Toner este un toner utilizat în imprimantele cu laser , de imprimante LED și fotocopiatoare pentru imprimarea de text și imagini pe hârtie de electrofotografiere . Această pulbere constă în principal din particule ultrafine de plastic , rășină și metale sau metaloizi.
Este o pulbere ale cărei boabe au o scară ultra-fină până la nanometrică și care, datorită texturii sale, se comportă aproape ca un lichid. Tonerele conțin un număr tot mai mare de nanomateriale care au îmbunătățit calitatea imprimării, dar care sunt parțial eliberate în aer sub formă de deșeuri de nanoparticule în cantități dispersate, care interacționează sinergic între ele și cu alți co-poluanți., Pentru a produce un cocktail considerat, în 2017 , de îngrijorare pentru sănătatea umană de către oamenii de știință care doresc să le evalueze efectele toxicologice.
Primul toner lansat pe piață a fost un amestec de pulberi de negru de fum și oxid de fier .
Apoi, particulele de carbon au fost amestecate cu diverși polimeri și s-au dezvoltat pulberi standardizate de pigmenți colorați.
În primele generații de fotocopiatoare, tonerul a fost turnat de utilizator într-un rezervor dintr-o sticlă de pulbere, apoi au fost utilizate cartușe sigilate prefabricate, de exemplu pentru primele imprimante laser de la Hewlett-Packard LaserJet în 1984.
Folosind o încărcare electrică (statică), pulberea de toner care conține particule magnetizabile poate fi polarizată pentru transfer de la un mediu la altul.
În majoritatea cazurilor, tonerul este transportat de o „rolă magnetică” și apoi se formează o imagine pe cilindrul fotosensibil și se depune în cele din urmă pe foaia de hârtie. Tonerul este apoi atașat permanent la foaie prin încălzire, la aproximativ 180 grade Celsius , în cuptor . Durabilitatea imprimării crește odată cu temperatura și presiunea din cuptor.
Tonerele cu pulbere introduse pe piață sunt în principal de culoare neagră.
Pigmenții de culoare primară permit imprimantei sau copiatorului să genereze (prin amestecarea și controlul intensității) diferite culori printr-un proces cu patru culori de la tonerele negre, cyan, magenta și galbene. Unele mașini pot adăuga alb și / sau un lac, de exemplu polimerizat cu raze ultraviolete .
De exemplu, există și un așa-numit toner magnetic cu pulbere „ MICR ”; este folosit în special pentru a imprima codurile care apar în partea de jos a verificărilor. Aceste coduri pot fi apoi citite de un computer echipat cu un cap de citire adecvat.
Particulele de toner sunt foarte fine și au proprietăți electrostatice care le fac dificil de curățat dacă sunt vărsate accidental.
De asemenea, pot dezvolta sarcini electrostatice dacă se freacă unul împotriva celuilalt sau împotriva altor particule, obiecte sau interiorul sistemelor de aspirație sau al conductelor.
Din aceste motive, pulberile de toner nu trebuie aspirate niciodată cu un aspirator de uz casnic convențional. Descărcarea electrostatică a particulelor încărcate poate aprinde teoretic praful în aspiratorul sau punga aspiratorului și / sau poate crea o mică explozie dacă este suspendat suficient toner în aer. În caz contrar, particulele vor fi slab filtrate de pungile de filtrare ale aspiratorului de uz casnic și dispersate în camera în care pot fi inhalate. De asemenea, pot înfunda filtrul motorului și pot provoca un scurtcircuit deoarece, datorită conținutului ridicat de carbon și fier, conduc electricitatea.
Dacă tonerul se varsă într-o copiator sau într-o imprimantă laser, există un aspirator special cu un furtun conductor electric și un filtru de înaltă eficiență.
Tonerul descărcat se curăță ușor de pe majoritatea hainelor lavabile cu apă, dar tonerul fiind o ceară sintetică sau o pulbere de plastic cu temperatură scăzută de topire, toate spălările trebuie făcute la rece (mașina de spălat ar trebui să fie umplută cu apă rece înainte de a adăuga îmbrăcămintea și ciclul dublu de spălare la rece va îmbunătăți șansele de succes). Primii pot folosi detergent pentru spălat vase sau detergent pentru spălarea mâinilor, iar cel din urmă poate folosi rufe obișnuite. Tonerul rezidual suspendat în primul ciclu de apă de clătire pătează îmbrăcămintea care trebuie spălată. Nu trebuie folosit un uscător de haine sau fier de călcat până când nu s-a îndepărtat tot tonerul, altfel vopseaua se va fixa în material.
Observarea tonerului sub formă de pulbere la microscopul electronic arată particule carbonice cu diametrul de 2 până la 12 µm, rotunjite până la ușor alungite (o formă care evocă adesea cartofii cu o suprafață ușor aspră și incrustate cu mici boabe rotunjite și nanometrice).
Compoziția pulberilor de toner variază între mărci și produse. De exemplu, conform producătorului lor din 2011, pulberile Kyocera TK-16 și TK-17 Kyocera vândute pentru imprimante laser comerciale au fost formate din copolimeri stiren - acrilat (50-60% în greutate), magnetit (30-40% în greutate), dioxid de titan (1-5% în greutate), silice (1-5% în greutate) și antimoniu (<1% în greutate). Prima conținea, de asemenea, o ceară de polipropilenă sintetică ( numărul CAS ) și alumină (Al 2 O 3). Cu toate acestea, cu titlu de exemplu, pulberea Hewlett-Packard „ LaserJet C4092A ” vândută în același timp pentru aceeași utilizare a fost prezentată ca fiind un copolimer de stiren-acrilat (40-50% în greutate) și de magnetit (40-50% după greutate).
Analizele de laborator ale pulberilor de toner pure și extractelor solubile au relevat un număr mare de HAP (inclusiv, de exemplu, în principal naftalină , acenaftilenă și fenantren sau alte HAP aromatice, dar la niveluri mai mici. Aceste analize au arătat, de asemenea, carbon și silice , precum și metale prezente în proporție ridicată în cerneală ( fier și zinc ), precum și alte metale și metaloizi la doze mai mici, dar mult mai toxice și ecotoxic ( arsenic , plumb , antimoniu , nichel , cadmiu , etc. ) , cantități foarte mici de rutil ( tetragonal TiO 2 Polimorf ), cristobalit ( polimorf tetragonal SiO 2 ) și uneori perovskit (CaTiO 3 ) au fost, de asemenea, raportate, din analize chimice. Studii mai recente citează nanoparticule de fier, titan , silice, cupru , mangan , aluminiu , staniu , aproape întotdeauna sub forma de oxizi destinat îmbunătățirii calității tipăririi.
De mult timp, au fost disponibile foarte puține date despre ecotoxicitatea tonerului și a dezvoltatorului de toner. Datorită lipsei datelor furnizate de producători, efectele adverse ale pudrelor de toner asupra oamenilor au fost considerate neglijabile.
Cu toate acestea, s-a arătat rapid că toate pulberile de toner conțin „cantități considerabile de negru de fum și pigmenți de magnetit (Fe 3 O 4 ), precum și cantități mici de hidrocarburi aromatice policiclice (HAP)” . Unele alerte medicale au fost emise în anii 1990, de exemplu cu privire la riscul de siderosilicoză sau pneumonie granulomatoasă cu limfadenopatie mediastinală ).
La scară nanometrică, componentele tonerului au proprietăți fizico-chimice, bioactive și morfologice neobișnuite, care își modifică proprietățile toxicologice.
În 2002, Furukawa și colab. arată că macrofagele alveolare sunt afectate negativ de expunerea la particulele de toner.
Au fost puse în aplicare protocoale de evaluare a mediului (sau mai exact toxicologic ) (2000-2004), apoi în 2006 a apărut un prim studiu de interes epidemiologic (studiu transversal bazat pe o cohortă de 600 de lucrători de sex masculin care manipulează toner, asociați cu 212 subiecți de control , și tratarea posibilelor legături între riscul dezvoltării fibrozei pulmonare și faptul că a fost expus profesional la praf de toner); urmat de studii care arată că nanoparticulele de carbon au pătruns în corpul uman, în special găsite în apropierea mezoteliului și care încep să sugereze și să confirme efecte negative semnificative asupra sănătății (în cazul inhalării pulberii de toner, indiferent dacă este pulbere neagră sau pigmenți coloranți). Această toxicitate variază cel mai probabil în funcție de modul de contaminare (transcutanat, ingestie, inhalare) și de dimensiune, formă, sarcină electrică și compoziția pulberilor implicate).
În 2011 , a fost efectuată o evaluare a potențialului genotoxic al pulberii negre in vitro (prin testul cometei și testul micronuclei ); a demonstrat leziuni ADN și a concluzionat nu asupra citotoxicității probelor de toner studiate, ci asupra genotoxicității acestora . În acest caz, s-au observat deteriorări ale ADN-ului și apariția anomaliilor nucleare ( micronucleii ) (într-o manieră variabilă în funcție de tipul de pulbere) de la 80 la 400 lg cm 2 , Deși viabilitatea celulară nu a fost afectată la aceste doze. Caracterizarea fizică și chimică a pulberilor i-a determinat pe autori să concluzioneze că metalele și metaloizii și / sau HAP-urile prezente în aceste pulberi erau responsabile de aceste efecte genotoxice. Ei au sugerat studii suplimentare ( in vivo ) pentru a confirma sau a nega relevanța acestor observații in vitro , atât pentru expunerea privată, cât și profesională, la pulberile de toner. Alte studii au confirmat genotoxicitatea particulelor de toner, singure și / sau în sinergie cu co-poluanții.
Conform informațiilor publicate de PC INpact , o treime dintre imprimantele testate de Universitatea de Tehnologie din Queensland eliberează particule minuscule de reziduuri de cerneală în aer, care se infiltrează în plămâni și provoacă boli pulmonare, iritații, rezultând tulburări cronice. Autorii compară chiar și aceste daune cu cele cauzate de fumul de țigară .
Pulberea de pigment persistă în suspensie în aer pentru o anumită perioadă de timp cu efecte asupra sănătății considerate comparabile cu cele ale unui praf fin inert. Este iritant pentru persoanele cu probleme respiratorii, cum ar fi astmul bronșic sau bronșita . Cercetările efectuate la Universitatea de Tehnologie din Queensland au arătat că unele imprimante laser emit particule sub-micron cunoscute de alte studii de mediu pentru a contribui la bolile respiratorii. Cercetătorii de la Universitatea din Rostock au arătat, de asemenea, că particulele microscopice de toner sunt cancerigene (ca și în cazul azbestului). Persoanele care lucrează zilnic lângă imprimante și copiatoare prezintă un risc crescut de probleme pulmonare după câțiva ani, confirmând cercetările anterioare publicate în 2006.
După studiile făcute în anii 1970 asupra bacteriilor pirolei (un contaminant creat în timpul fabricării negrului de fum utilizat în tonerul negru), procesele de fabricație au fost modificate pentru a elimina această pirolă din produsul finit). Tomonaga și colab. (2017) au arătat că la șobolanul Wistar folosit ca model animal , o expunere mare (16 mg / m 3 de aer) și expunere îndelungată (timp de 6 luni, 12 luni și 22,5 luni) la un toner cu aditivi externi provoacă inflamații și, eventual, fibroză pulmonară, stres oxidativ și modificări histopatologice la nivelul plămânului. O creștere persistentă a 8-OHdG în caz de expunere puternică și cronică arată degradarea ADN și un risc de tumorigeneză. Autorii studiului consideră că tonerele cu aditivi externi pot avea o toxicitate pulmonară scăzută.
Și un studiu recent (2017) realizat în Japonia pe o cohortă de 260 de angajați bărbați ai unei companii japoneze de fotocopiator, imprimantă și toner a găsit un risc „extrem de scăzut” pentru acești angajați de a dezvolta boli respiratorii datorită activității lor. Potrivit autorilor, în ultimii 20 de ani, nivelurile medii de praf în mediul de lucru al acestor angajați au scăzut și este mult sub standardele admise ACGIH.
Pe de altă parte, în 2017, Chalbot și colab. cred că efectele sinergice dintre nanoparticulele de cerneală și alți compuși eliberați de imprimante sau fotocopiatoare sunt probabile. Tonerul a devenit un aerosol complex care trebuie evaluat (din punct de vedere al riscurilor) luând în considerare „co-poluanții gazoși” care sunt inhalați cu acesta (în special oxizii metalici conținuți în toner pot juca un rol de catalizatori care complică tonerul ). studiul efectelor lor toxicologice). Unele dintre nanomaterialele fabricate conținute în tonere sunt „aeriene” în timpul imprimării. Dovezile toxicologice continuă să crească în legătură cu „bioactivitatea acestor particule eliberate în aer de imprimante sau fotocopiatoare, care, reacționând cu co-poluanții, își măresc greutatea moleculară, precum și potențialul de toxicitate (carcinogenitate, mutagenicitate) ” care crește preocupări pentru sănătatea umană ” .
În 2017, conform Pirela și colab. , "Există dovezi convingătoare că particulele PM0.1 de la mașinile care folosesc toner sunt biologic active și capabile să inducă stres oxidativ in vitro și in vivo , inflamația căilor respiratorii in vivo (la șobolani) și la om, mai mulți parametri ai deteriorării celulare în monoculturi și co-culturi, inclusiv modificări epigenetice moderate in vitro ” . Epidemiologia a arătat o prevalență crescută de tuse cronică, respirație șuierătoare, nas înfundat sau expectorație excesivă, dificultăți de respirație și dificultăți de respirație; de două până la trei ori mai frecvente la operatorii de fotocopiator decât la martori și uneori agravate de expunerea cronică pentru indivizii sensibili la poluanții inhalatori (sunt posibile apoi tulburări respiratorii, imunologice, cardiovasculare și de altă natură); cu toate acestea, mecanismul de acțiune al acestor nanoparticule nu este încă bine înțeles, în special conform lui Pirela, deoarece studiile s-au concentrat adesea pe câțiva parametri, mai degrabă decât pe expunerea „reală”.
În același an 2017, un studiu și-a făcut concluziile cu privire la posibila pondere a efectelor psihologice sau cognitive în percepția efectelor negative într-un mediu expus emisiilor de la imprimante sau fotocopiatoare. Autorii au concluzionat că aceste efecte sunt mici și că diferențele observate corespund diferențelor de expunere.
Emisia de aerosoli ultrafini (<100 nm) de către imprimantele și copiatoarele laser variază nu numai în funcție de marcă și model, ci și în funcție de parametrii lor de funcționare: pe lângă viteza de imprimare, tipul procesului, numărul de pagini tipărite, acoperirea fiecăruia pagina și modul de imprimare au, de asemenea, o influență semnificativă asupra emisiilor de particule ultrafine, indiferent de modelul de toner sau de cartuș, sugerând că emisiile ar putea fi reduse prin îmbunătățirea condițiilor tehnice de funcționare.
Din 2011 , în Canada, EcoLogo, care este o marcă oficială a Guvernului Canadei, utilizat sub licență de la Environment Canada , include tonerul ca fiind ecologic . "Adăugarea cartușelor originale de cerneală cu pulbere extinde în mare măsură potențialul de conducere în materie de mediu în aceste tipuri de produse, deoarece standardele noastre se concentrau inițial doar pe produsele livrate. Noi", a declarat Angela Griffiths, director executiv al programului EcoLogo. "Această extindere este un pas important înainte pentru a ajuta la recunoașterea progreselor realizate de producătorii de tehnologie ecologică, noile cartușe de pulbere sunt o alegere mai bună pentru mediu . "