KR102184360B1 - Phosphorescent material filament composition for 3d printer - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a phosphorescent filament composition for a three-dimensional (3D) printer, capable of producing a shape that emits light in a dark place by reducing energy to visible light after a shape made by a 3D printer is stimulated by light to absorb energy. According to the present invention, there is an advantage of being able to produce a shape that emits light in a dark place through a phosphorescent pigment by using a 3D printer, and it is easy to identify the temperature according to a thermochromic pigment and to ensure the safety of a user by warning of danger. In addition, an inorganic filler is contained to improve strength, bonding strength, moisture stability and durability, and a flame retardant is contained to produce a 3D shape that is not easily burned by fire.

Description

3D 프린터용 축광 필라멘트 조성물{PHOSPHORESCENT MATERIAL FILAMENT COMPOSITION FOR 3D PRINTER}Phosphorescent filament composition for 3D printer TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

본 발명은 3D 프린터용 축광 필라멘트 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 3D 프린터로 제작된 형상물이 빛의 자극을 받아 에너지를 흡수한 후 이를 가시광으로 환원하여 어두운 곳에서 발광하도록 할 수 있는 3D(3-Dimension) 프린터용 축광 필라멘트 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a photoluminescent filament composition for a 3D printer, and more particularly, a 3D (3D) object capable of emitting light in a dark place by reducing energy to visible light after a shape made by a 3D printer is stimulated by light. -Dimension) It relates to a photoluminescent filament composition for a printer.

일반적으로 3D 프린터라 함은 3차원 모델링을 바탕으로 하여 아주 얇은 막(레이어)을 한 층씩 쌓아 올림으로써, 원하는 제품을 입체적으로 성형하는 3차원 사출 성형기를 말한다. 이러한 3D 프린팅 기술 및 산업은 종래의 전통적인 절삭 가공 방식에 반대되는 적층제조 방식으로서 미래 가공 산업의 각광받는 신기술 분야이다.In general, a 3D printer refers to a 3D injection molding machine that three-dimensionally molds a desired product by stacking a very thin film (layer) layer by layer based on 3D modeling. This 3D printing technology and industry is an additive manufacturing method as opposed to the conventional cutting processing method, and is a new technology field in the spotlight of the future processing industry.

일반적으로 3D 프린팅 기술은 기본적으로 3차원 디지털 모델을 기반으로 한다. 3D 프린팅 방식에는 용융수지 압출 방식(Fused Deposition Modeling, FDM), 광중합 방식(Photopolymerization, PP), 재료 압출 방식(Material Extrusion, ME), 접착제 분사 방식(Binder Jetting, BJ), 재료분사 방식(Material Jetting, MJ), 고에너지 직접 조사 방식(Direct Energy Deposition, DED), 분말 적층 용융 방식(Powder Bed Fusion, PBF), 시트 적층 방식(Sheet Lamination, SL) 등이 있다.In general, 3D printing technology is basically based on a 3D digital model. 3D printing methods include Fused Deposition Modeling (FDM), Photopolymerization (PP), Material Extrusion (ME), Adhesive Spraying (Binder Jetting, BJ), and Material Jetting. , MJ), direct energy deposition (DED), powder bed fusion (PBF), and sheet lamination (SL).

상기 3D 프린팅 방식 중에서 용융수지 압출 방식(FDM)은 재료분사 방식에 속하며, 이는 고체 필라멘트에 고온의 열을 가하여 용융된 상태에서 노즐을 통해 방출되는 재료를 적층하여 3차원 모델을 형성하는 방식이다.Among the 3D printing methods, the molten resin extrusion method (FDM) belongs to the material spraying method, which is a method of forming a three-dimensional model by laminating a material emitted through a nozzle in a molten state by applying high temperature heat to a solid filament.

이러한 고체 필라멘트는 제작되는 형상물에 따라 다양한 재료를 혼합하여 사용되는 데, 등록특허공보 제10-1813403호에 내열성과 기계적 물성이 우수한 3차원 프린터 필라멘트용 폴리유산 숯 조성물이 개시되었다. 상기 기술은 (A) 폴리유산 수지 90.0~99.9 중량%; (B) 숯 0.1~10.0 중량%; (C) 비결정성 수지 0.1~10.0중량%; 및 (D) 1개 이상의 친수성 작용기를 가지는 폴리올레핀 수지 0.1~5.0 중량%를 포함하는 3차원 프린터용 필라멘트 조성물에 관한 것이다.Such a solid filament is used by mixing various materials according to the shape to be manufactured, and Patent Publication No. 10-1813403 discloses a polylactic acid charcoal composition for a 3D printer filament excellent in heat resistance and mechanical properties. The technology includes (A) 90.0 to 99.9% by weight of polylactic acid resin; (B) 0.1 to 10.0% by weight of charcoal; (C) 0.1 to 10.0% by weight of amorphous resin; And (D) 0.1 to 5.0% by weight of a polyolefin resin having one or more hydrophilic functional groups.

또한, 등록특허공보 제10-1912839호에 FDM 3D 프린터용 조성물이 개시되었다. 상기 기술은 CaO 및 SiO2를 주성분으로 하는 세라믹 분말 및 바인더를 포함하되, 상기 세라믹 분말의 총중량에 대하여, 상기 CaO는 20 내지 60 중량%이고 상기 SiO2는 15 내지 40중량%이며, 상기 세라믹 분말과 바인더의 혼합비가 중량비로 5~7:3~5인 페이스트 형태의 FDM 3D 프린터용 조성물에 관한 것이다.In addition, a composition for an FDM 3D printer is disclosed in Registered Patent Publication No. 10-1912839. The technology includes a ceramic powder and a binder containing CaO and SiO 2 as a main component, and based on the total weight of the ceramic powder, the CaO is 20 to 60% by weight and the SiO 2 is 15 to 40% by weight, and the ceramic powder It relates to a composition for FDM 3D printer in the form of a paste in which the mixing ratio of the binder and the binder is 5 to 7:3 to 5 by weight.

한편, 3D 프린터로 제작되는 형상물은 야간에 육안 식별이 가능하게 제작되어야 할 필요성이 있으나, 종래 기술로는 이를 해결할 수 없는 단점이 있다.On the other hand, there is a need for a shape manufactured by a 3D printer to be manufactured so that the naked eye can be identified at night, but there is a disadvantage that the conventional technology cannot solve this.

KR 10-1813403 B1 (2017. 12. 21.)KR 10-1813403 B1 (2017. 12. 21.) KR 10-1912839 B1 (2018. 10. 23.)KR 10-1912839 B1 (2018. 10. 23.)

본 발명은 상기 종래기술이 갖는 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 빛을 흡수한 후 가시광으로 환원하여 어두운 곳에서 발광하는 형상물을 제작할 수 있는 3D 프린터용 축광 필라멘트 조성물을 제공하는 데 있다.The present invention has been devised to solve the problems of the prior art, and the problem to be solved in the present invention is a photoluminescent filament composition for a 3D printer capable of producing a shape that emits light in a dark place by absorbing light and reducing it to visible light. To provide.

또한, 강도, 결합력, 수분안정성 및 내구성이 향상되고, 쉽게 타지 않는 난연성의 3D 프린터용 축광 필라멘트 조성물을 제공하는 데 있다. In addition, it is to provide a photoluminescent filament composition for a 3D printer having improved strength, bonding force, moisture stability and durability, and does not burn easily.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3D 프린터용 축광 필라멘트 조성물은 합성수지 100중량부에 대하여, 축광안료 20~100중량부, 시온안료 20~30중량부, 무기충전제 5~10중량부, 난연제 2~10중량부 및 첨가제 2~10중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다. The photoluminescent filament composition for a 3D printer according to the present invention for achieving the above object is based on 100 parts by weight of synthetic resin, 20 to 100 parts by weight of photoluminescent pigment, 20 to 30 parts by weight of Zion pigment, 5 to 10 parts by weight of inorganic filler, It characterized in that it contains 2 to 10 parts by weight of flame retardant and 2 to 10 parts by weight of additives.

또, 상기 축광안료는 알루미늄 옥사이드 100중량부에 대하여, 칼슘 카보네이트 30~50중량부, 스트론튬 카보네이트 20~30중량부, 보릭 애시드 15~20중량부, 다이디스프로슘 트라이옥사이드 3~5중량부 및 다이유로퓸 트라이옥사이드 1~2중량부를 포함하는 스트론튬 알루미네이트계 안료를 사용하되, 상기 축광안료 100중량부에 대하여, 불소 첨가 에틸렌 프로필렌(FEP) 공중합체 3~7중량부를 혼합하여 축광안료의 표면이 코팅되도록 하는 것을 특징으로 한다. In addition, the phosphorescent pigment is based on 100 parts by weight of aluminum oxide, 30 to 50 parts by weight of calcium carbonate, 20 to 30 parts by weight of strontium carbonate, 15 to 20 parts by weight of boric acid, 3 to 5 parts by weight of didisprosium trioxide and diuropium Using a strontium aluminate pigment containing 1 to 2 parts by weight of trioxide, but mixing 3 to 7 parts by weight of a fluorinated ethylene propylene (FEP) copolymer with respect to 100 parts by weight of the photoluminescent pigment to coat the surface of the photoluminescent pigment. Characterized in that.

또, 상기 시온안료는 블루 시온안료(BT-20), 오렌지 시온안료(OT-31) 및 레드 시온안료(RT-43)를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the Zion pigment is characterized in that it includes a blue Zion pigment (BT-20), an orange Zion pigment (OT-31), and a red Zion pigment (RT-43).

또, 상기 무기충전제는 벤토나이트 분말 100중량부에 대하여, 세피올라이트 분말 30~70중량부, 페탈라이트 분말 20~30중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the inorganic filler is characterized in that it contains 30 to 70 parts by weight of sepiolite powder and 20 to 30 parts by weight of petalite powder based on 100 parts by weight of bentonite powder.

본 발명에 따르면, 3D 프린터를 이용하여 축광안료를 통해 어두운 곳에서 발광하는 형상물을 제작할 수 있는 장점이 있고, 시온안료에 따라 온도를 식별하는데 용이할 뿐만 아니라 위험성을 경고하여 사용자의 안전을 확보할 수 있다. According to the present invention, there is an advantage of being able to produce a shape that emits light in a dark place through a phosphorescent pigment using a 3D printer, and it is easy to identify the temperature according to the Zion pigment, as well as to ensure the safety of users by warning of danger. I can.

또한, 무기충전제가 함유되어 강도, 결합력, 수분안정성 및 내구성을 향상시키고, 난연제가 함유되어 화기에 의해 쉽게 타지 않는 3D 형상물을 제작할 수 있는 장점이 있다. In addition, the inorganic filler is contained to improve strength, bonding force, moisture stability and durability, and the flame retardant is contained to produce a 3D shape that is not easily burned by fire.

도 1은 본 발명에 따른 3D 프린터용 축광 필라멘트 조성물을 이용한 3D 프린터용 축광 필라멘트의 제조 과정을 나타낸 단계흐름도이다. 1 is a step flow diagram showing a manufacturing process of a photoluminescent filament for a 3D printer using a photoluminescent filament composition for a 3D printer according to the present invention.

이하, 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 3D(3-Dimension) 프린터로 제작된 형상물이 빛의 자극을 받아 에너지를 흡수한 후 이를 가시광으로 환원하여 어두운 곳에서 발광하도록 할 수 있는 3D 프린터용 축광 필라멘트 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a photoluminescent filament composition for a 3D printer capable of emitting light in a dark place by reducing energy after a shape made by a 3D (3-Dimension) printer is stimulated by light and then reduced to visible light.

본 발명에 따른 3D 프린터용 축광 필라멘트 조성물은 합성수지, 축광안료, 시온안료, 무기충전제, 난연제 및 첨가제를 포함하여 이루어진다. The phosphorescent filament composition for a 3D printer according to the present invention comprises a synthetic resin, a phosphorescent pigment, a Zion pigment, an inorganic filler, a flame retardant and an additive.

더 상세하게는, 합성수지 100중량부에 대하여, 축광안료 20~100중량부, 시온안료 20~30중량부, 무기충전제 5~10중량부, 난연제 2~10중량부 및 첨가제 2~10중량부를 포함하여 이루어진다. More specifically, based on 100 parts by weight of synthetic resin, including 20 to 100 parts by weight of photoluminescent pigment, 20 to 30 parts by weight of Zion pigment, 5 to 10 parts by weight of inorganic filler, 2 to 10 parts by weight of flame retardant and 2 to 10 parts by weight of additives It is done by doing.

상기 합성수지는 본 발명에 따른 3D 프린터용 축광 필라멘트 조성물의 주재료가 되는 성분으로, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(acrylonitrile butadiene styrene; ABS), 폴리락트산(polylactic acid; PLA), 폴리아미드(PA, Polyamide), 폴리비닐알코올(PVA, Poly Vinyl Alcohol), 폴리카보네이트(polycarbonate; PC), 폴리메틸메타크릴레이트(poly methyl methacrylate); PMMA), 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane; PDMS), 폴리이미드(polyimide; PI), 폴리에틸렌(polyethylene; PE), 폴리프로필렌(polypropylene; PP), 폴리스티렌(polystyrene; PS), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluorethylene; PTFE), 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride; PVC), 폴리우레탄(polyurethane; PU), 광경화성 수지(photocurable resins) 및 에폭시 수지(epoxies)로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상이 사용될 수 있다.The synthetic resin is a main material of the photoluminescent filament composition for 3D printers according to the present invention, and includes acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polylactic acid (PLA), polyamide (PA, polyamide), Polyvinyl alcohol (PVA), polycarbonate (PC), poly methyl methacrylate; PMMA), polydimethylsiloxane (PDMS), polyimide (PI), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polytetrafluorethylene; PTFE), polyvinylchloride (PVC), polyurethane (polyurethane; PU), photocurable resins, and one or more selected from the group consisting of epoxy resins may be used.

바람직하게는, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(acrylonitrile butadiene styrene; ABS) 100중량부에 대하여, 폴리락트산(polylactic acid; PLA) 30~70중량부, 폴리아미드(PA, Polyamide) 30~50중량부, 폴리비닐알코올(PVA, Poly Vinyl Alcohol) 30~50중량부 및 폴리카보네이트(polycarbonate; PC) 30~50중량부를 혼합하여 사용하는 것이다. Preferably, based on 100 parts by weight of acrylonitrile butadiene styrene (ABS), 30 to 70 parts by weight of polylactic acid (PLA), 30 to 50 parts by weight of polyamide (PA), poly It is used by mixing 30 to 50 parts by weight of vinyl alcohol (PVA) and 30 to 50 parts by weight of polycarbonate (PC).

상기 합성수지 중에서, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS, Acrylonitrile Butadiene Styrene Copolymer)은 범용으로 사용되는 열가소성 고분자로 215~250℃의 온도에서 압출 가공이 가능하며, 2차 가공이 용이한 물성을 나타낸다.Among the synthetic resins, acrylonitrile butadiene styrene (ABS, Acrylonitrile Butadiene Styrene Copolymer) is a universally used thermoplastic polymer that can be extruded at a temperature of 215 to 250°C and exhibits easy secondary processing properties.

폴리락트산(PLA, Polylactic acid)은 옥수수 및 감자의 전분 등과 같이 100% 재생가능한 자원으로서, 우수한 생분해성을 나타내기 때문에 폐기처분시에 환경오염을 유발하지 않으며, 180~220℃의 온도에서 압출 가공이 가능하다.Polylactic acid (PLA) is a 100% renewable resource such as corn and potato starch, and does not cause environmental pollution during disposal because it exhibits excellent biodegradability, and is extruded at a temperature of 180~220℃. This is possible.

폴리아미드(PA, Polyamide)는 엔지니어링 플라스틱의 하나로, 인장강도, 내마모성, 내약품성, 내열성 및 기계적 강도가 우수하며, 우수한 표면 조도를 나타낸다.Polyamide (PA, Polyamide) is one of engineering plastics, has excellent tensile strength, abrasion resistance, chemical resistance, heat resistance and mechanical strength, and exhibits excellent surface roughness.

폴리비닐알코올(PVA, Poly Vinyl Alcohol)은 생분해성이 우수하고, 빠른 용해가 가능하며, 200℃ 내외의 온도에서 압출성형이 가능하고, 항장력, 인장강도, 신장도 및 내마모성이 우수하다.Polyvinyl alcohol (PVA) has excellent biodegradability, fast dissolution, extrusion molding at temperatures around 200℃, and excellent tensile strength, tensile strength, elongation and abrasion resistance.

폴리카보네이트(PC, Polycarbonate)는 열가소성 플라스틱으로 내충격성이 우수하여 자동차, 우주항공, 의료 및 전기부품 등과 같이 다양한 산업분야에서 사용되고 있고, 치수안정성이 우수하고 고내열성을 나타내며, 높은 장력과 유연성 및 기계적 강도를 나타낸다.Polycarbonate (PC) is a thermoplastic plastic with excellent impact resistance and is used in various industrial fields such as automobiles, aerospace, medical and electrical parts, and has excellent dimensional stability and high heat resistance, and has high tension, flexibility and mechanical properties. Indicates strength.

본 발명에서는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(acrylonitrile butadiene styrene; ABS), 폴리락트산(polylactic acid; PLA), 폴리아미드(PA, Polyamide), 폴리비닐알코올(PVA, Poly Vinyl Alcohol) 및 폴리카보네이트(polycarbonate; PC)를 최적의 혼합비율로 혼합함을 통해, 각각의 장점을 최대한 살려서 우수한 가공성 및 기계적 물성을 나타낼 수 있다. In the present invention, acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polylactic acid (PLA), polyamide (PA, Polyamide), polyvinyl alcohol (PVA), and polycarbonate (PC) ) By mixing at the optimum mixing ratio, it is possible to show excellent processability and mechanical properties by maximizing each advantage.

상기 축광안료(Phosphorescent pigment)로는 광범위한 종류의 빛을 흡수, 저장할 수 있고, 휘도, 후광 등 발광특성이 우수하며, 내열성, 내한성 및 내약품성이 뛰어나 고온, 저온 등 가혹한 환경에서도 축광기능을 유지할 수 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다.The phosphorescent pigment can absorb and store a wide range of light, has excellent luminous properties such as luminance and halos, and has excellent heat resistance, cold resistance, and chemical resistance, so that it can maintain the luminous function even in harsh environments such as high temperature and low temperature. It is preferable to use it.

또한, 축광안료는 색상별(Yellowish Green, Bluish Green, Sky Blue, Orange, Red, Green, Blue, Lemon Yellow, Pink, Orange Red, Rose Red, Orange Yellow, Blue Green, Yellow Green, Violet Glow, Orange Glow, White Glow, Red Glow)로 특유의 고유 색상으로 발광될 수 있는바, 적용되는 구체적인 제품에 적합한 다양한 발광효과를 구현할 수 있다. In addition, phosphorescent pigments by color (Yellowish Green, Bluish Green, Sky Blue, Orange, Red, Green, Blue, Lemon Yellow, Pink, Orange Red, Rose Red, Orange Yellow, Blue Green, Yellow Green, Violet Glow, Orange Glow) , White Glow, Red Glow), which can be used to emit light with a unique color, so it is possible to realize various light-emitting effects suitable for specific products to be applied.

본 발명에서는 축광안료로서 알루미늄 옥사이드, 칼슘 카보네이트, 스트론튬 카보네이트, 보릭 애시드, 다이디스프로슘 트라이옥사이드 및 다이유로퓸 트라이옥사이드를 포함하는 스트론튬 알루미네이트계 안료가 사용될 수 있다.In the present invention, a strontium aluminate-based pigment including aluminum oxide, calcium carbonate, strontium carbonate, boric acid, didisprosium trioxide, and diuropium trioxide may be used as the photoluminescent pigment.

바람직하게는, 알루미늄 옥사이드 100중량부에 대하여, 칼슘 카보네이트 30~50중량부, 스트론튬 카보네이트 20~30중량부, 보릭 애시드 15~20중량부, 다이디스프로슘 트라이옥사이드 3~5중량부 및 다이유로퓸 트라이옥사이드 1~2중량부를 포함하는 스트론튬 알루미네이트계 안료가 사용될 수 있다. Preferably, based on 100 parts by weight of aluminum oxide, 30 to 50 parts by weight of calcium carbonate, 20 to 30 parts by weight of strontium carbonate, 15 to 20 parts by weight of boric acid, 3 to 5 parts by weight of didisprosium trioxide, and diuropium trioxide A strontium aluminate pigment containing 1 to 2 parts by weight may be used.

상기 축광안료의 입도는 3~5㎛인 것이 바람직하다.It is preferable that the particle size of the phosphorescent pigment is 3 to 5 μm.

만약, 축광안료의 입도가 3㎛ 미만일 경우에는 입자가 너무 미세하여 축광특성의 발현이 미약해질 수 있으며, 5㎛를 초과할 경우에는 안료 입자 박리, 발광 기능 상실 등의 문제가 생기게 된다.If the particle size of the photoluminescent pigment is less than 3 μm, the particles are too fine to develop photoluminescent properties, and when it exceeds 5 μm, problems such as peeling of pigment particles and loss of light emission function may occur.

상기의 축광안료는 방사성 물질 등이 포함되지 않아 인체에 무해하고, 고온(약 400℃)에서도 변형이 잘 일어나지 않아 축광기능을 그대로 유지할 수 있으며, 내약품성 또한 우수한 장점이 있다. Since the phosphorescent pigment does not contain radioactive materials, it is harmless to the human body, and does not easily deform even at high temperatures (about 400°C), so it can maintain the photoluminescent function as it is, and has excellent chemical resistance.

또한, 본 발명에서는 축광안료의 표면을 불소 첨가 에틸렌 프로필렌(FEP) 공중합체를 혼합하여 축광안료의 표면이 코팅되어 방수(water proof) 효과를 갖도록 할 수 있다. In addition, in the present invention, the surface of the phosphorescent pigment may be coated with a fluorinated ethylene propylene (FEP) copolymer to have a water proof effect.

여기서, 불소 첨가 에틸렌 프로필렌(FEP) 공중합체로는 테트라플루오르에틸렌과 헥사플루오르이소프로펜의 공중합체, 테트라플루오르에틸렌과 헥사플루오르이소프로펜과 퍼플루오르알킬 비닐 에테르의 공중합체를 사용하는 것이 바람직하다. Here, as the fluorinated ethylene propylene (FEP) copolymer, it is preferable to use a copolymer of tetrafluoroethylene and hexafluoroisopropene, and a copolymer of tetrafluoroethylene and hexafluoroisopropene and perfluoroalkyl vinyl ether.

이때, 축광안료 100중량부에 대하여, 불소 첨가 에틸렌 프로필렌(FEP) 공중합체 3~7중량부를 혼합하여 축광안료의 표면이 코팅되도록 하는 것이 바람직하다. At this time, it is preferable to mix 3 to 7 parts by weight of a fluorinated ethylene propylene (FEP) copolymer with respect to 100 parts by weight of the photoluminescent pigment to coat the surface of the photoluminescent pigment.

이를 통해 축광안료의 표면이 코팅되어 방수 효과를 갖도록 함으로써 긴 잔광시간을 확보함과 동시에, 축광안료 자체의 내구성을 유지시킬 수 있다. Through this, the surface of the phosphorescent pigment is coated to have a waterproof effect, thereby securing a long afterglow time and maintaining the durability of the phosphorescent pigment itself.

만약, 상기 합성수지 100중량부에 대하여, 축광안료를 20중량부 미만으로 포함할 경우에는 충분한 빛을 흡수하지 못해 제작된 물품이 발광하지 못하고, 100중량부를 초과하여 포함할 경우에는 제작된 물품의 고화 속도가 느려져 변형되거나 안정성과 내구성이 저하되는 단점이 있다.If, with respect to 100 parts by weight of the synthetic resin, if less than 20 parts by weight of the phosphorescent pigment is included, the manufactured article cannot emit light because it does not absorb sufficient light, and if it contains more than 100 parts by weight, the manufactured article is solidified. There is a disadvantage in that the speed is slowed to deform, or stability and durability are deteriorated.

다음의 표 1은 합성수지 100중량부에 대한 축광안료의 혼합비에 따른 충격강도 및 고화시간을 측정하여 나타낸 것이다.Table 1 below shows the impact strength and solidification time measured according to the mixing ratio of the phosphorescent pigment to 100 parts by weight of the synthetic resin.

합성수지 100중량부에 대하여 5, 10, 20, 50, 100 및 120중량부의 축광안료를 각각 혼합하고 이를 필라멘트로 제조하였다. 측정에 사용된 시편의 두께는 3.2mm로 하였다. 충격강도는 ASTM D256에 의거 두께 3.2mm의 시편에 노치(Notch)를 만들어 측정하였다(단위: kgfㆍcm/cm). 고화속도는 필라멘트 조성물의 용융 온도 200℃, 초기속도 15mm/s, 출력속도 110mm/s, 한 층을 출력하는 시간 20초로 설정하고, 제작된 형상물의 온도가 110℃까지 낮아지는 데 소요되는 시간을 측정하였다.5, 10, 20, 50, 100 and 120 parts by weight of a photoluminescent pigment were each mixed with respect to 100 parts by weight of the synthetic resin, and this was prepared as a filament. The thickness of the specimen used for the measurement was 3.2 mm. Impact strength was measured by making a notch in a 3.2mm-thick specimen according to ASTM D256 (unit: kgf·cm/cm). The solidification rate is set to the melting temperature of the filament composition at 200°C, the initial speed of 15 mm/s, the printing speed of 110 mm/s, and the time to print a layer of 20 seconds, and the time required to lower the temperature of the manufactured shape to 110°C. Measured.


합성수지

Synthetic resin
축광안료
(합성수지 100 중량부에 대한 함량)
Phosphorescent Pigment
(Content per 100 parts by weight of synthetic resin)
충격강도
(kgf·cm/cm)
Impact strength
(kgf cm/cm)
고화시간
(sec)
Solidification time
(sec)



100




100

55 1515 211211
1010 1414 188188 2020 1313 169169 5050 1212 145145 100100 1010 137137 120120 55 126126

상기의 표 1의 결과로부터, 축광안료의 함량비가 증가될수록 충격강도는 저하됨을 알 수 있다. 또한, 합성수지 100 중량부에 대해 축광안료 120중량부가 포함된 필라멘트를 이용하여 제조된 시편은 충격강도가 5kgf·cm/cm까지 저하되었다. 이에, 합성수지 100중량부에 대해 축광안료가 100중량부 이하로 혼합되어야 적정한 충격강도를 유지하는 것으로 볼 수 있다. 다만, 합성수지 100중량부에 대해 축광안료가 20중량부 미만인 경우, 축광에 의해 발광 효율이 저하되어 축광 필라멘트의 기능을 수행하지 못하는 단점이 있다. 또한, 고화속도는 축광안료의 함량비가 증가될수록 단축됨을 알 수 있다.From the results of Table 1 above, it can be seen that as the content ratio of the phosphorescent pigment increases, the impact strength decreases. In addition, the specimen prepared using a filament containing 120 parts by weight of a phosphorescent pigment with respect to 100 parts by weight of the synthetic resin had an impact strength of 5 kgf·cm/cm. Accordingly, it can be seen that proper impact strength is maintained when the phosphorescent pigment is mixed in less than 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the synthetic resin. However, when the phosphorescent pigment is less than 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the synthetic resin, there is a disadvantage in that the luminous efficiency is lowered by the photoluminescence, and thus the function of the photoluminescent filament cannot be performed. In addition, it can be seen that the solidification rate decreases as the content ratio of the phosphorescent pigment increases.

상기 표 1에 대한 측정결과를 종합하여 보면, 합성수지 100중량부에 대하여 축광안료가 20중량부 이상 100중량부 이하일 때 적절한 충격강도와 고화속도를 갖는 것으로 나타났다. When the measurement results of Table 1 are summarized, it was found that the phosphorescent pigment had an appropriate impact strength and solidification rate when the luminescent pigment was 20 parts by weight or more and 100 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the synthetic resin.

시온안료는 온도에 따라 색상이 변하는 열변색성 도료로서, 온도가 기설정된 임계치 이하일 때는 고유의 색상이 표출되고, 온도가 임계치 이상일 때는 투명해지는 성질이 있다.Zion pigments are thermochromic paints that change color according to temperature, and have a characteristic of expressing their own color when the temperature is below a preset threshold and becoming transparent when the temperature is above the threshold.

시온안료에는 -15℃에서 65℃까지 온도별로 색깔이 변하는 각 그레이드가 있으며, 20℃에서 2℃ 상승할 때 변하는 안료, 31℃, 43℃, 65℃에서 각각 변하는 안료 그레이드가 있다. There are grades that change color by temperature from -15℃ to 65℃, and there are pigments that change when the temperature rises from 20℃ to 2℃, and pigment grades that change at 31℃, 43℃, and 65℃.

20℃에서 색상이 변하는 블루 시온안료(BT-20)의 경우에는 20℃이하에서 블루칼라로 보이다가 22℃가 되면 칼라가 없어진다.In the case of blue zion pigment (BT-20) that changes color at 20℃, it looks blue under 20℃, but disappears when it reaches 22℃.

31℃에서 변하는 오렌지 시온안료(OT-31)인 경우에는 열을 가했을 때 35℃에서 완전히 색상이 없어진다. 상기 시온안료의 경우는 사람의 신체온도에 의해서도 변하는 안료이다. Orange Zion Pigment (OT-31) that changes at 31℃ completely loses its color at 35℃ when heat is applied. In the case of the Zion pigment, it is a pigment that also changes according to a person's body temperature.

43℃에서 변하는 레드 시온안료(RT-43)인 경우 43℃의 열을 가했을 때 47℃ 정도에서 칼라가 없어진다. In the case of red Zion Pigment (RT-43) that changes at 43℃, the color disappears at about 47℃ when heat of 43℃ is applied.

본 발명에서는 온도 차이가 있는 상기 3가지 시온안료(블루 시온안료(BT-20), 오렌지 시온안료(OT-31), 레드 시온안료(RT-43))를 혼합하여 온도마다 결과를 가져오게 할 수 있다. In the present invention, the three Zion pigments (Blue Zion Pigment (BT-20), Orange Zion Pigment (OT-31), Red Zion Pigment (RT-43)) having a temperature difference are mixed to bring results for each temperature. I can.

좀 더 상세하게는, 20℃ 시온안료, 31℃ 시온안료, 43℃ 시온안료를 조합하여 25℃에서 칼라가 변했다가 35℃에서 다른 칼라로, 또 온도가 45℃ 이상 올라갔을 때 다른 칼라로 변하게 된다. 상기 시온안료는 43℃에서 적색이며 45℃ 이상에서 투명하게 변하게 된다. 이를 응용하여 온도를 식별하는데 용이할 뿐만 아니라 위험성을 경고하여 사용자의 안전을 확보할 수 있다. In more detail, the color changes at 25℃ by combining the 20℃ Zion Pigment, 31℃ Zion Pigment, and 43℃ Zion Pigment, and then to another color at 35℃, and to another color when the temperature rises above 45℃. do. The Zion pigment is red at 43°C and becomes transparent at 45°C or higher. By applying this, it is not only easy to identify the temperature, but also it is possible to ensure user safety by warning of danger.

만약, 상기 합성수지 100중량부에 대하여, 시온안료를 20중량부 미만으로 포함할 경우에는 온도에 따른 색의 변화를 인식하기가 용이하지 않으며, 30중량부를 초과하여 포함할 경우에는 다른 성분들의 감소로 인한 분화구 현상과 핀홀 현상이 발생할 수도 있다. If, with respect to 100 parts by weight of the synthetic resin, if less than 20 parts by weight of Zion pigment is included, it is not easy to recognize the change in color according to temperature, and if it contains more than 30 parts by weight, the reduction of other components Craters and pinholes may occur.

무기충전제는 강도, 결합력, 수분안정성 및 내구성을 향상시키는 역할을 하며, 벤토나이트 분말, 세피올라이트 분말, 페탈라이트 분말을 혼합하여 이루어진다. The inorganic filler plays a role in improving strength, bonding strength, moisture stability and durability, and is made by mixing bentonite powder, sepiolite powder, and petalite powder.

좀 더 상세하게는, 벤토나이트 분말 100중량부에 대하여, 세피올라이트 분말 30~70중량부, 페탈라이트 분말 20~30중량부를 혼합하는 것이다. More specifically, 30 to 70 parts by weight of sepiolite powder and 20 to 30 parts by weight of petalite powder are mixed with respect to 100 parts by weight of bentonite powder.

벤토나이트 분말은 물이나 습기를 흡수하고, 점도를 조절하는 역할을 하며, 0.5~1㎛의 입경을 갖는 분말을 사용하는 것이 바람직하다. Bentonite powder absorbs water or moisture, plays a role of controlling viscosity, and it is preferable to use a powder having a particle diameter of 0.5 to 1 μm.

세피올라이트 분말은 신장율을 증가시키고, 수분 안정성을 높여주는 역할을 하며, 0.1~0.2㎛의 입경을 갖는 분말을 사용하는 것이 바람직하다. Sepiolite powder increases elongation and serves to enhance moisture stability, and it is preferable to use a powder having a particle diameter of 0.1 to 0.2 μm.

페탈라이트 분말은 건조 수축을 줄이고, 내구성을 높여주는 역할을 하며, 0.1~0.2㎛의 입경을 갖는 분말을 사용하는 것이 바람직하다. Petalite powder serves to reduce drying shrinkage and increase durability, and it is preferable to use a powder having a particle diameter of 0.1 to 0.2 μm.

만약, 상기 합성수지 100중량부에 대하여, 무기충전제를 5중량부 미만으로 포함할 경우에는 강도, 결합력, 수분안정성 및 내구성을 향상시키기 어려우며, 10중량부를 초과하여 포함할 경우에는 과다한 경도 증가로 인해 취성 약화로 인한 끊어짐 현상이 발생하게 된다. If, with respect to 100 parts by weight of the synthetic resin, if less than 5 parts by weight of an inorganic filler is included, it is difficult to improve strength, bonding strength, moisture stability and durability, and if it contains more than 10 parts by weight, it is brittle due to excessive increase in hardness. Breaking occurs due to weakening.

난연제는 용융 상태에서의 가공과정 동안 열가소성 플라스틱의 안정성에 영향을 준다. 난연제는 국제적인 표준에 따른 플라스틱에 적합하도록 난연성을 만족하기 위해서라면 많은 양이 사용되어야 한다. 그러나 많은 양이 사용되는 경우 오히려 난연제로 인해 플라스틱의 가공 안정성이 손상될 수 있다. 예를 들면, 중합체 분해, 가교결합 반응, 기체의 방출 또는 탈색이 증가될 수 있다. 또한, 가공 시 열분해에 의해 할로겐계 가스가 발생되고, 이로 인해 성형기와 금형 등의 기기 부식 및 유독 가스로 인한 작업 환경의 악화가 초래될 수 있다.Flame retardants affect the stability of thermoplastics during processing in the molten state. The flame retardant must be used in a large amount in order to satisfy the flame retardancy to be suitable for plastics according to international standards. However, if a large amount is used, the processing stability of the plastic may be impaired due to the flame retardant. For example, polymer degradation, crosslinking reactions, gas evolution or decolorization can be increased. In addition, a halogen-based gas is generated by thermal decomposition during processing, which may lead to corrosion of devices such as molding machines and molds, and deterioration of the work environment due to toxic gases.

본 발명에서 합성수지에 첨가되는 난연제로는 브롬계 난연제가 사용될 수 있다. As a flame retardant added to the synthetic resin in the present invention, a bromine-based flame retardant may be used.

상기 브롬계 난연제는 브롬화 폴리카보네이트 올리고머, 브롬화 에폭시 올리고머, 및 브롬화 폴리아크릴레이트로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다. It is preferable that the brominated flame retardant contains at least one selected from the group consisting of brominated polycarbonate oligomers, brominated epoxy oligomers, and brominated polyacrylates.

만약, 상기 합성수지 100중량부에 대하여, 난연제를 2중량부 미만으로 포함할 경우에는 난연효과를 기대하기 어렵고, 10중량부를 초과하여 포함할 경우에는 분해가 되거나 성형 제품의 불량을 유발하기 쉽다. If, with respect to 100 parts by weight of the synthetic resin, if less than 2 parts by weight of the flame retardant is included, it is difficult to expect a flame retardant effect, and if it contains more than 10 parts by weight, it is likely to be decomposed or cause defects in the molded product.

첨가제로는 항균제, 자외선안정제, 산화방지제, 형광증백제, 분산제, 이형제, 내열안정제를 포함하여 사용될 수 있다. As additives, antibacterial agents, ultraviolet stabilizers, antioxidants, optical brighteners, dispersants, release agents, and heat-resistant stabilizers may be used.

먼저, 항균제는 각종 항균, 정화, 탈취 기능을 수행하는 것으로서, 본 발명에서는 활성탄 분말이 사용될 수 있다. First, the antibacterial agent performs various antibacterial, purifying, and deodorizing functions, and activated carbon powder may be used in the present invention.

상기 활성탄 분말은 자연에서 서식하는 식물과 재배 식물의 잎과 줄기, 식물의 껍질, 식물의 뿌리, 열매 등을 고열처리에 의한 연소공법을 통해 탄소제로 만들고, 상기 탄소제를 미세분말기를 이용하여 0.5~1.0㎛의 입경을 갖는 분말로 가공한 후 다시 고열처리한 것으로, 파장이 10~100㎛대의 원적외선을 방사하며, 유해세균을 살균하는 작용을 하는 것으로 각종 항균, 정화, 탈취 기능을 수행한다. The activated carbon powder is made of a carbon material through a combustion method by high heat treatment, such as leaves and stems, plant shells, plant roots, and fruits of plants and cultivated plants living in nature, and the carbon agent is 0.5 using a fine powder. It is processed into powder with a particle diameter of ~1.0㎛ and then subjected to high heat treatment. It emits far-infrared rays in the range of 10 to 100㎛ and sterilizes harmful bacteria. It performs various antibacterial, purifying, and deodorizing functions.

자외선안정제는 UV 조사에 따른 조성물의 색상 변화 및 광반사성 저하를 억제하는 역할을 하는 것으로, 벤조트리아졸계, 벤조페논계, 트리아진계로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상이 사용될 수 있다. The UV stabilizer serves to suppress the color change and light reflectivity of the composition according to UV irradiation, and at least one selected from the group consisting of benzotriazole-based, benzophenone-based, and triazine-based may be used.

산화방지제로는 방향족 아민 계열, 페놀 계열, 포스파이트 계열 중 하나 또는 둘 이상이 사용될 수 있다.As the antioxidant, one or two or more of aromatic amine series, phenol series, and phosphite series may be used.

상기 형광증백제는 폴리카보네이트 수지 조성물의 광반사율을 향상시키는 역할을 하는 것으로, 4-(벤조옥사졸-2-일)-4'-(5-메틸벤조옥사졸-2-일)스틸벤 또는 4,4'-비스(벤조옥사졸-2-일)스틸벤 등과 같은 스틸벤-비스벤조옥사졸 유도체가 사용될 수 있다. The optical brightener serves to improve the light reflectance of the polycarbonate resin composition, and 4-(benzoxazol-2-yl)-4'-(5-methylbenzoxazol-2-yl)stilbene or Stilben-bisbenzoxazole derivatives such as 4,4'-bis(benzooxazol-2-yl)stilbene may be used.

분산제는 물리적 특성을 개질하는 기능을 하는 것으로서, 암모늄염, 활성아민, 유기산, 무기산 중 하나 또는 둘 이상이 사용될 수 있다.The dispersant has a function of modifying physical properties, and one or two or more of an ammonium salt, an active amine, an organic acid, and an inorganic acid may be used.

상기 이형제로는 불소 함유 중합체, 실리콘 오일, 스테아릴산의 금속염, 몬탄산의 금속염, 몬탄산 에스테르 왁스 또는 폴리에틸렌 왁스가 사용될 수 있다. As the releasing agent, a fluorine-containing polymer, silicone oil, a metal salt of stearylic acid, a metal salt of montanic acid, a montanic acid ester wax, or a polyethylene wax may be used.

내열안정제로는 펜타에리트리톨형 디포스파이트 화합물이 사용될 수 있다. As the heat-resistant stabilizer, a pentaerythritol type diphosphite compound may be used.

만약, 상기 합성수지 100중량부에 대하여, 첨가제를 2중량부 미만으로 포함할 경우에는 첨가제 각각의 효과를 기대하기 어렵고, 10중량부를 초과하여 포함할 경우에는 다른 성분들의 감소로 인한 주요특성인 축광 및 시온안료의 효과를 충분히 기대하기 어렵다. If, with respect to 100 parts by weight of the synthetic resin, if the additive is included in less than 2 parts by weight, it is difficult to expect the effect of each additive, and if it is included in more than 10 parts by weight, the main characteristics due to the reduction of other components, such as phosphorescence and It is difficult to fully expect the effect of Zion pigment.

본 발명에 따르면, 3D 프린터를 이용하여 축광안료를 통해 어두운 곳에서 발광하는 형상물을 제작할 수 있는 장점이 있고, 시온안료에 따라 온도를 식별하는데 용이할 뿐만 아니라 위험성을 경고하여 사용자의 안전을 확보할 수 있다. According to the present invention, there is an advantage of being able to produce a shape that emits light in a dark place through a phosphorescent pigment using a 3D printer, and it is easy to identify the temperature according to the Zion pigment, as well as to ensure the safety of users by warning of danger. I can.

또한, 무기충전제가 함유되어 강도, 결합력, 수분안정성 및 내구성을 향상시키고, 난연제가 함유되어 화기에 의해 쉽게 타지 않는 3D 형상물을 제작할 수 있는 장점이 있다. In addition, the inorganic filler is contained to improve strength, bonding force, moisture stability and durability, and the flame retardant is contained to produce a 3D shape that is not easily burned by fire.

도 1은 본 발명에 따른 3D 프린터용 축광 필라멘트 조성물을 이용한 3D 프린터용 축광 필라멘트의 제조 과정을 나타낸 단계흐름도이다. 1 is a step flow diagram showing a manufacturing process of a photoluminescent filament for a 3D printer using a photoluminescent filament composition for a 3D printer according to the present invention.

첨부된 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 3D 프린터용 축광 필라멘트 조성물을 이용한 3D 프린터용 축광 필라멘트는 재료 준비단계(S10), 재료 혼합단계(S20) 및 압출단계(S30)를 포함하여 이루어진다.1, the photoluminescent filament for a 3D printer using the photoluminescent filament composition for a 3D printer according to the present invention comprises a material preparation step (S10), a material mixing step (S20), and an extrusion step (S30).

1. 재료 준비단계(S10)1. Material preparation step (S10)

재료 준비단계(S10)는 합성수지, 축광안료, 시온안료, 무기충전제, 난연제, 첨가제를 각각 준비하는 단계이다.The material preparation step (S10) is a step of preparing synthetic resin, phosphorescent pigment, Zion pigment, inorganic filler, flame retardant, and additives, respectively.

합성수지로는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(acrylonitrile butadiene styrene; ABS) 100중량부에 대하여, 폴리락트산(polylactic acid; PLA) 30~70중량부, 폴리아미드(PA, Polyamide) 30~50중량부, 폴리비닐알코올(PVA, Poly Vinyl Alcohol) 30~50중량부, 폴리카보네이트(polycarbonate; PC) 30~50중량부를 혼합하여 재료로 준비한다.Synthetic resins include 30 to 70 parts by weight of polylactic acid (PLA), 30 to 50 parts by weight of polyamide, and polyvinyl based on 100 parts by weight of acrylonitrile butadiene styrene (ABS). Prepare a material by mixing 30-50 parts by weight of alcohol (PVA, Poly Vinyl Alcohol) and 30-50 parts by weight of polycarbonate (PC).

축광안료로는 알루미늄 옥사이드 100중량부에 대하여, 칼슘 카보네이트 30~50중량부, 스트론튬 카보네이트 20~30중량부, 보릭 애시드 15~20중량부, 다이디스프로슘 트라이옥사이드 3~5중량부 및 다이유로퓸 트라이옥사이드 1~2중량부를 포함하는 스트론튬 알루미네이트계 안료를 사용하되, 상기 축광안료 100중량부에 대하여, 불소 첨가 에틸렌 프로필렌(FEP) 공중합체 3~7중량부를 혼합하여 축광안료의 표면을 코팅하여 재료로 준비한다.As a phosphorescent pigment, based on 100 parts by weight of aluminum oxide, 30 to 50 parts by weight of calcium carbonate, 20 to 30 parts by weight of strontium carbonate, 15 to 20 parts by weight of boric acid, 3 to 5 parts by weight of didisprosium trioxide, and diuropium trioxide A strontium aluminate pigment containing 1 to 2 parts by weight is used, but with respect to 100 parts by weight of the photoluminescent pigment, 3 to 7 parts by weight of a fluorinated ethylene propylene (FEP) copolymer are mixed to coat the surface of the photoluminescent pigment. Prepare.

시온안료로는 20℃에서 색상이 변하는 블루 시온안료(BT-20), 31℃에서 변하는 오렌지 시온안료(OT-31) 및 43℃에서 변하는 레드 시온안료(RT-43)를 조합하여 재료로 준비한다.As a Zion pigment, a blue Zion pigment that changes color at 20℃ (BT-20), an orange Zion pigment that changes at 31℃ (OT-31), and a red Zion pigment that changes at 43℃ (RT-43) is prepared as a material. do.

무기충전제로는 벤토나이트 분말 100중량부에 대하여, 세피올라이트 분말 30~70중량부, 페탈라이트 분말 20~30중량부를 혼합하여 재료로 준비한다.As an inorganic filler, 30 to 70 parts by weight of sepiolite powder and 20 to 30 parts by weight of petalite powder are mixed with respect to 100 parts by weight of bentonite powder to prepare a material.

난연제로는 브롬계 난연제를 재료로 준비한다.As a flame retardant, a brominated flame retardant is prepared as a material.

첨가제로는 항균제, 자외선안정제, 산화방지제, 형광증백제, 분산제, 이형제, 내열안정제를 재료로 준비한다. As additives, antibacterial agents, ultraviolet stabilizers, antioxidants, optical brighteners, dispersants, release agents, and heat-resistant stabilizers are prepared as materials.

2. 재료 혼합단계(S20)2. Material mixing step (S20)

재료 혼합단계(S20)는 상기 재료 준비단계(S10)에서 준비된 재료를 적정 비율로 혼합하는 단계이다.The material mixing step (S20) is a step of mixing the material prepared in the material preparation step (S10) at an appropriate ratio.

합성수지 100중량부에 대하여, 축광안료 20~100중량부, 시온안료 20~30중량부, 무기충전제 5~10중량부, 난연제 2~10중량부, 첨가제 2~10중량부를 혼합한다.With respect to 100 parts by weight of the synthetic resin, 20 to 100 parts by weight of a photoluminescent pigment, 20 to 30 parts by weight of Zion pigment, 5 to 10 parts by weight of an inorganic filler, 2 to 10 parts by weight of a flame retardant, and 2 to 10 parts by weight of an additive are mixed.

3. 압출단계(S30)3. Extrusion step (S30)

압출단계(S30)는 상기 재료 혼합단계(S20)에서 혼합된 재료혼합물을 압출장치를 통해 압출하여 와이어 형태의 3D 프린터용 축광 필라멘트를 제조하는 단계이다.Extrusion step (S30) is a step of extruding the material mixture mixed in the material mixing step (S20) through an extrusion device to produce a photoluminescent filament for a 3D printer in the form of a wire.

구체적으로 상기 압출장치는 합성수지의 용융 가능한 온도인 180~230℃의 온도로 유지한 상태에서, 상기 투입된 재료혼합물을 압송하여 실 형태로 압출시키게 된다. 이때, 상기 압출장치에서 배출되는 실 형태의 필라멘트는 냉각수조를 이용하여 냉각된 후 보빈에 권취될 수 있도록 한다.Specifically, the extruder is maintained at a temperature of 180 to 230°C, which is a meltable temperature of the synthetic resin, and pressurizes the input material mixture to extrude it into a thread form. At this time, the filament in the form of a thread discharged from the extruder is cooled using a cooling water bath and then wound on a bobbin.

이때, 본 발명의 일 실시 예에 따른 3D 프린터용 축광 필라멘트의 직경은 1.50~3.0mm, 바람직하게는 1.75~2.0mm일 수 있다. 상기 필라멘트의 직경이 1.50mm 미만인 경우 필라멘트를 밀어내는 인쇄 헤드의 제작이 어렵고 프린팅 속도 또한 지나치게 늦어지며, 3.0mm를 초과하는 경우 고화속도가 늦고 프린팅선이 굵어져 제품의 정밀도가 떨어져 바람직하지 못하다.At this time, the diameter of the photoluminescent filament for a 3D printer according to an embodiment of the present invention may be 1.50 ~ 3.0mm, preferably 1.75 ~ 2.0mm. If the diameter of the filament is less than 1.50 mm, it is difficult to manufacture a print head that pushes the filament, and the printing speed is too slow, and if it exceeds 3.0 mm, the solidification speed is slow and the printing line is thick, which is not preferable because the precision of the product decreases.

본 발명에 의하면, 3D 프린터를 이용하여 축광에 의해 어두운 곳에서 발광하는 형상물을 제작할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage of being able to produce a shape that emits light in a dark place by photoluminescence using a 3D printer.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited thereto, and it should be understood that the scope of the present invention extends to the scope substantially equal to the embodiment of the present invention. Various modifications may be made by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains within the scope not departing from the spirit of the invention.

Claims (4)

합성수지 100중량부에 대하여,
축광안료 20~100중량부,
시온안료 20~30중량부,
무기충전제 5~10중량부,
난연제 2~10중량부 및
첨가제 2~10중량부를 포함하되,
상기 합성수지는,
아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(acrylonitrile butadiene styrene; ABS) 100중량부에 대하여, 폴리락트산(polylactic acid; PLA) 30~70중량부, 폴리아미드(PA, Polyamide) 30~50중량부, 폴리비닐알코올(PVA, Poly Vinyl Alcohol) 30~50중량부 및 폴리카보네이트(polycarbonate; PC) 30~50중량부를 혼합하여 사용하고,
상기 축광안료는,
알루미늄 옥사이드 100중량부에 대하여, 칼슘 카보네이트 30~50중량부, 스트론튬 카보네이트 20~30중량부, 보릭 애시드 15~20중량부, 다이디스프로슘 트라이옥사이드 3~5중량부 및 다이유로퓸 트라이옥사이드 1~2중량부를 포함하는 스트론튬 알루미네이트계 안료를 사용하되,
상기 축광안료의 입도는 3~5㎛이고,
상기 축광안료 100중량부에 대하여, 불소 첨가 에틸렌 프로필렌(FEP) 공중합체 3~7중량부를 혼합하여 축광안료의 표면이 코팅되도록 하며,
상기 시온안료는,
블루 시온안료(BT-20), 오렌지 시온안료(OT-31) 및 레드 시온안료(RT-43)를 포함하고,
상기 무기충전제는,
0.5~1㎛의 입경을 갖는 벤토나이트 분말 100중량부에 대하여, 0.1~0.2㎛의 입경을 갖는 세피올라이트 분말 30~70중량부, 0.1~0.2㎛의 입경을 갖는 페탈라이트 분말 20~30중량부를 포함하며,
상기 난연제는,
브롬화 폴리카보네이트 올리고머, 브롬화 에폭시 올리고머 및 브롬화 폴리아크릴레이트로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하고,
상기 첨가제로는 항균제, 자외선안정제, 산화방지제, 형광증백제, 분산제, 이형제, 내열안정제를 포함하여 사용하되,
상기 항균제는 활성탄 분말을 사용하고,
상기 자외선안정제는 벤조트리아졸계, 벤조페논계, 트리아진계로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용하며,
상기 산화방지제는 방향족 아민 계열, 페놀 계열, 포스파이트 계열 중 하나 또는 둘 이상을 사용하고,
상기 형광증백제는 4-(벤조옥사졸-2-일)-4'-(5-메틸벤조옥사졸-2-일)스틸벤 또는 4,4'-비스(벤조옥사졸-2-일)스틸벤인 스틸벤-비스벤조옥사졸 유도체를 사용하며,
상기 분산제는 암모늄염, 활성아민, 유기산, 무기산 중 하나 또는 둘 이상을 사용하고,
상기 이형제는 불소 함유 중합체, 실리콘 오일, 스테아릴산의 금속염, 몬탄산의 금속염, 몬탄산 에스테르 왁스 또는 폴리에틸렌 왁스를 사용하며,
상기 내열안정제는 펜타에리트리톨형 디포스파이트 화합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 축광 필라멘트 조성물.
For 100 parts by weight of synthetic resin,
20 to 100 parts by weight of phosphorescent pigment,
20 to 30 parts by weight of Zion pigment,
5 to 10 parts by weight of inorganic filler,
Flame retardant 2 to 10 parts by weight and
Including 2 to 10 parts by weight of additives,
The synthetic resin,
Based on 100 parts by weight of acrylonitrile butadiene styrene (ABS), 30 to 70 parts by weight of polylactic acid (PLA), 30 to 50 parts by weight of polyamide (PA), polyvinyl alcohol (PVA) , Poly Vinyl Alcohol) 30-50 parts by weight and polycarbonate (PC) 30-50 parts by weight are mixed and used,
The phosphorescent pigment,
Based on 100 parts by weight of aluminum oxide, 30 to 50 parts by weight of calcium carbonate, 20 to 30 parts by weight of strontium carbonate, 15 to 20 parts by weight of boric acid, 3 to 5 parts by weight of didisprosium trioxide, and 1 to 2 parts by weight of diuropium trioxide Using a strontium aluminate-based pigment containing part,
The particle size of the phosphorescent pigment is 3 ~ 5㎛,
With respect to 100 parts by weight of the photoluminescent pigment, 3 to 7 parts by weight of a fluorinated ethylene propylene (FEP) copolymer are mixed to coat the surface of the photoluminescent pigment,
The Zion pigment,
Including Blue Zion Pigment (BT-20), Orange Zion Pigment (OT-31) and Red Zion Pigment (RT-43),
The inorganic filler,
With respect to 100 parts by weight of bentonite powder having a particle diameter of 0.5 to 1㎛, 30 to 70 parts by weight of sepiolite powder having a particle diameter of 0.1 to 0.2㎛, 20 to 30 parts by weight of petalite powder having a particle diameter of 0.1 to 0.2㎛ Includes,
The flame retardant,
Including at least one selected from the group consisting of brominated polycarbonate oligomer, brominated epoxy oligomer, and brominated polyacrylate,
As the additive, an antibacterial agent, an ultraviolet stabilizer, an antioxidant, an optical brightener, a dispersant, a release agent, and a heat-resistant stabilizer are used.
The antibacterial agent uses activated carbon powder,
The ultraviolet stabilizer is used at least one selected from the group consisting of benzotriazole-based, benzophenone-based, and triazine-based,
The antioxidant uses one or two or more of an aromatic amine series, a phenol series, and a phosphite series,
The optical brightener is 4-(benzoxazol-2-yl)-4'-(5-methylbenzoxazol-2-yl)stilbene or 4,4'-bis(benzooxazol-2-yl) Using a stilbene stilbene-bisbenzoxazole derivative,
The dispersant uses one or two or more of ammonium salt, active amine, organic acid, and inorganic acid,
The releasing agent uses a fluorine-containing polymer, silicone oil, a metal salt of stearylic acid, a metal salt of montanic acid, a montanic acid ester wax, or a polyethylene wax,
The heat-resistant stabilizer is a photoluminescent filament composition for a 3D printer, characterized in that using a pentaerythritol-type diphosphite compound.
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