DE2233165C3

DE2233165C3 - Druckfarbenkombination zum Herstellen von Mehrfarbendrucken

Info

Publication number: DE2233165C3
Application number: DE2233165A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Druckfarbenfabrik Gebrueder Schmidt GmbH
Current assignee: Druckfarbenfabrik Gebrueder Schmidt GmbH
Priority date: 1972-07-06
Filing date: 1972-07-06
Publication date: 1981-11-26
Also published as: ATA567473A; GB1444100A; DE2233165A1; US3951668A; BE801617A; LU67943A1; DE2233165B2; NL7309065A; CH591958A5; FR2192497A5; AT331268B; CA1011160A

Description

Druckfarbenkombinationen (Skalen, Farbsätze) zum Herstellen von Mehrfarbendrucken bestehen seit Jahren aus drei bunten Grundfarben, von denen eine im 2ΐ gelben, eine im roten und eine im blauen Bereich liegt, dazu im allgemeinen einem Schwarz. Die Farben sollen so ausgewählt sein, daß sie bei der Wiedergabe vielfarbiger Bilder möglichst gut mit den vorangehenden Verfe Tensschritten des Farbauszugs und der jn Druckformenherstellung zusammenpassen. Vor allem sollen sich mit ihnen im Zusammendruck möglichst viele der von der Vorlage vorpsgebenen Farbnuancen naturgetreu erdrucken lassen. Dazu müssen die bunten Grundfarben unter anderem so beschaffen sein, daß im r, dosierten Zusammendruck zweier Grundfarben sich aus deren verschieden abgestuften Mengenverhältnissen relativ gleich abgestufte Zwischen-Farbtöne ergeben. Zum Beispiel soll bei der Mischung gleicher Grundfarbenanteile eine Mischfarbe entstehen, die im Farbtonkreis gleichabständig zwischen den Grundfarbe^ liegt. Oder es soll sich z. B. bei der Mischung von drei Teilen der im roten Bereich liegenden Grundfarbe mit einem Teil vom blauen Bereich eine Mischfarbe ergeben, die im gleichabständigen Farbtonkreis auch wirklich um -is drei gleiche Abstandseinheiten weiter von der blauen Grundfarbe entfernt liegt als von der roten. Mit anderen Worten: Mit den drei bunten Grundfarben sollen Zweiermischungen (Mischfarben erster Ordnung) erzielbar sein, die alle Töne des Farbtonkreises ausgewo- ίο gen wiedergeben. Sie sollen nicht manche Bereiche bevorzugt breit spreizen und andere dafür verengen, und sie sollen auch nicht manche Farbtöne mit einer relativ höheren Sättigung bringen und andere dafür nur mit einer geringeren. — Weiterhin wird von einer 5ϊ ausgewogenen Skala verlangt, daß in Dreiermischungen (Mischfarben zweiter Ordnung) jede der Buntfarben zugleich die Gegenfarbe zur gleichteiligen Zweiermischung der beiden anderen Grundfarben ist. Nur dann läßt sich die Neutralbedingung einhalten, das heißt, nur eo dann entstehen in allen Tönwertstufen beim Zusammen·* druck gleicher Teile der drei bunten Gründfarben neutral graue bis schwarze Tiefen,

Die bisherigen Druckfarbenkombinationen (Farbsätze, Skalen) sind im vorstehend gekennzeichneten Sinne nicht ausgewogen, weder die »kälteren« noch die als fortschrittlicher geltenden »wärmeren«. Zunächst einmal ergeben ihre drei bunten Grundfarben keine neutralen Graus sondern farbstichige, wenn man sie 1:1 :1 in niedrigeren Tonwerten zusammendruckt. Vor allem aber sind im Farbtonkreis manche Farbtöne bevorzugt, manche benachteiligt, manche fehlen fast gänzlich, manche beanspruchen einen relativ breiten Sektor, manche sind auf einen schmalen zusammenge drückt, manche kommen relativ gesättigt, manche relativ ungesättigt, in manchen Bereichen Jes Farbtonkreises finden sich mehr in manchen nur weniger ausgeprägte Abstufungen. Diese Mängel werden deutlich erkennbar, wenn man definierte \ erschieden abgestufte Zweiermischungen druckt. Sie wirken sich aber auch in der Praxis der Bildwiedergabe aus, wo unter anderem manche Farbtöne kaum zu erzielen sind oder allenfalls mit Hilfe von Manipulationen auf Kosten von anderen. — Im gleichen Sinne wirken sich die in den Druckmaschinen unvermeidlichen Farbgebungsschwankungen aus. Sie führen in manchen Farbtonbereichen zu erheblichen Farbtonabweichungen. Das liegt zum Teil daran, daß sogar die einzelnen bunten Grundfarben mit der Farbgebung sich nicht nur hinsichtlich ihrer Sättigungsstufen verändern, sondern auch hinsichtlich ihrer Farbtöne. Letzteres trifft vor allem auf die im roten Bereich liegende Grundfarbe zu, die mit fallender Flächenkonzentration deutlich blauer wird. — Schließlich stimmen die bisherigen Druckfar benkombinationen nur sehr unvollkommen mit den coloristischen Gegebenheiten der Farbauszugstechnik überein. Man ist auf Korrekturen angewiesen. Trotz eines Aufwands, der zumeist größer ist als der für die eigentlichen Farbauszüge, wird das gesamte Farbwiedergabeverfahren durch die Korrekturen nicht sicherer. So können z. B. Über- und Untermaskierungen sowie Verzerrungen der Gradationen in einem kaum beherrschbaren Ausmaß vorkommen, außerdem das willkürliche Herausarbeiten bevorzugter Fa^rbtöne auf Kosten von anderen.

Diese Mangel der bisherige·) Druckfarbenkombina tionen (Farbsätze, Skalen) sind mit darauf zurückzuführen, daß man seit den Anfängen des Mehrfarbendrucks im heutigen Sinne mehr nach schön aussehenden und herstellungstechnisch günstigen gelben, roten und blauen Druckfarben gesucht und die Grundbedingungen der Farbmischung demgegenüber relativ vernachlässigt hat. Letzten Endes entstehen aber auch beim Mehrfarbendruck auf weißem Bedruckstoff beim Betrachten im polychromatischen weißen Licht die verschiedensten Farbeindrücke nur dadurch, daß im Auge + Gehirn nur noch diejenigen spektralen Lichtanteile kombiniert werden können, die nach der selektiven Absorptio' durch die einzelnen Druckfarbenschichten übnggeblie ben sind. Der coloristische Wert einer Skala hängt alsc weniger vom farblichen Aussehen der Grundfarben at als von deren spektralen Eigenschaften.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrun de. spektrale Farbwerte im Sinne guter Druckerzeugnisse für verbesserte Skalen anzugeben und diese dann in bestmöglicher Annäherung zu realisieren. Dieses Ziel wird durch die im Kennzeichnen des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen erreicht

Innerhalb der vorliegenden Erfindung wird defini' tionsgemäß unter den spektralen Eigenschaften der einzelnen Grundfarben ebenso wie unter denen des Systems ihres Zusammenwirkens der Verlauf der Spektralkurven verstanden, d- h. die Abhängigkeit der verschluckten und der zurückgeworfenen Lichtanteile, bezogen auf die Wellenlänge des sichtbaren Lichts. Dabei wird aus praktischen Gründen auf der Ordinate

nicht der Anteil des zurückgeworfenen Lichts angegeben, also nicht die prozentuale Remission R, sondern der des verschluckten Lichts im Maßstab seiner optischen Dichten D

Diese Darstellung stimmt besser mit den Vorgängen und Meßmethoden beim Drucken und beim Farbauszug überein, denn beidemal wird durch Färbemittelschichten oder durch Farbfilter ein bestimmter spektraler Lichtanteil verschluckt und im logarithmischen Dichtemaßstab mit dem Densitometer in Übereinstimmung mit der AugenempFindung gemessen. — Auch für die Abszisse wird ein logarithmischer Maßstab mit sechs als besonders kennzeichnend ausgewählten Wellenlängen des sichtbaren Lichts benutzt Diese bilden einen gleichabständig gezeichneten Abszissenmaßstab, wobei sich die nächsthöhere Wellenlänge pus der vorangehenden nicht durch Addition einer festen Größe sondern

durch Multiplikation mit dem Faktor /2 ergibt. Die ausgewählten Wellenlängen liegen bei 416 nm, 454 nm, 495 nm, 540 nm, 589 nm und 642 nm.

Wie gesagt, sollen die Färbemittelschichten bei der Wiedergabe bunter Bilder nur bestimmte spektrale Lichtanteile verschlucken und alle anderen möglichst ungehindert von der weißen Untergrundfläche zurückwerfen lassen, wobei sich mehrere spektrale Dichten übereinanderliegender Färbemittelschichten addieren, und die zurückgeworfenen spektralen Lichtanteiie entsprechend subtrahiert werden. In diesem Zusammenhang erscheint es sinnvoll, die erfindungsgemäßen drei bunten Grundfarben als »Farbe ohne Blau«, »Farbe ohne Grün« und »Farbe ohne Rot« zu bezeichnen, im folgenden kurz: FoB, FoG und FoR. Die zugehörigen Begriffe Blau, Grün und Rot entsprechen hier dem Sinneseindruck beim Betrachten von nahezu monochromatischem Licht der Wellenlänge 454 nm, 540 nm und 642 nm.

Das erfindungsgemäße System der drei Grundfarben FoB. FoG und FoR läßt sich im genannten Maßstab besonders gut beschreiben und verstehen. Die Spektralkurven werden darin durch ihre Maxima (D_mlx). Minima (Dmm) und Schnittpunkte gekennzeichnet, die im Idealfall bei den sechs ausgewählten Wellenlängen des sichtbaren Lichts liegen. Im hier gewählten Koordinatensystem verlaufen die Spektralkurven im Idealfall zwischen den Wellenlängen 454 nm und 589 nm stetig und glockenförmig, und zwar symmetrisch zu den Achsen der Maxima und Minima. Dabei liegen die Äste der benachbarten Spektralkurven symmetrisch gegenläufig zu ihren Schnittpunkten. Weiterhin im Idealfall schneiden sich jeweils zwei Kurven bei Wellenlängen, bei denen die jeweils dritten Kurven ihre Minima (D_w,„) oder Maxima (Dm,,) durchlaufer,, wobei diesen Maxima (D„_a,) Schnittpunkte im Bereich niedriger Dichten (S„) und diesen Minima (D_mm) Schnittpunkte im Bereich höherer Dichten (^zugeordnet sind,

Imi Idealfall durchläuft der erfindungsgemäße Satz der drei Grundfarben mit seiner Spektralkurvenschaf die in Flg. 1 dargestellten Bereiche. Er ist demnach durch das Zusammentreffen der folgenden Bedingungen iü kennzeichnen:

Bei 416 nm FoG = Ll_1111n, FoB und FoR = S_h\
bei 454 rim FoB = D_mat, FoG und FoR = $_a\ bei 495 nm FoR = D₁₁₁₁₁, FoB und FoG = .SV; bei 540 nm FoG = D,,,,,,, FoB und FoR = S'„; bei 589 nm FoB = D₁,,,,,,
bei 642 nm FoR = D₁,,.,,,

^{FuR =} ^S"'· ^{Foü = s}» ~

Alle Dichten beziehen sich auf die spektralen optischen Dichten (Da) der die Bildwiedergabe tragenden weißen Untergrundfläche, im allgemeinen also auf

in das Papierweiß oder sonstige weiße Bedruckstoffe. Die Dichten selbst liegen zahlenmäßig im Bereich der Dichten, die in den einzelnen Druck- und Wiedergabeverfahren auf den verschiedenen Bedruckstoffen erreicht werden. D_mx als Bezugspunkt für alle zugehörii gen Dichteniveaus des erfindungsgemäßen Systems hat dabei die gleichen Werte, wie sie sich in den verschiedenen Druckverfahren bei der Normalfärbung in den Vollflächen ergeben. Bei der Verwendung des Begriffs »Dichte« ist darauf zu achten, daß die zur Zeit

2Ii gebräuchlichen Densitometer mit -pektral unvollkommenen Breitbandfiltern auch hier irreführende Werte liefern können und daß zutreffendere Dichten mit Densitometern ermittelt werden, die mit spektral richtigen Schmalbandfiltern ausgerüstet sinJ, oder

2) selbstverständlich auch mit Spektralfotometern. Im Ideallall liegen alle drei D_max-. alle drei bis vier D_mm-, alle drei Sh- und alle zwei bis drei 5„-Werte auf dem untereinander gleichen Dichteniveau. Dabei sind die

Sh-Werte relativ groß, I h. größer als — P_mj, und liegen

Jl) -

im Idealfall bei—der D_ma, = Werte. Die Bedingung

eines glockenförmigen Verlaufs der Spektralkurven kann andererseits aDer nur erfüllt werden, wenn die

^3> Sh-Werte nicht wesentlich größer als — · D,_nJ, sind

(Ausnahme Sh von FoB mit FoR bei 416 nm, wo im kurzwelligen Ende des sichtbaren Lichts in der Praxis auch von den idealen Dichten und dem idealen SihniHjVink' wc 11 .ibi/eu n. Ικ Μ »mkn k.n < ■■) Im lilc.il ( ;| χ,,Π /) nnnjluliM klein %»ίι. mul S kV" · .iK ι 7

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4 I

Die Kurvenschar des erfindungsgemäßun Satzes von

4-, drei Grundfarben für die Wiedergabe farbiger Bilder unterscheidet sich stark von der aller bisher verwendeten Skalen. Als Beispiel für die bisherigen sind in F i g. 2 und Fig. 3 die Skalen nach DIN 16508 und DlN 16538 dargestellt. Dieser Darstellung werden Kurven zugrun-

de gelegt, die spektralfotometrisch von Drucken aufgenommen worden sind, die auf Normkunstdruckpapier (DIN 16519) mit normgerechten Druckfarben handelsüblicher Pigmentierung angefertigt worden sind. Dieser indirekte Zugang zu vergleichbaren Spektralkurvenscharen war nötig, weil die bisherigen Skalen nicht durch den Verlauf ihrer Spektralkurven sondern nur durch ihre Farbörter definiert sind. Die Skalen nach diesen beiden Normen gelten als die bisher besten. Sie werden unter international verschiedenen Namen

₆q weltweit eingesetzt. Die jüngere fortschrittlichere nach DlN 16538 und die entsprechende nach DIN 16539 sind als »Europäische Farbskalen« in einer Reihe von europäischen Staaten einheitlich genormt. In F i g. 2 und Fig.3 zeigen die bisherigen Skalen nach den erfin-

dungsgemäßen spektralen Kriterien ein ünausgewoge* nes Bild, auf das eine Anzahl von Merkmalen der Erfindung nicht zutrifft.
Obwohl der Verlauf der Spekträlkurvcn und ihre

Relationen zueinander wichtiger und kennzeichnender sind als das coloristische Aussehen und die Farbörter der Farben, die sich aus den Spektralkurven der drei Grundfarben ergeben, resultieren aus Kurven, die sich so wesentlich von denen der bisherigen Skalenfarben unterschieden, selbstverständlich auch Farbtonunterschiede, die dem Auge auffallen »Die erfindungsgemäße »Farbe ohne Blau«, also ein Gelb, sieht rötlicher aus als die bisherigen Skalerigelbs, die erfindüngsgeniäße »Farbe ohne Grün« bläulicher als die bisherigen Purpurrots oder Magentas und die erfindüngsgeniäße »Farbe ohne Grün« bläulicher als die bisherigen Farben Cyanblau und Cyan. Die erfindungsgemäßen Grundfarben unterscheiden sich schon farbtonmäßig wesentlich stärker von allen bisherigen, als bisher der Unterschied zwischen kälteren und wärmeren Skalen ausmacht. Mit FoG und FoR sind die alten Begriffe »Rot« und »Blau« konsequent aufgegeben worden, die bisher noch synonym für das Aussehen der Farbauszugsfilter und der Wiedergabefarben verwenden werden. Die erfindungsgemäße FoG liegt in der Mitte zwischen Rot und Violett und kann kaum noch als ein Rot angesprochen werden. Die erfindungsgemäße FoR sieht türkis aus, d. h. sie ist kein Blau mehr aber auch noch kein Grün.

In der gewählten Darstellungsweise durchlaufen die Spektralkurven ihre Dichteminima, wie gesagt, bei 416 nm, 495 nm und 589 nm. Bei der auch im übrigen festgelegten Gestalt der Spektralkurven bestimmen die Wellenlängen bei diesen Dichteminima, den farbtongleichen Wellenlängen vergleichbar, die Farbtöne der resultierenden Farben wesentlich mit. Und die Wellenlängen 416 nm, 495 nm und 589 nm liegen in den drei Bereichen minimaler Buntempfindung, die beim gewählten Abszissenmaßstab gleichabständig zu den Empfindungsmaxima für Blau, Grün und Rot liegen. Die drei einzelnen Grundfarben des erfindungsgemäßen Satzes von Wiedergabetarben sprechen die Buntheitsempfindung des Betrachters also besonders wenig an.

Bei den bisherigen Skalen hat man demgegenüber besonders intensiv bunte Grundfarben angestrebt und bevorzugt Es war bei der bisher gegenläufigen Tendenz also nicht vorauszusehen, daß der Einsatz von Grundfarben mit besonders wenig ausgeprägter Buntheit coloristische und drucktechnische Vorteile bietet, und sogar zu einer gesteigerten Buntheit des Gesamtbilds verhilft.

Da die Farbmittel, also Pigmente und Farbstoffe, seit über 100 Jahren mehr auf ihr für sich allein schmückend wirkendes Aussehen hin entwickelt und ausgesucht worden sind als auf ihre spektrale Eignung für die substraktive Farbmischung und gar nicht auf eine Farbmischung im Mehrfarbendruck, so wie sie hier zu verstehen ist, standen für die praktische Erprobung der Erfindung auch keine zur Verfügung, die die der Erfindung zugrunde liegenden Vorstellung ideal erfüllen. Es wurden deshalb die verfügbaren hinsichtlich ihrer spektralen Eigenschaften verglichen, und es wurde versucht, durch entsprechende Auswahl und Mischung sich dem Idealfall soweit wie möglich anzunähern. Dabei wurde gefunden, daß die Verfahrenskette zur Wiedergabe bunter Bilder im Mehrfarbenßruck bereits mit den heute erreichbaren Annäherungen an den in '» Verbindung mit der Erfindung abgeleiteten Idealfall ganz wesehtlih verbessert werden kann. Durch die Verbesserungen konnte außerdem praktisch bestätigt werden, daß diese Vorstellungen und die zugehörige neue coloristische Aufgabenstellung im wesentlichen

in zutreffend und tragfähig sind.

In Fig.4 sind die spektralen Eigenschaften eines Satzes Wiedergabefarben darstellt, in dem als Farbmittel ausschließlich Pigmente eingesetzt worden sind, und in Fig.5 als zweites Beispiel die eines Satzes mit überwiegend löslichen Stoffen.

Es genügt also, wenn man sich in der Praxis dem Idealiall innerhalb eines angemessenen Toleranzbefeichs annähen. Dieser ist in Fig.6 veranschaulicht. Er bildet kein schematisiertes Band von uurciiwcg gicic-her Breite, sondern ist, den Gegebenheiten entsprechend, teils enger, teils weiter. Bei den spektralen Dichte-Maxima und nach den kurz- und langwelligen Enden des sichtbaren Spektrums hin ist die Toleranz größer als an den anderen Stellen.

Der erfindungsgemäße Satz von Wiedergabefarben liegt also innerhalb des im folgenden beschriebenen Spektralkurvenbandes, wobei in der Tabelle die Dichtewerte Din Prozenten von D_mlx ausgedrückt sind:

30 Wellenlängen	FoB	von	FoG	27	FoR	von
bereich				25	D(Va
nm	Dm_1x)	93	D (% von	81	D_mlx)	79
407 bis 423	65 bis	101	ßj	103	39 bis	25
_J5 453 bis 456	89 bis	74	2 bis	75	12 bis	10
492 bis 496	60 bis	14	10 bis	4	1 bis	25
538 bis 541	4 bis	3	65 bis	13 bis	88
584 bis 591	1 bis	3	88 bis	65 bis	109
633 bis 646	1 bis	50 bis	84 bis
	1 bis

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung hat die türkisfarbene Wiedergabefarbe (FoR) im Langwelligen eine besonders hohe Dichte. Ihre spektrale Dichtekurve weicht in diesem Falle oberhalb 589 nm noch ausgeprägter von der im mittleren Bereich wichtigen Glockenform ab, als in F i g. 1 angegeben. Sie durchläuft bei 642 nm kein Maximum sondern bleibt mindestens bis 675 nm, besser noch bis zum Ende des Sichtbaren, im Bereich möglichst hoher Dichten. Eine

so derartige FoR bildet ein Gegengewicht dafür, daß es offenbar keine gelben Farbmittel gibt, deren S^iktralkurven im Langwelligen wieder höhere Dichten erreichen und so eine stetig glockenförmige Kurve auch über 589 nm hinaus fortsetzen. Wenn die FoR derart auch das Rot gegen Ende des sichtbaren Spektrums möglichst intensiv auslöscht, werden die Neutralbedingung, die Mischfarbe Blau und besonders die Mischfarbe Grün noch weiierhin verbessert.

Ffierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Druckfarbenkombinatioij zum Herstellen von Mehrfarbendrucken mit drei Buntfarben, einer im ϊ gelben, einer im bläulichroten und einer im grünlichblauen Bereich, dadurch gekennzeichnet, daß diese Farben je die aus der F i g. 6 ersichtlichen spektralen Eigenschaften im für sich allein auf die weiße Unterlage aufgedruckten Zustand aufweisen.

2. Ausführungsform der Druckfarbenkombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß djp spektrale Dichtekurve der grünlichblauen Farbe bei 642 nm kein Maximum durchläuft, sondern im r> Bereiche von 635 bis 700 nm möglichst hohe Werte aufweist und oberhalb 642 nm noch über das Omjt-Niveau ansteigt.