Erste Erfahrungen mit der Prüfung von Tonerstäuben gemäß den Prüfgrundsätzen des berufsgenossenschaftlichen Fachausschusses Verwaltung

21.12.2004

  • Einführung
    Im Jahr 2004 wurde ein Kriterienkatalog zur Prüfung von Tonern veröffentlicht, der eine einfache und aussagekräftige Methode zur präventiven Bewertung und Beurteilung von Tonerpulvern ermöglicht [1] (PDF, 484 kB). Dazu wurden Empfehlungswerte für eine Reihe von Stoffen festgelegt und die Analysenverfahren zur Überprüfung dieser Empfehlungswerte beschrieben. Das vorgeschlagene Untersuchungsprogramm wurde vollständig vom berufsgenossenschaftlichen Fachausschuss Verwaltung übernommen und ist in die Prüfgrundsätze BG-VW-SG2 04 für die Prüfung und Zertifizierung von Tonerstäuben eingeflossen. Mittlerweile sind zahlreiche Toner nach diesen Prüfgrundsätzen untersucht worden. Ein Prüfparameter sind die TVOC (Total Volatile Organic Compounds), der als Summenparameter beschreiben soll, welche Menge an flüchtigen organischen Inhaltsstoffen beim Betrieb des Druckers freigesetzt werden könnte. Messtechnische Erfahrungen bei den Prüfungen einiger Toner erfordern eine Änderung der analytischen Bedingungen zur Bestimmung der TVOC.
  • Beschreibung der Vorgehensweise und Verfahrensoptimierung
    Bei der Analyse der flüchtigen organischen Verbindungen werden Benzol, Toluol, Ethylbenzol, Styrol und die Xylole spezifisch, die Summe aller flüchtigen organischen Inhaltsstoffe zusätzlich als TVOC nachgewiesen. Dazu werden 5 bis 10 mg Tonerpulver in einen Thermodesorber gegeben und mittels Gaschromatografie analysiert. Mithilfe dieser Prüfbedingungen sollte näherungsweise simuliert werden, welche der genannten Aromaten und welche sonstigen flüchtigen Inhaltsstoffe beim Druckprozess, also bei Erwärmung, freigesetzt werden könnten. Dabei wurde im Sinne einer Worst-case-Betrachtung eine Fixiertemperatur von 180 °C im Kopierer angenommen und als Desorptionstemperatur gewählt. Die Praxis der Tonerprüfungen zeigte, dass viele Tonerpulver einen großen Anteil hoch siedender Verbindungen aufweisen, der u. U. zu einer Überschreitung des TVOC-Grenzwertes von 1 000 mg/kg führen könnte. Durch Extraktionsversuche konnte nachgewiesen werden, dass es sich bei diesen Hochsiedern nicht um Zersetzungsprodukte handelt, sondern um Verunreinigungen im Tonerpulver, häufig dimeres oder trimeres Styrol. Diese Verunreinigungen leisten jedoch - wie durch Emissionsmessungen in der Prüfkammer gezeigt werden konnte - keinen Beitrag zu möglichen Emissionen organischer Verbindungen beim Betrieb eines Laserdruckers. Als Konsequenz aus diesen Erfahrungen und Erkenntnissen soll in Zukunft bei Tonerprüfungen mit einer niedrigeren Desorptionstemperatur von 130 °C gearbeitet werden, da dies die Bedingungen beim Druck besser beschreibt. Basis dafür ist die Temperatur des Toners beim Fixiervorgang, die bei ca. 120 bis 130 °C liegt. Die Temperatur auf dem Papier fällt mit etwa 100 °C noch etwas niedriger aus. Diese geringfügige Änderung der analytischen Bedingungen führt bei Tonern mit sehr großem Anteil hoch siedender Verbindungen zu einer Verringerung des TVOC-Wertes, hat jedoch keinen oder nur geringfügigen Einfluss auf die Masse der spezifisch nachgewiesenen aromatischen Verbindungen (siehe Tabelle (PDF, 33 kB)). Diese Anpassung der analytischen Bedingungen an die Verhältnisse beim Druckvorgang in Druckern und Kopierern verbessert die Reproduzierbarkeit der Analyse in hohem Maße. Bedingt durch ihre geringe Flüchtigkeit führten die hoch siedenden Komponenten in einigen Tonerpulvern zu z. T. sehr starken Verschmutzungen der Geräte, in deren Folge auch Verschleppungen und Memory-Effekte die Analyse der TVOC nachhaltig erschwerten. Für einige Toner waren bei einer Desorptionstemperatur von 180 °C die Chromatogramme aufgrund vieler überlagerter Peaks nur noch schwer auswertbar. Die Effekte waren häufig so stark, dass auch durch mehrmaliges Ausheizen des Gerätes nach jeder Analyse keine saubere Basislinie zu erhalten war. Diese Probleme entfallen bei einer Desorptionstemperatur von 130 °C vollständig.
  • Fazit
    In Absprache mit dem Fachausschuss Verwaltung werden die "Grundsätze für die Prüfung und Zertifizierung von Tonerpulver für Laserdrucker und Kopiergeräte" entsprechend angepasst. Darüber hinaus werden alle bisher geprüften Tonerpulver bei erniedrigter Desorptionstemperatur auf TVOC untersucht.
  • Literatur
    [1] Hahn, J.U.; Blome, H.; Hennig, M.; Hohensee, H.; Jungnickel, F.; Kleine, H.; Möller, A.; Nies, E.: Kriterienkatalog (PDF, 484 kB) zur Prüfung von Tonerstäuben. Gefahrstoffe - Reinhalt. Luft 64 (2004) Nr. 1/2, S. 21-27.

Aktuelle Informationen unter

www.dguv.de/ifa/
laserdrucker

Zum Download

Aktualisierte Fassung der Prüfgrundsätze (PDF, 300 kB) für Tonerpulver von Laserdruckern und Kopiergeräten

Ansprechpartner:

Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA)
Fachbereich 2
Dr.. rer. nat. Jens-Uwe Hahn
Alte Heerstraße 111
53757 Sankt Augustin
Tel.: 02241 231-2602
Fax: 02241 231-2234