一种复合材料雾化芯及电子烟的制作方法

 

1.本实用新型涉及电子烟及雾化芯技术领域，具体涉及一种复合材料雾化芯及电子烟。


背景技术：

2.电子烟雾化芯是通过导油材料(无纺布、多孔陶瓷、导油棉等)将油仓或储油棉里面的烟油传导给表面的发热丝，再由发热丝通电加热后将烟油雾化。
3.目前雾化芯的主流工作模式有：1.在棉条外缠绕几圈发热丝，棉条导油后发热丝将烟油雾化；2.将无纺卷曲，内部贴合发热丝，通过发热丝加热将雾化烟油。3.在陶瓷上镶嵌发热片，或者印刷一层发热线路图，发热丝加热将烟油雾化。以上工作模式的雾化芯都普遍存在以下问题：如发热丝表面积问题，导致热量分布过大，温度低，雾化效率不高；目前发热丝的发热面积都相对比较窄，宽度上设计为0.5mm左右(电阻不变的情况下线路宽温度低，线路窄温度过高)，长时间工作温度过高，易导致表面积碳(雾化不充分的烟油一点点在发热丝表面积累)的问题；而且，目前市面上主流的发热丝以蚀刻片，网片为主，其加工制造工艺复杂，成本较高。


技术实现要素：

4.基于此，本实用新型提供了一种复合材料雾化芯，以解决现有烟油雾化芯的发热丝的表面积不够大，且易因高温积碳的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了一种复合材料雾化芯，其包括：
6.天然纤维织物层，由天然纤维制成；以及
7.金属纤维织物层，由金属纤维通过非织造工艺制成并通过非织造工艺复合于所述天然纤维织物层的表面，所述金属纤维织物层包括位于两端的两片电极，以及连接在两片所述电极之间的至少一根发热丝，其中所述发热丝为有效发热电阻，所述电极为无效发热电阻；
8.天然纤维织物层和金属纤维织物层均具有由各自纤维交织而成的多孔结构。
9.作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述天然纤维织物层为平面状，或弯折呈弧面形、圆筒形，所述金属纤维织物层复合于所述天然纤维织物层的一侧表面。
10.作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述发热丝在两片所述电极之间呈波浪状设置，当所述发热丝为多根时，多根呈波浪状的所述发热丝在两片所述电极之间呈多行并排设置，相邻排的所述发热丝通过波峰或波谷连接以交织成平面网状结构的发热网。
11.作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述发热丝为多根时，呈多行并排设置的所述发热丝的间距沿垂直于两片所述电极之间的连线方向从一侧向另一侧逐渐加密。
12.作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述发热丝为多根时，呈多行并排设置的所述发热丝的横截面积沿垂直于两片所述电极之间的连线方向从一侧向另一侧逐渐加大。
13.作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述发热丝为多根时，交织成平面网状结构的发热网的网格尺寸沿垂直于两片所述电极之间的连线方向从一侧向另一侧逐渐加大。
14.作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述金属纤维的直径为20～50um，长度为 10～50mm；所述金属纤维织物层的厚度为0.1～0.3mm，电阻为0.8～1.2ω。
15.作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述金属纤维的材料为316l不锈钢纤维、镍铬合金纤维、铁铬合金纤维中的一种或几种。
16.作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述天然纤维的材料为亚麻纤维、棉纤维、汉麻纤维、苎麻纤维中的一种或几种。
17.根据本实用新型的另一方面，本实用新型还提供了一种采用复合材料雾化芯的电子烟。
18.本实用新型的复合材料雾化芯及电子烟，通过采用上述技术方案，可以达到如下有益效果：
19.1)本实用新型采用多孔结构的金属纤维织物层(又称金属无纺布)作为发热材料，金属纤维织物层在天然纤维织物层上的覆盖面积不仅不会影响天然纤维织物层的导油功能，而且同样具有导油的功能，这样便有利于通过设计合适的发热面积，来增大了雾化接触面积，从而极大地增加了雾化效率；
20.2)本实用新型由于雾化面积增大，使得热量分布均匀，从而极大地减少了表面积碳及糊芯的可能，同时提高了发热丝的使用寿命；
21.3)本实用新型采用非织造工艺制备金属纤维织物层作为发热材料，相比传统的蚀刻片、网片等发热丝工艺流程简单，成本更低。
附图说明
22.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
23.图1为本实用新型复合材料雾化芯提供的一实施例的结构示意图；
24.图2为本实用新型复合材料雾化芯提供的另一实施例的结构示意图；
25.图3为本实用新型复合材料雾化芯提供的又一实施例的结构示意图。
26.图中：1、天然纤维织物层，2、金属纤维织物层，3、电极，4、发热丝。
27.本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
28.下面将结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述。较佳实施例中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
29.如图1-2所示，本实用新型提供了一种复合材料雾化芯，包括：
30.天然纤维织物层1，由天然纤维制成；以及
31.金属纤维织物层2，由金属纤维通过非织造工艺制成并通过非织造工艺复合于所述天然纤维织物层1的表面，所述金属纤维织物层2包括位于两端的两片电极3，以及连接在
两片所述电极3之间的至少一根发热丝4，其中所述发热丝4相对电极3在平面宽度上变得更窄，电路设计时使发热丝4为有效发热电阻，发热丝4所在区域为有效发热区，两片电极3用于与外部提供电能的电源及控制器连接，所述电极3为无效发热电阻，电极3所在区域为有效发热区。在具体实施中，可通过改变发热丝4和电极3的金属纤维材料或者改变相对平面宽度的大小(阻值)来实现有效电阻或无效电阻的设计。
32.在此需要说明的是，本实用新型的金属纤维织物层2又称作金属纤维织无纺布，其成型方法为非织造工艺，通过将金属纤维粘合、铺置成网形成的非织造布，由于其属于现有技术，因此在此不做详细描述。
33.本实用新型的复合材料雾化芯的结构原理如下：
34.天然纤维织物层1用于将电子烟中油仓或储油棉里面的烟油传导给表面的金属纤维织物层2，金属纤维织物层2的发热丝4通电加热后将烟油雾化。由于天然纤维织物层1和金属纤维织物层2均具有由各自纤维交织而成的多孔结构，金属纤维织物层2的电极3及发热丝4均具有与天然纤维织物层1相同的导油功能，相比传统技术，金属纤维织物层2的表面积大小不会影响天然纤维织物层1的导油，因此，金属纤维织物层2在天然纤维织物层1的覆盖表面在设计时可以不用考虑，这样也就不会限制发热丝4的发热面积的设计。
35.在更好导油的同时，为了使得发热温度更均匀，所述金属纤维的具体参数可选取为：直径为20～50um，长度为10～50mm；所述金属纤维织物层2的厚度为0.1～0.3mm，电阻为 0.8～1.2ω。
36.根据实际需求，复合材料雾化芯可具有不同的结构，即所述天然纤维织物层1为平面状，或弯折呈弧面形、圆筒形，所述金属纤维织物层2复合于所述天然纤维织物层1的一侧表面。当天然纤维织物层1为圆筒形时，金属纤维织物层2可以复合于所述天然纤维织物层1筒腔内壁上。
37.在一具体实施例中，所述发热丝4在两片所述电极3之间呈波浪状设置，当所述发热丝4为多根时，多根呈波浪状的所述发热丝4在两片所述电极3之间呈多行并排设置，相邻排的所述发热丝4通过波峰或波谷连接以交织成平面网状结构的发热网。图2和图3作为简图，为了进一步展示发热丝4形成的发热网，省去了如图1中的织物结构。
38.由于烟油雾化成气体后自身具有高温，那么，在雾化芯的出烟侧可以相对降低发热温度，这样可有效防止因高温导致的糊芯、积碳等问题。进一步优选地，为了更好的调节温度，沿雾化后的烟油气体的传输方向，发热网的发热温度呈逐渐递减的结构设计，具体可以采用以下三种方案对发热网进行设计：
39.所述发热丝4为多根时，呈多行并排设置的所述发热丝4的间距沿垂直于两片所述电极3之间的连线方向从一侧向另一侧逐渐加密，加密的发热丝4会使发热效率高，温度高，可将加密的一端设置为进烟侧，变疏的一端设置为出烟侧。
40.所述发热丝4为多根时，呈多行并排设置的所述发热丝4的横截面积沿垂直于两片所述电极3之间的连线方向从一侧向另一侧逐渐加大，发热丝4通过改变横截面积(粗细度)，来改变电阻值，从而来改变发热效率，可发热效率高的一侧设置在进烟侧，发热效率低的一侧设置在出烟侧。
41.所述发热丝4为多根时，交织成平面网状结构的发热网的网格尺寸沿垂直于两片所述电极3之间的连线方向从一侧向另一侧逐渐加大，发热网的网格越小，密度越大，则发
热效率越高，可发热效率高的一侧设置在进烟侧，发热效率低的一侧设置在出烟侧。
42.在具体实施中，所述金属纤维的材料为316l不锈钢纤维、镍铬合金纤维、铁铬合金纤维中的一种或几种。所述天然纤维的材料为亚麻纤维、棉纤维、汉麻纤维、苎麻纤维中的一种或几种。
43.本实用新型还提供了一种电子烟，其采用上述任一实施例的复合材料雾化芯。在此需说明的是，由于本技术保护的核心是复合材料雾化芯，因此对于所述电子烟的其它现有结构，在本技术不做详细阐述。
44.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式做出多种变更或修改，而不背离本实用新型的原理和实质，本实用新型的保护范围仅由所附权利要求书限定。