Drucker 14.11.2003, 18:27 Uhr

Der lange Weg von der Knetwurst zum Toner

Toner sind für die Hersteller von Kopierern und Laserdruckern die Grundlage des Geschäfts. Schlecht für diese Firmen, wenn das Image dieses Goldesels zweifelhaft wird. Besonders Schwarztoner mit Ruß als Farbstoff steht immer wieder in der Diskussion um Gesundheitsgefahren am Arbeitsplatz. Der japanische Büro- maschinenriese Ricoh stellt den klassischen Schwarztoner für den europäischen Markt im elsässischen Wettolsheim nahe Colmar her.

Gérard Duwa muss die Stimme deutlich heben, die Lärmkulisse in der Halle fordert kräftige Stimmbänder, es kracht, bläst und kühlt unter uns in einem fort. „Drei Techniker und fünf Bediener für den Knet- und den Klassierfizierungsprozess reichen aus, um die Produktion hier am laufen zu halten. Unsere Tonerherstellung ist vollautomatisiert und zurzeit praktisch ausgelastet.“
Draußen scheint die Sonne auf die malerischen Vogesen nahe Colmar. Wir aber stehen in der ersten Etage eines nüchternen, kastenförmigen Gebäudes: Von links nach rechts wird hier aus bis zu sieben verschiedenen pulverförmigen Komponenten der Stoff gewonnen, der die Büros fast überall auf der Welt am laufen hält: Schwarztoner.
Gérard Duwa verantwortetet die Herstellung von Schwarztoner bei Ricoh Industrie France (RIF) in Wettolsheim. Drei Produktionsstraßen stoßen über 120 t Toner pro Monat aus. Für deren Qualität steht er grade.
Ricoh, einer der Marktführer im Kopierergeschäft, beliefert von diesem Örtchen im Elsass aus den ganzen europäischen Markt, teilweise auch in die USA. Rund 36 Mio. ‰ Umsatz brachte das im letzten Geschäftsjahr für die ganze Toner-Produktion und -Abfüllung. Über die Gewinne aus diesem Bereich wird geschwiegen.´
Verbrauchsmaterialien wie Toner sind das Lebenselixier der Hersteller von Druckern, Kopierern oder so genannten Multifunktionsgeräten. Ob Ricoh, KonicaMinolta, Xerox, Canon oder Oki – die Kernkompetenz für den Toner bleibt möglichst im eigenen Haus.
Wieder im Erdgeschoss kommen wir diesmal vom Lager aus in die Produktionshalle. Hier stehen mehrere Big Bags mit diversen Pulvern: Industrieruß, Kunstharz, Wachs und Zusatzstoffe, unter anderem zur Kontrolle der elektrischen Ladung. Zwischen fünf und sieben einzelne Komponenten werden, abhängig von der jeweiligen Tonervariante, für einen Schwarztoner zu Beginn der Tonerproduktion gemischt, auf 150 °C erhitzt und dann zu einer schwarzen Masse verknetet.
„Wir stellen hier zurzeit vier verschiedene Schwarztoner-Varianten her“, erklärt Gérard Duwa. „Alle unsere Toner gehören zur neuesten Generation. Sie reagieren bereits bei einer niedrigen Temperatur von 70 °C bis 80 °C.“
Von der mehrere Zentimeter dicken schwarzen Knetwurst bis zum Tonerstaub in Mikrometergröße ist es ein weiter Weg. Zuerst wird der Strang auf eine Breite von rund 60 cm mit einer Dicke von rund 1,5 mm ausgezogen und über einen Bandkühler mit 7 °C kaltem Wasser gekühlt. Die erstarrte Knetmasse wird dann in Teile gebrochen, die etwa halb so groß wie übliche Kartoffelchips sind, dann noch einmal gebrochen, bis ein Vorprodukt entsteht: Tonerteilchen mit einem Durchmesser von 300 µm bis 400 µm.
Was dann kommt, heißt im Fachjargon Klassifizierung. „In diesem Prozessschritt liegt einiges an Kern-Know-how von Ricoh“, sagt RIF-Generaldirektor Hubert Schwanger. Hier werden die Tonerteilchen auf die richtige Größenordnung zerkleinert, zwischen 7 µm und 9 µm, je nach Tonertyp.
Je kleiner die Teilchen, desto mehr Prozessstufen bei der Klassifizierung, desto energieaufwendiger die Herstellung. International hat Ricoh hier Patente für eine besonders energieschonende Variante der Herstellung von Schwarztonern angemeldet.
Vor Ort sieht der Laie nur ein Gewirr aus Rohren, in dem ein Luftstrom die Tonerteilchen transportiert, und Abzweigungen davon nach unten. Die zu großen Teile fallen an diesen Abzweigungen aus dem Luftstrom nach unten, ein Gasstoß beschleunigt sie auf über 1000 km/h und sie zerschellen durch den Aufprall auf eine Keramikplatte in kleinere Teilchen.
Jet Mills, Strahlmühlen, nennt man diese speziellen Zerkleiner, die u.a. für die Tonerindustrie von den japanischen Firmen Hosokawa und Nippon Pneumatic angeboten werden. Teilchen der richtigen Größe werden über die Abscheidung zur Jet Mill hinweggeführt zur nächsten Stufe.
Diese Klassifizierungsschritte werden vier bis fünf Mal wiederholt. Eine Zentrifuge scheidet schließlich die zu kleinen Teilchen ab und führt sie wieder zum Beginn des Prozesses zurück.
„Eine der wichtigen Komponenten im Toner sind die Additive wie Titan und Siliziumoxide“, sagt Schwanger. „Sie sorgen dafür, dass die Tonerteilchen nicht zusammenkleben, das würde Auflösung und Qualität beim Druck stark beeinträchtigen.“ Diese Additive werden dem Toner erst am Schluss, nach dem Klassifizieren der Tonerteilchen, hinzugegeben. Je nach Toner sind die Bestandteile verschieden, betragen aber unter 1 Vol.-%.
Dringendstes Sicherheitsproblem bei der Tonerherstellung ist die Verpuffungsgefahr durch Feinstaub. RIF arbeite deswegen eng mit Ineris zusammen, dem französischen Pendant zur deutschen Berufsgenossenschaft BIA, so Schwanger. „Sehr wichtig ist die Erdung im Herstellungsprozess, um elektrostatische Aufladungen zu vermeiden.“ Einen Fall habe es in Wettolsheim noch nie gegeben.
Die Kopiererbranche reagiert sensitiv auf Kritik. Schwarztoner hat, so auch hier bei Ricoh, oft Industrieruß – auch Carbon Black genannt – als Farbstoff, und der ist als „möglicherweise Krebs erregend“ in der MAK-Liste eingestuft. Die Diskussion um die Gesundheitsgefährdung durch Toner zieht sich deswegen seit Jahren hin, in der Öffentlichkeit und in Expertenkreisen.
Hubert Schwanger, Generaldirektor von RIF, kennt das Thema. Tonerherstellung, so seine Botschaft, ist zumindest bei RIF eine saubere Sache. Umweltauswirkungen sind nach dem jüngsten Umweltbericht einerseits der Wasserverbrauch, der in den Kühlungstürmen anfällt, daneben Toner- und Verpackungsabfall. „Wir haben in der Tonerherstellung nur eine Substanz, die wir labeln müssen, und diese wird nur in kleinen Mengen eingesetzt“, so Schwanger. Die gesamte Produktion am Standort – neben Toner auch Thermopapiere, Heizwalzen, Tonerpatronen, Kopierer und Multifunktionsgeräte – ist seit Mai 1997 nach ISO 14001 zertifiziert.
„Ingenieure?“, Hubert Schwanger denkt kurz nach, „Ja, da habe ich neulich noch zwei eingestellt, in die Entwicklungsabteilung für das Thermopapier.“
Ansonsten sind bei RIF in Wettolsheim nur relativ wenige der fast 1000 Angestellten Ingenieure, da der größte Teil der Forschung und Entwicklung (R&D) für die dort hergestellten Multifunktionsgeräte und die Toner bei Ricoh in Japan gemacht wird.
Noch mal zurück in der Halle geht es in eine ruhigere Abteilung. In der Tonerabfüllung arbeiten neun Leute an vier Maschinen pro Schicht, so Gérard Duwa. Knapp 184 000 Kunststoffflaschen/Monat verlassen die Abteilung in Richtung Hochlager.
„Eine weitere Automatisierung hin zu einer Vollautomatisierung würde bei der Tonerabfüllung keinen Sinn machen,“ erläutert Schwanger, „die Flaschentypen wechseln zu häufig und die anfallenden Serien für eine Vollautomatisierung wären deswegen zu klein.“ STEPHAN W. EDER

Ein Beitrag von:

  • Stephan W. Eder

    Stephan W. Eder

    Redakteur VDI nachrichten
    Fachthemen: Energie, Energierohstoffe, Klimaschutz, CO2-Handel, Drucker und Druckmaschinenbau, Medien, Quantentechnologien

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