CN106714342B - 一种电加热卷烟针式加热器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电加热卷烟针式加热器，包括针形加热体、发热元件、加热器支撑座、加热器底座，所述针形加热体包括锥帽及与锥帽底部连接的加热器基体，发热元件通过涂布印刷的方式附着在加热器基体上，加热器基体固定于加热器底座，或者加热器基体通过加热器支撑座固定于加热器底座。本发明还提供一种电加热卷烟针式加热器的制备方法。本发明提能够满足传统卷制设备卷制的烟支，在加热器强度、耐热性实现提高，并且具有加热效率高，并对卷烟吸味无影响等优点。

Description

一种电加热卷烟针式加热器及其制备方法

技术领域

本发明涉及电加热卷烟技术领域，具体是一种电加热卷烟针式加热器及其制备方法。

背景技术

香烟燃烧一般需要达到800℃以上，燃烧产生的多种气体产物和蒸馏物从烟草中释放出来。在香烟燃烧过程中，添加到烟草制品的香精香料随着香烟的燃烧而被燃烧分解，破坏了香精香料的原品质。为了降低卷烟的抽吸温度，将烟草进行特殊处理后，采用加热器进行加热的方式进行加热，目前，市面上的电加热产品的加热器采用片式加热器，加热烟支采用纵向有序排列方式，但是该加热器无法直接插入传统卷烟烟支中。因此，为了最大限度的利用现有卷烟设备，减少设备的改造，降低成本，需要开发新型可直接插入烟支的加热器。

发明内容

本发明为解决现有技术的不足，提供一种电加热卷烟针式加热器及其制备方法，能够满足传统卷制设备卷制的烟支，在加热器强度、耐热性实现提高，并且具有加热效率高，并对卷烟吸味无影响等优点。

本发明的采用的主要技术方案为：

一种电加热卷烟针式加热器，包括针形加热体、发热元件、加热器支撑座、加热器底座，所述针形加热体包括锥帽及与锥帽底部连接的加热器基体，发热元件通过涂布印刷的方式附着在加热器基体上，加热器基体固定于加热器底座，或者加热器基体通过加热器支撑座固定于加热器底座。

进一步的，加热器基体的尾部设有电极，电极通过电极连线与电池及控制板相连。

进一步的，锥帽为圆锥、三角锥或三菱锥，加热器基体对应为圆柱、椭圆柱、三角柱或三菱柱。

进一步的，加热器长度为8mm-30mm。

一种电加热卷烟针式加热器的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)配料、混料：取D50＜0.8μm的氧化铝粉料，放入球磨机中，加入一定量的球磨子，使氧化铝粉料：球磨子质量比为1:2，再在球磨机中加入占原料总质量12％的粘结剂，连续球磨使得氧化铝粉和粘结剂混合均匀；

(2)练泥：取出已混合好的粉料，加入占原料总质量8％的润滑剂，再加入占原料总质量15-20％的水，搅拌均匀，使其混合均匀，取出搅拌好的泥料，放入粗练泥机中进行粗练泥，反复练泥至少3遍得到氧化铝泥料；

(3)陈腐：将氧化铝泥料用保鲜膜包裹住，陈腐至少48小时，得到96瓷柔性陶瓷坯体；

(4)坯体切割：将氧化铝96瓷柔性陶瓷坯体在机械冲床上进行尺寸冲切，冲切后得到所需尺寸；

(5)印刷：在无尘环境下，将电阻浆料印刷在冲切好的柔性陶瓷坯体上形成发热元件，同时印刷与发热元件连接的电极；

(6)包裹：另取一根氧化铝陶瓷棒芯，将已印刷发热元件、电极的柔性陶瓷坯体包裹在氧化铝陶瓷棒芯上；

(7)坯体成型：经过温等静压机在95～100℃附近温等静压成型成针状陶瓷坯体；

(8)修坯：将成型后的加热型陶瓷套管用冲床冲切，并同时形成锥帽，进行尺寸校对与修正；

(9)坯体预烧制：在排胶炉中将修好陶瓷套管坯料以＜5℃/min，从常温升温到500℃，保温时间：100℃、200℃、300℃、400℃各保温30min，最高排胶温度500℃保温120min，使有机物充分排尽；

(10)坯体烧成：在充满氢气的还原气氛下，以10℃/min升温到500℃，在以＜5℃/min的升温速度升至1650℃进行烧制形成加热型陶瓷套管，保温时间：700℃、900℃、1100℃、1300℃各保温30min，最高烧成温度1500℃保温120min；

(11)焊接：将烧成的加热型陶瓷套管在电极处焊接电极连线；

(12)浸锡：将焊接好的加热型陶瓷套管在焊接处进行浸锡，浸锡时间为2～3s。

进一步的，在步骤(10)烧制完成后进行上釉，以对发热元件进行保护，同时提高加热器对接触烟草的加热速度。

进一步的，步骤(5)中电阻浆料的电阻值控制在0.3Ω-6Ω之间。

进一步的，所述氧化铝粉料为氧化铝或者氧化铝与氮化铝、脉石英、砂岩、石英岩、石英砂、燧石、硅藻土、莫来石、堇青石、硅灰石、红柱石、石灰石、石英、高岭土、氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化镁、氧化铁、氧化钛中一种或几种混合而成。

进一步的，所述粘结剂为羧甲基纤维素、琼脂、明胶和黄原胶中的一种或几种的混合物。

进一步的，所述润滑剂由豆油和桐油按照组成，其中豆油所占质量百分比为40％，桐油所占质量百分比为60％。

采用本发明的有益效果：(1)采用该种涂布形式，可以显著降低加热器的直径，更好的匹配现有烟支结构；(2)发热元件外置用釉封可以提高热效率，传热更快，提高发热元件的抗氧化性；(3)几种形式的加热器，可以更好的匹配现有卷烟烟支结构，不需要对现有设备进行较大的改造，减少烟支卷制成本；(3)锥形结构形式或者宝剑式结构可以更容易插入烟支，减少烟支插入过程中烟支中烟丝密度的变化，保证抽吸吸阻的均匀性；(4)该种加热器强度高，耐高温，易于清洗，可长时间高温工作。

附图说明

图1是本发明电加热卷烟针式加热器其中一个实施例的结构示意图；

图2是本发明其中一个实施例插入烟支的结构示意图；

图3是本发明其中一个实施例的侧面展开示意图；

图4是本发明另一个实施例的加热器基体底部电极的布局结构示意图；

图5是本发明电加热卷烟针式加热器的制备工艺流程图。

图中：1-锥帽，2-加热器基体，3-发热元件，4-加热器支撑座，5-加热器底座，6-电极连线，7-烟丝段，8-滤嘴段，A、B-电极。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参考图1-3，本发明电加热卷烟针式加热器其中一个实施例包括针形加热体、发热元件3、加热器支撑座4、加热器底座5，所述针形加热体包括锥帽1及与锥帽1底部连接的加热器基体2，锥帽1可为圆锥、三角锥、三菱锥等锥形结构，其与加热器基体2连接形成针式加热器主体结构，连接方式可为焊接或者一体成型。加热器基体2为柱体结构，其对应锥帽1的形状设计，例如圆柱、三角柱、三菱柱等。发热元件3通过涂布印刷的方式附着在加热器基体2上。加热器基体2固定(比如插接)在加热器支撑座4上，加热器支撑座4固定于加热器底座5。

为了更好的插入烟支中，圆柱体的直径一般不超过2.5mm，长度控制在10mm-25mm之间，加热器基体2的尾部设有电极，电极通过电极连线6与电池及控制板相连。

图2所示的为本发明电加热卷烟针式加热器其中一个实施例插入烟支的结构示意图，将电加热卷烟针式加热器插入到烟支的烟丝段7，加热过程中，等温度升高到雾化温度，通过滤嘴段8进行抽吸。图3所示的为本发明电加热卷烟针式加热器其中一个实施例的侧面展开示意图，所涂布的发热元件3根据实际所需的热量的多少，调整所涂布其中的电阻丝的阻值，一般单支加热器电阻值在0.8Ω-2.0Ω。

椭圆柱的外表面积会相对较大，可以采用两个椭圆面分别独立涂布电阻的方式，或将电阻涂布成一个整体，只采用两个电极的方式。

图4所示的是本发明电加热卷烟针式加热器另一实施例的加热器结构示意图,其加热器基体2为椭圆柱体结构，为了更好的插入烟支中，椭圆柱体的短直径一般不超过2.5mm，长直径不超过6.5mm，长度在控制在10mm-25mm之间，椭圆的离心率控制在0.05-0.9之间，这个根据加热器进行适当的调整，加热器基体2尾部的电极通过电极连线与电池及控制板相连。在本实例中，加热器基体2的电极包括电极A和电极B，并且每个电极又包括两个，即电极A有曲面电阻元件A1和曲面电阻元件A2，电极B有曲面电阻元件B1和曲面电阻元件B2，将A1和B1相连组成一个电极，A2和B2相连组成一个电极，将两个曲面电阻元件并联后，再与电池及控制电路电极相连，该种结构电阻浆料在两面进行均匀，两边布局电极，可通过电极作为支座，并与电路板连接，减少加热器无效长度，降低热量损耗。

本发明还提供一种电加热卷烟针式加热器的制备方法，其中一个实施例包括如下步骤：

1.配料、混料：取D50＜0.8μm的高纯氧化铝粉料，放入球磨机中，加入一定量的球磨子，使氧化铝粉料：球磨子质量比为1:2，再在球磨机中加入占原料总质量12％的粘结剂羧甲基纤维素，连续球磨使得氧化铝粉和粘结剂混合均匀；

氧化铝粉料配方可按照如下组分和配比制成：

2.练泥：取出已混合好的粉料，加入占原料总质量8％的润滑剂(其中豆油为40％，桐油为60％)，再加入占原料总质量15％的水，搅拌均匀，使其混合均匀，取出搅拌好的泥料，放入粗练泥机中进行粗练泥，反复练泥至少3遍；

3.陈腐：由于氧化铝粉料是非亲水非可塑的瘠性料，因此泥料中的水分等液相成分在经过反复练泥后还是不能均匀地分布于泥料中，而必须陈腐一定的时间。本实验将氧化铝泥料用保鲜膜包裹住，陈腐至少48小时，得到96瓷(96％)柔性陶瓷坯体。

4.坯体切割：将0.1mm厚的氧化铝96瓷(96％)柔性陶瓷坯体在机械冲床上进行尺寸冲切，冲切后得到尺寸长*宽*高为25mm×7mm×0.1mm长方体。

5.印刷：在无尘环境下，将电阻浆料(例如电阻丝)印刷在冲切好的柔性陶瓷坯体上形成发热元件，同时印刷与发热元件连接的电极。

6.包裹：另取一根直径约1.6mm的氧化铝陶瓷棒芯，长度为25mm，将已印刷发热元件、电极的柔性陶瓷坯体包裹在25mm氧化铝陶瓷棒芯上。

7.坯体成型：经过温等静压机在95～100℃附近温等静压成型成直径1.8mm，高度为25mm的针状陶瓷坯体。

8.修坯：将成型后的加热型陶瓷套管用冲床冲切，并同时形成锥帽，进行尺寸校对与修正。

9.坯体预烧制：在排胶炉中将修好陶瓷套管坯料以＜5℃/min，从常温升温到500℃。保温时间：100℃、200℃、300℃、400℃各保温30min，最高排胶温度500℃保温120min，使有机物充分排尽。

10.坯体烧成：在充满氢气的还原气氛下，以10℃/min升温到500℃，在以＜5℃/min的升温速度升至1650℃进行烧制。保温时间：700℃、900℃、1100℃、1300℃各保温30min，最高烧成温度1500℃保温120min。烧制完成后还可进行上釉，以对发热元件进行保护，同时提高加热器对接触烟草的加热速度。

11.焊接：将烧成的加热型陶瓷套管在电极处焊接电极连线。

12.浸锡：将焊接好的加热型陶瓷套管在焊接处进行浸锡，浸锡时间为2～3s。

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。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种电加热卷烟针式加热器的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)配料、混料：取D50＜0.8μm的氧化铝粉料，放入球磨机中，加入一定量的球磨子，使氧化铝粉料：球磨子质量比为1:2，再在球磨机中加入占原料总质量3-15％的粘结剂，连续球磨使得氧化铝粉和粘结剂混合均匀；

(2)练泥：取出已混合好的粉料，加入占原料总质量3-10％的润滑剂，再加入占原料总质量15-20％的水，搅拌均匀，使其混合均匀，取出搅拌好的泥料，放入粗练泥机中进行粗练泥，反复练泥至少3遍得到氧化铝泥料；

(3)陈腐：将氧化铝泥料用保鲜膜包裹住，陈腐至少48小时，得到96瓷柔性陶瓷坯体；

(4)坯体切割：将氧化铝96瓷柔性陶瓷坯体在机械冲床上进行尺寸冲切，冲切后得到所需的加热器基体(2)和加热器支撑座(4)的尺寸规格；

(5)印刷：在无尘环境下，将电阻浆料印刷在冲切好的柔性陶瓷坯体上形成发热元件，同时印刷与发热元件连接的电极；

(6)包裹：另取一根氧化铝陶瓷棒芯，将已印刷发热元件、电极的柔性陶瓷坯体包裹在氧化铝陶瓷棒芯上；

(7)坯体成型：经过温等静压机在95～100℃附近温等静压成型成针状陶瓷坯体；

(8)修坯：将成型后的加热型陶瓷套管用冲床冲切，并同时形成锥帽，进行尺寸校对与修正；

(9)坯体预烧制：在排胶炉中将修好陶瓷套管坯料以＜5℃/min，从常温升温到500℃，保温时间：100℃、200℃、300℃、400℃各保温30min，最高排胶温度500℃保温120min，使有机物充分排尽；

(10)坯体烧成：在充满氢气的还原气氛下，以10℃/min升温到500℃，再 以＜5℃/min的升温速度升至1650℃进行烧制形成加热型陶瓷套管，保温时间：700℃、900℃、1100℃、1300℃各保温30min，最高烧成温度1500℃保温120min；

(11)焊接：将烧成的加热型陶瓷套管在电极处焊接电极连线；

(12)浸锡：将焊接好的加热型陶瓷套管在焊接处进行浸锡，浸锡时间为2～3s。

2.如权利要求1所述的电加热卷烟针式加热器的制备方法，其特征在于：在步骤(10)烧制完成后进行上釉，以对发热元件进行保护，同时提高加热器对接触烟草的加热速度。

3.如权利要求1所述的电加热卷烟针式加热器的制备方法，其特征在于：步骤(5)中电阻浆料的电阻值控制在0.3Ω-6Ω之间。

4.如权利要求1所述的电加热卷烟针式加热器的制备方法，其特征在于：所述氧化铝粉料为氧化铝或者氧化铝与氮化铝、脉石英、砂岩、石英岩、石英砂、燧石、硅藻土、莫来石、堇青石、硅灰石、红柱石、石灰石、石英、高岭土、氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化镁、氧化铁、氧化钛中一种或几种混合而成。

5.如权利要求1所述的电加热卷烟针式加热器的制备方法，其特征在于：所述粘结剂为羧甲基纤维素、琼脂、明胶和黄原胶中的一种或几种的混合物。

6.如权利要求1所述的电加热卷烟针式加热器的制备方法，其特征在于：所述润滑剂由豆油和桐油组成，其中豆油所占质量百分比为40％，桐油所占质量百分比为60％。