高温発火および難燃性能試験に基づく材料の研究 LISUN ZRS-3H グローワイヤーテスター

抽象
民生用電子機器、家庭用電化製品、車載用電子機器内部の抵抗器、チップ、加熱モジュールなどの発熱部品が過負荷になると、500～960℃の高温熱源が発生します。周囲のプラスチック筐体や絶縁部品の難燃性能が不十分な場合、高温に接触すると熱分解や発火が容易に起こり、電気火災事故につながる可能性があります。国内外の規格では、火災リスクを評価するために、電気製品の非金属部品に対するグローワイヤの難燃性試験が義務付けられています。

その グローワイヤーテスター は、高温熱源と材料との接触をシミュレートするための特殊な試験装置です。このような装置の中でも、 LISUN ZRS-3H グローワイヤー試験機は、GB/T 5169シリーズおよびIEC 60695-2シリーズの最新規格に厳密に準拠して設計されています。標準試験温度960℃、標準接触圧力0.95Nを正確に再現でき、自動タイマー、自動サンプル分離、自動データ記録機能を搭載しているため、手動操作によるエラーを排除できます。材料の発火挙動、グローワイヤー発火温度（GWIT）、グローワイヤー可燃性指数（GWFI）の4つの主要指標を精密に測定します。第三者試験機関、家電メーカー、材料研究機関などで、難燃性能の検証に広く使用されています。

はじめに
家電製品、家庭用電化製品、車載用電子機器などの動作中、抵抗器、チップ、発熱体などの過負荷故障により、500℃から960℃の高温熱源が発生します。隣接するプラスチック筐体や絶縁部品の難燃性能が不十分な場合、高温接触により熱分解や発火が容易に発生し、電気火災事故を引き起こす可能性があります。国内外の規格では、潜在的な火災危険性を評価するため、電気製品の非金属部品に対してグローワイヤの難燃性試験を義務付けています。

グローワイヤーテスターは、高温の熱源と材料との接触をシミュレートする専用の試験装置です。 LISUN ZRS-3H グローワイヤテスターは、GB/T 5169.10/11/12/13-2023/2024、IEC 60695-2-10~13:2021などの最新規格に完全に準拠しています。 UL746A標準の960℃の試験温度と0.95Nの接触圧力を正確に再現し、自動タイミング、自動サンプル引き抜き、自動データロギング機能を備え、人為的な試験誤差を最小限に抑えます。材料の発火特性、GWIT、GWFIなどの主要な指標を精密に測定でき、完成品の可燃性試験、材料のGWFI指数試験、GWIT発火温度試験の3種類の試験に対応し、3C、UL、CQCなどの市場参入認証要件を満たします。

ZRS-3H グローワイヤ試験装置

2. 動作原理とコア技術パラメータ ZRS-3H グローワイヤーテスター
2.1動作原理
コア加熱コンポーネント ZRS-3H グローワイヤーテスターは、直径4mmのU字型ニッケルクロム合金（80Ni/20Cr）グローワイヤーで、高電流を流すことで高温を発生させます。先端温度は、1mmのK型装甲熱電対で監視され、温度制御精度は±3℃です。試験中、装置はグローワイヤーを試料表面に一定圧力で押し付け、設定時間後に自動的に引き抜きます。システムは、着火時間、消炎時間、残光時間を自動的に記録し、同時に滴下物が下の綿パッドに着火するかどうかを観察します。これにより、材料の高温燃焼挙動を総合的に評価し、最終的に2つの重要な難燃性指標であるGWITとGWFIを算出します。

2.2 コア仕様および適用規格
その ZRS-3H グローワイヤテスターは、周囲温度から 1100 °C までの温度測定範囲、0.1 秒のタイミング精度、および 0.95 N ± 0.1 N の安定した接触圧力を備えています。本体は高温耐腐食鋼構造を採用し、LCD タッチ操作インターフェースを備えています。国内の GB/T 5169.10/11/12/13-2023/2024、IEC 60695-2-10~13:2021 に完全に準拠しています。 UL746A また、国内外の防火基準にも対応しています。完成品の可燃性試験、材料のGWFI指数試験、GWIT発火温度試験を同時に実施でき、3C、UL、CQCなどの市場参入認証要件を満たします。

3. グローワイヤー試験機に基づく材料試験手順
3.1 サンプルの前処理
標準的なプラスチックサンプル（60 mm × 60 mm × 3.0 mm）を、温度と湿度が燃焼性能に及ぼす影響を排除するため、23℃ ± 2℃、相対湿度50% ± 5%の環境下で24時間調湿する。サンプルの下200 mmに綿パッドと松材の板を置き、燃焼滴下物の発火リスクを評価する。

3.2 GWIT（グローワイヤー点火温度）試験手順
• 開始する LISUN ZRS-3H グローワイヤーテスターを使用し、初期温度を500℃に設定し、60秒間温度を安定させる。
・グローワイヤーが自動的にサンプルに30秒間接触し、連続的な炎が発生するかどうかを観察します。
・炎が現れない場合は、試料が安定して着火するまで、温度を50℃ずつ上げて試験を繰り返してください。
・連続的に安定した燃焼が発生する最低温度を記録します。これはGWITと定義されます。

3.3 GWFI（グローワイヤー燃焼性指数）試験手順
・加熱する ZRS-3H グローワイヤーテスターを標準の960℃まで加熱し、温度が安定した後、グローワイヤーをサンプルに30秒間接触させる。
・グローワイヤーを引っ込め、炎の持続時間と綿パッドが着火したかどうかを記録します。
・試料が発火し、30秒以内に自然消火しない場合は、毎回50℃ずつ温度を下げて試験を繰り返してください。
・試料が炎を出さない場合、または綿パッドに引火することなく30秒以内に炎が自然に消える場合は、対応する温度がGWFI値となります。

3.4 記録されたデータ指標
その ZRS-3H グローワイヤーテスターは、発火時間Ti、消炎時間Te、着火性滴下物の有無、綿パッドの発火状態という4つの主要データポイントを自動的に記録します。これらのデータは、材料の高温発火性および難燃性等級を総合的に判定するために使用されます。

4. 各種エンジニアリングプラスチックのグローワイヤー試験結果とデータ分析
この論文では、 LISUN ZRS-3H 家庭用電化製品に一般的に使用される4種類の改質エンジニアリングプラスチックに対し、グローワイヤー試験器を用いてGWIT試験とGWFI試験を並行して実施した。各サンプル群は3回試験し、その平均値を算出した。試験データは表1に示す。
表1 4種類の改質プラスチックの難燃性試験結果 LISUN ZRS-3H グローワイヤーテスター

表1のデータから、難燃性能に大きな勾配差が見られる。通常の難燃性PPはGWITが670℃に過ぎず、無人電気機器の電流を流す部品に求められる750℃以上の必須要件を満たしていない。ガラス繊維改質PC材料はGWFIが900℃に達し、高温で急速に炭化層を形成して熱源を遮断し、家庭用電化製品の周辺部品のコア加熱に適した耐火性を備えている。PEEK材料は960℃のグローワイヤー試験に合格し、長時間の高温条件下で動作する自動車用電子機器や照明駆動部品に適用可能である。 ZRS-3H グローワイヤーテスターを使用することで、企業は製品の研究開発段階で作業条件に適合する難燃性材料を正確にスクリーニングし、火災リスクを発生源から排除することができます。

5. 産業応用シナリオ ZRS-3H グローワイヤーテスター
• 家庭用電化製品および家電製品：充電器の筐体、エアコンのモーター絶縁部品、炊飯器の発熱体周辺のプラスチック部品をテストして、GB/T 4706.1 家庭用電化製品安全規格への適合性を確認し、内部過負荷による高温で筐体が発火するのを防ぎます。
・照明業界：LEDドライバーとランプホルダーの絶縁材料に対してGWFIおよびGWITテストを実施し、 GB 7000.1 照明器具の防火仕様。
・電気機器：過電流による過熱で発生する回路火災を防ぐため、スイッチ、コンセントパネル、ケーブルの絶縁層をテストする。
・自動車用電子機器：エンジンルーム内の高温作業環境に対応するため、カーナビゲーションシステム、ワイヤーハーネスの絶縁体、内装プラスチック部品の高温難燃性能を評価する。
・第三者試験機関：CQCおよびUL認証に必要なグローワイヤー試験の全セットを実施し、適合試験報告書を発行し、製品の市場参入をサポートします。

6. 結論
その グローワイヤーテスター は、非金属材料の高温火災リスクを評価するための不可欠な試験装置です。標準化された温度制御、自動試験、高精度タイミングインテリジェント設計を備え、 LISUN ZRS-3H グローワイヤーテスターは、実際の高温接触条件を安定してシミュレートし、材料の発火挙動、GWIT、GWFIなどの主要な難燃性指標を正確に定量化できます。 ZRS-3H グローワイヤーテスターは、様々な改質プラスチックの難燃性能の違いを直感的に識別することができ、家電、電子機器、自動車産業における材料選定、製品構造の最適化、適合性認証のための信頼性の高い試験データを提供する。

電気安全基準の継続的な向上に伴い、グローワイヤーの難燃性指標材料に対する要求は高まり続けている。 ZRS-3H グローワイヤーテスターは、難燃性材料の研究開発および完成品の安全性試験において引き続き中心的な役割を果たし、電気製品の火災安全上の危険性を低減し、業界全体の火災安全基準の向上を促進します。