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Jürgen Gemeinhardt

Jürgen Gemeinhardt

Abteilungsleiter
Drucktechnik

E-Mail
gemeinhardt
transparent 11x15@fogra.org

Telefon
+49 89. 431 82 - 256

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Abgeschlossene Forschungsprojekte

10.057
Standardisierungskonzept für die farbmetrisch motivierte Datenaufbereitung und Reproduktion in der Printmedienindustrie

Förderung:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Programm zur Förderung der „Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)" über die AiF

Ziel dieser Arbeit war die Erstellung eines systematischen Konzepts für die Konsolidierung relevanter internationaler Standards in der Printmedienindustrie. Neben der Anpassung der entsprechenden Standards an den Stand der Technik wurde schwerpunktmäßig drei Problembereiche adressiert. Zuerst wurden neue Methoden der einheitlichen Farbbewertung von unterschiedlichen Reproduktionen gegenüber einer gegebenen Referenz untersucht. Der zweite Schwerpunkt behandelt die Anforderungen an prozessunabhängige Charakterisierungsdaten. Sie ermöglichen die Aufnahme von weltweit gültigen Charakterisierungsdaten in ISO-Standards. Drittens wurden Arbeitsmittel für die Erstellung von geräteunabhängigen Grafikelementen entwickelt.
Es wurde ein neuartiges Bewertungsverfahren für die Reproduktion von Farben vorgestellt. Es heißt „einheitliche Farberscheinung" (Common Colour Appearance) und bewertet mehrere Nachstellungen eines Originals hinsichtlich ihrer farblichen Stimmigkeit zueinander. Die unterschiedliche Größe und Form der verschiedenen Ausgabefarbräume erfordern die Bewertung übergroßer Farbabstände, welche nicht mit den etablierten Methoden der Farbmetrik erfasst werden. Mit dem Ziel, einen prozessunabhängigen Farbraum für große Farbumfänge zu erarbeiten, wurden darüber hinaus Farbumfänge moderner, digitaler Ausgabeverfahren untersucht. Auf Basis mehrerer Kandidaten wurde ein ICC-Profil als Austauschfarbraum (FOGRA53) vorgestellt. Schließlich wurden die wichtigen Bogenoffsetdruckbedingungen für den standardisierten Druck auf gestrichenes (FOGRA51) und ungestrichenes Papier (FOGRA52) für den Praxiseinsatz validiert. Ein dediziertes Device-Link-Profil ermöglicht letztlich die praxisgerechte Separation von RGB-Grafiken.

Kontakt: Dr. Andreas Kraushaar

 

22.032
Untersuchung zur Kratz- und Auflagenbeständigkeit von direkt bebilderten Druckplatten beim Offsetdruck

Förderung:
Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie im Programm zur Förderung der „Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)" über die AiF

Bei der Untersuchung zur Kratzempfindlichkeit wurden zunächst Praxismuster (Druckplatten und Druckbogen) ausgewertet, welche entsprechende Fehlerbilder aufwiesen. Anhand dieser repräsentativen Sammlung wurden fünf Typen von Kratzern definiert. Durch systematisches Nachstellen der typischen Arbeitsabläufe bei der Verarbeitung von Offsetdruckplatten wurde erkannt, dass der manuelle Transport von mehreren aufeinanderliegenden Druckplatten für die Kratzerentstehung eines bestimmten Typs ursächlich verantwortlich ist. Im Verlauf der Untersuchungen zeigte sich, dass die Oberflächenrauheit stark mit der Neigung zu Kratzern korreliert. Mit dem Ziel, eine objektive Bewertung zu entwickeln, wurden praxisübliche Scheuer-Prüfgeräte untersucht, um die zuvor kategorisierten Kratzer nachzustellen. Dabei hat sich der Scheuertester „Sutherland“ als geeignetes Gerät erwiesen. Als Maß für die Kratzneigung wurde ein Index („Marking-Index“) entwickelt.
Vor dem Hintergrund möglicher Einflussgrößen im Offsetdruckprozess auf den Verschleiß von Druckplatten wurden Laborgeräte dahingehend untersucht, inwieweit sie in ihrer ursprünglichen oder in modifizierter Form eine Abschätzung der erreichbaren Auflagenhöhe zulassen. Da die Anwendung der Geräte im Sinne eines labortechnischen Schnelltests nicht zielführend ist, wurde eine Testmethode entwickelt, welche die Prüfung der erreichbaren Auflagenhöhe auf einer Bogenoffsetdruckmaschine bei minimalem Ressourceneinsatz ermöglicht. Es zeigte sich, dass Bestandteile aus dem Bedruckstoff, welche in das Druckwerk gelangen, erheblich zum Verschleiß der Druckplatte beitragen. Neben den Druckversuchen wurden weitere Laborversuche zur Beurteilung der chemischen Widerstandsfähigkeit gegenüber den Inhaltsstoffen von Feucht- und Waschmitteln durchgeführt. Dabei entstand ein neues Testverfahren, um die Verträglichkeit von Druckchemikalien (Feucht- und Waschmittel) zu prüfen. Es wurden Bestandteile von Feuchtmitteln identifiziert, die sich als besonders aggressiv gegenüber den unterschiedlichen Kopierschichten der Druckplatten erweisen. Auf eingebrannte Druckplatten haben jedoch weder Feucht- noch Waschmittel einen Einfluss.

Kontakt: Dr. Andreas Kraushaar

 

22.033
Qualitätssicherung bei der Direktbebilderung konventioneller Druckplatten

Förderung:
Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie

Es wurde eine systematische Untersuchung von konventionellen Druckplatten hinsichtlich ihrer Anwendung in CtP-Anlagen mit Bebilderungseinheiten im Wellenlängenbereich von 390 nm bis 430 nm durchgeführt. Die Auswahl der Druckplatten setzte sich aus qualitativ unterschiedlichen Produkten zusammen, um die Bandbreite der möglichen Verhaltensweisen statistisch gesichert abbilden zu können. Die Druckplatten wurden im Entwickler, den der Druckplattenhersteller zum Gesamtsystem passend anbietet, in einer in der Fogra aufgestellten Entwicklungsmaschine prozessiert.
In dieser Arbeit fanden systematische Untersuchungen zur Energieübertragung und zu den Einflussgrößen der Belichtung und Entwicklung statt. Diese Betrachtungen decken insbesondere auch heutige Anforderungen hinsichtlich der Rasterverfahren und Rasterfeinheiten ab. Die Methoden der Druckplattenkontrolle wurden dabei ebenfalls untersucht. Aus den Ergebnissen der Untersuchungen zur Druckplattenbelichtung und Druckplattenentwicklung konnte ein Konzept zur Ermittlung der Prozessstabilität bzw. zur Schwankungsanfälligkeit abgeleitet werden. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen münden in einem Leitfaden zur Qualitätssicherung für Praxisanwender, der kostenlos auf der Themen-Webseite zu beziehen ist.

Kontakt: Dr. Andreas Kraushaar

 

30.036
Erweiterung des Qualitätssicherungssystems von Verpackungsdruckern für die Herstellung von mineralölfreien Lebensmittelverpackungen mit einer Barriereschicht

Förderung:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Programm zur Förderung der „Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)" über die AiF

Das Forschungsziel war die Erweiterung des Qualitätssicherungssystems für die Herstellung von mineralölfreien Lebensmittelverpackungen hinsichtlich einer Bewertung der Sperrwirkung von Barriereschichten auf Lebensmittelkartonagen. Die Arbeiten in diesem Projekt sind eine Fortsetzung des Forschungsprojekts „Entwicklung eines Qualitätssicherungssystems für die Herstellung von mineralölfreien Lebensmittelverpackungen". Im Projekt wurde die Wirkung der zusätzlich auf den Karton aufgebrachten Barrieren zur Verhinderung der Mineralölübergänge aus Recyclingkartonagen in Lebensmittel getestet. Die Entwicklung ist notwendig, da durch neue Verordnungen des Verbraucherschutzministeriums eine hohe Sicherheit gegenüber eventuellen Mineralölübergängen aus Verpackungsmaterial bei Lebensmittelverpackungen gefordert wird. Diese hohen Anforderungen werden nur durch die Verwendung funktioneller Barrieren auf der Innenseite der Kartonagen bzw. durch den Einsatz von Beuteln mit Barriereeigenschaften im Inneren der Kartonagen erreicht werden können.

Kontakt: Dr. Wolfgang Rauh

 

32.162
Eigenschaften verschiedener Farbreihenfolgen im Bogenoffset- und Endlosdruckverfahren

Förderung:
Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie im Programm zur Förderung der „Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)" über die AiF

Da im Zusammenhang mit der standardmäßig einzuhaltenden Farbreihenfolge KCMY (Schwarz, Cyan, Magenta, Gelb) häufig drucktechnische und visuelle Probleme auftreten, sollten eine Analyse und die Beschreibung der Eigenschaften verschiedener Farbreihenfolgen im Bogenoffset- und Endlosdruckverfahren unter aktuellen Gegebenheiten stattfinden. In die Untersuchungen wurden visuelle Kriterien sowie mechanische Beständigkeitseigenschaften der gedruckten Farbschichtsysteme in Form von Schmieren und Ablegen einbezogen.
Bei den getesteten Farbreihenfolgen KCMY, KMCY, YMCK und YCMK ergaben sich deutliche Unterschiede in der Farbcharakteristik. Die Abweichungen konnten durch die Anwendung von Farbmanagement mit Device-Link-Profilen jedoch bis zu einem gewissen Grad kompensiert werden.
Einer Verschmutzung der gelben Druckfarbe im letzten Druckwerk durch Verschleppung der vorher gedruckten Farben kann durch eine Zwischentrocknung beim Endlosdruck oder durch das Vertauschen von Gelb und Schwarz zuvorgekommen werden. Gelb führt als erstgedruckte Farbe jedoch meist zu einem wolkigen Aussehen von Mischfarben auf ungestrichenen Papieren. Des Weiteren besteht ein erhöhtes Risiko von störendem Abrieb bei Scheuerbewegungen, wenn Schwarz oben aufliegt. Der Tausch von Cyan und Magenta kann je nach Aufbau der zu druckenden Mischfarben zu einem gleichmäßigeren Ausdruck verhelfen.
Anhand von zweifarbigen Probedrucken wurden sowohl die gravimetrische Farbannahme als auch verschiedene, auf Dichtemessungen beruhende Farbannahmeformeln einer detaillierten Untersuchung unterzogen. Des Weiteren fand eine Betrachtung von farbmetrisch basierenden Formeln statt. In diesem Zusammenhang wurde eine neue colorimetrische Farbannahme eingeführt, welche die optischen Eigenschaften des Übereinanderdrucks widerspiegelt.

 

32.164
Verringerung der Farbschwankungen beim Bogenoffsetdruck mit konventionellen und UV-Druckfarben

Förderung:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Programm zur Förderung der „Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)" über die AiF

Es sollte untersucht werden, welche Tonwertunterschiede übers Format unter üblichen Bedingungen im Bogenoffsetdruck auftreten. Die dabei wirkenden Einflüsse der Druckfarben und Feuchtmittel wurden anhand der messbaren Materialeigenschaften untersucht. Besonderes Augenmerk lag auf den Unterschieden zwischen konventionellen und UV-Druckfarben sowie Feuchtmittel mit und ohne Isopropanol. Eine Analyse des Feuchtungsspielraums sollte zusätzliche Aussagen über die Stabilität des Drucks bei unterschiedlichen Rahmenbedingungen ermöglichen.
Die feuchtungsbedingten Änderungen der Tonwertzunahmen können vielfältig ausfallen. So wurden bei den Druckversuchen mit zunehmender Feuchtung sowohl monotone Anstiege und monotone Abfälle als auch Verläufe mit Wendepunkt beobachtet. Werden die Werte mit dem Verhältnis aus der Feuchtmittelmenge auf den nichtdruckenden Stellen der Druckform und in der Druckfarbe multipliziert, ergibt sich jedoch ein annähernd lineares Verhalten. Daraus konnte eine mathematische Formel für die Tonwertzunahmen abgeleitet werden, deren Parameter in einer Beziehung zu den messbaren Materialeigenschaften stehen.
Während die Feuchtmittelmenge auf der Platte in den unterschiedlichen Zonen der Testform relativ konstant ist, nimmt die Feuchtmittelmenge in der Druckfarbe mit abnehmender Flächendeckung zu. Wenn das zu druckende Sujet eine ungleichmäßige Farbverteilung aufweist, sind Tonwertunterschiede über das Format folglich unausweichlich.
Die Zusammenhänge bei den UV-Druckfarben gestalteten sich nicht so eindeutig wie bei den konventionellen Druckfarben, da die Farb-Wasser-Balance vergleichsweise instabil ist. Durch eine relativ hohe Schablonieranfälligkeit ergibt sich jedenfalls ein deutlich geringerer Feuchtungsspielraum.

 

32.169
Reduzierung von „Picture Framing" im Bogenoffsetdruck durch gezielte Wahl der Material- und Anwendungsparameter

Förderung:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Programm zur Förderung der „Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)" über die AiF

Die häufig als „Picture Framing" bezeichneten Ablagerungen außerhalb des Papierformats beeinträchtigen mittlerweile viele Bogenoffsetdruckereien. Die Partikel können zu einem unerwünschten Aufbauen auf dem Drucktuch sowie dem Gegendruckzylinder führen. Durch die dadurch notwendigen Waschvorgänge wird die Wirtschaftlichkeit der Druckproduktion deutlich eingeschränkt. Geeignete Lösungsvorschläge bzw. Präventionsmaßnahmen existierten bisher jedoch nicht. Deshalb blieb betroffenen Druckereien nur die Möglichkeit, mittels Probieren individuell herauszufinden, welche Materialkombinationen und Maschineneinstellungen sich als günstig erweisen.
Das Ziel des Forschungsvorhabens lag in der Erlangung eines besseren Verständnisses für die Entstehungsmechanismen des „Picture Framing". Durch die Identifizierung der wesentlichen Einflussparameter und deren messtechnische Bestimmung sollten gezielt Abhilfemaßnahmen etabliert werden. Besonderes Augenmerk sollte dabei auf den Feuchtungshaushalt gelegt werden, der erstmals auf detaillierte Zusammenhänge mit dem Phänomen geprüft wurde. So war davon auszugehen, dass es sich hierbei um eine Schlüsselgröße sowohl in Bezug auf die Entstehung als auch auf eine mögliche Reduzierung des störenden Aufbaus handelt.
Es zeigte sich, dass die auf der Druckplatte und in der Druckfarbe vorhandene Feuchtmittelmenge eine große Auswirkung auf die Ausprägung des Picture Framing besitzt. Je höher sie ist, desto geringer fällt in der Regel der Aufbau aus. Deutlichen Einfluss nehmen auch die Druckfarben und die Druckplatten. Während bei den Druckfarben die Viskosität die entscheidende Eigenschaft darstellt, konnte bei den Druckplatten kein spezifischer Parameter ausgemacht werden. Des Weiteren verringert sich das Picture Framing durch die Deaktivierung des "Vario" und das Abstellen der Brückenwalze im Farbwerk.

 

32.170
Überarbeitung der technischen Richtlinien für die Abnahme von Bogen- und Rollenoffsetmaschinen

Förderung:
Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie

Die Weiterentwicklung im Druckmaschinenbau und Neuerungen in der Messtechnik gaben Anlass, die Handbücher zur Abnahme von Bogenoffset- und Akzidenzrollenoffsetmaschinen zu überarbeiten. Es erfolgten redaktionelle und notwendige technische Weiterentwicklungen, welche den aktuellen Stand der Technik und die gegenwärtigen Randbedingungen berücksichtigen. Im Schwerpunkt der Überarbeitung lag die eindeutige Definition der Maschinenabnahme, von der Materialdefinition bis hin zur Auswertung vor Ort und ggf. im Labor im Hinblick auf die Gewährleistung einer störungsfreien, qualitativ hochwertigen Druckproduktion. Der Prüfumfang wurde derart konzipiert, dass eine Prüfung an einem Tag bzw. maximal zwei Tagen vor Ort möglich ist. Ferner wurde darauf geachtet, dass eine Vielzahl der Auswertungen vor Ort erfolgen kann. Somit kann eine finale Beurteilung der Druckmaschine direkt im Anschluss an die Abnahmeprüfung erfolgen. Grenz- bzw. Toleranzwerte wurden nicht explizit vorgeschlagen. Allerdings kann die statistische Auswertung der vorgeschlagenen Prüfverfahren anhand von durchgeführten Druckversuchen als Basis für eine folgende Ermittlung der technischen Richtlinie fungieren.
Das zusammengefasste „Handbuch zur Abnahme von Bogenoffset- und Akzidenz-Rollenoffsetmaschinen" (Entwurf) ist hier (Größe: 1.45 MB; Downloads: 4457) verfügbar. Der Anhang (Größe: 312 kB; Downloads: 1390) zum Handbuch umfasst konkrete Rechenbeispiele. Der Abschlussbericht findet sich in der Publikationsdatenbank.

Kontakt: Dr. Andreas Kraushaar

 

32.171
Bestimmung der trocknungsbedingten Farbänderungen im Kurzzeitbereich als Grundlage zur Etablierung der Inlinemessung im Bogenoffsetdruck

Förderung:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Programm zur Förderung der „Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)" über die AiF
Partner: Bundesverband Druck und Medien e.V.

Je nach eingesetzter Materialkombination sind die drucktechnischen Steuer- und Messgrößen teilweise deutlichen zeitlichen Änderungen unterworfen. Da sich die Sollwerte des Standardisierungskonzepts auf vollständig getrocknete Druckexemplare beziehen, während die Steuerung der Druckmaschine anhand von druckfrischen Bogen stattfindet, muss der Drucker die zu erwartenden Änderungen berücksichtigen. Ansonsten kann es zu einer Verfehlung des gewünschten Farbeindrucks auf dem fertigen Druckprodukt kommen.
Das abgeschlossene Fogra-Forschungsvorhaben „Auswirkung von Trocknungseffekten auf die drucktechnischen Steuer- und Messgrößen im Bogenoffsetdruck" (Fogra-Nr. 32.147) hatte offenbart, dass sich im Kurzzeitbereich besonders hohe Änderungen ergeben, welche von der Bildung von Abrissfäden bei der Farbspaltung herrühren. Die erzielten Ergebnisse basieren jedoch ausschließlich auf Laborversuchen und können nicht ohne Weiteres auf die Druckpraxis übertragen werden. Da heutzutage immer mehr Bogenoffsetdruckmaschinen mit Inline-Messsystemen ausgestattet werden, sollten neue Untersuchungen den zeitlichen Verlauf der Messergebnisse unter Praxisbedingungen darstellen und die Einflüsse der Material-, Maschinen- und Anwendungsparameter klären.
Auf gestrichenen Papieren konnte an Bogenoffsetdruckmaschinen ein deutlicher Dichteanstieg in den ersten Sekunden nach der Bedruckung festgestellt werden, der im Anschluss langsam abklingt. Auf ungestrichenen Papieren findet hingegen ein kontinuierlicher Abfall statt. Neben den eingesetzten Bedruckstoffen hängt die Ausprägung der Dichteänderungen von den jeweiligen Druckfarben und der aufgetragenen Farbschichtdicke ab. Des Weiteren spielt die Anzahl der Überrollungen in nachfolgenden Druckwerken eine wichtige Rolle.

 

40.063
Simulationsgestützte Strichkonzepte zur Bedruckbarkeitsverbesserung gestrichener Papiere bei Kombination von Offset- und Flexodruck mit Inkjetdruck

Förderung:
Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie im Programm zur Förderung der „Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)" über die AiF
Partner: Papiertechnische Stiftung (PTS)

Heutige Papierstriche sind nicht in der Lage, die unterschiedlichen Arten und Mengen an flüssigen Bestandteilen von Offset-, Flexo- und Inkjetdruckfarben in den erforderlichen, optimalen Zeitintervallen aufzunehmen und damit eine schnelle Trocknung und eine hohe Druckqualität sicherzustellen. Ungeklärt ist in diesem Zusammenhang, mit welchen Strichstrukturen Verbesserungen erzielbar sind und mit welchem Aufwand sich Qualitätsvorteile im Druck erreichen lassen.
Ziel dieses Gemeinschaftsprojektes mit der Papiertechnischen Stiftung war die Entwicklung von zukunftsweisenden Konzepten für den Strichaufbau von gestrichenen Papieren zur Verbesserung der Be- und Verdruckbarkeit bei der gleichzeitigen Anwendung mehrerer Druckverfahren. Da die durchgeführten Druckversuche an Flexodruckmaschinen und entsprechenden Laboreinrichtungen nicht zum gewünschten Ergebnis führten, beschränkte sich das Projekt letztendlich auf den Inkjetdruck in Verbindung mit dem Offsetdruck.
Anhand der Ergebnisse von umfangreichen Druck- und Laborversuchen mit Praxispapieren wurden gezielt Streichfarben entwickelt und handgestrichene Papiermuster hergestellt. Diese wurden einem erneuten Versuchsprogramm unterworfen, welches wiederum in eine Auswahl für Pilotpapiere an einer Laborstreichmaschine der Papiertechnischen Stiftung mündete. Das Projekt führte schließlich zu einem Konzept, wie gestrichene Offsetpapiere modifiziert werden können, um die Inkjetbedruckbarkeit zu verbessern.

 

42.025
Modellierung des Dimensionsverhaltens von hochwertigen Offsetpapieren bei Bedruckung

Förderung:
Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie im Programm zur Förderung der „Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)" über die AiF
Partner: Papiertechnische Stiftung (PTS)

Aufgrund von Papierdehnungen während der Bedruckung ist es im Offsetdruck oft nicht möglich, über das komplette Druckformat einen zufriedenstellenden Passer einzuhalten. Folglich können Substrat-Blitzer, Farbsäume oder unerwünschte Farbschwankungen beim Übereinanderdruck entstehen. In Zusammenarbeit mit der Papiertechnischen Stiftung sollte deshalb eine Modellierung des Dimensionsverhaltens von Bilderdruckpapieren im Bogenoffsetprozess auf der Basis der physikalischen Eigenschaften der Papierschichten erfolgen. Die Untersuchungen konzentrierten sich auf die Einflüsse der Feuchtmittelaufnahme, da die Einbeziehung der gesamten mechanischen Eigenschaften den Projektrahmen gesprengt hätte.
Die Vorgänge in den Schichtstrukturen während der Bedruckung (z. B. E-Modul-Änderungen und Dehnungen nach kurzzeitiger Befeuchtung) wurden anhand von Laborversuchen erfasst und physikalisch modelliert. Dabei konnten die für das Dimensionsverhalten wesentlichen Parameter herausgestellt und Vorgaben für verbesserte und realisierbare Papierstrukturen formuliert werden.
Zusätzlich erfolgten umfangreiche Testdrucke an einer Bogenoffetdruckmaschine. Es zeigte sich, dass die Papierdehnungen von Druckwerk zu Druckwerk zunehmen. Diese fallen mit zunehmendem Abstand von der Greiferkante größer aus. Die Dimensionsänderungen treten vor allem bei niedrigen flächenbezogenen Massen der Papiere in Erscheinung. Einen wesentlichen Einfluss auf das Ausmaß stellt die Farbbelegung der zu druckenden Form dar.

 

42.027
Überarbeitung der Norm ISO 2846-1 zur Prüfung der Farbe und Transparenz von Druckfarben als Basis des Standardisierungskonzepts für den Offsetdruck

Förderung:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Programm zur Förderung der „Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)" über die AiF

Die Standardisierung des Offsetdrucks erfordert, neben der Kenntnis des Papierfarborts und der Tonwertzunahmen bei definierten Druckbedingungen, Aussagen zur Volltonfärbung der Prozessdruckfarben. Das Erreichen der Volltonfärbungen von Schwarz, Cyan, Magenta und Gelb wird durch die Verwendung bestimmter Druckfarben sichergestellt. Die Anforderungen an diese Vierfarbsätze sind in der Norm ISO 2846-1 definiert. Die Prüfung auf Normkonformität erfolgt mit Hilfe von Probedruckgeräten auf dem Referenzsubstrat APCO II/II. Dieser Bedruckstoff wurde bisher nur von einem Papierhersteller angeboten, der die Herstellung Mitte 2009 eingestellt hat.
Das Ziel des Forschungsprojekts bestand darin, die internationalen Normungsaktivitäten für die notwendige Revision der ISO 2846-1 zu unterstützen und die wissenschaftliche Basis zu bilden. Dies betrifft die Schaffung der Grundlagen zum Ersatz des bisher vorgeschriebenen Referenzsubstrats, die Verbesserung der Testmethode zur Transparenzbestimmung und die Entwicklung von Kenngrößen für den Glanz von Druckfarben als bedruckstoffunabhängige Materialgröße. Für die Untersuchungen wurde eine umfangreiche Auswahl an internationalen Papieren und Druckfarben herangezogen.
Es zeigte sich, dass die Farbänderungen, die sich bei vollflächigen Probedrucken durch einen Substratwechsel ergeben, entscheidend von der Färbung und dem  Glanz des Bedruckstoffs abhängen. Aber auch die Transparenz der zugrundeliegenden Druckfarbe und die Änderung des Druckglanzes haben einen Einfluss. Es wurde eine Umrechnungsvorschrift erarbeitet, mit der die Sollfarborte der Norm auf andere Bedruckstoffe umgerechnet werden können. Diese bezieht sich auf den Durchschnitt über alle eingesetzten Druckfarben. Bei der Transparenzbestimmung konnte weiterhin ein störender Einfluss des Druckglanzes festgestellt werden, der durch eine geeignete Beschränkung des Glanzbereichs für Testsubstrate verringert werden kann.

 

42.028
Modellierung des drucktechnischen Verhaltens im Bogenoffsetdruck auf Basis der messbaren Papiereigenschaften

Förderung:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Programm zur Förderung der „Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)" über die AiF
Partner: Bundesverband Druck und Medien e.V.

Im Rahmen des Forschungsvorhabens sollten die papierseitigen Einflussfaktoren auf die Volltonfärbung und die Tonwertzunahmen genau identifiziert und als Vorschlag zur Aufnahme in die ISO 15397 eingebracht werden. Diese Norm legt die zwischen Hersteller und Druckerei zu kommunizierenden Papiereigenschaften fest und ermöglicht somit eine Art Eingangskontrolle, mit der potenzielle Druckprobleme bereits im Vorfeld erkannt werden können. Durch eine Quantifizierung der Zusammenhänge sollten weiterhin gezielte Voreinstellungen der Maschine in Bezug auf die Volltonfärbung sowie gezielte Anpassungen der Tonwertzunahmen im CtP-RIP in Abhängigkeit des verwendeten Papiers ermöglicht werden.
Für die Untersuchungen wurde eine Auswahl an 50 Bedruckstoffen getroffen. Hierbei handelt es sich um glänzend und matt gestrichene Papiere, ungestrichene Papiere, Faltschachtelkartons und eine Kunststofffolie. Diese wurden unter identischen Druckbedingungen mit einer konventionellen Druckfarbe an der Bogenoffset-Druckmaschine der Fogra angedruckt. Parallel dazu erfolgte eine umfangreiche labortechnische Charakterisierung.
Für gestrichene Papiere konnte ein Zusammenhang zwischen der Volltondichte einerseits sowie dem Glanz und dem Porenvolumen andererseits hergestellt werden. Demnach fallen die Dichten umso größer aus, je höher der Glanz und das Porenvolumen sind. Anstelle des Porenvolumens stellen die Sauggeschwindigkeit bei ungestrichenen Papieren und die Ölaufnahme bei Faltschachtelkartons die entscheidenden Parameter dar. Weiterhin konnte nachgewiesen werden, dass die Volltondichten am Probedruckgerät und an der Druckmaschine identisch ausfallen, wenn in beiden Fällen die gleiche Farbmenge auf den Bedruckstoff übertragen wurde. Somit erscheint die Etablierung der Ergiebigkeit am Probedruckgerät als neuer Materialkennwert sinnvoll.
In Bezug auf die Tonwertzunahmen bei einer einheitlichen Farbschichtdicke wurde ein linearer Zusammenhang mit dem Glanz und der Ölaufnahme festgestellt. So fallen die Tonwertzunahmen bei gestrichen Papieren und Faltschachtelkartons umso größer aus, je höher der Glanz und je niedriger die Ölaufnahme ist. In Bezug auf die Ölaufnahme verhalten sich ungestrichene Papiere gegenläufig. Ausgehend von den Ergebnissen bei einer bestimmten Schichtdicke besteht eine Proportionalität zwischen der Tonwertzunahme und der Volltondichte.

 

52.042
Ermittlung von Kenndaten zur Standardisierung von Druckfarben für den wasserlosen Offsetdruck

Förderung:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Programm zur Förderung der „Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)" über die AiF
Partner: Bundesverband Druck und Medien e.V.

Mit dem wasserlosen Offsetdruckverfahren lassen sich sowohl Zeitungen als auch andere Druckprodukte mit hoher Qualität wirtschaftlich produzieren. Der Nachteil des Verfahrens ist die zwingend erforderliche hohe Standardisierung des kompletten Prozesses, da das Verfahren nur über sehr wenige Eingriffsmöglichkeiten für die Drucker im Fall von Druckproblemen verfügt. Betrachtet man die Verhältnisse im Farbwerk der Druckmaschinen, so ist dort beispielsweise eine aufwändige Temperaturregelung zur Einhaltung der Verarbeitungstemperatur mit Toleranzen von ± 0,1 °C installiert, um die Druckqualität konstant halten zu können. Dies ist mit hohem Energieeinsatz verbunden. Im Forschungsprojekt wurde untersucht, ob die Standardisierung verschiedener Farbeigenschaften es ermöglicht, diese Verarbeitungstoleranzen zu erhöhen. Als erstes Ergebnis dieser Untersuchungen ist ein Entwurf für eine Ergänzung der ISO-Norm 2846 erarbeitet und in die entsprechende Arbeitsgruppe der ISO eingebracht und diskutiert worden.

Kontakt: Dr. Wolfgang Rauh

 

60.055
Methodenentwicklung zur Überwindung fluoreszenzbedingter Abweichungen zwischen Prüf- und Auflagendrucken

Förderung:
Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie im Programm zur Förderung der „Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)" über die AiF
Partner: Papiertechnische Stiftung (PTS)

Es wurde der Einfluss der Fluoreszenz von typischen Bedruckstoffen in der grafischen Industrie auf die etablierten Prozesse der farbmetrischen Charakterisierung (Farbbeschreibung), der Prüfdruckerstellung, der Farbabmusterung sowie der Lichtechtheit eingehend untersucht. Zunächst entstand eine Rechenmethode, um den Einfluss des UV-Anteils, als maßgebenden Faktor der Fluoreszenzanregung, anhand seiner Wirkung zu beschreiben. Der Aufhellereffekt, d. h. die Erweiterung der Reflexion um einen additiven, bläulichen Anteil, tritt nur auf, wenn eine UV-Anregung der optischen Aufheller (OBA, Optical Brightener Agents) im Bedruckstoff erfolgt. Es wurden zwei Korrelate mit Hilfe eigens hergestellter Papiere (mit definiertem OBA-Anteil) zur einfachen Charakterisierung des OBA-Anteils untersucht. Hierbei handelt es sich um die Größen ∆B sowie ∆CIEb*. Anschließend wurden über 100 Produktions- und Prüfdruckpapiere einer eingehenden farbmetrischen Charakterisierung unterzogen. Somit konnten mittlere Farborte für wichtige Papiertypen identifiziert werden. Sie bildeten die Basis für die laufende Revision der ISO 12647-2 sowie für die in diesem Vorhaben entwickelten Charakterisierungsdaten (FOGRA51 und FOGRA52). Die umfangreichen farbpsychologischen Experimente belegen klar, dass die visuelle Übereinstimmung zwischen Prüf- und Auflagendrucken mit der Güte der Nachstellung der Normlichtart D50 sowohl im Messlicht als auch in der Abmusterbeleuchtung einhergeht. Die Farbmessung gemäß ISO 13655:2009 Messbedingung M1 führt somit zu einer ausgezeichneten visuellen Übereinstimmung, wenn für die Abmusterungsbeleuchtung die strengeren Kriterien für die Nachstellung (ISO 3664:2009) auch sehr gut eingehalten werden.
Die farbmetrischen Untersuchungen zeigen ebenso, dass für die Simulation von Drucken mit hohem Anteil optischer Aufheller auch Prüfdrucksubstrate verwendet werden müssen, die einen ähnlichen OBA-Anteil aufweisen. Umfangreiche Untersuchungen zur Alterung bzw. Lichtechtheit wurden durchgeführt, um eine Methode zur Abschätzung der Lichtechtheit von Proofsubstraten abzuleiten.

Kontakt: Dr. Andreas Kraushaar

 

67.011
Maßnahmen zur energetischen Analyse und Rückgewinnung bei der Druckproduktion von Akzidenzen

Förderung:
Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie

Das Ziel dieser Arbeit war die Verfeinerung der Vorgehensweise bei der energetischen Analyse von Druckdiensteistern, um eine transparente und aussagekräftige Beurteilung der Energieeffizienz vornehmen zu können. Den Schwerpunkt dieses Forschungsprojekts bildeten Untersuchungen zur Erfassung und Bewertung der Prozesskettenglieder bei der Herstellung von Akzidenzen. Auf Basis der durchgeführten Versuchsreihen in den Räumlichkeiten des Forschungsinstituts und in produzierenden Druckunternehmen konnten praxisgerechte Messverfahren für die Bestimmung der energetischen Ist-Situation sowie zur Detektion von ungenutzten Potenzialen und Schwachstellen erprobt und die Eignung dieser Messverfahren überprüft werden. Hierbei handelt es sich um die

  • Leistungsmessung zur Bestimmung der Leistungsaufnahme von Produktions- und Gemeinschaftsanlagen
  • Thermographie mittels Wärmebildkamera zur Ermittlung von Wärmeentwicklungen an Produktionsanlagen und Gebäudeinfrastruktur
  • Sonographie zur Detektion von Druckluftleckagen am Verrohrungsnetz und an Produktionsanlagen
  • Volumenstrommessung in Kombination mit der Temperaturmessung zur Bestimmung von Abwärmemengen

Zusammen mit dem während der Forschungsarbeiten entwickelten Datenerhebungsbogen konnte erstmals ein auf die Druckindustrie abgestimmtes Konzept zur energetischen Analyse von Druckdienstleistern entwickelt werden, welches über die gängigen standardisierten bzw. förderfähigen Konzepte hinausgeht. Der Fokus lag hierbei auf kleine und mittlere Unternehmen der Druckindustrie, welche im Zwiespalt der steigenden Energiekosten und des kosten- und zeitbezogenen Aufwands für die Einführung eines standardisierten Energie- oder Umweltmanagements stehen.

Kontakt: Dr. Andreas Kraushaar

 

80.008
Grundlagen der grafischen Standardisierung bei der Herstellung von Kunststoffkarten

Förderung:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Programm zur Förderung der „Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)" über die AiF

Für den Offsetdruck regeln die ISO 12647-2 und der ProzessStandard Offsetdruck Volltonfärbungen und Tonwertzunahmen für die Skalenfarben CMYK. Beide Regelwerke beziehen sich jedoch ausschließlich auf Papier als Bedruckstoff.
Bisherige Untersuchungen zeigten, dass bei matten Kernfolien keine folienbedingten Unterschiede in der Tonwertübertragung auf die Kernfolien auftreten, Drucke auf glänzenden Kernfolien jedoch ca. 5 % kleinere Tonwertzunahmen aufweisen. In Folge der Lamination nehmen die Tonwerte um bis zu 10 % zu und es treten Farbänderungen bis zu ∆E*ab = 8 auf. Aktuelle Untersuchungen bestätigen diese grundlegenden Effekte für die Laminate und verdeutlichen darüber hinaus den Einfluss der Messblende der Farbmessgeräte auf die Farborte. Farb­mess­er­gebnisse, die mit einem Messgerät mit einer 11-mm-Messblende ermittelt wurden, dienten als Grundlage für einen ersten Standardisierungsvorschlag.
Farbverschiebungen zwischen Drucken und Laminaten fallen auf der Basis von Farbmesswerten, die mit großen Messblenden ermittelt wurden, relativ einheitlich aus und sollten materialunabhängige Kompensationen gestatten. Auf der Grundlage von Farbmessdaten, die mit typischen Farbmessgeräten der Druckindustrie (Messblenden < 4 mm) ermittelt wurden, ergibt sich dagegen eine deutliche Vielfalt bei den messtechnischen Farbcharakterisierungen für unterschiedliche Kombinationen aus Kern- und Overlayfolien. Diese verschiedenen Ausprägungen werden hauptsächlich durch Unterschiede bei der lateralen Ausbreitung reflektierten Lichts innerhalb der transparenten Overlays verursacht.
Zur angestrebten Einsetzbarkeit von in der Druckindustrie bereits weit verbreiteten Farbmessgeräten mit kleinen Messblenden zur farblichen Charakterisierung von Kartenlaminaten wäre eine Simulation der Messwerte für große Messblenden aus Messwerten von kleinen Messblenden wünschenswert. Dazu wurden Einflüsse von Materialkenndaten der Overlayfolie wie Brechungsindex, Absorptionsverhalten, Dicke und Rauheit, der Kernfolienrauheit und der Rauheit der Grenzfläche zwischen Overlay- und Kernfolie auf die Farbmesswerte für kleine Messblenden ermittelt und anschließend zu einer Simulationsmethode verfeinert.

Kontakt: Dr. Uwe Bertholdt



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