Europar Batasuneko "Ekipo Elektriko eta Elektronikoen Substantzia Arriskutsuen Murrizketa Zuzentarauak" (RoHS 2.0, 2011/65/EU eta bere zuzenketak) murrizketa eta betetze-eskakizun argiak ezartzen ditu hari eta kableetako materialen substantzia arriskutsuetarako. Artikulu honek sistematikoki aztertzen ditu muga teknikoak eta salbuespen-klausulak (beruna, kadmioa, kromo hexabalentea, merkurioa, bifenilo polibromatuak, difenil-eter polibromatuak eta lau ftalato) RoHS 2.0-ren arabera kable-materialetarako. Polimeroen formulazioaren zientziaren ikuspuntutik, prozesu osoko garapenerako irtenbideak sakonki lantzen ditu betetzen diren materialen, diseinu molekularra, sistemaren hautaketa, prozesuen gakoen kontrola eta hornikuntza-katearen egiaztapena barne, suaren erresistentzia (IEC 60332), halogenorik gabeko (IEC 60754) eta ke baxuko toxikotasun (IEC 60754) errendimendu hirukoitza helburuak betetzera zuzenduta. Horrek bide tekniko sistematiko bat eskaintzen du Europako merkatura zuzendutako kable berdeko produktuentzat.
|
Substantzia mugatuak |
Onartutako gehienezko kontzentrazioa (material homogeneoa) |
Balizko iturriak eta arrisku-loturak kable-materialetan |
|
Beruna (Pb) |
% 0,1 (1000 ppm) |
Egonkortzaileak (PVC bero-egonkortzaile tradizionalak), pigmentuak (berun-kromatoa), soldadura-estaldurak, aleazio-osagaiak eta birziklatutako material zahar batzuk. |
|
Kadmioa (Cd) |
% 0,01 (100 ppm) |
Pigmentuak/koloratzaileak (adibidez, kadmio horia eta kadmio gorria), PVC egonkortzaileak (kadmio barioa/zink sistema) eta ezpurutasunak estaldura electroplatedetan. |
|
Merkurio (Hg) |
% 0,1 (1000 ppm) |
Oso arraroa, ziurrenik kutsaduragatik edo katalizatzaile-hondakin espezifikoengatik. |
|
Kromo hexabalente (Cr VI) |
% 0,1 (1000 ppm) |
Kromato-pasibazioarekin tratatutako metalezko blindaje-geruza (altzairu blindatu-zerrenda, esaterako), pigmentu horia batzuk. |
|
Bifenilo polibromatoak (PBB) |
% 0,1 (1000 ppm) |
Suaren atzeragarriak (historikoki polimeroetarako erabiliak, gaur egun neurri handi batean debekatuak). |
|
Difenil eter polibrominatua (PBDE) |
% 0,1 (1000 ppm) |
Suaren atzeragarriak (dekabromodifenil eter, etab. oso erabiliak izan dira PE, PP, ABS, baina RoHS-k esplizituki mugatzen ditu). |
|
Lau ftalato mota (DEHP, BBP, DBP, DIBP) |
% 0,1 (1000 ppm) |
PVC plastifikatzailea (PVC kable malguaren estalki/isolamenduaren arrisku nagusia). |
RoHS 2.0-ren III/IV eranskineko zenbait salbuespen funtsezkoak dira kablearen industriarentzat, baina garrantzitsua da salbuespen horien balio-epea eta irismena kontuan hartzea.
· Beruna:
· 7(c)-I salbuespena: lur arraroen Faraday biragailuetan ezpurutasun gisa erabiltzen den beruna zuntz optikoko komunikazio-sistemetarako (baliozkoa da 2025eko uztailaren 21era arte? Azken berrikuspenen arabera).
· Berunaren beste salbuespen batzuk: Beruna tenperatura altuko soldadura urtuan eta osagai elektronikoen beira/zeramikazko beruna, korrelazio txikia dutenak kableen oinarrizko materialarekin.
· Kadmioa: kadmioaren eta bere konposatuen salbuespena ukipen elektrikoko materialetan (konektore-terminal batzuei aplikatzen zaie, ez kablearen gorputzari).
Oinarrizko garapen-printzipioa: esplizituki eta nahitaez salbuetsi ezean, formulazioaren diseinuak debekatu egin behar du edozein substantzia mugatua erabiltzea, erretxinetan, gehigarrietan, masterbatchetan edo prozesatzeko lagungarrietan dauden ala ez.
RoHS 2.0 betetzea da oinarrizko eskakizuna, eta "halogenorik gabekoa" normalean errendimendu handiko estandarra da Europako merkatuan (batez ere eraikuntzan eta trenbideetan). Biak aldi berean lortu behar dira.
· Debeku-sistema: Bromatuasuaren aurkako sistemakPBB eta PBDEn oinarrituta RoHS-ek zuzenean debekatuta daude eta ezin dira erabili.
· Baimendutako sistema baina ebaluazioa egin behar da:
· PBDE-k ez diren suaren atzeragarriak: poliestireno bromatua, epoxi erretxina bromatua, etileno bis(tetrabromoftalimida), etab. RoHS-ek debekatuta ez badu ere, baliteke beste arau batzuek (adibidez, REACH SVHC) edo marka amaierako ingurumen-arau batzuek mugatuta egotea. Gainera, errekuntzan gas korrosiboak sor ditzakete, eta hori ez dator bat "halogenorik gabeko" industriaren joerarekin.
· Suaren aurkako kloroak: parafina kloratua adibidez. RoHSek ez du debekatuta, baina ingurumenari eta bazterketari ere aurre egiten dio "halogenorik gabeko" eskakizunengatik.
· Halogenorik gabeko eta RoHS-a betetzen duen sistema nagusia:
· Hidroxido metalikoak: Aluminio hidroxidoa (ATH), magnesio hidroxidoa (MDH). Izaera hutsa, RoHS-k mugatutako substantziarik gabekoa, guztiz seguru eta berdea alternatiba dira.
· Fosforo-nitrogeno hedapen-sistema: amonio polifosfatoa (APP), melamina deribatuak (MCA, MPP, etab.). Arreta jarri behar da lehengaietan dauden metal astunen ezpurutasunei (adibidez, kadmioa, beruna).
· Fosforo-oinarritutakoak: fosfato organikoak, hipofosfitoak... Haien egonkortasun termikoa eta egonkortasun hidrolitikoa ebaluatu behar dira.
· Silizioan oinarritutakoa, nitrogenoa eta beste batzuk.
· Oinarrizko erretxina: poliolefinak (PE, PP, EVA, POE), elastomeroak (TPU, TPE) eta gurutzatze-sistemak (XLPE, XLPO) berez ez daude RoHS-k mugatutako substantziarik eta aukera seguruak dira. PVCa erabilgarri izaten jarraitzen du, baina berunik/kadmiorik gabeko egonkortzaileekin (kaltzio-zink egonkortzaileak) eta ftalatorik gabeko plastifikatzaileekin (adibidez, trimelitatoak, zitratoak eta polimeroetan oinarritutako plastifikatzaileak) parekatu behar dira.
· Koloratzaileak: Berun, kadmio eta kromatorik gabeko pigmentu organikoak edo pigmentu ez-organiko espezifikoak erabili behar ditu (adibidez, adostasun-tratamendua jasan duten burdin oxidoan oinarritutako pigmentuak).
Beste gehigarri batzuk: Antioxidatzaileak, lubrifikatzaileak, gurutzaketa-agenteak (adibidez, DCP), sentsibilizatzaileak, etab., guztiek RoHS Adostasun Adierazpena (DoC) eta froga-txostenak (adibidez, ICP-MS datuak) eskaintzea eskatzen dute.
Helburua: propietate mekaniko bikainak (trakzio-erresistentzia, hausturako luzapena, urradura-erresistentzia) eta propietate elektrikoak (indar dielektrikoa, isolamenduaren erresistentzia) bermatzea IEC 60332-1 (erredura bertikal bakarra) edo maila altuagoko suaren aurkako eskakizunak betetzen dituen bitartean (adibidez, IEC 60332-3 (adibidez, IEC 60332-3 erreketa-free-16075) eta IEC 4-1605haloen multzoa. gas korrosibo gutxikoak) eta IEC 61034-1/2 (ke-dentsitate txikia).
|
Kable mota |
Gomendatutako Oinarrizko Material Sistema |
Halogenorik gabeko suaren aurkako sistema |
Prozesu nagusiak eta errendimendu puntuak |
|
Eraikinen kablearen isolamendua/zorroa |
EVA/PE aleazioa, edo EVA/LLDPE/POE nahasketa |
Betetze handiko ATH sistema (% 60-65) gainazalean aldatutako MDH kopuru txiki batekin konposatu daiteke tenperaturaren erresistentzia hobetzeko. Kea ezabatzeko bikaina. |
Bermatu estrusioaren prozesagarritasuna eta gainazaleko leuntasuna betetzeko baldintza handietan; Kontrolatu urtzearen indarra tantaka saihesteko; Epe luzeko zahartze termikoa (adibidez, 90 ℃, 7d) probak egin behar dira. |
|
Komunikazio datu-kablearen estalkia |
PE/EVA edo TPU oinarrituta |
ATH/MDH sistema konplexua (guztira betetzea %50-60). TPU sistemak fosforo-nitrogeno likidoa suaren atzerapena hauta dezake. |
Malgutasuna eta suaren erresistentzia orekatzea; Erreparatu higadura-erresistentziari eta ingurumen-estresaren pitzadura-erresistentziari (ESC); Kolore-egonkortasun handia behar da. |
|
Elikatze kablea (XLPE isolamendua) |
LDPE oinarritutako material gurutzatua |
Egonkortasun termiko handia MDH da nagusi (%55-65). ATH ez da egokia peroxidoen gurutzaketa prozesurako, bere deskonposizio tenperatura baxuagatik. |
MDH-k silano-tratamendu berezia behar du silanoaren gurutzaketa-sistemekin bateragarria izateko; Ziurtatu ez duela eragiten gurutzatze-maila (luzapen termikoa); Zorrotz kontrolatu ezpurutasun ioiak errendimendu elektrikoa bermatzeko. |
|
Automobilgintzako kableak (tentsio baxua) |
Poliolefina gurutzatua edo TPE |
Beroarekiko erresistentzia handiko MDH edo fosforo nitrogeno hidroxidoaren sistema konposatua. Betegarri kopuruak malgutasuna eta suaren erresistentzia orekatu behar ditu (normalean % 40-55). |
Automobilgintzako estandar espezifikoak betetzea (esaterako, ISO 6722); Olioaren erresistentzia bikaina, hozgarriaren erresistentzia eta beroaren zikloaren erresistentzia behar dira; Prezipitazio baxua. |
|
Malgutasun handiko kablea |
POE/SEBS oinarritutako elastomeroa |
Aldatutako ATH ultra fin edo mikrokapsulatutako fosforo-nitrogenoaren suaren atzerapena, betegarri kopuru baxuarekin (% 50), nano betegarriekin (aldatutako montmorillonita) sinergikoki konbina daiteke. |
Nukleoa luzapen handia (>% 300) eta behin eta berriz tolestura-bizitza mantentzea da; Garrantzitsuak dira suaren gainazaleko tratamendua eta sakabanaketa. |
1. Gainazaleko tratamendua eta sakabanaketa: Gainazaleko azido, silano edo titanato akoplamendu agenteekin tratamendua beharrezkoa da ATH/MDH-rako polimeroen interfazeekin bateragarritasuna hobetzeko, propietate mekanikoak eta suaren aurkako eraginkortasuna hobetzeko, hezetasunaren xurgapena murrizten duen bitartean.
2. Lankidetza-teknologia konposatua:
·ATH+MDH: tenperatura-tarte zabalean beroa xurgatzeko sinergia lortzea.
·Hidroxidoa+silizio sistema (adibidez, silikonazko masterbatcha): urtzearen indarra hobetzen du, karbonizazioa sustatzen du eta tantaka hobetzen du.
·Hidroxido + fosforo nitrogeno sistema (adibidez, APP/MCA): hedapen-hesi-geruza bat eraikitzeak neurriz murriztu dezake betetze-kopuru osoa.
3. Prozesatzeko tenperatura kontrola: batez ere ATH betetzeko sistemetarako, estrusorearen atal bakoitzaren tenperatura ezarpenak hasierako deskonposizio-tenperatura baino txikiagoa izan behar du (200 ℃ inguru) prozesatzeko garaian burbuilak eta ur-lurruna sortzea saihesteko, materialaren degradazioa eta gainazaleko akatsak sor ditzaketenak.
Betearen garapena arazo teknikoa ez ezik, kudeaketa sistemaren arazoa ere bada.
1. Hornitzaileen Kualifikazioaren Berrikuspena: Lehengaien hornitzaile guztiek RoHS Adostasun Adierazpena (DoC) eta Materialaren Dibulgazio Osoa (FMD) baliozkoak eman behar dituzte lote bakoitzeko.
2. Sarrerako Ikuskapena (IQC):
·Arrisku handiko materialen aldizkako egiaztapenak egin behar dira (kolore-batch-a, suaren aurkakoak, egonkortzaileak, plastifikatzaileak), eta detekzio-metodoek IEC 62321 serieko arauetara jo behar dute (adibidez, ICP-OES/MS metal astunetarako eta GC-MS substantzia organiko mugatuetarako).
·Lehengaien Hornitzaileen Zerrenda Kualifikatua (AVL) ezartzea eta dinamikoki eguneratzea.
3. Loteen trazabilitatea: Trazabilitatea sistema osoa ezarri lehengaien biltegiratzetik, ekoizpen lotetik amaitutako produktuen irteerara arte, edozein produktu jatorrizko material loteraino eta erlazionatutako proben txostenetara itzul daitekeela ziurtatuz.
Garatzenhalogenorik gabeko alanbre eta kable materialakEU RoHS 2.0 estandarra betetzen duten arauzko interpretazioa, materialen zientzia, prozesuen ingeniaritza eta kalitatearen kudeaketa integratzen dituen proiektu sistematikoa da.
