TWI777644B

TWI777644B - 原位析出３ｄ列印設備

Info

Publication number: TWI777644B
Application number: TW110124190A
Authority: TW
Inventors: 林清彬
Original assignee: 淡江大學學校財團法人淡江大學
Priority date: 2021-07-01
Filing date: 2021-07-01
Publication date: 2022-09-11
Also published as: TW202302322A

Abstract

本發明提供一種原位析出3D列印設備，是由六個部分所組成，包括有電腦控制與3D移動系統、析出反應溶液供液系統、列印筆、成型溶液供液系統、成型溶液回收系統、列印平台系統。藉由前述各系統組成本發明的設備，並進一步提出一種原位析出3D列印的製程方法，可用來列印製造離子晶體的薄膜或結構，尤其是關於列印規則性離子晶體結構。

Description

原位析出3D列印設備

本發明屬於一種3D列印技術，特別指一種採取原位析出(in situ precipitation)的3D列印設備與方法。

目前有關於離子晶體的陶瓷3D列印製程，大致包括有：熔融沉積成型(fused deposition modeling；FDM)，直接墨水書寫(direct ink writing；DIW)，光固化成型(stereolithography；SL100)，選擇性雷射燒結(selective laser sintering；SLS)，直接能量沉積(directed energy deposition；DED)，雷射陶瓷沈積(laser ceramic deposition；LMD)，粉體熔化成型(powder bed fusion；PBF)，選擇性雷射熔化成型(selective laser melting；SLM)，直接雷射燒結(direct laser sintering DLS)，黏合劑噴射成型(binder jetting；BJ)，熔絲製造(fus ed filament fabrication；FFF)，Titomic動力熔融(Titomic kinetic fusion；TKF)，數位光固化(digital light processing；DLP)，雙光子聚合(two photon polymerization；TPP)，噴墨列印(inkjet printing；IJP)，層壓實體製造(laminated object manufacturing；LOM)。這些陶瓷3D列印除了Titomic動力熔融與層壓實體製造外，其他製程會面臨一些製程的困難，以列印氯化銀離子晶體為例，說明如下。

直接墨水書寫： 1.直接墨水書寫含有奈米氯化銀顆粒的懸浮液(墨水)必須能順利通過微米級圓柱狀噴嘴，形成線形流體及迅速固化以保持列印形狀，甚至在成型含有跨度或懸空梁(無支撐)的結構時，需能保持其形狀而不會發生坍塌或斷裂現象；2.高含量奈米氯化銀顆粒不易分散在溶液體系及保持長時間的穩定，若是使用低含量，分散較好的奈米氯化銀顆粒懸浮液，列印結構在乾燥和燒結過程中，容易產生大量收縮或引起開裂及變形；3.高含量奈米氯化銀顆粒懸浮液通過噴嘴時易發生堵塞；4.無剪切作用固化時，在無支撐條件下不易保持原有形狀；5.列印好的生胚經燒結後，一些為了分散在溶液體系的有機物接枝及空間位阻的長鏈高分子，若無法有效從奈米氯化銀光觸媒表面清除乾淨，會降低銀原子簇的產生及光催化活性。

光固化成型與數位光固化：1.使用含有低含量奈米氯化銀顆粒的感光性樹脂，列印好的生胚經脫脂及燒結後，會產生較大的體積收縮和強度較差的低密度結構；2.使用高含量的奈米氯化銀顆粒不易均勻分散於感光性樹脂中，因而會列印出不均質的結構；3.奈米氯化銀顆粒在感光性樹脂會產生光散射的遮蔽效應，這樣的散射不利於光的穿透，進而會影響大尺寸結構的固化及尺寸精度；4.列印的生胚經熱脫脂及燒結後，若光觸媒表面無法有效將有機物清除乾淨，會降低氯化銀光觸媒銀原子簇的產生及光催化活性。

選擇性雷射燒結，直接能量沉積，選擇性雷射熔化成型，雷射陶瓷沈積及直接雷射燒結： 1.高能量的雷射燒結或熔化奈米氯化銀顆粒時，會產生較大的熱應力或熱震會使多孔性氯化銀光觸媒結構產生裂縫或熱變形；2.雷射的熱量傳遞到奈米氯化銀顆粒進行燒結或熔化時，在光觸媒結構強度要求下的雷射功率與掃描速率，一些高斯分布能量較高的掃描區域會產生過熱，使奈米氯化銀顆粒產生熱還原變成氧化銀或氧化銀在與環境中的水氣反應形成氫氧化銀，因而失掉奈米氯化銀光觸媒的光催化效果。

黏合劑噴射成型：1.黏合劑噴射列印成型時，使用熱固性黏合劑黏合奈米氯化銀顆粒時，生胚的熱固性黏合劑需能有效完全移除，否則會降低銀原子簇的產生及光催化效果；2.黏合劑噴射列印生胚的初始密度(green density)較低，經過熱脫脂及燒結後，最終多孔性氯化銀光觸媒結構的相對密度及強度也較差；3.雖然使用低黏滯係數的熱固性黏合劑，還是不容易完全滲透到奈米氯化銀顆粒的間隙，造成生胚的結構強度大大降低或破壞。

熔絲製造(或熔融沉積成型)：1.熔絲製造列印多孔性氯化銀光觸媒結構時，首先需製造列印線，列印線的製造係將體積含率約60%-80%的奈米氯化銀顆粒與體積含率約20%-40%的有機接著劑、蠟及硬脂酸等助劑均勻混練後進行造粒，再藉由押出成形製得直徑約1.75mm或3mm的列印線。高含量的奈米氯化銀顆粒不易均勻分散於有機接著劑中，所以先前實驗進行連續押出成型時，列印線容易產生脆斷或不易將列印線捲曲到捲線盤；2.含有團聚奈米氯化銀顆粒的溶膠易在噴嘴處產生堵塞； 3.列印好的生胚經脫脂及燒結後，若有機物無法有效清除乾淨，會降低氯化銀光觸媒銀原子簇的產生及光催化活性。

雙光子聚合：1.需要進一步研發雙光子聚合的感光性樹脂，因為商業用的感光性樹脂，大都採用對紫外光較敏感的光起始劑，由於這類光起始劑具有較小的雙光子吸收截面，而表現出較低的起始活性，通常需要再增加激發能量或增加曝光時間，才能讓感光性樹脂發生光聚合，因此容易超過破壞閾值而導致結構的缺陷產生；2.奈米氯化銀顆粒在感光性樹脂會產生光散射的遮蔽效應，這樣的散射不利於光的穿透而會影響大尺寸結構的光固化及尺寸精度；3.較高含量的奈米氯化銀顆粒不易均勻分散在感光性樹脂中，若使用較低含量的奈米氯化銀顆粒時，生胚經脫脂及燒結後會增加體積收縮和產生強度較低的結構；4.生胚經脫脂及燒結後，若有機物無法有效清除乾淨，會降低氯化銀光觸媒銀子簇的產生及光催化效果。

由此觀之，顯見習用技術不易製造多孔性氯化銀光觸媒結構，且會劣化光催化效果，隨然習用技術係以多孔性氯化銀離子晶體為例，其他離子晶體的薄膜及結構列印均會遇到相同的問題。故仍存有極大的問題而並非完善的製程，亟待業界研究加以解決。

為克服上述缺點，本發明的目的在於提供一種解決習知技術不易製造離子晶體的薄膜及結構的缺點，可以利用原位析出(in situ precipitation)技術進行3D列印離子晶體暨其結構和產品者。

本發明的另一目的在於提供一種原位析出3D列印設備與方法，其製程較為簡單，減少3D列印離子晶體的成本，且製程中避免污染而影響產品特性，也助於提高品質。

為了達到以上目的，本發明採用的技術方案是提供一種原位析出3D列印設備，是由六個部分所組成，包括有：電腦控制與3D移動系統、析出反應溶液供液系統、列印筆、成型溶液供液系統、列印平台系統和成型溶液回收系統，其中，該電腦控制與3D移動系統將3D列印結構的成型移動路徑指令傳遞給該列印筆，精確控制該列印筆到指定的列印路徑；該析出反應溶液供液系統包括有儲存桶，該儲存桶內裝滿析出反應溶液(I)，用來將該析出反應溶液(I)注入到該列印筆；該列印筆可以定量供應該析出反應溶液(I)且不會產生滲漏，利用固定供液的泵送壓力、重力和複數槽道的毛細管作用力，直接持續將定量的該析出反應溶液(I)從筆頭流出進行連續列印，列印時找到適當的列印角度和壓力，隨該電腦控制與3D移動系統的成型移動路徑指令精確進行列印；該成型溶液供液系統設置有裝置在中空桶體內具有高精度調控高度的供液活塞，該中空桶體內裝滿析出反應溶液(II)，該供液活塞上方的該中空桶體表面設置含有孔洞陣列的供液平台，該供液平台上方設置一個可以左右平移及調控與該供液平台間隙的刮刀；該成型溶液回收系統設置有裝置在中空桶體內的回收活塞，用以回收析出反應溶液(II)，該回收活塞上方的該中空桶體表面設置含有孔洞陣列的回收平台；該列印平台系統設有高精度控制器調控高度的列印活塞與冷卻劑槽，使該冷卻劑槽上方以活動式固定設置有列印平台，該列印平台鄰接該供液平台，該冷卻劑槽內充填液態氮，該列印平台系統兩端鄰接該成型溶液供液系統與該成型溶液回收系統，並使該冷卻劑槽緊鄰密接該中空桶體並共享桶壁。

其中，該析出反應溶液(II)為氯化鈉水溶液，該析出反應溶液(I)為硝酸銀水溶液，該冷卻劑為液態氮。

根據前述的設備，本發明進一步提出一種原位析出3D列印的製程方法，包括有：於列印平台塗佈一層析出反應溶液(II)，形成析出反應溶液(II)薄膜，並在該列印平台下方的冷卻劑槽注入冷卻劑，間接冷卻該析出反應溶液(II)薄膜，使冷卻凝固的該析出反應溶液(II)薄膜用來當作之後脫模用的犧牲層；將析出反應溶液(I)注入列印筆，使該列印筆以適當的壓力及角度接觸到凝固的該析出反應溶液(II)薄膜進行列印書寫，當常溫的該析出反應溶液(I)接觸到凝固的該析出反應溶液(II)薄膜時，該析出反應溶液(I)的溫度會溶解凝固的該析出反應溶液(II)薄膜，析出反應形成該析出反應溶液(I)的列印線；將列印完成後的該析出反應溶液(II)薄膜下降，塗佈下一層的該析出反應溶液(II)，同樣進行冷卻凝固、該列印筆的列印書寫過程，反覆進行直到成型整個3D列印結構；最後對該3D列印結構進行燒結，使用適當溶劑將未產生析出反應的固體反應物給予溶解，最後從基板3D列印基板脫模成型。

本發明的原位析出3D列印設備與方法，與現有技術相較之下，具有下列特點與功效： 1.本發明可以直接製造離子晶體薄膜或晶體結構，而沒有任何汙染物形成其中或表面而劣化其性質，這些離子晶體薄膜或晶體結構不易直接或使用傳統的溶膠凝膠(sol-gel)或目前發展的陶瓷3D列印製造，尤其是不易直接使用原位析出製造規則性孔洞的離子晶體薄膜或晶體結構；2.本發明原位析出3D列印可以用於會產生析出反應的離子晶體薄膜或晶體結構製造，只要調製好反應物的濃度，大於溶度積(K_SP)時即可以一邊析出一邊列印成形，而反應物可以有多樣的選擇，例如要原位析出3D列印規則性氯化銀，可以使用硝酸銀水溶液和氯化鈉水溶液作析出反應，或可以使用硝酸銀水溶液和鹽酸水溶液作析出反應；3.本發明原位析出3D列印離子晶體薄膜或晶體結構，可以將要功能性摻雜(doping)的元素，直接先溶解於反應物的溶液中，列印完後參雜元素會直接形成於離子晶體薄膜或晶體結構中，不需要作二次摻雜處理，且摻雜元素可以均勻分布於離子晶體薄膜或晶體結構中；4.本發明原位析出3D列印離子晶體薄膜或晶體結構時，可以將兩種離子晶體共同列印，例如可以使用兩種列印筆，例如硝酸銀水溶液及硝酸鎳(Ni(NO₃)₂．6H₂O)水溶液，分別在適當位置與氫氧化鈉(NaOH)水溶液產生氫氧化銀(Ag(OH))與氫氧化鎳(Ni(OH))，經加熱後形成氧化銀(Ag₂O)與一氧化鎳(NiO)共析出離子晶體薄膜或晶體結構者；5.由於離子晶體結構不易加工成所需的形狀，本發明原位析出3D列印可以直接列印出所需形狀的離子晶體結構。

100:電腦控制與3D移動系統

200:硝酸銀水溶液供液系統

210:儲存桶

220:硝酸銀水溶液

230:微流體蠕動幫浦

240:中空列印管

300:列印筆

400:氯化鈉水溶液供液系統

410:供液活塞

420:中空桶體

430:孔洞陣列

440:供液平台

450:刮刀

460:氯化鈉水溶液

470:活塞環

500:列印平台系統

510:列印活塞

520:冷卻劑槽

530:液態氮

540:列印平台

600:氯化鈉水溶液回收系統

610:多餘的氯化鈉水溶液

620:回收平台

630:孔洞陣列

640:回收活塞

650:活塞環

700:圍牆

800:3D列印結構

810:氯化鈉水溶液薄膜

820:列印線

830:殘留物

900:紫外燈

圖1為本發明的原位析出3D列印設備的結構立體圖；圖2為該原位析出3D列印設備的結構平面圖；圖3為該原位析出3D列印設備所完成3D列印結構的結構示意圖；圖4該3D列印結構經燒結、脫模後的結構示意圖；以及圖5該原位析出3D列印設備的實施流程圖。

下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特徵能更易於被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護範圍做出更為清楚明確的界定。

[實施例一]

請參閱圖1至圖4所示，為本發明所稱之原位析出3D列印設備，主要用來製造多孔性AgCl光觸媒結構。該原位析出3D列印系統由六個部分所組成，包括：電腦控制與3D移動系統(100)、硝酸銀(AgNO₃)水溶液供液系統(200)、列印筆300、氯化鈉(NaCl)水溶液供液系統400、列印平台系統500和氯化鈉水溶液回收系統600，以下分別說明。

該電腦控制與3D移動系統(100)主要通過安裝在X軸和Y軸的線形電機和編碼器及Z軸的高精度控制器來控制列印成型的路徑，該系統通過C100D設計所需的3D列印結構800，將列印結構成型移動路徑轉化為相關指令代碼，並通過3D運動平台系統的控制器，將成型移動路徑指令傳遞給列印筆300，在3D方向作自由移動，從而精確控制列印筆300到指定的列印路徑。

該硝酸銀水溶液供液系統(200)提供硝酸銀或等效溶液作為3D列印的析出反應溶液(I)，其包括儲存桶210，桶內填充硝酸銀水溶液220，利用微流體蠕動幫浦230(可微量調控供液的流量與速率)及中空列印管240，中空列印管240出口端面再密封設置列印筆300，硝酸銀水溶液供液系統(200)與電腦控制與3D移動系統(100)設置，使其在列印時，兩個系統是同步連動，藉由微流體蠕動幫浦230提供動力在穩定速率下將定量硝酸銀水溶液220輸送到中空列印管240，再注入到列印筆300。

列印筆300作為3D列印的塑型工具，在預備實驗時，發明人使用馬克筆頭當列印筆300時，由於筆頭是由人造纖維束所組成，再藉由毛細管作用力將硝酸銀水溶液220從筆頭滲出，因為硝酸銀水溶液220的黏滯係數很低，所以筆頭會滲漏硝酸銀水溶液220及累積形成大顆水滴而影響列印的品質，另外，在列印完後，若筆頭沒有清洗乾淨，當水溶液蒸發後會在纖維間隙析出硝酸銀顆粒而阻塞後續的供液；因此，本發明另外製作一款可以定量供液且不能產生滲漏的列印筆300，其設計是將列印筆300與中空列印管240密封螺接，列印筆300的結構係在筆桿一端部以低摩擦係數鐵氟龍(teflon)為材質，筆桿設置具複數條柱狀導流凸緣相互束結且螺旋延伸的筆頭，該複數導流凸緣之延伸端部呈一個漸縮的筆尖部，因此複數導流凸緣之間自然會形成凹型的槽道，筆尖部使用火燄加熱使筆尖部端表面因內聚力作用而收縮呈光滑的圓弧面，使其能滑順列印，可以藉由圓弧面的大小改變列印寬度，複數槽道的加工精度要高，每個槽道的末端連接一個孔，用於空氣流動以平衡壓力，由於硝酸銀水溶液220與列印筆300連通，因此藉由固定供液的泵送壓力、重力和複數槽道的毛細管作用力，可以直接持續將定量硝酸銀水溶液220從筆頭流出進行連續列印，列印時找到適當的列印角度和壓力，列印筆300隨電腦控制與3D移動系統(100)按成型移動路徑的指令精確進行列印，不列印時需使用密封筆蓋將鐵氟龍筆桿與筆頭封住防止水溶液流失及硝酸銀顆粒的析出，列印前將鐵氟龍筆桿與筆頭浸泡到蒸餾水中，將殘留在複數槽道的硝酸銀顆粒溶解，使後續的供液順暢，使用蒸餾水的理由是由於自來水中的礦物質含量太高會阻塞槽道。

該氯化鈉水溶液供液系統400提供氯化鈉水溶液或等效溶液作為3D列印析出反應溶液(II)，氯化鈉水溶液供液系統400包括裝置在鐵氟龍中空桶體420內並設有高精度調控高度的鐵氟龍供液活塞410，鐵氟龍供液活塞410上方的鐵氟龍中空桶體420表面設置含有孔洞陣列430及表面平整的鐵氟龍供液平台440，鐵氟龍供液平台440上方設置一個可以左右平移及可高精度調控與鐵氟龍供液平台440間隙的刮刀450，鐵氟龍中空桶體420內裝滿氯化鈉水溶液460，為了防止氯化鈉水溶液460的滲漏，鐵氟龍供液活塞410設置一固體潤滑材料的活塞環470與鐵氟龍中空桶體420壁密接，使用固體潤滑材料可以讓鐵氟龍供液活塞410順暢上下滑移，當鐵氟龍供液活塞410以一定高度向上時，氯化鈉水溶液460會以一定量從孔洞陣列430滲出，再藉由刮刀450調整與鐵氟龍供液平台440間隙，將溢出的氯化鈉水溶液460塗佈到列印平台系統500的有效列印區域。

該氯化鈉水溶液回收系統600設置有裝置在中空桶體內的鐵氟龍回收活塞640，該鐵氟龍回收活塞640上方的鐵氟龍中空桶體420表面設置含有孔洞陣列630的鐵氟龍回收平台620，將塗佈到列印平台500而多餘的氯化鈉水溶液610推移到氯化鈉水溶液回收系統600的鐵氟龍回收平台620，讓多餘的氯化鈉水溶液610從鐵氟龍回收平台620的孔洞陣列630流到鐵氟龍中空桶體420中，為了防止多餘的氯化鈉水溶液610的滲漏，鐵氟龍回收活塞640設置一固體潤滑材料作成的活塞環650與鐵氟龍中空桶體420壁密接。

該列印平台系統500包括設有高精度控制器調控高度的鐵氟龍列印活塞510與鐵氟龍冷卻劑槽520設置在一起，使該鐵氟龍冷卻劑槽520上方以活動式固定設置一個具有鏡面及超親水(superhydrophilic)銅質的列印平台540，鐵氟龍冷卻劑槽520內充填液態氮530，且在鐵氟龍冷卻劑槽520設置一注入孔與鎖蓋用以補充液態氮530。

經由前述各系統整合得完成本發明原位析出3D列印系統的建置，其中，該鐵氟龍冷卻劑槽520與氯化鈉水溶液供液系統400與氯化鈉水溶液回收系統600的鐵氟龍中空桶體420需緊鄰密接及共享桶壁，刮刀450在塗佈氯化鈉水溶液460時，氯化鈉水溶液460從氯化鈉水溶液供液系統400的鐵氟龍供液平台440到列印平台540時，兩者的平台必須是共平面。在平移的路徑，刮刀450與兩者平台的間隙要一致，刮刀450平移到氯化鈉水溶液回收系統600的鐵氟龍回收平台620，需能作下壓將讓多餘的氯化鈉水溶液610擠入氯化鈉水溶液回收系統600的鐵氟龍中空桶體420，為了防止刮刀450在全程的平移路徑，氯化鈉水溶液460與多餘的氯化鈉水溶液610從四周溢出，這三個系統需等高共平面設置在一起，四邊周圍再設置一個相對矮的圍牆700。

請結合圖5所示，藉由前述原位析出3D列印系統，發明人進一步提出一種原位析出3D列印的製程方法：5-1.首先由氯化鈉水溶液供液系統400的鐵氟龍供液活塞410以預定高度向上，此時一定量的氯化鈉水溶液460會從孔洞陣列430溢出，即時使用刮刀450調整適當的間隙，平移將溢出的氯化鈉水溶液460均勻塗佈在列印平台540，均勻塗上一層很薄的氯化鈉水溶液460，由於列印平台540具有鏡面與超親水性，所以在表面可以形成一層厚度很小的氯化鈉水溶液薄膜810，接著注入液態氮530到列印平台540下方鐵氟龍冷卻劑槽520內作為冷卻劑，間接冷卻列印平台540表面上的氯化鈉水溶液薄膜810，氯化鈉水溶液薄膜810會立即凝固，凝固的氯化鈉水溶液薄膜810是用來當作之後脫模用的犧牲層；5-2.接著微流體蠕動幫浦230提供動力將定量硝酸銀水溶液220輸送到中空列印管240，再注入直到列印筆300，列印筆300以適當的壓力及角度接觸到凝固的氯化鈉水溶液薄膜(810)進行列印書寫，當常溫的硝酸銀水溶液220與凝固氯化鈉水溶液薄膜810接觸時，硝酸銀水溶液220的溫度會溶解凝固氯化鈉水溶液薄膜810，此時水溶液薄膜中的銀離子與氯離子的溶度積(K_sp)若大於氯化銀，會立即析出反應形成氯化銀的列印線820；5-3.此時再給予紫外燈900照射氯化銀列印線820因為光還原產生銀原子簇，轉為黑色的列印線820，使用列印筆300的筆頭寬度約2mm；5-4.精確地列印出第一層結構後，鐵氟龍列印活塞510下降一適當高度，再次使氯化鈉水溶液供液系統400的鐵氟龍供液活塞410高度上升，將一定量的氯化鈉水溶液460會從孔洞陣列430溢出，並即時使用刮刀450調整適當的間隙，間隙的大小與鐵氟龍列印活塞510下降的高度相當，還要考慮凝固收縮的問題，平移將溢出的氯化鈉水溶液460均勻塗佈到第一層已列印的氯化鈉水溶液薄膜810上，即時將第二層的氯化鈉水溶液460再次給予凝固，適當厚度的氯化鈉水溶液凝固層是要減少凝固層收縮產生的表面不平整，接著再次使用列印筆300書寫列印及紫外燈900照射，重復以上同樣方式的列印，直至整個該3D列印結構800完成成型； 5-5.列印完後，將鐵氟龍列印活塞510向上頂出，超過圍牆700的高度，移出列印平台540，並將列印平台540放置到烘箱進行乾燥處理後，再將列印平台540移入燒結爐內，在適當的燒結溫度及加溫速率進行燒結，用以增加氯化銀光觸媒結構的強度，最後將燒結後的列印平台540浸入到去離子水中，使用去離子水溶解氯化鈉顆粒及硝酸銀顆粒的殘留物830，同時溶解氯化鈉水溶液薄膜810形成的犧牲層，最後將列印結構與列印平台540順利給予脫模。

[實施例二]

列印規則性多孔性溴化銀(AgBr)離子晶體，使用溴化鈉(NaBr)水溶液取氯化鈉水溶液，溴化銀離子晶體光還原後形成銀/溴化銀，同時可以具有紫外光即可見光的光催化效果，可用於工業染料廢水及飲用水殺菌的效果，本發明3D列印製造規則性多孔性銀/溴化銀的光觸媒結構，除了多孔性可以增加光催化的表面積外，同時可以解決光觸媒顆粒的固著及可以重複使用的問題。

[實施例三]

列印規則性多孔性一氧化鎳(NiO)離子晶體，使用硝酸鎳(Ni(NO₃)₂．6H₂O)水溶液取代硝酸銀水溶液，氫氧化鈉(NaOH)水溶液取代氯化鈉水溶液析出反應，規則性多孔性一氧化鎳用於超電容器的電極材料，其比電容、大功率性能和迴圈穩定性均較使用碳材料、過渡金屬氧化物和導電聚合物優異。

以上實施方式只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人瞭解本發明的內容並加以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍，凡根據本發明精神實質所做的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍內。