PL228942B1 - Sposób wytwarzania filamentu do druków 3D - Google Patents
Sposób wytwarzania filamentu do druków 3DInfo
- Publication number
- PL228942B1 PL228942B1 PL416210A PL41621016A PL228942B1 PL 228942 B1 PL228942 B1 PL 228942B1 PL 416210 A PL416210 A PL 416210A PL 41621016 A PL41621016 A PL 41621016A PL 228942 B1 PL228942 B1 PL 228942B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- weight
- granulate
- silver nanoparticles
- ppm
- granules
- Prior art date
Links
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 title claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 35
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 7
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 6
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 5
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 5
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 claims description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 4
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 4
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 3
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 3
- 229920001893 acrylonitrile styrene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 3
- SCUZVMOVTVSBLE-UHFFFAOYSA-N prop-2-enenitrile;styrene Chemical compound C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 SCUZVMOVTVSBLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 3
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 2
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000004034 viscosity adjusting agent Substances 0.000 claims description 2
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 5
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 2
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 2
- XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile butadiene styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 1
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 1
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004033 diameter control Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania filamentu do druków 3D z tworzyw sztucznych z dodatkiem nanocząsteczek srebra.
Formowanie żyły filamentu poprzez wytłaczanie z tworzyw sztucznych takich jak polipropylen, polietylen, kopolimer akrylo-butadienowo-styrenowy, poliwęglan, polioksymetylen, polega na tym, że topi się tworzywo sztuczne zwykle w formie granulatu, a następnie wytłacza się je pod dużym ciśnieniem przez głowicę - filierę, uzyskując ciągły filament o przekroju kołowym, który w dalszym ciągu chłodzi się i nawija na szpule.
Rozwój nanotechnologii umożliwił opracowanie różnego rodzaju roztworów antybakteryjnych, w szczególności koloidalnych roztworów nanocząsteczek srebra. Roztwory te mogą być wykorzystane do powierzchniowego pokrywania różnego rodzaju wyrobów z tworzyw sztucznych w celu nadania im właściwości antybakteryjnych. Produkt pokryty powierzchniowo jest narażony na uszkodzenia lub wymywanie warstwy powierzchniowej, a więc jego właściwości antybakteryjne z czasem ulegają osłabieniu. Ponadto pokrycie takim środkiem żyły filamentu do druku 3D jest bezzasadne, gdyż filament w trakcie procesu drukowania na drukarce 3D jest przetapiany w związku z czym powierzchnia wydrukowanego filamentu nie wykazuje właściwości bakteriobójczych. Korzystniejszym byłoby zainplantowanie nanocząsteczek do całej objętości żyły filamentu.
Typowym rozwiązaniem w tym celu mogłoby być dodawanie nanocząsteczek w formie proszku lub roztworu do surowego granulatu tuż przed jego stopieniem. Rozwiązanie takie wymagałoby jednak dokładnego dozowania nanocząsteczek i odpowiedniego mieszania.
Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania filamentu do druku 3D z środkiem bakteriobójczym opartym o nanocząsteczki srebra, który zapewni dokładne rozłożenie tego środka w całej żyle filamentu zapewniając tym samym, że wydrukowane na drukarce 3D elementy będą mieć długotrwałe właściwości bakteriobójcze, a jednocześnie nie wprowadzi znacznych komplikacji do procesu wytwarzania filamentu.
Cel ten osiągnięto poprzez opracowanie sposobu wytwarzania filamentu do druku 3D z polipropylenu, kopolimeru akrylo-butadienowo-styrenowego, poliwęglanu, polioksymetylenu, poliaktydu, kopolimeru akrylonitrylu-styrenu i akrylanów z surowca w postaci granulatu w procesie ekstruzji, charakteryzującego się tym, że wytłaczaniu poddaje się mieszaninę zawierającą granulat uszlachetniony i granulat surowy w proporcji od 1 : 20 do 1 : 50, przy czym granulat uszlachetniony przygotowuje się w ten sposób, że surowy granulat poddaje się naprzemiennie operacjom powlekania granulatu koloidalnym roztworem nanocząsteczek srebra oraz suszenia powleczonego roztworem granulatu, aż do uzyskania stężenia nanocząsteczek srebra w granulacie na poziomie od 50 ppm do 750 ppm wagowo, natomiast koloidalny roztwór nanocząsteczek srebra zawiera korzystnie niskorzędowy węglowodór do 99% wagowo, środek powierzchniowo czynny korzystnie 2-rzędowy alkohol etylowy do 0,6% wagowo, środek adhezyjny korzystnie poliwinylopirolidon do 0,4% wagowo, dyspergator korzystnie EDTA do 0,6% wagowo, substancje o dużej lotności wspomagające tworzenie ośrodków parowania do 1,0% wagowo, modyfikator lepkości zmniejszający lepkość i zapobiegający niekontrolowanemu osiadaniu nanocząsteczek do 0,2% wagowo, nanocząsteczki srebra o rozmiarze od 3 nm do 9 nm, w stężeniu 1000 ppm wagowo.
Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym schemat linii technologicznej.
Przygotowanie granulatu uszlachetnionego polega na poddaniu surowego granulatu naprzemiennie operacjom powlekania koloidalnym roztworem, oraz suszeniu. Koloidalny roztwór zawiera niskorzędowy węglowodór, środek powierzchniowo czynny obniżający napięcie powierzchniowe powodujący ograniczenie hydrofobowości powierzchni granulatu, dzięki czemu koloid nie spływa, środek adhezyjny zwiększający przyczepność koloidu do powierzchni granuli, dyspergator nadający stabilność koloidu, substancje wspomagające o dużej lotności dla tworzenia ośrodków parowania. Tak przygotowany zmodyfikowany surowiec miesza się z surowcem pierwotnym. Przygotowaną dwuskładnikową mieszaninę granulatu zmodyfikowanego i granulatu surowego miesza się dodając opcjonalnie barwniki i/lub uszlachetniacze oraz inne dodatki, a następnie osusza się w czasie ok. 2 godzin, korzystnie w temperaturze 60-80°C. Z kolei tak uzyskaną mieszaninę transportuje się do ekstrudera, gdzie na głowicy formującej wytłaczana jest żyła filamentu. Tak wytłoczona żyła poddawana jest wystudzaniu w pierwszej kolejności w wannie z ciepłą wodą, korzystnie w temperaturze 40-80°C, a następnie w wannie z wodą zimną, korzystnie w temperaturze 1-10°C. Do kąpieli wykorzystuje się wodę zdemineralizowaną o stałej określonej temperaturze. Następnie żyła filamentu poddawana jest osuszaniu kontroli średnicy w dwóch
PL 228 942 B1 osiach przy pomocy laserowych mierników. Tak wykonany produkt nawijany jest na szpule zbiorcze a następnie konfekcjonowany.
Surowy granulat z tworzyw takich jak PP (polipropylen), PE (polietylen), ABS (kopolimer akrylobutadienowo-styrenowy), PC (poliwęglan), PCM (polioksymetylen), PLA (poliaktyd), kopolimer akrylonitrylu-styrenu i akrylanów i innych pobierany jest ze zbiornika 101, a następnie podawany do mieszalnika
102, w którym jest mieszany z dodawanym stopniowo koloidalnym roztworem nanosrebra ze zbiornika
103, korzystnie gdy koloidalny roztwór nanosrebra jest o temperaturze wrzenia do 80°C, ułatwiającym parowanie koloidu. Powleczony granulat podawany jest do suszarni 104, w której odparowywana jest ciecz, pozostawiając na powierzchni granulatu nanocząsteczki srebra. Proces ten powtarza się tyle razy aby uzyskać wymagane stężenie nanocząsteczek srebra, w zakresie od 50 ppm do 750 ppm wagowo. Tak przygotowany - zmodyfikowany surowiec z zbiornika 105, podawany jest do mieszalnika 106, w którym łączy się go surowcem pierwotnym pobieranym z zbiornika 101 oraz opcjonalnie z barwnikami i/lub dodatkami z zbiornika 107 w określonych proporcjach. Tak przygotowana mieszanka poddawana jest suszeniu w suszarce 108 ewentualnie w suszarce 104, a następnie transportowana jest do ekstrudera 109, na którym stopiona mieszanka granulatu jest wytłaczana przez głowicę ekstrudera. Uzyskana żyła filamentu jest chłodzona, najpierw w wannie 110 z ciepłą wodą, korzystnie w temperaturze 40-80°C, a następnie w wannie 111 z zimną wodą, korzystnie w temperaturze 1-10°C. Na kolejnych etapach żyła filamentu jest osuszana w osuszaczu 112, w mierniku średnicy 113 poddawana kontroli średnicy przekroju a następnie w nawijarce 114 nawijana na szpule zbiorcze.
Niżej podane przykłady lepiej wyjaśnią istotę wynalazku nie ograniczając zakresu jego wykonania.
P r z y k ł a d 1
Ze zbiornika 101 surowego granulatu pobrano 100 kg granulatu polipropylenowego, który wsypano do mieszającego zbiornika 102 z roztworem koloidalnym nanocząsteczek srebra. Granulat pokryty tym roztworem przemieszczano do komory suszarni 104, w której panowała temperatura 65°C do całkowitego osuszenia. Cykle zanurzania i suszenia powtarzano wielokrotnie, aż do odparowania 400 g preparatu co odpowiada implantacji 20 g nanocząsteczek srebra w 100 kg granulatu, a więc uzyskaniu stężenia 200 ppm. Następnie do mieszalnika 106 podano granulat uszlachetniony i granulat surowy w proporcji 1:10, uzyskując mieszankę granulatu o stężeniu 20 ppm, z której na ekstruderze 109 wytłoczono żyłę filamentu.
P r z y k ł a d 2
Ze zbiornika 101 surowego granulatu pobrano 100 kg granulatu kopolimeru akrylonitrylo-butadienowo-styrenowego PLA, który wsypano do mieszającego zbiornika 102 z roztworem koloidalnym nanocząsteczek srebra. Granulat pokryty tym roztworem przemieszczano do komory suszarni 104, w której panowała temperatura 70°C do całkowitego osuszenia. Cykle zanurzania i suszenia powtarzano wielokrotnie, aż do odparowania 200 g preparatu co odpowiada implantacji 10 g nanocząsteczek srebra w 100 kg granulatu, a więc uzyskaniu stężenia 200 ppm. Następnie do mieszalnika 106 podano granulat uszlachetniony i granulat surowy w proporcji 1:20, uzyskując mieszankę granulatu o stężeniu 10 ppm, z której na ekstruderze 109 wytłoczono żyłę filamentu.
Claims (1)
- Zastrzeżenie patentowe1. Sposób wytwarzania filamentu do druku 3D z polipropylenu, polietylenu, kopolimeru akrylobutadienowo-styrenowego, poliwęglanu, polioksymetylenu, poliaktydu, kopolimeru akrylonitrylu-styrenu i akrylanów z surowca w postaci granulatu w procesie ekstruzji, znamienny tym, że wytłaczaniu poddaje się mieszaninę zawierającą granulat uszlachetniony i granulat surowy w proporcji od 1:20 do 1:50, przy czym granulat uszlachetniony przygotowuje się w ten sposób, że surowy granulat poddaje się naprzemiennie operacjom powlekania granulatu koloidalnym roztworem nanocząsteczek srebra oraz suszenia powleczonego roztworem granulatu, aż do uzyskania stężenia nanocząsteczek srebra w granulacie na poziomie od 50 ppm do 750 ppm wagowo, natomiast koloidalny roztwór nanocząsteczek srebra zawiera korzystnie niskorzędowy węglowodór do 99% wagowo, środek powierzchniowo czynny korzystnie 2-rzędowy alkohol etylowy do 0,6% wagowo, środek adhezyjny korzystnie poliwinylopirolidon do 0,4% wagowo, dyspergator korzystnie EDTA do 0,6% wagowo, substancje o dużej lotności wspomagające tworze4PL 228 942 Β1 nie ośrodków parowania do 1,0% wagowo, modyfikator lepkości zmniejszający lepkość i zapobiegający niekontrolowanemu osiadaniu nanocząsteczek do 0,2% wagowo, nanocząsteczki srebra o rozmiarze od 3 nm do 9 nm, w stężeniu 1.000 ppm wagowo.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL416210A PL228942B1 (pl) | 2016-02-22 | 2016-02-22 | Sposób wytwarzania filamentu do druków 3D |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL416210A PL228942B1 (pl) | 2016-02-22 | 2016-02-22 | Sposób wytwarzania filamentu do druków 3D |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL416210A1 PL416210A1 (pl) | 2017-08-28 |
| PL228942B1 true PL228942B1 (pl) | 2018-05-30 |
Family
ID=59684544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL416210A PL228942B1 (pl) | 2016-02-22 | 2016-02-22 | Sposób wytwarzania filamentu do druków 3D |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL228942B1 (pl) |
-
2016
- 2016-02-22 PL PL416210A patent/PL228942B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL416210A1 (pl) | 2017-08-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103228710A (zh) | 含微胶囊化的潜热蓄存体材料的热塑性模塑组合物 | |
| EP1925418A1 (de) | Verfahren und Anlage zur Herstellung von Polymerpartikeln | |
| JP7034168B2 (ja) | 3,4-ジメチルピラゾールを含有する混合物、及びその使用方法 | |
| DE1444410A1 (de) | Verfahren zum Einkapseln von Fluessigkeiten | |
| CN109679187A (zh) | 一种高效抗菌抗静电可降解环保石塑膜材料及其制备方法 | |
| PL228942B1 (pl) | Sposób wytwarzania filamentu do druków 3D | |
| US3035003A (en) | Manufacture of pigmented thermoplastic material | |
| US4011061A (en) | Articles providing sustained release and method of making | |
| CN101790557B (zh) | 母料制备方法 | |
| TW200843925A (en) | Polyamide beads and bead manufacturing process | |
| US20150037580A1 (en) | Process for preparing a filled polymer extrudate | |
| KR100365029B1 (ko) | 방출조절형 비료 조성물 및 이의 제조 방법 | |
| US3502754A (en) | Process of extruding a cellular polymeric composition | |
| US20120315448A1 (en) | Method for making foamed synthetic boards | |
| RU2725606C2 (ru) | Состав и способ получения биодеградируемой термопластичной композиции | |
| AT516548A1 (de) | Thermoplastisches Gussmaterial | |
| JP7398151B2 (ja) | 成形機用洗浄剤、その製造方法およびそれを用いる成形機の洗浄方法 | |
| DE2003415A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von vernetzbaren Pulverlacken | |
| JPS6037074B2 (ja) | 被覆肥料とその製造方法 | |
| CN105367865A (zh) | 低膨胀系数聚乙烯材料的制备工艺 | |
| PL226904B1 (pl) | Sposób wytwarzania opakowan zpolipropylenu | |
| CN105985584A (zh) | 一种耐腐蚀塑料制品的组成物及制造方法 | |
| CN113201214A (zh) | 一种黑色无卤阻燃pc薄膜及其生产工艺 | |
| US2013825A (en) | Cellulose mixed ester coatings | |
| AU4915800A (en) | Dyed compositions containing insecticides |