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Material-, Verfahrens-, Veredelungs- und Klimaeinflüsse auf die Ausprägung von Metallic-Effekten im Druck

Fogra-Nr. 50.039
Projektleiter: A. Müller
Förderung: BMWi (IGF) über AiF
 

Laufzeit: 01.09.2011 - 28.02.2014

Aufgabenstellung und Relevanz

Metallic-Effekte sind in der Druckindustrie bisher messtechnisch nicht be­schreibbar. Unzureichende Kenntnisse der mechanischen Beständigkeit von gedruckten Metallic-Farbschichten und hinsichtlich des Rückgangs des Metallic-Effektes bei Lackierungen einschließlich der möglichen Unverträglichkeit zwischen Metallic-Druck und Lack führen zu Qualitätseinbußen.

Im Forschungsvorhaben wird eine visuelle und messtechnische Charakterisierung von Metallic-Drucken erfolgen. Dabei soll der Einfluss von typischen Substraten und unterschiedlichen Metallic-Pigmenten, Druckfarbenbindemitteltypen und Lackierungen auf die Ausprägung von metallischen Effek­ten in verschiedenen Druckverfahren untersucht werden. Auch die Korrosions- und Alterungsbeständigkeit bei Klimaänderungen sowie die Scheuerfestigkeit von Metallic-Drucken sind Gegenstand der Aufgabenstellung. 

Dr. Uwe Bertholdt

Sicherheitsanwendungen mit Druckweiterverarbeitung

+49 89 431 82 - 212

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Lösungsweg

Zunächst werden Metallic-Muster unter Variation der Druckverfahren (Offset-, Sieb-, Flexo-, Tiefdruck), der Druckfarbe, des Substrats und der Vor-/Nachbeschichtung (Vordruckfarbe, Überdrucklack) hergestellt. Diese Muster werden visuell und messtechnisch bewertet. Die visuelle Bewertung erfolgt ohne Vorgaben durch Probanden (hierarchische Ordnung des Metallic-Effektes), für die messtechnische Bewertung finden Glanzmessgeräte, Mehrwinkel-Farbmessgeräte und ein Goniospektralphotometer Einsatz.

Darüber hinaus kommen Klimatests zur Anwendung, um eine Beurteilung der Korrosionsbeständigkeit vorzunehmen. Die Scheuertests dienen als diagnostisches Mittel für die Oberflächenfestigkeit. Abschließend wird ein Katalog der erstellten Metallic-Muster unter Angabe der Untersuchungsergebnisse angefertigt.

Erzielte Ergebnisse

Bei der visuellen Bewertung sind sich die Probanden einig, dass ein herausragender Metallic-Effekt bei einer besonders hohen Spiegelähnlichkeit besteht. Bei Mustern mit geringerem Metallic-Effekt treten unterschiedliche Präferenzen auf: während eine Gruppe die (reduzierte) Ähnlichkeit zu einem Spiegel als wichtigstes Kriterium bewertet, sieht die andere Gruppe die Gesamthelligkeit der Probe (um den Spiegelwinkel herum) als wichtigste Eigenschaft. Letztere Eigenschaft führt bei leichten Oberflächenunebenheiten in der Nähe des Spiegelwinkels zu einem sehr lebendigen Licht-und-Schatten-Spiel, das sowohl Glitzereffekte zur Folge hat als auch einer „gehämmerten“ Oberfläche (Hammerschlag-Effekte) ähnlich ist.

Bei der Messung mit Mehrwinkel-Farbmessgeräten stellt sich heraus, dass diese Geräte zu weit vom Glanzwinkel entfernt messen, um eine sichere Übereinstimmung mit visuellen Rangfolgen von Musterreihen zu erreichen, und daher kein zuverlässiges Bild hinsichtlich des Metallic-Effekts abgeben können.

Als sinnvolle Messmethode hat sich die Farbmessung mit einem Goniospektral­photometer erwiesen, welches mit den aspekularen Messwinkeln von 0°, 5°, 10° und 15° verwendet wird. Diese Messungen gestatten anhand ihrer CIE-L*-Werte eine weitgehend zuverlässige Probendifferenzierung in Übereinstimmung mit visuellen Bewertungen.

Bei den Scheuertests hat sich prinzipiell eine hohe Glätte von Substrat und Konterfläche positiv ausgewirkt. Unter den Druckverfahren hat sich keine eindeutige Rangliste der Scheuerfestigkeit ergeben. Die UV-Systeme waren den konventionellen Systemen nur ansatzweise überlegen.