CN110447962A - 雾化元件和电子烟 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种雾化元件和电子烟，该雾化元件包括多孔陶瓷部和与所述多孔陶瓷部接触的多孔金属部，至少部分所述多孔陶瓷部的孔与所述多孔金属部的孔相连通，所述多孔金属部的厚度不低于30μm。该雾化元件能够对烟油进行充分雾化，有效改善烟雾口感。
Description
技术领域
本发明涉及电子烟技术领域，特别是涉及一种雾化元件和电子烟。
背景技术
目前，电子烟通常使用雾化元件将烟液加热进行雾化，传统的雾化元件包括由玻璃纤维或吸液棉制成的吸液芯及缠绕于吸液芯外的电阻丝；吸液芯用于吸引烟油，电阻丝用于加热雾化吸液芯上的烟油。然而，传统雾化组件存在电阻丝接触烟油面积小的缺陷，使得雾化速度低、雾化量小且存在局部未接触到烟油时发生干烧过热的风险，进而导致杂味的产生。
发明内容
基于此，有必要提供一种雾化元件。该雾化元件能够对烟油进行充分雾化，有效改善烟雾口感。
一种雾化元件，包括多孔陶瓷部和与所述多孔陶瓷部接触的多孔金属部，至少部分所述多孔陶瓷部的孔与所述多孔金属部的孔相连通，所述多孔金属部的厚度不低于30μm。
在其中一个实施例中，所述多孔金属部的平均孔径为5μm～60μm，孔隙率为10％～50％，厚度为30μm～200μm。
在其中一个实施例中，所述多孔金属部的平均孔径为0.1mm～5mm，孔隙率为60％～95％，厚度为50μm～1000μm。
在其中一个实施例中，所述多孔陶瓷部具有雾化表面，所述多孔金属部设置于所述多孔陶瓷的所述雾化表面上；所述多孔金属部形成为直线形、曲线形、折线形、口字形、目字形、回字形、环形或田字形。
在其中一个实施例中，所述多孔陶瓷部形成有凹槽，所述多孔金属部填充于所述凹槽中；所述凹槽的纵截面的形状为方形、半圆形、V形或梯形。
在其中一个实施例中，所述多孔陶瓷部包括本体，所述本体上具有平行设置的多个凸起，所述多孔金属部填充于相邻的所述凸起之间。
在其中一个实施例中，所述多孔陶瓷部的平均孔径为10μm～50μm，孔隙率为30％～70％。
在其中一个实施例中，所述多孔金属部选自多孔镍制件、多孔钛制件、多孔镍铁合金制件、多孔镍铜合金制件、多孔镍铬合金制件和多孔铁铬铝合金制件中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述多孔陶瓷部为多孔氧化铝陶瓷、多孔二氧化硅陶瓷、多孔碳化硅陶瓷、多孔堇青石陶瓷、多孔莫来石陶瓷、多孔海泡石陶瓷和多孔硅藻土陶瓷中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述雾化元件还包括电极，所述电极与所述多孔金属部接触。
一种电子烟，包括上述雾化元件。
上述雾化元件中，多孔陶瓷部用于导液与储液，多孔金属部不仅能够用于输送雾化能量，同时也具有导液与储液的功能。上述雾化元件至少具有以下优点：
(1)通过多孔金属部的多孔结构可将烟油充分雾化，有效雾化比面积大大提高，雾化更加充分；
(2)烟雾的一致性要更佳，口感更纯，能够有效避免杂味的产生；
(3)热量能够被及时充分地传导给烟油，有效避免局部过热而发生干烧的现象。
附图说明
图1为一实施例中雾化元件的结构示意图；
图2为又一实施例中雾化元件的俯视图；
图3为又一实施例中雾化元件的俯视图；
图4为又一实施例中雾化元件的俯视图；
图5为又一实施例中雾化元件的俯视图；
图6为又一实施例中雾化元件的俯视图；
图7为又一实施例中雾化元件的俯视图；
图8为又一实施例中雾化元件的结构示意图；
图9为又一实施例中雾化元件的剖视图；
图10为又一实施例中雾化元件的剖视图；
图11为又一实施例中雾化元件的剖视图；
图12为又一实施例中雾化元件的剖视图；
图13为又一实施例中雾化元件的剖视图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
一实施方式的电子烟包括雾化元件100，参考图1，包括多孔陶瓷部101、多孔金属部102和电极103，电极103与多孔金属部102接触。多孔陶瓷部101和多孔金属部102均为多孔结构，多孔陶瓷部101和多孔金属部102相互接触，使得至少部分多孔陶瓷部101的孔与多孔金属部102的孔相连通，多孔陶瓷部101用于导液与储液，多孔金属部102不仅能够用于输送雾化能量并发热，同时也具有导液与储液的功能。在一个实施例中，多孔陶瓷部101和多孔金属部102相固接，以形成较强的结合力，避免在使用过程中发生二者脱离的现象。
在非工作状态下，烟油可储存于多孔陶瓷部101和多孔金属部102的孔中，而在进行雾化工作时，多孔金属部102经电极103供电发热，烟油可经由多孔金属部102内部被雾化，克服了传统雾化元件的电阻丝与烟油接触面积小的缺陷，有效雾化比面积大大提高，加快雾化速度、雾化更加充分并防止焦味。
多孔金属部102的厚度不低于30μm。由于多孔结构的存在，使得多孔金属部102内部的热量能够被及时充分地传导给烟油，即使在多孔金属部102的厚度较大时依然能够达到均匀一致的发热效果，不会产生局部过热而发生干烧的现象，烟雾的一致性要更佳，口感更纯，有效避免了杂味的产生。
在其中一个实施例中，多孔金属部102的平均孔径为5μm～60μm，孔隙率为10％～50％，厚度为30μm～200μm。这时，多孔金属部102具有平均孔径大小与多孔陶瓷部101较为接近的微孔结构，使得多孔金属部102中的孔能够更多地与多孔陶瓷部101的孔相连通，有利于烟油的充分雾化，烟雾量更大，且雾化的烟雾的一致性和口感较好。另外，当多孔金属部102具有上述结构时，即便是对于某些粘度较大的烟油，也能实现快速雾化，避免了“首口烟雾量偏小”等不足，具有令人满意的使用体验。进一步地，这样的多孔金属部102可以是通过印刷得到的多孔金属膜。
在另一个实施例中，多孔金属部102的平均孔径为0.1mm～5mm，孔隙率为60％～95％。这时，多孔金属部102的储液和吸液能力较强，同时具有比较均匀的微孔组织结构，有利于均匀稳定的输送雾化所需能量。并且由于具有较大的比表面积，使得储存于多孔金属部102微孔内的烟油能迅速有效地被雾化，有效提升了烟气的满足感和香气还原性。具有上述结构的多孔金属部102的厚度可以为50μm～1000μm，在较大厚度时仍然可实现比较均匀的发热效果，有效避免了有害物质的产生。进一步地，这样的多孔金属部102可以是泡沫金属。泡沫金属可通过共烧结的方式与多孔陶瓷部101相结合，结合能力更强，可以避免脱落风险；同时，泡沫金属的电阻较稳定，可以满足大功率烟具和粘度较高草本类烟油的雾化。
多孔陶瓷部101具有表面，该表面包括雾化表面和吸液表面。雾化表面和吸液表面的数量不是固定的，可根据需要进行设计，例如，当雾化表面是多孔陶瓷部101的一个表面如上表面时，吸液表面可以是除雾化表面外的其它表面，即下表面和/或侧面；或者，雾化表面是多孔陶瓷部101的多个表面，如上表面和侧面，则吸液表面可以是多孔陶瓷部101的下表面。在一些实施例中，多孔金属部102设置在多孔陶瓷部101的雾化表面上，参考图1至图8。图2至图7为俯视图，其中多孔陶瓷部101的形状为长方体，其上表面为雾化表面，下表面和侧面(未示出)为吸液表面，多孔金属部102设置在多孔陶瓷部101的雾化表面即上表面上。图8的雾化元件101中，多孔陶瓷部101具有多个雾化表面(上表面、左侧面和右侧面)，多孔金属部102设置在多孔陶瓷部101上述雾化表面上(左侧面被遮挡)，这时，多孔金属部102与多孔陶瓷部101的接触面积更大，提高了导液性能，有利于达到更好的雾化效果。
多孔金属部102的形状没有特殊的限制，可以根据需要进行设计。在一个实施例中，多孔金属部102的形状为直线形(如图2)。在其他实施例中，多孔金属部102的形状可以为曲线形、折线形、口字形、目字形、回字形、环形或田字形等。其中，曲线形可以包括任意常见的曲线，例如正弦曲线、螺旋线、叶形线、8字曲线等；折线型是指多孔金属部102具有多个首尾连接的直线段且相邻两个直线段相交角度大于0小于180度。例如，图3所示的又一实施例的雾化元件100中，多孔金属部102的形状为正弦曲线形；图4所示的雾化元件100中，多孔金属部102形成为“S”型折线形；图5所示的又一实施例的雾化元件100中，多孔金属部102为直角往复折线形；图6所示的雾化元件100中，在多孔陶瓷部101的雾化表面具有形状为日字形的多孔金属部102；图7所示的又一实施例的雾化元件100中，多孔金属部102的形状为环形。上述实施例中的多孔金属部102均能达到较好的雾化效果。
在一些实施例中，多孔金属部102可以设置于多孔陶瓷部101的内部。相比于将多孔金属部102设置于多孔陶瓷部101的表面上的情况，将多孔金属部102设置于多孔陶瓷部101的内部有利于进一步增大多孔金属部102与多孔陶瓷部101的接触面积，提高导液速度，优化雾化效果。
在其中一个实施例中，多孔陶瓷部101形成有凹槽，图9至图12为多孔陶瓷部101具有凹槽的雾化元件100的剖视图(电极未示出)，多孔金属部102填充于凹槽中。这时，多孔金属部102在多孔陶瓷部101的内部的接触面均可作为吸液面。凹槽的形状没有特殊的限制，可以根据需要进行设计。例如，在一个实施例中，如图9所示，凹槽的纵截面的形状为方形，这时，多孔金属部102的底面和两侧面均可作为吸液面。在其他实施例中，凹槽的纵截面的形状可以为半圆形(图10)、V形(图11)或梯形(图12)等。其中，上述纵截面是指沿竖直方向的剖截面。此实施例中，多孔金属部102可通过丝网印刷的方式形成在凹槽中。
在一些实施例中，可以通过将多孔陶瓷部101形成为具有凸起的结构，并令多孔金属部102与该凸起接触，以达到增大多孔金属部102与多孔陶瓷部101的接触面积的目的。在一个实施例中，参考图13(电极未示出)，多孔陶瓷部101包括本体1011，本体1011上具有平行设置的一对凸起1012，多孔金属部102填充于该一对凸起1012之间。在其他实施例中，凸起1012的数量可以根据需要进行调整，例如3个、4个等，这时，多孔金属部102填充于相邻的凸起1012之间。具体地，凸起1012可以为柱状凸起。凸起1012可通过印刷的方式形成在本体1011上，多孔金属部102可通过丝网印刷的方式形成在相邻的凸起1012之间。
在一个实施例中，多孔金属部的材质选自多孔镍制件、多孔钛制件、多孔镍铁合金制件、多孔镍铜合金制件、多孔镍铬合金制件和多孔铁铬铝合金制件中的至少一种。上述材质的制件具有较好的导热性，有利于雾化的进行。
多孔陶瓷部101的平均孔径为10μm～50μm，孔隙率为30％～70％。在一个实施例中，多孔陶瓷部为多孔氧化铝陶瓷、多孔二氧化硅陶瓷、多孔碳化硅陶瓷、多孔堇青石陶瓷、多孔莫来石陶瓷、多孔海泡石陶瓷和多孔硅藻土陶瓷中的至少一种。上述种类的多孔陶瓷化学性质稳定，耐高温，具备较好的储液能力。
在一个实施例中，电极103为银浆电极，可以通过印刷或涂刷的方式覆盖多孔金属部102，再进行整体烧结，形成与多孔金属部102接触的电极103。
以下通过实施例进一步说明本发明，但不用于限定本发明。
实施例中，多孔金属部和多孔陶瓷部中的孔的孔径大小采用压汞方法进行测定，参考国标《GB T 21650.1-2008压汞法和气体吸附法测定固体材料孔径分布和孔隙度》；孔隙率采用煮沸法或真空法方法进行测定，参考国标《GB/T 3810.3-2006陶瓷砖试验方法第3部分：吸水率、显气孔率、表观相对密度和容重的测定》；厚度采用膜厚仪进行测定。
实施例1
本实施例的雾化元件的结构如图1所示，采用多孔氧化铝陶瓷作为多孔陶瓷部，其平均孔径为27μm，孔隙率为45％，厚度为2530μm。
采用镍基合金在上述多孔陶瓷部的上表面通过丝网印刷形成直线形的多孔金属膜，再在多孔金属膜的两端通过丝网印刷银浆，形成覆盖多孔金属膜的银电极，然后进行烧结，得到雾化元件。多孔金属膜的平均孔径为15μm，孔隙率为30％，厚度为100μm，至少部分多孔金属膜的孔与多孔陶瓷部的孔相连通。
实施例2
本实施例的雾化元件的结构如图8所示，制备过程与实施例1大致相同，区别仅在于在多孔陶瓷部的上表面、左侧面和右侧面均丝网印刷形成直线形的多孔金属膜。多孔金属膜的平均孔径为25μm，孔隙率为20％，厚度为80μm，至少部分多孔金属膜的孔与多孔陶瓷部的孔相连通。
实施例3
本实施例的雾化元件的结构如图9所示。采用多孔二氧化硅陶瓷作为多孔陶瓷部，其平均孔径为35μm，孔隙率为50％，厚度为3000μm。
先在上述多孔陶瓷部的上表面挖出厚度100μm的纵截面为方形的凹槽，然后采用镍基合金在该凹槽内通过丝网印刷的方式形成多孔金属膜，再在多孔金属膜的两端通过丝网印刷银浆，形成覆盖多孔金属膜的银电极，然后在进行烧结，得到雾化元件。多孔金属膜的平均孔径为43μm，孔隙率为20％，厚度为98μm，至少部分多孔金属膜的孔与多孔陶瓷部的孔相连通。
实施例4
本实施例的雾化元件的结构如图13所示。采用多孔堇青石陶瓷作为多孔陶瓷部本体，其平均孔径为37μm，孔隙率为53％，厚度为3500μm。
先在上述多孔陶瓷部的上表面通过丝网印刷的方式形成一对高度为85μm的柱状凸起，然后采用镍基合金在该对柱状凸起之间通过印刷方式形成多孔金属膜，再在多孔金属膜的两端通过丝网印刷银浆，形成覆盖多孔金属膜的银电极，然后在进行烧结，得到雾化元件。多孔金属膜的平均孔径为50μm，孔隙率为18％，厚度为80μm，至少部分多孔金属膜的孔与多孔陶瓷部的孔相连通。
实施例5
本实施例的雾化元件的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，采用镍基合金的泡沫金属在多孔陶瓷部的上表面进行丝网印刷。泡沫金属的平均孔径为2mm，孔隙率为80％，厚度为270μm，至少部分泡沫金属的孔与多孔陶瓷部的孔相连通。
对比例1
本对比例的雾化元件的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，通过丝网印刷在多孔陶瓷部的上表面形成厚度为10μm的多孔金属膜，其平均孔径为10μm，孔隙率为8％。
测试例
将实施例1～实施例5和对比例1的雾化元件组装为电子烟，并通过称重法进行雾化测试，结果列于表1。
表1
| 实施例 | 烟雾量，mg | 烟雾口感 |
| 实施例1 | 6.2 | 烟雾颗粒均匀，一致性好，口感纯，无杂味产生 |
| 实施例2 | 6.5 | 烟雾颗粒均匀，一致性好，口感纯，无杂味产生 |
| 实施例3 | 6.7 | 烟雾颗粒均匀，一致性好，口感纯，无杂味产生 |
| 实施例4 | 7.2 | 烟雾颗粒均匀，一致性好，口感纯，无杂味产生 |
| 实施例5 | 5.8 | 烟雾颗粒均匀，一致性好，口感纯，无杂味产生 |
| 对比例1 | 4.5 | 烟雾颗粒较大，口感不均一，有杂味产生 |
由表1可见，实施例1～实施例5的雾化元件能够对烟油进行充分雾化，有效改善烟雾口感，避免产生杂味。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (11)
1.一种雾化元件，其特征在于，包括多孔陶瓷部和与所述多孔陶瓷部接触的多孔金属部，至少部分所述多孔陶瓷部的孔与所述多孔金属部的孔相连通，所述多孔金属部的厚度不低于30μm。
2.根据权利要求1所述的雾化元件，其特征在于，所述多孔金属部的平均孔径为5μm～60μm，孔隙率为10％～50％，厚度为30μm～200μm。
3.根据权利要求1所述的雾化元件，其特征在于，所述多孔金属部的平均孔径为0.1mm～5mm，孔隙率为60％～95％，厚度为50μm～1000μm。
4.根据权利要求1所述的雾化元件，其特征在于，所述多孔陶瓷部具有雾化表面，所述多孔金属部设置于所述多孔陶瓷的所述雾化表面上；所述多孔金属部形成为直线形、曲线形、折线形、口字形、目字形、回字形、环形或田字形。
5.根据权利要求1所述的雾化元件，其特征在于，所述多孔陶瓷部形成有凹槽，所述多孔金属部填充于所述凹槽中；所述凹槽的纵截面的形状为方形、半圆形、V形或梯形。
6.根据权利要求1所述的雾化元件，其特征在于，所述多孔陶瓷部包括本体，所述本体上具有平行设置的多个凸起，所述多孔金属部填充于相邻的所述凸起之间。
7.根据权利要求1所述的雾化元件，其特征在于，所述多孔陶瓷部的平均孔径为10μm～50μm，孔隙率为30％～70％。
8.根据权利要求1所述的雾化元件，其特征在于，所述多孔金属部选自多孔镍制件、多孔钛制件、多孔镍铁合金制件、多孔镍铜合金制件、多孔镍铬合金制件和多孔铁铬铝合金制件中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的雾化元件，其特征在于，所述多孔陶瓷部为多孔氧化铝陶瓷、多孔二氧化硅陶瓷、多孔碳化硅陶瓷、多孔堇青石陶瓷、多孔莫来石陶瓷、多孔海泡石陶瓷和多孔硅藻土陶瓷中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的雾化元件，其特征在于，所述雾化元件还包括电极，所述电极与所述多孔金属部接触。
11.一种电子烟，其特征在于，包括权利要求1～10任意一项所述的雾化元件。
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