難燃性評価および試験基準の概要

1. 難燃性評価の概念

難燃性評価試験は、材料の炎の広がりに対する抵抗力を評価する方法である。一般的な規格には、UL94、IEC 60695-11-10、GB/T 5169.16などがある。UL94規格では、機器・器具部品用プラスチック材料の燃焼性試験難燃性等級は、試験の厳しさと用途に基づいて、HB、V-2、V-1、V-0、5VA、5VB、VTM-0、VTM-1、VTM-2、HBF、HF1、HF2 の 12 レベルに分類されます。

一般的によく使用される難燃性等級は V-0 から V-2 までの範囲で、V-0 は最高の難燃性能を示します。

1.1 4つの難燃性等級の定義

HB（水平燃焼）:
HB等級は、材料がゆっくりと燃焼するが、自己消火しないことを示します。これはUL94における最低レベルであり、通常、垂直試験方法（V-0、V-1、またはV-2）が適用できない場合に使用されます。

V-2（垂直燃焼 – レベル2）
V-2等級は、10秒間の垂直燃焼試験を2回実施することを意味します。炎を取り除いた後、燃焼時間は30秒を超えず、30cm下に置かれた綿花に着火する可能性があります。ただし、炎は標線を超えて燃え広がることはありません。

V-1（垂直燃焼 – レベル1）：
V-1等級は、10秒間の垂直燃焼試験を2回実施することを意味します。炎を取り除いた後、燃焼時間は30秒を超えず、炎は標線を超えて燃え広がったり、30cm下に置かれた綿花に着火したりしてはなりません。

V-0（垂直燃焼 – レベル0）:
V-0評価は、材料が10秒間の垂直燃焼試験を2回受けることを意味します。炎を取り除いた後、材料の燃焼時間は10秒を超えず、炎は標線を超えて燃え広がったり、30cm下に置かれた綿花に着火したりしてはなりません。

1.2 その他の難燃性評価の概要

5VA、5VBは500Wの試験炎（炎の高さ125mm）を使用した垂直燃焼試験区分に属します。

5VA（垂直燃焼 - 5VAレベル）：
5VA定格はUL94規格における等級です。炎を消した後、材料の燃焼時間が60秒を超えないこと、炎が標線を超えて広がってはならず、滴り落ちる炎も60秒を超えないことを示します。

5VB（垂直焼き込み - 5VBレベル）:
5VB 定格は 5VA に似ており、燃焼時間と炎の広がりの基準は同じです。

VTM-0、VTM-1、VTM-2 は、プラスチックフィルムに適用可能な、垂直燃焼試験（炎の高さ 20 mm）における薄い材料（厚さ < 0.025 mm）の分類です。

VTM-0（垂直トレイ燃焼 – レベル0）：
VTM-0 定格は、炎を取り除いた後、材料の燃焼時間が 10 秒を超えず、炎がマークされた線より上に広がらないことを意味します。

VTM-1（垂直トレイ燃焼 – レベル1）：
VTM-1 定格は、炎を取り除いた後、材料の燃焼時間が 30 秒を超えず、炎がマークされた線より上に広がらないことを意味します。

VTM-2（垂直トレイ燃焼 – レベル2）：
VTM-2 評価の基準は VTM-1 と同じです。

HBF、HF1、HF2は発泡材の水平燃焼試験（炎の高さ38mm）の分類です。

HBF（水平燃焼発泡材）
HBF 定格は、発泡材料の燃焼速度が 40 mm/分を超えず、炎が 125 mm のマーク線に達する前に消える必要があることを意味します。

HF-1（水平燃焼 – レベル1）：
HF-1 等級は、炎を取り除いた後、材料の燃焼時間が 5 秒を超えず、炎がマークされた線より上に広がらないことを意味します。

HF-2（水平燃焼 – レベル2）:
HF-2 等級は、炎を取り除いた後、材料の燃焼時間が 10 秒を超えず、炎がマークされた線より上に広がらないことを意味します。

2. 難燃性試験の目的

難燃性評価テストの目的は次のとおりです。

2.1 材料の燃焼性能の評価

火災状況下での材料の燃焼速度、炎の広がり、および火災の伝播を判断することは、その安全性、信頼性、および耐火用途への適合性を評価するのに役立ちます。

2.2 難燃性の判定

試験では、火源にさらされたときに炎の広がりを抑制する材料の能力を特定します。これは、火災の拡大を防ぎ、被害を最小限に抑えるために重要です。

2.3 ガイド材料の選択と使用

さまざまな材料の難燃性を比較することにより、テストは、建設、輸送、電子機器、その他の分野に適した材料を選択して火災安全性を高めるのに役立ちます。

2.4 規制および基準の遵守

難燃性試験は、多くの場合、国または業界の規制に従って実施されます。これにより、材料が特定の用途における安全性とコンプライアンス要件を満たしていることが保証されます。

要約すると、難燃性評価テストは、燃焼挙動と難燃性を評価することにより、材料の選択、火災安全性の向上、規制遵守のための重要なデータを提供します。

3. 参照標準

• UL94:機器・器具部品用プラスチック材料の燃焼性試験
• IEC 60695-11-10:2013: *火災危険試験 – パート11-10: 試験炎 – 50 W水平および垂直炎試験方法*
• GB/T 5169.16-2017: *電気・電子製品の火災危険試験 – パート16: 試験炎 – 50W水平および垂直炎試験方法*

4. HB、V-2、V-1、V-0の試験方法

4.1 水平燃焼（HB）

4.1.1 サンプル要件

• 形状: 滑らかなエッジ、きれいな表面、均一な密度を備えたシート (カット、キャスト、押し出しなど)。
• 寸法：長さ125±5mm × 幅13±0.5mm。厚さが3mmを超える場合は、最小3mmのサンプルが必要です。最大厚さは13mm以下、幅は13.5mm以下、角の半径は1.3mm以下です。
• バリエーション: さまざまな色/密度の代表的なサンプル。
• 数量: 最低 2 セット、セットあたり 3 つのサンプル。

4.1.2 テスト手順

• マーキング：25±1mmと100±1mmの線。
• クランプ：100mm 端付近を、縦方向に水平、横方向に 45°±2°、下方に 100±1mm の金網を置いて保持します。
• 炎：メタン流量105ml/分、背圧10mm水柱、炎の高さ20±1mm。
• 点火: 45°で30±1秒間、または燃焼が25mmに達するまで炎を当てます。
• タイミング: 25mmから100mmまでの時間と燃焼長さ(L)を記録します。
• 計算：燃焼速度（V）＝60L/t（mm/分）。

4.1.3 テスト記録

• 炎が25±1mmに達するか、100±1mmに達するか。
• 25mmから100mmまでの燃焼長さ(L)と時間(t)。
• 炎が100mmを通過する場合は、25mmから100mmまでの時間を記録します。
• 燃焼速度を計算しました。

4.1.4 HB評価基準

• 厚さ3～13mmの場合：75mmスパン以上で燃焼速度≤40mm/分。
• 厚さ <3mm の場合: 75mm スパンで燃焼速度 ≤75mm/分。
• 炎は100mm手前で止まる必要があります。

4.2 垂直燃焼（V-2、V-1、V-0）

4.2.1 サンプル要件

• 形状: 滑らかなエッジ、きれいな表面、均一な密度のシート。
• 寸法：125±5mm × 13.0±0.5mm。最小／最大厚さのサンプルをご提供ください。結果が異なる場合は、中間サンプル（スパン3.2mm以下）が必要です。
• バリエーション: さまざまな色/密度の代表的なサンプル。
• 数量: 最低 2 セット、セットあたり 5 サンプル。

4.2.2 サンプルの調整

• 標準: 23±2°C、50±5% RHで48時間、取り出し後30分以内にテストします。
• オーブン: 70±1°C で 168 時間以上加熱し、その後デシケーター内で 4 時間以上冷却し、30 分以内にテストします。

4.2.3 テスト手順

• クランプ方法：上部を6mm、垂直方向に持ち、下部を綿（0.08g、50×50mm、厚さ≤6mm）より300±10mm上に置きます。
• 炎：メタン流量105ml/分、背圧10mm水柱、炎の高さ20±1mm。
• 点火：サンプルの下端（10±1mmの距離）に炎を10±0.5秒間当てる。サンプルが変形する場合は調整する。
• タイミング: 最初の点火後の残炎 (t1) を記録し、10±0.5 秒間炎を再度当て、残炎 (t2) と残光 (t3) を記録します。
• 注記：液だれが発生した場合は、バーナーを45°傾けてください。ガス放出により炎が消えた場合は、サンプルは無視してください。

4.2.4 評価基準（V-2、V-1、V-0）

• 残炎時間（t1、t2）と残光時間（t3）。
• サンプルが完全に燃焼するかどうか。
• 滴り落ちた粒子が綿に発火するかどうか。

結果は事前定義された基準に照らして評価され、V-0、V-1、または V-2 の評価が決定されます。

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