2015年6月4日、欧州連合官報(OJ)はRoHS 2.0改正指令(EU)2015/863を発行した。当初のRoHS規制6物質(鉛、カドミウム、水銀、六価クロム、ポリ臭化ビフェニル、ポリ臭化ジフェニルエーテル)をベースとしています。注:RoHS 6物質は、LISUNによってテストすることができます。 EDX-2A RoHS試験装置)のRoHS 2.0の規制物質にフタル酸エステル類4物質が追加され、2019年7月22日より強制実施されている。LISUNはEDX-4 RoHS 2.0検査システムを開発し、熱分解脱離によるフタル酸エステル類の迅速なスクリーニングを実現しました。これは、以下の4つの有害物質の試験用に特別に設計されています:
物質名 | CAS NO. | 電気・電子機器における主な用途 |
フタル酸ビス(2-エチルヘキシル)(DEHP) | 117-81-7 | 主にPVCの可塑剤として使用される。PVCは、ケーブルや電線などの電気・電子機器の絶縁体として使用されている。DEHPは、電子製品のセラミックやコンデンサーの電解液など、ポリマー以外の用途にも少量使用されている。 |
フタル酸ブチルベンジル(BBP) | 85-68-7 | 主に他の可塑剤と組み合わせて、ケーブル、ソケット、パイプ、ショックアブソーバーなどのPVC部品に使用される。また、塗料や接着剤などの非ポリマーにも使用されている。 |
フタル酸ジブチル(DBP) | 84-74-2 | 主にPVC床材の可塑剤として使用される。電気・電子機器では、合成皮革、繊維コーティング、PVC素材、印刷インキ、シーラント、接着剤に含まれることがある。 |
フタル酸ジイソブチル(DIBP) | 84-69-5 | PVCの可塑剤として使用され、DBPの代替としても使用できる。また、セルロース樹脂、ビニル樹脂、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴムの可塑剤としても使用できる。 |
パート1:製品の特徴
- 化学的前処理が不要:超音波抽出や化学試薬による抽出は不要。サンプルは固体でも液体でも直接注入でき、操作も簡単です。サンプル検査時間が短い:検体検査時間は1検体あたり20分と、企業ユーザーの迅速な検出ニーズに十分に対応します。
- 環境影響評価が不要で、専門的な実験室も不要:試薬や前処理が不要で、廃ガスや廃液が発生しないため、環境影響評価の申請が不要。
- 100%試料の適用性化学的方法は可溶性ポリマー試料にのみ適している(70%の試料に適用可能)が、本方法は可溶性、難溶性、不溶性ポリマー試料に適用可能である(100%の試料に適用可能)。
- 専門的な検査室環境は不要:エアコン、電源、手術台、窒素、冷蔵庫を備えた通常の手術スペースがあれば設置・使用できる。
第2部 システム構成(EDX-4 RoHS 2.0試験システムは以下の装置で構成されています。)
製品名 | 仕様モデル | 数量 | 備考 |
A.熱分解脱着 楽器 |
- セラミック加熱モジュールを装備した、熱分解および熱脱着機能を備えた熱分解脱着装置。
- ユーザー定義の昇温機能とニッケルコバルト温度センサーを装備。 - PC側操作ソフトウェアとシステム状態監視ソフトウェアを装備し、完全な電磁弁ガス回路制御。 - 不活性化・不活性化システムを装備。 |
1セット |
EDGバージョン |
B.ガスクロマトグラフ | D.FID(炎イオン化検出器)+E.キャピラリーサンプリングシステム+SSL(スプリット/スプリットレス注入ポート)搭載 |
1セット |
FID |
C.特殊クロマトグラフィー
コラム |
輸入15m特殊クロマトグラフィーカラム | 1セット | 4種類のフタル酸エステルを同時に検出可能 |
ワークステーション | クロマトグラフィー・ワークステーションは テストレポート ワンクリック | 1セット | |
電子天秤 | スイス プレシサ 1/10000残高 | 1セット | |
フタル酸4化合物
規格 |
- 4種類のフタル酸エステル試料の1000ppm混合標準品、各1ML×4本。
- ガラス瓶4本+テフロンキャップ4個。 - ml溶剤ボトル1本、テフロンシールフィルム1枚。 |
1セット | スタンダード
物質 |
消耗品 | - 石英インジェクションチューブ100本
- 石英射出スリーブ(ライナーチューブ)2個、石英ウール1部分。 - ビーカー1個。 - 医療用ニトリル手袋1パック(50組)、計量紙1パック。 - n-ヘキサン1本。 - カッティングナイフのサンプル1本。 |
1セット | 消耗品 |
高純度水素
発電機 |
水素:0~300ml/min、0.3MPa | 1セット | |
高純度空気
発電機 |
空気:0~2000ml/min、0.45MPa | 1セット | |
窒素ボンベ | 純度99.999%、減圧弁装備 | 1セット | 提供
ユーザー |
標準冷蔵庫 | 標準試料保管用 | 1セット | 提供
ユーザー |
コンピューター | 業務用デスクトップ・コンピューター | 1セット |
パート3:仕様
A.熱分解脱着装置の仕様:
- 熱分解装置(Φ6熱分解管)の温度範囲:室温~450℃、1℃単位で任意に設定可能。熱分解装置(Φ6熱分解管)の加熱速度:> 毎分500℃以上
- 熱分解装置の熱分解時間範囲:0.01~99.99分、0.01分単位で任意に設定可能。熱分解装置のパージ時間範囲:0.01~99.99分、0.01分単位で任意に設定可能。熱分解装置のパージ流量範囲:10ml~200ml。
- 熱分解装置の分割流量範囲:10ml~200ml。
- 熱分解装置の加熱制御電圧:16 VDC。
- エージング洗浄装置の温度範囲:室温~450℃、1℃単位で任意に設定可能(オプション)。
- エージングおよび洗浄装置の時間範囲:1~1200分、1分単位で任意に設定可能。
B. ガスクロマトグラフの仕様
- スプリット/スプリットレス注入システムは、分析を柔軟かつ便利にする。
- 双方向バルブ制御システムを備え、オンライン自動噴射を容易にする。
- 高精度ガス制御システムにより、ガス流量が一目瞭然で、より正確なガス流量設定が可能。
- 包括的な検出・故障診断システムにより、機器に発生した問題を素早く特定し、解決することができます。
- より広い温度制御範囲:周囲温度+5℃~400℃、サンプル分析範囲を拡大。
- 独自のガス遮断保護システムにより、検出器とクロマトグラフィーカラムの損傷を最大限に防ぐことができます。
- カラムオーブンには超低温制御システムを搭載することができます。80℃までの超低温制御により、沸点の低い物質の分析にも対応できます。
- カラム間補償回路は、プログラム昇温操作中のベースラインドリフトを電子的に補償し、2本目のカラム、検出器、補助フローシステムによってもたらされる複雑さを軽減する。2つのシングルカラム補正チャンネルを同時に設置可能。
C.特殊クロマトグラフィーカラムの仕様:
- 温度範囲周囲温度 + 5°C ~ 450°C。
- 3段階プログラム昇温。昇温速度は0~50℃/分、昇温速度は0.1℃/分。温度制御精度は±0.015℃。
- オーブン温度の再較正が可能で、最高温度も自由に設定できる。インテリジェントな背面扉開閉システムは、吸排気量を無段階に可変でき、加熱・冷却後のシステム安定時間を短縮します。カラムオーブンが300℃から50℃まで冷却するのにかかる時間は12分未満です。
D.炎イオン化検出器(FID)の仕様:
- 分解や取り付けが簡単で、ノズルの洗浄や交換がしやすく、操作もシンプル。
- 入力信号を対数増幅できるため、干渉が少ない。高感度で直線性が良く、測定範囲が広い。
- 検出限界: Mt ≤ 5×10-¹²g/s (n-ヘキサデカン); ベースラインノイズ: ≤ 6×10-¹²A/H; 直線性範囲: ≥ 10⁵。
- 安定化時間< 0.5h.
E.サンプリングシステムの仕様:
- パックドカラムインジェクター:様々な口径のパックドカラムや大口径キャピラリーカラムに対応します。
- キャピラリーインジェクター:プログラマブルバルブで制御されるスプリット/スプリットレスインジェクションシステムをオプションで搭載可能。
パート4:前処理プロセス
この方法は前処理を必要としない。消耗品は、長さ2.5cmの石英管、石英ウール、前処理カラムである。石英管の中央に固体試料を入れ、両端を石英ウールで固定し、準備した試料管を加熱チャンバーに入れる。
パート5:分析条件:
- 熱分解用プログラム昇温:200℃~450
- マイクロ熱分解時間:2分
- サンプリング方法分割注入
- 液体注入量:1μl
- 固形注射量:5mg未満
- 射出ポート温度:250
- FID検出器温度300°C
- プログラム昇温:50℃(1分間保持)、その後毎分20℃の速度で450℃まで昇温(4分間保持)
名前 | 略語 | 保持時間 | タイムウィンドウバンド |
フタル酸ジイソブチル | ディレクトリじょうほうベースプロトコル | 8.524 | 0.05 |
フタル酸ジブチル | デキストリン | 9.041 | 0.05 |
フタル酸ブチルベンジル | BBP | 10.941 | 0.05 |
フタル酸ビス(2-エチルヘキシル | DEHP | 11.949 | 0.05 |
パート6:結果と考察:
- 標準曲線と直線範囲(検出限界)
50 ppm、100 ppm、250 ppm、500 ppm、1000 ppm の濃度の DIBP 標準溶液を調製する。濃度を横軸、定量成分のピーク面積を縦軸として標準曲線を作成する。標準曲線と直線相関係数は以下の通りである。]
次の表は、濃度の異なる5種類の標準試料のピーク高さとピーク面積の比較表である:
濃度(ppm) | ピーク高(pA) | ピーク面積 (A) |
50 | 2038.7 | 8472.5 |
100 | 2829.6 | 12607.7 |
250 | 5720.6 | 24674.0 |
500 | 12090.8 | 53037.4 |
1000 | 24747.2 | 120759.3 |
注:3倍のS/N比に基づいて算出した各成分の検出下限は25ppm。
- 再現性(精密実験)
繰り返し性の測定は検出下限の濃度で行い、結果は以下の通りである:
RSD% | ||
ディレクトリじょうほうベースプロトコル | ピークの高さ | ピーク面積 |
1 | 944.8 | 3484.2 |
2 | 1007.3 | 3638.8 |
3 | 903.2 | 3167.9 |
4 | 1205.6 | 4227.6 |
RSD%=5.24 |
結論このRoHS 2.0のフタル酸エステル類の迅速スクリーニング法では、検出下限は25ppm(PY+GC-MSの検出下限は50ppm)、直線相関係数は0.998以上、相対標準偏差(RSD%)は5.24であった。これは、企業材料のスクリーニングの要件を完全に満たしています。
パート7:典型的な応用例
EDX-4 RoHS 2.0検査システムは、玩具、電子機器、食品、包装材料、医療機器用プラスチック、ゴム、接着剤、セルロース、樹脂、ケーブルなどの業界で広く適用されています。
実験ケース1:あるヘッドホンメーカーが国際的な有名ブランドに代わって製造したヘッドホンのプラスチックシェルの原材料は、RoHSの4つのフタル酸エステル類のスクリーニング検査が必要である。
• 機器LISUN EDX-4 RoHS 2.0試験システム
• サンプリング方法:直接固体サンプリング;
• 検出項目バージンPVCグリーン顆粒中のRoHSの4つのフタル酸エステル類が基準値を超えているかどうかを検出する。
実験ケース2:ヨーロッパに輸出している携帯電話充電器メーカーが、RoHSの4つのフタル酸エステルについてスクリーニングを行う必要がある。
• 機器LISUN EDX-4 RoHS 2.0試験システム
• サンプリング方法:直接固体サンプリング;
• 検出項目白色PVCプラスチック粉末中のIa型フタル酸エステル類の検出。
実験ケース3:ある有名ブランドの携帯電話メーカーは、ヨーロッパに輸出する携帯電話のバックプレートのポリマー材料について、RoHS指令に含まれる4種類のフタル酸エステル類のスクリーニングを実施する必要があります。
• 機器LISUN EDX-4 RoHS 2.0試験システム
• サンプリング方法:直接固体サンプリング;
• 検出項目:携帯電話背面カバーの高分子材料から22種類のフタル酸エステル類を検出。
実験ケース4:顧客が準備した混合標準試料(4つのフタル酸エステルを含む、ブラインド試料)をRoHSの4つのフタル酸エステルのスクリーニングに使用。
• 機器LISUN EDX-4 RoHS 2.0試験システム
• サンプリング方法直接液体サンプリング;
• 検出項目検出項目:ブラインド試料(混合標準試料)中のフタル酸エステル類4種の含有量を検出する。