DE2022645A1

DE2022645A1 - Fuer Infrarotstrahlung empfindlicher Schablonenbogen und Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung

Info

Publication number: DE2022645A1
Application number: DE19702022645
Authority: DE
Inventors: Newman Douglas Alexander
Original assignee: Columbia Ribbon and Carbon Manufacturing Co Inc
Current assignee: Columbia Ribbon and Carbon Manufacturing Co Inc
Priority date: 1969-05-09
Filing date: 1970-05-08
Publication date: 1971-01-07
Also published as: FR2047508A5; US3632376A; GB1266679A

Description

COLUMBIA RIBBON AND CARBON MANUFACTURING CO., INC,

527 Herbhill Road

Glen Cove, New York, V.St.A. Unser Zeichen: C 2769

Für Infrarotstrahlung empfindlicher Schablonenbogen und Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung

Die Erfindung betrifft ein thermographisches Verfahren zur Erzeugung eines mit einer Beschriftung versehenen Schablonenbogens, wobei die Beschriftung einem beschrifteten Originalbogen entspricht und mittels Infrarotstrahlung erfolgt» Der Schablonenbogen gemäß der Erfindung besteht aus einer farbundurchlässigen Schicht über einem farbdurchlässigen Subtrat und diese Schicht ist auf die Aufnahmeschicht auf einem Kopierbogen an den erhitzten Stellen übertragbar*

Die vorliegende Erfindung betrifft somit die Herstellung beschrifteter Sdiablonenbögen entsprechend beschrifteter Originalbögen und stellt eine Verbesserung über die bisherigen Verfahren zur Erzielung dieses Resultats; dar. Solche früheren Verfahren beruhen auf dem Schmelzen färb- undurchlässiger Überzüge, Schichten oder Fasern auf oder in einem schablonenbogen» wobei die erhitzten Stellen des Sohablonenbogene farbdurchlässig werden und der Bogen zur Erzeugung vieler Kopien verwendet werden kann* Kopien werden

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von der beschrifteten Schablone erhalten, indem man flüssige Farbe auf die Rückseite der Schablone aufträgt, welche durch die Schablone nur an den offenen Bildstellen hindurchtritt und an den entsprechenden Stellen einen Kopierbogen anfärbt. Die Qualität der auf den Kopierbogen erhaltenen Bildstellen hängt von der Qualität der Bildöffnungen auf dem Schablonenbogen ab.

Es wurde gefunden, daß die Qualität der in einem bekannten Schablonenbogen erzeugten Bildstellen beschränkt ist, da das farbundurchlässige Material in den erhitzten Stellen nicht vollständig entfernt, sondern vielmehr in den Träger dispergiert oder seitlich verteilt wird* Die Umrisse der Bildöffnungen sind daher nicht scharf und/ oder die Öffnur, η enthalten farbundurchläsaige Ablagerungen auf oder in dem Schablonenträger, welche den Parbdurchtritt blockieren, und · so in den auf dem Kopierbogen erzeugten BildstellenHohlräume oder schwächer gefärbte Stellen ergeben·

Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung von Schablonenbogen, die thermographisch so beschriftet werden können, daß das farbdurchlässige Material in den erhitzten Stellen von dem farbdurchlässigen Schablonenträger entfernt wird, so daß die Bildöffnungen dem Farbdurchtritt auf jeden Kopierbogen im wesentlichen keinen Widerstand bieten und daß die Bildöffnungen scharfe, klare Bänder besitzen und genau der Qualität der Qriginalbildetellen entapreohen·

Sie Erfindung wird dem Fachmann aufgrund der folgenden Beschrei bung in Verbindung mit der Zeichnung besser verständlich.

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In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine scheraatische, vergrößerte Querschnittsansicht eines schablonenbildenden Bogens, eines Aufnahmebogens und eines beschrifteten Originalbogens, die aufeinandergelegt und mit Infrarotstrahlung belichtet werden, zum besseren Verständnis jedoch getrennt dargestellt sind.

Fig. 2 eine schematische, vergrößerte Querschnittaansicht {

des erfindungsgemäßen Schablonenbogens und beschrifteten Aufnahmebogens.

Die Erfindung besteht in der Schaffung einorneuen schablonenbildenden Anordnung, die nahezu vollständig durchlässig für Infrarotstrahlung ist und aus einem farbundurchlässigen, schablonenbildenden Bogen und einem Aufnähmebögeη besteht, der Teile desschablonenbildenden Bogens an vorher bestimmten Stellen unter der Einwirkung von Wärme entfernt und diese Stellen unter Bildung eines Schablonenbogens farbdurchlässig macht.

In Fig. 1 der Zeichnung ist die aus dem schablonenbildenden Bogen 1und dem Aufnahmebogen 10 bestehende Anordnung auf einen Originalbogen 20 aufgelegt, welcher Infrarotstrahlung absorbierende Bildstellungen 22 trägt j das Ganze wird dann mit einer Infrarot-Emissionslampe 30 belichtet. Die Strahlung wird von den Bildstellen selektiv absorbiert und es wird ein dem Bild entsprechendes Wärmemuster auf die übertragbare Sperrschicht 5 auf dem schablonenbildenden Bogen und auf die Aufnahmefläche auf dem Aufnahmebögeη unter Erweichung der Sperrschicht und Verbindung der aufnehmenden Oberfläche geleitet, die vorzugsweise eine durch Wärme klebrig werdende, weich werdende Schicht trägt, wie sie in Fig. 1 und 2 mit 12 bezeichnet ist.

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SAD

Wenn die Bogen aus dem Bereich der Strahlungsquelle entfernt und voneinander getrennt werden, werden die verbundenen Teile der Sperrschicht auf die Aufnahme schicht auf den beschrifteten Aufnahmebogen 10a abgezogen und zwar in Form von Bildstellen 13;zurück bleiben bildmäßige, farbdurchlässige öffnungen 4 in der Sperrschicht unter Bildung des Schablonenbogens 1a·'

Die schablonenbildenden Bögen 1 bestehen aus einem farbdurchlässigen Träger 2 und einer farbundurchlässigen zusammenhängenden Sperrschicht-3, welche den Träger bedeckt und während der thermographischen Belichtung erweicht, jedoch nicht bis zum fließfähigen Zustand schmilzt.

Die erfindungsgemäßen Aufnahmebögen 10 bestehen aus einem Bogen 11 mit einer aufnahmefähigen Oberfläche, die vorzugsweise aus einer durch Wärme erweichenden Aufnahmeschicht 12 besteht, die während der thermographischen Belichtung klebrig wird, jedoch nicht bis in den fließfähigen Zustand schmilzt.

Die Aufnahmefläche liegt der Sperrschicht des schablonenbildenden Bogene gegenüber und besitzt eine Affinität für diese Sperrschicht, wenn sich die letztere in wärmeerweichtem Zustand befindet und sie verbindet sich bei der thermographischen Belichtung dan.it, so daß die verbundenen Teile von dem Träger des schablonenbildenden Bogens bei der Trennung der Bögen nach der Belichtung abgezogen werden.

Kehrere wichtige Merkmale der erfindungsgemäßen Anordnungen sind kritisch und sie sind es, welche die Erzielung schärferer und genauerer Schablonen entsprechend einem beschrifteten Originalbogen als bisher möglich gestatten.

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Zunächst muß die Anordnung so stark für Infrarotstrahlung durchlässig sein, daß zwischen der Sperrschicht und der Aufnahmefläche unter Einwirkung von Infrarotstrahlung nur an den Stellen eine Verbindung erfolgt, an welchen Infrarotstrahlung absorbierende Bildstellen an die "Anordnung angelegt sind. Zweitens muß die durch diese Bildstellen bei kurzer Belichtung mit Infrarotstrahlung erzeugte Y/ärme zur Erweichung der Sperrschicht auf dem schablonenbildenden Bogen ausreichen, ohne jedoch diese Schichten in einen fließenden Zustand überzuführen, so daß die Sperrschicht" mit " dem färbdurchlässigen Träger an den erhitzten Stellen sich nicht verbindet oder hineinfließt. Drittens muß die Aufnahmeoberfläche des Aufnahmebogens die durch V/ärme erweichten Teile der Sperrschicht binden können und sie von dem Träger abziehen, wenn die Anordnung von der Belichtungsquelle entfernt wird und die Bögen getrennt werden.

Die neuen schablonenbildenden Bögen 1, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind, bestehen aus einem farbdurchlässigen, wärmebeständigen Träger 2, z.B. einem dünnen Bogen aus gewebten oder nicht gewebten Pasern oder Fäden, einem feinmaschigen Netz oder einem ähnlichen farbdurchlässigen, auf dem έ

Schablonengebiet üblichen Träger. Der bevorzugte Träger ist das sogenannte Japan-Schablonenpapier oder Tengujo-Papier, welches ein grobes Seidenpapier mit starker Farbdurchlässigkeit ist.

Die auf dem Schablonenträger 2 befindliche Sperrschicht 3 besteht aus einer synthetischen thermoplastischen Harzmasse, welche bei der jeweils angewendeten thermographischen Temperatur, die in der Regel zwischen etwa 93⁰O und 260⁰O (200⁰F und 500⁰F) liegt, erweioht, jedoch nicht in einem fließfähigen Zustand übergeht oder sioh verflüssigt.

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SAO ORIGINAL

Die Sperrschicht v/ird auf den Träger so aufgebracht, daß sie nicht in merklichem Maße in ihn eindringt, sondern vielmehr an seiner Oberfläche als kein Ganzes mit dem Träger bildende Schicht zurückgehalten wird. Es kann dies dadurch erreicht werden, daß man die Sperrschicht als viskose Lösung.. oder als Dispersion von Harzteilchen, die nachher miteinander verschmolzen werden, aufbringt oder indem man zuerst eine sehr dünne Harzschicht auf die Oberfläche des Trägers und dann die dickere Sperrschicht aufbringt. Man kann auch zuerst den Träger mit einem schwachsauren Koagulationsmittel für Latex imprägnieren, z.B. Essigsäure oder Ameisensäure, un<? dann die Sperrschicht in Form eines Latex aufbringen, der auf der Oberfläche des Trägers koaguliert.

Die Sperrschicht kann aus einem in geeigneter Weise plastifizierten synthetischen thermoplastischen Harz, z.B. einem Vinylchlorid- oder Vinylidenchlorid-Polymerisat oder Kopolymerisat mit anderen Monomeren z.B. Vinylazetat, bestehen. Vorzugsweise enthält jedoch die Sperrschicht noch ein Pigment oder einen Füllstoff oder andere feste feinteilige Stoffe, welche die Kohäsion des Parbbinders herabsetzen und die Sperrschicht spröder machen, so daß sie sauberer unterbrochen werden kann als eine aus dem Harz allein bestehende Schicht. Gemäß einer Ausführungsform enthält die Sperrschicht 3 ein farbiges Pigment oder einen Farbstoff, so daß die Übertragung gefärbter Teile 13 der Sperrschicht auf den Aufnahmebogen eine Kopie 10a des verwendeten Originalbogens ergibt, wie diea in Pig. 2 dargestellt ist. In allen Fällen dürfen die in der Sperrschicht anwesenden Stoffe keine merklichen Mengen Infrarotstrahlung absorbieren oder reflektieren·

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Geeignete stoffe sind Kieselsäure, Kioriblau-Pigment, Ton und warneschmelzbare Feststoffe, z.B. Salicylsäure, Benzeosäure, o-Toluolsäure, Azetylsalicylsäure und dgl. Stoffe der letzteren Art liefern ausgezeichnete Ergebnisse und diesbezüglich wird auf die USA-Anmeldung Ser. Nr. 692.164 Bezug genommen, welche harzartige, wärmeübertragbare, solche wärmeschmelzbaren peststoffe enthaltenden Schichten beschreibt. Die wärmeübertragbaren Schichten dort eignen sich ausgezeichnet zur Verwendung als Sperrschicht für die vorliegende Erfindung.

Die hier verwendbaren Aufnahmebögen hängen Von der Art der auf den schablonenbildenden Bogen befindlichen Sperrschicht ab. Wenn die Sperrschicht beim Erweichen klebrig oder haftend wird, kann der Aufnahmebogen aus einem Kunststoff oder einem Papierbogen bestehen. Wenn die Sperrschicht so viele feste Zusätze, z.B. Ton oder Kieselsäure, enthält, daß sie nicht sehr klebrig oder haftend beim Erweichen wird, dann soll der Aufnahmebogen 10 eine dünne Aufnahmeschicht 12 aus einer in der Wärme klebrig werdenden Zusammensetzung,' vorzugsweise aus einem synthetischen thermoplastischen Harz, tragen, welches an den erhitzten Stellen an der Sperrschicht haftet und sie bei Trennung der Bögen von ihrem Träger wegzieht, wie dies in Fig. 1 und 2 der Zeichnung dargestellt ist. ,

Das folgende Beispiel erläutert eine Art der schablonenbildenden Anordnung und ihre Verwendung, ohne daß die Erfindung jedoch darauf beschränkt ist.

Ein schablonenbildender Bogen wird auf folgende Weise hergestellt:

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Gewientsteile	.8
7	.8
17	.4
74

Eine farbdurchlässige Bahn aus Japan-Schablonenpapier (Tengujo) mit einer Dicke von etwa 5 Mi]. wird auf ihrer Unterseite mit einer sehr dünnen Basisschicht aus der folgenden verdünnten Lösung mit einer-Druckwalze aufgebracht.

Bestandteile

Pliolite S 730

Butadien-Styrol

Toluol
Me thy1ae thylke t on

100.0

Das Lösungsmittel verdampft rasch unter Zurücklassung einer dünnen zusammenhängenden Basisschicht aus dem Harz auf der Papieroberfläche in einem Gewicht von etwa 1/4 Pfund pro Ries (= 500 Bögen mit Abmessungen von 25 x 3ö Zoll).

Dann wird auf die dünne Basisschicht auf der trockenen Bahn eine dünne Schicht aus der folgenden Sperrschiohtzusammensetzung aufgedruckt j

Bestandteile Gewichtsteile

Pliolite S 732

Butadien-Styrol 6,3

Toluol 14,4

Salicylsäure 14*3

Methylaethylketon 60.0 Methylisobutylketon 5.0

100.0

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Die aufgebrachte Schicht trocknet rasch unter Verdampfung der Lösungsmittel und zurück "bleibt eine zusammenhängende Sperrschicht mit einem Gewicht von etwa 2 Pfund pro Eies über dem Basisfilm. Die trockene Bahn wird dann- in Bogenlängen geschnitten. ,

Ein Aufnahme bog en v/ird durch Bedrucken einer Bahn aus · 5 Pfund Kraft-Papier mit einer zusammenhängenden Schicht der folgenden Aufnahmezusaramensetzimg hergestellt:

Bestandteile fievä cht s t e ile

Styrol-Butadien (48$ wäßrige Emulsion) 50,0 Ton ( 70$ feststoffe) . 20,0

Wasser 30,0 .

100,0

Die Bahn wird durch Verdampfen des Wassers unter Zurücklassung einer nicht-klebrigen aufnahmefähigen Schicht · mit einem Gewicht von etwa 1,5 Pfund pro Ries auf der ■' Papieroberfläche getrocknet. Dann wird die Bahn ia Bogenlängen geschnitten.

Der Einfachheit halber werden die schablonenbildenden Bögen und die Aufnahmebögen trennbar miteinander entlang einer Kante verbunden, wobei die Sperrschicht der erateren an der Aufnahmeschicht der letzteren anliegt.

Die Einheiten eignen sich wegen ihrer Durchlassigkeit für Infrarotstrahliing zur Verwendung ia der Reflex Shermographie. Dabei wird die Anordnung auf einen bild tragend en Original-« bogen, z.B. einen mit der Schreibmaschine geschriebenen-Brief gelegt und die Bögen, werden dann in der in ]?±g,1 gezeigten Anordnung mitlnfrarotstrahlung belichtet,inäem msiei© z«B·

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- ίο -

durch eine Thermo-]?ax Maschine schickt. Die in den Bildstellen erzeugte V/arme erhitzt die Sperrschicht 3 und die Aufnahme3chicht 12_;, wobei diese weich und klebrig werden und an diesen Stellen aneinander haften« Wenn die Bögen aus der Beliohtungamaschins austreten nnä getrennt werden, löoen sich die-an der Aufnahme !schicht haftenden Seile 13 der Sperrschicht von dem Schablonenträger 2 ab und gehen auf den Aufnahme-bogen über» wobei axe die entsprechenden Teile der Basiaachicht mitnehmen· Auf diese Weise bleiben farbdurchläaaige öffnungen in der Sperrschicht zurück, so daß flüssige Parbe frei durch den Schablonenbogen in die Bildstellen unter Erzeugung von dem Griginalbogen entspr@ches.aen Kopien bei dem üblichen Schablonenkopierverfahren durchtreten kann*

Gegebenenfalls kana, die Sperrschicht einen färbenden Stoffs z.B. eine kleine Menge blauer«. Parfeatoff oder einen anderen Stoff, äer keine Infrarotstrahlung absorbiert, enthalten, so daß der beschriftete Aufnahm®bogen eine lesbare Kopie des Originalbogens darstellt»

Der Äufnahraebogen kann auch eis. KimstatefffiDjn Bein, der entweder durch Wärme weich wire ©eier mit, einer klaren Parbaufnähme schicht überzogen ist_t so daß der beschi'iftete PiIm eich als Projektionsfiia öes Originals eignet, wie üies In der vorstehend genausten USA Patentschrift erviLbnt wird«

Der verwendete Harzbinder Icami ein aynthetisolier thermoplaat'ischer Stoff seinj, der thbsrsugg ergibt«; -weiche bei den thermographischen Iemperatureji_s ä±@ im Bereich von etwa 93 - 26O⁰G( 200 - 500 ⁰V) liegen weich wirfl, Jedoch nicht schmilate Die meisten Vinyliiarsö ₉ einschließlich der Acrylharze und Polystyrol ₉ sind geeignet« Zelluloaehar3e_s r.B.· Aetylzellulose und Zelluloseazetat sind ebenfalls geeignet·

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Synthetische Gummi, z.B. Butadien-Polymerisate und Mischpolymerisate mit Styrol und Acrylnitril liefern ausgezeichnete Ergebnisse· In vielen Fällen sollen übliche Weichmacher zugesetzt werden, um die Erweichungstemperatur des jeweiligen Harzes herabzusetzen und/ oder den Harzüberzug im erhitzten Zustand klebriger und übertragbarer zu machen. Es können primäre und sekundäre Weichmacher verwendet werden, wie dies dem Fachmann selbstverständlich ist.

Die Sperrschicht kann zweckmäßig in Form einer wässerigen Dispersion oder Emulsion aufgebracht werden, in welcher die Karzteilchen groß genug sind, um an der Oberfläche des farbdurchlässigen Trägers zurückgehalten zu werden. Bach der Aufbringung wird das Wasser dann verdampft und ctie Harzteilchen werden su der farbundurchlässrigen Sperrschicht auf der Oberfläche des Trägers verschmolzen. Acrylemulsionen und Kautschuk-Latices sind für diesen Zweck bevorzugt.

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Claims

Patentansprüche

1. Für Infrarotstrahlung durchlässiger schablonenbildender Bogen, bestehend aus einem farbdurchlässigen Träger und einer zusammenhängenden farbundurchlässigen Sperrschicht auf einer Seite des Trägers, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht .ohne zu einem fließfähigen Zustand bei einer Temperatur zwischen etwa 93 und 260 ⁰C zu schmelzen erweicht, und erhitzte Bildstellen klebrig werden und an einem in Kontakt nit dieser Schicht befindlichen Aufnahmebogen haften und von den Träger bei Trennung des Aufnahmebogens von dem Träger vollständig sich von diesem ablosen.

2. Schablonenbildender Bogen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht aus einem synthetischen thermoplastischen Harz besteht.

3. Schablonenbildender Bogen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht noch eine große Kenge eines kristallinen, bei einer Temperatur oberhalb der Erweichungstemperatur des Harzes, jedoch unterhalb etwa 204 ° C schmelzbaren kristallinen Peststoffes enthält.

4. SchablonenbildeKder Bogen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ,Sperrschicht eine mit dem Aufnahmebogen kontrastierende Farbe besitzt, so daß die von dem Aufnahmebogen entfernten Bildteile eine lesbare Kopie des Originalbogens bilden.

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5» Verfahren zur Herstellung eines für Infrarotstrahlung durchlässigen, schablonenbildenaen Bogens» dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) einen farbdurehlässigen, für Infrarotstrahlung durchlässigen Irägerbogen -vorsieht

(b) auf eine seiner Oberflächen eine dünne Schicht aus einer für Infrarotstrahlung durchlässigen, einen synthetischen thermoplastischen Binder enthaltenden Zusammensetzung aufbringt und

(c) diese Schicht als zusammenhängende» farbundurchlässige Sperrschicht verfestigt:, die ohne in d©m fließfähigen Zuatand su schmelzen* bei einer Temperatur zwischen etwa 93 und 260 ⁰C erweicht.

6. Verfahren nach Anspruch 5$ dacVureh gekennzeichnet_f daß eine dünne Schicht aus äem synthetisohen thermoplastischen Harz auf den träger eiifgeferaeht und. öie Sperrschicht dann darüber aufgebraoät wreciu

Verfahren nach Anspruch 5 j.äaduroh. die Zusammensetzung ein-sa'großsa. Anteil eines festen Stoffs enthält, öer. bei einer .2empera1riKP

oberhalb der Erweichungstemperatur der synthetischen thermoplastischen Binder, jeäooh unterhalb etwa 204° G schmilzt.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung einen färbenden Stoff enthält»

9. Verfahren zur Herstellung eines Mlötragenden Schablonenbogens entsprechend einem Originalbogen mittele Infrarotstrahlung, dadurch gekennzeichnet, öaS man

(a) einen für Infrarotstrahlung durchlass-dgen. scliablonenbildenden Bogen aus einem farbdurchlässigen Sräger mit ein®*- auoaEfcasnhangenden- farbundurolilässigea Sperr schicht diüPauf .herstellt,
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⁸^D OFHGlNAL

(b) den schablonenbildanden Bogen mit eiJiea Infrarotstrahlung absorbierend© Bilds tell en tragenden Originalbogen und einem Auf&ahmebogen mit einer für die wärmcerweielits Sperrschicht aiifiiahiuefähi*·» £sn Ofcerfläske siisaaaeale/iii^ w&tsei 3?Loh dieas öberiläe;h,@ «lit ies? -S^Qrx'sofeisiit la Kontakt fee-

(c) öaß man äi@ Bögps axt l2ifrarotstrafcli.aig zin.¹ Erhitzung der Eilöi^:3i;olles aui; äeia feigiiial^ogen und unter Er- hiiizviiß eii";::^: _;,3r©fi£:,CiK,c:er flieilfe α ca· Sperrscikiüfet auf eine sn ä&rer 'Mx^e'l&hrw-.ß ansr-slohende Semperstiur nateri-¹ Yerliaftung öi-eaer feile an der Oöerfläche des Aufnahaebogens ohn@ Übergang in. einen fließ-

(d) di@ Strahlungsq,ii©ll© eatfernt iiad die Bögen trennt, weis ei dl© eaiiits-ten feile «er Sperrschicht an eiern ilüfaaliiaeöögejä haften m.ä dssetil 'Sb&rgelieii, &q aa.ö öiE. SohabloneatfCgcai jsät fart^roMässigen feileweisen freien läiaaen αϊι fies¹ Sserrseliicht entsprechend-BiMs'öeilea äep Om^isalfeogens zurückbleibt.

BAD ORJQlNAL