[发明专利]利用生物质的环保丝及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用生物质的环保丝及其制备方法，更详细地，涉及将由咖啡副产物等的生物质制备的塑料制备成三维打印机用丝的利用生物质的环保丝及其制备方法。

背景技术

生物塑料是指含有25重量百分比以上的来源于玉米、粗糠等植物的所谓生物质的塑料，并且根据大气中的碳的光合成，将固定的植物资源用作原料，由此具有抑制大气中的二氧化碳的浓度增加的效果，并且可减少作为限定资源的石油的消费量，在废弃后，上述生物塑料由微生物分解，因此最近备受瞩目。其中，作为环保的碳中立型生物质原材料，难以食用的农业废弃物、工业废弃物、食品工业副产物等的属于非食用类有机废资源的植物体生物质尤其备受瞩目。

通常，包含咖啡副产物的纤维素类副产物含有10重量百分比～15重量百分比的脂肪酸，其固体成分为每kg具有6000kcal以上的高热量的能源资源，但只有一部分作为有机质肥料的原料使用，而大部分与一般垃圾一同进行焚烧或填埋处理。

由于如上所述的咖啡副产物的正常含水率为20重量百分比～40重量百分比，而存在如下的问题，即，很难利用普通方法进行焚烧，并且废弃时，因高含水率而发生的废液(pH为约4.0，COD(化学需氧量)为约5000，SS(漂浮物质)为约13000)会污染水质或土壤。因此，急需可利用如上所述的咖啡副产物的方案。

由于这些必要性，在韩国授权专利第10-1550364号中公开了利用咖啡副产物等生物质的生物塑料及其制备方法。由此，可利用咖啡副产物制备塑料。但是，在将通过上述专利发明制备的塑料制备成后述的作为三维打印机的材料的丝来使用的方面，存在导致丝挤压机的堵塞现象或降低完成制备的丝的品质等问题。

三维(3D，3-Dimension)打印机是如下的设备，即，通过依次喷射特殊材料的墨水来以微细的厚度进行层叠，由此制作立体的形状物。三维打印的使用扩散在多种领域。除了由多个部件构成的汽车领域之外，还作为用于制备医疗用人体模型或牙刷或剃须刀等家庭用产品等的多种模型的用途使用于制造厂家。

目前，作为较多的用于三维打印的材料，便于熔解及凝固的固体形态的热塑性塑料占有市场的40％。这种热塑性塑料原材料的形态可具有丝(filament)、粒子或粉末形态，其中丝型(filament type)的三维打印在速度方面快于其他类型，从而生产率高，扩散速度快。

作为现有丝原材料，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)、尼龙(Nylon)、氨基甲酸乙酯(Urethane)、聚醚酰亚胺(PEI)等，其理由如下。

第一、熔点适当地高，因此打印后的固化速度快，从而即使打印速度变快，也不会变形，并且尺寸及形态稳定性好。

第二、熔点适当地低，因此在制备丝时容易挤压且生产效率高。尤其，在熔点过高的情况下会成为不必需要的成本上升的因素，如在熔解丝过程中电力的消耗多、打印机内的部件需要由可耐高热的材质形成等。

但是，聚乳酸在熔融时使打印机黏稠，从而很难进行作业，并且虽然是自然分解的环保原材料，但很难实现再循环，而且易碎且吸湿性高，从而在保管材料的过程中需要注意。

并且，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯在熔融时恶臭严重，从而存在在完成打印后需要进行通风或通过长时间放置来去除味等的追加作业的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：韩国授权专利公报第10-1550364号(2015年08月31日)

发明内容

所要解决的问题

在本发明中所要解决的问题如下。

本发明的目的在于，提供如下的利用生物质的环保丝及其制备方法，即，提出通过有效地去除咖啡副产物内的脂肪酸来制备生物质塑料的方法及单元，由此可制备对人体无害、耐热性强且无味的三维打印机用环保丝。

并且，本发明的目的在于，提供如下的利用生物质的环保丝及其制备方法，即，当通过挤压上述生物质塑料来制备丝时，可无挤压机的堵塞现象且以规定的速度制备丝，并且没有因微细气体的释放而在丝内产生微细孔的现象，而且丝的厚度也维持恒定，从而可制备优质的环保丝。

解决问题的方案