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CN107006896A - 一种复合的陶瓷雾化器及其制备方法 - Google Patents

一种复合的陶瓷雾化器及其制备方法 Download PDF

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CN107006896A CN201710310965.4A CN201710310965A CN107006896A CN 107006896 A CN107006896 A CN 107006896A CN 201710310965 A CN201710310965 A CN 201710310965A CN 107006896 A CN107006896 A CN 107006896A
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陈义坤
罗诚浩
刘华臣
柯炜昌
齐富友
邓腾飞
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China Tobacco Hunan Industrial Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种复合的陶瓷雾化器，包括第一主体、第二主体，所述第一主体和第二主体采取施釉封接工艺一体成型，所述第一主体和第二主体之间通过施釉形成的釉面连接，所述的釉面完全或局部覆盖于第一主体和第二主体连接处表面，所述第一主体包括发热载体以及用于加热的导电通路，所述导电通路形成于发热载体表面或内部，并具有用于与电源连接的第一接触部分和第二接触部分，所述第二主体用于液体传导。本发明还提供一种复合的陶瓷雾化器的制备方法。本发明将多孔陶瓷材料和发热陶瓷材料通过施釉烧制工艺一体封接成型，强度高，使用寿命长。

Description

一种复合的陶瓷雾化器及其制备方法
技术领域
本发明涉及电子烟雾化器技术领域，具体是一种复合的陶瓷雾化器及其制备方法。
背景技术
现有的电子烟雾化器结构大多采用中国专利CN103270808B描述的结构：雾化芯组件包括电加热体和套于电加热体上的液体渗透件，所述的电加热体为电热丝螺旋缠绕形成；同时中国专利CN205624474 U公开了一种陶瓷发热雾化芯，包括陶瓷发热体和为该陶瓷发热体提供烟油的导油体，其特征在于所述陶瓷发热体包括陶瓷基体和与该陶瓷基体一体成型的发热元件，所述导油体为包围在陶瓷发热体外围的棉布，该棉布用于吸取从所述进油孔流入的烟油。
上述介绍的雾化器都是由离散的功能部件组成，需通过外部施加一定的力量或进一步采用物理结构进行固定才能形成一个整体，组装过程复杂，容易脱落。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种适用于电子烟的复合的陶瓷雾化器及其制备方法，该雾化器是通过特殊烧制工艺，能够一体成型，形成一个整体。
根据本发明的第一方面，提供了一种复合的陶瓷雾化器，其特征在于：包括第一主体、第二主体，所述第一主体和第二主体采取施釉封接工艺一体成型，所述第一主体和第二主体之间通过施釉形成的釉面连接，所述的釉面完全或局部覆盖于第一主体和第二主体连接处表面，所述第一主体包括发热载体以及用于加热的导电通路，所述导电通路形成于发热载体表面或内部，并具有用于与电源连接的第一接触部分和第二接触部分，所述第二主体用于液体传导。
进一步的，所述导电通路通过电路印刷机印刷在发热载体上，然后在足够温度下的还原气氛中持续一定时间烧制而形成第一主体。
进一步的，第一主体的烧制温度为1400℃-1600℃，还原气氛为在H2气体环境中，烧制时间为18h-24h。
进一步的，所述导电通路完全或部分形成电阻加热层，距离第二主体不超过第一主体的厚度。
进一步的，所述电阻加热层与第二主体的距离小于等于0.3mm，以增加热量的利用效率，提高雾化效果。
进一步的，所述发热载体完全或局部由陶瓷形成。
进一步的，所述导电通路由金属钨锰料浆结合瓷粉组成。
进一步的，所述电阻加热层完全或部分覆盖在第一主体表面或置于第一主体中，所述电阻加热层的电阻阻值在0.02-3Ω之间。
进一步的，所述的第一接触部分和第二接触部分为接触点、限定在电源正负极之间的图形、导线或是具有支撑作用的导电杆。
进一步的，所述的第二主体完全或局部由氧化铝多孔陶瓷、碳化硅多孔陶瓷或氮化硅多孔陶瓷形成。
进一步的，所述的第一主体和第二主体的截面形状为圆形、中空圆形、矩形或三角形，可通过半干压成型、注凝成型或注射成型，最后烧制而形成。
进一步的，所述的第一主体部分覆盖在第二主体表面，以减少第一主体的整体热量损耗以及增加第二主体的孔隙面积，提高雾化效果。
进一步的，所述复合的雾化器包括两个第一主体和一个第二主体构成，其中第二主体位于两个第一主体之间，第一主体和第二主体之间通过部分接触区域施釉形成的釉面连接。
进一步的，所述的复合雾化器上的烟雾释放的气孔为第一主体和第二主体连接处预留接缝、或在第一主体上预留的孔道、或在第二主体上预留的孔道。
根据本发明的第二方面，提供了一种复合的陶瓷雾化器的制备方法，其特征在于第一主体和第二主体采取施釉封接工艺一体成型，制备成整体，具体工艺步骤如下：
步骤一、步骤一、在第一主体表面施釉，釉面厚度控制在5-40μm之间，釉为透明釉，透明釉按质量百分比包括以下组份：透明熔块80％～94％、高岭土5％～19％、羧甲基纤维素(CMC)0.2％-1％，其中透明熔块的化学成分按照质量百分比为SiO2 40％-60％、Al2O32％-15％、Na2O 0-8％、K2O 0-5％、ZnO 3％-15％、BaO 2％-10％、CaO 5％-15％、MgO 0％-10％，釉的熔化温度在600-1000℃，施釉前将釉浆的粘度调制到0.5—1.5Pa·s，对第一主体进行干燥、吹灰、擦水工序；
步骤二、将第一主体置于水平匣钵，将第二主体置于第一主体之上，控制烧成温度在700-1000℃，熔体粘度η大小控制在2＜lgη＜6之间。
进一步的，步骤一中施釉方式是干法施釉或者刷釉。
上述工艺步骤中，釉的料浆粘度对刷釉工艺影响很大，釉的组成中透明熔块配方影响熔体粘度(η)，而熔体粘度(η)大小直接影响封接效果。熔体粘度小，容易发生多孔陶瓷通过毛细管力吸釉，而粘度过大使得釉无法铺展，进而造成多孔陶瓷与MCH陶瓷的结合度不高。熔体粘度大小应该控制在2＜lgη＜6之间。
本发明的有益效果在于：将多孔陶瓷材料和发热陶瓷材料通过施釉烧制工艺一体封接成型，强度高，使用寿命长，同时清洁安全的多孔陶瓷材料用于导液，均匀发热的陶瓷材料用于加热雾化，避免了烟油的碳化以及炸油现象的发生。
附图说明
图1(a)为本发明实施例一中第一主体的俯视图；图1(b)为本发明实施例一的侧面剖视图；图1(c)为含有本发明实施例一的雾化器的电子烟结构示意图；
图2(a)为本发明实施例二中第一主体的俯视图；图2(b)为本发明实施例二的侧面剖视图。
图中：1—第一主体，2—第二主体，3—釉面，4—导电通路，5—电阻加热层，6—气孔，7—第一接触部分，8—第二接触部分，9—中空部分，10—第一外壳，11—第二外壳，12—油杯，13—凹槽，14—雾化器，15—底座，17—接缝。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。应当理解，此部分所描述的具体实施例仅可用于解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
请参阅图1(a)、图1(b)和图1(c)，一种复合的陶瓷雾化器14，包括第一主体1、第二主体2，所述第一主体1和第二主体2采取施釉封接工艺一体成型，所述第一主体1和第二主体2之间通过施釉形成的釉面3连接。所述的釉面3局部覆盖于第一主体1和第二主体2连接处表面。所述第一主体1包括发热载体以及用于加热的导电通路4，所述导电通路4形成于发热载体内部，并具有用于与电源连接的第一接触部分7和第二接触部分8，所述第二主体2由氮化硅多孔陶瓷材料形成，用于液体传导。
导电通路4可通过电路印刷机将电阻层印刷在发热载体上形成，然后将发热载体及其上印刷的电阻层在1600℃下的H2气体环境中烧制24h而形成第一主体1。导电通路4中部分电阻层线路为电阻加热层5，其余线路作为导线。电阻加热层5距离第二主体2距离为0.1mm。发热载体完全由致密陶瓷形成，电阻加热层5可由金属钨锰料浆结合瓷粉组成。
电阻加热层5置于第一主体1中，所述的电阻阻值在0.02-3Ω之间。导电通路4在发热载体上可形成各种图形。所述的第一接触部分7和第二接触部分8为接触点。
所述的第一主体1和第二主体2的截面形状包括但不限于圆形，中空圆形、矩形、三角形，可通过半干压成型、注凝成型或注射成型，最后烧制而形成。
所述的复合雾化器14的烟雾释放的气孔为第一主体上预留气孔6或设置中空部分9形成。
如图1(c)中所示，含有该复合陶瓷雾化器14的电子烟包括第一外壳10和第二外壳11，第一外壳10和第二外壳11相互嵌套组成一个整体，第一外壳10嵌套连接有硅胶底座15，所述的复合陶瓷雾化器14固定在上。第设一外壳10中设有油杯12，所述油杯12底部设有凹槽13，所述凹槽13中设有纤维导油棉，当油杯12插入第一外壳10中时，凹槽13中的纤维导油棉与陶瓷雾化器14的第二主体2接触。所述的第一外壳10与油杯12之间形成有气路通道16，供气体流通。
当抽吸该电子烟时，烟油在油杯12中经凹槽13中的纤维导油棉传导至第二主体2表面，然后第一主体1将第二主体2上的烟油雾化，雾化后的烟气从预留气孔6、中空部分9以及第二主体2内部逸出，经气道16被消费者吸入。
实施例二
如图2(a)、图2(b)所示，一种复合的陶瓷雾化器14，包括第一主体1、第二主体2，所述第一主体1和第二主体2采取施釉封接工艺一体成型，所述第一主体1和第二主体2之间通过施釉形成的釉面3连接，所述的釉面3局部覆盖于第一主体1和第二主体2连接处表面。所述第一主体1包括发热载体以及用于加热的导电通路4，所述导电通路4形成于发热载体表面，并具有用于与电源连接的第一接触部分7和第二接触部分8，本实施例中所述的第一接触部分7和第二接触部分8为导电杆。所述第二主体2由碳化硅多孔陶瓷形成，用于液体传导。
导电通路4可以通过电路印刷机将电阻层印刷在发热载体上，然后将发热载体及其上印刷的电阻层在1400℃下的H2气体环境中18h烧制而形成第一主体1。导电通路4完全形成电阻加热层，距离第二主体2距离为0.3mm。发热载体局部由致密陶瓷形成，导电通路4可由金属钨锰料浆结合瓷粉组成。
导电通路4部分覆盖在第一主体1表面，所述的电阻阻值在0.02-3Ω之间。
所述的复合雾化器14的烟雾释放的气孔为第一主体1和第二主体2接处预留接缝17。
本实施例中所述复合的雾化器14将两个第一主体1和一个第二主体2按一定结构和顺序相互接触复合形成一个整体。如图2(b)所示，其中一个实施中，所述复合的雾由两个第一主体1和一个第二主体2构成，其中第二主体2位于两个第一主体1之间，第一主体1和第二主体2之间通过部分接触区域施釉形成的釉面3，未施釉部分即形成接缝17。
上述实施例中所述的第一主体1和第二主体2的截面形状包括但不限于圆形，中空圆形、矩形、三角形，可通过半干压成型、注凝成型或注射成型，最后烧制而形成。在其他实施例中，所述第一接触部分7和第二接触部分8还可以为限定在电源正负极之间的图形或导线。
实施例三
一种复合的陶瓷雾化器14的制备方法，陶瓷雾化器14由第一主体1和第二主体2采取施釉封接工艺一体成型，制备成整体，具体工艺步骤如下：
步骤一、在第一主体1表面施釉，施釉方式是干法施釉或者刷釉，釉面厚度为30μm，釉为透明釉，透明釉的各物质组成按照质量百分比配比为：
透明熔块80％、高岭土19％、羧甲基纤维素(CMC)1％。透明熔块的化学成分按照质量百分比为SiO2(60％)、Al2O3(15％)、Na2O(2％)、K2O(2％)、ZnO(5％)、BaO(5％)、CaO(9％)，MgO(2％)。釉的熔化温度在600-1000℃，施釉前将釉浆的粘度调制到1.5Pa·s，对第一主体1进行干燥、吹灰、擦水等工序。
步骤二、将第一主体1置于水平匣钵，将第二主体2置于第一主体1之上，控制烧成温度在800℃，控制熔体粘度η大小为lgη＝5.2。
实施例四
一种复合的陶瓷雾化器14的制备方法，其特征在于第一主体1和第二主体2采取施釉封接工艺一体成型，制备成整体，具体工艺步骤如下：
步骤一、在第一主体1表面施釉，釉面厚度为40μm，施釉方式是干法施釉或者刷釉，釉为透明釉，透明釉的各物质组成按照质量百分比配比为：
透明熔块94％、高岭土5.8％、羧甲基纤维素(CMC)0.2％。透明熔块的化学成分按照质量百分比为SiO2(50％)、Al2O3(12％)、Na2O(4％)、K2O(2％)、ZnO(10％)、BaO(2％)、CaO(12％)、MgO(8％)。釉的熔化温度在600-1000℃，施釉前将釉浆的粘度调制到0.5Pa·s，对第一主体1进行干燥、吹灰、擦水等工序。
步骤二、将第一主体1置于水平匣钵，将第二主体2置于第一主体1之上，然后再将第一主体1置于第二主体2上，控制烧成温度在1000℃，控制熔体粘度η大小为lgη＝4.5。
实施例五
一种复合的陶瓷雾化器14的制备方法，其特征在于第一主体1和第二主体2采取施釉封接工艺一体成型，制备成整体，具体工艺步骤如下：
步骤一、在第一主体1表面施釉，釉面厚度为40μm，施釉方式是干法施釉或者刷釉，釉为透明釉，透明釉的各物质组成按照质量百分比配比为：
透明熔块94％、高岭土5.5％、羧甲基纤维素(CMC)0.5％。透明熔块的化学成分按照质量百分比为SiO2(50％)、Al2O3(10％)、Na2O(8％)、K2O(5％)、ZnO(10％)、BaO(2％)、CaO(7％)、MgO(8％)。釉的熔化温度在600-1000℃，施釉前将釉浆的粘度调制到0.8Pa·s，对第一主体1进行干燥、吹灰、擦水等工序。
步骤二、将第一主体1置于水平匣钵，将第二主体2置于第一主体1之上，控制烧成温度在1000℃，控制熔体粘度η大小为lgη＝3。
羧甲基纤维素(CMC)主要用于调节釉料浆的粘度，从而能够使其在刷釉工艺中能够很好的铺展，又不至于渗入第二主体中；而釉的配方中，透明熔块中二氧化硅SiO2含量越高，氧化钾K2O，氧化钠Na2O含量越低，在烧结的高温状态下，熔体粘度越大，会使釉不能很好的接触第一和第二主体，导致粘结强度不高，透明熔块中二氧化硅SiO2含量越低，氧化钾K2O，氧化钠Na2O含量越高，在烧结的高温状态下，熔体粘度越小，会使釉进一步渗入第二主体中，堵塞孔隙，并且粘结强度也不会很高，因此合适的釉配方包括料浆粘度和熔体粘度是本技术的关键。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合的陶瓷雾化器，其特征在于：包括第一主体、第二主体，所述第一主体和第二主体采取施釉封接工艺一体成型，所述第一主体和第二主体之间通过施釉形成的釉面连接，所述的釉面完全或局部覆盖于第一主体和第二主体连接处表面，所述第一主体包括发热载体以及用于加热的导电通路，所述导电通路形成于发热载体表面或内部，并具有用于与电源连接的第一接触部分和第二接触部分，所述第二主体用于液体传导。
2.如权利要求1所述的复合的陶瓷雾化器，其特征在于：所述的第一主体部分覆盖在第二主体表面，以减少第一主体的整体热量损耗以及增加第二主体的孔隙面积，提高雾化效果。
3.如权利要求1所述的复合的陶瓷雾化器，其特征在于：所述电阻加热层与第二主体的距离小于等于0.3mm。
4.如权利要求1所述的复合的陶瓷雾化器，其特征在于：所述电阻加热层完全或部分覆盖在第一主体表面或置于第一主体中，所述电阻加热层的电阻阻值在0.02-3Ω之间。
5.如权利要求1所述的复合的陶瓷雾化器，其特征在于：所述导电通路通过电路印刷机印刷在发热载体上，然后在1400℃-1600℃温度下的H2气体环境烧制18h-24h而形成第一主体。
6.如权利要求1所述的复合的陶瓷雾化器，其特征在于：所述的第一接触部分和第二接触部分为接触点、限定在电源正负极之间的图形、导线或是具有支撑作用的导电杆。
7.如权利要求1所述的复合的陶瓷雾化器，其特征在于：所述的第二主体完全或局部由氧化铝多孔陶瓷、碳化硅多孔陶瓷或氮化硅多孔陶瓷形成。
8.如权利要求1所述的复合的陶瓷雾化器，其特征在于：所述的复合雾化器上的烟雾释放的气孔为第一主体和第二主体连接处预留接缝、或在第一主体上预留的孔道、或在第二主体上预留的孔道。
9.一种如权利要求1-8中任一项所述的复合的陶瓷雾化器的制备方法，其特征在于：
步骤一、在第一主体表面施釉，釉面厚度控制在5-40μm之间，釉为透明釉，透明釉按质量百分比包括以下组份：透明熔块80％～94％、高岭土5％～19％、羧甲基纤维素(CMC)0.2％-1％，其中透明熔块的化学成分按照质量百分比为SiO2 40％-60％、Al2O32％-15％、Na2O 0-8％、K2O 0-5％、ZnO 3％-15％、BaO 2％-10％、CaO5％-15％、MgO 0％-10％，釉的熔化温度在600-1000℃，施釉前将釉浆的粘度调制到0.5—1.5Pa·s，对第一主体进行干燥、吹灰、擦水工序；
步骤二、将第一主体置于水平匣钵，将第二主体置于第一主体之上，控制烧成温度在700-1000℃，熔体粘度η大小控制在2＜lgη＜6之间。
10.如权利要求9所述的复合的陶瓷雾化器的制备方法，其特征在于：步骤一中施釉方式是干法施釉或者刷釉。
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