DE2408118C3 - Process for producing multicolored images on an aluminum or aluminum alloy surface - Google Patents
Process for producing multicolored images on an aluminum or aluminum alloy surfaceInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen mehrfarbiger Bilder auf einer Oberfläche aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung die anodisch oxidiert worden ist, durch Aufbringen einer Kolloidschicht, die mit einem Bichromat lichtempfindlich gemacht ist, bildmäßiges Belichten der Kolloidschicht und Entwickeln derselben unter Erzeugung eines Kolloidbildes.The invention relates to a method for producing multicolored images on a surface made of aluminum or an aluminum alloy that has been anodized by applying a colloid layer, which is made photosensitive with a bichromate, imagewise exposing the colloid layer and developing the same to form a colloidal image.
Nachfolgend wird zur Vereinfachung lediglich das Wort »Aluminium« verwendet, das jedoch im Sinne von »Aluminium und seine Legierungen« zu verstehen ist. Als »mehrfarbiges Bild« wird ein Bild bezeichnet, das mehrere Farben, beispielsweise braun und schwarz oder rot und schwarz, oder aber mehrere Töne ein und derselben Farbe wie grau und schwarz oder hellere und dunklere Brauntone enthält, wobei die Farbe auf einer kontinuierlichen, also ununterbrochenen Färbung und nicht auf einem Farbraster beruht.In the following, for the sake of simplicity, only the word "aluminum" is used, but in the sense of "Aluminum and its alloys" is to be understood. A "multicolored image" is an image that several colors, for example brown and black or red and black, or several tones one and contains the same color as gray and black or lighter and darker shades of brown, with the color on one continuous, i.e. uninterrupted coloring and not based on a color grid.
Es sind bereits mehrfarbige Bilder auf Werkstücken aus Aluminium erzeugt worden. Hierzu wurde auf diesen Werkstücken zunächst eine poröse Oxidschicht erzeugt; dann wurden die Werkstücke in aufeinanderfolgende Bäder von anorganischen oder organischen Farbstoffen getaucht, nachdem die Oberflächenbereiche, die in dem Farbbad nicht eingefärbt werden sollten, maskiert wurden, beispielsweise mit Fettinte oder einem Lack. Mit Hilfe dieser Arbeitsweise lassen sich aber keine getonten Bilder erzielen. Es wurde auch bereits versucht, die anodicii oxidierte Oberfläche zu bemalen, aber derartige Bilder zersetzen sich auch nach dem Versiegeln ziemlich schnell, sogar bei gewöhnlichen atmosphärischen Bedingungen.Multi-colored images have already been created on workpieces made of aluminum. This was done on these workpieces first generate a porous oxide layer; then the workpieces were in successive Baths of inorganic or organic dyes dipped after the surface areas, which should not be colored in the dye bath, have been masked, for example with grease ink or a Paint. With the help of this working method, however, no toned images can be achieved. It was already tried to paint the anodicii oxidized surface, but such images decompose fairly quickly even after sealing, even with ordinary ones atmospheric conditions.
Aus der DT-AS 12 33 727 ist ein Verfahren zur Herstellung von Bildern und Druckplatten bekannt, wonach auf einem Aluminium-Schichtträger eine mit einem Bichromat lichtempfindlich gemachte Kolloidschicht aufgetragen, bildgemäß belichtet, entwickelt und ein Kolloidbild hergestellt wird. Diese Platten eignen sich als gedruckte Schaltungen oder Flachdruckplatten.From DT-AS 12 33 727 a method for producing images and printing plates is known, after which a colloid layer made photosensitive with a bichromate on an aluminum support applied, imagewise exposed, developed and a colloid image is produced. These plates are suitable turned out to be printed circuits or planographic printing plates.
Aufgabe der Erfindung ist nun die Herstellung von mehrfarbigen Bildern auf einer Oberfläche von anodisch oxidiertem Aluminium oder dessen Legierungen, die sich durch verbesserte Stabilität, verbesserte Wiedergabe der Muster und gute: Reproduzierbarkeit auszeichnen. The object of the invention is now the production of multicolored images on a surface of anodic oxidized aluminum or its alloys, which are characterized by improved stability, improved reproduction the pattern and good: distinguish reproducibility.
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung mehrfarbiger Bilder auf einer Oberfläche aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, die anodisch oxidiert worden ist, durch Aufbringen einer Kolloidschicht, die mit einem Bichromat lichtempfindlich gemacht worden »st, bildmäßiges Belichten der Kolloidschicht und Entwickeln derselben unter Erzeugung eines Kolloidbildes.The invention is based on a method for producing multicolored images on a surface made of aluminum or an aluminum alloy that has been anodized by applying a Colloid layer which has been made light-sensitive with a bichromate, image-wise exposure of the Colloid layer and developing it to form a colloid image.
Die Lösung der Aufgabe gelingt nun erfindungsgemäß dadurch, daß man die das Kolloidbild tragende Oberfläche in ein saures Bad einbringt, das Metallsalze gelöst enthält, die für die elektrochemische Färbung von Aluminium gebräuchlich sind, dann elektrolysiert, anschließend das Kolloidbild entfernt und die Oberfläche versiegelt.The object is achieved according to the invention in that one carries the colloid image The surface is brought into an acidic bath that contains dissolved metal salts that are responsible for the electrochemical coloring of Aluminum are commonly used, then electrolyzed, then the colloid image is removed and the surface sealed.
Das Verfahren nach der Erfindung bringt zahlreiche Vorteile: die Bilder haben sehr gute und lang dauernde Konservierung selbst unter strengen Witterungsbedingungen; es besteht die Möglichkeit der Wiedergabe von Strich-, Punkt- oder Rastermustern oder von Halbtonbildern; die Reproduzierbarkeit ist außerordentlich leicht und gut.The method according to the invention has numerous advantages: the images are very good and last a long time Preservation even under severe weather conditions; there is the possibility of playing Line, dot or halftone patterns or of halftone images; the reproducibility is extraordinary easy and good.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst in an sich bekannter Weise eine poröse Aluminiumoxidschicht auf dem Gegenstand erzeugt, der gefärbt werden soll; dann wird eine Schicht aus einem mit Bichromat lichtempfindlich gemachten Kolloid aufgebracht, das Werkstück über eine Vorlage (Negativ) belichtet und das erhaltene Bild entwickelt. Darauf wird gewaschen (um das Kolloid der Bildbereiche zu entfernen) und dann in an sich bekannter Weise der Elektrolyse in einem Bad unterworfen, welches mindestens ein für die Färbung von Aluminium gebräuchliches Metallsalz enthält; schließlich wird die verbliebene Kolloidschicht entfernt. Diese gefärbte Aluminiumoxidschicht wird noch wie üblich versiegelt, beispielsweise durch Eintauchen des Werkstückes in kochendes Wasser.When carrying out the method according to the invention, first in a manner known per se is a forming a porous aluminum oxide layer on the object to be colored; then becomes a layer from a colloid made photosensitive with bichromate, the workpiece is applied over a template (Negative) exposed and the image obtained developed. This is followed by washing (around the colloid of the image areas to remove) and then subjected to electrolysis in a bath in a manner known per se, which Contains at least one metal salt commonly used for coloring aluminum; eventually the remaining colloid layer removed. This colored aluminum oxide layer is still sealed as usual, for example by immersing the workpiece in boiling water.
In den Bildbereichen, in denen das Kolloid durch Lichteinwirkung nicht oder nur geringfügig unlöslich wurde, wird bei der Entwicklung das Kolloid vollständig oder teilweise von der Werkstück-Oberfläche entfernt, so daß die Metallkationen des Elektrolyse-Bades sich in den Poren der freigelegten Aluminiumoxidschicht festsetzen könnnen.In the areas of the image in which the colloid is not or only slightly insoluble due to the action of light the colloid is completely or partially removed from the workpiece surface during development, so that the metal cations of the electrolysis bath are in the pores of the exposed aluminum oxide layer can fix.
Die Schichtdicke der lichtempfindlichen Kolloidschicht kann gering sein, einige μΐη, beispielsweise etwa 2 μίτι. Bei Belichtung durch ein Halbton-Negativ kommt man zu einem Halbton-Bild, abhängig von dem Grad der Unlöslichkeit des Kolloids in jedem einzelnen Punkt. Die unterschiedliche Unlöslichkeit des Kolloids ermöglicht es, in einem Elektrolyt nicht nur verschiedene Töne der gleichen Farbe zu erzeugen, sondern auch verschiedene Farben mit kontinuierlichem Übergang von einer Farbe zu der anderen. Wiederholt man das Färbeverfahren, so lassen sich die bildfreien Bereiche im ersten bzw. in den vorangegangenen Färbestufen in einer andere Farbe einfärben.The layer thickness of the light-sensitive colloid layer can be small, a few μm, for example about 2 μίτι. When exposed through a halftone negative comes one to a halftone image, depending on the degree of insolubility of the colloid in each individual point. The different insolubility of the colloid makes it possible not only to have different tones in one electrolyte of the same color, but also different colors with a continuous transition from one color to the other. If the dyeing process is repeated, the non-image areas can be seen in the dye in a different color in the first or in the previous dyeing stages.
Für die Färbestufe können die verschiedenen zum Anfärben von Aluminium bekannten Bäder verwendet werden; die erzeugte Farbe hängt häufig von der angewandten Spannung und/oder von der Elektrolysezeit ab. Im allgemeinen sind diese Bäder schwach oder sogar stark sauer mit pH-Wert 1 bis 5 und enthalten mindestens ein Kation eines Salzes von Fe, Co, Ni, Mn, Cr, Bi, Ag, Sb, Sn, Cu, Cd, M0, Ti, Ca, Mg? V, Pb, Zn. Beispielsweise werden die braunen Farbtöne mit Ni, Sn, Co erhalten, die rosa oder roten Farbtöne mit Cu, die gelben Farbtöne mit Ag, Cd und bestimmte blaue Farbtöne mit Mo. Bestimmte Farbtöne werden unter Verwendung von ganz bestimmten Salzen erzeugt. MitThe various baths known for coloring aluminum can be used for the coloring stage; the color produced often depends on the voltage applied and / or on the electrolysis time. In general, these baths are weakly or even strongly acidic with a pH value of 1 to 5 and contain at least one cation of a salt of Fe, Co, Ni, Mn, Cr, Bi, Ag, Sb, Sn, Cu, Cd, M 0 , Ti, Ca, Mg ? V, Pb, Zn. For example, the brown shades are obtained with Ni, Sn, Co, the pink or red shades with Cu, the yellow shades with Ag, Cd and certain blue shades with Mo. Certain shades are obtained using very specific salts generated. With
Hilfe von Bädern, die zwei Kationen enthalten, beispielsweise Ag, Cu, lassen sich im gleichen Bad unterschiedliche Farbtöne erzeugen, je nach Elektrolysezeit und/oder angelegter Spannung. Es kann mit Wechselstrom oder Gleichstrom gearbeitet werden; im letzten Falle wird das Werkstück kathodisch geschaltet.Using baths that contain two cations, such as Ag, Cu, can be in the same bath Generate different shades of color, depending on the electrolysis time and / or applied voltage. It can with Alternating current or direct current can be worked; in the latter case, the workpiece is connected cathodically.
Das Bad für die anodische Oxidierung kann ebenfalls den Farbton beeinflussen. Beispielsweise wird eine in schwefel-saurem Medium anodisch oxidierte Oberfläche rosa, rot oder schwarz eingefärbt, wenn der Färbeelektrolyt Kupfersalze und Silbersalze enthält. Mit dem gleichen Färbebad erhält man ein tiefes Grün, wenn zuvor in einem Chromsäure-Oxalsäurebad anodisch oxidiert worden ist. Aus einein Kupfersulfat, Silbersulfat oder Goldhydroxid enthaltenden Elektrolyt kommt man zu rosa oder roten Farbtönen, wenn in einem schwefel-saurem Medium anodisch oxidiert wurde, hingegen zu dunkelgrünen oder violetten oder malvenfarbigen Farbtönen, wenn in einem Chrom-Oxalsäuremedium anodisch oxidiert worden ist.The bath for anodic oxidation can also affect the hue. For example, an in acidic sulfur medium anodically oxidized surface colored pink, red or black if the Coloring electrolyte contains copper salts and silver salts. With the same dye bath you get a deep green, if previously anodized in a chromic acid-oxalic acid bath. From one to copper sulphate, An electrolyte containing silver sulfate or gold hydroxide gives rise to pink or red hues when in a sulfur-acid medium was anodically oxidized, on the other hand to dark green or purple or mauve shades when anodically oxidized in a chromium-oxalic acid medium.
Es ist leicht einzusehen, daß durch entsprechende Auswahl des Elektrolyts, der Elektrolysebedingungen und gegebenenfalls auch der Bedingungen der anodischen Oxidation das erfindungsgemäße Verfahren sehr vielfältige Möglichkeiten bietet, um im großtechnischem Maßstab außerordentlich unterschiedlich dekorierte Flächen zu erzeugen, wobei das Verfahren vollständig reproduzierbar und die Farben außerordentlich wiederstandsfähig sind unter den üblichen Bedingungen, denen ein derartiges Werkstück, beispielsweise als Teil einer Gebäudeverkleidung, ausgesetzt wird.It is easy to see that by appropriate selection of the electrolyte, the electrolysis conditions and possibly also the conditions of the anodic oxidation, the process according to the invention very much offers a variety of possibilities to decorate extraordinarily differently on an industrial scale To generate surfaces, the process being completely reproducible and the colors extremely resistant are under the usual conditions that such a workpiece, for example as part of a Building cladding, is exposed.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst auf die Oberfläche des in einem sauren Bad anodisch geschalteten Werkstückes eine poröse Aluminiumoxidsicht gebildet, deren Stärke allgemein etwa 5 bis etwa 15 μπι beträgt; darauf wird sorgfältig gespült, beispielsweise mit destilliertem Wasser und dann die Oberfläche getrocknet, beispielsweise mit Heißluft oder in einem mäßig beheizten Ofen. Dann wird eine Schicht von etwa 2 μίτι eines bichromathaltigen Kolloids aufgebracht; z. B. mit einem Bichromat wie Ammoniumbichromat, Kaliumbichromat oder Pyridinbichromat versetzte Gelatine. Dieser Auftrag erfolgt auf beliebigbekannte Weise, beispielsweise durch Tauchen, Spritzen oder Zentrifugieren. Die auf diese Weise lichtempfindlich gemachte Fläche wird getrocknet, wobei eine Trockenzeit von 15 min bei etwa 40°C ausreicht. Dann wird über eine Vorlage, wie ein Negativ, belichtet, wodurch die bildfreien Bereiche des Kolloids unlöslich gemacht werden und zwar proportional der aufgenommenen Lichtmenge. Hierzu kann man beispielsweise eine Bogenlampe von 70 A in einer Entfernung von 80 cm verwenden und eine Belichtungszeit von 10 min einhalten. Mach der Belichtung wird etwa 1 min entwickelt.When carrying out the method according to the invention is first applied to the surface of the in one acid bath anodically connected workpiece forms a porous aluminum oxide layer, its strength is generally about 5 to about 15 μm; it is then carefully rinsed, for example with distilled Water and then the surface dried, for example with hot air or in a moderately heated oven. Then a layer of about 2 μίτι one bichromate-containing colloid applied; z. B. with a bichromate such as ammonium dichromate, potassium dichromate or gelatin added to pyridine dichromate. This order is carried out in any known manner, for example by dipping, syringing or centrifuging. The surface made photosensitive in this way becomes dried, with a drying time of 15 min at about 40 ° C is sufficient. Then an original, such as a negative, is exposed, whereby the non-image areas of the Colloids are made insoluble in proportion to the amount of light absorbed. You can do this for example use an arc lamp of 70 A at a distance of 80 cm and an exposure time of 10 min. The exposure is developed for about 1 minute.
Das angestrebte Farbbild wird versiegelt, beispielsweise in kochendem Wasser während 10 — 20 min. Vor einem derartigen Versiegeln muß aber das unlösliche Kolloid entfernt werden. Hierzu wird beispielsweise das Werkstück während 1 min in eine konzentrierte Kaliumpermanganatlösung getaucht, mit Wasser gespült, 1 min in eine angesäuerte Wasserstoffperoxid- !ösung getaucht und schließlich erneut mit Wasser gespült.The desired color image is sealed, for example in boiling water for 10-20 minutes however, such sealing must remove the insoluble colloid. For example, the Workpiece immersed in a concentrated potassium permanganate solution for 1 min, rinsed with water, Immersed in an acidified hydrogen peroxide solution for 1 min and then again with water flushed.
Die nachfolgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung und zeigen die sehr unterschiedlichen Färbungseffekte, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erhalten werden.The following examples serve for a more detailed explanation and show the very different ones Coloring effects obtained with the aid of the method according to the invention.
Eine Aluminiumplatte (99,5% Al) wurde in einem schwefelsauren Bad anodisch oxidiert, Schichtdicke de,-Gxidsicht 8 μιτι. Nach dem Waschen und Trocknen wurde eine ammoniumbichromathaltige Gelatineschicht in einer Stärke von etwa 2 μιη aufgetragen und durch ein Negativ einer getonten Zeichnung mit einer Bogenlampe belichtet, die belichtete Schicht entwickelt und gespült. Anschließend wurde die Platte in einem Färbebad mit einem pH-Wert von 1,5 enthaltend 15 g/l Kupfersulfat elektrolysiert, das unlösliche Kolloid der bildfreien Bereiche entfernt und die Platte gewaschen. Erhalten wurde eine Färbung, die von rosa bis dunkelrotAn aluminum plate (99.5% Al) was anodically oxidized in a sulfuric acid bath, layer thickness de, oxide layer 8 μιτι. After washing and drying a gelatin layer containing ammonium bichromate was applied in a thickness of about 2 μm and exposed through a negative of a toned drawing with an arc lamp, the exposed layer developed and rinsed. The plate was then in a dye bath with a pH of 1.5 containing 15 g / l Copper sulfate is electrolyzed, the insoluble colloid in the non-image areas is removed and the plate is washed. A color ranging from pink to dark red was obtained
!5 spielte, wobei der Farbton in jedem Punkt abhing von der Transparenz des Negativs an dem entsprechenden Punkt.! 5, the hue of each point depending on the transparency of the negative at the appropriate point.
Es wurde eine gleiche Platte wie in Beispiel 1 verwendet und mit einem Negativ gearbeitet, das durchscheinende und durchsichtige Bereiche enthielt. Die belichtete Schicht auf der Platte enthielt in den Bildbereichen lösliches Kolloid und in den bildfreien Bereichen unlösliches Kolloid. Das lösliche Kolloid wurde entfernt bei der Entwicklung und die Platte gespült. Das Färbebad hatte einen pH-Wert von 4 und enthielt 100 g/l Nickelsulfat, es wurde 5 min bei 13 V elektrolysiert und dann gespült. Erhalten wurden dunkelbraune Bereiche. Darauf wurde das unlösliche Kolloid entfernt, die Platte gewaschen und getrocknet. Anschließend wurde die Platte mit einer zweiten gleichen Bichromat-Kolloidschicht versehen und durch das entsprechende Diapositiv belichtet, so daß das Kolloid nun in den Bereichen unlöslich wurde, die bei der ersten Belichtung bildfrei waren, Es wurde wieder entwickelt und gespült und 5 min bei 14 V elektrolysiert in einem Färbebad mit pH-Wert 1, das 15 g/l Kupfersulfal enthielt, das unlösliche Kolloid entfernt und die Platte gewaschen. Die Bereiche, die im ersten Färbegang nicht braun wurden, waren nun rot, so daß ein braun-rot-Muster vorlag.The same plate was used as in Example 1 and worked with a negative that Contained translucent and translucent areas. The exposed layer on the plate contained in the Colloid soluble in image areas and colloid insoluble in non-image areas. The soluble colloid was removed during development and the plate rinsed. The dyebath had a pH of 4 and contained 100 g / l nickel sulfate, electrolyzed at 13 V for 5 min and then rinsed. Were received dark brown areas. The insoluble colloid was then removed, the plate washed and dried. The plate was then provided with a second identical bichromate colloid layer and through the corresponding slide exposed so that the colloid was now insoluble in the areas that were were image-free after the first exposure. It was developed and rinsed again and electrolyzed at 14 V for 5 min the insoluble colloid is removed in a pH 1 dyebath containing 15 g / l copper sulfal and washed the plate. The areas that did not turn brown in the first dyeing were now red, so that a brown-red pattern was present.
Ein Aluminiumblech wurde in schwefelsaurem Bad bis zu einer Schichtdicke von 8 μίτι anodisch oxidiert. Nach dem Waschen und Trocknen wurde eine etwa 2 μηι Schicht aus bichromhaltiger Gelatine aufgetragen. Für die anschließende Belichtung wurde ein Negativ einer getonten Zeichnung verwendet, das heißt ein Negativ, welches graue neben schwarzen Bereichen und weißen Bereichen aufwies. Nach Belichtung, Entwicklung und Waschen wurde in einem Bad, das 5 g/l Schwefelsäure, 15 g/l Kupfersulfat und 0,15 g/l Silbersulfat enthielt, 3 min bei 0,4 A/dm2 (eff.) und allmählich steigender Spannung bis zu 11 V elektrolysiert, unlösliches Kolloid entfernt und die Platte gewaschen. Erhalten wurde eine Platte, die neben ungefärbten Bereichen, welche den Bildbereichen des Negativs entsprachen, gefärbte Bereiche aufwies, deren Farbe kontinuierlich von gelb in rosa und weiter in ziegelrot überging, je nach der Transparenz des Negativs.An aluminum sheet was anodically oxidized in a sulfuric acid bath up to a layer thickness of 8 μm. To after washing and drying, an approximately 2 μm layer of bichromium-containing gelatin was applied. for the subsequent exposure was a negative of a toned drawing, that is, a negative, which had gray areas next to black and white areas. After exposure, development and Washing was carried out in a bath containing 5 g / l sulfuric acid, 15 g / l copper sulphate and 0.15 g / l silver sulphate, 3 min at 0.4 A / dm2 (eff.) and gradually increasing Voltage up to 11 V electrolyzed, insoluble colloid removed and the plate washed. A plate was obtained which, in addition to unstained areas, which the Image areas of the negative corresponded, had colored areas, the color of which continuously changed from yellow to pink and fading into brick red, depending on the transparency of the negative.
B e i s ρ i e 1 4B e i s ρ i e 1 4
Es wurde eine gemäß den vorangegangenen Beispielen in schwefelsaurem Bad anodisch oxidierte PlatteA plate was anodically oxidized in a sulfuric acid bath according to the preceding examples
Imin the
etwa 2 μίτι mit bichromathaltigem Kolloid beschichtet, durch ein getontes Negativ einer Zeichnung belichtet, entwickelt und gespült, worauf die Platte in einem Bad, das 1 g/l Kupfersulfat, 0,25 g/l Silbersulfat, 0,25 g/l Goldhydroxid und 6 g/l Schwefelsäure enthielt, 10 min bei einer Stromdichte von 0,5 A/dm2 (eif.) elektrolysiert wurde.About 2 μίτι coated with bichromate colloid, exposed through a tinted negative of a drawing, developed and rinsed, whereupon the plate in a bath containing 1 g / l copper sulfate, 0.25 g / l silver sulfate, 0.25 g / l gold hydroxide and 6 g / l sulfuric acid, was electrolyzed for 10 min at a current density of 0.5 A / dm 2 (eif.).
Es wurden rosa Farbtöne erhalten, die von blaßrose bis zu fleischfarben gingen, je nach der Belichtung.Pink hues were obtained which ranged from pale rose to flesh colored depending on the exposure.
Es wurde eine in Chromsäure-Oxalsäure anodisch oxidierte Platte verwendet und etwa 2 μπι mit bichromathaltigem Kolloid beschichtet. Die Platte wurde durch ein getontes Negativ belichtet, entwickelt und gespült. Darauf wurde die Platte in dem Bad nach Beispiel 4 bei 10,2 V elcktrolysiert. Erhalten wurden Farbtöne, die von malvenfarben bis zu violett spielten, je nach der Belichtung.A plate was used anodically oxidized in chromic acid-oxalic acid and about 2 μπι with coated with bichromate colloid. The plate was exposed through a tinted negative, developed and rinsed. The plate was then elcktrolyzed in the bath according to Example 4 at 10.2 volts. Were received Shades that played from mauve to purple, each after exposure.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
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