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VOC-Emissionsprüfung von Kfz-Innenteilen

Automobilzulieferer müssen die Einhaltung bestimmter OEM-Zuliefervorschriften in Bezug auf das Emissionsverhalten von Kunststoffbauteilen nachweisen, bevor diese im Fahrzeuginnenraum verbaut werden können.

Leather seats for the interior of a black car

Kunststoffe aller Art (Thermoplaste, Elastomere, Duroplaste und Composites) können leichtflüchtige organische Verbindungen, sogenannte VOC (Volatile Organic Compounds), an die umgebende Luft abgeben. Diese VOC haben abhängig von ihrer Konzentration einen Einfluss auf das Geruchsempfinden, das Wohlbefinden oder die Gesundheit der Personen, die sich im Fahrzeuginnenraum aufhalten.

Aus diesem Grund hat die Automobilindustrie für den Bereich der Fahrzeuginnenraumluft (Vehicle Indoor Air Quality; VIAQ) durch Grenzwertsetzung eine Reglementierung für bestimmte Substanzen und Substanzklassen erlassen.

Das Emissionsverhalten wird in der Regel mit Hilfe der folgenden Prüfverfahren bestimmt:

  • VOC-Bestimmung
  • Geruchsprüfung
  • Fogging-Prüfung

Flüchtige organische Verbindungen (VOC)

Zur Bestimmung von VOC-Emissionen mittels Thermodesorption stehen im Automobilbereich zwei unterschiedliche Methoden zur Verfügung.

Die eine Möglichkeit besteht darin, die Bestimmung auf Materialebene nach VDA 278 durchzuführen. Hierbei werden kleine Mengen Material direkt im Thermodesorptionsröhrchen platziert, mittels eines kontrollierten Temperaturprogramms im Thermodesorber erhitzt und die freigesetzten leichtflüchtigen (VOC) und schwerer flüchtigen (FOG) organischen Verbindungen mittels GC/MS analysiert.

Als zweite Möglichkeit kann eine VOC-Analyse auf Bauteilebene nach VDA 276 durchgeführt werden. Hierbei wird das Bauteil in einer 1 m3 großen Emissionskammer bei definierter Temperatur für eine bestimmte Dauer gelagert. Die freigesetzten organischen Verbindungen werden in mit Tenax gefüllten Thermodesorptionsröhrchen aufgefangen und anschließend mittels Thermodesorptions-GC/MS analysiert.

Neben der VOC-Analyse mittels TD-GC/MS können nach VDA 276 auch weitere Substanzklassen (Carbonyle, Amine, Nitrosamine) durch die Anwendung anderer analytischer Methoden (z. B. HPLC) bestimmt werden.

Normen zur VOC-Bestimmung

VDA 278, ISO 12219-4, ISO 12219-6, VDA 276, PV 3942, GS 97014-3, VW 96043, (PN780) oder vergleichbare Normen

Headspace GC/FID – Emissionsbestimmung organischer Verbindungen nicht-metallischer Bauteile

Die Headspace GC/FID-Methode nach VDA 277 ermöglicht die Bestimmung des Gesamtkohlenstoffgehalts einer Probe.

Bei leichter Modifikation dient die Headspace GC/MS-Analyse als Erweiterung zur Bestimmung der wichtigsten einzelnen emittierten Substanzen.

Normen für die Headspace-Methode

VDA 277, PV 3341 oder vergleichbare Normen

Geruchsprüfung (VDA 270)

Von Innenteilen freigesetzte organische Verbindungen können auch als spezifische Gerüche wahrgenommen werden. Die VDA 270 eignet sich sowohl für die Prüfung der Geruchswahrnehmung der einzelnen Komponenten eines Bauteils als auch des gesamten Bauteils.

Dabei wird die Probe entsprechend bestimmter Vorgaben (Probenmenge, Temperatur und Luftfeuchte) in einem Gefäß mit definiertem Volumen konditioniert. Die Luft im Gefäß wird dann von drei geschulten Geruchsprüfern anhand einer Bewertungsskala von 1 (nicht wahrnehmbar) bis 6 (nicht akzeptabel) bewertet.

Neben der Bewertung nach VDA 270 können auch andere OEM-spezifische Bewertungsschemata verwendet werden, um den Geruch näher zu beschreiben.

Normen für die Geruchsprüfung

VDA 270, PV 3900, ISO 12219-7, GS 97014-4 oder vergleichbare Normen

Bestimmung der Formaldehyd-Emission

Die VDA 275 ist ein Messverfahren, bei dem der massenbezogene Formaldehyd-Gehalt mittels Flaschenmethode bestimmt wird.

Die Abgabe von Formaldehyd durch nicht-metallische Komponenten im Fahrzeuginnenraum kann neben einem unangenehmen Geruch auch gesundheitliche Beeinträchtigungen zur Folge haben, weshalb dieser Substanz besondere Aufmerksamkeit gewidmet wird. Da es sich bei Formaldehyd um eine äußerst flüchtige Substanz handelt, die weder mit VDA 278 noch VDA 277 bestimmt werden kann, wird hier die spezielle Flaschenmethode angewendet.

Normen zur Bestimmung der Formaldehyd-Emission

VDA 275, PV 3925 oder vergleichbare Normen

Fogging-Prüfung

Neben den leichtflüchtigen organischen Verbindungen (VOC) können aus Kunststoffen und anderen nichtmetallischen Materialien auch sogenannte schwerflüchtige organische Verbindungen (FOG) abgegeben werden.

Diese Verbindungen können auf kalten Oberflächen (z. B. Windschutzscheiben) kondensieren und die Sicht beeinträchtigen. Dieser Effekt wird auch als Window-Fogging bezeichnet.

Im Rahmen des Produktionsteil-Abnahmeverfahrens (Production Part Approval Process; PPAP) kann dieses Verhalten von Fahrzeuginnenteilen durch das speziell entwickelte Fogging-Prüfverfahren analysiert und quantifiziert werden.

Normen zur Bestimmung des Fogging-Verhalten

DIN 75201, PV 3015 oder vergleichbare Normen

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