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Untersuchungen zum Verdrucken von Interferenzeffektfarben im Flexodruckverfahren

Haas, Martin :
Untersuchungen zum Verdrucken von Interferenzeffektfarben im Flexodruckverfahren.
Technische Universität Darmstadt - Institut für Druckmaschinen und Druckverfahren
[Ph.D. Thesis], (2012)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Untersuchungen zum Verdrucken von Interferenzeffektfarben im Flexodruckverfahren
Language: German
Abstract:

Die Veredelung von Druckprodukten gewinnt vor allem im Verpackungsdruck seit Jahren an Bedeutung. Dazu werden häufig Interferenzeffektpigmente verwendet, die je nach Art und Betrachtungswinkel ihre Farbwirkung ändern und spezielle Glanzeffekte ermöglichen. Leider sind Farben mit solchen Pigmenten im Vergleich zu gewöhnlichen Druckfarben relativ teuer und es existieren keine Messgeräte, die zu einer Prozesskontrolle in der Druckmaschine verwendet werden können. Eine Messung des Farbwechsels mit Mehrwinkelspektralfotometern findet in der Praxis nur in wenigen Fällen statt. Eine Bewertung erfolgt üblicherweise rein subjektiv durch eine visuelle Abmusterung. In dieser Arbeit wurden zunächst die wichtigsten Parameter identifiziert, die beim Verdrucken von Interferenzeffektfarben im Flexodruck für die größten Effekte und die beste Druckqualität verantwortlich sind. Dazu wurde ein umfangreicher Druckversuch auf einer Rollendruckmaschine mithilfe der Methoden der statistischen Versuchsplanung erstellt, die produzierten Druckproben bezüglich ihrer optischen Effekte vermessen, nach ihrer Homogenität bewertet und die Daten mithilfe einer Regressionsanalyse ausgewertet. Es stellte sich heraus, dass der Einfluss der verwendeten Materialien auf die optischen Effekte der Proben größer ist als der der drucktechnischen Einstellungen an der Druckmaschine. Durch eine Betrachtung der unterschiedlichen Materialkosten, konnte gezeigt werden, dass es möglich ist, bei der Veredelung Kosten zu sparen, ohne dabei die optischen Effekte zu schmälern. Die weiteren Forschungsaktivitäten widmeten sich der Untersuchung frisch gedruckter Interferenzeffektfarben mit einem in der Druckbranche üblichen Druckinspektionssystem. Da eine parallele Orientierung der Pigmente zum Bedruckstoff als Grundvoraussetzung für gute Effekte gilt und Versuche gezeigt haben, dass sich eine schnelle Trocknung positiv auf die Farbwirkung auswirkt, wurde untersucht, ob sich dies auf eine Umorientierung der Pigmente in der Farbschicht zurückführen lässt. Es konnte gezeigt werden, dass sich die Ausrichtung der Pigmente nach ungefähr 1,5 Sekunden nach dem Abdruck kaum mehr ändert. Weiterhin wurde überprüft, ob ein kamerabasiertes Druckinspektionssystem für die Inline-Prozesskontrolle von gedruckten Interferenzeffektfarben geeignet ist. Dazu wurde die Helligkeitsdifferenz nach Hupp gemessen, die sich linear mit der gedruckten Schichtdicke ändert. Obwohl sich ein Druckinspektionssystem generell zur Messung derselben eignet, zeigte sich nicht die erwartete Korrelation zu den gemessenen Schichtdicken. Dies kann auf eine nicht vollkommen homogene Beleuchtung der Detektionsstelle und auf die Messunsicherheiten bei der Schichtdickenmessung zurückgeführt werden.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
For years, particularly in the field of package printing, finishing processes gain more and more importance. Therefore often interference effect pigments are used, which offer special gloss effects and change their color impression based on the physical effect of thin layer interference, depending on their type and the viewing angle. Unfortunately inks including such pigments are quite expensive compared to common printing inks. Moreover no measuring tools are available, which enable an inline process control within the printing machine. In printing praxis their color shift is rarely measured using multi-angle spectrophotometers. It is usually estimated by subjective color matching. First of all for flexographic inks including interference effect pigments the most important influencing parameters which are responsible for causing highest effects and best printing quality have been identified. Therefore a systematic printing trial on a web fed printing machine was planned using Design of Experiment (DoE) methods. All samples were measured concerning their optical effects and evaluated regarding their homogeneity. All data has been interpreted using regression analysis. It turned out, that the impact of the used materials is greater than the one caused by the settings of the printing machine. Having had a look at the different material costs, it was possible to show that it is feasible to save costs during the finishing process without reducing the optical effects. Further research was dedicated to the examination of printed interference effect inks right after their application using an inspection system which is widely used in the printing industry. As parallel orientation of the pigments to the substrate is said to be a basic requirement for good effects, and as quick drying advances the color shift effect of the pigments, which was shown by the printing trials, it was analyzed, whether this phenomena was caused by a reorientation of the pigments within the ink layer. It was shown that the alignment of the pigments does rarely change 1,5 seconds after printing. Furthermore it was tested, if a camera-based inspection system is suitable for an inline process control of printed interference effect layers. Therefore the brightness difference by Hupp was measured, which changes linearly with the printed layer thickness. Although an inspection system for printing products is generally qualified for measuring these values, the expected correlation could not be demonstrated. This can be attributed to a not complete homogeneous illumination of the detection area and to the uncertainties in measuring the layer thickness.English
Uncontrolled Keywords: Drucktechnik; Flexodruck; Effektpigment; Pigmentorientierung; Color-Shift; Glanz; Homogenität; Druckinspektionssystem; Zeilenkamera; statistische Versuchsplanung; DoE
Classification DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Divisions: Fachbereich Maschinenbau
Fachbereich Maschinenbau > Druckmaschinen und Druckverfahren
Date Deposited: 03 Jul 2012 11:52
Last Modified: 07 Dec 2012 12:05
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-30119
License: Creative Commons: Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 3.0
Referees: Dörsam, Prof. Dr.- Edgar and Jung, Prof. Dr.- Ulrich
Refereed: 2 May 2012
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/3011
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