Druckfarbe


Was Druckfarbe ausmacht und wie der gewünschte Farbton erzielt wird, klärt print.de. Plus: Aktuelle News zum Thema.

Druckfarben sind – neben den Bedruckstoffen – die wichtigsten Materialien im Druckprozess. Denn das menschliche Auge kann Millionen von Farbtönen unterscheiden. Deshalb ist es nicht verwunderlich, dass der Wunsch besteht, möglichst viele davon in Drucksachen abzubilden. Was Druckfarben ausmacht und wovon die erfolgreiche Umsetzung des gewünschten Farbtons – insbesondere im Offsetdruck – abhängt, erfahren Sie hier. Außerdem finden Sie hier aktuelle News zum Thema Druckfarbe.

Inhaltsverzeichnis:

Was ist Druckfarbe? Definition und Messung

Druckfarben sind Gemische, die unter anderem Farbmittel enthalten und mittels einer Druckform auf ein Medium übertragen werden. Bindemittel sorgen dafür, dass die Farbmittel auf dem Bedruckstoff in einen dauerhaften und mechanisch belastbaren Film eingebettet werden. Flüssige Komponenten ermöglichen durch Verdunsten, Wegschlagen (Eindringen) oder eine chemische Reaktion, dass die Farben nach dem Druck einen trockenen, festen Zustand annehmen.

Druckfarben bestehen aus Pigmenten, Binde-, Lösungsmitteln, Additiven
Druckfarben bestehen aus vier grundlegenden Komponenten: Pigmenten, Binde- und Lösungsmitteln sowie Additiven.

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Bestandteile der Druckfarbe

Physikalisch gesehen handelt es sich bei Druckfarbe um ein disperses System: Ein Feststoff – das Farbmittel – ist in einem flüssigen Stoff – dem Bindemittel – feinst verteilt. Die grundlegenden Bestandteile sind immer gleich:

  • Farbmittel (Pigmente) = alle farbgebenden Bestandteile
  • Bindemittel: verteilen Farbe gleichmäßig, sorgen für Beständigkeit unter Druck
  • Lösungsmittel: nehmen Inhaltsstoffe auf, transportieren sie über die Druckform auf das Substrat
  • Hilfsmittel (Additive): steuern produktbezogene Eigenschaften wie Kratzfestigkeit

Allgemein unterscheidet man pastöse Druckfarben mit hoher Viskosität (d. h. zähflüssig) von dünnflüssigen mit niedriger Viskosität. Ebenso unterscheiden sich strahlenhärtende Farbensystemen von solchen für Digitaldrucksysteme (= Trockentoner, Flüssigtoner).

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  • Prepress-Systeme – Von den Daten zum Druck
  • Digitaldruckverfahren
  • Offsetdrucksysteme
  • Bedruckstoffe und Veredelung
  • Druckfarben
  • Druckweiterverarbeitung
  • Logistik und Materialfluss
  • Neue Anwendungen

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Definition des Farbtons als Farbraum

Die moderne Physik hat es möglich gemacht, Farbtöne messtechnisch zu erfassen und zu definieren. Jeder Farbton bekommt bei der spektralfotometrischen Farbmessung drei Zahlenwerte zugeordnet, die den Farbton in einem Koordinatensystem eindeutig festlegen. Im heute allgemein üblichen Cielab-System wird jeder Farbton als ein Punkt in einem Farbraum, der durch die Achsen a* (Grün-/Rot-Achse), b* (Blau/Gelb-Achse) und L* (Helligkeit) aufgespannt wird, beschrieben.

Cielab-Farbraum mit ISO 12647-2 und Schmuckfarben-Auswahl
Cielab-Farbraum, ISO 12647-2 (schwarze Linien) und Auswahl von Schmuckfarben (offene Punkte)

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Worauf bei der Farbmessung zu achten ist

Trotz allem Fortschritt in der Messgerätetechnik ist es heute noch nicht gegeben, dass mit jedem Spektralfotometer beim Messen des gleichen Drucks identische Messwerte erhalten werden. Unterschiede in der Bauweise der Geräte, Alter und Eichung können zu nennenswerten Unterschieden der Messwerte führen. Somit ist eine Kommunikation über Farbtöne, die ausschließlich auf den Austausch von Lab-Werten beruht, nicht sicher genug. Verbessern lässt sich diese Situation durch Abgleich der Messgeräte.

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Druckfarben im Offsetdruck und Bogenoffsetdruck

Farben im Offset

Druckfarben für das Offset-Druckverfahren müssen in den Anteilen der Bindemittel einige physikalische und chemische Eigenschaften aufweisen, die hydrophile und hydrophobe Reaktionen an den Grenzflächen von Bild- und Nichtbildstellen ermöglichen. Vereinfacht gesagt dürfen die Nichtbildstellen nicht mit Farbe benetzt werden, und um dies zu ermöglichen, muss die Farbe grundsätzlich hydrophob (wasserabstoßend) sein. Durch die physikalischen Kräfte, die während des Druckens entstehen, wird ein geringer Teil des Feuchtmittels in die Farbe emulgiert. Durch diese Druckfarbe-Feuchtmittel-Dispersion erhöht sich die Fließgrenze, ändert sich die Viskosität und sinkt die Zügigkeit. Offsetdruckfarben sind deutlich höher viskos als zum Beispiel Flexodruck- und Tiefdruckfarben.

Aus der Vielzahl der sichtbaren Farbtöne lassen sich längst nicht alle im Offset wiedergeben. Einschränkungen ergeben sich durch die hier übliche Farbschichtdicke von 1 bis 2 µm, die keine beliebig intensiven Farbtöne zulässt, und die Tatsache, dass für manche Farbtöne keine passenden Farbpigmente erhältlich sind – sie wurden einfach noch nicht erfunden oder auf den Markt gebracht.

Im standardisierten vierfarbigen Offsetdruck können etwa 250.000 Farbtöne abgebildet werden. Verwendet man alle für Offsetfarben geeigneten Schmuckfarbenpigmente, so vergrößert sich dieser Bereich auf etwa 400.000 Farbtöne. Wie sich diese Vielfalt drucktechnisch umsetzen lässt, wird im Folgenden geklärt.

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Farben im Bogenoffset

Im Bogenoffset ist es vergleichsweise einfach, mehr als die im standardisierten Druck vorgesehenen vier Skalenfarben zu verwenden. Hierzu werden entweder Druckmaschinen mit fünf und mehr Druckwerken eingesetzt, oder man bedruckt die Bogen in mehreren Durchgängen durch die Druckmaschine. Aus diesen Gründen ist der Schmuckfarbenverbrauch mit etwa 20 Prozent des Farbbedarfs im Bogenoffset deutlich höher als in den anderen grafischen Druckverfahren.

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Farbmischsysteme erleichtern die Abstimmung

Um nicht für jeden neuen Farbton eine von Grund auf neue Druckfarbe ausarbeiten und fertigen zu müssen, ist es geübte Praxis, Schmuckfarben aus Grundfarbensystemen zu mischen. Solch ein Schmuckfarbensystem besteht typischerweise aus zwölf Grundfarben, die die Eckpunkte des abbildbaren Farbraums darstellen, ergänzt von Schwarz und Mischweiß. Diese Mischsysteme werden in gleicher Art beim Farbenhersteller, im grafischen Fachhandel und in Druckereien eingesetzt. Der große Vorteil solcher Systeme ist, dass ohne aufwändige Lagerhaltung oder lange Wartezeiten beliebige Farbtöne ermischt werden können.

Pantone-Farbfächer zur Abstimmung von Druckfarbe
Farbmischsysteme, im Bild ein Pantone-Farbfächer, erleichtern die Abstimmung der gewünschten Druckfarbe.

Zur Vereinfachung der Kommunikation über Farbtöne wurden bereits vor Jahrzehnten Schmuckfarbensysteme auf den Markt gebracht, die aus einem festgelegten Sortiment an Schmuckfarben und Farbmusterfächern bestehen: Sie zeigen die Farbtöne der Sortimentsfarben und ihrer Mischungen. Ergänzt werden diese durch Mischrezepturen zum Erreichen aller im Farbfächer gezeigten Farbtöne. Die bekanntesten Beispiele hierfür sind das Pantone- und das HKS-System. Doch Obacht: Zwischen Farbfächern, die sich in Alter oder Vorgeschichte unterscheiden, sind auch Farbton-Abweichungen möglich. Der bloße Austausch der Farbbezeichnung kann somit im Einzelfall zu Diskrepanzen zwischen dem ursprünglichen Wunsch und dem fertigen Druckobjekt führen. Sicherheit hierbei ist durch den Austausch von Abschnitten aus den Farbfächern zu erzielen.

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Die Wahl der Druckfarbe beginnt bei den Farbeigenschaften

Bei der Auswahl von Schmuckfarben spielen zunächst die Eigenschaften der Farbpigmente – also Farbton und Echtheiten – eine wichtige Rolle. Darüber hinaus besteht jedoch eine Vielzahl von Möglichkeiten, diese Druckfarben an den Verwendungszweck anzupassen. Beispiele für unterschiedliche Anforderungen sind:

  • rasche Trocknung
  • Scheuerfestigkeit
  • Eignung für Laserdrucker
  • Farben für Lebensmittel- und Skin-Verpackungen

Wichtig ist, dass diese Eigenschaften, die durch die Wahl der Bindemittel und Additive erreicht werden, bei der Bestellung der Farbe vollständig übermittelt werden.

Farbpigmente bestimmen Farbton und Echtheiten von Druckfarbe
Bei der Auswahl von Schmuckfarben spielen die Eigenschaften der Farbpigmente – also Farbton und Echtheiten – eine wichtige Rolle.

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Was während der Druckproduktion die Farben beeinflusst

Dicke der Farbschicht

Wird dieselbe Druckfarbe in unterschiedlichen Schichtdicken angedruckt, so ist festzustellen, dass sie mit steigender Schichtdicke nicht nur intensiver wird, sondern auch ihren Farbton ändert. Beispielsweise wird ein Magenta bei höherer Schichtdicke gelblicher und ein Gelb bekommt einen Orange-Stich. Das bedeutet, dass beim Informationsaustausch über die Farbtöne immer die Farbschichtdicke angegeben beziehungsweise ein Druckmuster ausgetauscht werden muss.

Druckfarbe in unterschiedlichen Schichtdicken
Gleiche Druckfarbe, gleiches Papier, aber völlig unterschiedliche Schichtdicken – und schon entsteht ein ganz anderer Farbeindruck.

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Papierqualität

Naturgemäß unterscheiden sich die am Markt angebotenen Hunderte von Papierqualitäten in ihrer Oberflächenstruktur, im Farbbedarf und in ihrer Eigenfärbung. Da normale Offsetfarben lasierend sind, haben diese Papiereigenschaften einen beträchtlichen Einfluss auf den Farbton des Druckes. Werden gleiche Schichtdicken derselben Farbe auf verschiedene Papiere gedruckt, so können sich die resultierenden Farbtöne deutlich unterscheiden. Somit ist es unerlässlich, bei der Ausarbeitung von Farbtönen auf dem Auflagenpapier anzudrucken.

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Lackierung

Ein weiterer Aspekt, der bei der Planung von Druckobjekten beachtet werden muss, ist die Tatsache, dass der Farbeindruck durch das Überlackieren oder Kaschieren verändert werden kann. Durch das lackbedingte Verändern der Lichtbrechung erfolgt eine Verschiebung des Farbtons. Beispielsweise erscheint ein orangefarbener Druck nach dem Überlackieren deutlich röter. Der Beweis, dass es sich dabei um physikalische Phänomene der Lichtbrechung und nicht um eine chemische Veränderung der Druckfarbe handelt, kann durch Aufbringen eines Klebebands oder einer Folie erbracht werden. Dadurch verändert sich der Farbeindruck, nach dem Abziehen des Streifens oder dem Abnehmen der Folie liegt er wieder unverändert vor. Soll der Farbton des lackierten Drucks exakt einer Vorlage entsprechen, so ist dies bei der Planung des Druckobjekts zu berücksichtigen.

Druckfarbe lackiert und unlackiert
Mikroskopische Aufnahme: Sie zeigt eine Grenzlinie zwischen lackierter und unlackierter Druckfarbe.

Der Vollständigkeit halber muss noch darauf hingewiesen werden, dass bei vorgesehener Lackierung oder Kaschierung die verwendeten Druckfarben die erforderlichen Echtheiten aufweisen müssen. Andernfalls kann es durch chemische Einwirkung von Lack- oder Kleber-Inhaltsstoffen zum Ausbluten oder Verfärben der Pigmente kommen. In diesem Zusammenhang kann es geschehen, dass der ursprünglich gewünschte Farbton nicht exakt erreicht werden kann, da die Pigmentalternativen, die die erforderlichen Echtheiten aufweisen, im Farbton abweichen.

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Was nach dem Druck die Farbe beeinflusst

Trocknung

Die Wirkungsweise der Bogenoffsetfarben bringt mit sich, dass die Druckmaschinen normalerweise kein Trockenaggregat benötigen. Farben für Bogenoffset trocknen „quasi von selbst“. Die Trocknung verläuft in zwei Stufen.

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Schritt 1 der Trocknung: Das Wegschlagen

Der erste Schritt ist das Wegschlagen der dünnflüssigen Öle in die Poren der Papieroberfläche. Dieser Vorgang beginnt im ersten Moment des Kontaktes zwischen Farbe und Substrat und ist nach wenigen Minuten abgeschlossen – hierdurch erfährt der Druckfarbenfilm eine erste Verfestigung.

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Schritt 2 der Trocknung: Oxidative Vernetzung von pflanzlichen Ölen

Der zweite Schritt der Trocknung im Bogenoffset ist die oxidative Vernetzung von pflanzlichen Ölen. Unter der Einwirkung von Luftsauerstoff tritt eine Vernetzung der Pflanzenöl-Moleküle ein und aus den flüssigen Ölen wird ein vernetztes Polymer, das dem Druckfarbenfilm Glanz und Härte verleiht. Dieser Vorgang verläuft langsamer und benötigt bis zur vollständigen Durchreaktion einige Stunden bis wenige Tage und bringt es mit sich, dass ein im Bogenoffset hergestellter Druckfarbenfilm seine endgültige Struktur erst nach Stunden erreicht.

Durch die dabei ablaufenden Veränderungen der Schichtdicke, der Pigmentbenetzung und der Zusammensetzung des Farbfilms kann sich eine Veränderung des Farbtons ergeben. Ein frisch aus der Druckmaschine genommener Bogen wird somit einen etwas anderen Farbton zeigen, als der durchgetrocknete Bogen am nächsten Tag. Zur Beherrschung solcher Effekte warten erfahrene Koloristen bei empfindlichen Farbtönen die Trocknung ab, bevor sie den Farbton bewerten. Arbeitet man mit einem anerkannten Schmuckfarbensystem, für das im Offset gedruckte Farbfächer vorhanden sind, so kann man davon ausgehen, dass sich der frische Druck beim Trocknen an das Muster im Fächer annähert. Bestehen Zweifel, so erzielt man Sicherheit durch einen Vorversuch mit Auflagenfarbe und -papier.

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Alterung

Es gibt keine Garantie dafür, dass ein einmal angefertigtes Druckprodukt sein Aussehen für alle Zeiten behält. Schon im Papier erfolgen Alterungsvorgänge durch Vergilben oder Zerfall der optischen Aufheller. Dadurch verschiebt sich der Farbton des Bedruckstoffs ins Gelbliche und seine Helligkeit sinkt. Besonders bei sehr hellen Schmuckfarben führt dies zu einer Farbtonveränderung des Drucks. Wird das Druckobjekt längere Zeit dem Sonnenlicht ausgesetzt, so kann es – je nach der Lichtechtheit des verwendeten Pigments – zu einem Verblassen oder Verfärben der Druckfarbe kommen. Soll also im Wiederholungsauftrag der Farbton der ersten Auflage genau erreicht werden, so muss überprüft werden, ob das vorhandene Druckmuster nicht durch Alterungseffekte verändert wurde.

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Beleuchtung

Ein weiterer wichtiger Einfluss auf die Farberscheinung von Drucken wird durch die Art der Beleuchtung ausgeübt. Sonnenlicht, Tageslicht unter bewölktem Himmel, Neonröhren oder Glühlampen weisen deutliche Unterschiede im Spektrum ihrer Strahlung auf. Das hat zur Folge, dass das Auge das gleiche Druckmuster je nach Beleuchtung unterschiedlich empfindet. Ebenfalls ist es möglich, dass zwei Druckmuster unter einer Beleuchtung identisch aussehen, beim Wechsel der Beleuchtung jedoch unterschiedlich wirken. Diese Erscheinung wird Metamerie genannt.

Um beleuchtungsbedingte Meinungsverschiedenheiten bei der Beurteilung von Farbtönen auszuschließen, hat man in der Druckindustrie schon vor Jahrzehnten entschieden, beim Ausmustern von Farbtönen und bei der Kontrolle von Drucken die Normlichtart D50 („mittleres weißes Tageslicht“) zu verwenden.

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Fazit: Diese 5 Schritte führen zur richtigen Druckfarbe

1. Wahl des Farbtons

Will ein Auftraggeber den Umschlag seiner Broschüre in leuchtendem „Himbeerrot“ gedruckt haben, so muss er zunächst den Farbton festlegen. Das kann geschehen anhand von:

  • einem Abschnitt aus einem Farbfächer oder Musterbuch
  • einem beliebigen Druckmuster
  • einem Entwurf, der mit beliebigen Künstlerfarben angefertigt wurde
Druckfarbe Magenta
Damit am Ende die gewünschte Druckfarbe entsteht, müssen sich Drucker und Farbenhersteller lückenlos miteinander abstimmen.

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2. Lackiert oder kaschiert?

Weiterhin ist zu entscheiden, ob der Druck lackiert oder kaschiert oder längere Zeit dem Tageslicht ausgesetzt werden soll – dies ist wichtig für die Auswahl von Farbpigmenten mit den erforderlichen Beständigkeiten.

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3. Wahl des Papiers

Schließlich ist noch das Auflagenpapier auszuwählen und zu definieren, ob die Drucksache besondere Eigenschaften aufweisen soll, die über die Bindemittelzusammensetzung erzielt werden können.

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4. Übermittlung aller Informationen an die Druckerei

All diese Informationen und das Original-Farbmuster werden nun der Druckerei übermittelt. Diese – oder der beauftragte grafische Fachhändler oder Farbhersteller – arbeitet den Farbton unter Berücksichtigung der aller Anforderungen aus und fertigt einen Andruck auf Auflagenpapier an.

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5. Freigabe des Andrucks

Den Andruck erhält der Auftraggeber zunächst zur Freigabe, und später beim Auflagendruck dient er dem Drucker als verbindliche Farbtonvorlage. Wird so verfahren, so zeigt das Druckobjekt mit großer Wahrscheinlichkeit das gewünschte „Himbeerrot“. Bestehen Lücken in der Kommunikation, kann auch ein „Erdbeerrot“ das in diesem Falle unerwünschte Resultat sein.

Artikel von Dr. Erich Frank, Leiter Technisches Zentrum Bogenoffset der Flint Group Germany GmbH, 05.03.2018.