Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) als Zusatzstoffe in Tonern und damit höchstwahrscheinlich auch Teil der Emissionen von Laserdruckern

Die gemeinnützige Organisation nano-Control, Internationale Stiftung fordert verbindliche Regeln für die Installation und den Betrieb von ubiquitären tonerbasierten Drucksystemen wie „Laserdrucker und Kopierer“, um die Luftqualität in Innenräumen nachhaltig zu verbessern. Das Verbot von inhalierbaren PFAS in Innenräumen ist notwendig.

Toner und Emissionen von Laserdruckern

Die Hersteller von Toner für Laserdrucker legen ihre Tonerzusammensetzungen in Patenten offen. Die Sicherheitsdatenblätter enthalten nur Informationen, die gesetzlich vorgeschrieben sind. Die Bestandteile der Polymere müssen nicht genannt werden, nur gefährliche Stoffe in größeren Mengen gemäß REACH-Verordnung.

Die Tonermischungen sind Rezepturen für ein hochtechnisches elektrostatisches Verfahren, das auf Präzision beruht. Alle Stoffe haben ihre spezifischen Aufgaben und werden in bestimmten Anteilen zugesetzt. Dabei handelt es sich nicht um Verunreinigungen, sondern um Erfindungen von Experten, die in den Tonerpatenten der Hersteller zu finden sind.

Die Zusammensetzung der Tonerpartikel besteht im Wesentlichen aus Kunstharz, Pigmenten, magnetisierten Metalloxiden und verschiedenen Additive wie Stabilisatoren, Weichmachern, Antioxidantien, Dispergiermitteln, Substanzen, die die elektrische Leitfähigkeit, thermische und chemische Beständigkeit gewährleisten. Andere Additive tragen zur Verbesserung der Fließfähigkeit bei und verhindern das Schimmeln und Rosten. Die große Gruppe der Metallkomplexe wird zur Erzeugung einer elektrostatischen Ladung verwendet.

Element analysis contents toner particle („bubble“), (Fe) + ultrafine (Si)- + (Al)-containg particles.

Toner bubble

An der Oberfläche der Tonerpartikel können potenziell toxische Verbindungen wie flüchtige organische Verbindungen (VOC), Ethylbenzol, Phenole, Aldehyde oder verschiedene Carbonsäuren haften. 1

PFAS verbessern die allgemeine Druckleistung

Fluorpolymere, wie PTFE (Polytetrafluorethylen) werden bei der Herstellung von Druckfarben und Tonern verwendet.2+3
PFAS werden Tonerformulierungen zugesetzt, um die Leistung und Qualität des Druckprozesses in verschiedenen Anwendungen zu verbessern:

Verbesserung der Fließeigenschaften: Sie verringern die Reibung und verbessern die Fließfähigkeit der Tonerpartikel, was eine gleichmäßigere Verteilung und einen reibungsloseren Druckprozess gewährleistet.

Anti-Haft-Eigenschaften: Sie verhindern, dass der Toner an empfindlichen Komponenten wie der Fixiereinheit oder den Walzen anhaftet, wodurch die Lebensdauer dieser Teile verlängert und der Wartungsaufwand verringert wird. Besonders wichtig ist dies bei den Fixiereinheiten von Laserdruckern, wo hohe Temperaturen herrschen.

Verbesserung der Tonerübertragung: Fluorpolymere optimieren die elektrostatischen Eigenschaften des Toners und ermöglichen eine präzisere Übertragung des Tonerbildes auf das Papier. Sie werden in Farb- und Monochrom-Laserdruckern sowie in hochwertigen Kopierern eingesetzt.

Schutz vor Abnutzung: Der Zusatz von Fluorpolymeren verringert den Abrieb von Toner an mechanischen Komponenten und verbessert so die Gesamtleistung des Druckers. Dies ist vorteilhaft für Drucker, die für hochvolumige Druckaufgaben ausgelegt sind.

Widerstandsfähigkeit gegen Hitze und Chemikalien: Fluorpolymere widerstehen extremen Bedingungen und verbessern die Tonerstabilität bei hohen Temperaturen und chemischer Belastung. Unverzichtbar in Hochleistungsdrucksystemen und industriellen Druckverfahren.

Diese Additive verbessern die Druckqualität, die Effizienz und die Langlebigkeit von Drucksystemen erheblich.

Neben PTFE (Polytetrafluorethylen) gibt es andere Fluorpolymere, die für bestimmte Anwendungen in Tonern effektiver sind, z. B. PFA (Perfluoralkoxyalkane), ETFE (Ethylen-Tetrafluorethylen), TFE/PFPE-Copolymere (Tetrafluorethylen/Perfluorpolyether-Copolymere), PVDF (Polyvinylidenfluorid).4

Der Druckprozess eines Laserdruckers erzeugt mit nur einer Druckseite Milliarden ultrafeiner Partikel, die aus Mikro- und Nanoplastik-Partikeln gemischt mit Schwermetallen, Chemikalien, VOCs und PAHs bestehen. Die Zusammensetzung ist weitgehend unbekannt.

Hergestelltes Fluorpolymer kann unbeabsichtigte Rückstände perfluorierter Alkylsäuren enthalten, die sich unter normalen Bedingungen nicht aus dem Material herauslösen, aber bei großer Hitze (200 °C) beim Drucken und Schmelzen auf dem Papier nicht sicher sind.

• PFAS sind in der Gesamtbetrachtung des Produktlebenszyklus und darüber hinaus von Belang. Nicht-polymere PFAS werden im Laufe aller bekannten Herstellungsprozesse freigesetzt und kontaminieren die Umwelt in unterschiedlichem Maße (Glüge et al., 2020).
• PFAS bauen sich unter Umweltbedingungen nicht oder nur über einen sehr langen Zeitraum ab und werden als „Ewigkeitschemikalien“ bezeichnet. Einige dieser Chemikalien stehen auch im Verdacht, krebserregend zu sein.
• PFAS können über die Nahrungskette, das Trinkwasser und die Luft, die wir atmen, in den Körper gelangen. Sie reichern sich im Blut und im Organgewebe an. Diese Chemikalien werden nur sehr langsam ausgeschieden.

Auswirkungen auf die Gesundheit

PFAS

Canva Dream Lab – KI generiert

Die Auswirkung auf das Immunsystem ist vielleicht die wichtigste gesundheitliche Auswirkung von PFAS, da ein dysreguliertes Immunsystem die Grundlage für viele Krankheiten ist. Bislang müssen die Hersteller nur nachweisen, ob ein Stoff krebserregend, teratogen oder neurotoxisch ist. Die Wirkung einer Chemikalie auf das Immunsystem muss von den Herstellern nicht getestet werden und wird deshalb auch nicht untersucht.

Alle PFAS, ob kurzkettig oder langkettig, sind entweder nicht abbaubar oder verwandeln sich in der Umwelt in andere, ebenfalls nicht abbaubare PFAS. Und sie sind überall zu finden. Laut einer Studie aus dem Jahr 2020 ist jeder Mensch in Deutschland mit PFAS kontaminiert.5

Toner und Emissionen von Laserdruckern

UFP überwinden die Blut-Lunge/Blut-Hirn-Schranke, erreichen die Amygdala und das Zentralhirn über den Riechkolben. Es kommt zu einer entzündlichen und immunologischen Reaktion, und kurz nach der Exposition treten Auswirkungen auf die Atemwege, das Herz-Kreislauf-System und andere Störungen auf. 6

Dies kann zu Symptomen wie Niesen, laufender Nase, Halsschmerzen, trockenem Husten, Asthma oder COPD, Entzündungen der Augen, der Blase oder der Haut, Magenschmerzen, Kopf- oder Muskelschmerzen und extremer Müdigkeit (Erschöpfung) führen.

Seit vielen Jahren erreichen uns Berichte von zum Teil schwer erkrankten Betroffenen, die oft seit Jahren und Jahrzehnten den Emissionen von tonerbasierten Laserdruckern und Kopierern ausgesetzt sind. nano-Control hat Untersuchungen eingeleitet, 70 Toner auf Metalle analysiert und die Betroffenen haben Untersuchungsergebnisse vorgelegt.

Sie alle tragen die Folgen der Langzeitexposition. Tonerpolymere bestehen aus Hunderten von verschiedenen Mikro- und Nanokunststoffpartikeln, die mit Metallen und Chemikalien vermischt sind und deren Zusammensetzung weitgehend unbekannt ist. Einzelne Stoffe, wie PFAS, verursachen Krankheiten, die täglich von den Betroffenen gemeldet werden, darunter auch Krebs.

2.000 anonymisierte Berichte wurden jetzt von der University of Massachusetts Lowell ausgewertet.

Selbstberichtete Symptome im Zusammenhang mit der Nutzung von Druckern und Fotokopiergeräten: Ergebnisse der Umfrage der nano-Control, Internationale Stiftung

Sichtbarer Tonerstaub“ – ein Surrogat für die Exposition gegenüber von Druckern emittierten Partikeln (PEP) – war ein starker Prädiktor für mehrere gesundheitliche Folgen, darunter chronische Müdigkeit, bronchiale Hyperreaktivität, Asthma/COPD und Herz-Kreislauf-Erkrankungen, wie die hohen und statistisch signifikanten bereinigten Odds Ratios zeigen. 7

Forderung nach verbindlichen Regeln für die Innenraumluft

Zum ersten Mal hat die WHO eine Luftqualitätsrichtlinie zu ultrafeinen Partikeln (UFP) herausgegeben: „Hohe Partikelzahlkonzentrationen (PNC) können als >10.000 Partikel/cm³ (24-Stunden-Mittelwert) angesehen werden“ Diese Richtlinie gilt auch für Laserdrucker, die UFP in Innenräumen emittieren. 8

Obligatorische Vorschriften können zur Einschränkung von PFAS verwendet werden. Das Ziel bleibt jedoch, dass ein Verbot von PFAS notwendig ist. Inhalierbare dauerhafte Chemikalien in der Innenraumluft sind inakzeptabel.

Im Jahr 2007 wurden Polymere und ihre Bestandteile als Gemische von der Regulierung im Rahmen von REACH ausgenommen. Dies hat sich bis heute nicht geändert.

Diese weitgehend unbekannten Bestandteile werden zunehmend zu einem Problem für Mensch und Natur. Es ist die unglaubliche Menge an einzelnen Stoffen, aber auch die Gesamtmenge, die jedes Jahr in die Umwelt freigesetzt wird.

Kreislaufwirtschaft und Lieferkettengesetz Produkte können nicht reguliert werden, wenn die Zusammensetzungen völlig unbekannt sind.

Irgendwann wird selbst die kleinste Verunreinigung zu einem großen Problem.

Das Bundesumweltministerium hat keine Informationen über die Mengen und Zeiträume der Verwendung von PFAS, nicht einmal darüber, ob der jeweilige Einsatzbereich für Deutschland überhaupt relevant ist. . 9

„PTFE/Wachs-Mischungen werden wegen ihrer hohen Abriebfestigkeit und Gleitwirkung verwendet, aber die zunehmende Besorgnis über ihr regulatorisches und nachhaltiges Profil erhöht den Bedarf an PTFE-freien Alternativen.“

Obligatorische Vorschriften für ultrafeine Emissionen, z. B. aus Laserdruckern und 3-D-Druckern, sind notwendig. Das Verbot von inhalierbaren PFAS ist notwendig.Author:

Autor:

Heike Krüger, Vorsitzende
nano-Control, Internationale Stiftung

Quellen

• https://en.air-q.com/blog/air-q-lab-gefahr-ultrafeinstaub-aus-dem-drucker-wir-haben-nachgemessen
• Glüge et al. 2020. An overview of the uses of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS)
  Environ Sci Process Impacts. 2020 Dec 1;22(12):2345-2373. doi: 10.1039/d0em00291g. Epub 2020 Oct 30.
• Ink and Toner Additives Add to the appeal of printed products
  clariant.com/en/Business-Units/Additives-and-Adsorbents/Waxes/Inks-and-Toners
• Toner compositions with surface additives Patent US7288352B2
• PFAS: Gefahr erkannt – und jetzt? www.helmholtz.de/newsroom/artikel/pfas-gefahr-erkannt-und-jetzt/
• Nanoparticle exposures from nano-enabled toner-based printing equipment and human health: state of science and future research needs DOI:10.1080/10408444.2017.1318354
  Critical Reviews in Toxicology May 201747(8):1-27Self-reported symptoms associated with the use of printer and photocopier machines: Results from the nano-Control, International Foundation survey, J Occup Environ 2024 Aug 1, doi: 10.1097/JOM.0000000000003197
• Globale Luftgüteleitlinien der WHO: Feinstaubpartikel (PM2,5 und PM10), Ozon, Stickstoffdioxid, Schwefeldioxid und Kohlenmonoxid. Zusammenfassung ISBN: 978-92-890-5606-9 © Weltgesundheitsorganisation 2021
• bmuv.de/fileadmin/Daten_BMU/Download_PDF/Bodenschutz/pfas_leitfaden_bf.pd