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難燃性について

プラスチックは、そのベースポリマーの構造によって燃焼性(燃えやすさ)が異なります。
ABS樹脂は、その構造の大半が炭化水素からなる「スチレン系樹脂」のカテゴリに含まれており、汎用プラスチックの中では比較的燃焼性が高い部類に入りますが、各種の難燃剤を配合することで、実用的な難燃性を付与することができます。
 
※難燃剤の非ハロゲン化要求(臭素系難燃剤の使用禁止)については、こちらをご覧ください。

電気機器など、産業資材用途に用いられるプラスチックの難燃性の認証基準としては、米国Undewriters Laboratories社が定めるUL94規格が最も一般的です。
水平燃焼試験グレード(HB)には自己消火性(火炎が離れると自然消火し、延焼しにくい)がありませんが、垂直燃焼試験グレード(V-2、V-1、V-0、5V)は自己消火性を持ちます。
(HBはHorizontal Burn(水平燃焼)、V-2 ~ V-0のVはVertical(垂直)を意味します。)

UL94規格は、クラス別に見ると5Vが最も難燃性に優れ、下記の順となっています。
(5Vには更に5VA/5VBの区分がありますが、試験後の評価による差であり、ここでは省略します。)

(優) 5V > V-0 > V-1 > V-2 > HB (劣)

このうち、ABS樹脂の難燃性基準としては、HB、V-2、V-0が一般的に用いられています。
5Vは極めて厳しい基準であるため、通常用途ではこのレベルが求められることはありません。

 
 

試験規格の詳細をご覧になるには、下記のリンクをクリックして下さい。

UL94 HBについて

1

要求される難燃性能

以下ABC3つの条件の何れかを満たすこと。

  • A. 試験片の厚さ0.12~0.125(3.05~3.18mm)(公称1/8")のとき、3"(76mm)スパンの燃焼速度は1.5"(38.1mm)/分以下であること。
  • B. 試験片の厚さ0.12"(3.05mm)未満のとき、3"(76mm)スパンでの燃焼速度は3"(76.2mm)/分以下であること。
  • C. 94 V-0、94 V-1、94 V-2のそれぞれに適合しないものは、4"(101.6mm)標線に炎が到達するまでに消火すること。

試験の結果、3個1組の試験片の中の1個が適合しない場合は、別の3個1組が全部適合しなければならない。

2

試験に使用する器具
  • A. 通風のないチェンバ、エンクロージャ、実験用フード。
  • B. チューブの長さ4"(102mm)、内径3/8"(9.5mm)のブンゼンまたはTirrillバーナーを使用する。その際、エンドアタッチメントのようなスタビライザはつけない。
  • C. クランプのあるリングスタンド。
  • D. 工業用グレードのメタンガス(他に1000BTU/ft3(37MJ/m3)でも代用が可能)、レギュレーター、流量計。
  • E. 金網(20メッシュ、5インチ角)。
  • F. ストップウォッチ。
  • G. 前処理室。但し、チェンバを23+-2度C、50+-5%PHに保つことが出来る環境であること。

3

準備する試験片

長さ5"(127mm)、幅0.5"(12.7mm)、で厚さ0.125"(3.18mm)より薄いものを3個、同じく長さ5"(127mm)、幅0.5"(12.7mm)、で厚さ0.125"(3.18mm)未満のものを3個準備する。
但し、最大幅は0.52"(13.2mm)、エッジはなめらかに、角のRは0.05"(1.27mm)を超えないこととする。
色、メルトフローおよび強化材のオプションがある場合は、それぞれのオプションを代表する試験片も用意すること。又、ナチュラル、淡色、および暗色の色のレンジを代表するもの、およびメルトフローと強化材含有量の最大・最少、およびそのレンジを代表するものも用意する。
燃焼特性が試験片によって異なる場合の評価には色、メルトフロー、強化材含有量を試験して材料を限定すること。或いは中間の色、メルトフロー、強化材含有量の追加の試験片を用意すること。

4

前処理内容

23+-2度C、50%RHで48時間処理すること。

5

試験方法

ドラフトのないところで行う。実験用フードの使用が望ましい。試験片は片方の端から1"(25.4mm)と4"(101.6mm)のところに幅方向に標線をつける。
試験片の支持・金網・バーナーの関係は下図のとおり。バーナーは試験片から離して点火し、黄色チップのない青色炎の高さに1"標線を調節する。
試験炎を30秒あてて取り去る。
試験炎を30秒あてている間に試験片が1"標線まで燃えたら、炎が1"標線に達した時点で試験炎を取り去る。
燃え続けるときは1"標線から4"標線へ炎の移る時間を測り燃焼速度を求める。

試験方法

UL94 V-0について

1

要求される難燃性能

以下ABCDEF6つの条件を全て満たすこと。

  • A. どの試験片も接炎後の火炎持続時間は10秒以下であること。
  • B. 5個の1組について、合計10回接炎した後の火炎持続時間は合計50秒以内であること。
  • C. クランプの位置まで火炎または赤熱が進行しないこと。
  • D. 12"(305mm)下の綿を発火させる燃焼または赤熱した液滴を滴下し綿を発火しないこと。
  • E. 94HBの水平試験の結果、4"(101.6mm)標線まで燃えないこと。
  • F. 第2回目の炎を取り去った後の赤熱持続時間は30秒以内であること。

5個1組の試験片のうちの1個が上記の要求に適合しない場合、又は5個の火炎持続時間の合計が51~55秒の場合は、別の5個1組を試験すること。但し、この第2組の5個は上記の全ての要求に適合しなければならない。 

2

試験に使用する器具
  • A. 通風のないチェンバ、エンクロージャ、実験用フード。
  • B. チューブの長さ4"(102mm)、内径3/8"(9.5mm)のブンゼンまたはTirrillバーナーを使用する。その際、エンドアタッチメントのようなスタビライザはつけない。
  • C. クランプのあるリングスタンド。
  • D. 工業用グレードのメタンガス(他に1000BTU/ft3(37MJ/m3)でも代用が可能)、レギュレーター、流量計。
  • E. ストップウォッチ。
  • F. 乾いた外科用綿(大きさ2"*2"、フリースタンドの厚さ1/4")。
  • G. 無水塩化カルシウム入りデシケータ。
  • H. 前処理室。但し、チェンバを23+-2度C、50+-5%PHに保つことが出来る環境であること。
  • I. 処理前オーブン。但し、空気通風循環式で70度C+-1度Cに保てること。

3

準備する試験片

長さ5"(127mm)、幅0.5"(12.7mm)とし、厚さは最少と最大のもの、およびその中間の3種類とする。最大厚さは0.5"(12.7mm)とし、最小から最大への試験片の厚さ増加分は、各々0.125"(3.18mm)を超えないこと。
但し、最大幅は0.52"(13.2mm)、エッジはなめらかに、角のRは0.05"(1.27mm)を超えないこととする。
色、メルトフローおよび強化材のオプションがある場合は、それぞれのオプションを代表する試験片も用意すること。又、ナチュラル、淡色、および暗色の色のレンジを代表するもの、およびメルトフローと強化材含有量の最大・最少、およびそのレンジを代表するものも用意する。
燃焼特性が試験片によって異なる場合の評価には色、メルトフロー、強化材含有量を試験して材料を限定すること。或いは中間の色、メルトフロー、強化材含有量の追加の試験片を用意すること。

4

前処理内容

1組5個については23+-2度C、50%RHで48時間処理し、もう1組5個については70度Cで168時間処理し、その後無水塩化カルシウム入りデシケーター(室温)で4時間以上冷却する。

5

試験方法

ドラフトのないところで行う。実験用フードの使用が望ましい。試験片とバーナーの関係は下図のとおり。
バーナーは試験片から離して点火し、黄色チップのない青色炎の高さを3/4"に調節する。
試験炎を試験片の下端の中央部分に10秒あてて取り去り、6"以上離し、試験片の火炎持続時間を記録する。
試験片の燃焼がやんだら直ぐに試験炎を10秒あてて取り去り、火炎と赤熱の持続時間を記録する。
試験片に接炎中に溶けて滴下し、または炎のある滴下をするものは、バーナーチューブに滴下物が入るのを防ぐためにバーナを45度まで傾け、または試験片の1/2"の面から少しずらせる。
試験中に溶けまたは炎のある滴下物があり、または燃えつきる試験片では接炎中にバーナーは手で支え、バーナーの先端と試験片の下端を3/8"(9.5mm)に保つ。
材料の溶けた糸は無視し、試験片の主部分に接炎する。


次の事項を観察し記録する。

A. 第1回の試験炎をあてた後の火炎持続時間。
B. 第2回の試験炎をあてた後の火炎持続時間。
C. 第2回の試験炎をあてた後の火炎と赤熱の持続時間。
D. 試験片が支持クランプまで燃えたかどうか。
E. 試験片が綿を発火させる発炎粒を滴下したかどうか。

試験方法

UL94 V-1について

1

要求される難燃性能

以下ABCDE5つの条件を全て満たすこと。

  • A. どの試験片も接炎後の火炎持続時間は30秒以下であること。
  • B. 5個の1組について、合計10回接炎した後の火炎持続時間は合計250秒以内であること。
  • C. クランプの位置まで火炎または赤熱が進行しないこと。
  • D. 12"(305mm)下の綿を発火させる火炎または赤熱粒を滴下し綿を発火しないこと。
  • E. 第2回目の炎を取り去った後の赤熱持続時間は60秒以内であること。

5個1組の試験片のうちの1個が上記の要求に適合しない場合、又は5個の発炎時間の合計が251~255秒の場合は、別の5個1組を試験すること。但し、この第2組の5個は上記の全ての要求に適合しなければならない。

2

試験に使用する器具
  • A. 通風のないチェンバ、エンクロージャ、実験用フード。
  • B. チューブの長さ4"(102mm)、内径3/8"(9.5mm)のブンゼンまたはTirrillバーナーを使用する。その際、エンドアタッチメントのようなスタビライザはつけない。
  • C. クランプのあるリングスタンド。
  • D. 工業用グレードのメタンガス(他に1000BTU/ft3(37MJ/m3)でも代用が可能)、レギュレーター、流量計。
  • E. ストップウォッチ。
  • F. 乾いた外科用綿(大きさ2"*2"、フリースタンドの厚さ1/4")。
  • G. 無水塩化カルシウム入りデシケータ。
  • H. 前処理室。但し、チェンバを23+-2度C、50+-5%PHに保つことが出来る環境であること。
  • I. 処理前オーブン。但し、空気通風循環式で70度C+-1度Cに保てること。

3

準備する試験片

長さ5"(127mm)、幅0.5"(12.7mm)とし、厚さは最少と最大のもの、およびその中間の3種類とする。最大厚さは0.5"(12.7mm)とし、最小から最大への試験片の厚さ増加分は、各々0.125"(3.18mm)を超えないこと。
但し、最大幅は0.52"(13.2mm)、エッジはなめらかに、角のRは0.05"(1.27mm)を超えないこととする。
色、メルトフローおよび強化材のオプションがある場合は、それぞれのオプションを代表する試験片も用意すること。又、ナチュラル、淡色、および暗色の色のレンジを代表するもの、およびメルトフローと強化材含有量の最大・最少、およびそのレンジを代表するものも用意する。
燃焼特性が試験片によって異なる場合の評価には色、メルトフロー、強化材含有量を試験して材料を限定すること。或いは中間の色、メルトフロー、強化材含有量の追加の試験片を用意すること。

4

前処理内容

1組5個については23+-2度C、50%RHで48時間処理し、もう1組5個については70度Cで168時間処理し、その後無水塩化カルシウム入りデシケーター(室温)で4時間以上冷却する。

5

試験方法

ドラフトのないところで行う。実験用フードの使用が望ましい。試験片とバーナーの関係は下図のとおり。
バーナーは試験片から離して点火し、黄色チップのない青色炎の高さを3/4"に調節する。
試験炎を試験片の下端の中央部分に10秒あてて取り去り、6"以上離し、試験片の火炎持続時間を記録する。
試験片の燃焼がやんだら直ぐに試験炎を10秒あてて取り去り、火炎と赤熱の持続時間を記録する。
試験片に接炎中に溶けて滴下し、または炎のある滴下をするものは、バーナーチューブに滴下物が入るのを防ぐためにバーナを45度まで傾け、または試験片の1/2"の面から少しずらせる。
試験中に溶けまたは炎のある滴下物があり、または燃えつきる試験片では接炎中にバーナーは手で支え、バーナーの先端と試験片の下端を3/8"(9.5mm)に保つ。
材料の溶けた糸は無視し、試験片の主部分に接炎する。

次の事項を観察し記録する。

A. 第1回の試験炎をあてた後の火炎持続時間。
B. 第2回の試験炎をあてた後の火炎持続時間。
C. 第2回の試験炎をあてた後の火炎と赤熱の持続時間。
D. 試験片が支持クランプまで燃えたかどうか。
E. 試験片が綿を発火させる発炎粒を滴下したかどうか。

試験方法

UL94 V-2について

1

要求される難燃性能

以下ABCDEF6つの条件を全て満たすこと。

  • A. どの試験片も接炎後の火炎持続時間は30秒以下であること。
  • B. 5個の1組について、合計10回接炎した後の火炎持続時間は合計250秒以内であること。
  • C. クランプの位置まで火炎または赤熱が進行しないこと。
  • D. 12"(305mm)下の綿を発火させる火炎または赤熱粒を滴下し綿を発火させてもかまわない。
  • E. 94HBの水平試験の結果、4"(101.6mm)標線まで燃えないこと。
  • F. 第2回目の炎を取り去った後の赤熱持続時間は60秒以内であること。

5個1組の試験片のうちの1個が上記の要求に適合しない場合、又は5個の火炎持続時間時間の合計が251~255秒の場合は、別の5個1組を試験すること。但し、この第2組の5個は上記の全ての要求に適合しなければならない。
 

2

試験に使用する器具
  • A. 通風のないチェンバ、エンクロージャ、実験用フード。
  • B. チューブの長さ4"(102mm)、内径3/8"(9.5mm)のブンゼンまたはTirrillバーナーを使用する。その際、エンドアタッチメントのようなスタビライザはつけない。
  • C. クランプのあるリングスタンド。
  • D. 工業用グレードのメタンガス(他に1000BTU/ft3(37MJ/m3)でも代用が可能)、レギュレーター、流量計。
  • E. ストップウォッチ。
  • F. 乾いた外科用綿(大きさ2"*2"、フリースタンドの厚さ1/4")。
  • G. 無水塩化カルシウム入りデシケータ。
  • H. 前処理室。但し、チェンバを23+-2度C、50+-5%PHに保つことが出来る環境であること。
  • I. 処理前オーブン。但し、空気通風循環式で70度C+-1度Cに保てること。

3

準備する試験片

長さ5"(127mm)、幅0.5"(12.7mm)とし、厚さは最少と最大のもの、およびその中間の3種類とする。最大厚さは0.5"(12.7mm)とし、最小から最大への試験片の厚さ増加分は、各々0.125"(3.18mm)を超えないこと。
但し、最大幅は0.52"(13.2mm)、エッジはなめらかに、角のRは0.05"(1.27mm)を超えないこととする。
色、メルトフローおよび強化材のオプションがある場合は、それぞれのオプションを代表する試験片も用意すること。又、ナチュラル、淡色、および暗色の色のレンジを代表するもの、およびメルトフローと強化材含有量の最大・最少、およびそのレンジを代表するものも用意する。
燃焼特性が試験片によって異なる場合の評価には色、メルトフロー、強化材含有量を試験して材料を限定すること。或いは中間の色、メルトフロー、強化材含有量の追加の試験片を用意すること。

4

前処理内容

1組5個については23+-2度C、50%RHで48時間処理し、もう1組5個については70度Cで168時間処理し、その後無水塩化カルシウム入りデシケーター(室温)で4時間以上冷却する。

5

試験方法

ドラフトのないところで行う。実験用フードの使用が望ましい。試験片とバーナーの関係は下図のとおり。
バーナーは試験片から離して点火し、黄色チップのない青色炎の高さを3/4"に調節する。
試験炎を試験片の下端の中央部分に10秒あてて取り去り、6"以上離し、試験片の火炎持続時間を記録する。
試験片の燃焼がやんだら直ぐに試験炎を10秒あてて取り去り、火炎と赤熱の持続時間を記録する。
試験片に接炎中に溶けて滴下し、または炎のある滴下をするものは、バーナーチューブに滴下物が入るのを防ぐためにバーナを45度まで傾け、または試験片の1/2"の面から少しずらせる。
試験中に溶けまたは炎のある滴下物があり、または燃えつきる試験片では接炎中にバーナーは手で支え、バーナーの先端と試験片の下端を3/8"(9.5mm)に保つ。
材料の溶けた糸は無視し、試験片の主部分に接炎する。

次の事項を観察し記録する。

A. 第1回の試験炎をあてた後の火炎持続時間。
B. 第2回の試験炎をあてた後の火炎持続時間。
C. 第2回の試験炎をあてた後の火炎と赤熱の持続時間。
D. 試験片が支持クランプまで燃えたかどうか。
E. 試験片が綿を発火させる発炎粒を滴下したかどうか。

試験方法

UL94 5Vについて

1

要求される難燃性能

以下ABC3つの条件を全て満たすこと。或いはDを満たすこと。

  • A. どの試験片も5回あてた後の火炎、赤熱の持続時間が共に60秒をこえないこと。
  • B. どの試験片も滴下物がないこと。
  • C. どの試験片も試験炎に接した部分での著しい損傷(試験炎に接した部分での著しい損傷は仕上がりにより異なる)がないこと。
  • D. 1同じ厚さの6"*6"(152*152mm)のプラックでの試験で影響の度合いを調べる。試験方法の項にて、プラックによる試験方法を参照。

5個1組の試験片のうち1個がこの要求に適合しない場合、別の5個1組を試験して、すべての試験片がこの要求に適合しなければならない。

2

試験に使用する器具
  • A. 通風のないチェンバ、エンクロージャ、実験用フード。
  • B. チューブの長さ4"(102mm)、内径3/8"(9.5mm)のブンゼンまたはTirrillバーナーを使用する。その際、エンドアタッチメントのようなスタビライザはつけない。
  • C. クランプのあるリングスタンド。
  • D. 工業用グレードのメタンガス(他に1000BTU/ft3(37MJ/m3)でも代用が可能)、レギュレーター、流量計。
  • E. 取り付けブロックによってバーナを20度に支持する。
  • F. ストップウォッチ。
  • G. 無水塩化カルシウム入りデシケータ。
  • H. 前処理室またはチェンバー・23度+-2度C、50+-5%PHに保てるもの。
  • I. 処理前オーブン。但し、空気通風循環式で70度C+-1度Cに保てること。

3

準備する試験片

長さ5"(127mm)、幅0.5"(12.7mm)とする。厚さは最少と最大のもの、およびその中間の3種類とする。最大厚さは0.5"(12.7mm)とし、最小から最大への試験片の厚さ増加分は、各々0.125"(3.18mm)を超えないこと。
但し、最大幅は0.52"(13.2mm)、エッジはなめらかに、角のRは0.05"(1.27mm)を超えないこととする。
ブラックは6"(152mm)*6"(152mm)とする。
 
色、メルトフローおよび強化材のオプションがある場合は、それぞれのオプションを代表する試験片およびプラックも用意すること。又、ナチュラル、淡色、および暗色の色のレンジを代表するもの、およびメルトフローと強化材含有量の最大・最少、およびそのレンジを代表するものも用意する。
燃焼特性が試験片によって異なる場合の評価には色、メルトフロー、強化材含有量を試験して材料を限定すること。或いは中間の色、メルトフロー、強化材含有量の追加の試験片およびプラックを用意すること。

4

前処理内容

試験片による試験法:各組 23+-2度C、50%RHで48時間処理する。
プラックによる試験法:各組 121度Cで60日間処理後無水塩化カルシウム入りデシケーター(室温)で4時間以上冷却する。

5

試験方法

5-1:試験片による試験方法

通風のないところで行う。実験用フードの使用が望ましい。
試験片とバーナーの関係は下図のとおり。バーナは試験片から離して点火し、炎の全高5"(127mm)青色内炎の高さを1と1/2"(38mm)に調節する。
試験炎を試験片の下端の一方の角に5秒間あててから5秒離す操作を5回繰り返す。
5回目に試験炎を取り去った後、次の観察を記録する。

A. 発炎と赤熱の時間。
B. 試験片の燃えた距離。
C. 試験中に試験片から滴下物があったかどうか。
D. 変形と物理的強度の観察は燃焼直後、冷えてから行う。

試験方法

5-2:プラックによる試験方法

通風のないところで行う。実験用フードの使用が望ましい。
バーナーは試験片から離して点火し、炎の全高5"(127mm)青色内炎の高さを1と1/2"(38mm)に調節する。バーナを垂直に対して20度の角度にし青色炎の先端をプラックに次の要領であてる。

A. プラックは垂直にし下端の角に、
B. プラックは垂直にし下端のふちに、
C. プラックは垂直にしプラックの片面の中央に、
D. プラックは水平にしプラックの下面の中央に、
E. プラックは水平にしプラックの表面に炎を下向けた。

炎を5秒間あててから5秒間離す操作を5回あてるまでくり返す。

5回目に炎を取り去った後、つぎの観察を記録する:

A. 火炎と赤熱の持続時間。
B. プラックが燃えたり影響された距離。
C. 試験中のプラックから滴下物があるかどうか。
D. 変形と物理的強度の観察は、燃焼の直後、冷えてから行う。