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Qualitäts- und Prozesskontrolle gedruckter Interferenzeffektfarben erster Generation

Hupp, Heike :
Qualitäts- und Prozesskontrolle gedruckter Interferenzeffektfarben erster Generation.
TU Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2008)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Qualitäts- und Prozesskontrolle gedruckter Interferenzeffektfarben erster Generation
Language: German
Abstract:

In der Druckindustrie sind aktuell zwei Tendenzen erkennbar. Einerseits die zunehmende Automatisierung der Druckprozesse, andererseits kommt es zu einem verstärkten Einsatz von Veredelungstechniken wie Lackieren, Prägen und dem Verdrucken von Sonder- und Effektfarben. In diesem Zusammenhang wird eine gleichbleibende bzw. verbesserte Qualität der Druckprodukte gefordert, die eine Weiterentwicklung heute bekannter Mess- und Regelsysteme in Hinblick auf die Veredelungstechniken erfordert. Es hat sich gezeigt, dass für die Veredelung durch gedruckte Interferenzeffektfarben bis heute keine geeigneten Mess- und Regelsysteme vorhanden sind. Charakteristisch für Interferenzeffektfarben ist die Veränderung der Farbwirkung in Abhängigkeit der Beleuchtungs- und Beobachtungs¬position. Dies macht eine Beurteilung mit nur einer Messgeometrie, wie sie in konventionellen Farb- und Dichtemessgeräten üblich ist, unmöglich. Eine rein visuelle Beurteilung steht aber einer weiteren Automatisierung momentan entgegen. Ziel der Arbeit ist es daher, eine praxistaugliche Lösung zur Qualitäts- und zur Prozess¬kontrolle gedruckter Interferenz¬effektfarben zu entwickeln. Zur Lösungsfindung kommen sowohl experimentelle Untersuchungen als auch analytische Modelle zur Anwendung. Im Fokus stehen hierbei gedruckte Interferenz¬effektfarben mit variierenden Farbschicht¬dicken des drucktypischen Bereichs zwischen 0,5 µm und 5 µm. Bei der Analyse der experimentell gewonnenen und aus den Modellen abgeleiteten Erkenntnisse wird zwischen den Anforderungen der Qualitätskontrolle und denen der Prozesskontrolle unterschieden. Die Qualitätskontrolle erfordert die vollständige Beschreibung der von der gedruckten Farbschicht ausgehenden Farbwirkung. Daher wird hier das Augenmerk auf die Betrachtung der Farbwirkung in Abhängigkeit unterschiedlicher Beleuchtungs- und Beobach¬tungsrichtungen gelegt. Im Rahmen einer Prozesskontrolle hingegen wird die Aufgabe gestellt, einen Zusammenhang zwischen den Stellgrößen des Drucks und der Veränderung der Farbwirkung herzustellen. Hierzu wird heute die Messgröße „Dichte“ herangezogen. In dieser Arbeit wird für die bisherige Messgröße „Dichte“ auf ihre Eignung überprüft und eine neue geeignetere Messgröße abgeleitet. Hierzu werden die Messergebnisse konventioneller Messgeräte der Druckindustrie herangezogen. Als erstes Ergebnis geht aus dieser Arbeit die Notwendigkeit von mindestens zwei unterschiedlichen Messgeometrien zur Qualitäts¬beschreibung gedruckter Interferenz¬effektfarben hervor. Für die Messgeometrie mit Beobachtung in einem großen Differenzwinkel zum Glanzwinkel steht schon heute die 45°/0°-Messgeometrie zur Verfügung. Die Erfassung der Interferenzeffektfarbe erfordert zusätzlich eine Messgeometrie mit Beobachtungsrichtung nahe dem Glanzwinkel. Dies kann in einfacher Weise durch eine Erweiterung heutiger Messgeräte um einen Sensor unter -30 zur Probennormalen erreicht werden. Der Vorteil dieses Vorschlags liegt in der einfachen Möglichkeit vorhandene Messsysteme anzupassen und somit eine Messung gedruckter Intererenzeffektfarben zu garantieren. Das zweite Ergebnis dieser Arbeit ist die Definition einer neuen Messgegröße zur Prozesskontrolle, die als Helligkeitsdifferenz LH bezeichnet wird. Diese Messgröße beschreibt die Differenz zwischen der Helligkeit des unbedruckten Bedruckstoffs und der der gedruckten Farbschicht. Durch diese Referenzierung der Messgröße auf den Bedruckstoff kann eine direkte Beziehung zwischen Messgröße und gedruckter Farbschichtdicke angegeben werden. Durch diese Arbeit ist es gelungen, Vorgehensweisen zur Nutzung und Verbesserung bisher in der Druckindustrie bekannter Farbmesssysteme in Bezug auf die Qualitäts- und Prozesskontrolle gedruckter Interferenzeffektfarben zu schaffen. So kann durch die neue Größe LH eine Prozesskontrolle auch mit konventionellen Farbmesssystemen erfolgen. Soll darüber hinaus die Farbwirkung erfasst werden, muss in bestehende Systeme lediglich ein weiterer Sensor integriert werden.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
In order to highlight print products compared to those of competitors it is necessary to use more than common process colours Cyan, Magenta, Yellow and Black. Often, additional processes like stamping or varnishing are used. Furthermore, spot colours and special effect colours (metallic, pearlescent and interference colours) find their way into printing. Especially interference colour inks pose new challenges in assuring print quality and predicting colour appearance of the printed ink. Since this kind of ink is based on the physical effect of interference, colour appearance changes with respect to illumination and viewing angle. Until now, no measuring device has been introduced in printing industry that allows a measurement of these inks. Moreover, the relationship between printed ink film thickness and colour values is unknown. Exploratory focuses of this thesis are the topics of quality inspection and process control of printed interference inks. For quality inspection, an investigation regarding the necessary quantity of measuring geometries and suitable angles, that build a measuring device for an appropriate quantification of printed interference inks, is presented. Concerning process control, the influence of the printed ink film thickness on different measured variables, such as density and colour values, is analysed. Thereby evaluation concentrates on instruments using a measuring geometry according to standardisation (measuring geometries: 45°/0°, 0°/45° or d/8°). For the investigations samples with an ink film thickness of 0.5 µm up to 10 µm and more were produced, using a print quality tester and a colour applicator. Results of these samples for different measuring devices known from printing and from other industries were compared and consulted for the analysis. In addition, a theoretical model for the description of colour appearance with subject to printed ink film thickness and changing illumination and viewing conditions was developed. As first result, this thesis proposes the measuring geometry 45°/-30° in addition to the common measuring geometry 45°/0° for quality inspection. These measuring geometries allow an evaluation of colour appearance near gloss direction as well as for a viewing position far away from gloss. Furthermore, for an implementation of the additional measuring geometry into a measuring device only one additional sensor is needed.The second result of this thesis is the newly developed value LH for process control tasks. LH describes the difference between the colour value lightness L* of the printing substrate and the colour value lightness L* of the printed sample. This thesis presents guidelines for the application and the improvement of colour measurement devices, as they are used in printing industry today, with reference to quality and process control of printed interference inks. The newly developed value LH allows process control with a conventional colour measurement device. For qualifying colour appearance only one additional sensor has to be integrated into existing colour measurement systems.English
Uncontrolled Keywords: Effektfarbe, Farbschichtdicke, Dichtemessung, Qualitätskontrolle, Prozesskontrolle,Farbmessung, Bedruckbarkeit, Offsetdruckfarbe, Vielstrahlinterferenz
Alternative keywords:
Alternative keywordsLanguage
Effektfarbe, Farbschichtdicke, Dichtemessung, Qualitätskontrolle, Prozesskontrolle,Farbmessung, Bedruckbarkeit, Offsetdruckfarbe, VielstrahlinterferenzGerman
Classification DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Divisions: Fachbereich Maschinenbau > Druckmaschinen und Druckverfahren
Date Deposited: 17 Oct 2008 09:23
Last Modified: 07 Dec 2012 11:54
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-10163
License: Creative Commons: Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 3.0
Referees: Doersam, Prof. Dr.- Edgar and Khanh, Prof. Dr.- Quoc
Refereed: 9 April 2008
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/1016
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