11. Farberzeugung: Druck - IDD - Technische Universität Darmstadt

Transcription

11. Farberzeugung: Druck
Praktische Farbmessung / Farbwissenschaften in der Papiertechnik
Quelle: http://www.ligum.cz
11 Farberzeugung | Praktische Farbmessung
Definition Drucken
Visuelles Drucken (Grafisches Drucken)
Unter „Drucken“ versteht man im allgemeinen die Herstellung von Printmedien, die der
Mensch visuell beurteilt oder benutzt. Dies sind beispielsweise Bücher, Zeitungen,
Zeitschriften, Plakate und Verpackungen.
Quelle: Brockhaus Enzyklopädie
Funktionales Drucken
Die Druckverfahren werden zur Strukturierung von Oberflächen und zur Dosierung von
Materialien verwendet. Die Ergebnisse werden nicht visuell beurteilt, sondern haben eine
Funktion. Beispielsweise medizinische Teststreifen, Antennen, Leiterbahnen, RFIDs und
OLEDs.
Definition Drucken am IDD
Drucken bezeichnet die Vervielfältigung von Strukturen durch Übertragung von Materie
(Druckfarbe, Druckfluid) auf eine Oberfläche durch mechanischen Kontakt (Druckform),
hydrodynamisch (Inkjet, Coating) oder mittels elektromagnetischer Felder.
11 Farberzeugung | Praktische Farbmessung | 2
Definition: Drucken
Drucken ist ein (Re-)Produktionsverfahren. Hierbei werden die Informationen
(und beziehungsweise oder die Funktionen) auf den Bedruckstoff aufgetragen.
Die Zahl der Druckverfahren ist sehr groß. Neben den konventionellen
Druckverfahren mit Druckformen gibt es auch neuere Druckverfahren ohne
Druckformen. Heute unterscheidet man daher die Gruppe der konventionellen
Druckverfahren von den Digitaldruckverfahren.
Ursprünglich bezeichnet das Drucken lediglich den Vorgang zur Wiedergabe von
Bild und beziehungsweise oder Text. In neuerer Zeit geht die Forschung aber
auch in Richtung gedruckter Funktion.
Der grafischer Druck ist gegenüber dem funktionalen Druck von größerer
Bedeutung und hebt sich in seinen Eigenschaften davon ab.
Die Informationen werden in beliebiger Anzahl auf einen Bedruckstoff
(Papier, Karton, Pappe, Glas, Folie, …) oder auf Produkte (Spielzeug,
Haushaltsgeräte, Büroausstattung, …) aufgebracht.
Meistens werden über eine Druckmaschine oder einen Drucker färbende
Substanzen (Druckfarbe, Toner, Tinte, Lack) definiert übertragen.
Bei der Wiedergabe einer mehrfarbigen Vorlage, wird diese entsprechend
der zu druckenden Anzahl von färbenden Substanzen in gerasterte,
monochrome Teilbilder zerlegt.
Quelle: Brockhaus Enzyklopädie 2005
Arbeitsschritte zur Herstellung von Druckprodukten
Prepress
Druckvorstufe
• Bildgestaltung
• Textgestaltung
• Layout
• Aufbereitung zu
druckbaren Dateien
(Rasterung und
Farbauszüge)
• Filmherstellung und
Plattenherstellung
Press
Postpress
Druckprozess
• Übertragung der
Bildinformationen und
Textinformationen
mittels eines
Druckverfahrens auf
einen Bedruckstoff
Weiterverarbeitung
(nicht Bestandteil
dieser Vorlesung)
• Schneiden
• Falzen
• Stanzen
• Prägen
• Lackieren
Druckverfahren - Kategorien
Druckverfahren
Konventionelle
Druckverfahren
(Feste Druckform)
Digitaldruckverfahren
(Non-Impact-Printing)
BeschichtungsVerfahren
PrägedruckVerfahren
Druckverfahren: Einteilung nach Druckform
Druckverfahren
konventionelle Druckverfahren
(Druckverfahren mit fester Druckform)
Hochdruck
Tiefdruck
Flachdruck
Durchdruck
...
Digitaldruckverfahren
(Non-Impact-Druckverfahren)
Elektrofotografie
Inkjet
Thermografie
...
Konventioneller Druckprozess
Um eine Systematik zu schaffen werden die
konventionellen Druckverfahren im allgemeinen
nach der geometrischen Gestalt der Druckform
bezüglich der druckenden und nichtdruckenden
Elemente unterteilt.
Bei den konventionellen Druckverfahren
werden neben der Druckfarbe, dem
Bedruckstoff, einer Druckform auch eine
Druckspannung benötigt.
Die Druckform „speichert“ alle Informationen
der Vorlagen als Bildelemente und
Nichtbildelemente. Bildelemente werden von
der Druckform in dem jeweiligen
Druckverfahren mit Druckfarbe übertragen,
Nichtbildelemente drucken nicht.
Die Druckspannung ist zur Übertragung der
Druckfarbe auf den Bedruckstoff notwendig.
Druckform
Druckfarbe
Druckprozess
bei allen
Druckverfahren
Bedruckstoff
Druckspannung
Hochdruck: Flexodruck und Buchdruck
Es handelt sich um das älteste Druckverfahren (Holzdruck, Gutenberg)
Heute kommt nur noch Flexodruck industriell zur Anwendung.
Die druckende Formelemente liegen höher als die nichtdruckenden
Formelemente.
Quelle: Kipphan, H.: Handbuch der Printmedien.
Heidelberg: Springer Verlag, 2000.
Tiefdruck: Rakeltiefdruck und Tampondruck
Der Bedruckstoff übernimmt die Druckfarbe aus den Vertiefungen der
Druckform und bleibt an den Stellen ungefärbt, die in Kontakt mit der glatten
Oberfläche kommen.
Die Farbe wird in den Näpfchen der Tiefdruckform aufgenommen. Überschüssige
Farbe wird anschließend durch ein Rakel wieder entfernt.
Die druckenden Formelemente liegen tiefer als die nichtdruckenden
Formelemente.
Quelle: Kipphan, H.: Handbuch der
Printmedien. Heidelberg: Springer
Verlag, 2000.
Flachdruck: Offsetdruck (1)
A
Der Druck erfolgt indirekt (offset) von der Druckform über ein Gummituch auf
den Bedruckstoff.
Konventioneller Offsetdruck (häufige Anwendung):
Nichtdruckende Elemente sind wasserfreundlich (hydrophil) und werden
während des Druckvorgangs mit Wasser (Feuchtmittel) benetzt.
Druckende Elemente sind wasserabstoßend (hydrophob), nehmen aber die
ölhaltige Farbe an.
Es werden Feuchtwerke und Feuchtmittel (Wasser, Alkohol) benötigt.
Wasserloser Offset (seltene Anwendung):
Die Druckplatte ist mit einer farbabweisenden Silikonschicht beschichtet,
welche die nichtdruckenden Elemente darstellen. Bei der Belichtung
(Bebilderung) wird die Silikonschicht an den druckenden Stellen freigelegt, die
dann Farbe annehmen.
Das Feuchtmittel ist in diesem Fall nicht erforderlich.
Die Oberfläche der Druckform ist eben. Die druckenden Formelemente liegen
auf der gleichen Ebene wie die nichtdruckenden Formelemente.
Quelle: Kipphan, H.: Handbuch der Printmedien. Heidelberg: Springer Verlag, 2000.
Flachdruck: Offsetdruck (2)
Verlag, 2000.
Durchdruck: Siebdruck
Die Druckform besteht aus einem
beschichteten Sieb.
An den Stellen, wo die Druckform
später drucken soll, wird die
Beschichtung entfernt.
Zunächst wird die Druckfarbe auf
dem Sieb gleichmäßig verteilt.
Die Druckfarbe wird dann mit Hilfe
eines Rakels durch das Sieb
gedrückt.
Anschließend wird das Sieb von dem
Bedruckstoff abgehoben.
Quelle: Kipphan, H.: Handbuch der Printmedien.
Heidelberg: Springer Verlag, 2000
Definition Digitaldruck
Der Begriff Digitaldruck wird uneinheitlich verwendet. Es gibt jedoch eindeutige
Eigenschaften, die den Digitaldruck vom konventionellen Druck abgrenzen.
Der Druck erfolgt direkt aus dem digitalen Datenbestand auf den Bedruckstoff
ohne Zwischenspeicherung durch die Druckform.
Die Übertragung der färbenden Substanzen (Toner, Tinte, Druckfarbe) ist
nahezu berührungslos, woher auch der Begriff Non-Impact-Printing (NIP)
kommt.
Es wird keine feste Druckform verwendet sondern es kommen löschbare und
wieder beschreibbare, latente Druckformen zum Einsatz (zum Beispiel im
Laserdrucker), oder es sind gar keine physikalischen sondern nur virtuelle
Druckformen vorhanden (zum Beispiel beim InkJet-Druck).
Weiterhin wird bei konventionellen Druckverfahren die zunehmende Integration
und Digitalisierung von Druckvorstufe und Druck mit den Begriffen der
Computer-to-Technologien (CtFilm, CtPlate, CtPrint) beschrieben.
In dieser Vorlesung werden unter Digitaldruck diejenigen Verfahren verstanden,
bei denen direkt aus einem digitalen Datenbestand gedruckt werden kann und
keine Herstellung einer Druckform außerhalb der Druckmaschine notwendig ist.
Inkjet
Die Bildpunkte
werden direkt durch
Aufspritzen oder
Auftropfen auf den
Bedruckstoff
gebracht.
Es existiert eine
Vielzahl an Verfahren
zur Erzeugung des
Tropfens.
Man unterscheidet
grundsätzlich
zwischen „ContiniousInkjet“ und „Drop on
Demand“.
Verlag, 2000
Bildreproduktion im Druck
Mit vielen Druckverfahren sind nur
konstante Schichtdicken realisierbar.
Ausnahmen sind nur der Tiefdruck und das
InkJet-Verfahren.
Wollte man mit einer Druckfarbe arbeiten
und könnte nur konstante Schichtdicken
auftragen, so wären lediglich zwei Farben
möglich, nämlich die der Druckfarbe und
des unbedruckten Bedruckstoffs.
Im Dreifarbdruck wären es immerhin schon
acht Farben, nämlich die Farbe des
unbedruckten Bedruckstoff, die drei
Primärfarben, die drei Sekundärfarben
(Mischung aus zwei Primärfarben) und die
Tertiärfarbe (Mischung aus allen drei
Primärfarben).
Sieben Farben reichen jedoch für die
Wiedergabe von Bildern nicht aus. Es
müssen auch Zwischenstufen, sogenannte
Halbtöne möglich sein.
Wie druckt man Halbtöne? (1)
Wie es am Beispiel des Entenbildes zu
erkennen ist, kann durch additive Mischung
einer Farbe (Vollton) mit dem „Papierweiß“,
also der Farbe des Bedruckstoffs, eine
hellere Farbwirkung (Halbton) entstehen,
wenn das Auge die Punkte räumlich nicht
auflösen kann.
Durch den Druck kleiner Volltonpunkte
können Halbtöne realisiert werden. Diese
Methode wird Rasterdruck genannt.
Einfarbendruck
Dreifarbendruck
Als Beispiel soll folgender Halbtonkeil für die Farbe Magenta drucktechnisch
realisiert werden.
Voraussetzung für eine richtige Rasterung ist, dass das Auge die Druckpunkte
im normalen Betrachtungsabstand nicht beziehungsweise kaum auflösen
kann. Daher sind für unterschiedliche Anwendungen auch unterschiedliche
Rasterweiten möglich beziehungsweise nötig. Ein Plakat kommt mit einem
wesentlich gröberen Raster aus als beispielsweise eine Zeitschrift.
Für jede Bildfläche muss nun das Verhältnis von unbedruckter zu bedruckter
Fläche (Flächendeckung, Tonwert) so eingestellt werden, dass die gewünschte
Farbwirkung in der additiven Mischung entsteht
Rasterdruck
Variation des Flächeverhältnisses
(gängig und bei allen
Druckverfahren einsetzbar)
Druck echter Halbtöne
Variation der Schichtdicke
(nur beim Tiefdruck und InkJet-Druck möglich)
Rasterung
Die Rasterung ist die Umsetzung von Halbtonvorlagen in
Volltoninformationen zur Erstellung von Druckvorlagen.
Farbabstufungen werden durch unterschiedliche
Flächendeckungen erzielt. Dies kann durch Variation der
Rasterpunktgröße (AM) oder Variation des
Rasterpunktabstandes (FM) erreicht werden.
Farbabstufungen können durch das Drucken von positiven
Punkten oder das Drucken einer gefüllten Rasterzelle mit
ausgesparten Rasterpunkten, also negativen Druckpunkten,
erreicht werden. In Vorlagen sind beide Arten gleichzeitig
möglich.
Für mehrfarbige Vorlagen muss zusätzlich zur Rasterung auch
eine Farbseparation und eine Rasterwinkelung durchgeführt
werden.
Terminologie: Raster (1)
unbedruckte Fläche
Rasterfläche
A
Volltonfläche
Negative Druckpunkte
Bei der Wiedergabe von Tonwerten ist ein
Punktschluss in jedem Fall zu vermeiden.
Daher wird ab einer bestimmten Tonwertstufe zum
Druck von negativen Druckpunkten übergegangen.
Bei negativen Druckpunkten wird die Rasterfläche
komplett bis auf den „Druckpunkt“ gefüllt.
Der Übergangsbereich von positiven Druckpunkten zu
negativen Druckpunkten liegt im Bereich eines
Tonwerts zwischen 50 % und 70 %.
Positive
Druckpunkte
Negative
Druckpunkte
Quelle: International Paper: Der kleine
Liebling Print. 18. Auflage, 2000.
Terminologie: Raster (2)
A
Raster: Scharf begrenzte oder verlaufend angeordnete Linien, Punkte oder
Flächen zur Zerlegung von Halbtonvorlagen in Druckelemente bei allen
Druckverfahren.
Rasterzelle: Zweidimensionale Matrix aus Druckpunkten zur Simulation von
Halbtönen
Rasterweite: Mittelpunktabstand zweier Rasterzellen, Maß für die Feinheit des
Rasters. Wird oft auch fälschlich als Begriff für die Rasterfrequenz verwendet.
Rasterfrequenz: Reziprokwert der Rasterweite, also die Anzahl der Punktreihen
(Linien) an, die sich auf einer Strecke von 1 cm befinden. Die Einheit ist Linien pro
cm [L] = 1/cm oder lines per inch [L] = lpi.
Rasterpunktabstand: Kürzester Abstand w = 10/L zwischen zwei Rasterpunkten
in Millimetern [w] = 1 mm.
Vollton: Fläche im Druckbild, die zu 100% mit Farbe bedruckt ist.
Halbton: Mischung aus Druckfarbe und Bedruckstoffweiß, die durch dünnere
Farbschichten oder durch geringere Flächendeckung der Druckfarbe erzeugt
werden kann.
Flächendeckung: Anteil der bedruckten Fläche einer Rasterzelle, der auch als
Tonwert bezeichnet wird.
Quelle: Goldmann, G.: Das Druckerbuch. 2. Auflage, Poing: Océ Printing Systems GmbH, 2002.
A
Typische Rasterweiten
Hinweis: Die Tonwertumfänge sind bei den Druckverfahren nicht gleich!
Quelle: Kipphan, H.:
Handbuch der Printmedien.
Heidelberg: Springer
Verlag, 2000.
Tonwertstufen
Das Auge kann in einem Schwarz-Weiß-Bild etwa
150 Grauwerte unterscheiden.
Werden zu weinig Tonwertstufen (Graustufen)
verwendet, so treten sichtbare Fehler auf
(Posterisation oder Contouring).
Die Übertragung der Tonwertstufen wird durch die
Informationstiefe in Bit gekennzeichnet.
28 = 256
Abstufungen
24 = 16
Abstufungen
22 = 4
Abstufungen
21 = 2
Abstufungen
Mehrfarbendruck
Für einen Mehrfarbendruck werden
standardmäßig die Prozessfarben
Cyan, Magenta, Gelb (Yellow) und
Schwarz (blacK) gedruckt, wobei
CMY eigentlich ausreichen würden.
Farbvorlagen müssen für die
Reproduktion zunächst in die vier
Prozessfarben zerlegt werden.
Dieser Vorgang wird Farbseparation
genannt, oder es ist vom Herstellen
der Farbauszüge die Rede.
Anschließend erfolgt, wie beim
Druck von Graustufen, eine
Zerlegung in einzelne druckende
Elemente, die Rasterung.
Quelle: International Paper: Der kleine Liebling Print. 18. Auflage, 2000.
Einfluss der Tonwerte auf die Farbmischung im
Mehrfarbendruck
Lage der Rasterpunkte beim Farbendruck
Möglichkeiten für die Anordnung der Rasterpunkte beim Mehrfarbendruck
additive
Farbmischung
Rasterpunkte
liegen vollständig
nebeneinander
Rasterpunkte
liegen teilweise
nebeneinander
und teilweise
übereinander
autotypische
Farbmischung
Rasterpunkte
liegen vollständig
übereinander
subtraktive
Farbmischung
Quelle: Teschner, H.: Offsetdrucktechnik. 10.
Auflage, Fellbach: Fachschr.-Verl., 1997.
Autotypische Mischung
analoge Bildvorlage als Dia
digitale Bildvorlage am LCD-Monitor
Farbbild durch
nebeneinander
liegende Bildpunkte
(RGB); additive
Farbmischung
Farbbild durch
übereinander
liegende
Farbfilter (YMC);
subtraktive
Farbmischung
Farbbild durch
übereinander und
nebeneinander liegende
Bildpunkte (CMY);
autotypische Farbmischung
aus subtraktive und additive
Farbmischung)
reproduziertes Bild im Druck
Farbmischung beim Mehrfarbdruck (1)
A
Üblicherweise wird mit lasierenden* Druckfarben gearbeitet. (Lasieren kommt
von Lasur, deren Farbmittel den Untergrund nicht abdecken sondern einen
transparenten Film bilden).
Im Übereinanderdruck ergibt sich die Mischfarbe gemäß der subtraktiven
Farbmischung.
Die subtraktive Farbmischung im Übereinanderdruck von Farbschichten ist nur
mit lasierenden Druckfarben möglich. Der Grund dafür ist, dass bei deckenden
Farben das Licht an der jeweils zuletzt gedruckten Farbe reflektiert wird.
Die ideal lasierende Druckfarbe wirkt wie ein ideales Filter.
Liegen die Druckpunkte eng nebeneinander, so mischt sich das reflektierte Licht
im Auge additiv.
Eine additive Farbmischung durch den Nebeneinanderdruck von Rasterpunkten
ergibt sich nur dann, wenn die Rasterpunkte entweder sehr klein sind oder aus
großer Entfernung betrachtet werden.
An beiden Arten der Farbmischung ist die Farbe des Bedruckstoffs beteiligt.
Die Kombination aus additiver Farbmischung und subtraktiver Farbmischung
beim Druck nennt man „autotypische Farbmischung“.
Farbmischung beim Mehrfarbdruck (2)
autotypische
Farbmischung
=
subtraktive Mischung
+
additive Mischung
Quelle: Küppers, H.: Farbe. München: Callwey Verlag, 1977.
A
Die additive Farbmischung und
subtraktive Farbmischung sind
beim autotypischen
Mehrfarbendruck nicht zu
gleichen Anteilen am
Druckergebnis beteiligt.
Der größte Anteil der
wahrgenommenen Mischfarbe
beruht auf der additiven
Mischung.
Die Mischfarbe hängt von
verschiedenen Faktoren ab.
Schichtdicke der gedruckten
Farben (Filterwirkung)
Remission des Bedruckstoffs
(Farbe des Bedruckstoffs)
Verhältnis der mit Farbe
bedeckten Flächen zur
unbedruckten Fläche des
Bedruckstoffs
A
Realfarben / Skalenfarben (1)
Reale Druckfarben können die geforderten Eigenschaften für Optimalfarben
nicht erfüllen. Insbesondere können die steilen Flanken der optimalen Spektren
nicht realisiert werden.
Gelb kann am besten der entsprechenden Optimalfarbe angenähert werden.
Cyan zeigt im Vergleich zur Optimalfarbe keine steile Flanke und zudem
kleinere Werte im kurzwelligen und mittelwelligen Bereich.
Für Magenta ergibt sich im Wellenlängenbereich von 380 nm bis 495 nm
weniger als ein viertel des Wertes der Optimalfarbe.
Mit den realen Druckfarben CMY, auch Skalenfarben genannt, ist es nicht
möglich, den Farbumfang der Optimalfarben zu erzielen.
Zudem ergeben sich bei Realfarben durch die additive Mischung und subtraktive
Mischung nicht die gleiche Farbe. Es gibt daher kein identisches Verhalten im
Übereinanderdruck und im Nebeneinanderdruck.
Normierung der Skalenfarben
Zum Drucken werden die Standardfarben (Skalenfarben) Cyan, Magenta, Gelb
(Yellow) und Schwarz (Black, Key), kurz CMYK, verwendet. Alle anderen
Druckfarben nennt man Schmuckfarben oder Sonderfarben.
Die weltweit gültige ISO-Norm 2846 definiert für alle konventionellen
Druckverfahren die Skalenfarben (CMYK).
Die angegebenen CIELAB-Farbwerte und Toleranzen gelten für den Normbeobachter 2° und die Normlichtart D50
Quelle: ISO 2846-1:1997
und ISO 2846-2:2000
Farbe des Bedruckstoffs (1)
Der ideale CMY-Farbraum basiert darauf, dass der Bedruckstoff ideal weiß ist.
Die Farbe des Bedruckstoffs bestimmt nämlich den Ursprung des CMY-Raums.
Reale Bedruckstoffe erfüllen diese Bedingung jedoch nicht.
Ein Maß für die Weißheit eines Stoffs wie Papier ist der Weißgrad.
Der CIE-Weißgrad (CIE Whiteness) ist für die Lichtarten D65/10o und C/2o in
ISO 11475 und ISO 11476 genormt. Da die Lichtart D65 im Gegensatz zur
Lichtart C einen UV-Anteil enthält, spricht man bei der Bewertung mit D65 von
Outdoor-Whiteness, im Fall von Lichtart C von der Indoor-Whiteness.
Für die Lichtart D65 berechnet sich der Weißgrad W nach folgender Gleichung.

W = Y + 800 ⋅ (0,3127 − x ) + 1700 ⋅ (0,3290 − y )
Allgemein gilt folgende Gleichung für den Weißgrad.
W = Y + 800 ⋅ ( xLichtart − x ) + 1700 ⋅ ( y Lichtart − y )
Daneben gibt es noch eine Reihe weiterer Formeln.
Farbe des Bedruckstoffs (2)
Die Farbe des Papiers hat
einen großen Einfluss auf den
visuellen Eindruck.
Zusätzliche Einflüsse
resultieren aus der Opazität
(Lichtdurchlässigkeit) des
Bedruckstoffs.
Opazität =
Quelle: Schläpfer, K.: Farbmetrik in der Grafischen Industrie. 3. Auflage, St. Gallen: Ugra, 2002.
βschwarzer Untergrund
⋅100%
β weißer Untergrund
Dichte (1)
Die spektrale optische Dichte Dopt(λ) kennzeichnet die Undurchlässigkeit
gegen Strahlung einer Schicht für eine bestimmte Wellenlänge λ. Sie ergibt sich
aus dem logarithmischen Kehrwert des Transmissionsgrads τ (λ):
Dopt (λ ) = log10
1
τ (λ )
Um eine einfache Kenngröße für die Filterwirkung der Druckfarbe zu erhalten
und somit einen Rückschluss auf die Farbschichtdicke ziehen zu können, wird
die spektrale Dichtekurve D(λ) der gedruckten Farbe bestimmt.
An der gedruckten Farbschicht kann keine Transmission gemessen werden. Aus
diesem rund wird die spektrale Dichte aus der Remission bestimmt.
D( λ ) = log10
1
= − log10 β ( λ )
β (λ )
Dichte (2)
Im Druckprozess wird die optische Dichte als Kenngröße für die Steuerung der
Farbschichtdicke verwendet.
Hierzu wird eine einzelne, aussagekräftige Kennzahl benötigt. Daher wird die
spektrale Dichte für den Bereich angegeben, in dem die Druckfarbe die größte
Absorption aufweist. Dort ist die spektrale Dichtekurve am größten.
D = max D(λ )
Historisch wurde dies mit Hilfe von relative schmalbandigen Filtern erreicht,
wobei laut Norm mit der Lichtart A beleuchtet wird. Für jede Skalenfarbe ist ein
Filter definiert, der für die Dichtemessung den Bereich der größten Absorption
der Druckfarbe „herausschneidet“:
⎛
⎞
D = − log10 ⎜⎜ ∫ τ (λ ) ⋅ β (λ ) d λ ⎟⎟
⎝ vis
⎠
Auch wenn die Dichte eine Druckfarbe gemessen wird, ist die Dichtemessung
(oder Densitometrie) keine Farbmessung im eigentlichen Sinn!
Dichte: Skalenfarben
• Im drucktypischen Farbschichtdickenbereich ergibt sich ein linearer
Zusammenhang zwischen gedruckter Farbschichtdicke und Dichte.
• Für sehr große (druckuntypische) Farbschichtdicken wird ein Grenzwert D∞.
• Der Zusammenhang wurde erstmals im Jahr 1964 durch Tollenaar und Ernst
beschrieben.
Kipphan, H.: Handbuch der Printmedien.
Heidelberg: Springer Verlag 2000
Dichte: Bedruckstoffe
Die Dichte hängt von der verwendeten Druckfarbe und dem Bedruckstoff ab.
Vergleich Kunstdruck-, Kopier- und Zeitungspapier, Aniloxfarbe Cyan
3,0
2,5
Dichte D
2,0
1,5
1,0
0,5
Kunstdruckpapier
Kopierpapier
Zeitungspapier
0
0
2
4
6
8
Farbschichtdicke auf dem Papier p / µm
10
12
Tonwertzunahme (1)
Die Tonwertzunahme Z ergibt sich
aus der Differenz des bekannten
Rastertonwertes im Film
beziehungsweise im digitalen
Datenbestand und dem gemessenen
Rastertonwert im Druck und wird
grundsätzlich in Prozent Zunahme
vom Film zum Druck angegeben.
Die Tonwertzunahme ergibt sich in
Überlagerung aus mehreren
Einflüssen.
Herstellung der Druckform
(Druckplatte beim Offsetdruck)
mechanischen Vergrößerung des
Druckpunkts
optischen Zunahme der
Flächendeckung
durch den Lichtfang.
Quelle: Kipphan, H.: Handbuch der Printmedien. Heidelberg: Springer Verlag 2000
Tonwertzunahme (2)
Ein Rasterpunkt auf der Druckform wird beim Drucken nicht exakt auf den
Bedruckstoff übertragen. Der Rasterpunkt wird im Offsetdruck durch die
Druckspannung und das Gummituch deutlich größer auf dem Bedruckstoff
abgebildet. Dies führt zu einer höheren Flächendeckung, also einem höheren
Tonwert. Tonwertzunahmen von 5 % bis 20 % und sogar 30 % sind
prozessbedingt und völlig normal.
Voraussetzung für eine exakte Wiedergabe ist, dass die Druckkennlinie des
eigenen Prozesses bekannt ist. Jede Druckerei nimmt daher die
Druckkennlinien für ihre Prozesse und Maschinen auf und legt diese in
Datenbanken ab.
Über die Druckkennlinie kann die Tonwertzunahme bei der Erstellung der
Rasterpunktgröße berücksichtigt werden. Die Punkte werden um den
entsprechenden Wert kleiner auf die Druckplatte aufgebracht.
Bei der Festlegung der Druckkennlinie sind alle am Prozess beteiligten
Elemente, wie die Druckform, die Druckmaschine, die Filmvorlage und der
Bedruckstoff zu berücksichtigen.
In vielen Programmen zur Bildgestaltung (zum Beispiel Photoshop) können
diese Parameter voreingestellt werden.
A
Tonwertzunahme – Druckkennlinie (3)
Beispiel:
Druckkennlinie für den
Prozess von der Vorlage
(Film) bis zum Druck
Z
= Tonwertzunahme
im Druck
= Flächendeckung
FF
des Films
= Flächendeckung
FD
des Drucks
Die Druckkennlinie ist
abhängig von der
Papieroberfläche, dem
Saugverhalten oder
Wegschlagverhalten, der
Farbe.
Quelle: Kipphan, H.: Handbuch der Printmedien. Heidelberg: Springer Verlag, 2000.
Qualitätskontrolle
A
Die gedruckte Farbschichtdicke und die Rasterpunktgröße beeinflussen die
Farbwirkung und werden daher im laufenden Druckprozesses überprüft.
Eine höhere Farbschichtdicke bedeutet, dass die Filterwirkung der lasierenden
Druckfarbe zunimmt. Schwankungen der Farbschichtdicke verursachen
unterschiedliche Farbeindrücke.
Die Farbschichtdicke wird über die Dichte bestimmt.
Die Rasterpunktgröße verändert das Verhältnis der Flächendeckungen
zwischen den Farben CMYK untereinander sowie dieser Farben zum
Papierweiß. Schwankungen der Rasterpunktgröße verursachen daher auch
einen unterschiedlichen Farbeindruck.
Die Punktgröße wird über die Tonwertzunahme kontrolliert.
Für die Kontrolle beider Einflussgrößen werden Densitometer eingesetzt. Die
Tonwertzunahme wird über die Murray-Davies-Formel berechnet.
Soll die Farbwirkung des Drucks bewertet werden, so muss ein Farbmessgerät
(zum Beispiel ein Spektralfotometer) verwendet werden. Aus der gemessenen
Remission werden die Farbwerte berechnet und der Farbabstand als Toleranz
angegeben.
Neben der Dichte und der Farbe ist der Glanz ein weiterer Einflussfaktor, der im
Rahmen einer Qualitätskontrolle heute jedoch nur selten gemessen wird.
Hilfsmittel zur Qualitätskontrolle - Druckkontrollstreifen
• Druckkontrollstreifen müssen eingesetzt werden, da im Druck jede Farbe in
einem separaten Druckwerk gedruckt wird und für jedes Druckwerk eine globale
Steuerung erfolgt.
Praktische Farbmessung /
Farbwissenschaften in der Papiertechnik
Vorlesung im SS11
Prof. Dr.-Ing. E. Dörsam
Technische Universität Darmstadt
Fachgebiet Druckmaschinen und Druckverfahren
Magdalenenstr. 2
64289 Darmstadt
http://www.idd.tu-darmstadt.de
11 Farberzeugung | Praktische Farbmessung