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Arne Müller

Arne Müller

Abteilungsleiter
Sicherheitsanwendungen

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mueller
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+49 89. 431 82 - 271

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Aktuelle Forschungsthemen (im Bereich "Funktionale Produkte und Identitätskarten")

80.012
Farbortprognose für transparent beschichtete Drucke zur Etablierung eines Prüfdruckverfahrens

Laufzeit: 01.03.2019 bis 28.02.2021
Förderung:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Programm zur Förderung der „Industriellen Gemeinschaftsforschung" (IGF) über die AiF

Farberscheinungen werden stark durch den Glanz und beim Vorhandensein von transparenten Beschichtungen zusätzlich durch die laterale Lichtausbreitung in der transparenten Schicht bestimmt. Druckerzeugnisse werden häufig durch Lacke und durch Folienkaschierungen aufgewertet. Diese werden – mit Ausnahme der inline Lackierung – in der Regel erst nach dem Drucken und damit auch nach der Farbabstimmung vorgenommen und führen dann zu einer Veränderung der Farberscheinung. Diese ist auf der Basis physikalischer Effekte und Messwerte prinzipiell prognostizierbar. Hier soll unter Berücksichtigung der Erkenntnisse aus anderen Untersuchungen ein Modell entwickelt werden, das Farbänderungen bei Beschichtung mit matten und glänzenden Beschichtungen bekannter Dicke ermöglicht. Dies wird auch die Umrechnung von Farbmessergebnissen zwischen Messgeräten unterschiedlicher Messblendengröße erlauben.
Es wird davon ausgegangen, dass der prinzipielle Streuungsmechanismus an der Substratoberfläche bzw. an den Druckfarbenschichten durch die transparente Beschichtung nicht beeinflusst wird. Im Modell werden alle Streuwinkel zwischen -90° und +90° als gleich wahrscheinlich angesehen. Eine eventuelle Berücksichtigung von Veränderungen der Streucharakteristik durch die transparente Beschichtung würde den Rahmen dieses Projektes übersteigen.
Als zentrale Messgrößen für die Modellierung werden neben der Dicke der transparenten Schicht das spektrale Reflexions- und Absorptionsverhalten der beteiligten transparenten und opaken Oberflächen und der Brechungsindex der transparenten Schicht verwendet. Weiterhin wird die laterale Lichtausbreitung spektral in Ausbreitungsrichtung messtechnisch erfasst. Dazu wird eine Messvorrichtung angefertigt.
Bei Kenntnis der exakten lateralen Lichtausbreitung werden bisher verdeckte Zusammenhänge bei der aus der Anwesenheit transparenter Schichten resultierenden Farbänderung deutlich. Damit können zuverlässig einerseits Farbortprognosen für nach dem Druck transparent beschichtete Oberflächen und andererseits Farbortprognosen für Farbmessgeräte anderer Messfleckgröße erstellt werden. Letzteres erlaubt die sichere Weiter-Verwendung typischer Farbmessgeräte der Druckindustrie (Messfleckgröße 4 mm) auch für den speziellen Anwendungsfall Farbmessung auf transparent beschichtetem Druck.

 

82.003
Druckprozesse für organische Photovoltaik auf textilen Substraten (DotS)
(Kooperationspartner: RWTH Aachen University - Institut für Textiltechnik (ITA))

Laufzeit: 01.10.2017 bis 31.03.2020
Förderung:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Programm zur Förderung der „Industriellen Gemeinschaftsforschung" (IGF) über die AiF

Die junge Technologie der organischen Photovoltaik (OPV) bietet im Hinblick auf Produktdesign, Kosten und Einsatzmöglichkeiten, im Vergleich zur siliziumbasierten Photovoltaik Vorteile. Die zurzeit eingesetzten OPV-Anwendungen beschränken sich auf Dünnglas und Folie, doch birgt gerade die Anwendung auf Textilien ein großes Potenzial: allein in Deutschland stehen mehrere Millionen Quadratmeter Textilien im Außenbereich für eine mobile oder stationäre Nutzung von OPV zur Verfügung.
Die bisherigen Untersuchungen basieren auf der Verwendung von glatten Oberflächen (Papier oder Folie). Erste Ansätze im Bereich textiler Oberflächen sind bislang auf Faserbeschichtungen und folienbasierter OPV auf textilem Trägermaterial beschränkt. Beide Ansätze zeichnen sich durch Beschränkungen im Herstellungsprozess oder eingeschränkte Einsatzmöglichkeiten aus. Für den Einsatz mit flexiblen OPV auf Textilien gibt es noch keine Lösungen. Grund hierfür sind Wissenslücken in den Bereichen „direkte Aufbringung von OPV-Schichten", „Substrateinfluss" und „Anwendbarkeit typischer Textildruckverfahren" als auch ein grundlegendes Verständnis der entsprechenden Wechselbeziehungen. Mit dem Forschungsvorhaben sollen die Einflussgrößen der textilen Oberflächen, typischen OPV-Werkstoffen und möglichen Druckparameter ermittelt sowie die Wechselbeziehungen dargestellt werden. Den Anwendern wird ein Grundlagenkatalog für die Anwendung der OPV-Technologie auf Textilien zur Verfügung gestellt, welcher die entsprechenden Prozess- und Einsatzgrenzen umfasst.
Die Ergebnisse dieses Projekts soll KMU sowohl in der Textil- als auch Druckbranche dazu befähigen, eigenständige Weiterentwicklungen auf Basis des Grundlagenkatalogs für eine eigene Prozessabbildung bzw. Übertragung auf textile Produkte durchzuführen. Darüber hinaus wird ebenso eine stärkere Vernetzung zwischen der klassischen Druckindustrie und Textilindustrie durch die gemeinsamen Konzeptumsetzungsmöglichkeiten und netzwerkübergreifende Bereitstellung von Information gezielt gefördert.
Bei dem Projekt handelt es sich um ein Partnerprojekt zwischen der Fogra Forschungsinstitut für Medientechnologien e.V. und dem Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen University. In den geplanten Arbeitspaketen werden in einem ersten Schritt die grundsätzlichen Systemparameter (OPV Design, Material- und Substratauswahl) erfasst und charakterisiert. Über Einzelschicht- und Mehrschichtversuche werden Zusammenhänge zwischen Schichteigenschaften der textilen Oberflächen und den aufgebrachten OPV-Materialien in Abhängigkeit von möglichen Druckparametern untersucht. Parallel hierzu werden durch Prüfung der applizierten Schichten und Anwendung anderer Textildruckverfahren Einflussgrößen sowie Einsatzgrenzen ermittelt. Basierend auf den gewonnen Erkenntnissen werden Optimierungs- als auch Übertragungsmöglichkeiten auf andere Druckverfahren bewertet sowie ein anwenderorientierter Leitfaden als Basis für weitere Entwicklungen erstellt.

 

Download

Infoheft "Das Fogra-Prüflabor für ID-Karten und Passdokumente" (Größe: 786 kB; Downloads: 11880)



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