PSA D45 5210 Kunststoffe – Messung der elektrostatischen Ladungsverteilung

Die Norm „PSA D45 5210 Kunststoffe – Messung der elektrostatischen Ladungsableitung“, entwickelt vom französischen Automobilhersteller PSA Group (heute Teil von Stellantis), beschreibt ein Prüfverfahren zur Messung der Fähigkeit thermoplastischer oder hitzebeständiger Materialien, elektrostatische Ladungen abzuleiten. Anhand dieser Ableitungsfähigkeit lässt sich die Beständigkeit des Materials gegenüber Staub beurteilen.

Bei diesem Test wird die Fähigkeit eines Prüflings oder Bauteils ermittelt, elektrostatische Ladungen in der Umgebungsluft abzuleiten, indem die nach einer Phase künstlicher oder natürlicher Exposition verbleibende Reichweite gemessen wird.

Die bei diesen Tests verwendete Ausrüstung umfasst:

• Testkammer: Die Temperatur wird auf 23 Grad plus/minus 2 Grad Celsius und die Luftfeuchtigkeit auf 50 Prozent plus/minus 10 Prozent geregelt.
• Empfindliches Thermometer
• Empfindliches Hygrometer
• Kronometer
• Elektrisches Feldprüfgerät: Ein Gerät mit Anschlüssen, die Messungen aus einem Abstand von 2 cm zur Probe ermöglichen. Dieser Abstand muss unbedingt eingehalten werden. Der Mittenabstand der Anschlüsse beträgt 55 mm.
• Ionisiertes Luftgebläse: Der Betriebsbereich des Geräts umfasst einen motorbetriebenen Ventilator mit einer Drehzahl zwischen 0 und 1300 U/min. Der maximale Luftdurchsatz bei maximaler Leistung beträgt 1400 m³.³Die von den Zentren gemessene Leistung beträgt 3500 Volt pro Stunde.
• Statischer Stromgenerator: Er muss ausgestattet sein mit: einer ECC-100-Elektrode mit einer Mindestlänge von 400 mm, einer geerdeten Metallelektrode (Kupfer) und einem darauf montierten Isolierstab (standardmäßig beschichteter Kunststoff). Der Betriebsspannungsbereich des Generators liegt zwischen 0 und 40 kV und 0 und 2,5 mA.
• Teilhalterung: Gewährleistet die Entladung jedes Teils, ohne die Verteilung der Füllstoffe positiv oder negativ zu beeinflussen. Sie besteht aus getrocknetem Holz oder einem anderen Isoliermaterial und ist vom ionisierten Luftstrom isoliert. Die Vorrichtung sollte die zu prüfenden Platten oder Teile stützen und gleichzeitig die maximale Kontaktfläche mit ihnen begrenzen.
• Behälter aus Baumwolle oder anderen Textilprodukten, die den Bedienern während der Prüfung elektrische Neutralität bieten.

Die Proben müssen repräsentativ für die zu charakterisierende Population sein. Um diese Repräsentativität zu gewährleisten, müssen die grundlegenden Merkmale der untersuchten Population bekannt sein. Die Kriterien für die Probenauswahl sind im Prüfbericht anzugeben, dessen Inhalt in der Norm PSA A10 0156 definiert ist. Bei Unklarheiten bezüglich des Zuschnittverfahrens ist der zuständige PSA-Dienstleister zu kontaktieren.

Die zu prüfenden Proben können Fahrzeugteile, Spritzgussformen oder mehrere komplette Teile sein. Die Korngröße des Teils muss in jedem Fall den zulässigen Abmessungen des Prüfstands (Elektrodenabstand und Zylinderflächenbreite) entsprechen. Die Prüfproben müssen frei von Staub, Kratzern oder anderen Oberflächenfehlern sein, die die Messung beeinträchtigen könnten. Gegebenenfalls werden sie mit Druckluft entfettet. Sie müssen vor jeder Messung 16 Stunden lang in der Prüfkammer vorkonditioniert werden. Prüfungen an Gussteilen werden 7 bis 28 Tage nach dem Spritzgießen durchgeführt. Die Messungen erfolgen an Probenplatten mit den Abmessungen 110 mm × 360 mm oder Standardplatten mit den Abmessungen 90 mm × 165 mm.

Die Norm PSA D45 5210 definiert ein Prüfverfahren zur Messung der Ableitungsgeschwindigkeit elektrostatischer Ladungen von der Oberfläche von in Fahrzeugen verwendeten Kunststoffen. Sie gehört zur Normenreihe PSA D45, die verschiedene Prüfungen für Polymere, Elastomere, Textilien sowie Fahrzeuginnen- und -außenteile umfasst.

In Automobilanwendungen können sich Kunststoffbauteile (wie Instrumententafeln, Sitze, Türverkleidungen, Zierteile oder andere Innen- und Außenteile) aufgrund von Reibung, trockener Luft oder der Bewegung von Fahrgästen statisch aufladen. Dies führt häufig zu Problemen wie:

• Staubabsaugung (verringert die wahrgenommene Qualität und Sauberkeit)
• Unangenehme statische Erschütterungen für die Fahrgäste.
• Mögliche Wechselwirkung mit elektronischen Systemen

Dieses Prüfverfahren bewertet die antistatischen Eigenschaften von Materialien durch Messung der Lastverteilungsgeschwindigkeit. Dies trägt dazu bei, dass die Materialien die Anforderungen der PSA hinsichtlich Komfort, Haltbarkeit und Ästhetik in Fahrgasträumen erfüllen.

Durchlassmaterialien enthalten typischerweise antistatische Zusätze oder leitfähige Füllstoffe, damit die Ladungen schneller in den Boden sickern können.

Im Allgemeinen folgt diese Methode diesen Schritten:

• Eine standardisierte Probe (typischerweise ein Standard-Rauheitspad oder eine strukturierte Oberfläche, die Produktionsteile repräsentiert) wird elektrostatisch aufgeladen.
• Gemessen wird die Zeit, die die Last benötigt, um sich abzubauen (zu degradieren), typischerweise bis zu einem definierten niedrigen Niveau (z. B. innerhalb einer bestimmten Anzahl von Minuten; in einer Referenz wird eine Auswertung nach 15 Minuten Abbauzeit erwähnt).
• Der Test konzentriert sich auf elektrische Messungen an Kunststoffen und bezieht sich auf den Staubwiderstand als Funktion der elektrostatischen Ladung.

Dieser Standard wird häufig in umfassenderen PSA-Materialklassifizierungsdokumenten wie „B62 0300 Thermoplaste, Duroplaste, thermoplastische Elastomere und Kautschuke – Klassifizierung und Spezifikation“ referenziert. In diesen Spezifikationen ist die Einhaltung des PSA-Standards D45 5210 eine Anforderung oder ein Bewertungskriterium für bestimmte Innenausbaumaterialien.

Die Norm PSA D45 5210 ist eine von vielen elektrischen und umweltbezogenen Prüfungen, neben Normen für Farbechtheit, Kratzfestigkeit, Wärmebeständigkeit, Entflammbarkeit und mechanische Eigenschaften. Sie ist besonders wichtig für Innenausstattungen und Kabineneinrichtungen, bei denen der Kontakt mit den Fahrgästen oder die Sichtbarkeit hoch ist.

Kurz gesagt, die Hauptziele der Norm PSA D45 5210 sind folgende:

• Zur Messung der Fähigkeit von Kunststoffen, elektrostatische Ladungen abzuleiten.
• Zur Beurteilung des durch statische Elektrizität verursachten Staubanziehungsverhaltens.
• Sicherstellen, dass die Materialien die OEM-Anforderungen hinsichtlich Reinheit und ästhetischer Haltbarkeit erfüllen.

Durch die Ansammlung elektrostatischer Ladung können Oberflächen Staub und Partikel anziehen, was insbesondere in folgenden Bereichen problematisch ist:

• Innenausstattungskomponenten
• Instrumententafel und Anzeigebereiche
• Elektronikgehäuse
• Lackierte oder beschichtete Kunststoffteile

Diese Norm gilt vor allem für:

• Thermoplaste und Duroplaste, die in Fahrzeugen verwendet werden.
• Interne und externe Kunststoffkomponenten
• Beschichtete oder unbehandelte Polymeroberflächen

Dies ist besonders wichtig für Teile, die folgenden Bereichen ausgesetzt sind:

• Luftstrom (Lüftungsöffnungen, Instrumententafeln)
• Menschliche Interaktion (Berührungsoberflächen)
• Trockene Umgebungen, in denen statische Aufladung häufig vorkommt.

Die Norm PSA D45 5210 bewertet, wie schnell und effektiv ein Material elektrostatische Ladung nach deren Einwirkung ableiten kann. Je schneller die Ladung abgeleitet wird, desto geringer ist die Neigung des Materials, Staub anzuziehen.

Zu den typischen Parametern, die ausgewertet werden, gehören:

• Oberflächenpotential (Spannung)
• Lastreduzierungsperiode
• Elektrischer Widerstand (Oberflächen- oder Volumenwiderstand)
• Umgebungsbedingungen (Luftfeuchtigkeit, Temperatur)

Die Luftfeuchtigkeit ist besonders wichtig, da trockene Luft die Bildung statischer Elektrizität verstärkt.

Seit vielen Jahren versteht unser Unternehmen mit seinem kompetenten und erfahrenen Team die Bedürfnisse seiner Kunden, bietet ihnen die benötigten fortschrittlichen Prüfdienstleistungen und unterstützt sie beim Aufbau, der Implementierung und der Optimierung von Managementsystemen. In diesem Rahmen bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm PSA D45 5210 an.