Emissionsprüfung Automobil Fahrzeuginnenraum

Emissionen – Ursachen und Wirkung

Kunststoffe können unerwünschte, störende oder gar giftige chemische Verbindungen freisetzen. Manche Emissionen können in hohen Konzentrationen zu Unwohlsein oder Gesundheitsschäden führen. Andere Emissionen stellen hingegen ‚nur‘ eine Geruchsbelästigung dar. Deshalb sind die Automobilhersteller dazu übergegangen, Art und Menge von Emissionen zu reglementieren. In den Vorschriften für Automobilzulieferer sind je nach OEM Geruchsprüfungen, Foggingprüfungen und Emissionsmessungen vorgeschrieben, welche unter genau festgelegten Bedingungen zu erfolgen haben.

Geruchsprüfung

Bei einer Geruchsprüfung wird der Geruch eines Werkstoffes durch ein geschultes Prüfkollektiv ermittelt und mit Noten bewertet. Die Skala für die Geruchsprüfung reicht gemäß VDA 270 von Note 1 „nicht wahrnehmbar“ bis Note 6 „unerträglich“ (z.B. VW/Audi, Saab Volvo). Abhängig von der Vorschrift des OEM kann es jedoch auch abweichende Bewertungsskalen für die Geruchsprüfung geben (z.B. von 0 bis 5 oder -3 bis +3).

Foggingprüfung

Als Fogging bezeichnet man Ausgasungen einzelner Werkstoffbestandteile, die sich dann in der Bauteilumgebung niederschlagen. In einem Auto kann es durch Fogging z.B. zu einem schmierigen Belag auf der Windschutzscheibe kommen. Die kondensierbaren Bestandteile des Bauteils können durch eine gravimetrische oder reflektometrische Foggingprüfung gemessen werden. Dazu wird die Probe erwärmt. Die flüchtigen Bestandteile entweichen aus dem Bauteil und schlagen sich in der (kälteren) Bauteilumgebung nieder. Bei der gravimetrischen Foggingprüfung wird die Gewichtszunahme aufgrund der Kondensation gemessen. Der bestimmte Wert wird in mg angegeben und liegt typischerweise im Bereich kleiner 5 bzw. 2 mg. Bei der reflektometrischen Foggingprüfung wird die Reflexion der Oberfläche mit Belag bestimmt und in Prozent angegeben und sollte daher möglichst hoch sein. Ein guter Reflektometerwert liegt im Bereich >80%.

Emissionsprüfung

Eine Emissionsprüfung dient dazu die Konzentration unerwünschter oder gar gesundheitsschädlicher Stoffe in einem Bauteil zu ermitteln. Der massebezogene Formaldehydwert eines Werkstoffes kann z.B. mit Hilfe der Flaschen-Methode (VDA 275) gemessen werden. Formaldehyd ist ein stechend riechendes Gas, das nicht nur die Augen und Atemwege reizt, sondern auch als „möglicherweise krebserregend“ eingestuft ist. Aufgrund seiner Verbreitung als Ausgangsprodukt z. B. von Farbstoffen oder Kunstharzen gehört eine Formaldehyd-Bestimmung zu den oft gefragten Emissionsmessungen.

Auch die Bestimmung der Gesamtkohlenstoffemission einer Probe ist im Rahmen der Emissionsprüfung möglich (VDA 277). Die Methode der statischen Headspace-GC/FID eignet sich zur gleichzeitigen Bestimmung leicht- und mittelflüchtiger Verbindungen, nicht aber zur Erfassung höherflüchtiger Komponenten. Die Gesamtkohlenstoffemission wird in µg C/g (Mikrogramm Kohlenstoff pro Gramm) angegeben.

Während im Rahmen der VDA 277 allein die Gesamtmenge der Kohlenstoffemission gemessen wird, ist es durch Kombination von Thermodesorption und GC/MS (VDA 278) möglich, leichtflüchtige (VOC) und kondensierbare (FOG) Emissionen genauer zu identifizieren. Man erhält eine detaillierte Tabelle mit qualitativen und quantitativen Einzelergebnissen samt Bewertung einzelner kritischer Substanzen.

Gerade sehr flüchtige Verbindungen wie Formaldehyd lassen sich damit aber nicht vollständig erfassen. Andere Analyseverfahren wie die VDA 275 detektieren Formaldehyd und sind einfacher durchführbar, können aber chemisch ähnliche Substanzen nicht unterscheiden. Ist in einer Probe z.B. nur Acetaldehyd, aber kein Formaldehyd enthalten, erfolgt nach VDA 275 ein falsch positiver Analysebefund für Formaldehyd.

Die Kombination von Flüssigchromatographie (HPLC) und UV-Detektion ermöglicht es, Emissionen von Formaldehyd, Acetaldehyd und 14 weiteren Aldehyden/Ketonen nach entsprechender Probenvorbereitung (Derivatisie­rung) empfindlich und unabhängig voneinander nachzuweisen.

 

In der HPLC wird die zu analysierende Flüssigkeit durch eine Säule geleitet. Zwischen den einzelnen Bestandteilen in der Probe und dem Säulenmaterial kommt es durch unterschiedlich starke Wechselwirkungen zu einer Trennung der Substanzen und damit zu einer zeitlich aufgelösten Detektion. Die Sub­stanzmengen lassen sich zusätzlich quantifizieren. Das Funktionsprinzip wird in der folgenden Grafik veranschaulicht.

Prüfnormen nach OEM's (Auszug):

Messgröße BMW Daimler Ford Opel Porsche VW/Audi
Formaldehyd AA-0061 VDA 275 BZ156-01 GMW 15635 VDA 275 PV 3925
Emission Head-space-GC/FID BZ157-01 PV 3341
Emission TD-GC/MS VDA 278 VDA 278 GMW 15634 VDA 278
Fogging DIN 75201 DIN 75201 SAE J1756 GMW 3235 DIN 75201 DIN 75201
Geruch VDA 270 VDA 270 BO 131-03 GMW 3205 VDA 270 VDA 270

Für die unterschiedlichen Emissionsprüfungen unterbreiten wir Ihnen gerne ein unverbindliches auf Ihre Anforderungen zugeschnittenes Angebot.