युरोपियन युनियनचे "इलेक्ट्रिकल आणि इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमध्ये घातक पदार्थांचे निर्बंध" (RoHS 2.0, 2011/65/EU आणि त्यातील सुधारणा) वायर आणि केबल सामग्रीमधील घातक पदार्थांसाठी स्पष्ट निर्बंध आणि अनुपालन आवश्यकता सेट करते. हा लेख केबल सामग्रीसाठी RoHS 2.0 अंतर्गत दहा प्रतिबंधित पदार्थांसाठी (शिसे, कॅडमियम, हेक्साव्हॅलेंट क्रोमियम, पारा, पॉलीब्रोमिनेटेड बायफेनिल, पॉलीब्रोमिनेटेड डायफेनिल इथर आणि चार phthalates) तांत्रिक सीमा आणि सूट कलमांचे पद्धतशीरपणे विश्लेषण करतो. पॉलिमर फॉर्म्युलेशन सायन्सच्या दृष्टीकोनातून, ते ज्वालारोधी (IEC 60332), हॅलोजन-फ्री (IECs-56) आणि कमी (IECs-56) च्या तिहेरी कार्यक्षमतेच्या उद्दिष्टांची पूर्तता करण्याच्या उद्देशाने आण्विक डिझाइन, सिस्टम निवड, मुख्य प्रक्रिया नियंत्रण आणि पुरवठा साखळी सत्यापन यासह अनुरूप सामग्रीसाठी पूर्ण-प्रक्रिया विकास उपायांचे तपशीलवार वर्णन करते. 61034). हे युरोपियन बाजारपेठेला लक्ष्य करणाऱ्या ग्रीन केबल उत्पादनांसाठी एक पद्धतशीर तांत्रिक मार्ग प्रदान करते.
|
प्रतिबंधित पदार्थ |
जास्तीत जास्त स्वीकार्य एकाग्रता (एकसंध सामग्री) |
केबल सामग्रीमधील संभाव्य स्रोत आणि जोखीम दुवे |
|
लीड (Pb) |
0.1% (1000 पीपीएम) |
स्टॅबिलायझर्स (पारंपारिक पीव्हीसी हीट स्टॅबिलायझर्स), रंगद्रव्ये (लीड क्रोमेट), सोल्डर कोटिंग्ज, मिश्रधातूचे घटक आणि काही जुने पुनर्वापर केलेले साहित्य. |
|
कॅडमियम (सीडी) |
०.०१% (१०० पीपीएम) |
रंगद्रव्ये/रंगद्रव्ये (जसे की कॅडमियम पिवळा आणि कॅडमियम लाल), पीव्हीसी स्टॅबिलायझर्स (कॅडमियम बेरियम/जस्त प्रणाली), आणि इलेक्ट्रोप्लेटेड कोटिंग्जमधील अशुद्धता. |
|
बुध (Hg) |
0.1% (1000 पीपीएम) |
अत्यंत दुर्मिळ, शक्यतो प्रदूषण किंवा विशिष्ट उत्प्रेरक अवशेषांमुळे. |
|
हेक्साव्हॅलेंट क्रोमियम (Cr VI) |
0.1% (1000 पीपीएम) |
क्रोमेट पॅसिव्हेशन (जसे की आर्मर्ड स्टील स्ट्रिप), काही पिवळ्या रंगद्रव्यांसह उपचार केलेला मेटल शील्डिंग लेयर. |
|
पॉलीब्रोमिनेटेड बायफेनिल्स (PBB) |
0.1% (1000 पीपीएम) |
फ्लेम रिटार्डंट्स (ऐतिहासिकदृष्ट्या पॉलिमरसाठी वापरलेले, आता मोठ्या प्रमाणावर बंदी आहे). |
|
पॉलीब्रोमिनेटेड डिफेनिल इथर (PBDE) |
0.1% (1000 पीपीएम) |
फ्लेम retardants (decabromodiphenyl इथर, इ. पीई, PP, ABS मध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले गेले आहेत, परंतु RoHS त्यांना स्पष्टपणे प्रतिबंधित करते). |
|
चार प्रकारचे phthalates (DEHP, BBP, DBP, DIBP) |
0.1% (1000 पीपीएम) |
पीव्हीसी प्लास्टिसायझर (लवचिक पीव्हीसी केबल म्यान/इन्सुलेशनचा मुख्य धोका). |
RoHS 2.0 च्या परिशिष्ट III/IV मधील काही सवलत केबल उद्योगासाठी महत्त्वपूर्ण आहेत, परंतु या सवलतींचा वैधता कालावधी आणि व्याप्ती लक्षात घेणे महत्त्वाचे आहे.
· आघाडी:
· माफी 7(c)-I: ऑप्टिकल फायबर कम्युनिकेशन सिस्टीमसाठी दुर्मिळ-पृथ्वी गार्नेट फॅराडे रोटेटर्समध्ये अशुद्धता म्हणून वापरला जाणारा शिसा (जुलै 21, 2025 पर्यंत वैध? नवीनतम सुधारणांच्या अधीन).
· इतर लीड सूट: उच्च-तापमान वितळलेल्या सोल्डरमध्ये लीड आणि इलेक्ट्रॉनिक घटक ग्लास/सिरेमिकमध्ये लीड, ज्याचा केबल्सच्या बेस मटेरियलशी कमी संबंध असतो.
· कॅडमियम: विद्युत संपर्क सामग्रीमध्ये कॅडमियम आणि त्याच्या संयुगेची सूट (केबल बॉडीला नव्हे तर विशिष्ट कनेक्टर टर्मिनलला लागू).
मूळ विकास तत्त्व: जोपर्यंत स्पष्टपणे आणि अपरिहार्यपणे सूट दिली जात नाही तोपर्यंत, फॉर्म्युलेशन डिझाइनमध्ये कोणतेही प्रतिबंधित पदार्थ वापरण्यास मनाई करणे आवश्यक आहे, मग ते रेजिन, ॲडिटीव्ह, मास्टरबॅच किंवा प्रक्रिया सहाय्यांमध्ये अस्तित्वात असले तरीही.
RoHS 2.0 चे पालन ही आधारभूत आवश्यकता आहे, तर "हॅलोजन-मुक्त" हे युरोपियन बाजारपेठेतील केबल्ससाठी (विशेषत: बांधकाम आणि रेल्वे ट्रान्झिटमध्ये) उच्च-कार्यक्षमता मानक आहे. दोन्ही एकाच वेळी साध्य करणे आवश्यक आहे.
· प्रतिबंध प्रणाली: ब्रोमिनेटेडज्वाला रोधक प्रणालीPBB आणि PBDE वर आधारित RoHS द्वारे थेट प्रतिबंधित आहेत आणि ते वापरले जाऊ शकत नाहीत.
· प्रणालीला परवानगी आहे परंतु मूल्यमापनाच्या अधीन आहे:
· नॉन-पीबीडीई ब्रोमिनेटेड फ्लेम रिटार्डंट्स: जसे की ब्रोमिनेटेड पॉलिस्टीरिन, ब्रोमिनेटेड इपॉक्सी रेझिन, इथिलीन बीआयएस (टेट्राब्रोमोफ्थालिमाइड), इ. जरी RoHS द्वारे प्रतिबंधित नसले तरी ते इतर नियमांद्वारे प्रतिबंधित केले जाऊ शकतात (उदा., RECH SVHC आणि पर्यावरण मानके) याव्यतिरिक्त, ते ज्वलन दरम्यान संक्षारक वायू तयार करू शकतात, जे "हॅलोजन-मुक्त" च्या उद्योगाच्या प्रवृत्तीशी जुळत नाही.
· क्लोरीनयुक्त ज्वालारोधक: जसे की क्लोरीनयुक्त पॅराफिन. RoHS द्वारे प्रतिबंधित नाही, परंतु "हॅलोजन-मुक्त" आवश्यकतांमुळे पर्यावरणीय चिंता आणि बहिष्कारांना देखील सामोरे जावे लागते.
· मुख्य प्रवाहात हॅलोजन-मुक्त आणि RoHS-अनुरूप प्रणाली:
· मेटल हायड्रॉक्साइड: ॲल्युमिनियम हायड्रॉक्साइड (एटीएच), मॅग्नेशियम हायड्रॉक्साइड (MDH). निसर्गात शुद्ध, RoHS-प्रतिबंधित पदार्थांपासून मुक्त, ते पूर्णपणे सुरक्षित आणि हिरवे पर्याय आहेत.
फॉस्फरस-नायट्रोजन विस्तार प्रणाली: अमोनियम पॉलीफॉस्फेट (एपीपी), मेलामाइन डेरिव्हेटिव्ह्ज (एमसीए, एमपीपी, इ.). कच्च्या मालातील जड धातूंच्या अशुद्धतेकडे (जसे की कॅडमियम, शिसे) लक्ष देणे आवश्यक आहे.
· फॉस्फरस-आधारित: सेंद्रिय फॉस्फेट्स, हायपोफॉस्फाइट इ. त्यांची थर्मल स्थिरता आणि हायड्रोलाइटिक स्थिरता यांचे मूल्यांकन करणे आवश्यक आहे.
· सिलिकॉन-आधारित, नायट्रोजन-आधारित, आणि इतर.
· बेस रेझिन: पॉलीओलेफिन (PE, PP, EVA, POE), इलास्टोमर्स (TPU, TPE), आणि क्रॉस-लिंकिंग सिस्टम (XLPE, XLPO) मूळतः RoHS-प्रतिबंधित पदार्थांपासून मुक्त आहेत आणि सुरक्षित पर्याय आहेत. पीव्हीसी वापरण्यायोग्य राहते परंतु लीड-फ्री/कॅडमियम-फ्री स्टॅबिलायझर्स (कॅल्शियम-झिंक स्टॅबिलायझर्स) आणि नॉन-फॅथलेट पर्यावरणास अनुकूल प्लास्टिसायझर्स (जसे की ट्रिमलीटेट्स, सायट्रेट्स आणि पॉलिमर-आधारित प्लास्टिसायझर्स) सह जोडलेले असणे आवश्यक आहे.
· कलरिंग एजंट: सेंद्रिय रंगद्रव्ये किंवा विशिष्ट अजैविक रंगद्रव्ये (जसे की आयर्न ऑक्साईड-आधारित रंगद्रव्ये ज्यांचे पालन उपचार झाले आहेत) वापरणे आवश्यक आहे.
इतर पदार्थ: अँटिऑक्सिडंट्स, वंगण, क्रॉस-लिंकिंग एजंट (उदा., डीसीपी), सेन्सिटायझर्स इ. सर्वांसाठी पुरवठादारांना RoHS अनुरूपता घोषणा (DoC) आणि समर्थन चाचणी अहवाल (उदा. ICP-MS डेटा) प्रदान करणे आवश्यक आहे.
उद्दिष्ट: IEC 60332-1 (सिंगल वर्टिकल बर्न) किंवा उच्च ग्रेड (उदा., IEC 60332) च्या ज्वालारोधी आवश्यकता पूर्ण करताना उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म (तन्य शक्ती, ब्रेकमध्ये वाढवणे, घर्षण प्रतिरोध) आणि विद्युत गुणधर्म (डायलेक्ट्रिक ताकद, इन्सुलेशन प्रतिरोध) याची खात्री करा. 60754-1/2 (हॅलोजन-मुक्त कमी संक्षारक वायू) आणि IEC 61034-1/2 (कमी धुराची घनता).
|
केबल प्रकार |
शिफारस केलेली मूलभूत सामग्री प्रणाली |
कोर हॅलोजन मुक्त ज्वाला retardant प्रणाली |
मुख्य प्रक्रिया आणि कार्यप्रदर्शन गुण |
|
बिल्डिंग वायरिंग इन्सुलेशन/म्यान |
EVA/PE मिश्र धातु, किंवा EVA/LLDPE/POE मिश्रण |
उच्च फिलिंग एटीएच प्रणाली (60-65%) तापमानाचा प्रतिकार वाढविण्यासाठी पृष्ठभाग सुधारित MDH च्या थोड्या प्रमाणात मिश्रित केली जाऊ शकते. उत्कृष्ट धूर दडपशाही. |
उच्च भरण्याच्या परिस्थितीत एक्सट्रूजन प्रक्रियाक्षमता आणि पृष्ठभागाची गुळगुळीतता सुनिश्चित करा; ठिबक टाळण्यासाठी वितळण्याची ताकद नियंत्रित करा; दीर्घकालीन थर्मल एजिंग (जसे की 90 ℃, 7d) चाचणी आवश्यक आहे. |
|
कम्युनिकेशन डेटा केबल म्यान |
PE/EVA किंवा TPU आधारित |
ATH/MDH कॉम्प्लेक्स सिस्टम (एकूण भरणे 50-60%). TPU प्रणाली फॉस्फरस नायट्रोजन द्रव ज्वाला retardant निवडू शकता. |
लवचिकता आणि ज्योत मंदता संतुलित करणे; पोशाख प्रतिरोध आणि पर्यावरणीय ताण क्रॅकिंग प्रतिरोध (ESC) कडे लक्ष द्या; उच्च रंग स्थिरता आवश्यक आहे. |
|
पॉवर केबल (XLPE इन्सुलेशन) |
LDPE आधारित क्रॉस-लिंक केलेली सामग्री |
उच्च थर्मल स्थिरता MDH प्रमुख आहे (55-65%). एटीएच कमी विघटन तापमानामुळे पेरोक्साइड क्रॉसलिंकिंग प्रक्रियेसाठी योग्य नाही. |
MDH ला सिलेन क्रॉसलिंकिंग सिस्टमशी सुसंगत असण्यासाठी विशेष सिलेन उपचार आवश्यक आहेत; हे क्रॉस-लिंकिंग डिग्री (थर्मल विस्तार) वर परिणाम करत नाही याची खात्री करा; विद्युत कार्यप्रदर्शन सुनिश्चित करण्यासाठी अशुद्धता आयन कठोरपणे नियंत्रित करा. |
|
ऑटोमोटिव्ह केबल्स (कमी व्होल्टेज) |
क्रॉस लिंक्ड पॉलीओलेफिन किंवा टीपीई |
उच्च उष्णता-प्रतिरोधक MDH किंवा फॉस्फरस नायट्रोजन हायड्रॉक्साइड संमिश्र प्रणाली. भरण्याच्या रकमेमध्ये लवचिकता आणि ज्योत मंदता (सामान्यतः 40-55%) संतुलित करणे आवश्यक आहे. |
ऑटोमोटिव्ह उद्योगातील विशिष्ट मानकांची पूर्तता करा (जसे की ISO 6722); उत्कृष्ट तेल प्रतिरोध, शीतलक प्रतिरोध आणि उष्णता सायकलिंग प्रतिरोध आवश्यक आहे; कमी पर्जन्यमान. |
|
उच्च लवचिकता केबल |
POE/SEBS आधारित इलास्टोमर |
अल्ट्रा फाईन मॉडिफाइड एटीएच किंवा मायक्रोएनकॅप्स्युलेटेड फॉस्फरस नायट्रोजन फ्लेम रिटार्डंट, कमी भरण्याच्या रकमेसह (<50%), नॅनो फिलर्स (सुधारित मॉन्टमोरिलोनाइट) सह एकत्रित केले जाऊ शकते. |
मुख्य म्हणजे उच्च लांबी (>300%) आणि वारंवार वाकलेले जीवन राखणे; ज्वालारोधकांचे पृष्ठभाग उपचार आणि फैलाव महत्त्वपूर्ण आहेत. |
1. पृष्ठभाग उपचार आणि फैलाव: ATH/MDH साठी स्टीरिक ऍसिड, सिलेन किंवा टायटेनेट कपलिंग एजंट्ससह पृष्ठभागावर उपचार करणे आवश्यक आहे ज्यामुळे पॉलिमर इंटरफेससह सुसंगतता सुधारणे, यांत्रिक गुणधर्म आणि ज्वालारोधक कार्यक्षमता वाढवणे, ओलावा शोषण कमी करणे.
2. संयुक्त सहयोगी तंत्रज्ञान:
·ATH+MDH: तापमानाच्या विस्तृत श्रेणीमध्ये उष्णता शोषणाची समन्वय साधणे.
हायड्रॉक्साइड+सिलिकॉन सिस्टीम (जसे की सिलिकॉन मास्टरबॅच): वितळण्याची ताकद वाढवते, कार्बनीकरणाला प्रोत्साहन देते आणि ठिबक सुधारते.
हायड्रोक्साईड+फॉस्फरस नायट्रोजन प्रणाली (जसे की एपीपी/एमसीए): एक विस्तार अडथळा थर तयार केल्याने एकूण भरण्याचे प्रमाण माफक प्रमाणात कमी होऊ शकते.
3. प्रक्रिया तापमान नियंत्रण: विशेषत: ATH फिलिंग सिस्टमसाठी, प्रक्रियेदरम्यान बुडबुडे आणि पाण्याची वाफ तयार होण्यापासून रोखण्यासाठी एक्सट्रूडरच्या प्रत्येक विभागाचे तापमान सेटिंग त्याच्या सुरुवातीच्या विघटन तापमानापेक्षा कमी असणे आवश्यक आहे (सुमारे 200 ℃).
अनुपालन विकास ही केवळ तांत्रिक समस्या नाही तर व्यवस्थापन प्रणालीची समस्या देखील आहे.
1. पुरवठादार पात्रता पुनरावलोकन: सर्व कच्च्या मालाच्या पुरवठादारांनी प्रत्येक बॅचसाठी वैध RoHS घोषणापत्र (DoC) आणि पूर्ण सामग्री प्रकटीकरण (FMD) प्रदान करणे आवश्यक आहे.
2. इनकमिंग इन्स्पेक्शन (IQC):
उच्च-जोखीम सामग्री (रंग मास्टरबॅच, फ्लेम रिटार्डंट्स, स्टॅबिलायझर्स, प्लास्टिसायझर्स) वर नियमित स्पॉट तपासणी केली पाहिजे आणि शोध पद्धतींनी IEC 62321 मालिका मानकांचा संदर्भ घ्यावा (जसे की भारी धातूंसाठी ICP-OES/MS आणि सेंद्रिय प्रतिबंधित पदार्थांसाठी GC-MS).
कच्च्या मालासाठी एक पात्र पुरवठादार सूची (AVL) स्थापित करा आणि ती गतिमानपणे अद्यतनित करा.
3. बॅच ट्रेसिबिलिटी: कच्च्या मालाच्या स्टोरेजपासून, उत्पादन बॅचपासून तयार उत्पादनाच्या आउटबाउंडपर्यंत संपूर्ण ट्रेसिबिलिटी सिस्टम स्थापित करा, हे सुनिश्चित करा की कोणतेही उत्पादन त्याच्या मूळ सामग्रीच्या बॅचमध्ये आणि संबंधित चाचणी अहवालांवर परत मिळवता येईल.
विकसनशीलहॅलोजन-मुक्त वायर आणि केबल साहित्यEU RoHS 2.0 मानक पूर्ण करणारा एक पद्धतशीर प्रकल्प आहे जो नियामक व्याख्या, भौतिक विज्ञान, प्रक्रिया अभियांत्रिकी आणि गुणवत्ता व्यवस्थापन एकत्रित करतो.
