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JP7034179B2 - 複合セラミック噴霧器及びその製造方法 - Google Patents

複合セラミック噴霧器及びその製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、電子煙霧化器の技術分野に関し、具体的には、複合セラミック霧化器及びその製造方法に関する。
従来の電子煙霧化器の構造として、中国特許ＣＮ１０３２７０８０８Ｂに記載の以下のような構造が用いられるものが多い。 即ち、霧化コアアセンブリは、電気加熱体と電気加熱体上に取り付けられた液体浸透部材を含み、前記電気加熱体は電熱線を螺旋状に巻かれて形成される。同時に、中国特許ＣＮ２０５６２４４７４には、セラミック発熱体と該セラミック発熱体にスモークオイルを供給する導油体とを含むセラミック発熱霧化コアであって、前記セラミック発熱体は、セラミック基体と該セラミック基体に一体成形された発熱素子とを含み、前記導油体は、セラミック発熱体の外周を囲む綿布であり、該綿布が前記給油孔から流入したスモークオイルを吸い込むためのものである、ことを特徴とするセラミック発熱霧化コアが開示されている。
上記紹介してきた霧化器はともに、離散した機能部材から構成されており、外部から一定の力が加えられたり、または、物理的構造によって固定されたりすることで１つの整体として形成されるものであり、そのため、その組み立て過程が複雑で、脱落されやすくなる。
本発明は、上記背景技術に存在した欠点を解決するためになされたものであり、特殊な焼成プロセスによって一体成形が可能となり、かつ、１つの整体として形成可能となる、電子煙に適した複合セラミック霧化器及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の第一の態様によれば、第１の本体と、第２の本体と、を含み、前記第１の本体と前記第２の本体は施釉封着工程によって一体成形されており、前記第１の本体と前記第２の本体は施釉によって形成されたグレーズ面によって接続されており、前記グレーズ面は、第１の本体と第２の本体との接続箇所の表面を完全または部分的に覆い、前記第１の本体は、発熱キャリアと加熱するための導電路とを含み、前記導電路が発熱キャリアの表面または内部に形成されて、電源に接続されるための第１の接触部分および第２の接触部分を有し、前記第２の本体は、液体を伝導するためのものである、ことを特徴とする複合セラミック霧化器を提供する。
さらに、前記導電路は、サーキットプリンターによって発熱キャリアに印刷され、その後、十分な温度での還元雰囲気中で一定の時間も継続して、第１の本体を焼成して形成する。
さらに、第１の本体の焼成温度が１４００℃～１６００℃であり、還元雰囲気がＨ２のガス環境中であり、焼成時間が１８ｈ～２４ｈである。
さらに、前記導電路は、抵抗加熱層として完全または部分的に形成され、第２の本体までの厚さが第１の本体までの厚さ以下である。
さらに、熱量の利用効率を向上させ、霧化効果を高めるために、前記抵抗加熱層と第２の本体との距離は０．３ｍｍ以下である。
さらに、前記発熱キャリアは、完全または部分的にセラミックで形成されている。
さらに、前記導電路は、金属タングステンマンガンペーストと磁器粉と組み合わせで構成されている。
さらに、前記抵抗加熱層は、完全または部分的に、第１の本体の表面を覆い、または、第１の本体内に置かれており、前記抵抗加熱層の抵抗値は、０．０２Ω～３Ωである。
さらに、前記第１の接触部分および第２の接触部分は接触点、電源の正極と負極の間に限定されたパターン、導線、または、支持機能を有する導電性ロッドである。
さらに、前記第２の本体は、完全または部分的に、アルミナ多孔質セラミック、炭化ケイ素多孔質セラミック、または窒化ケイ素多孔質セラミックで形成されている。
さらに、前記第１の本体と前記第２の本体は、断面形状が円形、中空円形、矩形、又は、三角形であり、半乾式圧縮成形、射出凝固成形又は射出成形によって、最終的に焼成形成されることができる。
さらに、第１の本体の全体に亘る熱量損耗を減少して第２本体の孔面積を増加させて、霧化効果を高めるために、前記第１の本体は前記第２の本体の表面を部分的に覆う。
さらに、前記複合噴霧器は、２つの第１の本体と１つの第２の本体とで構成されており、そのうち、第２の本体が２つの第１の本体の間に位置し、第１の本体と第２の本体は、一部の接触領域に施釉して形成されたグレーズ面によって接続されている。
さらに、前記複合噴霧器における煙を放出するための空気孔は、第１の本体と第２の本体との接続箇所に予め設けられた継ぎ目、または、第１の本体に予め設けられたチャンネル、または、第２の本体に予め設けられたチャンネルである。
本発明の第２の態様によれば、第１の本体と第２の本体は施釉封着工程によって一体成形されており、整体として製造される複合セラミック霧化器の製造方法を提供し、具体的なプロセス工程は以下の通りである。
ステップ１において、第１の本体の表面に施釉して、グレーズ面の厚さを５μｍ～４０μｍの範囲に制御し、釉が透明釉であり、透明釉が質量パーセントで次の成分を含み、すなわち、透明フリットを８０％～９４％、カオリンを５％～１９％、および、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を０．２％～１％含み、そのうち、透明フリットの化学成分が質量パーセント別で、ＳｉＯ２を４０％～６０％、Ａｌ２Ｏ３を２％～１５％、Ｎａ２Ｏを０～８％、Ｋ２Ｏを０～５％、ＺｎＯを３％～１５％、ＢａＯを２％～１０％、ＣａＯを５％～１５％、ＭｇＯを０％～１０％含み、釉の融解温度が６００℃～１０００℃であり、施釉前に、グレーズペーストの粘度を０．５Ｐａ・ｓ～１．５Ｐａ・ｓに調整し、第１の本体に対して乾燥、すす吹き、水拭取りの工程を施される。
ステップ２において、第１の本体を水平さやに置き、第２の本体を第１の本体の上に置き、焼成温度を７００℃～１０００℃の範囲に制御し、溶融粘度ηの大きさを２＜ｌｇη＜６に制御する。
さらに、ステップ１における施釉方式は、乾式施釉またはブラッシング施釉である。
上記プロセス工程において、釉のペースト粘度からの施釉プロセスへの影響が非常に大きく、釉の成分のうちの透明フリットの配合が溶融粘度（η）に対して影響を与えるものであり、溶融粘度（η）の大きさが封着効果に対して直接な影響を与える。溶融粘度が小さくなると、多孔質セラミックが毛細管力によって釉を吸収してしまうことが発生しやすくなり、粘度が大きすぎると、釉が展開しにくくなり、さらに、多孔質セラミックとＭＣＨセラミックの結合度が高くなくなる。溶融粘度の大きさは、２＜ｌｇη＜６の範囲内に制御されるべきである。
本発明による有益な効果は以下の通りである。多孔質セラミック材料と発熱セラミック材料を、施釉焼成プロセスによって一体的に封着成形したので、強度が高く、使用寿命が長く、同時に、清浄で安全な多孔質セラミック材料が導液に用いられ、均一に発熱するセラミック材料は加熱霧化のために用いられたことで、スモークオイルの炭化およびフライ現象の発生を避ける。
本発明の実施例一に係る第１の本体の平面図である。 本発明の実施例一に係る側面断面図である。 発明の実施例一に係る霧化器の電子煙構造概略図である。 本発明の実施例二に係る第１の本体の平面図である。 本発明の実施例二に係る側面断面図である。
添付図面において、１ 第１の本体、２ 第２の本体、３ グレーズ面、４ 導電路、 ５ 抵抗加熱層、６ 空気孔、７ 第１の接触部分、８ 第２の接触部分、９ 中空部分、１０ 第１の筐体、１１ 第２の筐体、１２ オイルカップ、１３ 凹溝、１４ 霧化器、１５ ベース、１７ 継ぎ目。
以下は、具体的な実施例により、本発明の技術案を明瞭かつ完全に記述する。理解すべきなのは、ここに記載の具体的な実施例は、本発明を解釈するためのものに過ぎず、本発明を限定するものではない。
実施例一
図１、図２、および、図３を参照して、複合セラミック噴霧器１４は、第１の本体１と第２の本体２を含み、前記第１の本体１と前記第２の本体２は施釉封着工程によって一体成形されており、前記第１の本体１と前記第２の本体２は施釉によって形成されたグレーズ面３によって接続されている。前記グレーズ面３は、部分的に、第１の本体１と第２の本体２との接続箇所の表面を覆う。前記第１の本体１は、発熱キャリアと加熱するための導電路４とを含み、前記導電路４が発熱キャリアの内部に形成されて、電源に接続されるための第１の接触部分７および第２の接触部分８を有し、前記第２の本体２は、窒化ケイ素多孔質セラミックで形成されており、液体を伝導するためのものである。
導電路４は、サーキットプリンターによって抵抗層を発熱キャリアに印刷して形成されてもよく、その後、発熱キャリア及びその上に印刷された抵抗層を１６００℃でのＨ２のガス環境中にて２４ｈも焼成して第１の本体１を形成する。導電路４における一部の抵抗層回路が抵抗加熱層５であり、残りの回路が導電とされる。抵抗加熱層５は、第２の本体２までの距離が０．１ｍｍである。発熱キャリアは、完全に高密度セラミックで形成されており、抵抗加熱層５は、金属タングステンマンガンペーストと磁器粉と組み合わせで構成されてもよい。
抵抗加熱層５は、第１の本体１内に置かれて、前記抵抗値が０．０２Ω～３Ωである。導電路４は発熱キャリアにおいて種々のパターンに形成されてもよい。前記第１の接触部分７および第２の接触部分８は接触点である。
前記第１の本体１と前記第２の本体２の断面形状が円形、中空円形、矩形、又は、三角形を含むが、それらに限られず、半乾式圧縮成形、射出凝固成形又は射出成形によって、最終的に焼成形成されることができる。
前記複合噴霧器１４における煙を放出するための空気孔は、第１の本体に空気孔６を予め設けて、または、中空部分９を設けて形成した。
図３に示すように、当該複合セラミック噴霧器１４を含む電子煙は、第１の筐体１０と第２の筐体１１を含み、第１の筐体１０と第２の筐体１１が互いに入れ子状となって１つの整体を構成し、第１の筐体１０には、シリコンベース１５が入れ子式に接続されており、前記複合セラミック噴霧器１４がその上に固定されている。第１の筐体１０内にはオイルカップ１２が設けられており、前記オイルカップ１２の底部には凹溝１３が設けられており、前記凹溝１３内には繊維油誘導綿が設けられており、オイルカップ１２が第１の筐体内に挿入されると、凹溝１３内の繊維油誘導綿はセラミック噴霧器１４の第２の本体２に接触する。前記第１の筐体１０とオイルカップ１２の間には、気体を流通するための空気通路１６が形成されている。
当該電子煙を吸う際に、スモークオイルがオイルカップ１２内で凹溝１３内の繊維油誘導綿を介して第２の本体１２の表面に伝導かれ、その後、第１の本体１は第２の本体２上のスモークオイルを霧化し、霧化されたスモークが予め設けられた空気孔６、中空部分９、および、第２の本体２の内部から逸出され、空気通路１６を介して消費者によって吸い込まれる。
実施例二
図４、図５に示すように、複合セラミック噴霧器１４は、第１の本体１と第２の本体２を含み、前記第１の本体１と前記第２の本体２は施釉封着工程によって一体成形されており、前記第１の本体１と前記第２の本体２は施釉によって形成されたグレーズ面３によって接続されており、前記グレーズ面３は、部分的に、第１の本体１と第２の本体２との接続箇所の表面を覆う。前記第１の本体１は、発熱キャリアと加熱するための導電路４とを含み、前記導電路４が発熱キャリアの表面に形成されて、電源に接続されるための第１の接触部分７および第２の接触部分８を有し、本実施例に記載の第１の接触部分７と第２の接触部分８が導電性ロッドである。前記第２の本体２は、炭化ケイ素多孔質セラミックで形成されており、液体を伝導するためのものである。
導電路４は、サーキットプリンターによって抵抗層を発熱キャリアに印刷し、その後、発熱キャリア及びその上に印刷された抵抗層を１４００℃でのＨ２のガス環境中にて１８ｈも焼成して第１の本体１を形成する。導電路４は、完全に抵抗加熱層を形成し、第２の本体２までの距離が０．３ｍｍである。発熱キャリアは、部分的に高密度セラミックで形成されており、導電路４は、金属タングステンマンガンペーストと磁器粉と組み合わせで構成されてもよい。
導電路４は、部分的に第１の本体１の表面を覆い、前記抵抗値が０．０２Ω～３Ωである。
前記複合噴霧器１４における煙を放出するための空気孔は、第１の本体１と第２の本体２との接続箇所に予め設けられた継ぎ目１７である。
本実施例に記載の複合噴霧器１４は、２つの第１の本体１と１つの第２の本体２を、一定の構造及び順序に従って、互いに接触し複合させて１つの整体として形成する。図５に示すように、その一実施例では、前記複合噴霧器は、２つの第１の本体１と１つの第２の本体２とで構成されており、そのうち、第２の本体２が２つの第１の本体１の間に位置し、第１の本体１と第２の本体２は、一部の接触領域に施釉して形成されたグレーズ面３によって接続されているが、施釉されていない部分が即ち、継ぎ目１７に形成される。
上記実施例に記載の前記第１の本体１と前記第２の本体２の断面形状が円形、中空円形、矩形、又は、三角形を含むが、それらに限られず、半乾式圧縮成形、射出凝固成形又は射出成形によって、最終的に焼成形成されることができる。他の実施例では、前記第１の接触部分７および第２の接触部分８はさらに、電源の正極と負極の間に限定されたパターンまたは導線であってもよい。
実施例三
複合セラミック霧化器１４の製造方法であって、複合セラミック霧化器１４は、第１の本体１と第２の本体２が施釉封着工程によって一体成形されており、整体として製造され、具体的なプロセス工程は以下の通りである。
ステップ１において、第１の本体１の表面に施釉して、施釉方式は、乾式施釉またはブラッシング施釉であり、グレーズ面の厚さが３０μｍで、釉が透明釉であり、透明釉の各物質成分が質量パーセントで以下のような割合を有する。
透明フリットを８０％、カオリンを１９％、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を１％含む。透明フリットの化学成分が質量パーセント別で、ＳｉＯ２を（６０％）、Ａｌ２Ｏ３を（１５％）、Ｎａ２Ｏを（２％）、Ｋ２Ｏを（２％）、ＺｎＯを（５％）、ＢａＯを（５％）、ＣａＯを（９％）、ＭｇＯを（２％）含む。釉の融解温度が６００℃～１０００℃であり、施釉前に、グレーズペーストの粘度を１．５Ｐａ・ｓに調整し、第１の本体１に対して乾燥、すす吹き、水拭取りなどの工程を施される。
ステップ２において、第１の本体１を水平さやに置き、第２の本体２を第１の本体１の上に置き、焼成温度を８００℃に制御し、溶融粘度ηの大きさをｌｇη＝５．２に制御する。
実施例四
複合セラミック霧化器１４の製造方法であって、第１の本体１と第２の本体２は施釉封着工程によって一体成形されており、整体として製造され、具体的なプロセス工程は以下の通りである、ことを特徴とする。
ステップ１において、第１の本体１の表面に施釉して、グレーズ面の厚さが４０μｍで、施釉方式は、乾式施釉またはブラッシング施釉であり、釉が透明釉であり、透明釉の各物質成分が質量パーセントで以下のような割合を有する。
透明フリットを９４％、カオリンを５．８％、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を０．２％含む。透明フリットの化学成分が質量パーセント別で、ＳｉＯ２を（５０％）、Ａｌ２Ｏ３を（１２％）、Ｎａ２Ｏを（４％）、Ｋ２Ｏを（２％）、ＺｎＯを（１０％）、ＢａＯを（２％）、ＣａＯを（１２％）、ＭｇＯを（８％）含む。釉の融解温度が６００℃～１０００℃であり、施釉前に、グレーズペーストの粘度を０．５Ｐａ・ｓに調整し、第１の本体１に対して乾燥、すす吹き、水拭取りなどの工程を施される。
ステップ２において、第１の本体１を水平さやに置き、第２の本体２を第１の本体１の上に置き、その後、第１の本体１を第２の本体２に置き、焼成温度を１０００℃に制御し、溶融粘度ηの大きさをｌｇη＝４．５に制御する。
実施例五
複合セラミック霧化器１４の製造方法であって、第１の本体１と第２の本体２は施釉封着工程によって一体成形されており、整体として製造され、具体的なプロセス工程は以下の通りである、ことを特徴とする。
ステップ１において、第１の本体１の表面に施釉して、グレーズ面の厚さが４０μｍで、施釉方式は、乾式施釉またはブラッシング施釉であり、釉が透明釉であり、透明釉の各物質成分が質量パーセントで以下のような割合を有する。
透明フリットを９４％、カオリンを５．５％、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を０．５％含む。透明フリットの化学成分が質量パーセント別で、ＳｉＯ２を（５０％）、Ａｌ２Ｏ３を（１０％）、Ｎａ２Ｏを（８％）、Ｋ２Ｏを（５％）、ＺｎＯを（１０％）、ＢａＯを（２％）、ＣａＯを（７％）、ＭｇＯを（８％）含む。釉の融解温度が６００℃～１０００℃であり、施釉前に、グレーズペーストの粘度を０．８Ｐａ・ｓに調整し、第１の本体１に対して乾燥、すす吹き、水拭取りなどの工程を施される。
ステップ２において、第１の本体１を水平さやに置き、第２の本体２を第１の本体１の上に置き、焼成温度を１０００℃に制御し、溶融粘度ηの大きさをｌｇη＝３に制御する。
Figure 0007034179000001
Figure 0007034179000002
カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）は主に、グレーズペーストの粘度を調節するために用いられ、それにより、グレーズペーストの粘度が施釉プロセスにおいてより良く広がるようになり、第２の本体内に浸入してしまうことも回避できる。釉の配合では、透明フリットにおいて、シリカＳｉＯ２の含有量が高いほど、酸化カリウムＫ２Ｏおよび酸化ナトリウムＮａ２Ｏの含有量が低くなり、焼成の高温状態では、溶融粘度が高いほど、釉が第１及び第２の本体とよく接触できなくなり、接着強度が高くなくなり、透明フリットにおいて、シリカＳｉＯ２の含有量が少なくなり、酸化カリウムＫ２Ｏおよび酸化ナトリウムＮａ２Ｏの含有量が大きくなるほど、焼成の高温状態では、溶融粘度が小さいほど、釉がさらに第２の本体内に浸入してしまい、孔を塞げ、接着強度も高くないため、適切な釉の配合はペースト粘度と溶融粘度を含むことは、本技術の肝心なことである。
以上に説明してきたのは、本発明の具体的な実施の形態に過ぎず、本発明の保護範囲はそれに限られていない。本技術分野に属するいかなる技術者は、本発明に開示の技術範囲内に容易に想到できる変化または切替がいずれも、本発明の保護範囲内にカバーされるものである。

Claims (9)

  1. 第１の本体と、第２の本体と、を含み、
    前記第１の本体と前記第２の本体は施釉封着工程によって一体成形されており、前記第１の本体と前記第２の本体は施釉によって形成されたグレーズ面によって接続されており、前記グレーズ面は、第１の本体と第２の本体との接続箇所の表面を部分的に覆い、
    前記第１の本体は、発熱キャリアと加熱するための導電路とを含み、前記導電路が発熱キャリアの表面または内部に形成されて、電源に接続されるための第１の接触部分および第２の接触部分を有し、
    前記第２の本体は、液体を伝導するためのものであり、
    前記導電路は、抵抗加熱層として完全または部分的に形成され、第２の本体までの厚さが第１の本体までの厚さ以下であり、
    ２つの第１の本体と１つの第２の本体とで構成されており、そのうち、第２の本体が２つの第１の本体の間に位置し、第１の本体１と第２の本体２は、一部の接触領域に施釉して形成されたグレーズ面３によって接続されているが、施釉されていない部分が即ち、継ぎ目１７に形成される、
    ことを特徴とする複合セラミック霧化器。
  2. 第１の本体の全体に亘る熱量損耗を減少して第２本体の孔面積を増加させて、霧化効果を高めるために、前記第１の本体は前記第２の本体の表面を部分的に覆う、ことを特徴とする請求項１に記載の複合セラミック霧化器。
  3. 前記抵抗加熱層と第２の本体との距離は０．３ｍｍ以下である、ことを特徴とする請求項１に記載の複合セラミック霧化器。
  4. 前記抵抗加熱層は、完全または部分的に、第１の本体の表面を覆い、または、第１の本体内に置かれており、前記抵抗加熱層の抵抗値は、０．０２Ω～３Ωである、ことを特徴とする請求項１に記載の複合セラミック霧化器。
  5. 前記第１の接触部分および第２の接触部分は接触点、電源の正極と負極の間に限定されたパターン、導線、または、支持機能を有する導電性ロッドである、ことを特徴とする請求項１に記載の複合セラミック霧化器。
  6. 前記第２の本体は、完全または部分的に、アルミナ多孔質セラミック、炭化ケイ素多孔質セラミック、または窒化ケイ素多孔質セラミックで形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の複合セラミック霧化器。
  7. 前記複合セラミック霧化器における煙を放出するための空気孔は、第１の本体と第２の本体との接続箇所に予め設けられた継ぎ目、または、第１の本体に予め設けられたチャンネル、または、第２の本体に予め設けられたチャンネルである、ことを特徴とする請求項１に記載の複合セラミック霧化器。
  8. 請求項１～７のいずれか１項に記載の複合セラミック霧化器の製造方法において、
    ステップ１において、第１の本体の表面に施釉して、グレーズ面の厚さを５μｍ～４０μｍの範囲に制御し、釉が透明釉であり、透明釉が質量パーセントで次の成分を含み、すなわち、透明フリットを８０％～９４％、カオリンを５％～１９％、および、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を０．２％～１％含み、そのうち、透明フリットの化学成分が質量パーセント別で、ＳｉＯ２を４０％～６０％、Ａｌ２Ｏ３を２％～１５％、Ｎａ２Ｏを０～８％、Ｋ２Ｏを０～５％、ＺｎＯを３％～１５％、ＢａＯを２％～１０％、ＣａＯを５％～１５％、ＭｇＯを０％～１０％含み、釉の融解温度が６００℃～１０００℃であり、施釉前に、グレーズペーストの粘度を０．５Ｐａ・ｓ～１．５Ｐａ・ｓに調整し、第１の本体に対して乾燥、すす吹き、水拭取りの工程を施すこと、
    ステップ２において、第１の本体を水平さやに置き、第２の本体を第１の本体の上に置き、焼成温度を７００℃～１０００℃の範囲に制御し、溶融粘度ηの大きさを２＜ｌｇη＜６に制御すること、を特徴とする製造方法。
  9. ステップ１における施釉方式は、乾式施釉またはブラッシング施釉である、ことを特徴とする請求項８に記載の複合セラミック霧化器の製造方法。
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