DE2758210A1 - Lichtempfindliches aufzeichnungsmaterial - Google Patents
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Description
DU PONT DE NEMOURS (DEUTSCHLAND) GMBH
Lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial
Die Erfindung betrifft ein lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial
zur Herstellung von positiven Reliefbildern.
Es ist bekannt» in der Reproduktionstechnik zur Bildaufzeichnung
lichtempfindliche Materialien zu verwenden, deren Löslichkeit sich durch Lichteinwirkung Sndert.
Je nachdem* ob an den belichteten Stellen die Löslichkeit erhöht oder verringert wird, erhält man eine
positive oder negative Bildaufzeichnung.
Die meisten der bekannten Verfahren zur Herstellung von Reliefbildern liefern negative Bildaufzeichnungen,
während positiv arbeitende Systeme seltener sind.
Ein bekanntes positiv arbeitendes System beruht auf der Lichtzersetzung von o-Chinondiaziden. Die dabei
auftretenden Lichtzersetzungsprodukte sind in wässrigen alkalischen Lösungen besser löslich als die Ausgangsverbindungen
.
909826/0512
Aus der DT-OS 23 38 223 ist ein positiv arbeitendes photopolymerisierbares Material zur Herstellung von
Reliefbildern bekannt geworden, das im wesentlichen aus einem Hexaarylbisimidazol und einem Wasserstoffdonator
als Initiatorsystem für eine äthylenisch ungesättigte Verbindung in einem Bindemittel besteht.
In einem solchen System muss, um eine positive Bildaufzeichnung erreichen zu können, das Hexaarylbisimidazol
in hohem Überschuss über dem Wasserstoffdonator vorliegen. Darüberhinaus ist eine Doppelbelichtung
erforderlich, derart, dass zunächst bildmässig mit Strahlung hoher Intensität belichtet wird, dann, nach
Entfernung der Kopiervorlage noch eine zweite Belichtung mit Strahlung niederer Intensität vorgenommen wird. Der
Nachteil eines solchen Systems ist die zweifache Belichtung mit unterschiedlichen Lichtquellen.
Aus der DT-OS 15 22 498 ist ein ebenfalls positiv arbeitendes Material zur Herstellung von Druckplatten
bekannt, das aus einem Hexaarylbisimidazol und einem in verdünnten anorganischen Säuren löslichen Harz
besteht. Ein solches System besitzt den Nachteil, dass die durch die Photolyse der Hexaarylbisimidazolverbindung
entstehenden Radikale mit den allein anwesenden säurelöslichen Harzen unter Vernetzung reagieren, was die
durch die Belichtung bewirkte Lös]ichkeitserhöhung
zumindest teilweise wieder aufhebt. Darüberhinaus sind die mittels sauer löslicher Harze aufgebauten Schichten
für verschiedene Anwendungsgebiete schlecht geeignet. So müssen zum Beispiel bei der Herstellung gedruckter
Schaltungen die Photoresist-Harzschichten den stark sauren Behandlungsbädern zum Ätzen oder Galvanisieren
standhalten. Dies wird durch die sauer löslichen Harze ganz erheblich erschwert.
9Θ9826/0512
Die Aufgabe der vorliegenden"Erfindung ist es nun, ein J
lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial zur Herstellung positiver Reliefbilder anzugeben« das die geschilderten
Nachteile nicht aufweist.
Diese Aufgabe wurde gelöst durch ein lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial, bestehend aus einem Schichtträger,
einer lichtempfindlichen Schicht und gegebenenfalls Hilfsschichten,
wobei die lichtempfindliche Schicht mindestens ein alkalilösliches Bindemittel und ein lichtempfindliches
System enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtempfindliche
System aus
I mindestens einer Dihydropyridinverbindung
der allgemeinen Formel:
R H
in der bedeuten:
R = Alkyl, Alkylen, Aryl oder Heteroaryl
R und/oder R_ = Alkyl, vorzugsweise CH oder C2H^
R und/oder R « COOR1, COR1 mit R1 = Alkyl mit 1-11
3 4 C-Atomen
oder CN
und
II mindestens einer Hexaarylbisiinidazolverbindung
der allgemeinen Formel:
B-C
C-D
I A
9Θ9826/0512
in der die Reste A, B und D gleiche oder ver- X schiedene, gegebenenfalls substituierte Arylgruppen
bedeuten, die sowohl von carbocyclischen als auch von heterocyclischen Verbindungen abgeleitet
sein können,
besteht.
besteht.
Die erfindungsgemässen Dihydropyridinverbindungen können beispielsweise nach Methoden der Hantzsch1sehen Synthese
aus einem Mol eines aliphatischen oder aromatischen Aldehyds, einem Mol Ammoniak und 2 Molen eines ß-Ketocarbonsäureesters,
eines ß-Ketocarbonsäurenitrils oder eines ß-Diketons hergestellt werden. Bei Verwendung von
ß-Aminocrotonsäureestern erübrigt sich der Zusatz von Ammoniak. Näheres siehe: Elderfield. Heterocyclic
Compounds, Vol. 1, 195o, Seite 462 sowie Gattermann/ Wieland, Die Praxis des organischen Chemikers, 39. Auflage,
1959, Seite 132 ff. Geeignete Dihydropyridinverbindungen sind in der Tabelle 1 zusammengestellt.
909826/0512
TABELLE 1 | R | Rl | R2 | R3 | R4 , | -COOC2H5 | |
Verb.Nr. | -CHg | -CH3 | -CH3 | -COOCH3 | -COOCHg | ||
I/l | -CHg | -CH3 | -CH3 | -COOC2H5 | -COOC2H5 | ||
1/2 | -CHg | -ai3 | -CH | -COOC4H9 (tert) |
-COOC4H9 (tert) |
||
1/3 | -CHg | -CH3 | -CH3 | -CN | -CN | ||
1/4 | -CHg | -CH3 | -CH3 | -COCHg | -COCH3 | ||
1/5 | -CHg | -C2H5 | -C2H5 | -COOC2H5 | -COOC2H5 | ||
1/6 | -C2H5 | -CH3 | -CH3 | -COOC2H5 | -COOC Ης 2 5 |
||
1/7 | -CgH7 | -CH3 | -CH3 | -COOC2H5 | -COOC2H5 | ||
1/8 | "C11H23 -CH2-Phenyl -CH=CH-CH3 |
ro ro ro | -CH3 -CH3 -CH3 |
-COOC2H5 -COOC2H5 -COOC2H5 |
-COOC2H5 -COOC2H5 -COOC2H5 |
||
1/9 I/I ο i/ii |
-(CH=CH)2-CH3 | -CH3 | -CH3 | -COOC2H5 | -COOC2H5 | ||
1/12 | -Phenyl | -CH3 | -CH3 | -COOC2H5 | -COOC2H5 | ||
1/13 | -CH=CH-Phenyl | -CH3 | -CH3 | -COOCHg | -COOCH3 | ||
ΙΛ4 | -CH=CH-Phenyl | -CH3 | -CH3 | -COOC2H5 | -COOC2H5 | ||
1/15 |
-CH=CH-Phenyl
-4-Pyridyl |
-CH3 -CH3 |
-CHg -CHg |
-COOC4H9 -COOC4H9 -COOC2H5 -COOC2H5 |
|||
1/16 ΙΛ7 |
-2-Puryl | -CH3 | -CHg | -COOC2H5 | |||
1/18 |
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Besonders geeignet erwiesen sich die Verbindungen 1/2,
1/7, 1/8 und Ι/Ίο.
Ein typisches Herstellungsbeispiel für eine Dihydropyridinverbindung
(Verbindung Nr. 1/3 der Tabelle 1) ist nachfolgend beschrieben:
In einem mit Eis gekühlten Dreihalskolben werden unter Rühren 11,5 ml Acetaldehyd, 65 ml Acetessigsäure -tert,-butylester
und loo ml Äthanol gemischt und unter weiterem Rühren und Kühlen 24 ml 25%-ige wässrige Ammoniaklösung
zugetropft. Dabei soll die Temperatur 35°C nicht überschreiten. Nach vollendeter Zugabe wird 1/2 Std. weitergerührt
und dann 6 Std. am Rückfluss gekocht. Das nach dem Abkühlen ausgefallene Dihydropyridin wird aus Äthanol
umkristallisiert. Ausbeute 38,5 g. Schmelzpunkt 162 - 163°c.
HexaaryIbisimidazolverbindungen gemäss der Erfindung sind
in der DT-PS 1 3oo ol3 beschrieben. Von den dort genannten Verbindungen erwiesen sich die in der Tabelle 2 genannten
HexaaryIbisimidazole als besonders geeignet.
U/2 U/3 11/4
-Phenyl
-2-Chlorphenyl
-2-Chlorphenyl
-Phenyl
-Phenyl
-3-Methoxyphenyl
-2-Methoxyphenyl -Phenyl
-Phenyl -Phenyl
-3-Methoxyphenyl
-Phenyl
OFHQiNAL INSPECTED
909826/0512
* 9"
Die Mengen der in der lichtempfindlichen Schicht enthaltenen,) vorstehend beschriebenen Hauptbestandteile können je nach
dem Verwendungszweck in weiten Grenzen schwanken. Mengenbereiche, die zu besonders guten Ergebnissen führen, sind
5 - 3o% Dihydropyridinverbindung und Io - 5o% Hexaarylbisimidazolverbindung.
Die im Rahmen der Erfindung brauchbaren Bindemittel können
aus der Gruppe der alkalilöslichen Polymeren ausgewählt werden. Geeignet sind zum Beispiel: Acrylsäure-
beziehungsweise Methacrylsäure-Polymere beziehungsweise deren copolymerisate mit anderen geeigneten Monomeren,
wie zum Beispiel Acrylsäureestern oder anderen Acrylderivaten.
Vinylverbindungen, wie Vinyläthern, Vinylacetaten oder deren Verseifungsprodukte, Styrol,
Vinylpyrrolidon, Butadien und verwandten Monomeren; Copolymerisate von Maleinsäureanhydrid, Maleinsäure,
Maleinsäurehalbestern, -halbamiden und Derivate verwandter Verbindungen wie zum Beispiel Itakonsäure, mit geeigneten
Monomeren wie zum Beispiel Styrol, Äthylen, Vinylacetat usw.;
Polystyrolsulfonsäure beziehungsweise deren Copolymerisate;
Cellulosederivate wie zum Beispiel Carboxymethylcellulose, Cellulosephthalat oder -succinat; Alginsäure und deren
Derivate.
Geeignet sind ferner Phenol-Formaldehydharze, die unter der Bezeichnung Novolake bekannt sind.
Als besonders vorteilhafte Bindemittel zur Herstellung der erfindungsgemässen Materialien haben sich Copolymere aus
Maleinsäureanhydrid oder Maleinsäurehalbestern mit Styrol erwiesen.
Ausser den genannten Bestandteilen können die erfindungsgemässen
lichtempfindlichen Schichten gegebenenfalls weitere Zusätze enthalten, wie zum Beispiel Sensibilisatoren,
Stabilisatoren, Farbstoffe, Pigmente, Mattierungsmittel, Weichmacher, Giesshilfsmittel oder andere. Als Sensibilisator
hat sich Michler's Keton als besonders brauchbar erwiesen.
8Θ9826/0512
Eine grosse Anzahl von transparenten oder opaken Materialien kommt als Träger für die lichtempfindlichen Schichten in
Frage. Genannt seien beispielsweise: Papiere, gegebenenfalls barytiert, Pappe, Metallfolien zum Beispiel aus
Aluminium, Kupfer, Stahl usw., Holz, Glas, Folien oder Faservliese aus natürlichen oder synthetischen Polymeren
wie zum Beispiel Polyamiden, Kautschuk, Polyäthylen oder -propylen, linearen Polyestern, zum Beispiel Polyethylenterephthalat,
Cellulose, Celluloseestern, Polyvinylchlorid oder dessen Mischpolymerisaten, Polyacrylnitril usw.
Die erfindungsgemässen lichtempfindlichen Reliefschichten
sind für eine Vielzahl von Verwendungszwecken geeignet. Genannt seien positiv arbeitende Druckplatten der verschiedensten
Art, zum Beispiel für den Offsetdruck oder den Hochdruck, positiv arbeitende Photoresistschichten,
zum Beispiel für die Herstellung gedruckter Schaltungen oder Kopierfilme für die Herstellung positiver Kontaktkopien.
In letzterem Fall enthalten die lichtempfindlichen Schichten Farbstoffe oder Pigmente.
Eine besondere Schutzfolie über der lichtempfindlichen
Schicht, die vor dem Entwicklungsvorgang abgezogen werden müsste, ist grundsätzlich nicht erforderlich. Sie kann
jedoch, sofern gewürscht, zur Vermeidung von Verletzungen der lichtempfindlichen Schicht angebracht werden. Auch
können auf dem Schichtträger, falls erforderlich, noch weitere, nicht lichtempfindliche Schichten, zum Beispiel
eine lichthofverhindernde Schicht angeordnet werden.
In einer besonderen Ausfuhrungsform zur Herstellung von
Kopierfilmen, kann zum Beispiel der in der lichtempfindlichen
Schicht enthaltene Farbstoff beziehungsweise das Pigment ganz oder teilweise in einer separaten Schicht
zwischen dem Schichtträger und der lichtempfindlichen Schicht untergebracht werden.
9Θ9826/051 2
Die Bestandteile der lichtempfindlichen Schicht werden /
in der Regel als Lösung in flüchtigen Lösungsmitteln nach bekannten Methoden aufgetragen und anschliessend
getrocknet. Geeignete Lösungsmittel sind zum Beispiel Methylenchlorid« Essigsäureäthylester, Aceton usw.
Andere Aufbringungsverfahren, ohne Verwendung von
Lösungsmitteln, wie Kalandrieren Extrudieren oder ähnliche sind grundsätzlich ebenfalls möglich.
Die Konzentration der nicht flüchtigen Bestandteile der Giesslösung kann in weiten Grenzen schwanken. Sie hängt
vom Giessverfahren und der für die verschiedenen Anwendungszwecke gewünschten Schicht-beziehungsweise Reliefdicke ab.
Zur Herstellung der Bilder wird das lichtempfindliche
Material mit Lichtquellen, die eine an ultraviolettem Licht reiche Strahlung aussenden, zum Beispiel Quecksilberdampflampen,
Xenonlampen und dergleichen hinter einer Vorlage belichtet. Das belichtete Material wird dann
durch Auswaschen der belichteten Bildteile entwickelt. Zum Auswaschen werden bevorzugt wässrig alkalische
Lösungen verwendet, die als geeignete Alkalien, zum Beispiel Alkalicarbonate, Borate und Alkalihydroxyde
sowie die bekannten Carbonat-, Borat- und Phosphat-Puffersysteme enthalten können. Die Auswaschlösungen
können ferner oberflächenaktive Substanzen enthalten.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.
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Eine Giesslösung nachfolgender Zusammensetzung:
Io g Phenolformaldehydharz (Alnovol ) 2 g Verbindung 1/3 der Tabelle I
2 g Verbindung II/3 der Tabelle II
o.2 g eines blauen Triarylmethanfarbstoffes
(Viktoriareinblau FGA )
75 ml Methylenchlorid/Aceton (9:1 Vol. Tl.)
wird auf eine Aluminium-platte, wie sie zur Herstellung
von Offsctdruckplatten verwendet wird, aufgetragen. Die Platte wird dann hinter einer Vorlage 12o s mit einer
Quecksilberdampflampe (looo Watt) im Abstand von 6o cm belichtet. Anschliessend wird die Platte mit einer
wässrigen, o.2 normalen NaOH Lösung entwickelt (9o s, 2o C) und mit Wasser gespült, wobei die belichteten Bildteile
ausgewaschen werden. Man erhält eine positiv arbeitende Offsetdruckplatte von hoher Lebensdauer.
Eine Giesslösung nachfolgender Zusammensetzung:
Io g Copolymerisat Acrylsäureäthylester/ Methacrylsäuremethylester/Acrylsäure
(55/4Ο/5 Mol.%), mittleres Molekulargewicht 26oooo
4 g Verbindung 1/17 der Tabelle I 4 g Verbindung I1/2 der Tabelle II
o.5 g Michler's Keton
75 ml Methylenchlorid/Aceton (9:1 Vol.Tl.)
75 ml Methylenchlorid/Aceton (9:1 Vol.Tl.)
wird auf eine Aluminium-platte, wie sie zur Herstellung von Offsetdruckplatten verwendet wird, aufgetragen.
9 0-9 826/0512
Die Platte wird danrt#ttiftter *?lftt*f VtJrla'ge 9o s mit
einer Quecksilberdampflampe (looo Watt) im Abstand von 60 cm belichtet. Anschliessend wird die Platte
mit einer Lösung folgender Zusammensetzung behandelt (80 s, 25°C):
2 g Kaliumcarbonat 1 g Kaliumhydrogencarbonat
97 g Wasser
und anschliessend mit Wasser gespült, wobei die belichteten Bildanteile ausgewaschen werden.
Man erhält eine positiv arbeitende Offsetdruckplatte von hoher Lebensdauer.
Eine Giesslösung nachfolgender Zusammensetzung:
3.5 g Copolymerisat Styrol / Maleinsäureanhydrid (5o/5o Mol %)
l.o g Copolymerisat Acrylsäureäthylester/ Methacrylsäuremethylester/Acrylsäure
(55/4o/15 Mol %), mittleres Molekulargewicht 26ooo
1.5 g Verbindung 1/2 der Tabelle I 3.5 g Verbindung Il/2 der Tabelle II
l.o g Polyäthylenoxyd, mittleres Molekulargewicht 15oo
75 ml Methylenchlorid/Methanol (9:1 Vol. Tl.)
wird auf einen Polyäthylenglykolterephthalatschicht· träger aufgetragen.
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Dieses Material wird mit der Schichtseite auf eine Kupferleiterplatte, wie sie zur Herstellung gedruckter
Schaltungen verwendet wird, auflaminiert und hinter einer Vorlage 60 s mit einer Quecksilberdampflampe
(looo Watt) im Abstand von 80 cm belichtet. Nach der Entfernung der Polyesterfolie wird die Platte mit einer
Lösung folgender Zusammensetzung behandelt (60 s, 24 C) :
2 g Kaliumcarbonat
1 g Kaliumhydrogencarbonat
und anschliessend mit Wasser gesprüht, wobei die belichteten Bildanteile ausgewaschen werden. Die Platte
wird anschliessend in üblicher Weise mit einer wässrigen Perrichloridlösung von 48 Be geätzt und die verbliebene
Resistschicht durch Behandlung mit einer o.5 normalen Natronlauge entfernt.
Man erhält ein positives metallisches Leiterbahnbild.
Man erhält ein positives metallisches Leiterbahnbild.
Eine Giesslösung nachfolgender Zusammensetzung:
9.5 g Copolymerisat Acrylsäureüthylester/ Methacrylsäuremethylester/Acrylsäure
(55/40/5 Mol. %), mittleres Molekulargewicht
26000
7·ο g copolymerisat Styrol/ Maleinsäureanhydrid (5o/5o Mol. %)
4»og Verbindung 1/2 der Tabelle I
4.0 g Verbindung II/2 der Tabelle II 2.5 g Kohlenstoff Pigment
75 ml Methylenchlorid
75 ml Methylenchlorid
wird auf eine Unterlage aus Polyäthylenglykolterephthalat aufgetragen.
OWGINAL INSPECTED 9 9-9 826/0512
Der Film wird dann hinter einer Strich-"oder Rastervorlage
5o s mit einer Quecksilberdampflampe (looo Watt) im Abstand von 80 cm belichtet. Anschliessend wird der Film mit
einer Lösung folgender Zusammensetzung entwickelt ;
(25 s, 35°C) : !
2.8 g Kaliumcarbonat
0.6 g Kaliumhydrogencarbonat j
96.6 g Wasser
und anschliessend mit Wasser gesprüht, wobei die belichteten Bildteile ausgewaschen werden.
Man erhält eine positive Schwärzweisskopie der verwendeten
Vorlage.
Eine Giesslösung nachfolgender Zusammensetzung:
25 g partiell verestertes Copolymerisat Styrol/Maleinsäureanhydrid
(5o/5o Mol. %), erhältlich als SMA 17352 der Firma ARCO Chem. Co.
(5o/5o Mol. %), erhältlich als SMA 17352 der Firma ARCO Chem. Co.
5 g Verbindung i/l der Tabelle I
Io g Verbindung II/4 der Tabelle II loo ml Aceton
wird auf eine Polypropylenunterlage aufgetragen.
Dieser Film wird mit der Schichtseite auf eine aus 5o% eines partiell veresterten Styrol/Maleinsäureanhydrid
Copolymerisats und 5o% des schwarzen Farbstoffes
Zaponechtschwarz RE bestehende Schicht,
die sich auf einem Polyäthylenterephthalatträger befindet, auflaminiert.
989826/0512
Dieses Material wird durch die Polypropylenfolie '
hinter einer Strich- oder Rastervorlage I2o s mit einer Quecksilberdampflampe (looo Watt) im Abstand
von 80 cm belichtet. Anschliessend wird der Film, nach Entfernung der Polypropylenfolie mit einer
Lösung folgender Zusammensetzung entwiqkelt (3o s, 2o°C):
1.5 g Natriumcarbonat (wasserfrei O.5 g Natriumhydrogencarbonat
98.ο g Wasser ;
und anschliessend mit Wasser gespült, wobei an den belichteten Bildstellen die lichtempfindliche Schicht
sowie die darunter liegende schwarze Schicht ausgewaschen werden.
Man erhält eine positive Schwarzweisskopie der verwendeten Vorlage.
ORIGINAL
9*9826/0512
Claims (7)
1. Lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial zur Herstellung
von positiven Reliefbildern, bestehend aus einem Schichtträger, einer lichtempfindlichen
Schicht und gegebenenfalls Hilfsschichten, wobei die lichtempfindliche Schicht mindestens ein
alkalilösliches Bindemittel und ein lichtempfindliches
System enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtempfindliche System aus
I mindestens einer Dihydropyridinverbindung
der allgemeinen Formel:
RH ■
in der bedeuten:
R = Alkyl, Alkylen, Aryl oder Heteroaryl
R und/oder R_ = Alkyl, vorzugsvjeise CH oder C9H
1-2 j * ->
R und/oder R = COOR1, COR1 mit R1 = Alkyl mit 1-11
3 4 C-Atorcen
oder CN
und
II mindestens einer Hexaarylbisiinidazolverbindung
der allgemeinen Formel:
B-C
C-D
I A
^89826/0512
1 2
ORIGINAL INSPECTED
in der die Reste A, B und D gleiche oder verschiedene, ggfs. substituierte Arylgruppen
bedeuten, die sowohl von carbocyclischen als auch von heterocyclischen Verbindungen abgeleitet
sein können,
besteht
besteht
2. Lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Dihydropyridinverbindung die Verbindung 1/2 oder 1/7 oder 1/8 oder i/lo ist.
3. Lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Hexaarylbisimidazolverbindung die Verbindung II/l
oder II/2 oder II/3 oder II/4 ist.
4. Lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach
nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtempfindliche Schicht zusätzlich einen
Sensibilisator enthält.
5. Lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach den
Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensibilisator Michler's Keton ist.
6. Lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
die lichtempfindliche Schicht einen Farbstoff oder ein Pigment enthält.
7. Lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach
Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Farbstoff oder das Pigment ganz oder zum Teil in
einer nicht lichtempfindlichen Hilfsschicht untergebracht ist, die zwischen dem Schichtträger und der
lichtempfindlichen Schicht angeordnet ist.
989826/0512
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