Glossar



Thermotransferdruck, Thermotransferbeschriftung

Thermotransferdruck im Plastikkartenbereich bezeichnet das Druckverfahren, welches mittels Hitze und Anpressdruck Farbpigmente von einer Trägerfolie (Druckfolie) auf die Kartenoberfläche überträgt. Wie der Begriff schon sagt: Thermo = Wärme, Transfer = Über ein Medium, hier die Druckfolie. Zusätzlich reduziert die Bezeichnung Thermotransferdruck oder Thermotransferbeschriftung den Typ und somit die Eigenschaften  der zulässigen Druckfolie. Es kommen nur Druckfolien mit einer 1-Bit-Farbtiefe zum Einsatz. 1-Bit-Farbtiefe bedeutet im Druckprozess, das Farbpartikel vollständig oder gar nicht von der Trägerfolie übertragen werden. Ein Beispiel: Erfolgt der Kartendruck mittels einer im Kartendrucker eingelegten schwarzen monochromen Druckfolie ist jede auf der Karte anschließend  sichtbare Information schwarz - nicht Grau oder eine Schattierung von Schwarz, sondern 100% schwarz. Diese Eigenschaft gilt für alle Thermotransferdruckfolien: Die Farbpigmente der verwendeten Druckfolie (Schwarz, Weiß, Blau, Rot, Grün, Silber, Gold, Scratch-Off ...) werden vollständig oder gar nicht übertragen. Optische Farbschattierungen beim Thermotransferdruck sind nur durch Rasterung der Druckdaten möglich. Eine Druckvorlage wird auf eine 1-Bit-Farbtiefe reduziert. Es entstehen Druckdaten der Qualität:  „Druckinformationen mit dem Wert = 1“ oder „Keine Druckinformation mit dem Wert = 0“. So entsteht optisch ein Raster, allerdings werden alle Druckinformationen mit dem Wert 1 mit 100% der Farbpigmente der verwendeten Thermotransferdruckfolie an der Position übertragen.

Der Druckvorgang findet im Druckwerk statt. Das Druckwerk umfasst die Kartentransportmechanik (Antriebsrollen), Die Ab- und Aufwickelmechanik für die Druckfolien und den Druckkopf. Der eigentliche Druckvorgang erfolgt über den Druckkopf:

1. Die Karte wird über die Transportmechanik ins Druckwerk transportiert und genau an die zu bedruckende Stelle unterhalb des Druckkopfs positioniert.

2. Zwischen Druckkopf und Kartenoberfläche befindet  sich die Druckfolie, das Farbband.

3. Der Druckkopf wird mechanisch abgesenkt und der erforderliche Anpressdruck auf die Druckfläche (Kartenoberfläche) erzeugt.

4. Der Druckkopf wird über die Anschlussleitungen an den Dots/Punkten, für die Druckinformationen vorliegen, stark erhitzt.

5. Die Hitze und der ausgeübte Anpressdruck übertragen die Farbpartikel von dem Trägermaterial der eingelegten Druckfolie auf die Kartenoberfläche.

6. Die Kartenoberfläche (i.d.R. PVC-Folienmaterial) nimmt die Farbpartikel an.

7. Der Druckprozess erfolgt fortwährend des Kartentransports

8. Sobald die Druckinformation übertragen wurde und kein direkter Wärmeeinfluss mehr ausgeübt wird, erkaltet die Stelle und es entsteht eine abriebfeste Verbindung zwischen der Kartenoberfläche und den übertragenen Farbpartikeln.

9. Die Karte ist sofort einsatzbereit, weitere Trocken- oder Kühlzeiten sind unnötig.


Druckkopf

Die Druckinformationen/ Druckdaten werden direkt oder indirekt über den Druckkopf auf die Karte übertragen. Direkt bedeutet ohne ein Druckmedium zwischen Kartenoberfläche und Druckkopf (Thermodruck oder Thermorewritedruckverfahren) oder indirekt mit einem Druckmedium (Druckfolie) zwischen Kartenoberfläche und Druckkopf (Thermotransfer- oder Thermosublimationsdruck). Der Druckkopf besteht aus einer Thermodruckleiste und einer Mechanik, die die Ausrichtung der Thermodruckleiste übernimmt. Die Thermodruckleiste ist das Medium, das die Druckdaten überträgt. Sie besteht aus einer Linie einzeln steuerbarer Druckzellen. Die Anzahl der auf der Thermoleiste befindlichen Druckzellen definiert die Druckauflösung (z. Bsp. 300 dpi = 300 Punkte/ Zoll). Über das angeschlossene Druckkopfkabel werden die Druckinformationen übertragen. Alle Kartendrucker sind „Spaltendrucker“. Dies meint, dass das Druckmotiv Spalte für Spalte gedruckt wird. Das Druckmotiv entsteht kontinuierlich durch den Kartentransport und Spaltendruck. Ein einwandfreies Druckergebnis entsteht nur, wenn der der Druckkopf zur Druckoberfläche richtig positioniert ist, der Kartentransport einwandfrei erfolgt, keine Verschmutzung oder Beschädigung der Thermodruckleiste vorliegt, der vollflächige Kontakt zwischen Kartenoberfläche und Thermodruckleiste besteht und der erforderliche Anpressdruck und die Drucktemperatur aufgebracht werden. Beim Kartendruck ist zusätzlich auf die Qualität des zulässigen Kartenmaterials zu achten. Verschmutzungen, Veränderungen der Druckparameter oder mechanischen Einstellungen oder der anderen am Druckprozess beteiligten Komponenten / Materialien beeinflussen das Druckergebnis. Durch Verschmutzung, mechanisch beschädigte Thermodruckleisten sind irreparabel und können nur ausgetauscht werden. Damit der Austausch des Druckkopfs einfach und in minutenschnelle durch den Bediener erfolgen kann, werden aktuell vormontierte Ersatzdruckköpfe als Ersatzteil mit einer Montageanleitung geliefert.


Dot(s) / Punkte / dpi

Die Druckauflösung bei Kartendruckern wird üblicherweise in dpi = dots per inch (= Zeichen/ Zoll, 1Zoll = 2,54 cm) angegeben. 300 dpi sind somit 300 Punkte pro Zoll oder umgerechnet 11,8 Punkte pro Millimeter. Verglichen mit den Druckauflösungen aktueller Drucker aus der Büroumgebung lässt man sich vielleicht zu der Aussage verleiten: Nicht stand der Technik. Diese Aussage ist allerdings übereilt, da hier wieder die berühmten Äpfel mit den Birnen verglichen werden. Bitte beachten Sie die folgende grundsätzlichen Unterschiede: Es werden unterschiedliche Anforderungen an die Qualität und besonders an die Abriebfestigkeit des Drucks gestellt und das Druckmaterial ist gänzlich verschieden. Papier auf der einen und PVC-Oberflächen auf der anderen Seite. Papier nimmt sehr viel leichter Tinte oder Toner auf oder an. PVC ist dagegen eine „harte Nuss“. Hier ist das Zusammenspiel von Anpressdruck, Temperatur, Druckoberfläche und Druckfolie zu beachten. Eine hohe Druckauflösung muss gleichfalls immer Schritt halten mit der mechanischen Standfestigkeit und Druckgeschwindigkeit. So hat sich die Druckauflösung auch bei den Kartendruckern im Lauf der Jahre stetig erhöht. Die ersten Kartendrucker hatten eine Druckauflösung von 2,75 Punkte pro Millimeter, gefolgt von 4 Punkte pro Millimeter, gefolgt von 8 Punkte pro Millimeter und aktuell 11,8 Punkte pro Millimeter. Mit steigender Druckauflösung stieg parallel die Zahl der Anwendungen und der Farbdruck wurde möglich.


Thermosublimation, Thermosublimationsbeschriftung

Als Thermosublimationsbeschriftung im Kartendruckbereich wird eine besondere Art des Thermotransferdrucks bezeichnet. Technisch ist das Druckverfahren identisch allerdings werden spezielle Druckfolien verwendet. Es kommen Druckfolien zum Einsatz, die eine höhere Farbtiefe haben. Höhere Farbtiefe meint, dass abhängig von der zugeführten Energie (Wärme) definiert Farbpartikel von der Trägerfolie auf die Kartenoberfläche übertragen werden. Dadurch werden Farbabstufungen möglich: Eine Farbdruckfolie besteht aus den Farbkomponenten Y (= Yellow, Gelb), M (= Magenta, Rot), C (=Cyan, Blau), K (= Black, Schwarz) und O (=Overlay, transparente Schutzfolie ähnlich Klarlack). Eine YMCKO- Druckfolie (wir bezeichnen diese Folie als Segmentfolie 5-fach) ist so konfektioniert, dass die Farbabfolge Gelb, Magenta, Cyan, Schwarz und tranparentes Overlay jeweils gößer als das Kartenformat hintereinander abfolgend gewickelt ist. Im Druckprozess wird die Karte im Druckwerk positioniert und im ersten Schritt die Kartenoberfläche mit allen Druckinformationen für die Farbe Gelb gedruckt, anschließend die Druckinformationen für die Farbe Magenta, dann Cyan, dann Schwarz und abschließend die gesamte Kartenoberfläche mit einer transparenten Schutzschicht – dem Overlay – abgedeckt. Die Sublimationsbeschriftung ist somit eine Art „Sandwichdruckverfahren“. Das gesamte Druckmotiv wir Lage für Lage gedruckt. Da die Sublimationsfolien sehr viel temperaturempfindlicher als die monochromen Thermotransferdruckfolien sind, muss das Druckmotiv am Ende mit der transparenten Schutzschicht, dem Overlay, bedruckt werden. Dieses Overlay schützt den Farbdruck und bringt erst die erforderliche Abriebfestigkeit. Der Begriff “Sublimation“ beschreibt dieses Sandwichdruckverfahren. Damit unterschiedliche Farben entstehen können, müssen die Farben Gelb, Magenta und Cyan der Druckfolie lichtdurchlässig, d.h. dürfen nicht deckend, sein. Da ein echtes Schwarz als Farbe durch den Druck von Gelb, Magenta und Cyan nicht entsteht und Textinformationen als auch Barcodierungen in schwarz erforderlich sind, verfügt die Druckfolie auch den Abschnitt Schwarz. Aktuell für den Kartendruck verfügbare Sublimationsfolien sind: Graustufenfolie und Farbdruckfolie (Segmentfolie 5-fach, YMCKO oder Segmentfolie 6-fach YMCKO&K für Duplexdrucker, Druck Vorderseite Farbdruck, Druck Rückseite monochrom schwarz).


Retransferdruck

Retransferdrucker sind Drucksysteme, die das Druckmotiv nicht direkt auf die Kartenoberfläche drucken, sondern negativ, invers  auf eine transparente Retransferfolie. Die Retransferfolie ist eine mit einem transparenten Overlay beschichtete Trägerfolie. Im nächsten Bearbeitungsschritt wird mittels beheizter, weicher Gummiwalzen das nun auf der Trägerfolie befindliche Druckmotiv vollflächig auf die Kartenoberfläche appliziert. Das Druckmotiv erscheint wieder positiv und die transparente Schutzschicht, das Overlay, bildet wieder die Kartenoberfläche. Dieses Druckverfahren bietet mehrere Vorteile: Der Druckkopf kommt nicht direkt in Kontakt mit der Kartenoberfläche, da der Motivdruck im Drucker auf die Retransferfolie erfolgt. Somit sind auch mechanische Beschädigungen des Druckkopfs durch Verschmutzungen der Kartenoberfläche selten. Das Übertragen des Druckmotivs mittels beheizter, weicher Walzen auf die Kartenoberfläche „bügelt“ diverse Kartenfehler, insbesondere im Kartenrandbereich aus.

Unebenheiten wie Stanzgrate am Kartenrand (durch die Fertigung der Karten verursacht: Karten werden im Nutzen gefertigt und durch einen Stanzvorgang aus dem Bogen vereinzelt), Kratzer oder Einfallstellen durch Chipimplementierungen. Zusätzlich ist der vollständige randablaufende/ angeschnittene/ vollflächige Kartendruck möglich. Ein weiterer Vorteil ist das Oberflächenfinish: Die Kartenoberfläche der bedruckten Karten ist glänzend. Dieser Effekt wird gleichfalls erst durch die Übertragung mittels der beheizten Walzen erreicht. Hohe Temperaturen und die Wärmewirkung auf eine größere Fläche bewirken eine starke Vernetzung der Farbpartikel und der transparenten Schutzfolie – der verwendete Begriff „bügeln“ beschreibt diesen Zusammenhang treffend. Retransferdrucker werden häufig für die Bedruckung von Chipkarten eingesetzt, besonders für berührungslose Chipkarten.


Tipper (Einfärbemodul für klassische Hochprägung)

Als Tipper wird ein Einfärbemodul für die klassische Hochprägung bezeichnet. Die erhabenen Prägezeichen werden mittels einer Heißprägefolie zwecks optischer Hervorhebung eingefärbt. Dieser Einfärbevorgang erfolgt mittels Hitze und Druck. Die Heißprägefolie gibt es in verschiedenen Farben (Schwarz, Weiß, Silber, Gold) und Längen. Der Tipper ist immer im Anschluss an die Prägemodule im Kartenprägesystem montiert. Die geprägte Karte wird in den Tipper transportiert und dort positioniert. Die Heißprägefolie läuft zwischen Kartenoberfläche und Tipperkissen. Das Tipperkissen ist die beheizte Fläche, die mechanisch auf die Karte abgesenkt wird. Die Absenkung des Tipperkissens erfolgt soweit, dass der Kontakt zwischen Tipperkissen und der erhabenen Prägung hergestellt wird. Die eingestellte Temperatur, die Dauer des Anpressvorgangs und der aufgewendete Anpressdruck sorgen für die Übertragung der Farbpartikel von der Heißprägefolie auf die erhabenen Prägezeichen. Die Parameter für den Anpressdruck, die Anpressdauer, die Temperatur des Tipperkissens und den Vorschub der Heißprägefolie können individuell abhängig vom Kartenlayout und der verwendeten Heißprägefolie (Tipperfolie) eingestellt werden.


Tipperfolie (Heißprägefolie)

Die Tipperfolie ist eine Heißprägefolie und wird für die Einfärbung der klassischen Hochprägung, erhabene Prägung verwendet. Damit die Farbpartikel von der Tipperfolie auf die Prägung übertragen werden, sind eine bestimmte Temperatur, ein ausreichender Druck und eine bestimmte Dauer notwendig. Tipperfolien sind in verschiedenen Farben und Längen für die jeweiligen Prägesysteme verfügbar.


Hochprägung, erhabene Prägung

Die klassische Hochprägung, erhabene Prägung ist eine Art der Kartenpersonalisierung, bei der das Kartenmaterial dauerhaft mechanisch verformt wird. Der Prägevorgang erfolgt rein mechanisch durch Druck. Damit die Prägung detailscharf erscheint, wird je ein Stahlstempel von oben (Matrize) und ein Stahlstempel von unten (Patrize) über eine Hebelmechanik zusammengepresst. Auf der Matrize ist das zu prägende Zeichen vertieft und auf der Patrize erhaben dargestellt. Beim Prägevorgang wird die Karte zwischen Matrize und Patrize positioniert und die Hebelmechanik presst die beiden Stempelhälften zusammen. Das Kartenmaterial wird an dieser Stelle verformt und zeigt das Abbild der beiden Stahlstempel detailgenau. Der Prägevorgang ist ein rein mechanischer Vorgang, kein grafischer Druckvorgang. Es können daher nur Zeichen auf einer Karte dargestellt werden, die physikalisch auch als Prägezeichen im Prägesystem vorhanden sind. Die klassische Hochprägung für die Personalisierung von Plastikkarten erfolgt daher einheitlich. Die Schriftart für die Darstellung von alphanumerischen Informationen ist Gotik, oftmals ergänzt durch die länderspezifischen Sonderzeichen (in Deutschland beispielsweise Ä, Ö, Ü) und besteht ausschließlich aus den Ziffern 0 – 9 und den Alphazeichen (Großbuchstaben) A – Z. Zusätzlich verfügen die Kartenprägesysteme noch über den numerischen Prägetypensatz OCR7B, eine maschinenlesbare Schrift, zur Darstellung von Nummern (z. Bsp. Kreditkartennummern, Kundennummern).

Nach dem Prägevorgang erscheint die Prägung farblich nicht anders als die Farbe der Kartenoberfläche zuvor an dieser Position (Ausnahme: Stress White Material). Damit die Prägung nicht nur mechanisch aus der Kartenoberfläche hervor steht sondern auch optisch betont wird, erfolgt i. d. R. eine abschließende Einfärbung im Tipper.


Indenting, Indentprägung, Flachprägung

Das Indenting ist ein mechanisches Prägeverfahren, das das Kartenmaterial mit einer Flachprägung, optisch ähnlich einer Gravur bearbeitet. Der Prägevorgang erfolgt rein mechanisch durch Druck. Damit die Prägung detailscharf erscheint, wird je ein Stahlstempel von oben (Matrize) und ein Stahlstempel von unten (Patrize) über eine Hebelmechanik zusammengepresst. Das Prägezeichen ist nur einseitig auf der Patrize als erhabenes Zeichen vorhanden. Das Gegenstück des Prägezeichens, die Matrize zeigt kein Prägezeichen, sondern ist eine glatte Fläche. Die Matrize dient bei der Flachprägung lediglich dazu, den erforderlichen Gegendruck für die Patrize beim Prägevorgang aufzubringen.

Beim Prägevorgang wird die Karte zwischen Matrize und Patrize positioniert und die Hebelmechanik presst die beiden Stempelhälften zusammen. Das Kartenmaterial nimmt an dieser Stelle das Abbild der Patrize detailgenau an. Es entsteht ein Eindruck, eine vertiefte Darstellung des Prägezeichens, ähnlich einer Gravur. Abhängig ob die Patrize von oben in die Kartenvordersite oder von unten in die Kartenrückseite gedrückt wird, erscheint die Information auf der Kartenvorder- oder Kartenrückseite. Der Prägevorgang ist ein rein mechanischer Vorgang, kein grafischer Druckvorgang. Es können daher nur Zeichen auf einer Karte dargestellt werden, die physikalisch auch als Prägezeichen im Prägesystem vorhanden sind. Für das Indenting stehen verschiedene Standardprägezeichensätze zur Verfügung. Damit die Flachprägung auch optisch auffällig erscheint, erfolgt die Einfärbung beim Prägevorgang durch eine Infillereinheit.


Infiller, Infillereinheit

Die Infillereinheit ist das Einfärbemodul für die Indentprägung (Flachprägung). Ein Infillerband wird zwischen Kartenkörper und Prägemechanik ähnlich eines Farbbandes bei einer Schreibmaschine geführt. Um bei dem Beispiel Schreibmaschine zu bleiben erfolgt auch bei der Indentprägung die Einfärbung einfach dadurch, dass der Prägetyp beim Prägevorgang die Farbpartikel von der Infillerfolie überträgt. Dieser Vorgang erfolgt rein mechanisch, ohne Wärmeeinwirkung. Eine feste Verbindung entsteht nicht zwischen dem Kartenmaterial und den Farbpartikel. Lediglich dadurch, dass die Einfärbung in der vertieften Flachprägung erfolgt haften die Farbpartikel. Diese Einfärbung dient lediglich der optischen Hervorhebung und ist insofern nur wischfest.


Stress White Material

Als Stress White Kartenmaterial bezeichnet man Karten, die durch die Hochprägung eine Verfärbung erfahren. Dadurch, dass das Material beim Prägen gestreckt wird, erscheint die Prägung weiß. Daher ist es natürlich erforderlich, dass die Stress White Karten grundsätzlich nicht weiße Karten sein dürfen, da ansonsten kein Kontrast zwischen Kartenfarbe und Prägung entsteht. Die Bezeichnung Stress = Strecken und White = Weiß betitelt das Material treffend. In Deutschland wird dieses Kartenmaterial nur selten verwendet, in den vereinigten Staaten ist das Prägen mit diesem speziellen Material für bestimmte Anwendungen noch gebräuchlich.


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