Chemisch hergestellter Toner

Toner ist ein pulverförmiger Farbstoff, der in Laserdruckern und Kopierern verwendet wird, um gedruckte Texte und Abbildungen auf Papier zu bringen. Früher wurde einfaches Karbonpulver verwendet. Zur Verbesserung der Druckqualität wurde das Karbon später mit einem Polymer schmelzvermischt. Die Tonerteilchen werden auf das Papier übertragen und durch die im Drucker oder Kopierer entstehende Wärme auf dem Papier fixiert.

Konventioneller Toner wird mechanisch durch Vermischen der Bestandteile und Brechen, Mahlen, Sieben und Nachmischen der Mischung hergestellt. Bei diesem Prozess entstehen asphärische, d.h. unregelmäßig geformte Tonerteilchen in unterschiedlichen Größen. Ursprünglich betrug die durchschnittliche Partikelgröße von Toner 14-16 Mikrometer oder mehr. Für eine bessere Bildauflösung wurde die Korngröße im Laufe der Zeit auf ca. 8-10 Mikrometer Durchmesser reduziert, was einer Auflösung von 600 dpi entspricht.

Wichtige Aspekte

  • Partikelgrößenverteilung
  • Partikelform
  • Leitfähigkeit
  • Dichte

Chemisch hergestellter Toner

Zur Verbesserung der Druckqualität verwenden manche Unternehmen einen chemischen Herstellungsprozess, bei dem Tonerteilchen in einer Emulsion aus Wasser, Wachs und Latexpolymer heranwachsen, die alle Bestandteile des Toners enthält. Dadurch entstehen kleinere und sphärische, d.h. gleichmäßig geformte Teilchen. Das Druckergebnis stellt Feinheiten, Verläufe und Abstufungen von Halbtönen und Farben sowie komplizierte Muster akkurater und schärfer dar, und ein sparsamerer Farbauftrag ist möglich. Eine weitere Verringerung der Partikelgröße und somit eine noch bessere Auflösung lassen sich durch chemische Verfahren wie die Emulsionsaggregation und -polymerisation erzielen.

Bei chemisch hergestelltem Toner müssen die Tonerteilchen durch mechanische Fest-Flüssig-Trennung abgetrennt werden. Zudem muss der Filterkuchen sehr gründlich gewaschen werden, um die Rückstände an Schadstoffen auf ein Minimum zu reduzieren. Nach dem Filter- und Waschvorgang muss das verbleibende Wasser (ca. 30-40%) bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes von chemisch hergestelltem Toner (ca. 45°C) verdampft und die Masse auf ca. 0,5% Feuchtegehalt getrocknet werden.

Anforderungen

  • Trocknung der Produkte von 30-40% Feuchtegehalt auf ca. 0,5% Feuchtegehalt
  • Niedrige Trocknungstemperaturen bis max. 45°C
  • Keine Veränderung der Partikelgröße (max. 7 µm) und -form
  • Nachmischen zur Einstellung der Fließeigenschaften und Leitfähigkeit nach der Trocknung

Nauta® Vakuumtrockner

Der Nauta Vakuumtrockner von Hosokawa Micron eignet sich zur Verarbeitung großer Chargen und zur Trocknung von Materialien von 40% Feuchtegehalt auf 0,5% Feuchtegehalt unter Vakuumbedingungen. Aufgrund des hohen Vakuums im Nauta Vakuumtrockner können die Produkte bei niedrigen Temperaturen getrocknet werden, ohne dass sie im Trockner schmelzen oder agglomerieren.

Dank seiner langjährigen Erfahrungen und eines speziell entwickelten Designs ist Hosokawa Micron in der Lage, Trockner mit einem Fassungsvermögen von bis zu 22 m³ auch in freitragender Auslegung zu bauen. Somit entsteht keine zusätzliche unkontrollierte Wärme durch eine Abstützung der Mischschnecke am Boden des Behälters, die mit einem extrem leistungsfähigen Antrieb ausgestattet ist.

Der Hosokawa Nauta Trockner ist in der Lage, große Chargen an chemisch hergestelltem Toner bei niedrigen Temperaturen auf einen gewünschten Feuchtegehalt zu trocknen. Dank des hohen Vakuums wird das Produkt nicht zu stark erwärmt und die Partikelgröße und -form bleiben erhalten.

Cyclomix Intensiv-Paddelmischer

Der Nachmischvorgang lässt sich höchst effizient im Cyclomix Intensiv-Paddelmischer durchführen, wodurch einschichtige Beschichtungen erzielt werden und die Bildung von Hotspots vermieden wird. So entstehen Tonerpartikel mit optimalem Fließverhalten und hervorragender Leitfähigkeit im Drucker.

Der Cyclomix dient zum Vermischen von getrocknetem, kohäsiven Toner mit einem Fließmittel und einem Ladungssteuerungsmittel. Die Tonerteilchen werden mit diesen Zusätzen beschichtet. Aufgrund der hohen Scherkräfte im Cyclomix werden die Tonerpartikel durch den Mischer gewirbelt, wodurch sich die Zusätze in Form einer einschichtigen Beschichtung auf den Teilchen ablagern.

Sowohl der Unterteil als auch der Oberteil des Cyclomix sind mit einem Kühlmantel ausgestattet, um ein Aufheizen des Materials während des Mischvorgangs zu vermeiden. Zudem verfügt der Cyclomix über ein spezielles Abdichtungsdesign, damit kleine Partikel im Dichtungsbereich nicht schmelzen.

Mahlen und Sichten

Hosokawa Alpine beliefert renommierte Tonerhersteller auf der ganzen Welt bereits seit 20 Jahren mit einer breit gefächerten Palette an Tonersystemen in unterschiedlichen Ausführungen. Das Lieferprogramm von Hosokawa Alpine umfasst auch komplette Tonersysteme für konventionelle Toner-Produktlinien. Für chemisch hergestellte Toner bietet Hosokawa Alpine Sichter an, die sich bei Bedarf auch nach der Trocknungsstufe anordnen lassen.

Erst Testen, dann kaufen

Im Versuchs- und Entwicklungszentrum von Hosokawa Micron im niederländischen Doetinchem können Kunden verschiedene Prozesse und Geräte testen und sich selbst von dem Know-how der Verfahrenstechniker überzeugen. Hosokawa Micron setzt auf ein partnerschaftliches Miteinander für eine zukunftsorientierte Weiterentwicklung.

Von Pilotanlage bis zum Produktionsmaßstab

Wir bieten Prozessgeräte und -technologien von einzelnen Einheiten bis hin zu maßgeschneiderten Systemlösungen im Produktionsmaßstab. Unser Prinzip ist es, leistungsstarke und dennoch erschwingliche Lösungen zu liefern, die den Anforderungen und langfristigen Herausforderungen unserer Kunden entsprechen.

Wie können wir Ihnen helfen?

Für weitere Informationen oder Beratung, füllen Sie unser Anfrageformular aus oder rufen Sie uns an unter +31 314 373 333.

Verwandte Prozessausrüstung

Die Hosokawa Micron B.V. ist ein globaler Hersteller von industriellen Prozessanlagen und bietet ihren Kunden modernste Misch-, Trocknungs- und Agglomerations-Anlagen und Komplettsysteme im Bereich der Pulver- und Partikelverarbeitung.