UL Materials Testing and Certification (English)
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Zur Bestimmung der Entflammbarkeit von Kunststoffen gibt es zwei Vorauswahl-Prüfverfahren. Das erste Verfahren bestimmt das Brandverhalten, nach der Beflammung der Probe. Das Prüfverfahren ist in UL 94, der Norm zur Prüfung der Entflammbarkeit von Kunststoffen für Komponenten in Elektro- und Haushaltsgeräten, beschrieben, diese wurde mit IEC 60707, 60695-11-10 und 60695-11-20 sowie ISO 9772 und 9773 harmonisiert.
Das zweite Verfahren dient zur Bestimmung der Entzündungsbeständigkeit eines Kunststoffes gegenüber elektrischen Zündquellen. Die Beständigkeit eines Materials gegenüber Entzündung und Kriechstrombildung ist in UL 746A beschrieben, die den Prüfverfahren in IEC 60112, 60695 und 60950 ähnelt.
UL 94, Brandklassifizierungen
Gemäß UL 94 gibt es 12 Brandklassifizierungen für Materialien, die anhand gezielter Brandversuche bestimmt werden. Diese Klassifizierungen, die in jeweils absteigender Reihenfolge in die folgenden drei Gruppen aufgelistet sind, gelten zur Unterscheidung der Brandmerkmale eines Materials, nachdem Proben einer bestimmten Brandprüfung unter kontrollierten Laborbedingungen ausgesetzt wurden.
- Sechs Prüfklassen (5VA, 5VB, V-0, V-1, V-2, HB) betreffen Materialien, welche üblicherweise in Gehäusen, strukturellen Teilen und Isolierungen von Unterhaltungselektronik verwendet werden.
- Drei weitere Prüfklassen (HF-1, HF-2, HBF) betreffen Schaumstoffmaterialien geringerer Dichte, welche üblicherweise in Lautsprecherabdeckungen und Schalldämmungen eingesetzt werden.
- Die restlichen drei Klassen (VTM-0, VTM-1, VTM-2) betreffen dünne Folien, die normalerweise keine horizontale Tragfähigkeit besitzen. Diese werden meist als Trägermaterial für flexiblen Leiterplatten verwendet.
Horizontale vs. vertikale Ausrichtung
Die aus dem zu testenden Kunststoff geformten Prüfkörper werden je nach den Spezifikationen der jeweiligen Prüfmethode entweder horizontal oder vertikal ausgerichtet. Anschließend werden sie für eine bestimmte Zeit einer definierten Beflammung ausgesetzt. Bei einigen Prüfverfahren wird der Probekörper nur einmal beflammt, wie bei der Prüfung des horizontalen Brandverhaltens (HB), während in anderen Prüfverfahren mindestens zweimal beflammt wird.
Eine HB-Brennbarkeitsklassifizierung gibt an, dass das horizontale Brandverhalten eines Materials getestet wurde und die Brandgeschwindigkeit unter einem definierten Grenzwert lag.
Die drei vertikalen Prüfklassen V2, V1 und V0 zeigen an, dass das Material in einer vertikalen Position getestet wurde und innerhalb einer bestimmten Zeit nach Entfernen der Prüfflamme selbstständig erloschen ist. Die Prüfklassen für das vertikale Brandverhalten geben auch an, ob brennende Partikel abtropfen und ob diese einen unter dem Prüfkörper platzierten Baumwollindikator entzünden.
UL 94 beschreibt auch ein Verfahren zur Bestimmung der 5VA- oder 5VB-Klassifizierung, bei dem die Prüfflamme fünfmal angelegt wird. Diese gezielten Prüfverfahren messen die Brandeigenschaften eines Materials nach einer definierten Beflammung.
Unterschiede in den Prüfverfahren und deren Kriterien
Bei der Brennbarkeitsprüfung von Kunststoffen, die üblicherweise für die Herstellung von Gehäusen und Bauteilen/Isolatoren in Elektronikprodukten verwendet werden (5VA, 5VB, V-0, V-1, V-2 und HB), wird ein Material der Klassifizierung 5VA oder 5VB einer Zündquelle ausgesetzt, die etwa zehnmal stärker ist, als die in den Prüfungen für V-0, V-1, V-2 und HB. Außerdem dürfen sich von diesen Proben keine brennenden Partikel lösen. Drei der in der UL 94 spezifizierten Klassifizierungen beziehen sich auf Schaumstoffmaterialien geringerer Dichte, wie sie üblicherweise in Lautsprecherabdeckungen und Schalldämmungen eingesetzt werden (HF-1, HF-2, HBF). Die verbleibenden drei Brennbarkeitsklassen (VTM-0, VTM-1, VTM-2) betreffen dünne Folien, die üblicherweise in flexiblen Leiterplatten verwendet werden und im Allgemeinen keine horizontale Tragfähigkeit besitzen. Die Brennbarkeitsklassifizierung VTM-0 kann nicht mit der Klassifizierung V-0 verglichen werden, da die Prüfverfahren unterschiedlich sind. Ebenso können die Klassifizierungen VTM-1 und VTM-2 nicht als gleichwertig mit den Klassifizierungen V-1 bzw. V-2 angesehen werden.
Brandverhalten
Brandverhalten UL 94 HB – Horizontal
Die horizontale Brandprüfung wird zur Bestimmung der HB-Brennbarkeitsklasse eines Materials verwendet. Die Brennbarkeitsklasse eines Prüfkörpers wird dabei in Abhängigkeit von der Brenngeschwindigkeit und unter Berücksichtigung der Materialstärke berechnet.
Normen für Brandverhalten UL 94 HB
UL 94
Auf Anfrage:
(IEC) DIN EN 60695-11-10A, ASTM D635 oder vergleichbare Normen
Brandverhalten UL 94 V – 50 W, 20 mm Vertikal
Dieses Prüfverfahren wird zur Bestimmung der Brennbarkeitsklassen UL 94 V-0, V-1 und V-2 verwendet. Bei der Prüfung werden sowohl die Brenn- und Nachglühzeit als auch das brennende Abtropfen des Prüfkörpers bewertet.
Normen für Brandverhalten UL 94 V
UL 94
Auf Anfrage:
(IEC) DIN EN 60695-11-10B, ASTM D3801 oder vergleichbare Normen
Brandverhalten UL 94 5V – 500 W, 125 mm Vertikal
Dieses Prüfverfahren wird zur Bestimmung der Brennbarkeitsklassen UL 94-5VA und -5VB verwendet.
Bei der Prüfung werden sowohl das Brennverhalten an Stäben sowie eine eventuelle Lochbildung an Platten beurteilt.
Normen für Brandverhalten UL 94 5V
UL 94
Auf Anfrage:
(IEC) DIN EN 60695-11-20 oder vergleichbare Normen
Brandverhalten UL 94 VTM – Vertikal, dünnes Material
Dieses Prüfverfahren wird zur Bestimmung der Brennbarkeitsklassen UL 94 VTM-0, VTM-1 und VTM-2 dünner Materialien verwendet. Voraussetzung einer VTM-Klassifizierung ist eine nicht bestandene UL 94 V-Prüfung.
Bei der Prüfung werden sowohl die Brenn- und Nachglühzeit als auch das brennende Abtropfen des Prüfkörpers bewertet.
Normen für Brandverhalten UL 94 VTM
UL 94 oder vergleichbare Normen
Brandverhalten UL 94 HBF – Horizontal, geschäumtes Material
Die horizontale Brandprüfung an geschäumten Materialien wird zur Bestimmung der Brennbarkeitsklassen UL 94-HBF, HF-1 und HF-2 unter Berücksichtigung der ermittelten Dichte verwendet.
Normen für Brandverhalten UL 94 HBF
UL 94, ASTM D4986, ISO 9772 oder vergleichbare Normen
- Prüfkriterien für Brandverhalten UL 94 HB – Horizontal
Vorbehandlung:
48 Stunden / 23 °C / 50% rel. Feuchte
Beflammung 20 mm, Tirillbrennerflamme Beflammungszeit 30 s Erreicht die Flammenfront innerhalb von 30 s die erste Messmarke, wird die Beflammung beendet.
Prüfkriterien Brandgeschwindigkeit Brennbarkeitsklassen Prüfkörperdicke 3–13 mm ≤ 40 mm/min HB Prüfkörperdicke < 3 mm ≤ 75 mm/min HB Flamme erlischt vor der ersten Markierung = 0 mm/min HB - Prüfkriterien für Brandverhalten UL 94 V – 50 W, 20mm Vertikal
Vorbehandlung:
2 Tage / 23 °C / 50 % rel. Feuchte7 Tage / 70 °C / Heißluftofen
Flammhöhe 20 mm Beflammungszeit 2 x 10 s Die zweite Beflammungszeit beginnt, sobald die erste Nachbrennzeit endet Brennbarkeitsklassen UL 94 V Prüfkriterien V-0 V-1 V-2 Brennzeit jedes einzelnen Stabes (s) (nach der 1. und 2. Beflammung) ≤10 ≤30 ≤30 Gesamtbrennzeit (s) (10 Beflammungen) ≤50 ≤250 ≤250 Brenn- und Nachglühzeiten nach zweiter Beflammung (s) ≤30 ≤60 ≤60 Brennendes Abtropfen (Entzündung der Watte) Nein Nein Ja Abbrennen bis zur Halteklammer (Prüfkörper vollständig verbrannt) Nein Nein Nein - Prüfkriterien für Brandverhalten UL 94 5V – 500 W, 125 mm Vertikal
Vorbehandlung:
2 Tage / 23 °C / 50 % rel. Feuchte.7 Tage / 70 °C / Heißluftofen
Brennbarkeitsklassen UL 94 Prüfkriterien (Prüfkörper) 5 VA 5 VB Brenn- und Nachglühzeiten nach fünfter Beflammung (s) ≤60 ≤60 Brennendes Abtropfen Nein Nein Lochbildung Nein Ja - Prüfkriterien für Brandverhalten UL 94 VTM – Vertikal, dünnes Material
Vorbehandlung:
2 Tage / 23 °C / 50 % rel. Feuchte7 Tage / 70 °C / Heißluftofen
Flammhöhe 20 mm Beflammungszeit 2 x 3 s Die zweite Beflammungszeit beginnt, sobald die erste Brennzeit endet Brennbarkeitsklassen UL 94 VTM Prüfkriterien VTM-0 VTM-1 VTM-2 Brennzeit jedes einzelnen Stabes (s) (nach der 1. und 2. Beflammung) ≤ 10 ≤ 30 ≤ 30 Gesamtbrennzeit (s) (10 Beflammungen) ≤ 50 ≤ 250 ≤ 250 Brenn- und Nachglühzeiten nach zweiter Beflammung (s) ≤ 30 ≤ 60 ≤ 60 Brennendes Abtropfen (Entzündung der Watte) Nein Nein Ja Abbrennen bis zur Halteklammer (Probe brennt vollständig ab) Nein Nein Nein - Prüfkriterien für Brandverhalten UL 94 HBF – Horizontal, geschäumtes Material
Vorbehandlung:
2 Tage / 23 °C / 50 % rel. Feuchte.7 Tage / 70 °C / Heißluftofen
Flammenhöhe 38 mm Beflammungszeit 60 s Brennbarkeitsklassen UL 94 HBF Prüfkriterien (Prüfkörper) HF-1 HF-2 Brennzeit (s) 4/5 ≤ 2
1/5 ≤ 104/5 ≤ 2
1/5 ≤ 10Brenn- und Nachglühzeit jedes einzelnen Stabes (s) ≤ 30 ≤ 30 Brennendes Abtropfen (Entzündung der Watte) Nein Ja Beschädigte Länge jedes einzelnen Stabes (mm) < 60 < 60 Kriterien für eine HBF-Klassifizierung
- Brandgeschwindigkeit ≤ 40 mm über eine Strecke von 100 mm
- Flamme oder Glut erlischt vor der 125 mm-Markierung
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