• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제20권1호
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• pp.70-76
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• 2021

A cylindrical microlens (CML) has been widely used as an optical element for organic light-emitting diodes (OLEDs), light diffusers, image sensors, 3D imaging, etc. To fabricate high-performance optoelectronic devices, the CML with high aspect ratio is demanded. In this work, we report on facile solution-based processes (i.e., slot-die and needle coatings) to fabricate the CML using poly(methyl methacrylate) (PMMA). It is found that compared with needle coating, slot-die coating provides the CML with lower aspect ratio due to the wide spread of solution along the hydrophilic head lip. Although needle coating provides the CML with high aspect ratio, it requires a high precision needle array module. To demonstrate that the aspect ratio of CML can be enhanced using slot-die coating, we have varied the molecular weight of PMMA. We can achieve the CML with higher aspect ratio using PMMA with lower molecular weight at a fixed viscosity because of the higher concentration of PMMA solute in the solution. We have also shown that the aspect ratio of CML can be further boosted by coating it repeatedly. With this scheme, we have fabricated the CML with the width of 252 ㎛ and the thickness of 5.95 ㎛ (aspect ratio=0.024). To visualize its light diffusion property, we have irradiated a laser beam to the CML and observed that the laser beam spreads widely in the vertical direction of the CML.

• 한국산업보건학회지
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• 제32권2호
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• pp.153-162
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• 2022

Objectives: Fused deposition modeling (FDM) 3D printer which is one of the material extrusion (MEX) technologies is an additive manufacturing (AM) process. 3D printers have been distributed widely in Korea, particularly in school and office, even at home. Several studies have shown that nanoparticles and volatile organic compounds (VOCs) were emitted from an FDM 3D printing process. The objective of this study was to identify types of chemicals possibly emitted from FDM 3D printing materials such as PLA (polylactic acid), ABS (acrylonitrile butadiene styrene), nylon, PETG (polyethylene terephthalate glycol), PVA (polyvinyl alcohol), PC (polycarbonate) filaments. Methods: 19 FDM 3D printing filaments which have been distributed in Korea were selected and analyzed VOCs emitted of 3D printing materials by headspace gas chromatography mass spectrometry (headspace GC-MS). Subsamples were put into a vial and heated up to 200℃ (500 rpm) during 20 minutes before analyzing FDM 3D printing filaments. Results: In the case of PLA filament, lactide and methyl methacrylate, the monomer components of one, were detected, and the volume ratio ranged 27~93%, 0.5~37% respectively. In the case of ABS filaments, styrene (50.5~59.1%), the monomer components of one, was detected. Several VOCs among acetaldehyde, toluene, ethylbenzene, xylene, etc were detected from each FDM 3D printing filaments. Conclusions: Several VOCs, semi-VOCs were emitted from FDM 3D printing filaments in this study and previous studies. Users were possibly exposed to ones so that we strongly believe that we recommend to install the ventilation system such as a local exhaust ventilation (LEV) when they operate the FDM 3D printers in a workplace.

• 한국재료학회지
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• 제32권12호
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• pp.522-527
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• 2022

Among efforts to improve techniques for the chemical vapor deposition of large-area and high-quality graphene films on transition metal substrates, being able to reliably transfer these atomistic membranes onto the desired substrate is a critical step for various practical uses, such as graphene-based electronic and photonic devices. However, the most used approach, the wet etching transfer process based on the complete etching of metal substrates, remains a great challenge. This is mainly due to the inevitable damage to the graphene, unintentional contamination of the graphene layer, and increased production cost and time. Here, we report the systematic study of an H₂ bubbling-assisted transfer technique for graphene films grown on Cu foils, which is nondestructive not only to the graphene film but also to the Cu substrate. Also, we demonstrate the origin of the graphene film tearing phenomenon induced by this H₂ bubbling-assisted transfer process. This study reveals that inherent features are produced by rolling Cu foil, which cause a saw-like corrugation in the poly(methyl methacrylate) (PMMA)/graphene stack when it is transferred onto the target substrate after the Cu foil is dissolved. During the PMMA removal stage, the graphene tearing mainly appears at the apexes of the corrugated PMMA/graphene stack, due to weak adhesion to the target substrate. To address this, we have developed a modified heat-press-assisted transfer technique that has much better control of both tearing and the formation of residues in the transferred graphene films.

• Current Optics and Photonics
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• 제7권6호
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• pp.721-731
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• 2023

This paper studies various roughness parameters, besides waviness, texture, and nonlinear parameters of Bismarck brown Y (BBY)-doped Poly(methyl methacrylate) (PMMA) films based on the computed values of optical limiting (OL) threshold power and nonlinear refractive index. The films' morphology, grain size, and absorption spectra were investigated using atomic force microscopy in conjunction with ultraviolet-visible (UV-Vis) spectrophotometer. The particle size of the films ranged between 4.11-4.51 mm and polymer films showed good homogeneity and medium roughness, ranging from 1.11-4.58 mm. A polymer film's third-order nonlinear optical features were carried out using the Z-scan methodology. The measurements were obtained by a continuous wave produced from a solid-state laser with a 532 nm wavelength. According to the results, BBY has a nonlinear refractive index of 10^-6 cm²/W that is significantly negative and nonlinear. The optical limiting thresholds are roughly 10.29, 13.52, and 18.71 mW, respectively. The shift of nonlinear optical features with the film's concentration was found throughout the experiment Additionally, we found that the polymer samples have outstanding capabilities for restricting the amount of optical power that may be transmitted through them. We propose that these films have the potential to be used in a wide variety of optoelectronic applications, including optical photodetectors and optical switching.

• 한국진공학회지
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• 제18권2호
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• pp.85-91
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• 2009

현재 플렉시블 폴리머를 이용한 MEMS (Microelectromechanical Systems) 기술이 빠르게 발전하고 있다. 그 중에서 Polycarbonate (PC), Poly Methyl Methacrylate (PMMA)와 같은 플렉시블 폴리머 재료는 광학적 특성이 우수하고 인체 친화적이며 미세 패턴 제조 공정이 용이하다는 등의 많은 장점을 가지고 있다. 본 연구는 반응성 이온 식각 기술을 이용하여 $O_2$, $SF_6$ 그리고 $CH_4$의 삼성분계 가스의 혼합 비율에 따른 PC와 PMMA의 건식 식각 결과 및 특성 평가에 관한 것이다. 준비한 각각의 기판에 포토리소그래피 방법으로 마스크를 형성하여 샘플을 만들었다. RF 척 파워를 100 W, 총 가스 유량을 10 sccm으로 고정시켜 플라즈마 식각 실험을 실시하였다. 그 결과에 의하면 전체적으로 PMMA의 식각율이 PC보다는 약 2배 정도 높았다. 그 결과는 PC는 PMMA 보다 상대적으로 높은 녹는점을 가지고 있다는 사실과 관계가 있다고 생각한다. 또한 $O_2/SF_6/CH_4$의 삼성분계 가스와 $SF_6/CH_4$, $O_2/SF_6$, $O_3/CH_4$로 나누었을 때 $O_2/SF_6$의 혼합 가스에서 PMMA와 PC의 식각 속도가 가장 높았다 (PC: 5 sccm $O_2$/5 sccm $SF_6$에서 약 350 nm/min, PMMA: 2.5 sccm $O_2$/7.5 sccm $SF_6$에서 약 570 nm/min). SEM을 활용하여 식각된 표면을 분석한 결과 PC는 PMMA보다 상대적으로 식각 표면이 더 매끈하였다. 또한 표면 거칠기 분석결과 PC의 표면 거칠기는 1.9$\sim$3.88 nm이었지만 PMMA의 표면 거칠기는 17.3$\sim$26.1 nm로 현저하게 높았음을 확인할 수 있었다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제30권1호
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• pp.81-86
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• 2015

국내 유통 중인 총 321건의 폴리아미드, 폴리우레탄, ABS, 아크릴 수지 재질 식품용 기구 중 이행우려가 있는 모노머인 4,4'-메틸렌디아닐린, 2,4-톨루엔디아민, 아닐린, 아크릴로니트릴 및 메틸메타크릴레이트에 대하여 이행량을 조사하고 안전성 평가를 실시하였다. 83건의 폴리아미드, ABS 및 아크릴 수지 재질 식품용 기구 검체에서 현행 식품용 기구 및 용기 포장 공전상의 용출규격 이하인 4,4'-메틸렌디아닐린, 2,4-톨루엔디아민, 아크릴로니트릴 및 메틸메타크릴레이트가 이행되었다. 이행량 결과를 토대로 안전성 평가 시나리오에 적용하여 4,4'-메틸렌디아닐린, 2,4-톨루엔디아민, 아크릴로니트릴 및 메틸메타크릴레이트의 EDI를 산출한 후 TDI와 비교하여 위해도를 평가하였다. EDI는 폴리아미드 재질 기구의 4,4'-메틸렌디아닐린과 2,4-톨루엔디아민의 경우 각각 $2.39{\times}10^{-9}$, 및 $1.20{\times}10^{-9}mg/kg\;bw/day$, ABS 재질 기구의 아크릴로니트릴의 경우 $4.32{\times}10^{-9}mg/kg\;bw/day$, 아크릴 수지 재질 기구 메틸메타크릴레이트의 경우 $2.27{\times}10^{-7}mg/kg\;bw/day$이었다. ABS 재질 기구 이행 아크릴로니트릴의 위해도는 RfD 대비 $4.32{\times}10^{-4}%$ 수준이었고, 아크릴 수지 재질 기구 이행 메틸메타크릴레이트의 위해도는 TDI 대비 $1.89{\times}10^{-5}%$ 수준이었다. 결론적으로 검토된 평가 항목들의 위해도는 TDI 대비 $4.32{\times}10^{-4}%$와 $1.89{\times}10^{-5}%$에 불과한 것으로 조사되어 안전한 수준인 것으로 사료되었다. 이러한 결과들은 앞으로 기구 및 용기 포장의 안전관리를 위한 과학적인 근거자료로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Composites Research
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• 제30권5호
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• pp.288-296
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• 2017

본 연구에서는 전자기기 사용에 이슈가 되고 있는 발열 문제를 해결하고자 상변화물질(PCM)의 잠열 특성을 이용하여 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 복합필름을 제조하고 방열 성능을 평가하였다. 이를 위해 용융온도가 서로 다른 두 가지의 상변화물질을 사용하여 제작한 PCM/PMMA 복합필름의 열적 특성을 비교 분석하여 다양한 사용조건에 따른 유효성을 검증하였고, Compression Molding 방법과 PCM Paste Sealing 방법에 따른 PCM/PMMA 복합필름의 방열 특성을 비교 분석하여 최대의 방열 효과를 달성할 수 있는 최적의 방법을 도출하였다. 또한 PCM/PMMA 복합필름의 방열 성능을 최대화하기 위해 열전도율이 높은 흑연과 그래핀을 추가로 적층하여 제조한 Hybrid 복합필름의 열적 특성을 분석하였고, 이들을 통해 향상된 방열 성능을 실험적으로 검증하였다. 본 연구를 통해 개발된 방열 성능이 우수한 복합필름은 다양한 전자기기에 활용되어 발열 문제를 효과적으로 해결할 수 있을 것으로 기대된다.

• 공업화학
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• 제4권3호
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• pp.616-626
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• 1993

유연성과 강인성이 우수하여 탄성체로 널리 사용되어지고 있는 폴리우레탄(PU)을 이용하여 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 물성향상을 검토하여 보았다. PU와 PMMA블렌드의 분자량과 폴리올의 종류가 블렌드의 물성과 상용성에 미치는 영향을 관찰하기 위하여, 분자량 또는 폴리올의 종류가 각기 다른 ether type과 ester type의 PU를 합성하여서, 이를 PMMA와 블렌드 하였다. 블렌드의 인장강도는 Instron을 이용하여서 측정하였고, Scanning Electron Microscopy(SEM)와 Differental Scanning Calorimetry(DSC)를 이용하여서 두 고분자의 상용성의 변화에 따른 형태학과 유리전이온도 변화를 측정하였으며, haze meter를 이용하여 투명성을 측정하였다. 그러나, PU와 PMMA 두 고분자의 본질적인 비상용성으로 인하여 블렌드를 통한 PMMA의 물성 개량은 큰 성과를 얻지 못하였다. 따라서 PU와 유사한 화학구조를 가지고 있으면서, 양말단에 비닐기가 도입된 형태인 폴리우레탄 디메타아크릴레이트(PUD)를 합성하여서 메틸메타크릴레이트와 공중합하여 가교 공중합체를 합성하였으며, 이 가교 공중합체의 기계적 물성을 Instron, Izod type(Cantilever Beam)impact tester와 haze meter 등을 이용하여 측정하였다. 그 결과 PMMA 단독수지의 투명성을 유지하면서 내충격성이 상당히 개선된다는 것을 확인할 수 있었다.

• 폴리머
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• 제36권3호
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• pp.251-261
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• 2012

폴리(메틸메타크릴레이트)(PMMA) 매트릭스를 갖는 인조대리석의 기계적 강도를 향상시키기 위해 그래핀 산화물 플레이크(GOF)를 충전제로 사용하여 나노컴포지트를 제조하였다. 충전제로 사용한 GOF는 흑연을 Hummers법으로 산화한 후 열처리에 의해 박리시켜 제조하였다. PMMA 매트릭스와의 계면혼화성을 향상시키기 위하여 다양한 산소:불소 조성의 함산소불소화 처리로 GOF 계면을 개질시켰다. 산소함량 50% 이상에서 함산소불소화 처리한 GOF를 충전제로 사용한 나노컴포지트는 기존 인조대리석에 비해 굴곡강도, 굴곡탄성률, Rockwell경도, Barcol경도, Izod충격강도 모두 현저히 증가하였다. 적절히 함산소불소화 처리된 GOF는 PMMA 매트릭스와의 계면접착력이 우수함을 파단면의 모폴로지로부터 확인하였다. 하지만 GOF 충전제의 함량이 0.07 phr 이상으로 증가하면 충전제의 분산이 균일하지 못하여 인조대리석의 기계적 강도는 오히려 감소하는 경향을 나타내었다.

• 한국건축시공학회지
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• 제12권3호
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• pp.275-283
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• 2012

본 연구는 철근 콘크리트 구조물의 장수명화를 위해 고성능 다기능 폴리머 시멘트 복합체의 개발을 목적으로, 우수한 성능을 갖는 VA/E/MMA (Vinyl Acetate/Ethylene/Methyl Methacrylate) 터폴리머 분말수지와 아질산형 하이드로칼루마이트를 병용한 폴리머 시멘트 모르타르의 염화물이온 침투 저항성, 중성화 저항성, 건조수축 및 철근부식 촉진시험을 통하여 그 내구성과 방청성을 검토하는 것이다. 그 결과, 폴리머 결합재비에 관계없이 칼루마이트의 치환에 의해 폴리머 시멘트 모르타르의 내구성이 일부 저하하는 경향을 보였으나, 이는 폴리머 결합재비의 증가에 따라 크게 개선되었다. 방청성의 경우 VA/E/MMA 분말수지 사용으로 시멘트 매트릭스 내 생성된 폴리머 필름에 의한 이온 및 가스투과 저항성 증대와 칼루마이트의 이온교환반응에 따른 염화물 이온 흡착 및 아질산 이온을 방출하는 자기방청기능에 의하여 우수한 방청효과를 보였다. 따라서, 철근콘크리트 구조물의 장수명화를 위해 VA/E/MMA 터폴리머 분말수지와 아질산형 하이드로칼루마이트의 병용에 의해 우수한 방청성과 내구성을 갖는 폴리머 시멘트 복합체의 개발이 가능할 것으로 판단된다.