KR100188309B1 - 감열공판원지의 퍼포레이팅방법과 그에 사용된 감열공판원지 및 조성물 - Google Patents

감열공판원지의 퍼포레이팅방법과 그에 사용된 감열공판원지 및 조성물 Download PDF

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Abstract

액체-사출장치로부터 액체속에 함유된 광열변환재료를 감열공판원지로 전기한 액체와 함께 전사하기 위하여 사출하는 단계와, 사출후 전기한 감열공판원지를 전기한 광열변환재료가 전사된 부분에 특정하게 퍼포레이팅하기 위하여 전기한 감열공판원지를 가시광선 또는 적외선으로 조사하는 단계를 포함하는 감열공판원지의 퍼포레이팅방법을 제공한다. 공판원지는 액체흡수층과 가시광선 적외선을 반사하는 층을 가질 수 있다. 퍼포레이션시에, 공판원지는 원본 또는 터멀 헤드(thermal head) 등의 물질과 접촉될 것이 요구되지 않는다.

Description

감열공판원지의 퍼포레이팅방법과 그에 사용된 감열공판원지 및 조성물
본 발명은 감열공판원지의 퍼포레이팅(perforating)방법에 관련된 것으로, 더 상세히는 공판 또는 스크린 인쇄용 마스터를 만들기 위하여 가시광선 또는 적외선을 조사하여 그 감열공판원지를 퍼포레이팅하는 방법, 그리고 그 방법에 사용된 감열공판원지 및 조성물에 관련된 것이다.
종래의 감열공판원지의 구조는 일본지(Japanese paper) 등으로 만들어진 잉크-침투성 다공질지지체로 적층된 열가소성 필름으로 구성된 복층구조이고, 한 층은 열가소성 필름으로 간단히 구성된 것으로 알려져 있다.
공판 또는 스크린 인쇄용 마스터를 얻기 위하여 감열공판원지의 퍼포레이팅방법은 (1) 수서(hand-writing) 또는 사진복사로 연필 또는 토너같은 탄소-함유재로 형성된 그림 또는 문자위에 감열공판원지를 덮고, 공판원지의 열가소성 필름을 녹이고 그림이나 문자와 접촉되는 부분에 퍼포레이팅하기 위하여 플래시램프, 적외선램프 등의 광으로 조사하여 그림 또는 문자부분에 열을 방사시키는 방법과, (2) 변형된 원본 그림 또는 문자를 전자신호의 그림자료와 관련하여 그림을 재현하기 위하여 도트-매트릭스형으로 열을 방사한 터멀 헤드(thermal head)와 접촉된 공판원지를 공판원지의 열가소성 필름을 녹이고 퍼포레이팅하는 방법이 포함된다.
전기한 방법(1)은 방사된 열로부터 토너의 원본 또는 사진복사된 그림부분의 공판원지의 열가소성 필름의 불충분한 접촉때문에 퍼포레이션이 종종 실패하고 또는 소위 핀홀이라 부르는 문제가 일어나는데 원본 또는 토너가 뿌려진 그림부분의 표면의 먼지로부터 방사된 열에 의하여 공판원지의 원하지 않는 부분에서 일어나는 퍼포레이션현상이다. 전기한 방법(2)에서는, 감열공판원지의 터멀 헤드에 대하여 누르기 위하여 가한 압력의 불균일에 기인한 퍼포레이션의 불량, 감열공판원지의 반송불량 및 주름발생 등이 종종 있었다.
본 발명의 목적은 종래기술의 전기한 문제점을 극복하고, 퍼포레이션의 실패, 핀홀 발생 및 주름의 발생, 반송불량을 제거한 감열공판원지의 퍼포레이팅방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은, 전기한 감열공판원지의 제조방법에 사용할 수 있는 감열공판원지 및 조성물을 제공하는 것이다.
도 1은, 액체사출장치에서 광열변환재료를 함유한 액체를 감열공판원지의 액체흡수층으로 사출하는 상태를 도식적으로 보여주는 측단면도이다.
도 2는, 광열변환재료를 감열공판원지위로 전사하는 상태를 도식적으로 보여주는 측단면도이다.
도 3은, 광열변환재료가 전사된 감열공판원지에 빛을 방사시키는 상태를 도식적으로 보여주는 측단면도이다.
도 4는, 감열공판원지가 빛에 조사된 후에 퍼포레이팅된 상태를 도식적으로 보여주는 측단면도이다.
상기 목적에 따라서, 본 발명은 감열공판원지에 대하여 액체와 함께 전사하는 액체사출장치로부터 액체중에 함유된 광열변환재료를 사출하는 단계와, 그리고 감열공판원지를 광열변환재료가 전사된 부분에 특정하게 퍼포레이팅하기 위해 가시광선 또는 적외선으로 감열공판원지를 조사하는 단계를 포함하는 특히 스크린 또는 공판 인쇄용 마스터를 만들기 위하여 감열공판원지를 퍼포레이팅하는 방법을 제공한다.
즉, 본 방법은 액체-사출수단으로부터 광열변환재료를 함유하는 액체를 감열공판원지로 사출함으로서 광열변환재료를 감열공판원지로 전사하는 첫 번째 단계와, 가시광선 또는 적외선을 감열공판원지에 조사하여 광열변환재료가 전사된 위치에 특정하게 감열공판원지를 퍼포레이팅하는 두 번째 단계를 포함하는 스크린 또는 공판 인쇄용 마스터를 만드는 방법이다.
본 발명의 첫 번째 단계는, 예를 들면, 액체-사출장치가 전의 전자신호로 변형된 그림자료와 관련하여 감열공판원지를 따라서 이동하는 동안 감열공판원지위로 액체를 사출하기 위한 액체-사출장치를 제어하고, 그림을 주로 광열변환재료로 구성된 고체부착체로 감열공판원지의 표면에 재현하기 위하여 감열공판원지로 전사된 액체를 증발시켜 실행할 수 있다.
액체-사출장치는 문자 또는 그림에 대한 전자신호에 따라서 광열변환재료를 함유한 액체를 간헐적으로 또는 계속적으로 도트 또는 선의 형태로 사출하기 위하여, 노즐, 슬릿, 다공질재료, 또는 1인치당 10∼2000개(즉, 10∼2000dpi)의 개구부가 있는 다공질 필름 등을 포함하고 압전소자, 발열소자, 액체-반송펌프 등에 연결된 장치가 될 수 있다.
본 발명에서 사용된 광열변환재료는 빛에너지를 열에너지로 변환시킬 수 있는 재료이고, 광열변환에서 효과적인 재료는 바람직하게는 카본블랙, 램프블랙, 실리콘 카바이드, 카본 니트리드, 금속분말, 금속산화물, 무기안료, 유기안료 및 유기염료 등의 재료이다. 그들 중에서, 특히 바람직한 것은 프탈로시아닌계 색소, 시아닌계 색소, 스콸리리움(squalirium)계 색소 및 폴리메틴계 색소 등의 특정 파장 범위내에서 큰 광흡수성을 가지는 것들이다.
광열변환재료를 함유한 액체는 지방족 탄화수소류, 방향족 탄화수소류, 알코올류, 케톤류, 에스테르류, 에테르류, 알데히드류, 카르복시산류, 아민류, 저분자복소환화합물, 산화물류, 및 물 등의 용매가 될 수 있다. 그들의 더 특정한 예는, 헥산, 헵탄, 옥탄, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메틸알콜, 에틸알콜, 이소프로필알콜, n-프로필알콜, 부틸알콜, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 글리세린, 아세톤, 메틸에틸케톤, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 에틸 에테르, 테트라하이드로퓨란, 1,4-디옥산, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 포름알데히드, 아세트알데히드, 메틸아민, 에틸렌 디아민, 디메틸포름아미드, 피리딘, 및 에틸렌 옥시드 등이다. 이 액체들은 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있고, 바람직하게는 감열공판원지에 대한 액체-사출장치로부터 전사된 후에 빨리 증발하는 것들이다. 액체에, 필요에 따라서는, 염료, 안료, 충전제(filler), 결착제, 경화제, 방부제, 습윤제, 계면활성제, pH-조절제 등을 첨가할 수 있다.
그래서, 전기한 광열변환재료 또는 전기한 액체와 함께 액체-사출장치로부터 용이하게 사출가능한 형태로 적합하게 분산시키거나 혼합시켜 감열공판원지의 퍼포레이팅용 조성물을 준비할 수 있다.
본 방법의 두 번째 단계에서는, 광열변환재료가 전사된 감열공판원지에 가시광선 또는 적외선이 조사될 때, 광열변환재료는 열을 방사하기 위하여 빛을 흡수한다. 결과로서, 감열공판원지 자체로부터 직접 스크린 또는 공판 인쇄용 마스터를 얻기 위하여 감열공판원지의 열가소성 필름을 녹이고 퍼포레이팅한다. 이 방법에서, 본 퍼포레이팅 방법은 마스터를 만들기 위하여 원본 또는 터멀 헤드 등의 물질과 접촉된 감열공판원지를 필요로 하지 않고, 단지 가시광선 또는 적외선에 조사된 감열공판원지 자체만 필요로 한다. 그래서, 마스터를 만드는 데 있어서 감열공판원지위에 주름이 생기지 않는다. 가시광선 또는 적외선은 제논램프, 플래시램프, 할로겐램프, 적외선히터 등으로 용이하게 방사될 수 있다.
감열공판원지는 적어도 한쪽 면이 광열변환재료가 전사될 수 있고 광열변화재료에 의하여 방사된 열에 의해 녹고 퍼포레이팅될 수 있는 공판원지가 될 수 있다. 공판원지는 열가소성 필름만으로 구성될 수 있고, 또는 다공질 지지체위에 적층된 열가소성 필름이 될 수 있다.
열가소성 필름은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 폴리비닐 아세테이트, 아크릴수지류, 실리콘수지류, 및 다른 수지질의 화합물류로부터 만들어진 필름이 포함된다. 이 수지질의 화합물들은 단독으로 조합하여, 또는 공중합체로서 사용될 수 있다. 열가소성 필름의 적당한 두께는 0.5∼50㎛이고, 바람직하게는 1∼20㎛이다. 필름의 두께가 0.5㎛미만이면, 취급성과 강도에서 품질이 떨어진다. 필름의 두께가 50㎛를 초과하면, 퍼포레이팅하기 위해 대량의 열에너지가 요구되어 비경제적이다.
전기한 다공질 지지체는 마닐라마, 펄프, 에쥐월티아(Edgeworthia), 뽕나무지, 일본지 등의 천연섬유, 폴리에스테르, 나일론, 비닐론 및 아세테이트 등의 합성섬유, 금속섬유, 또는 유리섬유 등을 단독으로 또는 혼합하여 만든 박엽지(thin paper), 부직포(nonwoven)섬유, 가제 등이 될 수 있다. 이 다공질 지지체의 기본 중량은 바람직하게는 1∼20g/㎡이고, 더욱 바람직하게는 5∼15g/㎡이다. 중량이 1g/㎡ 미만이면, 공판원지는 강도가 약하다. 중량이 20g/㎡ 이상이면, 공판원지는 종종 인쇄시에 잉크 침투성이 떨어진다. 다공질 지지체의 두께는 바람직하게는 5∼100㎛이고, 더욱 바람직하게는 10∼50㎛이다. 두께가 5㎛미만이면, 공판원지는 강도가 약하다. 두께가 100㎛를 초과하면, 공판원지는 종종 인쇄시에 잉크 침투성이 떨어진다.
본 발명에서 사용된 감열공판원지는 공판원지위의 얼룩으로부터 액체를 방지하고 공판원지위의 액체의 건조를 가속화시키기 위하여 바람직하게는 액체가 사출되는 공판원지의 면에 적층된 액체흡수층을 가진다. 이 경우에, 공판원지를 빛에 노출시킬 때 원본 그림에 충실한 퍼포레이션을 얻고, 그래서 선명한 그림을 인쇄할 수 있다.
액체흡수층은 바람직하게는, 마스터를 얻기 위하여 공판원지를 빛에 노출시킬 때 열가소성 필름과 유사하게 녹고 퍼포레이팅된 수지질의 층으로 공판원지의 외면위에 구성될 수 있다. 액체흡수층은 평면방향에서 얼룩으로부터 액체를 방지할 수 있고 공판원지위에 광열변환재료를 고착시킬 수 있는 재료인 한, 그 재료로 만들 수 있다. 바람직하게는, 액체흡수층을 전기한 사용된 액체와 친화성이 높은 물질로 만든다. 예를 들면, 액체가 수용성이면, 액체흡수층은 폴리비닐알콜, 메틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 폴리비닐 피롤리딘, 에틸렌-비닐알콜 공중합체, 산화폴리에틸렌, 폴리비닐에테르, 폴리비닐아세탈, 및 폴리아크릴아미드 등의 중합체 화합물로 구성될 수 있다. 이 수지질 화합물들은 단독으로 조합하여, 또는 공중합체로서 사용될 수 있다. 액체가 유기용매이면, 액체흡수층은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이소부티렌, 폴리스티렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리비닐 플루오라이드, 폴리비닐 아세테이트, 아크릴수지류, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 및 폴리우레탄 등의 중합체 화합물로 구성될 수 있다. 이 수지질 화합물들은 단독으로 조합하여 또는 공중합체로 사용될 수 있다.
더나아가, 액체흡수층에 유기 또는 무기미립자들을 첨가할 수 있다. 그러한 미립자들은 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리실옥산, 페놀수지, 아크릴수지, 및 벤조구아나민수지 등의 유기미립자들, 그리고 활석, 점토, 탄산칼슘, 산화티타늄, 산화알루미늄 및 카올린 등의 무기미립자들이 포함된다.
액체흡수층은 전기한 중합체 화합물과 필요하다면 전기한 미립자를 함유하는 액체를 그라비야(gravure) 코터와 와이어(wire) 바(bar) 코터 등의 도포수단을 사용하여 공판원지에 도포한 후, 그것을 건조시켜 얻을 수 있다.
본 발명에서 사용된 감열공판원지는 바람직하게는 광열변환재료가 전사되지 않은 공판원지의 부분에서 열로 변환되는 빛에너지를 막기 위하여 가시광선 또는 적외선을 반사시키는 광선반사층을 가진다. 이 경우에, 비-그림 부분이 퍼포레이팅되지 않는 동안, 단지, 광열변환재료가 전사된 그림 부분만이 퍼포레이팅된다. 그래서, 퍼포레이팅된 감열공판원지는 핀-홀없이 얻어질 수 있다.
광선반사층은 전기한 열가소성 필름위에 금속의 진공증착(deposition)에 의하여 금속필름으로 구성될 수 있고, 또는 금속분말을 함유한 액체와 전기한 열가소성 필름의 중합체 화합물을 그라비야 코터와 와이어 바 코터 등의 도포수단을 사용하여 공판원지의 열가소성 필름위로 도포한 후, 그것을 건조시켜 구성할 수 있다. 금속은 금, 알루미늄 및 주석 등의 광선반사율이 높은 것이 바람직하다.
광선반사층이 공판원지위에 진공증착된 금속필름일 때, 금속필름은 그것의 지지구조를 잃고 광열변환재료가 전사된 부분으로부터 분리되기 때문에, 공판원지에 퍼포레이션을 만들기 위하여 공판원지의 열가소성 필름을 빛에 노출시켜 녹인다. 광선반사층이 금속분말과 중합체 화합물의 혼합물로 구성되었을 때, 공판원지에 퍼포레이션을 만들기 위하여, 공판원지와 광선반사층의 열가소성 필름을 광열변환재료가 전사된 부분에 빛을 조사하여 동시에 녹인다.
광선반사층과 액체흡수층이 둘다 본 공판원지로 적층된 때에는, 액체흡수층은 광선반사층위로 적층될 수 있고, 또는 액체흡수층이 열가소성 필름의 다른 면위로 적층되는 동안 광선반사층은 공판원지의 열가소성 필름의 한쪽 면위로 적층될 수 있다.
본 발명에 따라서 퍼포레이팅된 감열공판원지는 일반적인 공판인쇄기로의 인쇄에 제공될 수 있다. 예를 들면, 퍼포레이팅된 공판원지의 한쪽 면에 인쇄용 잉크를 두고, 다른 면에 인쇄용지를 놓고, 인쇄용지위로 잉크를 전사하기 위해 가압, 감압 또는 압착수단으로 공판원지의 퍼포레이팅된 부분을 통하여 잉크를 통과시켜 인쇄물을 얻는다. 인쇄용 잉크는 유성잉크, 수성잉크, 유중수적(W/O)형 에멀션 잉크, 수중유적(O/W)형 에멀션 잉크, 열용융성 잉크 등이 일반적으로 공판인쇄에 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 도면을 참조하고, 바람직한 실시예에 기하여 더 상세히 설명할 것이다.
다음의 실시예는 단지 예시적인 목적으로 설명되는 것이고, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
실시예
두께 300Å의 광선반사층을 두께 3㎛의 폴리에스테르필름의 한쪽 면위에 알루미늄의 진공증착으로 구성한다. 그런후, 폴리비닐부티랄 10중량부와 이소프로필알콜 90중량부의 혼합액체를 와이어 바 코터로 폴리에스테르필름의 다른 면에 도포하고 두께 0.5㎛의 액체흡수층을 구성하기 위하여 건조시킨다. 그런후, 도 1에서 보는 것처럼, 액체흡수층(1), 열가소성 필름(2), 광선반사층(3) 및 다공질 지지체(4)의 4층구조를 갖는 감열공판원지(S)를 얻기 위하여 200메쉬(mesh)의 폴리에스테르포를 광선반사층에 적층한다.
반면, 감열공판원지의 퍼포레이팅용 조성물은 카본블랙 10중량부, 부티랄수지 1중량부, 이소프로필알콜 89중량부를 혼합하여 준비한다.
그러고나서, 도 2에서 보는 것처럼 문자이미지로서 감열공판원지(S) 위로 카본클랙을 전사하기 위하여, 도 1에서 보는 것처럼 조성물을 360dpi 노즐을 갖는 액체사출장치로부터 감열공판원지의 액체흡수층으로 사출한다.
이소프로필알콜을 증발시킨 후에, 도 3에서 보는 것처럼, 광선반사기(9)를 수반한 제논플래시(10)를 사용하여, 광선(11)을 감열공판원지위에 전사되고 고착된 카본블랙(8)의 문자이미지에 조사한다. 결과로서, 문자이미지 부분의 카본블랙에 방사된 열때문에, 액체흡수층(1)과 열가소성 필름(2)이 녹고, 광선흡수층(3)을 퍼포레이션(12)을 구성하기 위하여 제거한다.
그러고나서, 리소 카가쿠 주식회사(RISO KAGAKU COPORATION) 제조의 공판인쇄용 잉크 히메쉬(HiMesh)잉크(상품명)를 전기한 퍼포레이팅된 공판원지(S)의 다공질지지체(4) 위에 두고, 리소 카가쿠 주식회사(RISO KAGAKU COPORATION) 제조의 간이 공판인쇄기계 프린트 곡코(PRINT GOCCO)(상품명)로 전기한 공파원지(S)를 사용하여 인쇄를 한다. 결과로서, 선명하고 원본에 가까운 그림이 인쇄되었고, 그림이외의 다른 부분에서 핀-홀이 관찰되지 않았다.
본 발명에 의하면, 액체속에 함유된 광열변환재료를 직접 공판원지로 전사하기 위하여, 광열변환재료는 액체속에 함유되고, 감열공판원지로부터 떨어진 액체사출장치로부터 직접 감열공판원지로 사출된다. 그래서, 광선방사에 의한 퍼포레이팅에서, 핀-홀이 형성되지 않고, 종래의 퍼포레이팅방법에서와 같이 공판원지와 접촉한 원본 또는 터멀 헤드에서 일어나는 퍼포레이션 불량의 문제가 생기지 않고, 퍼포레이팅을 원본 그림자료에 충실하게 행한다.

Claims (13)

  1. 액체-사출장치로부터 액체속에 함유된 광열변환재료를 감열공판원지로 전기한 액체와 함께 전사하기 위하여 사출하는 단계와, 사출후 전기한 감열공판원지를전기한 광열변환재료가 전사된 부분에 특정하게 퍼포레이팅하기 위하여 전기한 감열공판원지를 가시광선 또는 적외선으로 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 감열공판원지의 퍼포레이팅방법.
  2. 제1항에 있어서, 전기한 감열공판원지는 열가소성 필름과 전기한 열가소성 필름으로 적층된 액체흡수층을 포함하고, 전기한 광열변환재료는 전기한 감열공판원지의 전기한 액체흡수층으로 사출되는 것을 특징으로 하는 감열공판원지의 퍼포레이팅방법.
  3. 제2항에 있어서, 전기한 액체흡수층은 수지질 화합물로 구성되고, 전기한 광선에 노출되면 전기한 열가소성 필름과 함께 퍼포레이팅되는 것을 특징으로 하는 감열공판원지의 퍼포레이팅방법.
  4. 제2항에 있어서, 전기한 액체흡수층은 전기한 열가소성 필름의 한쪽 면에 적층되고, 전기한 가시광선 또는 적외선을 반사하는 층은 열가소성 필름의 다른 면에 적층되는 것을 특징으로 하는 감열공판원지의 퍼포레이팅방법.
  5. 제2항에 있어서, 전기한 액체흡수층은 전기한 가시광선 또는 적외선을 반사하는 층을 거쳐서 전기한 열가소성 필름에 적층되는 것을 특징으로 하는 감열공판원지의 퍼포레이팅방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 전기한 액체흡수층은 수지질 화합물로 구성되고, 전기한 반사층은 전기한 열가소성 필름위에 진공증착된 금속필름이고, 전기한 액체흡수층과 전기한 반사층은 전기한 광선으로 조사시에 전기한 열가소성 필름과 함께 퍼포레이팅되는 것을 특징으로 하는 감열공판원지의 퍼포레이팅방법.
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서, 전기한 액체흡수층은 수지질의 화합물로 구성되고, 전기한 반사층은 금속분말을 함유한 열가소성 수지로 구성되고, 전기한 액체흡수층과 전기한 반사층은 전기한 광선으로 조사시에 전기한 열가소성 필름과 함께 퍼포레이팅되는 것을 특징으로 하는 감열공판원지의 퍼포레이팅방법.
  8. 열가소성 필름과 전기한 열가소성 필름에 적층된 액체흡수층을 포함하고, 전기한 액체흡수층은 수지질 화합물로 구성된 것을 특징으로 하는 감열공판원지.
  9. 제8항에 있어서, 전기한 액체흡수층은 전기한 열가소성 필름의 한쪽 면에 적층되고, 전기한 가시광선 또는 적외선을 반사하는 층은 전기한 열가소성 필름의 다른 면에 적층되는 것을 특징으로 하는 감열공판원지.
  10. 제8항에 있어서, 전기한 액체흡수층은 전기한 가시광선 또는 적외선을 반사하는 층을 거쳐서 전기한 열가소성 필름에 적층되는 것을 특징으로 하는 감열공판원지.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 전기한 반사층은 전기한 열가소성 필름위에 진공증착된 금속필름인 것을 특징으로 하는 감열공판원지.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서, 전기한 반사층은 금속분말을 포함하는 열가소성 수지로 구성된 것을 특징으로 하는 감열공판원지.
  13. 감열공판원지의 표면과 친화성을 갖는 액체중에 함유된 광열변환재료를 포함하고, 그 조성물은 액체사출장치로부터 사출될 수 있는 것을 특징으로 하는 감열공판원지 퍼포레이팅용 조성물.
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