Тонер - Toner

Эта статья о расходных материалах для печати. Для косметики см. Тоник (уход за кожей). Фамилию см. Тонер (фамилия).
Контейнер с черным тонером
Контейнер с цветным тонером

Тонер это пудра смесь, используемая в лазерные принтеры и копировальные аппараты формировать печатный текст и изображения на бумаге, как правило, через тонер-картридж. В основном гранулированный пластик, добавляются только ранние смеси углерод порошок и оксид железа однако с тех пор были разработаны смеси, содержащие полипропилен, белая сажа, и различные минералы для трибоэлектрификация.[1] Тонер с использованием пластика растительного происхождения также существует в качестве альтернативы нефть пластик.[2] Частицы тонера плавятся под воздействием тепла термоэлемент, и, таким образом, связаны с бумагой.

В более ранних копировальных аппаратах этот недорогой угольный тонер заливал пользователь из бутылки в резервуар устройства.[нужна цитата ]. Более поздние копировальные аппараты и лазерные принтеры с первого 1984 года Hewlett-Packard LaserJet,[3] подавать прямо из запечатанного картриджа с тонером.

Лазерные картриджи с тонером для использования в цветных копировальных аппаратах и ​​принтерах поставляются в наборах голубого, пурпурного, желтого и черного цветов (CMYK ), позволяя очень большой цветовая гамма генерируется путем смешивания.

Состав, размер и изготовление

Конкретный используемый полимер зависит от производителя, но может быть стирол акрилат сополимер, а полиэфирная смола, сополимер стирола и бутадиена или несколько других специальных полимеров. Состав тонера варьируется от производителя к производителю и даже от машины к машине. Обычно состав, размер гранул и температура плавления самые разные.

Первоначально размер частиц тонера составлял в среднем 14–16 микрометры[4] или выше. Чтобы улучшить разрешение изображения, размер частиц был уменьшен, и в конечном итоге он достиг примерно 8–10 микрометров на 600 мкм. точек на дюйм разрешающая способность.[нужна цитата ] Дальнейшее уменьшение размера частиц, обеспечивающее дальнейшее улучшение разрешения, разрабатывается за счет применения новых технологий, таких как агрегация эмульсии.[5] Производители тонера поддерживают контроль качества стандарт для Распределение частиц по размерам для производства порошка, подходящего для использования в их принтерах.

Тонер традиционно изготавливали путем смешивания ингредиентов и создания пластины, которую разбивали или гранулировали, а затем превращали в мелкий порошок с контролируемым диапазоном размеров частиц. воздушно-струйное измельчение. В результате этого процесса получаются гранулы тонера различного размера и асферической формы. Чтобы получить более качественную печать, некоторые компании используют химический процесс для выращивания частиц тонера из молекулярных реагентов.[6] Это приводит к более однородному размеру и форме частиц тонера. Более мелкие и однородные формы позволяют более точно воспроизводить цвета и более эффективно использовать тонер.

Уборка

Тонер можно смыть кожа и одежда холодной водой. Горячая или теплая вода смягчает тонер, заставляя его закрепиться на месте. Тонер, прилипший к коже, со временем стирается, или его можно частично удалить с помощью абразивного очистителя для рук. Тонер, прилипший к одежде, обычно невозможно удалить. Незаплавленный тонер легко смывается с любой одежды, которую можно стирать в воде. Поскольку тонер представляет собой воск или пластмассовый порошок с низкой температурой плавления, во время чистки его необходимо хранить в холодном состоянии.

Частицы тонера имеют электростатический свойства по своей конструкции и могут создавать статические электрические заряды, когда они трутся о другие частицы, предметы или внутренние части транспортных систем и шлангов пылесоса. Из-за этого, а также из-за небольшого размера частиц тонер не следует пылесосить обычным домашним пылесос. Статический разряд заряженных частиц тонера теоретически может воспламенить пыль.[7] в мешке для пылесоса или создайте небольшой взрыв, если в воздухе находится достаточное количество тонера. Частицы тонера настолько мелкие, что плохо фильтруются фильтровальными мешками бытового пылесоса и могут уноситься через двигатель пылесоса в комнату. Таким образом, они также могут вызвать перегрев из-за засорения фильтра двигателя и короткое замыкание по их электропроводности (углерод, железо) при плавлении внутри двигателя.[8]

Если тонер просыпается в лазерный принтер, специальный пылесос с электропроводящим шлангом и высокой эффективностью (HEPA ) фильтр может потребоваться для эффективной очистки. Они называются электростатический разряд -безопасный (ESD-безопасный) или пылесос для тонера. Аналогичные пылесосы, оснащенные HEPA-фильтром, следует использовать для удаления более крупных разливов тонера.

Риск для здоровья

Смотрите также: Laser_printing § Риски для здоровья органов дыхания

Muhle et al. (1991) сообщили, что реакция на хронически вдыхаемый копирующий тонер, пластиковую пыль, пигментированную углеродной сажей, диоксидом титана и диоксидом кремния, также качественно аналогична диоксиду титана и выхлоп дизеля.[9]

Черный карбон, один из компонентов тонера, классифицируется как «возможно канцерогенное» (Группа 2Б ) посредством МАИР.

Тонер в виде тонкого порошка может некоторое время оставаться взвешенным в воздухе и считается последствия для здоровья сравним с инертный пыль. Это может раздражать людей с респираторный такие условия как астма или же бронхит. После исследований по бактерии в 1970-х годах это вызвало обеспокоенность по поводу последствий для здоровья в результате пиррол, загрязнение, образовавшееся при производстве черный карбон Используемый в черных тонерах, производственные процессы были изменены, чтобы исключить пиррол из готового продукта.

Исследования Квинслендский технологический университет указал, что некоторые лазерные принтеры испускают частицы субмикронного размера, которые в других исследованиях окружающей среды были связаны с респираторные заболевания.[10]

Исследование в Университет Ростока обнаружил, что микроскопические частицы в тонере канцерогены, как и асбест. Несколько техников, которые ежедневно работали с принтерами и копировальными аппаратами, наблюдались в течение нескольких лет. Они показали повышенные проблемы с легкими.[11] Это подтверждает предыдущее исследование, опубликованное в 2006 году.[12]

Исследования Гарвардского университета показали, что во время печати наночастицы оксидов металлов (размером 100 нанометров и меньше, следовательно, 0,1 микрометра и меньше) выбрасываются в воздух из лазерных принтеров и многофункциональных устройств на основе тонера. В этих машинах используются частицы тонера, общий диаметр которых составляет в среднем 20 микрометров, но на поверхности самих частиц тонера находятся бесчисленные крошечные наночастицы оксидов металлов.[13] Эти сверхмалые наночастицы оксидов металлов обладают высокой биологической активностью и могут нанести вред легким, а также другим частям тела, учитывая, что частицы размером 0,1 мкм и меньше могут пересекать биологические мембраны (включая альвеолы ​​легких), тем самым получая доступ ко всем органам через кровь. тираж.[14] Это остается областью активных исследований с большим количеством пробелов в знаниях.[15][16]

Упаковка

Картридж с тонером - это своего рода контейнер с тонером, который также является расходным элементом принтера.
Дальнейшая информация: тонер-картридж

Контейнер с тонером может быть простой упаковкой для хранения и транспортировки тонера или, кроме того, расходным компонентом принтера. Наиболее распространенный способ потребления тонера - использование тонер-картридж (или же лазерный тонер), как канцелярские из лазерные принтеры.

Переупаковка

Дальнейшая информация: Заправка тонера

Некоторые производители тонера предлагают тонер в оптовых количествах. Обычно сыпучий тонер продается в бочках или мешках по 10 кг (22 фунта).

Затем тонер используется в различных отраслях промышленности, чтобы предоставить потребителям готовый лазерный картридж с тонером.

Производители оригинального оборудования, такие как HP и Canon а также производители совместимых картриджей с тонером используют тонер в процессе производства совершенно нового картриджа OEM.[17] картриджей с тонером используют объемный тонер в процессе создания восстановленного картриджа с тонером. Другие компании используют тонер для заправка тонера служба.

Большинство картриджей с тонером доступны рядовому потребителю в магазинах розничной торговли или на местных предприятиях по восстановлению. Восстановленные и повторно заправленные картриджи с тонером, как правило, предлагаются по более низкой цене, чем оригинальные картриджи с тонером, поскольку они были либо полностью переработаны, а затем заправлены тонером (более оптимальный метод), либо просто заправлены тонером (менее оптимальный метод).

Экологические соображения

Утилизация использованного тонера до потребителя практикуется большинством производителей. Классификация тонера по желаемому гранулометрическому составу приводит к образованию брака некрупного размера, но он становится ценным сырьем для операции смешивания и таким образом перерабатывается. Постпотребительские отходы тонер появляется в основном при очистке фотопечати. В ранних принтерах от 20 до 25% подаваемого тонера попадало в отстойник очистителя и выбрасывалось как отходы. Повышенная эффективность принтера снизила этот поток отходов до более низкого уровня, хотя в среднем 13% тонера в каждом картридже все еще расходуется.[18] Некоторые конструкции принтеров пытались отвести этот отработанный тонер обратно в резервуар для чистого тонера для прямого повторного использования в принтере; эти попытки увенчались переменным успехом, поскольку состав тонера будет изменяться за счет расходования плавких веществ при сохранении частиц проявителя. Некоторые соображения и меньше попыток в отрасли были предприняты для утилизации отработанного тонера путем его очистки и «восстановления».

Большая часть тонера попадает на распечатанные страницы, большая часть которых в конечном итоге перерабатывается при восстановлении и переработке бумаги. Удалить тонер из пульпы непросто, и сообщалось о составах тонера, облегчающих этот этап.[19] Сообщалось о гидролизуемых, водорастворимых и растворимых в каустике смолах для тонеров, но, по-видимому, они не получили широкого применения. Наиболее переработка бумаги предприятия смешивают тонер с другими отходами, такими как чернила и смолы, в осадок, не имеющий коммерческого использования.

в Великобритания, производители больших совместимых картриджей, например Jet Tec & Dubaria внедрили программы утилизации тонера, чтобы получить обратно пустые картриджи для заправки картриджей HP, Lexmark, Dell и т. д., поскольку совместимые версии отсутствуют.

Асфальтовое связующее с модифицированным тонером

Поскольку тонер состоит из нескольких сополимеров и представляет собой материал на основе углерода, его можно использовать в качестве полезного модификатора в асфальтовой промышленности. Было показано, что включение остатков сгоревшего тонера значительно улучшает реологические и механические свойства асфальтового вяжущего. Такое приложение можно использовать как экологически безопасную альтернативу для предотвращения загрязнения почвы из-за захоронения отработанного тонера.[20] Добавление отработанного тонера в асфальтовое связующее и смесь снижает температуру стеклования связующего, а также одновременно увеличивает температуру кристаллизации.[21][22]

Рекомендации

  1. ^ Симмонс, Ли. "Внутренний тонер лазерного принтера: воск, статический заряд, много пластика". ПРОВОДНОЙ.
  2. ^ . Агентство по охране окружающей среды США https://rechargermag.com/articles/67765/. Отсутствует или пусто | название = (помощь)
  3. ^ «Виртуальный музей HP: принтер Hewlett-Packard LaserJet, 1984». Hp.com. Получено 28 января 2016.
  4. ^ Nakamura, Y .; Куцувада, Н. (1–5 октября 1989 г.). «Прямое измерение размера частиц тонера». Ежегодное собрание Общества промышленных приложений, 1989 г.. С. 2239–2242. Дои:10.1109 / IAS.1989.96951.
  5. ^ Махабади, Хади; Стокум, Энн (1 августа 2006 г.). «Тонер с агрегацией эмульсии Xerox - экологически чистая технология» (PDF). Ксерокс. Архивировано из оригинал (PDF) на 2007-09-28. Получено 2007-08-03.
  6. ^ «Химически подготовленный тонер» (PDF). Galliford Consulting. 2006. Архивировано с оригинал (PDF) на 2006-10-15.
  7. ^ Роберт Залош (2009). «Основы пылевого взрыва: критерии воспламенения и развитие давления» (PDF). Национальная ассоциация пожарной безопасности. С. 7, 8.
  8. ^ «Шаг за шагом 16 - Профилактическое обслуживание». Данные Дэна.
  9. ^ «11,6 металлов» (PDF).
  10. ^ Моравска, Лидия; Он, Конгронг; Таплин, Лен (10 июля 2007 г.). «Характеристики эмиссии частиц офисных принтеров» (PDF). Международная лаборатория качества воздуха и здоровья (Квинслендский технологический университет ); Департамент общественных работ Квинсленда. SF Gate. стр. 1–7. Получено 2007-08-03.
  11. ^ "Laut Studie kann Tonerstaub Krebs verursachen" [Согласно исследованию, тонерная пыль может вызвать рак]. Berliner Morgenpost (на немецком). Получено 2017-08-06.
  12. ^ Ewers, U .; Новак, Д. (2006). "Gesundheitsschäden und Erkrankungen durch Emissionen aus Laserdruckern und Kopiergeräten?" [Опасность для здоровья, вызванная выбросами лазерных принтеров и копировальных аппаратов?] (PDF). Gefahrstoffe - Reinhaltung der Luft (на немецком). Дюссельдорф: Springer. 66 (5): 203–210. ISSN  0949-8036.
  13. ^ Пауэлл, Элвин. В Harvard Chan School безопасность нано - немалая забота (интервью с Филипом Демокриту, 24 октября 2018 г.). https://news.harvard.edu/gazette/story/2018/10/at-harvard-chan-school-nano-safety-is-no-small-concern/ Доступ 6 февраля 2020 г.
  14. ^ Пирела, Сандра В. и др. Спроектированные наночастицы, испускаемые лазерными принтерами: количественная оценка воздействия на здоровье продуктов с наночастицами во время использования потребителями. Количественная оценка потенциального острого и хронического воздействия от 3D-печати / аддитивного производства (презентация на конференции 9 октября 2018 г.). https://www.nano.gov/sites/default/files/achievements/Pirela_1.pdf Доступ 6 февраля 2020 г.
  15. ^ Пирела, Сандра В .; Мартин, Джон; Белло, Димитер; Демокриту, Филипп (2017). «Воздействие наночастиц на оборудование для печати на основе нанотонера и здоровье человека: состояние науки и будущие потребности в исследованиях». Критические обзоры в токсикологии. 47 (8): 678–704. Дои:10.1080/10408444.2017.1318354. ЧВК  5857386. PMID  28524743.
  16. ^ Пирела, Сандра В .; Сотириу, Георгиос А .; Белло, Димитер; Шафер, Мартин; Бункер, Кристин Ли; Кастранова, Винсент; Томас, Трей; Демокриту, Филипп (11 ноября 2014 г.). «Воздействие на потребителя инженерных наночастиц, испускаемых лазерным принтером: тематическое исследование последствий для жизненного цикла продуктов с наночастицами». Нанотоксикология. 9 (6): 760–768. Дои:10.3109/17435390.2014.976602. ЧВК  4671491.
  17. ^ «Белая книга - Управление расходами на печать и копирование». tonerguy.net. Gunn Trading Ltd. 2015. Получено 16 мая 2015.
  18. ^ «Асфальтовая смесь, изготовленная из переработанного тонера для принтеров, прокладывает путь к экологически чистым дорогам». Хранитель. 2015-05-20. Получено 2015-09-17.
  19. ^ Киттельбергер, Стив и Сакрипанте, Герино, «Легко удаляемый тонер: решение проблемы удаления краски для небольших предприятий». Целлюлозно-бумажная промышленность Канады. 104: 5, (2003) стр.37.
  20. ^ Нотани, М.А., & Мохтарнеджад, М. (2018). Исследование реологических свойств и способности самовосстановления модифицированного тонером асфальтового вяжущего. Труды Института инженеров-строителей-Строительные материалы, 1-9.
  21. ^ Нотани, М. А., Могхадас Неджад, Ф., Фини, Э. Х., и Хаджикарими, П. (2019). Низкотемпературные характеристики битумного вяжущего, модифицированного тонером. Журнал транспортного машиностроения, Часть B: Тротуары, 145 (3), 04019022.
  22. ^ Нотани, М.А., Могхадас Неджад, Ф., Ходайи, А., и Хаджикарими, П. (2018). Оценка сопротивления усталости модифицированных тонером битумных вяжущих с использованием теста линейной развертки амплитуды. Дорожные материалы и дизайн дорожных покрытий, 1-14.

внешняя ссылка