यूरोपीय संघ का "इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रॉनिक उपकरण निर्देश में खतरनाक पदार्थों का प्रतिबंध" (RoHS 2.0, 2011/65/EU और इसके संशोधन) तार और केबल सामग्री में खतरनाक पदार्थों के लिए स्पष्ट प्रतिबंध और अनुपालन आवश्यकताओं को निर्धारित करता है। यह लेख केबल सामग्री के लिए RoHS 2.0 के तहत दस प्रतिबंधित पदार्थों (सीसा, कैडमियम, हेक्सावलेंट क्रोमियम, पारा, पॉलीब्रोमिनेटेड बाइफिनाइल, पॉलीब्रोमिनेटेड डिपेनिल ईथर और चार फ़ेथलेट्स) के लिए तकनीकी सीमाओं और छूट खंडों का व्यवस्थित रूप से विश्लेषण करता है। पॉलिमर फॉर्मूलेशन विज्ञान के परिप्रेक्ष्य से, यह आणविक डिजाइन, सिस्टम चयन, कुंजी प्रक्रिया नियंत्रण और आपूर्ति श्रृंखला सत्यापन सहित अनुपालन सामग्री के लिए पूर्ण-प्रक्रिया विकास समाधानों पर पूरी तरह से विस्तार से बताता है, जिसका उद्देश्य लौ मंदता (आईईसी 60332), हलोजन मुक्त (आईईसी 60754), और कम धुआं विषाक्तता (आईईसी 61034) के ट्रिपल प्रदर्शन लक्ष्यों को पूरा करना है। यह यूरोपीय बाज़ार को लक्षित करने वाले हरित केबल उत्पादों के लिए एक व्यवस्थित तकनीकी मार्ग प्रदान करता है।
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प्रतिबंधित पदार्थ |
अधिकतम स्वीकार्य एकाग्रता (सजातीय सामग्री) |
केबल सामग्री में संभावित स्रोत और जोखिम लिंक |
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लीड (पीबी) |
0.1% (1000 पीपीएम) |
स्टेबलाइजर्स (पारंपरिक पीवीसी हीट स्टेबलाइजर्स), पिगमेंट (लेड क्रोमेट), सोल्डर कोटिंग्स, मिश्र धातु घटक, और कुछ पुरानी पुनर्नवीनीकरण सामग्री। |
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कैडमियम (सीडी) |
0.01% (100 पीपीएम) |
रंगद्रव्य/रंगकर्मी (जैसे कैडमियम पीला और कैडमियम लाल), पीवीसी स्टेबलाइजर्स (कैडमियम बेरियम/जस्ता प्रणाली), और इलेक्ट्रोप्लेटेड कोटिंग्स में अशुद्धियाँ। |
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पारा (एचजी) |
0.1% (1000 पीपीएम) |
बहुत दुर्लभ, संभवतः प्रदूषण या विशिष्ट उत्प्रेरक अवशेषों के कारण। |
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हेक्सावलेंट क्रोमियम (Cr VI) |
0.1% (1000 पीपीएम) |
धातु परिरक्षण परत को क्रोमेट निष्क्रियता (जैसे बख्तरबंद स्टील पट्टी), कुछ पीले रंगद्रव्य के साथ इलाज किया जाता है। |
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पॉलीब्रोमिनेटेड बाइफिनाइल्स (पीबीबी) |
0.1% (1000 पीपीएम) |
ज्वाला मंदक (ऐतिहासिक रूप से पॉलिमर के लिए उपयोग किया जाता है, अब बड़े पैमाने पर प्रतिबंधित है)। |
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पॉलीब्रोमिनेटेड डिफेनिल ईथर (पीबीडीई) |
0.1% (1000 पीपीएम) |
ज्वाला मंदक (डेकाब्रोमोडाइफेनिल ईथर, आदि का व्यापक रूप से पीई, पीपी, एबीएस में उपयोग किया गया है, लेकिन आरओएचएस स्पष्ट रूप से उन्हें प्रतिबंधित करता है)। |
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चार प्रकार के फ़ेथलेट्स (DEHP, BBP, DBP, DIBP) |
0.1% (1000 पीपीएम) |
पीवीसी प्लास्टिसाइज़र (लचीले पीवीसी केबल शीथ/इन्सुलेशन का मुख्य जोखिम)। |
RoHS 2.0 के अनुबंध III/IV में कुछ छूट केबल उद्योग के लिए महत्वपूर्ण हैं, लेकिन इन छूटों की वैधता अवधि और दायरे पर ध्यान देना महत्वपूर्ण है।
· नेतृत्व करना:
· छूट 7(सी)-I: ऑप्टिकल फाइबर संचार प्रणालियों के लिए दुर्लभ-पृथ्वी गार्नेट फैराडे रोटेटर्स में अशुद्धता के रूप में सीसा का उपयोग किया जाता है (21 जुलाई, 2025 तक वैध? नवीनतम संशोधनों के अधीन)।
· अन्य सीसा छूट: उच्च तापमान वाले पिघले हुए सोल्डर में सीसा और इलेक्ट्रॉनिक घटक ग्लास/सिरेमिक में सीसा, जिनका केबल की आधार सामग्री के साथ कम सहसंबंध होता है।
· कैडमियम: विद्युत संपर्क सामग्रियों में कैडमियम और उसके यौगिकों की छूट (कुछ कनेक्टर टर्मिनलों पर लागू होती है, केबल बॉडी पर नहीं)।
मूल विकास सिद्धांत: जब तक स्पष्ट रूप से और आवश्यक रूप से छूट न दी जाए, फॉर्मूलेशन डिज़ाइन में किसी भी प्रतिबंधित पदार्थ के उपयोग पर प्रतिबंध होना चाहिए, चाहे वे रेजिन, एडिटिव्स, मास्टरबैच या प्रसंस्करण सहायता में मौजूद हों।
RoHS 2.0 का अनुपालन आधारभूत आवश्यकता है, जबकि "हैलोजन-मुक्त" आमतौर पर यूरोपीय बाजार में केबलों के लिए एक उच्च-प्रदर्शन मानक है (विशेषकर निर्माण और रेल पारगमन में)। दोनों को एक साथ हासिल किया जाना चाहिए।
· निषेध प्रणाली: ब्रोमिनेटेडज्वाला मंदक प्रणालीपीबीबी और पीबीडीई पर आधारित आरओएचएस द्वारा सीधे तौर पर प्रतिबंधित हैं और इनका उपयोग नहीं किया जा सकता है।
· सिस्टम की अनुमति है लेकिन मूल्यांकन के अधीन है:
· गैर-पीबीडीई ब्रोमिनेटेड ज्वाला मंदक: जैसे ब्रोमिनेटेड पॉलीस्टाइनिन, ब्रोमिनेटेड एपॉक्सी राल, एथिलीन बीआईएस (टेट्राब्रोमोफथालिमाइड), आदि। हालांकि आरओएचएस द्वारा निषिद्ध नहीं है, वे अन्य नियमों (जैसे, रीच एसवीएचसी) या अंत-ब्रांड पर्यावरण मानकों द्वारा प्रतिबंधित हो सकते हैं। इसके अतिरिक्त, वे दहन के दौरान संक्षारक गैसों का उत्पादन कर सकते हैं, जो "हलोजन-मुक्त" की उद्योग प्रवृत्ति के अनुरूप नहीं है।
· क्लोरीनयुक्त ज्वाला मंदक: जैसे क्लोरीनयुक्त पैराफिन। RoHS द्वारा निषिद्ध नहीं है, लेकिन "हैलोजन-मुक्त" आवश्यकताओं के कारण पर्यावरणीय चिंताओं और बहिष्कार का भी सामना करना पड़ता है।
· मुख्यधारा हैलोजन-मुक्त और RoHS-अनुपालक प्रणाली:
· धातु हाइड्रॉक्साइड: एल्यूमिनियम हाइड्रॉक्साइड (एटीएच), मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड (एमडीएच)। प्रकृति में शुद्ध, RoHS-प्रतिबंधित पदार्थों से मुक्त, वे बिल्कुल सुरक्षित और हरित विकल्प हैं।
· फॉस्फोरस-नाइट्रोजन विस्तार प्रणाली: अमोनियम पॉलीफॉस्फेट (एपीपी), मेलामाइन डेरिवेटिव (एमसीए, एमपीपी, आदि)। कच्चे माल में भारी धातु की अशुद्धियों (जैसे कैडमियम, सीसा) पर ध्यान देना चाहिए।
· फॉस्फोरस-आधारित: कार्बनिक फॉस्फेट, हाइपोफॉस्फाइट्स, आदि। उनकी तापीय स्थिरता और हाइड्रोलाइटिक स्थिरता का मूल्यांकन करने की आवश्यकता है।
· सिलिकॉन-आधारित, नाइट्रोजन-आधारित, और अन्य।
· बेस रेजिन: पॉलीओलेफिन्स (पीई, पीपी, ईवीए, पीओई), इलास्टोमर्स (टीपीयू, टीपीई), और क्रॉस-लिंकिंग सिस्टम (एक्सएलपीई, एक्सएलपीओ) स्वाभाविक रूप से RoHS-प्रतिबंधित पदार्थों से मुक्त हैं और सुरक्षित विकल्प हैं। पीवीसी उपयोग योग्य रहता है लेकिन इसे सीसा रहित/कैडमियम मुक्त स्टेबलाइजर्स (कैल्शियम-जिंक स्टेबलाइजर्स) और गैर-फ़थलेट पर्यावरण के अनुकूल प्लास्टाइज़र (जैसे ट्रिमेलिटेट्स, साइट्रेट्स और पॉलिमर-आधारित प्लास्टाइज़र) के साथ जोड़ा जाना चाहिए।
· रंग भरने वाला एजेंट: सीसा, कैडमियम और क्रोमेट्स से मुक्त कार्बनिक रंगद्रव्य या विशिष्ट अकार्बनिक रंगद्रव्य (जैसे आयरन ऑक्साइड-आधारित रंगद्रव्य जिनका अनुपालन उपचार किया गया है) का उपयोग करना चाहिए।
अन्य योजक: एंटीऑक्सिडेंट, स्नेहक, क्रॉस-लिंकिंग एजेंट (जैसे, डीसीपी), सेंसिटाइज़र, आदि, सभी के लिए आपूर्तिकर्ताओं को RoHS अनुरूपता घोषणा (DoC) और सहायक परीक्षण रिपोर्ट (जैसे, ICP-MS डेटा) प्रदान करने की आवश्यकता होती है।
उद्देश्य: IEC 60332-1 (एकल ऊर्ध्वाधर जला) या उच्च ग्रेड (उदाहरण के लिए, IEC 60332-3 बंडल बर्न), साथ ही IEC 60754-1/2 (हलोजन मुक्त कम संक्षारक गैसों) और IEC की लौ मंदता आवश्यकताओं को पूरा करते हुए उत्कृष्ट यांत्रिक गुण (तन्य शक्ति, टूटने पर बढ़ाव, घर्षण प्रतिरोध) और विद्युत गुण (ढांकता हुआ ताकत, इन्सुलेशन प्रतिरोध) सुनिश्चित करें। 61034-1/2 (कम धुआं घनत्व)।
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केबल प्रकार |
अनुशंसित बुनियादी सामग्री प्रणाली |
कोर हैलोजन मुक्त ज्वाला मंदक प्रणाली |
प्रमुख प्रक्रियाएं और प्रदर्शन बिंदु |
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बिल्डिंग वायरिंग इन्सुलेशन/शीथ |
ईवीए/पीई मिश्र धातु, या ईवीए/एलएलडीपीई/पीओई मिश्रण |
तापमान प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए उच्च भरने वाले एटीएच सिस्टम (60-65%) को सतह संशोधित एमडीएच की थोड़ी मात्रा के साथ जोड़ा जा सकता है। उत्कृष्ट धुआं दमन. |
उच्च भराव स्थितियों के तहत एक्सट्रूज़न प्रक्रियाशीलता और सतह की चिकनाई सुनिश्चित करें; टपकने से रोकने के लिए पिघलने की शक्ति को नियंत्रित करें; दीर्घकालिक थर्मल एजिंग (जैसे 90 ℃, 7डी) परीक्षण आवश्यक है। |
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संचार डेटा केबल आवरण |
पीई/ईवीए या टीपीयू आधारित |
एटीएच/एमडीएच जटिल प्रणाली (कुल भराव 50-60%)। टीपीयू प्रणाली फॉस्फोरस नाइट्रोजन तरल ज्वाला मंदक का चयन कर सकती है। |
लचीलेपन और ज्वाला मंदता को संतुलित करना; पहनने के प्रतिरोध और पर्यावरणीय तनाव क्रैकिंग प्रतिरोध (ईएससी) पर ध्यान दें; उच्च रंग स्थिरता की आवश्यकता है. |
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पावर केबल (एक्सएलपीई इन्सुलेशन) |
एलडीपीई आधारित क्रॉस-लिंक्ड सामग्री |
उच्च तापीय स्थिरता एमडीएच प्रमुख है (55-65%)। एटीएच अपने कम अपघटन तापमान के कारण पेरोक्साइड क्रॉसलिंकिंग प्रक्रिया के लिए उपयुक्त नहीं है। |
एमडीएच को सिलेन क्रॉसलिंकिंग सिस्टम के साथ संगत होने के लिए विशेष सिलेन उपचार की आवश्यकता होती है; सुनिश्चित करें कि यह क्रॉस-लिंकिंग डिग्री (थर्मल एक्सटेंशन) को प्रभावित नहीं करता है; विद्युत प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए अशुद्धता आयनों को सख्ती से नियंत्रित करें। |
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ऑटोमोटिव केबल (कम वोल्टेज) |
क्रॉस लिंक्ड पॉलीओलेफ़िन या टीपीई |
उच्च गर्मी प्रतिरोधी एमडीएच या फॉस्फोरस नाइट्रोजन हाइड्रॉक्साइड मिश्रित प्रणाली। भरने की मात्रा में लचीलेपन और ज्वाला मंदता (आमतौर पर 40-55%) को संतुलित करने की आवश्यकता होती है। |
ऑटोमोटिव उद्योग में विशिष्ट मानकों को पूरा करें (जैसे आईएसओ 6722); उत्कृष्ट तेल प्रतिरोध, शीतलक प्रतिरोध और ताप चक्रण प्रतिरोध की आवश्यकता होती है; कम वर्षा. |
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उच्च लचीलापन केबल |
POE/SEBS आधारित इलास्टोमेर |
कम भराव मात्रा (<50%) के साथ अल्ट्रा फाइन संशोधित एटीएच या माइक्रोएन्कैप्सुलेटेड फॉस्फोरस नाइट्रोजन फ्लेम रिटार्डेंट को नैनो फिलर्स (संशोधित मोंटमोरिलोनाइट) के साथ सहक्रियात्मक रूप से जोड़ा जा सकता है। |
कोर उच्च बढ़ाव (>300%) और बार-बार झुकने वाले जीवन को बनाए रखना है; ज्वाला मंदक का सतही उपचार और फैलाव महत्वपूर्ण है। |
1. सतह का उपचार और फैलाव: नमी अवशोषण को कम करते हुए पॉलिमर इंटरफेस के साथ संगतता में सुधार, यांत्रिक गुणों और लौ मंदक दक्षता को बढ़ाने के लिए एटीएच/एमडीएच के लिए स्टीयरिक एसिड, सिलेन, या टाइटेनेट कपलिंग एजेंटों के साथ सतह का उपचार आवश्यक है।
2. यौगिक सहयोगी प्रौद्योगिकी:
·एटीएच+एमडीएच: व्यापक तापमान रेंज में गर्मी अवशोषण तालमेल प्राप्त करना।
·हाइड्रॉक्साइड+सिलिकॉन सिस्टम (जैसे सिलिकॉन मास्टरबैच): पिघलने की शक्ति को बढ़ाता है, कार्बोनाइजेशन को बढ़ावा देता है और टपकने में सुधार करता है।
·हाइड्रॉक्साइड+फॉस्फोरस नाइट्रोजन प्रणाली (जैसे एपीपी/एमसीए): एक विस्तार अवरोधक परत का निर्माण कुल भराव मात्रा को मामूली रूप से कम कर सकता है।
3. प्रसंस्करण तापमान नियंत्रण: विशेष रूप से एटीएच फिलिंग सिस्टम के लिए, प्रसंस्करण के दौरान बुलबुले और जल वाष्प की उत्पत्ति को रोकने के लिए एक्सट्रूडर के प्रत्येक अनुभाग की तापमान सेटिंग उसके प्रारंभिक अपघटन तापमान (लगभग 200 ℃) से कम होनी चाहिए, जो सामग्री के क्षरण और सतह दोष का कारण बन सकती है।
अनुपालन विकास न केवल एक तकनीकी मुद्दा है, बल्कि एक प्रबंधन प्रणाली मुद्दा भी है।
1. आपूर्तिकर्ता योग्यता समीक्षा: सभी कच्चे माल आपूर्तिकर्ताओं को प्रत्येक बैच के लिए वैध RoHS अनुरूपता घोषणा (DoC) और पूर्ण सामग्री प्रकटीकरण (FMD) प्रदान करना आवश्यक है।
2. आने वाला निरीक्षण (आईक्यूसी):
·उच्च जोखिम वाली सामग्रियों (रंग मास्टरबैच, फ्लेम रिटार्डेंट, स्टेबलाइजर्स, प्लास्टिसाइज़र) पर नियमित स्पॉट जांच की जानी चाहिए, और पता लगाने के तरीकों को आईईसी 62321 श्रृंखला मानकों (जैसे भारी धातुओं के लिए आईसीपी-ओईएस/एमएस और कार्बनिक प्रतिबंधित पदार्थों के लिए जीसी-एमएस) का संदर्भ लेना चाहिए।
·कच्चे माल के लिए एक योग्य आपूर्तिकर्ता सूची (एवीएल) स्थापित करें और इसे गतिशील रूप से अद्यतन करें।
3. बैच ट्रैसेबिलिटी: कच्चे माल के भंडारण, उत्पादन बैच से लेकर तैयार उत्पाद के आउटबाउंड तक एक संपूर्ण ट्रैसेबिलिटी सिस्टम स्थापित करें, जिससे यह सुनिश्चित हो सके कि किसी भी उत्पाद का उसके मूल सामग्री बैच और संबंधित परीक्षण रिपोर्ट से पता लगाया जा सके।
विकासशीलहलोजन मुक्त तार और केबल सामग्रीजो कि EU RoHS 2.0 मानक को पूरा करता है, एक व्यवस्थित परियोजना है जो नियामक व्याख्या, सामग्री विज्ञान, प्रक्रिया इंजीनियरिंग और गुणवत्ता प्रबंधन को एकीकृत करती है।
