CN116217262B - 一种防漏油雾化芯及其制备方法以及电子烟 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种防漏油雾化芯及其制备方法以及电子烟,特别是涉及电子烟的技术领域,其中雾化芯包括雾化芯坯体和雾化面层,雾化芯坯体包括以下原料:主料、塑形剂、造孔剂、高温熔融剂;所述雾化面层原料为多孔结构的耐高温粉体;其制备方法主要包括雾化芯坯体干粉料混合,后与融化塑形剂混合得到注塑料,将注塑料在模具中注射成型获得雾化芯坯体;用耐高温粉体埋设雾化芯坯体并一同至于窑炉中烧制而成形成雾化面层的同时制备防漏油雾化芯。本申请的防漏油雾化芯具有优异的机械强度,并且导油性能好;雾化面层疏松多孔,能够将烟油在雾化芯坯体内部进行均匀分散,多孔的雾化面层使得雾化芯具有优异的雾化性能。
Description
技术领域
本申请属于电子烟的技术领域,特别是涉及一种防漏油雾化芯及其制备方法以及电子烟。
背景技术
电子烟是一种新型烟草类电子产品,相较于传统烟卷,电子烟具有便携、随抽随停、口味丰富、烟雾量可控、烟雾有害物质低等优点。
电子烟雾化芯是电子烟的核心功能部件之一,具有丰富的孔结构,孔隙率高,比表面积大,主要功能为导油、雾化、激发香精产生香味,具体的,雾化芯具有两个侧面,与烟油接触一侧为进油面,另一侧为雾化面,烟油从雾化芯的进油面渗透至雾化芯内部,并通过雾化芯内部的孔道缓慢渗透至雾化面,在雾化面进行加热,产生烟雾,以供用户进行抽吸。
雾化芯工作时,要求雾化芯的导油速度匹配烟油的雾化速度(消耗速度),这样才能避免雾化芯干烧产生甲醛,因此,市面上的雾化芯多为多孔陶瓷结构,在一些对烟油的渗透速度较高的要求的雾化芯中,常常将雾化芯的内部孔径设计较大,这导致多孔陶瓷结构的锁油能力降低,在运输途中或者用户使用时,均存在漏油风险。
发明内容
本申请的目的之一在于提供一种防漏油雾化芯,该雾化芯具有强度、以及高效锁油能力外,还具有良好的雾化效率。具体的,一种防漏油雾化芯,包括雾化芯坯体和雾化面层,按重量份计,所述雾化芯坯体包括以下原料:
主料45-50份;
塑形剂20-25份;
造孔剂5-18份;
高温熔融剂10-27份;
所述雾化面层原料为多孔结构的耐高温粉体。
进一步的,所述耐高温粉体包括硅藻土、粉煤灰微球、火山灰中的两种或三种。
进一步的,所述耐高温粉体中,硅藻土、粉煤灰微球、火山灰的质量比为(4-8):1:(0-1)。
进一步的,所述所述耐高温粉体的粒径为平均粒径为10~30μm。
进一步的,所述主料包括石英砂、高岭土、氧化铝、铝矾土的一种或多种;所述塑形剂为硬脂酸或石蜡;所述造孔剂有聚甲基丙烯酸甲酯微球、炭黑、淀粉、植物纤维粉的一种或多种;所述高温熔融剂为玻璃粉。
本申请的目的之二在于提供一种防漏油雾化芯的制备方法,该方法提供了一种将雾化芯坯体和雾化面层进行分部制备的思路,可在不影响雾化芯坯体的强度、锁油能力的情况下,使得雾化芯的雾化面层具有良好的雾化速率,且制备方法简单、高效,具体的,
一种防漏油雾化芯的制备方法,包括以下步骤:
雾化芯坯体的制备:
A1将原料中的主料、造孔剂、高温熔融剂混合均匀得到混合干料;
A2再将塑形剂升温直至融化,后少量多次陆续加入混合干料,边加边搅拌,待完全加入后继续保温搅拌2小时,得到注塑料。
A3将注塑料通过注塑成型的方式在模具中注射成型,获得雾化芯坯体
雾化面层的制备:
A4将耐高温粉体平铺于反应瓷板,平铺高度约3-5mm,然后将雾化芯坯体单层平放在平铺好的耐高温粉体上,雾化面方向朝下,使雾化芯坯体雾化面埋设于耐高温粉体;
整体烧制成型:
A5将A4步骤操作完毕后的反应瓷板至于窑炉中烧制而成。
进一步的,所述步骤A4中雾化芯坯体埋设于耐高温粉体的高度为1-2mm
进一步的,在所述步骤A5操作前,往反应瓷板上铺设埋烧粉,使得埋烧粉完全没过雾化芯坯体。
进一步的,所述A5步骤中,烧制时:
在1h内从常温升温至100℃;100摄氏度保温0.5-0.8h;
后在1.8-2.3h升温至200℃,并在200℃保温1-1.5h;
在3-3.5h内升温至400℃,并在400℃保温3-3.5h;
最后在3-3.5h内升温至终结温度,在终结温度范围内保温2h;终结温度为550-850℃,保温结束后随炉降温。
本申请的目的之三在于提供一种电子烟,该电子烟包括由上述配方及工艺制备而成的防漏油雾化芯构成的烟弹以及电源;所述防漏油雾化芯设置有发热线路和电极,所述电极与所述电源电连接使发热线路发热以将烟弹内部的烟油进行雾化。
本发明的有益效果:
1.本申请配方制备的雾化芯坯体,具有优异的机械强度,并且导油性能好;雾化面层疏松多孔,能够将烟油在雾化芯坯体内部进行均匀分散,多孔的雾化面层增加了烟油与空气的接触面积,以使得雾化芯具有优异的雾化性能。减少了传统雾化芯通过提高雾化效果刻意提高孔径导致的雾化芯漏液风险。
2.本申请的雾化芯坯体与雾化面层之间形成复合孔结构,雾化芯坯体形成的孔大而少,烟油运输能力强,为雾化面层及时输送烟油,保证对雾化面层的供油充足;雾化面层孔小而多,增加比表面积,使得烟油充分与空气进行接触,增加用户抽吸的烟雾量。
3.本申请的防漏油雾化芯制备方法,将雾化芯坯体和雾化面分步制备,又共同烧制成型,通过为对配方材料的选择以及烧制曲线进行控制,使得雾化面层与雾化芯坯体的结合力强,雾化面层与雾化芯坯体之间烟油的传导性能优异。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请一种防漏油雾化芯的剖面视图;
图2为本申请一种防漏油雾化芯的结构示意图。
附图标记分别为:
1、雾化芯;11、雾化芯坯体;12、雾化面层;
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
下面将结合本申请实施例中的附图,对申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
参照附图1-2,本申请突破了业内采用均一材料制备的单一孔结构、单一孔隙率的雾化芯1传统结构,将雾化芯1整体分割成载油、导油且不漏油的雾化芯坯体11结构以及用于对烟油进行雾化的雾化面层12结构,并从配方、制备工艺方面进行设计;
制备雾化面层12的耐高温粉体均属于自身自带多孔、微孔结构的粉体,能为雾化芯提供细孔,同时由于雾化面层12的多孔结构,比表面积大,表面能高,在烧结时更容易发生反应;
雾化芯坯体11原料中的高温熔融剂在烧制过程中会融化型号才能熔融液相,能粘附高表面能的耐高温粉体(而不会或仅少量粘附埋烧粉),并且在高温焙烧时制备雾化芯坯体11的原料与制备雾化面层12的耐高温粉体之间发生分子合并,从而使雾化芯坯体与雾化面层孔结构不一致,形成了具有复合孔结构的防漏油雾化芯。
实施例1
本实施例中,雾化芯的制备采用以下重量份比例的原料(此处进行说明,实施例中采用重量份之比,实际用量为实施例重量份的等比例放大或者缩小):
主料选用石英砂40份、氧化铝5份;塑形剂选用石蜡25份、造孔剂选用聚甲基丙烯酸甲酯微球3份、炭黑2份;高温熔融剂选用玻璃粉10份;
耐高温粉体的用量以铺满反应瓷板为准,此处以用量为100份进行原料的选配,本实施例中选用硅藻土80份、粉煤灰微球20份;其中硅藻土和粉煤灰微球的粒径范围为20-30μm;
制备方法包括雾化芯坯体的制备、雾化面层的制备以及整体烧制成型:
雾化芯坯体的制备:
A1将本实施例中的主料、造孔剂、高温熔融剂在搅拌设备中进行混合,混合时间2-2.5h,直至混合均匀得到混合干料;
A2再将塑形剂升温直至融化(采用硬脂酸作为塑形剂时,升温至70℃,采用石蜡作为塑形剂时,升温至65℃),保持升温温度并持续搅拌,后少量多次加入混合干料,待完全加入后继续保温搅拌2小时,得到注塑料。
A3采用压铸机,将注塑料通过注塑成型的方式在已经装设发热线路的雾化芯模具内注射成型,获得雾化芯坯体;
雾化面层的制备:
A4将耐高温粉体按照比例进行配置后,平铺于反应瓷板,平铺高度约3-5mm,然后将雾化芯坯体单层平放在平铺好的耐高温粉体上,待形成雾化面层的方向朝下,稍向下用力使坯体雾化面埋设于耐高温粉体,埋设高度为1-2mm;
整体烧制成型:
A5将A4步骤操作完毕后的反应瓷板至于窑炉中烧制而成,烧制过程温度设定为:在1h内从常温升温至100℃;100摄氏度保温0.5-0.8h;
后在1.8-2.3h升温至200℃,并在200℃保温1-1.5h;
在3-3.5h内升温至400℃,并在400℃保温3-3.5h;
最后在3-3.5h内升温至终结温度,在终结温度范围内保温2h;终结温度为550-850℃,保温结束后随炉降温。
A6烧成结束后,将雾化芯进行清洗与烘干,清洗采用震磨机,主要用于清除埋烧粉与清除多余的耐高温粉体,烘干后得到最终产品。
如若需要制备形成电子烟,则需要将制得的雾化芯(雾化芯内部已经嵌设有发热线路)组装形成烟弹,配合电子烟电源,发热线路的电极与电源电连接,组装构成电子烟。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于,本实施例采用的原料以及配比与实施例1存在不同,具体的:
主料选用石英砂40份、铝矾土10份;塑形剂选用硬脂酸23份、造孔剂选用聚甲基丙烯酸甲酯微球10份、淀粉8份;高温熔融剂选用玻璃粉18份;耐高温粉体选用硅藻土80份、粉煤灰微球20份;其中硅藻土和粉煤灰微球的粒径范围为20-30μm。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于,本实施例采用的原料以及配比与实施例1存在不同,具体的:
主料选用石英砂45份、高岭土5份;塑形剂选用石蜡20份、造孔剂选用植物纤维粉4份、炭黑4.5份;高温熔融剂选用玻璃粉23份;耐高温粉体选用硅藻土80份、粉煤灰微球20份;其中硅藻土和粉煤灰微球的粒径范围为20-30μm。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于,本实施例采用的原料以及配比与实施例1存在不同,具体的:
主料选用石英砂45份、高岭土5份;塑形剂选用硬脂酸20份、造孔剂选用植物纤维粉4份、炭黑4.5份;高温熔融剂选用玻璃粉27份;耐高温粉体选用硅藻土80份、粉煤灰微球20份;其中硅藻土和粉煤灰微球的粒径范围为20-30μm。
实施例5
本实施例与实施例3的区别在于,本申请采用的造孔剂不同,本实施例中选用的造孔剂为淀粉4份、炭黑4.5份。
实施例6
本实施例与实施例3的区别在于,本申请采用的耐高温粉体不同,具体的,耐高温粉体包括硅藻土89份、粉煤灰微球11份。
实施例7
本实施例与实施例3的区别在于,本申请采用的耐高温粉体不同,耐高温粉体包括硅藻土85份,粉煤灰微珠15份。
实施例8
本实施例与实施例3的区别在于,本申请采用的耐高温粉体不同,耐高温粉体包括硅藻土85份、粉煤灰微球13份和火山灰7份。
实施例9
本实施例与实施例7的区别在于,本实施例采用的耐高温粉体的粒径不同,本实施选用的耐高温粉体的粒径范围为15-25μm。
实施例10
本实施例与实施例7的区别在于,本实施例采用的耐高温粉体的粒径不同,本实施选用的耐高温粉体的粒径范围为10-20μm。
对比例1
本对比例自市面选购的雾化芯。
对比例2
本对比例采用的原料重量份范围不在本申请的原料重量份范围比例之内,具体的,
雾化芯的制备采用以下重量份比例的原料:
主料选用石英砂50份、高岭土5份;塑形剂选用石蜡28份、造孔剂选用植物纤维粉4份、炭黑4.5份、植物纤维粉4份;高温熔融剂选用玻璃粉30份。
对比例3
本对比例与实施例7的区别在于选用的耐高温粉体不同,本对比例采用的耐高温粉体为石英砂。
对比例4
本对比例与实施例7的区别在于选用的耐高温粉体不同,本对比例采用的耐高温粉体为堇青石。
对比例5
本对比例与实施例7的区别在于耐高温粉体的粒径不同,本对比例采用的耐高温粉体的粒径范围为40-60μm。
对比例6
本对比例与实施例7的区别在于耐高温粉体的粒径不同,本对比例采用的耐高温粉体的粒径小于10μm。
对比例7
本对比例与实施例7的区别在于,本对比例不对雾化芯进行分层制备,直接制备雾化芯坯体并烧制成型,具体的雾化芯的制备采用以下重量份比例的原料:
主料选用石英砂45份、高岭土5份;塑形剂选用石蜡20份、造孔剂选用植物纤维粉4份、炭黑4.5份;高温熔融剂选用玻璃粉23份;
制备方法:
雾化芯坯体的制备:
A1将本实施例中的主料、造孔剂、高温熔融剂在搅拌设备中进行混合,混合时间2-2.5h,直至混合均匀得到混合干料;
A2再将塑形剂升温直至融化(采用硬脂酸作为塑形剂时,升温至70℃,采用石蜡作为塑形剂时,升温至65℃),保持升温温度并持续搅拌,后少量多次加入混合干料,待完全加入后继续保温搅拌2小时,得到注塑料。
A3采用压铸机,将注塑料通过注塑成型的方式在雾化芯模具内注射成型,获得雾化芯坯体;
整体烧制成型:
A4将A3步骤操作值得的雾化芯坯体至于窑炉中烧制而成,烧制过程温度设定为:在1h内从常温升温至100℃;100摄氏度保温0.5-0.8h;
后在1.8-2.3h升温至200℃,并在200℃保温1-1.5h;
在3-3.5h内升温至400℃,并在400℃保温3-3.5h;
最后在3-3.5h内升温至终结温度,在终结温度范围内保温2h;终结温度为550-850℃,保温结束后随炉降温,得到最终产品。
为了验证采用本申请配方以及工艺制备的雾化芯的性能,分别对雾化芯进行如下性能检测。
将实施例1-10与对比例1-7制得的雾化芯记为雾化芯样品1-10和雾化芯对比样品1-7;
针对雾化芯样品1-10和雾化芯对比样品1-7进行强度、孔隙率检测、导油速率测试以及烟雾量检测,结果如下:
注:强度采用万能力学试验机测试所得;开孔隙率采用多孔陶瓷专用的孔隙率测试仪测试所得;吸油速率采用领域内通用全自动陶瓷雾化芯吸油率测定仪进行测试所得。
结合雾化芯样品1-4与雾化芯对比样品2以及上述数据,在本申请配方范围内的雾化芯在强度、开孔隙率以及导油速率方面的性能均优于比例范围之外的雾化芯,再结合雾化芯对比样品1的检测数据,表明在本申请配方范围内的雾化芯具有优异的物理性能方面。
结合雾化芯样品3和雾化芯样品5的数据,可知当造孔剂采用植物纤维粉和炭黑进行复配时,雾化芯具有较优的开孔隙率以及导油速率,同时在雾化芯强度方面也略有提升。植物纤维和炭黑进行复配时,由于植物纤维的微观结构多为细长的条状,与炭黑进行复配后,由于高温烧制过程中被烧失,在雾化芯内部形成了网状的通道,极大增加了开孔隙率,进而增加了烟油在通道内部的渗透速率。
结合雾化芯样品6、7、8和雾化芯样品3的数据,可知雾化面层原料材料的选择对于吸油速率以及开孔隙率也有一定的影响,由于本检测直接将制备的雾化芯整体进行开孔隙率以及吸油速率的检测,实则检测的是雾化芯坯体以及雾化面层的复合开孔隙率以及复合吸油速率。由上述数据可知,当耐高温粉体采用硅藻土以及粉煤灰微球并且以5.67:1的比例进行复配时,雾化面层形成的孔小而密集,增加比表面积,导油速率最佳,这是能够使得烟油充分与空气进行接触,提高抽吸的烟雾量。
结合雾化芯样品的检测数据以及雾化芯对比样品1和雾化对比样品7的检测数据看,当没有采用本申请分层配方以及分层制备工艺制备的雾化芯,其物理性能趋近市面上销售的雾化芯的物理性能。
由上表的检测结果可以证明,采用本申请方法制备的多孔陶瓷雾化芯具有更好的综合性能。
将雾化芯样品1-10和雾化芯对比样品1-7组装形成烟弹,配合电子烟电源,发热线路的电极与电源电连接,组装构成电子烟形成电子烟样品1-10和电子烟对比样品1-7进行使用测试。
针对电子烟样品及电子烟对比样品的检测均为5个品烟师进行连续多次抽吸后的主观描述,主要针对抽吸口感、雾化量进行检测;
注:抽吸口感包括:是否存在焦味、油腻感(漏油)、爆油现象等;
检测时间为刚电子烟刚安装完成时、安装完成后的第15天(在这15天内不定期对所有的样品进行震荡、转移以模拟实际使用)。
仅品烟师反馈,电子烟样品1-10在抽吸过程中均无焦味、油腻感,无爆油现象,单口抽吸雾化量丰富,烟雾香气有很明显的提升,连续抽吸同样无焦味;尤其是电子烟样品7口感丰富,连续抽吸过程依然具有较大的雾化量。第15天再次对针对电子烟样品1-10进行连续抽吸,与初次抽吸结果差别不大,抽吸过程中烟雾量与香气稳定。
对电子烟对比样品1-7进行试验,首先电子烟对比样品1-7第一口抽吸时均无焦味、雾化量弱于电子烟样品1-10,电子烟对比样品1、7在连续抽吸过程有焦味;第15天再次对针对电子烟对比样品1-7进行连续抽吸,该电子烟对比样品1-7在第一口抽吸过程中均存在不同程度的油感,同时在连续抽吸过程中仍然存在焦味,电子烟对比样品1、7的油感尤为明显,电子烟对比样品3、4产生的焦味尤为明显。
此处做一个说明,以上仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种防漏油雾化芯,包括雾化芯坯体和雾化面层,其特征在于,按重量份计,所述雾化芯坯体包括以下原料:
主料 45-50份;
塑形剂 20-25份;
造孔剂5-18份;
高温熔融剂10-27份;
所述雾化面层原料为多孔结构的耐高温粉体;
其中,所述耐高温粉体包括硅藻土、粉煤灰微球、火山灰;所述耐高温粉体中,硅藻土、粉煤灰微球、火山灰的质量比为(4-8):1:(0-1);
防漏油雾化芯的制备方法,包括以下步骤:
雾化芯坯体的制备:
A1将原料中的主料、造孔剂、高温熔融剂混合均匀得到混合干料;
A2再将塑形剂升温直至融化,后少量多次陆续加入混合干料,边加边搅拌,待完全加入后继续保温搅拌2小时,得到注塑料;
A3将注塑料通过注塑成型的方式在模具中注射成型,获得雾化芯坯体;
雾化面层的制备:
A4将耐高温粉体平铺于反应瓷板,平铺高度约3-5mm,然后将雾化芯坯体单层平放在平铺好的耐高温粉体上,雾化面方向朝下,使雾化芯坯体雾化面埋设于耐高温粉体;
整体烧制成型:
A5将A4步骤操作完毕后的反应瓷板至于窑炉中烧制而成。
2.根据权利要求1所述的一种防漏油雾化芯,其特征在于:所述耐高温粉体的粒径为平均粒径为10 ~30μm。
3.根据权利要求1所述的一种防漏油雾化芯,其特征在于:所述主料包括石英砂、高岭土、氧化铝、铝矾土的一种或多种;所述塑形剂为硬脂酸或石蜡;所述造孔剂有聚甲基丙烯酸甲酯微球、炭黑、淀粉、植物纤维粉的一种或多种;所述高温熔融剂为玻璃粉。
4.根据权利要求1所述的一种防漏油雾化芯,其特征在于:所述步骤A4中雾化芯坯体埋设于耐高温粉体的高度为1-2mm。
5.根据权利要求1所述的一种防漏油雾化芯,其特征在于:在所述步骤A5操作前,往反应瓷板上铺设埋烧粉,使得埋烧粉完全没过雾化芯坯体。
6.根据权利要求1所述的一种防漏油雾化芯,其特征在于:所述步骤A5中,烧制时:
在1h内从常温升温至100℃;100摄氏度保温0.5-0.8h;
后在1.8-2.3h升温至200℃,并在200℃保温1-1.5h;
在3-3.5h内升温至400℃,并在400℃保温3-3.5h;
最后在3-3.5h内升温至终结温度,在终结温度范围内保温2h;
终结温度为550-850℃,保温结束后随炉降温。
7.一种电子烟,其特征在于:包括由权利要求1-6任意一项所述防漏油雾化芯构成的烟弹以及电源;所述防漏油雾化芯设置有发热线路和电极,所述电极与所述电源电连接使发热线路发热以将烟弹内部的烟油进行雾化。
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