• 한국재료학회지
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• 제28권2호
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• pp.95-100
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• 2018

In this study, $ZrO_2$ ceramic ink was formulated for additive manufacturing three dimensional structure using dispenser printing technique. Ceramic ink with various $ZrO_2$ loading (30, 40, 50vol%) was prepared to evaluate their rheological properties and printability. High $ZrO_2$ loading $ZrO_2$ ceramic ink showed higher elastic modulus and improved shape retention, when the ceramic ink was printed and sintered at $1450^{\circ}C$ for 1h. Microstructural analysis of printed $ZrO_2$ objective indicated that high $ZrO_2$ loading objective showed lower porosity and smaller pore size.

• 한국세라믹학회지
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• 제52권6호
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• pp.497-501
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• 2015

Inkjet printing is a widespread technology, offering advantages such as high-quality decoration, a continuous process, and the accurate direct reproduction of patterns or pictures. In inkjet printing technology, the dispersion stability of ceramic ink is one of the most important factors. In this study, the dispersion stability of blue $CoAl_2O_4$ ink for ceramic inkjet printing is systematically investigated. Blue $CoAl_2O_4$ pigment was synthesized by a solid-state reaction and then milled to less than 300nm in size. In order to investigate the influence of the viscosity on the dispersion stability, two types of $CoAl_2O_4$ ceramic inks (termed here Blue L and Blue H) were prepared using different volume ratios of ethylene glycol and ethanol. The Blue L and Blue H ink solutions contained cetyltrimethylammonium bromide(CTAB) as a dispersive agent. The viscosity, surface tension and jetting stability of the $CoAl_2O_4$ ceramic inks were analyzed using a rheometer, a surface tension meter and a dropwatcher. The dispersion stability of the $CoAl_2O_4$ ceramic ink was investigated by a multiple light-scattering method. Blue H, a ceramic ink with higher viscosity, showed much better dispersion stability than the Blue L ceramic ink.

• 한국재료학회지
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• 제27권2호
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• pp.82-88
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• 2017

Ink-jet printing techniques with ceramic ink, which contains ceramic pigments as colorant, are in increasingly use in the ceramic industry. Generally, ceramic pigments that are produced by conventional method show diameters of several micrometers; these micrometer sized particles in the ink-jet printing process can cause undesirable behavior such as print head nozzle clogging. To prevent this problem, a particle size reduction process is required. In this study, CMYK (cyan, magenta, yellow, black) pigments were synthesized via solid state method. Each pigment particle was milled to submicron size by an attrition mill. The effects of micronizing on the morphology, mechanical property, crystal structure and color property of the CMYK ceramic pigments were investigated by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), particle size analysis (PSA), X-ray diffraction (XRD) and CIE $L^{\ast}a^{\ast}b^{\ast}$.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권6호
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• pp.345-351
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• 2019

디지털 잉크젯 프린팅 기술은 고해상도, 빠른 인쇄 속도, 높은 잉크 효율과 같은 장점과 함께 다양한 소재 적용이 용이하여 반도체, 디스플레이, 세라믹 타일 등의 산업 분야에서 주목을 받고 있다. 최근에는 전통적인 잉크 소재에서 벗어나 우수한 내열성, 내광성, 내화학성 등을 보이는 기능성 소재도 잉크젯 프린팅 공정에 적용하려는 시도가 활발히 진행되고 있다. 특히 2차원 인쇄뿐만 아니라 3차원 적층인쇄에 관한 연구도 시작되고 있으며 이를 위해서는 토출되는 잉크의 유변학적 물성과 프린트되는 기판과의 상호작용를 제어하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 나노 실리카 입자가 포함된 광경화성 세라믹 잉크를 합성하고 잉크의 물성과 프린팅 기판의 표면특성을 제어하였다. 나노 실리카 입자가 포함된 광경화성 세라믹 잉크의 퍼짐현상을 억제하고 기판과의 접촉각 특성을 개선함으로써 결과적으로 프린팅 해상도 및 적층성을 향상시켰으며 잉크젯 프린팅을 이용한 광경화 나노 실리카 잉크의 3D 프린팅에 대한 가능성을 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제25권1호
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• pp.20-26
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• 2015

세라믹 잉크젯 기술은 아트타일, 장식용 도자기 등에 이용되고 있으며, 원료의 효율이 높고 낮은 제작비용으로 다양한 이미지를 빠르고 정확하게 인쇄할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 잉크젯 프린팅 타일에 나노세라믹안료를 적용하기 위해서는 안정적인 잉크분산성 확보가 필수적이다. 본 논문에서는 잉크젯 인쇄용 수계 pink-red 세라믹잉크의 특성을 보여주고 있다. $CaCr_{0.1}Sn_{0.8}SiO_5$ 안료는 고상법을 이용하여 합성하였고, 잉크 토출 시 잉크젯 헤드의 노즐 막힘을 방지하기 위해 어트리션밀을 이용하여 분쇄한 안료를 사용 하였다. 수계 세라믹잉크 제조 시 $CaCr_{0.1}Sn_{0.8}SiO_5$ 나노안료의 농도는 10 wt%로 고정하였고, sodium dodecyl sulfate(SDS)를 0.4 wt% 첨가 하였을 때 최적의 분산성을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 또한 수계 세라믹 잉크의 원활한 토출을 위해 polyvinyl alcohol(PVA)을 0.18 wt% 첨가하여 점도 조절을 하였다. 제조된 pinkred 세라믹 잉크는 토출 시 $180{\mu}s$ 이후 구형의 단일액적을 형성 하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.272-272
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• 2010

We have fabricated alumina thick films by inkjet printing technology. Two different types of ink system were formulated in order to understand their evaporation behaviors and their evaporation effects on the powder distribution on, the surface during inkjet-printed alumina thick films. Single solvent system was formulated with N,N-dimethylformamide(DMF), which led to coffee ring effects which non-uniformly distributed alumina particles on the substrate during the ink evaporation. However, Co-solvent system which consists of both Water and DMF produced relatively uniform distribution of the particles on the substrate. We believe that these two different distributions of alumina particles are attributed to the ink fluid flow directions in the ink droplets ejected from the different ceramic ink system. We have modulated inkjet parameters such as dot-to-dot distance, line-to-line distance, jetting velocity and jetting drop size in order to find out the optimum condition for the printing of alumina thick films from two different ink systems. The surface roughness, microstructures and dielectric properties of these inkjet-printed alumina thick films were investigated.

• 한국결정성장학회지
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• 제28권6호
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• pp.243-249
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• 2018

$1000^{\circ}C$ 이상의 고온 열처리를 통하여 제작되는 도자타일은 우수한 내구성과 표면 유약의 심미성 때문에 건축용 내외장재로 많이 사용되고 있다. 최근 건축용 도자타일 공정에 양산형 잉크젯 프린팅이 빠르게 도입되고 있으며, 이와 관련한 소재(세라믹 잉크, 세라믹 안료, 유약)에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 본 연구에서는 도자타일의 표면 유약의 원료인 고령토(kaolin)를 고에너지 밀링을 이용하여 미립화하였고, 이에 따른 표면 유약의 미세구조 변화가 세라믹 잉크의 인쇄적성에 미치는 영향에 대해 확인하였다. 세라믹 잉크는 자체 제작한 검은색 잉크를 사용하여 도자타일의 표면 유약에 잉크젯 프린팅하였다. 프린팅된 세라믹 잉크 망점의 크기, 진원도를 측정하여 표면 유약의 고령토 미립화에 따른 인쇄적성을 평가하였다. 또한 고령토 미립화에 따른 표면 유약의 거칠기와 내부 미세 기공 분포를 측정하여 표면 유약의 미세구조 변화와 세라믹 잉크의 인쇄적성의 관계에 대해서도 고찰하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제30권5호
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• pp.174-182
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• 2020

최근 잉크젯 프린팅 기술을 이용한 인쇄전자 분야가 차세대 기술로서 각광받고 있으며, 복수의 프린트 헤드(head)로부터 다양한 잉크 형태의 소재를 정밀하게 출력하여 적층할 수 있는 3D 프린팅 기술에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 잉크젯 3D 프린팅 기술을 이용하여 광경화성 실리카 잉크와 PVP가 첨가된 나노 구리 잉크로 절연층과 전도층의 복합구조체를 제작하였다. 프린팅 구동 조건과 잉크의 유변학적 거동을 최적화하여 정밀한 광경화 실리카 절연층을 적층 제조하였으며, 절연층의 저항은 2.43 × 10¹³ Ω·cm의 값을 나타내었다. 광경화 실리카 절연층 위에는 액적 간격 제어를 통하여 나노 구리 전도층을 프린팅하였다. PVP 첨가 나노 구리 잉크의 소결은 IPL 광소결 공정을 이용하였으며, 어닐링 온도와 인가 전압 변화에 따른 전기적, 기계적 특성을 확인하였다. 100℃ 어닐링 온도와 700 V IPL 광소결 조건에서 PVP가 첨가된 나노 구리 전도층의 저항은 29 μΩ·cm으로 매우 낮으며, 광경화 실리카 절연층과의 접착력은 매우 우수한 것으로 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.332-332
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• 2010

We have successfully demonstrated the inkjet printing method to create $Al_2O_3$ films withouWe have successfully demonstrated the inkjet printing method to create $Al_2O_3$ films without a high temperature sintering process. In order to remove the coffee ring effect in the ink drop, we have introduced a co-solvent system in order to create Marangoni flow in the ink drop, which leads to the dense packing of ceramic powders on the substrate during inkjet process. The packing density of the Inkjet-printed $Al_2O_3$ films is around 60% (max. 70%) which is very high compared to the value obtained from the same material films by other conventional methods such as film casting, dip coating process, etc. The voids inside the films (which are around 40% of the entire film volume) are filled with the polymer resin (Cyanate ester) by the infiltration process. This resin infiltration is also implemented by the inkjet printing process right after the Ah03 film ink-jetting process. The microstructures of the printed $Al_2O_3$ films are investigated by Scanning Electron Microscope (SEM) to understand the degree of packing density in the printed films. The inkjet-printed $Al_2O_3$ films have been characterized to investigate its thickness and roughness. Quality factor of the printed $Al_2O_3$ film is also measured to be over 300 at 1MHz.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.892-898
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• 2008

3차원 쾌속 조형법은 컴퓨터에 저장되어있는 객체 데이터를 이용하여 시제품을 제작하는 기술로써, 기존의 나무나 클레이, 혹은 주조 제작방식과는 달리 원하는 위치에 요구되는 재료를 직접 적층함으로써 원형제품을 제작함을 특징으로 한다. 스테레오리쏘그래피, 용융 점착법, 선택적 레이저 소결법, 판상 제작법 등의 다양한 3차원 쾌속 조형법이 개발되었으나, 그 중에서 잉크젯을 통한 3차원 쾌속 조형법은 잉크화된 조형재료를 통해 구조적으로 기능이 가능한 원형제품의 제작이 가능하다는 특징이 있다. 그러나, 기능성 원형제품의 제작을 위해서는 잉크의 고농도화가 요구되며, 이로 인해 잉크 점도가 상승되어 젯팅 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다. 본 논문에서는 3차원 쾌속 조형법을 위한 최적 젯팅조건을 도출하기 위해 슬러리 타입 세라믹 상변화 잉크의 음파 전달속도 측정과 음파 전달속도가 젯팅에 미치는 영향을 고찰하도록 한다.