EU RoHS 2.0 規格を満たすハロゲンフリーのワイヤおよびケーブル材料の開発に関するガイドライン

2026-06-02 0 メッセージを残してください

欧州連合の「電気および電子機器における有害物質の制限に関する指令」(RoHS 2.0、2011/65/EU およびその修正) は、ワイヤーおよびケーブル材料中の有害物質に対する明確な制限と準拠要件を定めています。この記事では、ケーブル材料に対する RoHS 2.0 に基づく 10 種類の制限物質 (鉛、カドミウム、六価クロム、水銀、ポリ臭化ビフェニル、ポリ臭化ジフェニルエーテル、および 4 種類のフタル酸エステル) の技術的境界と免除条項を体系的に分析します。ポリマー配合科学の観点から、難燃性 (IEC 60332)、ハロゲンフリー (IEC 60754)、および低煙毒性 (IEC 61034) の 3 つの性能目標を満たすことを目的として、分子設計、システム選択、主要なプロセス制御、サプライチェーン検証を含む、準拠した材料のフルプロセス開発ソリューションについて徹底的に詳しく説明しています。これにより、欧州市場をターゲットとしたグリーンケーブル製品の体系的な技術経路が提供されます。

Special Halogen-free Flame Retardant for Polypropylene

Ⅰ．ケーブル材料に対する RoHS 2.0 コア要件の影響の分析

1.1 10 種類の制限物質のケーブル関連リスクポイント

制限物質	最大許容濃度（均質材料）	ケーブル材料における潜在的な発生源とリスクの関連性
鉛（Pb）	0.1%(1000ppm)	安定剤 (従来の PVC 熱安定剤)、顔料 (クロム酸鉛)、はんだコーティング、合金部品、および一部の古いリサイクル材料。
カドミウム（Cd）	0.01%(100ppm)	顔料/着色剤 (カドミウムイエローやカドミウムレッドなど)、PVC 安定剤 (カドミウムバリウム/亜鉛系)、および電気めっきコーティング中の不純物。
水銀（Hg）	0.1%(1000ppm)	非常にまれですが、おそらく汚染または特定の触媒残留物が原因です。
六価クロム（Cr VI）	0.1%(1000ppm)	クロム酸塩不動態化処理された金属シールド層 (装甲鋼帯など)、いくつかの黄色の顔料。
ポリ臭化ビフェニル（PBB）	0.1%(1000ppm)	難燃剤（歴史的にはポリマーに使用されていましたが、現在はほとんど禁止されています）。
ポリ臭化ジフェニルエーテル（PBDE）	0.1%(1000ppm)	難燃剤（デカブロモジフェニルエーテルなどはPE、PP、ABSに広く使用されていますが、RoHSでは明示的に制限されています）。
4種類のフタル酸エステル（DEHP、BBP、DBP、DIBP）	0.1%(1000ppm)	PVC 可塑剤 (柔軟な PVC ケーブルのシース/絶縁体の主なリスク)。

1.2 主な免除条項 (ケーブルに直接関連)

RoHS 2.0 の附属書 III/IV の特定の免除はケーブル業界にとって重要ですが、これらの免除の有効期間と範囲に注意することが重要です

・鉛：

· 免除 7(c)-I: 光ファイバー通信システム用の希土類ガーネットファラデー回転子の不純物として使用される鉛 (2025 年 7 月 21 日まで有効? 最新の改訂の対象)。

・その他の鉛の除外対象：ケーブル母材との相関性が低い、高温溶融はんだ中の鉛、電子部品のガラス・セラミックス中の鉛。

· カドミウム: 電気接点材料中のカドミウムおよびその化合物の除外 (ケーブル本体ではなく、特定のコネクタ端子に適用)。

開発の中核原則: 明示的かつ必然的に除外されない限り、配合設計では、樹脂、添加剤、マスターバッチ、または加工助剤に存在するかどうかにかかわらず、制限物質の使用を禁止する必要があります。

Ⅱ．ハロゲンフリーと RoHS 準拠の 2 つの課題と技術的経路

RoHS 2.0 への準拠が基本要件ですが、欧州市場 (特に建設および鉄道輸送) では通常、「ハロゲンフリー」がケーブルの高性能標準です。両方を同時に達成する必要があります。

2.1 ハロゲンフリー難燃システムの RoHS 準拠レビュー

・禁止制度：臭素系難燃システムPBB および PBDE に基づく製品は RoHS によって直接禁止されており、使用できません。

· システムは許可されていますが、評価の対象となります:

· 非 PBDE 臭素化難燃剤: 臭素化ポリスチレン、臭素化エポキシ樹脂、エチレンビス(テトラブロモフタルイミド) など。RoHS では禁止されていませんが、他の規制 (REACH SVHC など) やエンドブランドの環境基準によって制限される場合があります。さらに、燃焼中に腐食性ガスが発生する可能性があり、これは「ハロゲンフリー」という業界のトレンドと一致しません。

・塩素系難燃剤：塩素化パラフィンなど。 RoHS では禁止されていませんが、環境上の懸念や「ハロゲンフリー」要件による除外にも直面しています。

· 主流のハロゲンフリーおよび RoHS 準拠システム:

・金属水酸化物：水酸化アルミニウム（ATH）、水酸化マグネシウム（MDH）。本質的に純粋で、RoHS 制限物質を含まないため、完全に安全で環境に優しい代替品です。

・リン・窒素膨張系：ポリリン酸アンモニウム（APP）、メラミン誘導体（MCA、MPPなど）。原料中の重金属不純物（カドミウム、鉛など）に注意が必要です。

・リン系：有機リン酸塩、次亜リン酸塩など。熱安定性、加水分解安定性を評価する必要があります。

・シリコン系、窒素系、その他。

2.2 ベース樹脂と添加剤の無害な選択

· ベース樹脂: ポリオレフィン (PE、PP、EVA、POE)、エラストマー (TPU、TPE)、および架橋システム (XLPE、XLPO) は本質的に RoHS 制限物質を含まず、安全な選択です。 PVC は引き続き使用できますが、鉛フリー/カドミウムフリーの安定剤 (カルシウム亜鉛安定剤) および非フタル酸エステル系の環境に優しい可塑剤 (トリメリット酸塩、クエン酸塩、ポリマーベースの可塑剤など) と組み合わせる必要があります。

・着色剤：鉛、カドミウム、クロム酸塩を含まない有機顔料または特定の無機顔料（適合処理を施した酸化鉄系顔料など）を使用してください。

その他の添加剤: 酸化防止剤、潤滑剤、架橋剤 (DCP など)、増感剤などはすべて、サプライヤーに RoHS 適合宣言 (DoC) およびサポートする試験レポート (ICP-MS データなど) を提供することを要求します。

Ⅲ．高性能 RoHS 2.0 準拠ハロゲンフリーケーブル材料の開発ガイド

3.1 材料系の選択と配合設計

目的: IEC 60332-1 (単一垂直燃焼) またはそれ以上のグレード (IEC 60332-3 バンドル燃焼など)、および IEC 60754-1/2 (ハロゲンフリーの低腐食性ガス) および IEC の難燃性要件を満たしながら、優れた機械的特性 (引張強さ、破断点伸び、耐摩耗性) および電気的特性 (絶縁耐力、絶縁抵抗) を確保します。 61034-1/2 (低煙濃度)。

ケーブルの種類	推奨される基本材料システム	コアのハロゲンフリー難燃システム	主要なプロセスとパフォーマンスのポイント
建築配線の絶縁・シース	EVA/PE アロイ、または EVA/LLDPE/POE ブレンド	高充填 ATH システム (60 ～ 65%) に少量の表面改質 MDH を配合して、耐熱性を向上させることができます。優れた煙抑制効果。	高充填条件下での押出加工性と表面平滑性を確保します。液だれを防ぐために溶融強度を制御します。長期熱老化試験（90℃、7dなど）が必要です。
通信データケーブルのシース	PE/EVA または TPU ベース	ATH/MDH 複合システム (合計充填率 50 ～ 60%)。 TPUシステムはリン・窒素系液体難燃剤を選択可能です。	柔軟性と難燃性のバランス。耐摩耗性と耐環境応力亀裂性 (ESC) に注意してください。高い色安定性が求められます。
電源ケーブル（XLPE絶縁）	LDPEベースの架橋材料	高い熱安定性 MDH が優勢です (55 ～ 65%)。 ATH は分解温度が低いため、過酸化物架橋プロセスには適していません。	MDH は、シラン架橋システムと適合させるために特別なシラン処理を必要とします。架橋度 (熱伸び) に影響を与えないように注意してください。電気的性能を確保するために不純物イオンを厳密に管理します。
自動車用ケーブル（低圧）	架橋ポリオレフィンまたは TPE	高耐熱性MDHまたはリン窒素水酸化物複合系。充填量は柔軟性と難燃性のバランスをとる必要があります（通常40～55％）。	自動車業界の特定の規格 (ISO 6722 など) を満たします。優れた耐油性、耐クーラント性、耐ヒートサイクル性が要求されるため、降水量が少ない。
高柔軟性ケーブル	POE/SEBSベースのエラストマー	超微細な修飾 ATH またはマイクロカプセル化されたリン窒素難燃剤は、充填量が少ない (<50%) ため、ナノフィラー (修飾モンモリロナイト) と相乗的に組み合わせることができます。	重要なのは、高い伸び (>300%) と繰り返しの曲げ寿命を維持することです。表面処理と難燃剤の分散が重要です。