Normen und Standards zu Folien und Klebebänder, IEC 60454, UL94, UL510, HWI, CTI: CMC Klebetechnik

Die internationale "Klebeband-Norm" IEC 60454

Die Normenreihe IEC 60454 beschreibt gängige technische Klebebänder, die für Anwendungen in der Elektrotechnik gedacht sind („Selbstklebebänder für elektrotechnische Anwendungen“).

Im Teil 1 der Norm werden die allgemeinen Anforderungen an die verschiedenen Klebebänder beschrieben.

In Teil 2 werden die entsprechenden Prüfverfahren dargestellt. Typische Angaben sind neben mechanischen Mindestwerten die Durchschlagsspannung (Spannungsfestigkeit), die elektrolytische Korrosionswirkung und das thermische Langzeitverhalten.

In Teil 3 werden in verschiedenen Materialblättern die jeweils für den Isolierstoff (Klebebandträger) und Klebstoff typischen Werte spezifiziert.

Prüfung der Brennbarkeit von Isolationsfolien

Verschiedene Normen versuchen durch Simulation möglichst realitätsnaher Situationen die Entflammbarkeit von eingesetzten Isolationsstoffen zu prüfen. Dies kann zum Beispiel die Glühdrahtprüfung sein (Überhitzung einer Leitung) oder die Beflammung (Lichtbogen bei Kriechwegbildung). Es gibt auch Prüfungen, die durch kaminartigen Testaufbau die reale Situation in Zimmern oder Schaltschränken zu simulieren. Die Ergebnisse der verschiedenen Methoden können sich stark unterscheiden und müssen zielbezogen eingesetzt werden.
Die Entflammbarkeit wird u.a. nach folgenden Normen/Standards geprüft: UL94, IEC 60707, IEC 60695-11, DIN 40633-4.7, VDE 0340, UL 510, IEC 60454-2, DIN 4102, DIN EN 13501, etc.

(Definition: Test einer Einrichtung oder eines Materials hinsichtlich der Fähigkeit, im Falle z.B. eines Kurzschlusses oder externer Wärmezufuhr nicht entzündlich zu sein bzw. nicht Grund für ein Feuer (oder Glimmbrand) zu sein. Zum Beispiel bei DIN EN 13501 Einstufung nach Brennbarkeit; Brennbarkeitsklasse (Brandklasse) B1 = schwerentflammbar)

Die Verfahren für Kunststoffe unterscheiden sich grob durch die Anordnung des Prüflings: Horizontal, Vertikal oder auf einem Metallstab aufgewickelt (Folien/Klebebänder).

UL 510 und IEC 60454

Beide für Klebebänder zutreffend; auch ehemals DIN 40633, VDE 0340

Drei Lagen Klebeband werden überlappend auf einen Stahlstab gewickelt. Dann wird eine definierte Flamme fünfmal für 15s an den Prüfling herangeführt.

Bestanden: Kein Weiterbrennen über 60s (in Summe der 5 Beflammungen) hinaus und kein Abtropfen von brennendem oder glimmendem Material.

Testergebnis wenn bestanden: flammwidrig

UL 94-V

Zutreffend für Kunststoffe in Platten oder Folienform

Ein Prüfling (12,7mm) wird senkrecht hängend in den Prüfbereich eingebracht und mit einem Bunsenbrenner beflammt. Bei dünnen Materialien (Folien, thin materials = TM) wird der Prüfling in einen Rahmen eingespannt, der das Aufrollen der Probe bei Beflammung verhindern soll. Normalerweise für Materialien ab 2mm Dicke gedacht und nicht für Klebebänder.

Ergebnis:
V-0 Flamme erlischt innerhalb 10 Sekunden
V-1 Flamme erlischt innerhalb 30 Sekunden und es tropft kein brennendes Material herunter
V-2 Flamme erlischt innerhalb 30 Sekunden aber es kann tropfen

DIN 40633: Brennbarkeitsklassen Bu 1 - Bu 3
Bu 1 und Bu 2 wie oben Bu 3: brennt länger als 30 Sekunden, verlischt aber innerhalb 60 Sekunden

UL 94-H

Entspricht dem UL 94 V Test, jedoch wird der Prüfling waagrecht in die Prüfflamme eingebracht. Dieser Test ist weniger anspruchsvoll hinsichtlich der Selbstverlöschungseigenschaften des Materials.

Eine Gruppe nur schwer entflammbarer Folien mit sehr guten Selbstverlöschungseigenschaften ist die Produktgruppe CMC 27xxx (Polypropylenfolien mit UL 94 - V0 Klassifizierung).

Glühdrahtprüfung (HWI)

Bei den Isolationsmaterialien gibt es u.a. als Materialspezifikation den HWI Test (Hot Wire Ignition). Dieser klassifiziert die Produkte feiner in brennbar oder nicht. Simuliert wird ein durch z.B. Kurzschluß erzeugter Überstrom, der einen Draht (Windung, Zuleitung) zur Rotglut bringt.

Bei der Norm IEC 60695 wird bei Prüftemperaturen von 550°C, 650°C, 750°C, 850°C und 960°C geprüft.
Es wird überprüft, ob das Material sich entzündet bzw. nachglüht (Prüfzeit 30 Sec) Es wird angegeben, bei welcher Temperatur (+25K) die Prüfung bestanden wird.

Dagegen wird in der Norm UL 746A die Zeit angegeben, bis der Probekörper sich entzündet.

HWI Range Mittlere Zeit bis Entzündung in sec.	PLC Kennzeichen
120 und länger	0
60 bis 119	1
30 bis 59	2
15 bis 29	3
7 bis 14	4
Weniger als 7	5

Angaben zu den Produkten finden Sie in den jeweiligen E-Files der Materialien bei UL. Zum Beispiel beträgt der Wert bei Nomex und Kapton PLC 0.

Weitere Prüfungen sind zum Beispiel die Widerstandsfestigkeit gegen Entzündung bei Beaufschlagung mit Lichtbögen. Diese können entstehen, wenn die Oberfläche des Isolationsstoffs so weit verschmutzt ist oder durch die Spannungsbelastung soweit leitfähig geworden ist, daß ein Lichtbogen zündet. Ein Maß (unter anderen!) für die Widerstandsfähigkeit eines Isolationsstoffes ist die Kriechstromfestigkeit.

cti Comperative Tracking Index

Ein Kriechweg entsteht durch die Bildung eines leitfähigen Pfades auf der Oberfläche eines Isolierstoffes, verursacht durch gleichzeitige Einwirkung von elektrischen und elektrolytischen Einflüssen (also bei Anwesenheit von Feuchtigkeit).

Bei der elektrischen Erosion wird durch elektrische Entladungen Isolierstoff von der Oberfläche abgetragen. Dadurch und durch die Abbauprodukte bildet sich ein elektrisch leitender Pfad. Bei manchen Isolierstoffen kann es im Rahmen der cti-Prüfung zur Selbstentzündung kommen.
Der cti-Wert ist eine einheitenlose Kennzahl.

Prinzipieller Meßaufbau: Auf die Oberfläche des Isolierstoffes werden zwei Platinelektroden in 4mm Abstand aufgebracht. Dazwischen wird eine Ammoniumchlorid-Lösung geträufelt und Spannung angelegt. Der cti-Wert gibt an, bei welcher höchsten Spannung es zu keiner Kriechwegbildung kommt.

Die vorstehenden Informationen sowie unsere anwendungstechnische Beratung in Wort, Schrift und durch Versuche erfolgen nach bestem Wissen, gelten jedoch nur als unverbindliche Hinweise. Die Beratung befreit Sie nicht von einer eigenen Prüfung unserer aktuellen Beratungshinweise – insbesondere unserer Datenblätter und technischen Informationen – sowie unserer Produkte im Hinblick auf ihre Eignung für die beabsichtigten Verfahren und Zwecke.

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