Was ist der UL 94-Standard?

Was ist UL 94?

UL 94 ist ein Sicherheitsstandard für Entflammbarkeitstests von Kunststoffmaterialien für Teile in elektrischen Geräten und Anlagen, zertifiziert von UL in den USA. Auf dieser Seite werden die Merkmale von UL 94 und die verwendeten Testmethoden erläutert.

1. Was bedeutet UL?

UL ist eine Abkürzung für das US-amerikanische Produktsicherheitsunternehmen UL Solutions bzw. die von diesem Unternehmen ausgestellten Zertifizierungen. UL Solutions ist eine von drei Organisationen, die UL Enterprises bilden, das früher als Underwriters Laboratories Inc. oder Underwriters Laboratories Limited Liability Company (UL LLC) bekannt war. UL Solutions bietet Zertifizierungen für Materialien, Komponenten, Geräte, Werkzeuge und Endprodukte mit Originalstandards und Bewertungsmethoden basierend auf Funktionalität und Sicherheit für jeden Produkttyp. Wenn ein Hersteller einen Antrag einreicht, wird das Produkt gemäß dem Standard bewertet, und wenn es die Bewertung besteht, kann das Produkt mit dem Zertifizierungssymbol gekennzeichnet werden.

UL-Standards bescheinigen, dass die Testergebnisse der eingereichten Proben den festgelegten Standards entsprechen; dies stellt jedoch keine Garantie für das Produkt dar. Produkte, die den Test bestanden haben, können mit dem Zertifizierungssymbol gekennzeichnet werden, das den Benutzern bei der Produktauswahl hilft. Die UL-Zertifizierung genießt aufgrund der praktischen und angemessenen Testmethoden, des robusten und unparteiischen Betriebs und der Nachverfolgung, beispielsweise unangekündigter Inspektionen, breites Vertrauen und Unterstützung. Für einige Produkttypen werden die UL-Standards fast wie Industriestandards behandelt und beeinflussen sogar nationale und internationale Standards.

Bei Kunststoffen ist insbesondere der UL-Entflammbarkeitsstandard weltweit anerkannt und mit vielen nationalen und internationalen Normen harmonisiert. Aus diesem Grund wird die UL-Zertifizierung bei Kunststoffprodukten häufig öffentlich bekannt gegeben.

2. Merkmale von UL 94

Bei der UL 94-Prüfung werden Prüfkörper nach festgelegten Methoden tatsächlich verbrannt und das Produkt wird je nach den Ergebnissen, beispielsweise wie lange es dauert, bis die Flamme erlischt, bewertet. Die Form der Probe, die Bedingungen, die Zündquelle, die Brennmethode, die Bewertungen nach Brennstatus und die Kriterien sind in der veröffentlichten Norm detailliert festgelegt.

3. Brennprüfverfahren

3-1. Gliederung

UL94 umfasst den horizontalen Brenntest (HB), der die Brenngeschwindigkeit prüft, den vertikalen Brenntest (V), der prüft, wie lange es dauert, bis das Brennen aufhört, und den 5V-Test für Anwendungen, die eine besonders hohe Flammhemmung erfordern, wie z. B. große Produkte. Die Entflammbarkeit wird anhand der Brenndauer und der Brenngeschwindigkeit bewertet.

3-2. Horizontaler Brennversuch

3-2-1. Prüfgeräte
Abbildung 1 zeigt den Aufbau des Tests. Ein Ende des Probenstreifens wird horizontal am Ständer befestigt, wobei die kurze Seite um 45° geneigt ist. Unter der Probe wird in einem Abstand von 10 ± 1 mm ein 20-Maschen-Drahtgewebe angebracht, um eventuelle Tropfen des geschmolzenen Kunststoffs aufzufangen.

3-2-2. Prüflinge
Wie in Abbildung 2 dargestellt, wird für den Test ein Probenstreifen mit einer Breite von 13,0 ± 0,5 mm, einer Länge von 125 ± 5 mm und der erforderlichen Dicke verwendet (Anwendungen sind für Dicken bis zu 13 mm möglich). Es werden drei Proben jeder Dicke verwendet. Vor dem Test müssen die Proben mindestens 48 Stunden lang bei 23 ± 2 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 ± 10 % konditioniert werden. Die Linien werden bei 25 ± 1 mm und 100 ± 1 mm vom zu entzündenden Ende entfernt markiert.

3-2-3. Zündquelle
Beim horizontalen Brennversuch wird ein Bunsenbrenner mit einem Innendurchmesser von 9,5 mm verwendet, wobei die Flammenlänge auf 20 mm eingestellt ist.

3-2-4. Testmethode
Die Brennerflamme wird 30 Sekunden lang auf eine Stelle 6±1 mm vom Rand der Probe entfernt gehalten und dann entfernt. Wenn die Flamme innerhalb von 30 Sekunden die 25-mm-Markierung erreicht, wird die Flamme entfernt. Nach dem Entfernen der Flamme wird die Zeit gemessen, die die Flamme braucht, um von der 25-mm-Markierung die 100-mm-Markierung zu erreichen, um die Brenngeschwindigkeit zu ermitteln. Wenn die Flamme die 100-mm-Markierung nicht erreicht, werden die Verbrennungszeit und der Abstand von der 25-mm-Markierung gemessen.

3-2-5. Kriterien
Materialien, die eines der unten aufgeführten Kriterien erfüllen, sind als UL 94HB zertifiziert.

Probendicke	Brenngeschwindigkeit
Jede Dicke	Die Flamme erlischt vor Erreichen der 25 mm bzw. 100 mm Marke
3,0 bis 13 mm	≤ 40 mm/min
Weniger als 3,0 mm	≤ 75 mm/min

 

→ Klicken Sie hier, um die HB-zertifizierten Materialien von Asahi Kasei anzuzeigen

3-3. Vertikaler Brenntest

3-3-1. Prüfgeräte
Die Probe wird am oberen Ende festgeklemmt, um sie vertikal zu halten, wie in Abbildung 3 gezeigt. Ein chirurgischer Wattebausch wird in einem Abstand von 300 ± 10 mm vom Ende der Probe platziert.

3-3-2. Prüflinge
Es werden fünf Probenstreifen für jede Dicke verwendet, die die gleiche Form wie die Proben für den horizontalen Brennversuch haben, wie in Abbildung 2 dargestellt.

3-3-3. Zündquelle
Der vertikale Brenntest verwendet wie der horizontale Brenntest einen Bunsenbrenner mit einem Innendurchmesser von 9,5 mm und einer Flammenlänge von 20 mm.

3-3-4. Testmethode
Eine Flamme wird an das untere Ende der Probe angelegt, aufgebaut wie in Abbildung 3. Die Flamme wird nach 10 Sekunden entfernt. Wenn die Probe innerhalb von 30 Sekunden aufhört zu brennen, wird die Brennerflamme sofort für weitere 10 Sekunden angelegt. Die folgenden Punkte in Bezug auf Brenndauer, Abtropfen und erreichte Position werden für fünf Proben aufgezeichnet.

• Brenndauer nach der ersten Beflammung
• Brenndauer nach zweiter Beflammung
• Brenn- und Nachglühzeit nach zweiter Beflammung
• Ob die Verbrennung die Halteklammer erreicht
• Entzündung von Wattebällchen durch herabtropfenden geschmolzenen Kunststoff

 
3-3-5. Kriterien
Materialien, die die folgenden Kriterien erfüllen, sind als UL 94 V-0, UL 94 V-1 oder UL94 V-2 zertifiziert.

Artikel	UL 94 V-0	UL 94 V-1	UL 94 V-2
Brenndauer für jedes Exemplar	≤10 Sekunden	≤30 Sekunden
Gesamtbrenndauer für 5 Exemplare	≤50 Sekunden	≤250 Sekunden
Nachleuchtdauer für jede Probe	≤30 Sekunden	≤60 Sekunden
Nach oben brennen	Die Verbrennung erreicht nicht die Halteklammer
Entzünden von Wattebällchen	NEIN		Ja

　

→ Klicken Sie hier, um die V-0-zertifizierten Materialien von Asahi Kasei anzuzeigen

→ Klicken Sie hier, um die V-1-zertifizierten Materialien von Asahi Kasei anzuzeigen

→ Klicken Sie hier, um die V-2-zertifizierten Materialien von Asahi Kasei anzuzeigen

3-4. Der 5V-Test

3-4-1. Gliederung
Der 5V-Test ist ein Brenntest, der an Materialien der Klassifizierung V-0 oder V-1 durchgeführt wird. Er besteht aus einem vertikalen Brenntest mit einem Probenstreifen und einem Flachplatten-Brenntest.

3-4-2. Vertikaler Brenntest

• Testgeräte:
  Der Probenstreifen wird mit einer Klammer, wie in Abbildung 4 dargestellt, vertikal fixiert, so dass eine Flamme in einem Winkel von 20° angelegt werden kann. Auf dem Boden wird chirurgische Watte platziert.

• Prüflinge: Für den Test werden Prüfstreifen mit der in Abbildung 2 dargestellten Form verwendet.
• Zündquelle: Beim Test wird ein Bunsenbrenner mit einem Innendurchmesser von 9,5 mm verwendet, wobei die Flammenlänge auf 125 ± 10 mm und die blaue Flammenlänge auf 40 ± 2 mm eingestellt ist.
• Testmethode: Eine Flamme wird fünf Sekunden lang auf das untere Ende der Probe gerichtet und dann fünf Sekunden lang entfernt. Dies wird fünfmal wiederholt und das Verbrennen der Probe wird beobachtet und aufgezeichnet.

3-4-3. Flachplatten-Brenntest

• Testgerät: Eine quadratische, flache Platte mit 150 mm Kantenlänge wird wie in Abbildung 5 gezeigt horizontal befestigt, sodass eine Flamme in einem Winkel von 20° auf die Mitte der Platte gerichtet werden kann.
• Prüflinge: Bei diesem Test wird eine flache Platte mit den Abmessungen 150 mm x 150 mm verwendet.
• Zündquelle: Die Flammenlänge des Brenners ist auf 125 ± 10 mm eingestellt, genauso wie beim Probenstreifentest.
• Testmethode: Unterhalb der Mitte der flachen Platte wird fünf Sekunden lang eine Flamme angelegt, dann fünf Sekunden lang entfernt. Dieser Vorgang wird fünf Mal wiederholt und das Verbrennen der Probe wird beobachtet und aufgezeichnet.

• Kriterien: Basierend auf den Ergebnissen jedes Tests werden Materialien, die die folgenden Kriterien erfüllen, als 5VA oder 5VB zertifiziert.

Eigentum	5VA	5VB
Verwendetes Material	Konform mit V-0 oder V-1
Vertikaler Brennversuch	Brenndauer + Nachglühzeit nach 5. Beflammung ≤60 Sekunden
	Wattebällchen, die nicht durch Tropfen entzündet werden
Flachplattentest	Es entstanden keine Löcher	Löcher gebildet

 

→ Klicken Sie hier, um die 5VA-zertifizierten Materialien von Asahi Kasei anzuzeigen

→ Klicken Sie hier, um die 5VB-zertifizierten Materialien von Asahi Kasei anzuzeigen

Nach den oben genannten Tests zertifizierte Produkte:

• erhalten einen Registrierungscode (ID)
• dürfen die UL-Kennzeichnung tragen
• erhalten eine Karte (UL Yellow Card) mit den Zertifizierungsdetails.
  Klicken Sie hier, um nach den bei Asahi Kasei UL Yellow Card registrierten Materialien zu suchen.​

 

Neben den UL-Normen gibt es noch weitere branchenspezifische Entflammbarkeitstests für Kunststoffe.
Ein Beispiel hierfür ist die Norm EN 45545 für die europäische Eisenbahnindustrie. Bei Eisenbahnen und anderen öffentlichen Verkehrsmitteln kann in einem Tunnel oder in der U-Bahn ein Feuer ausbrechen, wo eine sichere Evakuierung der Passagiere schwierig wäre. In solchen Fällen muss die Ausbreitung des Feuers so weit wie möglich verlangsamt werden, damit die Passagiere sicher ins Freie gelangen können. Dies bedeutet, dass die Brandschutzanforderungen an die verwendeten Materialien strenger sein müssen.
EN 45545 legt Brandschutzanforderungen für Schienenfahrzeuge unter Berücksichtigung verschiedener Gefahrenstufen fest und ist ein europäischer Rechtsrahmen. EN 45545 wurde 2013 erstmals veröffentlicht und ist mittlerweile in ganz Europa verbindlich. Auch in Asien gibt es zunehmend Anforderungen an Materialien, die dieser Norm entsprechen. EN 45545-2 ist der Teil von EN 45545, der Anforderungen an Materialien und Komponenten festlegt. Produkte, die in europäischen Eisenbahnen eingesetzt werden, müssen Materialien verwenden, die EN 45545-2 entsprechen.

→ Klicken Sie hier für Harzmaterialien, die der europäischen Bahnnorm EN 45545-2 entsprechen

(Geschrieben von Isao Sato, Technisches Büro von Isao Sato)

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