오프셋 인쇄
오프셋 인쇄는 간접 인쇄 방식으로, 초기 석판 인쇄가 석재 판을 사용한 데서 이름이 유래했습니다. 초기 석판 인쇄에서는 석재 블록을 평평하게 갈아 판으로 사용했습니다. 이후 이 방식은 아연이나 알루미늄으로 만든 금속 판을 사용하도록 발전했지만, 원리는 동일하게 유지되었습니다.
오프셋 인쇄에서는 인쇄 부분과 비인쇄 부분 사이에 높이 차이가 없으며, 둘 다 평평합니다. 물과 기름이 섞이지 않는 원리를 이용하여 화상 부분에는 유성 막을 유지하고, 판의 비화상 부분은 물을 흡수할 수 있도록 합니다. 판에 잉크를 묻힌 후, 화상 부분은 물을 밀어내고 잉크를 받아들이며, 비화상 부분은 물을 흡수하고 잉크를 밀어냅니다. 이러한 인쇄 방식을 "오프셋 인쇄"라고 합니다.
오프셋 인쇄는 초기 석판 인쇄의 전사 방식에서 유래했으며, 화상을 전사지에 전사한 다음 판에 반전된 이미지로 전사하고, 이를 다시 종이에 인쇄하여 정방향 이미지를 얻었습니다. 그러나 인쇄 시 가해지는 압력으로 인해 잉크가 원래 평평한 판의 특성 때문에 의도한 선을 넘어 번져 선 품질이 떨어졌습니다. 이에 대한 개선으로 "오프셋 인쇄 공정"이 등장했는데, 판 표면을 정방향 이미지로 만들고, 인쇄 시 고무 롤러에 반전된 이미지로 전사한 후 종이에 정방향 이미지로 전사하여 인쇄 압력의 탄성을 향상시켰습니다.
초기 오프셋 인쇄는 평판형 또는 평판 윤전형이었으며, 이후 평판 윤전형과 윤전 윤전형 두 가지로 발전했습니다. 평판 윤전기는 주로 교정기와 같은 특수 인쇄 용도로 사용되었고, 윤전 윤전기는 종이 및 기타 재료 인쇄에 사용되었습니다. 평판 윤전 인쇄에서는 인쇄판이 평평하게 놓이고 원통형 롤러가 압력을 가합니다. 이 방식은 활판 인쇄의 평판 윤전기와 유사합니다. 윤전 윤전 인쇄에서는 인쇄판이 판통이라고 불리는 원통에 감기고, 기계의 또 다른 원통인 고무가 감긴 블랭킷통이 압력을 가합니다. 이 세 가지 기본 원통 구성을 사용하는 기계를 "오프셋 인쇄기"라고 합니다.
오프셋 인쇄의 장점으로는 제판 공정이 쉽고 비용이 저렴하며, 색상 정합이 정확하고, 판 복제가 용이하며, 색조가 부드럽고, 대량 인쇄에 적합하다는 점이 있습니다.
단점으로는 물과 잉크의 영향으로 색 재현성과 선명도가 떨어지고, 판의 잉크 두께가 얇아(능력의 약 70%만 활용하므로 포스터는 양면 인쇄로 색을 강화해야 함), 특수 인쇄 응용이 제한적이라는 점이 있습니다.
1798년, 오스트리아(현재 체코 프라하)의 작곡가 알로이스 제네펠더(1771-1834)가 평평한 표면에 직접 인쇄하는 석판 인쇄를 발명하여 평판 인쇄 기술을 시작했습니다. 그는 목재 석판 인쇄기를 개발하기도 했습니다. 제네펠더는 처음에 법학을 공부했으나 이후 작곡에 전념했지만 큰 성공을 거두지 못했습니다. 재정적 어려움을 겪던 그는 자신의 작품을 인쇄하여 판매하려 했으나 인쇄 비용이 높고 수익이 적었습니다. 이후 인쇄소에서 견습을 했지만 자본이 없어 독자적으로 혁신하기 어려웠습니다. 뮌헨 근처의 졸른호펜 채석장 근처에 살면서 구리판 연마나 구리판 조각 대용으로 사용되는 석회암이 풍부한 곳에서 어머니가 빨래하는 모습을 보다가 우연히 기름진 잉크로 석회암 판에 글을 썼는데, 며칠이 지나도 씻기지 않는 것을 발견했습니다. 이에 석회암에 기름진 잉크로 실험을 시작하여 처음에는 돌에 글자를 반대로 쓴 다음 질산과 아라비아 고무 혼합물을 바르고 잉크를 적용하여 결국 성공했습니다. 그는 이를 "화학 인쇄"라고 불렀습니다. "석판 인쇄"라는 용어는 그리스어로 "돌"(litho)과 "쓰기"(graphein)에서 유래했으며, 현재는 평판 인쇄와 동의어입니다.
1834년, 제네펠더는 바이에른 왕립 인쇄소의 감사관이 되었지만 같은 해 2월에 사망했습니다.
1810년, 독일인 F. 바이샤프트가 제네펠더를 도와 철제 수동 석판 인쇄기를 완성했습니다.
1817년, 제네펠더는 석회암 대신 아연판을 사용한 석판 인쇄를 시도했지만 성공하지 못했습니다.
1826년, 프랑스인 니에프스가 사진 제판법을 발명했습니다.
1832년(청 도광 11년), 영국 선교사 W.H. 메드허스트가 마카오에 석판 인쇄소를 설립하여 중국어 도서를 인쇄했습니다.
1837년, 프랑스인 G. 엥겔만이 크로몰리소그래피를 발명했습니다.
1840년, 영국 발명가 M. 폰톤이 알부민 공정을 발명했습니다.
1868년, 독일인 J. 알베르트가 콜로타이프를 발명했습니다.
1869년, 영국 과학자 D. 오롱이 감산 혼합을 이용한 삼색 컬러 석판 인쇄를 발명했습니다.
1876년(청 광서 2년), 프랑스인 베나르 신부와 중국인 추즈앙공이 상하이에 투서환 석판 인쇄소를 설립하여 교회 잡지를 인쇄했습니다.
오프셋 인쇄는 물과 기름의 반발 원리를 기반으로 합니다. 인쇄 공정은 다음과 같습니다:
첫째, 오프셋 판에 잉크가 묻은 화상 부분을 형성합니다. 화상은 기름진 연필로 판에 직접 그리거나 사진 방식을 사용하여 만들 수 있습니다.
둘째, 판을 물로 적십니다. 물과 기름이 서로 반발하므로 물이 판의 비화상 부분을 덮고, 화상 부분은 물을 밀어냅니다.
셋째, 전체 판을 잉크로 덮습니다. 물과 잉크가 서로 반발하므로 잉크가 판의 물에 젖은 부분에서 밀려나고, 기름진 화상 부분에만 부착됩니다.
마지막으로, 종이를 판 표면에 눌러 잉크가 묻은 화상을 종이에 전사합니다.
오프셋 인쇄는 일반적으로 석판 인쇄라고도 합니다. 활판 및 그라비어 인쇄와 달리 인쇄 화상이 판에서 볼록하거나 오목하지 않고, 오프셋 인쇄에서는 인쇄 화상이 판 표면에 평평하게 있습니다. 인쇄 과정에서 종이가 화상과 마찰하면서 화상이 빠르게 마모되며, 특히 고속 인쇄기에서 판을 사용할 때 더욱 그렇습니다. 판의 화상 부분 마모를 줄이기 위해 화상을 먼저 고무 블랭킷에 전사합니다.
기록에 따르면, 오프셋 인쇄는 1798년 독일의 알로이스 제네펠더가 발명했으며, 그는 무거운 석회암 블록에서 기름진 패턴을 종이에 직접 인쇄했습니다. 고속 및 소형 오프셋 인쇄기에는 다양한 종류의 오프셋 판이 사용되며, 다른 어떤 인쇄 방식보다 많은 출력을 생산합니다.
1798년 보헤미아의 알로이스 제네펠더가 발명한 오프셋 인쇄는 15세기 활판 인쇄 발명 이후 첫 번째 새로운 인쇄 공정이었습니다. 오프셋 인쇄 초기에는 매끄러운 석회암을 사용했기 때문에 영어 이름 "리소그래피" 또는 "리토스"는 고대 그리스어로 "돌"을 의미하는 단어에서 유래했습니다. 석재에 유성 이미지를 적용한 후, 석재 표면 아래를 산으로 에칭한 다음 아라비아 고무 용액을 발라 유성 부분이 아닌 곳에만 부착되고 밀봉되었습니다. 인쇄 중에는 물이 아라비아 고무 표면에 부착되지만 유성 부분에는 부착되지 않았고, 인쇄에 사용된 유성 잉크는 유성 화상 부분에 부착되었습니다.
오프셋 인쇄 발명 이후 몇 년 동안 이 인쇄 공정은 다색 이미지에 사용되었으며, 19세기에는 크로몰리소그래피로 알려졌습니다. 19세기의 많은 정교한 크로몰리소그래피 인쇄물과 출판물이 미국과 유럽의 박물관에 여전히 보존되어 있습니다. 각 색상마다 별도의 석판이 사용되었습니다. 주요 과제는 이미지의 정확한 정합이었습니다.
오늘날 오프셋 인쇄에는 알루미늄 판이 사용됩니다. 판은 그레인 텍스처로 브러시 처리되거나 "그레인" 처리된 후 매끄러운 감광 유제 층으로 코팅됩니다. 원하는 이미지의 사진 네거티브를 판에 놓고 노광하여 유제에 포지티브 이미지를 만듭니다. 화학 처리 후 노광되지 않은 유제가 제거됩니다. 판은 인쇄기의 롤러에 장착되고, 물 롤러가 판 위를 지나가며 판의 거친 부분이나 비화상 부분에 물을 적용합니다. 그런 다음 잉크 롤러가 판 위를 지나가며 판의 매끄러운 부분이나 화상 부분에만 잉크를 적용합니다.
이 이미지가 종이에 직접 전사되면 반전된 이미지가 생성되지만 종이가 젖게 됩니다. 사용되는 방법은 고무 천으로 덮인 롤러를 판 표면 위로 통과시켜 물을 짜내고 잉크를 전사하는 것입니다. (실제로 고무 천은 탄성이 있어 이미지 전사에 더 좋으며, 물도 전사되지만 적은 양이라 무시할 수 있습니다.)
롤러가 종이 위를 지나가며 잉크를 종이에 전사합니다. 이미지가 먼저 고무 천 롤러에 전사되기 때문에 이 공정을 "오프셋 인쇄"라고도 합니다. 이 용어는 이미지가 판에서 고무 롤러로, 다시 종이로 오프셋 전사되는 데서 유래했습니다.
수년에 걸쳐 이 공정은 많은 혁신과 기술 개선을 거쳤으며, 한 번에 여러 색상을 인쇄할 수 있는 다색 인쇄기, 물 공급을 제거한 달그렌 잉크 시스템(물 공급을 잉크 전달 과정에 통합) 등이 포함됩니다.
입력 측에서는 데스크톱 출판의 발전으로 거의 누구나 전문가 수준의 레이아웃을 제작할 수 있게 되었고, 조판기의 발전으로 인쇄소가 사진 조판의 중간 단계를 건너뛸 수 있게 되었습니다. 조판기는 컴퓨터 생성 이미지에서 직접 필름을 생산할 수 있습니다. 21세기 이후에는 직접 제판기가 필름을 필요로 하지 않고 인쇄판에 직접 이미징할 수 있습니다.
무수 인쇄 원리
도레이 시스템
도레이 무수 인쇄 시스템은 무수 판, 특수 제조된 무수 인쇄 잉크, 온도 제어 시스템이 장착된 인쇄 장비의 세 가지 주요 구성 요소로 이루어집니다.
도레이 무수 판의 구조는 다층입니다. 하층은 알루미늄 베이스로, 중간층으로 감광성 폴리머 층이 코팅되고, 상층에는 2미크론 두께의 실리콘 고무 수지 층이 있습니다. 도레이 무수 판의 종류에 따라 내쇄력은 표준 동판지 기준으로 15만에서 60만 인쇄까지입니다. 그러나 종이 표면이 거칠면 내쇄력이 감소할 수 있습니다. 도레이 무수 판은 기존 재활용 가능한 PS 판과 유사하게 재활용 가능합니다. 다양한 매엽 및 윤전 오프셋 인쇄기에 사용하기 적합합니다.
이 판의 노광은 전통적인 진공 프레임 노광 장치와 광원을 사용하여 달성할 수 있으며, 노광 시간은 전통적인 판과 유사합니다. 노광 중에는 필름의 농도에 따라 UV 광 강도가 제어되어 빛이 실리콘 수지 층을 통과하여 아래의 폴리머 층을 노광합니다. 폴리머 층의 광 반응은 매우 정밀하여 판 해상도가 인치당 175선까지 높고, 점 범위는 0.5%에서 99.5%입니다. 아래 다이어그램은 전통적인 습식 판과 무수 판의 이미징 메커니즘을 비교한 것입니다.
노광 후 판은 현상되며, 이는 무수 판 처리용 특수 화학 물질과 기계 장비를 사용하는 간단한 과정입니다. 처리된 판은 비화상 부분에 실리콘 수지 층이 있어 잉크를 밀어내고, 화상 부분에서는 실리콘 수지 층이 제거되어 잉크를 끌어당기는 폴리머 재료가 남습니다. 판 설계 시 물이나 알코올을 사용하지 않고 잉크를 끌어당기거나 밀어내도록 선택적으로 설계할 수 있습니다.
무수 잉크와 전통 잉크의 주요 차이점은 사용되는 수지와 바인더의 유형입니다. 무수 인쇄 잉크의 바인더는 유변학적 특성에 따라 선택되며 전통 잉크의 바인더보다 약간 더 점성이 있습니다. 무수 인쇄의 원리는 판의 비화상 부분에 있는 실리콘 수지 층이 더 낮은 표면 에너지를 갖는 것에 의존합니다. 잉크 점도가 높으면 잉크 자체 내 분자 인력이 실리콘 수지와의 친화력보다 커서 해당 부분에서 강한 잉크 반발이 발생합니다.
온도는 점도에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 무수 인쇄 공정에는 물이 관여하지 않으므로 판 표면을 냉각할 물질이 없습니다. 마찰로 인해 인쇄 중 판통 표면 온도가 지속적으로 상승합니다. 또한 무수 잉크의 높은 점도와 롤러에서의 잉크 분쇄도 표면 온도 상승에 기여합니다.
이 때문에 무수 인쇄 장비에는 정밀한 온도 제어가 필수적입니다. 가장 널리 사용되는 시스템은 진동 냉각 기술을 활용하며, 중공 진동 냉각 롤러가 냉각 과정에서 냉각수를 추출합니다. 이 구조는 고속 윤전 오프셋 인쇄기에서 수년간 사용되었습니다. 개선 후 매엽 인쇄 장비에도 적용되었습니다. 거의 모든 매엽 인쇄기 제조업체가 온도 제어용 중공 잉크 진동 롤러를 제공합니다. 아래 다이어그램은 무수 인쇄기의 일반적인 온도 제어 시스템을 보여줍니다. 잉크 진동 롤러의 수는 온도 제어 효과에 영향을 미칩니다.
온도 제어 시스템의 기능은 롤러의 궤적을 따라 냉각수를 순환시켜 인쇄 유닛의 기계적 움직임으로 발생하는 열을 제거하는 것입니다.
이러한 시스템은 잉크 롤러를 냉각(또는 냉장)하도록 설계된 것이 아니라 정상 작동 중 인쇄기의 고유 주변 온도를 유지하기 위한 것임을 유의해야 합니다. 일정한 온도 유지는 최적의 잉크 점도에 중요합니다. 아래 다이어그램은 무수 인쇄 온도 제어 시스템의 최적 온도 작업 창을 보여줍니다.
무수 인쇄의 교정은 필름을 사용하여 직접 수행할 수 있습니다. 그러나 모든 아날로그 시스템이 무수 인쇄의 낮은 점 증가를 정확하게 재현할 수 있는 것은 아닙니다. 일부 경험 많은 무수 인쇄 회사는 고정밀 교정지를 제공하며, 다른 회사는 보정된 디지털 교정 시스템을 활용하여 좋은 결과를 얻습니다.
프레스텍 시스템
프레스텍 PEARLdry 인쇄 시스템은 인쇄판과 특수 제조된 무수 잉크의 두 가지 주요 구성 요소로 이루어지며, 잉크는 도레이에서 사용하는 잉크와 매우 유사합니다.
프레스텍에 따르면, 인쇄 회사에게 온도 제어 시스템 설치는 선택 사항입니다. 그러나 더 높은 내쇄력을 얻으려면 온도 제어 시스템을 설치하는 것이 권장됩니다. PEARLdry 판의 최대 내쇄력은 5만 인쇄입니다. PEARLdry 판도 재활용 가능하며, 최대 판 크기는 23.75" x 29.4"(4업)입니다. 아래 다이어그램은 무수 인쇄에 사용되는 PEARLdry ABL 네거티브 판을 보여줍니다.
도레이 판과 유사하게 PEARLdry 판의 상층은 잉크를 밀어내는 실리콘 수지 층입니다. 중간층은 감광성이며, 판 안정성을 유지하면서 잉크를 흡수할 수 있습니다.
판의 이미징과 노광은 필름과 판 현상이 필요 없습니다. 사용되는 이미징 기술은 제거 이미징으로, IR(적외선) 레이저 다이오드 어레이 세트를 사용하여 실리콘 수지 이미지 층을 제거하고 아래의 알루미늄 또는 폴리에스터 층을 노출시켜 잉크를 흡수하게 합니다. 이미징 중 레이저는 이미지 층을 빠르게 가열하여 가스 팽창을 일으켜 이미지와 상부 실리콘 수지 층을 판에서 분리합니다. 판이 이미징되면 스트립되어 인쇄기에 장착됩니다. 이 시스템은 인쇄기에서 직접 판 이미징(예: 8업 A3 형식 GTP-DI 또는 Quickmaster DI)을 허용하거나 프레스텍의 PEARLsetter 노광 장치를 사용한 오프라인 판 이미징을 허용합니다. 오프라인 이미징 크기는 8업 A3(15.75"x20") 및 4업 A2(23.75"x29.4")를 포함합니다. 최대 40인치(102cm)의 더 큰 형식의 경우 열 직접 이미징 기계를 사용하여 대형 판의 이미징을 달성할 수 있습니다. 다양한 PostScript 시스템의 등장으로 무수 인쇄는 Iris 잉크젯 프린터 및 3M Rainbow와 같은 다양한 디지털 교정 시스템을 사용하여 교정할 수 있습니다.
장점
환경 친화적: 습수 용액 사용을 제거하여 환경에 매우 유익합니다.
일관된 색상: 물 공급 시스템이 없어 인쇄 과정에서 인쇄물의 색상 변화가 최소화됩니다.
좋은 색 채도: 무수 인쇄는 SWOP 표준(웹 오프셋 출판물 사양, 미국에서 일반적으로 사용되는 잉크 세트)보다 약 20% 높은 색 농도를 달성합니다.
점 증가: 세부 사항 재현이 우수하며, 무수 인쇄는 점 증가가 낮아 높은 선 스크린 작업을 우수한 세부 재현으로 인쇄할 수 있습니다. 인치당 175선의 선 스크린에서도 무수 인쇄는 우수한 결과를 냅니다.
넓은 기재 범위: 무수 인쇄는 전통 인쇄가 사용할 수 없는 종이와 기재, 예를 들어 코팅지에 사용할 수 있습니다. 물 공급 시스템이 없어 전통 인쇄의 많은 종이 관련 문제가 제거됩니다.
짧은 인쇄 준비 시간: 전통 인쇄 준비 시간보다 약 40% 짧습니다.
환경 영향
환경 보호의 돌파구.
신선한 공기, 풍부한 수원, 울창한 숲, 안전한 작업 조건은 전 세계 국가가 추구하는 환경 목표입니다. 그러나 일부 지역에서는 인쇄 산업이 심각한 환경 피해를 초래했습니다. 무수 인쇄는 환경 보호에 크게 기여할 수 있습니다.
휘발성 유기 화합물(VOC) 제거.
무수 인쇄는 습수 용액에 포함된 VOC 사용을 제거합니다. 일부 VOC는 오존층을 파괴하고 지구 온난화에 기여할 수 있습니다. 수성 잉크를 사용함으로써 무수 인쇄는 VOC와 작별합니다.
잉크 기술의 혁신으로 고무 블랭킷 세척 시 유기 용제가 필요 없어 VOC 배출이 크게 줄어듭니다. 세척 용액은 93% 물과 7% 무해한 계면활성제(예: 비누)로 구성되어 수성 세척제입니다.
수자원 보호.
1995년에는 전 세계 인구의 92%가 충분한 수원에 접근할 수 있었습니다. 그러나 현재 속도로 수자원이 소비되면 2050년에는 전 세계 인구의 58%만이 충분한 물에 접근할 수 있습니다. 미래에는 일부 국가가 수자원을 두고 전쟁을 벌일 수도 있습니다.
무수 인쇄는 수자원을 보호할 수 있습니다. 예를 들어, 세계 최초의 무수 윤전 오프셋 인쇄기를 도입한 스위스 인쇄 회사는 연간 25만 리터의 물을 절약합니다. 이 물의 대부분은 그렇지 않으면 거의 만 명의 식수원인 근처 호수에서 끌어올 것입니다.
산림 자원 보호.
종이 1톤을 생산하려면 큰 나무 17그루가 필요하며, 이는 20명이 1년 동안 신문을 읽을 수 있는 종이를 제공합니다.
산림 파괴는 종이 생산 원료를 제공하지만, 수많은 동식물의 자연 서식지를 파괴하여 생태 균형을 심각하게 교란합니다.
무수 인쇄의 빠른 잉크 건조 과정으로 인해 인쇄 중 시트를 즉시 정합하고 색상 일관성을 유지할 수 있어 전통 인쇄보다 종이 소비가 30%에서 40% 감소합니다. 이는 숲을 보호할 뿐만 아니라 생산 비용을 크게 절감합니다.
더 깨끗한 환경과 더 건강한 인간.
독성 유기 화합물이 포함된 가스를 하루 종일 흡입하는 인쇄 노동자는 건강에 심각한 손상을 입어 신장과 폐 기능에 영향을 미치고, 피부 건조를 일으키며, 심지어 피부염과 신경계 손상 등의 문제를 초래합니다.
가장 심각한 건강 피해는 노동자가 고휘발성 용제를 사용하여 고무 블랭킷을 세척할 때 발생합니다.
분명히, 습수 시스템 사용을 제거한 무수 인쇄는 블랭킷 세척 용제에서 독성 물질을 제거하여 공기, 토양, 물뿐만 아니라 인간 건강도 보호합니다.
전통 인쇄와의 비교
더 밝고 선명한 색상. 무수 인쇄와 전통 인쇄의 인쇄물 비교는 무수 인쇄물이 더 큰 대비를 가지며, 어두운 그림자 영역과 밝은 하이라이트를 보여줍니다. 무수 인쇄는 전통 인쇄가 달성할 수 없는 인쇄 품질을 달성할 수 있습니다.
더 정확한 색 재현. 무수 인쇄물은 잉크 농도가 높아 전통 인쇄물보다 더 풍부하고 사실적인 이미지를 제공합니다.
더 나은 해상도. 무수 인쇄물은 전통 인쇄물보다 더 선명하고 생생하게 보입니다. 무수 인쇄는 인치당 300선의 선 스크린을 사용하는 반면, 전통 인쇄는 인치당 175선을 사용합니다.
더 큰 색 영역. 무수 인쇄는 더 나은 인쇄 품질을 달성합니다. 점 증가가 낮아 그림자 영역의 미세한 세부 사항을 명확하게 재현할 수 있습니다. 특히 무수 인쇄물의 높은 잉크 농도는 색 영역을 확장하여 더 포화된 색상을 제공합니다.
아래 다이어그램은 SPM100 농도계를 사용하여 측정한 세 가지 인쇄 유형의 색 영역 공간을 보여줍니다. 전통 인쇄의 색 영역 공간은 무수 인쇄보다 현저히 작습니다.
높은 잉크 농도로 인해 무수 매엽 인쇄의 색 영역 둘레는 전통 윤전 오프셋 인쇄보다 21.3% 길고, 전통 매엽 인쇄보다 13% 깁니다.