電子電器產(chǎn)品法規(guī)中常見(jiàn)化學(xué)超標(biāo)物質(zhì)及應(yīng)對(duì)建議

鄭靈芝

（上海天祥質(zhì)量技術(shù)服務(wù)有限公司徐匯分公司 上海 200233）

前言

隨著世界環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重，各種化學(xué)物質(zhì)對(duì)環(huán)境、動(dòng)植物及人身安全的危害得到世界各國(guó)的逐漸重視，因此涉及化學(xué)品使用的限制法規(guī)也不斷被世界各國(guó)加重力度推行。與此同時(shí)，電子電器產(chǎn)品中涉及化學(xué)物質(zhì)的法規(guī)作為出口貿(mào)易壁壘[1]和準(zhǔn)入門(mén)檻中的一個(gè)環(huán)節(jié)，相關(guān)要求及標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提高。針對(duì)日益嚴(yán)峻的出口環(huán)境，本文旨在通過(guò)總結(jié)日常測(cè)試中出現(xiàn)的超標(biāo)情況，為電子電器出口生產(chǎn)企業(yè)提供參考及建議，從而在滿足法規(guī)升級(jí)的同時(shí)，降低因反復(fù)工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化而引起的人力物力損耗，節(jié)約成本，提升出口企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

1 電子電器產(chǎn)品法規(guī)

涉及電子電器產(chǎn)品中化學(xué)物質(zhì)的法規(guī)比較多，不同出口國(guó)家要求也略有不同。常見(jiàn)涉及化學(xué)物質(zhì)的法規(guī)有ROHS（限制使用有害物質(zhì)the restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment-2011-65-EU& 2015-863-EU），REACH-SVHC（高度關(guān)注物質(zhì)清單Substances of Very High Concern- No 1907/2006 Article 33（1）），WEEE（電器產(chǎn)品報(bào)廢回收指令waste electrical and electronic equipment- 2012-19-EU），PAHs（多 環(huán)芳烴 Polycyclic Aromatic Hydrocarbons。本文就涉及這些法規(guī)的測(cè)試中常出現(xiàn)的超標(biāo)情況進(jìn)行分析及應(yīng)對(duì)探討。

2 ROHS

ROHS法規(guī)自2011年發(fā)布以來(lái)歷經(jīng)3次大的升級(jí)變化，目前已作為申請(qǐng)CE-mark的必備測(cè)試內(nèi)容，所以該法規(guī)在歐盟準(zhǔn)入環(huán)節(jié)有重要地位。該法規(guī)覆蓋的產(chǎn)品分類(lèi)幾乎涉及所有民用電器產(chǎn)品，測(cè)試項(xiàng)目已增加到包括鉛，鎘，汞，6價(jià)鉻，多溴聯(lián)苯和多溴聯(lián)苯醚及4項(xiàng)鄰苯在內(nèi)的10種物質(zhì)，除了重金屬鎘的限值要求低于100 ppm，其他物質(zhì)的限值都要求低于1 000 ppm。針對(duì)該法規(guī)中的化學(xué)物質(zhì)，常見(jiàn)的測(cè)試項(xiàng)目超標(biāo)及應(yīng)對(duì)建議如下：

1）鉛（Pb）：超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)與受檢部件的顏色有較大關(guān)聯(lián)，紅黑色部件件為超標(biāo)高風(fēng)險(xiǎn)部件。同時(shí)，針對(duì)金屬合金及電子元器件陶瓷玻璃的鉛超標(biāo)豁免條款繼續(xù)有效，所以這種類(lèi)型的鉛超標(biāo)，企業(yè)目前基本可繼續(xù)通過(guò)申請(qǐng)豁免來(lái)應(yīng)對(duì)。但需要注意的是焊錫的鉛超標(biāo)，盡管歐盟有對(duì)鉛含量達(dá)到85 %以上（85萬(wàn)ppm）的高融焊錫可豁免的條款，由于法規(guī)明確標(biāo)明85萬(wàn)ppm的判定數(shù)值，所以很多國(guó)外買(mǎi)家對(duì)檢測(cè)報(bào)告中申請(qǐng)高融焊錫這條豁免，如鉛的測(cè)試數(shù)據(jù)達(dá)不到85萬(wàn)ppm會(huì)提出質(zhì)疑或不接受。而即便企業(yè)在產(chǎn)品工藝中使用了高融焊錫，因?yàn)闇y(cè)試中取樣及部件比重的影響，實(shí)際測(cè)試結(jié)果卻往往都達(dá)不到85萬(wàn)ppm的測(cè)試結(jié)果。針對(duì)這種情況的超標(biāo)，建議企業(yè)改進(jìn)焊錫材料為無(wú)鉛焊錫[2]，或者對(duì)于無(wú)法用無(wú)鉛焊錫替代的工藝環(huán)節(jié)就單獨(dú)提供高融焊錫絲檢測(cè)，同時(shí)采用單獨(dú)的焊錫測(cè)試數(shù)據(jù)作為適用豁免的佐證，以滿足出貨要求。

2）6價(jià)鉻（Cr6+）: 常見(jiàn)的超標(biāo)不合格部件多為特殊電鍍工藝的彩鋼件如螺釘（見(jiàn)圖1）等，由于電鍍會(huì)使用陰陽(yáng)金屬離子反應(yīng)的電泳工藝且會(huì)使用到硫酸，硝酸等強(qiáng)酸溶劑，所以即便是做了鈍化處理，這種工藝環(huán)境也很容易導(dǎo)致電鍍鉻金屬中的3價(jià)鉻，在出廠后遇到濕度過(guò)大的倉(cāng)儲(chǔ)及貨運(yùn)環(huán)境時(shí)，金屬表面的3價(jià)鉻會(huì)容易氧化成6價(jià)鉻而造成測(cè)試結(jié)果超標(biāo)。針對(duì)這項(xiàng)物質(zhì)的超標(biāo)，法規(guī)沒(méi)有豁免條款，只要超標(biāo)即為fail，所以對(duì)于金屬產(chǎn)品中6價(jià)鉻的超標(biāo)應(yīng)對(duì)，建議企業(yè)采取其他可替代的防腐工藝，如鍍鋅，鍍鎳等來(lái)取代現(xiàn)有的鉻電鍍工藝，亦或者采取金屬表層噴塑涂層[3]的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)防腐的目的。

圖1 6價(jià)鉻Cr6+超標(biāo)部件示例-彩鋼螺釘

3）PBBs & PBDEs: 有機(jī)溴阻燃劑, 常在有需要防火要求（如灼熱絲試驗(yàn)）的部件中檢出超標(biāo)（見(jiàn)圖2），如取暖器風(fēng)扇片，燈殼，電熱毯護(hù)線套，高壓開(kāi)關(guān)部件等，超標(biāo)與實(shí)際阻燃劑含量有關(guān)，與材料顏色無(wú)關(guān)聯(lián)，各種顏色的部件均有檢出超標(biāo)。建議企業(yè)選擇環(huán)保替代的阻燃劑材料來(lái)應(yīng)對(duì)該項(xiàng)物質(zhì)超標(biāo)問(wèn)題，如使用有機(jī)磷系阻燃劑等替代品[4]，由于世界各國(guó)對(duì)ROHS指令的普及和推廣，新型環(huán)保阻燃劑已經(jīng)得到使用，目前溴系阻燃劑的超標(biāo)已在來(lái)樣中少有檢出. 所以生產(chǎn)廠家只要把控好進(jìn)貨來(lái)料檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，就能夠比較好預(yù)防這類(lèi)超標(biāo)情況的發(fā)生。

圖2 PBBs & PBDEs超標(biāo)部件示例-溫控部件

4）重金屬鎘（Cd）；由于鎘具有良好電導(dǎo)性，多用于制造電工合金，如電器開(kāi)關(guān)中的電觸頭大多采用銀氧化鎘材料，所以在金屬件中多有檢出超標(biāo)，目前歐盟的ROHS指令對(duì)電接觸材料中的鎘及其化合物豁免仍然繼續(xù)可用，所以這種物質(zhì)超標(biāo)企業(yè)目前仍可申請(qǐng)豁免來(lái)應(yīng)對(duì)。但從ROHS條款的變化可以看到，歐盟對(duì)鎘的豁免限制逐漸嚴(yán)苛，如豁免條款 “8（a）熱镕斷體中的鎘及鎘化合物” 目前已失效，“8（b）電接觸材料中的鎘及其化合物” 條款對(duì)第1至第7類(lèi)和第10類(lèi)產(chǎn)品范圍縮小到有限幾種情況。所以從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，建議企業(yè)考慮材料升級(jí)來(lái)應(yīng)對(duì)，如電器開(kāi)關(guān)中的銀氧化鎘材料用環(huán)保材料如銀氧化錫，銀鎳材料[5]來(lái)替代。

5）鄰苯：常見(jiàn)超標(biāo)的限制物質(zhì)為DEHP（鄰苯二甲酸二）居多，墊圈，線皮等軟塑部件檢出（見(jiàn)圖3），主要是由于這些部件在功能上需要增加延展性而添加鄰苯塑化劑成分較多所導(dǎo)致，對(duì)于這種超標(biāo)的應(yīng)對(duì)，建議企業(yè)可根據(jù)超標(biāo)嚴(yán)重程度選擇不同的應(yīng)對(duì)策略：超標(biāo)量略高出限量值的的樣品部件，只要在塑料件成型工藝中適當(dāng)減少塑化劑的添加量即可；而對(duì)于測(cè)量結(jié)果高于限量值數(shù)十倍的情況，多由于材料本身塑化劑含量過(guò)高或廠家為了節(jié)省成本使用回料造成。那么此時(shí)生產(chǎn)廠家就需要考慮生產(chǎn)工藝選擇替代品的塑化劑，或避免采購(gòu)過(guò)程使用回料，因?yàn)楹托铝舷啾龋亓系乃芰想x子添加塑化劑的工藝過(guò)程是重復(fù)倍加的，所以很容易造成幾倍甚至十幾倍的鄰苯超標(biāo)；

圖3 DEHP（鄰苯二甲酸二）超標(biāo)部件示例-軟塑

對(duì)于必須要滿足ROHS法規(guī)要求, 產(chǎn)品以出口為主的生產(chǎn)企業(yè)而言，不僅需要滿足現(xiàn)行法規(guī)的要求，通過(guò)申請(qǐng)豁免或工藝材料替代升級(jí)的方式來(lái)解決超標(biāo)物質(zhì)所引起的暫時(shí)性問(wèn)題；也需要把符合ROHS要求作為自身生產(chǎn)質(zhì)量體系中的環(huán)節(jié)來(lái)全面、系統(tǒng)地進(jìn)行全局把控，參照ISO QC080000的ROHS質(zhì)量管理體系要求[6]，建立從進(jìn)貨檢驗(yàn)，文檔控制到最終產(chǎn)品交付的整個(gè)供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)的環(huán)環(huán)把控，達(dá)到全面質(zhì)量管理（TQM）的目的。

3 REACH-SVHC

高度關(guān)注物質(zhì)清單Substances of Very High Concern作為REACH法規(guī)的一個(gè)組成部分，歐盟每年會(huì)根據(jù)物質(zhì)所造成的環(huán)境及生物學(xué)危害不定時(shí)更新SVHC清單。由于涉及的物質(zhì)比較多，目前該清單已更新到219項(xiàng)，并且另有有4項(xiàng)物質(zhì)已經(jīng)被提議并納入征求意見(jiàn)階段。

這項(xiàng)測(cè)試從來(lái)樣中檢出超標(biāo)的常見(jiàn)物質(zhì)有DEHP（鄰苯二甲酸（2-乙基）己酯），SCCP（短鏈氯化石蠟）和MCCP（中聯(lián)氯化石蠟）。DEHP的超標(biāo)及應(yīng)對(duì)方法和ROHS法規(guī)相同。SCCP和MCCP由于是作為增塑和阻燃劑添加在電子產(chǎn)品中的，所以常在線皮等軟塑中檢出。由于SCCP作為持久性有機(jī)污染物（POPs-Persistent Organic Pollutants）中的一種限制物質(zhì)，自2015年起就已有法規(guī)禁止使用，所以市場(chǎng)上已可以購(gòu)買(mǎi)到相應(yīng)塑化劑或阻燃劑的替代品，通過(guò)優(yōu)化生產(chǎn)工藝即可實(shí)現(xiàn)。

另外，由于電子電器產(chǎn)品中所含有的SVHC物質(zhì)是固有存在于材料中，屬于非意圖釋放的，而且化學(xué)物質(zhì)累計(jì)出口量通常會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于1 t。所以如果選擇材料替代，優(yōu)化生產(chǎn)工藝而發(fā)生的人力物力成本過(guò)大，廠家也可以按照法規(guī) “廢棄物框架指令”（WFD指令-Directive 2008/98/EC）[7]要求來(lái)進(jìn)行SCIP登記，該法規(guī)規(guī)定對(duì)于現(xiàn)已流通于歐盟境內(nèi)的物品，要求相關(guān)責(zé)任方從2021年1月5日起向ECHA提交通報(bào)信息；對(duì)于2021年1月5日后生產(chǎn)的物品，要求在該物品首次投放歐盟市場(chǎng)前，向ECHA提交通報(bào)信息。

但需要重視的是，鄰苯（DEHP,DIBP,DBP,BBP），SCCP和MCCP等物質(zhì)，SCCP（短鏈氯化石蠟）和MCCP（中聯(lián)氯化石蠟）超標(biāo)部件示例-線皮見(jiàn)圖4。即便有SCIP登記的法規(guī)流程可以操作，由于這些物質(zhì)已經(jīng)納入ROHS和POPs等法規(guī)的準(zhǔn)入限制，所以SCIP登記的方式會(huì)造成自曝其短的效果，建議企業(yè)還是通過(guò)工藝整改低于限值的方式來(lái)滿足法規(guī)要求。

圖4 SCCP(短鏈氯化石蠟)和MCCP（中聯(lián)氯化石蠟）超標(biāo)部件示例-線皮

4 WEEE

該指令重點(diǎn)關(guān)注電子電器產(chǎn)品報(bào)廢后的材料回收率的評(píng)估，盡管由于產(chǎn)品覆蓋范圍相同，WEEE被認(rèn)為是和ROHS一體雙面的伴生法規(guī)，但由于關(guān)注點(diǎn)和對(duì)應(yīng)評(píng)估的對(duì)象與ROHS不同，所以產(chǎn)品超標(biāo)的情況也和ROHS大相徑庭。來(lái)樣中常見(jiàn)兩點(diǎn)容易評(píng)估超標(biāo)的情況需要企業(yè)重視：

1）由于該法規(guī)根據(jù)產(chǎn)品的電子電器產(chǎn)品分類(lèi)不同而設(shè)置的回收率限值不同，所以應(yīng)對(duì)超標(biāo)需要先考慮分類(lèi)的影響。根據(jù)最新分類(lèi)，任何一個(gè)外部尺寸超過(guò)或50 cm的家電產(chǎn)品都會(huì)被劃分到大家電產(chǎn)品的類(lèi)別中，而大家電產(chǎn)品的環(huán)保回收率要求是80 %，要比小家電產(chǎn)品的回收率55 %高出很多[8]。假設(shè)某一電器產(chǎn)品的線纜是PVC材質(zhì)的，而且因?yàn)殡娎|線的長(zhǎng)度導(dǎo)致產(chǎn)品分類(lèi)由小家電劃分到大家電，那么由于線纜在產(chǎn)品中所占比重較大（由于PVC的危害性，各國(guó)基本都認(rèn)定其環(huán)保回收率為0），所以產(chǎn)品總的環(huán)保回收率就很容易不滿足限值而導(dǎo)致超標(biāo)。應(yīng)對(duì)該種情況的超標(biāo)，建議企業(yè)盡量縮短家電產(chǎn)品中固有線纜的比重和長(zhǎng)度，或者作為可延長(zhǎng)配件來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，單獨(dú)出貨或售賣(mài)；

2）附帶有電器件的衣物等紡織產(chǎn)品（見(jiàn)圖5），由于現(xiàn)行技術(shù)手段無(wú)法實(shí)現(xiàn)紡織類(lèi)產(chǎn)品如布料等的回收，所以這類(lèi)材料的回收率也認(rèn)定是0。如帶燈的衣物等，如果把占大比重的衣物評(píng)估計(jì)入整體產(chǎn)品回收率，就很容易造成超標(biāo)不合格。應(yīng)對(duì)該種超標(biāo)，建議企業(yè)把回收率低的非電子器件如布料衣物等去除后單獨(dú)送樣評(píng)估,如只送測(cè)線燈整體，以滿足產(chǎn)品總回收率要求。

圖5 WEEE超標(biāo)示例-衣物鏈燈

5 多環(huán)芳烴PAHs

這類(lèi)物質(zhì)在多項(xiàng)法規(guī)中都有涉及，如美國(guó)環(huán)保署US EPA的16種受控物質(zhì)，（EU） No 1272/2013-REACH法規(guī)（EU）No. 1907/2006[9]以及552/2009修正案附錄XVII中PAHs條款50的8種受控物質(zhì)，以及申請(qǐng)GS證書(shū)涉及的GS--AfPS GS 2014:01 PAK-EK 1 580-14，這三種法規(guī)物質(zhì)限值及選擇測(cè)試點(diǎn)均有差異。電子電器產(chǎn)品中最常見(jiàn)用于GS證書(shū)申請(qǐng)的PAHs測(cè)試，對(duì)于部件接觸皮膚時(shí)間長(zhǎng)短和是否用于兒童而劃分為不同等級(jí)分類(lèi)，并且限值不同。

多環(huán)芳烴PAHs測(cè)試來(lái)樣檢出常見(jiàn)的超標(biāo)物質(zhì)有萘，苯并（a）蒽等（見(jiàn)圖6），這些超標(biāo)物質(zhì)通常來(lái)自標(biāo)簽的油墨涂層等，也有黑色軟塑線皮超標(biāo)的情況檢出，但推測(cè)可能也主要是注塑過(guò)程中用于染色的染料所造成的超標(biāo)。由于多環(huán)芳烴類(lèi)物質(zhì)多為揮發(fā)性氣味物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)相同生產(chǎn)批次的塑料件樣品，貨架儲(chǔ)存時(shí)間越長(zhǎng)，測(cè)試結(jié)果會(huì)出現(xiàn)大幅度降低的情況。所以為獲得比較準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果，推薦企業(yè)對(duì)新生產(chǎn)的料件放置一段時(shí)間達(dá)到適宜的物料穩(wěn)定性后再安排送檢。但由于該種化學(xué)物質(zhì)實(shí)際含量仍然屬于材料自身特性，所以應(yīng)對(duì)這類(lèi)超標(biāo)不合格的測(cè)試結(jié)果，建議企業(yè)還應(yīng)采取加強(qiáng)進(jìn)貨檢驗(yàn)和工藝質(zhì)量控制的方式來(lái)進(jìn)行。

6 結(jié)論

總而言之，電子電器產(chǎn)品中化學(xué)限制物質(zhì)的超標(biāo)和應(yīng)對(duì)是比較復(fù)雜且綜合性的問(wèn)題,企業(yè)不僅需要針對(duì)某批出貨的不合格部件開(kāi)展工藝改進(jìn)來(lái)解決短期問(wèn)題，更加需要從整個(gè)生產(chǎn)質(zhì)量體系即供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)來(lái)進(jìn)行把控，才能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期，穩(wěn)定生產(chǎn)的目的。

同時(shí)，因?yàn)榛瘜W(xué)品涉及的相關(guān)指令作為電子電器產(chǎn)品所涉及的眾多法規(guī)中的一個(gè)方面，其變動(dòng)趨勢(shì)會(huì)不可避免地與其他關(guān)聯(lián)領(lǐng)域如安規(guī)、能耗、電磁兼容等方面的法規(guī)要求保持一致性，所以從法規(guī)構(gòu)成來(lái)考慮符合指令趨勢(shì)的評(píng)估和開(kāi)展產(chǎn)品質(zhì)量設(shè)計(jì)也很重要，“好的產(chǎn)品是設(shè)計(jì)出來(lái)的”，從供應(yīng)鏈的起點(diǎn)把控生產(chǎn)的合規(guī)性，才能更好地節(jié)省因法規(guī)變化而導(dǎo)致的更新采購(gòu)和質(zhì)量等環(huán)節(jié)所帶來(lái)的人力和物力成本，由點(diǎn)帶面，企業(yè)才能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的良性循環(huán)，獲得可持續(xù)發(fā)展，從而提升競(jìng)爭(zhēng)力獲得最大的市場(chǎng)利好。