Impresión offset
La impresión offset, un método de impresión indirecta, recibe su nombre de la litografía temprana, que inicialmente utilizaba placas de piedra. En la litografía temprana, los bloques de piedra se pulían hasta quedar planos y se usaban como placas. Posteriormente, este método evolucionó para usar placas metálicas de zinc o aluminio, pero el principio siguió siendo el mismo.
En la impresión offset, no hay diferencia de altura entre las áreas de imagen y las áreas sin imagen; ambas son planas. Utiliza el principio de la inmiscibilidad del agua y el aceite para mantener una capa de película oleosa en el área de imagen, mientras que el área sin imagen de la placa puede absorber agua. La idea es que después de entintar la placa, el área de imagen repele el agua y acepta la tinta, mientras que el área sin imagen absorbe agua y repele la tinta. Este método de impresión se denomina "impresión offset".
La impresión offset se originó a partir del método de transferencia de la litografía temprana, donde las imágenes se transferían a papel de transferencia y luego a la placa como una imagen invertida, que después se imprimía en papel como la imagen correcta. Sin embargo, la presión ejercida durante la impresión hacía que la tinta se extendiera más allá de las líneas previstas debido a la naturaleza originalmente plana de la placa, lo que resultaba en una calidad de línea deficiente. Esto llevó a mejoras, conocidas como el "proceso de impresión offset", donde la superficie de la placa se prepara como la imagen correcta, se transfiere a un rodillo de caucho como una imagen invertida durante la impresión, y luego al papel como la imagen correcta, mejorando así la elasticidad de la presión de impresión.
La impresión offset temprana era de cama plana o de cama plana rotativa, y posteriormente evolucionó a dos tipos: de cama plana rotativa y rotativa rotativa. Las máquinas de cama plana rotativa se usaban principalmente para fines de impresión especiales, como máquinas de prueba, mientras que las máquinas rotativas rotativas se usaban para imprimir en papel y otros materiales. En la impresión de cama plana rotativa, la placa de impresión se coloca plana y la presión se aplica mediante rodillos cilíndricos. Este método es similar a las máquinas de cama plana rotativa en la impresión tipográfica. En la impresión rotativa rotativa, la placa de impresión se envuelve alrededor de un cilindro llamado cilindro de placa, mientras que otro cilindro en la máquina, envuelto con caucho, llamado cilindro de mantilla, aplica presión. Las máquinas que utilizan estas tres configuraciones básicas de cilindros se denominan "prensas de impresión offset".
Las ventajas de la impresión offset incluyen un proceso de fabricación de placas sencillo, bajo costo, registro de color preciso, facilidad de duplicación de placas, tonos de color suaves y uniformes, y la capacidad de manejar grandes tiradas.
Las desventajas incluyen una fidelidad y vivacidad de color reducidas debido a la influencia del agua y la tinta, una cobertura de tinta delgada en la placa (aprovechando solo alrededor del 70% de su capacidad, lo que requiere impresión a doble cara para pósters para mejorar el color), y aplicaciones limitadas para necesidades de impresión especiales.
En 1798, el compositor austriaco (entonces checo en Praga) Alois Senefelder (1771-1834) inventó la litografía, un método de impresión que imprime directamente sobre una superficie plana, iniciando así la técnica conocida como planografía. También desarrolló una prensa litográfica de madera. Senefelder inicialmente estudió derecho, pero luego se dedicó a la composición, aunque con poco éxito. Ante dificultades financieras, recurrió a imprimir sus composiciones para venderlas, pero los costos de impresión eran altos y las ganancias escasas. Luego aprendió en una imprenta pero carecía del capital para innovar por su cuenta. Mientras vivía cerca de la cantera de Solnhofen, cerca de Múnich, donde abundaba la piedra caliza, utilizada para moler placas de cobre o como sustituto del grabado en cobre, observó a su madre lavando ropa y accidentalmente escribió en una losa de piedra caliza con tinta grasosa, que descubrió que no se podía lavar después de varios días. Esto lo llevó a experimentar con tinta grasosa sobre piedra caliza, primero escribiendo texto al revés en la piedra, luego aplicando una mezcla de ácido nítrico y goma arábiga seguida de tinta, lo que finalmente tuvo éxito. Lo llamó "impresión química". El término "litografía" deriva de las palabras griegas "piedra" (litho) y "escritura" (graphein), ahora sinónimo de planografía.
En 1834, Senefelder se convirtió en Inspector de la Real Imprenta Bávara, pero falleció en febrero del mismo año.
En 1810, un alemán, F. Weishaept, ayudó a Senefelder a completar una prensa litográfica manual de hierro.
En 1817, Senefelder intentó usar placas de zinc en lugar de piedra caliza para la litografía, pero sin éxito.
En 1826, un francés, Niepce, inventó el proceso heliográfico.
En 1832 (dinastía Qing, año 11 de Daoguang), el misionero británico W.H. Medhurst estableció una imprenta litográfica en Macao para imprimir libros chinos.
En 1837, un francés, G. Engelmann, inventó la cromolitografía.
En 1840, un inventor británico, M. Ponton, inventó el proceso de albúmina.
En 1868, un alemán, J. Albert, inventó la colotipia.
En 1869, un científico británico, D. Hauron, inventó la litografía tricromática utilizando mezcla sustractiva de colores.
En 1876 (dinastía Qing, año 2 de Guangxu), un francés, el padre Vénard, y un chino, Qiu Ziangong, establecieron la Imprenta Litográfica Tushehuan en Shanghái para imprimir revistas de la iglesia.
La impresión offset se basa en el principio de repulsión entre agua y aceite. El proceso de impresión es el siguiente:
Primero, se forma la porción de imagen entintada en la placa offset. La imagen se puede dibujar directamente en la placa con un lápiz grasoso o crearse mediante un método fotográfico.
Segundo, se humedece la placa con agua. Debido a que el agua y el aceite se repelen, el agua cubre las áreas sin imagen de la placa, que son rechazadas por la imagen.
Tercero, se cubre toda la placa con tinta. Como el agua y la tinta se repelen, la tinta es rechazada por las áreas humedecidas de la placa, adhiriéndose solo a las áreas de imagen grasosas.
Finalmente, se presiona el papel contra la superficie de la placa, transfiriendo la imagen entintada al papel.
La impresión offset también se conoce comúnmente como litografía. A diferencia de la impresión tipográfica y el huecograbado, donde la imagen de impresión está en relieve o hundida en la placa, en la impresión offset, la imagen de impresión está simplemente plana en la superficie de la placa. Durante el proceso de impresión, a medida que el papel roza contra la imagen, la imagen se desgasta rápidamente, especialmente cuando la placa se usa en prensas de alta velocidad. Para reducir el desgaste en las áreas de imagen de la placa, la imagen se transfiere primero a una mantilla de caucho.
Según los registros disponibles, la impresión offset fue inventada por el alemán Alois Senefelder en 1798, quien imprimió directamente patrones grasosos en papel desde un pesado bloque de piedra caliza. Se utilizan varios tipos de placas offset para prensas de impresión offset de alta velocidad y pequeñas, que producen más rendimiento que cualquier otro método de impresión.
La impresión offset, inventada por Alois Senefelder de Bohemia en 1798, fue el primer nuevo proceso de impresión desde la invención de la tipografía en el siglo XV. En los primeros días de la impresión offset, se utilizaba piedra caliza lisa, de ahí el nombre en inglés "lithography" o "lithos", derivado de la palabra griega antigua para "piedra". Después de aplicar imágenes a base de aceite en la piedra, se grababa con ácido debajo de la superficie de la piedra, y luego se aplicaba una solución de goma arábiga, que se adhería solo a las áreas no grasosas y sellaba. Durante la impresión, el agua se adhería a la superficie de goma arábiga pero no a las partes grasosas, mientras que la tinta grasosa utilizada durante la impresión se adhería a las áreas de imagen grasosas.
En los años posteriores a la invención de la impresión offset, este proceso de impresión se utilizó para imágenes multicolor, conocido en el siglo XIX como cromolitografía. Muchas impresiones y publicaciones cromolitográficas exquisitas del siglo XIX aún se conservan en museos de Estados Unidos y Europa. Cada color utilizaba una placa de piedra separada. El principal desafío era el registro preciso de las imágenes.
Hoy en día, se utilizan placas de aluminio en la impresión offset. Las placas se cepillan con una textura granulada, o "granulado", y luego se recubren con una capa lisa de emulsión fotosensible. El negativo fotográfico de la imagen deseada se coloca en la placa y se expone, creando una imagen positiva en la emulsión. Después del procesamiento químico, se elimina la emulsión no expuesta. La placa se monta en un rodillo en la prensa de impresión, y un rodillo humectador pasa sobre la placa, aplicando agua a las áreas rugosas o sin imagen de la placa. Luego, un rodillo entintador pasa sobre la placa, aplicando tinta solo a las áreas lisas o de imagen de la placa.
Si esta imagen se transfiriera directamente al papel, produciría una imagen invertida, pero el papel se mojaría. El método utilizado es pasar un rodillo cubierto con tela de caucho sobre la superficie de la placa, que exprime el agua y transfiere la tinta. (En realidad, la tela de caucho es elástica y mejor para transferir la imagen, aunque todavía transfiere agua, aunque en menor cantidad, que puede ignorarse).
El rodillo pasa sobre el papel, transfiriendo la tinta al papel. Debido a que la imagen se transfiere primero al rodillo de tela de caucho, este proceso también se llama "impresión offset". Este término proviene de la transferencia offset de la imagen desde la placa al rodillo de caucho y luego al papel.
A lo largo de los años, este proceso ha visto muchas innovaciones y mejoras tecnológicas, incluidas prensas de impresión multicolor que pueden imprimir varios colores en una sola pasada, sistemas de entintado Dahlgren que eliminan la necesidad de humectación (incorporando la humectación en el proceso de suministro de tinta).
En el extremo de entrada, los avances en la autoedición han permitido a casi cualquier persona producir diseños de calidad profesional, y el desarrollo de máquinas de composición ha permitido a las imprentas evitar el paso intermedio de la fotocomposición; las máquinas de composición pueden producir directamente películas a partir de imágenes generadas por computadora. Desde el siglo XXI, las máquinas de fabricación directa de placas han eliminado la necesidad de películas y pueden formar imágenes directamente en la placa de impresión.
Principio de impresión sin agua
Sistema Toray
El sistema de impresión sin agua Toray consta de tres componentes principales: placas sin agua, tintas de impresión sin agua especialmente formuladas y equipos de impresión equipados con un sistema de control de temperatura.
La estructura de las placas sin agua Toray es multicapa. La capa inferior es una base de aluminio, recubierta con una capa de polímero fotosensible como capa intermedia, y sobre ella una capa de 2 micras de resina de silicona. Dependiendo del tipo de placa sin agua Toray, su duración de tirada varía de 150,000 a 600,000 impresiones, según papel estucado estándar. Sin embargo, si la superficie del papel es rugosa, la duración de la tirada puede disminuir. Las placas sin agua Toray son reciclables, similares a las placas PS reciclables tradicionales. Son adecuadas para su uso en diversas prensas de impresión offset de hojas y de bobina.
La exposición de estas placas se puede lograr utilizando unidades de exposición de marco de vacío tradicionales y fuentes de luz, con tiempos de exposición similares a los de las placas tradicionales. Durante la exposición, la intensidad de la luz UV se controla según la densidad de la película, permitiendo que la luz penetre la capa de resina de silicona y exponga la capa de polímero subyacente. La reacción lumínica en la capa de polímero es muy precisa, lo que resulta en una alta resolución de placa de hasta 175 líneas por pulgada, con un rango de puntos del 0.5% al 99.5%. El diagrama a continuación ilustra el mecanismo de formación de imágenes de las placas húmedas tradicionales en comparación con las placas sin agua.
Después de la exposición, las placas se revelan, un proceso simple que involucra productos químicos especializados y equipos mecánicos para el procesamiento de placas sin agua. La placa procesada tiene una capa de resina de silicona en el área sin imagen, que repele la tinta, mientras que en el área de imagen, se elimina la capa de resina de silicona, dejando el material polimérico que atrae la tinta. Durante el diseño de la placa, la placa se puede diseñar selectivamente para atraer o repeler la tinta sin el uso de agua o alcohol.
La principal diferencia entre la tinta sin agua y la tinta tradicional radica en el tipo de resina y aglutinante utilizados. El aglutinante en las tintas de impresión sin agua se selecciona según sus propiedades reológicas y es ligeramente más viscoso que los aglutinantes en las tintas tradicionales. El principio de la impresión sin agua se basa en que la capa de resina de silicona en el área sin imagen de la placa tiene menor energía superficial. Si la viscosidad de la tinta es alta, la atracción molecular dentro de la propia tinta es mayor que su afinidad con la resina de silicona, lo que resulta en una fuerte repelencia a la tinta en esas áreas.
La temperatura es un factor significativo que afecta la viscosidad. Dado que el agua no participa en el proceso de impresión sin agua, no hay sustancia que enfríe la superficie de la placa. Debido a la fricción, la temperatura de la superficie del cilindro de placa aumenta continuamente durante la impresión. Además, la alta viscosidad de la tinta sin agua y la fricción de la tinta en los rodillos también contribuyen al aumento de la temperatura superficial.
Es por eso que el control preciso de la temperatura es esencial en los equipos de impresión sin agua. Los sistemas más populares utilizan tecnología de enfriamiento por vibración, donde los rodillos huecos de enfriamiento por vibración extraen refrigerante durante el proceso de enfriamiento. Esta estructura se ha utilizado durante muchos años en prensas offset de bobina de alta velocidad. Tras mejoras, también se ha aplicado a equipos de impresión de hojas. Casi todos los fabricantes de prensas de hojas ofrecen rodillos huecos de vibración de tinta para el control de temperatura. El diagrama a continuación ilustra un sistema típico de control de temperatura en una prensa de impresión sin agua. El número de rodillos de vibración de tinta afecta la efectividad del control de temperatura.
La función del sistema de control de temperatura es hacer circular el refrigerante a lo largo de la trayectoria de los rodillos, eliminando el calor generado por el movimiento mecánico de la unidad de impresión.
Vale la pena señalar que este tipo de sistema no está diseñado para enfriar (o refrigerar) los rodillos de tinta, sino simplemente para mantener la temperatura ambiente inherente de la prensa durante el funcionamiento normal. Mantener una temperatura constante es crucial para una viscosidad óptima de la tinta. El diagrama a continuación ilustra la ventana de tarea de temperatura óptima en un sistema de control de temperatura de impresión sin agua.
La prueba en la impresión sin agua se puede realizar directamente usando película. Sin embargo, no todos los sistemas analógicos pueden reproducir con precisión la baja ganancia de punto de la impresión sin agua. Algunas empresas experimentadas en impresión sin agua proporcionan pruebas de alta precisión, mientras que otras utilizan sistemas de prueba digital calibrados para lograr buenos resultados.
Sistema Presstek
El sistema de impresión Presstek PEARLdry consta de dos componentes principales: placas de impresión y tintas sin agua especialmente formuladas, que son muy similares a las tintas utilizadas por Toray.
Según Presstek, la instalación de un sistema de control de temperatura es opcional para las imprentas. Sin embargo, para lograr mayores duraciones de tirada, se recomienda instalar un sistema de control de temperatura. La duración máxima de tirada de las placas PEARLdry es de 50,000 impresiones. Las placas PEARLdry también son reciclables, con un tamaño máximo de placa de 23.75" x 29.4" (cuatro cuerpos). El diagrama a continuación ilustra la placa negativa PEARLdry ABL utilizada en la impresión sin agua.
Similar a las placas Toray, la capa superior de las placas PEARLdry es una capa de resina de silicona que repele la tinta. La capa intermedia es fotosensible, capaz de absorber tinta mientras mantiene la estabilidad de la placa.
La formación de imágenes y la exposición de las placas se realizan sin necesidad de película ni revelado de placa. La tecnología de formación de imágenes utilizada es la formación de imágenes ablativa, que emplea un conjunto de matrices de diodos láser IR (infrarrojos) para eliminar la capa de imagen de resina de silicona, exponiendo la capa de aluminio o poliéster subyacente para la absorción de tinta. Durante la formación de imágenes, los láseres calientan rápidamente la capa de imagen, causando una expansión de gas que separa la imagen y la capa superior de resina de silicona de la placa. Una vez que la placa tiene la imagen, se desprende y se monta en la prensa. Este sistema permite la formación directa de imágenes en la placa en la prensa (como el formato GTP-DI de 8 cuerpos A3 o Quickmaster DI), o la formación de imágenes fuera de línea utilizando la unidad de exposición PEARLsetter de Presstek. Los tamaños de formación de imágenes fuera de línea incluyen 8 cuerpos A3 (15.75"x20") y 4 cuerpos A2 (23.75"x29.4"). Para formatos más grandes de hasta 40 pulgadas (102 cm), la formación de imágenes de placas de gran formato se puede lograr utilizando máquinas de formación directa térmica. Con la aparición de varios sistemas PostScript, la impresión sin agua se puede probar utilizando varios tipos de sistemas de prueba digital, como impresoras de inyección de tinta Iris y 3M Rainbow.
Ventajas
Respetuoso con el medio ambiente: Elimina el uso de solución de fuente, lo que es muy beneficioso para el medio ambiente.
Colores consistentes: Sin un sistema de humectación, las variaciones de color en los materiales impresos se minimizan durante el proceso de impresión.
Buena saturación de color: La impresión sin agua logra una densidad de color aproximadamente un 20% mayor que los estándares SWOP (Especificaciones para Publicaciones Offset de Bobina, un conjunto de tintas de uso común en Estados Unidos).
Ganancia de punto: Excelente reproducción de detalles, con la impresión sin agua mostrando baja ganancia de punto, lo que permite imprimir trabajos de alta lineatura con excelente reproducción de detalles. Incluso con una lineatura de 175 líneas por pulgada, la impresión sin agua produce excelentes resultados.
Amplia gama de sustratos: La impresión sin agua se puede utilizar en papeles y sustratos que la impresión tradicional no puede, como papeles estucados. Sin un sistema de humectación, se eliminan muchos problemas relacionados con el papel en la impresión tradicional.
Tiempo de preparación de impresión corto: Aproximadamente un 40% más corto que el tiempo de preparación de impresión tradicional.
Impacto ambiental
Avance en la protección del medio ambiente.
Aire fresco, fuentes de agua abundantes, bosques densos y condiciones de trabajo seguras son objetivos ambientales perseguidos por países de todo el mundo. Sin embargo, en algunas áreas, la industria de la impresión ha causado graves daños ambientales. La impresión sin agua puede hacer contribuciones significativas a la protección del medio ambiente.
Eliminación de compuestos orgánicos volátiles (COV).
La impresión sin agua elimina el uso de COV presentes en las soluciones de fuente. Algunos COV pueden agotar la capa de ozono y contribuir al calentamiento global. Al utilizar tintas a base de agua, la impresión sin agua se despide de los COV.
La revolución en la tecnología de tintas elimina la necesidad de disolventes orgánicos al limpiar las mantillas de caucho, reduciendo en gran medida la emisión de COV. Las soluciones de lavado consisten en 93% de agua y 7% de tensioactivos inofensivos (como jabón), lo que las convierte en agentes de limpieza a base de agua.
Protección de los recursos hídricos.
En 1995, el 92% de la población mundial tenía acceso a fuentes de agua suficientes. Sin embargo, si los recursos hídricos continúan consumiéndose al ritmo actual, para 2050, solo el 58% de la población mundial tendrá acceso a agua suficiente. En el futuro, algunos países podrían incluso ir a la guerra por los recursos hídricos.
La impresión sin agua puede proteger los recursos hídricos. Por ejemplo, una imprenta suiza que introdujo la primera generación mundial de prensas offset de bobina sin agua ahorra 250,000 litros de agua al año. La mayor parte de esta agua se extraería de un lago cercano, que sirve como fuente de agua para casi diez mil personas.
Protección de los recursos forestales.
Producir una tonelada de papel requiere el uso de 17 árboles grandes, suficiente para proporcionar papel para que 20 personas lean periódicos durante un año.
Si bien la destrucción de los bosques proporciona materias primas para la producción de papel, también destruye los hábitats naturales de innumerables flora y fauna, alterando gravemente el equilibrio ecológico.
Debido al rápido proceso de secado de la tinta en la impresión sin agua, las hojas se pueden registrar inmediatamente y se mantiene la consistencia del color durante la impresión, lo que resulta en una reducción del 30% al 40% en el consumo de papel en comparación con la impresión tradicional. Esto no solo protege los bosques sino que también reduce significativamente los costos de producción.
Un medio ambiente más limpio y humanos más saludables.
Los trabajadores de imprenta que inhalan gases que contienen compuestos orgánicos tóxicos todo el día dañan significativamente su salud, afectando la función renal y pulmonar, causando sequedad en la piel e incluso provocando dermatitis y daño al sistema nervioso, entre otros problemas.
El daño a la salud más grave ocurre cuando los trabajadores usan disolventes de alta volatilidad para limpiar las mantillas de caucho.
Claramente, la impresión sin agua, que elimina el uso de sistemas de fuente, elimina las sustancias tóxicas de los disolventes de limpieza de mantillas, protegiendo no solo el aire, el suelo y el agua sino también la salud humana.
Comparación con la impresión tradicional
Colores más brillantes y vívidos. La comparación de impresiones entre la impresión sin agua y la tradicional muestra que las impresiones sin agua tienen mayor contraste, con áreas de sombra más oscuras y luces más brillantes. La impresión sin agua puede lograr una calidad de impresión que la impresión tradicional no puede.
Reproducción de color más precisa. Las impresiones sin agua tienen mayor densidad de tinta, lo que permite imágenes más ricas y realistas en comparación con las impresiones tradicionales.
Mejor resolución. Las impresiones sin agua parecen más nítidas y vibrantes en comparación con las impresiones tradicionales. La impresión sin agua utiliza una lineatura de 300 líneas por pulgada, mientras que la impresión tradicional utiliza 175 líneas por pulgada.
Mayor gama de colores. La impresión sin agua logra una mejor calidad de impresión. Debido a su baja ganancia de punto, los detalles finos en las áreas de sombra se pueden reproducir claramente. En particular, la mayor densidad de tinta en las impresiones sin agua amplía la gama de colores, resultando en colores más saturados.
El diagrama a continuación muestra los espacios de gama de colores de tres tipos de impresión medidos con un densitómetro SPM100. El espacio de gama de colores de la impresión tradicional es significativamente menor que el de la impresión sin agua.
Debido a la alta densidad de tinta, el perímetro de la gama de colores de la impresión sin agua de hojas es un 21.3% más largo que el de la impresión offset de bobina tradicional, y un 13% más largo que el de la impresión de hojas tradicional.