발간등록번호 11-1411095-000009-06 KATS 기술보고서 RoHS 환경규제 대응 표준화 동향 Ⅰ. RoHS 환경규제 개요 Ⅱ. RoHS 환경규제 대응 동향 Ⅲ. RoHS 국제표준화 동향 Ⅳ. 시사점 및 대응방안 작성 KOTITI시험연구원 신성장사업본부 정재학 본부장 (02-3451-7194, jh_jung@kotiti.re.kr) KOTITI시험연구원 유해물질분석팀 김재우 팀장 (02-3451-7152, jw_kim@kotiti.re.kr) 감수 국가기술표준원 에너지환경표준과 박태욱 연구관 (043-870-5387, twpark@kats.go.kr) 2014. 09. 30 (제 67호)
KATS 기술보고서 [제67호] CONTENTS Ⅰ. RoHS 환경규제 개요 2 Ⅱ. RoHS 환경규제 대응 동향 2 Ⅲ. RoHS 국제표준화 동향 3 1. IEC TC 111 (전기전자 제품 및 시스템에 대한 환경표준) 개요 3 2. IEC TC 111 WG 3 4 2.1. IEC TC 111 WG 3 개요 4 8 8 12 2.2. IEC TC 111 WG 3 구성 2.3. 한국의 IEC TC 111 WG3 Mirror Committee 2.4. IEC TC 111 WG 3 에서의 국내전문가 활동내역 Ⅳ. 시사점 및 대응방안 16
RoHS 환경규제 대응 표준화 동향
Korean Agency for Technology and Standards Ⅰ. RoHS 환경규제개요 전기 전자등제품에함유된유해물질에대한규제는소비자들에게강한설득력을가지고있을뿐만아니라규제관리가비교적쉽기때문에국제시장에서강력한효력을지니고있다. 그중하나의대표적인예가전기및전자장비내특정유해물질의사용에대한제한지침으로, 2006년 7월부터시행되어온유럽의 RoHS(Restriction of the use of certain Hazardous Substances in electrical and electronic equipment) 규제제도이다. 현재시행되고있는 RoHS규제의대상물질로는납 (Pb), 수은 (Hg), 카드뮴 (Cd), 6가크로뮴 (Cr(Vl)) 및두가지유형의브로민계난연제인폴리브로민화바이페닐 (PBB) 과폴리브로민화다이페닐에테르류 (PBDEs) 의 6종물질이며, 허용농도기준으로는카드뮴이 0.01 wt%, 그이외의대상물질은 0.1 wt% 로규제하고있다. 또한새롭게시행되는 RoHS II 규제에서는최우선규제물질 (priority substances) 로, Hexabromocyclododecane(HBCDD) 뿐만아니라 Dibutyl phthalate(dbp), BBP(Benzyl butyl phthalate), DEHP(Diethylhexyl phthalate) 등 3종의프탈레이트가새롭게추가되는등향후대상물질이점점확대될가능성이충분하여이에대한대책마련이있어야할것이다. Ⅱ. RoHS 환경규제대응동향 현재는 EU가시행중인유해물질사용제한지침 (RoHS Directive, 2002/95/EC) 을시작으로국제적으로유사한내용의법규가제정되어실행되고있으며, 대표적인것으로는국내의자원순환법, 일본의 J-MOSS, 중국 RoHS가있으며이들의비교를 < 표 1> 에나타내었다. 이외에도태국, 터키, 러시아, 호주, 아르헨티나등세계각국에서도유사한법률의제정이완료되었거나추진이예정되고있는실정이다. 이러한규제들의목적은전기 전자제품에함유된유해화학물질의사용을줄이거나전면폐지하여자국국민의건강을보호하고환경오염또는환경영향을줄이고자하는공통된목적을가지나, 각국가별규제의방법과대상제품은일부상이한현실이다. 구분 EU RoHS 일본 J-Moss 한국자원순환법 중국 RoHS 공표일 2003. 2. 13 2006. 4. 27 2007. 4. 27 2006. 2. 28 시행일 2006. 7. 1 2006. 7. 1 2008. 1. 1 2007. 3. 1 대상제품 모든전기전자제품 < 표 1. 국가별유해물질사용제한규제 > 자원절약및재이용촉진을위한지정제품 7 개 전기전자제품 27 개품목, 자동차및폐자동자 유해물질납, 카드뮴, 수은, 6 가크롬, PBBs 1), PBDEs 2) 모든전자정보제품대분류 (38)/ 중분류 (141)/ 소분류 (654) 최대허용치 0.1 % ( 카드뮴 0.01 %) 0.1 % ( 카드뮴 0.01 %) 부피 4 m 2 이하는균질재질로간주. 금속도금재질의경우 4 대중금속의의도적사용금지 1) Polybrominated biphenyls, 2) Polybrominated diphenyl ethers 2 KATS Korean Agency for Technology and Standards 2014 October
Ⅰ. RoHS 환경규제개요 / Ⅱ. RoHS 환경규제대응동향 / Ⅲ. RoHS 국제표준화동향 Ⅲ. RoHS 국제표준화동향 1. IEC TC 111 ( 전기전자제품및시스템에대한환경표준 ) 개요 전기전자제품에대한환경표준을제정하는 IEC TC 111은 2004년 2월에이태리국가위원회 (NC, National Committee) 가 SMB(Standard Management Board) 에정식제안을하였고, 2004년 10월 SMB 투표결과승인을통해신규로 TC 111이출범하게되었다. TC 111의신설목적은환경관련표준화를다루며, 전기전자제품및시스템에대한환경측면에대해서대표표준으로서개발하기위함이다. 2012년현재 TC 111의의장은일본전문가가맡고있으며, 참여회원국가는 2005년 15개회원국에서 2014년기준으로총 34개국으로증가되었다. 이중에 26개국은투표참여가가능한 P-member 국가이며, 참관자자격의 O-member 회원국이 8개국이다. 그리고관련되는타국제표준과협회와의원활한소통을위해서 ISO TC 207( 환경경영 ), ISO TC 61( 플라스틱 ), ECMA( 유럽컴퓨터제조공업협회 ) 등과 liaison( 연계작업반 ) 을세워서상호진행현황을공유및협력을하고있다. 우리나라의경우는한국전자정보통신산업진흥회가국내위원회 (Mirror committee) 의간사로지정되어활동하고있다. 2014년현재 TC 111의조직은표 2와같다. 3개의작업반 (WG, Working Group) 과 5개의프로젝트팀 (PT, Project Team), 유지팀 (MT, Maintenance Team) 및확인팀 (VT, Validation Team) 이각각 1개씩그리고 5개의 ad-hoc Group( 특별작업반 ) 이운영중이다. 한국에서는 PT 62635의컨비너 (convenor) 를담당하였고, WG 3에서 3개의표준에대해한국에서프로젝트리더를수임하고있다. < 표 2. IEC TC 111 주요구성 > 그룹 컨비너 / 프로젝트리더 주요업무 발행표준 Working Group 1 (VT 62474) Robert Friedman ( 미국 ) 전기전자제품물질선언표준제정 국제유해물질규제대상물질선별및 DB구축 및운영 IEC 62474 Working Group 2 Yoshiaki Ichikawa ( 일본 ) 전자제품에코디자인프로세스표준화 IEC 62430 :2009 IEC 62321:2008 IEC 62321-1:2013 Working Group 3 Joachim Zietlow( 독일 ) & Scott Macleod( 미국 ) 유해물질시험분석법표준화 - 규제대상및예상물질스크리닝및정밀분석 방법론개발 IEC 62321-2:2013 IEC 62321-3-1:2013 IEC 62321-3-2:2013 IEC 62321-4:2013 IEC 62321-5:2013 Working Group 4 Kiyoshi Saito ( 일본 ) 전자제품및시스템의온실가스배출량산정방법표준화 IEC TR 62725:2013 IEC TR 62726:2014 KATS 기술보고서 3
Korean Agency for Technology and Standards 그룹 컨비너 / 프로젝트리더 주요업무 발행표준 PT 62476 Serge Theoleyre ( 프랑스 ) 최종완제품의유해물질제한준수여부평가가이드개발 IEC TR 62476:2010 PT 62542 Richard Lalumondier ( 미국 ) 환경용어의정의및관련표준개발 IEC 62542:2013 PT 62635 Hwacho Yi ( 한국 ) Serge Theoleyre ( 프랑스 ) 전자제품폐기단계정보제공방안연구 재활용가능률산정및제조자-재활용업자정보제공양식표준화 IEC TR 62635:2012 PT 62824 Zhang Liang ( 중국 ) 전자제품재질효율성설계가이드표준화 IEC TR 62824: 개발중 MT 62430 Shu Yamada ( 일본 ) IEC 62430 개정및 ISO/IEC 통합표준개발 ISO/IEC 62430: 개발중 [ 비고 ] WG2, PT62476, PT62542 및 PT 62635 는표준제정완료로인해활동종료 2. IEC TC 111 WG 3 2.1. IEC TC 111 WG 3 개요 IEC TC 111 WG 3은전기전자제품의특정물질에대한시험분석방법을제정하기위해 2008년 12월 IEC 62321 Ed. 1.0을시작으로 RoHS 6대유해물질에관한분석방법에대하여검토하기시작하였다. 이후 IEC 62321 Ed. 1.0은물질별로구분하여개별표준화가진행되어 IEC 62321의계열표준 (family standard) 으로거듭되었고, 2012년이후에는대상유해물질을 RoHS 만으로국한하지않고 REACH( 화학물질의등록, 평가, 허가및제한에관한법령 ) 등의전세계전기전자제품의규제와관련된유해물질로범위를넓히기로결정하였다. 이러한추진의대표적인것이프탈레이트 (Phthalates) 에대한분석방법국제표준화 (IEC 62321-8) 이며, 최근에는 RoHS 제한후보물질인 HBCDD가 UNEP( 유엔환경계획 ) 에서 2015년 6월이후사용금지대상물질로결정됨에따라 IEC 62321-9에서분석방법국제표준화를추진중에있다. 따라서 IEC 62321 family standard는 RoHS 규제에만국한되지않고전세계전기전자제품중의유해물질분석방법을대표할수있는표준으로자리매김하고있다. 2013년중국선전 WG 3회의및총회에서 WG 3은향후전기전자제품의환경유해물질시험방법표준화를위해서현재 RoHS 6대물질외에 Annex( 부속서 ) 에포함되어있는추가물질 4종을포함한다양한국제적인이슈물질에대해서표준화가필요함을선언하였다. 또한 WG 3에서는신규물질시험방법의개발을위해 " 적극적인접근 (Proactive approach)" 을추구하기로결정한바있다. 이활동은 New Substance Selection Task( 신규유해물질선택목표 ) 로향후 WG 3에서시험분석방법을표준화할대상유해물질을선정함을목표로하여, 그림 1의흐름도 (flow diagram) 를토대로기존 IEC 62474 유해물질 DB중에서후보물질을선택하여그림 1의스크리닝 (screening) 과정을거쳐규정또는시장의현황등연관성측면을우선순위로고려하여합산후최종점수를구하여우선대상을선정하기로결정하였다. 4 KATS Korean Agency for Technology and Standards 2014 October
Ⅲ. RoHS 국제표준화동향 < 표 3. IEC 62321(1 판 ) 과 IEC 62321 개별검토표준과의비교 > Standard Title of Standard Remarks IEC 62321 Electrotechnical products Determination of levels of six regulated substances (lead, mercury, cadmium, hexavalent chromium, polybrominated biphenyls, polybrominated diphenyl ethers) Edition 1.0 Dec. 2008 IEC 62321 Determination of certain substances in electrotechnical products : Revision IEC 62321-1 Introduction and overview IEC 62321-2 Disassembly, disjointment and mechanical sample preparation IEC 62321-3-1 IEC 62321-3-2 Screening Lead, mercury, cadmium, total chromium and total bromine by X-ray fluorescence spectrometry Screening Total bromine in polymers and electronics by Combustion Ion Chromatography Edition 1.0 Track 1 IEC 62321-4 Mercury in polymers, metals and electronics by CV-AAS, CV-AFS, ICP-OES and ICP-MS IEC 62321-5 Cadmium, lead and chromium in polymers and electronics and cadmium and lead in metals by AAS, AFS, ICP-OES and ICP-MS IEC 62321-6 IEC 62321-7-1 Polybrominated biphenyls and polybrominated diphenyl ethers in polymers by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), Ion Attachment Mass Spectrometry (IAMS) and High Pressure Liquid Chromatography Ultra Violet detection (HPLC-UV) Edition 1.0 Track 2 Presence of hexavalent chromium (Cr(VI)) in colorless and colored corrosionprotected coatings on metals by the colorimetric method IEC 62321-7-2 Hexavalent chromium (Cr(VI)) in polymers and electronics by the colorimetric method Edition 1.0 Track 3 IEC 62321-8 Phthalates in polymers by Pyrolyzer Gas Chromatography- Mass Spectrometry (Py-GC-MS), Ion Attachment Mass Spectrometry (IAMS), Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS) and Liquid Chromatography Mass Spectrometry (LC-MS) Status : Submission of CDV for IIS IEC 62321-9 Hexabromocyclododecanes in polymers by high pressure liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) Status:: Submission of NP KATS 기술보고서 5
Korean Agency for Technology and Standards Chemical Substance List IEC 62474 Fail Substance Filtering Process Pass Yes Done or liaise with SDO Low priority: Hold for future consideration Fail Existence of other related Stds? No Final Substance Selection Yes Applicable to Electrotechnical Products? No Pass Develop Screening Method and/or Quantitative Analysis IEC 62321 Part XX < 그림 1. IEC 62321 의개별표준에서새로운대상물질선정흐름도 > 그후 1차선정한시험방법표준화대상후보물질들에대한우선순위는다음그림 2와같이결정이되었다. 이러한내용은향후 TC 111 로드맵 (Roadmap) 과연계하여 2015년봄회의이전까지 WG 3의 3년 ~ 5년이후표준화를위한로드맵을 WG 3 컨비너들과함께협의하여수립하고자하며, 이표준화로드맵은신규유해물질과신규시험방법을모두고려하여진행을할예정이다. Results to date (not complete) Pilot Study 36 34 34 34 34 30 30 30 Points 24 22 22 20 9 PBDE/PBB Lead Mercury Cadmium Cr+6 Phthalates 1 PAH s HBCDD Substance(s) NMP CoCl2 TCPP Phthalates 2 Be TC 111 WG3 Substance Selection Task Group < 그림 2. 전기전자제품의유해대상물질선정에대한우선순위결과 ( 안 ) > 6 KATS Korean Agency for Technology and Standards 2014 October
Ⅲ. RoHS 국제표준화동향 < 표 4> 에서는 2014년현재표준화진행중인 IEC 62321-series 표준안들의진행현황을보여주고있다. IEC 62321-1 ~ -5까지의표준안들은 2013년 6월에최종국제표준 (IS, International Standard) 이발간되어국내전기전자산업의적절한규제대응을위해 KS 부합화를진행중에있고, 2014년 12월발간을목표로하고있다. 시험방법에대한표준화진행과정에서가장중요한국가별시험소간시험 (IIS, International Interlaboratory Study) 는시험방법안에대한각국의여러시험기관들의시험평가를통해서최종시험방법의적합성이결정되는작업과정이다. IEC 62321-6은현재위원회안투표 (CDV, Committee Draft for Vote) 가통과되어 2014년 11월경 IS발간예정이다. IEC 62321-7-1, 2의경우국제표준화과정중많은기술적결함을발견되어예정에비해많은지연이발생되었고 2015년 IS 발간을목표로하고있으나추가적인지연이예상된다. IEC 62321-8의특정 phthalates 는전기전자제품등에가장관심을가지는물질로최초로단일표준내정량분석방법과 screening 방법을동시에소개하고있어업계에많은관심을불러일으키고있다. 이러한 screening 분석방법은유기물에대한최초의 screening 방법으로차후추가예상되는유기물에대한표준화대상물질에도적용이가능할것으로예상된다. IEC 62321-9는 2014년 6월경정식신규표준제안 (NWIP, New Work Item Proposal) 을 IEC에송부한후위원회안 (CD, Committee Draft) 을작성중에있으며 2017년 IS를목표로표준화를진행중에있다. < 표 4. IEC 62321 에서검토중인개별표준의표준화진행현황 > Specifications Part names Project Leaders (Task group leader) Methods NWIP CD IIS CDV FDIS IS IEC 62321-1 General requirement Richard (Intertek, UK) - IEC 62321-2 Disjointment incl. Mech., Sampling Richard (Intertek, UK) - IEC 62321-3-1 IEC 62321-3-2 Screening by XRF (Pb, Cd, Cr, Hg, Br) Screening by C-IC (Br) Stan (Thermo Fisher, USA) Jaehak Jung (KOTITI, Korea) XRF Combustion-IC June 2010 July 2011 April 2012 Nov. 2012 June 2013 ( 발간 ) IEC 62321-4 IEC 62321-5 Hg Pb, Cd, Cr Miyuki (Toshiba, Japan) Miyuki (Toshiba, Japan) ICP-OES, ICP-MS CV-AAS, AFS, DMA ICP-OES, ICP-MS AAS, AFS Dec. 2009 IEC 62321-6 IEC 62321-7-1 IEC 62321-7-2 PBBs/PBDEs Cr(VI) in metal coatings Cr(VI) in polymers Scott (UL, USA) Sophia (IBM, USA) Sophia (IBM, USA) GC-MS, HPLC IAMS UV-VIS UV-VIS sample prep. for AFS Dec 2010 Oct. 2012 Nov. 2012 June 2013 Oct. 2013 Dec. 2013 July 2014 Jan. 2014 June 2014 Feb 2015 Dec. 2014 April 2015 Nov. 2015 IEC 62321-8 Phthalate in polymers Maxwell Kim (KOTITI, Korea) GC-MS, LC-MS IAMS, Py-GC-MS June 2012 Dec 2013 Nov 2014 Aug 2015 Jan 2016 May 2016 IEC 62321-9 HBCDD in polymers Hyundoc Choi, In-seok Choi (KCL, Korea) LC-MS 2014 2015 2016 2016 2017 2017 * NWIP (New Work Item Proposal), CD (Committee Draft), IIS (International Inter-laboratory Study), CDV (Committee Draft for Vote), FDIS (Final Draft International Standard), IS (International Standard) KATS 기술보고서 7
Korean Agency for Technology and Standards 2.2. IEC TC 111 WG 3 구성 IEC TC111 WG3는미국과독일에서각각공동컨비너 (co-convenor) 를맡고있으며영국 1명, 미국 3명, 일본 1명, 한국 3명이각각 project leader 를수임하고있다. 특히, IEC 62321-3-2(Total bromine analysis by C-IC), IEC 62321-8(Phthalate analysis by GC-MS, LC-MS, IAMS and Py-GC-MS) 및 IEC62321-9(HBCDD analysis by LC-MS) 표준화는한국의주도하에진행되고있다. 2차개정에서변경된것은일부분석장비가새롭게도입된것을들수가있는데우선스크리닝관련하여 PBBs/PBDEs 함량확인을목적으로브롬 (Br, bromine) 의스크리닝을위한 C-IC(Combustion-IC) 와전처리없이수은함량을분석할수있는 DMA(Direct mercury analyzer), 그리고 PBBs/PBDEs 스크리닝을위한 IAMS(Ion Attachment Mass Spectrometry) 가그예들이다. 이러한개정작업의결과는전기전자제품의 RoHS 국제시험방법인 IEC 62321이개정됨에따라시험방법과시험장비가추가되는등규격의큰변화가일어나글로벌전기전자업체들의개정된시험규격으로 RoHS 성적서요청이예상된다. 이에따라수출기업들은개정된시험규격으로국제공인성적서대응이필요함에따라국내시험기관들의 KOLAS 추가인정및개정을통한철저한사전대응으로국내기업의국제적환경규제인 RoHS에적절이대응할수있는기반을갖추어야할것이다. 기존 RoHS 규제 6대유해물질이외에전기전자제품과관련된향후규제대상물질등을감안하여신규유해물질표준화대상을선정하는프로젝트팀을구성하였다. 이러한신규표준화고려대상물질은첫째, 현시장에서규제대상물질인지, 둘째, 규제대상물질이라면이러한영향력이전세계적인지, 일부국가에서만규제하고있는지, 셋째, 이러한물질이산업에서많이사용되고있는지, 넷째, 이러한물질확인을위한시험분석방법을필요로하는지, 다섯째, 시험분석방법이필요하다면개발가능성이있는지등의선정기준을마련하였다. RoHS 6대유해물질이외에최초의유해물질표준화대상물질로는전기전자이외의많은산업에서규제하고있는프탈레이트이며최근 POPs 의영향에따른 HBCDD가그뒤를따르고있다. 향후표준화우선대상물질로는 PAHs(Polycyclic aromatic hydrocarbons) 가가장유력시되고있으며, 유기물의경우 NMP(N-Methyl-2-pyrrolidone) 가, 무기물의경우 CoCl₂가추가로거론되고있다. 2.3. 한국의 IEC TC 111 WG3 Mirror Committee 2.3.1. RoHS 표준기술연구회역할 RoHS를비롯한전세계제품환경규제가날로증가및강화되는추세이기때문에, 전기전자제품의수출의존도가높은한국의경우한두개의기업만으로는그대응에한계가있다. 특히, 스마트폰과같은 IT 제품을주로생산및수출하는한국에게는이러한제품환경규제대응을위한빠르고정확한시험분석방법이요구되며, 향후증가되는유해물질의사전대응을위해서도관련산학연의지식동아리모임이필요하게되었다. 이에 2008년 IEC TC 111 총회를한국에서유치한이후, 본격적으로 RoHS 표준기술연구회 를 8 KATS Korean Agency for Technology and Standards 2014 October
Ⅲ. RoHS 국제표준화동향 결성하여 RoHS 관련시험분석표준을국가기술표준원을중심으로하여공동개발및진정한지식공유의 CoP(Community of practice, 지식동아리 ) 활동을실시하게되었다. 이러한활동을계기로좀더조직적이고체계적인표준화활동을위해서는중장기표준화로드맵의필요성을인식하게되어한국 RoHS 표준기술연구회가가지고있는핵심역량과향후가야하는표준화추진방향을고려하여향후 2020년까지의 RoHS 분야중장기시험방법표준화로드맵을수립하게되었다 < 그림 3>. 이를통해한국내의각분야별전문가들을전문분야별담당과책임자를선정하고그역할을부여함으로써, IEC TC 111 WG 3의국제표준을선도하며, 한국이진정으로 First mover 로참여하여표준강국으로발돋음할수있을것으로판단된다. 표준화 Direction Innovation ( 전세계표준주도 ) Upgrade ( 한 / 중 / 일협력 ) 한 / 중 / 일 Collaboration HBCDD PAHs Halogen Screening Phthalate 전세계표준화선도 New Standards - Screening, 정량법 WG3 Convenership New Region 개척 - Wearable Device As-is ( 역량개발 ) Korea NC 시험분석표준화핵심역량 지속적인 NP 발굴 / 제안 한 / 중 / 일협력통한아시아국가위상강화 RoHS 표준연구회전략화 고객 (E&E) 과협력강화 WG3 리더십확보 기업이필요한신분석법개발 Young Expert 육성 RoHS 시험방법 Direction < 그림 3. IEC TC111 WG3 국내위원회활동로드맵요약 > 2.3.2. RoHS 표준기술연구회목표및로드맵 현재 RoHS 표준기술연구회는국내 RoHS 시험서비스를제공하고있는 KOLAS 국가공인시험기관과전기전자관련기업체및정부산하기관등총 30개기관의국내의핵심역량을보유한전문가들의모임으로결성이되었다. 연구회의구성은각전문가들을 4개의전문그룹으로그역할을정하여해당그룹별리더와전문가들을배치하여전문적이면서도상호협력할수있도록조직하였으며, 회장은 KOLAS 인정위원장을 KATS 기술보고서 9
Korean Agency for Technology and Standards 역임한김선태박사가, 간사는국가기술표준원박태욱연구관과한국최초로 RoHS 및할로겐시험방법국제표준을제정한 KOTITI시험연구원의정재학본부장이함께중심축을맡아추진하고있다. RoHS 표준기술연구회는국제환경규제대응에필요한분석기술인프라 (Infra) 확보및 RoHS 분석기술표준화의총체적대응체계를구축하여우리나라의국제표준기술경쟁력향상에이바지하고자해당표준의전문가를중심으로연구회를조직하였다. 연구회는또전문인력을양성하고, 국내 외의표준화네트워크간협력을강화하며, 특히전기전자제조업의공통적인입장인한 중 일 3국의 RoHS 표준전문가들과정기적인교류를통해공동표준개발및제안, 그리고시험분석에필요한표준물질개발사업추진을목표로한다. 또한분석기술전문화측면에서는유해물질핵심분석기술을확보하고분석결과를 DB화하여기업체에서실질적인규제에원활하면서적기대응할수있는다양한시험분석인프라를제공하고자한다 < 그림 4>. VOC 파악 국제환경규체및시험방법동향 전기전자기업요구사항 New Region (Wearable Device) 동향 규제선제대응을위한표준개발 전기전자기업요구시험표준화 표준개발 RoHS 표준기술국제경쟁력향상 표준물질개발 미래요구후보표준물질개발 고객지향표준물질개발 / 보급 표준역량전문화 협력강화 ( 국내 / 해외 ) 분석기술전문화 분야별전문조직구축및인력육성 - 표준화추진전담분야운영 - 분야별간사선정 - 중점분야별표준화후보인재육성 Open Innovation - Global 분석인력 / 기술 / 장비연계 한 / 중 / 일표준전문가협력체구축 산학연협동표준화대응체계구축 신규 NC (Wearable Device) 협력강화 유해물질핵심분석기술확보 - Issue 예상후보물질분석법개발 분석결과 DB 化 - 주요검출물질 / 매질 / 제품별분석결과 Lib. 구축 < 그림 4. 국내 RoHS 지식동아리활동의향후모습 > 또한전세계적으로강화되는전기전자제품에대한제품환경규제에능동적으로사전대응을하기위해서는시험분석방법개발로드맵이필요한바, 3C 분석과 SWOT 분석을통해국내외및한국시험방법표준화에대한환경분석을실시한후, < 그림 5> 및 < 그림 6> 과같은로드맵을구축하였다. 10 KATS Korean Agency for Technology and Standards 2014 October
Ⅲ. RoHS 국제표준화동향 구분 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 표준화추진방법 국제규제동향 RoHS 물질확대및예외조항개정 - HBCDD, Phthalate(3 종 ) REACH SVHCs 물질확대 Wearable Device 시장확대로유해물질 Risk 증대 1. 중장기 RoHS 시험표준기술로드맵개발 표준화대응체계구축연구화조직합리화 국제규제대응위한지속적인표준화기술 / 분석장비선정및확보 표준기술력향상과제 연구회활동연구회활동 2. RoHS 표준기술개발 제품환경규제물질정량 / 정성방법개발다성분동시 Screening법개발전기전자기업품질관리위한검증방법개발 Wearable Device 유해물질 list-up Wearable Device High Risk 유해물질시험법표준화 표준기술력향상과제학술연구용역사업표준기술력향상과제표준기술력향상과제 3. RoHS 표준기술 Infra/ 역량확보 Young 표준전문가확보 / 육성방안수립 ( 국가기술용역 / 과제활용 ) 분석역량확대핵심분석장비및표준물질개발 Young 표준전문가 Program 운영 표준기술력향상과제표준기술력향상과제연구회활동 /WG회의 4. Global 리더십강화 WG3 작업반장수임추진 WG3 작업반장활동통한 Global 리더십강화신규 NWIP 제안통한 Project leader 배출 표준기술력향상과제표준기술력향상과제 5. 분석기술표준화네트워크활성화 한 / 중 / 일 RoHS 표준기술 /RM 전문가협력 ( 년 1 회이상정기회의개최 ) IEC TC 111 WG3 전세계전문가와기술교류활동 (WG3, RM 그룹등 ) 연구회활동 /WG 회의 전문가해외출장지원 < 그림 5. 국내에서의 RoHS 시험방법표준화로드맵 -1 > 구분 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 표준화추진방법 국제규제 동향 RoHS 물질확대및예외조항개정 - HBCDD, Phthalate(3 종 ) REACH SVHCs 물질확대 Wearable Device 시장확대로유해물질 Risk 증대 [RoHS/ REACH 등 ] Phthalate HBCDD PAHs IEC 62321-6 발간 KS 부합화 IEC 62321-3-2(C-IC) 개정 IEC 62321-7-1 발간 KS 부합화 IEC 62321-7-2 발간 KS 부합화 IEC 62321-8 (Phthalate) 정량표준화 KS 부합화 IEC 62321-9 (HBCDD) 정량표준화 KS 표준화 PAHs 정량표준화 KS 부합화 KS 부합화 예中中中中 COSD/ 학술용역표준기술력향상과제학술용역 / 표기력표준기술력향상과제 다성분동시 Screening 법 Phthalates/PBB/PBDE/HBCDD/PAHs) Screening 표준화 中 학술용역 / 표기력 전기전자기업유해물질품질관리위한 Fast 검증방법개발 IEC 표준제안 예 표준기술력향상과제 [ 후보물질 ] [New Region] 신규 RoHS 규제후보물질 (IEC, KS) 시험방법표준화개발신규 RoHS 규제후보물질 IEC 표준제안 Wearable Device High Risk 유해물질시험표준화 예미 표준기술력향상과제표준기술력향상과제 [Infra 확대 ] Wearable Device 관련 IEC 표준제안핵심분석장비및표준물질개발 미미 표준기술력향상과제학술용역 / 표기력 Global 리더십강화 WG3 작업반장수임및활동 미 표준기술력향상과제 中 진행중과제예진행예정과제미중 / 장기추진과제 < 그림 6. 국내에서의 RoHS 시험방법표준화로드맵 -2 > KATS 기술보고서 11
Korean Agency for Technology and Standards 2.4. IEC TC 111 WG 3 에서의국내전문가활동내역 2.4.1. IEC 62321-3-2 표준화 (Project Leader : KOTITI, 정재학본부장 ) IEC 62321-3-2 시험표준 (Screening of total bromine by Combustion-Ion Chromatography) 은제안전부터 halogen-free 규제와관련하여 bromine과 chlorine을분석할목적으로개발된 halogen substances 스크리닝의전문시험방법으로원리및기기장치는 < 그림 7> 과같다. 본시험방법은전통적인기존 halogen 시험방법인 oxygen bomb-ic 또는 oxygen flask-ic 시험방법대비정밀 / 정확성및재현성이매우우수하며, 자동화되어있어서시험결과의신뢰성을크게향상시킬수있는선진화된시험방법이다. 그러나전세계적으로국제표준또는국가표준이없는이유로 Dell, HP와같은글로벌전기전자업체에서는국제표준에없는시험방법을인정하지않음에따라우수한시험방법임에도불구하고적용을하지못하는어려움에처하게되었다. 이에 RoHS표준기술연구회를통해시험방법에대한표준화를연구하였고, 표준물질및시험방법개발, 숙련도평가등다양한기술교류활동을통해결국에는본 C-IC 시험방법을 KS로제정하였다. 이를계기로 RoHS 관련전문시험규격인 IEC 62321-3-2 국제표준으로제안을하게된것이다. Sample in the Combustion Tube in the Absorbent Ion Chromatography Organic Halogen(C-Br) HBr₂ Br₂ Br To IC Injection valve Electric furnace Sample boat Pyrohydrolytic combustion tube Sample injection port Absorption tube Outlet furnace Inlet furnace Sample introduction system O₂ Water supply device Ar/O₂ < 그림 7. 브롬화유기물질의스크리닝을위한 C-IC 모식도 > 2008년 10월한국제주에서 IEC TC 111 총회및 WG 3 회의가개최될때, 한국 NC에서는신규표준으로그당시전기전자산업계에가장크게이슈되고있었던 halogen-free 관련시험방법인 C-IC (Combustion-Ion Chromatography) 를사용한 total bromine 방법을정식표준안으로총회및 WG3 회의에서본시험방법에대한소개발표를한다음 2009년초정식으로 NWIP를 IEC에제안하였고, 각국 NC를통해 NWIP에대한회람후투표결과, 최종찬성으로결정됨에따라, 2009년 5월부터한국주도로 IEC 표준화작업을실시하게되었다. 12 KATS Korean Agency for Technology and Standards 2014 October
Ⅲ. RoHS 국제표준화동향 그후, 기존의 RoHS 시험규격인 IEC 62321:2008(1st edition) 을개정하기위한작업이 WG3에서 2009년부터진행되어 2013년 6월에 IEC 62321 family standard 중최초로 IEC 62321-1 ~ -5가 IS로발간되었다. IEC 62321 표준이여러시험방법과분석장비등내용이방대하고시험방법이다소상이한방법이많아서 WG3 회의에서최종표준을분리하여개정및제정작업을하는것으로결정하였고 IEC 62321-3-2은한국에서프로젝트리더를수임하였다 < 표 4>. IEC 62321-3-2의경우는규제물질중많은물질들이 halogen(f, Br, Cl) 을포함하고있기때문에처음부터 XRF(X-ray fluorescence spectroscopy) 와동등한스크리닝방법으로선정되어제정작업을실시하게되었다. IEC 62321-3-2는 2009년 IEC TC 111 WG 3 8차미팅때 NWIP를제안한이후, CD 제출을 2011년에마쳤고, 매우우수한결과로 IIS 결과가도출된후 CDV가통과되었고 2013년 6월최종 IS가발간되었다. 2.4.2. IEC 62321-8 표준화 (Project Leader : KOTITI, 김재우팀장 ) IEC 62321 series 중현재 RoHS 규제 6대물질이외의최초대상물질로표준화가진행되고있는것이 phthalate 분석방법이다. 이러한배경에는현재유럽을중심으로미주및국내에이르기까지많은국가및 retailer 들이전기전자산업뿐아니라섬유, 완구, 공산품등에서 phthalate를규제대상으로하고있다. 가장대표적인것은 DBP, BBP, DEHP 3종은 EU REACH의허가후보물질 (candidate list of SVHC for authorization) 의첫번째발표목록에포함되었고, 허가대상물질 (list of SVHC for authorization) 의첫번째목록에도포함되었고이어서 DIBP도허가후보물질을거쳐허가대상물질이되었다. DBP, BBP, DEHP 및 DINP, DIDP, DNOP 모두 REACH 부속서 17에등재된제한물질이다. 이러한규제현황에도불구하고현재전기산업대상제품에적합한국제규격이전무하며일부국가규격이존재하나제품의대상이상이한것이현실이다 < 표 5>. 따라서이러한점을감안하여기존의한국국가규격인 KS M 1991을전면개편하여 2011년도에개정이완료되었으며이를기반으로국제표준화의기초를다지게되었다. < 표 5. Phthalates 분석방법에대한각국의표준 > Standard Title of Standard Scope Application ISO 18856 : 2005 Water quality - Determination of selected phthalates using gas chromatography/mass spectrometry Underground water, sludge, drinking water Water EN 14372 (2004-08) Child use and care articles- Cutlery and feeding utensils-safety requirements and tests Thermoplastic components of cutlery and feeding utensils Consumer products ASTM D 7083 (2004) Standard practice for determination of monomeric plasticizers in poly(vinyl chloride)(pvc) by Gas Chromatography PVC compounds Consumer products Japanese test method: MHLW 0906-4 (2010) Test method for determination of 6 phthalic acid esters in plasticized materials of toys Apparatus, container wrapping and toys(baby) Consumer products Canada Method C-34 (2006) Determination of phthalates in polyvinyl chloride consumer products Consumer products made of PVC Consumer products KATS 기술보고서 13
Korean Agency for Technology and Standards Standard Title of Standard Scope Application CPSC-CH-C1001-09 (2009) Standard operating procedure for determination of phthalates by Gas Chromatography Plasticized component parts of children's toys & child care articles Consumer products BS EN 15777:2009 Textiles, Test methods for phthalates Textiles Textiles GB/T 22048:2008 Toys and children's products-determination of phthalate plasticizers in polyvinyl chloride plastic Toys and children's products-pvc Consumer products KS M 1991:2011 Determination of phthalates content in polymer materials Polymer materials Consumer products IEC 62321-8 (Determination of specific phthalates in polymer materials by mass spectrometry) 표준화는 RoHS 규제 6대유해물질이외최초표준화대상물질인프탈레이트의분석법표준화로 2011년 10월제 13회멜버른 IEC TC111 WG 3회의에서한국이정식으로 NWIP를제안하였으며 2013년 7월미국, 독일, 일본을포함한 28개 P-member의전국가찬성과이태리, 미국, 중국을포함한 8개국의표준화참여의사를표명하여정식으로 NWIP가승인되었다. 한국에서최초 Phthalate 분석법표준화제안시 GC-MS와 LC-MS를이용한정량분석방법을제안하였으나, 일본에서 Py-GC-MS와 IAMS를이용한 screening방법을추가로제안하여이를한국 NC에서수용하여총 4가지분석장비를이용한표준화를진행하기로결정되었다 < 표 4>. 향후 phthalate 분석에적절한분석장비의수용을가능하게끔 mass spectrometry" 로정의하여폭넓은분석기술적용이가능케하였다. Screening by IAMS Polymer Materials in EEE Screening by Py-GC-MS Sample Preparation for Screening Gound into Powder using Cryo-mill Quantitative Analysis by GC-MS Soxhlet Extraction with n-hexane Quantitative Analysis by LC-MS Dissolution in THF using Sonication Precipitation of Polymer Matrix by adding Acetonitrile Structure of IEC 62321-8 Sample Preparation for Quantitative Analysis < 그림 10. IEC 62321-8 에서채택한 phthalates 의 screening 과정량을위한기기분석방법 > 14 KATS Korean Agency for Technology and Standards 2014 October
Ⅲ. RoHS 국제표준화동향 IEC 표준화의진행과정은 NWIP, CD, IIS, CDV, FDIS, IS의 6단계로진행되며 2014년현재 NWIP 정식승인후 CD 단계를거쳐 IIS를위한 draft CDV 를작성을완료하였다. 최초표준안작성시한국에서제안한 GC-MS, LC-MS 분석부분은한국 NC 에서작성하고, Py-GC-MS, IAMS 분석부분은일본 NC에서각각담당하여진행하였으며, 최종적으로한국 NC에서취합하여최종 CD를완성한후전세계 28개국의 NC에검토를완료하였다. CD단계에서 FDIS 단계로가기위해서는 CD문건에대한전세계 28개국 NC의 comment 를수렴하여수정하여 draft CDV를완성하였고이러한 Draft CDV의신뢰성확보를위한 IIS가수행될것이다. IEC 62321-8, phthalate 분석표준은 2012년 NWIP 승인, 2013년 CD, 2014년 IIS를거쳐 2015년 CDV, FDIS에이어향후특별한기술적인문제가발생되지않는다면 2016년에는정식적인국제표준이발행될수있을것으로예상된다. 2.4.3. IEC 62321-7-2 표준화 ( 삼성 SDI, 허수봉그룹장 & 김윤성부장 ) 고분자내 Cr(VI) 의시험방법으로 US EPA 7195A:1992 및 US EPA 3060A: 1996 의 alkaline extraction 을이용한추출방법을기본으로한 IEC 62321:2008 이유일하게제정되어 RoHS 시험방법으로사용이국제적으로규정되어있었다. 그러나, 이시험규격은기본적으로안료, 페인트및토양에초점을두어만들어진방법이기때문에매트릭스가전혀다른고분자에적용하는경우추출방법의최적화가되어있지않아시험결과의신뢰성이떨어지게된다. 이는고분자내 Cr(VI) 이효과적으로추출되지않아회수율이낮아지는근본적인문제를내포하고있음을보여주고있다. 이러한 IEC 62321 규격의중요성을파악하여기존의추출방법 ( 냉동분쇄 ) 의단점들을획기적으로개선한유기용매용해법을한국에서최초로제안하였다. 신뢰성확보를위하여방법의유효화 (Method validation) 및측정불확도추정등을통하여신뢰성을확보하였다. 국내 KOLAS 공인시험기관이주축이되어숙련도시험을진행하였으며이를바탕으로 KS M 0169:2010을제정하였다. 국내기업의수출향상과외국기업의무역장벽, 기술규제등에능동적으로대처하기위하여국제표준화가추진, 진행되었으며소재별전처리기술, 측정기술등우위를확보하고분석기술을주도하고있다. 이를바탕으로 WG 3 내한국의기술적영향력을배가하는 seed 역할을수행하고있다. 향후규제물질로등록이예상되는 CoCl₂ 후보물질에본분석기술의적용및응용성이매우높으며 WG 3 발언권및영향력등에직접적으로영향을미칠것으로판단된다. 2.4.4. IEC 62321-9 표준화 (KCL, 최인석선임 & 최인덕주임 ) IEC 62321-9 시험표준 (HBCDDs in polymers by LC-MS) 은 RoHS II에서는최우선규제물질 (priority substances) 로등재되어있었고최근 POPs 의 Annex A (Elimination) 에등재되면서각산업에서의관심대상유해물질로부각되었다. 그러나관련시험방법은주로 water, fish, milk, soil 등의환경시료에대한미량분석위주로진행되어왔으며, 일반적으로추출물을 LC-MS 또는 GC-MS로분석하는방법이소개되고있으나, 유도체화과정은방법이복잡하고전기전자산업의주대상물질인플라스틱과같은고분자물질또는제품상태에적용시키기어려운문제점을지니고있다. 현재전기산업대상제품에적합한국제규격이전무하며일부국가규격이존재하나제품의대상이상이한것이현실이다. 따라서이러한점을감안하여한국에서는기존의한국국가규격인 KS M 1072:2008을 KATS 기술보고서 15
Korean Agency for Technology and Standards 전면개편하여현재개정작업이동시에이루어지고있으며, 이를기반으로국제표준화의기초를다지게되었다. IEC 62321-9 시험표준 (HBCDDs in polymers by LC-MS) 국제표준화는 2013년 6월이태리밀라노에서개최된제 16차 IEC/TC 111 WG3 회의에서 PWIP (Preliminary work item proposal) 로사전제안을하였으며, 그해 11월중국선전에서개최된 2013년 IEC TC111 총회에서정식으로 NWIP 제안대상으로승인이되었다. 한국에서제안한 HBCDD 분석법표준화는 KS M1072:2008을바탕으로기존분석방법인 GC-MS를이용한분석시가온에따른열분해로인하여이성체의분리가되지않아정량하는데어려움이있어, GC-MS 분석방법을배제하여분석장비를 LC-MS로사용한결과, 이성질체를분리정량할수있는방법으로제안하였다. 또한전처리방법으로는속슬렛추출방법과초음파용출방법을추가하여제안하였다. IEC 62321-9의대상물질인 HBCDD는 RoHS 및 SVHC 후보물질로전세계적으로가장많은관심이집중되고있는것중하나이다. 관련유해물질이영향을미치는산업또한전기전자산업이외에국내주력산업인자동차산업을필두로섬유및공산품등다양한분야에서많은관심을보이고있으며, 전기전자산업의환경표준을제정하는 TC 111 중유해물질분석법표준화를위한 WG 3내신규유해물질표준화를한국에서 project leader 를수임함으로써 TC 111내한국 NC의위상을한층공고히하였다. 또한전기전자산업의향후유해물질분석법표준화대상이되는물질선정에적극참여함으로써향후국제환경규제를대응하는소극적인대처에서벗어나한국이선도할수있는기반을구축함과동시에해외시장변화를실시간포착하여국내기업의대외경쟁력을배양할수있는역할을담당할수있다. Ⅳ. 시사점및대응방안 IEC TC 111 WG 3에서한국이 Project Leader 로표준화를주도하고있는 IEC 62321-3-2 (Screening of total bromine by Combustion-Ion Chromatography), IEC 62321-8 (Phthalates in polymers by Mass Spectrometry), IEC 62321-9 (HBCDD in polymers by LC-MS) 및한국이핵심적인기술지원으로표준화를주도하고있는 IEC 62321-7-2 (Hexavalent chromium in polymers and electronics by the colorimetric method) 의표준화추진을바탕으로향후지속적으로한국의적극적활동을기대한다. 수출중소기업에있어글로벌차원의규제유해물질의시험은필수인데, 합리적인시험방법이기개발되어있어국제표준화한예가 IEC 62321-3-2이며, 이로인해한국기업은물론전세계적으로시험에필요한시간과비용을절감할수있는효과가있고, 이를한국에서주도함으로써한국의분석기술력홍보및위상향상에기여할수있다. 충분한유효화자료를기반으로 KS 표준까지제정되어있는경우, 국제표준화를한국에서주도함에있어효율성을더욱높일수있고 KS 표준을국제표준에반영하는것도가능하며, IEC 62321-8의표준화가 16 KATS Korean Agency for Technology and Standards 2014 October
Ⅳ. 시사점및대응방안 이의좋은예라할수있다. 세계최초로프탈레이트 CRM( 인증표준물질 ) 도국내에서개발되고있어, 국내제작의 CRM을 IIS에활용하고이를계기로해외판로를개척할수있다. NWIP 제안시한국대표단의정보력및 WG 3의전반적인상황이충분히파악된후진행되어야하나, 충분한검토없이단순필요성에의하여 NWIP를성급히제안하려고한판단착오로기존에진행되던 project에단순포함이되면서핵심기술을제공하고도 project의주도권을한국이가져오지못한것이 IEC 62321-7-2 표준화의경우이다. 향후한국이 project를제안하거나 project leader 등을수임할때 working group 에서국가별기여에따른적합한역할을수행할수있도록한국대표단에서의충분한사전대응전략이있어야할것이다. 국내전기전자산업의외적인규모에비해관련기업의자체제품설계, 개발관련기술력, 분석능력등은선진국보다다소열세에있다. 또한부품업체의영세성으로인해높은기술수준을필요로하는선진국의환경규제에대하여 IEC 62321-9의표준화가이러한환경규제의조기탈피에큰도움이될것이며, 향후로도환경규제대상물질의선정및분석기술의공유등정확한현황파악에많은관심을가져야할것이다. 전기전자산업의향후유해물질분석법표준화대상이되는물질선정에도국내의산업구조를반영할수있는한국선도의기반을구축함과동시에해외시장변화를실시간포착하여국내기업의대외경쟁력을배양할수있는역할을담당하여야한다. 이와같은여러장점을가질수있는유해물질분석법국제표준화의한국주도는국내에서충분한유효화자료가확보되어있으면가능하고, 이를위해서는각유해물질항목별로국내에서분석법이개발되어야하며, 국내에서개발된해당자료들이 DB화되어있고효율적으로공유하여야한다. WG 3은개정을위한작업이모두종료되는 2015년초에는제3기 convenor 를선출할예정에있고, 현재까지유럽 / 미국에서주도해오던 working group 이아시아의컨비너 1명과유럽 / 미국의컨비너 1명으로이루어지는 co-convenors 시스템으로운영되리라예측되는상황이며, 그간의 NWIP 제안및프로젝트리더수행등으로적극적인기여를해온한국에서계속대외인지도와국가간협력관계를잘유지한다면 convenor 가선출될가능성도높은상황이다. Convenor 를수임하여 WG 3 전체를주도하는것도또하나의목표로삼아야할것이다. 국제표준화과정에서효율적이고성공적인국익반영을하기위해서는국가기술표준원주도로운영되어온 IEC TC 111의한국 mirror committee와 RoHS표준기술연구회를통해산학연의의견및개발된분석법이활발히취합되고공유될뿐만아니라차기전문가도지속적으로양성, 배출되어야한다. 국제표준화는최소 3년에서 5년까지소요되는장기프로젝트이며, 이에참여하여국익을대변할수있기위해서는사전준비기간은물론 3~5년동안의지속적참여가필요하고이를위해서는이러한국제표준화과정에대한이해와전문가들에대한소속기관과정부의지원이적극요망된다. KATS 기술보고서 17
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