DE10308948A1

DE10308948A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen und Entfernen abbildbarer Materialien

Info

Publication number: DE10308948A1
Application number: DE2003108948
Authority: DE
Inventors: Julian Y Chia; Fernando Lopes; Bradley J F Palmer
Original assignee: Creo Inc
Current assignee: Creo Inc
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2003-12-11
Also published as: JP2004122102A

Abstract

Ein Sprühdüsensystem ist zur Aufbringung abbildbarer Materialien auf Substrate geeignet. Das System kann für die Vorort-Herstellung lithographischer Druckoberflächen zur Verwendung beim Drucken verwendet werden. Eine Waschdüse und ein Vakuumanschluss sind mit der Sprühdüse integriert zur Verwendung beim Reinigen der Druckrückstände von einer verwendeten Druckoberfläche in der Vorbereitung eines nachfolgenden Druckauftrags. Die integrierte Düsenanordnung ist bei Beschichtungs- und Reinigungsvorgängen verwendbar, die entweder mit Presse oder ohne Presse durchgeführt werden können, und die Wiederverwendung eines einzelnen Drucksubstrats in einer Vielzahl von Druckaufträgen wird ermöglicht.

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft das Aufbringen von Materialbeschichtungen auf Oberflächen. Die Erfindung findet insbesondere Anwendung auf dem Gebiet des Lithographiedrucks, wo sie zum Aufbringen lithographischer Precursormaterialien auf Druckoberflächen einsetzbar ist.

Hintergrund der Erfindung

Es gibt viele Anwendungen in der Druckindustrie, die das Aufbringen eines abbildbaren Materials auf ein Substrat erfordern. Eine solche Anwendung ist der Lithographiedruck. Lithographiedruck beinhaltet das Abbilden eines Materials zur Erzeugung einer Oberfläche, welche unterschiedliche Affinitäten zu Wasser und/oder Tinte aufweist. Das Material kann auf einem plattenartigen Substrat in der Form einer Druckplatte, auf einer Hülle bzw. Manschette oder direkt auf einem Zylinder in einer Druckpresse bereitgestellt werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß einem Aspekt dieser Erfindung wird eine Vorrichtung zur Herstellung und Wiederverwertung einer Druckoberfläche bereitgestellt. Ein gemeinsames Gehäuse hält eine Sprühdüse zur Beschichtung eines Drucksubstrats mit einem lithographischen Precursormaterial sowie eine Waschdüse zur Entfernung von Druckrückständen von einer Druckoberfläche, welche in einem Druckvorgang verwendet wurde. Die Sprüh- und Waschdüsen sind von einer Blende bzw. Abschirmung umgeben, welche auch eine Vakuumöffnung zur Kontrolle eines Übersprühens und zur Entfernung von Druckrückständen, die bei dem Waschdüsenbetrieb freigesetzt wurden, beinhaltet. Gesammelte Rückstände können einem Behandlungssystem zur sicheren Beseitigung und/oder Wiederverwertung zugeführt werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Aufbringen einer abbildbaren Beschichtung auf ein Substrat bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst mindestens eine Sprühdüse, die zu dem Substrat gerichtet ist, wobei die Düse an eine Zufuhr eines abbildbaren Beschichtungsmaterials anschließbar ist; und mindestens eine Waschdüse, die zu dem Substrat gerichtet ist, wobei die Waschdüse an eine Quelle eines unter Druck stehenden Waschfluids anschließbar ist. Die Sprühdüse und die Waschdüse bilden eine integrierte Einheit.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Herstellung und zum Recyceln bzw. zur Wiederverwendung einer Druckoberfläche bereitgestellt. Die Vorrichtung weist ein Trägergehäuse auf; mindestens eine Sprühdüse zur Beschichtung eines Drucksubstrats mit einem lithographischen Precursormaterial bzw. Vorläufermaterial und zur wahlweisen Aufbringung eines Reinigungsmittels zur Unterstützung der Reinigung von Druckrückständen von der Druckoberfläche nach einem Druckvorgang; mindestens eine Waschdüse, die mit einer Quelle eines unter Druck stehenden Waschfluids versehen wird, wobei die Waschdüse zur Entfernung von Druckrückständen auf die Druckoberfläche gerichtet ist; eine Verschlussdüse, die zum Ausstoßen eines Fluidstroms quer vor die Sprühdüse während eines Spül- oder Grundiervorgangs ausgelegt ist, wobei der Fluidstrom so betreibbar ist, dass er durch die Sprühdüse ausgestoßene Spül- und Grundier-Produkte hält bzw. zurückhält; und eine Blende, welche die Sprühdüse und die Waschdüse umgibt und zu dem Drucksubstrat hin verläuft, wobei die Blende in Kombination mit mindestens einer an eine Vakuumquelle angeschlossenen Öffnung betreibbar ist, um eine Übersprühung sowie bei dem Betrieb der Sprühdüse und der Waschdüse erzeugte Rückstände zu entfernen.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Sprühdüsen-Vorrichtung zur Beschichtung eines Substrats mit einem abbildbaren Fluid bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst einen Düsenkörper mit einer Vielzahl von Fluid-Verbindungsanschlüssen an einer Rückseite davon, eine Sprühdüsen-Spitze auf einer Vorderseite des Düsenkörpers zum Ausstoßen des abbildbaren Fluids, wobei die Sprühdüsen-Spitze über eine Fluid- Leitung, die durch den Düsenkörper verläuft, mit einem der Verbindungsanschlüsse verbunden ist; sowie eine die Sprühdüsen-Spitze umgebende Leitung, wobei die Leitung über einen anderen der Fluid-Verbindungsanschlüsse an eine Zufuhr eines unter Druck stehenden atomisierenden Fluids anschließbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Beschichtung eines Drucksubstrats mit einem Fluid in einem Vorort-Plattenherstellungs-System bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet das Bereitstellen einer Fluid-Quelle; Ausstoßen des Fluids über eine Sprühdüsen-Spitze; und Atomisieren des Fluids und Richten des atomisierten Fluids zu dem Drucksubstrats hin, unter Verwendung eines unter Druck stehenden Fluidstroms durch eine die Sprühdüsen-Spitze umgebende Luftleitung.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Rückgewinnung eines Waschfluids aus Waschabwasser, enthaltend Rückstände des Waschens einer Druckoberfläche nach der Verwendung in einem Druckvorgang bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet: Sammeln des Waschabwassers über ein oder mehrere Öffnungen, wobei die Öffnungen an eine Vakuumquelle angeschlossem sind; und Wiederverwenden des Waschabwassers als Waschfluid in einem nachfolgenden Reinigungsvorgang. In bevorzugten Ausführungsformen beinhaltet das Verfahren die Abtrennung der Rückstände von dem Waschabwasser in einen oder mehreren Fluid-Behandlungsstufen vor der Wiederverwendung.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Entfernung von Druckrückständen von einer Druckoberfläche im Anschluss an einen Druckvorgang bereitgestellt. Das Verfahren umfasst: Richten zweier oder mehrerer Strahlen eines Waschfluids auf die Druckoberfläche, um die Druckrückstände von der Druckoberfläche freizusetzen; Rückführen der Druckrückstände von der Druckoberfläche weg, und Sammeln der Druckrückstände unter Verwendung einer Vakuumquelle.
Weitere Aspekte der Erfindung sowie Merkmale und Vorteile verschiedener Ausführungsformen der Erfindung sind unten beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In den Zeichnungen, die nicht einschränkende Ausführungsformen der Erfindung erläutern:
ist Fig. 1-A eine Abbildung einer Ausführungsform der integrierten Sprühdüsen-Anordnung der vorliegenden Erfindung;
ist Fig. 1-B eine Abbildung einer anderen Ausführungsform der integrierten Sprühdüsen-Anordnung der vorliegenden Erfindung; ist Fig. 2 ein Flussdiagramm für einen Sprüh- und Reinigungsvorgang;
ist Fig. 3 eine Detailansicht der Sprühdüse;
ist Fig. 4 eine Detailansicht einer Multistrahl-Waschdüse; und
zeigt Fig. 5 ein Filtrationssystem zur Behandlung des in einem Waschvorgang gesammelten Fluids.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Durchgehend sind in der nachfolgenden Beschreibung spezifische Details angegeben, um ein gründlicheres Verständnis der Erfindung zu gewährleisten. Die Erfindung kann jedoch ohne diese Besonderheiten durchgeführt werden. In anderen Fällen wurden bekannte Elemente nicht gezeigt oder im Detail beschrieben, um eine unnötige Verschleierung der Erfindung zu vermeiden. Demgemäß sind die Beschreibung und die Zeichnungen als erläuternd und nicht einschränkend anzusehen.
Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zum Aufbringen gesprühter Beschichtungen auf Substrate. Die Erfindung weist eine besondere Anwendbarkeit beim Aufbringen lithographischer Precursormaterialien auf Druckoberflächen beim Lithographiedruck auf. Die Erfindung kann auf andere Weisen angewandt werden, einschließlich des Aufbringens von Schichten entfernbarer oder auf andere Weise abbildbarer Materialien auf Oberflächen von Flexographie-Druckplatten, die Aufbringung von Beschichtungen für Tiefdruck, die Aufbringung von Beschichtungen auf Glasmetall- oder Kunststoff-Substrate und Ähnliches. In der nachfolgenden Beschreibung sind Beispielanwendungen der Erfindung auf dem Gebiet des Lithographiedrucks beschrieben.
Der Begriff "Härten" wird hier zur Bezeichnung eines Verfahrens zur Herstellung eines beschichteten Lithographie- Precursormaterials zur Abbildung bzw. Bildgebung verwendet, und schließt Erwärmen, Bestrahlen mit einer Lichtquelle, Bestrahlen mit Ultraviolettlicht oder einfach das Verstreichenlassen von Zeit ein. Härten beinhaltet Trocknen. Der Begriff lithographisches Precursormaterial" wird hier zur Beschreibung eines Materials verwendet, das auf ein Drucksubstrat sprühbar ist, und anschließend bildweise umwandelbar oder entfernbar ist, um eine Druckoberfläche zu erzeugen, die selektiv mit Tinte versehen werden kann und für Lithographiedruck verwendet werden kann. Precursormaterialien beinhalten Pulver, Fluide, Fluid-Suspensionen, Mischungen aus einer Vielzahl verschiedener Fluide, oder mehrere Fluide, die gerade vor dem Sprühen vermischt werden, sind jedoch nicht hierauf beschränkt. Der Begriff "Drucksubstrat" wird hier verwendet, um eine Oberfläche zu beschreiben, die in der Lage ist, ein aufgesprühtes lithographisches Precursormaterial aufzunehmen, einschließlich, jedoch nicht hierauf beschränkt, der Oberfläche eines Druckzylinders, eines Plattensubstrats, das entweder an einen Druckzylinder oder eine separate Vorrichtung geklemmt ist, oder eines zylindrischen Buchsensubstrats, das über einen Druckzylinder geschoben werden kann. Das Substratmaterial könnte Aluminium, Stahl, Polyester oder irgendeines einer Vielzahl anderer Materialien sein, die zu Verwendung in Druckplatten geeignet sind.
Fig. 1-A zeigt eine Sprühdüsenanordnung 1 gemäß der Erfindung. Die Düsenanordnung 1 weist ein Aufsatzgehäuse 2 auf, welches mindestens eine Sprühdüse 3 trägt, eine optionale weitere Düse 4, eine Blende 5 und eine Waschdüse 6. Vorzugsweise weist die Blende 5 eine Vorderseite auf, die mit einem Radius gebildet ist, der im Wesentlichen dem eines Druckzylinders gleicht, mit welchem die Düsenanordnung 1 verwendet wird. Blende 5 kann während Sprüh- oder Waschvorgängen nahe an die Zylinderoberfläche gebracht werden, um Sprüh- und Waschfluide aufzunehmen.
Zwischen Blende 5 und Gehäuse 2 befindet sich ein offener Raum oder eine Kammer 7. Ein Vakuumanschluss 8 ist in das Gehäuse einbezogen und an eine Vakuumquelle (nicht gezeigt) angeschlossen, um eine Strömung durch die Kammer 7 zu dem Vakuumanschluss 8 zu erzeugen. Gehäuse 2 ist an einem Verteiler angebracht (nicht gezeigt), welcher Zufuhrleitungen für das lithographische Precursormaterial, Waschlösungen, Luftzufuhr und Vakuum trägt. Vorzugsweise werden alle Fluid- und Luft- Verbindungen durch Anschlüsse eines Schnellverbindungstyps hergestellt, einschließlich Abdicht- und Abschalt- Vorrichtungen, um ein schnelles sauberes Auswechseln der Düsenanordnung 1 zu ermöglichen.
Fig. 1-B zeigt eine Sprühdüsenanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, welche eine Heizeinrichtung 12 beinhaltet. Heizeinrichtung 12 härtet das lithographische Precursormaterial teilweise oder vollständig gleichzeitig oder im Anschluss an die Beschichtung. Heizeinrichtung 12 kann irgendeinen Typ eines elektrischen Heizelements umfassen. In diesem Fall liefert eine Spannungsquelle (nicht gezeigt) bei Verwendung einen Heizstrom über ein Paar von Drähten 13 an das Element. Alternativ kann die Heizeinrichtung 12 eine Leitung umfassen, welche ein erwärmtes Fluid führt. Das Fluid kann beispielsweise erwärmte Luft, erwärmtes Wasser oder Dampf umfassen. Der Wärmeübergang kann durch Luftkonvektion, Strahlung, Induktion oder eine Kombination dieser Mechanismen erfolgen.
Der untere Teil des Gehäuses 2 nahe dem Heizelement 12 kann wahlweise Rippen aufweisen, um eine konvektive Wärmeübertragung auf ein aufgesprühtes lithographisches Precursormaterial zu verbessern.

ALLGEMEINE BETRIEBSWEISE

Fig. 2 ist ein Prozess-Flussdiagramm, welches einen Prozessvorgang einer Sprühdüsen-Anordnung wie in Fig. 1A oder 1B gezeigt, darstellt. Der Einfachheit halber wird der Prozess in Bezug auf ein System "mit Presse" (Englisch "on-press") beschrieben, obwohl einige der Schritte ohne Presse durchgeführt werden können. Der Begriff "mit Presse" wird hier zur Beschreibung einer Vorrichtung verwendet, die permanent oder ablösbar in der Nähe einer Druckkwalze bzw. eines Druckzylinders angebracht ist. Auf gleiche Weise bezieht sich der Begriff "ohne Presse" (Englisch: "off-press") auf Vorgänge, die in einer von einer Presse getrennten Vorrichtung durchgeführt werden. Für Systeme ohne Presse ist der Plattentransport nicht notwendigerweise ein Zylinder oder eine Trommel. Sowohl Flachbett- als auch Innentrommelsysteme sind in der Technik weithin bekannt und können zur Anpassung an die hier ausgeführte integrierte Sprühdüse eingerichtet werden. Eine in einem System ohne Presse hergestellte Platte kann manuell oder automatisch zu einer Druckpresse übertragen werden.
In Fig. 2 sind Schritte, die nicht direkt Teil der vorliegenden Erfindung sind, mit gestrichelten Linien gezeigt. Es wird angenommen, dass ein neuer Druckauftrag 20 mit einem gereinigten Drucksubstrat beginnt, dass zur Aufnahme von lithographischem Precursormaterial bereit ist. In Schritt 21 wird die Sprühdüse mit einem lithographischen Precursormaterial grundiert bzw. vorbereitet. Das lithographische Precursormaterial wird in Schritt 22 auf das Drucksubstrat gesprüht. Einem Härtungsschritt 23 folgt ein Schritt 24, der Abbildungs- und Druckvorgänge beinhaltet. Wenn eine Heizeinrichtung 12 zur teilweisen oder vollständigen Härtung des lithographischen Precursors verwendet wird, kann Schritt 23 gleichzeitig mit Schritt 22 durchgeführt werden. Alternativ kann Schritt 23 separat vordem Abbildungsschritt 24, durchgeführt werden.
Während Schritt 23 und 24 durchgeführt werden, ist die Düse 23 nicht in Verwendung. Spül- und Grundierschritte 26 und 27 können parallel mit den Schritten 23 und 24 durchgeführt werden, um Zeit zu sparen. Schritte 26 und 27 beziehen sich auf die Reinigung der Düse und die Vorbereitung der Druckoberfläche zum Reinigen, nachdem der Druck abgeschlossen ist. In Schritt 26 wird überschüssiges lithographisches Precursormaterial unter Verwendung eines Spülfluids von Düse 3 weggespült. Das Spülfluid könnte Luft, ein Gas, Wasser, entionisiertes Wasser, ein Lösungsmittelgemisch oder irgendein anderes, zum Spülen des lithographischen Precursormaterials geeignetes Mittel sein. In Schritt 27 wird die Düse wahlweise mit dem Reinigungsmittel grundiert, welches in Schritt 28 bei Beendigung des Druckauftrags 25 auf die verwendete Druckoberfläche gesprüht wird.
Die Verwendung eines Reinigungsmittels hilft bei der Entfernung von auf dem Druckzylinder verbleibendem Druckrückstand nach einem Druckvorgang. Der Begriff "Druckrückstand" wird hier zur Beschreibung des Materials verwendet, das nach Beendigung eines Druckauftrags an dem Zylinder haftet, eingeschlossen, jedoch nicht hierauf beschränkt, lithographisches Precursormaterial, Tinte, Quelllösung bzw. Sprühverteilerlösung und irgendwelche anderen verbleibenden Materialien, die während des Druckprozesses auf der Druckoberfläche abgelagert wurden. Abhängig von dem verwendeten lithographischen Precursormaterial kann ein Reinigungsmittel erforderlich sein oder nicht.
Reinigungsmittel können ein Fluid oder eine Kombination von Fluids umfassen, die die Erweichung oder Auflösung der Tinte und des lithographischen Precursormaterials bewirken, die im Anschluss an einen Druckauftrag auf der Druckoberfläche verbleiben. Vorteilhafterweise beschichtet das Reinigungsmittel auch die Innenwände der Kammern 7 und löst irgendwelche Anreicherungen an den Wänden von früheren Sprühvorgängen. Anreicherungen des lithographischen Materials auf den Wänden der Blende 5 oder irgendwo anders in der Düsenanordnung 1 können den richtigen Betrieb der Düsenanordnung 1 stören. Daher ist es wünschenswert, diese Produkte effektiv zu entfernen, bevor eine Anhäufung stattfindet.
In Waschschritt 29 werden Abfallprodukte abgewaschen und durch das Vakuum von dem Vakuumanschluss 8 abgezogen. Bei Waschschritt 29 können auch die Düsenvorrichtungs-Oberflächen gereinigt werden, um eine Anreicherung von Materialien auf diesen Oberflächen zu verhindern. Sprühdüse 3 kann in Schritt 30 von Reinigungsmittel abgespült werden. Schritte 29 und 30 können gleichzeitig durchgeführt werden. An dem Entscheidungsschritt 31 werden, wenn keine weiteren Druckaufträge laufen sollen, die Düsen in einem Spülzustand gelassen, und das System geht bei Beendigung des Waschschritts 29 in einen Standby- Modus 33 über. Wenn ein anderer Druckauftrag innerhalb eines gewählten Zeitraums laufen soll, wird Sprühdüse 3 in Schritt 32 grundiert, was gleichzeitig mit dem Waschschritt 29 erfolgen kann. Bei Beendigung der Schritte 32 und 29 beginnt der Prozess mit dem neuen Druckauftrag bei Schritt 22.
Die obige Beschreibung beschreibt die Verwendung einer einzigen Düse zum Aufbringen sowohl des lithographischen Precursormaterials als auch des Reinigungsmittels. Wenn die integrierte Sprühdüse mit einer Waschdüse 6 zum Sprühen des Reinigungsmittels ausgestattet ist, kann der Grundierungsschritt 27 nicht erforderlich sein. Abhängig von dem verwendeten lithographischen kann es möglich sein oder auch nicht, auch ohne den Schritt 26 auszukommen, da sich das lithographischen Precursormaterial in der Düse verfestigen kann. Unabhängig davon ist ein periodisches Spülen beider Düsen 3 oder 6 vorteilhaft, wobei das Intervall durch die in Verwendung befindlichen Materialien und die Zeit zwischen Druckaufträgen bestimmt wird.
Das Anlegen eines Vakuums ist einigen der Schritte von Fig. 2 implizit. Ein Vakuum wird mit verschiedenen Graden bei den Grundier-, Spül- und Sprühschritten angelegt, wie weiter unten ausführlicher beschrieben ist. Im Allgemeinen kann ein Vakuum an den Vakuumanschluss 8 angelegt werden, wann immer es wünschenswert ist, überschüssiges Fluid aus Kammer 7 zu entfernen. Weiterhin kann das Vakuum auch mit einer niedrigen Vakuumströmung während des Standby angelassen werden, um Düsen 3 und 6 trocken zu halten und eine Verunreinigung von dem Druckvorgang zu minimieren.
Die während der verschiedenen Schritte erforderlichen Vakuumströmungsgeschwindigkeiten hängen von den Dimensionen und spezifischen Konstruktionsdetails der Vorrichtung gemäß der Erfindung ab. In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine Strömungsgeschwindigkeit von ungefähr 5 scfm während des Druckens beibehalten, um ein Übersprühen zu sammeln, eine Strömungsgeschwindigkeit von 35 scfm wird während des Waschens aufrecht erhalten, eine Strömungsgeschwindigkeit von etwa 5 scfm wird während des Grundierens beibehalten, und eine Strömungsgeschwindigkeit von 1-2 scfm wird während des Standby beibehalten.
Eine Vorrichtung gemäß einiger Ausführungsformen der Erfindung weist mehrere Vakuumöffnungen auf, die zur effektiven Entfernung verblaibender Druckprodukte positioniert ist. In den erläuterten Ausführungsformen ist es vorteilhaft, die Öffnungen an einen einzigen Vakuumanschluss anzuschließen, so dass die Abfallprodukte für eine spätere Entsorgung auf sichere Weise gesammelt werden können. Dieses vereinfacht eine Behandlung und Entsorgung, während die Verwendung einer einzigen variablen Vakuumquelle für alle Vorgänge ermöglicht wird.
Der oben beschriebene Prozess ist als ein Beispiel für den Betrieb der integrierten Sprühdüse angegeben. Die Reihenfolge und die genauen Details des Prozesses können abhängig von den spezifischen Umständen variiert werden, ohne von der Erfindung abzuweichen. Individuelle Komponenten der Düsenanordnung 1 werden nun ausführlicher beschrieben.

SPRÜHDÜSE

Fig. 3 zeigt eine modulare Sprühdüse 3. Düse 3 kann als eine Einheit ausgetauscht werden, wenn sie blockiert wird oder ein Austausch oder eine Wartung erforderlich ist. Vorrichtung 1 kann durch Austausch der Düse 3 durch eine andere Düse 3, welche ein unterschiedliches Sprühprofil bereitstellt, an verschiedene Anwendungen angepasst werden.
Das aufzusprühende Fluid kann ein lithographisches Precursormaterial sein, ein Düsen-Reinigungsfluid oder ein Reinigungsmittel zur Entfernung des lithographischen Precursormaterials nach Verwendung. Während die nachfolgende Erfindung sich speziell auf eine Düse bezieht, bei der ein Luftstrom zur Atomisierung des Sprühfluids verwendet wird, gibt es in der Praxis viele andere Wege, ein Fluid zum Sprühen zu atomisieren, einschließlich Scheibenatomisierer, piezoelektrische oder elektrostatische Atomisierer, luftfreie Atomisierer, Luft-luftfreie und HVLP(High Volume Low Pressure = großes Volumen niedriger Druck)-Atomisierer, die alle in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Die Typen aufzusprühender Fluids können auch verschiedene Auswahlen der Sprühdüse erfordern, was durch die modulare Gestaltung der Düse der vorliegenden Erfindung erleichtert wird.
In einer Ausführungsform der Erfindung versprüht Düse 3 ein Fluid durch eine Düsenspitze 40. Düsenspitze 40 ist von einer Luftleitung 41 umgeben. Ein Luftstrom oder ein anderes geeignetes Gas durch Leitung 41 dient zur Atomisierung und zur Richtung des lithographischen Precursormaterials zu der Druckoberfläche hin. Abhängig von dem aufzusprühenden lithographischen Precursormaterial kann Luft der Leitung 41 wahlweise erwärmt werden, um die Viskosität des lithographischen Precursormaterials zu vermindern, wodurch die Atomisierung unterstützt wird. Weiterhin hilft heiße Luft in gewissem Ausmaß beim Härtprozess, abhängig von den verwendeten Materialien. Während Luft das einfachste Fluid zur Verwendung als ein Atomisierer ist, können auch andere Fluids oder Fluid-Gemische, wie beispielsweise reiner Stickstoff, verwendet werden.
Eine Vielzahl an Luft- und Fluid-Verbindungsanschlüssen 46 sind an der Rückseite der modularen Düse 3 vorgesehen. Einer der Anschlüsse 46 leitet ein aufzusprühendes Fluid durch eine innere Leitung zur Düsenspitze 40. Es ist vorteilhaft, ein schnell arbeitendes Abschaltventil (nicht gezeigt) so nah wie möglich zur Düsenspitze 40 einzubeziehen, insbesondere, wenn das lithographischen Precursormaterial auf eine Platte gesprüht werden soll, die durch eine Klemme an einen Zylinder geklemmt ist. Es ist unerwünscht, lithographischen Precursormaterial über die Klemme zu sprühen, da der Klemmmechanismus mit der Zeit verschmutzen würde und lithographischen Precursormaterial verschwendet würde. Das schnell arbeitende Abschaltventil kann zur Unterbrechung der Sprühung über dem Klemmbereich verwendet werden. Wenn das lithographische Substrat ein randfreier Zylinder ist, besteht typischerweise kein Erfordernis, die Sprühung zu unterbrechen, ein Sprüh- Abschaltventil nahe der Düsenspitze 40 ist aber dennoch vorteilhaft zur Gewährleistung einer präzisen Steuerung der lithographischen Precursormaterial-Aufbringung. Das Ventil kann beispielsweise vom pneumatischen Magnetventiltyp sein, das über ein entferntes Ventil (nicht gezeigt) durch eine Luftzufuhr betrieben wird oder ein schnell arbeitendes elektrisches Magnetventil. Das durch den Magneten aktivierte Ventilelement blockiert typischerweise die Fluid-Überführung in der Nähe der Düsenspitze 40.
Die Form des Sprühmusters von Düse 3 ist wichtig sowohl für die Aufbringgeschwindigkeit als auch die Einheitlichkeit. Ein breites Fächer-Sprühmuster ist insbesondere vorteilhaft, wenn das lithographische Precursormaterial nicht über einen Klemmmechanismus gesprüht werden darf, da ein solches Muster eine einheitliche Aufbringung gewährleisten kann, die sich auf periphere Kanten einer zylindrischen Druckoberfläche erstreckt. Ein fächerförmiges Muster gewährleistet eine solche gleichmäßige Aufbringung quer zur Zylinderrichtung nicht.
Das lithographischen Precursormaterial wird typischerweise aufgebracht, während der Zylinder rotiert. Ein Wagen, der die Düsenanordnung 1 trägt, wird entlang des Zylinders in einer Richtung parallel zur Zylinderachse bewegt. Typischerweise schreitet der Wagen bei jeder Umdrehung des Zylinders einen Bruchteil der Breite des Sprühmusters voran, wobei der Anteil zur Erreichung einer einheitlichen bzw. gleichmäßigen Auftragung optimiert wird. Ein breites Fächer-Sprühmuster ist vorteilhaft zur Verbesserung der Aufbringgeschwindigkeit, indem dem Wagen eine schnellere Bewegung ermöglicht wird.
Während ein Fächer-Sprühmuster in einigen Fällen vorteilhaft ist, kann bei einer Ausführungsform, wo ein Klemmmechanismus nicht vermieden werden muss, eine einfache ovale oder runde Sprühung auch vorteilhaft sein, da diese an den Kanten eine bessere Gleichmäßigkeit gewährleistet. In der peripheren Richtung befinden sich keine Kanten, die beachtet werden müssen, da die Aufbringung in diesem Fall kontinuierlich ohne einen Rand oder Spalt erfolgt.
In einer Ausführungsform ist ein zusätzliches Paar Luftdüsen 42 zur Erzeugung von Luftstrahlen, gerichtet zu einem Punkt 44 auf der zentralen Achse 45 der Düsenanordnung 3, angeordnet. Die Luftstrahlen von Düsen 42 wirken in Kombination mit der Luftströmung von Leitung 41 zur Formung der von der Sprühspitze 40 abgegebenen Sprühung zu einer Fächerform 43. Sprühdüsen 42 sind in Fig. 1-A als einfache Leitungen gezeigt, die in dem Körper der Düsenanordnung 3 gebildet sind, sie können jedoch statt dessen auch aus der Vorderseite der Sprühvorrichtung 3 herausragen, um das gewünschte Sprühmuster weiter zu ändern.
Luft für Leitung 41 und die Düsen 42 kann mittels eines entfernten Verteilers (nicht gezeigt) zugeführt werden. Vorteilhafterweise werden Luftleitung 41 und Luftdüsen 42 separat über separate Anschlüsse 46 versorgt, und die Strömungsgeschwindigkeiten können individuell bei dem Verteiler angepasst werden, um das gewünschte Sprühmuster zu erhalten. In dieser Ausführungsform, wenn die Luftdüsen 42 nicht verwendet werden, ist das erhaltene Sprühmuster entweder kreisförmig oder oval. Es können selbstverständlich andere Verfahren zur Formung des Sprühmusters verwendet werden, wobei das üblichste das Formen der Sprühspitze 40 ist, um das gewünschte Sprühprofil zu erzeugen. Während dieser Ansatz üblicherweise in gewerblichen Sprühanwendungen verwendet wird, beispielsweise Aerosol- Farbdosen, ist die Situation bei der Auftragung eines lithographischen Precursormaterials eingeschränkter, da die Atomisierung in einem sehr kurzen Abstand stattfinden muss. In gewerblichen Sprühanwendungen ist es möglich, eine Atomisierung über 15 cm bis 25 cm stattfinden zu lassen, während in der vorliegenden Erfindung dieser Abstand typischerweise eine Größenordnung weniger beträgt.
Fig. 1-A zeigt einen Platz für eine zweite Sprühdüse 4 entlang der Sprühdüse 3 an dem Gehäuse 2. Eine weitere Düse 4 wird wahlweise einbezogen, um die Funktion des Aufsprühens von lithographischem Precursormaterial von dem Aufsprühen anderer Fluide, wie beispielsweise einer Reinigungslösung, zu trennen. Eine weitere Düse 4 kann auch zur Aufbringung eines Teils eines lithographischen Precursormaterials verwendet werden, das zwei Reaktanten umfasst, die von separaten Düsen aufgesprüht werden sollten. In der bevorzugten Ausführungsform wird eine einzige Düse zum Sprühen sämtlicher Fluide verwendet, wodurch die Gesamtkosten der Vorrichtung vermindert werden. Konfigurationen, die zwei oder mehr Düsen beinhalten, liegen auch innerhalb der Erfindung.

ÜBERSPRÜH-RÜCKHALTUNG UND -SAMMLUNG

Eine nicht perfekte Einhaltung des Sprühmusters und ein Rückspringen von der Druckoberfläche kann zu Nebel und Rauch führen, die nicht auf dem Drucksubstrat haften. Wenn diese Übersprühung nicht effektiv entfernt wird, neigt sie dazu, die Oberflächen der Düse(n) zu verschmutzen und kann in die Umgebung entweichen. Der Rauch kann eine Gefahr für die Gesundheit darstellen. Vakuumanschluss 8 (siehe Fig. 1-A) ist an eine Vakuumquelle angeschlossen, um eine Übersprühung aus dem Sprühbereich abzuziehen. Die Strömung in Vakuumanschluss 8 sollte ausreichend sein, um die Übersprühung zu sammeln, ohne eine übermäßige Turbulenz zu erzeugen, welche eine gleichmäßige Aufbringung des lithographischen Precursormaterials auf die Druckoberfläche stören würde. Vorteilhafterweise sind die Oberflächen von Kammer 7 profiliert, um zu gewährleisten, dass die Vakuumströmung nicht direkt die Sprühübertragung stört.
Es ist vorteilhaft, die Blende 5 entfernbar zu gestalten, beispielsweise durch deren verschiebbare Anbringung an das Gehäuse 2. Blende 5 neigt besonders zu einer Anreicherung bzw. einem Auftrag lithographischen Precursormaterials. Es ist bequem, die Blende 5 für eine Reinigung und/oder einen Austausch leicht entfernbar zu gestalten. In der in Fig. 1-B gezeigten Ausführungsform ist Blende 5 über einen Gleitmechanismus 14 an dem Gehäuse 2 angebracht. Eine sinnvolle Abdichtung sollte zwischen Blende 5 und Gehäuse 2 vorgesehen sein. Blende 5 kann an Gehäuse 2 auf andere Weise angebracht sein, beispielsweise mittels einer gezinkten Vertiefung, irgendeiner anderen bekannten Gleitbefestigung oder ähnlich. Weiterhin können Schrauben oder Bolzen vorgesehen sein, um zu gewährleisten, dass Blende 5 während des Betriebs der Vorrichtung 1 an ihrem Platz bleibt.

SPRÜHDÜSEN-SPÜLUNG UND -GRUNDIERUNG

Es besteht das Erfordernis, die Düse(n) der Anordnung 1 von Zeit zu Zeit zu spülen, um zu vermeiden, dass das lithographischen Precursormaterial sich verfestigt und die Düsenleitungen blockiert. Bestimmte Materialien neigen auch dazu, die Düsenleitung zu korrodieren, wenn sie nicht ausgespült werden. Weiterhin ist es erforderlich, wenn die Düsenzufuhr beispielsweise von einem lithographischen Precursormaterial zu einem Reinigungsmittel gewechselt werden muss, die Düse nach Spülen mit dem neuen Fluid zu grundieren bzw. vorzubereiten.
Spülen kann das Einschalten der mit Vakuumanschluss 8 verbundenen Vakuumquelle und des Fluidstromverschlusses (siehe unten) beinhalten; das Umschalten zur Zufuhr eines Spülmaterials zu der Düse/den Düsen, die gespült werden sollen; das Durchlaufen des Spülmaterials durch die Düse(n) für eine ausreichende Zeit, um die Düse(n) zu reinigen; und wahlweise das Durchlaufen von Luft (oder eines anderen Gases) durch die Düse(n), um das Spülmaterial herauszuspülen. Das Spülmaterial kann Wasser umfassen, Alkohol oder ein anderes universelles Lösungsmittel oder ein zum Ausspülen eines bestimmten Precursormaterials aus einer Düse ausgewähltes Reinigungsmaterial.
Das Grundieren kann das Anschalten der Vakuumquelle, die mit einem Vakuumanschluss 8 verbunden ist, und des Fluidstromverschlusses beinhalten; das Verbinden der Düse mit der Zufuhr eines aufzusprühenden Fluids; und das Herausspülen des Fluids aus der Düse für eine ausreichende Zeit, um jegliche Luftblasen aus der Düse heraus zu tragen.
Während des Spülens oder Grundierens muss die Düse frei belüftbar sein, da jedoch nicht zugelassen werden kann, auf das Drucksubstrat zu belüften, ist die Vornahme einer Maßnahme erforderlich, um die Grundier- und Spülprodukte zurückzuhalten.
Eine neue Lösung ist, von einer zusätzlichen Strahlzufuhr von einem Anschluss 9 (siehe Fig. 1-A) Gebrauch zu machen, um einen Fluidstromverschluss vor der Düse/den Düsen zu erzeugen. Die Fluidstromblende bzw. -abschirmung schließt Kammer 7 wirksam von der äußeren Umgebung ab. Das aus Anschluss 9 ausgestoßene Fluid 9 zur Erzeugung der Fluidstromabschirmung kann Luft, Wasser oder ein anderes geeignetes Fluid umfassen. Vorteilhafterweise ist der von Anschluss 9 ausgestoßene Fluidstrom profiliert, um eine effektive Zurückhaltung von Materialien, die von einer oder mehreren Düsen ventiliert werden, zu gewährleisten. Ein geeignetes Ventil steuert den Fluidstrom zu Öffnung bzw. Anschluss 9, so dass die Fluidstromabschirmung an- oder ausgeschaltet werden kann.
In einfachen Ausführungsformen der Erfindung leitet Anschluss 9 Luft von einer Öffnung in dem oberen Teil von Blende 5 quer vor die Düsen 3 und 4. Die Öffnung kann ein rundes Loch umfassen. Andere Öffnungsformen können ebenfalls verwendet werden. Wenn Vorrichtung 1 mehr als eine Sprühdüse umfasst, kann eine separate Öffnung vorgesehen sein, um einen Fluidstrom von Anschluss 9 vorbei an jeder der Düsen vorzusehen. Alternativ kann Anschluss 9 an eine gestreckte Öffnung angeschlossen sein, die eine Fluidstromblende bzw. -abschirmung bereitstellt, die quer über mehr als eine der Düsen verläuft. Andere Konfigurationen von Öffnungen können ebenfalls verwendet werden, um eine Fluidstromabschirmung vor der Düse/den Düsen von Vorrichtung 1 vorzusehen. Es ist nicht erforderlich, dass alle Öffnungen in die gleiche Richtung weisen.
Mit einem an den Vakuumanschluss 8 angelegten Vakuum und Luft von Anschluss 9, die durch ein oder mehrere Düsen geleitet und quer vor die Öffnung von Kammer 7 gerichtet wird, wird Spül- oder Grundier-Abfall innerhalb der Kammer 7 gehalten und durch Vakuumanschluss 8 abgezogen.
Typischerweise wird das Vakuum für diesen Vorgang auf einen niedrigen Grad eingestellt, da das Strömungsvolumen des Spülprodukts gering ist. Hohe Vakuumgrade können eine Turbulenz erzeugen und die Wirkung des Fluidstromverschlusses zunichte machen.
Als eine Alternative zu dem Fluidstromverschluss oder zur Erhöhung der Wirkung eines Fluidstromverschlusses kann ein mechanischer Verschluss vorgesehen sein, um die Kammer 7 während des Spülens oder Grundierens teilweise oder vollständig abzuschließen. Ein mechanischer Verschluss könnte zur Abdeckung der Öffnung durch elektrische, hydraulische oder pneumatische Mittel betätigt werden. Der mechanische Verschluss kann eine Klinge umfassen, die mit einer Betätigungseinrichtung verbunden ist, die zur Bewegung der Klinge in eine Position, die die Öffnung von Kammer 7 weitgehend blockiert, in der Lage ist.

WASCHDÜSE

Für ein erfolgreiches Drucken sollte die Druckoberfläche, welche das abgebildete lithographische Precursormaterial trägt, ausreichend beständig sein, um den Verschleiß des Druckvorgangs zu überstehen. Während einige lithographische Precursormaterialien, die in "direkt zur Presse"-Systemen (Englisch: direct-to-press systems) verwendet werden, weniger empfindlich gegenüber nach dem Reinigen verbleibenden Rückständen sind als andere, ist es allgemein wichtig, das verwendete lithographische Precursormaterial, Tinte und andere Materialien vor dem Beginn eines neuen Druckauftrags zu entfernen, um eine Anreicherung mit der Zeit zu verhindern. Wie schon beschrieben wurde, kann die Sprühdüse 3 wahlweise zur Aufbringung eines Reinigungsmittels auf eine verwendete Druckoberfläche verwendet werden, um die Reinigung der Druckoberfläche zu unterstützen. Nach dem Drucken trägt die Druckoberfläche ein Gemisch von Tinten, Quelllösung bzw. Sprühverteilerlösung, abgebildetem lithographischen Precursormaterial und andere Ablagerungen oder Druckprodukte. Der nächste Schritt in dem Verfahren ist, die Druckoberfläche zu waschen, um diese Produkte freizusetzen, die wahlweise durch Anwendung eines Reinigungsmittels erweicht wurden. Gleichzeitig hiermit müssen die entfernten Produkte effektiv von dem Substrat abgezogen werden, so dass sie die Presse und das Abbildungssystem nicht verschmutzen.
In bestimmten Ausführungsformen dieser Erfindung wird das Reinigen durch Überführen eines Fluids von einer Waschdüse auf die Druckoberfläche erreicht, um die verwendeten Druckprodukte anzuheben und sie von dem Drucksubstrat in Kombination mit einer Vakuumquelle wegzuführen, um die Produkte abzuziehen. Das Waschfluid wird über eine gewerbliche Druckwasch- oder eine ähnliche Vorrichtung zugeführt, die in der Lage ist, ein unter hohem Druck stehendes Fluid mit einer geeigneten Strömungsgeschwindigkeit zuzuführen. Das Waschfluid kann mit Drücken im Bereich von weniger als 100 psi bis zu einigen 1000 psi zugeführt werden. Drücke von einigen 100 psi sind typischerweise ausreichend. In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird Waschfluid mit einem Druck von ungefähr 500 psi zugeführt.
In einer Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 4 gezeigt ist, weist eine Waschdüse 6 drei Düsen 50 auf, die winklig und peripher umlaufend beabstandet sind, so dass sie einwärts zu einem zentralen Punkt 51 auf einer Achse 52 zeigen. Waschfluid mit einem relativ hohen Druck wird durch eine Leitung 53 zu Düsen 50 geleitet. Das Waschfluid stellt Energie bereit, um die Abfallprodukte von der Druckoberfläche anzuheben und freizusetzen und sie zu dem Vakuumanschluss zu führen. Wasser ist zur Verwendung als Waschfluid am einfachsten, obwohl andere Mittel zugegeben werden können, um die Reinigungseffizienz in bestimmten Fällen zu verbessern. Das Strömungsmoment der Waschdüsen in einer Richtung zu der Achse 52 wird sich im Wesentlichen aufheben. Nach Auftreffen auf die Druckoberfläche strömt das Waschfluid in einem Strahl, der von der Druckoberfläche 54 zurück zu Waschdüse 6 entlang der Achse 52 gerichtet ist.
In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Waschdüse 6 drei Düsen 50 auf, die gleichabstandig um den Umfang eines Kreises mit 25 mm Durchmesser liegen. Die Düsen sind jeweils etwa 10 mm von einer Druckoberfläche entfernt beabstandet. Die Düsen sind mit einem Winkel von etwa 45 Grad bezüglich einer Linie senkrecht zur Druckoberfläche, die durch das Zentrum des Kreises verläuft, nach innen gewinkelt.
Druckoberfläche 54 befindet sich typischerweise an oder nahe dem Punkt 51, und kann im Wesentlichen senkrecht zur Achse 52 oder in einem Winkel dazu liegen. Strömungskomponenten auswärts entlang der Druckoberfläche sind minimiert, so dass das meiste des lithographischen Precursormaterials und Tintenabfalls in dem rückgeführten Strahl enthalten sind.
Indem bewirkt wird, dass die Ströme mehrfacher Düsen 50 auf die Druckoberfläche 54 gegeneinander aufprallen, wird die Turbulenz in dem Waschfluid an der Druckoberfläche 54 erhöht, was zu einer verbesserten Reinigung führt. Das konvergierende Strömungsmuster führt zu einer definierteren Waschschwade auf der Druckoberfläche als eine einzige Düse, was ein effektiveres Waschen in der Nähe der Kanten der Platte ermöglicht.
In einer alternativen Ausführungsform ist Waschdüse 6 rotierend um Achse 52 mit einer Winkelgeschwindigkeit angeordnet, was die Waschstrahlturbulenz an der Druckoberfläche weiter erhöht. Die Rotationsbewegung kann durch die Strömung des Waschfluids durch Waschdüse 6 oder durch irgendein anderes Mittel bereitgestellt werden.
Während die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform drei aufeinander laufende Strahlen bzw. Düsen aufweist, kann die Zahl der Düsen erhöht werden, um die Reinigung und Sammlungseffizienz zu verbessern. Das Hinzufügen einer vierten und weiterer Düsen hat einen marginaleren Einfluss auf die Leistung als das Hinzufügen der dritten Düse. Die Verwendung von drei oder mehr Düsen bzw. Strahlen gewährleistet einen beträchtlichen Vorteil bezüglich der Rückhaltung gegenüber einer einzigen Düse und auch einem Paar konvergierender Düsen. Ein einziger Waschfluidstrahl neigt dazu, den lithographischen Precursormaterial- Produkten zu ermöglichen, entlang der Peripherie der Sprühung zu entweichen.
Vorteilhafterweise weisen Düsen 50 jeweils eine schlitzförmige Öffnung auf, um einen Strahl mit einem abgeflachten Profil zu erzeugen. Düsen 50 können in ihrer Konfiguration ähnlich den in gewerblichen Druckwaschvorrichtungen verwendeten Düsen sein. Mit dieser Konfiguration erzeugt jede Düse 50 eine enge Sprühlinie an der Druckoberfläche. Andere Düsenprofile könnten ebenfalls verwendet werden. Der Konvergenzpunkt 51 der Düsen 50 liegt nicht notwendigerweise genau an der Druckoberfläche. Die Einstellung des Auftreffens der Strahlen kann empirisch durch Tests bestimmt werden, um die optimale Einstellung zu bestimmen, wobei der Kompromiss zwischen Waschbereich und Rückhaltung getroffen wird.
Der Waschfluidstrom wird durch einen Anschluss (nicht gezeigt) auf der Rückseite des Gehäuses 2 (siehe Fig. 1-A) geleitet und durch ein Ventil 10 gesteuert, welches ein schnell schaltendes Ventil sein kann. Obwohl es üblicherweise nicht notwendig ist, kann Ventil 10 in der Lage sein, den Waschfluidstrom zu unterbrechen, wenn Waschdüse 6 über den Klemmbereich eines Druckzylinders geführt wird. Waschfluid kann aus einer im Handel erhältlichen Druckwascheinheit zugeführt werden, die eine Größe gemäß den Anforderungen des verwendeten lithographischen Precursormaterials aufweist. Ein Vakuumanschluss 8 oder eine Vielzahl von Vakuumanschlüssen sind hinter Waschdüse 6 vorgesehen, um eine Vakuumströmung entlang Waschdüse 6 in der gleichen allgemeinen Richtung wie der rückgeführte Strahl zu gewährleisten.
Verwendete Produkte, die entlang Achse 52 zurück zum Zentrum der Waschdüse 6 geführt werden (siehe Fig. 4), treffen allgemein einen zentralen Bereich 55 der Waschdüse 6. Vorteilhafterweise ist Waschdüse 6 profiliert, um den Übergang von Waschabwasser zu dem Vakuumanschluss/den Vakuumanschlüssen 8 zu verbessern. In der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform sind die Seiten der Waschdüse 6 mit einer Bogenkante versehen, um bevorzugte Wege für Waschabwasser, das die zu entfernenden lithographischen Precursormaterial-Produkte mit sich führt, bereitzustellen.
Wie zuvor erwähnt, ist es vorteilhaft, die Möglichkeit zu minimieren, dass sich lithographische Materialien auf Oberflächen der Düsenanordnung 1 anreichern. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können eine oder mehrere zusätzliche Waschdüsen zu den Wänden der Kammer 7 gerichtet sein, um diese Oberflächen während des Waschzyklus aktiv zu reinigen.
Die Spitzen von Waschdüse 6 neigen dazu, zu verschleißen, während die unter hohem Druck stehende Flüssigkeit durch diese geführt wird. Es ist vorteilhaft, diese Düsen für eine beste Betriebsdauer aus einem harten Material, wie beispielsweise rostfreiem Stahl, herzustellen.

RECYCELN UND RÜCKGEWINNUNG VON ABFALLPRODUKTEN

In einem Reinigungsvorgang werden recht große Volumen Waschfluid zusammen mit verschiedenen Druckrückständen über Vakuumanschluss 8 gesammelt. Selbst wenn das Waschfluid im Wesentlichen wässrig und gutartig ist, können in einer immer umweltbewussteren Welt die geringen Mengen anderer in dem Abfall enthaltenen Mittel dessen Entsorgung ohne weitere Behandlung verbieten.
Ein System kann einbezogen werden, um eine Behandlung und Rückführung (Recyceln) des Waschfluids zu ermöglichen. Eine beispielhafte Ausführungsform eines Abwasserbehandlungssystems für ein "direkt zur Presse" Abbildungssystem ist in Fig. 5 gezeigt. Waschabwasser von einem oder mehreren Vakuumanschlüssen einer integrierten Sprühdüse tritt über Fluid-Leitung 60 in das Behandlungssystem ein. Das Waschabwasser umfasst typischerweise Waschfluid, lithographisches Precursormaterial, Tinte und Reinigungsmittel zusammen mit Spuren der Spüllösungen und der Druck-Sprühverteilerlösung bzw. Druck-Quelllösung. Papierstaub und andere feste Ablagerungen können ebenfalls gesammelt werden. Abhängig von den in dem Verfahren verwendeten Tinten und anderen Materialien kann das Waschabwasser Substanzen auf Ölbasis enthalten, die mit Wasser nicht mischbar sind.
In einer ersten Stufe trennt die Trenneinrichtung 61 Tintenprodukte 62, welche im Wesentlichen mit Wasser nicht mischbar sind, von dem durch Fluid-Leitung 60 zugeführten Abwasser ab. Abtrenneinrichtung 61 kann ein Hydrozyklon, eine Zentrifugenabtrenneinrichtung oder eine Abschöpfeinrichtung oder irgendeine andere im Stand der Technik bekannte Trenneinrichtung sein. Der Abtrenneinrichtung 61 folgt ein Paar von Filtern 63 und 64, welche Teilchen aus dem Waschabwasser entfernen. Eine Vakuumquelle kann zwischen Abtrenneinrichtung 61 und die Filter 63 zwischengeschaltet sein. Filter 64 weist eine feinere Matrix auf als Filter 63. Obwohl zwei Filter gezeigt sind, kann eine beliebige Zahl von Filtrationsstufen oder auch ein einziger Filter verwendet werden, wobei die Wahl von den in dem Waschfluid vorliegenden Materialien abhängt. Die Teilchenfilter werden zur Entfernung eines wesentlichen Teils der suspendierten Feststoffe und verbleibenden Tintenfeststoffe aus dem Waschabwasser ausgewählt.
In einer zweiten Filtrationsstufe wird Abwasser aus Filter 64 einem oder mehreren chemischen Filtern zugeführt. Die chemischen Filter entfernen einen wesentlichen Teil irgendwelcher chemischer Mittel, die in dem Waschabwasser vorliegen. Die chemischen Filter können beispielsweise vom Aktivkohle-Typ oder Torf oder irgendeine andere chemische Filterzusammensetzung sein, die im Stand der Technik bekannt sind. In der vorliegenden Ausführungsform sind zwei chemische Filter 65 und 66 gezeigt, es sollte jedoch offensichtlich sein, dass die Anzahl und der Typ der chemischen Filter für eine bestimmte Wahl der "direkt zur Presse" Abbildungsmaterialien und Drucktinten, die in dem Waschabwasser erwartet werden, bestimmt wird.
Behandelte Abwässer des chemischen Filters 66 werden in einen Aufbewahrungsbehälter 67 geleitet. Wenn das behandelte Waschabwasser für weitere Waschvorgänge wieder verwendet werden soll, kann der Aufbewahrungsbehälter als ein Reservoir für den Waschsystem-Eintrag dienen. Aufbereitungswasser kann dem Aufbewahrungsbehälter 67 über Leitung 68 zugeführt werden, die über eine automatische Einrichtung gesteuert werden kann, um einen vorgeschriebenen Fluid-Level im Aufbewahrungsbehälter 67 aufrecht zu halten. Alternativ kann Aufbereitungs-Waschfluid an der Druckwaschpumpe oder einem anderen geeigneten Punkt zugegeben werden. Rückgeführtes bzw. recyceltes Waschfluid wird über Fluid-Leitung 69 für nachfolgende Waschvorgänge aus Aufbewahrungsbehälter 67 abgezogen.
Alternativ, wenn das Waschfluid nicht wieder verwendet wird, wird das Abwasser des chemischen Filters 66 dem Abwasserkanal oder einem anderen Abwasser-Sammelsystem zugeführt, entweder direkt oder von Aufbewahrungsbehälter 67 über einen Ablauf 70.
Filter 63, 64, 65 und 66 können alle von einem austauschbaren Kartuschentyp sein und können Sensoren und eine Überwachungsmöglichkeit beinhalten, um dem Anwender anzuzeigen, wann ein Filterelement gereinigt oder ausgetauscht werden sollte.
Wenn ein Vorort-Plattenherstellungssystem einige unabhängige oder verbundene Einheiten aufweist, wie es der Fall für eine Mehrfarbenpresse wäre, kann Waschabwasser von allen Einheiten zu einem gemeinsamen Behandlungssystem geleitet werden. Dieses gewährleistet eine beträchtliche Kostenersparnis und Einfachheit gegenüber separaten Systemen für jedes einzelne System.
Um das Rückführen des Waschfluids zu erlauben, muss der verbleibende Gehalt an Abfallmaterial in dem behandelten Waschabwasser unter einem maximal tolerierbaren Wert gehalten werden, der von dem lithographischen Precursormaterial, Tinten oder anderen Lösungsmitteln in Verwendung abhängt. Für einige lithographische Precursormaterialien schließen sogar Spurenmengen von Reinigungsmitteln oder anderer verunreinigender Bestandteile eine geeignete Haftung an der Druckoberfläche aus. Das Recyclingsystem ist maßgeschneidert, um die durch das verwendete lithographische Precursormaterial sowie die Tinten, das Reinigungsmittel, Spüllösung etc. vorgegebenen Erfordernisse zu erfüllen.
Es wurden so die wichtigen Merkmale der Erfindung beschrieben, so dass sie besser verstanden werden kann, und damit der vorliegende Beitrag zum Stand der Technik besser eingeschätzt werden kann. Der Fachmann erkennt, dass die Konzeption, auf der diese Offenbarung basiert, einfach als eine Basis für die Gestaltung anderer Vorrichtungen zur Durchführung verschiedener Zwecke der Erfindung verwendet werden kann. Es ist daher sehr wichtig, dass durch diese Offenbarung solche äquivalenten Vorrichtungen als nicht vom Gedanken und Umfang der Erfindung abweichend angesehen werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Aufbringen einer abbildbaren Beschichtung auf ein Substrat, wobei die Vorrichtung aufweist:
mindestens eine zu dem Substrat gerichtete Sprühdüse, wobei die Düse an eine Zufuhr eines abbildbaren Beschichtungsmaterials anschließbar ist; und
mindestens eine zu dem Substrat gerichtete Waschdüse, wobei die Waschdüse an eine Quelle eines unter Druck stehenden Waschfluids anschließbar ist;
wobei die Sprühdüse und die Waschdüse eine integrierte Einheit bilden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, ausgelegt zur Herstellung und zum Recyceln einer Druckoberfläche, wobei das abbildbare Beschichtungsmaterial ein lithographisches Precursormaterial umfasst, und das Substrat eine Druckoberfläche umfasst.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, umfassend eine Quelle eines Reinigungsmittels und einen Schalter zur Verbindung der Düse mit der Quelle des Reinigungsmittels, um die Reinigung von Druckrückständen von der Druckoberfläche im Anschluss an einen Druckvorgang zu unterstützen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, umfassend eine Blende, welche eine die Sprühdüse und die Waschdüse umgebende Kammer definiert und zu dem Substrat hin verläuft, und einen Vakuumanschluss, der zum Abziehen von Fluid aus der Kammer angeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Blende entfernbar an der integrierten Einheit angebracht ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, umfassend einen bewegbaren Verschluss, der zu einer Position bewegbar ist, wobei der Verschluss mittels einer Verschlussbetätigungseinrichtung zwischen der Sprühdüse und dem Substrat angeordnet wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Vakuumquelle steuerbar ist, um eine einstellbare Strömungsgeschwindigkeit durch den Vakuumanschluss bereitzustellen, und die Vorrichtung eine zur Steuerung der Vakuumquelle ausgelegte Steuerungseinrichtung umfasst.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die integrierte Einheit eine Heizeinrichtung aufweist, welche zur Erwärmung des abbildbaren Materials auf dem Substrat angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Substrat eines von einer Metallplatte und einer Polyesterplatte umfasst.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Substrat eine Aluminiumplatte umfasst.

11. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Substrat eine Druckoberfläche des Druckzylinders umfasst, und die integrierte Einheit benachbart zu dem Druckzylinder angebracht ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 2, umfassend mindestens eine Verschlussdüse, die zum Richten eines Fluidstroms quer vor die Sprühdüse ausgelegt ist, um einen Fluidstromverschluss bereitzustellen, der so betreibbar ist, dass er Spül- und Grundier- Produkte, die von der Sprühdüse ausgestoßen werden, zurückhält.

13. Vorrichtung nach Anspruch 4, umfassend ein oder mehrere Waschdüsen, die zur Reinigung von Innenoberflächen der Blende ausgelegt sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Sprühdüse einen Atomisierer umfasst, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus:
Scheiben-Atomisierern, piezoelektrischen Atomisierern, elektrostatischen Atomisierern und Luftatomisierern.

15. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Sprühdüse einen Luftatomisierer aufweist, sowie eine Quelle erwärmter Luft, die zur Zufuhr von Luft zu dem Luftatomisierer angeschlossen ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Waschdüse zwei oder mehr Öffnungen aufweist, die an die Quelle des unter Druck stehenden Waschfluids anschließbar sind, wobei die Düsen zur Zufuhr konvergierender Strahlen des Waschfluids zu dem Substrat ausgelegt sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, umfassend ein Ventil, das zur Steuerung einer Strömung des Waschfluids durch die Öffnungen angeschlossen ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Öffnungen gestreckte Schlitzformen aufweisen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Waschdüse eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, die voneinander räumlich um eine zentrale Achse beabstandet sind, und symmetrisch relativ zu der Achse orientiert sind, um auf das Substrat gerichtete konvergierende Strahlen des Waschfluids zu erzeugen.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Öffnungen gestreckte Schlitzformen aufweisen.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die mindestens eine Waschdüse rotierend ausgelegt ist, während das Waschfluid durch die Öffnungen zugeführt wird.

22. Vorrichtung zum Herstellen und Recyceln einer Druckoberfläche, wobei die Vorrichtung aufweist:
ein Trägergehäuse;
mindestens eine Sprühdüse zur Beschichtung eines Drucksubstrats mit einem lithographischen Precursormaterial und zum wahlweisen Aufbringen eines Reinigungsmittels, um das Reinigen von Druckrückständen von der Druckoberfläche im Anschluss an einen Druckvorgang zu unterstützen;
mindestens eine Waschdüse, die mit einer Quelle eines unter Druck stehenden Waschfluids versehen wird, wobei die Waschdüse auf die Druckoberfläche gerichtet ist, um die Druckrückstände hiervon zu entfernen;
eine Verschlussdüse, die zum Ausstoßen eines Fluidstroms quer vor die Sprühdüse während eines Spül- oder Grundiervorgangs ausgelegt ist, wobei der Fluidstrom derart betreibbar ist, dass Spül- und Grundierprodukte, die von der Sprühdüse ausgestoßen werden, zurückgehalten werden; und
eine die Sprühdüse und die Waschdüse umgebende Blende, welche zu dem Drucksubstrat hin verläuft, wobei die Blende in Kombination mit mindestens einer an eine Vakuumquelle angeschlossenen Öffnung betreibbar ist, um eine Übersprühung und Rückstände, die bei dem Betrieb der Sprühdüse und Waschdüse erzeugt wurden, zu entfernen.

23. Sprühdüsenvorrichtung zur Beschichtung eines Substrats mit einem abbildbaren Fluid, wobei die Vorrichtung aufweist:
einen Düsenkörper mit einer Vielzahl von Fluid- Verbindungsanschlüssen auf einer Rückseite davon;
eine Sprühdüsen-Spitze auf einer Vorderseite des Düsenkörpers zum Ausstoßen des abbildbaren Fluids, wobei die Sprühdüsen- Spitze über eine Fluid-Leitung, die durch den Düsenkörper verläuft, an einen der Verbindungsanschlüsse angeschlossen ist; und
eine die Sprühdüsen-Spitze umgebende Leitung, wobei die Leitung über einen anderen der Fluid-Verbindungsanschlüsse an eine Zufuhr eines unter Druck stehenden atomisierenden Fluids anschließbar ist.

24. Sprühdüsenvorrichtung nach Anspruch 23, welche zur Beschichtung einer Druckplatte mit dem abbildbaren Fluid in einem lithographischen Vorort-Plattenherstellungssystem ablösbar angebracht ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 23, wobei die Verbindungsanschlüsse Schnellverbindungsanschlüsse umfasssen.

26. Vorrichtung nach Anspruch 23, umfassend ein Abschaltventil, das sich in der Fluid-Leitung nahe der Düsen-Spitze befindet, um das Sprühen des abbildbaren Fluids zu unterbrechen.

27. Vorrichtung nach Anspruch 28, wobei das Abschaltventil ein pneumatisch gesteuertes Ventil ist, welches einen Steueranschluss aufweist, der mit einem der Verbindungsanschlüsse verbunden ist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 23, umfassend ein oder mehrere Luftdüsen, die zur Erzeugung von Luftstrahlen ausgelegt sind, welche mit einem Fluidstrom aus der Düsen-Spitze wechselwirken und die Sprühung so formen, dass sie ein gewünschtes Sprühprofil aufweist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, wobei das gewünschte Sprühprofil fächerförmig ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 28, wobei die Luftdüsen aus der Vorderseite des Düsenkörpers hervorstehen.

31. Verfahren zur Beschichtung eines Drucksubstrats mit einem Fluid in einem Vorort-Plattenherstellungssystem, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Bereitstellen einer Fluid-Quelle;
Ausstoßen des Fluids über eine Sprühdüsen-Spitze; und
Atomisieren des Fluids und Richten des atomisierten Fluids zu dem Drucksubstrat hin unter Verwendung einer Strömung eines unter Druck stehenden Fluids durch eine die Sprühdüsen-Spitze umgebende Luftleitung.

32. Verfahren zur Rückgewinnung eines Waschfluids von einem Waschabwasser, enthaltend Rückstände des Waschens einer Druckoberfläche nach Verwendung in einem Druckvorgang, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Sammeln des Waschabwassers über ein oder mehrere Öffnungen, wobei die Öffnungen mit einer Vakuumquelle verbunden sind; und
Wiederverwenden des Waschabwassers als Waschfluid in einem nachfolgenden Reinigungsvorgang.

33. Verfahren nach Anspruch 32, umfassend das Abtrennen der Rückstände von dem Waschabwasser in ein oder mehreren Fluid- Behandlungsstufen vor der Wiederverwendung.

34. Verfahren nach Anspruch 33, umfassend die Zugabe von reinem Wasser zu dem Waschabwasser vor der Wiederverwendung.

35. Verfahren nach Anspruch 33, wobei die Fluid- Behandlungsstufen die Zugabe einer Substanz zu den abgetrennten Druckrückständen umfasst, um die abgetrennten Druckrückstände zu neutralisieren.

36. Verfahren nach Anspruch 33, wobei die Fluid- Behandlungsstufen das Entfernen der Druckrückstände mittels Filtration umfassen.

37. Verfahren nach Anspruch 36, wobei die Filtration mindestens eine Teilchenfiltrationsstufe umfasst.

38. Verfahren nach Anspruch 36, wobei die Filtration mindestens eine chemische Filtrationsstufe umfasst.

39. Verfahren nach Anspruch 38, wobei die chemische Filtration in dem Waschabwasser enthaltene nicht mischbare Substanzen entfernt.

40. Verfahren nach Anspruch 33, wobei die Fluid- Behandlungsstufen eine Abtrennstufe umfassen.

41. Verfahren nach Anspruch 40, wobei die Abtrennstufe das Führen des Waschabwassers durch mindestens eins von einem Hydrozyklon, einer Abschöpfeinrichtung und einer Zentrifugationstrenneinrichtung umfasst.

42. Verfahren nach Anspruch 33, umfassend das Sammeln von Waschabwasser von einer Vielzahl von lithographischen Vorort- Plattenherstellungssystemen und Durchführen der Fluid- Behandlung mit dem gesammelten Waschabwasser in einem einzigen Behandlungssystem.

43. Waschdüsensystem zur Entfernung von Rückständen von einer Druckoberfläche im Anschluss an einen Druckvorgang, wobei die Waschdüse zwei oder mehr Waschfluid-Öffnungen aufweist, die an eine Quelle eines unter Druck stehenden Waschfluids angeschlossen sind, wobei die Waschfluid-Öffnungen so ausgelegt sind, dass sie konvergierende Strahlen des Waschfluids zu der Druckoberfläche hin richten.

44. Waschdüsensystem nach Anspruch 43, wobei die jeweiligen Ströme der zwei oder mehr Düsen so gerichtet sind, dass sie zumindest teilweise an einem Punkt nahe der Druckoberfläche konvergieren, so dass die von der Druckoberfläche freigesetzten Druckrückstände von der Druckoberfläche weg zurückgeführt werden.

45. Waschdüsensystem nach Anspruch 44, umfassend eine mit einer Vakuumquelle verbundene Vakuumöffnung, wobei die Vakuumöffnung so ausgelegt ist, dass die zurückgeführten Druckrückstände gesammelt werden.

46. Waschdüsensystem nach Anspruch 45, wobei die Düsen um eine Peripherie der Vakuumöffnung angeordnet sind.

47. Waschdüsensystem nach Anspruch 58, wobei sich die Waschfluid-Öffnungen in einem gemeinsamen Körper befinden, zur Anordnung der Waschfluid-Öffnungen in festgelegten Positionen relativ zueinander.

48. Waschdüsensystem nach Anspruch 47, wobei der gemeinsame Körper so geformt ist, dass bewirkt wird, dass die zurückgeführten Druckrückstände in ein oder mehrere an eine Vakuumquelle angeschlossene Vakuumöffnungen strömen.

49. Waschdüsensystem nach Anspruch 47, umfassend mindestens drei Waschfluid-Öffnungen, die in einer ringförmigen Formation angeordnet sind.

50. Waschdüsensystem nach Anspruch 49, wobei die Waschfluid- Öffnungen gestreckt sind, so dass die Strahlen im wesentlichen fächerförmig sind.

51. Waschdüsensystem nach Anspruch 44, wobei die Strahlen so gerichtet sind, dass sie an einem Punkt jenseits der Oberfläche des Druckmediums konvergieren.

52. Waschdüsensystem nach Anspruch 47, wobei der gemeinsame Körper so ausgelegt ist, dass er während eines Waschvorgangs rotiert.

53. Waschdüsensystem nach Anspruch 52, wobei der gemeinsame Körper so ausgelegt ist, dass er durch eine Waschfluid- Strömung durch die Waschfluid-Öffnungen zur Rotation angetrieben wird.

54. Verfahren zur Entfernung von Druckrückständen von einer Druckoberfläche im Anschluss an einen Druckvorgang, mit den Schritten:
Richten von zwei oder mehr Strahlen eines Waschfluids auf die Druckoberfläche, um die Druckrückstände von der Druckoberfläche freizusetzen;
Rückführen der Druckrückstände von der Druckoberfläche weg; und
Sammeln der Druckrückstände unter Verwendung einer Vakuumquelle.

55. Verfahren nach Anspruch 54, wobei die zwei oder mehr Waschfluid-Strahlen zu einer Achse hin konvergieren.

56. Verfahren nach Anspruch 55, umfassend das Rotieren der zwei oder mehr Strahlen des Waschfluids um die Achse.