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Eingeladener Vortrag
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Zulassung von Schutzlagen
(1995)
In this work, the elemental composition of fine and ultrafine particles emitted by ten different laser printing devices (LPD) is examined. The particle number concentration time series was measured as well as the particle size distributions. In parallel, emitted particles were size-selectively sampled with a cascade impactor and subsequently analyzed by the means of XRF. In order to identify potential sources for the aerosol's elemental composition, materials involved in the printing process such as toner, paper, and structural components of the printer were also analyzed. While the majority of particle emissions from laser printers are known to consist of recondensated semi volatile organic compounds, elemental analysis identifies Si, S, Cl, Ca, Ti, Cr, and Fe as well as traces of Ni and Zn in different size fractions of the aerosols. These elements can mainly be assigned to contributions from toner and paper. The detection of elements that are likely to be present in inorganic compounds is in good agreement with the measurement of nonvolatile particles. Quantitative measurements of solid particles at 400 °C resulted in residues of 1.6 × 109 and 1.5 × 1010 particles per print job, representing fractions of 0.2% and 1.9% of the total number of emitted particles at room temperature. In combination with the XRF results it is concluded that solid inorganic particles contribute to LPD emissions in measurable quantities. Furthermore, for the first time Br was detected in significant concentrations in the aerosol emitted from two LPD. The analysis of several possible sources identified the plastic housings of the fuser units as main sources due to substantial Br concentrations related to brominated flame retardants.
Berichtet wird über ein abgeschlossenes Folgeprojekt zu vorangegangenen Forschungsprojekte zum gleichen Thema. In diesem Projekt wurde das Messverfahren und der Prüfwert für die Partikelemission aus Bürogeräten (siehe Vergabegrundlage DE-UZ 205, Anhang S-M) validiert und weiterentwickelt. Dies geschah erstens durch Auswertung der Qualität der im Zuge der Antragsbearbeitung für das Umweltzeichen beim RAL vorgelegten Prüfberichte der zugelassenen Prüfinstitute und - basierend darauf - durch Erarbeitung von technisch-methodischen Veränderungsvorschlägen für die Prüfung der chemischen Emissionen, inklusive der Partikelemissionen. Zweitens wurde zur Beurteilung der Veränderung der Emissionen aktueller gegenüber älteren Geräte-generationen ein nicht repräsentativer Pool von table-top-Laserdruckern aufgebaut und die chemischen Emissionen wurden gemäß DE-UZ-205, Anhang S-M gemessen. Ergänzend wurde eine quantitative chemische Analyse der anorganischen Feststoffe - insbesondere der Metalle - in den emittierten Aerosolen vorgenommen die Feststoffgehalte um 2 Massen-% ergaben. Diese Ergebnisse wurden gemeinsam mit neueren wissenschaftlichen Untersuchungen zur gesundheitlichen Bewertung der Emissionen aus Laserdruckern ausgewertet, es besteht kein Handlungsbedarf hinsichtlich einer Veränderung von Prüfkriterien und Prüfwerten. Drittens wurde untersucht und bestätigt, dass mit dem Ziel eines zukünftigen Umweltzeichens das Emissionsverhalten Kunststoff verarbeitender 3D-FDM-Drucker und/oder die darin verarbeiteten Verbrauchsmaterialien (Filamente) mit dem für Laserdrucker entwickelten Mess- und Prüfschema charakterisiert und quantifiziert werden können. Untersuchungen an Stereo-lithografie (SLA)-Druckern und Vorrichtungen zur Nach-Aushärtung (Curing Units) ergaben keine nachweisbaren Partikelemissionen.
Teil 1: In der Öffentlichkeit werden immer wieder mögliche gesundheitliche Auswirkungen von Laserdruckeremissionen diskutiert. Um diese möglichen Auswirkungen genauer zu analysieren, wurden die Effekte 75-minütiger Expositionen von sogenannten Low-Emittern (LE, Untergrund 2000-4000 UFP/cm3) gegenüber High-Emittern (HE, 100.000 UFP/cm3) untersucht.
Teil 2: Mögliche gesundheitliche Auswirkungen von Laserdruckeremissionen sind immer wieder Gegenstand öffentlicher Aufmerksamkeit. Die dabei auftretenden potenziellen psychologischen Aspekte, wurden in einem standardisierten Szenario mittels 75-minütiger Expositionen gegenüber Low-Emittern (LE, Untergrund 2000-4000 UFP/cm3) und High-Emittern (HE, 100.000 UFP/cm3) untersucht.
Untersuchung der Wirksamkeit von Filtern zum Schutz vor Partikelemissionen aus Laserdrucksystemen
(2012)
Laserdrucksysteme (Laserdrucker, -kopierer, Multifunktionsgeräte) emittieren in sehr unterschiedlichen Mengen Partikel im Größenbereich zwischen 5 und 300 nm, die im Druckbetrieb überwiegend durch Kondensation aus der Gasphase entstehen. Eine präventive Minderung dieser Emissionen ist sinnvoll. Die Filtration der in Laserdruckern entstehenden Aerosole bietet eine Option für eine wirksame Emissionsminderung. Die untersuchten Filter mit verschiedenen Filterkonzepten zeigten in ihrer Wirkung deutliche Unterschiede. Die Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit der gerätespezifischen Optimierung von Filtern für die Anwendung in Laserdrucksystemen.----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Laser printing devices are sources of particle emission in different quantities in the size range between 5 and 300 nm. The particles are predominantly generated by re-condensation from the gas phase. Emission mitigation as a precautionary measure should be considered and exhaust air filtration is one technical option. Two particle filters with different filter concepts were compared and revealed different levels of performance. The result underpins the need for individual filter solutions for laser printing devices.
The diversity of fused filament fabrication (FFF) filaments continues to grow rapidly as the popularity of FFF-3D desktop printers for the use as home fabrication devices has been greatly increased in the past decade. Potential harmful emissions and associated health risks when operating indoors have induced many emission studies. However, the lack of standardization of measurements impeded an objectifiable comparison of research findings. Therefore, we designed a chamber-based standard method, i.e., the strand printing method (SPM), which provides a standardized printing procedure and quantifies systematically the particle emission released from individual FFF-3D filaments under controlled conditions. Forty-four marketable filament products were tested. The total number of emitted particles (TP) varied by approximately four orders of magnitude (1E9 ≤ TP ≤ 1E13), indicating that origin of polymers, manufacturer-specific additives, and undeclared impurities have a strong influence. Our results suggest that TP characterizes an individual filament product and particle emissions cannot be categorized by the polymer type (e.g., PLA or ABS) alone. The user's choice of a filament product is therefore decisive for the exposure to released particles during operation. Thus, choosing a filament product awarded for low emissions seems to be an easily achievable preemptive measure to prevent health hazards.
In this work, we characterise the performance of a Sharp optical aerosol sensor model GP2Y1010AU0F. The sensor was exposed to different environments: to a clean room, to a controlled atmosphere with known aerosol size distribution and to the ambient atmosphere on a busy city street. During the exposure, the output waveforms of the sensor pulses were digitised, saved and a following offline analysis enabled us to study the behaviour of the sensor pulse-by-pulse. A linear response of the sensor on number concentration of the monosized dispersed PSL particles was shown together with an almost linear dependence on particle diameters in the 0.4 to 4 micrometer range.
The gathered data about the sensor were used to predict its response to an ambient atmosphere, which was observed simultaneously with a calibrated optical particle counter.