Ofsetový tisk je nepřímá tisková metoda. Název vychází z rané litografie, která původně používala kamenné desky. V rané litografii se kamenné bloky brousily do roviny a používaly se jako tiskové desky. Později se přešlo na kovové desky ze zinku nebo hliníku, ale princip zůstal stejný.
U ofsetového tisku není mezi tisknoucími a netisknoucími místy žádný výškový rozdíl, obě jsou plochá. Využívá principu nesmísitelnosti vody a oleje: na obrazové části desky se udržuje vrstva olejového filmu, zatímco neobrazová část desky přijímá vodu. Po nanesení barvy obrazová část vodu odpuzuje a přijímá barvu, neobrazová část přijímá vodu a odpuzuje barvu. Tento způsob tisku se nazývá „ofsetový tisk“.
Ofsetový tisk vznikl z přenosové metody rané litografie, kdy se obraz přenesl na přenosový papír a poté na desku jako zrcadlový obraz, který se tiskl na papír jako správný obraz. Tlak při tisku však způsobil rozmazání barvy za zamýšlené linie, protože deska byla původně plochá, což vedlo ke špatné kvalitě linie. To vedlo ke zlepšení známému jako „ofsetový tiskový proces“, kdy se povrch desky vytvoří jako správný obraz, při tisku se přenese na gumový válec jako zrcadlový obraz a poté na papír jako správný obraz, čímž se zlepší pružnost tisku.
Raný ofsetový tisk byl plochý nebo plochý rotační, později se vyvinul do dvou typů: plochý rotační a rotační rotační. Ploché rotační stroje se většinou používaly pro speciální tisk, jako jsou nátiskové stroje, zatímco rotační rotační stroje se používaly pro tisk na papír a jiné materiály. U plochého rotačního tisku je tisková deska umístěna naplocho a tlak vyvíjejí válcové válečky. Tento způsob je podobný plochým rotačním strojům v knihtisku. U rotačního rotačního tisku je tisková deska navinuta na válec zvaný deskový válec, zatímco další válec na stroji, potažený gumou, zvaný blanketový válec, vyvíjí tlak. Stroje s těmito třemi základními válci se nazývají „ofsetové tiskové stroje“.
Výhody ofsetového tisku zahrnují snadný proces výroby desek, nízké náklady, přesnou registraci barev, snadnou duplikaci desek, hladké a jemné barevné tóny a schopnost zvládnout velké náklady.
Nevýhody zahrnují sníženou barevnou věrnost a živost vlivem vody a barvy, tenké pokrytí barvou na desce (využívá se jen asi 70 % její kapacity, u plakátů je nutný oboustranný tisk pro zvýraznění barev) a omezené možnosti pro speciální tiskové potřeby.
V roce 1798 vynalezl rakouský (dnes český, z Prahy) skladatel Alois Senefelder (1771–1834) litografii, tiskovou metodu, která tiskne přímo na plochý povrch, čímž zahájil techniku zvanou planografie. Vyvinul také dřevěný litografický lis. Senefelder původně studoval práva, ale později se věnoval kompozici, i když s malým úspěchem. Kvůli finančním potížím se obrátil k tisku svých skladeb na prodej, ale náklady na tisk byly vysoké a zisk malý. Poté se vyučil v tiskárně, ale neměl kapitál na vlastní inovace. Když žil poblíž lomu Solnhofen u Mnichova, kde byl dostatek vápence, používaného k broušení měděných desek nebo jako náhrada za rytí měděných desek, pozoroval matku při praní prádla a omylem napsal na vápenitou desku mastným inkoustem, který po několika dnech nešel smýt. To ho vedlo k experimentům s mastným inkoustem na vápenci: nejprve napsal text zrcadlově na kámen, poté nanesl směs kyseliny dusičné a arabské gumy a následně inkoust, což nakonec uspělo. Nazval to „chemický tisk“. Termín „litografie“ pochází z řeckých slov „kámen“ (litho) a „psát“ (graphein), dnes synonymum pro planografii.
V roce 1834 se Senefelder stal inspektorem Bavorské královské tiskárny, ale v únoru téhož roku zemřel.
V roce 1810 Němec F. Weishaept pomohl Senefelderovi dokončit železný ruční litografický lis.
V roce 1817 se Senefelder pokusil použít zinkové desky místo vápence pro litografii, ale neúspěšně.
V roce 1826 Francouz Niepce vynalezl heliografický proces.
V roce 1832 (čínská dynastie Čching, 11. rok vlády Daoguang) britský misionář W. H. Medhurst založil litografický lis v Macau pro tisk čínských knih.
V roce 1837 Francouz G. Engelmann vynalezl chromolitografii.
V roce 1840 britský vynálezce M. Ponton vynalezl albuminový proces.
V roce 1868 Němec J. Albert vynalezl kolotypii.
V roce 1869 britský vědec D. Hauron vynalezl trichromatickou barevnou litografii využívající subtraktivní míchání barev.
V roce 1876 (čínská dynastie Čching, 2. rok vlády Guangxu) Francouz otec Vénard a Číňan Qiu Ziangong založili v Šanghaji litografický lis Tushehuan pro tisk církevních časopisů.
Ofsetový tisk je založen na principu odpuzování vody a oleje. Tiskový proces probíhá takto:
Nejprve se na ofsetové desce vytvoří obrazová část s barvou. Obraz lze nakreslit přímo na desku mastnou tužkou nebo vytvořit fotografickou metodou.
Zadruhé se deska navlhčí vodou. Protože se voda a olej odpuzují, voda pokryje neobrazové části desky, které obraz odpuzuje.
Zatřetí se celá deska pokryje barvou. Protože se voda a barva odpuzují, barva je odpuzována navlhčenými částmi desky a přilne pouze k mastným obrazovým částem.
Nakonec se papír přitlačí na povrch desky a přenese obraz s barvou na papír.
Ofsetový tisk se také běžně nazývá litografie. Na rozdíl od knihtisku a hlubotisku, kde je tiskový obraz na desce vyvýšený nebo zapuštěný, u ofsetového tisku je tiskový obraz na povrchu desky pouze plochý. Během tisku, jak papír tře o obraz, se obraz rychle opotřebovává, zvláště když je deska používána ve vysokorychlostních tiskových strojích. Aby se snížilo opotřebení obrazových částí desky, obraz se nejprve přenese na gumový blanket.
Podle dostupných záznamů vynalezl ofsetový tisk Němec Alois Senefelder v roce 1798, který přímo tiskl mastné vzory na papír z těžkého vápencového bloku. Pro vysokorychlostní a malé ofsetové tiskové stroje se používají různé typy ofsetových desek, které produkují více výstupu než jakákoli jiná tisková metoda.
Ofsetový tisk, který vynalezl Alois Senefelder z Čech v roce 1798, byl prvním novým tiskovým procesem od vynálezu knihtisku v 15. století. V raných dobách ofsetového tisku se používal hladký vápenec, proto anglický název „lithography“ nebo „lithos“, odvozený ze starořeckého slova pro „kámen“. Po nanesení olejových obrazů na kámen se povrch leptal kyselinou a poté se nanesl roztok arabské gumy, který přilnul pouze k neolejovým částem a utěsnil je. Během tisku voda přilnula k povrchu arabské gumy, ale ne k olejovým částem, zatímco olejová barva použitá při tisku přilnula k olejovým obrazovým částem.
V letech po vynálezu ofsetového tisku se tento proces používal pro vícebarevné obrazy, v 19. století známé jako chromolitografie. Mnoho jemných chromolitografických tisků a publikací z 19. století je stále uchováno v muzeích po celých Spojených státech a Evropě. Každá barva používala samostatnou kamennou desku. Hlavní výzvou byla přesná registrace obrazů.
Dnes se v ofsetovém tisku používají hliníkové desky. Desky jsou kartáčovány zrnitou strukturou, nebo „zrnité“, a poté potaženy hladkou vrstvou fotosenzitivní emulze. Fotografický negativ požadovaného obrazu se umístí na desku a exponuje, čímž vznikne pozitivní obraz na emulzi. Po chemickém zpracování se neexponovaná emulze odstraní. Deska se namontuje na válec tiskového stroje a přes desku přejede navlhčovací válec, který nanese vodu na hrubé části nebo neobrazové části desky. Poté přes desku přejede barevný válec, který nanese barvu pouze na hladké části nebo obrazové části desky.
Pokud by se tento obraz přenesl přímo na papír, vznikl by zrcadlový obraz, ale papír by se namočil. Použitá metoda spočívá v tom, že přes povrch desky přejede válec potažený gumovou tkaninou, který vytlačí vodu a přenese barvu. (Ve skutečnosti je gumová tkanina pružná a lépe přenáší obraz, přičemž stále přenáší vodu, i když v menším množství, které lze zanedbat.)
Válec přejede přes papír a přenese barvu na papír. Protože se obraz nejprve přenese na válec s gumovou tkaninou, nazývá se tento proces také „ofsetový tisk“. Tento termín pochází z ofsetového přenosu obrazu z desky na gumový válec a poté na papír.
V průběhu let tento proces prošel mnoha inovacemi a technologickými vylepšeními, včetně vícebarevných tiskových strojů, které mohou tisknout několik barev na jeden průchod, a inkoustových systémů Dahlgren, které eliminují potřebu vlhčení (vlhčení je začleněno do dodávky barvy).
Na vstupní straně pokroky v desktopovém publikování umožnily téměř komukoli vytvářet profesionální rozvržení a vývoj sázecích strojů umožnil tiskárnám obejít mezikrok fotosazby; sázecí stroje mohou přímo vytvářet film z počítačově generovaných obrazů. Od 21. století přímé osvitové stroje eliminovaly potřebu filmu a mohou přímo osvitovat tiskovou desku.
Princip bezvodého tisku
Systém Toray
Bezvodý tiskový systém Toray se skládá ze tří hlavních částí: bezvodých desek, speciálně upravených bezvodých tiskových barev a tiskového zařízení vybaveného systémem regulace teploty.
Struktura bezvodých desek Toray je vícevrstvá. Spodní vrstva je hliníková základna, potažená vrstvou fotosenzitivního polymeru jako střední vrstvou a nahoře je 2mikronová vrstva silikonové pryskyřice. V závislosti na typu bezvodé desky Toray se její životnost pohybuje od 150 000 do 600 000 otisků při standardním křídovém papíru. Pokud je však povrch papíru hrubý, životnost se může snížit. Bezvodé desky Toray jsou recyklovatelné, podobně jako tradiční recyklovatelné PS desky. Jsou vhodné pro použití na různých archových a kotoučových ofsetových tiskových strojích.
Expozice těchto desek může být provedena pomocí tradičních vakuových osvitových jednotek a světelných zdrojů, s expozičními časy podobnými tradičním deskám. Během expozice je intenzita UV světla řízena podle hustoty filmu, což umožňuje světlu proniknout vrstvou silikonové pryskyřice a exponovat polymerní vrstvu pod ní. Světelná reakce na polymerní vrstvě je velmi přesná, což vede k vysokému rozlišení desky až 175 linek na palec, s rozsahem bodů 0,5 % až 99,5 %. Níže uvedený diagram ilustruje mechanismus zobrazování tradičních mokrých desek ve srovnání s bezvodými deskami.
Po expozici se desky vyvolají, což je jednoduchý proces zahrnující speciální chemikálie a mechanické zařízení pro zpracování bezvodých desek. Zpracovaná deska má v neobrazové části vrstvu silikonové pryskyřice, která odpuzuje barvu, zatímco v obrazové části je vrstva silikonové pryskyřice odstraněna a zůstává polymerní materiál, který přitahuje barvu. Při návrhu desky lze desku selektivně upravit tak, aby přitahovala nebo odpuzovala barvu bez použití vody nebo alkoholu.
Hlavní rozdíl mezi bezvodou barvou a tradiční barvou spočívá v typu použité pryskyřice a pojiva. Pojivo v bezvodých tiskových barvách je vybráno na základě svých reologických vlastností a je mírně viskóznější než pojiva v tradičních barvách. Princip bezvodého tisku spočívá v tom, že vrstva silikonové pryskyřice v neobrazové části desky má nižší povrchovou energii. Pokud je viskozita barvy vysoká, molekulární přitažlivost uvnitř barvy samotné je větší než její afinita k silikonové pryskyřici, což vede k silnému odpuzování barvy v těchto oblastech.
Teplota je významným faktorem ovlivňujícím viskozitu. Protože se při bezvodém tisku nepoužívá voda, neexistuje žádná látka, která by chladila povrch desky. V důsledku tření teplota povrchu deskového válce během tisku neustále stoupá. Kromě toho vysoká viskozita bezvodé barvy a tření barvy na válcích také přispívají ke zvýšení povrchové teploty.
To je důvod, proč je v bezvodých tiskových zařízeních nezbytná přesná regulace teploty. Nejoblíbenější systémy využívají technologii vibračního chlazení, kde duté vibrační chladicí válce odebírají chladicí kapalinu během chladicího procesu. Tato struktura se používá mnoho let ve vysokorychlostních kotoučových ofsetových strojích. Po vylepšeních se také začala používat v archových tiskových zařízeních. Téměř všichni výrobci archových strojů nabízejí duté inkoustové vibrační válce pro regulaci teploty. Níže uvedený diagram ilustruje typický systém regulace teploty v bezvodém tiskovém stroji. Počet inkoustových vibračních válců ovlivňuje účinnost regulace teploty.
Funkcí systému regulace teploty je cirkulace chladicí kapaliny podél trajektorie válců, která odvádí teplo vznikající mechanickým pohybem tiskové jednotky.
Tento typ systému není navržen k chlazení (nebo chlazení) inkoustových válců, ale pouze k udržení přirozené okolní teploty stroje během normálního provozu. Udržování konstantní teploty je klíčové pro optimální viskozitu barvy. Níže uvedený diagram ilustruje optimální teplotní okno v systému regulace teploty bezvodého tisku.
Nátisk v bezvodém tisku lze přímo provést pomocí filmu. Ne všechny analogové systémy však dokážou přesně reprodukovat nízký přírůstek bodu bezvodého tisku. Některé zkušené bezvodé tiskárny poskytují vysoce přesné nátisky, jiné používají kalibrované digitální nátiskové systémy k dosažení dobrých výsledků.
Systém Presstek
Tiskový systém Presstek PEARLdry se skládá ze dvou hlavních částí: tiskových desek a speciálně upravených bezvodých barev, které jsou velmi podobné barvám používaným společností Toray.
Podle Presstek je instalace systému regulace teploty pro tiskárny volitelná. Pro dosažení vyšší životnosti se však doporučuje systém regulace teploty instalovat. Maximální životnost desek PEARLdry je 50 000 otisků. Desky PEARLdry jsou také recyklovatelné, s maximální velikostí desky 23,75" x 29,4" (čtyřnásobný formát). Níže uvedený diagram ilustruje negativní desku PEARLdry ABL používanou v bezvodém tisku.
Podobně jako desky Toray je horní vrstva desek PEARLdry vrstva silikonové pryskyřice, která odpuzuje barvu. Střední vrstva je fotosenzitivní a je schopna absorbovat barvu při zachování stability desky.
Zobrazování a expozice desek se provádí bez potřeby filmu a vyvolávání desky. Použitá zobrazovací technologie je ablační zobrazování, které využívá sadu IR (infračervených) laserových diodových polí k odstranění vrstvy silikonové pryskyřice, čímž se odkryje hliníková nebo polyesterová vrstva pod ní pro absorpci barvy. Během zobrazování lasery rychle zahřívají obrazovou vrstvu, což způsobí expanzi plynu, která oddělí obraz a horní vrstvu silikonové pryskyřice od desky. Po zobrazení se deska stáhne a namontuje na stroj. Tento systém umožňuje přímé zobrazování desek na stroji (například 8stranný formát A3 GTP-DI nebo Quickmaster DI) nebo offline zobrazování desek pomocí osvitové jednotky Presstek PEARLsetter. Offline zobrazovací formáty zahrnují 8stranný A3 (15,75"x20") a 4stranný A2 (23,75"x29,4"). Pro větší formáty až do 40 palců (102 cm) lze zobrazování velkoformátových desek provést pomocí termálních přímých zobrazovacích strojů. S nástupem různých PostScript systémů lze bezvodý tisk nátiskovat pomocí různých typů digitálních nátiskových systémů, jako jsou inkoustové tiskárny Iris a 3M Rainbow.
Výhody
Ekologicky šetrný: Eliminuje použití vlhčicího roztoku, což je velmi prospěšné pro životní prostředí.
Konzistentní barvy: Bez vlhčicího systému jsou barevné odchylky na tiskovinách během tisku minimalizovány.
Dobrá barevná saturace: Bezvodý tisk dosahuje přibližně o 20 % vyšší barevné hustoty než standardy SWOP (Specifications for Web Offset Publications, běžně používaná sada barev ve Spojených státech).
Přírůstek bodu: Vynikající reprodukce detailů, bezvodý tisk vykazuje nízký přírůstek bodu, což umožňuje tisk úloh s vysokým počtem linek a vynikající reprodukci detailů. I při 175 linkách na palec dosahuje bezvodý tisk vynikajících výsledků.
Široká škála substrátů: Bezvodý tisk lze použít na papíry a substráty, které tradiční tisk neumožňuje, například na natírané papíry. Bez vlhčicího systému odpadá mnoho problémů s papírem typických pro tradiční tisk.
Krátká příprava tisku: Přibližně o 40 % kratší než tradiční příprava tisku.
Vliv na životní prostředí
Průlom v ochraně životního prostředí.
Čerstvý vzduch, dostatek vody, husté lesy a bezpečné pracovní podmínky jsou environmentální cíle, o které usilují země po celém světě. V některých oblastech však tiskový průmysl způsobil vážné poškození životního prostředí. Bezvodý tisk může významně přispět k ochraně životního prostředí.
Eliminace těkavých organických sloučenin (VOC).
Bezvodý tisk eliminuje použití VOC obsažených ve vlhčicích roztocích. Některé VOC mohou poškozovat ozonovou vrstvu a přispívat ke globálnímu oteplování. Použitím vodou ředitelných barev se bezvodý tisk loučí s VOC.
Revoluce v technologii barev eliminuje potřebu organických rozpouštědel při čištění gumových blanketů, což výrazně snižuje emise VOC. Čisticí roztoky se skládají z 93 % vody a 7 % neškodných povrchově aktivních látek (například mýdla), takže se jedná o čisticí prostředky na vodní bázi.
Ochrana vodních zdrojů.
V roce 1995 mělo 92 % světové populace přístup k dostatečným vodním zdrojům. Pokud však budou vodní zdroje spotřebovávány současným tempem, do roku 2050 bude mít přístup k dostatečným vodním zdrojům pouze 58 % světové populace. V budoucnu mohou některé země dokonce vést války o vodní zdroje.
Bezvodý tisk může chránit vodní zdroje. Například švýcarská tiskárna, která zavedla první generaci bezvodých kotoučových ofsetových strojů na světě, ušetří ročně 250 000 litrů vody. Většina této vody by jinak byla odebrána z nedalekého jezera, které slouží jako zdroj vody pro téměř deset tisíc lidí.
Ochrana lesních zdrojů.
Výroba jedné tuny papíru vyžaduje použití 17 velkých stromů, což stačí k zásobení papírem pro 20 lidí na rok čtení novin.
Zatímco ničení lesů poskytuje suroviny pro výrobu papíru, také ničí přirozená stanoviště nesčetných rostlin a živočichů a vážně narušuje ekologickou rovnováhu.
Díky rychlému zasychání barvy v bezvodém tisku lze archy okamžitě registrovat a během tisku udržovat barevnou konzistenci, což vede ke snížení spotřeby papíru o 30 % až 40 % ve srovnání s tradičním tiskem. To nejen chrání lesy, ale také výrazně snižuje výrobní náklady.
Čistší prostředí a zdravější lidé.
Pracovníci v tiskárnách, kteří celý den vdechují plyny obsahující toxické organické sloučeniny, si významně poškozují zdraví, což ovlivňuje funkci ledvin a plic, způsobuje suchou kůži a může vést až k dermatitidě a poškození nervového systému.
K nejzávažnějšímu poškození zdraví dochází, když pracovníci používají vysoce těkavá rozpouštědla k čištění gumových blanketů.
Je zřejmé, že bezvodý tisk, který eliminuje použití vlhčicích systémů, odstraňuje toxické látky z čisticích rozpouštědel blanketů, a chrání tak nejen vzduch, půdu a vodu, ale také lidské zdraví.
Srovnání s tradičním tiskem
Jasnější a živější barvy. Srovnání tisků bezvodého a tradičního tisku ukazuje, že bezvodé tisky mají větší kontrast, tmavší stíny a jasnější světla. Bezvodý tisk může dosáhnout tiskové kvality, které tradiční tisk nedosáhne.
Přesnější reprodukce barev. Bezvodé tisky mají vyšší hustotu barvy, což umožňuje bohatší a realističtější obrazy ve srovnání s tradičními tisky.
Lepší rozlišení. Bezvodé tisky se zdají ostřejší a živější ve srovnání s tradičními tisky. Bezvodý tisk používá rastr 300 linek na palec, zatímco tradiční tisk 175 linek na palec.
Větší barevný gamut. Bezvodý tisk dosahuje lepší tiskové kvality. Díky nízkému přírůstku bodu lze jasně reprodukovat jemné detaily ve stínech. Zejména vyšší hustota barvy v bezvodých tiscích rozšiřuje barevný gamut, což vede k sytějším barvám.
Níže uvedený diagram ukazuje barevné gamuty tří typů tisku měřené denzitometrem SPM100. Barevný gamut tradičního tisku je výrazně menší než u bezvodého tisku.
Díky vysoké hustotě barvy je obvod barevného gamutu bezvodého archového tisku o 21,3 % větší než u tradičního kotoučového ofsetového tisku a o 13 % větší než u tradičního archového tisku.