ISO/TS 14778 Papel y cartón: medición del ángulo de contacto con el agua con métodos ópticos

ISO/TS 14778 Papel y cartón: medición del ángulo de contacto con el agua con métodos ópticos

La norma "ISO/TS 14778 Papel y cartón - Medición del ángulo de contacto con el agua mediante métodos ópticos" desarrollada por la Organización Internacional de Normalización (ISO) describe un procedimiento para la evaluación óptica del ángulo de contacto entre el agua y la superficie del papel y cartón. . Aquí el proceso de formación de gotas, aplicación sobre sustratos planos o medición de la forma de las gotas en contacto con el sólido se lleva a cabo mediante equipos automatizados.

ISO/TS 14778 Papel y cartón: medición del ángulo de contacto con el agua con métodos ópticos

Los límites de medición están determinados por las capacidades de la instrumentación utilizada. Las capacidades instrumentales definidas en esta norma utilizan un sistema de captura de imágenes digitales que funciona a una velocidad de al menos 50 fotogramas por segundo y requieren la capacidad de realizar la primera medición después de no más de 20 ms a 40 ms de contacto entre la gota y el sustrato. . Este método de prueba se puede aplicar a la mayoría de los tipos de papel o cartón, pero no a materiales estructurados.

Para los efectos de esta norma, se aplican los siguientes términos y definiciones:

  • La línea de base, la línea de contacto entre la gota de agua y la superficie del papel o cartón, se determina por medios ópticos y se toma como el plano en el que se mide el ángulo de contacto. La medición precisa del ángulo de contacto requiere una evaluación precisa de la línea de base. Para que el sistema óptico obtenga la mejor estimación de la línea de base, puede ser necesario inclinar la cámara para ver la gota ligeramente desde arriba en un ángulo poco profundo (normalmente de 0 a 0 grados con respecto a la horizontal) en lugar de directamente desde un lado ( 3 grados). La experiencia demuestra que este pequeño cambio en el ángulo de visión no afecta el valor del ángulo de contacto medido, pero puede mejorar la percepción de la línea de base.
  • El ángulo de contacto se refiere al ángulo desde uno de los tres puntos de fase hasta una línea de base establecida mediante una tangente en el contorno de la gota en el tiempo de contacto especificado. El ángulo de contacto se expresa en grados.
  • El tiempo de contacto, la duración de los contactos entre la gota de agua y la superficie de la pieza de prueba, se mide automáticamente desde el momento en que se activa el mecanismo de sincronización hasta el momento de la medición.
  • La altura de la gota es la distancia desde la parte superior de la gota en contacto con la superficie de la pieza de prueba, medida desde la línea base en el tiempo de contacto especificado. La altura de las gotas se expresa en milímetros.
  • Diámetro del fondo de la gota, el ancho máximo del fondo de la gota en contacto con la superficie de la pieza de prueba, medido a lo largo de la línea base en el tiempo de contacto especificado. El diámetro de la base de la gota se expresa en milímetros.
  • El punto de tres fases se refiere a la intersección de las líneas límite líquido/sólido, líquido/gas y sólido/gas.

En principio, cuando se aplica una gota de agua a la superficie plana horizontal de papel o cartón, el ángulo de contacto de la gota con el material se evalúa mediante imágenes ópticas digitales.

Como reactivo se utiliza agua destilada con una tensión superficial de al menos 13530 mN/m a 23 grados, como se especifica en la norma ISO 72. Este método se puede utilizar con otros líquidos siempre que puedan dispersarse en forma de gotas mediante el sistema de distribución de líquidos descrito en esta norma y no causen una hinchazón significativa del sustrato de modo que la línea base ya no sea identificable durante la escala de tiempo de las mediciones. . Además, para líquidos con alta presión de vapor, la velocidad de evaporación puede ser demasiado rápida para permitir el uso de la técnica, a menos que se lleve a cabo en una atmósfera saturada de vapor (por ejemplo, una cubeta de vidrio cerrada que contenga unas gotas de disolvente). Los valores de ángulo de contacto producidos con otros líquidos no son comparables a los valores producidos con agua.

Algunos dispositivos de medición de ángulos de contacto tienen la capacidad de calentar líquidos antes de que se formen gotas. El calentamiento cambia tanto la tensión superficial como la viscosidad, las cuales pueden afectar el ángulo de contacto. Si el líquido se calienta, se trata de una desviación del estándar.

Muchos dispositivos de medición del ángulo de contacto también pueden medir la tensión superficial del líquido y pueden usarse para estudiar la tensión superficial del agua. Se recomienda comprobar periódicamente que el agua no esté contaminada ya que esto repercutirá directamente en las lecturas del ángulo de contacto.

El principal equipo utilizado en estas pruebas incluye:

  • Plataforma con mecanismo de sujeción.
  • fuente de luz
  • sistema de entrega de liquido
  • Sistema de aplicación de caída
  • Sistema de captura de imágenes
  • sistema de sincronización
  • Software de análisis de imágenes adecuado

Se preparan suficientes piezas de prueba para realizar al menos 5 mediciones válidas en cada lado, bajo las mismas condiciones atmosféricas utilizadas para acondicionar la muestra antes de comenzar la prueba. Se evita el contacto del área de prueba con las manos o los dedos, y es necesario evitar pliegues, arrugas, grietas y otros defectos, incluidas las marcas de agua.

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