11. Farberzeugung: Druck

Transkript

1 11. Farberzeugung: Druck Praktische Farbmessung / Farbwissenschaften in der Papiertechnik Quelle: 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

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 Farberzeugung Praktische Farbmessung 3 Arbeitsschritte zur Herstellung von Druckprodukten Prepress Press Postpress Druckvorstufe Bildgestaltung Textgestaltung Layout Aufbereitung zu druckbaren Dateien (Rasterung und Farbauszüge) Filmherstellung und Plattenherstellung Druckprozess Übertragung der Bildinformationen und Textinformationen mittels eines Druckverfahrens auf einen Bedruckstoff Weiterverarbeitung (nicht Bestandteil dieser Vorlesung) Schneiden Falzen Stanzen Prägen Lackieren 11 Farberzeugung Praktische Farbmessung 4

3 Druckverfahren - Kategorien Druckverfahren Konventionelle Druckverfahren (Feste Druckform) Digitaldruckverfahren (Non-Impact-Printing) Beschichtungs- Verfahren Prägedruck- Verfahren 11 Farberzeugung Praktische Farbmessung 5 Druckverfahren: Einteilung nach Druckform Druckverfahren konventionelle Druckverfahren (Druckverfahren mit fester Druckform) Hochdruck Digitaldruckverfahren (Non-Impact-Druckverfahren) Elektrofotografie Tiefdruck Inkjet Flachdruck Thermografie Durchdruck Farberzeugung Praktische Farbmessung 6

4 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 Druckprozess bei allen Druckverfahren Druckspannung Druckfarbe Bedruckstoff 11 Farberzeugung Praktische Farbmessung 7 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, Farberzeugung Praktische Farbmessung 8

5 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, Farberzeugung Praktische Farbmessung 9 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. 11 Farberzeugung Praktische Farbmessung 10 Quelle: Kipphan, H.: Handbuch der Printmedien. Heidelberg: Springer Verlag, 2000.

6 Flachdruck: Offsetdruck (2) Quelle: Kipphan, H.: Handbuch der Printmedien. Heidelberg: Springer Verlag, Farberzeugung Praktische Farbmessung 11 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, Farberzeugung Praktische Farbmessung 12

7 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. 11 Farberzeugung Praktische Farbmessung 13 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 Continious- Inkjet und Drop on Demand. Quelle: Kipphan, H.: Handbuch der Printmedien. Heidelberg: Springer Verlag, Farberzeugung Praktische Farbmessung 14

8 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. Einfarbendruck Dreifarbendruck 11 Farberzeugung Praktische Farbmessung 15 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. 11 Farberzeugung Praktische Farbmessung 16

9 Wie druckt man Halbtöne? (2) 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 11 Farberzeugung Praktische Farbmessung 17 Wie druckt man Halbtöne? (3) Rasterdruck Druck echter Halbtöne Variation des Flächeverhältnisses (gängig und bei allen Druckverfahren einsetzbar) Variation der Schichtdicke (nur beim Tiefdruck und Ink- Jet-Druck möglich) 11 Farberzeugung Praktische Farbmessung 18

10 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. 11 Farberzeugung Praktische Farbmessung 19 Terminologie: Raster (1) unbedruckte Fläche Rasterfläche Volltonfläche A 11 Farberzeugung Praktische Farbmessung 20

11 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, Farberzeugung Praktische Farbmessung 21 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. 11 Farberzeugung Praktische Farbmessung 22 Quelle: Goldmann, G.: Das Druckerbuch. 2. Auflage, Poing: Océ Printing Systems GmbH, 2002.

12 Typische Rasterweiten A Hinweis: Die Tonwertumfänge sind bei den Druckverfahren nicht gleich! Quelle: Kipphan, H.: Handbuch der Printmedien. Heidelberg: Springer Verlag, Farberzeugung Praktische Farbmessung 23 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. 2 8 = 256 Abstufungen 2 4 = 16 Abstufungen 2 2 = 4 Abstufungen 2 1 = 2 Abstufungen 11 Farberzeugung Praktische Farbmessung 24

13 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, Farberzeugung Praktische Farbmessung 25 Einfluss der Tonwerte auf die Farbmischung im Mehrfarbendruck 11 Farberzeugung Praktische Farbmessung 26

14 Lage der Rasterpunkte beim Farbendruck Möglichkeiten für die Anordnung der Rasterpunkte beim Mehrfarbendruck Rasterpunkte liegen vollständig nebeneinander additive Farbmischung Rasterpunkte liegen teilweise nebeneinander und teilweise übereinander autotypische Farbmischung Rasterpunkte liegen vollständig übereinander subtraktive Farbmischung Quelle: Teschner, H.: Offsetdrucktechnik. 10. Auflage, Fellbach: Fachschr.-Verl., Farberzeugung Praktische Farbmessung 27 Autotypische Mischung Farbbild durch übereinander liegende Farbfilter (YMC); subtraktive Farbmischung analoge Bildvorlage als Dia Farbbild durch nebeneinander liegende Bildpunkte (RGB); additive Farbmischung digitale Bildvorlage am LCD-Monitor Farbbild durch übereinander und nebeneinander liegende Bildpunkte (CMY); autotypische Farbmischung aus subtraktive und additive Farbmischung) reproduziertes Bild im Druck 11 Farberzeugung Praktische Farbmessung 28

15 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. 11 Farberzeugung Praktische Farbmessung 29 Farbmischung beim Mehrfarbdruck (2) A Quelle: Küppers, H.: Farbe. München: Callwey Verlag, autotypische Farbmischung = subtraktive Mischung + additive Mischung 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 11 Farberzeugung Praktische Farbmessung 30

16 Realfarben / Skalenfarben (1) A 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. 11 Farberzeugung Praktische Farbmessung 31 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 :1997 und ISO : Farberzeugung Praktische Farbmessung 32

17 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 D65/10 o und C/2 o in ISO und ISO 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 ( 0,3127 x) ( 0, y) = Y Allgemein gilt folgende Gleichung für den Weißgrad. W ( x x) + ( y y) = Y Lichtart Lichtart Daneben gibt es noch eine Reihe weiterer Formeln. 11 Farberzeugung Praktische Farbmessung 33 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. βschwarzer Untergrund Opazität = 100% β weißer Untergrund Quelle: Schläpfer, K.: Farbmetrik in der Grafischen Industrie. 3. Auflage, St. Gallen: Ugra, Farberzeugung Praktische Farbmessung 34

18 Dichte (1) Die spektrale optische Dichte D opt (λ) kennzeichnet die Undurchlässigkeit gegen Strahlung einer Schicht für eine bestimmte Wellenlänge λ. Sie ergibt sich aus dem logarithmischen Kehrwert des Transmissionsgrads τ (λ): 1 D opt ( λ) = log 10 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. ( λ) 1 = log10 = log β D 10 ( λ) β( λ) 11 Farberzeugung Praktische Farbmessung 35 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 = log 10 τ vis ( λ) β ( λ) d λ Auch wenn die Dichte eine Druckfarbe gemessen wird, ist die Dichtemessung (oder Densitometrie) keine Farbmessung im eigentlichen Sinn! 11 Farberzeugung Praktische Farbmessung 36

19 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. 11 Farberzeugung Praktische Farbmessung 37 Kipphan, H.: Handbuch der Printmedien. Heidelberg: Springer Verlag 2000 Dichte: Bedruckstoffe Die Dichte hängt von der verwendeten Druckfarbe und dem Bedruckstoff ab. 3,0 Vergleich Kunstdruck-, Kopier- und Zeitungspapier, Aniloxfarbe Cyan 2,5 2,0 Dichte D 1,5 1,0 0,5 Kunstdruckpapier Kopierpapier Zeitungspapier Farbschichtdicke auf dem Papier p / µm 11 Farberzeugung Praktische Farbmessung 38

20 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 Farberzeugung Praktische Farbmessung 39 Tonwertzunahme (2) A 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. 11 Farberzeugung Praktische Farbmessung 40

21 Tonwertzunahme Druckkennlinie (3) Beispiel: Druckkennlinie für den Prozess von der Vorlage (Film) bis zum Druck Z = Tonwertzunahme im Druck FF = Flächendeckung des Films FD = Flächendeckung des Drucks Die Druckkennlinie ist abhängig von der Papieroberfläche, dem Saugverhalten oder Wegschlagverhalten, der Farbe. Quelle: Kipphan, H.: Handbuch der Printmedien. Heidelberg: Springer Verlag, Farberzeugung Praktische Farbmessung 41 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. 11 Farberzeugung Praktische Farbmessung 42

22 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. 11 Farberzeugung Praktische Farbmessung 43 Praktische Farbmessung / Farbwissenschaften in der Papiertechnik Vorlesung im SS11 Prof. Dr.-Ing. E. Dörsam Technische Universität Darmstadt Fachgebiet Druckmaschinen und Druckverfahren Magdalenenstr Darmstadt 11 Farberzeugung Praktische Farbmessung