Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Farbortprognose für transparent beschichtete Drucke zur Etablierung eines Prüfdruckverfahrens.

1. Forschungsthema

Farbortprognose für transparent beschichtete Drucke zur Etablierung eines Prüfdruckverfahrens.

2. Forschungsziel

Farberscheinungen werden durch den Glanz und bei transparenten Beschichtungen auch durch die laterale Lichtausbreitung bestimmt. Drucke werden häufig durch Lacke und Folien aufgewertet. Diese verändern die Farberscheinung. Es wird ein Modell entwickelt, das Farbänderungen bei Beschichtungen ermöglicht. Als Messgrößen für die Modellierung werden die Dicke der transparenten Schicht, das spektrale Reflexions- und Absorptionsverhalten der beteiligten transparenten und opaken Oberflächen und der Brechungsindex der transparenten Schicht verwendet. Die laterale Lichtausbreitung wird fototechnisch erfasst und bildanalytisch ausgewertet.

3. Wirtschaftliche Bedeutung für KMU

Mit der Vorhersagbarkeit von Farborten unter transparenten Schichten wird die Druckproduktion für derartige Produkte hinsichtlich ihrer visuellen Erscheinung plan-, kontrollier- und reproduzierbar. Damit werden die Vorteile einer standardisierten Wertschöpfung von der Planung über die Realisierung bis zur Bewertung für die überwiegend aus KMU bestehende Druckindustrie wirtschaftlich erschließbar. Dies hilft, die Risiken beim Auftreten von Produktfehlern zu reduzieren und zu beherrschen. Das jährliche Austauschvolumen der in Deutschland im Umlauf befindlichen ID-Karten beläuft sich auf ca. 90 Mio €, das qualitativ durch die Anwendung der neuen Erkenntnisse abgesichert werden kann. Das Produktionsvolumen weiterer lackierter oder laminierter Produkte übersteigt dies deutlich.

4. Umsetzung der Forschungsergebnisse

Die Ergebnisse werden in einem Forschungsbericht, einem Kurzbericht und einem Newsletter veröffentlicht. Eine Publikation der Ergebnisse in der wissenschaftlichen Fachpresse wird vorgenommen. Weitere Transfermaßnahmen erfolgen über die Gremien der Fogra sowie die Aufnahme in das Schulungsprogramm. Eine Einbringung in nationale und internationale Normung ist geplant.

Ergebniszusammenfassung:

In diesem Projekt wurden transparent beschichtete Drucke mit unterschiedlichen Lacken, Kaschierfolien und Laminaten in unterschiedlichen Schichtdicken angefertigt und farbmetrisch charakterisiert. Infolge der transparenten Beschichtungen ist bei Tonwerten der Drucke ein Buntheitszuwachs bei gleichzeitig sinkender Helligkeit zu beobachten. Bei glänzenden Beschichtungen bis zu einer Dicke von 20 µm gilt das auch für die Volltöne. Bei stärker glänzenden und bei matten Beschichtungen verändern sich die Volltöne der Drucke in Richtung dunkler und unbunter.

Brechungsindices, Transparenzen und Schichtdicke der transparenten Schichten wurden charakterisiert.

Zur Bestimmung der lateralen Lichtausbreitung in den transparenten Beschichtungen der Drucke wurde eine Messapparatur erstellt. Darin wird eine scharfe Schattenkante projiziert, in der die laterale Lichtausbreitung als Streuphänomen fotographisch erfasst und bildanalytisch ermittelt wurde.

Auf der Basis der ermittelten Kantenstreufunktionen wurden Prognoseversuche unternommen, die den Einfluss von Schichtdickenvariationen bzw. den lateralen Lichtausbreitungen auf Farbänderungen an einzelnen Kunststofflaminaten beschreiben sollten. Hier konnten die Veränderungen der Farborte im XYZ-Farbraum zutreffend prognostiziert werden. Bereits bei großen Schichtdicken waren jedoch zutreffende Prognosen beim Übergang von einem Kunststofflaminat zu einem anderen nicht möglich.

Bei der Übertragung auf lackierte Drucke mit wesentlich dünneren transparenten Schichten hat sich das Prognosemodell leider nicht bewährt. Der Grund dafür wird in der spektralen Differenzierung der optischen Eigenschaften vermutet, die hier zwar bereits ansatzweise erfasst, im Rahmen der Prognoseentwicklungen aber nur eingeschränkt berücksichtigt werden konnten.

Die entwickelte Apparatur steht allen Interessenten zur Verfügung. Die Prognosemöglichkeiten sind jedoch noch limitiert.