DE102011121689A1

DE102011121689A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Härtungsgrades von Druckfarben

Info

Publication number: DE102011121689A1
Application number: DE201110121689
Authority: DE
Inventors: Martin Hirning; Michael Kohlmann
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2011-01-13
Filing date: 2011-12-15
Publication date: 2012-07-19
Also published as: US20120180561A1; US9170195B2; CN102608040B; CN102608040A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und einen Druckprozesskontrollstreifen (2), um den Aushärtungsgrad von Druckfarben (CMYK) auf einem Bedruckstoff (1) zu ermitteln. Herkömmliche Messfelder eines Druckprozesskontrollstreifens (2) werden immer von Tonwertekombinationen der einzelnen Druckfarben (CMYK) gebildet, die insbesondere bei der Verwendung von Zwischentrocknern (23) immer sicher durchgetrocknet sind. Ein Ausmessen dieser bekannten Messfelder bringt in Hinsicht auf den Aushärungsgrad von Farbkombinationen im eigentlichen Druckbild, die von den Kombinationen der Messfelder des Druckprozesskontrollstreifens (2) abweichen, keine genaueren Informationen. Um über den Druckprozesskontrollstreifen (2) Aussagen über den Aushärtungsgrad der Druckfarben (CMYK) ist ein Härtungsgradkontrollfeld (3, 3') vorgesehen, welches durch den Übereinanderdruck von bevorzugt wenigstens vier Druckfarben (CMYK) jeweils im Vollton gebildet wird. Das Ausmessen dieses Härtungsgradkontrollfeldes (3, 3') gibt Auskunft über den Aushärungsgrad aller Druckfarbenkombinationen im Druckbild.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Aushärtungsgrades von Druckfarben und/oder Lacken auf einem Bedruckstoff Hierbei werden zunächst Farbauszüge für wenigstens vier Druckfarben und/oder Lacke gemäß einer Druckvorlage erzeugt, und gemäß diesen bereitgestellten Farbauszügen werden die entsprechenden Druckfarben oder Lacke in Druck- und/oder Lackwerken auf den Bedruckstoff übertragen Hierfür ist insbesondere eine Druckmaschine mit den entsprechenden Druck- und/oder Lackwerken zum Bedrucken des Bedruckstoffes mit wenigsten vier Druckfarben oder Lacken vorgesehen. Die Farbauszüge weisen zusätzlich zu einem gewünschten Druckbild wenigstens ein Kontrollfeld auf und mittels eines Messgerätes wird der Aushärtungsgrad der Druckfarben an wenigstens einer Position im gedruckten Bild ermittelt.
In bekannten Druckverfahren, wie Offset, Flexo- oder Tiefdruckverfahren ebenso wie in industriellen Inkjet-Druckverfahren ist es häufig notwendig, dass aufgedruckte Druckfarben und/oder Lackschichten getrocknet bzw. durchgehärtet werden. Dieses gilt insbesondere bei der Verwendung von UV-Farben oder UV-Lacken. Unter Härtung oder Trocknung wird hierbei insbesondere die Polymerisation der UV-Farben bzw. -Lacke verstanden. Eine entsprechende Polymerisation, d. h. eine Durchhärtung und/oder Trocknung der Druckfarben und/oder Lacke wird dabei für gewöhnlich mittels UV-Trocknern, die inline in der Druckmaschine angeordnet sind, erreicht. Bei der Verwendung von anderen Druckfarben und/oder Lacken kann auch eine hiervon verschiedene Trocknung durch z. B. Infrarot-Trockner vorgesehen sein.
Die entsprechenden Druckverfahren zum Bedrucken des Bedruckstoffes mittels vorzugsweise UV-Lacken oder -Farben können in Bogendruckmaschinen oder auch in Rollendruckmaschinen angewendet werden. Die Voraussetzung für qualitativ hochwertige Drucke ist jeweils eine ausreichende Trocknung oder Härtung der verdruckten Druckfarben und/oder Lacke. Dieses gilt insbesondere dann, wenn die Farben und oder Lacke wenigstens teilweise übereinander verdruckt wurden. Nicht vollständig getrocknete oder gehärtete Druckfarben oder Lacke können insbesondere dann, wenn diese übereinander im Ausleger gestapelt werden, ein Verschmieren oder Verblocken der bedruckten Rollenbahnen oder Bogen nach sich ziehen. Hierdurch wird zum Einen die Qualität des Druckbildes selber wenigstens reduziert und es kann eine Weiterverarbeitung des Druckproduktes zumindest erschwert oder unmöglich gemacht werden.
Um eine möglichst gute Druckqualität und ein möglichst reibungsloses Weiterverarbeiten der Druckprodukte zu ermöglichen, ist es daher häufig vorgesehen, den Trocknungs- oder Aushärtungsgrad der Druckfarben und/oder Lacke zu ermitteln bzw. zu kontrollieren. Im Folgenden wird jeweils vom Aushärtungsgrad der Druckfarben und/oder Lacke gesprochen. Hierbei soll jeweils auch je nach verwendetem Farb- bzw. Lacktyp der Trocknungsgrad mit umfasst werden.
Zur Ermittlung des jeweiligen Aushärtungsgrades der Farben bzw. Lacke ist es z. B. aus der DE 10 2007 030 566 A1 bekannt, den Trocknungsgrad bzw. Härtungsgrad durch die Erzeugung von Oberflächenwellen und die Messung der Energiedichte dieser Wellen auf dem Bedruckstoff zu ermitteln.
Aus der EP 0 025 878 A1 ist es bekannt, den Härtungsgrad mittels einer Farbdichtemessung wenigstens lokal zu ermitteln.
Aus der DE 10 2006 041 721 A1 ist es weiterhin bekannt, den Trocknungsgrad global durch die Messung der Feuchtebeladung der Zugluft und der Abluft der Trocknereinrichtung selber zu ermitteln.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen erlauben es meistens nicht, abschließend für alle Kombinationen von Druckfarben, die übereinander im Druckbild erzeugt werden, den Trocknungsgrad jeweils so zu erkennen, dass auf eine vollständige Durchtrocknung aller Druckfarben, welche auf dem Bedruckstoff verdruckt wurden, zu schließen. Es handelt sich jeweils um komplizierte Messungen von globalen Parametern, die keine Aussage auf dezidierte lokale Zustände erlauben, oder es handelt sich um komplizierte Messungen von lokalen Parametern, die wiederum keine Aussage über den globalen Zustand aller lokal verdruckten Druckfarbenkombinationen erlaubt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein einfacheres Verfahren bzw. eine einfachere Vorrichtung aufzuzeigen, um eine zumindest zuverlässigere Aussage über den Trocknungsgrad bzw. den Härtegrad von Druckfarben bzw. Lacken zu erhalten.
Diese Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zur Ermittlung eines Aushärtungsgrades gemäß Anspruch 1, eine Vorrichtung zur Ermittlung des Aushärtungsgrades gemäß Anspruch 7 und einem Druckprozesskontrollstreifen gemäß Anspruch 11.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Kontrollfeld ein Härtungsgradkontrollfeld ist. Durch ein dezidiertes Härtungsgradkontrollfeld reicht es nun aus, dass ausschließlich dieses eine Härtungsgradkontrollfeld durch ein geeignetes Messgerät vermessen wird und alleine durch die Bestimmung des Härtungsgrades dieses Härtungsgradkontrollfeldes bzw. durch die gemessenen Werte des Messgerätes an diesem Härtungsgradkontrollfeld festzustellen, ob der Aushärungsgrad des gesamten gedruckten Bildes ausreichend für einen gewünschten Zustand ist bzw. zu ermitteln, was für ein Aushärtungsgrad erreicht ist. Hierfür ist insbesondere vorgesehen, dass das Härtungsgradkontrollfeld durch den Übereinanderdruck von Druckfarben und/oder Lacken auf dem Bedruckstoff erzeugt wird. Der Aushärtungsgrad der Druckfarben und/oder Lacke wird dann durch Ausmessen des Härtungsgradkontrollfeldes nach dem Drucken auf dem Bedruckstoff mit dem Messgerät ermittelt. Bei der Ermittlung des Aushärtungsgrades wird insbesondere der Härtungsgrad wenigstens einer der verwendeten Druckfarben oder eines der verwendeten Lacke, vorzugsweise der untersten Druckfarbe oder der untersten Lackschicht ermittelt. Da die Reihenfolge der Druckfarben bzw. -lacke auf dem Bedruckstoff durch die Anordnung der Druckwerke innerhalb der Bogen verarbeitenden Maschine vorgegeben ist, wird somit vorzugsweise über die Ermittlung des Härtungsgrades der zuerst verdruckten Farbe bzw. Lackschicht ein Härtungsgrad der Druckfarben und/oder Lacke auf dem Bedruckstoff ermittelt.
Auf der einen Seite kann ein Aushärtungsgrad der gemessenen Druckfarbe oder des gemessenen Lackes ermittelt werden. Dieser Aushärtungsgrad gibt Auskunft insgesamt über den Aushärtungsgrad der verwendeten Druckfarben bzw. Lacke, insbesondere gerade dann, wenn es sich bei der vermessenen Druckfarbe bzw. dem vermessenen Lack um die unterste Farbschicht handelt. Dieses ist gerade dann vorteilhafterweise der Fall, wenn ein Zwischendecktrockner innerhalb der Bogen verarbeitenden Maschine, z. B. einer Bogendruckmaschine im Offsetbetrieb, nach den ersten drei Druckfarben, beispielsweise den Druckfarben KCM, d. h. Schwarz, Cyan und Magenta vorgesehen ist. Werden diese drei Druckfarben übereinander gedruckt, so gibt der Aushärtungsgrad der untersten Druckfarbe eine gute Auskunft darüber, wie der Aushärtungsgrad aller Druckfarben ist. Natürlich können auch hiervon verschiedene Druckfarben verdruckt und vermessen werden, insbesondere Sonderfarben.
Hierfür ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art vorgesehen, bei welcher eine Druckmaschine mit Druck- und/oder Lackwerken ausgerüstet ist, um einen Bedruckstoff mit wenigstens vier Druckfarben und/oder Lacken zu bedrucken. Die Vorrichtung soll einen Bedruckstoff mit dem oben beschriebenen Härtungsgradkontrollfeld aufweisen und des Weiteren soll die Vorrichtung ein Messgerät zum Ermitteln eines Aushärtungsgrades des Härtegradkontrollfeldes aufweisen. Dieses Messgerät soll, wie oben beschrieben, vorzugsweise den Aushärtungsgrad wenigstens einer der verwendeten Druckfarben oder Lacke, vorzugsweise der zuerst verdruckten Druckfarbe bzw. des zuerst verdruckten Lackes ermitteln.
Eigenständiger Schutz soll auch für einen Druckprozesskontrollstreifen beansprucht werden, welcher dadurch definiert ist, dass er wenigstens ein Kontrollfeld umfasst, wobei dieses eine Kontrollfeld ein Härtungsgradkontrollfeld zur Ermittlung des Härtungsgrades von Druckfarben und/oder Lacken auf dem Bedruckstoff ist. Insbesondere soll auch ein einzelnes Kontrollfeld, was das definierte Härtungsgradkontrollfeld ist, auch als ein vollständiger Druckprozesskontrollstreifen im Sinne dieser Erfindung verstanden werden. Ansonsten ist es durchaus vorstellbar, dass in einem herkömmlichen Druckprozesskontrollstreifen, welcher unterschiedliche Messfelder mit übereinander gedruckten Druckfarben unterschiedlicher Tonwerte aufweist, das erfindungsgemäße Härtungsgradkontrollfeld als weiteres Messfeld integriert ist.
Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass der Druckprozesskontrollstreifen in einem Computerprogrammprodukt bereitgestellt ist, welches auf einem Datenträger gespeichert ist.
Der Druckprozesskontrollstreifen umfassend das Härtungsgradkontrollfeld kann auf einer Druckplatte oder einem anderen Zwischenträger für ein Druckbild bereitgestellt sein, so dass auch für einen entsprechenden Zwischenträger ein eigener Schutz beantragt wird. Gleiches gilt auch für einen Druckprozesskontrollstreifen, welcher auf ein Druckendprodukt bzw. auf einen bedruckten Bedruckstoff, z. B. einen Bogen Papier, bereitgestellt ist.
Dieser erfindungsgemäße Druckprozesskontrollstreifen kann gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren auf einen Bedruckstoff gedruckt und mit einem Messgerät ausgemessen werden. Dieses Drucken und Ausmessen kann dabei durch die erfindungsgemäße Vorrichtung vorgenommen werden. Des Weiteren kann es vorgesehen sein, dass eine Aussage über den Aushärtungsgrad der verwendeten Druckfarben bzw. Lacke ermittelt wird und ausgehend von diesem Aushärtungsgrad wenigstens ein Parameter der Druckmaschine so geregelt wird, dass ein optimaler Aushärtungsgrad zur Verbesserung der Qualität des Druckproduktes erreicht wird. Bei den einstellbaren Parametern kann es sich beispielsweise um die Intensität oder die Wellenlänge der Trocknereinrichtung oder um die Durchströmgeschwindigkeit des Bedruckstoffes durch die Trocknereinrichtung handeln. Bei einem so modifizierten Verfahren handelt es sich nicht mehr ausschließlich um ein Verfahren zur Ermittlung eines Aushärtungsgrades von Druckfarben und/oder Lacken, sondern es handelt sich um ein Verfahren, eine Vorrichtung und einen Druckprozesskontrollstreifen zur Regelung des Aushärtungsgrades dieser Druckfarben bzw. Lacke innerhalb eines Druckprozesses.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Härtungsgradkontrollfeld in wenigstens vier Farbauszügen erzeugt wird. Diese wenigstens vier Farbauszüge dienen dann als Grundlage zur Erzeugung des gedruckten Bildes. Im Offsetdruck dienen diese Farbauszüge zunächst zur Erzeugung von Druckformen, bevorzugt Druckplatten, welche dann im eigentlichen Druckverfahren verwendet werden, um Farbe auf den Bedruckstoff zu übertragen.
Ausgehend von diesen wenigstens vier Farbauszügen werden dann im Druckverfahren selber wenigstens vier Druckfarben gemäß den wenigstens vier Farbauszügen übereinander gedruckt und so das Härtungsgradkontrollfeld auf dem Bedruckstoff erzeugt. Hierbei sind natürlich auch Kombinationen von wenigstens vier Druckfarben und/oder Lacken möglich. Besonders bevorzugt sollen die einzelnen Druckfarben bzw. Lacke dabei so übereinander gedruckt werden, dass die Farbwerte der einzelnen Druckfarben bzw. Lacke jeweils einem Vollton, d. h. einem Farbwert von 100%, entsprechen. Das Härtungsgradkontrollfeld wird dann so erzeugt, dass wenigstens vier Volltondruckfarben übereinander gedruckt sind. Solch ein so erzeugtes Härtungsgradkontrollfeld entspricht dann einer Farbdeckung von wenigstens 400%. In herkömmlichen Prozesskontrollstreifen sind Übereinanderdrucke von vier Druckfarben nicht vorgesehen. Insbesondere ist es nicht vorgesehen, dass drei farbige Druckfarben und die Druckfarbe Schwarz in Volltönen übereinander gedruckt werden. Gerade dieser Übereinanderdruck von wenigstens drei Druckfarben über der Druckfarbe Schwarz hat erfindungsgemäß den Vorteil, dass die Druckfarbe Schwarz nun als Anhaltspunkt für eine vollständige Aushärtung aller Druckfarben des gedruckten Bildes dient. Daher ist weiterhin vorgesehen, dass das Härtungsgradkontrollfeld in einer bevorzugten Weiterbildung wenigstens aus den Druckfarben CMYK erzeugt wird, wobei als unterste Druckfarbe die FarbeSchwarz auf den Bedruckstoff übertragen wird. Durch die Ausmessung der Druckfarbe Schwarz, d. h. durch die Ausmessung der untersten Farbschicht kann dann ein verlässlicher Wert darüber ermittelt werden, ob eine Aushärtung stattgefunden hat bzw. welchen Aushärtungsgrad die Druckfarben bzw. Lacke aufweisen. Hierfür ist ein entsprechendes Härtungsgradkontrollfeld innerhalb des Druckprozesskontrollstreifens vorgesehen, welcher aus dem Übereinanderdruck von wenigstens vier Druckfarben bzw. Lacken im Vollton erzeugt wird. Bei der Verwendung von weiteren oder anderen Druckfarben kann ggf. auch eine von Schwarz verschiedene Druckfarbe zuunterst verdruckt sein.
Bei der untersten Farbe handelt es sich dabei vorzugsweise um eine Farbe, welche langsam austrocknet, d. h. eine langsam austrocknende Druckfarbe oder ein langsam trocknender Lack. Insbesondere es soll sich am vorteilhaftesten um die am langsamsten trocknende Druckfarbe im Druckprozess handeln. Auf diese Weise kann durch Ermittlung des Aushärtungsgrades der untersten Druck- oder Lackschicht, d. h. bevorzugt der schwarzen Farbe, ein besonders verlässlicher Wert über den Aushärtungszustand aller Farben erreichen. Dieses gilt insbesondere deshalb, weil im Allgemeinen ein Zwischendecktrockner immer erst nach den ersten drei Farben vorgesehen ist. In herkömmlichen Druckprozesskontrollstreifen findet sich die Farbe Schwarz nicht in der Kombination mit drei weiteren Druckfarben im Vollton. Solch ein massiver Aufbau kann dann erst eine entsprechende Auskunft über den Aushärtungsgrad der Druckfarben geben. Bekannte Kontrollfelder eines Druckprozesskontrollstreifens weisen im Allgemeinen den Übereinanderdruck von drei farbigen Druckfarben auf, wobei zwei Druckfarben, insbesondere bei der Verwendung von UV-Druckfarben, bereits vor dem ersten Zwischendecktrockner auf den Bedruckstoff übertragen werden. Der Aushärtungsgrad der einzelnen Druckfarben wird dann bestimmt durch die Einwirkung des Trockners auf zwei Farbschichten, wobei insbesondere eine schwarze Farbschicht nie nur alleine getrocknet wird. In einem tatsächlichen Druckbild wird häufig auch eine Kombination unterschiedlicher Farbschichten auf Schwarz aufgetragen, um über den Härtungsgrad dieser Kombination von Druckfarben inklusive der Farbe Schwarz zu erhalten, ist mm erfindungsgemäß das Übereinanderdrucken aller Druckfarben inklusive der Farbe Schwarz im Druckprozesskontrollstreifen jeweils im Vollton vorgesehen.
Ausgehend von diesem so erzeugten Härtegradkontrollfeld wird mm ein Messgerät verwendet, um den Aushärtungsgrad dieses Härtungsgradkontrollfeldes zu ermitteln. Hierfür ist vorteilhafterweise ein IR-Messgerät vorgesehen, welches im Infrarotbereich Strahlung emittiert. Die reflektierte Strahlung wird dann durch das IR-Messgerät ausgemessen und der Quotient von emittierter und reflektierter Strahlung gibt Auskunft über den Härtungsgrad der verwendeten Druckfarben. Hierfür wird zur Messung des Härtungsgrades zunächst ein Messkopf des IR-Messgerätes in Kontakt mit dem Härtungsgradkontrollfeld gebracht. Zur Herstellung des Kontaktes zwischen Messkopf und Härtungsgradkontrollfeld ist eine entsprechende Steuerungseinrichtung vorgesehen. Je nach Intensität der emittierten Infrarotstrahlung, der Dicke der Druckfarben und dem Aushärtungsgrad der Druckfarben werden unterschiedliche Quotienten zwischen reflektierter und emittierter Strahlung ermittelt. Die Eindringtiefe des Messkopfes soll dabei so ausgewählt werden, dass eine Reflexion von dem Bedruckstoff selber nicht mit gemessen wird. Diese ideale Eindringtiefe kann durch ein iteratives experimentelles Verfahren ermittelt werden, bei dem unterschiedliche Dicken von Druckfarben übereinander aufgetragen werden, um jeweils den Einfluss des Bedruckstoffes auf vollständig durchgetrocknete Druckfarbenflächen im Bezug auf die reflektierte IR-Strahlung zu ermitteln. Durch die Verwendung des entsprechend eingestellten IR-Messkopfes, welcher entsprechend in Kontakt mit dem Härtungsgradkontrollfeld gebracht wurde, kann dann eine Aussage über den Härtungsgrad, d. h. der Aushärtungsgrad des Härtungsgradkontrollfeldes, ermittelt werden. Das hier beschriebene Messverfahren arbeitet nach dem Prinzip der abgeschwächten Totalreflexion (ATR).
Die Steuerungseinrichtung des IR-Messgerätes soll in einer Weiterführung der Erfindung so ausgebildet sein, dass der Anpressdruck vorteilhafterweise so eingestellt wird, dass es zu teilweisen Vermischungen von wenigstens einigen der Druckfarben wenigstens in einem Grenzbereich der einzelnen Farbschichten unterhalb des Messkopfes kommt. Auf diese Weise kann die Aushärtung verschiedener Farbschichten im Härtungsgradkontrollfeld auf einfache Weise ermittelt werden. Ein besseres Ergebnis wird aber immer dann erreicht, wenn die Farben so getrocknet sind, dass sie sich gerade nicht vermischen.
Der Messkopf des IR-Messgerätes soll dafür so eingerichtet sein, dass im Wesentlichen die Reflexion an/in der untersten Druckfarbe bzw. der untersten Lackschicht zur Ermittlung des Aushärtungsgrades genutzt wird. Hierbei soll das Messgerät so eingerichtet sein, dass es möglichst zu keiner Reflexion an der Oberfläche des Bedruckstoffes kommt. Ein IR-Messgerät kann dann genauso, wie beschrieben, eingerichtet sein, dass es zu keinen Reflexionen an der Oberfläche des Bedruckstoffes kommt und die unterste Druckfarbe bzw. die unterste Lackschicht als Ermittlungsgrundlage für den Aushärtungsgrad genutzt wird, wenn ein vorher ermittelter idealer Abstand des IR-Messgerätes zur Bedruckstoffoberfläche, d. h. eine optimale Eindringtiefe des Messkopfes in die Druckfarbenschichten eingestellt wird. Selbstverständlich wird Strahlung auch immer von den oberen Farbschichten reflektiert, es wird hier aber davon ausgegangen, dass selbst bei Aushärtung der oberen Schichten immer noch die unterste Schicht nicht voll ausgetrocknet sein könnte. Diese Schicht ist daher die relevanteste.
Zur entsprechenden Positionierung des Messkopfes des IR-Messgerätes ist vorrichtungsmäßig eine Steuerungseinrichtung vorgesehen, die die Position des Messkopfes so geregelt einstellt, dass zumindest Reflexionen der untersten Farb- oder Lackschicht gemessen wird, ohne dass es zu Reflexionen am Bedruckstoff kommt. Weiterhin kann die Steuerungseinrichtung alternativ oder zusätzlich den Anpressdruck des Messkopfes auf das Härtungsgradkontrollfeld bzw. auf die hierzu gehörenden Druckfarbenschichten so einstellen, dass es zu einer Vermischung wenigstens einiger Druckfarben oder Lacke zumindest in den Grenzbereichen der einzelnen Schichten kommt. Solch eine Vermischung sollte bei vollständiger Austrocknung dann nicht mehr vorkommen.
In einer möglichen Alternative kann auch ein berührungsloses Messverfahren denkbar sein. Hier wird dann IR-Strahlung entsprechend so in die Farbschichten emittiert, dass immer auch Reflexionen des Bedruckstoffes mit ausgemessen werden. Diese Bedruckstoffemissionen können in einer Testmessung bestimmt und bei der Vermessung des Härtungsgradkontrollfeldes aus der Messung herausgerechnet werden. Die so erhaltenen Messergebnisse würden dann Auskunft über den Härtungsgrad aller Druckfarben und/oder -lacke geben.
Ein Beispiel der Erfindung, aus dem sich auch weitere erfindungswesentliche Merkmale ergeben können und auf die die Erfindung nicht beschränkt ist, ist in den folgenden Zeichnungen dargestellt.
Es zeigen:
1 einen bedruckten Bogen mit Härtungsgradkontrollfeldern
2 einen Farbauszug mit Härtungsgradkontrollfeldern
3 eine Skizze der Vorrichtung zum Ermitteln eines Aushärtungsgrades von Druckfarben.
In der 1 ist ein bedruckter Bogen 1 dargestellt. Dieser Bogen 1 ist zunächst mit einem Druckbild versehen, welches hier nicht weiter ausgeführt wird, und weiterhin mit einem Druckprozesskontrollstreifen 2. Der Druckprozesskontrollstreifen 2 kann dabei unterschiedliche Messfelder aufweisen, welche eine Druckkontrolle und eine Kontrolle des Druckprozesses selber gewährleisten können. Zu den Einsatzmöglichkeiten eines Druckprozesskontrollstreifens gehört es z. B., eine Tonwertzunahme zu bestimmen. Dieser Druckprozesskontrollstreifen kann dabei ein erfindungsgemäßes Härtungsgradkontrollfeld 3 aufweisen. Solch ein Härtungsgradkontrollfeld 3 kann auch als ein separates eigenständiges Härtungsgradkontrollfeld 3' bereitgestellt werden, welches abseits von weiterverwendeten Druckprozesskontrollstreifen 2 auf den Druckbogen 1 vorgesehen sein kann. Dieses einzelne separate Härtungsgradkontrollfeld 3' kann dann selber wiederum als Sonderfall eines Druckprozesskontrollstreifens 2 angesehen werden.
Die 2 zeigt einen einzelnen Farbauszug 30, welcher einer der verwendeten Druckfarben, z. B. CMYK, zugeordnet ist. Aus Gründen der Übersicht ist auf die Darstellung eines möglicherweise zu druckenden Druckbildes verzichtet worden, und es sind nur Messfelder 5, 6, 7 des Druckprozesskontrollstreifens 2 gezeigt, welche unterschiedliche Tonwerte der den Farbauszug 30 repräsentierenden Druckfarbe vorgeben. Diese Messfelder 5, 6, 7 mit unterschiedlichen Tonwerten der verwendeten Druckfarbe des Farbauszuges 30 ergeben dann im bedruckten Druckbogen 1 unterschiedliche Messfelder, z. B. im Übereinanderdruck unterschiedlicher Druckfarben oder auch für einen Tonwertkeil der einzelnen Druckfarbe des Farbauszuges 30 selber. Der Druckprozesskontrollstreifen 2 umfasst auch jeweils ein Härtungsgradkontrollfeld 4, welches einen Vollton des entsprechenden Farbauszuges 30 repräsentiert, d. h. einen Tonwert 100% der verwendeten Druckfarbe. Zusätzlich oder Alternativ kann auch hier das Härtungsgrradkontrollfeld 4 im Farbauszug 30 als separates Härtungsgradkontrollfeld 4' mit einer Volltonbedeckung der entsprechenden Druckfarbe abseits des verwendeten Druckprozesskontrollstreifens 2 bereitgestellt sein, womit ein eigenständiger, nur dieses Härtungsgradkontrollfeld 4' umfassender Druckprozesskontrollstreifen 2 eingerichtet wird.
Die Härtungsgradkontrollfelder 3, 3', welche in der 1 dargestellt sind, werden durch das Übereinanderdrucken der unterschiedlichen Druckfarben in einer Druckmaschine 18, wie sie in der 3 dargestellt ist, gebildet. Die Tonwerte, mit welchen die Druckfarbe auf den Bedruckstoff 1 übertragen wird, sind dabei durch die Farbauszüge 30, welche die einzelnen verwendeten Druckfarben innerhalb der Druckmaschine 18 repräsentieren, vorgegeben. Wie in der 2 gezeigt, weisen die Farbauszüge 30 für das Härtungsgradkontrollfeld 4, 4' jeweils in jeder einzelnen Druckfarbe (CMYK) jeweils einen Vollton, d. h. eine Farbdeckung von 100% auf. Die Härtungsgradkontrollfelder 3, 3' ergeben sich daher durch das Übereinanderdrucken von Volltonflächen der einzelnen Druckfarben CMYK der Druckmaschine 18. Eine Druckmaschine 18, wie sie herkömmlicherweise bei der Verwendung von UV-Farben verwendet wird, ist in der 3 gezeigt. Hierbei werden Druckfarben KCM in der Reihenfolge, Schwarz, Cyan und Magenta in den ersten drei Druckwerken 19, 20, 21 auf einen durch die Druckmaschine 18 hindurchgeführten Druckbogen 1 aufgebracht. In einem an die Druckwerke 19, 20, 21 anschließenden UV-Trockner 23 werden diese Druckfarben getrocknet, d. h. die UV-Farben werden polymerisiert, so dass sie aushärten. In einem anschließenden Druckwerk 22 wird dann die letzte Farbe Gelb (Y) auf den Druckbogen 1 übertragen und zum Schluss nochmals mit einem UV-Trockner 23 endgetrocknet.
In bisherigen Druckprozesskontrollstreifen und in bisher bekannt gewordenen Kontrollfeldern auf einem Druckbogen 1 werden zunächst einzelne Volltonfelder der einzelnen Druckfarben aufgebracht, d. h. Felder der Deckung 100% der einzelnen Druckfarben für sich. Durch den UV-Trockner 23, welcher auf das dritte Druckwerk 21 folgt, werden diese 100%-Felder immer mit Sicherheit getrocknet, insbesondere dann, wenn noch ein weiterer Trockner 23 an das letzte Druckwerk 22 anschließt.
In bekannten Prozesskontrollstreifen wird die Farbe Schwarz (K) nie mit anderen Farben übereinander gedruckt. Auch sie ist daher als einzelne Farbe im Vollton immer durchgetrocknet. Außerdem ist die Farbe Schwarz (K) im Allgemeinen am schwierigsten zu trocknen, was besonders im Übereinanderdruck der einzelnen Druckfarben gilt. Bei bekannten Prozesskontrollstreifen werden Kombinationen der Volltöne der einzelnen Druckfarben CMY übereinander gedruckt. Sie erhalten jeweils Deckungen von 100%, wenn die Farben einzeln, 200%, wenn jeweils zwei Volltonfarben miteinander kombiniert übereinander gedruckt werden, oder maximal 300%, wenn die Volltonfarben alle übereinander gedruckt sind. Hierbei werden Kombinationen mit der Farbe Schwarz nicht berücksichtigt. Ein Farbauftrag von 400% oder ähnlich ist nie vorgesehen.
Wie gezeigt, ist in einem herkömmlichen Offsetdruckprozess die Farbe Schwarz die erste, welche aufgetragen und damit im Falle des Übereinanderdrucks unter anderen Farben liegt. Die Farbe Schwarz erhält im Fall des Übereinanderdrucks also zum ersten Mal eine Strahlungsdosis, wenn in den folgenden Farbwerken 20, 21 die Farben Cyan und Magenta darüber gedruckt wurden. Damit ist die Farbe Schwarz die Farbe, die zum einen per se am schwierigsten zu trocknen ist, und auch durch die vorgegebene Farbreihenfolge KCM die Farbe, welche am wenigsten Strahlendosis erhält, da die auf die Farbschicht Schwarz einwirkende Trocknerstrahlung erst die darüber liegenden Farbschichten, welche in den anschließenden Druckwerken 20, 21 auf die im Druckwerk 19 aufgebrachte Farbe Schwarz aufgedruckt werden, trocknet. Wird nun, wie beschrieben, das Härtungsgradkontrollfeld 3, 3' dadurch gebildet, dass alle Farbauszüge 30 der Druckfarben CMYK jeweils ein Härtungsgradkontrollfeld 4, 4' mit einem Tonwert von 100% Vollton aufweisen, so weist das Härtungsgradkontrollfeld 3, 3' eine Farbdichte von 400% Vollton auf, wobei die unterste Farbschicht durch die Druckfarbe Schwarz (K) gebildet wird. Ein Ausmessen solch eines Härtungsgradkontrollfeldes 3, 3', insbesondere so, dass der Aushärtungsgrad der untersten Farbschicht, d. h. der zuerst im ersten Druckwerk 19 verdruckten Druckfarbe (K) ermittelt wird, ermöglicht eine abschließende Beurteilung, ob alle Druckfarben durch die UV-Trockner 23 getrocknet wurden. Wenn durch eine Messung der untersten (schwarzen) Schicht ermittelt wird, dass diese voll ausgehärtet ist, so ist ein Aushärtungsgrad für alle verwendeten Druckfarben sicher so ermittelt, dass alle Druckfarben ausgehärtet sind.
Die 3 zeigt mm einen Aufbau zum Ermitteln des Aushärtungsgrades der einzelnen Druckfarben (CMYK), insbesondere durch eine Ermittlung des Aushärtungsgrades der untersten Farbschicht (K) des Härtungsgradkontrollfeldes 3.
Skizzenmäßig ist hier ein Härtungsgradkontrollfeld 3 durch übereinander gedruckte Farbschichten KCMY dargestellt. Dieses Härtungsgradkontrollfeld 3 liegt auf einem Bedruckstoff 1 auf. Mittels eines IR-Messgerätes 10 wird nun der Aushärtungsgrad der untersten Farbschicht K ausgemessen. Hierfür wird der Messkopf 13 des IR-Messgerätes 10 in Kontakt mit dem Härtungsgradkontrollfeld 3 gebracht. Der Messkopf 13 des IR-Messgerätes 10 emittiert dann eine IR-Strahlung 11. Die Position des Messkopfes 13 in Bezug auf die unterschiedlichen Farbschichten KCMY des Härtungsgradkontrollfeldes 3 ist dabei so bestimmt, dass die IR-Strahlung 11 eine Eindringtiefe in das Härtungsgradkontrollfeld 3 aufweist, welche ausreicht, die unterste Farbschicht K zu erreichen, ohne dass es zu Reflexionen an dem Druckbogen 1 kommt. Ausgehend von dieser Eindringtiefe der IR-Strahlung 11 wird nun elektromagnetische Strahlung von den einzelnen Farbschichten reflektiert. Diese reflektierte Strahlung 12 wird durch den Messkopf 13 des IR-Messgerätes 10 vermessen.
Um eine entsprechende Positionierung des Messkopfes 13 in Bezug auf die Farbschichten KCMY zu erreichen, ist das IR-Messgerät 10 mit einer Steuerungseinrichtung 14 verbunden, welche eine Absenkung oder ein Anheben des IR-Messgerätes 10 oder auch alleine des Messkopfes 13 ermöglicht, um eine optimale Position zu erreichen.
Bei dem Messkopf 13 kann es sich beispielsweise um einen Germaniumkristall handeln, welcher in die Farbschichten CMYK um eine Strecke von weniger als 0,6 μm eindringt. Der mittels der Steuerungseinrichtung 14 vorgegebene Anpressdruck kann dazu führen, dass es zu einer Vermischung zumindest zwischen der untersten Farbschicht K und der darüber liegenden Farbschicht C kommt, wenn diese nicht voll ausgehärtet sind. Wird solche Vermischung erkannt, bedeutet es immer eine nicht vollständige Aushärtung der Farbschichten. Die entsprechende Positionierung des Germaniumkristalls, d. h. des Messkopfes 13 kann dabei durch ein Messverfahren bestimmt werden, bei dem unterschiedliche Eindringtiefen vorgegeben und unterschiedliche Anpressdrücke ausprobiert werden, die IR-Strahlung 11 und die reflektierte Strahlung 12 gemessen werden und anschließend mittels Rasterelektronenmikroskopieaufnahmen über die tatsächliche Eindringtiefe und durch die Auswertung die effektive Güte der Messung Informationen gesammelt werden und daraus Werte ermittelt werden, um einen optimalen Anpressdruck und eine optimale Positionierung des Messkopfes 13 zu erreichen. Als IR-Messgerät 10 kann dabei selber ein Standardmessgerät verwendet werden. Hierbei ist zwar prinzipiell mit entsprechenden Abänderungen des Messverfahrens und des Messgerätes selber eine Inline-Messung am Härtungsgradkontrollfeld 3, 3' denkbar, bevorzugt wird aber eine Offline-Messung unter Verwendung des Standardmessgerätes, d. h. des IR-Messgerätes auf einem separaten Arbeitstisch. Eine Inlinemessung würde immer bevorzugt berührungslos erfolgen. Um auf die optimale Positionierung des Messkopfes 13 zu schließen, kann insbesondere die Kenntnis über das charakteristische Reflexionsverhalten des Bedruckstoffes ausgenutzt werden.
Die so ermittelten Daten des IR-Messgeräts 10 werden an eine Auswerteeinrichtung 15 weitergegeben. Diese Auswerteeinrichtung 15 ermittelt aus den Messwerten den Aushärtungsgrad wenigstens der untersten Farbschicht (K) und schließt darauf auf den Aushärtungsgrad aller übrigen Farbschichten, insbesondere kann durch das Ermitteln einer vollständig ausgehärteten untersten Farbschicht K auf ausgehärtete Farbschichten CMY sicher geschlossen werden. Dieses ermittelte Ergebnis der Auswerteeinrichtung 15 kann dann weiter an eine Ausgabeeinrichtung 16, z. B. einen Monitor, übergeben werden. Des Weiteren kann dieses Ergebnis der Auswerteeinrichtung 15 auch an eine Kontrolleinrichtung 17 zur Kontrolle einer Druckmaschine 18 übergeben werden. Wird in der Auswerteeinrichtung 15 ermittelt, dass der Aushärtegrad der untersten Farbschicht K und damit der Aushärtegrad aller Farbschichten nicht sicher eine vollständige Aushärtung aller Farbschichten auf dem Druckbogen 1 ergibt, so kann die Kontrolleinrichtung 17 die Druckmaschine 18 soweit einstellen, dass entweder die Durchströmgeschwindigkeit der Druckbogen 1 durch die einzelnen UV-Trockner 23 verringert und/oder die Intensität der einzelnen UV-Trockner 23 gesteigert wird. Durch das anschließende weitere Messen der Härtungsgradkontrollfelder 3, 3' mittels des IR-Messgerätes 10 kann dann festgestellt werden, ob die Änderungen durch die Kontrolleinrichtung 17 von Erfolg gekrönt sind. Auf diese Weise kann einfach durch die Verwendung eines Härtungsgradkontrollfeldes 3, 3', welches durch das Übereinanderdrucken alle verwendeten Druckfarben, insbesondere der Druckfarbe Schwarz, insbesondere an unterster Stelle, jeweils im Vollton sicher auf eine vollständige Aushärtung aller Druckfarben im Druckbild auf dem Druckbogen 1 geschlossen werden. Wird diese vollständige Aushärtung nicht erkannt, so kann durch die Kontrolleinrichtung 17 die Druckmaschine 18 soweit kontrolliert und modifiziert werden, dass die vollständige Trocknung aller Druckfarben erreicht wird.
Bezugszeichenliste

1: Bogen
2: Druckprozesskontrollstreifen
3, 3: Härtungsgradkontrollfeld
4, 4': Härtungsgradkontrollfeld
5, 6, 7: Messfelder
10: IR-Messgerät
11: IR-Strahlung
12: reflektierte Strahlung
13: Messkopf
14: Steuerungseinrichtung
15: Auswerteeinrichtung
16: Ausgabeeinrichtung
17: Kontrolleinrichtung
18: Druckmaschine
19, 20, 21, 22: Druckwerke
23: UV-Trockner
30: Farbauszug

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007030566 A1 [0005]
EP 0025878 A1 [0006]
DE 102006041721 A1 [0007]

Claims

Verfahren zur Ermittlung eines Aushärtungsgrades von Druckfarben (CMYK) und/oder Lacken auf einem Bedruckstoff (1), wobei zunächst Farbauszüge (30) für wenigstens 4 Druckfarben (CMYK) und/oder Lacke gemäß einer Druckvorlage erzeugt werden, gemäß den bereitgestellten Farbauszügen (30) Druckfarben (CMYK) und/oder Lacke in Druck- und/oder Lackwerken (19, 20, 21, 22) auf den Bedruckstoff (1) übertragen werden, die Farbauszüge (30) zusätzlich zu einem gewünschten Druckbild wenigstens ein Kontrollfeld umfassen und mittels eines Messgerätes der Aushärtungsgrad wenigstens einer Position im gedruckten Bild ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigste eine Kontrollfeld ein Härtungsgradkontrollfeld (3, 3') ist, das Härtungsradkontrollfeld (3, 3') durch den Übereinanderdruck von Druckfarben (CMYK) und/oder Lacken auf dem Bedruckstoff (1) erzeugt wird und der Aushärtungsgrad der Druckfarben (CMYK) und/oder Lacke durch Ausmessen des Härtungsgradkontrollfeldes (3, 3') nach dem Drucken auf den Bedruckstoff mit dem Messgerät (10) unter Berücksichtigung des Härtungsgrades wenigstens einer Druckfarbe (CMYK) oder eines Lackes, vorzugsweise der untersten Druckfarbe (K) oder der untersten Lackschicht ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Härtungsgradkontrollfeld (4, 4') in wenigstens 4 Farbauszügen (30) erzeugt wird, das Härtungsgradkontrollfeld (3, 3') durch den Übereinanderdruck von wenigstens 4 Druckfarben (CMYK) und/oder Lacken auf dem Bedruckstoff (1) erzeugt wird, wobei der Farbwert der einzelnen Druckfarben (CMYK) des Härtungsgradkontrollfeldes in den jeweiligen Farbwerten einem Vollton entspricht.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Härtungsgradkontrollfeld (3, 3') durch den Übereinanderdruck von wenigstens 4 Druckfarben und/oder Lacken, vorzugsweise wenigstens der Druckfarben CMYK erzeugt wird, wobei als unterste Druckfarbe die Farbe Schwarz (K) auf den Bedruckstoff (1) übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Messgerät ein IR-Messgerät (10), welches im Infrarotbereich misst verwendet wird, das IR-Messgerät (10) einen Messkopf (13) aufweist, der Messkopf (13) durch eine Steuerungseinrichtung (14) in Kontakt mit dem Härtungsgradkontrollfeld (3, 3') gebracht wird und ein Aushärtungsgrad der Druckfarben (CMYK) und/oder Lacke auf Grund der reflektierten Infrarotstrahlung (12) des IR-Messgerätes (10) erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anpressdruck des Messkopfes (13) durch die Steuerungseinrichtung (14) geregelt so eingestellt wird, dass die Eindringtiefe der Infrarotstrahlung (11) des IR-Messgerätes (10) ausreicht um den Aushärtegrad der untersten Farb- oder Lackschicht (K) zu bestimmen und/oder die Eindringtiefe der Infrarotstrahlung so (11) beschränkt ist, dass es zu keinen Reflexionen durch den Bedruckstoff (1) selber kommt.
Vorrichtung zur Ermittlung eines Aushärtungsgrades von Druckfarben (CMYK) und/oder Lacken auf einem Bedruckstoff (1) zur Durchführung eines Verfahrens nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, umfassend eine Druckmaschine (18) mit Druck- und/oder Lackwerken (19, 20, 21, 22) zum Bedrucken eines Bedruckstoffes (1) mit wenigstens 4 Druckfarben (CMYK) und/oder Lacken, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedruckstoff (1) wenigstens ein Härtungsgradkontrollfeld (3, 3') aufweist und ein Messgerät (10) zum Ermitteln eines Aushärtungsgrades des Härtungsgradkontrollfeld (3, 3') bereitgestellt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Härtungsgradkontrollfeld (3, 3') durch das Übereinanderdrucken von wenigstens 4 Druckfarben (CMYK) oder Lacken im Vollton gebildet wird
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät ein IR-Messgerät (10) ist, welches Reflexionen im nahen Infrarotbereich misst, das IR-Messgerät (10) einen Messkopf (13) aufweist, der Messkopf (13) so eingerichtet ist, dass zumindest die Reflexionen der untersten Druckfarbe (K) oder Lackschicht zur Ermittlung des Aushärtungsgrades genutzt werden, vorzugsweise ohne dass es zu Reflexionen an der Oberfläche des Bedruckstoffes (1) kommt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungseinrichtung (14) umfasst wird, die die Position des Messkopfes (13) so geregelt einstellt, dass Reflexionen der untersten Farb- oder Lackschicht (K) gemessen werden, ohne dass es zu Reflexionen am Bedruckstoff (1) kommt.
Druckprozesskontrollstreifen (2) umfassend wenigstens ein Kontrollfeld zur Verwendung in einem Verfahren und einer Vorrichtung nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollfeld ein Härtungsgradkontrollfeld (3, 3') zur Ermittlung des Härtungsgrades von Druckfarben (CMYK) und/oder Lacken auf dem Bedruckstoff ist.
Druckprozesskontrollstreifen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Härtungsgradkontrollfeld (3, 3') durch den Übereinanderdruck von wenigstens 4 Druckfarben (CMYK) und/oder Lacken im Vollton, d. h. mit einem Farbwert von jeweils etwa 100% erzeugt wird.
Druckprozesskontrollstreifen nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zuunterst, d. h. die zuerst verdruckte Farbe oder der zuerst verdruckte Lack des Härtungsgradkontrollfeld (3, 3') eine langsam trocknende Druckfarbe oder ein langsam trocknender Lack, vorzugsweise die/der am langsamsten trocknende Druckfarbe/Lack (K) ist.