DE1522426A1 - Lichtempfindliche Elemente mit Schichten aus lichtvernetzbaren,filmbildenden Polymeren - Google Patents
Lichtempfindliche Elemente mit Schichten aus lichtvernetzbaren,filmbildenden PolymerenInfo
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- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/40—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
- C08G59/4007—Curing agents not provided for by the groups C08G59/42 - C08G59/66
- C08G59/4014—Nitrogen containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2810/00—Chemical modification of a polymer
- C08F2810/30—Chemical modification of a polymer leading to the formation or introduction of aliphatic or alicyclic unsaturated groups
Description
LEVERKUSEN
· Februar 1967
Lichtempfindliche Elemente mit Schichten aas lichtvernetzbaren, filmbildenden Polymeren
Die Erfindung betrifft lichtempfindliche Schichten für
photomechanische Zwecke, z.B. für säurefeste Ätzresistagen, besonders für gedruckte Schaltungen oder für Schablonen
und beschichtete Platten für Druckzwecke, die ein lichtvernetzbares, filmbildendes Polymeres als lichtempfindliche
Schicht enthalten.
Es ist bekannt, verschiedene'Polymerisate als lichtempfindliche
Systeme zu benutzen, die bei der Belichtung in dünner Schicht auf einer geeigneten unterlage bildweise so verändert
werden, daß durch eine nachfolgende Entwicklung mit einem Lösungsmittel die unveränderten Schichtteile herausgelöst
werden können, während die veränderten Stellen der Schicht unlöslich bleiben.
A-G 219 909831/1U4-
Solche lichtempfindliche Kunststoffschichten sind mehrfach
beschrieben. Dazu zählen eine Reihe von verschiedenen Polymeren, die z.B. Zimtsäure- oder Chalkongruppen enthalten.
Es ist weiter bekannt, azidgruppenhaltige Polymere zu verwenden, wobei die Azidgruppen bei einer Belichtung unter
Abspaltung von Stickstoff eine Quervernetzung und damit Unlöslichkeit der polymeren Ketten bewirken.
Die genannten lichtempfindlichen Polymeren besitzen jedoch meist gewisse Nachteile. Die Zimtsäuregruppen enthaltenden
Polymere zeigen in vernetzter Form gegenüber starken Säuren keine ausreichende Resistenz, so daß sie bei der bildmäßigen
Atzung edler Metalle nicht verwendet werden können. Andere Folymere weisen zwar eine hohe Säureresistenz auf, sind aber
nicht genügend thermostabil, so daß sie bei der Lagerung unbrauchbar
werden, weil eine langsame thermische Vernetzung eintritt. Andere Polymere wiederum sind zwar sehr säureresistent
und thermostabil, aber das Herauslösen der unbelichtenten Bildanteile muß durch Lösungsmittel erfolgen, in denen die vernetzten
Anteile stark anquellen, so daß unter Umständen keine scharfen Abbildungen erhalten werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein photographiaches Material zu entwickeln, das eine lichtvernetzbare Schicht
aus filmbildenden Polymeren enthält, die eine verbesserte Lichtempfindlichkeit und chemische Resistenz insbesondere
gegenüber Säuren aufweist.
A-G 219 - 2 -
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BAD ORIGINAL
Eb wurde nun gefunden, daß als lichtvernetzbar Polymere in
hervorragender Weise Substanzen geeignet sind, die Chinondiazo-Gruppen in Kombination mit solchen Gruppierungen enthalten, die mit den an den belichteten Stellen durch photochemische Zersetzung der Chinon-diazo-Gruppen entstehenden
Zwischenprodukt en reaktionsfähig sind. Dabei können die
Chinon-diazo-Gruppen und die mit diesen reagierenden Gruppen in der gleichen Polymerkette oder in einem anderen Polymeren
enthalten sein.
Die erfindungsgemäßen polymeren Materialien können hergestellt werden durch Reaktion Hydroxylgruppen enthaltender Polymerer
mit einer Chinon-diazo-Verbindung, die eine Chlorsulfonyl-
oder Chlorcarbonylgruppe enthält. Bei dieser Reaktion werden
Hydroxylgruppen unter Abspaltung von Salzsäure verestert.
Als geeignete Ausgangsverbindungen mit Chinon-diazo-Gruppen seien die folgenden angeführt: Naphthochinon-1,2-diazo(2)-5-sulfochlorid, Naphthochinon-1,2-diazo(2)-4-sulfochlorid oder
deren Derivate, wobei der Naphthalinring weitere Substituenten enthalten kann, s.B. Halogen wie Chlor oder Brom, kurzkettige
Alkylgruppen, Nitrogruppen, Alkoxygruppen usw.
Als hochmolekulare Reaktionskomponenten sind dabei sowohl Naturstoffe als auch synthetische hochmolekulare Verbindungen
geeignet. Geeignete natürliche Polymere sind zum Beispiel Cellulose, Stärke oder Gelatine oder aufgearbeitete
Derivate dieser Naturstoffe, wie zum Beispiel teilveresterte
oder verätherte Cellulose.
A-O 219 909831 ^j 4* Ä
Geeignete synthetische Polymere sind z.B. Polyvinylalkohole
oder Copolymere, die Vinylalkohol-Einheiten in polymerisierter
Form enthalten. Hierbei können als nicht reaktionsfähige Polymerkomponenten andere beliebige Einheiten von polymerisierbaren
Monomeren insbesondere Vinylmonomeren vorhanden sein, z.B. von Äthylen, Propylen, Butylen, Butadien, Isopren,
Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylester, insbesondere Vinylacetat oder Vinylpropionat, Vinyläther, z.B. Vinylpropyläther,
Vinylisobutyläther, Acryl- oder Methacrylsäure, oder deren Derivate wie Ester insbesondere mit aliphatischen
Alkoholen mit bis zu 5 C-Atomen, Nitrile, Maleinsäureanhydrid, Styrol u.a. ·
Geeignet sind ferner Copolymere, die Vinylalkoholeinheiten
und Einheiten von Monomeren mit mehr als einer olefinisch ungesättigten Doppelbindung enthalten, z.B., Divinylbenzol,
Diglykoldiacrylat, »,N'-alkylen-bie-acrylamid, Ν,Ν'-diallyl
acrylamid, Äthylendiacrylat oder Triallylcyanorat.
Auch Polykondensate mit aktiven Wasserstoffatomen, insbesondere mit alkoholischen Hydroxylgruppen sind geebnet,
beispielsweise Polyester aus mehrwertigen aliphatischen oder aromatischen Carbonsäuren mit mehrwertigen Alkoholen,
hydroxylgruppenhaltige Polyurethane oder Polyäther oder hydroxylgruppenhaltige Epoxidharze, wie sie z.B. durch Um
setzung mehrwertiger Carbonsäuren, Alkohole oder Amine mit Epihalogenhydrinen, insbesondere Epichlorhydrin erhalten
werden, ferner Polyamide, beispielsweise Umsetzungsprodukte mehrwertiger Carbonsäuren mit mehrwertigen Aminen.
A.G 219 9098341/11U
BAD
Sie erfindungsgemäßen Chinon-diazo-Gruppen enthaltenden
Polymeren werden bei Belichtung mit aktinischein Licht
vernetzt. Sie Vernetzungsreaktion läuft vermutlich über Eetocarttenradikale ab, die bei der photochemischen Zersetzung der Chinon-diazo-Gruppen entstehen.
vernetzt. Sie Vernetzungsreaktion läuft vermutlich über Eetocarttenradikale ab, die bei der photochemischen Zersetzung der Chinon-diazo-Gruppen entstehen.
90 98 3
Die bei der photochemischen Zersetzung entstehenden Radikalen vermögen mit einer Vielzahl anderer Gruppen unter Vernetzung
der Polymeren zu reagieren. Solche Gruppen sind z. B. Hydroxyl, Thiol,Amino, Phenyl, olefinisch ungesättigte Doppelbindungen
und ähnliche.
Bei der Vernetzung wird in bekannter Weise das Polymere in geeigneten Lösungsmitteln unlöslich. Dabei kann dann in
üblicher Weise ein Reliefbild des Originals durch Herauslösen der unbelichteten Teile erzeugt werden.
Die Konzentrationen der Chinon-diazo-Gruppen in dem lichtvernetzbaren
Polymeren oder dem Polymerengemisch hängt von der Art des Polymeren ab und kann innerhalb weiter Grenzen
schwanken. Die für den jeweiligen Verwendungszweck und daa jeweilige Polymere optimale Konzentration kann in üblicher
Weise durch einige wenige Handversuche ermittelt werden.
Die aus dem lichtvernetzoaren Polymeren oder Polymerengemisch bestehenden lichtempfindlichen Schichten können weitere
Zusätze enthalten, z. B. bekannte Weichmacher oder andere filmbildende an sich in Bezug auf die Vernetzungsreaktion
inerte Polymere oder Copolymere. Durch solche Zusätze können insbesondere die mechanischen Eigenschaften der Schichten
in der gewünschten Richtung beeinflußt werden.
A-G 2T9 - 6 -
909831/11U .*ADO*/Q/NAL
Zur Herstellung lichtvernetzbarer Filme werden die Lösungen
der Polymeren durch Tauchen, Sprühen oder Aufgießen auf beliebige Unterlagen wie Folien aus Papier, Metallen wie
Aluminium, Kupfer, Zink, Eisen, Titan, Molybdän, Tantal, Silber, Gold, Gläser oder Kunststoffe aufgetragen.
Geeignete Schichtträger aus synthetischen Harzen sind z. B. Folien aus Polyvinylacetat Polystyrol, Polycarbonat, PoIyäthylenterephthalat
oder Polyamiden.
In manchen Fällen hat es sich als vorteilhaft erwiesen,
zwischen lichtempfindlicher Schicht und Schichtträger Zwischenschichten einzubringen, die das aktinische Licht absorbieren
und damit die Lichtreflexion von der Unterlage unterdrücken.
Die Belichtung der erfindungsgemäß hergestellten Schichten erfolgt mit den in der Reproduktionstechnik gebräuchlichen
Lichtquellen wie Kohlebogenlampen, Xenonlampen, Quecksilberhochdrucklampen, die zweckmäßig neben sichtbarem Licht einen
für die Photοvernetzung besonders wirksamen Anteil an ultraviolettem
Licht enthalten.
Für die Einleitung der Yernetzungsreaktion reichen bereits
relativ schwache Lichtquellen aus, beispielsweise 80 W Queck-
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909831/1 Ut BAD ORIGINAL
silberdampflampen bei einer Entfernung von der Lichtquelle
von 15 cm. Brauchbar sind ferner 300 W Wolframdrahtlampen.
Die Vernetzung der lichtempfindlichen Schichten kann in gewissen Fällen durch Erwärmung beschleunigt werden. Dieser
Effekt wird oft schon durch die von der Lichtquelle aus_ gestrahlte Wärme erreicht.
Wie bereits weiter oben angegeben, werden die lichtempfindlichen Schichten an den lichtgetroffenen Stellen unlöslich.
Die Entwicklung belichteter Schichten erfolgt im allgemeinen mit organischen Solventien geeigneter Konstitution, die den
Lösungsmitteln fur die unvernetzten Polymeren ähnlich oder gleich sein können, aber keineswegs müssen. Bevorzugt werden
Lösungsmittel wie Butylacetat, Cyclohexanen oder Benzol, Xylol, Grlykoläther und -acetate oder Butanon angewendet, in
denen die vernetzten Schichtanteile nicht oder nur geringfügig quellen.
Die bei der Entwicklung entstehenden Reliefbilder können in üblicher Weise als Druckform für die verschiedensten Druckverfahren
verwendet werden.
In manchen Fällen ist es möglich, das in üblicher Weise hergestellte
Reliefbild durch chemische Reaktionen weiter zu
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BAD ORfGINAL 9098 3-1/1144
härten. Dies hängt selbstverständlich von der Art des lichtempfindlichen
Polymeren ab. Besteht das lichtempfindliche
Polymere z. B. aus einem Epoxidharz z. B. auf Basis von
2,2-Bis(4-Hydroxyphenyl)-Propan und Epichlorhydrin kann das erhaltene Reliefbild mittels der üblichen Härtungsverfahren für Epoxidharz gehärtet werden. Der Vorteil dieser Maßnahme ist eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des
Reliefbildes.
Polymere z. B. aus einem Epoxidharz z. B. auf Basis von
2,2-Bis(4-Hydroxyphenyl)-Propan und Epichlorhydrin kann das erhaltene Reliefbild mittels der üblichen Härtungsverfahren für Epoxidharz gehärtet werden. Der Vorteil dieser Maßnahme ist eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des
Reliefbildes.
Die Dicke der lichtempfindlichen Schichten kann innerhalb
weiter Grenzen schwanken. Sie hängt im wesentlichen von dem beabsichtigten Verwendungszweck ab. In den meisten Fällen
genügen Schichtdicken zwischen 0,001 bis etwa 7 mm. Für die Herstellung von Druckformen von einer Strichvorlage genügen Schichtdicken zwischen 0,001 und 0,7 mm. Soll die Druckform für Buchdruck und ähnliche Verfahren verwendet werden, sind Schichtdicken zwischen 0,25 und etwa 1,5 mm empfehlenswert.
weiter Grenzen schwanken. Sie hängt im wesentlichen von dem beabsichtigten Verwendungszweck ab. In den meisten Fällen
genügen Schichtdicken zwischen 0,001 bis etwa 7 mm. Für die Herstellung von Druckformen von einer Strichvorlage genügen Schichtdicken zwischen 0,001 und 0,7 mm. Soll die Druckform für Buchdruck und ähnliche Verfahren verwendet werden, sind Schichtdicken zwischen 0,25 und etwa 1,5 mm empfehlenswert.
Bei der geeigneten Auswahl in Bezug auf die Zusammensetzung der lichtempfindlichen Schicht is es möglich, klebrige
Schichten herzustellen, die dann an den belichteten Stellen ihre Klebrgkeit verlieren. Anschließend kann dann mit einem farbigen Pulver behandelt werden, das an den unbelichteten, klebrig gebliebenen Stellen haften bleibt.
Schichten herzustellen, die dann an den belichteten Stellen ihre Klebrgkeit verlieren. Anschließend kann dann mit einem farbigen Pulver behandelt werden, das an den unbelichteten, klebrig gebliebenen Stellen haften bleibt.
- 9 * BAD
9098 31/1 U 4
40 g des Polykondensationaproduktes aus 2,2-Bls(4-hydroxyphenyl)·
propan und Epichlorhydrin werden in einem Gemisch von 200 ml Methylenchlorid und 20 ml Pyridin gelöst. Dann fügt man 33 ,g
Naphthochinon-1,2-diazo(2)-5-sulfochlorid zu und läßt die Lösung 24 Stunden im Dunkeln bei Raumtemperatur stehen.
Anschließend wird die Lösung mit Methylenchlorid verdünnt, filtriert und in Äthanol eingegossen. Das abgeschiedene Polymere
filtriert man ab.
Ausbeute: 52 g eines Polymeren, das die folgenden sich in der Polymerkette periodisch wiederholenden Struktureinheiten
aufweist:
CH,
\- C -/ K-O-CH2-CH-CH2-
CH
-0-CH9-CH-CH9-
c ι c
Diese beiden Einheiten liegen in der polymeren Kette in einem Verhältnis von 2:1 vor.
0,025 g des Polymeren werden in einem Gemisch von 2 ml Methylenchlorid
und 1 ml sym. Tetrachloräthan gelöst. Die Lösung
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- 10 .-909831/1144
ΘΑΟ ORIGINAL
Ϊ522426
schichtet man so auf eine Aluminiumplatte, daß nach dem Trocknen eine 1 /U dicke Schicht zurückbleibt. Die Schicht
wird durch eine negative oder positive Strichvorlage aus einem Abstand von 15 cm belichtet und anschließend mit einer
Mischung aus gleichen Teilen Methylenchlorid und synv. Tetrachloräthan
entwickelt. Zur Herstellung eines gut brauchbaren Reliefbildes genügt eine Belichtungszeit von 5 Sekunden mit
einer 80-Watt-Quecksilberdampflampe. Dagegen ist bei Verwendung
einer normalen 300-Watt-Lampe eine Belichtungszeit von 30 Sekunden erforderlich.
In einem Erlenmeyer-Kolben werden 1,4 g des Potykondensationsproduktes
aus 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)-propan und Epichlorhydrin in 15 ml Methylenchlorid undiml Pyridin gelöst. Dann
fügt man 1,6 g Naphthochinon-1,2-diazo(2)-4-sulfochlorid zu undläßt die Losung bei Raumtemperatur 24 Stunden im Dunkeln
stehen. Die Lösung wird anschließend mit 20 ml Methylenchlorid verdünnt, filtriert und in Äthanol gegossen. Die flockige
Fällung filtriert man ab und trocknet sie unter vermindertem Druck. Ausbeute: 1,5 g eines Polymeren, das folgende in der
polymeren Kette periodisch wiederkehrende Struktureinheiten aufweist:
CHx
0- // \ -C- /Vv -0-CH0-CH-CH
CH, OH
A-G 219 - 11 -
909831/11U
und
O t
so,
>2-CQ
Diese Einheiten liegen in der polymeren Kette in einem Verhältnis von 3,5 ϊ 1 vor.
Die Weiterverarbeitung geschieht wie in Beispiel 1 beschrieben,
Zur Herstellung eines gut brauchbaren Reliefbildes genügt eine Belichtungszeit von 15 Sekunden mit einer 80-Watt-Wuecksilberdampflampe,
während für die Belichtung mit einer 300-Watt-Wolframlampe 2 Minuten benötigt werdai.
3 g Polyvinylbutyral, das 20 ?£ freie Hydroxylgruppen enthält,
werden in einem Gemisch von 30 ml Methylenchlorid und 1,5 ml Pyridin gelöst. Dann fügt man 1,6 g Naphthochinon-1,2-diazo(2)-5-sulfochlorid
zu und läßt das Reaktionegemisch 48 Stunden bei Raumtemperatur im Dunkeln stehen. Anschließnd wird das Gemisch
in Äther eingegossen und die entstehende flockige Fällung abgesaugt. Nun löst man die Fällung in Alkohol und gießt die
Lösung in Wasser. Die herbei entstehende Fällung filtriert man ab und trocknet sie unter vermindertem Druck.
Ausbeute: 2 g eines Polymeren,das folgende in der polymeren Kette periodisch wiederkehrende Struktureinheiten aufweist:
A_G 219 9 0 9
CHo-CH
0.
C3H7
-CH9-CH-OH
CH9-CH-
Diese Einheiten liegen in der polymeren Kette in einem Verhältnis von 20 : 40 : 1 vor. 0,025 g des Polymeren werden
in einem Gemisch von 2 ml Methylenchlorid und 1 ml sym. Tetrachloräthan gelöst. Die Herstellung einer Schicht auf
Aluminiumunterlage , die Belichtung und Entwicklung der Schicht zu einem Reliefbild geschieht in der in Beispiel 1
beschriebenen Weise. Zur Herstellung eines guten Bildes genügt eine Belichtungszeit von 45 Sekunden mit einer 80-Watt-Quecksilberdampflampe.
Bei Verwendung einer 300-Watt-Wolframlampe
ist eine Belichtungszeit von einer Minute erforderlich.
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- 13 -
909831/1144
Beispiel 3 wird mit der gleichen Menge Naphthochinon-t,2-diazo(2)-4-sulfochlorid
wiederholt. Das Reaktionsgemisch bleibt diesmal nur 24 Stunden bei Raumtemperatur im Dunkeln
stehen. Man gelangt dabei zu einem Polymerenf das folgende
Struktureinheiten enthält:
-CH9-CH'
3Ho
■CH CH
CH-O
CH9-CH-
OH
CH9-CH-O
Diese Einheiten liegen in der polymeren Kette einem Verhältnis
von 40 : 8 : 1 vor.
Die weitere Verarbeitung erfolgt gemäß Beispiel 1. Mit
einer 80-Watt-Quecksilberdampflampe und einer Belichtungszeit
von 7 Sekunden erhält man ein gutes Reliefbild. Bei
A-G 219
909831 /1144
Verwendung einer 300-Watt-Wolframlampe ist eine Minute
Belichtungezeit erforderlich.
909831 /11U A-G 219 - 15 -
Claims (1)
- Patentansprüche ι jfä1. Lichtempfindliches Material alt einer auf einer Unterlage befindlichen durch Lichteinwirkung rernetzbaren Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß dieee lichtempfindliche Schicht(A) ein Polymere» mit Gruppen enthält, die mit Zwischenprodukten reagieren können, welche bei der photochemischen Zersetzung von Chinon- Diazogruppen entstehen und(B) Chinon-Diazogruppen, die entweder in dem Polymeren (A) rorhanden sind, oder die in einem anderen Polymeren anwesend sind, das mit dem Polymeren (A) gemischt ist.2. Lichtempfindliches Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Schicht ein Chinon -Diazogruppen enthaltendes Polymeres enthält, welches durch Reaktion eines Hydroxylgruppen tragenden Polymeren mit einer Chinon-Diazorerbindung, die eine Chlorsulfonyl- oder Chlorcarbonylgruppe enthält, entstanden ist.3« Lichtempfindliches Material nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Schicht als reaktlre Gruppen tragendes Polymeres das Reaktionsprodukt des Polyäthers τοη 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)-Propan und Epichlorohydrln mit Naphthochinon-l,2-dlazo(2)-5-sulfochlorid, enthält.4•Lichtempfindlicheβ Material nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Schicht als reaktlre Gruppen tragendes Polymeres das ReaktionsproduktA-G 219 - 16 - βΑΠ909831/1144dta Polyäthere yon 2,2-Bie(4-hydroxyphenyl)-Propan und Epichlorohydrin mit Haphthochinon-l,2-diaio(2)-4-sulfochlorid, enthält.5. Lichtempfindliches Material nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Schicht •la reaktire Gruppen tragendes Polymeres das Reaktionsprodukt eines in der Hauptsache freie Hydroxylgruppen enthaltenden Polyrinylbutyrals mit Naphthochinon-l,2-diazo(l)-5-sulfo chlorid, enthält.6. Lichtempfindliches Material nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Schicht als reaktive Gruppen tragendes Polymeres das Reaktionsprodukt eines zur Hauptsache freie Hydroxylgruppen enthaltenden Polyrinylbutyrals mit Iaphthochinon-l,2-diazo(2)-4-sulfochlorid, enthält.7. Verfahren zur Herstellung photographischer Resistbilder oder photographischer Druckplatten unter Verwendung des mit den Ansprüchen 1-6 beschriebenen lichtempfindlichen Materials, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Schicht durch eine transparente Vorlage belichtet wird und daß die rom Licht getroffenen Stellen der Schicht, die durch Vernetzung unlöslich geworden sind, alt einem Lösungsmittel entfernt werden.A-G 219 - 17 -
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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US3502470A (en) | 1970-03-24 |
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