列印夥伴

計畫目的：為評估雷射印表機加裝碳粉俠濾網(toner catcher)去除微粒數目濃度之效能。

研究項目：

1. 針對特定具代表性之知名雷射印表機以原廠碳粉匣裝置，進行控制箱內模擬一般操作模式列印，

    評估10 nm-10 μm之粒徑逸散微粒數目粒徑分布。

2. 項一之雷射印表機加裝碳粉俠濾網(商標名，Toner Catcher)產品後，依項一之操作模式列印，

    評估10 nm-10 μm之粒徑逸散微粒數目粒徑分布。

3. 評估加裝碳粉俠濾網(商標名，Toner Catcher)(臺灣(I481515)及美國(US 8,798,494B1)新發明專利)

    產品去除列印逸散微粒的去除效率。

測試儀器：

1. 光學微粒分析儀(TSI, Optical Particle Sizer Model 3330，簡稱OPS)，在OPS可計數的微粒

   粒徑範圍  0.30–10 μm的光學粒徑(Optical diameter)，

2. 奈米掃描式微粒電移動分析儀(TSI, NanoScan SMPS Nanoparticle Sizer Model 3910，

    簡稱NanoScan SMPS)的同步監測。 同步搭配NanoScan SMPS的奈米微粒計數每分鐘一組觀測

    數據，電移動度粒徑範圍自10–420 nm的電移動度直徑(mobility diameter)，

其他說明 :

1. 開始列印25頁(列印時間約2分鐘)，停止10分鐘再列印25頁，所記錄奈米級細懸浮微粒

   尺寸與數量， 並比較放上碳粉俠濾網(toner catcher)的差異。操作抽氣流量為1.0 Lpm。

2. 測試的雷射印表機置入一箱體尺寸為1.0 m (L) × 0.5 m (W) × 0.65 m (H)的抗靜電材質

    塗布的測試箱，新鮮外氣以HEPA空氣濾清器供入，箱內隔絕其他微粒來源，引入

    之乾淨氣體以平衡測試箱的內外氣壓為控制條件

測試評估結果

(一) 雷射印表機以原廠碳粉匣列印在未有靜電濾網裝置之微粒逸散

開機的5分鐘熱機時間有微粒的逸散，但其微粒數目濃度較少，隨列印1的列印進行至第一次25張列印完成，其微粒逸散數目濃度快速上升，其數目眾數濃度為477,419 ± 601,886 #/cm³，到了待機1階段時，數目濃度達到最高，數目眾數濃度為719,196 ± 117,405 #/cm³，第二階段列印，列印2階段的數目眾數濃度略降為682,518 ± 238,413 #/cm³，到了待機2階段時，數目眾數濃度再略降為667,120 ± 105,267 #/cm³，到關機階段，數目眾數濃度更降為449,021 ± 25,577 #/cm³，由整個測試的各階段發現，微粒的眾數濃度維持在660,000~720,000 #/cm³的大量逸散微粒數目的狀態之下。

(二)  雷射印表機以原廠碳粉匣列印在裝置靜電濾網之微粒逸散

開機的5分鐘熱機時間較其未裝置靜電濾網的數目濃度比較，此裝置環境下並未有明顯微粒被偵測到，顯示靜電濾網的裝置已將測試箱內熱機時存在的奈米微粒吸附，意謂著裝置靜電濾網在雷射印表機非列印狀況已吸附其周圍環境的奈米微粒，具有主動式去除小空間的室內環境奈米微粒之效果，但其成效尚待另案評估。隨列印1的列印進行至第一次25張列印完成，其微粒逸散數目濃度僅略為上升，其數目眾數濃度為543 ± 71 #/cm³，到了待機1階段時，數目濃度達到最高，數目眾數濃度為410,877 ± 133,720 #/cm³，第二階段列印，列印2階段的數目眾數濃度略降為334,381 ± 11,999 #/cm³，到了待機2階段時，數目眾數濃度略為上升至394,849 ± 59,974 #/cm³，到關機階段，數目眾數濃度更降為258,717 ± 22,288 #/cm³，由整個測試的各階段發現，列印所逸散的微粒主要為小於100 nm的奈米微粒，隨列印的持續進行，在有裝置靜電濾網狀態下，微粒的眾數濃度下降至330,000~ 411,000 #/cm³，顯示雷射印表機在列印過程加裝靜電濾網可有效降低逸散的微粒數目濃度。

未裝置靜電濾網VS裝置靜電濾網之雷射印表機列印之各測試階段數目粒徑分布

(三) 雷射印表機列印測試過程之即時微粒逸散比較

裝置靜電濾網與否的雷射印表機列印測試過程之即時微粒總逸散數目濃度比較如下圖所示，未裝置靜電濾網的測試環境自開機至最後測試關機，總微粒數目濃度始終均較裝置靜電濾網的測試狀態為高，顯示裝置靜電濾網不僅可吸附雷射印表機列印過程所逸散的微粒，尚在待機及關機狀態裝置靜電濾網也有吸附印表機周圍的微粒，廣意地對室內局部空間的微粒數目濃度降低有所效益，總體數目濃度約有46.3%的降低比率。

未裝置靜電濾網在開始列印後1分鍾，微粒數濃度即刻飆升，而裝置靜電濾網在開始列印後2分鍾，微粒數目濃度才快速上升，顯然裝置靜電濾網對列印之初逸散的微粒即有吸附效果。在列印後15分鐘的待機1及待機2等待列印狀態因印表機無新產生的微粒大量逸散，總微粒數目濃度均呈現逐漸下降，到最後關機狀態，總微粒數目濃度持續降低，但無論如何，裝置靜電濾網的雷射印表機所處的測試環境，其總微粒數目濃度很明顯低於未裝置靜電濾網的測試環境。

(四) 次微米至微米(0.3~10 µm)粒徑尺寸的微粒捕集效率佳

裝置靜電濾網與否的雷射印表機列印測試的各別39分鐘，再扣除最後1分鐘的商停時間，加總測試箱內的次微米至微米(0.3~10 µm)粒徑尺寸總逸散微粒分階濃度與裝置靜電濾網的各階微粒捕集效率，其結果如表1所示。裝置靜電濾網的0.3~10 µm粒徑尺寸的總逸散微粒捕集效率為84.3%，尤其是小於0.4 µm以下的逸散微粒裝置靜電濾網可高達90%以上的微粒捕集效率，在小於2.5 µm以下的PM_2.5微粒之數目捕集效率為84.3%，顯示裝置靜電濾網對雷射印表機列印過程產生之碳粉微粒具有極佳的捕集效率。

裝置靜電濾網與否之雷射印表機列印過程即時總逸散微粒數目濃度比較

評估結論

針對裝置靜電濾網與否的雷射印表機列印測試過程之微粒逸散數目濃度測試，獲致以下評估結論：

1. 雷射印表機在開機的5分鐘熱機時間即有微粒的逸散，但其微粒數目濃度較少， 

    隨列印之後，微粒逸散數目濃度快速上升，裝置靜電濾網有延後微粒逸散數目

    濃度的快速上升，明顯降低微粒數目濃度。

2. 無論裝置靜電濾網與否，雷射印表機列印逸散微粒的數目眾數均在100 nm的超細微粒，

    在未裝置靜電濾網狀態下，微粒眾數濃度可達660,000~720,000 #/cm³的大量逸散微粒數目

    狀態之下，在有裝置靜電濾網狀態下，微粒的眾數濃度可下降至330,000~ 411,000 #/cm³，

    雷射印表機在列印過程加裝靜電濾網可有效降低逸散的微粒數目濃度，而逸散的微粒眾數

    濃度粒徑較未裝置靜電濾網的環境略大。

3. 裝置靜電濾網的雷射印表機列印過程之10 nm(奈米)~10 µm(微米)微粒總逸散數目濃度

    約有46.3%的降低比率。

4. 裝置靜電濾網的雷射印表機列印過程逸散微粒在0.3~10 µm粒徑尺寸的總逸散微粒

    捕集效率為84.3%，各階微粒捕集效率， 尤其是小於0.4 µm以下的逸散微粒裝置靜電濾網

可高達90%以上的微粒捕集效率，在小於2.5 µm以下的PM_2.5微粒之數目捕集效率為84.3%，

顯示裝置靜電濾網對雷射印表機列印過程產生之碳粉微粒具有極佳的捕集效率。

委託單位：列印夥伴有限公司

執行單位：嘉南藥理大學室內空氣品質研究服務中心

計畫主持人：蔡瀛逸 教授

研究人員：黃詠淮、陳嘉賢、莊政庭、陳宥勝、李夏萍

計畫期間：民國105年9月26日起至105年10月31日止

報告完成日期 : 中華民國105年11月9日