KATS 기술보고서 제67호RoHS 환경규제 대응 표준화 동향

2008년 10월 한국 제주에서 IEC TC 111 총회 및 WG 3 회의가 개최될 때, 한국 NC에서는 신규 표준으로 그 당시 전기전자산업계에 가장 크게 이슈 되고 있었던 halogen-free 관련 시험방법인 C-IC(Combustion-Ion Chromatography)를 사용한 total bromine 방법을 정식 표준안으로 총회 및 WG3 회의에서 본 시험방법에 대한 소개 발표를 한 다음 2009년 초 정식으로 NWIP를 IEC에 제안 하였고, 각국 NC를 통해 NWIP에 대한 회람 후 투표 결과, 최종 찬성으로 결정됨에 따라, 2009년 5월부터 한국 주도로 IEC 표준화 작업을 실시하게 되었다. 그 후, 기존의 RoHS 시험규격인 IEC 62321:2008(1st edition)을 개정하기 위한 작업이 WG3에서 2009년부터 진행되어 2013년 6월에 IEC 62321 family standard 중 최초로 IEC 62321-1 ~ -5가 IS로 발간되었다. IEC 62321 표준이 여러 시험방법과 분석장비 등 내용이 방대하고 시험방법이 다소 상이한 방법이 많아서 WG3 회의에서 최종 표준을 분리하여 개정 및 제정 작업을 하는 것으로 결정하였고 IEC 62321-3-2은 한국에서 프로젝트 리더를 수임하였다. 고분자 내 Cr(VI)의 시험방법으로 US EPA 7195A:1992 및 US EPA 3060A: 1996 의 alkaline extraction을 이용한 추출방법을 기본으로 한 IEC 62321:2008 이 유일하게 제정되어 RoHS 시험방법으로 사용이 국제적으로 규정되어 있었다. 그러나, 이 시험규격은 기본적으로 안료, 페인트 및 토양에 초점을 두어 만들어진 방법이기 때문에 매트릭스가 전혀 다른 고분자에 적용하는 경우 추출방법의 최적화가 되어 있지 않아 시험결과의 신뢰성이 떨어지게 된다. 이는 고분자 내 Cr(VI)이 효과적으로 추출되지 않아 회수율이 낮아지는 근본적인 문제를 내포하고 있음을 보여주고 있다. 이러한 IEC 62321 규격의 중요성을 파악하여 기존의 추출방법(냉동분쇄)의 단점들을 획기적으로 개선한 유기용매 용해법을 한국에서 최초로 제안하였다. 신뢰성 확보를 위하여 방법의 유효화(Method validation) 및 측정 불확도 추정 등을 통하여 신뢰성을 확보하였다. 국내 KOLAS 공인시험기관이 주축이 되어 숙련도 시험을 진행하였으며 이를 바탕으로 KS M0169:2010을 제정하였다. IEC 62321-9 시험표준 (HBCDDs in polymers by LC-MS)은 RoHS II에서는 최우선 규제물질 (priority substances)로 등재되어 있었고 최근 POPs의 Annex A (Elimination)에 등재되면서 각 산업에서의 관심 대상 유해물질로 부각되었다. 그러나 관련 시험방법은 주로 water, fish, milk, soil 등의 환경시료에 대한 미량분석 위주로 진행되어왔으며, 일반적으로 추출물을 LC-MS 또는 GC-MS로 분석하는 방법이 소개되고 있으나, 유도체화 과정은 방법이 복잡하고 전기전자 산업의 주 대상물질인 플라스틱과 같은 고분자물질 또는 제품 상태에 적용시키기 어려운 문제점을 지니고 있다. 현재 전기산업 대상제품에 적합한 국제 규격이 전무하며 일부 국가 규격이 존재하나 제품의 대상이 상이한 것이 현실이다. 따라서 이러한 점을 감안하여 한국에서는 기존의 한국 국가규격인 KS M 1072:2008을 전면 개편하여 현재 개정작업이 동시에 이루어지고 있으며, 이를 기반으로 국제 표준화의 기초를 다지게 되었다. IEC 62321-9 시험표준 (HBCDDs in polymers by LC-MS) 국제표준화는 2013년 6월 이태리 밀라노 에서 개최된 제 16차 IEC/TC 111 WG3 회의에서 PWIP (Preliminary work item proposal)로 사전 제안을 하였으며, 그 해 11월 중국 선전에서 개최된 2013년 IEC TC111 총회에서 정식으로 NWIP 제안 대상으로 승인이 되었다. 한국에서 제안한 HBCDD 분석법 표준화는 KS M1072:2008을 바탕으로 기존분석방법인 GC-MS를 이용한 분석 시 가온에 따른 열분해로 인하여 이성체의 분리가 되지 않아 정량하는 데 어려움이 있어, GC-MS 분석방법을 배제하여 분석 장비를 LC-MS로 사용한 결과, 이성질체를 분리 정량할 수 있는 방법으로 제안하였다. 또한 전처리 방법으로는 속슬렛 추출방법과 초음파 용출 방법을 추가하여 제안하였다. IEC 62321-9의 대상 물질인 HBCDD는 RoHS 및 SVHC 후보물질로 전 세계적으로 가장 많은 관심이 집중되고 있는 것 중 하나이다. 관련 유해물질이 영향을 미치는 산업 또한 전기전자산업 이외에 국내 주력 산업인 자동차 산업을 필두로 섬유 및 공산품 등 다양한 분야에서 많은 관심을 보이고 있으며, 전기전자산업의 환경표준을 제정하는 TC 111 중 유해물질 분석법 표준화를 위한 WG 3내 신규 유해물질 표준화를 한국에서 project leader를 수임함으로써 TC 111내 한국 NC의 위상을 한층 공고히 하였다. 또한 전기전자산업의 향후 유해물질 분석법 표준화 대상이 되는 물질 선정에 적극 참여함으로써 향후 국제환경규제를 대응하는 소극적인 대처에서 벗어나 한국이 선도할 수 있는 기반을 구축함과 동시에 해외 시장변화를 실시간 포착하여 국내기업의 대외 경쟁력을 배양할 수 있는 역할을 담당할 수 있다. IEC 62321-8 (Determination of specific phthalates in polymer materials by mass spectrometry) 표준화는 RoHS 규제 6대 유해물질 이외 최초 표준화 대상물질인 프탈레이트의 분석법 표준화로 2011년 10월 제 13회 멜버른 IEC TC111 WG 3회의에서 한국이 정식으로 NWIP를 제안하였으며 2013년 7월 미국, 독일, 일본을 포함한 28개 P-member의 전 국가 찬성과 이태리, 미국, 중국을 포함한 8개국의 표준화 참여 의사를 표명하여 정식으로 NWIP가 승인되었다. 한국에서 최초 Phthalate 분석법 표준화 제안 시 GC-MS와 LC-MS를 이용한 정량분석방법을 제안하였으나, 일본에서 Py-GC-MS와 IAMS를 이용한 screening방법을 추가로 제안하여 이를 한국 NC에서 수용하여 총 4가지 분석 장비를 이용한 표준화를 진행하기로 결정되었다. 향후 phthalate 분석에 적절한 분석 장비의 수용을 가능하게끔 “mass spectrometry"로 정의하여 폭넓은 분석기술 적용이 가능케 하였다. IEC 표준화의 진행과정은 NWIP, CD, IIS, CDV, FDIS, IS의 6단계로 진행되며 2014년 현재 NWIP 정식 승인 후 CD 단계를 거쳐 IIS를 위한 draft CDV를 작성을 완료하였다. 최초 표준안 작성 시 한국에서 제안한 GC-MS, LC-MS 분석 부분은 한국 NC 에서 작성하고, Py-GC-MS, IAMS 분석 부분은 일본 NC에서 각각 담당하여 진행하였으며, 최종적으로 한국 NC에서 취합하여 최종 CD를 완성한 후 전세계 28개국의 NC에 검토를 완료하였다. CD단계에서 FDIS 단계로 가기 위해서는 CD문건에 대한 전세계 28개국 NC의 comment를 수렴하여 수정하여 draft CDV를 완성하였고 이러한 Draft CDV의 신뢰성 확보를 위한 IIS가 수행될 것이다. IEC 62321-8, phthalate 분석표준은 2012년 NWIP 승인, 2013년 CD, 2014년 IIS를 거쳐 2015년 CDV, FDIS에 이어 향후 특별한 기술적인 문제가 발생되지 않는다면 2016년에는 정식적인 국제표준이 발행될 수 있을 것으로 예상된다. 시험방법에 대한 표준화 진행 과정에서 가장 중요한 국가별 시험소간 시험(IIS, International Interlaboratory Study)는 시험방법 안에 대한 각국의 여러 시험기관들의 시험평가를 통해서 최종 시험방법의 적합성이 결정되는 작업과정이다. IEC 62321-6은 현재 위원회안 투표(CDV, Committee Draft for Vote)가 통과되어 2014년 11월 경 IS발간 예정이다. IEC 62321-7-1, 2의 경우 국제표준화 과정 중 많은 기술적 결함을 발견되어 예정에 비해 많은 지연이 발생되었고 2015년 IS 발간을 목표로 하고 있으나 추가적인 지연이 예상된다. IEC 62321-8의 특정 phthalates 는 전기전자제품 등에 가장 관심을 가지는 물질로 최초로 단일 표준 내 정량분석방법과 screening 방법을 동시에 소개하고 있어 업계에 많은 관심을 불러 일으키고 있다. 이러한 screening 분석방법은 유기물에 대한 최초의 screening 방법으로 차후 추가 예상되는 유기물에 대한 표준화 대상물질에도 적용이 가능할 것으로 예상된다. RoHS를 비롯한 전 세계 제품환경 규제가 날로 증가 및 강화되는 추세이기 때문에, 전기전자제품의 수출의존도가 높은 한국의 경우 한 두 개의 기업만으로는 그 대응에 한계가 있다. 특히, 스마트폰과 같은 IT 제품을 주로 생산 및 수출하는 한국에게는 이러한 제품환경 규제 대응을 위한 빠르고 정확한 시험분석 방법이 요구되며, 향후 증가되는 유해물질의 사전 대응을 위해서도 관련 산학연의 지식동아리 모임이 필요하게 되었다. 이에 2008년 IEC TC 111 총회를 한국에서 유치한 이후, 본격적으로 “RoHS 표준기술연구회”를 결성하여 RoHS 관련 시험분석표준을 국가기술표준원을 중심으로 하여 공동개발 및 진정한 지식공유의 CoP(Community of practice, 지식동아리) 활동을 실시하게 되었다. 이러한 활동을 계기로 좀 더 조직적이고 체계적인 표준화 활동을 위해서는 중장기 표준화 로드맵의 필요성을 인식하게 되어 한국 RoHS 표준 기술연구회가 가지고 있는 핵심역량과 향후 가야 하는 표준화 추진 방향을 고려하여 향후 2020년까지의 RoHS 분야 중장기 시험방법 표준화 로드맵을 수립하게 되었다. 현재 RoHS 표준기술연구회는 국내 RoHS 시험서비스를 제공하고 있는 KOLAS 국가공인시험기관과 전기전자 관련 기업체 및 정부산하 기관 등 총 30개 기관의 국내의 핵심 역량을 보유한 전문가들의 모임으로 결성이 되었다. 연구회의 구성은 각 전문가들을 4개의 전문그룹으로 그 역할을 정하여 해당 그룹별 리더와 전문가들을 배치하여 전문적이면서도 상호 협력할 수 있도록 조직하였으며, 회장은 KOLAS 인정위원장을 역임한 김선태 박사가, 간사는 국가기술표준원 박태욱 연구관과 한국 최초로 RoHS 및 할로겐 시험방법 국제표준을 제정한 KOTITI시험연구원의 정재학 본부장이 함께 중심축을 맡아 추진하고 있다. RoHS 표준기술연구회는 국제환경규제 대응에 필요한 분석기술 인프라(Infra) 확보 및 RoHS 분석기술 표준화의 총체적 대응체계를 구축하여 우리나라의 국제표준 기술경쟁력 향상에 이바지 하고자 해당 표준의 전문가를 중심으로 연구회를 조직하였다. 연구회는 또 전문인력을 양성하고, 국내·외의 표준화 네트워크 간 협력을 강화하며, 특히 전기전자제조업의 공통적인 입장인 한·중·일 3국의 RoHS 표준 전문가들과 정기적인 교류를 통해 공동 표준개발 및 제안, 그리고 시험분석에 필요한 표준물질 개발사업 추진을 목표로 한다.