KR100292184B1 - 화상기록촉진액,이를이용한화상기록방법및이에사용되는화상기록장치 - Google Patents

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마사유끼 코야노
타까노리 쯔유끼
이쿠꼬 다나까
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이토가 미찌야
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Abstract

가는 선 등의 재현성이 우수하여 색 경계에 번짐이 없으며 색조가 양호하여 화상 농도가 높은 고화질로 내수성이 우수한 화상이 얻어짐과 동시에 잉크의 배어남이 발생하지 않으며, 나아가 말리거나 주름지지 않으며, 동시에 화상의 정착 속도가 빨라 고속 기록을 수행할 수 있는 화상 기록 방법 및 화상 기록 장치를 제공한다.
착색제와 이를 분산 또는 용해하는 용매로 된 기록액중의 착색제를 불용화하는 화합물을 무색 또는 담색의 화상 기록 촉진액을 피기록재에 대하여 부여한 다음 기록액을 액적으로서 토출하여 피기록재에 부착시키는 것에 의해 화상을 형성하는 화상 기록 방법에 있어서, 화상 기록 촉진액이 하기 일반식(1)등으로 나타낸 계면활성제의 최소 1종을 함유한다.

Description

화상 기록 촉진액, 이를 이용한 화상 기록 방법 및 이에 사용되는 화상 기록장치{IMAGE RECORDING PROMOTING LIQUID, IMAGE RECORDING METHOD USING IT AND IMAGE RECORDING APPARATUS USED IT}
본 발명은 화상 기록 방법 및 화상 기록 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 잉크젯 방식의 화상 기록 방법 및 화상 기록 장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은이 화상 기록 방법 및 화상 기록 장치에 이용되는 화상 기록 촉진액에 관한 것이다.
최근에 잉크젯 프린터는 저소음, 낮은 가동 비용과 같은 잇점에서 보급하고, 보통 용지에 인쇄가능한 칼라프린터도 시장에 투입되고 있다.
종래에는 잉크의 막힘등의 문제로 인해 사무실용 잉크젯 프린터의 잉크에는 착색제로서 용해성이 높은 염료가 주로 이용되어 왔으나, 내수성, 내광성이 요구되는 포스터 등을 작성하기 위해서 착색제로서 안료를 함유하는 잉크의 사용도 증가하고 있다. 그러나 안료를 함유하는 잉크에서는 막힘등이 발생하기 쉬워 신뢰성을 유지하기 어려우며, 또한 사진 화상이나 CG 등의 높은 색 재현성을 요구하는 경우에는 시안이나 마젠타색의 발색이 불충분하여 선명한 화상이 얻어지지 않는다.
또한 보통 용지에 잉크젯 프린터에 의해 칼라 화상을 인쇄하는 경우에는 2색 겹침 부분 등의 색 경계에서 번짐을 막기 위하여, 잉크에 계면활성제 등을 첨가하여 잉크의 침투성을 높이는 것이 행해지고 있으나(특개소 55-65269호공보등), 이 경우에는 문자나 가는 선에서 번짐(feathering)이 발생하기 때문에, 검은 문자를 인쇄하는 경우만 침투성이 낮은 잉크를 사용하였으나, 색경계에 있어서 번짐을 억제하고 문자나 가는 선에 번짐을 방지하는 어느 것도 불충분하다.
따라서 이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 보통 용지 등의 피기록재 표면에 잉크에 의한 화상이 형성될 경우에 잉크중의 염료를 정착시키기 위한 재료를 미리 도포한 피기록재나 표면에 백색 안료나 수용성 고분자를 도포한 피기록재를 사용하는 것이 특개소 56-86789호 공보, 특개소 55-144172호 공보, 특개소 55-81992호 공보,특개소 52-53012호 공보 또는 특개소 56-89594호 공보 등에 개시되어 있다. 또한 특개소 56-89595호 공보에는 피기록재상에 미리 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리비닐 알코올, 폴리아세트산비닐 등의 중합체 용액을 분사하고, 계속해서 이 중합체 용액이 부착한 부분에 잉크를 분사하여 인쇄한 잉크젯 기록 방법이 제안되고 있다. 그러나 이 방법에서는 인쇄 화상의 첨예도(sharpness)가 향상되나, 인쇄 화상의 건조성 향상에 효과가 얻어져 칼라 화상에서의 화질 개선 효과가 그다지 확인되지 않는다.
또한 잉크중의 염료를 불용화한 화합물을 함유한 화상 기록 촉진액을 피기록재상에 잉크젯 방법에 의해 부착한 다음에 이 화상 기록 촉진액이 부착한 부분에 잉크를 분사하여 인쇄하는 잉크젯 기록 방법이 특개소 64-63185호 공보, 특개평 8-20159호 공보 또는 특개평 8-20161호 공보 등에 개시되어 있으나, 이 방법으로는 2색 겹침부에서 수분 부착량이 크게 되며, 색 경계에 번짐을 충분하게 막을 수 없으며, 또한 잉크가 많이 배어나는 문제가 있다.
나아가 이 방법으로는 피기록재가 말리거나 주름지는 문제가 있다.
이에 본 발명의 과제는 이와 같은 문제점을 해결하고, 가는 선 등의 재현성이 우수하고 색경계에 번지지 않고 색조가 양호한 고화질로 내수성이 우수한 화상이 얻어지는 화상 기록 방법 및 화상 기록 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 과제는 나아가 화상의 정착 속도가 향상되어 고속 기록을 수행할 수 있는 화상 기록 방법 및 화상 기록 장치를 제공하고자 한다.
또한 본 발명의 과제는 나아가 말리거나 주름지지 않으며, 동시에 화상 농도가 높은 화상이 얻어질 뿐만 아니라 잉크가 배어나지 않는 화상 기록 방법 및 화상 기록장치를 제공하고자 한다.
나아가 본 발명의 과제는 화상 기록 방법 및 화상 기록 장치에 사용하는 것에 의해 상기 화상이 얻어지는 화상 기록 촉진액을 제공하고자 한다.
도 1은 본 발명의 화상 기록 장치의 일례를 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예에 이용한 인쇄 패턴을 도시한 도면이다.
* 도면의 주요한 부위에 대한 간단한 설명 *
1...화상 기록 촉진액을 피기록재에 부여하는 수단
2...화상 기록 촉진액 용기 3...급상(伋上)롤러
4...도포 롤러 5...압압 롤러
6...피기록재 7...피기록재 수납 카셋트
8...캐리지(carriage) 9...인쇄 헤드
10...기록액을 액적으로서 토출하여 피기록재에 부착시키는 수단
본 발명의 상기 과제는 착색제와 이를 분산 또는 용해하는 용매로 된 기록액중의 착색제를 불용화하는 화합물을 함유하는 무색 또는 담색의 화상 기록 촉진액을 피기록재에 대하여 부여한 다음, 기록액을 액적으로서 토출하여 피기록재에 부착시키는 것에 의해 화상을 형성하는 화상 기록 방법에 있어서,
화상 기록 촉진액이 하기 일반식(1) 내지 (5)로 나타낸 계면 활성제의 최소 1종을 함유함을 특징으로 하는 화상 기록 방법에 의해 달성된다.
[화학식 1]
(식중, R1, R2는 분지되어도 좋은 탄소수 3이상의 알킬기를 나타내며, M은 알칼리금속, 암모늄, 알칸올아민, 4차 암모늄 또는 제4차 포스포늄을 나타낸다)
(식중, R3,R4는 탄소수가 5-7개인 알킬기를 나타내며, m은 5-20의 정수를 나타낸다)
(식중, R3는 탄소수가 6-14개인 분지되어도 좋은 탄소 사슬을 나타내며, n은 5-20의 정수를 나타낸다)
(식중, m,n은 0-20의 정수를 나타낸다)
(식중, R6은 탄소수가 6-14개인 분지되어도 좋은 탄소 사슬을 나타내고, m,n은 0-20의 정수를 나타낸다)
또한 본 발명의 과제는 착색제와 이를 분산 또는 용해하는 용매로된 기록액의 침투 특성·정착성을 제어하는 무색 또는 담색의 화상기록촉진액을 피기록재에 부여하는 수단, 및 기록액을 액적으로서 토출하여 피기록재에 부착시키는 수단을 갖으며, 화상 기록 촉진액을 피기록재에 대하여 부여한 다음에 피기록재에 기록액의 액적을 부착시켜 화상을 형성함을 특징으로 하는 기록 장치에 있어서,
화상 기록 촉진액이 상기 일반식 (1) 내지 (5)로 나타낸 계면활성제의 최소 1종 및 기록액중의 착색제를 불용화하는 화합물을 함유함을 특징으로 하는 기록 장치에 의해 달성된다.
또한 본 발명의 과제는 기록액을 액적으로서 토출하여 피기록재에 부착시키는 것에 의해 화상을 형성하기에 앞서 피기록재에 대하여 부여한 화상 기록 촉진액에 있어서,
상기 일반식 (1) 내지 (5)로 나타낸 계면활성제의 최소 1종, 기록액중의 착색제를 불용화하는 화합물 및 이를 용해 또는 분산하는 용매로됨을 특징으로 하는 화상 기록 촉진액에 의하여 달성된다.
보통 용지 등의 피기록재로의 기록액의 침투성을 검사하는 경우, 상기 특정 계면활성제와 기록액중의 염료를 불용화하는 화합물을 함유하는 화상 기록 촉진액을 피기록재에 부여한 다음에 기록액을 액적으로서 토출하여 피기록재에 부착시켜 화상을 형성하는 것에 의해, 특히 화상 기록 촉진액 부여후 피기록재에 부착하는 기록액의 접촉각을 90°이하로 하는 것에 의해, 피기록재에 대한 기록액의 침투성이 향상되고, 동시에 염료를 피기록재 표면에 잔류시킬 수 있으며, 번짐이 적으며 가는 선등의 재현성이 우수하고 색 경계에 번지지 않고 고화질로, 동시에 화상 농도가 높고 내수성이 우수한 화상이 얻어짐을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
나아가 본 발명에 의하면, 피기록재에 대한 기록액의 침투성이 향상되는 것에 의해 화상의 정착 건조 속도가 빠르게 되며, 이에 의해 고속 기록을 수행할 수 있다.
이는 상기 특정 계면활성제와 기록액중의 염료를 불용화하는 화합물을 함유하는 화상 기록 촉진액을 보통 용지 등의 피기록재에 부여한 다음에 기록액을 피기록재에 부착시킬 때, 피기록재 표면크기제의 분포에 의한 불규칙한 젖음이 작게 되기 때문에, 기록액이 피기록재에 균일하게 침투함과 동시에 염료가 불용화하여 피기록재의 표면 근방에 잔류할 수 있는 것으로 여겨진다.
화상 기록 촉진재에 있어서, 상기 일반식 (1) 내지 (5)로 나타낸 계면활성제의 함유량으로는 0.5-80중량%가 바람직하며, 이에 의해 화상 기록 촉진액 부여후 피기록재에 부착하는 기록액의 접촉각을 90°이하로 할 수 있다.
계면활성제중 특히 일반식 (1)로 나타낸 디알킬술포숙신산염이 바람직하며, 나아가일반식 (1)에 있어서, R1, R2가 탄소수 5-7개의 분지된 알킬기인 디알킬술포숙신산염이 바람직하다.
이에 의해, 기록액과 피기록재 표면의 젖음성을 보다 향상시켜, 피기록재에 대하여 기록액의 침투속도를 보다 빠르게 할 수 있으며, 고화질로 동시에 화상 농도가 높고 내수성이 우수한 화상이 얻어지며, 또한 고속 기록을 수행 할 수 있다.
일반식 (1)로 표시된 디알킬술포숙신산염의 구체예를 유리산형으로 표 1에 나타내었다.
나아가 계면활성제로서 일반식 (1)로 나타낸 디알킬술포숙신산염을 이용한 경우에는 짝이온으로서 리튬이온, 나트륨이온, 알칸올아민이온 및 하기 일반식(6)에 나타낸 제4차 암모늄, 제4차 포스포늄을 이용하는 것이 바람직하며, 이에 의해 화상 기록 촉진액의 용해안정성을 향상시킬 수 있다.
(식중, X는 질소 또는 인을 나타내며, R7, R8, R9, R10은 수소 원자, 탄소수가 1-4개인 알킬기, 히드록시알킬기, 할로겐화알킬기를 의미한다)
예를 들면, 일반식 (1)에 나타낸 디알킬술포숙신산염을 리튬염 또는 나트륨염으로 하는 경우에는 디알킬술포숙신산에 수산화리튬 또는 수산화나트륨을 첨가하면 좋으며, 또한 일반식(6)의 제4차 암모늄 또는 제4차 포스포늄, 혹은 알칸올아민의 염으로 하는 경우에는 디알킬술포숙신산염에 구체적으로는 이하에 나타낸 식(6-1) 내지 (6-9)의 수산화물을 첨가하면 좋다.
일반식 (1)에 나타낸 디알킬술포숙신산염의 짝이온이 모두 나트륨, 리튬 및/또는 상기 일반식 (6)의 화합물일 필요는 없으며, 기타 알칼리이온과 혼합하는 것도 가능하다.
또한 본 발명에 있어서 화상기록 촉진액중에 함유되고, 기록액중의 착색제를 불용화하는 화합물로서는 예를 들면 착색제로서 음이온성 착색제를 이용한 경우에는 폴리알킬아민, 폴리에틸렌아민 등의 양이온기를 최소 1개 갖는 유기화합물, 염화칼슘, 수산화칼슘, 질산칼슘, 수산화마그네슘, 염화마그네슘, 암모늄백반 또는 황산알루미늄 등의 다가 금속 이온을 최소 1종 함유하는 수용성 다가 금속 화합물,물에 분산한 0.1㎛ 전후의 구상 실리카의 분산체인 실리카졸등이 들어진다.
이들 화합물을 화상 기록 촉진액중에 함유된 것에 의해, 음이온성 염료 등의 착색제를 불용화할 수 있으며, 이에 의해 내수성이 우수하고 화상 농도가 높은 기록 화상을 얻을 수가 있다.
화상 기록 촉진액중에서 기록액중의 착색제를 불용화하는 화합물의 함유량으로는 0.1-10중량%가 바람직하다.
화상 기록 촉진액에 있어서, 용매로는 물이 주용매로서 사용되나, 화상 기록 촉진액을 원하는 물성으로 얻기 위하여, 건조를 방지하기 위하여, 기록액중의 착색제를 불용화하는 화합물이나 계면활성제의 용해안정성을 향상시키기 위하여, 또는 화상기록액 촉진액의 도공특성을 안정하게 하는 등의 목적으로 하기 수용성 유기 용매을 사용할 수가 있다.
즉 수용성 유기 용매로는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 글리세롤, 1,2,6-헥산트리올, 1,2,4-부탄트리올, 1,2,3-부탄트리올, 페트리올 등의 다가 알코올류, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르,테트라에틸렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르 등의 다가 알코올알킬에테르류, 에틸렌글리콜모노페닐에테르, 에텔렌글리콜모노벤질에테르 등의 다가 글리콜아릴에테르류, N-메틸-2-피롤리돈, N-히드록시에틸-2-피롤리돈, 2-피롤리돈, 1,3-디메틸이미다졸리디논, ε-카프로락탐 등 질소 함유 복소고리 화합물, 포름아미드, N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드 등의 아미드류, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 모노에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민등의 아민류, 디메틸술폭시드, 술포란, 티오디에탄올 등의 황함유 화합물류, 프로필렌카보네이트, 탄산에틸렌, γ-부티로락톤 등을 이용할 수 있다. 이들의 용매는 물과 함께 단독으로 혹은 복수 혼합하여 사용할 수 있다.
이중에서 특히 바람직한 것은 디에틸렌글리콜, 티오디에탄올, 폴리에틸렌글리콜 200-600, 트리에틸렌글리콜, 글리세롤, 1,2,6-헥산트리올, 1,2,4-부탄트리올, 페트리올, 1,5-펜탄디올, N-메틸-2-피롤리돈, N-히드록시에틸피롤리돈, 2-피롤리돈, 1,3-디메틸이미다졸리디논이며, 이들을 이용하는 것에 의해 기록액중의 착색제를 불용화하는 화합물이나 계면활성제의 높은 용해성과 수분 증발에 의한 분사 특성 불량을 방지하는데 우수한 효과가 얻어진다. 특히 일반식 (1)에 나타낸 디알킬술포숙신산염의 분산 안정성을 얻기에 바람직한 약제로서 N-히드록시에틸-2-피롤리돈 등의 피롤리돈 유도체나 1,5-펜탄디올 등의 디올이 들어진다.
나아가 화상 기록 촉진액에는 1가 알코올을 함유하는 것이 바람직하며, 이에 의해 화상 기록 촉진액의 거품임에 의한 도포 얼룩등의 발생을 방지할 수 있으며, 이 화상 기록 촉진액을 피기록재에 대하여 부여한 다음, 기록액을 액적으로서 토출하여피기록재에 부착시키는 것에 의해 화상을 형성할 때, 균일한 농도를 갖는 화상을 얻을 수 있다.
화상 기록 촉진액의 피기록재로의 부착량으로는 0.1g/㎡-10g/㎡이 바람직하며, 이에 의해 피기록재의 말림을 보다 충분하게 제어할 수 있다.
다음으로 본 발명의 화상 기록 방법 및 화상 기록 장치에 사용하는 착색제와 이를 분산 또는 용해하는 용매로된 기록액에 대하여 설명한다.
착색제로는 색지수에 있어서 산성 염료, 직접성 염료, 염기성 염료, 반응성 염료, 식용 염료에 분산된 수용성 염료로 내수성, 내광성이 우수한 것이 바람직하다.
이들 염료를 구체적으로 들어보면, 산성 염료 및 식용 염료로서 C.I.액시드 옐로우 17,23,42,44,79,142, C.I.액시드 레드 1,8,13,14,18,26,27,35,37,42,52,82,87, 89,92,97,106,111,114,115,134,186,249,254,289, C.I.액시드 블루9,29,45,92,249, C.I.액시드 블랙 1,2,7,24,26,94, C.I.후드(hood) 옐로우 3,4, C.I.후드 레드, 7,9,14, C.I.후드 블랙 1,2,직접성 염료로서 C.I.다이렉트 옐로우1,12,24,26, 33,44,50,86,120,132,142,144, C.I.다이렉트 레드1,4,9,13,17,20,28,31,39,80, 81,83,89,225,227,C.I.다이렉트 오렌지 26,29,62,102, C.I.다이렉트 블루1,2, 6,15,22,25,71,76,79,86,87,90,98,163, 165,199,202, C.I.다이렉트 블랙 19,22, 32,38,51,56,71,74,75,77,154,168,171, 염기성 염료로서 C.I. 베이직 옐로우1,2, 11,13,14,15,19,21,23,24,25,28,29, 32,36,40,41,45,49,51,53,63,64,65,67,70,73, 77,87,91,C.I.베이직 레드2,12,13,14,15,18,22,23,24,27,29,35,36,38,39,46,49, 51,52,54,59,68,69,70,73,78,82,102,104,109,112,C.I.베이직 블루 1,3,5,7,9,21,22,26,35,41,45,47,54,62,65,66,67,69,75,77,78, 89,92,93, 105,117,120,122, 124,129,137,141,147,155,C.I.베이직 블랙 2,8, 반응성 염료로서 C.I.리액티블랙 3,4,7,11,12,17,C.I. 리액티브 옐로우1,5, 11,13,14, 20,21,22,25,40,47,51,55, 65,67,C.I.리액티브 레드1,14,17,25,26,32,37,44,46,55, 60,66,74,79,96,97, C.I.리액티브 블루1,2,7,14,15,23,32,35,38,41, 63,80,95등이 사용될 수 있다.
특히 본 발명에서는 음이온성 산성 염료 및 직접성 염료가 바람직하게 사용될 수 있다. 특히 잉크젯용으로 개발된 염료를 이용하는 것도 바람직하며, 이와 같은 염료로서는 예를 들면 제네카사제의 Project Fast Black2, Project Fast Cyan 2, Project Fast Magenta 2, Project Fast Yellow 2등이 들어진다.
기록액의 용매로서는 물이 주용매로서 사용되나, 기록액을 원하는 물성을 얻기 위하여, 기록액의 건조를 방지하기 위하여, 또는 착색제의 용해안정성을 향상시키기 위한 등의 목적으로 상기 화상 기록 촉진액에 사용되는 수용성 유기 용매로서 나타낸 수용성 유기 용매를 사용할 수 있다.
이중에서도 특히 바람직한 수용성 유기 용매로는 디에틸렌글리콜, 티오디에탄올, 폴리에틸렌글리콜 200-600, 트리에틸렌글리콜, 글리세롤, 1,2,6-헥산트리올, 1,2,4-부탄트리올, 페트리올, 1,5-펜탄디올, N-메틸-2-피롤리돈,
N-히드록시에틸-2-피롤리돈, 2-피롤리돈, 1,3-디메틸이미다졸리디논이 들어지며, 이들을 이용하는 것에 의해 착색제의 높은 용해성과 수분 증발에 의한 분사 특성 불량을 방지하는데 우수한 효과가 얻어진다. 특히 N-히드록시에틸-2-피롤리돈 등의 피롤리돈 유도체가 바람직하다.
나아가 기록액에는 상기 일반식 (1) 내지 (5)에 나타낸 계면활성제나 기타 계면활성제를 첨가할 수 있으며, 이들에 의해 기록액의 표면장력을 조정하여 피기록재에 대하여 침투성을 개선하고 또한 잉크젯 프린터의 헤드부재에 대하여 기록액의 젖음성을 향상시키는 것에 의해 기록액의 토출안정성을 개량하는 것이 가능하다.
또한 기록액에는 표면장력을 조정할 목적으로 계면활성제이외의 침투제를 첨가할 수 있으며, 이와 같은 침투제로는 디에틸렌글리콜모노페닐에테르, 에틸렌글리콜모노페닐에테르, 에틸렌글리콜모노알릴에테르, 디에틸렌글리콜모노페닐에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 테트라에틸렌글리콜클로로페닐에테르 등의 다가 알코올의 알킬 및 아릴에테르류, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌블록공중합체, 불소계 계면활성제, 에탄올, 2-프로판올 등의 저급 알코올류가 들어지며, 특히 디에틸렌글리콜모노부틸에테르가 바람직하다.
나아가 화상 기록 촉진액이나 기록액에는 점도를 조정하기 위해 친수성 고분자 화합물을 첨가할 수 있으며, 이와 같은 친수성 고분자 화합물로서는 천연계에서는 아라비아고무, 트라간고무, 구아 고무, 카라와고무, 로카스토빈고무, 아라비노가락톤, 펙틴, 쿠인스시드녹말 등의 식물성 고분자, 알긴산, 카라기난, 한천 등의 해조계 고분자, 젤라틴, 카제인, 알부민, 콜라겐 등의 동물계고분자, 크산텐고무, 덱스트란 등의 미생물계 고분자 또는 세락등, 반합성계로는 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 등의 섬유계 고분자, 녹말글리콜산나트륨, 녹말인산에스테르나트륨 등의 녹말계 고분자, 알긴산 나트륨, 알긴산프로필렌글리콜에스테르 등의 해조계 고분자, 순합성계로는 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐메틸에테르 등의 비닐계 고분자, 비가교폴리아크릴아미드, 폴리아크릴산 및 그 알칼리금속염, 수용성 스티렌아크릴수지등의 아크릴계수지, 수용성 스틸렌말레산수지, 수용성비닐나프탈렌아크릴수지, 수용성 비닐 나프탈렌말레산 수지, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올, β-나프탈렌술폰산포르말린축합물의 알칼리금속염, 4차 암모늄이나 아민기 등의 양이온성 관능기의 염을 측쇄에 갖는 고분자 화합물 등이 들어진다.
또한 본 발명에 있어서, 화상 기록 촉진액 및 기록액에는 종래부터 알려진 기록액 용의 첨가제를 첨가할 수 있다.
예를 들면, 방부방식제로는 디히드로아세트산나트륨, 솔돈산나트륨,
2-피리딘티올-1-옥사이드나트륨, 안식향산나트륨, 펜타클로로페놀나트륨등이 사용될 수 있다.
Ph 조절제로는 조합된 잉크에 악영향을 미치지 않게 pH를 7이상에 조정할 수 있다면 임의의 물질을 사용할 수 있으며, 그 예로는 디에탄올아민, 트리에탄올아민 등의 아민, 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨 등의 알칼리금속원소의 수산화물, 수산화암모늄, 제4차 암모늄 수산화물, 제4차 포스포늄수산화물, 탄산리튬, 탄산나트륨, 탄산칼륨 등의 알칼리금속의 탄소염등이 들어진다.
킬레이트 시약으로는 예를 들면 에틸렌디아민4아세트산나트륨, 니트릴로3아세트산나트륨, 히드록시에틸에틸렌디아민3아세트산나트륨, 디에틸렌트리아민5아세트산나트륨, 라우릴2아세트산나트륨등이 들어진다. 방청제로는 예를 들면, 산성아황산염, 티오황산나트륨, 티오디글리콜산암몬, 디이소프로필암모늄니트레이트, 4질산펜타에리스리톨, 디시클로헥실암모늄니트레이트 등이 들어진다.
기타 목적에 부응하여 수용성 자외선 흡수제, 수용성 적외선 흡수제등을 첨가할 수 있다.
다음에 본 발명의 화상 기록 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 화상 기록 장치의 일례를 모식적으로 도시한 단면도이며, 착색제와 이들을 분산 또는 용해하는 용매로된 기록액의 침투성능·정착성을 제어하는 무색 또는 담색의 화상 기록 촉진액을 피기록재에 부여하는 수단 1은 화상 기록 촉진액 용기 2, 화상 기록 촉진액을 퍼올리는 급상롤러 3, 화상 기록 촉진액을 피기록재에 부여하는 도포롤러 4 및 압압롤러 5를 갖는다. 피기록재 6은 피기록재 수납카셋트 7로 부터 화상 기록 촉진액을 피기록재에 부여하는 수단 1에 반송하며, 화상 기록 촉진액이 도포 롤러 4에 의하여 부여된다. 피기록재 표면에 부여되는 화상 기록 촉진액의 양으로는 0.1g/㎡-10g/㎡이 바람직하다.
이어서 화상 기록 촉진액이 부여된 피기록재는 캐리지(carriage) 8에 취부된 인쇄헤드 9를 갖는 기록액을 액적으로서 토출하여 피기록재에 부착시키는 수단 10에 반송되며, 인쇄 헤드 9에 의해 피기록재상에 기록액의 액적을 부착시켜 화상이 형성된다. 여기서는 30㎛직경의 노즐을 128노즐을 갖는 적층 PZT를 이용한 인쇄 헤드 9에 의해 액적 중량 18ng에서 600dpi의 화소 밀도로 화상이 형성되게 한다. 화상이 형성된 피기록재는 배지롤러 11에 반송된다.
또한 인쇄 헤드의 토출방식이나 해상도는 상기 경우에 한정되는 것은 아니며, 열에 너지를 이용하여 토출을 수행하는 방식의 인쇄 헤드를 이용하는 것도 가능하다.
본 발명에 의하면, 가는 선 등의 재현성이 우수한 색경계에 번짐이 없이 색조가 양호한 고화질로 내수성이 우수한 화상이 얻어지며, 나아가 화상의 정착속도가 향상되어 고속 기록을 행하는 것이 가능하다.
또한 본 발명에 의하면, 말리거나 주름지지 않으며, 동시에 화상 밀도가 높은 화상이 얻어진다.
상기 특정한 계면활성제와 기록액중의 염료를 불용화하는 화합물을 함유하는 화상기록 촉진액을 피기록재에 부여한 다음에 기록액을 액적으로서 토출하여 피기록재에 부착시켜 화상을 형성하는 것에 의해, 특히 화상 기록 촉진액의 부여후 피기록재에 부착하는 기록액의 접촉각을 90°이하가 되게 하는 것에 의해, 피기록재에 대하여 기록액의 투과성이 향상되며, 동시에 염료를 피기록재 표면에 잔류하게 할 수 있어, 번짐이 적고 가는 선 등에 재현성이 우수하고 색경계에 번짐이 없이 고화질로 동시에 화상 밀도가 높고 내수성이 우수한 화상이 얻어진다.
나아가 본 발명에 의하면, 피기록재에 대하여 기록액의 침투성이 향상되는 것에 의해 화상 정착 건조 속도가 빠르며, 이에 의해 고속 기록을 수행할 수 있다.
이들은 상기 특정 계면활성제와 기록액중의 염료를 불용화하는 화합물을 함유하는 화상 기록 촉진액을 보통 용지 등의 피기록재에 부여한 다음에 기록액을 피기록재에 부착시킨 경우, 피기록재의 표면 크기제의 분포에 의한 불규칙한 젖음이 적게 되므로, 기록액이 피기록재에 균일하게 침투함과 동시에 염료가 불용화하여 피기록재의 표면근방에 잔류하게 되는 것으로 여겨진다.
이들의 특징은 액체의 동적 흡수 특성을 측정하는 블리스터법에 의하여 나타나며,화상 기록 촉진액이 부여된 피기록재를 이용하는 것에 의해, 단순히 피기록재에 침투성이 큰 기록액을 액적으로서 토출하여 피기록재에 부착시켜 화상을 형성하는 경우에 비하여, 기록액의 피기록재에 대하여 젖는데 걸리는 시간이 단축되며, 가는선 재현성이 향상되는 것에 대응한다.
<실시예>
이하, 본 발명을 실시예에 의해 설명한다.
실시예 1
하기 조성물을 혼합 용해하여 0.22㎛의 테프론필터에 의해 여과하여 각색의 기록액을 제조하였다.
[옐로우 기록액 1]
C.I.액시드옐로우23 1중량%
Project Fast Yellow 2(제네카사제) 1중량%
글리세롤 5중량%
N-히드록시에틸피롤리돈 5중량%
일반식 (4)의 계면활성제(m,n=10) 0.1중량%
2-피리딘티올-1-옥사이드나트륨 0.2중량%
이온교환수 잔량
[마젠타 기록액 1]
C.I.액시드레드52 1중량%
Project Fast Magenta 2(제네카사제) 1중량%
글리세롤 5중량%
N-히드록시에틸피롤리돈 5중량%
일반식 (4)의 계면활성제(m,n=10) 0.1중량%
2-피리딘티올-1-옥사이드나트륨 0.2중량%
이온교환수 잔량
[시안 기록액 1]
C.I.액시드블루9 1중량%
Project Fast Cyan 2(제네카사제) 1중량%
글리세롤 5중량%
N-히드록시에틸피롤리돈 5중량%
일반식 (4)의 계면활성제(m,n=10) 0.1중량%
2-피리딘티올-1-옥사이드나트륨 0.2중량%
이온교환수 잔량
[블랙 기록액 1]
C.I.다이렉트블랙168 3중량%
글리세롤 5중량%
2-피롤리딘 5중량%
일반식 (4)의 계면활성제(m,n=10) 0.1중량%
2-피리딘티올-1-옥사이드나트륨 0.2중량%
이온교환수 잔량
또한 하기 조성물을 교반혼합하여 화상 기록촉진액 1을 제조하였다.
[화상 기록 촉진액 1]
폴리알릴아민 3중량%
상기 표 1에 나타낸(1-1)의 계면활성제 20중량%
2-프로판올 5중량%
프로필렌글리콜 10중량%
하기 표2에 나타낸 (6-1) 화합물의 25% 수용액 1중량%
이온교환수 잔량
이어서 상기 화상기록촉진액 1을 도 1에 나타낸 화상 기록 장치의 화상 기록 촉진액 용기 2에 충진하고, 시판되는 복사용지, 본드지에 화상기록촉진액을 도포한 다음, 옐로우 기록액 1, 마젠타 기록액 1, 시안 기록액 1, 블랙 기록액 1을 이용하여 30㎛직경의 노즐을 128노즐을 갖는 적층 PZT를 이용하여 인쇄 헤드 9에 의해 액적 중량 18ng에서 600dpi의 화소 밀도로 도 2에 나타낸 2가지 인쇄 패턴을 인쇄한 경우 가는 선의 재현성이 우수하고, 동시에 색경계에 번지지 않은 기록 화상이 얻어졌다. 또한 베타화상을 인쇄가능 영역 전면에 인쇄한 경우 거의 말리지 않았다.
실시예 2
하기 조성물은 혼합 용해하여 0.22㎛의 테프론필터에 의해 여과하여 각색의 잉크를 제조하였다.
[옐로우 기록액 2]
C.I.액시드옐로우23 1중량%
C.I.다이렉트옐로우 142 1중량%
글리세롤 5중량%
N-히드록시에틸피롤리돈 5중량%
일반식 (3)의 계면활성제(R5=C9H19, n=12) 0.1중량%
2-피리딘티올-1-옥사이드나트륨 0.2중량%
이온교환수 잔량
[마젠타 기록액 2]
C.I.액시드레드254 2중량%
글리세롤 5중량%
N-히드록시에틸피롤리돈 5중량%
일반식 (3)의 계면활성제(R5=C9H19, n=12) 0.1중량%
2-피리딘티올-1-옥사이드나트륨 0.2중량%
이온교환수 잔량
[시안 기록액 2]
C.I.액시드블루249 2중량%
C.I.다이렉트블루199 1중량%
글리세롤 5중량%
N-히드록시에틸피롤리돈 5중량%
일반식 (3)의 계면활성제(R5=C9H19, n=12) 0.1중량%
2-피리딘티올-1-옥사이드나트륨 0.2중량%
이온교환수 잔량
[블랙 기록액 2]
Project Fast Black 2 3중량%
C.I.액스드옐로우23 0.2중량%
글리세롤 5중량%
2-피롤리돈 5중량%
일반식 (3)의 계면활성제(R5=C9H19, n=12) 0.1중량%
2-피리딘티올-1-옥사이드나트륨 0.2중량%
이온교환수 잔량
또한 하기 조성물을 교반혼합하여 화상 기록촉진액 2를 제조하였다.
[화상 기록 촉진액 2]
염화알루미늄 3중량%
일반식 (2)의 계면활성제(R3,R4=C6H13, n=17) 20중량%
2-프로판올 5중량%
프로필렌글리콜 10중량%
이온교환수 잔량
상기 화상 기록촉진액 2, 옐로우 기록액 2, 마젠타 기록액 2, 시안 기록액 2 및 블랙 기록액 2를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 인쇄시험을 수행한 경우 가는 선의 재현성이 우수하고, 동시에 색 경계에 번지지 않는 기록 화상 이 얻어졌다. 또한 베타화상을 인쇄가능 영역전면에 인쇄한 경우 거의 말리지 않았다.
실시예 3
하기 조성물을 혼합 용해하여 0.22㎛의 테프론필터에 의해 여과하여 각색의 잉크를 제조하였다.
[옐로우 기록액 3]
C.I.액시드옐로우23 1중량%
C.I.다이렉트옐로우 86 1중량%
글리세롤 5중량%
N-히드록시에틸피롤리돈 5중량%
일반식 (3)의 계면활성제(R6=C3H7, m,n=20) 0.1중량%
2-피리딘티올-1-옥사이드나트륨 0.2중량%
이온교환수 잔량
[마젠타 기록액 3]
C.I.리액티브레드180 2중량%
C.I.엑시드레드 52 1중량%
글리세롤 5중량%
N-히드록시에틸피롤리돈 5중량%
일반식 (5)의 계면활성제(R6=C3H7, m,n=20) 0.1중량%
2-피리딘티올-1-옥사이드나트륨 0.2중량%
이온교환수 잔량
[시안 기록액 3]
C.I.액시드블루249 2중량%
C.I.리액티브블루7 1중량%
글리세롤 5중량%
N-히드록시에틸피롤리돈 5중량%
일반식 (5)의 계면활성제(R6=C3H7, m,n=20) 0.1중량%
2-피리딘티올-1-옥사이드나트륨 0.2중량%
이온교환수 잔량
[블랙 기록액 3]
C.I.후드블랙 2 2중량%
C.I.다이렉트블랙 154 1중량%
글리세롤 5중량%
2-피롤리돈 5중량%
일반식 (5)의 계면활성제(R6=C3H7, m,n=20) 0.1중량%
2-피리딘티올-1-옥사이드나트륨 0.2중량%
이온교환수 잔량
또한 하기 조성물을 교반혼합하여 화상 기록촉진액 3을 제조하였다.
[화상 기록 촉진액 3]
실리카졸 분산액(고형분 5%) 40중량%
일반식 (3)의 계면활성제(R5=C9H19, n=12) 20중량%
2-프로판올 5중량%
프로필렌글리콜 10중량%
이온교환수 잔량
상기 화상기록촉진액 3, 옐로우 기록액 3, 마젠타 기록액 3, 시안 기록액 3 및 블랙 기록액 3을 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 인쇄시험을 수행할 경우 간는 선의 재현성이 우수하고, 동시에 색 경계에 번지지 않은 기록 화상이 얻어졌다. 또한 베타화상을 인쇄가능한 영역전면에 인쇄할 경우 거의 말리지 않았다.
비교예 1
실시예 1에 있어서, 상기 화상 기록 촉진액의 도포를 행하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 칼라 화상을 형성할 경우 색경계에 번졌으며, 2색 겹침 잉크에 번짐이 확인되었다. 또한 베타화상을 인쇄가능 영역 전면에 인쇄한 경우 말렸다.
비교예 2
실시예 2에 있어서, 화상 기록 촉진액의 도포를 행하지 않은 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 칼라 화상을 형성한 경우 색경계에 번졌으며, 단색 및 2색 겹침 잉크에 번졌다.
비교예 3
실시예 3에 있어서, 화상 기록 촉진액의 도포를 행하지 않을 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 칼라 화상을 형성할 경우 색경계에 번졌으며, 2색 겹침 잉크에 번졌다.
다음에 하기 방법에 의해 화상 농도와 배어남 평가 및 화상의 내수성 평가를 수행하였다.
1)화상 농도와 배어남의 평가
상기 실시예 1-3 및 비교예 1-3과 동일한 방법에 의해, 시판하는 복사용지 및 본드지에 칼라화상을 형성하고 얻어진 화상에서 배어남과 화상 농도의 평가를 수행하였다. 그 결과를 하기표 3에 나타내었다. 배어남이 많으며 화상 농도가 0.8이하인 경우를 ×, 배어남이 적으며 화상 농도가 0.8-1인 경우를 △, 배어남이 없으며 화상 농도가 1이상인 경우를 ○으로 하였다.
2)화상의 내수성
상기 실시예 1-3 및 비교예 1-3과 동일한 방법에 의해, 시판하는 복사용지 및 본드지에 칼라 화상을 형성한 화상 시료를 30℃의 물에 1분간 침적하고 처리전후의 화상 농도의 변화를 맥베스(Macbeth) 농도계로 측정하고 하기식에서 내수성(퇴색율%)를 구하였다.
퇴색율(%)=[1-(처리후 화상 농도/처리전 화상농도)]×100
이 결과를 어느 용지에서도 5% 미만인 경우를 ○으로 하고, 5% 이상 10% 미만인 경우를 △로 하고, 30%이상인 경우를 ×로 하여 하기표 3에 나타내었다.
내수성 화상 농도와 배어남
실시예 1 옐로우 기록액 1 ○ ○
마젠타 기록액 1 ○ ○
시안 기록액 1 ○ ○
블랙 기록액 1 ○ ○
실시예 2 옐로우 기록액 2 ○ ○
마젠타 기록액 2 ○ ○
시안 기록액 2 ○ ○
블랙 기록액 2 ○ ○
실시예 3 옐로우 기록액 3 ○ ○
마젠타 기록액 3 ○ ○
시안 기록액 3 ○ ○
블랙 기록액 3 ○ ○
비교예 1 옐로우 기록액 1 × ○
마젠타 기록액 1 × ○
시안 기록액 1 × △
블랙 기록액 1 × ○
비교예 2 옐로우 기록액 2 × ×
마젠타 기록액 2 × △
시안 기록액 2 × ○
블랙 기록액 2 △ △
비교예 3 옐로우 기록액 3 △ ○
마젠타 기록액 3 × ○
시안 기록액 3 × ○
블랙 기록액 3 △ ○
상기표 3의 결과로 부터 명백한 바와 같이, 실시예에 의하면 화상 농도가 높고 배어나지 않으며 내수성이 우수한데 반하여 비교예에서는 내수성이 열화하며 또한 배어났다.
본 발명에 의하면, 가는 선 등의 재현성이 우수하고 색경계에 번짐이 없이 색조가 양호한 화상 농도가 높고 고화질로 내수성이 우수한 화상이 얻어짐과 동시에 기록액이 배어나지 않으며, 나아가 말리거나 주름지지 않으며, 동시에 화상의 정착 속도가 빨라 고속 기록을 수행할 수 있다.
본 발명에 의하면, 착색제를 불용화하는 화합물 및 계면활성제를 함유하는 화상 기록 촉진액을 피기록재에 부여한 다음, 기록액 제트 기록법 등에 의해 피기록재에 화상을 형성하는 것에 의해 착색제로서 안료를 이용한 경우에 근접한 내수성을 갖고 화상의 색경계에 번지지 않고 가는 선 재현성이 우수하며 화상 농도가 높은 기록 화상을 얻을 수 있다.
본 발명에 의하면, 화상 기록 촉진액을 피기록재에 부여하고, 피기록재에 대하여 기록액의 접촉각을 90°이하로 하는 것에 의해 기록액의 피기록재로의 침투성을 향상시키고, 고속 기록을 수행할 수 있다.
본 발명에 의하면, 화상 기록 촉진액의 피기록재로의 부착량을 0.1g/㎡-10g/㎡으로 하는 것에 의해 피기록재가 말리는 것을 억제할 수 있다.

Claims (11)

  1. 착색제와 이들을 분산 또는 용해하는 용매로된 기록액중의 착색제를 불용화하는 화합물을 함유하는 무색 또는 담색의 화상기록촉진액을 피기록재에 대하여 부여한 다음, 기록액을 액적으로서 토출하여 피기록재에 부착시키는 것에 의해 화상을 형성하는 화상기록방법에 있어서,
    상기 화상기록촉진액은 하기 일반식(1) 내지 (5)로 나타낸 계면활성제의 최소 1종 0.5-80중량%를 함유함을 특징으로 하는 화상기록방법
    〔화학식 1〕
    (식중, R1, R2는 분지되어도 좋은 탄소수 3이상의 알킬기를 나타내며,
    M은 알칼리 금속, 암모늄, 알칸올아민, 4차암모늄 또는 4차 포스포늄을 나타낸다)
    〔화학식 2〕
    (식중, R3, R4는 탄소수 5-7개의 알킬기를 나타내며, m은 5-20의 정수를 나타낸다)
    〔화학식 3〕
    (식중, R5는 탄소수 6-14개의 분지되어도 좋은 탄소사슬을 나타내며, n은 5-20의 정수를 나타낸다)
    〔화학식 4〕
    (식중, m,n은 0-20의 정수를 나타낸다)
    〔화학식 5〕
    (식중, R6은 탄소수 6-14개의 분지되어도 좋은 탄소사슬을 나타내며, m,n은 0-20의 정수를 나타낸다)
  2. 제1항에 있어서, 상기 화상기록촉진액을 부여한 다음 피기록재에 대한 기록액의 접촉각이 90°이하임을 특징으로 하는 화상기록방법
  3. 제1항에 있어서, 상기 화상기록촉진액의 피기록재로의 부착량은 0.1g/m2-10g/m2임을 특징으로 하는 화상기록방법
  4. 착색제와 이를 분산 또는 용해하는 용매로된 기록액의 침투특성ㆍ정착성을 제어하는 무색 또는 담색의 화상기록촉진액을 피기록재에 부여하는 수단, 및 상기 기록액을 액적으로서 토출하여 피기록재에 부착시키는 수단을 갖으며, 상기 화상기록촉진액을 피기록재에 대하여 부여한 다음에 피기록재에 기록액의 액적을 부착시켜 화상을 형성함을 특징으로하는 화상기록장치에 있어서,
    상기 화상기록촉진액은 하기 일반식(1) 내지 (5)로 나타낸 계면활성제의 최소 1종 0.5-80중량% 및 상기 기록액중의 착색제를 불용화하는 화합물을 함유함을 특징으로 하는 화상기록장치
    〔화학식 1〕
    (식중, R1, R2는 분지되어도 좋은 탄소수 3이상의 알킬기를, M은 알칼리 금속, 암모늄, 알칸올아민, 4차암모늄 또는 4차 포스포늄을 나타낸다)
    〔화학식 2〕
    (식중, R3, R4는 탄소수 5-7개의 알킬기를 나타내며, m은 5-20의 정수를 나타낸다)
    〔화학식 3〕
    (식중, R5는 탄소수 6-14개의 분지되어도 좋은 탄소사슬을 나타내며, n은 5-20의 정수를 나타낸다)
    〔화학식 4〕
    (식중, m,n은 0-20의 정수를 나타낸다)
    〔화학식 5〕
    (식중, R6은 탄소수 6-14개의 분지되어도 좋은 탄소사슬을 나타내며, m,n은 0-20의 정수를 나타낸다).
  5. 제4항에 있어서, 상기 화상기록촉진액을 부여한 다음 피기록재에 대하여 기록액의 접촉각이 90°이하임을 특징으로 하는 화상기록장치
  6. 제4항에 있어서, 상기 화상기록촉진액의 피기록재로의 부착량은 0.1g/m2-10g/m2임을 특징으로 하는 화상기록장치
  7. 기록액을 액적으로서 토출하여 피기록재에 부착시키는 것에 의해 화상을 형성하기에 앞서 피기록재에 대하여 부여하는 화상기록촉진액에 있어서,
    하기 일반식(1) 내지 (5)로 나타낸 계면활성제의 최소 1종 0.5-80중량%,
    기록액중의 착색제를 불용화하는 화합물 및
    이를 용해 또는 분산하는 용매로 이루어짐을 특징으로 하는 화상기록촉진액
    〔화학식 1〕
    (식중, R1, R2는 분지되어도 좋은 탄소수 3이상의 알킬기를 나타내며, M은 알칼리 금속, 암모늄, 알칸올아민, 4차암모늄 또는 4차 포스포늄을 나타낸다)
    〔화학식 2〕
    (식중, R3, R4는 탄소수 5-7개의 알킬기를 나타내며, m은 5-20의 정수를 나 타낸다)
    〔화학식 3〕
    (식중, R5는 탄소수 6-14개의 분지되어도 좋은 탄소사슬을 나타내며, n은 5-20의 정수를 나타낸다)
    〔화학식 4〕
    (식중, m,n은 0-20의 정수를 나타낸다)
    〔화학식 5〕
    (식중, R6은 탄소수 6-14개의 분지되어도 좋은 탄소사슬을 나타내며, m,n은 0-20의 정수를 나타낸다).
  8. 제7항에 있어서, 상기 화상기록촉진액은 나아가 1가 알코올을 함유함을 특징으로 하는 화상기록촉진액
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 화상기록촉진액은 음이온성 착색제를 불용화하는 화합물로서 양이온성기를 최소 1개를 갖는 유기화합물을 함유함을 특징으로 하는 화상기록촉진액
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 화상기록촉진액은 음이온성 착색제를 불용화하는 화합물로서 다가 금속이온을 1종이상 함유하는 수용성 다가 금속화합물을 함유함을 특징으로 하는 화상기록촉진액
  11. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 화상기록촉진액은 음이온성 착색제를 불용화하는 화합물로서 실리카졸을 함유함을 특징으로 하는 화상기록촉진액
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