Stampa Offset
La stampa offset, un metodo di stampa indiretto, prende il nome dalla litografia primitiva, che inizialmente utilizzava lastre di pietra. Nella litografia primitiva, blocchi di pietra venivano levigati e usati come lastre. Successivamente, questo metodo si evolse nell'uso di lastre metalliche di zinco o alluminio, ma il principio rimase lo stesso.
Nella stampa offset, non c'è differenza di altezza tra le aree di stampa e non stampa; entrambe sono piatte. Si sfrutta il principio dell'immiscibilità tra acqua e olio per mantenere uno strato di pellicola oleosa sull'area dell'immagine, mentre l'area non immagine della lastra può assorbire acqua. L'idea è che dopo l'inchiostrazione della lastra, l'area dell'immagine respinge l'acqua e accetta l'inchiostro, mentre l'area non immagine assorbe acqua e respinge l'inchiostro. Questo metodo di stampa è chiamato "stampa offset."
La stampa offset ha avuto origine dal metodo di trasferimento della litografia primitiva, in cui le immagini venivano trasferite su carta da trasferimento e poi sulla lastra come immagine invertita, che veniva poi stampata su carta come immagine corretta. Tuttavia, la pressione esercitata durante la stampa causava la diffusione dell'inchiostro oltre le linee previste a causa della natura piatta della lastra, con conseguente scarsa qualità delle linee. Ciò portò a miglioramenti, noti come "processo di stampa offset," in cui la superficie della lastra è resa come immagine corretta, trasferita su un rullo di gomma come immagine invertita durante la stampa, e poi su carta come immagine corretta, migliorando così l'elasticità della pressione di stampa.
La stampa offset primitiva era a piano orizzontale o rotativa a piano orizzontale, evolvendosi successivamente in due tipi: rotativa a piano orizzontale e rotativa rotativa. Le macchine rotative a piano orizzontale erano per lo più utilizzate per scopi di stampa speciali come macchine da prova, mentre le macchine rotative rotative erano utilizzate per la stampa su carta e altri materiali. Nella stampa rotativa a piano orizzontale, la lastra di stampa è posta piatta e la pressione è applicata da rulli cilindrici. Questo metodo è simile alle macchine rotative a piano orizzontale nella stampa tipografica. Nella stampa rotativa rotativa, la lastra di stampa è avvolta attorno a un cilindro chiamato cilindro porta-lastra, mentre un altro cilindro sulla macchina, avvolto con gomma, chiamato cilindro caucciù, applica la pressione. Le macchine che utilizzano queste tre configurazioni cilindriche di base sono chiamate "presse offset."
I vantaggi della stampa offset includono un processo di lastra facile, basso costo, registrazione precisa dei colori, facilità di duplicazione della lastra, tonalità di colore morbide e uniformi e la capacità di gestire grandi tirature.
Gli svantaggi includono una ridotta fedeltà e vivacità del colore a causa dell'influenza di acqua e inchiostro, una copertura sottile dell'inchiostro sulla lastra (utilizzando solo circa il 70% della sua capacità, richiedendo la stampa fronte-retro per i poster per migliorare il colore) e applicazioni limitate per esigenze di stampa speciali.
Nel 1798, il compositore austriaco (ora ceco a Praga) Alois Senefelder (1771-1834) inventò la litografia, un metodo di stampa che stampa direttamente su una superficie piana, dando così inizio alla tecnica nota come planografia. Sviluppò anche una pressa litografica in legno. Senefelder inizialmente studiò legge ma poi si dedicò alla composizione, sebbene con scarso successo. Affrontando difficoltà finanziarie, si dedicò alla stampa delle sue composizioni per venderle, ma i costi di stampa erano elevati e i profitti scarsi. Poi fece apprendistato in una tipografia ma non aveva il capitale per innovare da solo. Mentre viveva vicino alla cava di Solnhofen vicino a Monaco, dove c'era abbondanza di calcare, usato per macinare lastre di rame o come sostituto dell'incisione su rame, osservò sua madre lavare i panni e scrisse accidentalmente su una lastra di calcare con inchiostro grasso, che scoprì non poteva essere lavato via dopo diversi giorni. Questo lo portò a sperimentare con inchiostro grasso su calcare, prima scrivendo il testo al contrario sulla pietra, poi applicando una miscela di acido nitrico e gomma arabica seguita da inchiostro, che alla fine ebbe successo. Lo chiamò "stampa chimica." Il termine "litografia" deriva dalle parole greche "pietra" (litho) e "scrittura" (graphein), ora sinonimo di planografia.
Nel 1834, Senefelder divenne Ispettore della Reale Stamperia Bavarese, ma morì nel febbraio dello stesso anno.
Nel 1810, un tedesco, F. Weishaept, assistette Senefelder nel completare una pressa litografica manuale in ferro.
Nel 1817, Senefelder tentò di usare lastre di zinco invece del calcare per la litografia, ma senza successo.
Nel 1826, un francese, Niepce, inventò il processo eliografico.
Nel 1832 (Dinastia Qing, 11° anno di Daoguang), il missionario britannico W.H. Medhurst stabilì una pressa litografica a Macao per la stampa di libri cinesi.
Nel 1837, un francese, G. Engelmann, inventò la cromolitografia.
Nel 1840, un inventore britannico, M. Ponton, inventò il processo all'albumina.
Nel 1868, un tedesco, J. Albert, inventò la collotipia.
Nel 1869, uno scienziato britannico, D. Hauron, inventò la litografia tricromatica a colori utilizzando la sintesi sottrattiva dei colori.
Nel 1876 (Dinastia Qing, 2° anno di Guangxu), un francese, Padre Vénard, e un cinese, Qiu Ziangong, stabilirono la Stamperia Litografica Tushehuan a Shanghai per la stampa di riviste ecclesiastiche.
La stampa offset si basa sul principio della repulsione tra acqua e olio. Il processo di stampa procede come segue:
In primo luogo, la porzione inchiostrata dell'immagine viene formata sulla lastra offset. L'immagine può essere disegnata direttamente sulla lastra con una matita oleosa o creata utilizzando un metodo fotografico.
In secondo luogo, la lastra viene inumidita con acqua. Poiché acqua e olio si respingono, l'acqua copre le aree non immagine della lastra, che vengono respinte dall'immagine.
In terzo luogo, l'intera lastra viene coperta con inchiostro. Poiché acqua e inchiostro si respingono, l'inchiostro viene respinto dalle aree inumidite della lastra, aderendo solo alle aree oleose dell'immagine.
Infine, la carta viene pressata sulla superficie della lastra, trasferendo l'immagine inchiostrata sulla carta.
La stampa offset è anche comunemente chiamata litografia. A differenza della stampa tipografica e rotocalco, dove l'immagine di stampa è in rilievo o incassata sulla lastra, nella stampa offset l'immagine di stampa è semplicemente piatta sulla superficie della lastra. Durante il processo di stampa, mentre la carta sfrega contro l'immagine, l'immagine si consuma rapidamente, specialmente quando la lastra è utilizzata in presse da stampa ad alta velocità. Per ridurre l'usura delle aree dell'immagine sulla lastra, l'immagine viene prima trasferita su un caucciù di gomma.
Secondo le registrazioni disponibili, la stampa offset fu inventata dal tedesco Alois Senefelder nel 1798, che stampava direttamente motivi oleosi su carta da un pesante blocco di calcare. Vari tipi di lastre offset sono utilizzati per presse offset ad alta velocità e di piccolo formato, che producono più output di qualsiasi altro metodo di stampa.
La stampa offset, inventata da Alois Senefelder di Boemia nel 1798, fu il primo nuovo processo di stampa dall'invenzione della stampa tipografica nel XV secolo. Nei primi giorni della stampa offset, si utilizzava calcare levigato, da cui il nome inglese "litografia" o "lithos," derivato dall'antica parola greca per "pietra." Dopo che immagini a base oleosa furono applicate sulla pietra, l'acido incise sotto la superficie della pietra, e poi fu applicata una soluzione di gomma arabica, che aderiva solo alle aree non oleose e sigillava. Durante la stampa, l'acqua aderiva alla superficie di gomma arabica ma non alle parti oleose, mentre l'inchiostro oleoso usato durante la stampa aderiva alle aree oleose dell'immagine.
Negli anni successivi all'invenzione della stampa offset, questo processo di stampa fu utilizzato per immagini multicolori, noto nel XIX secolo come cromolitografia. Molte squisite stampe e pubblicazioni cromolitografiche del XIX secolo sono ancora conservate nei musei degli Stati Uniti e dell'Europa. Ogni colore utilizzava una lastra di pietra separata. La sfida principale era la registrazione accurata delle immagini.
Oggi, nella stampa offset si utilizzano lastre di alluminio. Le lastre vengono spazzolate con una texture granulosa, o "granitura," e poi rivestite con uno strato liscio di emulsione fotosensibile. Il negativo fotografico dell'immagine desiderata viene posto sulla lastra ed esposto, creando un'immagine positiva sull'emulsione. Dopo il trattamento chimico, l'emulsione non esposta viene rimossa. La lastra è montata su un rullo sulla pressa da stampa, e un rullo inumiditore passa sulla lastra, applicando acqua alle aree ruvide o non immagine della lastra. Poi un rullo inchiostratore passa sulla lastra, applicando inchiostro solo alle aree lisce o immagine della lastra.
Se questa immagine fosse trasferita direttamente sulla carta, produrrebbe un'immagine invertita, ma la carta si bagnerebbe. Il metodo utilizzato è far passare un rullo coperto di tessuto di gomma sulla superficie della lastra, che spreme l'acqua e trasferisce l'inchiostro. (In realtà, il tessuto di gomma è elastico e migliore nel trasferire l'immagine, pur trasferendo ancora acqua, anche se in quantità minori, che possono essere ignorate.)
Il rullo passa sulla carta, trasferendo l'inchiostro sulla carta. Poiché l'immagine viene prima trasferita sul rullo di tessuto di gomma, questo processo è anche chiamato "stampa offset." Questo termine deriva dal trasferimento offset dell'immagine dalla lastra al rullo di gomma e poi sulla carta.
Nel corso degli anni, questo processo ha visto molte innovazioni e miglioramenti tecnologici, tra cui presse multicolori che possono stampare diversi colori in un singolo passaggio, sistemi di inchiostrazione Dahlgren che eliminano la necessità di umidificazione (incorporando l'umidificazione nel processo di erogazione dell'inchiostro).
All'estremità di input, i progressi nell'editoria desktop hanno permesso a quasi chiunque di produrre layout di qualità professionale, e lo sviluppo di macchine compositrici ha permesso alle tipografie di bypassare il passaggio intermedio della fotocomposizione; le macchine compositrici possono produrre direttamente pellicole da immagini generate al computer. Dal XXI secolo, le macchine per la lastra diretta hanno eliminato la necessità di pellicole e possono impressionare direttamente sulla lastra di stampa.
Principio della Stampa Senza Acqua
Sistema Toray
Il sistema di stampa senza acqua Toray è composto da tre componenti principali: lastre senza acqua, inchiostri per stampa senza acqua appositamente formulati e attrezzature di stampa dotate di un sistema di controllo della temperatura.
La struttura delle lastre senza acqua Toray è multistrato. Lo strato inferiore è una base di alluminio, rivestita con uno strato di polimero fotosensibile come strato intermedio, e sormontato da uno strato di 2 micron di resina di gomma siliconica. A seconda del tipo di lastra senza acqua Toray, la sua durata varia da 150.000 a 600.000 impressioni, sulla base di carta patinata standard. Tuttavia, se la superficie della carta è ruvida, la durata può diminuire. Le lastre senza acqua Toray sono riciclabili, simili alle tradizionali lastre PS riciclabili. Sono adatte per l'uso su varie presse offset a foglio e a bobina.
L'esposizione di queste lastre può essere ottenuta utilizzando unità di esposizione a telaio sottovuoto tradizionali e fonti luminose, con tempi di esposizione simili a quelli delle lastre tradizionali. Durante l'esposizione, l'intensità della luce UV è controllata in base alla densità della pellicola, consentendo alla luce di penetrare lo strato di resina siliconica ed esporre lo strato polimerico sottostante. La reazione alla luce sullo strato polimerico è molto precisa, con una risoluzione della lastra fino a 175 linee per pollice, con un intervallo di punti dal 0,5% al 99,5%. Il diagramma sottostante illustra il meccanismo di imaging delle lastre umide tradizionali rispetto alle lastre senza acqua.
Dopo l'esposizione, le lastre vengono sviluppate, un processo semplice che coinvolge prodotti chimici specializzati e attrezzature meccaniche per la lavorazione delle lastre senza acqua. La lastra lavorata ha uno strato di resina siliconica nell'area non immagine, che respinge l'inchiostro, mentre nell'area immagine, lo strato di resina siliconica viene rimosso, lasciando il materiale polimerico che attrae l'inchiostro. Durante la progettazione della lastra, la lastra può essere ingegnerizzata selettivamente per attrarre o respingere l'inchiostro senza l'uso di acqua o alcol.
La differenza principale tra inchiostro senza acqua e inchiostro tradizionale risiede nel tipo di resina e legante utilizzati. Il legante negli inchiostri per stampa senza acqua è selezionato in base alle sue proprietà reologiche ed è leggermente più viscoso dei leganti negli inchiostri tradizionali. Il principio della stampa senza acqua si basa sul fatto che lo strato di resina siliconica nell'area non immagine della lastra ha una energia superficiale inferiore. Se la viscosità dell'inchiostro è elevata, l'attrazione molecolare all'interno dell'inchiostro stesso è maggiore della sua affinità con la resina siliconica, con conseguente forte repulsione dell'inchiostro in quelle aree.
La temperatura è un fattore significativo che influisce sulla viscosità. Poiché l'acqua non è coinvolta nel processo di stampa senza acqua, non c'è sostanza per raffreddare la superficie della lastra. A causa dell'attrito, la temperatura della superficie del cilindro porta-lastra aumenta continuamente durante la stampa. Inoltre, l'elevata viscosità dell'inchiostro senza acqua e la macinazione dell'inchiostro sui rulli contribuiscono anche a un aumento della temperatura superficiale.
Questo è il motivo per cui il controllo preciso della temperatura è essenziale nelle attrezzature per la stampa senza acqua. I sistemi più diffusi utilizzano la tecnologia di raffreddamento a vibrazione, in cui rulli cavi di raffreddamento a vibrazione estraggono il liquido refrigerante durante il processo di raffreddamento. Questa struttura è stata utilizzata per molti anni nelle presse offset a bobina ad alta velocità. Dopo miglioramenti, è stata applicata anche alle attrezzature per la stampa a foglio. Quasi tutti i produttori di presse a foglio offrono rulli di vibrazione dell'inchiostro cavi per il controllo della temperatura. Il diagramma sottostante illustra un tipico sistema di controllo della temperatura in una pressa per stampa senza acqua. Il numero di rulli di vibrazione dell'inchiostro influisce sull'efficacia del controllo della temperatura.
La funzione del sistema di controllo della temperatura è far circolare il liquido refrigerante lungo la traiettoria dei rulli, rimuovendo il calore generato dal movimento meccanico dell'unità di stampa.
Vale la pena notare che questo tipo di sistema non è progettato per raffreddare (o refrigerare) i rulli inchiostratori, ma semplicemente per mantenere la temperatura ambiente inerente alla pressa durante il normale funzionamento. Mantenere una temperatura costante è cruciale per una viscosità ottimale dell'inchiostro. Il diagramma sottostante illustra la finestra di temperatura ottimale in un sistema di controllo della temperatura per la stampa senza acqua.
La prova nella stampa senza acqua può essere eseguita direttamente utilizzando la pellicola. Tuttavia, non tutti i sistemi analogici possono riprodurre accuratamente il basso guadagno di punto della stampa senza acqua. Alcune aziende esperte di stampa senza acqua forniscono prove ad alta precisione, mentre altre utilizzano sistemi di prova digitali calibrati per ottenere buoni risultati.
Sistema Presstek
Il sistema di stampa Presstek PEARLdry è composto da due componenti principali: lastre di stampa e inchiostri senza acqua appositamente formulati, molto simili agli inchiostri utilizzati da Toray.
Secondo Presstek, l'installazione di un sistema di controllo della temperatura è opzionale per le aziende di stampa. Tuttavia, per ottenere durate maggiori, si consiglia di installare un sistema di controllo della temperatura. La durata massima delle lastre PEARLdry è di 50.000 impressioni. Le lastre PEARLdry sono anche riciclabili, con una dimensione massima della lastra di 23,75" x 29,4" (quattro posizioni). Il diagramma sottostante illustra la lastra negativa PEARLdry ABL utilizzata nella stampa senza acqua.
Simile alle lastre Toray, lo strato superiore delle lastre PEARLdry è uno strato di resina siliconica che respinge l'inchiostro. Lo strato intermedio è fotosensibile, in grado di assorbire l'inchiostro mantenendo la stabilità della lastra.
L'imaging e l'esposizione delle lastre vengono eseguiti senza la necessità di pellicola e sviluppo della lastra. La tecnologia di imaging utilizzata è l'imaging ablativo, che impiega una serie di array di diodi laser IR (infrarossi) per rimuovere lo strato di immagine in resina siliconica, esponendo lo strato di alluminio o poliestere sottostante per l'assorbimento dell'inchiostro. Durante l'imaging, i laser riscaldano rapidamente lo strato di immagine, causando un'espansione del gas che separa l'immagine e lo strato superiore di resina siliconica dalla lastra. Una volta che la lastra è stata impressionata, viene strappata e montata sulla pressa. Questo sistema consente l'imaging diretto della lastra sulla pressa (come il formato 8-up A3 GTP-DI o Quickmaster DI), o l'imaging offline della lastra utilizzando l'unità di esposizione PEARLsetter di Presstek. Le dimensioni di imaging offline includono 8-up A3 (15,75"x20") e 4-up A2 (23,75"x29,4"). Per formati più grandi fino a 40 pollici (102 cm), l'imaging di lastre di grande formato può essere ottenuto utilizzando macchine per imaging diretto termico. Con l'emergere di vari sistemi PostScript, la stampa senza acqua può essere provata utilizzando vari tipi di sistemi di prova digitali, come stampanti a getto d'inchiostro Iris e 3M Rainbow.
Vantaggi
Ecologico: Elimina l'uso della soluzione di bagnatura, rendendolo altamente benefico per l'ambiente.
Colori costanti: Senza un sistema di umidificazione, le variazioni di colore sui materiali stampati sono minimizzate durante il processo di stampa.
Buona saturazione del colore: La stampa senza acqua raggiunge una densità di colore circa il 20% superiore agli standard SWOP (Specifications for Web Offset Publications, un set di inchiostri comunemente usato negli Stati Uniti).
Guadagno di punto: Eccellente riproduzione dei dettagli, con la stampa senza acqua che mostra un basso guadagno di punto, consentendo la stampa di lavori con alta lineatura e un'eccellente riproduzione dei dettagli. Anche con una lineatura di 175 linee per pollice, la stampa senza acqua produce risultati eccellenti.
Ampia gamma di supporti: La stampa senza acqua può essere utilizzata su carte e supporti che la stampa tradizionale non può, come le carte patinate. Senza un sistema di umidificazione, molti problemi legati alla carta nella stampa tradizionale vengono eliminati.
Tempo di preparazione alla stampa breve: Circa il 40% più breve del tempo di preparazione alla stampa tradizionale.
Impatto Ambientale
Progresso nella protezione ambientale.
Aria fresca, abbondanti fonti d'acqua, foreste dense e condizioni di lavoro sicure sono obiettivi ambientali perseguiti dai paesi di tutto il mondo. Tuttavia, in alcune aree, l'industria della stampa ha causato gravi danni ambientali. La stampa senza acqua può dare contributi significativi alla protezione ambientale.
Eliminazione dei composti organici volatili (COV).
La stampa senza acqua elimina l'uso dei COV presenti nelle soluzioni di bagnatura. Alcuni COV possono impoverire lo strato di ozono e contribuire al riscaldamento globale. Utilizzando inchiostri a base acquosa, la stampa senza acqua dice addio ai COV.
La rivoluzione nella tecnologia degli inchiostri elimina la necessità di solventi organici durante la pulizia dei caucciù, riducendo notevolmente l'emissione di COV. Le soluzioni di lavaggio sono composte per il 93% da acqua e per il 7% da tensioattivi innocui (come il sapone), rendendole detergenti a base acquosa.
Protezione delle risorse idriche.
Nel 1995, il 92% della popolazione mondiale aveva accesso a fonti d'acqua sufficienti. Tuttavia, se le risorse idriche continueranno a essere consumate al ritmo attuale, entro il 2050, solo il 58% della popolazione mondiale avrà accesso a acqua sufficiente. In futuro, alcuni paesi potrebbero persino entrare in guerra per le risorse idriche.
La stampa senza acqua può proteggere le risorse idriche. Ad esempio, una tipografia svizzera che ha introdotto la prima generazione mondiale di presse offset a bobina senza acqua risparmia 250.000 litri di acqua all'anno. La maggior parte di quest'acqua sarebbe altrimenti prelevata da un lago vicino, che serve come fonte d'acqua per quasi diecimila persone.
Protezione delle risorse forestali.
Produrre una tonnellata di carta richiede l'uso di 17 grandi alberi, sufficienti a fornire carta per 20 persone per leggere giornali per un anno.
Mentre la distruzione delle foreste fornisce materie prime per la produzione di carta, distrugge anche gli habitat naturali di innumerevoli flora e fauna, perturbando gravemente l'equilibrio ecologico.
Grazie al rapido processo di fissaggio dell'inchiostro nella stampa senza acqua, i fogli possono essere immediatamente registrati e la coerenza del colore mantenuta durante la stampa, con una riduzione del consumo di carta dal 30% al 40% rispetto alla stampa tradizionale. Questo non solo protegge le foreste ma riduce anche significativamente i costi di produzione.
Un ambiente più pulito e esseri umani più sani.
I lavoratori della stampa che inalano gas contenenti composti organici tossici tutto il giorno danneggiano significativamente la loro salute, influenzando la funzione renale e polmonare, causando secchezza della pelle e persino dermatiti e danni al sistema nervoso, tra gli altri problemi.
Il danno alla salute più grave si verifica quando i lavoratori utilizzano solventi ad alta volatilità per pulire i caucciù.
Chiaramente, la stampa senza acqua, che elimina l'uso di sistemi di bagnatura, rimuove le sostanze tossiche dai solventi per la pulizia dei caucciù, proteggendo non solo aria, suolo e acqua ma anche la salute umana.
Confronto con la Stampa Tradizionale
Colori più brillanti e vivaci. Il confronto delle stampe tra stampa senza acqua e tradizionale mostra che le stampe senza acqua hanno un contrasto maggiore, con aree d'ombra più scure e alte luci più brillanti. La stampa senza acqua può raggiungere una qualità di stampa che la stampa tradizionale non può.
Riproduzione del colore più accurata. Le stampe senza acqua hanno una densità di inchiostro maggiore, consentendo immagini più ricche e realistiche rispetto alle stampe tradizionali.
Risoluzione migliore. Le stampe senza acqua appaiono più nitide e vivaci rispetto alle stampe tradizionali. La stampa senza acqua utilizza una lineatura di 300 linee per pollice, mentre la stampa tradizionale utilizza 175 linee per pollice.
Gamma di colori più ampia. La stampa senza acqua raggiunge una migliore qualità di stampa. Grazie al suo basso guadagno di punto, i dettagli fini nelle aree d'ombra possono essere riprodotti chiaramente. In particolare, la maggiore densità di inchiostro nelle stampe senza acqua amplia la gamma di colori, risultando in colori più saturi.
Il diagramma sottostante mostra gli spazi di gamma di colori di tre tipi di stampa misurati utilizzando un densitometro SPM100. Lo spazio di gamma di colori della stampa tradizionale è significativamente più piccolo di quello della stampa senza acqua.
A causa dell'elevata densità di inchiostro, il perimetro della gamma di colori della stampa senza acqua a foglio è del 21,3% più lungo di quello della stampa offset a bobina tradizionale, e del 13% più lungo di quello della stampa a foglio tradizionale.