CN110720675A - 发热体及其制备方法和电子烟 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发热体及其制备方法和电子烟。所述发热体包括层叠设置的多层多孔金属层，多层所述多孔金属层的孔径沿层叠方向逐渐减小。所述发热体可对烟液起到有效预热作用，使雾化更充分，产生的烟雾量更大，烟雾口感更好，可以匹配不同种类的烟液，尤其是对于高粘度烟液也能达到优异的抽吸体验。

Description

发热体及其制备方法和电子烟

技术领域

本发明涉及电子烟技术领域，特别是涉及一种发热体及其制备方法和电子烟。

背景技术

传统的用于电子烟的发热体一般有两大类，一种是在陶瓷基体内预埋金属发热丝(或发热片)，一种是在陶瓷基体上贴覆金属发热膜，其中的金属部分用于产生雾化所需能量。但这些发热体对烟液的预热效果较差，使其对部分烟油较难匹配，尤其是对高粘度烟液来说，容易产生焦味、杂味等影响口感的现象。

发明内容

基于此，有必要提供一种可对烟液进行有效预热的发热体。

此外，还提供一种发热体的制备方法和电子烟。

一种发热体，所述发热体包括层叠设置的多层多孔金属层，沿层叠方向，后一层的所述多孔金属层的孔径小于前一层的所述多孔金属层的孔径。

在其中一个实施例中，相邻两层所述多孔金属层的孔径的差值为5μm～10μm。

在其中一个实施例中，沿所述层叠方向，后一层的所述多孔金属层的孔隙率小于前一层的所述多孔金属层的孔隙率。

在其中一个实施例中，沿所述层叠方向，后一层的所述多孔金属层的厚度小于前一层的所述多孔金属层的厚度。

在其中一个实施例中，相邻两层所述多孔金属层的厚度的差值为0.5mm～5mm。

在其中一个实施例中，多层所述多孔金属层中，沿所述层叠方向的首层所述多孔金属层的孔径为5μm～50μm；和/或，多层所述多孔金属层中，沿所述层叠方向的首层所述多孔金属层的孔隙率为30％～70％；和/或，多层所述多孔金属层中，沿所述层叠方向的首层所述多孔金属层的厚度为0.5mm～10mm。

在其中一个实施例中，多层所述多孔金属层中，沿所述层叠方向的末层所述多孔金属层的孔径为5μm～40μm；和/或，多层所述多孔金属层中，沿所述层叠方向的末层所述多孔金属层的孔隙率为30％～70％；和/或，多层所述多孔金属层中，沿所述层叠方向的末层所述多孔金属层的厚度为0.1mm～2mm。

在其中一个实施例中，所述多孔金属层的材质选自钛合金、镍合金、铬镍合金、铁铬镍合金和铁铬铝合金中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述多孔金属层的层数为两层、三层或四层。

上述发热体中，多层多孔金属层的孔径各不相同，具有较大孔径的多孔金属层可用于导液与储液；具有较小孔径的多孔金属层可用于输送雾化能量，同时也兼具导液与储液功能。具有较小孔径的多孔金属层所产生的热量可快速传导到具有较大孔径的多孔金属层中并传递至烟液，对烟液起到有效预热作用，促进导液，使雾化更充分，产生的烟雾量更大，烟雾口感更好。上述发热体可以匹配不同种类的烟液，尤其是对于高粘度烟液也能达到优异的抽吸体验。

一种发热体的制备方法，该方法包括以下步骤：

获得含有金属粉的多份预混料，其中多份所述预混料中的金属粉的粒径逐渐减小；

将多份所述预混料按照所述预混料中的金属粉的粒径逐渐减小的顺序进行层叠，然后成型，得到坯体；

将所述坯体烧结，得到发热体。

在其中一个实施例中，多份所述预混料中，粒径最大的金属粉的粒径为20μm～50μm。

在其中一个实施例中，多份所述预混料中，粒径最小的金属粉的粒径为1μm～10μm。

上述制备方法工艺简单，无需复杂设备，生产周期短，易实施，制造成本低，有利于工业推广。

一种电子烟，包括上述发热体，或者包括由上述制备方法得到的发热体。

在其中一个实施例中，所述电子烟具有出烟口，所述发热体的具有最大孔径的所述多孔金属层朝向所述出烟口。

附图说明

图1为一实施方式的发热体的剖视图；

图2为另一实施方式的发热体的剖视图；

图3为一实施方式的发热体的制备方法的流程图。

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。

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发热体100，请参阅图1，该发热体100包括层叠设置的多层多孔金属层，具体为多孔金属层101a和多孔金属层101b，即两层多孔金属层。沿层叠方向，后一层的多孔金属层的孔径小于前一层的多孔金属层的孔径，其中层叠方向为图1中由下至上的方向，即，多孔金属层101a具有较大的孔径，多孔金属层101b具有较小的孔径。

该发热体100中，多层多孔金属层的孔径各不相同，且多层多孔金属层的孔径沿层叠方向逐渐减小，具有较大孔径的多孔金属层101a可用于导液与储液；具有较小孔径的多孔金属层101b可用于输送雾化能量，同时也兼具导液与储液功能。上述电子烟具有出烟口，发热体100的具有最大孔径的多孔金属层(即多孔金属层101a)朝向出烟口。

该发热体100整体由多孔金属材料制成，具有较好的导热性能，其中具有较小孔径的多孔金属层101b所产生的热量可快速传导到具有较大孔径的多孔金属层101a中并传递至烟液，从而对烟液起到有效预热作用，促进多孔金属层101a进行导液，提高雾化效果，不会产生焦味、杂味，烟雾口感更好。

另一方面，相比于传统的金属发热丝、发热片或发热膜，多孔金属材料的比表面积更大，使得雾化面积显著提升，雾化可在多孔金属层表面及内部同时进行，使雾化更为充分，烟雾量更大，实现更好的抽吸体验。

此外，使用具有该发热体100的电子烟时，在温度过高发生干烧的情况下，具有较小孔径的多孔金属层101b可将热量传导到具有较大孔径的多孔金属层101a，使多孔金属层101b的温度下降，防止其发生开裂，从而避免了因开裂造成的不出烟现象。

进一步地，沿层叠方向，后一层的多孔金属层的孔隙率小于前一层的多孔金属层的孔隙率，即多层多孔金属层的孔隙率沿层叠方向逐渐减小，以实现较好的导液和雾化效果。在如图1所示的发热体100中，多孔金属层101a具有较大的孔隙率，多孔金属层101b具有较小的孔隙率。

进一步地，多层多孔金属层中，沿层叠方向的相邻两层多孔金属层的孔径的差值可以为5μm～10μm，即多孔金属层101a的孔径与多孔金属层101b的孔径的差值为5μm～10μm。这样，多层多孔金属层的孔径及孔隙率沿层叠方向均匀地减小，使得各层多孔金属层之间的匹配性较好，提高发热体100的导液和雾化效果。

通过调整多层多孔金属层的孔径和/或孔隙率大小，可以使发热体100具备不同的预热效果，从而匹配不同种类烟油。具体地，多层多孔金属层中，沿层叠方向的首层多孔金属层(多孔金属层101a)的孔径可以为5μm～50μm，优选为10μm～40μm；孔隙率可以为30％～70％，优选为50％～70％。沿层叠方向的末层多孔金属层(多孔金属层101b)的孔径可以为5μm～40μm，优选为10μm～25μm；孔隙率可以为30％～70％，优选为40％～60％。上述优选情况下得到的发热体100具有更优的供液稳定性，且雾化量更大，抽吸口感更好。

沿层叠方向，后一层的多孔金属层的厚度可以小于前一层的多孔金属层的厚度，即多层多孔金属层的厚度沿层叠方向逐渐减小。在如图1所示的发热体100中，多孔金属层101a具有较大的厚度，多孔金属层101b具有较小的厚度，以实现较好的导液和雾化效果。进一步地，多层多孔金属层中，沿层叠方向的相邻两层多孔金属层的厚度的差值为0.5mm～5mm。具体地，沿层叠方向的首层多孔金属层(多孔金属层101a)的厚度可以为0.5mm～10mm，优选为0.5mm～5mm。沿层叠方向的末层多孔金属层(多孔金属层101b)的厚度可以为0.1mm～2mm，优选为0.5mm～1.5mm。上述优选情况下得到的发热体100具有更优的供液稳定性，且雾化量更大，抽吸口感更好。

多层多孔金属层的材质可以各自选自钛合金、镍合金、铬镍合金、铁铬镍合金和铁铬铝合金中的至少一种。多层多孔金属层的材质可以相同，也可以不同。优选地，多层多孔金属层采用相同材质的金属，或者采用能够形成合金的多种金属，以提高多层多孔金属层之间的结合强度，避免发生烧结开裂的现象。

可以理解的是，多孔金属层的层数可以根据需要进行调整，而不限于如图1所示的两层的情况。

请参阅图2，另一实施方式的发热体200包括层叠设置的多层多孔金属层，具体为多孔金属层201a、多孔金属层201b和多孔金属层201c，即三层多孔金属层。多孔金属层201a、多孔金属层201b和多孔金属层201c的孔径逐渐减小。

进一步地，多孔金属层201a、多孔金属层201b和多孔金属层201c的孔径、孔隙率和厚度满足上文所述的规律。

在一个实施例中，多孔金属层201a的孔径可以为5μm～50μm，优选为10μm～40μm；孔隙率可以为30％～70％，优选为50％～70％；厚度可以为0.5mm～10mm，优选为0.5mm～5mm。

在一个实施例中，多孔金属层201b的孔径可以为5μm～45μm，优选为10μm～30μm；孔隙率可以为30％～70％，优选为45％～65％；厚度可以为0.3mm～5mm，优选为0.5mm～2.5mm。

在一个实施例中，多孔金属层201c的孔径可以为5μm～40μm，优选为10μm～25μm；孔隙率可以为30％～70％，优选为40％～60％；厚度可以为0.1mm～2mm，优选为0.5mm～1.5mm。

在发热体200中，由于多层多孔金属层的孔径、孔隙率及厚度变化趋势更为缓和且均匀，有利于进一步提高导液和雾化效果，实现对烟液的有效预热，更有利地提升烟雾口感。

除了以上两种实施方式，多孔金属层的层数还可以为四层或更多，只要满足多层多孔金属层的孔径沿层叠方向逐渐减小即可，本文不再赘述。

一实施方式的上述发热体100或发热体200的制备方法，参考图3，该方法包括以下步骤：

S1：获得含有金属粉的多份预混料，其中多份预混料中的金属粉的粒径逐渐减小。

采用含有不同粒径金属粉的预混料可以制备得到不同孔径的多孔金属层，且其中含有较大粒径金属粉的预混料可以制备得到具有较大孔径的多孔金属层，含有较小粒径金属粉的预混料可以制备得到具有较小孔径的多孔金属层。此外，由于粒径较小的金属粉具有更好的烧结活性，可使具有较小孔径的多孔金属层的强度更高，避免发生开裂现象。

进一步地，多份预混料中，粒径最大的金属粉的粒径可以为20μm～50μm。多份预混料中，粒径最小的金属粉的粒径可以为1μm～10μm。粒径接近的两种金属粉的粒径的差值可以为1μm～10μm。

多份预混料分别还含有造孔剂和粘结剂，造孔剂和粘结剂的用量使得所制备的多层多孔金属层的孔径和孔隙率具有上文所述的变化规律。

获得预混料的方式可以为本领域常规的，例如可以采用球磨机将金属粉、造孔剂和粘结剂混合，得到预混料，每份预混料分别制备。

S2：将多份预混料按照预混料中的金属粉的粒径逐渐减小的顺序进行层叠，然后成型，得到坯体。

其中，成型的方式可以是本领域常规的，例如模压成型。可以将多份预混料依次加入模具中，每层预混料的厚度复合上文所述的规律。

S3：将坯体烧结，得到发热体。

其中，在对坯体进行烧结前，可先对坯体进行排胶。

上述制备方法工艺简单，无需复杂设备，生产周期短，易实施，制造成本低，有利于工业推广。

以下通过具体实施例进一步说本发明，但不用于限制本发明。

实施例1

将粒径为40μm的铬镍合金粉、造孔剂和粘结剂置于球磨机中混合均匀，得到第一份预混料。将粒径为10μm的铬镍合金粉、造孔剂和粘结剂置于球磨机中混合均匀，得到第二份预混料。

将上述第一份预混料置于模具中，然后将上述第二份预混料层叠于第一份预混料上，合模后施于一定压力模压成型，得到坯体。将坯体排胶后烧结，得到如图1所示结构的发热体。测试得到该发热体中，第一层多孔金属层101a的孔径为50μm，孔隙率为60％，厚度为5mm；第二层多孔金属层101b的孔径为30μm，孔隙率为30％，厚度为1mm。

实施例2

将粒径为40μm的铬镍合金粉、造孔剂和粘结剂置于球磨机中混合均匀，得到第一份预混料。将粒径为20μm的铬镍合金粉、造孔剂和粘结剂置于球磨机中混合均匀，得到第二份预混料。将粒径为10μm的铬镍合金粉、造孔剂和粘结剂置于球磨机中混合均匀，得到第三份预混料。

将上述第一份预混料置于模具中，然后将上述第二份预混料层叠于第一份预混料上，再将上述第三份预混料置于第二份预混料上，合模后施于一定压力模压成型，得到坯体。将坯体排胶后烧结，得到如图2所示结构的发热体。测试得到该发热体中，第一层多孔金属层201a的孔径为50μm，孔隙率为60％，厚度为5mm；第二层多孔金属层201b的孔径为40μm，孔隙率为50％，厚度为2mm；第三层多孔金属层201c的孔径为30μm，孔隙率为30％，厚度为1mm。

测试例

将实施例1和实施例2的发热体进行雾化测试和抗干烧测试，测试结果为：实施例1和实施例2具有较好的雾化效果，烟雾量大，烟雾口感好，且具有较好的抗干烧性能。

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 (14)

1.一种发热体，其特征在于，所述发热体包括层叠设置的多层多孔金属层，沿层叠方向，后一层的所述多孔金属层的孔径小于前一层的所述多孔金属层的孔径。

2.根据权利要求1所述的发热体，其特征在于，相邻两层所述多孔金属层的孔径的差值为5μm～10μm。

3.根据权利要求1所述的发热体，其特征在于，沿所述层叠方向，后一层的所述多孔金属层的孔隙率小于前一层的所述多孔金属层的孔隙率。

4.根据权利要求1所述的发热体，其特征在于，沿所述层叠方向，后一层的所述多孔金属层的厚度小于前一层的所述多孔金属层的厚度。

5.根据权利要求4所述的发热体，其特征在于，相邻两层所述多孔金属层的厚度的差值为0.5mm～5mm。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的发热体，其特征在于，多层所述多孔金属层中，沿所述层叠方向的首层所述多孔金属层的孔径为5μm～50μm；和/或，多层所述多孔金属层中，沿所述层叠方向的首层所述多孔金属层的孔隙率为30％～70％；和/或，多层所述多孔金属层中，沿所述层叠方向的首层所述多孔金属层的厚度为0.5mm～10mm。

7.根据权利要求1～5中任意一项所述的发热体，其特征在于，多层所述多孔金属层中，沿所述层叠方向的末层所述多孔金属层的孔径为5μm～40μm；和/或，多层所述多孔金属层中，沿所述层叠方向的末层所述多孔金属层的孔隙率为30％～70％；和/或，多层所述多孔金属层中，沿所述层叠方向的末层所述多孔金属层的厚度为0.1mm～2mm。

8.根据权利要求1所述的发热体，其特征在于，所述多孔金属层的材质选自钛合金、镍合金、铬镍合金、铁铬镍合金和铁铬铝合金中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的发热体，其特征在于，所述多孔金属层的层数为两层、三层或四层。

10.一种发热体的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

获得含有金属粉的多份预混料，其中多份所述预混料中的金属粉的粒径逐渐减小；

将多份所述预混料按照所述预混料中的金属粉的粒径逐渐减小的顺序进行层叠，然后成型，得到坯体；

将所述坯体烧结，得到发热体。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，多份所述预混料中，粒径最大的金属粉的粒径为20μm～50μm。

12.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，多份所述预混料中，粒径最小的金属粉的粒径为1μm～10μm。

13.一种电子烟，其特征在于，包括权利要求1～0中任意一项所述的发热体，或者包括由权利要求10～12中任意一项所述的制备方法得到的发热体。

14.根据权利要求13所述的电子烟，其特征在于，所述电子烟具有出烟口，所述发热体的具有最大孔径的所述多孔金属层朝向所述出烟口。

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