Thermotransfer, Barcode, Etiketten

Grundsätzlich gibt es keine guten bzw. schlechten Thermotransfer-folien bzw. Thermotransferfarbbänder.
Fast jedes auf dem Markt erhältliche Farbband hat seine Stärken und Schwächen.
Die Schwierigkeit besteht darin, das optimale Produkt für die jeweilige Anforderung zu finden. Das Band muss zu Ihrer Etikettenoberfläche, zu Ihrem Drucker und zur jeweiligen Anwendung passen.

Im Laufe der Jahre ist die Anzahl der Hersteller im Bereich Thermo-Transfer-Folien immer weiter gestiegen. Besonders im asiatischen Markt ist die Zahl der Anbieter inzwischen etwas unübersichtlich geworden. In Europa hingegen dürfte diese Zahl (vorausgesetzt wird ein entsprechender Marktanteil) noch relativ überschaubar sein.
So läßt sich die Zahl der Hersteller, deren Qualitäten in Deutschland vertrieben werden, vermutlich an 2 Händen abzählen. Da diese jedoch meist nicht direkt an den Enduser gehen, sondern Ihre Produkte über Zwischenhändler verkaufen, wird die Sache für den Endkunden ziemlich unübersichtlich.

Viele Händler vertreiben Ihre Produkte unter einer eigenen Bezeichnung. Dies hat hauptsächlich den Grund, sich vor der Konkurrenz zu schützen. Wüßte diese, welches Produkt beim Kunden eingesetzt wird (Hersteller, Typ), würde sie vermutlich einfach versuchen das gleiche Produkt zum günstigeren Preis anzubieten.

Somit hat der Einkäufer im Laufe des Jahres 50 Angebote mit 50 verschiedene Farbbandbezeichnungen vorliegen, hinter denen sich aber im Normalfall lediglich 5 verschiedene Qualitäten verbergen.

Die folgenden Angaben sollen einen kleinen Einblick in die technische Seite der Thermo-Transfer-Folien verschaffen. Um das Ganze einigermaßen übersichtlich zu halten, sind die meisten Angaben stark vereinfacht dargestellt.

Alle technischen Angaben können je nach Hersteller und Qualität entsprechend variieren. Sie dienen lediglich als Anhaltspunkt.

Aufbau:
Die einfachste Beschreibung ist das sogenannte 3-Schicht Modell. Hierbei wird der doch ziemlich komplexe Aufbau der Folie auf funktionaler Ebene auf 3 Schichten reduziert (Farbschicht, Trägerfolie, Backcoating). Die fertige Folie hat hierbei eine Stärke von ca. 8.0 µm.

Farbschicht:
Diese Schicht enthält die Farbpigmente, die durch die Erhitzung der Folie auf das Druckmedium übertragen werden. Die Farbpigmente lösen sich hierbei vollständig vom Trägermaterial ab, wodurch auf der verbrauchten Folie ein Negativbild dessen entsteht, was Sie gerade gedruckt haben. Die Farbschicht hat eine Stärke von ca. 3.0 µm.

Trägerfolie:
Die Trägerfolie bildet das Bindeglied zwischen Farbschicht und Rückseitenbeschichtung (Backcoating). Auf Ihr werden die beiden anderen Schichten quasi aufgetragen.Die Stärke des Trägers liegt bei ca. 4.5 µm. Früher gab es noch eine stärkere Version (ca. 5.7 µm), die heute aber relativ selten eingesetzt wird.

Rückseitenbeschichtung (Backcoating):
Das Backcoating erfüllt eigentlich 3 wichtige Aufgaben:

Schutz des Druckkopfes gegen Verschleiß
das Verhindern einer statischen Aufladung der Folie beim Druck
die Übertragung der Hitze vom Druckkopf zur Farbschicht
Hierbei hat diese Schicht gerade einmal eine Stärke von ca. 0.2 g/m2

Das Finden der optimalen Qualität für seine Anwendung ist zum Einen das wichtigste, zum Anderen das Schwierigste Thema im Bereich Thermo-Transfer. Dies liegt daran, das das optimale Druckergebnis ein Zusammenspiel von Farbband, Drucker und Druckmedium ist. Mittlerweile ist das Angebot an Produkten in allen 3 Bereichen so groß, das es eine fast unendliche Anzahl an Kombinationen gibt. Somit erhält man natürlich eine entsprechend große Anzahl an verschiedenen Druckergebnissen.

Historisch betrachtet gibt es 3 Grundqualitäten. Alle heutigen Qualitäten sind entweder aktuelle Entwicklungsstufen dieser Grundqualitäten, oder es sind Neuentwicklungen die versuchen diese Grundqualitäten den heutigen Anforderungen anzupassen.

Grundsätzlich unterscheidet man bei Farbbandqualitäten 3 Kategorien:

Wachs (Standard)
Wachs-Harz (Medium)
Harz
Diese Qualitäten wurden entwickelt um 3 Bereiche an Druckmedien zu bedienen:

Papieretikett
Kunststoffetikett
Spezialanwendungen
Punkt 3 umfasst hierbei einen größeren Bereich. So reicht das Anwendungsgebiet von Kunsstoffetiketten mit speziellen Anforderungen (z.B. Resistenz gegen Lösungsmittel / Benzin, extreme mechanische oder thermische Belastungen) bis hin zu metallisierten und Typenschildetiketten.

Betrachtet man den deutschen Thermo-Transfer Markt, werden viele Endkunden erstaunt sein, wie klein die Zahl der Hersteller ist, die sich diesen Markt teilt. Und doch gibt es immer mehr Hersteller aus dem Ausland (besonders Asien ist hier sehr aktiv) die versuchen über Zwischenhändler und Zuschneider den deutschen Markt zu erobern, und der ein oder andere konnte sich auch schon ein ganz schönes Stück vom Kuchen sichern.

Thermo-Transfer Drucker wurden für den industriellen Einsatz entwickelt. Im Gegensatz zu Ihren Kollegen im Tinten- und Laserbereich standen diese Drucker meist nicht im Büro, sondern direkt in der Produktion. Entsprechend mußten sie ziemlich robust gebaut werden. Man mußte bei der Entwicklung auch bedenken, das Farbband und Etikettenwechsel meist durch Mitarbeiter aus der Produktion vorgenommen werden und nicht durch den Firmeneigenen EDV´ler. Auch mußten Wartungszeiten und Rüstzeiten möglichst klein gehalten werden damit die Produktion nicht unnötig angehalten werden muß.

Die klassischen TT-Drucker mußten folgende Vorraussetzungen erfüllen:

geringe Ausfallzeiten durch möglichst wenig Mechanik und kaum bewegliche Teile
möglichst unempfindlich gegen Staub, Dreck und Witterungseinflüße
einfaches Wechseln von Etikett / Farbband auch durch unerfahrene Mitarbeiter
einfach zu warten und zu reinigen
So ist es keine Seltenheit das in Firmen noch heute Drucker eingesetzt werden,
die bereits 15 Jahre und älter sind.

Zwar gibt es keine offizielle Klassifizierung bei TT-Druckern, aber man sie kann grundsätzlich nach Einsatzbereich bzw. Druckvolumen unterscheiden. Diese Unterscheidung macht sich sowohl in Verarbeitung bzw. Ausstattung, als auch im Preis des Gerätes bemerkbar.
Wie beim Autokauf sollte man sich vor der Anschaffung eines TT-Druckers vorher Gedanken machen, welches Gerät für die Anwendung geeignet ist.

Das Grundprinzip dieser Technik ist bei fast allen Druckern gleich.
Das Farbband und das zu bedruckende Medium werden unter dem Druckkopf durchgeführt. Die Andruckrolle dient zum Einen dem Transport des Mediums, zum Anderen drückt sie Medium und Farbband gegen den Druckkopf. Medium und Farbband laufen 1:1. Im Druckkopf werden Heizelemente erhitzt. Die Hitze wird auf die Farbschicht des Farbbandes übertragen. Hierdurch löst sich die Farbe vom Trägermaterial der Folie ab und wird auf das Medium übertragen.

Zwar hat sich in den letzten Jahren besonders in Bezug auf den Druckkopf viel getan, das Grundprinzip ist jedoch gleich geblieben. Auf Grund unterschiedlicher Anforderung hat sich eigentlich nur die Bauform, bzw. die Anordnung des Druckkopfes verändert.

Allerdings benötigt man für diese neuen Techniken spezielle Farbbänder, die speziell auf diese neuen Spezifikationen angepaßt wurden.

Mittlerweile ist die Anzahl der Hersteller für Transfer-Drucker so angestiegen, das es wohl nicht möglich ist sie komplett zu listen.
Hinzu kommt der Umstand, das immer mehr Firmen die Druckerhardware von einem Hersteller kaufen und lediglich das Gehäuse, manchmal auch nur den Namen oder die Farbe ändern. Es entsteht ein ähnlicher Effekt wie bei den Farbbändern. Man findet im Internet unendlich viele Anbieter und Modelle, die sich aber von der Hardware auf ein Dutzend Hersteller reduzieren lassen.
Hierbei das für die eigene Anwendung passende Gerät zu finden ist auf Grund des mittlerweile fast unübersichtlichen Angebots, leider nicht wirklich einfach. Die verschiedenen Modelle unterscheiden sich meist nur in technischen Kleinigkeiten, oder sind für spezielle Anwendungen konzipiert.

Wer heute in Deutschland einen Thermo-Transfer-Drucker kaufen möchte, wird wohl unter Anderem über folgende Hersteller “stolpern”.

Etiketten sind als Druckmedium im Thermo-Transfer-Bereich wohl am weitesten verbreitet. Die Palette reicht hierbei von Standard-Versandetikett, über Textiletiketten bis hin zum hochwertigen Typenschild.
Durch die fast unbegrenzten Variationen an Oberfläche, Farbe, Form und Abmessung, gibt es in diesem Bereich nur noch wenige Anwendungen die man wirklich als Standard bezeichnen kann. Auf Grund der vielen Anbieter ist es heute ab einer gewissen Stückzahl kein Problem mehr, sich sein eigenes Etikett produzieren zu lassen. Sollten bei kleineren Serien die Kosten für Werkzeuge und Produktion zu hoch werden, haben die meisten Anbieter zumindest ein vergleichbares Werkzeug aus einem anderen Auftrag.

Auf Grund der immer neuen Anwendungen und der immer besseren Farbbänder, ist die Auswahl an Transfer-Etiketten mittlerweile fast grenzenlos. Die meisten Etikettenhersteller sind mittlerweile dazu übergegangen Ihre Produktpalette um den Bereich Transfer-Etiketten zu erweitern. Es handelt sich hierbei um Etiketten, deren Oberflächen besonders für die Bedruckung im Transferverfahren geeignet sind. Selbst bei Etiketten die schwer bzw. nicht bedruckbar sind, gibt es mittlerweile Varianten die mit sogenannten Transferlacken beschichtet sind.
Hierbei werden die Bereiche des Etikettes die bedruckt werden sollen mit einer speziellen Lackschicht überzogen, die sich gut bedrucken läßt. Auch gibt es Etiketten bei denen bei der Oberflächenbeschichtung bestimmte Bereiche freigelassen werden, die dann problemlos bedruckt werden können.
Zudem trägt die immer größer werdende Auswahl an Farbbandqualitäten dazu bei, daß inzwischen immer mehr Etikettenmaterialien transfergeeignet sind. Man muß nur das passende Farbband für die Anwendung finden, was auf Grund der immer größer werdenden Auswahl, manchmal schwieriger ist als man glaubt.

Von der Hardware ist das Thermo-Direkt Verfahren praktisch identisch mit dem Thermo-Transfer Verfahren. Es werden bei dieser Technik lediglich die Farbbänder weggelassen. Es reagiert also nicht das Farbband auf die Temperatur des Druckkopfes, sondern das Etikett selbst.
Die Meisten werden diese Technik noch von den Thermo-Fax Geräten her kennen. Während diese Technik bei Faxgeräten inzwischen seltener eingesetzt wird, ist es bei der Produktkennzeichnung noch relativ häufig im Einsatz. Im Bereich der Versandetiketten ist dieses Verfahren sehr beliebt.

Der Markt für Sicherheitsanwendungen wächst ständig. Das Betrifft auch den Bereich der Sicherheitsetiketten. Der größte Anteil fällt hierbei wohl auf den Bereich Produktpiraterie und Warendiebstahl. Um sich vor diesen, immer größer werdenden, Bedrohungen zu schützen, muß die Wirtschaft sich permanent neue Schutzmechanismen einfallen lassen. Das fängt mittlerweile schon bei der Kennzeichnung Ihrer Produkte an.
Sicherheitsetiketten sind eine verhältnismäßig einfache und doch sehr effektive Methode um ein Produkt vor Diebstahl oder dem Kopieren zu schützen.

RFID (Radio Frequency IDentification)

Bei RFID benutzt man Radiowellen um automatisch z.B. Objekte oder Personen zu identifizieren.
Hierbei wird eine Information (z.B. Artikel-Nr., Personal-Nr., …) auf einem Chip gespeichert, der mit einer Antenne verbunden ist (Chip + Antenne = RFID- Transponder). Bringt man diese Elemente auf ein Etikett auf, hat man ein RFID- Etikett. Die Daten auf dem Chip werden mittels der Antenne als Radiosignale an eine Empfangsstelle (Receiver) übermittelt. Die Empfangsstelle übersetzt die Signale in elektronische Daten und leitet sie entsprechend weiter (z.B. an einen PC).

Wie funktioniert ein RFID- System?

Zu einem RFID- System gehören ein Transponder und ein Empfänger. Der Empfänger sendet Radiosignale aus, die auf die Frequenz des Transponders abgestimmt sind. Kommt der Transponder in den Bereich des Empfängers, so nutzt er das elektromagnetische Feld des Empfängers als Energiequelle (der Transponder selbst ist passiv -> er besitzt keine eigene Stromquelle). Der Chip des Transponders sendet nun seine gespeicherten Daten über die Antenne als Radiowellen an den Empfänger. Die Signale werden in Daten umgewandelt und weitergeleitet.

Bei der Heißfolienprägung handelt es sich um ein Hochdruck-Verfahren, bei dem mit Hilfe eines Messing-, Kupfer- oder Magnesiumklischees (Stempel) eine aus mehreren Schichten bestehende Heißprägefolie auf den Bedruckstoff aufgebracht wird. Hierfür sind Temperaturen zwischen 100°C und 200°C erforderlich.

Zur Auswahl stehen neben einfachen Codierfolien (in verschiedenen Farben) z.B. auch glänzende oder matte Folien in Metallic-Farben (z.B. Gold und Silber), Multicolor-Folien (z.B. “Rainbow”) und Folien mit Spezialeffekten (z.B. Perlmutt, Diffraktions- und Hologrammfolien).

Das Kartendruckverfahren (Dye Sublimation) ist dem Thermo-Transferverfahren sehr ähnlich. Auch hier wird die Farbe von einem Farbband mit einem Druckkopf und Hitze auf ein Medium übertragen.

Der Unterschied liegt in der Übertragung der Farbe. So wird die Farbe hier nicht vollständig vom Farbband auf das Medium übertragen, sonder eher “aufgedampft” (sublimiert). Wie beim Thermo-Transfer wird ein Druckkopf angesteuert, der sich erhitzt und so die Farbe überträgt.
Jedoch kann bei diesem Verfahren der Druckkopf unterschiedlich stark erhitzt werden. Je weniger Hitze anliegt, desto weniger Farbe wird übertragen. Hierdurch erreicht man, im Gegensatz zum Thermo-Transfer, weiche Farbübergänge (beim Thermo-Transfer ist lediglich eine Rasterung möglich). Aus diesem Grund wird diese Technik vor Allem in grafischen Bereichen angewendet. Durch spezielle Farbbänder (Mehrzonenfarbbänder) werden hier, im Overlayverfahren, grafische Drucke in Foto-Qualität erzielt.

Vom Grundprinzip unterscheiden sich Kartendrucker und Etikettendrucker nicht besonders. Bei beiden Systemen wird das zu bedruckende Medium unter einem Druckkopf durchgeführt. Zwischen Druckkopf und Medium läuft das Farbband 1:1 mit. Durch Erhitzen des Druckkopfes wird die Farbe vom Farbband auf das Medium übertragen.
Die größten Unterschiede liegen im zu bedruckenden Medium. Während man im Etikettendrucker Rollenware in verschiedenen Abmessungen und Materialien verarbeitet, werden im Kartendrucker einzelne Karten bedruckt die in Ihren Abmessungen genormt sind.

Zum Einen ergibt sich der Vorteil, das die Zuführung nur mit einem Format arbeiten muß (statisch), zum Anderen ist die präzise Zuführung von einzelnen Karten etwas schwieriger (Stapeldruck).

Hinzu kommt der Umstand des Overlay-Drucks. Wie beim Siebdruck werden auch hier mehrere Farbschichten übereinander gedruckt. Aus diesem Grund muß die Karte mehrfach, sehr exakt, unter dem Druckkopf durchgeführt werden. Ergeben sich hier Abweichungen, wirkt das Ergebnis verschwommen und ist im Normalfall nicht mehr zu gebrauchen.

Karten lassen sich sowohl mit monochromen Folien bedrucken (hier sind auch Thermo-Transferfolien aus dem Kunstharzbereich geeignet), als auch mit sogenannten Mehrzonen-Farbbändern.

Monochrome Folien werden zur Abbildung einfacher Informationen genutzt (Schrift, Barcodes, einfache Grafiken). Möchte man aufwendigere Informationen drucken (z.B. Fotos, anspruchsvolle Grafiken), greift man zum Mehrzonen-Farbband.

Obwohl somit die Auswahl an Folien für den Endkunden wesentlich übersichtlicher ist als z.B. im Thermotransfer Bereich, sind die meisten Kunden dennoch gezwungen Ihre Folien bei bestimmten Anbietern zu kaufen.

Das liegt daran, das viele Druckerhersteller dazu übergegangen sind für die Farbbandaufnahme Speziallösungen zu entwickeln. Dies reicht von sehr aufwendigen Kernen, über Cartridge Lösungen, bis hin zu integrierten Chips, ohne die das Farbband vom Drucker nicht erkannt wird. Es entwickelt sich ein ähnlicher “Kampf”, wie bei Tintenpatronen.

Plastikkarten sind sehr vielseitig einsetzbar. Standardmäßig sind sie PVC-Laminiert und haben Kreditkartenformat (86mm X 54mm).Neben verschiedenen Farben und Vordrucken gibt es diese Karten auch optional mit Erweiterungen wie z.B. Magnetstreifen oder integrierten Chips.
Somit ergeben sich verschiedenste Einsatzmöglichkeiten für dieses Produkt.

Plastikkarten lassen sich auf verschiedene Arten individualisieren. Neben dem einfachen Druck (z.B. Namen, Barcode), lassen sich mit speziellen Mehrzonen-Farbbändern ganze Fotos übertragen. Auch das sogenannte Hochprägen wird bei diesem Medium gerne verwendet.

Die Kartenstärke wird bei den Händlern meist in -mil- (milli-inch) angegeben. Für die Standardanwendung sollten Karten mit 30mil (ca. 0,76mm) passend sein. Für besondere Anwendungen gibt es hier noch weitere Varianten (z.B. 0,25mm / 0,4mm / 0,5mm).

Der Markt für Technik, Zubehör und Ersatzteile im Thermo-Transfer Bereich wächst stetig. Immer mehr Firmen bieten nicht nur Verschleißteile und Erweiterungen für die Drucksysteme an, sondern auch Zubehör welches den Bereich Kennzeichnung innerhalb der Produktion effizienter gestalten soll, bzw. vereinfachen. Das betrifft vor allem das Handling der bedruckten Etiketten.

Hinzu kommt der Markt für Barcode-Scanner. Mit Sicherheit werden über 80% aller Transfer-Drucker genutzt um einen Barcode zu drucken. Vermutlich verdankt die Thermo-Transfer Technik ihre Entstehung der Einführung des Barcodes. Mittlerweile gibt es für fast jede Anwendung ein speziell darauf ausgerichtetes Modell. Das geht vom einfachen Handscanner (an der Kasse), über die Laser-Gun (für Hochregallager), dem mobilen Scanner (für die Inventur), bis zum hochspezialisierten 3D Scanner für z.B. Transportbänder (Flughäfen).

Im Bereich Barcode Scanner hat sich in den letzten Jahren sehr viel getan. Mittlerweile gibt es Scanner in allen Preis- und Leistungsklassen. Besonders in den Bereichen Anbindung, Bedienung und Programmierung sind diese Geräte mittlerweile auch für den Nicht-Informatiker “einigermaßen” verständlich geworden. Das Preis- Leistungsverhältnis ermöglicht inzwischen auch “Kleinstbetrieben” den sinnvollen Einsatz dieser Technik. Da inzwischen eigentlich jedes Produkt mit einem Barcode gekennzeichnet ist, ist der Scanner besonders im Bereich der Lagerlogistik eigentlich unersetzlich.

Aufwickler werden meist in Firmen verwendet, bei denen die Etiketten an einem anderen Ort gedruckt werden bzw. zeitlich versetzt zur Produktion.
Sind die Etiketten sauber aufgespult, lassen sie sich wesentlich besser transportieren oder einlagern. Auch lassen sich die Etiketten auf verschiedene Kerne spulen um sie entsprechend zu verarbeiten, z.B. für Etikettenspender oder Applikatoren.

Im Vergleich zu internen Aufwicklern (bei vielen Thermo-Transfer Druckern als Option erhältlich), sind externe Aufwickler vom Drucker unabhängig, und können meist auch mehr Material aufspulen (interne Aufwickler sind durch die Gehäusegröße limitiert).

Wie bei Etiketten-Aufwicklern machen auch Spender Sinn, wenn Etikettendruck und Kennzeichnung entweder an verschiedenen Orten oder zu unterschiedlichen Zeiten statt finden. Das Gerät löst das Etikett vom Trägermaterial, und schiebt es auf eine Spendekante. Von hier kann das Etikett dann vom Anwender abgenommen und entsprechend verarbeitet werden.
Spender gibt es in unzähligen Variationen. Diese reichen vom kleinen, manuell betriebenen, Handspender bis zum vollautomatischen Applikator, der die Etiketten automatisch auf das Produkt aufbringt. Das Trägermaterial wird von den meisten Spendern gleich aufgewickelt, und kann dann problemlos entsorgt werden.

Weitere Optionen für Spender reichen vom Zählen der gespendeten Etiketten, bis zur Verifikation (Prüfung auf Korrektheit) des aufgedruckten Barcodes.

Ersatzteile sind besonders bei Transfer-Druckern ein sehr interessantes Thema. Zum einen sind sie ein nicht unerheblicher Kostenfaktor, zum anderen können sie das Druckergebnis maßgeblich beeinflussen.
Wie bei allen Geräten mit beweglichen Teilen, sind auch beim Transfer-Drucker gewisse Bauteile sehr verschleißanfällig. Das Betrifft neben dem Druckkopf vor allem die Andruckwalzen, die dafür sorgen sollen das Etikett und Farbband 1:1 transportiert werden und möglichst exakt aufeinander liegen. Da der Verschleiß an sich nicht zu vermeiden ist, gehen immer mehr Druckerhersteller dazu über Ihre Geräte so zu konzipieren, daß man besonders betroffene Teile auch selber wechseln kann ohne den kompletten Drucker zu zerlegen.