Sehen, was man nicht sieht
UV-LICHT IST UNSICHTBAR
Dennoch beeinflusst es das endgültige Erscheinungsbild von Druckerzeugnissen. Daher ist es wichtig, die endgültigen Betrachtungsbedingungen zu kennen, unter denen die Produkte verwendet werden sollen. Da dies selten möglich ist, hat die Druckindustrie standardisierte Betrachtungsbedingungen festgelegt, die zur visuellen Beurteilung von Original und Produktion verwendet werden.
Diese Betrachtungsbedingungen sind die Simulation der Lichtart D50 mit einer korrelierten Farbtemperatur von 5003 Kelvin und einer Beleuchtungsstärke von 2000 Lux. Die detaillierten Anforderungen sind in ISO 3664 festgelegt. Neben der visuellen Beurteilung wird die Qualität der Farbwiedergabe in der gesamten Branche auch mithilfe von Farbmessungen kontrolliert. Die goldene Regel lautet: „Messen Sie, wie wir sehen“.
Die Druckindustrie verwendet eine Geometrie von 45:0 bzw. 0:45, die die Geometrie der visuellen Beurteilung der Produkte widerspiegelt. D50 wird auch als Referenzlichtart verwendet. Die in den Farbmessgeräten verwendete Beleuchtungslichtquelle unterscheidet sich von D50. In den meisten Geräten werden gasgefüllte Wolframlampen verwendet. Die Farbwerte werden für die Referenzlichtart D50 unter Verwendung des Reflexionsfaktors berechnet.
Streng genommen verstieß dies gegen die goldene Regel „Messen, wie wir sehen“, aber die Verwendung einer bekannten weißen Kachel zur Kalibrierung des Geräts ermöglicht es dem System, die Messwerte zu „neutralisieren“. Dies funktioniert gut für Objektfarben und wird in ISO 13655:2009, der relevanten ISO-Norm für Messungen in der grafischen Industrie, als Messmodus M0 bezeichnet.
UND DANN WAR DA DAS „BLAUE LICHT“. Seit einigen Jahren hat die Verwendung aufgehellter Papiere in der grafischen Industrie deutlich zugenommen. Optische Aufheller sind fluoreszierende Substanzen.
Fluoreszenz ist die Bezeichnung für die Eigenschaft einer Substanz, Energie im unsichtbaren UV-Wellenlängenbereich zu absorbieren, aber im sichtbaren Bereich des Spektrums zu emittieren. Man könnte sagen, dass unsichtbares Licht durch Fluoreszenz sichtbar gemacht wird (Abb. 1).
Abbildung 1: Papiere mit unterschiedlichen Mengen an fluoreszierenden Weißmachern emittieren sichtbares Licht, das durch UV-Anregung entsteht.
Dies kann mithilfe einer Donaldson-Matrix (Abb. 2) visualisiert werden. Jeder Punkt in dieser Matrix zeigt die Menge der emittierten Energie für jede Wellenlänge (Wellenlänge auf der x-Achse dargestellt) mithilfe eines Farbschemas von dunkelblau (= keine Energie) bis hellrot (= viel Energie) an. Die y-Achse zeigt den Absorptionswellenlängenbereich an. Bei einem Papier ohne Aufheller würde man eine diagonale Emissionslinie sehen, die reine Reflexionseigenschaften anzeigt. Der hellblaue Bereich zeigt die Fluoreszenz an, also Energie, die bei ihrer Bestrahlungswellenlänge nicht emittiert wird und durch optische Aufheller verursacht wird.
Abbildung 2: Grafische Darstellung der Donaldsonmatrix eines aufgehellten Papiers. Das helle Blau befindet sich unterhalb der diagonalen Linie. Lichtenergie zwischen 340nm und 380nm (y-Achse) wird zwischen 420nm und 460nm (x-Achse) emittiert.
Dieser Effekt variiert mit der Energie, die bei der Absorptions- oder Aktivierungswellenlänge des Aufhellers abgestrahlt wird. Er ist abhängig von der Menge an UV-Lichtenergie. Anders ausgedrückt kann ein aufgehelltes Papier in Abwesenheit von UV-Licht gelblich aussehen (Abb. 3. Papier rechts).
Abbildung 3: Papiere in einer UV-freien Kunstlichtumgebung. Die Aufheller werden nicht angeregt. Der rein reflektierende Papierfarbton ist zu sehen.
VON DER VISUELLE BEURTEILUNG ZUR MESSUNG. Bei Farbmessungen auf Papieren mit optischen Aufhellern ist die Emission im sichtbaren Wellenlängenbereich abhängig von der UV-Energie der im Messgerät verwendeten Lichtquelle. Die goldene Regel „Messen Sie, wie Sie sehen“ wird verletzt, sobald die UV-Energiemenge im Messgerät von der UV-Energiemenge in der gewünschten Betrachtungsumgebung abweicht. Dies führt zu Problemen für die grafische Industrie, die seit Jahren fluoreszierende Papiere misst. Die von Geräten im Modus „M0“ (undefinierter UV-Gehalt in der Lichtquelle; meist wird Wolfram verwendet) gemeldeten Farbwerte korrelieren nicht gut mit dem visuellen Erscheinungsbild. Dies liegt nicht nur an einer Variation der UV-Energie in den Messgeräten. (Abb. 4).
Abbildung 4: Papiere in einem Tageslichtsimulator mit UV-Anteil. Die Aufheller werden angeregt und verursachen eine Veränderung der Papierfarbe.
Papiere mit einem hohen Anteil an FWAs (3. von rechts) „glühen“ bläulich.
Die einschlägige ISO-Norm ISO 3664, die die Betrachtungsbedingungen für die visuelle Beurteilung in der grafischen Industrie definiert, erlaubte eine große Abweichung hinsichtlich der Übereinstimmung von UV-Gehalt in der Betrachtungskabine und Lichtart D50. Sogar Kabinen, die keine UV-Energie enthielten, konnten der Norm entsprechen.
Neben der Verwendung undefinierter UV-Energie für Messungen verwendete die Industrie auch undefinierte UV-Gehalte für die visuelle Beurteilung. Das Ergebnis bei der Beurteilung von Proben, deren Erscheinungsbild sich bei unterschiedlichem UV-Gehalt unterscheidet, hat die Industrie seit Jahren erfahren. Eine Farbübereinstimmung „nach Zahlen“ konnte bei einer visuellen Beurteilung zu einem katastrophalen Ergebnis führen.
Ein praktisches Problem in heutigen Arbeitsabläufen wird durch ISO 12647-7 verursacht, den relevanten Standard für Proofdrucke. Er enthält ein Kriterium, das zu Problemen führen kann, wenn Proofsubstrate fluoreszierende Aufheller enthalten. Wenn ein ISO 12647-7-konformes Proofsubstrat zur Simulation eines Produktionspapiers verwendet wird, das viele fluoreszierende Aufheller enthält, treten auf der Helligkeitsachse Farbraumprobleme auf. Dies liegt an der Notwendigkeit, die bläuliche Papierfarbe des Produktionspapiers zu simulieren, indem eine Farbschicht auf das Proofsubstrat aufgetragen wird, die auch den Proof verdunkelt.
LÖSUNGEN. Im Jahr 2009 wurde die ISO-Norm für die visuelle Beurteilung überarbeitet. Die bedeutendste Änderung betraf die Kriterien zur Beurteilung des UV-Wellenlängenbereichs. Neue Farbkammern müssen eine deutlich bessere Übereinstimmung mit dem UV-Gehalt von D50 aufweisen. Als Folge der zunehmenden Verwendung von Fluoreszenz in grafischen Papieren wurde die Messnorm ISO 13655:2009 durch die Definition eines Messmodus M1 angepasst. Dieser Modus soll eine ähnliche Anregung von optischen Aufhellern wie D50 gewährleisten und so eine farbmetrische Beurteilung von Papieren mit optischen Aufhellern ermöglichen. Die abgeleiteten Farbwerte zeigen eine bessere Korrelation mit der visuellen Beurteilung in einer Umgebung mit guter D50-Simulation.
Es lässt sich zeigen, dass die Berücksichtigung der endgültigen Betrachtungsbedingungen bei Farbmessungen zu einer besseren visuellen Korrelation führt. Wenn die Betrachtungsumgebung eine gute D50-Simulationsmessmethode ist, ist M1 der geeignete Kandidat. Es fehlen noch Best Practices zum Finden geeigneter Paare von Proof- und Produktionsmaterialien. Einige Gruppen und Institute haben bereits daran gearbeitet, diese zu erhalten.
Bei Betrachtungsbedingungen, die von D50 abweichen (z.B. POS, Messen…), bietet die spektrale Messung der finalen Betrachtungsbedingungen (inkl. UV!) mit einem Lichtmessgerät großes Potenzial. Sie ermöglicht die objektive Qualitätskontrolle der goldenen Regel „Messen wie wir sehen“, wenn Produkte generell mit spezieller Beleuchtung am POS eingesetzt werden sollen. Bei der zukünftigen Nutzung von LED-Lichtquellen wird sich dieser Vorteil noch weiter steigern.
ZUSAMMENFASSUNG. Standardarbeitsanweisungen für den Umgang mit unterschiedlichen Mengen an optischen Aufhellern in heutigen grafischen Papieren fehlen noch und müssen in die entsprechenden ISO-Normen aufgenommen werden. Es wird zunehmend erwartet, dass Betrachtungsbedingungen und Farbmessung besser übereinstimmen und sind daher für die objektive Beurteilung der meisten Farbphänomene in der grafischen Industrie von grundlegender Bedeutung.
Geräte für M1
Die ersten M1-Geräte von Konica Minolta (FD-5 und FD-7) sind verfügbar. Das Konica Minolta FD-7 dient zusätzlich als Lichtmessgerät, das die Berücksichtigung der tatsächlichen Betrachtungsbedingungen ermöglicht.
