CN110859329A - 带过热保护的雾化芯、电子烟及该雾化芯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子烟技术领域，具体涉及一种带过热保护的雾化芯、电子烟及该雾化芯的制备方法，其中，雾化芯包括多孔陶瓷基材和与所述多孔陶瓷基材连接的发热电路，所述发热电路采用丝印的方式印刷在所述多孔陶瓷基材上，所述发热电路在200‑400℃的温度范围内发生熔断。通过上述方式，本发明实施例的带过热保护的雾化芯在烟油不足或发热电路的功率过大时，当发热电路的温度达到200‑400℃温度范围内发生熔断，使电路断开，从而避免发热电路的温度继续上升，进而避免雾化芯干烧产生的糊味和对人体有害的物质，同时也避免烧坏其它部件，造成不必要的损失。
Description
技术领域
本发明涉及电子烟技术领域，具体涉及一种带过热保护的雾化芯、电子烟及该雾化芯的制备方法。
背景技术
现有技术中的电子烟，通常采用发热丝缠绕导油棉的结构进行烟油雾化。正常工作时，导油棉吸收烟油后，发热丝通电发热使得导油棉上的烟油雾化，但在烟油不足或发热丝的功率过大的情况下，发热丝的温度会急速上升，容易发生雾化芯干烧，不仅容易损害雾化芯及其他部件，造成损失，还容易产生糊味，影响用户的口感，甚至导致人体吸入干烧产生的有害物质。
鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，提供一种新的带过热保护的雾化芯、电子烟及该雾化芯的制备方法成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种带过热保护的雾化芯、电子烟及该雾化芯的制备方法。
本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：
本发明的实施例一方面提供了一种带过热保护的雾化芯，其包括：多孔陶瓷基材和与所述多孔陶瓷基材连接的发热电路，所述发热电路采用丝印的方式印刷在所述多孔陶瓷基材上，所述发热电路在200-400℃的温度范围内发生熔断。
根据本发明的一个实施例，所述发热电路在250-350℃的温度范围内发生熔断。
根据本发明的一个实施例，所述多孔陶瓷基材的孔径为10-50μm，孔隙率为40-70％。
根据本发明的一个实施例，所述发热电路包括熔断部和普通部，所述熔断部与所述普通部串联。
根据本发明的一个实施例，所述熔断部和所述普通部由不同种材料制成，所述熔断部采用低熔点的金属或合金材料制成。
根据本发明的一个实施例，所述熔断部和所述普通部由同种材料制成，所述熔断部的线径为所述普通部的线径的0.1-0.9倍。
根据本发明的一个实施例，所述发热电路采用低熔点的金属或合金材料制成。
根据本发明的一个实施例，所述发热电路的端部通过焊点与所述多孔陶瓷基材的导电引脚连接。
本发明的实施例另一方面提供了一种电子烟，所述电子烟包括所述的雾化芯。
本发明的实施例还提供了一种带过热保护的雾化芯的制备方法，其特征在于，包括：
制备孔径为10-50μm，孔隙率为40-70％的多孔陶瓷基材；
在所述多孔陶瓷基材上预设发热电路的丝网图案；
根据所述丝网图案将金属或合金浆料印刷在所述多孔陶瓷基材上，形成所述发热电路，所述发热电路在200-400℃的温度范围内发生熔断；
将所述发热电路的端部焊接在所述多孔陶瓷基材的导电引脚上，得到雾化芯。
根据本发明的一个实施例，所述制备孔径为10-50μm，孔隙率为40-70％的多孔陶瓷基材的步骤包括：
将陶瓷粉、烧结助剂、造孔剂进行混合处理，得到混合粉体；
将所述混合粉体与石蜡、改性剂进行加热混炼，得到混炼料；
将所述混炼料进行热压铸成型，得到成型料；
将所述成型料进行排蜡、烧结处理，得到所述多孔陶瓷基材。
根据本发明的一个实施例，所述丝网图案包括普通部和熔断部，所述普通部与所述熔断部串联；所述根据所述丝网图案将金属或合金浆料印刷在所述多孔陶瓷基材上，形成所述发热电路的步骤包括：
根据所述丝网图案将高熔点金属或合金浆料印刷在所述多孔陶瓷基材上，在惰性气体或还原气体中，于500-1300℃的温度范围内烧结，形成所述普通部；
根据所述丝网图案将低熔点金属或合金浆料印刷在所述多孔陶瓷基材上，在惰性气体或还原气体中，于150-380℃温度范围内烧结，形成所述熔断部。
根据本发明的一个实施例，所述丝网图案包括普通部和熔断部，所述普通部与所述熔断部串联，所述熔断部的线径为所述普通部的线径的0.1-0.9倍。
本发明实施例的带过热保护的雾化芯、电子烟及该雾化芯的制备方法能够在烟油不足或发热电路的功率过大时，防止雾化芯干烧，避免干烧产生的糊味和对人体有害的物质，同时也避免烧坏其它部件，造成不必要的损失。
附图说明
图1是本发明的带过热保护的雾化芯的立体结构示意图。
图2是是图1的俯视图。
图3是本发明第一实施例的带过热保护的雾化芯的结构示意图。
图4是本发明第二实施例的带过热保护的雾化芯的结构示意图。
图5是本发明第三实施例的带过热保护的雾化芯的结构示意图。
图6是本发明的带过热保护的雾化芯的制备方法流程图。
图7是本发明的带过热保护的雾化芯中多孔陶瓷基材的制备方法流程图。
图8是图3的带过热保护的雾化芯中发热电路的制备方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对本发明的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其它具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。
本发明的实施例公开了一种带过热保护的雾化芯，请参见图1和图2，图1是一种带过热保护的雾化芯的立体结构示意图，图2是图1的俯视图。该雾化芯包括：多孔陶瓷基材10和与多孔陶瓷基材10连接的发热电路20，发热电路20采用丝印的方式印刷在多孔陶瓷基材10上，发热电路20在200-400℃的温度范围内发生熔断，优选地，发热电路20在250-350℃的温度范围内发生熔断。
本发明实施例的雾化芯在温度超过400℃时容易发生干烧，产生糊味和对人体有害的物质，故雾化芯的温度在200-400℃温度范围内时，发热电路20发生熔断，使电路断开，从而避免发热电路20的温度继续上升，进而避免雾化芯干烧产生的糊味和对人体有害的物质，同时也避免烧坏其它部件，造成不必要的损失。
丝印的方式是在多孔陶瓷基材10上预设发热电路20的丝网图案，再将金属或合金浆料按照丝网图案印刷在多孔陶瓷基材10上，经过烧结形成与丝网图案对应的发热电路20。
进一步地，多孔陶瓷基材10可以为：氧化铝、氧化硅、硅藻土、氧化锆、堇青石、氮化硅和碳化硅中的一种或多种，优选地，多孔陶瓷基材10为硅藻土基多孔陶瓷，多孔陶瓷基材10的孔径为10-50μm，孔隙率为40-70％。本实施例的多孔陶瓷基材10导油效果好，能够确保烟油的雾化效果，提升用户的体验。
进一步地，请参见图1和图2，发热电路20的端部通过焊点30与多孔陶瓷基材10的导电引脚(图中未示出)连接。
一实施例中，请参见图3，发热电路20包括熔断部31和普通部32，熔断部31与普通部32串联，熔断部31可以串联在普通部32的任意位置，本实施例中，熔断部31串联在普通部32的端部，熔断部31在200-400℃的温度范围内发生熔断，优选地，熔断部31在250-350℃的温度范围内发生熔断。进一步地，熔断部31和普通部32由不同种材料制成，熔断部31的熔点比普通部32的熔点低，其中，熔断部31采用低熔点的金属或合金材料制成，金属材料包括：锡、铋、锌、镁等，合金材料可以由两种或两种以上的低熔点金属组成，或者由低熔点金属和高熔点金属组成，通过调整合金材料的组分比例，能够得到在特定温度下熔化的合金材料，低熔点金属包括镓、钠、铟、锂、锡、铋、锌、镁、铝、钡、锶等。普通部32一般由铁镉铝合金、镍铬合金、不锈钢、钛等材料制成。
当烟油不足或发热电路20的功率过大时，发热电路20的温度迅速升高，当熔断部31的温度达到200-400℃温度范围内时，熔断部31发生熔断，使电路断开，从而避免发热电路20的温度继续上升，进而避免雾化芯干烧产生的糊味和对人体有害的物质，同时也避免烧坏其它部件，造成不必要的损失。
又一实施例中，请参见图4，发热电路20包括熔断部41和普通部42，熔断部41与普通部42串联，熔断部41可以串联在普通部42的任意位置，熔断部41和普通部42由同种材料制成，熔断部41的线径为普通部42的线径的0.1-0.9倍，熔断部41与普通部42的熔点相同，但熔断部41的耐热能力比普通部42的耐热能力弱。本实施例中，熔断部41串联在普通部42的中间位置，熔断部41在200-400℃的温度范围内发生熔断，优选地，熔断部41在250-350℃的温度范围内发生熔断。熔断部41和普通部42一般由铁镉铝合金、镍铬合金、不锈钢、钛等材料制成，制作发热电路20时，熔断部41与普通部42可以通过预设丝网图案在印刷时一体成型。
本实施例的发热电路20的熔断耐热能力与熔断部41的线径有关，熔断部41的线径越小，阻值越大，加热时熔断部41的发热温度越高，则耐热能力越弱，本实施例的熔断部41的线径可以使熔断部41在200-400℃的温度范围内发生熔断。
具体的，在一实施例中，普通部42的线径为0.2mm，厚度为0.1mm，熔断部41的长度设为2mm，线径为0.1mm，厚度为0.1mm，此时，熔断部41的阻值变大，发热温度比普通部42高，耐热能力弱，当熔断部41的温度达到400℃时，熔断部41发生熔断，使发热电路20停止工作，防止温度过高导致雾化芯干烧。
当烟油不足或发热电路20的功率过大时，发热电路20的温度迅速升高，当熔断部41的温度达到200-400℃温度范围内时，熔断部41发生熔断，使电路断开，从而避免发热电路20的温度继续上升，进而避免雾化芯干烧产生的糊味和对人体有害的物质，同时也避免烧坏其它部件，造成不必要的损失。
还有一实施例中，请参见图5，发热电路20的整体的线径均一，发热电路20由同种低熔点的金属或合金材料制成，发热电路20采用熔点为200-400℃温度范围内的金属或合金材料制成，优选地，发热电路20采用熔点为250-350℃温度范围内的金属或合金材料制成。当烟油不足或发热电路20的功率过大时，发热电路20的温度迅速升高，当发热电路20的温度达到200-400℃温度范围内时，发热电路20的任意部位或全部发生熔断，使电路断开，从而避免发热电路20的温度继续上升，进而避免雾化芯干烧产生的糊味和对人体有害的物质，同时也避免烧坏其它部件，造成不必要的损失。
本发明实施例的发热电路20采用丝印的方式印刷在多孔陶瓷基材10上，可以减小雾化芯10的体积，提高生产效率，利于自动化生产。发热电路20在特定的温度范围内发生熔断能够防止雾化芯10的温度过高而发生干烧，进而影响口感，产生有害物质伤害人体，同时也避免了因干烧造成温度过高，损坏电子烟的内部器件。
本发明的实施例公开了一种电子烟，电子烟包括上述的雾化芯。本实施例的电子烟具有过热保护机制，解决电子烟干烧问题。
本发明的实施例公开了一种带过热保护的雾化芯的制备方法，请参见图6，该制备方法包括：
步骤S601：制备孔径为10-50μm，孔隙率为40-70％的多孔陶瓷基材；
步骤S602：在多孔陶瓷基材上预设发热电路的丝网图案；
步骤S603：根据丝网图案将金属或合金浆料印刷在多孔陶瓷基材上，形成发热电路，发热电路在200-400℃的温度范围内发生熔断；
在步骤S603中，优选地，发热电路在250-350℃的温度范围内发生熔断。
步骤S604：将发热电路的端部焊接在多孔陶瓷基材的导电引脚上，得到雾化芯。
进一步地，请参见图7，步骤S601包括以下步骤：
步骤S701：将陶瓷粉、烧结助剂、造孔剂进行混合处理，得到混合粉体；
步骤S702：将混合粉体与石蜡、改性剂进行加热混炼，得到混炼料；
步骤S703：将混炼料进行热压铸成型，得到成型料；
步骤S704：将成型料进行排蜡、烧结处理，得到多孔陶瓷基材。
本实施例的陶瓷粉为硅藻土，通过将硅藻土与烧结助剂、造孔剂进行混合，有利于提高后续混炼的效率和混炼料的均匀性；通过将混合粉体与石蜡、改性剂混炼，改性剂可改善硅藻土和石蜡的润湿性和流动性，可进一步提高混合粉体与石蜡的混炼效率和混炼效果；混炼料成型采用简单的热压铸成型工艺，可显著降低成本；成型料经排蜡处理后，可得到呈多孔状的除蜡料，该形状的除蜡料有利于提高后续烧结处理的效率和效果；通过将除蜡料进行烧结，其中的造孔剂挥发，使得陶瓷表面的孔分布更加均匀，同时增加孔隙率，烧结助剂有利于降低除蜡料的烧结温度，进一步提高烧结处理的效率。
一实施例中，请参见图3，丝网图案包括普通部和熔断部，普通部与熔断部串联，请参见图8，步骤S603包括：
步骤S801：根据丝网图案将高熔点金属或合金浆料印刷在多孔陶瓷基材上，在惰性气体或还原气体中，于500-1300℃的温度范围内烧结形成发热电路的普通部；
在步骤S801中，高熔点合金包括铁镉铝合金、镍铬合金、不锈钢等，高熔点金属包括钛。在另一些实施例中，该步骤还可以在空气中进行烧结，但是，与在空气中作业相比，本实施例在惰性气体或还原性气体的环境下作业，可以防止高熔点金属或合金浆料在高温烧结时氧化，进而防止所制备的普通部的阻值变大，导致其在正常的工作温度下发生熔断。
步骤S802：根据丝网图案将低熔点金属或合金浆料印刷在多孔陶瓷基材上，在惰性气体或还原气体中，于150-380℃温度范围内烧结，形成发热电路的熔断部。
在步骤S802中，金属材料包括：锡、铋、锌、镁等，合金材料可以由两种或两种以上的低熔点金属组成，或者由低熔点金属和高熔点金属组成，通过调整合金材料的组分比例，能够得到在特定温度下熔化的合金材料，低熔点金属包括镓、钠、铟、锂、锡、铋、锌、镁、铝、钡、锶等。在另一些实施例中，该步骤还可以在空气中进行烧结，但是，与在空气中作业相比，本实施例在惰性气体或还原性气体的环境下作业，可以防止低熔点金属或合金浆料在高温烧结时氧化，进而防止所制备的熔断部的阻值变大，导致其在正常的工作温度下发生熔断。
又一实施例中，请参见图4，丝网图案包括普通部和熔断部，普通部与熔断部串联，熔断部的线径为普通部的线径的0.1-0.9倍，熔断部在200-400℃的温度范围内发生熔断，优选地，熔断部在250-350℃的温度范围内发生熔断。熔断部和普通部由同种材料制成，熔断部和普通部一般由铁镉铝合金、镍铬合金、不锈钢、钛等材料制成。在步骤S603中，根据丝网图案将金属或合金浆料印刷在多孔陶瓷基材上之后，在惰性气体或还原气体中，于500-1300℃的温度范围内烧结，形成发热电路。本实施例的熔断部和普通部可以按照丝网图案一次印刷在多孔陶瓷基材上，经过相同的温度烧结完成。在另一些实施例中，该步骤还可以在空气中进行烧结，但是，与在空气中作业相比，本实施例在惰性气体或还原性气体的环境下作业，可以防止金属或合金浆料在高温烧结时氧化，进而防止所制备的发热电路的阻值变大，导致其在正常的工作温度下发生熔断。
还有一实施例中，请参见图5，发热电路的整体由同种的低熔点的金属或合金材料制成，在步骤S603中，根据丝网图案将金属或合金浆料印刷在多孔陶瓷基材上之后，在惰性气体或还原气体中，于150-380℃温度范围内烧结，形成发热电路，发热电路在200-400℃的温度范围内发生熔断。在另一些实施例中，该步骤还可以在空气中进行烧结，但是，与在空气中作业相比，本实施例在惰性气体或还原性气体的环境下作业，可以防止低熔点的金属或合金浆料在高温烧结时氧化，进而防止所制备的发热电路的阻值变大，导致其在正常的工作温度下发生熔断。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种带过热保护的雾化芯，包括：多孔陶瓷基材和与所述多孔陶瓷基材连接的发热电路，其特征在于，所述发热电路采用丝印的方式印刷在所述多孔陶瓷基材上，所述发热电路在200-400℃的温度范围内发生熔断。
2.根据权利要求1所述的雾化芯，其特征在于，所述发热电路在250-350℃的温度范围内发生熔断。
3.根据权利要求1所述的雾化芯，其特征在于，所述多孔陶瓷基材的孔径为10-50μm，孔隙率为40-70％。
4.根据权利要求1或2所述的雾化芯，其特征在于，所述发热电路包括熔断部和普通部，所述熔断部与所述普通部串联。
5.根据权利要求4所述的雾化芯，其特征在于，所述熔断部和所述普通部由不同种材料制成，所述熔断部采用低熔点的金属或合金材料制成。
6.根据权利要求4所述的雾化芯，其特征在于，所述熔断部和所述普通部由同种材料制成，所述熔断部的线径为所述普通部的线径的0.1-0.9倍。
7.根据权利要求1或2所述的雾化芯，其特征在于，所述发热电路采用低熔点的金属或合金材料制成。
8.根据权利要求1所述的雾化芯，其特征在于，所述发热电路的端部通过焊点与所述多孔陶瓷基材的导电引脚连接。
9.一种电子烟，其特征在于，所述电子烟包括权利要求1至8任意一项所述的雾化芯。
10.一种带过热保护的雾化芯的制备方法，其特征在于，包括：
制备孔径为10-50μm，孔隙率为40-70％的多孔陶瓷基材；
在所述多孔陶瓷基材上预设发热电路的丝网图案；
根据所述丝网图案将金属或合金浆料印刷在所述多孔陶瓷基材上，形成所述发热电路，所述发热电路在200-400℃的温度范围内发生熔断；
将所述发热电路的端部焊接在所述多孔陶瓷基材的导电引脚上，得到雾化芯。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述制备孔径为10-50μm，孔隙率为40-70％的多孔陶瓷基材的步骤包括：
将陶瓷粉、烧结助剂、造孔剂进行混合处理，得到混合粉体；
将所述混合粉体与石蜡、改性剂进行加热混炼，得到混炼料；
将所述混炼料进行热压铸成型，得到成型料；
将所述成型料进行排蜡、烧结处理，得到所述多孔陶瓷基材。
12.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述丝网图案包括普通部和熔断部，所述普通部与所述熔断部串联；所述根据所述丝网图案将金属或合金浆料印刷在所述多孔陶瓷基材上，形成所述发热电路的步骤包括：
根据所述丝网图案将高熔点金属或合金浆料印刷在所述多孔陶瓷基材上，在惰性气体或还原气体中，于500-1300℃的温度范围内烧结，形成所述普通部；
根据所述丝网图案将低熔点金属或合金浆料印刷在所述多孔陶瓷基材上，在惰性气体或还原气体中，于150-380℃温度范围内烧结，形成所述熔断部。
13.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述丝网图案包括普通部和熔断部，所述普通部与所述熔断部串联，所述熔断部的线径为所述普通部的线径的0.1-0.9倍。
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