KR20170138780A - 3D printer filament and method for manufacturing thereof - Google Patents

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KR20170138780A
KR20170138780A KR1020160071042A KR20160071042A KR20170138780A KR 20170138780 A KR20170138780 A KR 20170138780A KR 1020160071042 A KR1020160071042 A KR 1020160071042A KR 20160071042 A KR20160071042 A KR 20160071042A KR 20170138780 A KR20170138780 A KR 20170138780A
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Abstract

Disclosed is a filament for three-dimensional printers, consisting of natural wax, cacao butter, starch, soybean oil, natural colorant, and a vinyl acetate resin. According to the present invention, it is possible to produce filaments for three-dimensional printers, which are completely harmless to human body.

Description

3D 프린터용 필라멘트 및 그 제조 방법{3D printer filament and method for manufacturing thereof}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a filament for a 3D printer,

본 발명은 3D 프린터용 필라멘트 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천연 밀랍, 카카오버터, 전분, 대두유, 천연색소 및 초산비닐수지로 이루어진 3D 프린터용 필라멘트 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a filament for a 3D printer, and more particularly to a filament for a 3D printer made of natural wax, cacao butter, starch, soybean oil, natural dye and vinyl acetate resin, and a method for producing the filament.

3D 프린터는 2D 프린터가 활자나 그림을 인쇄하듯이 입력한 도면을 바탕으로 3차원의 입체 물품을 만들어내는 기계이다. 3D 프린터는 앞뒤(x축)와 좌우(y축)에 상하(z축) 운동을 더하여 입력한 3D 도면을 바탕으로 입체 물품을 만들어낸다. A 3D printer is a machine that produces three-dimensional solid objects based on the drawings as if a 2D printer were printing type or drawing. The 3D printer creates solid objects based on the 3D drawings input by adding the up and down movement (z axis) on the front and back (x axis) and the left and right (y axis).

3D 프린터는 입체 형태를 만드는 방식에 따라 크게 한 층씩 쌓아 올리는 적층형(첨가형 또는 쾌속조형 방식)과 큰 덩어리를 깎아가는 절삭형(컴퓨터 수치제어 조각 방식)으로 구분한다. 적층형은 파우더(석고나 나일론 등의 가루)나 플라스틱 액체 또는 플라스틱 실을 종이보다 얇은 0.01~0.08㎜의 층(레이어)으로 겹겹이 쌓아 입체 형상을 만들어내는 방식이다. 레이어가 얇을수록 정밀한 형상을 얻을 수 있고, 채색을 동시에 진행할 수 있다. 절삭형은 커다란 덩어리를 조각하듯이 깎아내 입체 형상을 만들어내는 방식이다. 적층형에 비하여 완성품이 더 정밀하다는 장점이 있지만, 재료가 많이 소모되고 컵처럼 안쪽이 파인 모양은 제작하기 어려우며 채색 작업을 따로 해야 하는 것이 단점이다.3D printers are divided into two types: stacked type (additive type or rapid prototyping method) and large cutting type (computer numerically controlled engraving method). In the laminated type, a three-dimensional shape is formed by stacking layers of powder (gypsum or nylon powder), plastic liquid or plastic yarn in a layer (layer) of 0.01 to 0.08 mm thinner than paper. The thinner the layer is, the more accurate the shape can be obtained and the coloring can proceed at the same time. The cutting type is a method of making a three-dimensional shape by carving out a large lump. Although the finished product is more accurate than the laminated type, it is a drawback that it consumes a lot of material, it is difficult to make a shape like a cup inside, and coloring work must be done separately.

제작 단계는 모델링(modeling), 프린팅(printing), 피니싱(finishing)으로 이루어진다. 모델링은 3D 도면을 제작하는 단계로, 3D CAD(computer aided design)나 3D 모델링 프로그램 또는 3D 스캐너 등을 이용하여 제작하는 것이다. 프린팅은 모델링 과정에서 제작된 3D 도면을 이용하여 물체를 만드는 단계로, 적층형 또는 절삭형 등으로 작업을 진행하는 것이다. 이때 소요시간은 제작물의 크기와 복잡도에 따라 다르다. 피니싱은 산출된 제작물에 대해 보완 작업을 하는 단계로, 색을 칠하거나 표면을 연마하거나 부분 제작물을 조립하는 등의 작업을 진행하는 것이다.The manufacturing stage consists of modeling, printing, and finishing. Modeling is the step of producing a 3D drawing, which is made using a computer aided design (3D CAD), a 3D modeling program, or a 3D scanner. Printing is a step of creating an object using the 3D drawings produced in the modeling process, and the work is carried out by stacking or cutting. The time required depends on the size and complexity of the production. Finishing is a step of complementing the produced work, such as coloring, polishing the surface, or assembling the partial work.

3D 프린터의 재료로는 플라스틱, 금속, 세라믹, 바이오 물질 또는 식품 등이 사용되며, 이는 분말 형태, 필라멘트 형태, 펠릿 형태, 액체수지 형태로 사용되고 있다. 나일론이나 폴리아미드 같은 플라스틱 계열은 유연하고 내구성이 뛰어나 가장 많이 사용되며, 일반적으로 분말 형태나 필라멘트 형태로 많이 사용된다. 플라스틱 종류로는 알루마이드, ABS(Acrylonitrile butadiene styrene), PLA(Polylactic acid) 및 Laywood 등이 있다. 금속재료로는 알루미늄, 코발트 유도체, 스테인레스, 금, 은 또는 티타늄 등이 분말형태로 사용된다. 최근에는 세라믹, 종이, 바이오 물질 또는 식품이 사용되기도 한다.Plastics, metals, ceramics, biomaterials or foods are used as materials for 3D printers, and they are used in powder form, filament form, pellet form, and liquid resin form. Plastics such as nylon and polyamide are most commonly used in the form of powders or filaments because they are flexible and durable. Plastic types include alumides, acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polylactic acid (PLA), and laywood. As the metal material, aluminum, cobalt derivatives, stainless steel, gold, silver or titanium are used in powder form. In recent years, ceramics, paper, biomaterials, or foods have been used.

기존의 3D 프린터 재료는 3D 프린터로 가공 시 유해 가스 또는 유해 물질이 많이 배출되어 인체에 유해하고 환경 오염에 원인이 되고 있다. 특히 아동이나 청소년층이 사용하기에 적합한 3D 프린터 필라멘트용 소재가 없으며, 기존의 초콜릿으로 3D 프린터 필라멘트 제조 시에는 탄성도 없으며 부서지는 문제점이 있고 소재를 환형태로의 가공 후 투입하고 기존의 3D 프린터에 호퍼형식의 투입구를 장착한 후 가열하는 개조과정을 거쳐 이루어진다.Conventional 3D printer materials are harmful to the human body and cause environmental pollution by emitting a lot of harmful gas or harmful substance when processing with 3D printer. In particular, there is no material for 3D printer filament suitable for use by children or adolescents, and there is no elasticity when the 3D printer filament is manufactured using conventional chocolate, and there is a problem in that it is broken. The hopper type inlet is mounted and heated.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 3D 프린터로 가공 시 오염 물질을 배출하지 않는 3D 프린터 필라멘트를 제공하며, 또한, 초콜릿이나 식품성분에 적합한 3D 프린터용 필라멘트를 제공함에 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [7] The present invention provides a 3D printer filament that does not discharge contaminants when processed into a 3D printer, and also provides a filament for a 3D printer suitable for chocolate or food ingredients.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따라, 3D 프린터용 필라멘트는 천연 밀랍, 카카오버터, 전분, 대두유, 천연색소 및 초산비닐수지를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a filament for a 3D printer includes natural wax, cacao butter, starch, soybean oil, natural pigment, and vinyl acetate resin.

상기 3D 프린터용 필라멘트는 3D 프린터용 필라멘트의 총량 기준으로 천연 밀랍 20 내지 30중량%, 카카오버터 2 내지 10중량%, 전분 2 내지 10중량%, 대두유 2 내지 10중량%, 천연색소 2 내지 10중량% 및 초산비닐수지 30 내지 70중량%를 함유할 수 있다.The filament for a 3D printer according to the present invention comprises 20 to 30 wt% of natural beeswax, 2 to 10 wt% of cacao butter, 2 to 10 wt% of starch, 2 to 10 wt% of soybean oil, 2 to 10 wt% % And a vinyl acetate resin in an amount of 30 to 70% by weight.

3D 프린터용 필라멘트는 스테아르산, 카나우바왁스, 식품용 수산화칼슘 및 아로마 오일 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.The filament for a 3D printer may further comprise at least one of stearic acid, carnauba wax, calcium hydroxide for food and aroma oil.

상기 3D 프린터용 필라멘트는 3D 프린터용 필라멘트의 총량 기준으로 스테아르산 0.5 내지 5중량%, 카나우바왁스 0.5 내지 5중량%, 식품용 수산화칼슘 0.5 내지 5중량% 또는 아로마 오일 0.5 내지 5중량%을 함유할 수 있다.The 3D printer filament contains 0.5 to 5% by weight of stearic acid, 0.5 to 5% by weight of carnauba wax, 0.5 to 5% by weight of calcium hydroxide for food or 0.5 to 5% by weight of aroma oil based on the total amount of filaments for 3D printer .

상기 3D 프린터용 필라멘트는 3D 프린터로 크레용 제조 시 재료로 사용될 수 있다.The 3D printer filament can be used as a material in the manufacture of crayons by a 3D printer.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따라, 3D 프린터용 필라멘트 제조방법은 천연 밀랍, 카카오버터, 전분, 대두유, 천연색소 및 초산비닐수지를 가열하여 용해하는 단계; 상기 용해물을 냉각하고 고체화하여 분산하는 단계; 상기 분산물을 재가열하여 재용해하는 단계; 및 상기 재용해물을 필라멘트 형태로 압출하는 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method for manufacturing a filament for a 3D printer, comprising heating and dissolving natural wax, cacao butter, starch, soybean oil, natural dye and vinyl acetate resin; Cooling and solidifying and dispersing the melt; Reheating and re-dissolving the dispersion; And extruding the redissolver in filament form.

본 발명에 의하면, 유해한 물질 또는 가스를 배출하는 기존의 3D 프린터 재료에 비하여 식품 공전에 등재되어 있는 식품 첨가물을 3D 프린터 필라멘트로 구현함으로써 3D 프린터로 물품 제조 시 인체에 완전 무해한 3D 프린터 필라멘트를 제공한다.According to the present invention, a 3D printer filament is provided as a food additive listed in food circulation in comparison with a conventional 3D printer material that discharges a harmful substance or gas, thereby providing a 3D printer filament that is completely harmless to the human body in the manufacture of articles by a 3D printer .

또한, 크레용을 3D 프린터로 제조하기 위한 새로운 3D 프린터 재료를 제공하고, 본 3D 프린터 재료에 의하여 크레용이 제조될 경우, 탄성이 우수하여 크레용이 부러지지 않으며, 착색이 더 우수한 효과를 가지고 있다. 또한, 아로마 오일을 부가함으로써 아로마 향이 나는 크레용으로 그림을 그릴 경우, 향기 및 심리적 안정 효과 등을 가져다 줄 수 있다.In addition, when a new 3D printer material for manufacturing crayons is provided as a 3D printer, and crayons are produced by the 3D printer material, the crayons are excellent in elasticity, so that the crayons are not broken and the coloring is more excellent. In addition, aroma oil can be added to bring aroma and psychological stabilization effects when drawing a picture with aroma-flavored crayons.

또한, 3D 프린터로 출력시 융점이 기존의 재료는 220℃(±20℃)이나 상기재료는 120℃(±10℃)에서 가공할 수 있어 에너지 효율이 좋고 그만큼 출력 시간도 단축시킬 수 있다.In addition, the melting point of the conventional material can be 220 ° C (± 20 ° C) and the material can be processed at 120 ° C (± 10 ° C) when outputting to a 3D printer, thus achieving energy efficiency and shortening the output time accordingly.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터용 필라멘트의 제조 과정에 관한 흐름도를 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a flowchart illustrating a process of manufacturing a filament for a 3D printer according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

다음은 본 발명에 대해 아래의 실시예를 참고로 보다 구체적으로 설명한다. 또한, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 또한, 배합량은 중량 기준으로 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. In addition, the blending amount is expressed by weight.

본 발명에 있어서, 3D 프린터용 필라멘트는 천연 밀랍, 카카오버터, 전분, 대두유, 천연색소 및 초산비닐수지를 포함한다. In the present invention, filaments for 3D printers include natural beeswax, cacao butter, starch, soybean oil, natural dyes, and vinyl acetate resin.

3D 프린터용 필라멘트 에는 3D 프린터용 필라멘트의 총량 기준으로 천연 밀랍 20 내지 30중량%, 카카오버터 2 내지 10중량%, 전분 2 내지 10중량%, 대두유 2 내지 10중량%, 천연색소 2 내지 10중량% 및 초산비닐수지 30 내지 70중량%가 함유되어 있다.The filament for a 3D printer includes 20 to 30% by weight of natural beeswax, 2 to 10% by weight of cacao butter, 2 to 10% by weight of starch, 2 to 10% by weight of soybean oil, 2 to 10% And 30 to 70% by weight of a vinyl acetate resin.

천연 밀랍(beeswax)은 벌집에서 가열압착법 또는 용제추출법을 통하여 채취하는 동물성 고체랍으로 점착성이 있는 비결정성 물질이다. 밀랍의 주성분은 멜리실알코올의 팔미트산 에스터와 세로트산이다. 밀랍의 특성으로는 녹는점 62~63℃, 비중 0.961~0.973, 굴절률 1.456~1.459, 비누화값 86~93, 아이오딘값 8~14의 특성을 가진다. 본 발명에 있어서 천연 밀랍은 식용 밀랍이다.Natural beeswax is an amorphous substance that is sticky to animal solid wafers collected by honeycomb heating or solvent extraction. The main component of beeswax is palmitic acid ester of melissyl alcohol and cetric acid. Properties of beeswax have melting point 62 ~ 63 ℃, specific gravity 0.961 ~ 0.973, refractive index 1.456 ~ 1.459, saponification value 86 ~ 93, and iodine value 8 ~ 14. In the present invention, natural beeswax is edible beeswax.

천연 밀랍은 안료인 천연 색소와 기타 첨가물과의 응집과 착색을 위한 첨가물로서 구성 성분의 균일한 분산을 돕는 역할을 한다.Natural beeswax is an additive for the coagulation and coloring of natural pigments, which are pigments, and other additives, and serves to help uniform dispersion of the components.

카카오버터는 카카오 열매의 핵에서 압착법에 의하여 얻는 지방으로서 팔미트산, 스테아르산, 올레산 등을 구성 성분으로 하고 있다. 카카오버터는 녹는점 28~36℃, 비누화값 190~200, 아이오딘값 35~40이며, 구성 지방산은 팔미트산, 스테아르산, 올레산 등이다.Cacao butter is a fat obtained by squeezing from the nucleus of cacao fruit and contains palmitic acid, stearic acid, and oleic acid as constituents. Cacao butter has a melting point of 28 to 36 ° C, a saponification value of 190 to 200 and an iodine value of 35 to 40. The constituent fatty acids are palmitic acid, stearic acid and oleic acid.

3D 프린터를 통하여 천연 밀랍만으로 이루어진 3D 프린터용 필라멘트로 물품을 제조했을 경우, 강도가 높아 물품이 깨지기 쉬워 진다. 그러나 카카오버터를 함유하여 3D 프린터로 물품을 제조함으로써 강도를 조절하여 물품 제조 과정이나 완성 후 사용 시 파손을 방지할 수가 있고, 카카오버터가 함유됨으로써 3D 프린터로 제조된 물품에서 식품, 즉, 초콜릿 냄새를 나게 할 수 있다.When an article is manufactured using a 3D printer filament made of natural wax only through a 3D printer, the article becomes fragile because of its high strength. However, it is possible to prevent the breakage of the product during the manufacturing process or after the completion of the product by controlling the strength by manufacturing the product with the 3D printer containing the cacao butter, and it is possible to prevent the breakage of the product in the product manufactured with the 3D printer by containing the cacao butter, . ≪ / RTI >

전분(starch)은 D-글루코오스(포도당)가 축합하여 생긴 다당류이며, 녹말이라고도 한다. 이는 엽록소를 가진 식물체에 널리 존재한다. 전분에 뜨거운 물을 붓거나 물을 부어 가열하면 녹말 입자는 팽창하여 점성이 강한 액체, 즉 풀이 된다. 이 후 굳어지면서 경화된다.Starch is a polysaccharide produced by the condensation of D-glucose (glucose), which is also called starch. It is widely present in plants with chlorophyll. When hot water is poured into starch or poured into water and heated, the starch particles expand and become a viscous liquid, that is, a paste. After that, it hardens and hardens.

대두유는 대두(함유량 18~20%)에서 채유되는 반 건성유이다. 대두의 주산지는 미국, 남미 등이고 그 대부분은 착유 원료로 한다. 주성분은 리놀산, 올레산, 팔미트산 및 리노렌산의 혼합 글리세리드로 되어 있다. 조제 콩기름은 황갈색이고 불쾌한 냄새가 나므로 이것을 다시 정제하여 식용한다. 정제한 기름은 담황색이며 냄새가 없고 맛도 구수하여 식용유로서 가장 다량으로 소비된다.Soybean oil is semisynthetic oil which is extracted from soybean (content 18 ~ 20%). Soybean is mainly used in USA, South America and most of them are milking raw materials. The main component is a mixed glyceride of linoleic acid, oleic acid, palmitic acid and linoleic acid. The crude soybean oil is yellowish brown and has an unpleasant odor, so it is refined and edible. Refined oil is pale yellow, has no odor and taste, and is consumed in the largest amount as edible oil.

3D 프린터용 필라멘트의 재료로 대두유가 첨가됨으로써, 제조 후 사용 시 천연색소가 부드럽게 착색이 되고, 또한 제조 물품이 일정 수준의 유분을 함유하게 함으로써 제품 소진 시까지 품질을 균일하게 하는 역할을 한다.The addition of soybean oil as the material of the filament for 3D printers enables smooth coloring of natural pigments during use after production and also makes the quality of the product uniform until the product is exhausted by allowing the product to contain a certain level of oil.

천연 색소는 동식물체에서 얻어지는 천연의 색소를 의미한다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 천연 색소는 동물 또는 식물로부터 얻어지는 천연 색소 모두를 포함한다. 예를 들어, 천연 색소는 딸기 분말, 블루베리 분말, 녹차 분말, 치자 분말, 오징어 먹물, 자색 고구마 분말 등으로 이루어질 수 있다. 천연 색소는 제조 물품의 색을 결정하는 역할을 한다.Natural pigment means natural pigments obtained from the same plant. In one embodiment of the present invention, the natural coloring matter includes all the natural coloring matter obtained from an animal or a plant. For example, natural pigments may be composed of strawberry powder, blueberry powder, green tea powder, gardenia powder, squid ink, purple sweet potato powder and the like. Natural pigments play a role in determining the color of the manufactured article.

초산비닐수지(polyvinyl acetate resin)는 초산 비닐이라고도 한다. 추잉 껌 기초제, 과실 등의 피막제(중합체)로 사용된다. 그밖에, 접착제, 도료피막제품, 인쇄용 잉크, scotch tape 등에도 쓰인다. 본품은, 추잉 껌 기초제 및 과실 또는 과채표피의 피막제 이외의 용도에 사용하여서는 안 된다. 무색~담황색의 알맹이 또는 유리모양의 덩어리로, 물, 지방 등에는 녹지 않지만 에탄올, 초산에틸 등의 알코올류나 에스테르류에는 용해한다. 무취로 강인하고 가소성을 가져 일광이나 열로 착색되지만 노화하는 것은 없다. 검과 같이 독성은 거의 없다고 생각되고 있다. 초산비닐수지는 3D 프린터용 필라멘트로 출력된 출력물에 탄성을 부가하여 더욱 부러지지 않게 하는 역할을 한다. 또한, 천연색소의 채색성을 더 부가시킬 수도 있다.Polyvinyl acetate resin is also called vinyl acetate. It is used as a coating agent (polymer) for chewing gum base agent and fruit. In addition, it is used for adhesives, paint film products, printing ink, scotch tape and so on. This product should not be used for applications other than the chewing gum base agent and the covering agent for fruit or vegetable skin. It is colorless to pale yellow lumpy or glassy lump. It does not dissolve in water and fat but dissolves in alcohols and esters such as ethanol and ethyl acetate. It is odorless, tough and plastic, so it is colored with sunlight or heat, but there is no aging. It is thought that there is almost no toxicity like a sword. The vinyl acetate resin serves to make the output output from the filament of the 3D printer add elasticity to prevent further breakage. Further, the coloring property of the natural coloring matter may be further added.

본 발명의 다른 실시예에 따라, 3D 프린터용 필라멘트는 스테아르산, 카나우바왁스, 식품용 수산화칼슘 및 아로마 오일 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the filament for a 3D printer may further comprise at least one of stearic acid, carnauba wax, calcium hydroxide for food, and aroma oil.

3D 프린터용 필라멘트에는 3D 프린터용 필라멘트의 총량 기준으로 스테아르산, 카나우바왁스, 식품용 수산화칼슘 또는 아로마 오일 0.5 내지 5중량%이 함유될 수 있다.Filaments for 3D printers may contain stearic acid, carnauba wax, calcium hydroxide for food or 0.5 to 5 wt% aroma oil based on the total amount of filaments for 3D printers.

스테아르산(Stearic acid)은 탄소수 18의 포화 고급지방산이다. 글리세롤과의 에스터로 널리 동식물계의 유지나 인지질에 함유되어 있고 천연으로는 가장 다량으로 존재하는 지방산이다. 화학식은 C18H36O2이며, 상온에서는 흰색의 나뭇잎 모양 결정으로, 분자량 284.48g/mol, 녹는점 71~71.5℃, 응고점 69.4℃, 끓는점 383℃, 밀도 0.94g/cm3이다. Stearic acid is a saturated fatty acid with a carbon number of 18. It is an ester with glycerol. It is widely distributed in plant and animal species or in phospholipids. It is the most abundant fatty acid in nature. Formula is C 18 H 36 O 2, and in the white leaf-shaped crystals at room temperature, the molecular weight 284.48g / mol, melting point 71 ~ 71.5 ℃, 69.4 ℃ freezing point, boiling point 383 ℃, density 0.94g / cm 3.

스테아르산은 천연 밀랍과 유사한 역할을 하지만, 천연 밀랍보다는 더 단단하게 제조물품을 구성할 수 있다.Stearic acid plays a similar role to natural beeswax, but it can be made more rigidly than natural beeswax.

카나우바 왁스(Carnauba Wax)는 야자과 브라질 왁스 야자수의 잎과 싹으로부터 얻어 정제한 왁스이다. 카나우바 왁스는 엷은 황색~엷은 갈색의 가루, 박편 또는 단단하고 부스러지기 쉬운 덩어리로 된 천연 왁스이다. 끓는 알코올에 부분적으로 용해되며, 클로로폼과 에테르에 용해되나 물에는 용해되지 않는다. 비중은 약 0.997이고, 녹는점은 80~86℃이어야 한다. 1일허용섭취량(ADI)은 0.0~7.0mg/kg이며, 사탕류의 피막제로 이용한다.Carnauba Wax (Carnauba Wax) is a wax obtained from palm and Brazil wax palm leaves and shoots. Carnauba wax is a pale yellow to pale brown powder, flake or natural wax in a hard, crumbly mass. Partially soluble in boiling alcohol, soluble in chloroform and ether but not soluble in water. The specific gravity should be about 0.997 and the melting point should be 80 ~ 86 ℃. The allowable daily intake (ADI) is 0.0 to 7.0 mg / kg, and it is used as a confectionery of candy.

카나우바왁스는 제조물품을 단단하게 만드는 역할을 한다.Carnauba wax is used to make the article hard.

수산화칼슘은 물에 용해되기 어려운 무색 결정, Ca(OH)2, 속칭 소석회라고도 한다. 수용액은 석회수라 하고 현탁액은 석회유라 한다. 또 수용액은 공기 중의 이산화탄소를 흡수하여 탄산칼슘의 백탁(白濁)이 생긴다. 생석회(산화칼슘 CaO)에 물을 작용시키면 격렬하게 발열하며 생긴다. 수산화칼슘은 염가의 공업용 염기, 부식제, 산성 토양의 중화제로 사용되나 이는 공업용 수산화칼슘을 의미한다. 본 발명에 있어서는, 식품첨가물로 사용되는 식품용 수산화칼슘이 이용된다.Calcium hydroxide is a colorless crystal, Ca (OH) 2 , which is difficult to dissolve in water. The aqueous solution is called limestone and the suspension is called limy limestone. In addition, the aqueous solution absorbs carbon dioxide in the air to cause clouding of calcium carbonate. Calcium oxide (calcium oxide CaO) is produced by the action of water and generates heat violently. Calcium hydroxide is used as a neutralizing agent for inexpensive industrial bases, caustic and acidic soil, but it means industrial calcium hydroxide. In the present invention, calcium hydroxide for food used as a food additive is used.

수산화칼슘은 천연 색소의 색상을 더욱 선명하게 하고, 제품의 질감을 좋게 하고, 착색을 용이하게 한다.Calcium hydroxide makes the color of the natural pigment more clear, improves the texture of the product, and facilitates the coloring.

아로마 오일(정유)은 약효성분이 있는 허브와 스파이스 그리고 식물의 꽃, 줄기, 열매, 뿌리, 잎, 수피, 수지 등에서 추출한 휘발성이거나 인화성이 있는 물질로, 제조물품에 아로마 향기가 나게 하는 역할 및 향기로 인한 심리적 안정을 가져다 줄 수 있는 역할을 한다. 본 발명에 있어서, 향기를 나게 하는 오일은 식품 첨가물로 가능한 것이면 상관은 없다.Aroma oil (essential oil) is a volatile or flammable substance extracted from herbs, spices and plant flowers, stems, fruit, roots, leaves, bark, resin, etc., which have active ingredients. And it can play a role in bringing about psychological stability. In the present invention, the flavor-imparting oil may be any food additives.

본 발명에 따른 3D 프린터용 필라멘트는 3D 프린터로 크레용을 제조 시, 3D 프린터 재료로 사용될 수 있다. 이는 일 실시예일뿐, 본 발명에 따른 3D 프린터 재료는 3D 프린팅시 사용되는 것이며, 그 용도에 제한이 있는 것은 아니다.The filament for a 3D printer according to the present invention can be used as a 3D printer material when manufacturing a crayon with a 3D printer. This is only an embodiment, and the 3D printer material according to the present invention is used in 3D printing, and its use is not limited.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터용 필라멘트의 제조 과정에 관한 흐름도를 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a flowchart illustrating a process of manufacturing a filament for a 3D printer according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 1을 참조하면, 단계 110은 제 1 교반 과정으로, 천연 밀랍, 카카오버터, 전분, 대두유, 천연색소 및 초산비닐수지를 가열하여 용해한다. 다른 실시예로, 스테아르산, 카나우바왁스, 식품용 수산화칼슘 및 아로마 오일 중 적어도 하나를 더 포함하여 가열하여 용해할 수 있다.Referring to FIG. 1, step 110 is a first stirring step in which natural beeswax, cacao butter, starch, soybean oil, natural pigment and vinyl acetate resin are dissolved by heating. In another embodiment, at least one of stearic acid, carnauba wax, calcium hydroxide for food, and aroma oil may be further contained and heated to dissolve.

이때, 제 1 교반 과정이 수행되는 3D 프린터용 필라멘트는 3D 프린터용 필라멘트의 총량 기준으로 천연 밀랍 20 내지 30중량%, 카카오버터 2 내지 10중량%, 전분 2 내지 10중량%, 대두유 2 내지 10중량%, 천연색소 2 내지 10중량%, 초산비닐수지 30 내지 70중량% 및 스테아르산, 카나우바왁스, 식품용 수산화칼슘 또는 아로마 오일 0.5 내지 5중량%이 함유될 수 있다.At this time, the filament for the 3D printer in which the first stirring process is performed is composed of 20 to 30 wt% of natural beeswax, 2 to 10 wt% of cacao butter, 2 to 10 wt% of starch, 2 to 10 wt% of soybean oil % Of a natural coloring matter, 2 to 10% by weight of a natural coloring matter, 30 to 70% by weight of a vinyl acetate resin, and 0.5 to 5% by weight of stearic acid, carnauba wax, calcium hydroxide for food or aroma oil.

단계 120은 분산 과정으로, 제 1 교반 과정의 결과물인 용해물을 냉각하여 고체화하고, 이를 분산한다. 제 1 교반 과정의 용해물을 냉각수를 통하여 냉각한 후, 이를 삼본밀(3-Roll Mill)에 투입하여 분쇄 또는 분산과정을 거친다. Step 120 is a dispersion process in which the melt, which is the result of the first stirring process, is cooled and solidified and dispersed. The melt of the first stirring process is cooled through cooling water, and then the melt is pulverized or dispersed by being fed into a 3-roll mill.

삼본밀은 수평으로 놓인 롤러 사이의 미세한 간극으로 시료를 통과시켜 시료의 균질화에 적용되는 장비이다. 인접한 3개의 롤러가 회전함으로써 시료에 압력과 전단력이 가해져, 혼합, 분쇄 및 분산의 효과를 얻는다.A triple mill is a device applied to the homogenization of a sample by passing the sample through a fine gap between horizontally laid rollers. As the three adjacent rollers rotate, pressure and shearing force are applied to the sample to obtain the effect of mixing, grinding and dispersing.

분쇄 또는 분산 과정을 통하여 분말 원료들의 입자가 균일하게 분산됨으로써 용해하기가 더 용이하고, 천연 색소의 경우 입자의 크기가 불균형하여 미세 분쇄를 통하여 발색이나 착색을 용이하게 하도록 한다.The particles of the powder raw materials are uniformly dispersed through the pulverization or dispersion process, so that they are more easily dissolved. In the case of the natural coloring matter, the size of the particles is unbalanced so that coloring and coloring are facilitated through fine pulverization.

단계 130은 제 2 교반 과정으로, 단계 120의 분쇄 과정을 거친 결과물을 다시 용해한다. Step 130 is a second stirring step, and the resultant is subjected to the pulverizing process of step 120 to dissolve again.

단계 140은 압출 과정으로, 압출기를 통하여 제 2 교반 과정을 거친 3D 프린터 재료를 필라멘트 형태로 압출하여 3D 프린터에 사용될 수 있게 한다.Step 140 is an extrusion process, in which a 3D printer material that has undergone a second agitation process is extruded in a filament form through an extruder to be used in a 3D printer.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the preferred embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

110 - 제 1 교반 과정, 120 - 분산 과정
130 - 제 2 교반 과정, 140 - 압출 과정
110 - first stirring process, 120 - dispersion process
130 - second stirring process, 140 - extrusion process

Claims (6)

천연 밀랍, 카카오버터, 전분, 대두유, 천연색소 및 초산비닐수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 필라멘트.Natural beeswax, cacao butter, starch, soybean oil, natural pigment, and vinyl acetate resin. 제 1 항에 있어서,
상기 3D 프린터용 필라멘트는 3D 프린터 재료의 총량 기준으로 천연 밀랍 20 내지 30중량%, 카카오버터 2 내지 10중량%, 전분 2 내지 10중량%, 대두유 2 내지 10중량%, 천연색소 2 내지 10중량% 및 초산비닐수지 30 내지 70중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 필라멘트.
The method according to claim 1,
The 3D printer filament may contain 20 to 30 wt% of natural beeswax, 2 to 10 wt% of cocoa butter, 2 to 10 wt% of starch, 2 to 10 wt% of soybean oil, 2 to 10 wt% of natural pigment, And 30 to 70% by weight of a vinyl acetate resin.
제 2 항에 있어서,
상기 3D 프린터용 필라멘트는 스테아르산, 카나우바왁스, 식품용 수산화칼슘 및 아로마 오일 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 필라멘트.
3. The method of claim 2,
Wherein the filament for the 3D printer further comprises at least one of stearic acid, carnauba wax, calcium hydroxide for food, and aroma oil.
제 3 항에 있어서,
상기 3D 프린터용 필라멘트는 3D 프린터용 필라멘트의 총량 기준으로 스테아르산 0.5 내지 5중량%, 카나우바왁스 0.5 내지 5중량%, 식품용 수산화칼슘 0.5 내지 5중량% 또는 아로마 오일 0.5 내지 5중량%을 함유하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 필라멘트.
The method of claim 3,
Wherein the 3D printer filament comprises 0.5 to 5% by weight of stearic acid, 0.5 to 5% by weight of carnauba wax, 0.5 to 5% by weight of calcium hydroxide for food or 0.5 to 5% by weight of aroma oil based on the total amount of filaments for 3D printer Wherein the filament is formed of a thermoplastic resin.
제 1 항에 있어서,
상기 3D 프린터용 필라멘트는 3D 프린터로 크레용 제조 시 재료로 사용되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 필라멘트.
The method according to claim 1,
Wherein the filament for a 3D printer is a 3D printer and is used as a material for manufacturing a crayon.
천연 밀랍, 카카오버터, 전분, 대두유, 천연색소 및 초산비닐수지를 가열하여 용해하는 단계;
상기 용해물을 냉각하고 고체화하여 분산하는 단계;
상기 분산물을 재가열하여 재용해하는 단계; 및
상기 재용해물을 필라멘트 형태로 압출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 필라멘트 제조방법.
Heating and dissolving natural beeswax, cacao butter, starch, soybean oil, natural pigment and vinyl acetate resin;
Cooling and solidifying and dispersing the melt;
Reheating and re-dissolving the dispersion; And
And extruding the redissolved material in the form of a filament.
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