CN104814545A - 一种基于3d打印的玉米手套及其制备方法 - Google Patents

一种基于3d打印的玉米手套及其制备方法 Download PDF

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本发明提供一种基于3D打印的玉米手套及其制备方法，将玉米纤维的制备技术与3D打印技术相结合制备玉米手套，将玉米筛分磨细，经溶胀发酵后得到聚乳酸高聚物，将高聚物转移至3D打印装置中，根据已经扫描的手部数据，打印得到玉米手套。本方法制备的玉米手套能够类似皮肤一样贴合于人体的手部，既可以起到保暖防护的作用，又可以不限制手部的运动，而且手套舒适柔软、透湿透气、强度高，弹性好，尤其适合于高尔夫运动。本方法灵活多变，可以根据客户需求在手套外表面增加特殊的表面，提高手套的握迟力，使之更加符合需要。

Description

一种基于3D打印的玉米手套及其制备方法
技术领域：
本发明属于纺织材料技术领域，具体涉及一种基于3D打印的玉米手套及其制备方法。
背景技术：
随着技术的高速发展，3D打印技术不仅运用于传统制造领域，还被成功运用到医学与生物医学工程中。3D打印，也称三维打印和添加制造，采用分层加工、叠加成形等形式，将模型分割成一层一层几十微米到几百微米的薄片，逐层交替添加液体、粉材、线材或块材等材料，待实体模型成形后经固化、剥离、打磨、钻孔电镀等后整理，最终得到表面光滑的3D打印模型。
目前现有手套采用皮革、橡胶和布块等材料组成，尤其是皮革和布块与手部的贴合度有限，会不同程度限制手部的动作，而且款式较为单调。尤其是对于高尔夫等运动来说，目前市场上的高尔夫手套都太多余宽松，影响佩戴者的握杆方式和力度，进而影响发挥。中国专利CN 102301388A(公开日2011.12.28)公开的图案生产设备和方法、以及用于定制手套的设备和方法，通过2D扫描手部的信息，指定基础图案和选择织物的类型和弹性材料，切割和缝制皮革得到皮革手套，通过尺寸测量和在线订购制备精确的手套，而且与3D身体扫描技术相比，成本降低。
玉米纤维是利用简单的单糖蛋白酶发酵工艺，使玉米蛋白纤维本身产生乳酸，通过发酵工艺形成聚合体形成纤维，虽然玉米纤维本身含有一定的化学成分，但已经摆脱了石油化工的产品，属于聚交酯物质，绿色低碳，环保生态。玉米纤维的弹性好，柔软度和强度高，而且可生物降解，光度高，抗紫外线，使用性强，完全能满足服装对纤维的要求。
常用与3D打印的材料有多种，如金属、陶瓷、细胞组织、高分子聚合物等，其中高分子聚合物有合并树脂、工程塑料ABSI材料、PC材料和ABS Plus材料等。目前，将玉米纤维的制备技术和3D打印技术相结合制备的手套产品还不多。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于3D打印的玉米手套及其制备方法，将玉米纤维的制备技术与3D打印技术相结合制备玉米手套，将玉米筛分磨细，经溶胀发酵后得到纺丝高聚物，将高聚物转移至3D打印装置中，根据已经扫描的手部数据，打印得到玉米手套。本方法制备的玉米手套能够类似皮肤一样贴合于人体的手部，而且手套舒适柔软、透湿透气、强度高，弹性好。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种基于3D打印的玉米手套，其特征在于，所述玉米手套采用聚乳酸共聚物作为原料，采用3D打印技术一体成型。
优选地，所述玉米手套根据采集的手部数据进行织造，并且可以根据需要在玉米手套的表面添加结构。
另外，本发明还一种基于3D打印的玉米手套的制备方法，包括以下步骤：
(1)将玉米杆剪碎、筛分、磨细得到玉米纤维粉末，将玉米纤维粉末加入溶剂，搅拌后静置4-6h，待玉米纤维充分溶胀后，加入发酵剂，混合均匀，高温发酵、水解、提纯和缩聚得到聚乳酸高聚物；
(2)将步骤(1)得到的聚乳酸高聚物转移至3D打印装置中，根据分析和添加的手部数据，调节3D打印的方位，将聚乳酸高聚物从端口挤出在立体接收器上形成一体成型的玉米手套；
(3)将步骤(2)得到的玉米手套进行修剪和固化等后处理，得到基于3D打印的玉米手套。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，玉米纤维粉末的长度为0.1-0.3mm。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，聚乳酸高聚物的粘度为280-460mPas。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，挤出速度为0.6-0.9m/s，挤出的温度为190-220℃。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，立体接收器的表面覆盖一层导电物质。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，固化温度为110℃，固化时间30-60min。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，玉米手套的厚度为3-5mm。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，玉米手套表面含有微纳米级结构。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)玉米纤维的主要成分为聚乳酸，属于天然可再生资源，可以减少对石油及其衍生物的依赖性，而且玉米纤维的可降解生物性和优异的机械性能，如强度好、弹性高、柔软度好和抗紫外线等。
(2)玉米纤维经发酵形成聚乳酸聚合物后，通过调节聚乳酸的粘度使之适合于3D打印的需要，3D打印的速度的温度调节与纺丝的温度和速度类似，使3D打印出来的即为玉米纤维。
(3)本方法根据采集得的手部的数据，控制3D打印的方位得到无缝连接的玉米手套，该玉米手套根据手部数据制备而成，因此如肌肤般与手部完美贴合，既可以起到保暖防护的作用，又可以不限制手部的运动。
(4)本方法制备的玉米手套尤其适合于高尔夫运动，与高档的皮革手套相比，更加与肌肤贴合，几乎无孔隙，而且本方法制备的玉米外套可以根据客户需求在手套外表面增加特殊的表面，提高手套的握迟力，使之更加符合需要。
具体实施方式：
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
(1)将玉米杆剪碎、筛分、磨细得到长度为0.1-0.3mm的玉米纤维粉末，将玉米纤维粉末加入溶剂，搅拌后静置4h，待玉米纤维充分溶胀后，加入发酵剂，混合均匀，高温发酵、水解、提纯和缩聚得到粘度为280mPas的聚乳酸高聚物。
(2)将聚乳酸高聚物转移至3D打印装置中，根据分析和添加的手部数据，调节3D打印的方位，将聚乳酸高聚物以0.6m/s的速度从190℃的端口挤出，在表面覆盖一层导电物质的立体接收器上形成一体成型的玉米手套。
(3)将玉米手套进行修剪、110℃固化30min等后处理，得到厚度为3mm表面含有微纳米级结构的基于3D打印的玉米手套。
实施例2：
(1)将玉米杆剪碎、筛分、磨细得到长度为0.1-0.3mm的玉米纤维粉末，将玉米纤维粉末加入溶剂，搅拌后静置6h，待玉米纤维充分溶胀后，加入发酵剂，混合均匀，高温发酵、水解、提纯和缩聚得到粘度为460mPas的聚乳酸高聚物。
(2)将聚乳酸高聚物转移至3D打印装置中，根据分析和添加的手部数据，调节3D打印的方位，将聚乳酸高聚物以0.9m/s的速度从220℃的端口挤出，在表面覆盖一层导电物质的立体接收器上形成一体成型的玉米手套。
(3)将玉米手套进行修剪、110℃固化60min等后处理，得到厚度为5mm表面含有微纳米级结构的基于3D打印的玉米手套。
实施例3：
(1)将玉米杆剪碎、筛分、磨细得到长度为0.1-0.3mm的玉米纤维粉末，将玉米纤维粉末加入溶剂，搅拌后静置4h，待玉米纤维充分溶胀后，加入发酵剂，混合均匀，高温发酵、水解、提纯和缩聚得到粘度为360mPas的聚乳酸高聚物。
(2)将聚乳酸高聚物转移至3D打印装置中，根据分析和添加的手部数据，调节3D打印的方位，将聚乳酸高聚物以0.75m/s的速度从200℃的端口挤出，在表面覆盖一层导电物质的立体接收器上形成一体成型的玉米手套。
(3)将玉米手套进行修剪、110℃固化50min等后处理，得到厚度为3.6mm表面含有微纳米级结构的基于3D打印的玉米手套。
实施例4：
(1)将玉米杆剪碎、筛分、磨细得到长度为0.1-0.3mm的玉米纤维粉末，将玉米纤维粉末加入溶剂，搅拌后静置4.5h，待玉米纤维充分溶胀后，加入发酵剂，混合均匀，高温发酵、水解、提纯和缩聚得到粘度为320mPas的聚乳酸高聚物。
(2)将聚乳酸高聚物转移至3D打印装置中，根据分析和添加的手部数据，调节3D打印的方位，将聚乳酸高聚物以0.8m/s的速度从220℃的端口挤出，在表面覆盖一层导电物质的立体接收器上形成一体成型的玉米手套。
(3)将玉米手套进行修剪、110℃固化45min等后处理，得到厚度为4.0mm表面含有微纳米级结构的基于3D打印的玉米手套。
实施例5：
(1)将玉米杆剪碎、筛分、磨细得到长度为0.1-0.3mm的玉米纤维粉末，将玉米纤维粉末加入溶剂，搅拌后静置6h，待玉米纤维充分溶胀后，加入发酵剂，混合均匀，高温发酵、水解、提纯和缩聚得到粘度为410mPas的聚乳酸高聚物。
(2)将聚乳酸高聚物转移至3D打印装置中，根据分析和添加的手部数据，调节3D打印的方位，将聚乳酸高聚物以0.8m/s的速度从210℃的端口挤出，在表面覆盖一层导电物质的立体接收器上形成一体成型的玉米手套。
(3)将玉米手套进行修剪、110℃固化30min等后处理，得到厚度为3.7mm表面含有微纳米级结构的基于3D打印的玉米手套。
实施例6：
(1)将玉米杆剪碎、筛分、磨细得到长度为0.1-0.3mm的玉米纤维粉末，将玉米纤维粉末加入溶剂，搅拌后静置4h，待玉米纤维充分溶胀后，加入发酵剂，混合均匀，高温发酵、水解、提纯和缩聚得到粘度为380mPas的聚乳酸高聚物。
(2)将聚乳酸高聚物转移至3D打印装置中，根据分析和添加的手部数据，调节3D打印的方位，将聚乳酸高聚物以0.7m/s的速度从220℃的端口挤出，在表面覆盖一层导电物质的立体接收器上形成一体成型的玉米手套。
(3)将玉米手套进行修剪、110℃固化30min等后处理，得到厚度为3.8mm表面含有微纳米级结构的基于3D打印的玉米手套。
实施例7：
(1)将玉米杆剪碎、筛分、磨细得到长度为0.1-0.3mm的玉米纤维粉末，将玉米纤维粉末加入溶剂，搅拌后静置6h，待玉米纤维充分溶胀后，加入发酵剂，混合均匀，高温发酵、水解、提纯和缩聚得到粘度为440mPas的聚乳酸高聚物。
(2)将聚乳酸高聚物转移至3D打印装置中，根据分析和添加的手部数据，调节3D打印的方位，将聚乳酸高聚物以0.8m/s的速度从215℃的端口挤出，在表面覆盖一层导电物质的立体接收器上形成一体成型的玉米手套。
(3)将玉米手套进行修剪、110℃固化60min等后处理，得到厚度为4.2mm表面含有微纳米级结构的基于3D打印的玉米手套。
实施例8：
(1)将玉米杆剪碎、筛分、磨细得到长度为0.1-0.3mm的玉米纤维粉末，将玉米纤维粉末加入溶剂，搅拌后静置4.5h，待玉米纤维充分溶胀后，加入发酵剂，混合均匀，高温发酵、水解、提纯和缩聚得到粘度为280-460mPas的聚乳酸高聚物。
(2)将聚乳酸高聚物转移至3D打印装置中，根据分析和添加的手部数据，调节3D打印的方位，将聚乳酸高聚物以0.85m/s的速度从220℃的端口挤出，在表面覆盖一层导电物质的立体接收器上形成一体成型的玉米手套。
(3)将玉米手套进行修剪、110℃固化50min等后处理，得到厚度为5mm表面含有微纳米级结构的基于3D打印的玉米手套。
实施例9：
(1)将玉米杆剪碎、筛分、磨细得到长度为0.1-0.3mm的玉米纤维粉末，将玉米纤维粉末加入溶剂，搅拌后静置5.5h，待玉米纤维充分溶胀后，加入发酵剂，混合均匀，高温发酵、水解、提纯和缩聚得到粘度为357mPas的聚乳酸高聚物。
(2)将聚乳酸高聚物转移至3D打印装置中，根据分析和添加的手部数据，调节3D打印的方位，将聚乳酸高聚物以0.85m/s的速度从205℃的端口挤出，在表面覆盖一层导电物质的立体接收器上形成一体成型的玉米手套。
(3)将玉米手套进行修剪、110℃固化60min等后处理，得到厚度为4.3mm表面含有微纳米级结构的基于3D打印的玉米手套。
经检测，实施例1-9制备的基于3D打印的玉米手套以及现有技术的皮革高尔夫手套的舒适性、抓握力、贴合度和弹性的结果如下所示：
由上表可见，本发明制备的基于3D打印的玉米手套与传统的皮革高尔夫手套相比，舒适度一样的优秀，但是手套的抓握力、贴合度和弹性都远优于传统的皮革高尔夫手套，因此本方法制备的基于3D打印的玉米手套更加贴合手部，适合用于保暖、防护和装饰领域，特别适合于高尔夫运动。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种基于3D打印的玉米手套，其特征在于，所述玉米手套采用聚乳酸共聚物作为原料，采用3D打印技术一体成型。
2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的玉米手套，其特征在于，所述玉米手套根据采集的手部数据进行织造，并且可以根据需要在玉米手套的表面添加结构。
3.一种基于3D打印的玉米手套的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将玉米杆剪碎、筛分、磨细得到玉米纤维粉末，将玉米纤维粉末加入溶剂，搅拌后静置4-6h，待玉米纤维充分溶胀后，加入发酵剂，混合均匀，高温发酵、水解、提纯和缩聚得到聚乳酸高聚物；
(2)将步骤(1)得到的聚乳酸高聚物转移至3D打印装置中，根据分析和添加的手部数据，调节3D打印的方位，将聚乳酸高聚物从端口挤出在立体接收器上形成一体成型的玉米手套；
(3)将步骤(2)得到的玉米手套进行修剪和固化等后处理，得到基于3D打印的玉米手套。
4.根据权利要求3所述的一种基于3D打印的玉米手套的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，玉米纤维粉末的长度为0.1-0.3mm。
5.根据权利要求3所述的一种基于3D打印的玉米手套的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，聚乳酸高聚物的粘度为280-460mPas。
6.根据权利要求3所述的一种基于3D打印的玉米手套的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，挤出速度为0.6-0.9m/s，挤出的温度为190-220℃。
7.根据权利要求3所述的一种基于3D打印的玉米手套的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，立体接收器的表面覆盖一层导电物质。
8.根据权利要求3所述的一种基于3D打印的玉米手套的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，固化温度为110℃，固化时间30-60min。
9.根据权利要求3所述的一种基于3D打印的玉米手套的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，玉米手套的厚度为3-5mm。
10.根据权利要求3所述的一种基于3D打印的玉米手套的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，玉米手套表面含有微纳米级结构。
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Address before: On the north side of the eight district 313000 Zhejiang Li Dian Zhen bridge in Wuxing city of Huzhou province (Wushancun)

Applicant before: Huzhou Universal Glove Co., Ltd.

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Granted publication date: 20170111

Termination date: 20170422