Quelles sont les principales normes ignifuges automobiles auxquelles le cuir synthétique automobile doit répondre

En tant que matériau clé pour l'intérieur de l'habitacle, les performances de sécurité de cuir synthétique automobile est primordial. Parmi ses nombreux indicateurs de performance, l’ignifugation constitue un objectif clé pour les constructeurs automobiles mondiaux (OEM) et les régulateurs. Les matériaux intérieurs automobiles doivent répondre à une série de normes strictes en matière d'ignifugation automobile pour garantir qu'ils ralentissent la combustion en cas d'incendie, empêchant ainsi les occupants de s'échapper.

Règlements de base mondiaux : FMVSS 302 et EAC/ECE

La pierre angulaire des normes d’ignifugation automobile est l’essai de combustion horizontale, l’exigence réglementaire la plus largement utilisée et la plus contraignante dans le monde.

1. États-Unis : FMVSS 302

La FMVSS 302 (Federal Motor Vehicle Safety Standard 302) fait partie de la Federal Motor Vehicle Safety Standard des États-Unis et est reconnue comme l'exigence la plus fondamentale en matière d'ignifugation par l'industrie automobile mondiale. Presque tous les matériaux automobiles entrant sur le marché nord-américain ou en contact avec les équipementiers américains doivent réussir ce test.

Principe du test : Un échantillon de matériau (généralement 100 mm x 356 mm) est placé horizontalement sur un support en forme de U. Un allumeur applique une flamme à l'extrémité exposée du matériau pendant 15 secondes.

Spécifications clés : FMVSS 302 se concentre principalement sur le taux de combustion du matériau.

Exigences de qualification :

La vitesse de combustion maximale ne doit pas dépasser 102 mm/min (4,0 po/min).

Le matériau doit soit s'auto-éteindre (c'est-à-dire ne présenter aucun taux de combustion (NB)) avant d'atteindre le premier repère temporel, soit s'éteindre avant d'atteindre le deuxième repère temporel et satisfaire à l'exigence de taux de combustion.

Applicabilité des matériaux : FMVSS 302 s'applique à tous les matériaux intérieurs de l'habitacle, y compris les sièges, les panneaux de porte, les garnitures de pavillon, les tapis et le cuir synthétique. Pour le cuir synthétique automobile, l'obtention d'un indice « auto-extinguible » (NB) est généralement une pratique courante parmi les principaux fabricants.

2. Europe et international : ECE R118 / ECE R107

Les réglementations de la Commission économique pour l’Europe (CEE) ont également un impact significatif dans l’UE, en Asie et dans d’autres régions.

ECE R118 : répond principalement aux exigences d'inflammabilité des matériaux intérieurs utilisés dans les véhicules de service public (tels que les bus et les autocars), et est généralement plus stricte que les normes des voitures particulières.

ECE R107 : les structures spécifiques des véhicules et les exigences générales de sécurité sont abordées, et ses annexes incluent également des exigences ignifuges pour les matériaux intérieurs.

Ces réglementations européennes sont également basées sur le principe de combustion horizontale, mais peuvent contenir des détails spécifiques concernant le temps d'application de la flamme, l'environnement de test et la classification des matériaux.

Normes strictes et spécifiques aux constructeurs : relever les barrières de sécurité

De nombreux grands constructeurs automobiles, en plus de respecter les réglementations nationales (telles que FMVSS 302), développent également leurs propres normes spécifiques aux constructeurs. Ces normes sont souvent plus strictes pour répondre aux besoins des ventes mondiales sur plusieurs marchés et améliorer l'image de sécurité de leur marque.

1. Combustion verticale

Bien que FMVSS 302 soit un test horizontal, certains constructeurs ou applications spécifiques (telles que les garnitures de toit et les tapis) peuvent nécessiter des tests de combustion verticale, par exemple selon UL 94 ou d'autres normes internes.

Principe du test : L'échantillon de matériau est fixé verticalement et une flamme est appliquée par le bas.

Indicateurs clés : les tests de combustion verticale se concentrent sur la question de savoir si le matériau continue de brûler après le retrait de la flamme (temps de post-flamme), s'il goutte (gouttes) et le temps de rémanence. Les tests verticaux sont généralement considérés comme plus difficiles que les tests horizontaux.

2. Taux de dégagement de chaleur (HRR)

Dans les évaluations de sécurité de niveau supérieur, comme pour les voitures de sport hautes performances ou les véhicules de grande valeur, les fabricants peuvent faire référence à des normes telles que la norme ISO 5660 et utiliser un calorimètre à cône pour mesurer le taux de dégagement de chaleur (HRR) du matériau.

Importance : le HRR est une mesure clé qui mesure la vitesse à laquelle l'énergie est libérée lors de la combustion d'un matériau. Plus la combustion est rapide et plus la chaleur dégagée est importante, plus le feu se propage rapidement et intensément. Le cuir synthétique à faible HRR aide à ralentir la hausse de la température dans l’habitacle, permettant ainsi aux occupants de gagner un temps précieux pour s’échapper.

3. Densité et toxicité de la fumée

La principale menace en cas d’incendie n’est pas la flamme elle-même, mais plutôt la fumée et les gaz toxiques. C’est pourquoi les évaluations du caractère ignifuge du cuir synthétique font l’objet d’une attention croissante :

Densité de la fumée : elle est généralement mesurée à l'aide de normes telles que ISO 5659-2 ou ASTM E662. Les matériaux à faible densité de fumée assurent une vision claire aux occupants en cas d'incendie, facilitant ainsi l'évacuation.

Toxicité des fumées : mesure la composition des gaz produits par la combustion, tels que le monoxyde de carbone, le cyanure d'hydrogène et les oxydes d'azote. Cela garantit que le traitement ignifuge empêche la libération de gaz plus toxiques. Le choix d’un ignifuge pour le cuir synthétique a un impact direct sur ses performances en matière de fumée et de toxicité.

Technologie ignifuge : un défi pour la science des matériaux

Pour répondre à ces normes strictes, les fabricants de cuir synthétique automobile doivent incorporer des retardateurs de flamme (FR) spécifiques dans le substrat polymère et le revêtement de surface.

Retardateurs de flamme (FR) non halogénés : En raison de préoccupations environnementales et de la faible toxicité de la fumée, l'industrie a opté pour l'utilisation de FR sans halogène, tels que les FR à base de phosphore, d'azote, de silicium ou d'aluminium/hydroxyde de magnésium, pour remplacer les FR halogénés traditionnels.

Équilibrage des performances : le principal défi professionnel consiste à garantir que l'ajout de retardateurs de flamme ne compromet pas de manière significative les propriétés physiques de base du cuir synthétique, telles que l'haptique, la résistance à l'abrasion, la solidité à la lumière et la résistance à l'hydrolyse.