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Farbspaltungsphänomene von Druckfarben an strukturierten Oberflächen am Beispiel des Flexodrucks

Griesheimer, Stefan :
Farbspaltungsphänomene von Druckfarben an strukturierten Oberflächen am Beispiel des Flexodrucks.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2014)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Farbspaltungsphänomene von Druckfarben an strukturierten Oberflächen am Beispiel des Flexodrucks
Language: German
Abstract:

Der klassische Druck der grafischen Industrie hat sich in den letzten Jahren zur Herstellung von gedruckter Funktionalität, wie z. B. gedruckten Dehnungsmesselementen (DMS) weiterentwickelt. Dazu kann der Flexodruck genutzt werden, um unterschiedlichste funktionale Flüssigkeiten mit einer mikroskopisch strukturierten Druckform zu applizieren. Bei der Herstellung von Dehnungsmesselementen ist gerade das Wissen der Farbspaltung von grafisch strukturierten Linien der Druckform zwingend erforderlich, um den Flexodruck für die Herstellung gedruckter Funktionalität zu optimieren. Die vorliegende Arbeit ist dadurch motiviert, den Druckprozess bzw. die Farbspaltung im Flexodruck unter Anwendung einer mikroskopisch strukturierten Linie der Druckform zu untersuchen. Die Herausforderung besteht darin, Phänomene der Farbspaltung zu analysieren und deren Einflussgrößen zu identifizieren. Mit der Methode der parallelen Plattenseparation wird die Farbspaltung und die Filamententstehung zwischen einer Druckform und einer Glasoberfläche simuliert. Unter Anwendung eines Dehnrheometers und einer Highspeed-Kamera wird die Filamententstehung im Rahmen einer Parameterstudie analysiert. Hierbei werden die Separationsgeschwindigkeit, die Oberflächenstrukturierung und die Art und Menge der vorliegenden Flüssigkeit variiert. Dabei werden grundsätzliche Phänomene der Farbspaltung abgeleitet und wissenschaftlich diskutiert. Anwendungsorientiert wird gezeigt, wie sich bei nicht-Newton’sche Flüssigkeiten (Druckfarben) Filamente ausbilden. Die Entstehung dieser Filamente kann einen wesentlichen Einfluss auf die Farbübertragung und das Druckergebnis haben. Es wird gezielt der Einfluss der Oberflächenstrukturierung der Druckform auf die Filamententstehung untersucht. Mit Änderung des Tonwerts, der Rasterweite und des Rasterwinkels der Druckform wird festgestellt, wie sich die Filamentbildung fundamental ändert. Hierbei zeigt sich in Abhängigkeit der vorliegenden Separationsgeschwindigkeit der Platten eine unterschiedliche Anzahl von Filamenten. Dabei wird erkannt, dass bei der Plattenseparation im Anfangszustand die Druckfarbe vorgeprägt wird, so dass der Zeitpunkt des Filamentabrisses vorherbestimmt ist. Es wird festgestellt, dass die Separations-geschwindigkeit der Platten einen Einfluss auf die in der Druckfarbe vorliegende Scherviskosität ausübt. Dadurch werden die Filamententstehung und der Filamentabriss beeinflusst. Mit dieser Arbeit wird zwischen der wissenschaftlichen Theorie und der praktischen Anwendung im Flexodruck ein Bindeglied geschlossen. Gleichzeitig wird mit den Erkenntnissen der Filamententstehung Grundlagenwissen geschaffen, um den Flexodruck für die Herstellung von gedruckter Funktionalität weiterzuentwickeln.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
In the last years, the classic graphic printing industry has advanced the production of printed functionality such as strain measurement elements. Flexo printing can be used to transfer different functional fluids by means of a microscopically structured printing plate. In the manufacture of strain measurement elements, knowledge about ink splitting of graphically structured lines of the printing plate is required to optimize flexo printing for printed functionality. The present work is motivated to investigate the printing process or ink splitting in flexo printing by using a microscopically structured line of the printing plate. The challenge is to analyze the phenomena of ink splitting and to identify their parameters. Using the method of the parallel plate separation, the ink splitting and the filament formation between a printing form and a glass surface is simulated. An extensional rheometer and a high-speed camera are used to analyze the filament formation in a parametric study. For this purpose, the separation rate, the surface structure as well as the type and amount of the available liquid can be varied. In this connection, fundamental phenomena of ink splitting are derived and discussed scientifically. It is shown in an application-oriented way how filaments are formed when there are non-Newtonian fluids (inks). The formation of these filaments can have a significant influence on the ink transfer and the printing result. Specifically, the influence the surface structure of the printing plate has on the filament formation is examined. Changing the tonal value, screen width and screen angle of the printing plate, the filament formation varies fundamentally. Depending on the separation rate of the plates, the number of filaments differs. It can be recognized that, in the initial state of the plate separation, the printing ink can be specified so that the time of the break point of filament can be determined in advance. It is noted that the separation rate of the plates has an influence on the shear viscosity in the printing ink and thus it affects the filament formation and the filament break. This work closes a connecting link between the scientific theory and the practical application in flexo printing. At the same time, discovering filament formation, basic knowledge is imparted to advance flexo printing in the manufacture of printed functionality. English
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 600 Technik
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 670 Industrielle Fertigung
Divisions: 16 Department of Mechanical Engineering
16 Department of Mechanical Engineering > Institute of Printing Science and Technology (IDD)
Date Deposited: 09 May 2014 07:05
Last Modified: 09 May 2014 07:05
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-38920
Referees: Dörsam, Prof. Edgar and Roisman, PD habil. Ilia and Bein, Prof. Thilo
Refereed: 4 June 2013
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/3892
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