KR20240026115A - 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
실시예는 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법에 관한 것이다.
실시예는 금속 이온과 결합된 실리케이트 분말과 저온 소성용 글래스 분말을 혼합하는 제1 단계; 혼합 분말에 고분자 폴리머 및 분산제를 첨가하고 세라믹 과립을 제조하는 제2 단계; 세라믹 과립을 가압 성형하는 제3 단계; 및 성형체를 소결하는 제4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법을 제공한다.
실시예는 금속 이온과 결합된 실리케이트 분말과 저온 소성용 글래스 분말을 혼합하는 제1 단계; 혼합 분말에 고분자 폴리머 및 분산제를 첨가하고 세라믹 과립을 제조하는 제2 단계; 세라믹 과립을 가압 성형하는 제3 단계; 및 성형체를 소결하는 제4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법을 제공한다.
Description
실시예는 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법에 관한 것이다.
액상을 이용한 에어로졸발생장치가 개발되어 널리 이용되고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 액상을 기재로 사용하는 에어로졸발생장치를 도시한 것이다.
흡입로드(90)는 흡입통(1), 무화장치(2), 액상분리시트(31)와 액상 저장체(32)를 포함하는 액상 유도 어셈블리(3), 마우스피스 커버(4), 유도관(5) 및 장식 슬리브(6)를 포함한다.
상기 흡입통(1)은 상기 무화장치(2), 액상유도 어셈블리(3), 마우스피스 커버(4) 및 유도관(5)을 설치하기 위한 것으로서, 흡입통(1)은 가운데가 통하는 원통체 구조이며, 본 실시예에서 이는 원통형 케이스로, 투명 또는 반투명 재질의 일자형 튜브재를 절단 가공하여 형성하였고, 흡입통(1)의 길이는 필요에 따라 튜브재를 필요한 길이로 절단하여 형성할 수 있다. 흡입통(1)은 말단 및 결합단부를 포함하며, 마우스피스 커버(4)는 사용자가 흡연할 수 있도록 상기 말단에 끼워지고, 결합단부는 배터리로드(미도시)와 서로 정합된다.
흡입통(1) 내부에 담배액상을 저장하기 위한 담배액상 탱크(11) 및 상기 전원로드(92)와 결합되기 위한 결합 어셈블리(12)가 더 설치되고, 상기 결합부재(12)는 무화장치(2)의 제1 전극(예를 들어 음전극)으로써의 제1 전극 부재(13)를 포함하며, 제1 전극부재(13)는 무화장치(2)의 제2 전극(예를 들어 양전극)으로써의 제2 전극부재 (14) 및 절연링(15)이 더 설치된다. 상기 담배액상 탱크(11)는 상기 흡입통(1) 내에 설치되며, 본 실시예에서 담배액상 탱크(11)는 상기 액상분리시트(31), 마우스피스 커버(4), 흡입통(1) 내벽 및 유도관(5) 외벽이 함께 한정하는 공간으로 형성되고, 액상분리시트(31) 및 마우스피스 커버(4)가 담배액상 탱크(11)의 양단을 밀봉함으로써 담배액상이 담배액상 탱크(11)에 밀봉된다.
이때, 무화장치(2)에서 가열에 의해 무화된 미세입자는, 유도관(5)을 타고 흡입구가 형성된 마우스피스 커버(4)측으로 이동하면서 일부가 액화되어 액적이 발생할 수 있다. 이때, 사용자는 미세입자를 흡입하며, 액화된 액적을 함께 입으로 흡입함으로써, 불쾌감을 느낄 수 있다.
이를 개선하기 위해, 출원인은 기류 패스 관로 내에 외기와 액상이 지나갈 수 있는 기류 홀을 구비하는 다공성 흡습체를 배치하는 구조를 제안한 바 있다.
실시예는 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시예는 금속 이온과 결합된 실리케이트 분말과 저온 소성용 글래스 분말을 혼합하는 제1 단계; 혼합 분말에 고분자 폴리머 및 분산제를 첨가하고 세라믹 과립을 제조하는 제2 단계; 세라믹 과립을 가압 성형하는 제3 단계; 및 성형체를 소결하는 제4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법을 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 실리케이트 분말은 Mg, Al, Zr, Li, Ba, MgAl, Na 및 Ca 중에서 선택된 하나 이상의 금속 이온을 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법을 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 금속 이온과 결합된 실리케이트 분말은 BET법으로 측정된 비표면적이 20 내지 500m2/g인 것을 특징으로 하는 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법을 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 금속 이온과 결합된 실리케이트 분말의 평균 입경은 5 ~ 500㎛인 것을 특징으로 하는 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법을 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 저온 소성용 글래스 분말은 아몰포스 글래스 분말 및 저온 소성용 세라믹 분말(Bi2O3, Sb2O5, B2O3와 같은 ) 중 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법을 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 저온 소성용 글래스 분말은, 판상형, 파이버형, 다각형 중 어느 한 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법을 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 저온 소성용 글래스 분말은 600∼1200℃의 적정 소성 온도 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법을 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 저온 소성용 글래스 분말의 평균 입경은 0.5∼50㎛인 것을 특징으로 하는 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법을 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 저온 소성용 글래스 분말은 금속 이온과 결합된 실리케이트 분말 대비 1중량부 내지 500중량부 혼합되는 것을 특징으로 하는 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법을 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 제2 단계에서 첨가되는 고분자 폴리머는, 폴리비닐알콜, 폴리비닐 아세테이트, 폴리에틸렌, 폴리비닐부티렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리 아크릴, 폴리 아크릴 아미드, 구아 검, 젤라틴 및 천연고무 중에서 선택된 하나 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법을 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 제2 단계에서 첨가되는 분산제는 습윤성 분산제인 것을 특징으로 하는 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법을 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 제2 단계에서 제조되는 세라믹 과립의 평균 입경은 50∼1000㎛인 것을 특징으로 하는 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법을 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 제4단계의 소결은 600∼1200℃ 온도 범위에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법을 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 제4단계의 소결 과정에서, 저온 소성용 글래스 분말의 표면 용융 및 넥킹 현상에 의해 세라믹 코어쉘 구조가 형성되는 것을 특징으로 하는 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법을 제공한다.
실시예가 제공하는 제조 방법을 통해 제조된 고강도 세라믹 흡습체는, 코어쉘 구조를 가져 고강도를 가진다는 장점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 에어로졸 발생장치의 기화부를 상부에서 바라본 도면,
도 2는 실시예에 따른 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법의 플로우 차트,
도 3은 실시예에 따른 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법에 따라 제조된 세라믹 코어쉘 구조체의 개략도,
도 4는 실시예에 따른 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법에 따라 제조된 세라믹 코어쉘 구조체의 주사현미경 사진.
도 2는 실시예에 따른 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법의 플로우 차트,
도 3은 실시예에 따른 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법에 따라 제조된 세라믹 코어쉘 구조체의 개략도,
도 4는 실시예에 따른 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법에 따라 제조된 세라믹 코어쉘 구조체의 주사현미경 사진.
이하, 도면을 참조하여 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 2는 실시예에 따른 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법을 도시한 플로우 차트, 도 3은 실시예에 따른 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법에 따라 제조된 고강도 세라믹 흡습체의 개략도, 도 4는 실시예에 따른 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법에 따라 제조된 고강도 세라믹 흡습체의 주사현미경 사진이다.
실시예에 따른 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법은 금속 이온과 결합된 실리케이트 분말과 저온 소성용 글래스 분말을 혼합하는 제1 단계(S1), 혼합 분말에 고분자 폴리머 및 분산제를 첨가하고 세라믹 과립을 제조하는 제2 단계(S2), 세라믹 과립을 가압 성형하는 제3 단계(S3) 및 성형체를 소결하는 제4 단계(S4)를 포함한다.
이때, 제1 단계에서 혼합되는 실리케이트 분말은 Mg, Al, Zr, Li, Ba, MgAl, Na 및 Ca 중에서 선택된 하나 이상의 금속 이온을 포함한다. 이때, 금속 이온과 결합된 실리케이트 분말은 BET법으로 측정된 비표면적이 100 내지 450m2/g인 것이 바람직하며, 금속 이온과 결합된 실리케이트 분말의 평균 입경은 5 ~ 500㎛인 것이 바람직하다.
또한 제1 단계에서 실리케이트 분말과 혼합되는 저온 소성용 글래스 분말은 아몰포스 글래스 분말 및 저온 소성용 세라믹 분말 중 선택된 어느 하나 이상인 것이 바람직하다. 이때 저온 소성용 세라믹 분말은 Bi2O3, Sb2O5, B2O3 등이 포함된다.
이때, 저온 소성용 글래스 분말은, 판상형, 파이버형, 다각형 중 어느 한 형태를 가질 수 있으며, 저온 소성용 글래스 분말은 600∼1200℃의 적정 소성 온도 범위를 가지는 것이 바람직하다. 또한, 저온 소성용 글래스 분말의 평균 입경은 0.5∼50㎛인 것이 바람직하다. 이때, 저온 소성용 글래스 분말은 금속 이온과 결합된 실리케이트 분말 대비 1중량부 내지 500중량부 혼합된다.
| 글래스 분말 첨가량(wt%) | 하중(N) | 굽힘 강도(Mpa) |
| 1 | 14 | 3.90 |
| 3 | 24 | 6.05 |
| 30 | 45 | 8.81 |
| 50 | 78 | 9.98 |
표 1은 저온 소성용 글래스 분말 첨가량에 따른 굽힘 강도를 측정한 값을 정리한 표이다. 저온 소성용 글래스 분말 첨가량이 많아질수록 굽힘 강도가 증가하는 것을 알 수 있다. 한편, 제2 단계에서 첨가되는 고분자 폴리머는, 폴리비닐알콜, 폴리비닐 아세테이트, 폴리에틸렌, 폴리비닐부티렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리 아크릴, 폴리 아크릴 아미드, 구아 검, 젤라틴 및 천연고무 중에서 선택된 하나 이상의 물질인 것이 바람직하며, 분산제는 습윤성 분산제인 것이 바람직하다.
제2 단계에서 제조되는 세라믹 과립의 평균 입경은 50∼1000㎛인 것이 바람직하다.
한편, 제3 단계는, 세라믹 과립을 1축 또는 다축 가압하여 성형되며, 세라믹 흡습체를 원하는 형태로 압축 성형하는 단계이다.
제4단계의 소결은 저온 소성용 글래스 분말의 적정 소성 온도에 맞추어 600∼1200℃ 온도 범위에서 이루어지는 것이 바람직하다.
제4단계의 소결 과정을 거치면서,저온 소성용 글래스 분말의 표면 용융 및 넥킹 현상에 의해 세라믹 코어쉘 구조가 형성된다. 즉, 고강도 세라믹 흡습체는 1600℃ 이상의 고온 소성이 필요한 금속 이온과 결합된 실리케이트 분말에 저온 소성용 글래스 분말을 첨가함으로써, 상대적으로 낮은 600 ~ 1200℃의 온도에서 소결하여도 1Mpa 이상의 파괴 강도를 가진다는 장점이 있다.
한편, 실시예의 방법에 따라 제조된 고강도 세라믹 흡습체는, 에어로졸 발생장치에 설치되어 액상 흡수용으로 사용되거나, 담체용으로 사용될 수 있다. 또한 고강도를 유지하며 액체를 머금어야 하는 흡습체가 필요한 경우라면 어떠한 곳에든 적용할 수 있다.
Claims (1)
- 명세서에 기재된 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020230108992A KR20240026115A (ko) | 2022-08-19 | 2023-08-21 | 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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| KR1020230108992A KR20240026115A (ko) | 2022-08-19 | 2023-08-21 | 고강도 세라믹 흡습체의 제조 방법 |
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Publications (1)
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Country Status (1)
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Citations (1)
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| KR102017920B1 (ko) | 2011-12-08 | 2019-09-03 | 필립모리스 프로덕츠 에스.에이. | 모세관 인터페이스를 가진 에어로졸 발생장치 |
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-
2023
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR102017920B1 (ko) | 2011-12-08 | 2019-09-03 | 필립모리스 프로덕츠 에스.에이. | 모세관 인터페이스를 가진 에어로졸 발생장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20240025859A (ko) | 2024-02-27 |
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