KR20240034981A - 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트 - Google Patents
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Abstract
실시예는 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트에 관한 것이다.
실시예는, 하나 이상의 세라믹 시트층; 세라믹 시트층과 적층되는 하나 이상의 실링용 글래스 시트층; 및 발열 패턴이 인쇄된 히터 인쇄 시트층;이 적층되며, 적층 후 소결 공정에 의해 실링용 글래스 시트층이 용융되어 세라믹 시트층으로 침투하여 접합되는 것을 특징으로 하는 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트를 제공한다.
실시예는, 하나 이상의 세라믹 시트층; 세라믹 시트층과 적층되는 하나 이상의 실링용 글래스 시트층; 및 발열 패턴이 인쇄된 히터 인쇄 시트층;이 적층되며, 적층 후 소결 공정에 의해 실링용 글래스 시트층이 용융되어 세라믹 시트층으로 침투하여 접합되는 것을 특징으로 하는 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트를 제공한다.
Description
실시예는 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 에어로졸 발생장치의 기화부를 상부에서 바라본 도면, 도 2는 종래 기술에 따른 에어로졸 발생장치의 기화부를 하부에서 바라본 도면이다.
에어로졸 발생장치는 심지와 코일 조립체를 기화부로 채용할 경우 심지와 코일의 열전달 속도 차이로 인하여 액상과 심지의 국부적인 탄화를 방지할 수 있도록 발생할 가능성이 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 에어로졸 발생장치의 기화부는 이러한 문제를 개선하기 위해 개발된 것으로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세입자 발생장치의 기화부는, 액상을 흡수하여 담지하는 다공성 세라믹(10)과 다공성 세라믹(10)의 하면에 부착되어 액상을 가열하여 기화시키는 발열체(16)을 포함한다. 다공성 세라믹(10)의 표면에 부착된 발열체(10)에는 발열체(16)로 전류를 인가하는 전원선(14)이 연결될 수 있다.
다공성 세라믹(10)은 중앙에 액상이 담길 수 있는 저수조 역할을 하는 요홈(12)을 포함하고 있다. 액상이 담길 수 있는 저수조를 구비함으로써, 다공성 세라믹(10)의 기공 내로 좀 더 안정적으로 액상을 지속적으로 공급할 수 있다는 장점이 있다.
그러나 다공성 세라믹(10)을 이용한 히터는 다공성 세라믹(10) 자체의 강도나 세라믹의 취성 때문에 소정의 두께를 가져야 하며, 액상이 누액될 가능성도 크다는 단점이 있었다. 따라서 얇은 두께로 형성하면서 투습이 어려운 세라믹 히터의 개발이 요구된다.
실시예는 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시예는, 하나 이상의 세라믹 시트층; 세라믹 시트층과 적층되는 하나 이상의 실링용 글래스 시트층; 및 발열 패턴이 인쇄된 히터 인쇄 시트층;이 적층되며, 적층 후 소결 공정에 의해 실링용 글래스 시트층이 용융되어 세라믹 시트층으로 침투하여 접합되는 것을 특징으로 하는 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트를 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 세라믹 시트층은 금속 산화물을 포함하는 실리케이트 분말에 가소제와 분산제를 첨가하여 용매에 분산한 다음 건조 및 열처리하여 소결 제조되는 것을 특징으로 하는 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트를 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 실리케이트 분말에 포함되는 금속 산화물은 Mg, Al, Zr, Mg-Al, Ba, Li 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트를 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 실링용 글래스 시트층은 비정질 유리, 또는 저온소결조제를 포함하는 세라믹 분말에 가소제 및 분산제를 첨가하여 제조되는 것을 특징으로 하는 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트를 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 실링용 글래스 시트층은 비정질 세라믹 분말 및 아노사이트, 아파타이트, 울스테나이트, 실리카, 알루미나, 세라본, 소다석회실리카와 같은 결정질 글래스 세라믹 분말 중에서 선택된 하나 이상의 조성 분말을 용매에 분산시킨 후 건조 및 열처리하여 제조된 것을 특징으로 하는 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트를 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 히터 인쇄 시트층 상에 단순 적층되거나 샌드위치 구조로 적층될 수 있는 것을 특징으로 하는 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트를 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 세라믹 시트층 및 실링용 글래스 시트층의 두께는 1~100㎛인 것을 특징으로 하는 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트를 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 소결 온도는 800℃ 내지 1200℃ 인 것을 특징으로 하는 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트를 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 세라믹 시트층, 글래스 시트층 및 히터 인쇄 시트층은 희망 형태로 가공된 다음 적층되는 것을 특징으로 하는 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트를 제공한다.
실시예가 제공하는 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트는 투습 가능한 세라믹 시트에 투습이 불가능한 글래스 시트층을 이종 접합함으로써 세라믹 시트에 누액 방지를 위한 실링 효과를 부여할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 에어로졸 발생장치의 기화부를 상부에서 바라본 도면,
도 2는 종래 기술에 따른 에어로졸 발생장치의 기화부를 하부에서 바라본 도면,
도 3은 제1 실시예에 따른 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트의 개략도,
도 4는 제2 실시예에 따른 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트의 개략도,
도 5는 제3 실시예에 따른 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트의 개략도.
도 2는 종래 기술에 따른 에어로졸 발생장치의 기화부를 하부에서 바라본 도면,
도 3은 제1 실시예에 따른 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트의 개략도,
도 4는 제2 실시예에 따른 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트의 개략도,
도 5는 제3 실시예에 따른 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트의 개략도.
이하, 도면을 참조하여 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.
도 3은 제1 실시예에 따른 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트의 개략도이다.
제1 실시예에 따른 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트는, 발열 패턴이 인쇄된 히터 인쇄 시트층(100) 상에 실링용 글래스 시트층(200)과 세라믹 시트층(300)이 적층된 다음, 소결 공정을 거쳐 제조된다.
이때, 실링용 글래스 시트층(200)과 세라믹 시트층(300)은 하나 이상의 층으로 형성될 수 있으며, 제1 실시예에서는 실링용 글래스 시트층(200) 상에 복수 개의 세라믹 시트층(300)이 적층된 다음 소결 공정을 거쳐 이종접합이 이루어졌다.
발열 패턴이 인쇄된 히터 인쇄 시트층(100)은 발열 패턴이 하방을 향하도록 즉, 히터 인쇄 시트층(100) 상에 적층되는 글래스 시트층(200) 또는 세라믹 시트층(300)과 발열 패턴이 닿지 않도록 배치된다.
세라믹 시트층(300)은, 금속 산화물을 포함하는 실리케이트 분말에 가소제와 분산제를 첨가한 다음, 에탄올, 톨루엔, 이소프로필알콜, 자일렌등 유기용매에 분산시킨 슬러리를 건조 및 열처리 하여 제조된다. 실시예의 다른 일 태양으로서, 세라믹 시트층은 금속 산화물을 포함하는 실리케이트 분말에 가소제와 분산제를 첨가하여 용매에 분산한 다음 건조 및 열처리하여 소결 제조되는 것을 특징으로 하는 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트를 제공한다. 이때, 실리케이트 분말에 포함되는 금속 산화물은 Mg, Al, Zr, Mg-Al, Ba, Li 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 금속 산화물인 것이 바람직하다.
실링용 글래스 시트층(200)은 비정질 글래스 세라믹 분말 또는 Bi2O3, B2O3와 같은 저온소결조제를 포함하는 결정질 세라믹 분말에 가소제 및 분산제를 첨가하고 용매에 분산시킨 슬러리를 층상으로 도포하고 건조하여 적층한다.
이때, 결정질 세라믹 분말은 아노사이트, 아파타이트, 울스테나이트, 실리카, 알루미나, 세라본, 소다석회실리카중에서 선택된 하나 이상의 조성 분말이며, 을 용매에 분산시킨 슬러리를 층상으로 도포하고 건조하여 적층한다.
히터 인쇄 시트층(100)에 실링용 글래스 시트층(200)과 세라믹 시트층(300)이 적층된 후 소결 공정 등의 열처리가 이루어진다. 이때, 실링용 글래스 시트층(200)에 포함된 글래스 분말들은 공급받은 열에 의해 용융되며, 용융된 글래스 분말들은 삼투압 현상으로 인해 세라믹 시트층(300)에 존재하는 기공 내로 유입된다. 이후 냉각되면서, 실링용 글래스 시트층(200)과 세라믹 시트층(300)은 기계적 결합이 이루어진다.
실링용 글래스 시트층(200)이 세라믹 시트층(300)과 접합됨으로써, 실링용 글래스 시트층(200)이 종래의 탄성부재로 세라믹 부재의 외부를 감싸는 실링재를 대체할 수 있으며, 히터 인쇄 시트층(100)의 발열 시에 세라믹 시트층(300)이 열 충격으로 인해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 실링용 글래스 시트층(200)은 필요에 따라 천공(210)이나 홈, 슬릿 등을 구비하여, 세라믹 시트층(300)으로의 액상의 유로를 제공할 수 있다.
이때, 세라믹 시트층(300) 및 실링용 글래스 시트층(200)의 한 층의 두께는 1~100㎛인 것이 바람직하며, 접합을 위한 소결 공정에서의 소결 온도는 800℃ 내지 1200℃ 인 것이 바람직하다. 이때, 소결 전 적층되는 세라믹 시트층(300), 글래스 시트층(200) 및 히터 인쇄 시트층(100)은 원하는 형태로 가공된 다음 적층될 수 있다. 즉, 요구되는 히터의 형상에 따라 사각형, 원형, 육각형, 팔각형 등이나 비대칭적인 형상 등 어떠한 형태로도 가공 가능하며, 형태가 가공된 상태에서 적층된 다음 건조 및 소결하여 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트를 완성할 수 있다.
한편, 히터 인쇄 시트층(100) 상에 적층되는 세라믹 시트층(200) 및 실링용 글래스 시트층(300)은 단순한 구조로 적층되거나 샌드위치 구조로 적층될 수 있고, 필요에 따라 적층 순서나 샌드위치 순서가 변경될 수도 있다.
도 4는 제2 실시예에 따른 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트의 개략도, 도 5는 제3 실시예에 따른 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트의 개략도이다.
이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트는, 도 4에 도시된 제2 실시예와 같이 히터 인쇄 시트층(100a) 상에 세라믹 시트층(300a)이 실링용 글래스 시트층(210a, 220a)에 의해 샌드위치되어 적층될 수 있다. 또한 반대로, 도 5에 도시된 제3 실시예와 같이 히터 인쇄 시트층(100b) 상에 실링용 글래스 시트층(200b)이 세라믹 시트층(310b, 320b)에 의해 샌드위치되어 적층될 수도 있다.
Claims (9)
- 하나 이상의 세라믹 시트층;
세라믹 시트층과 적층되는 하나 이상의 실링용 글래스 시트층; 및
발열 패턴이 인쇄된 히터 인쇄 시트층;이 적층되며,
적층 후 소결 공정에 의해 실링용 글래스 시트층이 용융되어 세라믹 시트층으로 침투하여 접합되는 것을 특징으로 하는 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트. - 제1항에 있어서,
세라믹 시트층은 금속 산화물을 포함하는 실리케이트 분말에 가소제와 분산제를 첨가하여 용매에 분산한 다음 건조 및 열처리하여 소결 제조되는 것을 특징으로 하는 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트. - 제2항에 있어서,
실리케이트 분말에 포함되는 금속 산화물은 Mg, Al, Zr, Mg-Al, Ba, Li 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트. - 제1항에 있어서,
실링용 글래스 시트층은 비정질 유리, 또는 저온소결조제를 포함하는 세라믹 분말에 가소제 및 분산제를 첨가하여 제조되는 것을 특징으로 하는 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트. - 제4항에 있어서,
실링용 글래스 시트층은 비정질 세라믹 분말 및 아노사이트, 아파타이트, 울스테나이트, 실리카, 알루미나, 세라본, 소다석회실리카와 같은 결정질 글래스 세라믹 분말 중에서 선택된 하나 이상의 조성 분말을 용매에 분산시킨 후 건조 및 열처리하여 제조된 것을 특징으로 하는 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트. - 제1항에 있어서,
히터 인쇄 시트층 상에 단순 적층되거나 샌드위치 구조로 적층될 수 있는 것을 특징으로 하는 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트. - 제1항에 있어서,
세라믹 시트층 및 실링용 글래스 시트층의 두께는 1~100㎛인 것을 특징으로 하는 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트. - 제1항에 있어서,
소결 온도는 800℃ 내지 1200℃ 인 것을 특징으로 하는 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트. - 제1항에 있어서,
세라믹 시트층, 글래스 시트층 및 히터 인쇄 시트층은 희망 형태로 가공된 다음 적층되는 것을 특징으로 하는 이종접합 구조의 다층복합 세라믹 시트.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102017920B1 (ko) | 2011-12-08 | 2019-09-03 | 필립모리스 프로덕츠 에스.에이. | 모세관 인터페이스를 가진 에어로졸 발생장치 |
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