CN106280324A - 具天然植物香气的3d打印用环保胶条及其制法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种能在不影响应用的状态下，有效利用废弃物的具天然植物香气的3D打印用环保胶条及其制法。其技术手段：关于成品方面，3D打印用环保胶条包括有一胶条体，其内具有聚乳酸体及均衡分布于胶条体内的香气粉末体；而香气粉末体是由高温干燥后、具天然植物香气的植物回收物所研磨后制成；关于制法方面，双螺杆造粒机的应用，能让香气粉末体能平均分散在高分子母粒中，以避免3D打印用环保胶条在打印过程中发生断裂；通过3D打印高温熔融3D打印用环保胶条的过程，让香气粉末体中的香气被发散出来，满室生香，同时打印完成的3D打印品，更是余韵飘香。

Description

具天然植物香气的3D打印用环保胶条及其制法

技术领域

本发明涉及一种具天然植物香气的3D打印用环保胶条及其制法，尤指一种应用于3D打印上的环保胶条构造及其制造方法。

背景技术

由于社会的进步，造成垃圾的增多，环境的污染也加速了地球村的消失，为节约地球的天然资源，目前世界上先进国家多已建立资源回收制度，资源回收的好处是物尽其用，化腐朽为神奇，减少大自然的破坏。

资源回收能有效利用回收的物，如厨余、宝特瓶、玻璃器皿、塑料、金属制品及纸类等，以将回收的物品，再制成日常用品，例如再生纸、肥料、燃料等。

另一方面，3D打印(英语：3D printing)，又称增材制造(AdditiveManufacturing，AM)，属于快速成形技术的一种，是一种以数字模型档案为基础的直接制造技术，几乎可以制造任意形状三维实体，通过运用粉末状金属或塑料等可黏合材料，以逐层堆栈累积的方式，来构造物体，即“积层制造”。

当前有一些机构以及公司，正在努力开发一般家庭负担得起的家用3D打印机，其中熔融沉积成型(FDM)、熔丝制造法(FFF)及熔融挤压快速成型(MEM)是目前市面上较常见的家用3D打印机的成型方式，所使用的材料普遍为聚乳酸(PLA)胶条、工程塑料(ABS)胶条。

而当前又以聚乳酸胶条为较优的应用选择，因为聚乳酸胶条是一种对环境较为友善的材料，ABS胶条对环境较不友善，聚乳酸是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成；机械性能及物理性能良好；适用于吹塑、热塑等各种加工方法，加工方便，应用十分广泛；兼容性与可降解性良好。

相对于ABS胶条而言，聚乳酸胶条于打印时，不像ABS胶条那样会散发出刺鼻的不良气味，还可以在没有加热床情况下，打印大型零件模型，而且边角不会翘起，聚乳酸胶条的加工温度是200℃，而ABS胶条在220℃以上，并具有较低的收缩率，即使打印较大尺寸的模型时也表现良好，具有较低的熔体强度，打印模型更容易塑形，表面光泽性优异，色彩艳丽。

聚乳酸胶条的优点虽多，但其来源主要为玉米淀粉，在气候变化食物来源短缺的未来，有与人类争食的疑虑。

还有，虽然聚乳酸胶条是一种对环境友善的材料，能生物降解，但资源消耗还是过高，所以还是有一定的改善空间。

因此，如何提供一种不同于传统聚乳酸胶条，能够降低聚乳酸的用量，来减轻与人类争食的疑虑，并还能提供给文创者更多的天然素材选项的具天然植物香气的3D打印用环保胶条及其制法。

发明内容

本发明的目的，即在提供一种能在不影响应用的状态下，有效利用废弃物，并能降低地球资源消耗的具天然植物香气的3D打印用环保胶条及其制法。

为解决上述问题及达到本发明的目的，本发明的技术手段，是这样实现的，关于成品方面，为一种具天然植物香气的3D打印用环保胶条，所述3D打印用环保胶条，其包括有一胶条体，该胶条体内具有占整体重量百分70％至90％的一聚乳酸体、以及总体占整体重量百分比5％至30％且均衡分布于该胶条体内的数个香气粉末体；所述香气粉末体，其是由高温干燥后、具天然植物香气的植物回收物所研磨后而制成。

在本发明的一实施例中，所述胶条体，其还包括有一添加剂体组合，该添加剂体组合占整体重量百分比的上限为10％，且与该聚乳酸体和该香气粉末体的整体重量百分比总合为100％。

关于制法方面，为一种具天然植物香气的3D打印用环保胶条的制法，其包括下列步骤：干燥步骤：根据植物回收物的种类，并同时再以不炭化并保留天然香气作为前提，选择相对应的干燥温度，对该植物回收物施以干燥的动作，制成为主添加料；研磨步骤：针对前述主添加料，施以研磨的动作，成为香气粉末体；制粒步骤：以聚乳酸体、及前述香气粉末体，以双螺杆造粒机施以混炼的动作，制成为高分子母粒；以及挤制步骤：以前述高分子母粒，以单螺杆挤出机施以挤出的动作，制成为能适用于3D打印的胶条体，再卷收成为3D打印用环保胶条。

在本发明的一实施例中，所述干燥温度，其温度范围为摄氏150度至300度。

在本发明的一实施例中，所述制粒步骤中，还能额外增加一添加剂体组合，以配合聚乳酸体及前述香气粉末体，该添加剂体组合占整体重量百分比的上限为10％，且与该聚乳酸体和该香气粉末体的整体重量百分比总合为100％。

关于成品和制法两方面，在本发明的一实施例中，所述植物回收物，其为保有天然香气的植物废弃物，如下列之一或其混合：稻壳、麦壳、咖啡渣、熏衣草屑、檀木木屑、桧木木屑；所述香气粉末体，其粒径尺寸范围为0.5微米到50微米间。

关于成品和制法，在本发明的一实施例中，所述添加剂体组合，其包括有下列之一或其组合：相容剂体、润滑剂体、增韧剂体、抗氧化剂体、及一降水剂体；所述相容剂体，其占整体重量百分比的上限为5％；所述润滑剂体，其占整体重量百分比的上限为10％；所述增韧剂体，其占整体重量百分比的上限为10％；所述抗氧化剂体，其占整体重量百分比的上限为0.5％；所述降水剂体，其占整体重量百分比的上限为5％。

根据上述可知，本发明的有益效果是：

第一点：本发明中，香气粉末体的添加，让3D打印用环保胶条于打印时所散发出的气味，转为各种天然香气，能被众多使用者所接受，而资源回收理念的投入应用，降低了聚乳酸体的含量，减少与人类争食的负担，提供文创者更多的天然素材选项，也让众多用户在打印等待的过程成为一种享受，沐浴在天然的植物香气中。

第二点：本发明中，香气粉末体的添加，除了能通过3D打印高温熔融过程中的热量，让保留在香气粉末体中的天然香气，散发出来，达到满室生香的效果，还能让打印完成的3D打印品，余韵飘香，优于传统3D打印品。

第三点：本发明中，于制造3D打印用环保胶条的过程中，投入应用双螺杆造粒机，配合适量的香气粉末体，让香气粉末体能平均分散在高分子母粒中，有效避免掉3D打印用环保胶条，在打印过程中发生断裂的可能。

附图说明

图1：本发明成品的立体示意图。

图2：本发明成品的应用实施示意图。

图3、图4：本发明制法的流程示意图。

符号说明

1 胶条体 135 降水剂体

11 聚乳酸体 10 植物回收物

12 香气粉末体 A 主添加料

13 添加剂体组合 B 双螺杆造粒机

131 相容剂体 C 高分子母粒；

132 润滑剂体 D 单螺杆挤出机

133 增韧剂体 T 干燥温度

134 抗氧化剂体 100 3D打印用环保胶条

具体实施方式

以下依据附图所示的实施例详细说明如后：

如图1和图2所示，关于成品方面，图中揭示出，为一种具天然植物香气的3D打印用环保胶条，所述3D打印用环保胶条100，其包括有一胶条体1，该胶条体1内具有占整体重量百分70％至90％的一聚乳酸体11、以及总体占整体重量百分比5％至30％且均衡分布于该胶条体1内的数个香气粉末体12；所述香气粉末体12，其是由高温干燥后、具天然植物香气的植物回收物10所研磨后而制成。

其中，将植物回收物10加工出香气粉末体12，应用于3D打印用环保胶条100上，让3D打印用环保胶条100于打印时，通过3D打印高温熔融过程中的热量，让3D打印用环保胶条100所散发的气味，被香气粉末体12所散发出各种天然香气所掩盖，达到让使用者在应用时，满室生香的效果，使众多使用者能接受，让使用者在等待3D打印品的打印过程中，除了等待的喜悦外，更能享受天然的植物香气，沐浴在天然的植物香气中，除此之外，香气粉末体12的添加，更能让打印完成的3D打印品，余韵飘香，优于传统3D打印品。

其次，资源回收理念的投入应用，当3D打印用环保胶条100被应用时，便能达到快速地消费植物回收物10的效果，植物回收物10的再应用，其应用不仅可发展再生资源，更降低了聚乳酸体11的含量，更便于生产，同时减少了与人类争食的负担，并供文创者更多的天然素材选项，为3D打印用环保胶条100找出更具环保性、经济性的未来。

如图3、图4所示，关于制法方面，图中揭示出，为一种具天然植物香气的3D打印用环保胶条的制法，其包括下列步骤：干燥步骤：根据植物回收物10的种类，并同时再以不炭化并保留天然香气作为前提，选择相对应的干燥温度T，对该植物回收物10施以干燥的动作，制成为主添加料A；研磨步骤：针对前述主添加料A，施以研磨的动作，成为香气粉末体12；制粒步骤：以聚乳酸体11、及前述香气粉末体12，以双螺杆造粒机B施以混炼的动作，制成为高分子母粒C；以及挤制步骤：以前述高分子母粒C，以单螺杆挤出机D施以挤出的动作，制成为能适用于3D打印的胶条体1，再卷收成为3D打印用环保胶条100。

其中，通过此种制法的应用，能有效的生产出3D打印用环保胶条100，在于利用双螺杆造粒机B的制粒步骤，能有效率地将保有天然香气的香气粉末体12，平均分散在高分子母粒C之中，以在避免打印过程中3D打印用环保胶条100发生断裂问题，适当的香气粉末体12含量，更不会影响到3D打印品的细致与精美。

其次，香气粉末体12的添加，一举减少聚乳酸的用量，降低了与人类争食的疑虑，更重要的是，本发明中所提及的制法，整体的技术门坎低，应用上的难度低，不但能让胶条生产业者能更有愿意应用，并且更能解决回收业者对植物回收物10回收意愿不高的问题，同时还解决了植物回收物10回收上的问题，连带一同解决了植物回收物10回收不足的窘况，能更快速地、大量地回收再应用。

上述中，所述干燥温度T，其温度范围为摄氏150度至300度。

其中，干燥温度T的温度范围，除了根据植物回收物10的种类，并且一定要让干燥植物回收物10能完整干燥之外，还需要考虑到不能发生炭化，还要保留天然香气，故温度范围不能过高与过低，以摄氏150度至300度为较佳的温度范围。

上述成品和制法两方面之中，所述植物回收物10，其为保有天然香气的植物废弃物，如下列之一或其混合：稻壳、麦壳、咖啡渣、熏衣草屑、檀木木屑、桧木木屑；所述香气粉末体12，其粒径尺寸范围为0.5微米到50微米间。

其中，通过不同的植物回收物10应用，让植物回收物10所对应备制出来的香气粉末体12，于加热后能产生不同的天然香气，让使用者能有更多元化的应用选择，而且如此一来，不论是农业废弃物如稻壳、麦壳、咖啡渣等，又或者是经济作物废弃物如熏衣草屑、檀木木屑、桧木木屑等，都能有效地被回收再利用，最重要的是，让一般认为低回收价值的植物回收物10，有效地被回收再利用，符合业界的需求，而且重要的是，能有效地达到降低地球资源消耗的目标。

其次，香气粉末体12的粒径尺寸，为针对不同的植物回收物10，依需求而定，范围定在0.5微米到50微米间，以便于进行有效的应用，让植物回收物10能对应研磨成最佳的粒径大小，让香气粉末体12所发散的天然香气，能被最大化的诱发出来，其中又以20微米为较优的应用选择。

上述成品和制法两方面之中，所述胶条体1，其还包括有一添加剂体组合13，所述制粒步骤中，还能额外增加一添加剂体组合13，以配合聚乳酸体11及前述香气粉末体12，该添加剂体组合13占整体重量百分比的上限为10％，且与该聚乳酸体11和该香气粉末体12的整体重量百分比总合为100％。

其中，通过添加剂体组合13的应用，以优化3D打印用环保胶条100的性质，产生各种不同的3D打印用环保胶条100，让厂家能提供给消费者，更多元化的应用选择。

其次，当额外增加添加剂体组合13时，聚乳酸体11及前述香气粉末体12两者，理所当然，需要相应调整其整体重量百分比，以总合不超过整体重量百分比100％为基准。

上述成品和制法两方面之中，所述添加剂体组合13，其包括有下列之一或其组合：相容剂体131、润滑剂体132、增韧剂体133、抗氧化剂体134、及一降水剂体135；所述相容剂体131，其占整体重量百分比的上限为5％；所述润滑剂体132，其占整体重量百分比的上限为10％；所述增韧剂体133，其占整体重量百分比的上限为10％；所述抗氧化剂体134，其占整体重量百分比的上限为0.5％；所述降水剂体135，其占整体重量百分比的上限为5％。

其中，通过相容剂体131的应用，促进聚乳酸体11、添加剂体组合13、及香气粉末体12三者的相容；通过润滑剂体132的应用，改善胶条体1的表面滑度；通过增韧剂体133的应用，改善胶条体1的韧性；通过抗氧化剂体134及降水剂体135的应用，避免储存中的3D打印用环保胶条100的香气粉末体12，以及3D打印品中的香气粉末体12，发生过度氧化和水份过多的问题。

其次，通过相容剂体131、润滑剂体132及增韧剂体133三者各自不同的重量百分比限定，以便于厂家配合不同重量百分比的聚乳酸体11及香气粉末体12应用，生产出更多元化的3D打印用环保胶条100；通过抗氧化剂体134及降水剂体135两者各自不同的重量百分比限定，以便于厂家配合不同重量百分比的聚乳酸体11和香气粉末体12，以及前述相容剂体131、润滑剂体132及增韧剂体133三者应用，生产出更多元化的3D打印用环保胶条100。

最后应说明的是，为求相关技术领域人员，能够更明确地了解本发明，于此揭示出一种3D打印用环保胶条100的配比组合，如下所示：

聚乳酸体11，占整体重量百分比75％；

相容剂体131，占整体重量百分比5％；

润滑剂体132，占整体重量百分比6.8％；

增韧剂体133，占整体重量百分比1％；

抗氧化剂体134，占整体重量百分比0.1％；

降水剂体135，占整体重量百分比0.1％；以及

香气粉末体12，占整体重量百分比12％。

上述是依据附图所示的实施例详细说明本发明的构造、特征及作用效果，但以上所述仅为本发明较佳实施例，需要指出的是，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，而且，在阅读了本发明的内容之后，本领域相关技术人员可以对本发明做出各种改动或修改，这些等价形式同样落入本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种具天然植物香气的3D打印用环保胶条，其特征在于：

所述3D打印用环保胶条(100)，其包括有一胶条体(1)，该胶条体(1)内具有占整体重量百分70％至90％的一聚乳酸体(11)、以及总体占整体重量百分比5％至30％且均衡分布于该胶条体(1)内的数个香气粉末体(12)；

所述香气粉末体(12)，是由高温干燥后、具天然植物香气的植物回收物(10)所研磨后而制成。

2.如权利要求1所述的具天然植物香气的3D打印用环保胶条，其特征在于：所述胶条体(1)，还包括有一添加剂体组合(13)，该添加剂体组合(13)占整体重量百分比的上限为10％，且与该聚乳酸体(11)和该香气粉末体(12)的整体重量百分比总合为100％。

3.如权利要求2所述的具天然植物香气的3D打印用环保胶条，其特征在于：所述添加剂体组合(13)，包括有下列之一或其组合：相容剂体(131)、润滑剂体(132)、增韧剂体(133)、抗氧化剂体(134)、及一降水剂体(135)；

所述相容剂体(131)，其占整体重量百分比的上限为5％；

所述润滑剂体(132)，其占整体重量百分比的上限为10％；

所述增韧剂体(133)，其占整体重量百分比的上限为10％；

所述抗氧化剂体(134)，其占整体重量百分比的上限为0.5％；

所述降水剂体(135)，其占整体重量百分比的上限为5％。

4.如权利要求3所述的具天然植物香气的3D打印用环保胶条，其特征在于：所述植物回收物(10)，是保有天然香气的植物废弃物，如下列之一或其混合：稻壳、麦壳、咖啡渣、熏衣草屑、檀木木屑、桧木木屑；

所述香气粉末体(12)，其粒径尺寸范围为介于0.5微米到50微米间。

5.一种具天然植物香气的3D打印用环保胶条的制法，其特征在于，其包括下列步骤：

干燥步骤：根据植物回收物(10)的种类，并同时再以不炭化并保留天然香气作为前提，选择相对应的干燥温度(T)，对该植物回收物(10)施以干燥的动作，制成为主添加料(A)；

研磨步骤：针对前述主添加料(A)，施以研磨的动作，成为香气粉末体(12)；

制粒步骤：以聚乳酸体(11)、及前述香气粉末体(12)，以双螺杆造粒机(B)施以混炼的动作，制成为高分子母粒(C)；以及

挤制步骤：以前述高分子母粒(C)，以单螺杆挤出机(D)施以挤出的动作，制成为能适用于3D打印的胶条体(1)，再卷收成为3D打印用环保胶条(100)。

6.如权利要求5所述的具天然植物香气的3D打印用环保胶条，其特征在于：所述干燥温度(T)，其温度范围为摄氏150度至300度。

7.如权利要求6所述的具天然植物香气的3D打印用环保胶条，其特征在于：所述植物回收物(10)，是保有天然香气的植物废弃物，如下列之一或其混合：稻壳、麦壳、咖啡渣、熏衣草屑、檀木木屑、桧木木屑；

所述香气粉末体(12)，其粒径尺寸范围为0.5微米到50微米间。

8.如权利要求7所述的具天然植物香气的3D打印用环保胶条，其特征在于：所述制粒步骤中，还额外增加一添加剂体组合(13)，以配合聚乳酸体(11)及前述香气粉末体(12)，该添加剂体组合(13)占整体重量百分比的上限为10％，且与该聚乳酸体(11)和该香气粉末体(12)的整体重量百分比总合为100％。

9.如权利要求8所述的具天然植物香气的3D打印用环保胶条，其特征在于：所述添加剂体组合(13)，包括有下列之一或其组合：相容剂体(131)、润滑剂体(132)、增韧剂体(133)、抗氧化剂体(134)、及一降水剂体(135)；

所述相容剂体(131)，其占整体重量百分比的上限为5％；

所述润滑剂体(132)，其占整体重量百分比的上限为10％；

所述增韧剂体(133)，其占整体重量百分比的上限为10％；

所述抗氧化剂体(134)，其占整体重量百分比的上限为0.5％；

所述降水剂体(135)，其占整体重量百分比的上限为5％。