Ermittlung der tonwertrelevanten Papierkennwerte und ... · printing process can only be carved out experimentally if both paper and for printing the characteristics are determined

PTS-FORSCHUNGSBERICHT IGF 17021ERMITTLUNG DER TONWERTRELEVANTEN PAPIERKENNWERTE UND ERARBEITUNG VON METHODEN ZUR VORHERSAGE DER TONWERTZU-NAHME (TWZ) IM BOGENOFFSETDRUCK

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Ermittlung der tonwertrelevanten Papierkennwerte und Erarbeitung von Methoden zur Vor-hersage der Tonwertzunahme (TWZ) im Bogenoffsetdruck

(Tonwertzunahme) PTS-Forschungsbericht 31/14 Juli 2015

Papiertechnische Stiftung (PTS) Heßstraße 134 D - 80797 München www.ptspaper.de

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Ansprechpartner:

Dr. Rainer Klein Tel. (03529) 551-686 [email protected]

Papiertechnische Stiftung PTS Institut für Zellstoff und Papier IZP Pirnaer Straße 37 01809 Heidenau

Das Forschungsvorhaben IGF 17021 BR der AiF-Forschungs-vereinigung PTS wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Be-schlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Dafür sei an die-ser Stelle herzlich gedankt. Unser Dank gilt außerdem den beteiligten Firmen für die Probenbe-reitstellung und für die freundliche Unterstützung bei der Projekt-durchführung.

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R. Klein: Tonwertzunahme 2(47)

PTS-Forschungsbericht www.ptspaper.de PTS-FB 31/14

Ermittlung der tonwertrelevanten Papierkennwerte und Erarbeitung von Me-thoden zur Vorhersage der Tonwertzunahme (TWZ) im Bogenoffsetdruck R. Klein Inhaltsverzeichnis Seite

1 Zusammenfassung.......................................................................................................... 3

2 Abstract ............................................................................................................................ 4

3 Wissenschaftlich- technische und wirtschaftliche Problemstellung ......................... 6 3.1 Anlass für das Forschungsprojekt ............................................................................................... 6 3.2 Ausgangssituation ........................................................................................................................ 6 3.3 Stand der Forschung .................................................................................................................... 7

3.3.1 Die zwei Komponenten der TWZ .................................................................................... 7 3.3.2 Messtechnische Erfassung der TWZ.............................................................................. 8 3.3.3 Stand der Modellierung der optischen TWZ ................................................................... 9 3.3.4 Papiereinfluss auf die TWZ ........................................................................................... 11

4 Gesamtvorgehen ........................................................................................................... 11

5 Material und Methoden inkl. Projektbegleitung .......................................................... 12 5.1 Probenmaterial; Geräte und Methoden ..................................................................................... 12

5.1.1 Papiere ........................................................................................................................... 12 5.1.2 Druckformen, -versuche ................................................................................................ 12 5.1.3 Messmethoden .............................................................................................................. 13

5.2 Papierprüfung ............................................................................................................................. 14

6 Tonwertrelevante Papierkennwerte - Methoden zur Vorhersage der TWZ ..................... 14 6.1 Tonwertproblematik in der Druckindustrie - Stand der druckrelevanten

Papiercharakterisierung – Marktanalyse - Papierauswahl ....................................................... 14 6.2 Druckformentwicklung, Druckversuch und drucktechnische Auswertung ............................... 17 6.3 Methode zur Trennung von optischer und geometrischer TWZ ............................................... 17 6.4 Probenmaterial und konventionelle Papierprüfung ................................................................... 22 6.5 Spezielle TWZ-relevante Papiereigenschaften ......................................................................... 26 6.6 Druckpunktgröße und –helligkeit in Abhängigkeit von Druckbedingungen und

Papiereigenschaften ................................................................................................................... 33 6.7 Zusammenhänge zwischen lichtfangbedingter TWZ und Papiereigenschaften ..................... 38 6.8 Simulation der Bildwiedergabe über Punktstreufunktion und lineare Systemtheorie .............. 40 6.9 Vorhersagemodell, Look-Up Tabellen und Erstellung einer multidimensionalen Matrix:

TWZ - relevante Papiereigenschaften ....................................................................................... 42 6.10 Validierungsdruckversuch, Auswertung der Ergebnisse .......................................................... 44

7 Schlussfolgerungen ...................................................................................................... 44

Literaturverzeichnis ................................................................................................................ 46




1 Zus ammenfas s ung

Zielstellung Ermittlung der tonwertrelevanten Papierkennwerte und Erarbeitung von Metho-den zur Vorhersage der Tonwertzunahme (TWZ) im Bogenoffsetdruck

Ergebnisse Die TWZ hat erheblichen Einfluss auf die Qualität der hergestellten Drucker-zeugnisse. Bei zu großen Abweichungen von den Zielwerten können eine Plat-tenkorrektur und der erneute Druck erforderlich sein, was mit Mehrkosten ver-bunden ist. Somit hat die Abschätzung der TWZ auf der Basis von Papiereigen-schaften im Vorfeld des Druckprozesses eine große Bedeutung. Die verfügbare Papiercharakterisierung hat keinen oder nur einen sehr einge-schränkten Aussagegehalt für die Abschätzung der TWZ vor dem Druck. Auch die von Papier- und Druckindustrie erarbeiteten Papierkennwerte (VDMA, Zell-cheming) sind nicht ausreichend, aber der richtige Ansatz für weitere Arbeiten. Für die experimentelle Untersuchung der Zusammenhänge zwischen Papierei-genschaften und TWZ sowie zum Einfluss der geometrischen und optischen TWZ wurden Druckformen entwickelt, glänzende, halbmatte und matte gestri-chene sowie ungestrichene Papiere in mehreren Druckversuchen bedruckt. Es wurde eine Methode entwickelt, die es gestattet den wirksamen Gesamtef-fekt der TWZ messtechnisch zu bestimmen und durch die optische Verdunk-lung Vo zu beschreiben. Für Rollendruckmustern konnte nachgewiesen werden, dass im Mittel prozess-bedingte Schwankungen der TWZ von ± 2 % absolut (30 %-TW-Feld) auftreten und die TWZ mit fortschreitender Druckdauer absinkt. Detaillierte Untersuchungen an Bogenoffsetpapieren zur Abhängigkeit der TWZ von den Druckbedingungen haben leider keine eindeutigen Funktionalitäten er-kennen lassen, was im zu geringen Datenmaterial begründet war. Nachgewie-sen werden konnte jedoch der Einfluss der Topografie und der inneren Struktur der Papiere auf die TWZ. Mit Verringerung der Rauigkeit geht eine Abnahme der TWZ einher, was auf Glanzeffekt und die Verdichtung des Papiers (Licht-streuung) zurückgeführt wird. Des Weiteren wurde eine Methode, die eine Trennung der optischen und geo-metrischen TWZ in tolerierbaren Fehlergrenzen gestattet, entwickelt. Kenngrö-ßen zur Charakterisierung des Druckbildes wurden definiert. Es wurde die Ab-hängigkeit der TWZ, des Druckpunktdurchmessers sowie der -intensität von den Druckbedingungen und den Papiereigenschaften untersucht. Es zeigte sich, dass die TWZ nicht ausschließlich von der Druckpunktgröße sondern stark von der Dichte (Grau-/Farbwert) der Druckpunkte, bei ausgeprägter Inhomoge-nität derselben, bestimmt wird. Die ungestrichenen Papiere verfügten im TW 30-Feld über absolute Punktdurchmesserzuwächse von 1-2 µm. Der abso-lute Punktzuwachs der glänzenden, halbmatten bis matten Papiere lag zwi-schen 2 µm und 3 µm. Hinsichtlich der Punktintensität steigt der Grauwert mit zunehmender Rauheit an, um bei den ungestrichenen Papieren maximal zu werden, d. h. die Druckpunkte werden heller. Die experimentell erhaltenen Abhängigkeiten bestätigen die parallel zum Pro-jekt in den Normungsausschüssen erarbeiteten Erkenntnisse des überarbeite-ten Prozess Standards Offset. Aufgrund des normativen Charakters bei weitge-hend identischem Inhalt sollte dieser Standard zur Anwendung kommen. Eine weitere mikroskopische Methode dient der Bestimmung der Lichtstreuung




des Papiers. Es wird der Verlauf des Grauwertes als Funktion des Radius ermit-telt. Zur Kurvenbeschreibung werden Anstieg und Streubreite herangezogen. Bedingt durch die Unterschiede in der äußeren und der inneren Struktur der Papiere nimmt der Anstieg der Kurven mit der Reduzierung der Rauheit folge-richtig ab, während die Streubreite der Kurve größer wird. Die Ergebnisse der experimentellen Bestimmung der Lichtstreuung im Papier werden als Eingabe-parameter für die softwareseitige Abschätzung der TWZ herangezogen. Alle auf Experimenten basierenden Untersuchungen wurden zur Simulation der Bildwiedergabe mittels linearer Systemtheorie herangezogen, wobei die Pa-pierbeschreibung durch die Punktstreufunktion vorgenommen wurde. Es wurde ein Softwaretool erarbeitet mit dessen Hilfe die Entwicklung der Tonwertzu-nahme bei Variation der Einstellgrößen simuliert werden kann. Es wurde ein Validierungsdruckversuch durchgeführt. Die Ergebnisse der TWZ-Abschätzung konnten messtechnisch in den praxisüblichen Toleranzen bestätigt werden.

Schluss-folgerung

Funktionelle Zusammenhänge zwischen Papiereigenschaften und Druckergeb-nis (TWZ) können auf experimentellem Wege nur erfolgreich herausgearbeitet werden, wenn sowohl auf der Papierseite als auch auf der Seite des Druckes die Eigenschaftserfassung mittels Onlinesensoren erfolgt, da aufgrund der vie-len Wechselwirkungen umfassende Datenmengen erforderlich sind. Die entwickelten Messmethoden sowie das erstellte Softwaretool zur Abschät-zung der TWZ im Vorfeld des Druckens auf der Basis des Streuverhaltens des Lichtes im Papier (Punkt-, bzw. Kantenstreufunktion) sind gegenwärtig auf den F&E-Bereich beschränkt und bedürfen einer Weiterentwicklung für den Einsatz in der Industrie. Dies sollte im Rahmen eines praxisorientierten Folgeprojektes (Innokom; ZIM) erfolgen.

2 Abstract

Subject Determination of tone value-relevant specific values of paper and development of methods to predict the dot gain in sheet fed offset printing

Results Dot gain has a significant influence on the quality of print products. High devia-tions of target values could lead to a correction of printing plates or a repetition of the printing process, which is attendant on additional costs. Therefore the es-timation of dot gain based on fundamental paper characteristics in preparation of the printing process has a high impact. To experimentally analyze the coherence between paper characteristics and dot gain as well as the influence of optical and geometrical dot gain, different print-ing plates were generated and glossy, half-matt and matt papers plus uncoated papers were printed in several printing processes. A method to determine the active overall effect of dot gain using technical measuring equipment was developed introducing the optical darkening to de-scribe the impact. Based on print samples of web offset printing a process-related variation of on average ± 2 % absolute (30 % tone value) and a decrease of dot gain during




the process was detected. Detailed analysis of sheet fed offset papers concerning the dependency of dot gain on printing conditions indicated no significant functionalities, which is a consequence of a too slight amount of data. However an influence of topogra-phy and internal structure of paper on dot gain could be proved. A decrease of roughness is attended by a decrease of dot gain, which is reduced to effects of gloss and compression of the paper (light scattering). Furthermore a method was generated that allows a separation of optical and geometrical dot gain within tolerable error limits and parameters to character-ize the printed impression were defined. The dependency of dot gain, dot di-ameter and dot intensity on process parameters und paper characteristics were analyzed. It was found, that dot gain is not exclusively determined by the dot diameter but significant by their density (grey and colour values) and its inhomogeneity. The uncoated papers offered an increase of their dot diameter of around 1-2 µm for the tone value of 30 %. The absolute increase of the dots of glossy, half-matt and matt papers was between 2 µm and 3 µm. Concerning the intensity of the dots the grey value increased with increasing roughness to be maximizes for the uncoated paper, id est the dots became brighter. The experimentally generated dependencies confirmed in standardization committees compiled findings of the revised ProzessStandardOffset, which were taken at the same time. Due to their normative character and closely identical content this findings should be implemented. Another acquired microscopic method was used to determine the light scatter-ing inside the paper (annular orifice). The course of the grey values (Light scattering) was detected as a function of the radius. To describe the courses, the slope and scatter band were utilized. Caused by differences concerning the internal and external structure of the papers the slope of the courses is decreasing with a reduction of the roughness meanwhile the scatter band is increasing. All experimental-based results were used as intakes for the simulation of the dot gain using linear system theory whereat the characterization of the paper was conducted using the dot scattering function. A software tool was devel-oped which enabled a simulation of the dot gain for different intakes. A validation printing test was conducted and its results were compared to the simulated values generated by the software tool which leads to confirmation of the calculated values inside practical tolerances.

Conclusion Functional Connections between paper characteristics and the results of the printing process can only be carved out experimentally if for both paper and printing the characteristics are determined using online sensors as a high amount of data is necessary because of the interaction. The developed measurements as well as the software tool to predict the dot gain in preparation of the printing process based on the light scattering behavior inside the paper (dot and edge scattering function) are currently limited to the R&D-area and have to be advanced to get operational in industrial scale. This should be part of a practice-oriented project (Innokom, ZIM).




3 Wis s ens chaftlich- technis che und wirts chaftliche P roblems tellung

3.1 Anlas s für das F ors chungs projekt

Problematik TWZ Ziel des Druckprozesses ist die vorlagengetreue und effiziente Reproduktion der Druckvorlage1, was eine komplexe Aufgabe darstellt. Im Druckprozess kommt es bei der Farbübertragung von der Platte über das Gummituch auf das Papier zu einer Vergrößerung der Druckpunkte – dem sogenannten Punktzu-wachs. Dieser führt zu einer Verdunklung des Druckbilds im Einfarbendruck bzw. zu einer Farbortverschiebung im Mehrfarbendruck. Verdunklung bzw. Far-bortveränderung werden aber auch durch die Lichtstreuung des Papiers, den sogenannten Lichtfang, hervorgerufen.

Abhängigkeit und Steuerung der TWZ

Die Vergrößerung der Druckpunkte wird von Faktoren, wie Druckmaschine, Farbe, Gummituch, Feuchtmittel sowie den drucktechnischen Parametern und auch vom Papier beeinflusst. Bei Kenntnis dieser Einflüsse kann die Druck-punktvergrößerung bei der Plattenherstellung berücksichtigt und die TWZ mini-miert werden. Dies geschieht über die Anwendung von TW-Kalibrierkurven. Um den papierspezifischen Anteil an der TWZ zu erfassen, werden heute im Pro-zess Standard Offset2 bzw. Medien Standard Druck3 technische Richtlinien für Offsetdruckprozessparameter angegeben, zu welchen auch die TWZ für ein-zelne Papiersorten gehört. Die Papiere wurden dabei in fünf Papierklassen un-terteilt. Die Praxis zeigt, dass einerseits nicht alle heute am Markt verfügbare Druckpapiere diesen Papiertypen eindeutig zugeordnet werden können4 und andererseits die Schwankungsbreite der Papiere einer Sortengruppe so groß ist, dass die vorgeschlagene Kompensation häufig nicht ausreichend ist.

Fazit Die TWZ ist ein wichtiger Prozess- und Qualitätsparameter in der Druckindust-rie. Sie ist erstmalig während des Andruckens messbar. Detaillierte Kenntnisse zur papierbedingten TWZ im Vorfeld des Druckes sind somit für die Wirtschaft-lichkeit des Druckprozesses und damit für die Wettbewerbsfähigkeit der Dru-ckereien von großer Bedeutung. Auch die Papierfabriken sind an einer besse-ren Charakterisierung ihrer Produkte bezüglich TWZ sehr interessiert. Die im PSO2 und im MedienStandard Druck3 vorgenommene Papiergruppie-rung ist nicht mehr zeitgemäß und bedarf einer Überarbeitung, die gegenwärtig auf empirischem Wege erfolgt. Ein anderer Weg, der die papierbedingte TWZ auf der Basis tonwertrelevanter Papierparameter ermöglicht, erscheint sinnvoll und notwendig und wurde im Rahmen des Projektes beschritten.

3.2 Aus gangs s ituation

Stand in der Pa-piercharakterisie-rung

Von der Papierindustrie wird der Druckindustrie eine Vielzahl von elementaren Papiereigenschaften zur Verfügung gestellt5. Wie die Arbeit des Forums Papier und Druck6 in den letzten Jahren gezeigt hat, sind diese Eigenschaftskennwerte durchaus relevant, jedoch noch nicht ausreichend für eine Abschätzung des Druckergebnisses im Vorfeld des Druckes. Ein wesentliches Defizit besteht in der Abschätzung der Tonwertzunahme (TWZ) beim Offsetdruck auf der Grundlage elementarer Papiereigenschaften bei Berücksichtigung der gegenseitigen Beeinflussung. Mit dieser Abschätzung könnte in der Druckvorstufe sowie beim Andrucken eine erhebliche Kostenre-duzierung erreicht werden.




3.3 S tand der F ors chung 3.3.1 Die zwei Komponenten der TWZ

Definition TWZ Ein Druckpunkt wird vom Betrachter optisch größer wahrgenommen, als er rein geometrisch (im Datensatz oder auf der Druckplatte) ist. Ursachen dafür sind:

• eine reale, geometrische Druckpunktverbreiterung (geometrische oder mechanische TWZ),

• eine lichtstreuungsbedingte TWZ (optische TWZ; Yule-Nielsen-Effekt oder Lichtfang)7 8,9.

Einfluss haben auch Farb- bzw. Reflexionseigenschaften des Druckpunktes.

Geometrische (mechanische) TWZ

Die geometrische TWZ ist eine echte geometrische Druckpunktvergrößerung, die durch die bei der Farbübertragung von der Druckplatte über das Gummituch auf das Papier vorherrschenden Kräfteverhältnisse hervorgerufen wird. Sie ist von Faktoren, wie z. B. Anpressdruck, Druckgeschwindigkeit, Farbviskosität, Farbschichtdicke, Wischwasser, Gummituch, Bedruckstoff und Papieroberflä-che abhängig. Neben der Punktvergrößerung kann es im Druckprozess zu Punktdeformationen, wie Dublieren oder Verschmieren, kommen. Diese Effekte führen zu einer erhöhten gemessenen TWZ, können aber relativ einfach über Signalkontrollstreifen im Prozess erkannt und an der Maschine erfolgreich ver-hindert werden. Die Abb. 1 zeigt zwei LWC-Papiere, die unter identischen Bedingungen be-druckt worden sind. Der gepunktete Kreis stellt den theoretischen Druckpunkt-durchmesser dar. Es ist eindeutig, dass das Papier links einen höheren Punkt-zuwachs als das Papier rechts aufweist.

Abb. 1: Darstellung der geometrischen TWZ im Druck

Optische TWZ (Lichtfangeffekt des Papiers)

Die optische TWZ ist das Ergebnis der Lichtstreuung an der Papieroberfläche und im Papier. Dies wird oft als Lichtfangeffekt bezeichnet8. Licht, welches auf eine Papieroberfläche trifft, wird von dieser anteilig diffus und gerichtet reflek-tiert (Abb. 2).

P8P17

Fokusvariationsbilder (IFM G3 10x)

Theoretischer Punktdurchmesser (30% TW, 70 L/cm, lineare Druckplatte) = 88 µm

TWZ* = 22 %

100 µm 100 µm

TWZ* = 9 %spektralfotometrische Messung = Gesamttonwertzunahme(D50, 2°; Papierweiße, Pol-Filter; sw Hintergrund)

R457 = 79,5 % R457 = 87,4 %

R457 (D65 - ohne UV-Filter)

70 g/m², matt, rc 70 g/m², glänzend, hh




Abb. 2: Entstehung der optischen TWZ durch den sog. Lichtfangeffekt8

Der Anteil der optischen TWZ und der geometrischen TWZ wird in der Literatur unterschiedlich eingestuft. Einige Autoren schätzen diese Effekte als gleichwer-tigFehler! Textmarke nicht definiert.,Fehler! Textmarke nicht definiert. ein. Andere da-gegen äußern, dass die TWZ hauptsächlich vom Lichtfang verursacht wird 10. Zu diesem Thema werden angeregte Diskussionen in Fachkreisen geführt11,12.

3.3.2 Messtechnische Erfassung der TWZ

Ermittlung der TWZ

Das menschliche Auge sowie optische Messgeräte detektieren die optische und die geometrische TWZ als integrale Größe, die als optisch wirksame Flächen-deckung bezeichnet wird. Mit einem Densitometer bzw. Spektralfotometer wird am bedruckten Bogen die Reflexion der Oberfläche gemessen und die reale, optisch wirksame Flächendeckung (Tonwert) berechnet. Die Messung erfolgt an Druckkeilen, die einen stufenweisen Verlauf der Tonwerte aufweisen (Abb. 3).

Abb. 3: Beispielkeil - FOGRA Medienkeil13

Die Ermittlung der TWZ erfolgt dann mittels Murray-Davies-Formel unter der Annahme, dass die optische Dichte Dr eines einfarbigen Rasterfeldes als Funk-tion der Flächendeckung Ar der Druckpunktfläche und des Remissionsgrades R der Druckfarbe vollständig beschrieben werden kann. Das Murray-Davies Mo-dell nimmt an, dass sich die Reflexionseigenschaften der Druckpunkte genau wie die des Volltonfeldes verhalten, wobei die Lichtstreuung vernachlässigt wird. Papierweiß Volltonfeld Rasterfeld A = 0, Rp= 100% A=1, Rv = Rcyan Ar=?, Rr=?

Abb. 4: Definition der Berechnungsgrundlagen für die TWZ

prvr R )A-(1 R A R ⋅+⋅= (5) mit: R RR R

Avp

rpr −

−= (1)

(R) log - D = (2)

Bedruckte Fläche erscheint optisch größer (DUNKLER) als sie geometrisch ist!

Mögliche Bewegungsbahn der Photonen in einem einfarbig rasterbedruckten Papier

A - Reflexion an der OberflächeB - Photon wird durch die

Farbschicht absorbiert bevor es Papier erreicht

C - Licht wird von der Farbschicht reflektiert

D - innere ReflexionE - Licht wird im Papierinneren

gestreut, zurück reflektiert und von der Farbschicht absorbiert LICHTFANG

F

G

H

I

Bewegungsmöglichkeiten, die im Fall des kleinenAbsorptionskoeffizienten der Farbschicht auftreten

* Modelling of Light Scattering Effects in Print; Stefan Gustavson, Dissertation 1995




Damit ergibt sich die optisch wirksame Flächendeckung (F) bzw. der TW als:

%100101101)( ⋅

−−

=+ Dv

Dr

ogistTW (3)

Anmerkung: Kalibrierung auf Papierweiß Die TWZ ist die Differenz zwischen theoretischem Tonwert (Datensatz: Sollra-sterTW) der Farbe und dem messtechnisch ermittelten TW (TW(ist))7.

)()( sollFistFTWZ gesamt −= (4) Durch Messung über den TW-Kacheln (TW von 0 bis 100 %) wird eine Druck-kennlinie (TW-Kurve) als Darstellung des Verhältnisses zwischen gemessenen Tonwerten im Druck und gewünschten TW (Datensatz) erhalten. Anmerkung: Die so ermittelte TWZ stellt eine Gesamtreflexion der gemessenen Fläche dar. Somit ist es nicht möglich die geometrische von der optischen TWZ zu differenzieren. Die Berechnung der Tonwerte kann auch über die CIE L*,a*,b*-Werte erfolgen - sog. relative farbmetrische Färbung nach Schirmer14,15.

222 )100( LbaF −++= (3a)

(%)100% ⋅−−

=PWVT

PWrel FF

FFF (3b)

Rrel relative farbmetrische Färbung F% F des betreffenden Rastertones FPW F des Papierweiß FVT F des Volltones

3.3.3 Stand der Modellierung der optischen TWZ

Modell der Licht-streuung im Pa-pier

Zur Beschreibung der optischen TWZ wurden in der Vergangenheit mehrere Modelle entwickelt. Ein bekanntes Modell, das auch bei Papier Anwendung fin-det, stammt von Kubelka und Munk16 (Abb. 5). Bei diesem Modell wird aller-dings die Lichtstreuung in lateraler Richtung vernachlässigt, da davon ausge-gangen wird, dass die Seitenverluste wegen der Größe der Fläche (Papierblatt) nicht relevant sind. Das System mit zwei Differentialgleichungen enthält nur die Zustandsgrößen S (Lichtstreuungskoeffizient) und K (Lichtabsorptionskoeffi-zient). Diese lassen sich einfach aus zwei spektralfotometrischen Messungen ermitteln (R∞ und R0). Diese Theorie trotz einiger Nachteile in der Papierindust-rie, wie auch Farbindustrie verbreitet17.

JIR = (5)

sjdxidxksdi ++−=− )( (6)

sidxjdxksdj ++−= )( (7)

Abb. 5: Basismodell für die Ableitung der Kubelka-Munk Gleichungen Die K-M-Theorie ist für den einfachen Fall abgeleitet, dass die Lichtstrahlen senkrecht zur Papierebene gerichtet sind. Es wurde angenommen, dass ein Blatt Papier mit Dicke z auf einem Hintergrund mit Reflexionsgrad Rg positioniert ist. Wenn das Blatt von oben mit der Lichtintensität I beleuchtet wird und J die Intensität des reflektierten Lichtes ist, ergibt sich der Reflexionsgrad dann nach Gl. 5. Eine im Abstand x vom Hintergrund befindliche, dünne Schicht dx wird mit Lichtintensität i(x) von oben und j(x) von unten beleuchtet. Beim Durchgang




durch dx wird ein Teil des Lichtes absorbiert und ein Teil gestreut, dabei werden i und j um (s+k)idx und (s+k)jdx vermindert. Gleichzeitig werden die Beträge sjdx und sidx, welche die Lichtstreuung des Lichts in Gegenrichtung darstellen, zu diesen Intensitäten i und j addiert (Gl. 6 und 7) Die Reflexion eines Papier-blattes mit der Dicke z errechnet sich dann aus:

22

2

∞

∞∞

−+

=Re

ReRR brs

brs

(8) mit

−= ∞

∞

RR

b 12 (9)

Aus obiger Gleichung kann der Parameter S berechnet werden. Obwohl neuere Modelle die Wechselwirkung zwischen Papier und Licht detail-lierter beschreiben, ist die von Kubelka und Munk entwickelte Theorie in der Papierindustrie, wie auch in der Farbbranche, aufgrund ihrer einfachen Hand-habung bei praktikablen Ergebnissen, sehr verbreitet. Deshalb wird sie zur Mo-dellierung bzw. zur Optimierung von Papierprodukten eingesetzt. Der Übergang von der Lichtstreuung im Papier zu der optischen TWZ fehlt jedoch noch. Es wird angestrebt, der Druckindustrie auf der Basis von Streu- und Absorptions-koeffizienten und weiteren einfach messbaren Kenngrößen der produzierten Papiere eine Abschätzung der optischen TWZ zu ermöglichen. Eine Zusammenstellung der wesentlichen heute verfügbaren Modellvorstellun-gen mit den Eingangs- und Ausgangsgrößen kann Tab. 1 entnommen werden.

Tab. 1: Zusammenstellung von Modellen zur Lichtstreuung von Papier

Theorie Kubelka - Munk Erweiterte Kubelka Munk nach Berg

Erweiterte K-M und Berg nach Mourad

Beschrei-bung

eindimensionaler Fall z-Richtung vernachlässigt late-rale Lichtstreuung

zweidimensionaler Fall; vertikale und eine latera-le Richtung

dreidimensionaler Fall; vertikale und zwei late-rale Richtungen

Kenngrößen s, k, R∞ σ, α, Φ Rλ, Tλ

Messung s, k können aus R0 und R∞ berechnet werden

Φ kann nicht gemessen werden; α, Φ können nicht aus s, k berechnet werden

Mikroreflexionen

Messgerät Spektrometer Mikrospektrofotometer

Punktstreu-funktion

Die Punktstreufunktion (PSF) lässt sich aus der Kubelka-Munk Theorie ableiten. Sie beinhaltet die Kenngrößen S, K, und R∞ und stellt die Ortsabhängigkeit der Reflexion des Papiers dar. Dadurch kann sie zur Charakterisierung des Licht-fangeffekts der bedruckten Bereiche des Papiers herangezogen werden. Wenn das Licht an einem Punkt ins Papier eintritt, tritt ein Teil nach der Streuung im Papier wieder aus. Die Punktstreufunktion beschreibt die Verteilung des austre-tenden Lichtes in Abhängigkeit vom Radius r zum definierten Eintrittspunkt. Sie kann aus der K-M-Theorie nach folgender Formel berechnet werden:

( )( )222

22

11)(

brs

brs

eReRsrs−

∞

−∞

⋅−

⋅−= (10)

Die PSF kann über die Abelsche IntegrationsgleichungFehler! Textmarke nicht definiert. n die Linienstreufunktion umgewandelt werden. Diese wird in Modellen, die die Übertragung der Informationen im Druckprozess beschreiben, eingesetzt.




dxrx

xdrrdrs

x∫∞

= −−=

r22

)l(1)(π

(11) dxxr

rrsxlx∫∞

= −=

x22

)(2)( (12)

Über die Modulübertragungsfunktion (MÜF) des Papiers und die bekannte Funktion der Druckvorlage kann als Resultat die Bildfunktion erhalten werden. Mathematisch bedeutet dies die Multiplikation der MÜFPapier mit der Funktion der Druckvorlage im Frequenzbereich, was einer Faltung der Punktstreufunktion des Papiers mit der Druckvorlage im Ortsbereich entspricht. Für die praktische Anwendung des Multiplikationsergebnisses muss die erhaltene Bildfunktion aus dem Frequenz- in den Ortsbereich zurück transformiert werden.

3.3.4 Papiereinfluss auf die TWZ

Papiereinfluss auf die TWZ

Es ist bekannt, dass die TWZ anteilig papierabhängig ist. Erfahrungen zeigen, dass z. B. die raueren Papiere eine größere TWZ aufweisen. Dies ist auf einen höheren Farbverbrauch dieser Papiere (um die Standarddichte zu erreichen) zurückzuführen18. Weiterhin zeigen ungestrichene Papiere eine höhere TWZ als gestrichene. Da die physikalischen Mechanismen der geometrischen und optischen TWZ be-kannt sind, hat die Untersuchung ihrer Abhängigkeit von wesentlichen Papierei-genschaften große Bedeutung. Es ist jedoch nicht ohne weiteres möglich einen Zusammenhang zwischen TWZ und Papiereigenschaften herzustellen. Dies liegt daran, dass die gemessene TWZ die Gesamtreflexion einer Fläche dar-stellt und diese ein Ergebnis von mehreren überlagerten Effekten ist: Papierver-dunklung durch den Lichtfangeffekt, Vergrößerung der Druckpunkte, Reflexi-onseigenschaften des Papiers und die des Druckpunktes. Aus diesem Grund ist es notwendig diese überlagerten Effekte analytisch zu trennen um diese auf Papiereigenschaften zurückzuführen. Wie bereits dargelegt, entsteht die geometrische TWZ überwiegend aufgrund mechanischer Verhältnisse in der Druckmaschine. Der Papiereinfluss wurde in diesem Projekt in die Richtung der durch Papiereigenschaften vorgegebenen Druckbedingungen projiziert.

4 G es amtvorgehen

Übersicht Basierend auf einer umfangreichen Marktanalyse wurden mehrere ungestriche-ne und gestrichene Papiere, die sich rohstoff- und herstellungsbedingt in ihren Papiereigenschaften und der TWZ im Bogenoffsetdruck signifikant unterschei-den, ausgewählt und unter standardisierten Bedingungen bedruckt. In den Druckversuchen wurde auch die Farbzufuhr variiert, um den Einfluss wichtiger Druckbedingungen ableiten zu können. Anhand der Druckmuster wurde eine Methode zur Trennung der optischen und geometrischen TWZ entwickelt. Da-bei wurden bildanalytisch in den Rasterfeldern die Druckpunktgröße (DPØ), Re-flexionseigenschaften der Druckpunkte (Druckpunkthelligkeit, DPGW) und die Verdunklung des Papiers (Vo) infolge des Lichtfangeffektes ermittelt. Diese Pa-rameter wurden mit Papiereigenschaften korreliert, um TW-relevante Eigen-schaften herauszuarbeiten, sowie ihren Einfluss zu quantifizieren. Die bildanalytische Methode liefert eine Grauwertdifferenz (ΔGW) zwischen GW der Druckvorlage (Datensatz) und GW des Druckbildes. Die Kenngröße ΔGW steht im Zusammenhang mit der TWZ in der Druckindustrie. Um den hohen ex-perimentellen Aufwand des Druckens und Messens (empirische Vorhersage) zu reduzieren wurde in einem zweiten Schritt der Einfluss des Papiers auf die TWZ




unter Nutzung der linearen Systemtheorie simuliert (Abb. 6).

Abb. 6: Darstellung der Simulation der Bildwiedergabe

Der Einfluss des Papiers wurde vorerst über die PSF, die einerseits aus dem K-M-Modell und andererseits experimentell ermittelt wurde, beschrieben. Die ge-ometrische TWZ kann bei der Simulation über eine Anpassung der Druckpunk-te im Eingangsbild vorgenommen werden. Als Bindeglied zu den experimentel-len Ergebnissen sowie zur realen Druckwelt diente die Verdunklung Vo. Nach der Validierung der Simulation ist es möglich, die optische Verdunklung infolge des Lichtfangs für beliebige Papiere mit variablen Druckvorlagen (DPØ und DPGW) zu bestimmen.

5 Material und Methoden inkl. P rojektbegleitung 5.1 P robenmaterial; G eräte und Methoden 5.1.1 Papiere

Industriepapiere Im Rahmen des Projekts wurden unterschiedliche grafische Papiere mit variie-renden Eigenschaften betrachtet. Es wurden 18 Heatsetpapiere für den sowie 11 industrielle Bogenoffsetpapiere analysiert, welche sich sowohl rohstoff- als auch herstellungsbedingt in ihren Eigenschaften unterschieden.

Kleintechnisch erzeugte Papiere

Zusätzlich wurden 10 kleintechnisch erzeugte Papiere untersucht, die auf der Versuchsstreichanlage der VESTRA mit variierenden Strichrezepturen gestri-chen und zum Teil anschließend satiniert wurden. Des Weiteren wurden zwei unterschiedliche Basispapiere verwendet.

5.1.2 Druckformen, -versuche

Druckform Rollenoffsetdruck

Die speziell entwickelte Geisterdruckform enthielt die erforderlichen Druckele-mente für die Analyse der TWZ (Abb. 7).

Abb. 7: Untersuchter TW-Keil der Rollenoffsetdruckform

MÜFxfxP *)()( =

⊗

• eine Bildfunktion P(x) ergibt sich aus der Faltung einer Funktion f(x) mit einer Streufunktion p(x):

)()()( xpxfxP ⊗= f(x) - Eingangssignal - Rasterfläche

=




Druckformen Bogenoffsetdruck

Im Rahmen des Projekts wurden 2 Druckformen für den Bogenoffsetdruck ent-wickelt, die neben Tonwertkeilen weitere Druckelemente (Linienraster; Vollton-flächen) für ergänzende Druckqualitätsbewertungen beinhalten (Abb. 8).

Abb. 8: Druckformen: links 1. und rechts 2. Druckversuch Mit den 4 TW-Keilen war die Analyse der TWZ in Abhängigkeit von der Bogen-breite sowie eine Betrachtung des Einflusses der Druckwerke möglich.

Druckversuche In Druckversuch 1 wurden 7 Industriepapiere und 10 kleintechnisch erzeugte Papiere auf einer Heidelberger Speedmaster CD74 (vier Farbwerke und ein op-tionales Lackwerk) bedruckt. Druckversuch 2 umfasste 4 Industriepapiere, wel-che auf derselben Druckmaschine bedruckt wurden und diente zur Validierung der Forschungsergebnisse. Zusätzlich wurden die Druckprodukte eines Druckversuches zum Geistern in die drucktechnische Auswertung hinsichtlich der TWZ einbezogen. In diesem Druckversuch wurden 18 Rollenoffsetpapiere auf einer 24-Seiten MAN Roto-man S bei einer Druckgeschwindigkeit von 40.000 Exemplaren pro Stunde ver-druckt.

5.1.3 Messmethoden

Spektralfotometer SpectroEye GretagMacBeth

Zur Bestimmung der TWZ wurde bei den Rollenoffsetpapieren ein konventionel-les Spektralfotometer der Firma x-Rite verwendet. Es wurde über schwarzer Unterlage gemessen und auf Absolutweiß kalibriert.

Spektralfotometer iOne iO

Um den Messaufwand bei den Bogenpapieren zu minimieren, wurde für die spektralfotometrischen Messungen das automatisierte Messgerät iOne iO der Firma x-Rite eingesetzt, da bei diesen Papieren mehrere Tonwertkeile sowie Volltonflächen und unterschiedliche Rasterfelder vermessen wurden. Es wurde über weißer Unterlage gemessen und auf Absolutweiß kalibriert.

Mikroskop Zur Analyse der Komponenten der TWZ wurde eine mikroskopisch-bild-analytische Methode verwendet, die im Weiteren genauer erläutert wird. Die Messung mit dem Mikroskop erfolgte an 4 ausgewählten Heatsetpapieren so-wie 11 Bogenpapieren aus den drei Druckversuchen.




5.2 P apierprüfung

Konventionelle Papierprüfung

Die folgenden konventionellen Messverfahren wurden angewandt:

Tab. 2: Messverfahren zur konventionellen Papiercharakterisierung Verfügbare Norm(en) Allgemeine Eigenschaften flächenbezogene Masse DIN EN ISO 536 Dicke, Rohdichte, spez. Volumen DIN EN ISO 534 Optische Eigenschaften Weißgrad (R457) DIN 53145 Farbwerte L*a*b* DIN ISO 13655 Opazität DIN 53146 Glanz (DIN 45°, DIN 75°) DIN EN 14086 Streu-/Absorptionskoeffizienten s/k DIN 1349-2 / DIN 1349-1 Festigkeitseigenschaften Reißfestigkeit DIN EN ISO 1924-2 Biegesteifigkeit DIN 53121 E-Modul ISO EN 1924-2 Oberflächenstruktureigenschaften Parker Print Surf DIN ISO 8791-4 Bendtsen DIN 53108 Sorptionseigenschaften COBB DIN EN 20535

Erweiterte Pa-pierprüfung

Neben den konventionellen Prüfverfahren erfolgte für ausgewählte Papiere eine erweiterte Prüfung mit modernen Messgeräten. Betrachtet wurden: • die äußere Struktur:

o Topografiemessung o Rasterelektronenmikroskopie

• die innere Struktur: o Rasterelektronenmikroskopie am Papierquerschnitt o Hg-Porosimetrie

• das Benetzungs- und Penetrationsverhaltens: o Randwinkelmessung und Kalkulation der Oberflächenspannung.

6 Tonwertrelevante P apierkennwerte - Methoden zur Vorhers age der TWZ

6.1 Tonwertproblematik in der Druckindus trie - S tand der druckrelevanten P apiercharakteris ierung – Marktanalys e - P apieraus wahl

Tonwertproblematik in der Druck-industrie

Im Rahmen dieses Projektes wurde hauptsächlich die TWZ-Problematik für Bo-genoffsetpapiere im Detail betrachtet, obwohl sie bei allen Varianten des Off-setdruckes auftritt. Da heute moderne Rollenoffsetmaschinen mit Online-Messsystemen zur Dichte- und TW-Messung ausgerüstet sind, kann die TWZ-Problematik statistisch abgesicherter anhand dieser Messdaten vorgenommen werden. In Abb. 9 ist für einen mehrtägigen Druckauftrag die TWZ eines TW-Feldes von 50 % für K und M über der Zeit für ein SC-Papier aufgetragen. Deut-lich wird, dass die TWZ beträchtlich schwankt und teilweise auch TW-Drifts (Extremfall), die nur aufgrund der vorgenommenen Langzeitauswertung er-kennbar sind, zu verzeichnen sind. Die Messwerte verdeutlichen, dass bereits bei einem Druckauftrag mit identischem Papier, jedoch einer Vielzahl von Rol-len, eine Schwankungsbreite der Tonwertzunahme im σ-Bereich von etwa ± 2 % (absolut) auftritt. Die maximale Spanne lag bei ca. 10 % absolut. Diese




Standardabweichung war bei der Mehrzahl der Druckaufträge zu verzeichnen.

Abb. 9: Zeitabhängigkeit der TWZ im TW-Feld 50 % in K und M Die Ergebnisse der Rollenpapiere sind auf die Bogenpapiere übertragbar, wo-bei jedoch aufgrund der meist wesentlich geringeren Auflagenhöhe die Lang-zeitdrifts hier nicht zum Tragen kommen.

Papiercharakterisierung

In Tab. 3 sind die technischen Lieferbedingungen für Druckpapiere aufgelistet. Sie gestatten eine Minimalcharakterisierung der Druckpapiere, jedoch keine Ab-schätzung der Bedruckbarkeit. Tab. 3: Technische Lieferbedingungen Druckpapiere

Im Wissen um die unzureichende Papiercharakterisierung wurde vom VDMA und dem Zellcheming eine Initiative zu deren Verbesserung gestartet. Der Ar-beitsstand ist in den Papierkennwerten in

Merkmal Offsetdruck DIN 19306-2 Tiefdruck DIN 19306-3 Prüfung nachungestrichen gestrichen ungestrichen gestrichen

Rolle Format Rolle Format Rolle RolleRel. Gleichgewichtsfeuchte in % x ± 6 50 ± 6 x ± 6 50 ± 6 35 ± 5 35 ± 5 DIN 53118Farbabstand ΔE* - holzfrei

- AP-haltig- 100% AP

≤ 0,7≤ 1,0≤ 2,0

≤ 0,7≤ 1,0≤ 2,0

≤ 0,7≤ 1,0≤ 2,0

≤ 0,7≤ 1,0

-

≤ 0,7≤ 1,0

-

≤ 0,7≤ 1,0

-

DIN 6174

Glätte nach Bekk in s - - - - > 1500 > 1500 ISO 5627:1992Rauheit nach PPS in µm

glänzendmatt, nicht geprägt

--

--

< 3,0< 5,0

< 3,0< 5,0

< 1,1 (SC) < 1,1 DIN ISO 8791-4

Opazität in %≥ 100 g/m²: 90 ≥ 55 g/m²: ≥ 90 ISO 2471:1998

Die Opazität ist abhängig von Füllstoffgehalt, Pigmentart und Helligkeit des Papiers. Für andere flächenbezogene Massen sind die Werte entsprechend

zu vereinbarenÖlaufnahme in g/m² - - - - < 5 < 5 DIN EN 20535Restfalzfestigkeit* (qu) in kN/m > 0,6 - > 0,6 - - - FOGRA-MethodeLuftdurchlässigkeit in ml/min - < 2000 - < 2000 - - ISO 5636-3:1992breitenbez. Bruchkraft (lg) in kN/m > 1,7 - > 1,7 - > 1,7 > 1,7 DIN EN ISO 1924-2Feuchtdehnungskoeff. (qu) in %Abweichung in der Lieferung in %

< 0,15< 0,03

< 0,15< 0,03

< 0,15< 0,03

< 0,15< 0,03

--

--

DIN ISO 8226-1

Bedruckbarkeit(Rupffestigkeit) in m/s

> 1,5Während des Druckprozesses darf kein Abstoßen der Druckfarbe

oder Abheben des Papierstrichs auftreten

- Zellcheming

Widerstand gegen Blistern 160 °C im Ölbad - DIN 19306-2




Tab. 4 zusammengefasst.

Tab. 4: Papierkennwerte Forum Papier und Druck

Tab. 5: Papierspezifikation durch Papierfabriken

Die derzeit umfassendste Charakterisierung wird von den Papierfabriken, meist auf der firmeneigenen Internetseite, vorgenommenen, wobei die gelisteten Ei-genschaftskennwerte meist garantierte Mindestwerte darstellen (Tab. 5). Die Vergleichbarkeit ist mitunter eingeschränkt, da von den Papierfabriken für eine Papiereigenschaft teilweise unterschiedliche Messverfahren zur Anwendung kommen.

Nichtsdestotrotz gestatten alle bisher verfügbaren Qualitätskenngrößen für Druckpapier keine Abschätzung des Druckergebnisses im Vorfeld des Dru-ckens.

Merkmal Tiefdruck Offsetdruck Prüfung nachRolle Bogen

Flächenbezogene Masse X X X ISO 536

Dicke X X ISO 534Spez. Volumen X X ISO 534Absoluter Feuchtegehalt X X X ISO 287Rel. Gleichgewichtsfeuchte X DIN 19306-2

DIN 53118Rauheit / Glätte

PPS – S10Bendtsen

X XX

XX

DIN ISO 8791-4DIN ISO 8791-2

Glanz TAPPIDIN

X XX

X ISO 8254-1ISO 8254-2

Opazität X X X ISO 2471L* a* b* D65 / 10°

D50 / 2°X X X

XISO / DIS 5631-2 ISO 13655

Helligkeit X X ISO 2470-2

Bruchwiderstand X ISO 1924-2

Bruchdehnung X ISO 1924-2

Biegesteifigkeit X DIN 53121

* Papierkennwerte –Empfohlene Papierkenn-werte für die Kommuni-kation in der Wertschöp-fungskette Papier – DruckEine gemeinsame Initiative von VDMA und ZELLCHEMING

PSO

Merkmal Tiefdruck Offset Prüfungungestrichen gestrichen Rolle Bogen

StoraEnso

UPM

Myllykoski

Norske

Skog

StoraEnso

UM

P

Myllykoski

Norske

Skog

StoraEnso

UPM

Myllykoski

Norske

Skog

StoraEnso

UPM

Myllykoski

Norske

Skog

Flächengewicht X X X X X X X X X X X X X X X ** ISO DIN EN 536

Volumen X X* X X X X X X* X X* X X X ** ISO 534

Dichte X X* X* ** ISO 534

Dicke X X* X X* X X X ** ISO 534

Rauigkeit PPSBendtsen

X*X*

X* X X X X*X*

X X*X*

X*X*

X X* X*X

X **ISO 8791 – 4ISO 8791 – 2

Helligkeit D65/10°

ISOX*X* X

X X X*X*

X*X* X **

ISO 2470-2

Weißgrad CIED65/10°

X* X*X* X

X XX X

X*X* X X

X*X X **

ISO 11476ISO 2470

Farbort D65/10° X* X X X X* X X* X ** ISO 5631-2

Opazität X X X X X X X X X X X X X X X ** ISO 2471

Glanz Hunter 75°

Lehmann 75°

X* X* XX

X X XX X

X* X* XX

X*X*

X* XX **

ISO 8254 – 1 ISO 8254 – 1

Biegesteifigkeit X* X* ** ISO 5629

PSO




6.2 Druckformentwicklung, Druckvers uch und drucktechnis che Aus wertung 6.3 Methode zur Trennung von optis cher und geometris cher TWZ

Problematik Die beiden Komponenten (optisch, geometrisch) der TWZ treten stets koexis-tent auf, sodass ihre Trennung zur Quantifizierung der einzelnen Effekte zwin-gend erforderlich ist. Diese Separation war im Zuge der geplanten Modellierung notwendig, um den Einfluss des Papiers sowie der Prozessbedingungen be-stimmen zu können. Sie ist mit konventionellen Messprinzipien jedoch nicht möglich, da bei der TW-Messung (z. B. Spektralfotometer) nur der Gesamtein-druck der Verdunkelung bzw. die Farbortverschiebung des Druckbildes betrach-tet wird. Es wird nur die optisch wirksame Flächendeckung gemessen, welche sowohl den Lichtfang als auch die Veränderung der Druckpunktgröße und -helligkeit beinhaltet. Es wurde eine Methode zur Trennung der beiden Kompo-nenten der TWZ entwickelt, die auf der Messung der optischen Verdunkelung infolge Lichtfang und der Untersuchung der veränderten Druckpunktgröße so-wie -helligkeit basiert.

Messprinzip Vorüberlegungen zur Messmetho-de und Bildgene-rierung

Für die Messmethode wurde ein Stereomikroskops mit hochauflösender Kame-ra und externer Kaltlichtquelle verwendet (Abb. 10). Für die tiefenscharfe Abbil-dung des kompletten Bildausschnitts ist eine gute Planlage des Papieres erfor-derlich, welche mittels einer Probenansaugung gewährleistet wurde. Des Weite-ren wurde ein Durchscheinen des Untergrunds bei weniger opaken Papieren durch eine schwarze Unterlage zwischen Saugplatte und Probe verhindert. Die Trennung optischer und geometrischer TWZ erfolgte im Rasterton mit 30 % Flächendeckung, da hier gewährleistet war, dass sich die Druckpunkte nicht gegenseitig beeinflussen. In Vorversuchen wurden die optimalen Bedingungen der Bildgewinnung unter Nutzung des Bildgenerierungstools Q-Capture Pro 6.0 für die interessierenden grafischen Papiere ermittelt. Gearbeitet wurde mit einem 1,0-Objektiv und ei-nem Zoomfaktor von 25 bei konstanter Belichtungszeit von 30 ms.

Abb. 10: Messaufbau

Es wurde eine Methode zur Kalibrierung des Messsystems unter Nutzung eines ISO-Fotokeils entwickelt. Das weiße Feld des Keils diente der Kalibrierung auf Absolutweiß sowie zur Referenzbildgenerierung für die Eliminierung von Arte-fakten (Verunreinigungen) im Strahlengang durch Hintergrundkorrektur. Die Hintergrundkorrektur erfolgte nach Formel 1.

𝐶𝐶𝑥,𝑦 = � 𝐼𝑥,𝑦−𝐵𝐵𝐵𝐼𝑥,𝑦−𝐵𝐵

∗ (𝑀 − 𝐵𝐵)� + 𝐵𝐵 (1)

Ix,y = Pixelgrauwert - Aufnahme, BIx,y = Pixelgrauwert - Referenz, CIx,y = Pixelgrauwert – korrigiertes Bild,




BL = Schwarzwert, M = Mittelwert der Pixel im Referenzbild

Eine Zuordnung der Grauwerte des kamerabasierten, mikroskopischen Mess-systems zu den CIE-L*-Werten beinhaltet Abb. 11.

Abb. 11: Zuordnung Grauwerte - CIE-L*-Werte

Die Berechnung des Tonwertes erfolgte nach Formel 2 unter Verwendung der Grauwerte des Rastertonfeldes GW30K, des Volltonfeldes GW100K und des Grauwertes des unbedruckten Papiers GWPap. 𝑇𝑇30𝐾 = 𝐺𝐺𝑃𝑃𝑃−𝐺𝐺30𝐾

𝐺𝐺𝑃𝑃𝑃−𝐺𝐺100𝐾∗ 100 (2)

Vor Beginn der Druckproduktvermessung wurden Untersuchungen zur Repro-duzierbarkeit (Mikroskop, Kamera, Beleuchtung) sowie zur statistischen Sicher-heit (Probenanzahl) vorgenommen. Unter Berücksichtigung der Praktikabilität wurde die Anzahl der zu vermessenden Druckexemplare auf 5 festgesetzt.

Auswertungsablauf Optische TWZ – optische Verdun-kelung

An den 8-Bitgraustufenbilder erfolgte die Extraktion der Grauwerte zur Berech-nung der Tonwerte aus dem Histogramm. Der Vergleich der spektralfotomet-risch gemessenen Daten mit den Werten der mikroskopischen Methode ergab lediglich eine Differenz von maximal 1,5 %.

Abb. 12: Ablauf der Trennung DP-Papier19

Zur separaten Untersuchung von optischer und geometrischer TWZ wurde eine Trennung von Druckpunkten und umgebendem Papier durchgeführt. Somit

y = 0,0234x2 - 0,417x + 6,5331

y = 0,0233x2 - 0,4443x + 7,1185

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 20 40 60 80 100

Gra

uwer

t

CIE L* (Kalibrierkeil)

aktuellkomplettPoly. (aktuell)Poly. (komplett)

4. Berechnung der optischen Verdunkelung (Vo)Vo = GWP - GWP(Druck)

2. Druckpunkterkennung

2.1 Papier - Druckpunkte 2.2 Druckbild - Druckpunkte

1.1 Papier1. Bildgewinnung 1.2 Druckbild

3.1. GWP 3.2 GWP(Druck)3. Ermittlung der Grauwerte




konnten der Durchmesser der Druckpunkte und deren Grauwert sowie die Ver-änderung des Papieres zwischen den Druckpunkten analysiert werden. Auf-grund der Bimodalität der Histogramme der Rasterbilder wurde die Trennung der beiden Bereiche über die Minimum-Methode zur Schwellenwertfestsetzung vorgenommen. Als Kennwert für die optische TWZ wurde die optische Verdun-kelung eingeführt, welche die Veränderung von Papierweiß zwischen den Druckpunkten bezogen auf das Papierweiß einer unbedruckten Stelle be-schreibt (Abb. 12). Die separierten Druckpunkte werden bildanalytisch eliminiert und der mittlere Grauwert des Restbildes bestimmt. Des Weiteren werden die Flächen der eli-minierten Druckpunkte im Bild des unbedruckten Papiers ausgeschnitten und ebenfalls der mittlere Grauwert kalkuliert. Aus der Grundlage der Grauwerte wird der TW gemäß Gleichung 3 bestimmt. (3) Die Differenz zwischen dem mittleren Grauwert des unbedruckten Papiers (GWP) und dem mittleren Grauwert des Papiers zwischen den Rasterpunkten (GWP(Druck)) entspricht der optischen Verdunkelung.

Ergebnisse Tonwertzunahme (Spektralfotome-ter)

Alle Papiere wurden zunächst mit einem Spektralfotometer vermessen. Dabei wurde bei den Rollenoffsetpapieren ebenfalls das Verhalten über die Dauer des Druckprozesses betrachtet, was in Abb. 13 dargestellt ist.

Abb. 13: Tonwerte der Rollenoffsetpapiere über der Zeit

Es wird deutlich, dass der TW über den Druckprozess bei allen Papieren Schwankungen unterliegt, wobei das Ausmaß dieser unterschiedlich ist. Er-kennbar ist, dass mit fortschreitendem Druckprozess im Mittel eine Abnahme des Tonwertes einhergeht. Besonders auffällig ist Papier P9, welches in der Folge genauer analysiert wurde.

Die Bogenoffsetpapiere wurden ebenfalls mit einem Spektralfotometer vermes-sen. Für die kleintechnisch erzeugten Papiere war es möglich, die unkalandrier-ten Varianten mit den satinierten zu vergleichen und somit den Einfluss der To-

35

37

39

41

43

45

47

49

51

53

55

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000

Tonw

ert i

n %

Anzahl Umdrehungen

P1P2P3P4P5P6P7P8P9P10P11P12P13P14P15P16P17

xntotal

nVollton

MGWPapierMGWVollton

MGWxMGW

xTW •

×−

−−

=

100100

)(




pografie und des Glanzes zu verdeutlichen (Abb. 14).

Abb. 14: Einfluss von Satinage auf die Tonwertzunahme

Unter normalen Druckbedingungen war für alle Strichrezepturen eine erhöhte TWZ mit der Satinage verbunden, wofür einerseits die Verdichtung des Papiers und andererseits die veränderten optischen Eigenschaften (Glanz) verantwort-lich sind. Der Einfluss der Variation der Druckbedingungen (Feuchtmittel, An-pressdruck) auf die TW-Entwicklung konnte aufgrund des geringen Datenmate-rials nicht eindeutig herausgearbeitet werden.

In Abb. 15 sind die TWZ-Kurven der industriellen Bogenoffsetpapiere der Druckversuche grafisch dargestellt.

Abb. 15: TWZ-Kurven der Industrie-Bogenpapiere

Die gestrichenen Papiere des 3. Druckversuches wiesen eine höhere TWZ auf als die gestrichenen Papiere des Zweiten. Des Weiteren zeigte sich, dass die glänzenderen Papiere eine niedrigere TWZ besaßen. Beim 2. Druckversuch verfügte das extrem matte Papier über die größte TWZ und wurde nur noch von den TWZ der ungestrichenen Papiere übertroffen. Der Tonwertzuwachs der beiden seidenmatten Papiere war geringer als der der glänzenden Papiere, was den Tendenzen der kleintechnisch erzeugten Materialien entspricht.

Ergebnisse Neben der Auswertung mittels Spektralfotometer wurden ausgewählte Papiere mikroskopisch vermessen. Es wurde untersucht, ob sich die drastische TW-

R² = 0.8703

0

2

4

6

8

10

12

14

5 6 7 8 9 10 11 12

TWZ

kali

n %

TWZ unkal in %

B4.15 B2.15

B1.10

B3.10

A (7000U)

B4.15

B1.10+FM

A +FM+p

+p

+FM+FM

Normaleinstellung ≙ kiss print10000 U/h

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Tonw

ertz

unah

me

in %

Tonwerte in %

DW1-KNormaleinstellungen

IP1 IP3G115 G150IP2 IP4M115 S150S250 UN 1.6UN 2.0

glänzend

matt/ungestrichen




TWZ (Mikroskop)

Änderung bei den Rollenoffsetpapieren im Verlauf des Druckprozesses in der Druckpunktgröße widerspiegelt oder aus einer Veränderung der Druckpunkthel-ligkeit resultiert. In Abb. 16 sind sowohl die Werte für die optische Verdunke-lung und den Tonwert aufgetragen, als auch die Druckpunkte des höchsten und niedrigsten Tonwertes abgebildet.

Abb. 16: Tonwertverlauf und Druckpunktbilder des Papieres P9

Es ist ersichtlich, dass sich die Größe der Druckpunkte im Verlauf des Druck-prozesses signifikant verändert. Diese Veränderung des Druckergebnisses kann zum einen aus einer Instabilität des Prozesses in Form von erhöhter Farbzufuhr beziehungsweise einer Veränderung des Zylinderabstands resultie-ren, zum anderen könnte eine starke Ungleichmäßigkeit des Papieres hinsicht-lich Strichdicke und Oberflächengüte die Ursache sein. Um den prozessseitigen Einfluss quantifizieren zu können, wurde in der Folge der Bogenoffsetdruckver-such mit kontrollierter Prozessführung durchgeführt. Die Ergebnisse der Analy-se der Druckpunktgröße sowie -helligkeit werden in Kapitel 6.6 betrachtet.

Die Abb. 17 bildet den Anteil der optischen Verdunkelung der Bogenoffsetpa-piere bei optimalen Druckbedingungen und einem Tonwert von 30 % ab.

Abb. 17: Optische Verdunkelung der industriellen Bogenoffsetpapiere

Es zeigte sich, dass die seidenmatten Papiere aus Druckversuch 2 die gerings-te Verdunklung aufwiesen. Generell war erkennbar, dass eine höhere Strich-dicke zu einer geringeren Verdunklung führt, was der Vergleich von G115 mit

0

10

20

30

40

50

60

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5

Tonw

ert i

n %

Reihennummer (Drucke) / Umdrehnung (Zeit)

P9_VoP9_TV(30K)MV_Vo

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000

d = 119 µmd = 94 µm

d* = 88 µm*Datensatz, 30% TW,

lineare Platte, 70 L/cm14

.4

13.7 15

.1 16.3

13.1

12.9 15

.4

15.5 18

.6 20.5

21.1

0

5

10

15

20

25

G115 G150 IP1 IP3 S150 S250 IP2 IP4 M115 UN1.6 UN2.0

v O M

ikro

skop

in %

Papiersorte

glänzendseidenmattmattungestrichen

DW 3 (b) - 30KNormaleinstellungen ≙kiss print, 7000 U/h

Druckversuch 2Druckversuch 3




G150 und S150 mit S250 zum Ausdruck bringt. Die 4 Papiere aus dem 3. Druckversuch weisen abgesehen von IP3 sehr ähnliche Werte auf. Die höchste optische Verdunkelung trat bei dem extrem matten Papier (M115) und den bei-den ungestrichenen Papieren (UN1.6, UN2.0) auf. Generell gab es zwischen den gestrichenen Papieren keine gravierenden Unterschiede (Ausnahme M115).

Die optische Verdunkelung der kleintechnisch erzeugten Bogenpapiere stieg mit der Satinage an. Dies bestätigen die mittels Spektralfotometer gemessenen Tonwertzunahmen. Des Weiteren ist ersichtlich, dass die jeweils dicker gestri-chenen Varianten B2.15 und B4.15 eine geringere optische Verdunkelung auf-wiesen. Dies bestätigt die Ergebnisse der industriellen Papiere aus dem 2. Druckversuch, wo dieser Zusammenhang ebenfalls nachgewiesen wurde.

Neben der optischen Verdunkelung wurden auch Druckpunktgröße und -helligkeit untersucht. Die Ergebnisse dieser Analyse befinden sich im Abschnitt 6.6.

Abb. 18: Optische Verdunkelung der kleintechnisch erzeugten Bogenoffsetpa-piere (2. Druckversuch)

6.4 P robenmaterial und konventionelle P apierprüfung

Messwerte Wie ausgeführt, wurden insgesamt 18 Rollenheatsetpapiere, verschiedene in-dustrielle Bogenoffsetpapiere – 7 Papiere eines Herstellers, 4 weitere (IP-Papiere) - sowie 10 kleintechnisch erzeugte Papiere mit unterschiedlichen Strichrezepturen und Basispapieren analysiert. Aufgrund ihrer Bedeutung für den Tonwert bzw. die Tonwertzunahme sind im Folgenden die optischen Eigenschaften sowie die Oberflächenstrukturdaten in grafischer Form wiedergegeben.

Optische Eigen-schaften Erster Druckver-such (7 Bogen-

Die optischen Eigenschaften der 7 Bogenoffsetpapiere sind in Abb. 19 und Abb. 20 zusammengestellt.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

A

Aca

l

B1.

10

B1.

10ca

l

B2.

15

B2.

15ca

l

B3.

10

B3.

10ca

l

B4.

15

B4.

15ca

l

v O M

ikro

skop

in %

Papiere

Mittelwert aller Papiere = 14.73

Papier Papier kalandriert

A B1.10 B2.15 B3.10 B4.15

DW 3 (b) - 30Kn/p/FMn - Umdrehungen, p - Anpressdruck, FM - FeuchtmittelN - Normaleinstellungen ≙ kiss print, 10000 U/h

N/N

/N

N/N

/N

N/N

/N

N/-

p /N

N/N

/N

N/N

/N

N/N

/N

N/N

/N

N/N

/N

N/N

/N




offsetpapiere) Zweiter Druck-versuch (4 Bo-genoffsetpapiere)

Abb. 19: Weißgrad der 7 Bogenoffsetpapiere (1. Druckversuch)

Hinsichtlich des Weißgrades lagen die gestrichenen Papiere in einem engen Bereich von 97 % - 98 %, die betrachteten Naturpapiere mit Weißgraden um 75 % erwartungsgemäß darunter. Der für die Tonwertproblematik nicht uner-hebliche Papierglanz nahm bei den untersuchten Proben eine große Spanne ein und lag zwischen etwa 1 % für die Naturpapiere und ca. 40 % bei den glän-zenden gestrichenen Papieren (Abb. 20).

Abb. 20: Glanz der 7 Bogenoffsetpapiere (1. Druckversuch)

Die optischen Eigenschaften der 4 Industriepapiere (IP-Papiere) des zweiten Druckversuches sind in den Abb. 21 und Abb. 22 grafisch dargestellt.

Abb. 21: Weißgrad - IP-Papiere

0

20

40

60

80

100

120

G115 G150 S150 S250 M115 UC1.6 UC2.0

Wei

ßgra

d in

%Papiere

glänzend seidenmatt matt/ungestrichen

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0

2

4

6

8

10

12

G115 G150 S150 S250 M115 UC1.6 UC2.0

Gla

nz DI

N 7

5°in

%

Gla

nz DI

N 4

5°in

%

Papiere


DIN 45°DIN 75°

86

87

88

89

90

91

92

IP1 IP3 IP2 IP4

Wei

ßgra

d oh

ne U

V in

%

Papiere

glänzend matt

0




Dritter Druckver-such 18 Rollenheatset-papiere

Abb. 22: Glanz IP-Papiere

Sie liegen wertemäßig in vergleichbaren Bereichen wie die sieben Bogenoffset-papiere des ersten Druckversuches und decken somit eigenschaftsseitig eben-falls einen großen Bereich ab.

Die untersuchten 18 Rollenheatsetpapiere lagen im Weißgradbereich von 73 % bis 97 % und repräsentieren somit den handelsüblichen Bereich dieser Papiere (Abb. 23).

Abb. 23: Weißgrad - Rollenheatsetpapiere

Die Einteilung der Papiere (14x glänzend, 4x matt) hinsichtlich ihres Glanzes in Abb. 24 erfolgte anhand der Einkaufsbezeichnung, d. h. das Papier 5 ist ent-sprechend des gemessenen Glanzes den matten Papieren zuzuordnen.

0

20

40

60

80

100

120

IP1 IP3 IP2 IP4G

lanz

in %

Papiere

DIN 75° DIN 45° Tappi 75°

glänzend matt

707274767880828486889092949698

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Wei

ßgra

d (o

hne

UV-

Filte

r) in

%

Papiersorte

Oberseite

Unterseite

glänzend semimatt/matt




Abb. 24: Glanz (Tappi) - Rollenheatsetpapiere

Topografie Erster Druckver-such (7 Bogen-offsetpapiere) Zweiter Druck-versuch (4 Bo-genoffsetpapiere)

Auch bezüglich der Topografie deckten die 7 Papiere mit Parker Print Surf-Werten (PPS) von etwa 1,5 µm für die glänzenden, satinierten Papiere, 1,65-1,7 µm für die halbmatten Papiere bis hin zu 6,7 µm für das raueste Naturpapier einen extrem breiten Eigenschaftsbereich ab (Abb. 25). Die gestrichenen Bo-genoffsetpapiere des 2. Druckversuches wiesen adäquate Werte auf. Die 18 Rollenheatsetpapiere verfügten mit PPS-Werten zwischen 1,0 µm und 2,3 µm für die glänzenden Papiere und Werten zwischen 2,0 µm und 5,5 µm für die matten Papiere über eine große Vielfalt bezüglich der Oberflächenstruktur.

Abb. 25: Rauheit nach Parker Print Surf - 7 Bogenoffsetpapiere

0

10

20

30

40

50

60

70

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Gla

nz T

appi

in %

Papiersorte

OberseiteUnerseite

glänzend semimatt/matt

0

1

2

3

4

5

6

7

8

G115 G150 S150 S250 M115 UC1.6 UC2.0

Park

er P

rint S

urf i

n µm

Papiere


0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

IP1 IP3 IP2 IP4

Rauh

eit PP

S in

µm

Papiere

Oberseiteweiche Unterlage1MPa

glänzend matt




Dritter Druckver-such 18 Rollenheatset-papiere

Abb. 26: Rauheit nach Parker Print Surf - IP-Papiere

Abb. 27: Rauheit nach Parker Print Surf - Rollenheatsetpapiere

6.5 S pezielle TWZ-relevante P apiereigens chaften

Problemstellung Die Punktstreufunktion, abgeleitet aus der Kubelka-Munk-Theorie, eine Mög-lichkeit, die Ortsabhängigkeit der Lichtstreuung im Papier zu beschreiben. Ihre Bestimmung kann sowohl numerisch als auch experimentell erfolgen, wobei die direkte Messung der PSF schwer realisierbar ist und deshalb oft über die Um-rechnung der gemessenen Kantenstreufunktion umgesetzt wird. Der Zusam-menhang zwischen PSF und Kantenstreufunktion ist in Abb. 28 dargestellt.

Abb. 28: Zusammenhang zwischen den unterschiedlichen Streufunktionen

Die mathematische Berechnung der PSF unter Nutzung der Kubelka-Munk-Theorie erfolgt gemäß Formel 4.

𝑃𝑃𝑃 = 𝑠(𝑟) = 𝑠�1−𝑅∞2 �𝑒−𝑠2𝑏𝑏

�(1−𝑅∞2 �𝑒−𝑠2𝑏𝑏)²

𝑚𝑚𝑚 2𝑏 = 1𝑅∞

− 𝑅∞ (4)

R0 = Reflexionsfaktor über schwarzer Unterlage, R∞=Reflexionsfaktor über Papierstapel, D=Dichte, s=Lichtstreukoeffizient

Bei der numerischen Bestimmung der PSF erfolgt eine Überbewertung des Lichtfangs. Dies ist das Resultat der Nutzung des Lichtstreu- sowie Lichtabsorp-tionskoeffizienten (s und k), welche die laterale Lichtstreuung vernachlässigen und des Weiteren nur für einschichtige Systeme zutreffen. Daraus ergibt sich, dass eine Bestimmung der PSF von gestrichenen Papieren nicht belastbar

0,00,51,01,52,02,53,03,54,04,55,05,56,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Rau

higk

eit P

PSin

µm

Papiersorte

Oberseite

Unterseite

glänzendsemimatt/matt




scheint. Die Konsequenz ist die Messung der Streufunktion zur Kalkulation der PSF, um auch gestrichene Papiere sinnvoll bewerten zu können. Die Abwei-chungen zwischen der experimentell, mittels des im Folgenden erklärten Mo-dells, bestimmten und der berechneten Modulationsübertragungsfunktion (MÜF) sind signifikant.

Messtechniken Übersicht

Die PSF wird experimentell meist mit Hilfe der Kantenstreufunktion realisiert. Die bisherigen Methoden sind dabei zumeist Abwandlungen des Messaufbaus nach Yule und Nielsen. Die Modifikationen betreffen zum einen das Aufnahme-gerät, meist eine CCD-Kamera als Ersatz des Mikrodensitometers, und zum anderen den Beleuchtungswinkel, der zwischen 0° und 45° variiert. Arney nutzte dafür ein Mikroskop und eine CCD-Kamera sowie ein Videotape in der Mitte des Aufnahmebildes zur Darstellung der Kante. Er beleuchtete die Kante unter einem Winkel von 45 ° aus beiden Richtungen, während das Bild waagerecht aufgenommen wurde. In der Folge wurde unter Nutzung der Auf-nahme mittels Fourier Transformation die MÜF berechnet. Aus dieser Methode ergab sich jedoch eine große Streubreite bei Oberflächen mit einer hohen Rau-heit, sodass sie als ungeeignet für die geplante Messreihe erachtet wurde, da auch raue Papiere analysiert werden sollen. Ackermann et al. versuchte zunächst mit Hilfe eines Linienprojektors die Abbil-dung eines Linienrasters unter einer Beleuchtung von 45°, was jedoch aufgrund der Unschärfe als ungeeignet erachtet wurde. In der Folge wurden ein Beleuch-tungswinkel von 0° und eine eingebrachte Rasierklinge zur Projektion einer scharfen Linie verwendet, welche sich an einer definierten Stelle im Strahlen-gang des Mikroskopfotometers befand. Die genutzte Kamera erfasst unter kon-stanter Beleuchtung durch unterschiedliche Positionierung verschiedene Bild-ausschnitte, deren gemessene Reflexion als Grauwert abgebildet wurde. Die Linienstreufunktion wurde anschließend mit Hilfe der Differenzierung der Kan-tenstreufunktion berechnet. In einem anschließenden Projekt von Happel sollte die anisotrope Lichtstreuung im Papier mit Hilfe eines rotierenden Probehalters untersucht werden. Es ergab sich jedoch ein annährend isotropes Verhalten. Des Weiteren wurden Vorher-sagen zu Farbwerten suggeriert und eine Modellierung der optischen Tonwert-zunahme vorgenommen. Ein Vergleich der berechneten Farbwerte mit im Vor-feld spektralfotometrisch gemessenen, ergab eine Aussage zum Lichtstreuver-halten des Papiers. Aus der starken Vereinfachung des Modells, lediglich Licht-strahlen mit einem Austrittswinkel von 45° zu betrachten ergab sich eine Ver-nachlässigung der Spiegelreflexionen, welche eine Verfälschung der Ergebnis-se zur Folge hat, sodass eine Weiterentwicklung z. B. durch den Einsatz eines Polarisationsfilters in Erwägung gezogen wurde. Hierzu liegen jedoch keine Er-gebnisse vor. Die nachfolgende Methode von Ukishima bestimmt die Lichtstreuung über die MÜF. Unter Nutzung einer Gesichtsfeldblende zur Lichtbündelung wurde eine Chromplatte als Referenz verwendet. Das Verhältnis der Aufnahmen von dem einfallenden und dem reflektierten Licht dieser Referenz und der Probe im Fre-quenzbereich wurde anschließend zur Kalkulation der MÜF verwendet. Für die Aufnahmen wurde ein Mikroskop mit aufgesetzter Digitalkamera sowie - zur Vermeidung von Spiegelreflexionen - ein Polarisationsfilter verwendet. Des Weiteren wurde ein Modell zur Vorhersage eines Bildes mit lediglich mechani-scher TWZ erarbeitet. Aufgrund der Komplexität des Berechnungsmodells und der vorgenommenen Differenzierung von ausschließlich sehr unterschiedlichen Papieren ist die Umsetzbarkeit dieser Variante jedoch fraglich.




Aufbau Messprinzip

Der genutzte Versuchsaufbau ist in Abb. 29 dargestellt. Es wurde ein Auflicht-mikroskop der Firma Leica verwendet. Die Beleuchtung der Probe erfolgte unter einem Winkel von 0°. Ähnlich wie bei Ukishima wurde die Kantenstreufunktion mit Hilfe einer Gesichtsfeldblende realisiert. Um die Auslöschung bzw. Verstär-kung einzelner Lichtwellen infolge von Streuung zu minimieren, wurde die Lichtmenge im Zentrum konzentriert. Die Bilder wurden in der Folge mit einer aufgesetzten Kamera aufgenommen, wobei ein Objektiv mit 10-facher Ver-größerung gewählt wurde. Um eine plane Ebene und damit durchgängig schar-fe Aufnahmen zu erzeugen, wurden die Papierproben mit Hilfe einer Saugplatte und eines Unterdrucks fixiert.

Abb. 29: Versuchsstand Abb. 30: Referenzbild der Blendenöffnung

In Anschluss an den Aufbau des Versuchsstandes wurden Reflektoren für die Referenzmessung getestet. Versuche mit einem Spiegel zeigten, dass sich die Fokusebene unter dem Glas befindet und die Messergebnisse verfälscht wer-den. Die besten Ergebnisse wurden mit einer Chromplatte erzielt, da der Fokus in der Probenebene liegt und die Intensität des reflektierten Lichts nahezu der des einfallenden Lichts entspricht. Die Aufnahme der Referenz wurde in der Folge zur Einstellung und Positionierung der Blendenöffnung verwendet, da die Umrisse der Blende bei der Aufnahme mit der Chromplatte klar erkennbar wa-ren. Aufgrund der starken Reflektion der Chromplatte wurde für das Referenz-bild eine signifikant niedrigere Belichtungszeit als für die Papierproben verwen-det. Das Referenzbild der Blendenöffnung ist in Abb. 30 zu sehen. Die verwen-deten Messeinstellungen sind in Tab. 6 zusammengefasst.

Tab. 6: Versuchsparameter

Belichtungsart Auflicht, HellfeldBeleuchtungswinkel 0 °Objektiv 10fachAuflösung der Bilder 1280 x 1024 PixelAnsaugdruck 30 kPaBelichtungszeit Referenz 15 ms, Papier 150 msAnzahl der Messungen 10Filter keinePapier Oberseite, variable Papierstelle




Mess- und Aus-werteablauf

Für die weitere Auswertung wurde anhand der Referenz der Bildmittelpunkt be-rechnet. Von ihm ausgehend wurden in definiertem Abstand mit Hilfe eines Softwaretools Kreisringe (Zonen) platziert. Es wurden 88 Zonen mit einem Ab-stand von 2,5 µm erstellt. Für die 8-Bitbilder wurden die mittleren Grauwerte der einzelnen Zonen berechnet. In Folge der stark differierenden Helligkeiten der Papiere wurde des Weiteren jeder Grauwert auf den Maximalwert normiert, um einen Einfluss des Weißgrades auszuschließen. Die normierten Grauwerte (y-Werte) wurden über den einzelnen Zonen (x-Werte) aufgetragen, d. h. es wurde die Streufunktion des Papiers erhalten. Im Folgenden wurden zwei Kenngrößen zur Papiercharakterisierung generiert. Der Anstieg des Kurvenverlaufs zwischen den Grauwerten von 80 % und 20 % wurde berechnet und als erster Parameter zur Analyse herangezogen. Die Zo-nendifferenz zwischen den entsprechenden Grauwerten multipliziert mit dem Zonenabstand ergibt die zweite Messgröße: die Streubreite. Der beispielhafte Kurvenverlauf für ein Papier ist in Abb. 31 dargestellt.

Abb. 31: Beispiel Kurvenverlauf

Ergebnisse Im Folgenden werden zunächst die Ergebnisse der Rollenheatsetpapiere (Abb. 32, Abb. 33) und anschließend die der Bogenoffsetpapiere (Abb. 34 bis Abb. 36) vorgestellt.

Abb. 32: Streufunktionen der Rollenheatsetpapiere

In Abb. 32 ist erkennbar, dass zwischen den Papieren signifikante Unterschie-

0

20

40

60

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0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220

Mitt

lere

r Gra

uwer

t ZON

Ein

%

r in µm

Variation Papierstelle bei gleicher Blendengröße

Referenz0_WD_GS1501_WD_GS1502_WD_GS1503_WD_GS1504_WD_GS1505_WD_GS1506_WD_GS1507_WD_GS1508_WD_GS1509_WD_GS150

Streubreite

Anstieg

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220

Mitt

lere

r Gra

uwer

t ZON

Ein

%

r in µm

Variation Papierstelle bei gleicher Blendengröße

Ref P1 P2

P3 P4 P5

P6 P7 P8

P9 P10 P11

P12 P13 P14

P15 P16 P17

P18

Mittelwertkurvenn = 10 (verschiedene Papierstellen)Kamera: GO 21, 1280 x 1024 PixelMikroskop: Leica DMR, 10x, Auflichtkonstante Blende




de bezüglich ihres Lichtstreuverhaltens bestehen. Um die Differenzen in An-stieg und Streubreite zu verdeutlichen, dient Abb. 33.

Abb. 33: Anstieg und Streubreite der Rollenheatsetpapiere

Neben den papierspezifischen Daten sind in Abb. 33 im Textfeld zum Vergleich die Werte der Referenz angegeben. Es ist ersichtlich, dass es keinen eindeuti-gen Zusammenhang zwischen der Streubreite und dem Glanz der Papierober-fläche gibt. Dennoch weist das Papier H17, welches den geringsten Glanz und die geringste Glätte besitzt, die höchste Streubreite und den geringsten Anstieg auf. Die stark glänzenden Papier H11 bis H14 hingegen verfügen über einen hohen Anstieg und eine geringere Streubreite, wobei die am stärksten glänzen-den Papiere (H13 & H14) nicht den höchsten Anstieg aufzeigen. In Abb. 34 sind Aufnahmen einiger ausgewählter Papiere zur Visualisierung der Effekte dargestellt. Die Eigenschaften der Papiere sind stark unterschiedlich, was sich sowohl in den Bildern als auch anhand der Messkurven zeigt.

Abb. 34: Ausgewählte Rollenheatsetpapiere mit Mikroskopaufnahmen

Die Abb. 35 zeigt die gemessenen Streufunktionen der sieben Bogenoffsetpa-piere. Es wird deutlich, dass die beiden ungestrichenen Naturpapiere sowie das matte Papier die größte Streubreite und den niedrigsten Anstieg aufweisen, was auch in Abb. 36 erkennbar ist. Auch bei den Bogenpapieren ist der Einfluss von Glanz und Glätte signifikant, sodass die beiden glänzenden Papiere die ge-ringste Streubreite und den höchsten Anstieg aufweisen.

0

5

10

15

20

25

30

35

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16 H17 H18

Stre

ubre

ite in

µm

Anst

ieg

in %

/µm

Papiere

Anstieg

Streubreiteglänzend matt

Zonendifferenz und Streubreite zwischen Grauwerten 20 % und 80 %Vergleich Referenz:Anstieg = 15,38 %/µmStreubreite = 3,90 µm

Mitt

lere

r Gra

uwer

t in

%

Anstieg80 – 20

Streu-breite

80-20µm

VO

P8 - 2,64 22,96 14,06

P14 - 2,86 21,01 17,5

P3 - 2,49 24,29 15,96

P9 - 2,30 26,12 16,21

P17 - 1,81 33,28 18,25

P3

P8 P9

P17Referenz

ChromplatteP14




Abb. 35: Streufunktion der sieben Bogenoffsetpapiere

In Abb. 36 ist des Weiteren erkennbar, dass das voluminösere, ungestrichene Naturpapier eine höhere Streubreite besitzt, was sich durch die größeren Hohl-räume innerhalb des Papiergefüges erklären lässt. Darüber hinaus wird aufge-zeigt, dass die Strichdicke einen Einfluss auf das Lichtstreuverhalten der Papie-re besitzt, da die mit höherer Strichschicht veredelten Papiere G150 und S250 einen höheren Anstieg und eine geringere Streubreite aufweisen. Dies resultiert in der Vermutung, dass mit Zunahme des Strichgewichts und damit der Strich-dicke weniger Licht in das Papier gelangt und dort gestreut werden kann.

Abb. 36: Anstieg und Streubreite der sieben Bogenoffsetpapiere

Transmissions-aufnahmen

Zur weiteren Analyse der Papierstruktur wurden auch Transmissionsaufnahmen ausgewählter Papiere erstellt. Für die bereits in Abb. 34 betrachteten Rollen-heatsetpapiere mit starken Unterschieden im Streuverhalten sind in Abb. 37 die zugehörigen Transmissionsaufnahmen zusammengestellt. Des Weiteren sind weitere Papiereigenschaften tabellarisch eingetragen.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220

Mitt

lere

r Gra

uwer

t ZON

Ein

%

r in µm

Ref

G115

G150

S115

S150

S250

UC1.6

UC2.0

Mittelwertkurvenn = 10 (verschiedene Papierstellen)Kamera: GO 21, 1280 x 1024 PixelMikroskop: Leica DMR, 10x, Auflichtkonstante Blende

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

G115 G150 S150 S250 M115 UC1.6 UC2.0

Stre

ubre

ite in

µm

Anst

ieg

in %

/µm

Achsentitel

Anstieg Streubreite


Zonendifferenz und Streubreite zwischen Grauwerten 20 % und 80 %Vergleich Referenz:Anstieg = 15,79 %/µmStreubreite = 3,97 µm




Abb. 37: Transmissionsaufnahmen ausgewählter Rollenheatsetpapiere

Die Transmissionsaufnahmen zeigen, dass trotz der höheren Strichdicke bei dem Papier P14 die Fasern besser zu erkennen sind als beispielsweise bei dem dünner gestrichenen Papier P8, was ebenfalls einen niedrigeren Glanzwert aufweist. Des Weiteren wird anhand der Aufnahmen erkennbar, dass die bei-den holzhaltigen Papiere eine merklich weniger wahrnehmbare Faserstruktur aufweisen. Holzstoff besitzt im Gegensatz zu Zellstoffen einen höheren Licht-streukoeffizienten, sodass mehr Licht gestreut und weniger absorbiert wird, in-folgedessen holzhaltige Papiere zumeist eine geringere Transparenz aufwei-sen. Dies zeigt sich in den Transmissionsaufnahmen und spiegelt sich in der Klassierung der Papiere entsprechend der optischen Verdunkelung wider. Das VO ist nicht allein eine Folge des Glanzes und damit der Papieroberfläche, son-dern auch des Rohstoffs des Basispapiers und des Strichs sowie der Strichdi-cke. Der Anstieg der Streufunktion hingegen folgt der Tendenz des Glanzes sowie der Strichdicke. Daraus ergibt sich, dass die Streufunktion allein nicht ge-eignet ist, um eine Aussage über die optische Tonwertzunahme zu treffen.

In Abb. 38 ist der Vergleich der sieben Bogenoffsetpapiere abgebildet. Die Ta-belle gibt einige Papiereigenschaften und Messergebnisse an.

Abb. 38: Transmissionsaufnahmen der sieben Bogenoffsetpapiere

P8, 70 g/m², glänzend

holzhaltig


Holzhaltig/rezykliert

P9,70 g/m², glänzend

rezykliert P17, 70 g/m², mattrezykliert


rezykliert

Bildlänge = 0,5 mmPixelgröße = 0,4 µm

P Vo% A mA

g/m²G 75

Saµm

SD µm

8 14,0 - 2,6 70 58,3 0,22 7,45

14 17,4 - 2,9 100 70,9 0,23 8,55

3 15,5 - 2,5 59 48,6 0,44 6,03

9 16,2 - 2,3 70 41,5 0,76 3,41

17 18,2 - 1,8 70 6,16 1,53 2,30A - Anstieg, G75 - Tappi Gloss 75 in %, SD – mittlere Strichdicke in µm

UC 1,6

UC 2,0

Bildlänge = 0,5 mmPixelgröße = 0,4 µm

M 115

S 150 G 115G 150S 250

P Vo% A mA

g/m² G 75 SDµm

S 250 11,5 -2,6 250 23,8 20,3

S 150 11,9 -2,6 150 26,7 14,1

G 150 12,7 -2,8 150 69,2 12,9G 115 13,1 -2,9 115 69,5 11,7M 115 15,5 -2,1 115 6,8 2,4UC 1,6 17,1 -1,9 80 5,6 -UN 2,0 17,5 -1,8 80 4,0 -

A – Anstieg, G75 - Tappi Gloss 75 in %SD – mittlere Strichdicke in µm




Die Papiere sind nach ihrer Transparenz sortiert. Es wird deutlich, dass bei die-sen Papieren insbesondere die Strichdicke eine große Rolle spielt. Die Werte der optischen Verdunkelung folgen dieser Tendenz. Der Anstieg der Streufunk-tion spiegelt erneut die Entwicklung des Glanzes wider, entspricht in diesem Fall, entgegen den Ergebnissen der Rollenoffsetpapiere, allerdings nicht dem Trend der Strichdicke. Ersichtlich wird auch hier, dass die optische Verdunke-lung nicht allein durch die Streufunktion charakterisiert werden kann.

6.6 Druckpunktgröße und –helligkeit in Abhängigkeit von Druckbedingungen und P apiereigens chaften

Problematik Die geometrische Tonwertzunahme resultiert aus zwei Veränderungen der Druckpunkte im Druckbild. Zum einen wird der Druckpunktdurchmesser im Ver-gleich zum Datensatz als Folge mechanischer Effekte vergrößert, zum anderen verändert sich die Helligkeit innerhalb der Druckpunkte je nach Druckbedingun-gen und Papier. Dargestellt sind beide Phänomene in Abb. 39.

Abb. 39: Geometrische Tonwertzunahme

Wie in Abb. 39 ersichtlich, ist der Druckpunktdurchmesser des matten Papiers deutlich größer als beim glänzenden Papier. Für beide Papiere ergibt sich je-doch eine positive Abweichung zum Datensatz. Des Weiteren ist der Druck-punkt des glänzenden Papieres signifikant heller und weist somit einen niedri-geren Tonwert bzw. höheren Grauwert auf. Um neben der optischen TWZ auch den Anteil der Punktvergrößerung bzw. Grauwertveränderung an der Gesamttonwertzunahme quantifizieren zu kön-nen, wurden die Druckpunkte hinsichtlich ihrer Helligkeit und Größe separat analysiert. Dazu wurden die aufgenommenen Bilder weiterführend untersucht.

Auswertung der geometrischen Tonwertzunah-me

Für die Quantifizierung der geometrischen TWZ wurden die bereits generierten Aufnahmen des Rastertonfeldes untersucht. Die durchschnittliche Druckpunkt-fläche wurde auf der Basis der Summe aller dunklen Bildpunkte (Minimumme-thode für die Schwellenwertsetzung) und der Anzahl der Druckpunkte bestimmt (Formel 5). Die Pixelgröße lag bei 0,51 µm x 0,51 µm.

𝐴 = 𝑛𝑃𝑥∗ 0,512

𝑛𝑃𝑥,𝐷𝑃 (5)

nPx= Gesamtanzahl der Pixel im Bild, nPx,DP = Anzahl der Pixel pro Druckpunkt

Aus der durchschnittlichen Druckpunktfläche wurde der zugehörige mittlere Druckpunktdurchmesser berechnet. Um die erhaltenen Durchmesser mit denen

ØDaten = 88 µm*(*30%TV, 70 L/cm, lineare Platte)

TWZ** = 22 %

100 µm

TWZ** = 9 %

R457 = 79,5 % R457 = 87,4 %

matt, rc glzd, wc

P8P9

70 g/m² 100 µm




aus dem Datensatz und auf der Platte vergleichen zu können, wurde auch die Größe der Druckpunkte auf der Druckplatte experimentell, bildanalytisch be-stimmt.

Zweiter Druck-versuch

Die Tonwerte und Druckpunktdurchmesser der Bogenoffsetpapiere mit ihren unterschiedlichen Prozessstufen sind in Abb. 40 abgebildet.

Die Abb. 40 zeigt die Durchmesserabweichungen der Druckpunkte bezogen auf den Punktdurchmesser der Druckplatte. Des Weiteren sind auf der Abzisse die realen TW der Druckpunkte angegeben. Die Legende unten erklärt die Pro-zessstufe des Druckes und gibt das jeweilige Papier an. Es wird deutlich, dass sowohl die Art des Papieres als auch die Prozessbedingungen einen Einfluss auf die Größe der Druckpunkte haben. Des Weiteren zeigte sich, dass die Ver-änderung des Tonwertes nicht allein mit der Größe der Druckpunkte zusam-menhängt, weshalb in Abb. 41 der Grauwert der Druckpunkte abgebildet ist.

Abb. 40: Tonwert und Druckpunktdurchmesser der sieben Bogenoffsetpapiere

Abb. 41: Grauwert der Druckpunkte Es wird deutlich, dass die beiden ungestrichenen Papiere und insbesondere das matte Papier bei Normaleinstellungen einen höheren Grauwert aufweisen.

37,1 35,4 36,6 33,7 36,4 36,6 35,7 36,9 35,0 40,8 39,9 40,0 39,7 40,8 35,4 35,3 37,0 36,2 34,8 35,3 42,0 40,9 42,0 40,7 43,1 40,8

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

Zuw

achs

ØDP

in µ

m

Papiere

ØDP auf der Druckplatte = 85 µm (TW ≙ 30%)TW30, Mikroskop in %

FM/p/nFM - Feuchtmittel; p - Anpressdruck; n - UmdrehungenN - Normaleinstellungen ≙ kiss print, n = 7000 U/h

N/N

/N

+ 40

%/N

/N

N/+

0,8

/N

+ 40

%/N

/+ 2

000

N/N

/N-2

0 %

/N/N

+ 40

%/N

/N

N/+

0,8

/N

+ 40

%/N

/+ 2

000

N/N

/N

+ 40

%/N

/N

N/-

0,8/

N

+ 40

%/N

/+ 2

000

N/N

/N

+ 40

%/N

/N

N/+

0,8

/N

+ 40

%/

+ 0,

8/N

N/N

/N

+ 40

%/N

/N

N/N

/N

+ 40

%/N

/N

+ 40

%/N

/N

N/+

0,8

/N

-20

%/

-0,8

/N

N/N

/N

N/N

/+ 2

000

G 115 G 150 M 115 S 150 S 250 UC 1,6 UC 2,0

37.1 35.4 36.6 33.7 36.4 36.6 35.7 36.9 35.0 40.8 39.9 40.0 39.7 40.8 35.4 35.3 37.0 36.2 34.8 35.3 42.0 40.9 42.0 40.7 43.1 40.8

0

10

20

30

40

50

60

70

80

GW

DPE

Papiere

TW30, Mikroskop in %

FM/p/nFM - Feuchtmittel; p - Anpressdruck; n - UmdrehungenN - Normaleinstellungen ≙ kiss print, n = 7000 U/s

N/N

/N

+ 40

%/N

/N

N/+

0,8

/N

+ 40

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/+ 2

000

N/N

/N-2

0 %

/N/N

+ 40

%/N

/N

N/+

0,8

/N

+ 40

%/N

/+ 2

000

N/N

/N

+ 40

%/N

/N

N/-

0,8/

N

+ 40

%/N

/+ 2

000

N/N

/N

+ 40

%/N

/N

N/+

0,8

/N

+ 40

%/

+ 0,

8/N

N/N

/N

+ 40

%/N

/N

N/N

/N

+ 40

%/N

/N

+ 40

%/N

/N

N/+

0,8

/N

-20

%/

-0,8

/N

N/N

/N

N/N

/+ 2

000

G 115 G 150 M 115 S 150 S 250 UC 1,6 UC 2,0




Die geringsten Grauwerte haben die Druckpunkte der zwei glänzenden Papie-re, gefolgt von den zwei seidenmatten. Aus diesem Ranking resultiert die Ver-mutung, dass insbesondere die Glätte und Verdichtung der Oberflächen eine wichtige Rolle für das Druckbild spielt, da diese bei den glänzend gestrichenen Papieren jeweils deutlich höher ausfällt. Betrachtet man jedoch den Tonwert der Druckpunktfläche, verfügen das matte und die beiden ungestrichenen Papiere über einen höheren Wert und damit ein dunkleres Druckbild, obwohl der Druck-punktdurchmesser ebenfalls einen geringeren Wert aufweist. Um dieses Phä-nomen zu analysieren, wurde eine Begutachtung einzelner Bilder im Rahmen einer Fallstudie vorgenommen (Abb. 42).

Abb. 42: Fallbetrachtung

Anhand der Bilder ist erkennbar, woraus der geringere Durchmesser der Druckpunkte für die ungestrichenen Papiere resultiert. Aufgrund des hohen Vo-lumens dieses Papieres und einer nicht erfolgten Verdichtung kann von einer relativ niedrigen Faserbindung ausgegangen werden, was in einer niedrigen Rupffestigkeit resultiert. Daraus ergibt sich die Möglichkeit, dass die hellen Stel-len im Papier fehlende bedruckte Fasern repräsentieren, welche im Laufe des Druckprozesses oder der Verarbeitung aus dem Papiergefüge entfernt wurden. Die Betrachtung der Veränderung der Druckprozessbedingungen führte zu kei-ner eindeutigen, für alle Papiere geltenden, Korrelation. Dies ist das Ergebnis der komplexen Wechselwirkungen zwischen Papier und Druckprozess.




Man kann allerdings sagen, dass eine Erhöhung der Druckgeschwindigkeit und gleichzeitig des Feuchtmittels insbesondere bei den beiden glänzenden Papie-ren zu einer schlechteren Farbübertragung führt, was an den hellen Flecken in den Druckpunkten erkennbar ist. Bei dem matten Papier ist dieser Effekt weni-ger signifikant, jedoch weisen die Druckpunkte ebenfalls einen geringeren Durchmesser auf. Bei der Steigerung der Feuchtmittelzufuhr ist dieses Phäno-men bereits zu beobachten und bei dem seidenmatten Papier S150 besonders deutlich erkennbar, die Geschwindigkeitsveränderung verstärkt diese Auswir-kung jedoch signifikant. Die Erhöhung des Anpressdrucks ergab keine eindeutigen Veränderungen zum Optimum.

Zusätzlich zur Auswertung der Tonwertzunahme bei unterschiedlichen Druck-bedingungen wurde für den zweiten Druckversuch auch die Veränderung über die Bogenbreite an einem ausgewählten Beispiel untersucht.

Abb. 43: Vergleich Druckpunktdurchmesser über Bogenbreite

Die Abb. 43 zeigt die Veränderung des Druckpunktdurchmessers über die komplette Bogenbreite. Es wird deutlich, dass die Druckpunkte, welche im 1. Druckwerk gedruckt wurden, einen größeren Durchmesser besitzen. Dies könn-te auf eine bessere Farbübertragung im 3. Druckwerk hindeuten, was eine Fol-ge der unterschiedlichen verdruckten Druckfarben in den Druckwerken 1 und 3 sein könnte. Die Abweichung ist allerdings insbesondere für Keil a signifikant. Dieser Keil befand sich am äußeren Ende der Druckplatte, wo das Risiko von Schieben sowie Tonen deutlich höher ist. Dies ist auch in Abb. 44 anhand der Druckpunktbilder erkennbar.

Abb. 44: Druckpunkte des 30K-Feldes für Keil a (links) und b (Mitte) sowie die Druckplatte (rechts)




Dritter Druckver-such

Die Abb. 45 zeigt die Druckpunktdurchmesser der IP-Papiere bei unterschiedli-chen Druckbedingungen. Zunächst wird deutlich, dass die Durchmesser der Druckpunkte der beiden glänzenden Papiere IP1 und IP3 geringer sind, als bei den matten Papieren. Des Weiteren ist ersichtlich, dass eine Erhöhung des Feuchtmittels bzw. des Anpressdrucks in allen Fällen zu einer Zunahme der Druckpunktdurchmesser führte, wobei dieses Phänomen bei den beiden glän-zenden Papieren stärker ausgeprägt war. Für eine Verminderung von Feucht-mittel oder Anpressung wurde keine eindeutige Korrelation für die Papiere fest-gestellt.

Abb. 45: Druckpunktdurchmesser der IP-Papiere bei variierenden Bedingun-

gen (N-Standarddruckbedingung; ±P Variation des Anpressdrucks; ±FM Variati-on des Feuchtmittels)

Bei den Grauwerten der Druckpunkte ergaben sich im Vergleich zum Durch-messer andere Tendenzen. Eine Abweichung von den optimalen Druckbedin-gungen (Zustand N) führte mit Ausnahme von IP4 zu einer Reduzierung des Grauwertes, d. h. zu dunkleren Druckpunkten. Generell handelt es sich dabei jedoch um sehr geringe Abnahmen.

Abb. 46: Druckpunktgrauwerte der IP-Papiere bei variierenden Bedingungen

(N-Standarddruckbedingung; ±P Variation des Anpressdrucks; ±FM Variation des

82

84

86

88

90

92

94

96

98

IP1 IP2 IP3 IP4

ØDP

in µ

m

Papiere

N N - 0,8 P N + 0,8 P N - 5 FM N + 10 FM

0

10

20

30

40

50

60

70

IP1 IP2 IP3 IP4

GWDP

Papiere

N N - 0,8 P N + 0,8 P N - 5 FM N + 10 FM




Feuchtmittels)

6.7 Zus ammenhänge zwis chen lichtfangbedingter TWZ und P apiereigens c haften

Durch die Trennung der optischen und geometrischen Tonwertzunahme sowie die Einführung der optischen Verdunklung Vo (optische TWZ) wurden wesentli-che Grundlagen geschaffen, um Zusammenhänge zwischen TWZ und Papier-eigenschaften herauszuarbeiten. Von den 24 Papieren des ersten und zweiten Druckversuchs wurde eine Viel-zahl von konventionellen und weitergehenden Eigenschaften ermittelt. Dazu gehören allgemeine Eigenschaften, optische und Oberflächenparameter, sowie Festigkeits- und Sorptionswerte. Diese Daten wurden in MS-Excel übersichtlich dargestellt und vorwiegend mit den Messdaten zur optischen Verdunklung kor-reliert. Es wurden Korrelationskoeffizient und Bestimmtheitsmaß ermittelt. Für sehr viele Eigenschaften ließ sich, wie erwartet, keine Beziehung zur opti-schen Tonwertzunahme feststellen. Bei einigen Eigenschaften wurden ein Kor-relationskoeffizient erhalten, der, rein mathematisch betrachtet, funktionelle Zu-sammenhänge erwarten lässt (Abb. 47).

Abb. 47: Mögliche funktionelle Zusammenhänge zwischen Papiereigenschaf-ten und optischer Verdunklung VO (optische Tonwertzunahme) (Werte siehe Anlage 6)

Somit ist die optische Verdunklung in Zusammenhang mit der scheinbaren Blattdichte, dem spezifischen Volumen, der Oberfläche, dem Glanz und der Strichdicke des Papiers in Verbindung zu bringen. Je höher die optische Ver-dunklung des Papiers ist, umso kleiner ist die scheinbare Blattdichte und umso größer ist das spezifische Volumen. Das bedeutet, wenn die Dichte der Probe kleiner ist, wird das Licht im Papier stärker gestreut, sodass der Lichtfangeffekt an Bedeutung gewinnt. Somit ist VO indirekt auch von der Dicke und der flä-chenbezogenen Masse des Papiers abhängig, zu denen jedoch keine direkte Korrelation nachweisbar ist. Zur Charakterisierung der Oberfläche wurden Messungen mit den Methoden In-finite Focus (Alicona IFM G3) sowie Rauigkeit nach Parker-Print-Surf (PPS) und Bendtsen durchgeführt. Alle diese Messdaten wiesen eine gute bis sehr gute Korrelationen zur Verdunklung auf. Der Glanz wurde nach Tappi bei einem Winkel von 75° bestimmt. Es fällt auf, dass die Papiere, die einen besonders hohen Glanz und eine geringe Rauigkeit haben, nicht die erwartete geringe op-tische Verdunklung aufwiesen, sondern sich eher in den mittleren Bereichen




bewegten. Bei hoher Glätte/ hohem Glanz ist eigentlich zu erwarten, dass viele Lichtstrahlen bereits an der Oberfläche reflektiert werden und nicht in das Pa-pier eindringen, und somit für die Absorption und Streuung im Papier zur Verfü-gung stehen. Dadurch gelangt weniger Licht in den Bereich unter die Druck-punkte und der Lichtfangeffekt und daraus resultierend die optische Verdunk-lung fallen geringer aus. Trotz hoher Glätte und starkem Glanz liegt VO bei eini-gen Papieren im Bereich von leicht glänzenden und leicht rauen Papieren. Die-ser Effekt ist bei P14 am höchsten, aber auch bei P13, sowie G115 und G150 zu verzeichnen und mit dem jetzigen Wissensstand nicht zu erklären. Dafür ist es notwendig, die Vorgänge der Lichtstreuung im Papier genauer zu betrach-ten. Der Korrelationskoeffizient aller betrachteten Zusammenhänge steigt deut-lich an, wenn diese Proben aus der Analyse herausgelassen werden, wie Abb. 48 verdeutlicht.

Abb. 48: Bestimmtheitsmaß der korrelierten Eigenschaften mit VO

Es fällt in diesem Zusammenhang zusätzlich auf, dass wiedererwartend keine Korrelation mit den Kubelka-Munk-Größen Lichtstreukoeffizient s* und Licht-absorptionskoeffizient k* gefunden wurden. Diese Koeffizienten spiegeln den Wert einer großen Messfläche (bis zu 34 mm im Durchmesser) wider und ge-ben keine Auskunft über ortsaufgelöste Vorgänge der Lichtstrahlen. Ebenfalls eine gute Korrelation wurde zur Strichdicke gefunden. Hier war ein eindeutiger Trend zu verzeichnen und es wurden keine Ausreißer oder Unre-gelmäßigkeiten festgestellt. Der Strich mit seinen unterschiedlichen Komponen-ten beeinflusst den Strahlengang des Lichts in das Papier maßgeblich. Da im Projekt vorwiegend mit Marktpapieren gearbeitet wurde, war die Zusammen-setzung des Striches der Papiere nicht bekannt. Die Abhängigkeit der optischen Verdunklung von den genannten Eigenschaften ist sehr schwer in einem Modell darzustellen, da die Eigenschaften teilweise voneinander abhängig sind und sich gegenseitig beeinflussen. So führt die Än-derung eines Parameters nicht nur zur Änderung von VO, sondern ebenfalls zur Beeinflussung einiger oder aller anderen relevanten Eigenschaften, sodass es nicht möglich war, eindeutige Abhängigkeiten herauszuarbeiten.




6.8 S imulation der B ildwiedergabe über P unkts treufunktion und lineare S ys temtheorie

Allgemeine As-pekte

Um die Einflüsse der einzelnen TWZ-Komponenten auf die Gesamtreflexion ei-nes Bildes komplexer zu erfassen und die durch AP6 und AP7 gewonnenen empirischen Modelle zu verfeinern bzw. zu erweitern, wurde eine Simulation von Vo in der Abhängigkeit von der Druckvorlage über lineare Systemtheorie (Abb. 6) durchgeführt.

Softwaretechni-sche Generie-rung Druckvor-lage

Für die Umsetzung der Simulation wurde das Programm MATLAB gewählt, da dieses einfache Möglichkeiten für Bildgenerierung bietet und alle notwendigen mathematischen Operationen unterstützt. Unter Nutzung der relevanten Einflussfaktoren (Eingabegrößen) und deren Va-riation (Abb. 49) kann softwareseitig die Druckvorlage (Eingangsbild) generiert werden.

Abb. 49: Eingabemaske für TW-Abschätzung

Eingabegröße dafür sind alle Kennwerte bis inklusive Tonwert der Druckplatte.

Alle nachfolgenden Eingabegrößen sind papierspezifische Kennwerte und wer-den zur Simulation der Punktstreufunktion, sowie zur Modellierung der Ton-wertzunahme benötigt. Die geometrische (mechanische) Tonwertzunahme stellt bei der vorliegenden Modellierung eine Eingabegröße dar.

Auf Basis der Druckmuster-Daten wird das Abbild des idealen Druckmusters simuliert (Abb. 51 - linksFehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden wer-den.). Es werden auch der mittlere Grauwert und die Flächendeckung (TW) be-rechnet, um etwaige Abweichungen durch die Pixelauflösung aufzudecken. Es stellt sich im mittel eine Abweichung von 0,1% bei einer Auflösung von 0,5 µm/Pixel ein, die auf den Unterschied zwischen idealem Druckpunkt (rund) und Rastergrafik zurückzuführen ist. Bessere Auflösungen verringern die Abwei-chung, erhöhen aber die Simulationszeit überdurchschnittlich.

Die Berücksichtigung der geometrischen Tonwertzunahme erfolgt durch eine softwareseitige Punktvergrößerung entsprechend dem Eingabewert in Abb. 49 und führt zum modifizierten Druckmuster in Abb. 51 - Mitte).

Im nächsten Schritt wird ein weiteres Bild generiert, welches die Punkstreufunk-tion nach Kubelka-Munk repräsentiert. Diese berechnet sich nach Formel (4) und ist in Abb. 50 für ein konkretes Papier visualisiert.




Abb. 50: Visualisierung der Punktstreufunktion

Das Bild der Druckpunkte mit geometrischer TWZ und das der PSF werden per FFT in den Frequenzbereich transformiert und elementweise multipliziert, so-dass die Frequenzen überlagert werden. Anschließend erfolgt die Rücktrans-formation in den Ortsbereich. Das rücktransformierte Bild wird ebenfalls grafisch ausgegeben und zeigt nun eine deutlich sichtbare, sehr gleichmäßige Korona um den simulierten Druckpunkt herum (Abb. 51 - rechts). Im realen Druckbild ist diese Korona nicht derartig gleichmäßig ausgebildet, da Lichtfangeffekt und Lichtreflexion stochastische Größen sind.

Abb. 51: Druckvorlage (links), Druckvorlage plus mechanische TWZ (Eingabe-größe) (Mitte) und simuliertes Druckbild (rechts)

Im Mittel können mit der Simulation ungefähr gleiche Aussagen zur TWZ getrof-fen werden, wie die real gemessene Größe repräsentieren. Eine detaillierte Darstellung von Simulation und realen Messdaten ist in AP10 enthalten. Die grundlegenden Aspekte der Simulation sind folgend in Programmablaufplä-nen in Abb. 52: Programmablaufplänedargelegt:




Abb. 52: Programmablaufpläne

6.9 Vorhers agemodell, L ook-Up Tabellen und E rs tellung einer multidimens ionalen Matrix: TWZ - relevante P apiereigens chaften

Standardisierung gemäß PSO

Grundlage der Standardisierung des Offsetdrucks ist die ProzessStandardOff-set (PSO) genannten Norm ISO 12647-220. Aufgrund der fehlenden funktionel-len Abhängigkeit der TWZ von elementaren Papiereigenschaften wird in diesem Standard eine Klassifizierung der wichtigsten grafischen Papiere vorgenommen (Tab. 7, Abb. 53). Wie bereits ausgeführt, ist die Abschätzung der papierbe-dingten TWZ aufgrund der extrem vielen Wechselwirkungen (Papiereigenschaf-ten untereinander; Papier – Farbe – Druckmaschine - drucktechnische Parame-ter) trotz umfangreicher Untersuchungen auf der Grundlage elementarer Pa-piereigenschaften gegenwärtig noch nicht möglich. Die Praxis hat jedoch ge-zeigt, dass die im ProzessStandardOffset (PSO) ISO 12647-2:199620 definier-ten Papiertypen den Stand der Technik nicht mehr vollumfänglich abbilden. Deshalb erfolgte eine Überarbeitung dieses Standards, die in Form der ISO 12647-2:2013-1221 zur Verfügung steht. Die wesentlichen, insbesondere den Druckträger Papier betreffenden, Veränderungen sind in den Tab. 7 und Tab. 8 sowie der Abb. 53 zusammengefasst. Die Norm weist heute 8 Papiertypen auf, die die aktuelle Vielfalt der Papiere in ausreichender Genauigkeit abbilden. Daraus werden 16 Druckbedingungen ab-geleitet, wobei 5 bzw. 4 TWZ-Kurven erforderlich sind (Abb. 53). Dies bedeutet, dass pro Papiertyp und Rasterung eine mittlere TWZ-Kurve angegeben werden kann. Die zu erwartenden TWZ-Abweichungen belaufen sich auf ± 5 % (Mittel-ton). Diese brandaktuellen Normungsvorgaben werden durch die im Rahmen des Forschungsprojektes (Zeitüberschneidung) gewonnenen Ergebnisse aktiv bestätigt. Seitens der Bearbeiter wird eingeschätzt, dass den brandaktuellen Erkenntnissen mit normativem Charakter vor den eigenen Look-up-Tabellen der Vorrang zu geben ist.




Tab. 7: Überblick der acht neuen Bedruckstoffe der „ISO 12647-2:2013-12“22

Tab. 8: Zusammenstellung der 16 neuen Druckbedingungen der „ISO 12647-2:2013-12“ (A bis E charakterisieren die neuen TWZ-Kuren)21

Abb. 53: Neue papierspezifische TWZ-Kurven entsprechend ISO 12647-

2:2013-12 sowie Vergleichskurve A alt21

Bedruckstoffe (Print Substrates, PS) PS1 PS2 PS3 PS4

Typische Gestrichenes Bilderdruck- Aufgehelltes, gestrichenes Glänzend gestrichenes Matt gestrichenes Maga- Oberfläche papier (Premium coated) Bilderdruckpapier (Improved Magazinpapier (Standard zinpapier (Standard coated

coated) coated glossy) matte) Typischer Bogenoffset, Rollenoffset (Heatset) Rollenoffset (Heatset) Rollenoffset (Heatset) Druckprozess Rollenoffset (Heatset)

Typische Wood-free coated (WFC), Medium weight coated Light weight coated (LWC), Machine finished coated Bedruckstoffe High weight coated (HWC), (MWC) glossy/semi-matte (MFC),

Medium weight coated Light weight coated (LWC Light weight coated (LWC), (MWC), Improved) semi-matte glossy/semi-matte/matte

PS5 PS6 PS7 PS8 Typische Holzfrei ungestrichen Superkalandriert, ungestri- Aufgebessertes ungestri- Standard ungestrichen Oberfläche chen chenes Papier

Typischer Bogenoffset, Rollenoffset (Heatset) Rollenoffset (Heatset) Rollenoffset (Heatset) Druckprozess Rollenoffset (Heatset)

Typische Wood-free uncoated (WFU) Superkalandriert (SC-A, Aufgebessertes Zeitungspa- Standard Zeitungspapier, Bedruckstoffe SC-B) pier, Uncoated mechanical Standard Newsprint (SNP)

improved (UMI), Improved newsprint (INP)

Rasterung

Druckbedingung Bedruckstoff Volltonfärbung Periodisch Nichtperiodisch (FM)

TWZ-Kurve Adressierauf- (Printing Condi- (Print Substrate, (Colorant TWZ-Kurve Rasterfrequenz tion, PC) PS) Description, CD) in cm-1 lösung in µm PC1 PS1 CD1 A 60-80 E 20(25) PC2 PS2 CD2 B 48-70 E 25 PC3 PS3 CD3 B 48-60 E 30 PC4 PS4 CD4 B 48-60 E 30 PC5 PS5 CD5 C 52-70 E 30(35) PC6 PS6 CD6 B 48-60 E 35 PC7 PS7 CD7 C 48-60 E 35 PC8 PS8 CD8 C 48-60 E 35

32

30

28

% 26

24

in

22

TWZ A - Alt

20

18

A - Neu

Tonw

ertzu

nahm

e

16 B - Neu

14

12 C - Neu

10 D - Neu

8

6 E - Neu

4

2

0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Tonwert im Datensatz in %




6.10 Validierungs druckvers uch, Aus wertung der E rgebnis s e

Papierauswahl und Validie-rungsdruckver-such

Zur Überprüfung der Modellvorstellungen zur Abschätzung der papierbedingten TWZ im Bogenoffsetdruck, wurden vier Bogenoffsetpapiere ausgewählt (IP1-IP4) und in einem Validierungsdruck unter definierten Bedingungen am SID be-druckt (Druckversuch 3). Es wurde mit der im Projekt entwickelten Druckform (AP2) unter Standardbedingungen gedruckt.

Messung der TWZ und Genau-igkeit der Ab-schätzung der TWZ

Aufgrund der optischen Aufhellung der Papiere ergeben sich Weißgrade ober-halb von 100 %. Deshalb wurde das Modell sowie das Programm um die Opti-on der Verwendung der Papierhelligkeit (L-Wert) als Eingabegröße erweitert. Unter Nutzung der L-Werte ergeben sich praktikable Grauwerte für das Papier-weiß im Bereich von 170-185. Das Modell prognostiziert für die gegebenen Papiere eine im Durchschnitt 1-2 % niedrigere Tonwertzunahme, als die real gemessene TWZ (Abb. 54).

Abb. 54: Ergebnisse des Validierungsdruckversuches – gemessene und simu-

lierte TWZ (Werte siehe Anlage 7) Dies ist unter anderem auf die etwas größeren Lichthöfe zwischen den simulier-ten Druckpunkten zurückzuführen. Das Modell der Punktstreufunktion von Ku-belka-Munk müsste in diesem Fall mathematisch noch angepasst werden, da die Streufunktion nicht weit genug in den Raum zwischen die Druckpunkte streut.

7 S chlus s folgerungen

TWZ = f{Papier, Druckprozess}

Die TWZ hat einen nicht unerheblichen Einfluss auf die Qualität der hergestell-ten Druckerzeugnisse. Bei zu großen Abweichungen (positiv/negativ) von den Zielwerten können eine tonwertbedingte Plattenkorrektur und der erneute Druck erforderlich sein, was mit erheblichen Mehrkosten verbunden ist. Somit hat die Abschätzung der Tonwertzunahme auf der Basis von elementaren Papierei-genschaften im Vorfeld des Druckprozesses eine große Bedeutung. Die TWZ tritt sowohl im Bogenoffset-, als auch im Rollenoffset auf. Aufgrund der an modernen Rollenheatsetmaschinen verfügbaren Onlinemesstechnik so-wie des meist umfangreicheren Druckvolumens im Vergleich zum Bogendruck sind beim Rollendruck statistisch abgesicherte Aussagen möglich. So konnten

0

2

4

6

8

10

12

14

IP1 IP2 IP3 IP4

Tonw

ertz

unah

me

in %

Papier

Messung

Simulation




Drifts der TWZ über der Zeit, die in einem Graulaufen der Platten begründet sind, nachgewiesen werden. Des Weiteren wurden die komplexen Einflüsse auf die TWZ bestätigt, denn es konnte auch bei umfangreichen Datenanalysen kein eindeutiger Zusammenhang zwischen TWZ und Druckdichte ermittelt werden. Auch der Einfluss der Druckmaschine auf die TWZ ist erheblich, wie Untersu-chungen an drei Druckmaschinen mit identischem Druckpapiere gezeigt haben. Die derzeitig verfügbare Papiercharakterisierung (technische Lieferbedingungen für Druckpapiere, Papiercharakterisierung der Papierfabriken (z. B. Internet)) hat keinen oder nur einen sehr eingeschränkten Aussagegehalt für die Ab-schätzung der TWZ im Vorfeld des Druckens. Auch die in Zusammenarbeit von Papier- und Druckindustrie erarbeiteten Papierkennwerte (VDMA, Zellcheming) sind nicht ausreichend, aber der richtige Ansatz für weiterführende Arbeiten. Für die experimentelle Untersuchung der Zusammenhänge zwischen Papierei-genschaften und TWZ sowie zum Einfluss der geometrischen und optischen TWZ auf die Gesamttonwertzunahme wurden Druckformen entwickelt und meh-rere Druckversuche durchgeführt. Hinsichtlich der Papierauswahl wurde mit zwei glänzenden und zwei seidenmatten, einem matten und zwei ungestriche-nen Papieren eine große Palette der Papiere hinsichtlich der Oberflächenstruk-tur abgedeckt (2. Druckversuch). Im dritten Verifizierungsdruckversuch kamen 2 glänzende und zwei matte Industriepapiere zum Einsatz. Es wurde eine Methode entwickelt, die es gestattet den wirksamen Gesamtef-fekt der TWZ messtechnisch zu ermitteln. Zur Beschreibung dieses Effektes wurde die optische Verdunklung Vo eingeführt. Für einen Tonwert von 30 % ergaben sich Verdunklungswerte für gestrichene Sorten von 14-16 % für glän-zende Papiere, von ca. 13 % bei halbmatten Papieren und 15-18 % bei den matten Papieren. Die Naturpapiere wiesen Vo-Werte oberhalb von 20 % auf. Anhand von Rollenheatsetdruckexemplaren analysiert über die Zeit konnte nachgewiesen werden, dass es prozessbedingte Schwankungen der TWZ im Mittel von ± 2 % absolut (30 %- TW) gibt und, dass die TWZ mit fortscheiten-dem Druckauftrag absinkt (Graulaufen der Platten). Detaillierte Untersuchungen an Bogenoffsetpapieren zur Abhängigkeit der TWZ von den Druckbedingungen haben leider keine eindeutigen Korrelationen er-kennen lassen, was wahrscheinlich im zu geringen Datenmaterial begründet ist. Nachgewiesen werden konnte jedoch der Einfluss der äußeren (Topografie) und inneren Struktur der Papiere auf die TWZ. Mit Verringerung der Rauigkeit geht eine Abnahme der TWZ einher, was auf Glanzeffekt und die Verdichtung des Papiers (Lichtstreuung) zurückgeführt wird. Des Weiteren wurde eine Methode entwickelt, die eine Trennung der optischen und geometrischen TWZ in tolerierbaren Fehlergrenzen gestattet. Es zeigte sich, dass die TWZ nicht ausschließlich von der Druckpunktgröße sondern in nicht vernachlässigbarem Maße von der Dichte (Grau-/Farbwert) der Druck-punkte selbst bestimmt wird. Die ungestrichenen Papiere verfügten im TW30-Feld über absolute Punktdurchmesserzuwächse von 1-2 µm. Der absolute Punktzuwachs der glänzenden, halbmatten bis matten Papier lag zwischen 2 µm und 3 µm. Wie bereits gesagt, ist der Grau-/Farbwert der Punkte zu be-rücksichtigen. Nimmt man den Grauwert der glänzenden Papiere als Bezugs-basis so steigt der Grauwert mit zunehmender Rauheit an, um bei den ungestri-chenen Papieren maximal zu werden, d. h. die Druckpunkte werden heller.




Eine weitere, erarbeitete mikroskopische Methode dient der Bestimmung der Lichtstreuung des Papiers unter Nutzung einer Ringblende. Es wird der Verlauf des Grauwertes (Lichtstreuung) als Funktion des Radius ermittelt. Zur Kurven-beschreibung werden Anstieg und Streubreite herangezogen. Bedingt durch die Unterschiede in der äußeren und inneren Struktur der Papier nimmt der Anstieg der Kurven mit der Reduzierung der Rauheit folgerichtig ab, während die Streu-breite der Kurve größer wird. Die Ergebnisse der experimentellen Bestimmung der Lichtstreuung im Papier können als Eingabeparameter für die softwareseiti-ge Abschätzung der TWZ herangezogen werden. Alle Papiere der drei Druckversuche wurden einer umfassenden und erweiter-ten Papierbewertung unterzogen. Zielstellung war, neben der Lichtstreuung weitere papierspezifische Einflussfaktoren auf die TWZ zu lokalisieren. Es muss eingeschätzt werden, dass aufgrund der geringen Papieranzahl, der wechsel-seitigen Beeinflussung der Papiereigenschaften sowie der komplexen Zusam-menhänge zwischen Papier, Druckmaschine, Druckfarbe sowie drucktechni-schen Parametern keine belastbaren Zusammenhänge zur Entwicklung der TWZ herausgearbeitet werden konnten. Die experimentell erhaltenen Abhängigkeiten bestätigen die parallel zum vorlie-genden Projekt in den Normungsausschüssen erarbeiteten Erkenntnisse des überarbeiteten Prozess Standards Offset. Aufgrund des normativen Charakters bei weitgehend identischem Inhalt sollte dieser Standard zur Anwendung kom-men. Auf der Basis des Streuverhaltens des Lichtes im Papier (Punkt-, bzw. Kanten-streufunktion) wurde ein MATLAB-Tool zur softwaretechnischen Abschätzung der TWZ im Vorfeld des Druckens entwickelt. Dieses Tool kann zur gezielten Papierauswahl herangezogen werden. Es bedarf jedoch einer Weiterentwick-lung, die seinen Einsatz nicht auf den F&E-Bereich beschränkt. Dies sollte im Rahmen eines praxisorientierten Folgeprojektes (Immokom; ZIM) erfolgen. Die im Rahmen des Projektes angestrebten Ziele wurden erreicht.

L iteraturverzeichnis

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2 ISO 12647: Graphic technology - Process control for the production of half-tone colour separa-tions, proof and production prints: Part 2: Part 2: Offset lithographic processes (Offsetdruck)

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June 2006; m-real 5 STORA ENSO KATALOG; Fan 2009 Display Pages 6 Forum Druck und Papier; Papierkennwerte – Empfohlene Papierkennwerte für die Kommuni-

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Nr.20/2006 22-25 11 Hübler, A.C.; Lichtfang exakt beschreibbares physikalisches Phänomen; Deutscher Drucker

Nr.28/2006 S.12 12 Dreher, M.; Nicht nur auf die densitometrische Messtechnik verlassen!; Deutscher Drucker

Nr.25/2006 S.12-13 13 Grafik ´Fogra Medienkeil´; www.fogra.de 14 Schirmer, K.-H.; Offset-Tiefdruck-Konversion, Farbmetrische Untersuchung; Fogra (For-

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autotypischen Farbauszügen, Prüfdrucken und Auflagendrucken – Offsetdruckverfahren 21 ISO 12647-2:2013-12: Drucktechnik - Prozesskontrolle für die Herstellung von autotypischen

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1-4


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Ermittlung der tonwertrelevanten Papierkennwerte und ... · printing process can only be carved out experimentally if both paper and for printing the characteristics are determined