[發(fā)明專利]利用生物質(zhì)的環(huán)保絲及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710018103.4
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN107177898A
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安晟鎮(zhèn);禹相京
• 申請（專利權(quán)）人: 安晟鎮(zhèn)
• 主分類號: D01F6/92
• 分類號: D01F6/92;D01F1/10
• 代理公司: 中原信達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11219
• 代理人: 金龍河,穆德駿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及利用生物質(zhì)的環(huán)保絲及其制備方法，更詳細(xì)地，涉及將由咖啡副產(chǎn)物等的生物質(zhì)制備的塑料制備成三維打印機(jī)用絲的利用生物質(zhì)的環(huán)保絲及其制備方法。

背景技術(shù)

生物塑料是指含有25重量百分比以上的來源于玉米、粗糠等植物的所謂生物質(zhì)的塑料，并且根據(jù)大氣中的碳的光合成，將固定的植物資源用作原料，由此具有抑制大氣中的二氧化碳的濃度增加的效果，并且可減少作為限定資源的石油的消費(fèi)量，在廢棄后，上述生物塑料由微生物分解，因此最近備受矚目。其中，作為環(huán)保的碳中立型生物質(zhì)原材料，難以食用的農(nóng)業(yè)廢棄物、工業(yè)廢棄物、食品工業(yè)副產(chǎn)物等的屬于非食用類有機(jī)廢資源的植物體生物質(zhì)尤其備受矚目。

通常，包含咖啡副產(chǎn)物的纖維素類副產(chǎn)物含有10重量百分比～15重量百分比的脂肪酸，其固體成分為每kg具有6000kcal以上的高熱量的能源資源，但只有一部分作為有機(jī)質(zhì)肥料的原料使用，而大部分與一般垃圾一同進(jìn)行焚燒或填埋處理。

由于如上所述的咖啡副產(chǎn)物的正常含水率為20重量百分比～40重量百分比，而存在如下的問題，即，很難利用普通方法進(jìn)行焚燒，并且廢棄時，因高含水率而發(fā)生的廢液(pH為約4.0，COD(化學(xué)需氧量)為約5000，SS(漂浮物質(zhì))為約13000)會污染水質(zhì)或土壤。因此，急需可利用如上所述的咖啡副產(chǎn)物的方案。

由于這些必要性，在韓國授權(quán)專利第10-1550364號中公開了利用咖啡副產(chǎn)物等生物質(zhì)的生物塑料及其制備方法。由此，可利用咖啡副產(chǎn)物制備塑料。但是，在將通過上述專利發(fā)明制備的塑料制備成后述的作為三維打印機(jī)的材料的絲來使用的方面，存在導(dǎo)致絲擠壓機(jī)的堵塞現(xiàn)象或降低完成制備的絲的品質(zhì)等問題。

三維(3D，3-Dimension)打印機(jī)是如下的設(shè)備，即，通過依次噴射特殊材料的墨水來以微細(xì)的厚度進(jìn)行層疊，由此制作立體的形狀物。三維打印的使用擴(kuò)散在多種領(lǐng)域。除了由多個部件構(gòu)成的汽車領(lǐng)域之外，還作為用于制備醫(yī)療用人體模型或牙刷或剃須刀等家庭用產(chǎn)品等的多種模型的用途使用于制造廠家。

目前，作為較多的用于三維打印的材料，便于熔解及凝固的固體形態(tài)的熱塑性塑料占有市場的40％。這種熱塑性塑料原材料的形態(tài)可具有絲(filament)、粒子或粉末形態(tài)，其中絲型(filament type)的三維打印在速度方面快于其他類型，從而生產(chǎn)率高，擴(kuò)散速度快。

作為現(xiàn)有絲原材料，使用聚乳酸(PLA，polylactic acid)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS，acrylonitrile butadiene styrene)、高密度聚乙烯(HDPE，high density polyethylene)、聚碳酸酯(PC，polycarbonate)、尼龍(Nylon)、氨基甲酸乙酯(Urethane)、聚醚酰亞胺(PEI)等，其理由如下。

第一、熔點(diǎn)適當(dāng)?shù)馗撸虼舜蛴『蟮墓袒俣瓤欤瑥亩词勾蛴∷俣茸兛欤膊粫冃危⑶页叽缂靶螒B(tài)穩(wěn)定性好。

第二、熔點(diǎn)適當(dāng)?shù)氐停虼嗽谥苽浣z時容易擠壓且生產(chǎn)效率高。尤其，在熔點(diǎn)過高的情況下會成為不必需要的成本上升的因素，如在熔解絲過程中電力的消耗多、打印機(jī)內(nèi)的部件需要由可耐高熱的材質(zhì)形成等。

但是，聚乳酸在熔融時使打印機(jī)黏稠，從而很難進(jìn)行作業(yè)，并且雖然是自然分解的環(huán)保原材料，但很難實(shí)現(xiàn)再循環(huán)，而且易碎且吸濕性高，從而在保管材料的過程中需要注意。

并且，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯在熔融時惡臭嚴(yán)重，從而存在在完成打印后需要進(jìn)行通風(fēng)或通過長時間放置來去除味等的追加作業(yè)的問題。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：韓國授權(quán)專利公報第10-1550364號(2015年08月31日)

發(fā)明內(nèi)容

所要解決的問題

在本發(fā)明中所要解決的問題如下。

本發(fā)明的目的在于，提供如下的利用生物質(zhì)的環(huán)保絲及其制備方法，即，提出通過有效地去除咖啡副產(chǎn)物內(nèi)的脂肪酸來制備生物質(zhì)塑料的方法及單元，由此可制備對人體無害、耐熱性強(qiáng)且無味的三維打印機(jī)用環(huán)保絲。

并且，本發(fā)明的目的在于，提供如下的利用生物質(zhì)的環(huán)保絲及其制備方法，即，當(dāng)通過擠壓上述生物質(zhì)塑料來制備絲時，可無擠壓機(jī)的堵塞現(xiàn)象且以規(guī)定的速度制備絲，并且沒有因微細(xì)氣體的釋放而在絲內(nèi)產(chǎn)生微細(xì)孔的現(xiàn)象，而且絲的厚度也維持恒定，從而可制備優(yōu)質(zhì)的環(huán)保絲。

解決問題的方案