DE9309693U1 - Toner cartridge for printer or copier - Google Patents
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Description
Dieter Stollewerk, 50259 PuLheim
28.06.1993Dieter Stollewerk, 50259 Pulheim
28.06.1993
Tonerkartusche für Drucker oder Kopierer Toner cartridge for printer or copier
Die Erfindung betrifft eine Tonerkartusche für Drucker oder Kopierer. SoLche Tonerkartuschen werden in der modernen Bürotechnik in großer Zahl eingesetzt und steLLen nach Verbrauch ihres Inhalts zur Zeit ein wirtschaftlich aufwendiges Recycling- oder Entsorgungsproblem dar.The invention relates to a toner cartridge for printers or copiers. Such toner cartridges are used in large numbers in modern office technology and, once their contents have been used up, currently represent an economically expensive recycling or disposal problem.
Das beim Stand der Technik diskutierte und teilweise durchgeführte Recycling ist nicht nur wirtschaftlich aufwendig, sondern auch ökologisch fragwürdig. Bereits die Herstellung von Tonerkartuschen aus Polystyrol-Granulat erfordert eine Folge von energieintensiven Verfahrensabläufen,, bis aus Rohöl ein zur Fertigung einer Tonerkartusche geeignetes Granulat entsteht und dieses dann zum fertigen Produkt verarbeitet ist.The recycling discussed and partially carried out in the current state of the art is not only economically expensive, but also ecologically questionable. Even the production of toner cartridges from polystyrene granulate requires a series of energy-intensive processes until crude oil is converted into granulate suitable for the production of a toner cartridge and this is then processed into the finished product.
Nach Vorschlägen der Wirtschaft sollen die Kartuschen nach Verbrauch ihres Inhalts an den Hersteller zurücktransportiert, bei diesem gereinigt, neu gefüllt, gesiegelt, verpackt und wieder zum Abnehmer geliefert werden. Nach Gebrauch beginnt der Zyklus erneut. Er endet erst bei einem erkennbaren Defekt der Kartusche. Dann allerdings muß diese endgültig mit Aufwand an Kosten entsorgt werden, wenn sie nicht heimlich in der Natur "entsorgt" wird.According to suggestions from industry, the cartridges should be returned to the manufacturer after their contents have been used up, cleaned, refilled, sealed, packaged and delivered to the customer again. After use, the cycle begins again. It only ends when there is a noticeable defect in the cartridge. Then, however, it must be disposed of permanently at great expense, if it is not secretly "disposed of" in nature.
28.06.1993 - 2 - 9353728.06.1993 - 2 - 93537
Das vorgeschlagene RecycIing-Verfahren ist in mehrerer Hinsicht fragwürdig oder sogar undurchführbar. Einerseits gibt es unterschiedliche Hersteller, die sich voraussichtlich weigern werden, ein Konkurrenzprodukt aufzuarbeiten und zu befüllen. Unwirtschaftlich ist auch eine effektiv umweltfreundliche Entsorgung. Dabei muß die Kartusche mit nicht unerheblichem Aufwand an Energie gereinigt, anschließend zerkleinert bzw. eingemahlen werden. Das Mahlgut kann aber nur für technisch anspruchslose Artikel bei deren Herstellung als Beimischung verwendet werden, hingegen ist die Rückwandlung in öl absolut unwirtschaftlich und kaum bezahlbar.The proposed recycling process is questionable or even unfeasible in several respects. On the one hand, there are various manufacturers who will probably refuse to reprocess and fill a competitor's product. An effective, environmentally friendly disposal is also uneconomical. The cartridge has to be cleaned, which requires a considerable amount of energy, and then crushed or ground. The ground material can only be used as an additive in the manufacture of technically undemanding items, while converting it back into oil is completely uneconomical and hardly affordable.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tonerkartusche anzugeben, welche die vorgenannten Schwierigkeiten bei der Entsorgung vermeidet und sowohl äußerst wirtschaftlich herstellbar als auch unter Vermeidung der bisher erforderlichen Kosten umweltneutral nach nur einmaligem Gebrauch entsorgt werden kann.The invention is based on the object of specifying a toner cartridge which avoids the aforementioned difficulties in disposal and can be manufactured extremely economically and disposed of in an environmentally neutral manner after only one use, avoiding the costs previously required.
überraschenderweise wurde die Lösung bei einer Tonerkartusche für Drucker oder Kopierer mit der Erfindung dadurch gefunden, daß sie aus einem Material besteht, welches Stoffe bzw. Komponenten aus nachwachsenden Naturprodukten wie Kartoffeln, Körnerfrüchten, Ölfrüchten, Holz oder Stroh enthält. Mit großem Vorteil wird durch die Erfindung erreicht, daß verbrauchte Kartuschen vom Anwender in einen Abfallbehälter gegeben und entweder kompostiert oder thermisch entsorgt, d.h. verbrannt bzw. in einem Gewässer deponiert und darin als Biomaterial beispielsweise als Fischfutter verwendet werden können.Surprisingly, the solution for a toner cartridge for printers or copiers was found with the invention in that it consists of a material that contains substances or components from renewable natural products such as potatoes, grains, oilseeds, wood or straw. The invention has the great advantage that used cartridges can be placed by the user in a waste container and either composted or thermally disposed of, i.e. burned or deposited in a body of water and used as biomaterial, for example as fish feed.
ft · ·ft · ·
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Die durch die Erfindung ermöglichte umweLtneutraLe Entsorgung von Tonerkartuschen aus Bio-MateriaL ist der herkömmLichen Entsorgungsmethode von aus Kunststoffen wie z. B. PoLystyroL-Granu lat nach dem Stand der Technik hergeste LLten Tonerkartuschen sowohL wirtschaftLich aLs auch ökoLogisch weit überlegen. Dies ist auch deshalb der FaLL, weiL für die vorgesehene Kompostierung, Verbrennung oder andere Einschleusung in den natürlichen Kreislauf organischer Stoffe der Natur nach entsprechenden Versuchen keinerlei ökologische oder wirtschaftliche Nachteile erkennbar geworden sind.The environmentally neutral disposal of toner cartridges made of organic material made possible by the invention is far superior to the conventional disposal method of toner cartridges made of plastics such as polystyrene granulate using state-of-the-art technology, both economically and ecologically. This is also the case because, according to appropriate tests, no ecological or economic disadvantages have been identified for the intended composting, incineration or other introduction into the natural cycle of organic substances in nature.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Material der Kartusche Stoffe bzw. Komponenten aus verarbeiteten Naturprodukten wie Stärke, Mehl, öl oder Zellulose enthält. Biologisch abbaubare Materialien sind zwar als Rohstoffbasis zur Herstellung von unterschiedlichen Wegwerf-ArtikeLn bekannt. Ein derartiges Material unter der Firmenbezeichnung "MATER-BI" wurde von der Firma Novamont der Ferruzzi-Montedisongruppe entwickelt und in Verkehr gebracht. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß dieses Material für eine Extrusions-Herste I lung eines kompakten Hohlkörpers, wie die Tonerkartusche, nicht problemlos einsetzbar war.One embodiment of the invention provides that the cartridge material contains substances or components from processed natural products such as starch, flour, oil or cellulose. Biodegradable materials are known as a raw material basis for the manufacture of various disposable items. Such a material under the company name "MATER-BI" was developed and brought onto the market by the Novamont company of the Ferruzzi-Montedison group. However, it turned out that this material could not be used without problems for the extrusion production of a compact hollow body such as the toner cartridge.
Die hierfür maßgebenden Schwierigkeiten bestanden in folgenden Bereichen:The main difficulties were in the following areas:
- FormfüLLung; um mit der Ext ruder schneeke einen genügenden Druck aufzubauen, mußte das Material einerseits durch geeignete FLüssigkeitszugabe und- Mould filling; in order to build up sufficient pressure with the Extruder Snowke, the material had to be filled with liquid and
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Homogenisierung in einen formpreßbaren zähfLüssig-rheoLogisehen Zustand gebracht werden.Homogenization can bring the material into a moldable, viscous-rheologic state.
Dabei steLLte sich aLs besondere Schwierigkeit andererseits heraus, daß die erforder Liehe ZähfLüssigkeit andererseits die restLose AusfüLLung der Form bei dünnwandigen ArtikeLn erhebLich erschwert. DeshaLb mußte ein spezieLL ausgewogenes VerhäLtnis von ZähfLüssigkeit und Formpreßbarkeit einerseits sowie FormfÜLLbarkeit andererseits gefunden werden.On the other hand, it turned out to be particularly difficult that the required viscosity made it extremely difficult to completely fill the mold with thin-walled articles. Therefore, a specially balanced ratio of viscosity and moldability on the one hand and mold fillability on the other had to be found.
Entformung; die Entformung des,- FormpreßteiLs aus der MetaLLform bei noch nicht voLL durchgehärtetem TeiL war probLematisch, insbesondere infoLge einer gewissen KLebrigkeit des Bio-Materia Ls. Hierfür mußte eine die Entformbarke it begünstigende Ausrüstung bzw. BehandLung der Form entwickeLt werden,Demoulding; demoulding the moulded part from the metal mould when the part was not yet fully hardened was problematic, particularly due to a certain stickiness of the bio-material. For this, equipment or treatment of the mould had to be developed to facilitate demoulding.
FormstabiLität des Produktes; in Anbetracht der vergLeichsweise dünnen Wände bei vorgegebenen Abmessungen der Toner kartusche steLLte die er forder Liehe FormstabiLitat hohe Anforderungen an die Festigkeit des Wandmateria Ls der fertigen Tonerkartuschen. Mindestens teilweise konnte auch mit spezieLLer AusbiLdung der Kartusche z. B. durch Versteifungsrippen etc. die FormstabiLitat erhöht werden.Dimensional stability of the product; in view of the relatively thin walls with given dimensions of the toner cartridge, the required dimensional stability placed high demands on the strength of the wall material of the finished toner cartridges. At least in part, the dimensional stability could also be increased with special design of the cartridge, e.g. by means of stiffening ribs, etc.
Sch Lagzähigkeit bei schneLLen TemperaturwechseLn; diese erforderte eine spezieLLe Zusammensetzung der einzeLnen Bio-Komponenten;High impact strength during rapid temperature changes; this required a special composition of the individual bio-components;
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- Siege lbarkeit; hierfür mußte der Schmelzindex durch Versuche zur Auswahl von unterschiedlichen Mischungsverhältnissen der Anteilskomponenten beeinflußt werden.- Sealability; for this, the melt index had to be influenced by attempts to select different mixing ratios of the components.
Alle diese Probleme waren nur in einer Kombination aus sowohl konstruktionsbedingten, als auch maschinentechnischen Anpassungen und dem Einsatz unterschiedlicher Bio-Granulate in bestimmten Mischungsverhältnissen lösbar. In einer Entwicklung mit vielfältigen Versuchen konnte schließlich eine brauchbare Tonerkartusche als Produkt zur Marktreife gebracht werden.All of these problems could only be solved by a combination of both design-related and mechanical adjustments and the use of different bio-granulates in specific mixing ratios. In a development process with a wide range of tests, a usable toner cartridge was finally brought to market maturity.
Zur Überwindung der vorgenannten Schwierigkeiten trägt auch eine Komposition des Materials der Kartusche bei, welches außer den Naturprodukten einen Anteil von inerten Füllstoffen wie Glas, Sand, Quarz oder Papier bzw. deren ZerkLeinerungsprodukte enthalten kann.The composition of the cartridge material, which in addition to natural products can contain a proportion of inert fillers such as glass, sand, quartz or paper or their shredding products, also helps to overcome the aforementioned difficulties.
Die Aufbereitung des Rohmaterials zur Herstellung der Kartusche wird auch dadurch begünstigt, daß es in Form eines die Naturprodukte enthaltenden Granulates vorliegt und somit problemlos durch Beimischung und Homogenisierung mit einer Flüssigkeit in einen extrudierbaren Zustand bringbar ist.The preparation of the raw material for the manufacture of the cartridge is also facilitated by the fact that it is in the form of a granulate containing the natural products and can therefore easily be brought into an extrudable state by mixing and homogenizing it with a liquid.
Das Rohmaterial der Kartusche kann auch unterschiedliche Naturprodukte in Form einer Mischung unterschiedlicher Granulate enthalten. Letztendlich ergibt sich aus einer sorgfältigen Abstimmung der einzelnen Komponenten und Füllstoffe eine zur Überwindung der vorgenanntenThe raw material of the cartridge can also contain different natural products in the form of a mixture of different granules. Ultimately, a careful coordination of the individual components and fillers results in a solution that overcomes the aforementioned
• **« · · ta• **« · · ta
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Schwierigkeiten geeignete Mischung des Bio-Materials.Difficulty in finding the right mixture of bio-material.
Sehr wesentlich dabei ist, daß das Material der Kartusche für eine Verwertung bzw. Entsorgung bei voller Uniwe It ve rt rag I i ch kei t frei von Stoffen wie Sch wermeta 11, Chlor, Schwefel etc. ist.It is very important that the cartridge material is free of substances such as heavy metals, chlorine, sulphur, etc. in order to be recycled or disposed of in full compliance with the European Union.
Um hierüber gesicherte Erkenntnisse zu erlangen, wurde zur Herstellung der Kartusche verwendetes Rohmaterial einer Prüfung unterzogen, wobei sich folgende Ergebnisse zeigten:In order to obtain reliable information on this, the raw material used to manufacture the cartridge was subjected to a test, with the following results:
- Die Schwermet a ILgeha11e der OriginaIprobe Liegen unterhalb der Nachweisgrenze. Insgesamt gesehen kann das Probematerial gemäß den gültigen Richtlinien in Mischung mit Grünmateria Lien als sehr gut kompostierbar bezeichnet werden;- The heavy metal content of the original sample is below the detection limit. Overall, the sample material can be described as very compostable in accordance with the applicable guidelines when mixed with green material;
- Aufgrund der Untersuchungsergebnisse kann man feststellen, daß das Material auch niedrige Gesamtchlor- und Schwefelgehalte aufweist. Ebenso sind die Gehalte an Brom, Fluor und Jod sehr niedrig. Im Vergleich mit anderen Brennmaterialien liegt der Heizwert zwischen Altpapier und Steinkohle. Aus dieser Sicht stellt das Probematerial ein gutes Brennmaterial dar;- Based on the test results, it can be determined that the material also has low total chlorine and sulphur contents. The bromine, fluorine and iodine contents are also very low. In comparison with other fuels, the calorific value lies between waste paper and hard coal. From this point of view, the sample material represents a good fuel;
- Die Gehalte an AOX, Chlorid und Fluorid Liegen unterhalb der Nachweisgrenze;- The levels of AOX, chloride and fluoride are below the detection limit;
- die Eluatwerte an GesamtkohLenstoff, SuLfat- the eluate values of total carbon, sulphate
und Phenol liegen im MitteLbereich der Sickerwässer aus HausmüILdeponien;and phenol are in the middle range of leachate from household waste landfills;
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- Zusammenfassend kann eine stoffliche Verwertung &zgr;. B. in Form von Kompostierung in Mischung mit Grünmaterialien empfohlen werden. Falls keine Möglichkeit der stofflichen Verwertung gegeben ist, sollte eine thermische Verwertung oder im Entsorgungsfall eine Verbrennung in einer Hausmüllverbrennungsanlage vor der Deponierung bevorzugt werden.- In summary, material recycling can be recommended, e.g. in the form of composting mixed with green materials. If material recycling is not possible, thermal recycling or, in the case of disposal, incineration in a household waste incineration plant should be preferred over landfilling.
Die vorstehenden Prüfergebnisse zeigen die großen Vorteile bei der Entsorgung von Tonerkartuschen, die erfindungsgemäß aus Bio-Material bestehen.The above test results show the great advantages in the disposal of toner cartridges that, according to the invention, are made of bio-material.
Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung sieht ferner vor, daß die Toner kartusche ein zur Aufnahme von Toner ausgebildeter, aus nachwachsende Naturprodukte enthaltendem Material bestehender, in Form gepreßter, gehärtete Wände aufweisender Hohlkörper ist.A special embodiment of the invention further provides that the toner cartridge is a hollow body designed to hold toner, consisting of a material containing renewable natural products, pressed into shape and having hardened walls.
Weitere Ausgestaltungen sehen vor, daß das Rohmaterial der Tonerkartuschen ein wasserlösliches Granulat ist, daß es zur Formgebung der Kartusche einen Anteil von Flüssigkeit enthält und ein formbarer Brei ist, und daß die Tonerkartusche im Fertigzustand ein in Form gepreßter thermisch getrockneter und gehärteter Formkörper ist.Further embodiments provide that the raw material of the toner cartridges is a water-soluble granulate, that it contains a proportion of liquid for shaping the cartridge and is a moldable paste, and that the toner cartridge in the finished state is a molded body pressed into shape, thermally dried and hardened.
Im folgenden wird eine Tonerkartusche nach der Erfindung in einer schematischen Ausführungsform gezeigt, wobei aus den Zeichnungen weitere vorteilhafte Einzelheiten der Tonerkartusche entnehmbar sind.In the following, a toner cartridge according to the invention is shown in a schematic embodiment, wherein further advantageous details of the toner cartridge can be seen from the drawings.
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Es ze i gen:Show it:
Fig. 1 eine Tonerkartusche in Draufsicht aus Richtung des PfeiLes I in Fig. 2,,Fig. 1 a toner cartridge in plan view from the direction of arrow I in Fig. 2,,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Schnittebene A-A in Fig. 1,Fig. 2 a section along the section plane A-A in Fig. 1,
Fig. 3 die Kartusche aus der Sicht des PfeiLes III in Fig. 2.Fig. 3 the cartridge from the perspective of arrow III in Fig. 2.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen die äußere SchaLe (1) der Kartusche, die von vergleichsweise dünnen Wandbereichen (2, 3, 4) gebildet wird. Von diesen erstreckt sich ein flanschartiger Rand (5) nach außen, der zugleich die Anschlußebene an das (nicht dargestellte) Gerät bildet und den Wänden (2,3, 4) ein hohes Maß an Stabilität verleiht. Diese Stabilität wird weiterhin noch dadurch erhöht, das der flanschartig umlaufende Rand (5) mit den Wandbereichen (2, 3, 4) durch Rippen (6) verbunden ist. Die den kastenförmigen Körper (1) umschließenden Wandbereiche (2, 3, 4) sind im übrigen mit Rücksicht einerseits auf die Entformbarkeit bei der Herstellung und andererseits auf die Stabilität des die Kartusche bildenden Körpers von den flanschartig umlaufenden Rändern (5) zum Boden (7) der Kartusche hin leicht konisch verjüngt.Figures 1 to 3 show the outer shell (1) of the cartridge, which is formed by comparatively thin wall areas (2, 3, 4). A flange-like edge (5) extends outwards from these, which also forms the connection level to the device (not shown) and gives the walls (2, 3, 4) a high degree of stability. This stability is further increased by the fact that the flange-like peripheral edge (5) is connected to the wall areas (2, 3, 4) by ribs (6). The wall areas (2, 3, 4) enclosing the box-shaped body (1) are also slightly conically tapered from the flange-like peripheral edges (5) to the base (7) of the cartridge, with a view to the ease of demolding during production on the one hand and the stability of the body forming the cartridge on the other.
Die in den Figuren gezeigte Ausführungsform einer Tonerkartusche nach der Erfindung ist Lediglich als exemplarisches Ausführungsbeispiel aufzufassen. Es darf als selbstverständlich gelten, daß infoLge technischer Änderungen an mit Tonerkartuschen zusammenwirkenden GerätenThe embodiment of a toner cartridge according to the invention shown in the figures is to be understood as merely an exemplary embodiment. It can be taken for granted that technical changes to devices that work together with toner cartridges
28.06.1993 - 9 - 9353728.06.1993 - 9 - 93537
auch die Abmessungen und die FormgestaLtung der Kartusche entsprechend anzupassen sein wird. Demzufolge können sich an der Kartusche andere Abmessungen und andere Formgebungen ergeben, wobei diese jedoch infolge des gleichen Verwendungszwecks und ähnlicher Funktionsbedingungen eine systematische Ähnlichkeit aufweisen werden. An der beispielhaft gezeigten Kartusche soll lediglich gezeigt werden, daß auch ein dünnwandiges Körpergebilde aus biologisch abbaubare Naturprodukte enthaltendem Material bei zweckmäßiger Formgestaltung ein qualitativ hochwertiges, problemlos, umweltfreundlich und wirtschaftlich entsorgbares Produkt ergibt. Insofern stellt die Tonerkartusche nach der Erfindung eine optimale Lösung der eingangs genannten Aufgabe dar.the dimensions and shape of the cartridge will also have to be adapted accordingly. As a result, the cartridge may have other dimensions and other shapes, although these will have a systematic similarity due to the same intended use and similar functional conditions. The cartridge shown as an example is only intended to show that even a thin-walled body structure made of material containing biodegradable natural products, with an appropriate shape, produces a high-quality product that is easy to dispose of, environmentally friendly and economically. In this respect, the toner cartridge according to the invention represents an optimal solution to the task mentioned at the beginning.
Die in den Figuren dargestellte Tonerkartusche ist entsprechend ihrer Raumform kompatibel mit Druck- oder Kopiergeräten der Firmen ANITECH, ATARI, BULL, EPSON, KODAK, OLIVETTI, RANK XEROX, TOSHIBA, TRIUMPH-ADLER sowie mit einer Reihe anderer Firmenprodukte. Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Tonerkartusche in etwa 70 % ihrer tatsächlichen Größenordnung.The toner cartridge shown in the figures is, in accordance with its spatial shape, compatible with printers or copiers from the companies ANITECH, ATARI, BULL, EPSON, KODAK, OLIVETTI, RANK XEROX, TOSHIBA, TRIUMPH-ADLER as well as with a number of other company products. The figures show an embodiment of a toner cartridge designed according to the invention at approximately 70% of its actual size.
Claims (10)
Priority Applications (2)
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| DE9309693U DE9309693U1 (en) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | Toner cartridge for printer or copier |
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|---|---|---|---|
| DE9309693U DE9309693U1 (en) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | Toner cartridge for printer or copier |
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ID=6894997
Family Applications (1)
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Cited By (1)
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| WO1995001588A1 (en) | 1995-01-12 |
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