KR100624687B1 - 다색 기록매체, 이를 이용한 기록방법 및 기록장치 - Google Patents

다색 기록매체, 이를 이용한 기록방법 및 기록장치 Download PDF

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Abstract

다색 기록매체, 이를 이용한 기록방법 및 기록장치를 제공한다. 상기 다색 기록매체는 상부면과 하부면을 갖는 기재와 감광소색층을 구비한다. 상기 기재의 상부면 상에 저온 감열발색층이 위치한다. 상기 저온 감열발색층 상에 고온 감열발색층이 위치한다. 이러한 다색 기록매체는 하나의 열헤드와 하나의 광원을 구비하는 비교적 간단한 기록장치를 사용하여 풀칼라 화상을 구현할 수 있다.
기록매체, 기록장치, 기록방법, 감열발색층, 감광소색층, 열 헤드, 광원

Description

다색 기록매체, 이를 이용한 기록방법 및 기록장치{multicolor recording medium, recording method using the same and recording device}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다색 기록매체 및 그의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다색 기록매체 및 그의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다색 기록매체를 이용한 기록장치 및 기록방법을 설명하기 위한 단면도이다.
(도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명)
131, 231 : 저온 감열발색층 133, 233 : 고온 감열발색층
135, 235 : 감광소색층 320 : 열 헤드
330 : 광원
본 발명은 다색 기록매체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발색층을 구비하는 다색 기록매체, 이를 이용한 기록방법 및 기록장치에 관한 것이다.
다색 기록방법은 은염사진과는 달리 사용자가 원하는 화상을 수집, 편집 후 출력할 수 있다는 장점으로 인해 널리 이용되고 있다. 이러한 다색 기록방법에는 승화형 열전사 필름을 사용하는 승화형 방식, 컬러 토너를 사용하는 레이저 빔 프린팅 방식, 잉크 카트리지를 사용하는 컬러 잉크젯 방식 등이 있다. 그러나 이들 방법들은 기록 매체 외에도 필름, 토너, 잉크 등의 기록 장치의 소모품을 계속적으로 교환하여야 한다는 단점이 있다.
이에 반해 기록 매체 내에 발색층을 구비함으로써, 소모품을 교환할 필요없이 반영구적으로 기록 장치를 사용할 수 있도록 하는 다색 기록 매체가 주목 받고 있다.
일본 공개특허 소59-194886호는 지지체 상에 저온에서 발색하는 저온 감열 발색층이 적층되고, 상기 저온 감열 발색층 상에 고온에서 발색하는 고온 감열 발색층이 적층된 기록매체를 사용한 2색 감열 기록방법을 개시하고 있다. 이러한 기록방법은 상기 저온 감열 발색층과 상기 고온 감열 발색층을 임의의 비율로 발색시켜 혼색을 얻을 수 있으나, 두 색의 혼색이므로 풀 칼라를 얻을 수는 없다.
미국 특허 제 6297840호는 감열성이 서로 다른 옐로우, 마젠타 및 시안의 감열발색층을 갖는 기록지와 기록장치에 대해 개시하고 있다. 이러한 기록장치는 첫 째와 두 번째 색의 발현 후 각각 자외선을 쪼여 이미 발현된 색을 고정시키는 방법을 채용함으로써, 두 번째 색과 세 번째 색의 발현시 이미 발현된 색의 추가적인 색 발현을 막을 수 있다. 그러나, 이러한 기록장치는 최소 3 영역의 열에너지 영역을 갖는 한 개의 열헤드(thermal head)와 서로 다른 최대 파장대를 갖는 2 개의 자 외선 광원을 필요로 하기 때문에 다소 복잡하다는 단점이 있다.
한편, 미국 특허 제 5667949호는 옐로우, 마젠타 및 시안의 감열발색층들을 갖는 기록지에 대해 개시하고 있다. 상기 감열발색층들은 적외선 광원을 열로 바꾸는 적외선 흡수제를 포함하고 있다. 따라서, 이러한 기록지를 사용하는 장치는 서로 다른 파장대를 갖는 3 개의 적외선 레이저 광원들을 필요로 하기 때문에 역시 다소 복잡하다는 단점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로 기록매체 외에 다른 소모품을 필요로 하지 않으면서도 비교적 단순한 기록장치에 사용할 수 있고, 풀칼라 화상을 구현할 수 있는 다색 기록매체, 이를 이용한 기록방법 및 기록장치를 제공하고자 한다.
상술한 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 양태(aspect)로서 다색 기록매체를 제공한다. 상기 다색 기록매체는 상부면과 하부면을 갖는 기재와 감광소색층을 구비한다. 상기 기재의 상부면 상에 저온 감열발색층이 위치한다. 상기 저온 감열발색층 상에 고온 감열발색층이 위치한다. 이러한 다색 기록매체는 하나의 열헤드와 하나의 광원을 구비하는 비교적 간단한 기록장치를 사용하여 풀칼라 화상을 구현할 수 있다.
상기 감광소색층은 상기 감열발색층들 간의 열적 분리를 용이하게 하기 위해 상기 저온 감열발색층과 상기 고온 감열발색층 사이에 개재되는 것이 바람직하다.
이와는 달리, 상기 감광소색층은 상기 기재의 하부면 상에 위치하여 내구성 및 내가스성을 향상시킬 수 있다. 이 때, 상기 감열발색층들 간의 열적분리를 용이하게 하기 위해 상기 저온 감열발색층과 상기 고온 감열발색층 사이에 중간층이 개재되는 것이 바람직하다.
상술한 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 다른 일 양태(aspect)로서 기록장치를 제공한다. 상기 기록장치는 상술한 기록매체에 광을 조사하여 상기 감광소색층을 소색하기 위한 광원을 구비한다. 또한, 상기 기록장치는 상기 기록매체에 열을 전달하여 상기 기록매체의 감열발색층들에 색을 발현시키기 위해 고온모드와 저온모드를 구비하는 열 헤드를 포함한다. 이러한 기록장치는 비교적 간단한 구성을 갖는다. 상기 열 헤드는 상기 고온모드에서 단시간 작동하고, 상기 저온모드에서 장시간 작동하는 것이 바람직하다.
상술한 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 다른 일 양태(aspect)로서 기록방법을 제공한다. 상기 기록방법은 상술한 기록매체가 공급되고, 상기 기록매체에 광을 조사함으로써 상기 감광소색층을 소색시키는 것을 포함한다. 상기 소색된 감광소색층을 구비하는 기록매체에 고온 및 저온의 열을 전달함으로써 상기 감열발색층들을 발색시킨다. 상기 고온의 열은 단시간 전달하고, 상기 저온의 열은 장시간 전달하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다색 기록매체를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 다색 기록매체는 상부면과 하부면을 갖는 기재(100; substrate)를 포함한다. 상기 기재(100)는 통상의 기록 매체에 사용되는 것이라면 어느 것이라도 사용가능하며, 예를 들어 종이류, 필름류, 종이와 필름의 합지, 합성지 또는 인화지(일명 바리타(baryta)지) 일 수 있다. 더욱 자세하게는 상기 종이류에는 백상지, 전산용지, 모조지, 편면 또는 양면 아트지, 캐스트 코팅지 등이 있고, 상기 필름류에는 폴리에스테르계, 폴리카보네이트계, 셀룰로오즈-아세테이트계, 폴리에틸렌계 필름 중에서 선택된 하나의 투명, 반투명 또는 불투명 플라스틱 필름이 있고, 상기 종이와 필름의 합지에는 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등이 단면 또는 양면 코팅된 것이 있다. 상기 기재(100)의 두께는 취급이 용이하고 그 상부에 코팅층을 형성하는 경우 휘어짐을 방지할 수 있도록 15 내지 350㎛인 것이 바람직하다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 기재(100)의 상부면 상에 저온 감열발색층(131)이 위치하고, 상기 저온 감열발색층(131) 상에 고온 감열발색층(135)이 위치한다. 감열발색층(131, 135)이라함은 열에 노출될 경우 발색하는 층을 말한다. 자세하게는 상기 저온 감열발색층(131)은 발색하기 위해 필요한 최소한의 온도가 낮은 층이고, 상기 고온 감열발색층(135)은 발색하기 위해 필요한 최소한의 온도가 높은 층이다. 여기서, 저온과 고온은 절대적인 특정 수치를 의미하는 것이 아니고, 서로에 대해 상대적인 의미이다.
이와 같이, 기재(100) 상에 상기 저온 감열발색층(131)과 상기 고온 감열발 색층(135)이 차례로 적층됨으로써, 고온모드와 저온모드를 구비하는 하나의 열 헤드를 사용하여 상기 감열발색층들(131, 135)을 각각 발색시킬 수 있다. 상기 열 헤드는 기록매체에 화상을 표시함에 있어서, 기록매체에 열을 전달하는 수단으로서 상기 기록매체 상부 즉, 상기 고온 감열발색층(135)의 상부에 위치한다. 나아가서, 상기 열 헤드는 상기 고온모드에서 상기 기록매체와 접촉하는 시간이 짧고, 상기 저온모드에서는 상기 기록매체와 접촉하는 시간이 긴 것이 바람직하다.
이로써, 상기 고온모드에서는 고온으로 인해 상기 열 헤드와 가까운 고온 감열발색층(135)은 발색되는 반면, 짧은 접촉시간으로 인해 상기 열 헤드와 먼 상기 저온 감열발색층(131)으로의 열의 전달은 충분하지 않아 상기 저온 감열발색층(131)은 발색되지 않을 수 있다. 또한, 상기 저온모드에서는 저온으로 인해 상기 고온 감열발색층(135)은 발색되지 않는 반면, 긴 작동시간으로 인해 상기 열 헤드와 먼 상기 저온 감열발색층(131)에 열 전달이 충분하게 되고 이로 인해 상기 저온 감열발색층(131)은 발색될 수 있다.
상기 저온 감열발색층(131)과 상기 고온 감열발색층(135) 사이에 감광소색층(133)이 개재된다. 상기 감광소색층(133)은 이미 소정의 색을 나타내는 층으로 광에 노출될 경우 소색되는 층이다. 상기 감열발색층들(131, 135)과 상기 감광소색층(133)은 그의 순서에 관계없이 옐로우, 마젠타 및 시안 색을 표시할 수 있다. 이로써, 본 실시예에 따른 기록매체는 상기 감열발색층들(131, 135) 및 상기 감광소색층(133)이 나타내는 색의 조합에 의해 풀칼라 화상을 구현할 수 있다. 나아가서, 본 실시예에 따른 기록매체는 고온모드와 저온모드를 함께 구비하는 하나의 열 헤 드와 하나의 광원으로 구성된 비교적 간단한 기록장치에 의해 풀칼라 화상을 구현할 수 있다.
상기 감광소색층(133)은 상기 저온 감열발색층(131)과 상기 고온 감열발색층(135) 사이에 개재됨으로써, 상기 열 헤드가 고온에서 단시간 작동하는 경우 상기 고온 감열발색층(135)과 상기 저온 감열발색층(131) 사이의 열적 분리를 용이하게 하여 상기 저온 감열발색층(131)의 원치 않는 발색을 막을 수 있다. 그러나, 상기 감광소색층(133)의 위치는 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 감광소색층(133)이 다른 위치에 적층되는 경우 상기 고온 감열발색층(135)과 상기 저온 감열발색층(131) 사이에는 상기 감열발색층들 간의 열적 분리를 용이하게 하기 위해 중간층이 개재될 수도 있다.
상기 감열발색층은 열 헤드에서 전달된 열에 의해 직접 또는 간접적으로 발색되는 발색물질을 포함할 수 있다. 상기 열에 의해 직접적으로 발색되는 물질은 특정 온도에서 물질 자체의 구조가 변하는 발색물질, 결정성이 변하는 발색물질 또는 리빙 그룹(leaving group)이 떨어져 나가면서 발색되는 발색물질일 수 있다. 또한, 상기 열에 의해 간접적으로 발색되는 물질은 현색제(developer)와 색소 전구체(color precusor)의 혼합물이거나, 현색제 또는 커플러(coupler)를 갖는 마이크로 캡슐과 색소 전구체의 혼합물 일 수 있다. 상기 현색제는 특정 온도에서 활성화되어 산 등을 발생시키고, 상기 색소 전구체는 상기 발생된 산과 반응하여 발색하는 물질을 말한다. 또한, 상기 마이크로 캡슐은 특정 온도에서 상기 현색제, 상기 커플러 또는 상기 색소 전구체의 투과도가 변화되는 물질로 형성되는 것이 바람직하 다. 상기 색소 전구체는 류코 염료 (leuco dye)일 수 있다. 더 나아가서, 상기 류코 염료는 락톤, 플루오란, 페노티아진, 트리아릴피리딘 류코 염료일 수 있다. 또한, 상기 현색제는 유기 산성 물질일 수 있다.
상기 감광소색층은 광원에서 나온 광에 의해 직접 또는 간접적으로 소색되는 물질를 포함할 수 있다. 상기 광에 의해 직접적으로 소색되는 물질은 특정 파장에서 물질 자체의 구조가 변하거나, 결정성이 변하거나, 자체 커플링이 발생하거나 또는 리빙 그룹(leaving group)이 떨어져 나감으로써 소색되는 물질일 수 있다. 또한, 상기 광에 의해 간접적으로 소색되는 물질은 소색제(decoloring agent)와 색소의 혼합물, 광-열변환제와 감열소색물질의 혼합물 또는 소색제를 갖는 마이크로 캡슐과 색소의 혼합물 일 수 있다. 상기 소색제는 특정 파장에서 활성화되어 라디칼, 이온 등의 광 유리기를 발생시키고, 상기 색소는 상기 발생된 광 유리기와 반응하여 소색된다.
상기 광에 의해 직접 또는 간접적으로 소색되는 물질은 상기 광에 의해 소색 즉, 실질적으로 가시광선 영역의 빛을 흡수하지 않는 물질로 변환되는 것은 무엇이든 사용 가능하다. 예를 들면, 아조계 색소, 아조메틴계 색소, 폴리메틴계 색소, 퀴논계 색소, 인디고계 색소, 디페닐메탄계 색소, 트리페틸메탄계 색소, 프탈로시아닌계 색소 등이 있다. 이들 중 색조, 감광 소색성, 견고성, 비용 등을 고려할 때, 아조메틴계 색소가 특히 바람직하다. 하기 화학식 1 내지 11은 아조메틴계 색소의 예를 나타내나, 이에 한정되는 것은 아니다.
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상기 소색제는 특정 파장의 광을 흡수하여 활성화되어 상기 색소를 소색시킬 수 있는 것이면 무엇이든 사용 가능하다. 상기 소색제를 활성화시키는 광의 파장은 기록재료로서의 취급성, 사용하고자 하는 광의 입수 용이성, 비용 등을 고려하여 선택할 수 있다. 바람직하게는 자외선 영역 내지 가시광선 영역의 일부에 걸친 영역 또는 적외선 영역의 광을 사용한다. 상기 소색제에는 안트라퀴논 등의 카르보닐계 화합물, 아실 포스핀 옥사이드 등의 인계 화합물, 디아조 화합물 등이 있다. 이러한 물질 중, 분광흡수파장이 250 내지 450㎚ 사이에 있는 물질이 활성화 효율 즉, 광 유리기 발생효율의 관점에서 바람직하다. 이러한 소색제를 하기 화학식들 12 내지 38을 들어 예시하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
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상기 감열발색층 및 상기 감광소색층은 층을 구성하는 수지를 더욱 포함할 수 있다. 상기 수지는 예를 들어, 젤라틴, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트 또는 폴리비닐알코올 일 수 있 다.
상기 저온 감열발색층(131)과 상기 감광소색층(133) 사이에 제 1 중간층(141)이 개재되고, 상기 감광소색층(133)과 상기 고온 감열발색층(135) 사이에 제 2 중간층(143)이 개재될 수 있다. 그러나, 상기 제 1 중간층(141) 또는 상기 제 2 중간층(143) 중 어느 하나는 생략될 수도 있다. 상기 중간층(141, 143)은 그에 인접한 감열발색층에 색이 발현된 후, 발현된 색이 다른 층으로 번지는 것을 막을 수 있고, 또한, 그에 인접한 감광소색층 내에 광의 조사에 의해 생성된 광 유리기 등이 다른 층으로 번져 다른 층을 소색시키는 것을 막을 수 있다. 또한, 상기 중간층(141, 143)은 그에 인접한 감열발색층 또는 감광소색층이 서로 유사한 유기용매를 사용하여 코팅되는 경우, 먼저 형성된 층의 손상을 막는 역할을 하기도 한다.
상기 저온 감열발색층(131)과 상기 기재(100) 사이에 언더코팅층(121)이 개재될 수 있다. 상기 언더코팅층(121)은 상기 저온 감열발색층(131)의 코팅시 상기 기재(100)에 대한 코팅성의 향상 및 상기 기재(100)와 상기 저온 감열발색층(131)의 접착력을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 언더코팅층(121)은 상기 저온 감열발색층(131)에 색이 발현된 경우, 발현된 색이 상기 기재(100)로 번지는 것을 막을 수 있다. 상기 언더코팅층(121)의 두께는 0.5 내지 4㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 고온 감열발색층(135) 상에 보호층(150)이 적층될 수 있다. 상기 보호층(150)은 열 헤드에 직접 접촉하는 층으로서 열에 대한 안정성을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 보호층(150)은 상기 감열발색층들 및 상기 감광소색층을 보호 하며, 기록매체 표면의 광택 등을 조절하는 역할을 하기도 한다. 상기 보호층(150)은 필요에 따라 단층 또는 다층구조로 형성할 수 있다. 예를 들면, 상기 보호층(150)은 기록 매체에 화상을 기록한 후의 보관과정에서 자외선 노출에 의한 색상의 변화 등을 막기 위해 자외선 흡수제 등을 함유하는 단층구조로 형성할 수 있다. 이와는 달리, 상기 보호층(150) 상에 자외선 필터층이 더욱 적층될 수 있다. 상기 자외선 필터층은 코팅법 또는 라미네이팅법을 사용하여 형성될 수 있는데, 상기 자외선 필터층이 라미네이팅법을 사용하여 형성되는 경우, 상기 보호층과 상기 자외선 필터층 사이에 접착층이 첨가될 수도 있다.
상기 기재(100)의 하부면 상에 후면 코팅층(170)이 적층될 수 있다. 상기 후면 코팅층(170)은 기록매체의 컬링방지나 기록장치에 적용될 경우 급지성을 향상시키기 위한 층이다. 그러나, 상기 기재(100)가 인화지와 같은 종류일 때는 상기 기재(100)에 이미 포함되어 있을 수 있다.
상기 언더코팅층(121), 상기 감열발색층들 및 상기 감광소색층(131, 133, 135), 상기 중간층들(141, 143), 상기 보호층(150) 및 상기 후면코팅층(170)을 형성하는 것은 기록매체의 층을 형성하는 경우 일반적으로 사용되는 방법을 사용하여 수행할 수 있다. 예를 들면, 에어 나이프 코팅, 발리바 블레이드(vari-bar blade) 코팅, 퓨어 블레이드 코팅, 로드 블레이드 코팅, 쇼트 드웰(short dwell) 코팅, 커튼 코팅, 슬롯 다이 코팅, 그라비아 코팅 및 콤마 코팅으로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 방법을 사용하여 도포 및 건조함으로써 각각의 층을 형성할 수 있다. 이와는 달리, 다이 코팅 등을 사용하여 여러 층을 도포하고, 건조하는 방법을 사용 할 수 있다. 상기 보호층(150) 및/또는 상기 후면 코팅층(170)의 경우 라미네이팅을 사용한 합지법을 사용하여 형성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다색 기록매체를 나타낸 단면도이다. 본 실시예에 따른 다색 기록매체는 상술한 실시예에 따른 다색 기록매체와는 달리 기재의 하부면 상에 감광소색층이 위치한다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 다색 기록매체는 상부면 및 하부면을 갖는 기재(200)를 포함한다. 상기 기재(200)는 투명한 재질로서, 필름류인 것이 바람직하다. 이러한 필름류에는 폴리에스테르계, 폴리카보네이트계, 셀룰로오즈-아세테이트계, 폴리에틸렌계 필름이 있다. 상기 기재(200)의 두께는 취급이 용이하고 그 상부에 코팅층을 형성하는 경우 휘어짐을 방지할 수 있도록 15 내지 350㎛인 것이 바람직하다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 기재(200)의 상부면 상에 저온 감열발색층(231)이 위치하고, 상기 저온 감열발색층(231) 상에 고온 감열발색층(235)이 위치한다. 이로써, 고온모드와 저온모드를 구비하는 하나의 열 헤드를 사용하여 상기 감열발색층들(231, 235)을 각각 발색시킬 수 있다. 한편, 상기 기재(200)의 하부면 상에는 감광소색층(233)이 위치한다. 상기 감열발색층들(231, 235)과 상기 감광소색층(233)은 그의 순서에 관계없이 옐로우, 마젠타 및 시안 색을 표시할 수 있다. 이로써, 본 실시예에 따른 기록매체는 상기 감열발색층들(231, 235) 및 상기 감광소색층(233)이 나타내는 색의 조합에 의해 풀칼라 화상을 구현할 수 있다. 나아가서, 본 실시예에 따른 기록매체는 고온모드와 저온모드를 함께 구비하는 하나의 열 헤드와 하나의 광원으로 구성된 비교적 간단한 기록장치에 의해 풀칼라 화상을 구현할 수 있다.
상기 감광소색층(233)은 상기 기재(200)의 하부면 상에 위치함으로써, 상기 감광소색층(233)이 내열성 등 내구성면에서 다소 불량하거나, 외부 공기에 있는 물질 등에 의한 산화가 용이한 경우 즉, 내가스성(또는 내약품성)이 약한 경우에는 상기 기재(200)로 인해 보호받을 수 있다.
상기 감열발색층들(231, 235)과 상기 감광소색층(233)에 관한 자세한 설명은 전술한 실시예의 해당 부분을 참조하기로 한다.
상기 감열발색층들(231, 235) 사이에는 중간층(240)이 개재되는 것이 바람직하다. 상기 중간층(240)은 상기 감열발색층들(231, 235) 사이의 열적 분리를 용이하게 하여 원하지 않는 발색을 막을 수 있다. 이를 위해 상기 중간층(240)의 두께는 0.5 내지 50 ㎛인 것이 바람직하다. 또한, 상기 중간층(240)은 그에 인접한 감열발색층에 색이 발현된 후, 발현된 색이 다른 층으로 번지는 것을 막을 수 있으며, 그에 인접한 감열발색층들이 서로 유사한 유기용매를 사용하여 코팅되는 경우, 먼저 형성된 층의 손상을 막을 수 있다.
상기 저온 감열발색층(231)과 상기 기재(200) 사이에 제 1 언더코팅층(221)이 개재될 수 있다. 또한, 상기 감광소색층(233)과 상기 기재(200) 사이에 제 2 언더코팅층(223)이 개재될 수 있다. 상기 언더코팅층(221, 223)은 상기 발색층 또는 상기 소색층의 코팅시 상기 기재(200)에 대한 코팅성의 향상 및 상기 기재(200)와 상기 발색층 또는 상기 소색층 간의 접착력을 향상시키는 역할을 한다. 또한, 상기 언더코팅층(221, 223)은 상기 발색층에 색이 발현된 경우, 발현된 색이 상기 기재 (200)로 번지는 것을 막을 수 있다. 이를 위해 상기 언더코팅층(221, 223)의 두께는 0.5 내지 4㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 감광소색층(233) 상에 불투명 반사층(260)이 적층되는 것이 바람직하다. 상기 불투명 반사층(260)은 상기 투명한 기재(200)를 투과한 빛을 반사시킴으로써, 기록매체에 기록된 화상을 상기 기재(200)의 상부면에서만 볼 수 있도록 한다. 상기 불투명 반사층(260)은 산화 티탄을 포함할 수 있다.
상기 고온 감열발색층(235) 상에 보호층(250)이 적층될 수 있다. 또한, 상기 불투명 반사층(260) 상에 후면코팅층(270)이 적층될 수 있다. 상기 보호층(250) 및 후면 코팅층(270)에 대한 자세한 설명은 전술한 실시예를 참조하기로 한다.
상기 기재(200) 상하부면 상에 각 층들을 형성하는 자세한 방법은 전술한 실시예를 참고하기로 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기록 장치를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 3을 참조하면, 지지대(300) 상에 하나의 열 헤드(320) 및 하나의 광원(330)이 위치한다. 상기 열 헤드(320)는 고온모드와 저온모드의 두 가지 모드에서 작동한다. 바람직하게는 상기 열 헤드(320)는 상기 고온모드에서 단시간 작동하고, 저온모드에서 장시간 작동한다. 또한, 상기 광원(330)은 적절한 파장대의 레이저 빔을 방출하는 광원일 수 있다.
상기 지지대(300) 상으로 본 발명의 실시예에 따른 다색 기록매체(310)가 공급된다. 상기 다색 기록매체(310)는 도 1 또는 도 2를 참조하여 설명한 기록매체일 수 있다. 더욱 자세하게는 상기 다색 기록매체(310)는 기재(도 1의 100, 도 2의 200), 상기 기재의 상부면 상에 차례로 위치하는 저온 감열발색층(도 1의 131, 도 2의 231)과 고온 감열발색층(도 1의 135, 도 2의 235); 및 감광소색층(도 1의 133, 도 2의 233)을 포함한다.
이어서, 상기 지지대(300) 상으로 공급된 기록매체(310)의 제 1 영역 상에 상기 광원(330)으로부터 광이 조사된다. 이 때, 상기 기록매체(310)의 감광소색층(도 1의 133, 도 2의 233)에 구비된 소색 물질은 상기 광에 의해 직접적 또는 간접적으로 반응하여 소색할 수 있다. 결과적으로 상기 제 1 영역의 감광소색층은 소색된다.
이어서, 상기 기록매체(310)의 상기 제 1 영역 및/또는 제 2 영역 상에 상기 열헤드(320)가 접촉하고, 상기 열 헤드(320)는 고온에서 단시간 작동한다. 이 때, 상기 고온 감열발색층(도 1의 135, 도 2의 235) 내의 발색물질은 상기 열 헤드(320)로부터 전달된 고온의 열에 반응하여 상기 열 헤드(320)에 접촉한 부분이 발색된다. 그러나, 상기 저온 감열발색층(도 1의 131, 도 2의 231)은 상기 열 헤드(320)로부터의 열전달이 충분하지 못하므로 발색이 억제된다. 결과적으로 상기 제 1 영역 및/또는 제 2 영역의 고온 감열발색층은 발색된다.
이어서, 상기 기록매체(310)의 상기 제 1, 제 2 및 제 3 영역들 중 적어도 한 영역 상에 상기 열 헤드(320)가 접촉하고, 상기 열 헤드(320)는 저온에서 장시간 작동한다. 이 때, 상기 고온 감열발색층(도 1의 135, 도 2의 235)은 발색을 위한 고온의 열을 공급받지 못하므로 발색이 억제되는 반면, 상기 저온 감열발색층( 도 1의 131, 도 2의 231)은 상기 열 헤드(320)로부터 장시간동안 열을 전달받음으로써 열의 전달이 충분하게 되고 따라서 상기 열 헤드(320)에 접촉한 부분이 발색할 수 있다. 결과적으로 상기 제 1, 제 2 및 제 3 영역들 중 적어도 한 영역의 저온 감열발색층은 발색된다. 이로써, 상기 감열발색층들 및 상기 감광소색층이 나타내는 색의 조합에 의해 풀칼라 화상을 구현할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 광원(330)으로부터의 광의 조사는 상기 열 헤드(320)로부터의 열전달에 선행하는 것이 바람직하다. 이로써, 상기 감광소색층(도 1의 133, 도 2의 233)에 이르는 광의 효율을 향상시킬 수 있다. 자세하게는 광의 조사 전에 감열발색층에 발색되고, 이어서 광을 조사하는 경우 조사된 광이 상기 감열발색층을 통과하여야 하므로 감광소색층에 이르는 광의 효율이 감소될 수 있기 때문이다. 그러나, 상기 고온 열전달 과정과 상기 저온 열전달 과정은 상술한 순서에 제한되지않고 역순으로 진행될 수 있다.
이하, 본 발명을 하기 실험예들 즉, 기록매체의 제조예들을 들어 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실험예로만 한정되는 것은 아니다.
<제조예 1; fabrication example 1>
(1) 저온 감열발색층용 조성액(조성액 A)의 조제
색소 전구체인 3,6-디에톡시 플루오란 40중량부를 3.5중량% 폴리비닐 알코올 수용액 160중량부에 첨가하면서 볼밀(ball mill)로 분쇄하여 체적 평균 입경이 1미크론인 색소 전구체 분산액을 얻었다. 이어서, 현색제인 1,1-bis(4-히드록시페닐)시클로헥산 40중량부를 3.5중량% 폴리비닐 알코올 수용액 160중량부에 첨가하면서 볼밀로 분쇄하여 체적 평균 입경이 1미크론인 현색제 분산액을 얻었다. 상기 2종의 분산액을 혼합하고, 또한 증감제로서 고형분 농도 43중량%의 스틸렌 부타디엔 라텍스(LX415, 일본 스미토모 화학 공업제) 750중량부를 추가하였다. 이로써, 낮은 온도에서 장시간 감열에 의해 옐로우색을 발색할 수 있는 저온 감열발색층용 조성액을 조제하였다.
(2) 고온 감열발색층용 조성액(조성액 B)의 조제
색소 전구체인 3,6-비스(디페닐아미노)플루오란 40중량부를 3.5중량% 폴리비닐 알코올 수용액 160중량부에 첨가하면서 볼밀로 분쇄하여 체적 평균 입경이 1미크론인 색소 전구체 분산액을 얻었다. 이어서, 현색제인 bis(4-히드록시페닐)술폰 100중량부를 3.5중량% 폴리비닐 알코올 수용액 400중량부에 첨가하면서 볼밀로 분쇄하여 체적 평균 입경이 1미크론인 현색제 분산액을 얻었다. 상기 2종의 분산액을 혼합하여 높은 온도에서 단시간 감열에 의해 시안색을 발색할 수 있는 고온 감열발색층용 조성액을 조제하였다.
(3) 감광소색층용 조성액(조성액 C)의 조제
상기 화학식 4로 표시되는 마젠타 색소 10중량부와 상기 화학식 24로 표시되는 소색제 20중량부를 3.5중량% 폴리비닐 알코올 수용액 500중량부에 첨가하면서 볼밀로 분쇄하여 체적 평균 입경이 1미크론인 색소 및 소색제 분산액을 얻었다. 이로써, 마젠타 색소를 구비하되, 상기 마젠타 색소는 특정 파장영역의 광의 조사에 의해 소색될 수 있는 감광소색층용 조성액을 조제하였다.
(4) 기록매체의 제조
코로나 처리되고, 100미크론의 두께를 갖는 백색 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET; Polyethylene terephthalate) 기재 상에 상기 조성액들 A, C 및 B를 고형분 도포량이 각각 4g/㎡, 2g/㎡ 및 4g/㎡가 되도록 차례로 도포하고, 60℃에서 열풍 건조하여 상기 기재 상에 저온 감열발색층, 감광소색층 및 고온 감열발색층이 차례로 적층된 기록매체를 제조하였다.
<제조예 2>
(1) 저온 감열발색층용 조성액(조성액 D)의 조제
색소 전구체 캡슐액의 조제 : 에틸 아세테이트 20중량부와 알킬 나프탈렌 20중량부를 갖는 혼합용매에 색소 전구체인 3,6-디에톡시 플루오란 3중량부를 용해하여 색소 전구체 용액을 얻었다. 마이크로 캡슐벽 재료인 크실렌 디이소시아네이트-트리메틸올프로판 3:1 부가물(adduct) 15중량부, 헥사메틸렌 디이소시아네이트-트리메틸올프로판 3:1 부가물 6중량부 및 파라-톨루엔 설폰아미드 1중량부를 상기 색소 전구체 용액에 첨가하여 균일하게 교반하였다. 여기에 8중량% 젤라틴 수용액 54중량부를 첨가하고 호모지나이저(homogenizer)로 유화 분산하였다. 얻어진 유화액에 물 68중량부를 더하고 균일화한 뒤, 교반하면서 50℃에서 3시간 캡슐화 반응을 진행하여 체적 평균 입경 1.5 미크론의 캡슐액을 조제하였다. 이 때, 캡슐벽의 유리전이온도(Tg)는 약 80℃ 이다.
현색제 분산액의 조제 : 현색제인 비스페놀 A 30중량부를 8중량%의 젤라틴 수용액 150중량부에 첨가하고 볼밀로 분쇄하여 체적 평균 입경이 1.2 미크론인 현 색제 분산액을 조제하였다.
저온 감열발색층용 조성액의 조제 : 상기 캡슐액, 상기 현색제 분산액을 상기 색소 전구체와 상기 현색제의 비율이 1:5가 되도록 혼합하였다. 이로써, 낮은 온도에서 장시간 감열에 의해 옐로우색을 발색할 수 있는 저온 감열발색층용 조성액을 조제하였다.
(2) 고온 감열발색층용 조성액(조성액 E)의 조제
색소 전구체 캡슐액의 조제 : 에틸 아세테이트 20중량부와 알킬 나프탈렌 20중량부를 갖는 혼합용매에 색소 전구체인 3-디에틸아미노-7-클로로 플루오란 3중량부를 용해하여 색소 전구체 용액을 얻었다. 마이크로 캡슐 벽재료인 크실렌 디이소시아네이트-트리메틸올프로판 3:1 부가물 20중량부를 상기 색소 전구체 용액에 첨가하여 균일하게 교반하였다. 여기에 8중량% 젤라틴 수용액 54중량부를 첨가하고 호모지나이저로 유화 분산하였다. 얻어진 유화액에 물 68중량부를 첨가하고 균일화한 뒤, 교반하면서 50℃에서 3시간 캡슐화 반응을 진행하여 체적 평균 입경 1.7미크론의 캡슐액을 조제하였다. 이 때, 캡슐벽의 유리전이온도(Tg)는 약 150℃ 이다.
현색제 분산액의 조제 : 현색제로서 비스페놀 A 30중량부를 8중량% 젤라틴 수용액 150중량부에 첨가하고 볼밀로 분쇄하여 체적 평균 입경이 1.2미크론의 현색제 분산액을 조제하였다.
고온 감열발색층용 조성액의 조제 : 상기 캡슐액, 상기 현색제 분산액을 색소 전구체와 현색제의 비율이 1:5가 되도록 혼합하였다. 이로써, 높은 온도에서 단시간 감열에 의해 마젠타색을 발현할 수 있는 고온 감열발색층용 조성액을 조제하 였다.
(3) 감광소색층용 조성액(조성액 F)의 조제
상기 화학식 9로 표시되는 시안 색소 10중량부와 상기 화학식 25로 표시되는 소색제 20중량부를 3.5중량% 폴리비닐 알코올 수용액 500중량부에 첨가하면서 볼밀로 분쇄하여 체적 평균 입경이 1미크론인 색소 및 소색제 분산액을 얻었다. 이로써, 시안 색소를 구비하되, 상기 시안 색소는 특정 파장영역의 광의 조사에 의해 소색될 수 있는 감광소색층용 조성액을 조제하였다.
(4) 기록매체의 제조
코로나 처리되고, 100미크론의 두께를 갖는 백색 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재 상에 상기 조성액들 D, F 및 E를 고형분 도포량이 각각 5g/㎡, 2g/㎡ 및 5g/㎡가 되도록 차례로 도포하고, 60℃에서 열풍 건조하여 상기 기재 상에 저온 감열발색층, 감광소색층 및 고온 감열발색층이 차례로 적층된 기록매체를 제조하였다.
<비교예 1>
제조예 1의 조성액들 A, B 및 C를 코로나 처리된 100미크론 백색 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재 상에 조성액 C, 조성액 B 및 조성액 A의 순서대로 도포하는 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 기록매체를 제조하였다. 따라서, 감광소색층, 고온 감열발색층 및 저온 감열발색층이 차례로 적층된 기록매체가 제조되었다.
<비교예 2>
제조예 1의 조성액들 A, B 및 C를 코로나 처리된 100미크론 백색 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재 상에 조성액 B, 조성액 C 및 조성액 A의 순서대로 도포하는 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 기록매체를 제조하였다. 따라서, 고온 감열발색층, 감광소색층 및 저온 감열발색층이 차례로 적층된 기록매체가 제조되었다.
<비교예 3>
(1) 중온 감열발색층용 조성액(조성액 G)의 조제
색소 전구체 캡슐액의 조제 : 에틸 아세테이트 20중량부와 알킬 나프탈렌 20중량부를 갖는 혼합용매에 색소 전구체인 3,6-비스(디페닐아미노) 플루오란 3중량부를 용해하여 색소 전구체 용액을 얻었다. 마이크로 캡슐벽 재료인 크실렌 디이소시아네이트-트리메틸올프로판 3:1 부가물 15중량부, 헥사메틸렌 디이소시아네이트-트리메틸올프로판 3:1 부가물 6중량부를 상기 색소 전구체 용액에 첨가하여 균일하게 교반하였다. 여기에 8중량% 젤라틴 수용액 54중량부를 첨가하고 호모지나이저로 유화 분산하였다. 얻어진 유화액에 물 68중량부를 더하고 균일화한 뒤, 교반하면서 50℃에서 3시간 캡슐화 반응을 진행하여 체적 평균 입경 1.6 미크론의 캡슐액을 조제하였다. 이 때, 캡슐벽의 유리전이온도(Tg)는 약 120℃ 이다.
현색제 분산액의 조제 : 현색제인 비스페놀 A 30중량부를 8중량%의 젤라틴 수용액 150중량부에 첨가하고 볼밀로 분쇄하여 체적 평균 입경이 1.2 미크론인 현 색제 분산액을 조제하였다.
중온 감열발색층용 조성액의 조제 : 상기 캡슐액, 상기 현색제 분산액을 상기 색소 전구체와 상기 현색제의 비율이 1:5가 되도록 혼합하였다. 이로써, 중간정도의 온도에서 중간정도 시간동안의 감열에 의해 시안색을 발색할 수 있는 중온 감열발색층용 조성액을 조제하였다.
(2) 기록매체의 제조
제조예 2의 조성액들 D, E 및 상기 조성액 G를 코로나 처리된 100미크론 백색 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재 상에 조성액 D, 조성액 G 및 조성액 E의 순서대로 도포하되, 고형분 도포량이 각각 5g/㎡, 5g/㎡ 및 5g/㎡가 되도록 차례로 도포하고, 60℃에서 열풍 건조하여 상기 기재 상에 저온 감열발색층, 중온 감열발색층 및 고온 감열발색층이 차례로 적층된 기록매체를 제조하였다.
상기 제조예들 1, 2 및 상기 비교예들 1 내지 3에 따라 제조된 기록매체들에 자외선 조사, 하기 T1 모드에서의 열 전달, 하기 T2 모드에서의 열전달 및 하기 T3 모드에서의 열전달 중 선택된 방법으로 색을 발현시키고, 발현된 색을 관찰하여 하기 표 1에 나타내었다. 상기 자외선은 기록매체로부터 15㎝의 거리에서 120W의 고압 수은 램프를 사용하여 5분간 조사하였으며, 상기 열의 전달은 감열 팩시밀리 인자 시험기(TH-PMD, 일본 오쿠라전기사)를 사용하여 수행하였다. 상기 T1모드는 약 95℃의 온도로 약 230㎳의 시간동안 열을 전달하는 모드이고, 상기 T2모드는 약 135℃의 온도로 약 130㎳의 시간동안 열을 전달하는 모드이고, 상기 T3모드는 약 165℃의 온도로 약 30㎳의 시간동안 열을 전달하는 모드이다.
Figure 112004035319649-pat00039
상기 표 1에서, C는 시안, M은 마젠타, Y는 옐로우, R은 레드, G는 그린, B는 블루 및 BK는 블랙을 나타낸다.
상기 표 1을 참조하면, 기재 상에 저온 감열발색층, 감광소색층 및 고온 감열발색층이 차례로 적층된 제조예들 1 및 2는 C, M, Y, R, G, B 및 BK의 모든 색상이 선명하게 발현됨을 알 수 있다.
그러나, 기재 상에 고온 감열발색층이 위치하고, 상기 고온 감열발색층 상에 저온 감열발색층이 위치하는 비교예들 1 및 2는 상기 고온 감열발색층을 발색시키기 위한 고온의 열 전달과정에서 발현 색상이 선명하지 않고 혼색됨을 알 수 있다. 이러한 혼색은 상기 저온 감열발색층이 상기 고온의 열에 의해 영향을 받아 원치 않은 발색을 일으킨 결과이다. 이는 감열발색층들이 연이어 적층된 경우(비교예 1)와 감열발색층들 사이에 감광소색층이 개재된 경우(비교예 2)에 있어 유의차가 크지 않았다.
또한, 기재 상에 저온 감열발색층, 중온 감열발색층 및 고온 감열발색층이 차례로 적층된 비교예 3은 상기 발색층들 간의 열적분리가 어려워 상부층이 발색할 때 하부층이 영향을 받아 원치 않는 약간의 발색을 일으켜 발현 색상이 선명하지 않고 혼색됨을 알 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 저온모드와 고온모드를 함께 구비하는 하나의 열헤드와 하나의 광원을 구비하는 비교적 간단한 기록장치를 사용하여 풀칼라 화상을 구현할 수 있는 기록매체를 얻을 수 있다.

Claims (22)

  1. 상부면과 하부면을 갖는 기재;
    상기 기재의 상부면 상에 위치하는 저온 감열발색층;
    상기 저온 감열발색층 상에 위치하는 고온 감열발색층; 및
    감광소색층을 포함하며,
    상기 감광소색층은 아조계 색소, 아조메틴계 색소, 폴리메틴계 색소, 퀴논계 색소, 인디고계 색소, 디페닐메탄계 색소, 트리페틸메탄계 색소 및 프탈로시아닌계 색소로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 색소를 함유하는 것을 특징으로 하는 다색 기록매체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 감광소색층은 상기 저온 감열발색층과 상기 고온 감열발색층 사이에 개재된 것을 특징으로 하는 다색 기록매체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 저온 감열발색층과 상기 감광소색층 사이 및 상기 감광소색층과 상기 고온 감열발색층 사이 중 적어도 하나의 위치에 개재된 중간층을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 다색 기록매체.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 저온 감열발색층 및 상기 기재 사이에 개재된 언더코팅층을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 다색 기록매체.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 고온 감열발색층 상에 위치하는 보호층을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 다색 기록매체.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 기재의 하부면 상에 위치하는 후면 코팅층을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 다색 기록매체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 감광소색층은 상기 기재의 하부면 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 다색 기록매체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 저온 감열발색층과 상기 고온 감열발색층 사이에 개재된 중간층을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 다색 기록매체.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 기재는 투명한 기재인 것을 특징으로 하는 다색 기록매체.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 감광소색층 상에 위치하는 불투명 반사층을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 다색 기록매체.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 감광소색층은 광에 의해 물질 자체의 구조가 변하는 물질, 결정성이 변하는 물질, 자체 커플링이 발생하는 물질 및 리빙 그룹이 떨어져 나가는 물질로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 소색 물질을 함유하는 것을 특징으로 하는 다색 기록매체.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 감광소색층은 소색제와 상기 색소의 혼합물; 광-열변환제와 감열소색물질의 혼합물; 및 소색제를 갖는 마이크로 캡슐과 색소의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 소색 물질을 함유하는 것을 특징으로 하는 다색 기록매체.
  13. 삭제
  14. 제 1 항의 기록매체에 광을 조사하여 상기 감광소색층을 소색하기 위한 광원; 및
    상기 기록매체에 열을 전달하여 상기 기록매체의 감열발색층들에 색을 발현시키기 위해 고온모드와 저온모드를 구비하는 열 헤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 기록 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 열 헤드는 상기 고온모드에서 단시간 작동하고, 상기 저온모드에서 장시간 작동하는 것을 특징으로 하는 기록장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 감광소색층은 상기 저온 감열발색층과 상기 고온 감열발색층 사이에 개재된 것을 특징으로 하는 기록장치.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 감광소색층은 상기 기재의 하부면 상에 위치하고,
    상기 기록매체는 상기 저온 감열발색층과 상기 고온 감열발색층 사이에 개재된 중간층을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 기록장치.
  18. 제 1 항의 기록매체가 공급되고,
    상기 기록매체에 광을 조사함으로써 상기 감광소색층을 소색시키고,
    상기 소색된 감광소색층을 구비하는 기록매체에 고온 및 저온의 열을 전달함으로써 상기 감열발색층들을 발색시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 기록방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 고온의 열은 단시간 전달하고, 상기 저온의 열은 장시간 전달하는 것을 특징으로 하는 기록방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 감열발색층들을 발색시키는 것은 상기 기록매체에 고온의 열을 전달함으로써 상기 고온 감열발색층에 색을 발현시키고, 상기 기록매체에 저온의 열을 전달함으로써 상기 저온 감열발색층에 색을 발현시키는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 기록방법.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 감광소색층은 상기 저온 감열발색층과 상기 고온 감열발색층 사이에 개재된 것을 특징으로 하는 기록방법.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 감광소색층은 상기 기재의 하부면 상에 위치하고,
    상기 기록매체는 상기 저온 감열발색층과 상기 고온 감열발색층 사이에 개재된 중간층을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 기록방법.
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