Was sind die wichtigsten Flammschutznormen für Automobile, die Kunstleder im Automobilbereich erfüllen muss?

Als Schlüsselmaterial für die Innenausstattung von Fahrgasträumen ist die Sicherheitsleistung von Automobil-Kunstleder ist von größter Bedeutung. Unter den zahlreichen Leistungsindikatoren ist die Flammhemmung ein zentraler Schwerpunkt für globale Automobilhersteller (OEMs) und Regulierungsbehörden. Materialien für die Innenausstattung von Kraftfahrzeugen müssen eine Reihe strenger Flammschutznormen für Kraftfahrzeuge erfüllen, um sicherzustellen, dass sie im Brandfall die Verbrennung verlangsamen und die Insassen vor der Flucht schützen.

Globale Kernvorschriften: FMVSS 302 und EAC/ECE

Der Eckpfeiler der Flammschutznormen für Kraftfahrzeuge ist der horizontale Brenntest, die weltweit am weitesten verbreitete und verbindlichste gesetzliche Anforderung.

1. Vereinigte Staaten: FMVSS 302

FMVSS 302 (Federal Motor Vehicle Safety Standard 302) ist Teil des U.S. Federal Motor Vehicle Safety Standard und wird von der globalen Automobilindustrie als die grundlegendste Flammschutzanforderung anerkannt. Fast alle Automobilmaterialien, die auf den nordamerikanischen Markt kommen oder mit US-amerikanischen OEMs zusammenarbeiten, müssen diesen Test bestehen.

Testprinzip: Eine Materialprobe (typischerweise 100 mm x 356 mm) wird horizontal auf einem U-förmigen Ständer platziert. Ein Zünder richtet 15 Sekunden lang eine Flamme auf das freiliegende Ende des Materials.

Wichtige Spezifikationen: FMVSS 302 konzentriert sich hauptsächlich auf die Brenngeschwindigkeit des Materials.

Qualifikationsvoraussetzungen:

Die maximale Brenngeschwindigkeit darf 102 mm/min (4,0 Zoll/min) nicht überschreiten.

Das Material muss entweder selbstverlöschend sein (d. h. keine Brenngeschwindigkeit (NB) aufweisen), bevor es die erste Zeitmarke erreicht, oder vor Erreichen der zweiten Zeitmarke erlöschen und die Anforderung an die Brenngeschwindigkeit erfüllen.

Materialanwendbarkeit: FMVSS 302 gilt für alle Innenmaterialien im Fahrgastraum, einschließlich Sitze, Türverkleidungen, Dachhimmel, Teppiche und Kunstleder. Für Automobil-Kunstleder ist die Einstufung als „selbstverlöschend“ (NB) bei führenden Herstellern allgemein üblich.

2. Europa und International: ECE R118 / ECE R107

Die Vorschriften der Wirtschaftskommission für Europa (ECE) haben auch erhebliche Auswirkungen auf die EU, Asien und andere Regionen.

ECE R118: Befasst sich in erster Linie mit den Entflammbarkeitsanforderungen für Innenmaterialien, die in Fahrzeugen des öffentlichen Dienstes (z. B. Bussen und Reisebussen) verwendet werden, und ist im Allgemeinen strenger als die Normen für Personenkraftwagen.

ECE R107: Spezifische Fahrzeugstrukturen und allgemeine Sicherheitsanforderungen werden berücksichtigt, und in den Anhängen sind auch Flammschutzanforderungen für Innenmaterialien enthalten.

Diese europäischen Vorschriften basieren ebenfalls auf dem Prinzip der horizontalen Verbrennung, können jedoch spezifische Angaben zur Flammenanwendungszeit, Testumgebung und Materialklassifizierung enthalten.

OEM-spezifische und strenge Standards: Sicherheitsbarrieren erhöhen

Viele große Automobilhersteller erfüllen nicht nur nationale Vorschriften (wie FMVSS 302), sondern entwickeln auch eigene OEM-spezifische Standards. Diese Standards sind oft strenger, um den Anforderungen des globalen Vertriebs in mehreren Märkten gerecht zu werden und ihr Markensicherheitsimage zu verbessern.

1. Vertikales Brennen

Obwohl es sich bei FMVSS 302 um einen horizontalen Test handelt, erfordern einige OEMs oder bestimmte Anwendungen (z. B. Dachhimmel und Teppiche) möglicherweise vertikale Brenntests, beispielsweise gemäß UL 94 oder anderen internen Standards.

Testprinzip: Die Materialprobe wird vertikal fixiert und von unten beflammt.

Wichtige Kennzahlen: Vertikale Brenntests konzentrieren sich darauf, ob das Material nach dem Entfernen der Flamme weiter brennt (Nachbrennzeit), ob es tropft (tropft) und auf die Nachglühzeit. Vertikale Tests gelten im Allgemeinen als anspruchsvoller als horizontale Tests.

2. Wärmefreisetzungsrate (HRR)

Bei Sicherheitsbewertungen auf höherer Ebene, beispielsweise für Hochleistungssportwagen oder hochwertige Fahrzeuge, können Hersteller auf Standards wie ISO 5660 verweisen und ein Kegelkalorimeter verwenden, um die Wärmefreisetzungsrate (HRR) des Materials zu messen.

Bedeutung: HRR ist eine Schlüsselmetrik, die die Geschwindigkeit misst, mit der bei der Verbrennung eines Materials Energie freigesetzt wird. Je schneller die Verbrennung und je mehr Wärme freigesetzt wird, desto schneller und intensiver breitet sich das Feuer aus. Kunstleder mit niedrigem HRR trägt dazu bei, den Temperaturanstieg im Fahrgastraum zu verlangsamen und den Insassen wertvolle Zeit zum Entkommen zu verschaffen.

3. Rauchdichte und Toxizität

Die Hauptgefahr bei einem Brand ist nicht die Flamme selbst, sondern Rauch und giftige Gase. Daher erhalten Flammschutzbewertungen für Kunstleder zunehmende Aufmerksamkeit:

Rauchdichte: Diese wird typischerweise anhand von Standards wie ISO 5659-2 oder ASTM E662 gemessen. Materialien mit geringer Rauchdichte gewährleisten im Brandfall eine klare Sicht für die Bewohner und erleichtern so die Flucht.

Rauchtoxizität: Dies misst die Zusammensetzung von Gasen, die bei der Verbrennung entstehen, wie z. B. Kohlenmonoxid, Blausäure und Stickoxide. Dadurch wird sichergestellt, dass durch die flammhemmende Behandlung die Freisetzung weiterer giftiger Gase verhindert wird. Die Wahl des Flammschutzmittels für Kunstleder wirkt sich direkt auf dessen Rauch- und Toxizitätsverhalten aus.

Flammhemmende Technologie: Eine materialwissenschaftliche Herausforderung

Um diese strengen Standards zu erfüllen, müssen Hersteller von synthetischem Automobilleder spezielle Flammschutzmittel (FRs) in das Polymersubstrat und die Oberflächenbeschichtung integrieren.

Nichthalogenierte Flammschutzmittel (FRs): Aufgrund von Umweltbedenken und geringer Rauchtoxizität ist die Industrie dazu übergegangen, halogenfreie FSMs wie Phosphor-, Stickstoff-, Silizium- oder Aluminium-/Magnesiumhydroxid-basierte FSMs zu verwenden, um herkömmliche halogenierte FSMs zu ersetzen.

Leistungsausgleich: Die größte berufliche Herausforderung besteht darin, sicherzustellen, dass der Zusatz von Flammschutzmitteln die grundlegenden physikalischen Eigenschaften von Kunstleder wie Haptik, Abriebfestigkeit, Lichtechtheit und Hydrolysebeständigkeit nicht wesentlich beeinträchtigt.