Offsettrykk er en indirekte trykkmetode og har navnet etter den tidlige litografien, som først brukte steinplater. I tidlig litografi ble steinblokker slipt flate og brukt som plater. Senere gikk man over til metallplater av sink eller aluminium, men prinsippet var det samme.
I offsettrykk er det ingen høydeforskjell mellom trykkende og ikke-trykkende partier; begge er flate. Metoden utnytter at vann og olje ikke blandes, slik at det holdes en oljehinne på bildeområdet, mens det ikke-bildeområdet på platen kan ta opp vann. Etter påføring av farge på platen frastøter bildeområdet vann og tar opp farge, mens ikke-bildeområdet tar opp vann og frastøter farge. Denne trykkmetoden kalles offsettrykk.
Offsettrykk stammer fra overføringsmetoden i tidlig litografi, der bildet ble overført til overføringspapir og deretter til platen som et speilvendt bilde, som så ble trykt på papir som det riktige bildet. Trykket under trykkingen gjorde imidlertid at fargen spredte seg utover de tiltenkte linjene fordi platen opprinnelig var flat, noe som ga dårlig linjekvalitet. Dette førte til forbedringer kjent som offsettrykkprosessen, der platens overflate lages som det riktige bildet, overføres til en gummivals som et speilvendt bilde under trykking, og deretter til papir som det riktige bildet. Dermed forbedres elastisiteten i trykkpressen.
Tidlig offsettrykk var flattrykk eller flattrykk roterende, og utviklet seg senere til to typer: flattrykk roterende og roterende roterende. Flattrykk roterende maskiner ble mest brukt til spesialtrykk som korrekturtrykkpresser, mens roterende roterende maskiner ble brukt til trykk på papir og andre materialer. I flattrykk roterende trykk ligger platen flatt, og trykket påføres av sylindriske valser. Denne metoden ligner på flattrykk roterende maskiner i høyttrykk. I roterende roterende trykk er platen festet rundt en sylinder som kalles platevalsen, mens en annen valse på maskinen, trukket med gummi og kalt gummivalsen, påfører trykk. Maskiner som bruker disse tre grunnleggende valsekonfigurasjonene, kalles offsettrykkpresser.
Fordeler med offsettrykk er enkel platelaging, lav kostnad, nøyaktig fargeregistrering, enkel duplisering av plater, jevne og myke fargetoner og mulighet for store opplag.
Ulemper er redusert fargtrohet og livlighet på grunn av påvirkning fra vann og farge, tynt fargelag på platen (utnytter bare omtrent 70 % av kapasiteten, noe som krever dobbeltsidig trykk for plakater for å forsterke fargen) og begrensede bruksområder for spesielle trykkbehov.
I 1798 oppfant den østerrikske (nå tsjekkiske i Praha) komponisten Alois Senefelder (1771–1834) litografien, en trykkmetode som trykker direkte på en flat overflate, og startet dermed teknikken kjent som planografi. Han utviklet også en trelitografisk presse. Senefelder studerte opprinnelig juss, men gikk senere over til komponering, dog med liten suksess. På grunn av økonomiske vanskeligheter begynte han å trykke komposisjonene sine for salg, men trykkekostnadene var høye og fortjenesten liten. Han var deretter lærling i et trykkeri, men manglet kapital til å innovere på egen hånd. Mens han bodde nær Solnhofen-steinbruddet nær München, der det var rikelig med kalkstein, brukt til sliping av kobberplater eller som erstatning for kobberstikk, observerte han moren som vasket klær og skrev ved et uhell på en kalksteinplate med fet blekk. Han oppdaget at det ikke kunne vaskes bort etter flere dager. Dette førte til at han eksperimenterte med fet blekk på kalkstein, først skrev tekst speilvendt på steinen, deretter påførte en blanding av salpetersyre og gummi arabicum og til slutt blekk, noe som til slutt lyktes. Han kalte dette kjemisk trykk. Betegnelsen litografi kommer fra de greske ordene stein (litho) og skrive (graphein), nå synonymt med planografi.
I 1834 ble Senefelder inspektør ved det bayerske kongelige trykkeriet, men han døde i februar samme år.
I 1810 hjalp en tysker, F. Weishaept, Senefelder med å fullføre en jernhånddrevet litografisk presse.
I 1817 forsøkte Senefelder å bruke sinkplater i stedet for kalkstein til litografi, men uten hell.
I 1826 oppfant en franskmann, Niepce, heliografiprosessen.
I 1832 (Qing-dynastiet, 11. år av Daoguang) etablerte den britiske misjonæren W.H. Medhurst et litografisk trykkeri i Macao for trykking av kinesiske bøker.
I 1837 oppfant en franskmann, G. Engelmann, kromolitografien.
I 1840 oppfant en britisk oppfinner, M. Ponton, albuminprosessen.
I 1868 oppfant en tysker, J. Albert, kollotypien.
I 1869 oppfant en britisk vitenskapsmann, D. Hauron, trikromatisk fargelitografi ved hjelp av subtraktiv fargeblanding.
I 1876 (Qing-dynastiet, 2. år av Guangxu) etablerte en franskmann, fader Vénard, og en kineser, Qiu Ziangong, Tushehuan litografiske trykkeri i Shanghai for trykking av kirkeblader.
Offsettrykk bygger på prinsippet om at vann og olje frastøter hverandre. Trykkprosessen foregår slik:
Først dannes det fargede bildeområdet på offsetplaten. Bildet kan tegnes direkte på platen med en oljeholdig blyant eller lages ved hjelp av en fotografisk metode.
Deretter fuktes platen med vann. Fordi vann og olje frastøter hverandre, dekker vannet de ikke-bildeområdene på platen som bildet frastøter.
Så dekkes hele platen med farge. Siden vann og farge frastøter hverandre, frastøtes fargen av de fuktede områdene på platen og fester seg bare til de oljeholdige bildeområdene.
Til slutt presses papiret mot platens overflate, og det fargede bildet overføres til papiret.
Offsettrykk kalles også ofte litografi. I motsetning til høyttrykk og dyptrykk, der trykkbildet er hevet eller senket på platen, er trykkbildet i offsettrykk bare flatt på platens overflate. Under trykkprosessen, når papiret gnisser mot bildet, slites bildet raskt, spesielt når platen brukes i høyhastighetstrykkpresser. For å redusere slitasjen på platens bildeområder overføres bildet først til en gummivale.
Ifølge tilgjengelige opptegnelser ble offsettrykk oppfunnet av tyskeren Alois Senefelder i 1798, som trykket oljeholdige mønstre direkte på papir fra en tung kalksteinblokk. Ulike typer offsetplater brukes i høyhastighets- og små offsettrykkpresser, som gir større produksjon enn noen annen trykkmetode.
Offsettrykk, oppfunnet av Alois Senefelder fra Böhmen i 1798, var den første nye trykkprosessen siden oppfinnelsen av høyttrykk på 1400-tallet. I tidlig offsettrykk brukte man glatt kalkstein, derav det engelske navnet litography eller lithos, avledet fra det antikke greske ordet for stein. Etter at oljebaserte bilder ble påført steinen, ble det etset med syre under steinens overflate, og deretter ble en gummi arabicum-løsning påført, som bare festet seg til de ikke-oljeholdige områdene og forseglet dem. Under trykking festet vann seg til gummi arabicum-overflaten, men ikke til de oljeholdige delene, mens den oljeholdige fargen som ble brukt under trykking, festet seg til de oljeholdige bildeområdene.
I årene etter oppfinnelsen av offsettrykk ble denne trykkprosessen brukt til flerfargede bilder, kjent på 1800-tallet som kromolitografi. Mange utsøkte kromolitografiske trykk og publikasjoner fra 1800-tallet er fortsatt bevart i museer over hele USA og Europa. Hver farge brukte en egen steinplate. Den største utfordringen var nøyaktig registrering av bildene.
I dag brukes aluminiumsplater i offsettrykk. Platene børstes med en korntekstur, eller kornes, og belegges deretter med et jevnt lag lysfølsom emulsjon. Det fotografiske negativet av det ønskede bildet plasseres på platen og eksponeres, slik at det dannes et positivt bilde på emulsjonen. Etter kjemisk behandling fjernes den ueksponerte emulsjonen. Platen monteres på en valse i trykkpressen, og en fuktevalse går over platen og påfører vann på de grove områdene eller ikke-bildeområdene på platen. Deretter går en fargevalse over platen og påfører farge bare på de glatte områdene eller bildeområdene på platen.
Hvis dette bildet ble overført direkte til papir, ville det gi et speilvendt bilde, men papiret ville bli vått. Metoden som brukes, er å føre en valse dekket med gummiklede over platens overflate, som presser ut vannet og overfører fargen. (I virkeligheten er gummikledet elastisk og bedre til å overføre bildet, mens det fortsatt overfører vann, men i mindre mengder, noe som kan ignoreres.)
Valsen går over papiret og overfører fargen til papiret. Fordi bildet først overføres til gummivalsen, kalles denne prosessen også offsettrykk. Begrepet kommer fra den indirekte overføringen av bildet fra platen til gummivalsen og deretter til papiret.
Gjennom årene har denne prosessen gjennomgått mange innovasjoner og teknologiske forbedringer, inkludert flerfargetrykkpresser som kan trykke flere farger i én omgang, Dahlgren-fargesystemer som eliminerer behovet for fukting (fuktingen integreres i fargetilførselen).
På inngangssiden har fremskritt innen desktop publishing gjort det mulig for nesten alle å lage profesjonelle layout, og utviklingen av satssystemer har gjort at trykkerier kan hoppe over mellomtrinnet med fotosetting; satssystemer kan produsere film direkte fra datagenererte bilder. Siden 2000-tallet har direkte platelagingsmaskiner eliminert behovet for film og kan eksponere bildet direkte på trykkplaten.
Vannløst trykkprinsipp
Toray-systemet
Torays vannløse trykksystem består av tre hovedkomponenter: vannløse plater, spesialformulert vannløst trykkfarge og trykkutstyr utstyrt med temperaturkontrollsystem.
Strukturen til Toray vannløse plater er flerlaget. Det nederste laget er en aluminiumsbase, belagt med et lag lysfølsom polymer som mellomlag, og på toppen et 2 mikron tykt lag silikonharpiks. Avhengig av typen Toray vannløs plate varierer kjørelengden fra 150 000 til 600 000 trykk, basert på standard kobberplaterpapir. Hvis papirets overflate er grov, kan kjørelengden reduseres. Toray vannløse plater er resirkulerbare, i likhet med tradisjonelle resirkulerbare PS-plater. De egner seg for bruk på ulike ark- og rulloffsettrykkpresser.
Eksponering av disse platene kan oppnås med tradisjonelle vakuumramme-eksponeringsenheter og lyskilder, med eksponeringstider som ligner på tradisjonelle plater. Under eksponeringen kontrolleres UV-lysintensiteten basert på filmens tetthet, slik at lyset kan trenge gjennom silikonharpikslaget og eksponere polymerlaget under. Lystreaksjonen på polymerlaget er svært presis, noe som gir høy plateoppløsning på opptil 175 linjer per tomme, med et punktområde på 0,5 % til 99,5 %. Diagrammet nedenfor illustrerer bildedannelsesmekanismen til tradisjonelle våte plater sammenlignet med vannløse plater.
Etter eksponering fremkalles platene, en enkel prosess som involverer spesialkjemikalier og mekanisk utstyr for behandling av vannløse plater. Den behandlede platen har et silikonharpikslag i ikke-bildeområdet, som frastøter farge, mens silikonharpikslaget i bildeområdet er fjernet, slik at polymermaterialet som tiltrekker farge, blir igjen. Under utformingen av platen kan den tilpasses til å tiltrekke eller frastøte farge uten bruk av vann eller alkohol.
Hovedforskjellen mellom vannløs farge og tradisjonell farge ligger i typen harpiks og bindemiddel som brukes. Bindemiddelet i vannløse trykkfarger velges ut fra dets reologiske egenskaper og er litt mer viskøst enn bindemidler i tradisjonelle farger. Prinsippet for vannløst trykk bygger på at silikonharpikslaget i platens ikke-bildeområde har lavere overflateenergi. Hvis fargens viskositet er høy, er den molekylære tiltrekningen i fargen større enn dens affinitet til silikonharpiksen, noe som gir sterk frastøting av farge i disse områdene.
Temperatur er en viktig faktor som påvirker viskositeten. Siden vann ikke er involvert i den vannløse trykkprosessen, er det ikke noe stoff som kjøler platens overflate. På grunn av friksjon stiger temperaturen på platevalsens overflate kontinuerlig under trykking. I tillegg bidrar den høye viskositeten til vannløs farge og fargens gnissing på valsene også til økt overflatetemperatur.
Dette er grunnen til at presis temperaturkontroll er avgjørende i vannløst trykkutstyr. De mest populære systemene bruker vibrasjonskjølingsteknologi, der hule vibrasjonskjølevalse trekker ut kjølevæske under kjøleprosessen. Denne strukturen har vært brukt i mange år i høyhastighets rulloffsettrykkpresser. Etter forbedringer er den også tatt i bruk på arkoffsetutstyr. Nesten alle produsenter av arkoffsetpresser tilbyr hule fargevibrasjonsvalser for temperaturkontroll. Diagrammet nedenfor illustrerer et typisk temperaturkontrollsystem i en vannløs trykkpresse. Antall fargevibrasjonsvalser påvirker effektiviteten av temperaturkontrollen.
Temperaturkontrollsystemets funksjon er å sirkulere kjølevæsken langs valsenes bane og fjerne varmen som genereres av trykkenhetens mekaniske bevegelse.
Det er viktig å merke seg at denne typen system ikke er designet for å kjøle (eller avkjøle) fargevalsene, men bare for å opprettholde pressens iboende omgivelsestemperatur under normal drift. Å opprettholde en konstant temperatur er avgjørende for optimal fargeviskositet. Diagrammet nedenfor illustrerer det optimale temperaturarbeidsvinduet i et vannløst trykktemperaturkontrollsystem.
Korrektur i vannløst trykk kan gjøres direkte ved hjelp av film. Imidlertid kan ikke alle analoge systemer reprodusere den lave punktforstørrelsen i vannløst trykk nøyaktig. Noen erfarne vannløse trykkerier leverer korrekturer med høy presisjon, mens andre bruker kalibrerte digitale korrektursystemer for å oppnå gode resultater.
Presstek-systemet
Presstek PEARLdry-trykksystemet består av to hovedkomponenter: trykkplater og spesialformulert vannløs farge, som er svært lik fargen som brukes av Toray.
Ifølge Presstek er installasjon av temperaturkontrollsystem valgfritt for trykkerier. For å oppnå høyere kjørelengde anbefales det imidlertid å installere et temperaturkontrollsystem. Maksimal kjørelengde for PEARLdry-plater er 50 000 trykk. PEARLdry-plater er også resirkulerbare, med maksimal platestørrelse 23,75" x 29,4" (fire opp). Diagrammet nedenfor illustrerer PEARLdry ABL-negativplaten som brukes i vannløst trykk.
I likhet med Toray-plater er det øverste laget av PEARLdry-plater et silikonharpikslag som frastøter farge. Mellomlaget er lysfølsomt og kan absorbere farge samtidig som det opprettholder platestabilitet.
Bildedannelse og eksponering av platene gjøres uten behov for film og platefremkalling. Bildeteknologien som brukes er ablativ bildedannelse, som bruker en serie IR (infrarøde) laserdiodearrayer for å fjerne silikonharpiksbildelaget og eksponere aluminium- eller polyesterlaget under for fargeabsorpsjon. Under bildedannelsen varmer laserne raskt opp bildelaget, noe som forårsaker gassutvidelse som skiller bildet og det øvre silikonharpikslaget fra platen. Når platen er eksponert, stripes den og monteres på pressen. Dette systemet muliggjør direkte plateeksponering på pressen (som 8-opps A3-format GTP-DI eller Quickmaster DI), eller offline plateeksponering ved hjelp av Pressteks PEARLsetter-eksponeringsenhet. Offline eksponeringsstørrelser inkluderer 8-opps A3 (15,75"x20") og 4-opps A2 (23,75"x29,4"). For større formater opp til 40 tommer (102 cm) kan eksponering av store plater oppnås ved hjelp av termiske direkte bildemaskiner. Med fremveksten av ulike PostScript-systemer kan vannløst trykk korrekturtrykkes ved hjelp av ulike typer digitale korrektursystemer, som Iris blekkskrivere og 3M Rainbow.
Fordeler
Miljøvennlig: Eliminerer bruk av fuktevæske, noe som er svært gunstig for miljøet.
Konsistente farger: Uten fuktesystem minimeres fargevariasjoner på trykksakene under trykkprosessen.
God fargemetning: Vannløst trykk oppnår omtrent 20 % høyere fargetetthet enn SWOP-standarder (Specifications for Web Offset Publications, et vanlig fargesett i USA).
Punktforstørrelse: Utmerket gjengivelse av detaljer, med lav punktforstørrelse i vannløst trykk, noe som muliggjør trykk av jobber med høy linjeraster og utmerket detaljgjengivelse. Selv med en linjeraster på 175 linjer per tomme gir vannløst trykk utmerkede resultater.
Bredt substratområde: Vannløst trykk kan brukes på papir og substrater som tradisjonelt trykk ikke kan, som bestrøket papir. Uten fuktesystem elimineres mange papirrelaterte problemer i tradisjonelt trykk.
Kort trykkforberedelsestid: Omtrent 40 % kortere enn tradisjonell trykkforberedelsestid.
Miljøpåvirkning
Gjennombrudd innen miljøvern.
Frisk luft, rikelige vannkilder, tette skoger og trygge arbeidsforhold er miljømål som land over hele verden etterstreber. Imidlertid har trykkindustrien i noen områder forårsaket alvorlig miljøskade. Vannløst trykk kan gi betydelige bidrag til miljøvern.
Eliminering av flyktige organiske forbindelser (VOC).
Vannløst trykk eliminerer bruken av VOC som finnes i fuktevæsker. Noen VOC kan nedbryte ozonlaget og bidra til global oppvarming. Ved å bruke vannbaserte farger tar vannløst trykk farvel med VOC.
Revolusjon innen fargeteknologi eliminerer behovet for organiske løsemidler ved rengjøring av gummiklede, noe som i stor grad reduserer utslippet av VOC. Vaskeløsninger består av 93 % vann og 7 % ufarlige overflateaktive stoffer (som såpe), noe som gjør dem til vannbaserte rengjøringsmidler.
Beskyttelse av vannressurser.
I 1995 hadde 92 % av verdens befolkning tilgang til tilstrekkelige vannkilder. Men hvis vannressursene fortsetter å bli forbrukt i dagens tempo, vil bare 58 % av verdens befolkning ha tilgang til tilstrekkelig vann innen 2050. I fremtiden kan noen land til og med gå til krig om vannressurser.
Vannløst trykk kan beskytte vannressurser. For eksempel sparer et sveitsisk trykkeri som innførte verdens første generasjon vannløse rulloffsetpresser 250 000 liter vann årlig. Mesteparten av dette vannet ville ellers blitt hentet fra en nærliggende innsjø, som er vannkilde for nesten ti tusen mennesker.
Beskyttelse av skogressurser.
Produksjon av ett tonn papir krever bruk av 17 store trær, nok til å gi papir til 20 personer som leser aviser i ett år.
Mens ødeleggelsen av skoger gir råmateriale til papirproduksjon, ødelegger den også naturlige habitater for utallige planter og dyr, og forstyrrer den økologiske balansen alvorlig.
På grunn av den raske fargeherdingen i vannløst trykk kan ark umiddelbart registreres og fargekonsistensen opprettholdes under trykking, noe som gir 30 % til 40 % reduksjon i papirforbruket sammenlignet med tradisjonelt trykk. Dette beskytter ikke bare skogene, men reduserer også produksjonskostnadene betydelig.
Et renere miljø og sunnere mennesker.
Trykkeriarbeidere som puster inn gasser som inneholder giftige organiske forbindelser hele dagen, skader helsen betydelig, påvirker nyre- og lungefunksjon, forårsaker tørr hud og kan til og med føre til dermatitt og skader på nervesystemet, blant annet.
Den mest alvorlige helseskaden oppstår når arbeidere bruker svært flyktige løsemidler til å rengjøre gummiklede.
Det er klart at vannløst trykk, som eliminerer bruken av fuktesystemer, fjerner giftige stoffer fra rengjøringsmidler for gummiklede, og beskytter ikke bare luft, jord og vann, men også menneskers helse.
Sammenligning med tradisjonelt trykk
Klarere og livligere farger. Sammenligning av trykk mellom vannløst og tradisjonelt trykk viser at vannløse trykk har større kontrast, med mørkere skyggeområder og lysere høylys. Vannløst trykk kan oppnå trykkvalitet som tradisjonelt trykk ikke kan.
Mer nøyaktig fargegjengivelse. Vannløse trykk har høyere fargetetthet, noe som gir rikere og mer realistiske bilder sammenlignet med tradisjonelle trykk.
Bedre oppløsning. Vannløse trykk virker skarpere og livligere sammenlignet med tradisjonelle trykk. Vannløst trykk bruker en linjeraster på 300 linjer per tomme, mens tradisjonelt trykk bruker 175 linjer per tomme.
Større fargeområde. Vannløst trykk oppnår bedre trykkvalitet. På grunn av lav punktforstørrelse kan fine detaljer i skyggeområder gjengis tydelig. Spesielt utvider den høyere fargetettheten i vannløse trykk fargeområdet, noe som gir mer mettede farger.
Diagrammet nedenfor viser fargerommet til tre typer trykk målt med et SPM100-densitometer. Fargerommet til tradisjonelt trykk er betydelig mindre enn for vannløst trykk.
På grunn av den høye fargetettheten er fargeromomkretsen til vannløst arkoffsettrykk 21,3 % lengre enn for tradisjonelt rulloffsettrykk, og 13 % lengre enn for tradisjonelt arkoffsettrykk.