Drucken mit 400 Grad Celcius
Thermodrucker halten ganz schön was aus - und Thermopapier auch.
| veröffentlicht in: Elektronik, WEKA Verlag, Heft 12/2009 | |
| Dieser Fachbeitrag erklärt detailgenau, was jeder beachten sollte, der auf Thermopapieren druckt. | |
| Er erläutert die wichtigsten Faktoren des Thermodruckverfahrens und zeigt auf, wie nur deren exaktes Zusammenspiel für beste Druckergebnisse in Anwendungen mit Thermodruckern sorgen kann. | |
Beim Druck eines Thermopapiers werden die Druckelemente im Druckkopf des printers in weniger als 1 ms auf bis zu 400°C erhitzt. Der Großteil der Wärme fließt in das Thermopapier und reagiert mit der thermosensitiven Schicht. Dieser Wärmeabfluss ist deshalb so wichtig, weil der Druckkopf im Wesentlichen dadurch gekühlt wird. Eine gute Wärmeübertragung begünstigt also auch die Lebensdauer des Druckkopfes. Wenn während des Druckvorganges die Bestandteile in der thermosensitiven Schicht schmelzen, werden Teile davon mechanisch abgetragen und verschmutzen den Druckkopf. Gute Thermopapiere unterstützen eine Art Selbstreinigungswirkung. Sind die Heizzeiten richtig gewählt und ist der Druckkopf mechanisch richtig eingestellt, so lagert sich nur ein kleiner Teil kurz hinter den Druckelementen ab. Stimmen die Einstellungen nicht, so wachsen die Ablagerungen stetig Richtung Druckelemente an oder brennen sich direkt auf den Druckelementen ein. In diesem Fall werden die Druckelemente thermisch isoliert und verschleißen extrem schnell. Ein falsch gewähltes oder qualitativ minderwertiges Thermopapier kann einen Drucker innerhalb kürzester Zeit beschädigen. Nur mit spezifizierten Papieren lässt sich auch sicher die angegebene Lebensdauer erreichen. | |
| Was sollte bei der Auswahl beachtet werden? | |
| Wird in der Anwendung viel gedruckt? | |
| Generell sollte nur hochwertiges Papier verwendet werden. Je mehr gedruckt wird, umso wichtiger werden | |
| 1. die Oberflächenrauhigkeit der Papieroberfläche: das Thermopapier schleift im Betrieb den Druckkopf allmählich ab. Gute Papiere haben eine glatte Oberfläche und sind daher mechanisch wenig abrasiv. Topcoat Papiere erzeugen durch ihre sehr niedrige Oberflächenrauhigkeit in der Regel einen noch geringeren Abrieb am Druckkopf als Non Topcoat Papiere. | |
| 2. der Ionengehalt im Papier: Thermopapiere enthalten produktionsbedingt freie Ladungsträger in Form von Na-, K- und Cl- Ionen. Diese wirken bei hoher Feuchtigkeit auf die Glaspassivierung des Druckkopfes äußerst aggressiv und zersetzen diesen allmählich. Gute Thermopapiere weisen einen sehr niedrigen Ionengehalt auf. Die Werte müssen unter (Na<500ppm, K<100ppm und Cl<300ppm) liegen. | |
| Welchen Temperaturbelastungen ist der Ausdruck ausgesetzt? | |
| Zunächst muss das Papier passend zur Druckgeschwindigkeit gewählt werden. Ein schnellerer Drucker benötigt ein Papier mit höherer dynamischer Sensitivität als ein langsamerer (Bild 3). Hoch sensitive Papiere erreichen die volle Schwärzung bei niedrigem Energietransfer. Und auch das statische Temperaturverhalten, d.h. bei welcher Temperatur die Schwärzung eines Thermopapiers beginnt, ist richtig auszuwählen. Standard- Thermopapiere beginnen bei ca. 70°C das Image zu entwickeln. Es gibt auch Spezial-Papiere, z.B. für den Parkticket-Bereich, bei denen die Schwärzung des Papieres bei 90°C oder 120°C beginnt. | |
| Soll der Ausdruck länger archiviert werden? | |
| Leuco Farbstoffe haben die Tendenz in ihren Ausgangszustand, d.h. weißes Licht zu reflektieren, zurückzukehren. Sonnenlicht, Weichmacher, Öle und Wasser beschleunigen diesen Prozess. Die Farbstoffe haben unterschiedliche starke Resistenzeigenschaften gegen die verschiedenen Einflussstoffe. Mittlerweile werden Thermopapiere hergestellt mit spezifizierten Imagelesbarkeiten (bei korrekter Lagerung) von 5, 25 und sogar „99“ Jahren. | |
| Soll auf vorbedruckten Papieren gedruckt werden? | |
| Die Thermodruck Technologie ermöglicht auch das Drucken auf vorbedruckten Papieren. Allerdings sind hier einige Dinge zu beachten, um die empfindlichen Druckköpfe nicht zu schädigen. Wird vorbedrucktes Papier verwendet, verschärfen sich die oben beschriebenen Effekte. Da sich die Druckfarbe des bedruckten Papiers zwischen Druckkopf und thermo-sensitiver Schicht befindet, muss sie die hohen thermischen und mechanischen Belastungen verkraften. Leider ist selbst die beste Druckfarbe nicht so belastbar wie ein gutes Thermopapier. Aufgrund dessen ergeben sich während des Druckvorganges auf vorbedrucktem Papier mengenmäßig mehr Ablagerungen als auf reinem Thermopapier. Daher sind einige Regeln unbedingt zu beachten: In den Bereichen, in denen gedruckt wird, sollte möglichst wenig Farbauftrag, besser sogar gar keine Farbe sein. Verwendet werden sollten nur Farben, die als spezifizierte Thermodruckfarben mindestens 230°C Temperaturbelastbarkeit erreichen. Auf Sicherheitsfarben, metallische Farben oder Leuchtfarben darf nicht gedruckt werden. Ebenso sollten Hologrammfolien außerhalb des Druckbildes gestellt werden. Die Heizleistung (Schwärzung) ist zu reduzieren, es ist eine andere „Drucker Einstellung“ zu wählen. | |
| Soll der Ausdruck fälschungssicher gemacht werden? | |
| Generell wächst mit steigendem Wert eines Tickets die Gefahr der Fälschung. Hier sollte man von vorne herein das Ticket mit einem geeigneten Sicherheitselement versehen. Folgende stehen u.a. zur Auswahl: „UV-Fibres“ = Fasern, die unter UV Licht sichtbar werden „Anti-photocopying printing inks” = Druckfarben, die sich schlecht Kopieren lassen „Individualized Holograms“ = zusätzlich aufgebrachte Hologramme „Micro-printing” = Texte oder Ziffern die so klein sind, dass sie nur schwer kopiert werden können „Integrated RFID-chips” = In das Ticket eingebrachter RFID Tag oder auch „IR-readable Barcode“ = hier ist das durch den Thermokopf erzeugte Image im Infrarot Spektrum absorbierend. | |
| Wie wichtig ist Ihnen unsere Umwelt? | |
| Thermopapiere können und sollen recycelt werden! Wichtig für den Einsatz von Thermopapieren im Zusammenhang mit Lebensmitteln ist die Freigabe des Thermopapieres durch die ISEGA-Forschungs- und Untersuchungs-Gesellschaft mbH, Aschaffenburg. Dieses unabhängige Institut untersucht die Papiere in Bezug auf den Kontakt mit Lebensmitteln und erteilt bei Unbedenklichkeit ein Zertifikat (ISEGA-Freigabe). Einige europäische Hersteller von Thermopapieren haben zudem das Umweltzertifikat „FSC“ oder „Swan“. Zur Vergabe wird die Einhaltung von Standards der gesamt Emmission von Schadstoffen, auch schon während der Produktion, geprüft und bewertet. | |
| Vielseitigkeit von Thermopapieren: | |
| Hersteller von Thermopapieren bieten eine Vielzahl an verschiedenen Papier-Typen in Ihren Sortiment, die auf unterschiedlichste Anwendungen hin optimiert wurden. So gibt es weitere Möglichkeiten Thermopapiere auf eine Applikation anzupassen: Wasserresistente Papiere für die Kühltechnik oder für Floristen; 2-lagige Papiere zur Erzeugung von Durchschlägen im POS Bereich; farbige Papiere, transparente Thermofolien, reißfestes Papier, u.v.m. Selbst ein 2-farbiger Druck z.B. rot/schwarz ist zur besseren Visualisierung möglich. In jedem Fall ist es sinnvoll, sich umfassend beraten zu lassen bevor die Einsatzentscheidung fällt. Denn nur eine gute Wahl wird auch zu einem guten Ergebnis führen. | |
| Autor: Dipl. Ing. (FH) Klaus Baldig ist Entwicklungsleiter bei GeBE | |
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