Tóner (impresión)

El tóner es una mezcla de polvo que se utiliza en impresoras láser y fotocopiadoras para formar el texto y las imágenes en el papel, generalmente mediante un cartucho de tóner . Principalmente plástico granulado, las primeras mezclas solo añadían polvo de carbono y óxido de hierro ; ahora existen mezclas que contienen polipropileno , sílice pirógena y diversos minerales para la triboelectrificación . ^{[ 1 ]} También existe tóner que utiliza plástico derivado de plantas como alternativa al plástico derivado del petróleo . ^{[ 2 ]} Las partículas de tóner se funden por el calor del fusor y, por lo tanto, se adhieren al papel.

En las fotocopiadoras antiguas, el usuario vertía este tóner de carbono de bajo costo desde una botella a un depósito en la máquina. Las fotocopiadoras posteriores, y las impresoras láser desde la primera Hewlett-Packard LaserJet de 1984 , ^{[ 3 ]} se alimentan directamente de un cartucho de tóner sellado.

Los cartuchos de tóner láser para fotocopiadoras e impresoras en color vienen en juegos de cian, magenta, amarillo y negro ( CMYK ), lo que permite generar una gama de colores muy amplia mediante la mezcla.

El polímero específico utilizado varía según el fabricante, pero puede ser un copolímero de estireno- acrilato , una resina de poliéster , un copolímero de estireno-butadieno u otros polímeros especiales. Las formulaciones del tóner varían de un fabricante a otro e incluso de una máquina a otra. Generalmente, la formulación, el tamaño del gránulo y el punto de fusión son los factores que más varían.

Originalmente, el tamaño de partícula del tóner promediaba 14–16 micrómetros ^{[ 4 ]} (μm) o más. Teóricamente, para la reproducción perfecta de puntos y características de impresión a 600 ppp,  se requiere un tamaño de partícula de aproximadamente 5 μm y, a 1200  ppp, se requieren aproximadamente 3  μm. ^{[ 5 ]} Se están desarrollando reducciones adicionales en el tamaño de partícula que producen mejoras adicionales en la resolución a través de la aplicación de nuevas tecnologías como la agregación por emulsión . ^{[ 6 ]} Los fabricantes de tóner mantienen un estándar de control de calidad para la distribución del tamaño de partícula con el fin de producir un polvo adecuado para su uso en sus impresoras.

Tradicionalmente, el tóner se ha fabricado mezclando los ingredientes y creando una losa que luego se rompía o peletizaba, para finalmente convertirla en un polvo fino con un rango de tamaño de partícula controlado mediante molienda por chorro de aire . Este proceso da como resultado gránulos de tóner de tamaños variables y formas asféricas. Para obtener una impresión más nítida, algunas empresas utilizan un proceso químico para cultivar partículas de tóner a partir de reactivos moleculares. ^{[ 7 ]} Esto da como resultado partículas de tóner de tamaño y forma más uniformes. Las formas más pequeñas y uniformes permiten una reproducción del color más precisa y un uso más eficiente del tóner.

El tóner se puede lavar de la piel y la ropa con agua fría. El agua caliente o tibia lo ablanda, haciendo que se adhiera. El tóner adherido a la piel se desgasta con el tiempo o se puede eliminar parcialmente con un limpiador de manos abrasivo. El tóner adherido a la ropa generalmente no se puede quitar. El tóner no adherido se limpia fácilmente de la mayoría de las prendas lavables con agua. Debido a que el tóner es un polvo de cera o plástico con un punto de fusión bajo, debe mantenerse frío durante la limpieza.

Las partículas de tóner tienen propiedades electrostáticas por diseño y pueden generar cargas electrostáticas al rozar con otras partículas, objetos o el interior de los sistemas de transporte y las mangueras de las aspiradoras. Debido a esto y al pequeño tamaño de las partículas, no se debe aspirar el tóner con una aspiradora doméstica convencional . La descarga electrostática de las partículas de tóner cargadas teóricamente puede incendiar el polvo ^{[ 8 ]} en la bolsa de la aspiradora o provocar una pequeña explosión si hay suficiente tóner en suspensión. Las partículas de tóner son tan finas que las bolsas de filtro de las aspiradoras domésticas no las filtran bien y pueden atravesar el motor de la aspiradora y dispersarse en la habitación. También pueden causar sobrecalentamiento al obstruir el filtro del motor y cortocircuitos debido a su conductividad eléctrica (carbono, hierro) cuando se funden en su interior. ^{[ 9 ]}

Si se derrama tóner en la impresora láser o la fotocopiadora, puede ser necesario un tipo especial de aspiradora con manguera conductora de electricidad y filtro HEPA para una limpieza eficaz. Estas se denominan aspiradoras antiestáticas (ESD) o aspiradoras para tóner. Para derrames de tóner de mayor tamaño, se deben utilizar aspiradoras similares equipadas con filtro HEPA.

Muhle et al. (1991) informaron que las respuestas al tóner de copia inhalado crónicamente, un polvo plástico pigmentado con negro de humo, dióxido de titanio y sílice , también fueron cualitativamente similares al dióxido de titanio y los gases de escape del diésel . ^{[ 10 ]}

El negro de humo , uno de los componentes del tóner, está clasificado como "posiblemente cancerígeno" ( Grupo 2B ) por la IARC .

En forma de polvo fino, el tóner puede permanecer suspendido en el aire durante un tiempo y se considera que sus efectos sobre la salud son comparables a los del polvo inerte . Puede irritar a personas con afecciones respiratorias como asma o bronquitis . Tras estudios sobre bacterias realizados en la década de 1970 que suscitaron preocupación por los efectos en la salud derivados del pirrol , un contaminante generado durante la fabricación del negro de humo utilizado en el tóner negro, se modificaron los procesos de fabricación para eliminar el pirrol del producto final.

Una investigación realizada por la Universidad Tecnológica de Queensland ha indicado que algunas impresoras láser emiten partículas submicrométricas que se han asociado en otros estudios ambientales con enfermedades respiratorias . ^{[ 11 ]}

Un estudio realizado en la Universidad de Rostock ha revelado que las partículas microscópicas del tóner son cancerígenas, al igual que el amianto. Se observó durante varios años a varios técnicos que habían trabajado diariamente con impresoras y fotocopiadoras. Estos mostraron un aumento de problemas pulmonares. ^{[ 12 ]} Esto confirma una investigación previa publicada en 2006. ^{[ 13 ]}

Una investigación realizada en la Universidad de Harvard ha demostrado que, durante la impresión, las impresoras láser y los dispositivos multifunción que utilizan tóner liberan nanopartículas de óxido metálico (definidas como de 0,1 μm o menos) al aire. Estas máquinas emplean partículas de tóner con un diámetro promedio de 20 μm, pero la superficie de dichas partículas contiene innumerables nanopartículas de óxido metálico. ^{[ 14 ]} Estas nanopartículas ultracompactas son altamente bioactivas y podrían ser perjudiciales para los pulmones y otras partes del cuerpo, dado que las partículas de 0,1 μm o menos pueden atravesar las membranas biológicas (incluidos los alvéolos pulmonares), accediendo así a todos los órganos a través de la circulación sanguínea. ^{[ 15 ]} Este sigue siendo un campo de investigación activa, con numerosas lagunas de conocimiento. ^{[ 16 ] [ 17 ]}   

El contenedor de tóner puede ser un simple paquete para almacenar y transportar el tóner, o bien, un componente consumible de la impresora. La forma más común de consumir tóner es mediante un cartucho (o tóner láser ), que se utiliza como consumible en impresoras láser o fotocopiadoras.

La mayoría de los fabricantes reciclan el tóner usado preconsumo. La clasificación del tóner según la distribución de tamaño deseada produce rechazos de tamaño incorrecto, pero estos se convierten en materias primas valiosas para la operación de composición y se reciclan de esta manera. El tóner usado posconsumo aparece principalmente en la operación de limpieza de la máquina de impresión fotográfica. En las primeras impresoras, hasta un 20-25 % del tóner alimentado terminaba en el depósito de limpieza y se desechaba como residuo. Las mejoras en la eficiencia de las impresoras han reducido este flujo de residuos a niveles más bajos, aunque en promedio todavía se desperdicia un 13% del tóner en cada cartucho. ^{[ 19 ]} Algunos diseños de impresoras han intentado desviar este tóner usado de vuelta al depósito de tóner virgen para su reutilización directa en la impresora; estos intentos han tenido un éxito mixto, ya que la composición del tóner cambia al consumir los fusibles mientras se retienen las partículas del revelador. Se han hecho algunos intentos, aunque menos numerosos, por parte de la industria para recuperar el tóner usado limpiándolo y "remanufacturándolo".

La mayor parte del tóner se destina a las páginas impresas, una gran fracción de las cuales se recicla en operaciones de recuperación y reciclaje de papel. La separación del tóner de la pulpa no es sencilla, y se han descrito formulaciones de tóner para facilitar este proceso. ^{[ 20 ]} Se han descrito resinas de tóner hidrolizables, solubles en agua y solubles en sosa cáustica, pero no parecen tener una aplicación generalizada. La mayoría de las plantas de reciclaje de papel mezclan el tóner con otros residuos, como tintas y resinas, formando un lodo sin uso comercial.

Dado que el tóner se compone de varios copolímeros y es un material a base de carbono, puede utilizarse como un modificador útil para la industria del asfalto. Se ha demostrado que la inclusión de tóner quemado residual mejora significativamente las propiedades reológicas y mecánicas del ligante asfáltico. Esta aplicación puede considerarse una alternativa respetuosa con el medio ambiente para prevenir la contaminación del suelo causada por el vertido de residuos de tóner. ^{[ 21 ]} La adición de residuos de tóner al ligante asfáltico y a la mezcla disminuye la temperatura de transición vítrea del ligante y, al mismo tiempo, aumenta la temperatura de cristalización. ^{[ 22 ] [ 23 ]}

• Hojas de datos de seguridad de materiales: Cartuchos de impresión HP LaserJet de Hewlett-Packard
• Partículas de tóner  : monitorización de la distribución del tamaño y la forma de las partículas. Archivado el 7 de enero de 2010 en Wayback Machine desde Malvern Instruments.