rapport de contraste et le rendement surfaci-
4 Équations de Kubelka-Munk
que. En conséquence, une méthode de détermination du pou-
voir masquant mettant en jeu les équations de Kubelka-Munk
Les équations de Kubelka-Munk (K-M) nécessaires sont
reliant les coefficients de diffusion et d’absorption aux proprié-
tés optiques, devait être également normalisee.
1
1
. . .
=-R, +R (1)
a 2
00
( >
1 Objet et domaine d’application
b=a-R, . . .
(2)
La présente Norme internationale spécifie une méthode à utili-
1
RB =
l . .
(3)
ser pour déterminer le pouvoir masquant (rendement surfaci-
a + b coth bSt
que nécessaire pour obtenir un rapport de contraste de 98 %)
des peintures blanches ou claires. Elle est limitée aux feuils
1 - R, (a - b coth bSt)
ayant une valeur du tristimulus Y supérieure ou égale a 70. Elle R= . . .
(4)
a + b coth bSt - R,
n’est pas applicable aux peintures fluorescentes ou métalliques.
où
est la réflectivité, c’est-à-dire le facteur de réflexion
Ko
2 Références
d’un feuil suffisamment épais pour qu’une augmentation de
l’épaisseur ne modifie pas ce facteur;
ISO 1512, Peintures et vernis - Échantillonnage.
RB est le facteur de réflexion d’un feuil d’épaisseur t appli-
ISO 1513, Peintures et vernis - Examen et préparation des
qué sur un support noir;
échantillons pour essais.
R est le facteur de réflexion d’un feuil d’épaisseur t appli-
ISO 1515, Peintures et vernis - Détermination des matières
qué sur un support blanc ayant un facteur de réflexion défini
volatiles et non volatiles.
R, (pour cette méthode, R, = 0,80);
ISO 2808, Peintures et vernis - Détermination de /‘épaisseur
du feuil. 1) S est le facteur de diffusion, en micromètres à la puissance
moins un (prn-1);
ISO 2811, Peintures et vernis - Détermination de /a masse
volumique. t est l’épaisseur, en micromètres, du feuil humide.
1) Actuellement au stade de projet. (Révision de I’ISO 2808-1974.)
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 6504/1-1983 (FI
Lorsqu’on utilise les équations (1) à (4) avec cette méthode, les 5 Appareillage et matériaux
valeurs mesurées du tristimulus Y de la CIE, divisées par 100,
doivent remplacer respectivement R, RB et R,.
5.1 Su bjectiles
est le rendement surfacique néces-
Le pouvoir masquant Vo 98
5.1.1 Détermination de R,
saire pour donner un rapport de contraste (R,IR) de 0,98; il est
déterminé au moyen de l’épaisseur équivalente de feuil f0 98
I
conformément à l’équation
5.1.1.1 Plaques en verre noir, planes, polies, d’au moins
6 mm d’épaisseur et d’au moins 200 mm x 200 mm de sur-
1000
face;
=-
V
t
ou
où
5.1.1.2 Feuille de polyester, claire, transparente, non trai-
V est le pouvoir masquant, en mètres carrés par litre;
tée, d’épaisseur comprise entre 30 et 100 prn et d’au moins
100 mm x 150 mm de surface, avec la plaque en verre
t est l’épaisseur, en micromètres, du feuil humide.
(5.1.1.1).
NOTE - Des feuilles de polyester du commerce se sont révélées satis-
A partir des équations (3) et (41, quand le rapport de contraste
faisantes.
(R,IR) est égal à 0,98,
5.1.2 Détermination de R,
- 0,8 + b coth bSto 98
a
I
= 0,98
(a + b coth bSt,,%) [l - 0,8 (a - b coth bSto,&l
5.1.2.1 Cartes en papier de surface lisse, facilement mouil-
lées par des peintures à l’eau ou au solvant mais imperméables
à ces peintures, et de facteur de réflexion semblable à la pein-
ou, après réarrangement,
ture soumise à l’essai.
Les couleurs appropriées des cartes sont grises pour les peintu-
. .(5)
t0,SB
res de faible réflectivité, blanches pour les peintures de réflecti-
vité élevée. Alternativement, des carreaux en céramique ou du
verre peuvent être utilisés.
où
-
D= 3,136 a [l - 0,98 (1 - 0,8 a)1 - 2,508 4 5.2 Applicateurs
Une série d’applicateurs donnant une gamme de feuils unifor-
=
(6)
.‘a mes, d’épaisseurs comprises entre 40 et 150 prn, est néces-
v 1 f = arcoth~zfy)= cd3
saire. Pour une application sur le verre, des applicateurs à bar-
reau conviennent, alors que, pour une application sur la feuille
de polyester ou sur les cartes en papier, des applicateurs à spi-
NOTE - Si y = coth X, x = arcoth y.
rale sont mieux appropriés.
On peut constater que, pour une valeur constante de R, (0,80)
Le feuil appliqué doit avoir une largeur d’au moins 150 mm
et du rapport de contraste (0,981, le facteur a est une fonction
(dans le cas de verre) ou d’au moins 70 mm (dans le cas de la
de R,.
feuille de polyester) de maniere à obtenir des surfaces, d’épais-
seur uniforme, d’au moins 100 mm x 125 mm ou
Le facteur de diffusion S est déterminé à partir du réarrange-
60 mm x 60 mm, respectivement. L’obtention de feuils
ment (7) de l’équation (31, les valeurs de a et b étant obtenues
d’épaisseurs uniformes est facilitée par l’emploi d’applicateurs
par calcul à partir des équations (1) et (21, respectivement :
automatiques, qu’il est recommandé d’utiliser.
5.3 Réflectomètre
St = . . . (7)
Un instrument photoélectrique donnant, avec une précision de
0,l %, une lecture proportionnelle à l’intensité de la lumière
Pour simplifier les calculs, on dispose de graphiques pour la
réfléchie sur la surface essayée, et ayant une réponse spectrale
détermination du produit St en fonction de RB et R,. Le fac-
proche du produit de la distribution spectrale relative d’énergie
teur de diffusion S est calculé en divisant St par l’épaisseur de
de l’illuminant CIE D 65 et de la composante trichromatique
feuil t, et Vo 98 est obtenu à partir des équations (5) et (6). Un
tableau des valeurs de a pour diverses valeurs de R, simplifie le spectrale y(n) de l’observateur de référence CIE.
calcul.
NOTES
NOTE - Les tableaux et graphiques appropriés sont donnés dans les 1 II est reconnu que la géométrie du faisceau illuminant et du détec-
normes DIN 53 162 et ASTM D 2865. Le tableau de l’annexe B est teur de lumière peut affecter les mesures de réflectances, mais on con-
celui, modifié, de la norme ASTM D 2865 et les graphiques provien- sidère que les variations dues à ce facteur pour les réflectométres com-
nent de I’OHc&/ Digest 35, 464, p.1871 (1963). merciaux doivent être considérablement inferieures aux valeurs de
2
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 6504/1-1983 (FI
Appliquer quelques millilitres de l’échantillon de peinture, sui-
reproductibilité mentionnées dans le chapitre 9. En cas de litige, utiliser
vant l’épaisseur de feuil nécessaire, sur une ligne à une extré-
la géométrie d/8O sans piége à brillant.
mité de la feuille de polyester et l’étendre immédiatement en
2 Dans des cas autres que ceux servant de référence, on pourra utili-
déplacant un applicateur approprié, a une vitesse régulière afin
. .
ser l’illuminant C.
d’obtenir un feuil d’épaisseur uniforme. Préparer quatre feuils
de cette manière.
5.4 Gabarit
Méthode utilisant des plaques en verre noir
Un gabarit métallique, rectangulaire, aux dimensions minimales 7.2.1.2
de surface de 100 mm x 125 mm, est nécessaire dans le cas
Appliquer quelques millilitres de l’échantillon de peinture sur
des feuils appliqués sur des plaques en verre noir. Dans le cas
des feuilles de polyester, un gabarit ou une étampe en métal une ligne à une extrémité de la plaque en verre noir (5.1.1.1) et
d’au moins 60 mm x 60 mm de surface est nécessaire. l’étendre immediatement en déplacant un applicateur appro-
prié, à une vitesse réguliére afin d’obtenir un feuil d’épaisseur
uniforme. Répéter l’application sur différentes plaques en verre
noir de facon à préparer quatre feuils d’épaisseurs uniformes
6 Échantillonnage
sensiblement identiques.
Prélever un échantillon représentatif du produit à essayer selon
I’ISO 1512.
7.2.1.3 Séchage et conditionnement
Examiner et préparer l’échantillon pour l’essai selon I’ISO 1513.
Les feuilles revêtues étant en position horizontale, sécher la
peinture selon un procédé approprié au type de peinture ou
agréé entre les parties. Conserver les feuilles revêtues seches à
7 Mode opératoire
une température de 23 k2 OC et dans une atmosphère sans
poussière, ayant une humidité relative de 50 + 5 %, durant au
7.1 Détermination de R,
moins 24 h et au plus 168 h, avant d’effectuer les mesurages du
facteur de réflexion.
Appliquer quelques millilitres de l’échantillon de peinture sur
une ligne à une extrémité du subjectile de papier et l’étendre
immédiatement en déplacant un applicateur approprié, à une
7.2.2 Mesurage du facteur de réflexion RB
vitesse réguliére afin d’obtenir un feuil d’épaisseur uniforme.
Répéter l’application afin d’obtenir des feuils secs d’épaisseurs
NOTE - Des variations de lecture sont l’indice d’une application non
uniformes égales à environ 75, 100, 125 et 150 pm. Sécher les uniforme de la peinture et sont dépendantes des techniques utilisées.
Si la fidélité (chapitre 9) n’est pas obtenue, il faudra reconsidérer la
revêtements comme décrit en 7.2.1.3. Mesurer le facteur de
technique utilisee.
réflexion de chaque revêtement, en quatre points, sur chaque
papier revêtu. Noter comme réflectivité R, la valeur du facteur
de réflexion qui est indépendante de l’épaisseur du feuil.
7.2.2.1 Méthode utilisant une feuille de polyester
NOTE - Si le facteur de réflexion continue d’augmenter lorsque
Fixer les feuilles de polyester revêtues sur des plaques en verre
l’épaisseur du feuil atteint 150 prn, il faut appliquer de nouvelles cou-
noir, en introduisant quelques gouttes de white spirit entre la
ches jusqu’à ce que le facteur de réflexion demeure constant.
surface inférieure de la feuille et le verre pour assurer un contact
optique.
...
Norme internationale 6504/ 1
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.ME>K~YHAPO~HAR OPTAHM3A~MR IlO CTAH~APTM3A~WloORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
i
Peintures et vernis - Détermination du pouvoir
masquant -
Partie 1 : Méthode de Kubelka-Munk pour les peintures
blanches et les peintures claires
Paints and varnishes - Determination of hiding power - Part I .= Kubelka-Munk method for white and light-coloured paints
Première édition - 1983-05-15
Réf. no : ISO 6504/1-1983 (F)
CDU 667.612.6
Descripteurs : peinture, essai, détermination, pouvoir masquant, mesurage optique, méthode par Mectométrie, feuil, épaisseur.
Prix basé sur 31 pages
---------------------- Page: 1 ----------------------
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
mentales, en liaison avec I’ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I’ISO.
La Norme internationale ISO 6504/1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 35,
Peintures et vernis, et a été soumise aux comités membres en avril 1981.
Les comités membres des pays suivants l’ont approuvée :
Allemagne, R. F.
Hongrie Portugal
Australie Inde
Roumanie
Autriche
Irlande Royaume-Uni
Belgique Italie
Sri Lanka
Brésil Kenya Suéde
Chine
Norvége Suisse
Dominicaine, République Pays- Bas Tchécoslovaquie
Egypte, Rép. arabe d’ Pologne
URSS
Les comités membres suivants l’ont désapprouvée pour des raisons
Pays
tech niques :
Canada
France
0
0 Organisation internationale de normalisation, 1983
Imprimé en Suisse
---------------------- Page: 2 ----------------------
NORME INTERNATIONALE
ISO 6504/1-1983 (F)
. .
Peintures et vernis - Détermination du pouvoir
masquant -
Partie 1 : Méthode de Kubelka-Munk pour les peintures
blanches et les peintures claires
ISO 3905, Peintures et vernis - Determination du rapport de
0 Introduction
contraste (pouvoir masquant) des peintures claires a un rende-
La présente Norme internationale fait partie d’une série de nor- ment surfacique détermine (en utilisant des cartes à contraste
mes traitant de l’échantillonnage et des essais des peintures, de noir et de blanc).
vernis et produits assimilés.
ISO 3906, Peintures et vernis - Détermination du rapport de
contraste (pouvoir masquantl des peintures claires a un rende-
L’ISO 3905 et I’ISO 3906 spécifient des méthodes de détermi-
ment surfacique détermine (en utilisant une feuille de
nation du rapport de contraste des peintures à un rendement
polyesterJ.
surfacique déterminé, en appliquant respectivement les feuils
de peinture sur des cartes à contraste de noir et de blanc et sur
3 Principe
des feuilles de polyester. Elles reposent sur le fait qu’il y a une
relation linéaire entre le rapport de contraste et l’inverse de
La méthode est basée sur les équations de Kubelka et Munk
l’épaisseur du feuil, au moins dans une gamme limitée d’épais-
reliant les coefficients d’absorption et de diffusion des feuils
seurs de feuil.
pigmentés à leur couleur et à leur opacité.
Le pouvoir masquant des peintures est généralement défini
comme le rendement surfacique nécessaire pour obtenir un Pour la détermination du pouvoir masquant, le facteur de
rapport de contraste de 98 %. La détermination de celui-ci, à reflexion RB et la réflectivité R, d’un feuil d’épaisseur t sont
l’aide des méthodes spécifiées dans I’ISO 3905 et I’ISO 3906, mesurés sur un support noir, pour introduction dans les équa-
prendrait trop de temps et demande un degré d’extrapolation
tions de Kubelka-Munk (chapitre 4).
considérable qui dépasse souvent les limites de linéarité de la
relation entre le rapport de contraste et le rendement surfaci-
4 Équations de Kubelka-Munk
que. En conséquence, une méthode de détermination du pou-
voir masquant mettant en jeu les équations de Kubelka-Munk
Les équations de Kubelka-Munk (K-M) nécessaires sont
reliant les coefficients de diffusion et d’absorption aux proprié-
tés optiques, devait être également normalisee.
1
1
. . .
=-R, +R (1)
a 2
00
( >
1 Objet et domaine d’application
b=a-R, . . .
(2)
La présente Norme internationale spécifie une méthode à utili-
1
RB =
l . .
(3)
ser pour déterminer le pouvoir masquant (rendement surfaci-
a + b coth bSt
que nécessaire pour obtenir un rapport de contraste de 98 %)
des peintures blanches ou claires. Elle est limitée aux feuils
1 - R, (a - b coth bSt)
ayant une valeur du tristimulus Y supérieure ou égale a 70. Elle R= . . .
(4)
a + b coth bSt - R,
n’est pas applicable aux peintures fluorescentes ou métalliques.
où
est la réflectivité, c’est-à-dire le facteur de réflexion
Ko
2 Références
d’un feuil suffisamment épais pour qu’une augmentation de
l’épaisseur ne modifie pas ce facteur;
ISO 1512, Peintures et vernis - Échantillonnage.
RB est le facteur de réflexion d’un feuil d’épaisseur t appli-
ISO 1513, Peintures et vernis - Examen et préparation des
qué sur un support noir;
échantillons pour essais.
R est le facteur de réflexion d’un feuil d’épaisseur t appli-
ISO 1515, Peintures et vernis - Détermination des matières
qué sur un support blanc ayant un facteur de réflexion défini
volatiles et non volatiles.
R, (pour cette méthode, R, = 0,80);
ISO 2808, Peintures et vernis - Détermination de /‘épaisseur
du feuil. 1) S est le facteur de diffusion, en micromètres à la puissance
moins un (prn-1);
ISO 2811, Peintures et vernis - Détermination de /a masse
volumique. t est l’épaisseur, en micromètres, du feuil humide.
1) Actuellement au stade de projet. (Révision de I’ISO 2808-1974.)
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 6504/1-1983 (FI
Lorsqu’on utilise les équations (1) à (4) avec cette méthode, les 5 Appareillage et matériaux
valeurs mesurées du tristimulus Y de la CIE, divisées par 100,
doivent remplacer respectivement R, RB et R,.
5.1 Su bjectiles
est le rendement surfacique néces-
Le pouvoir masquant Vo 98
5.1.1 Détermination de R,
saire pour donner un rapport de contraste (R,IR) de 0,98; il est
déterminé au moyen de l’épaisseur équivalente de feuil f0 98
I
conformément à l’équation
5.1.1.1 Plaques en verre noir, planes, polies, d’au moins
6 mm d’épaisseur et d’au moins 200 mm x 200 mm de sur-
1000
face;
=-
V
t
ou
où
5.1.1.2 Feuille de polyester, claire, transparente, non trai-
V est le pouvoir masquant, en mètres carrés par litre;
tée, d’épaisseur comprise entre 30 et 100 prn et d’au moins
100 mm x 150 mm de surface, avec la plaque en verre
t est l’épaisseur, en micromètres, du feuil humide.
(5.1.1.1).
NOTE - Des feuilles de polyester du commerce se sont révélées satis-
A partir des équations (3) et (41, quand le rapport de contraste
faisantes.
(R,IR) est égal à 0,98,
5.1.2 Détermination de R,
- 0,8 + b coth bSto 98
a
I
= 0,98
(a + b coth bSt,,%) [l - 0,8 (a - b coth bSto,&l
5.1.2.1 Cartes en papier de surface lisse, facilement mouil-
lées par des peintures à l’eau ou au solvant mais imperméables
à ces peintures, et de facteur de réflexion semblable à la pein-
ou, après réarrangement,
ture soumise à l’essai.
Les couleurs appropriées des cartes sont grises pour les peintu-
. .(5)
t0,SB
res de faible réflectivité, blanches pour les peintures de réflecti-
vité élevée. Alternativement, des carreaux en céramique ou du
verre peuvent être utilisés.
où
-
D= 3,136 a [l - 0,98 (1 - 0,8 a)1 - 2,508 4 5.2 Applicateurs
Une série d’applicateurs donnant une gamme de feuils unifor-
=
(6)
.‘a mes, d’épaisseurs comprises entre 40 et 150 prn, est néces-
v 1 f = arcoth~zfy)= cd3
saire. Pour une application sur le verre, des applicateurs à bar-
reau conviennent, alors que, pour une application sur la feuille
de polyester ou sur les cartes en papier, des applicateurs à spi-
NOTE - Si y = coth X, x = arcoth y.
rale sont mieux appropriés.
On peut constater que, pour une valeur constante de R, (0,80)
Le feuil appliqué doit avoir une largeur d’au moins 150 mm
et du rapport de contraste (0,981, le facteur a est une fonction
(dans le cas de verre) ou d’au moins 70 mm (dans le cas de la
de R,.
feuille de polyester) de maniere à obtenir des surfaces, d’épais-
seur uniforme, d’au moins 100 mm x 125 mm ou
Le facteur de diffusion S est déterminé à partir du réarrange-
60 mm x 60 mm, respectivement. L’obtention de feuils
ment (7) de l’équation (31, les valeurs de a et b étant obtenues
d’épaisseurs uniformes est facilitée par l’emploi d’applicateurs
par calcul à partir des équations (1) et (21, respectivement :
automatiques, qu’il est recommandé d’utiliser.
5.3 Réflectomètre
St = . . . (7)
Un instrument photoélectrique donnant, avec une précision de
0,l %, une lecture proportionnelle à l’intensité de la lumière
Pour simplifier les calculs, on dispose de graphiques pour la
réfléchie sur la surface essayée, et ayant une réponse spectrale
détermination du produit St en fonction de RB et R,. Le fac-
proche du produit de la distribution spectrale relative d’énergie
teur de diffusion S est calculé en divisant St par l’épaisseur de
de l’illuminant CIE D 65 et de la composante trichromatique
feuil t, et Vo 98 est obtenu à partir des équations (5) et (6). Un
tableau des valeurs de a pour diverses valeurs de R, simplifie le spectrale y(n) de l’observateur de référence CIE.
calcul.
NOTES
NOTE - Les tableaux et graphiques appropriés sont donnés dans les 1 II est reconnu que la géométrie du faisceau illuminant et du détec-
normes DIN 53 162 et ASTM D 2865. Le tableau de l’annexe B est teur de lumière peut affecter les mesures de réflectances, mais on con-
celui, modifié, de la norme ASTM D 2865 et les graphiques provien- sidère que les variations dues à ce facteur pour les réflectométres com-
nent de I’OHc&/ Digest 35, 464, p.1871 (1963). merciaux doivent être considérablement inferieures aux valeurs de
2
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 6504/1-1983 (FI
Appliquer quelques millilitres de l’échantillon de peinture, sui-
reproductibilité mentionnées dans le chapitre 9. En cas de litige, utiliser
vant l’épaisseur de feuil nécessaire, sur une ligne à une extré-
la géométrie d/8O sans piége à brillant.
mité de la feuille de polyester et l’étendre immédiatement en
2 Dans des cas autres que ceux servant de référence, on pourra utili-
déplacant un applicateur approprié, a une vitesse régulière afin
. .
ser l’illuminant C.
d’obtenir un feuil d’épaisseur uniforme. Préparer quatre feuils
de cette manière.
5.4 Gabarit
Méthode utilisant des plaques en verre noir
Un gabarit métallique, rectangulaire, aux dimensions minimales 7.2.1.2
de surface de 100 mm x 125 mm, est nécessaire dans le cas
Appliquer quelques millilitres de l’échantillon de peinture sur
des feuils appliqués sur des plaques en verre noir. Dans le cas
des feuilles de polyester, un gabarit ou une étampe en métal une ligne à une extrémité de la plaque en verre noir (5.1.1.1) et
d’au moins 60 mm x 60 mm de surface est nécessaire. l’étendre immediatement en déplacant un applicateur appro-
prié, à une vitesse réguliére afin d’obtenir un feuil d’épaisseur
uniforme. Répéter l’application sur différentes plaques en verre
noir de facon à préparer quatre feuils d’épaisseurs uniformes
6 Échantillonnage
sensiblement identiques.
Prélever un échantillon représentatif du produit à essayer selon
I’ISO 1512.
7.2.1.3 Séchage et conditionnement
Examiner et préparer l’échantillon pour l’essai selon I’ISO 1513.
Les feuilles revêtues étant en position horizontale, sécher la
peinture selon un procédé approprié au type de peinture ou
agréé entre les parties. Conserver les feuilles revêtues seches à
7 Mode opératoire
une température de 23 k2 OC et dans une atmosphère sans
poussière, ayant une humidité relative de 50 + 5 %, durant au
7.1 Détermination de R,
moins 24 h et au plus 168 h, avant d’effectuer les mesurages du
facteur de réflexion.
Appliquer quelques millilitres de l’échantillon de peinture sur
une ligne à une extrémité du subjectile de papier et l’étendre
immédiatement en déplacant un applicateur approprié, à une
7.2.2 Mesurage du facteur de réflexion RB
vitesse réguliére afin d’obtenir un feuil d’épaisseur uniforme.
Répéter l’application afin d’obtenir des feuils secs d’épaisseurs
NOTE - Des variations de lecture sont l’indice d’une application non
uniformes égales à environ 75, 100, 125 et 150 pm. Sécher les uniforme de la peinture et sont dépendantes des techniques utilisées.
Si la fidélité (chapitre 9) n’est pas obtenue, il faudra reconsidérer la
revêtements comme décrit en 7.2.1.3. Mesurer le facteur de
technique utilisee.
réflexion de chaque revêtement, en quatre points, sur chaque
papier revêtu. Noter comme réflectivité R, la valeur du facteur
de réflexion qui est indépendante de l’épaisseur du feuil.
7.2.2.1 Méthode utilisant une feuille de polyester
NOTE - Si le facteur de réflexion continue d’augmenter lorsque
Fixer les feuilles de polyester revêtues sur des plaques en verre
l’épaisseur du feuil atteint 150 prn, il faut appliquer de nouvelles cou-
noir, en introduisant quelques gouttes de white spirit entre la
ches jusqu’à ce que le facteur de réflexion demeure constant.
surface inférieure de la feuille et le verre pour assurer un contact
optique.
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.