Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья о расходных материалах для печати. Для косметических средств см. Тоник (уход за кожей) . Чтобы узнать о фамилии, см. Тонер (фамилия) .
Контейнер с черным тонером
Контейнер с цветным тонером

Тонер - это порошковая смесь, используемая в лазерных принтерах и копировальных аппаратах для формирования печатного текста и изображений на бумаге, как правило, через картридж с тонером . В основном гранулированный пластик, в первые смеси добавляли только углеродный порошок и оксид железа , однако с тех пор были разработаны смеси, содержащие полипропилен , коллоидальный диоксид кремния и различные минералы для трибоэлектрификации . [1] Тонер с использованием пластика растительного происхождения также существует в качестве альтернативы нефтяному пластику. [2] Частицы тонера плавятся под воздействием теплатермофиксатора , и таким образом приклеиваются к бумаге.

В более ранних копировальных аппаратах этот недорогой угольный тонер заливал пользователь из бутылки в резервуар машины [ необходима ссылка ] . Более поздние копиры и лазерные принтеры, начиная с первого 1984 года Hewlett-Packard LaserJet [3], подаются непосредственно из запечатанного картриджа с тонером.

Картриджи с лазерным тонером для использования в цветных копировальных аппаратах и ​​принтерах выпускаются в наборах голубого, пурпурного, желтого и черного ( CMYK ), что позволяет создавать очень большую цветовую гамму путем смешивания.

Состав, размер и производство [ править ]

Конкретный полимер , используемый варьируется в зависимости от производителя , но может быть стирол акрилатный 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 сильно различаются.

Первоначально размер частиц тонера составлял в среднем 14–16 микрометров [4] или больше. Чтобы улучшить разрешение изображения, размер частиц был уменьшен, в конечном итоге достигнув примерно 8–10 микрометров для разрешения 600 точек на дюйм . [ необходима цитата ] Дальнейшее уменьшение размера частиц, приводящее к дальнейшему улучшению разрешения, разрабатывается за счет применения новых технологий, таких как агрегация эмульсии. [5] Производители тонеров поддерживают стандарты контроля качества для распределения частиц по размерам , чтобы производить порошок, пригодный 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 с помощью воздушно-струйного измельчения . 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.

Очистка [ править ]

Тоник можно смыть с кожи и одежды 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 электростатические свойства по своей конструкции и могут создавать статические электрические заряды при трении 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 пылесосом . Статический разряд заряженных частиц тонера теоретически может воспламенить пыль [7] в мешке пылесоса или вызвать 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 короткого замыкания.по их электропроводности (углерод, железо) при плавлении внутри двигателя. [8]

Если тонер просыпается в лазерный принтер, для эффективной очистки может потребоваться специальный пылесос с электропроводящим шлангом и высокоэффективным фильтром ( HEPA ). Они называются пылесосами с защитой от электростатического разряда (ESD-safe) или пылесосами для тонера. Аналогичные пылесосы, оснащенные HEPA-фильтром, следует использовать для удаления более крупных разливов тонера.

Риски для здоровья [ править ]

См. 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 выхлопу дизельных двигателей . [9]

Технический углерод , один из компонентов тонера, классифицируется IARC как «возможно канцерогенный» ( Группа 2B ) .

Тонер в виде тонкого порошка может оставаться в воздухе в течение некоторого времени и считается, что его воздействие на здоровье сравнимо с инертной пылью . Он может раздражать людей с респираторными заболеваниями, такими как астма или бронхит . После исследований бактерий в 1970-х годах, которые вызвали опасения по поводу воздействия на здоровье пиррола , загрязнителя, образующегося при производстве сажи, используемой в черном тонере, производственные процессы были изменены, чтобы исключить пиррол из готового продукта.

Исследования Технологического университета Квинсленда показали, что некоторые лазерные принтеры испускают субмикрометровые частицы, которые в других исследованиях окружающей среды связывали с респираторными заболеваниями . [10]

Исследование, проведенное в Университете Ростока , показало, 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 оксида металла 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 органы через кровообращение. [14]Это остается областью активных исследований с большим количеством пробелов в знаниях. [15] [16]

Упаковка [ править ]

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

Контейнер с тонером может быть простой упаковкой для хранения и транспортировки тонера или, кроме того, расходным элементом принтера. Наиболее распространенный способ потребления тонера с картриджем с тонером (или лазерным тонером ), в качестве источника офиса в течение лазерных принтеров .

Переупаковка [ править ]

Дополнительная 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 нового картриджа OEM. Восстановители [17] картриджей с тонером используют объемный тонер в процессе создания восстановленного картриджа с тонером. Другие компании используют тонер для заправки тонера .

Большинство картриджей с тонером доступны рядовому потребителю в магазинах розничной торговли или на местных предприятиях по восстановлению. Восстановленные и повторно заправленные картриджи с тонером обычно 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).

Соображения по охране окружающей среды [ править ]

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 компаундирования и таким образом перерабатывается. Бытовые отходы тонера появляются 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, похоже, они не получили широкого применения. Большинство предприятий по переработке бумаги смешивают тонер с другими отходами, такими как чернила и смолы, в осадок, не имеющий коммерческого использования.

В Великобритании крупные производители совместимых чернильных картриджей, такие как Jet Tec и Dubaria , внедрили программы по переработке тонера, чтобы получать обратно пустые картриджи для заправки картриджей HP, Lexmark, Dell и т. Д., Поскольку совместимые версии отсутствуют.

Асфальтовое связующее с модифицированным тонером [ править ]

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]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Симмонс, Ли. «Внутренний тонер для лазерного принтера: воск, статический заряд, много пластика» . ПРОВОДНОЙ.
  2. ^ . Агентство по охране окружающей среды США https://rechargermag.com/articles/67765/ . Отсутствует или пусто |title=( справка )
  3. ^ «Виртуальный музей HP: принтер Hewlett-Packard LaserJet, 1984» . Hp.com . Проверено 28 января 2016 .
  4. ^ Накамура, Ю.; Куцувада, Н. (1–5 октября 1989 г.). «Прямое измерение размера частиц тонера». Промышленность Заявки Общество Ежегодное совещание, 1989 . С. 2239–2242. DOI : 10.1109 / IAS.1989.96951 .
  5. ^ Махабади, Хади; Стокум, Энн (1 августа 2006 г.). «Тонер с агрегацией эмульсии Xerox - экологически чистая технология» (PDF) . Xerox . Архивировано из оригинального (PDF) 28 сентября 2007 года . Проверено 3 августа 2007 .
  6. ^ «Химически подготовленный тонер» (PDF) . Galliford Consulting. 2006. Архивировано из оригинального (PDF) 15.10.2006.
  7. ^ Роберт Залош (2009). «Основы взрыва пыли: критерии воспламенения и развитие давления» (PDF) . Национальная ассоциация предотвращения пожаров . С. 7, 8.
  8. ^ «Шаг за шагом 16 - Профилактическое обслуживание» . Данные Дэна .
  9. ^ «11.6 металлов» (PDF) .
  10. ^ Моравская, Лидия ; Он, Конгронг; Таплин, Лен (10 июля 2007 г.). «Характеристики эмиссии частиц офисных принтеров» (PDF) . Международная лаборатория качества воздуха и здоровья ( Технологический университет Квинсленда ); Департамент общественных работ Квинсленда . SF Gate. С. 1–7 . Проверено 3 августа 2007 .
  11. ^ "Laut Studie kann Tonerstaub Krebs verursachen" [Согласно исследованию, пыль тонера может вызвать рак]. Berliner Morgenpost (на немецком языке) . Проверено 6 августа 2017 .
  12. ^ Эверс, U .; Новак, Д. (2006). "Gesundheitsschäden und Erkrankungen durch Emissionen aus Laserdruckern und Kopiergeräten?" [Опасность для здоровья, вызванная выбросами лазерных принтеров и копиров?] (PDF) . Gefahrstoffe - Reinhaltung der Luft (на немецком языке). 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/ По состоянию на 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 По состоянию на 6 февраля 2020 г.
  15. ^ Пирела, Сандра В .; Мартин, Джон; Белло, Димитер; Демокриту, Филипп (2017). «Воздействие наночастиц от печатающего оборудования на основе нанотонера и здоровье человека: состояние науки и будущие потребности в исследованиях» . Критические обзоры в токсикологии . 47 (8): 678–704. DOI : 10.1080 / 10408444.2017.1318354 . PMC 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 наночастиц, созданных лазерным принтером: тематическое исследование последствий для жизненного цикла продуктов с наночастицами» . Нанотоксикология . 9 (6): 760–768. DOI : 10.3109 / 17435390.2014.976602 . PMC 4671491 . 
  17. ^ «Белая книга - Управление стоимостью печати и копирования» . tonerguy.net . Gunn Trading Ltd. 2015 . Дата обращения 16 мая 2015 .
  18. ^ «Асфальтовая смесь, изготовленная из переработанного тонера для принтеров, прокладывает путь к экологически чистым дорогам» . Хранитель. 2015-05-20 . Проверено 17 сентября 2015 .
  19. ^ Киттельбергер, Стив и Сакрипанте, Герино, «Легко удаляемый тонер: решение проблемы удаления краски для малых предприятий». Целлюлозно-бумажная промышленность Канады . 104: 5, (2003) стр.37.
  20. ^ Notani, М., & Mokhtarnejad, М. (2018). Исследование реологических свойств и способности самовосстановления модифицированного тонером асфальтового вяжущего. Труды Института инженеров-строителей-Строительные материалы, 1-9.
  21. ^ Notani, MA, Moghadas Nejad Ф., Фини, EH, & Hajikarimi, P. (2019). Низкотемпературные характеристики битумного вяжущего, модифицированного тонером. Журнал транспортного машиностроения, Часть B: Тротуары, 145 (3), 04019022.
  22. ^ Notani, MA, Moghadas Nejad Ф., Khodaii, A., & Hajikarimi, P. (2018). Оценка сопротивления усталости модифицированных тонером битумных вяжущих с использованием теста линейной развертки амплитуды. Дорожные материалы и дизайн дорожных покрытий, 1-14.

Внешние ссылки [ править ]

  • Паспорта безопасности материалов: картриджи HP LaserJet от Hewlett-Packard
  • Частицы тонера - мониторинг распределения частиц по размеру и формы частиц с помощью Malvern Instruments