Fotokopiergeräte, Drucker und 3D-Drucker

Fotokopiergeräte, Drucker und 3D-Drucker können Schadstoffe freisetzen. Beim Einschalten und beim Betrieb werden Feinstaub, flüchtige organische Verbindungen und Ozon an die Raumluft abgegeben. Einige effiziente Massnahmen halten die Raumluftbelastung niedrig.

Drucker und Fotokopiergeräte belasten die Raumluft mit diversen Schadstoffen in kleinen bis bedeutenden Mengen. Dabei sind das Einschalten der Geräte, das Drucken und das Kopieren die für die Freisetzung der Schadstoffe relevanten Vorgänge. Beim Einschalten wird im Gerät deponierter Staub durch die Ventilation aus dem Gerät hinausgeblasen. Beim Betrieb werden durch die erhöhten Temperaturen Substanzen aus Gerätematerialien und Papier freigesetzt. Diese können sich auch zu Partikeln zusammenschliessen. Zudem kommt es beim Druck- und Kopiervorgang zu elektrischen Entladungen, in deren Verlauf aus dem Luftsauerstoff Ozon gebildet wird.

Beim 3D-Druck kommen unterschiedliche additive Fertigungstechniken zum Einsatz (zusätzliche Informationen siehe unten). Allen Verfahren gemeinsam ist, dass ein dreidimensionales Objekt am Computer entworfen und dann Schicht für Schicht gedruckt wird. Je nach Verfahren und eingesetzten Druckmaterialien werden unterschiedliche Schadstoffe in die Raumluft abgegeben.

Die wichtigsten freigesetzten Schadstoffe

Auch wenn es möglich ist, durch die Gerätewahl und weitere Massnahmen die Schadstoffemissionen möglichst gering zu halten, können Geräte grundsätzlich nicht völlig schadstofffrei betrieben werden. Im Folgenden wird auf die wichtigsten Schadstoffkategorien eingegangen.

Flüchtige und schwer flüchtige organische Verbindungen

Beim Betrieb von Fotokopiergeräten, Druckern und 3D-Druckern können flüchtige (VOC) und schwer flüchtige organische Verbindungen (SVOC) freigesetzt werden. Es handelt sich dabei um sehr unterschiedliche chemische Substanzen, die aus der verwendeten Tinte, Kunstharzen von Tonern, dem Druckerpapier sowie aus 3D-Druckmaterialien wie Filamenten, Pulvern, Pasten oder Harzen stammen können. Zusätzliche Quellen solcher Verbindungen können auch die Kunststoffmaterialien des Geräts sein, vor allem wenn es neu ist.

Erhöhte VOC- und SVOC-Belastungen in der Raumluft können bei empfindlichen Personen zu Geruchsbelästigungen und Schleimhautreizungen führen, oft begleitet von Stresssymptomen wie Kopfschmerzen und Konzentrationsschwierigkeiten. Schwer flüchtige Verbindungen können zudem an der Bildung von Feinstaubpartikeln beteiligt sein.

Feinstaub

Die Tatsache, dass Laserdrucker und Fotokopiergeräte Feinstaub freisetzen können, war bereits wiederholt Gegenstand von Medienberichten. Es wurde vermutet, dass es sich bei diesen häufig sehr feinen Partikeln um Tonerstaub handelt. Da Tonerpartikeln in der Lunge schlecht abbaubar sind, gaben diese Berichte Anlass zur Sorge. Nachfolgende Untersuchungen konnten aber nur einen kleinen Anteil an Tonerpartikeln im Feinstaub nachweisen. Vielmehr bestehen die meisten Feinstaubpartikel aus den oben erwähnten kondensierten schwer flüchtigen organischen Verbindungen. Beim Einschalten der Geräte kann zudem Feinstaub freigesetzt werden, der ursprünglich aus der Raumluft stammt und sich im Gerät, insbesondere im Bereich der Ventilation, abgelagert hat. Eine weitere wichtige Feinstaubquelle ist das Papier. Die Mechanik des Geräts erzeugt beim Betrieb feinsten Papierstaub, der ebenfalls an die Raumluft abgegeben wird.

Zweifelsohne besteht im Zusammenhang mit den Feinstaubemissionen von Druckern und Fotokopiergeräten noch Forschungsbedarf. So ist bislang noch unklar, ob und inwiefern die verschiedenen Feinstaubquellen gesundheitlich von Bedeutung sind.

Beim 3D-Druck können je nach Fertigungstechnik und verwendeten Druckmaterialien bedeutende Mengen an ultrafeinen Partikeln (<100 nm) freigesetzt werden. Diese Partikel können auch Metalle wie Chrom, Nickel, Eisen oder Zink enthalten und aufgrund ihrer geringen Grösse bis in tiefe Bereiche der Lunge eingeatmet werden.

Ozon

Ozonemissionen sind bei neueren Fotokopiergeräten und Laserdruckern stark reduziert worden. Sie können heute allenfalls noch an Arbeitsplätzen mit älteren Geräten ein Problem darstellen. Beim 3D-Druck (z. B. beim sogenannten «Poly-Jet-Modelling» Verfahren) kann beim Einsatz von bestimmten UV-Strahlungsquellen ebenfalls Ozon entstehen. Bei Tintenstrahldruckern entsteht hingegen kein Ozon.

Ozon reizt die Atemwege und kann bei empfindlichen Menschen, wie Asthmatikern, die Beschwerden verschlimmern. In Innenräumen reagiert Ozon zudem mit verschiedenen organischen Verbindungen an Oberflächen oder in der Raumluft und kann dabei stark reizende Substanzen bilden.

Wie erkenne ich Geräte mit niedrigen Schadstoffemissionen?

Wie hoch die Schadstoffemissionen bei einem bestimmten Gerät ausfallen, hängt von einem komplexen Zusammenspiel verschiedener Faktoren ab. Nicht nur der Gerätetyp selbst, auch die verwendeten Materialien (wie beispielsweise Toner, Papier, 3D-Druck-Materialien) und die spezifischen Betriebsbedingungen (u.a. Raumtemperatur und beim 3D-Druck die Drucktemperatur) spielen hierbei eine wichtige Rolle. Einen nicht zu unterschätzenden Einfluss haben zusätzlich der Unterhalt und die Reinigung der Geräte. Allgemeine Aussagen sind daher nur beschränkt möglich. Auf Basis von Klimakammerversuchen kann man zumindest davon ausgehen, dass Laserdrucker tendenziell mehr Feinstaub freisetzen als Tintenstrahldrucker. Darüber hinaus muss man sich auf Labels verlassen, die auf standardisierten Schadstoffmessungen basieren. Dazu gehört der «Blaue Engel», das Label «TCO’99» und das BG-Prüfzeichen «sicher, ergonomisch, emissionsarm» der deutschen Verwaltungs-Berufsgenossenschaft, die Geräte mit tiefen Schadstoffemissionen auszeichnen. Beim 3D-Druck sollte man darauf achten, dass Drucker vom Hersteller als emissionsarm («low-emitting») eingestuft sind (z. B. via ANSI/CAN/UL 2904 Standard). Allerdings garantieren solche Labels nur dann tiefe Emissionen, wenn das Gerät auch korrekt bedient wird und wie vom Hersteller angegeben ausgerüstet ist. Darunter ist zu verstehen, dass insbesondere das empfohlene Papier, der empfohlene Toner bzw. für den 3D-Drucker das passende Filament mit der empfohlenen Drucktemperatur verwendet werden.

Allgemeine Empfehlungen aus gesundheitlicher Sicht

Aus gesundheitlicher Sicht ist die Gesamtbelastung der Raumluft durch den Betrieb von Geräten massgeblich. Diese kann sehr stark variieren. Die höchsten Belastungen sind an Arbeitsplätzen zu erwarten, an denen mehrere Geräte kontinuierlich in Betrieb sind. Dem gegenüber müssen zu Hause, wenn ein einzelnes Gerät sporadisch zum Einsatz kommt, keine relevanten Belastungen befürchtet werden. Arbeitgeber sollten die Belastung an Arbeitsplätzen durch vorsorgliche Massnahmen niedrig halten. Zum vorsorglichen Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz hat die Schweizerische Unfallversicherungsanstalt SUVA umfassende Informationen zusammengestellt (siehe «Weitere Informationen» unten).

Empfehlungen des BAG zum Kauf und Betrieb von Druckern und Kopiergeräten im Heimbereich

  • Beim Kauf sollten Geräte bevorzugt werden, deren Schadstoffemissionen nach dem Umweltzeichen RAL UZ-171 («Blauer Engel») geprüft worden sind. Einige Hersteller prüfen ihre Geräte nach diesem Verfahren, auch wenn die Geräte kein Label des «Blauen Engels» tragen.
  • Bei 3D-Druckern ist darauf zu achten, emissionsarme («low-emitting») Geräte zu kaufen. Diese können nach dem Standard ANSI/CAN/UL 2904 geprüft worden sein.
  • Da Schadstoffemissionen nicht nur vom Gerät selbst, sondern u. a. auch vom verwendeten Toner und Papier abhängen, sollte man das Gerät wie vom Hersteller angegeben bedienen, warten und ausrüsten. Dazu gehört u. a., dass der empfohlene Toner und das empfohlene Papier verwendet werden, mit denen das Gerät geprüft wurde. Nur unter diesen Voraussetzungen ist die geprüfte geringe Emission im Betrieb sichergestellt.
  • Auch beim 3D-Druck sollte lediglich mit vom Hersteller empfohlenen und geprüften Materialien und nach Herstellerangaben gedruckt werden. Hier ist vor allem auf die richtige (empfohlene) Drucktemperatur zu achten, um erhöhte Emissionen zu vermeiden. Ausserdem sollten, wenn möglich, emissionsarme Filamente verwendet werden.
  • Wer Geräte in Wohnräumen wie z. B. in einem Heimbüro häufig benutzt, kann ähnlich wie an anderen Arbeitsplätzen auch zu Hause höheren Emissionen ausgesetzt werden. In solchen Fällen ist eine regelmässige Wartung des Geräts besonders wichtig. Schlecht gewartete Geräte können bedeutend höhere Feinstaubemissionen verursachen als gut gewartete Geräte desselben Typs. Zudem sollten die betreffenden Räume häufiger gelüftet werden.
  • Bei einem Papierstau sollten zwischen den Walzen stecken gebliebene Papierreste nicht gewaltsam herausgerissen werden. Dadurch kann nicht fixierter Tonerstaub freigesetzt werden und mit Haut, Augen und Atemwegen in Kontakt kommen.
  • Mit Ersatztoner und leeren Kartuschen sollte vorsichtig umgegangen werden. Insbesondere sollten sie ausserhalb der Reichweite von Kindern aufbewahrt werden. Wie oben erwähnt sollte die Bildung von Tonerstaub und der Kontakt von Toner mit Haut, Augen und Atemwegen vermieden werden.

Erste-Hilfe-Massnahmen bei Kontakt mit Toner

  • Bei Hautkontakt sollten tonerbeschmutzte Hautpartien mit kaltem - nicht mit warmem oder heissem - Wasser und mit Seife gereinigt werden, da Toner bei höheren Temperaturen klebrig wird. Zur Reinigung keine Lösungsmittel verwenden.
  • Wenn Toner ins Auge gerät, sollte dieses mindestens 10 Minuten lang mit kühlem Wasser gespült werden. Bei starken Reizungen oder im Zweifelsfall empfiehlt es sich, einen Arzt aufzusuchen.
  • Bei Vergiftungsfällen und Vergiftungsverdacht gibt Tox Info Suisse ärztliche Auskunft. Das Tox-Zentrum ist rund um die Uhr unter der Telefonnummer 145 erreichbar.

Zusätzliche Informationen zum 3D-Druck

Was sind 3D-Drucker und welche Technologien werden eingesetzt?

3D-Druck ist nicht gleich 3D-Druck. Unter dieser Bezeichnung werden viele verschiedene, sogenannte «additive» Fertigungstechniken zusammengefasst. Allen Techniken gemeinsam ist, dass ein dreidimensionales Objekt Schicht für Schicht zusammengesetzt, also gedruckt, wird. Im Folgenden werden die zwei am meisten verbreiteten und bekanntesten Techniken kurz beschrieben: die badbasierte Photopolymerisation (auch Harz-3D-Druck genannt) und das Schmelzschichtverfahren («fused filament fabrication», FFF).

Beim Harz-3D-Druck wird ein mit flüssigem Harz gefüllter Behälter Schicht für Schicht z. B. durch UV-Licht, ausgehärtet. Die zusammenhängenden, gehärteten Schichten bilden am Schluss das gewünschte dreidimensionale Objekt. Diese Technologie wird hauptsächlich von Fachleuten und in der Industrie eingesetzt.

Das Schmelzschichtverfahren kann man sich wie eine computergesteuerte Heissklebepistole vorstellen. Ein Kunststoffdraht (das sogenannte Filament) wird in einer beheizten Düse aufgeschmolzen und der flüssige Kunststoff schichtweise aufgetragen. Beim Abkühlen härtet der Kunststoff aus und das dreidimensionale Objekt ist fertig. Diese Drucktechnik ist sowohl in Schulen als auch im Hobbybereich beliebt und verbreitet. Es gibt erschwingliche Kleingeräte, die es Privatpersonen ermöglichen, Spielzeug, Schmuck und andere Kunststoffteile selbst zu drucken.

Wer sich detaillierter über die diversen 3D-Druckverfahren informieren möchte, dem sei zum Einstieg die Broschüre der BAuA empfohlen (siehe Links unten).

Zusätzliches Gefahrenpotential beim 3D-Druck

Neben den bereits oben beschriebenen Schadstoffemissionen sollten beim 3D-Druck auch folgende zusätzliche Gefahrenquellen beachtet werden:

  • Reinigungsmittel, die bei der Wartung des Druckers zum Einsatz kommen
  • Lösungsmittel, die für die Oberflächenbehandlung des gedruckten Objekts verwendet werden (z. B. Isopropanol, Ethanol, Aceton etc.)
  • Verbrennungsgefahr durch heisse Düsen
  • Brandgefahr durch die Verwendung entzündbarer Pulver als Druckmaterial
  • Verletzungsgefahr durch bewegte Maschinenteile (Quetschungen) oder scharfe Kanten (z. B. beim Entfernen der Stützstruktur)
  • Allergieauslösende Stoffe in Harzen beim Harz-3D-Druck
  • TPO (Diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide) in Harzen beim Harz-3D-Druck. TPO ist ein UV-Photoinitiator, der Hautsensibilisierungen auslösen und die Fruchtbarkeit beeinträchtigen kann. Beim Kauf von Harzen daher darauf achten, dass es sich um TPO-freies Material handelt.
  • Strahlungsquellen (z. B. UV-Licht)

Zusätzliche Hinweise zum sicheren Arbeiten mit 3D-Druckern

Allgemeine Empfehlungen:

  • 3D-Drucker sollten nach Möglichkeit nicht unbeaufsichtigt arbeiten.
  • Sowohl für eine gute Druckqualität als auch für die allgemeine Sicherheit sollten 3D-Drucker auf einer stabilen, feuerfesten Unterlage stehen. Ausserdem sollten sich keine brennbaren Gegenstände in unmittelbarer Nähe des Druckers befinden. Dies gilt vor allem, wenn in Ausnahmefällen (z. B. grössere Objekte) über Nacht und somit unbeaufsichtigt gedruckt werden.
  • 3D-Drucker sollten möglichst in einem separaten Raum betrieben werden, der regelmässig (z. B. vor und nach dem Druck) ausgiebig gelüftet wird.
  • 3D-Drucker sind kein Spielzeug. Kinder sollten nie unbeaufsichtigt am 3D-Drucker spielen.

Geräte / Zubehör / Druckbedingungen:

  • 3D-Drucker sollten die Emissionskriterien des ANSI/CAN/UL 2904 Standards erfüllen und somit als «emissionsarm» gelten.
  • Achten Sie darauf, dass eine Installations- und Bedienungsanleitung mit dem 3D-Drucker mitgeliefert wird. Fordern Sie diese bei Bedarf beim Hersteller oder Händler nach.
  • Es sollten 3D-Drucker mit Gehäuse verwendet werden. Einerseits wird so verhindert, dass man versehentlich während des Druckens ins Gerät greift und sich dabei verletzt. Andererseits verbleiben die beim Druck entstandenen Emissionen im Gehäuse und verteilen sich nicht direkt in der Raumluft. Der Geräteinnenraum sollte nach dem Druck entsprechend den Herstellerangaben gereinigt werden. Zusätzlich kann durch im Gehäuse integrierte Aktivkohle- oder HEPA-Filter die Abluft gefiltert werden. Hier muss auf die sachgerechte Entsorgung der gebrauchten Filter geachtet werden.
  • Wenn möglich sollten emissionsarme Filamente verwendet werden, die zum vorhandenen Druckertyp passen.
  • Filamente immer gemäss Herstellerangaben verwenden. Mit geringstmöglicher Temperatur drucken und die empfohlene Drucktemperatur des Herstellers (spezifisch für die verwendete Filament-Drucker-Kombination) nicht überschreiten. Herstellerangaben zur sicheren Verwendung sind zu beachten.
  • Sollten Sie Objekte drucken wollen, die mit Lebensmitteln in Kontakt kommen sollen (z. B. ein z’Nüni-Böxli), vergewissern Sie sich, dass die gedruckten Materialien (Filamente) für diese Art der Verwendung vorgesehen sind.

Weitere Informationen

Bundesamt für Gesundheit BAG

Abteilung Chemikalien
Fachstelle Wohngifte
Schwarzenburgstrasse 157
Schweiz - 3003 Bern