红外加热体及其制备方法、加热烟具与流程

1.本技术涉及不燃烧电子烟技术领域，具体而言，涉及一种红外加热体及其制备方法、加热烟具。


背景技术：

2.不燃烧电子烟采用低温烘烤的方式对烟草进行加热，相较于传统直接点燃烟草吸食的方式，该方式能够有效降低有害成分的产生。不燃烧电子烟可将烟草中的尼古丁变成蒸汽析出，烟草本身不燃烧，无烟灰，烘烤产生的焦油含量较低，能够有效减少二手烟对人体的危害。
3.现有市场上的不燃烧电子烟多以陶瓷片发热体为主，烟草在这种发热体下加热时容易受热不均，使得加热的烟草气味口感难以保持一致。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种红外加热体及其制备方法、加热烟具，其能够改善现有加热体容易受热不均的问题。
5.本技术实施例是这样实现的：
6.第一方面，本技术实施例提供一种红外加热体，红外加热体的内部具有用于放置烟草的内置空间，内置空间为柱状，红外加热体包括由内到外设置的加热膜、基体和保温封装外壳；基体的内表面具有绝缘层，绝缘层的表面固定有电极，加热膜与电极连接。
7.其中，基体为金属基体；或者，基体为陶瓷基体，绝缘层为玻纤层。
8.在上述技术方案中，基体主要用作支撑，当基体采用金属基体时，通过金属基体的内表面的绝缘层将金属基体与电极绝缘，在制作时，由于金属基体具有良好的柔韧性，则容易与加热膜一同加工形成筒状；当采用陶瓷基体时，玻纤层可作为基底，在制作时，通过玻纤层与加热膜一同进行加工将玻纤层形成筒状，方便在玻纤层的一侧表面形成筒状的陶瓷基体，并使得电极位于玻纤层的内表面。红外加热体工作时，通过电极将电流引入加热膜，加热膜能够发出红外辐射，保温封装外壳能够减少红外辐射的热量损失。红外加热体的内部具有用于放置烟草的内置空间，红外加热体的最内层为加热膜，则烟草能够置于内置空间中，与加热膜直接接触，加热膜能够包裹烟草对烟草直接进行加热，从而能够提高加热的均匀性。其中，金属基体和陶瓷基体均具有优异的耐高温性能，在红外加热体进行加热时能够保证其正常工作。
9.在一种可能的实施方案中，加热膜包括碳纤维膜、石墨烯膜和镍铬合金膜中的至少一种。
10.在上述技术方案中，碳纤维膜、石墨烯膜和镍铬合金膜均具有较好的导电性能和红外发射率，碳纤维膜、石墨烯膜和镍铬合金膜中的至少一种形成的加热膜使得红外加热体具有较好的加热烘烤效果。
11.在一种可能的实施方案中，碳纤维膜中的碳纤维的直径为10～10000nm。
12.在上述技术方案中，碳纤维的直径较小，则表面积较大，从而构建而成的碳纤维膜红外辐射的面积较大，能够增强红外辐射烘烤效果。
13.在一种可能的实施方案中，电极与加热膜焊接、粘接或穿插连接。
14.在一种可能的实施方案中，加热膜与绝缘层、电极通过导电胶层连接。
15.在上述技术方案中，通过导电胶层将电极与加热膜连接，导电胶层能够构建电极与碳纤维层的导电通路，通过导电胶层将绝缘层与加热膜连接，能够将加热膜稳定地固定于绝缘层，能够提高烟草插入内置空间时加热膜的稳定性。另外，导电胶层还能增提高红外加热体的红外辐射效果，增强红外辐射烘烤效果。
16.在一种可能的实施方案中，保温封装外壳的材质为石英、氧化铝、氧化镁、陶瓷、不锈钢、铝、铁、铜、聚酰亚胺、聚四氟乙烯和聚醚醚酮中的任一种。
17.在上述技术方案中，石英、氧化铝、氧化镁、陶瓷、不锈钢、铝、铁、铜、聚酰亚胺、聚四氟乙烯和聚醚醚酮均具有较好的保温隔热的效果。
18.在一种可能的实施方案中，加热膜为筒状。
19.在上述技术方案中，筒状的加热膜能够对烟草形成比较全面的包裹，对烟草进行更加均匀的烘烤。
20.在一种可能的实施方案中，加热膜具有沿预设方向延伸的缺口，缺口延伸至加热膜的边缘，预设方向与基体的轴向方向平行。
21.在上述技术方案中，该种结构的加热膜，当电极与电池进行连接，相当于电极与电池进行串联。
22.第二方面，本技术实施例提供一种加热烟具，加热烟具包括电池和第一方面实施例的红外加热体，电极与电池的正极、负极连接。
23.在上述技术方案中，通过电池向电极供电，电极将电流引入加热膜，加热膜能够发出红外辐射，保温封装外壳能够减少红外辐射的热量损失。红外加热体的内部具有用于放置烟草的内置空间，红外加热体的最内层为加热膜，则烟草能够置于内置空间中，与加热膜直接接触，加热膜能够包裹烟草对烟草直接进行加热，从而能够提高加热的均匀性。
24.第三方面，本技术实施例提供一种红外加热体的制备方法，包括：
25.将金属基板的一个表面进行表面处理形成绝缘层；
26.将电极分别与加热膜、绝缘层连接，得到板体；
27.将板体进行卷圆处理并使得加热膜在内层，得到发热体；
28.将发热体固定于保温封装外壳内，得到红外加热体。
29.在上述技术方案中，在金属基板表面进行表面处理形成绝缘层，绝缘层能够将电极与金属基体绝缘，将板体进行卷圆处理后金属基板形成筒状的金属基体，加热膜在金属基体的内侧。由于金属基体具有良好的柔韧性，则容易与加热膜一同加工形成筒状。通过电极能够将电流引入加热膜，加热膜能够发出红外辐射，保温封装外壳能够减少红外辐射的热量损失。使用时，将烟草置于用于放置烟草的内置空间，烟草与加热膜直接接触，加热膜能够包裹烟草对烟草直接进行加热，从而能够提高加热的均匀性。
30.第四方面，本技术实施例提供一种红外加热体的制备方法，包括：
31.将电极分别与加热膜、玻纤层连接，得到板体；
32.将板体进行卷圆处理并使得加热膜在内层；
33.在玻纤层的另一个表面形成基体，得到发热体；
34.将发热体固定于保温封装外壳内，得到红外加热体。
35.在上述技术方案中，通过玻纤层作为基底与加热膜一同进行加工将玻纤层形成筒状，然后再在玻纤层的另一个表面形成筒状的陶瓷基体是容易操作的。工作时，通过电极能够将电流引入加热膜，加热膜能够发出红外辐射，保温封装外壳能够减少红外辐射的热量损失。使用时，将烟草置于用于放置烟草的内置空间，烟草与加热膜直接接触，加热膜能够包裹烟草对烟草直接进行加热，从而能够提高加热的均匀性。
附图说明
36.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，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技术的某些实施例，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。
37.图1为本技术实施例的一种红外加热体的结构示意图；
38.图2为本技术实施例的另一种红外加热体的结构示意图；
39.图3为本技术实施例又一种红外加热体的结构示意图；
40.图4为本技术实施例的电极的一种设置方式的示意图；
41.图5为本技术实施例的电极的另一种设置方式的示意图；
42.图6为本技术实施例的电极的又一种设置方式的示意图；
43.图7为本技术实施例的加热烟具的结构示意图。
44.图标：20
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加热烟具；10
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红外加热体；11
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基体；111
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绝缘层；12
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电极；13
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加热膜；14
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保温封装外壳；15
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内置空间；16
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烟草。
具体实施方式
45.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
46.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
47.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
48.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
49.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、
“
连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
50.本技术实施例提供一种红外加热体10，参照图1
‑
图3，红外加热体10的内部具有用于放置烟草16的内置空间15，内置空间15为柱状，红外加热体10包括由内到外设置的加热膜13、基体11和保温封装外壳14；基体11的内表面具有绝缘层111，绝缘层111的表面固定有电极12，加热膜13与电极12连接。
51.红外加热体10工作时，通过电极12将电流引入加热膜13，加热膜13能够发出红外辐射，保温封装外壳14能够减少红外辐射的热量损失。
52.可选地，保温封装外壳14的材质为石英、氧化铝、氧化镁、陶瓷、不锈钢、铝、铁、铜、聚酰亚胺、聚四氟乙烯和聚醚醚酮中的任一种。这些材质制成的保温封装外壳14均具有较好的保温隔热的效果。示例性地，保温封装外壳14的长度为5～200mm，内径为2～25mm，外径为3～30mm。其中，保温封装外壳14的管壁可以为密实型，也可以是多层管形成的真空管壁，或者是管壁具有孔结构。
53.其中，红外加热体10的内部具有用于放置烟草16的内置空间15，红外加热体10的最内层为加热膜13，则烟草16能够置于内置空间15中，与加热膜13直接接触，加热膜13能够包裹烟草16对烟草16直接进行加热，从而能够提高加热的均匀性。
54.其中，基体11为金属基体；或者，基体11为陶瓷基体，绝缘层111为玻纤层。
55.金属基体和陶瓷基体均具有优异的耐高温性能，在红外加热体10进行加热时能够保证其正常工作，绝缘层111能够避免在红外加热体加热过程中造成短路。
56.当基体11采用金属基体时，通过金属基体的内表面的绝缘层111将金属基体与电极12绝缘，在制作时，由于金属基体具有良好的柔韧性，则容易与加热膜13一同加工形成筒状。
57.示例性地，金属基体的材质包括镍、铜、铁、铝和锌中的至少一种。这些材质均具有较高的强度，能够提供较好的支撑，且这些材质形成的金属基体具有良好的柔性，能够容易加工形成筒状。可选地，金属基体的厚度为5～5000μm，例如为5μm、10μm、50μm、100μm、300μm、500μm、800μm、1000μm、3000μm和5000μm中的任一者或者任意两者之间的范围。
58.当采用陶瓷基体时，玻纤层可作为基底，在制作时，通过玻纤层与加热膜13一同进行加工将玻纤层形成筒状，则方便在玻纤层的一侧表面形成筒状的基体，并使得电极12位于玻纤层的内表面。如果不设置玻纤层，则需要先制作筒状的陶瓷基体，然后再在陶瓷基体的内表面形成电极12，操作过程中会非常不方便。
59.进一步地，电极12与加热膜13焊接、粘接或穿插连接。其中，穿插连接指的是电极12穿插加热膜13的两个表面。
60.在一种实施方案中，加热膜13与绝缘层111、电极12通过导电胶层连接。
61.通过导电胶层将电极12与加热膜13连接，导电胶层能够构建电极12与碳纤维层的导电通路，通过导电胶层将绝缘层111与加热膜13连接，能够将加热膜13稳定地固定于绝缘层111，能够提高烟草16插入内置空间15时加热膜13的稳定性。另外，导电胶层还能增提高红外加热体10的红外辐射效果，增强红外辐射烘烤效果。
62.可选地，电极12的材质包括金、银、铂、镍、铜、铁、铝和锌中至少一种。其中，电极12的数量可选地为2或3个，电极12的长度为6～150mm，宽度为0.1～10mm。例如，电极12的长度为6mm、20mm、50mm、80mm、100mm、120mm和150mm中的任一者或者任意两者之间的范围，电极12的宽度为0.1mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm。
63.其中，电极12可通过金属浆印刷、电镀、化学镀、真空蒸镀、贴压合丝网印刷中的一种或几种方式的组合形成在绝缘层111表面。
64.可选地，电极12可通过串联或者并联的方式与电池连接，当加热膜13为筒状时，电极12与电池连接形成并联电路。并且，加热膜13时，筒状的加热膜13能够对烟草16形成比较全面的包裹，对烟草16进行更加均匀的烘烤。
65.示例性地，在一些实施方案中，加热膜13具有沿预设方向延伸的缺口，缺口延伸至加热膜13的边缘，预设方向与基体11的轴向方向平行。该种结构的加热膜13，当电极12与电池进行连接，相当于电极12与电池进行串联。
66.可选地，导电胶层的基材包括环氧树脂、聚氨酯、聚酰胺酸、聚四氟乙烯、聚醚醚酮和酚醛树脂中的至少一种。可选地，导电胶层中的导电填料包括碳黑、乙炔黑、碳纤维、碳管、片状石墨烯和三维石墨烯中至少一种。
67.其中，可通过将导电浆料进行喷涂、浸涂、刷涂或刮涂的方式覆于绝缘层111表面并进行干燥后得到导电胶层。
68.另外，可通过将加热膜13以自然贴合、模压等方式涂覆在形成绝缘层111表面的导电浆料液膜，经干燥后导电浆料形成导电胶层，在导电胶层表面形成加热膜13，并使得加热膜13与电极12连接。示例性地，干燥的方式可以为自然晾干、冷冻干燥或者是加热干燥。
69.在一些实施方案中，加热膜13包括碳纤维膜、石墨烯膜和镍铬合金膜中的至少一种。
70.碳纤维膜、石墨烯膜和镍铬合金膜均具有较好的导电性能和红外发射率，碳纤维膜、石墨烯膜和镍铬合金膜中的至少一种形成的加热膜13使得红外加热体10具有较好的加热烘烤效果。其中，相较于石墨烯膜，碳纤维膜具有更多的导电网络，具有更好的红外加热效果。
71.示例性地，碳纤维膜中的碳纤维的直径为10～10000nm。
72.碳纤维的直径较小，则表面积较大，从而构建而成的碳纤维膜红外辐射的面积较大，能够增强红外辐射烘烤效果。
73.本技术实施例还提供一种红外加热体10的制备方法，其中，当基体11分别为金属基体和基体时，制备步骤稍有不同，下面对其分别进行介绍。
74.当基体11为金属基体时，红外加热体10的制备步骤包括：
75.将金属基板的一个表面进行表面处理形成绝缘层111；
76.将电极12分别与加热膜13、绝缘层111连接，得到板体；
77.将板体进行卷圆处理并使得加热膜13在内层，得到发热体；
78.将发热体固定于保温封装外壳14内，得到红外加热体10。
79.在金属基板表面进行表面处理形成绝缘层111，绝缘层111能够将电极12与金属基体绝缘，将板体进行卷圆处理后金属基板形成筒状的金属基体，加热膜13在金属基体的内侧。由于金属基体具有良好的柔韧性，则容易与加热膜13一同加工形成筒状。通过电极12能
够将电流引入加热膜13，加热膜13能够发出红外辐射，保温封装外壳14能够减少红外辐射的热量损失。使用时，将烟草16置于用于放置烟草的内置空间15，烟草16与加热膜13直接接触，加热膜13能够包裹烟草16对烟草16直接进行加热，从而能够提高加热的均匀性。
80.可选地，对金属基板进行表面处理的方式包括阳极氧化、进行化学反应、涂覆绝缘层111或者喷砂中的一种或几种的组合。其中，通过阳极氧化能够形成金属氧化物，金属氧化物为绝缘的。
81.在一些实施方案中，可以选择在绝缘层111表面形成电极12(参照图4
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图6)，将加热膜13固定在绝缘层111表面，使得加热膜13与电极12及绝缘层111连接，得到板体。
82.在另一些实施方案中，可以先将电极12与加热膜13连接固定，在将电极12与绝缘层111连接，例如焊接。
83.当基体11为陶瓷基体时，红外加热体10的制备步骤包括：
84.将板体进行卷圆处理并使得加热膜13在内层；
85.将电极12分别与加热膜13、玻纤层连接，得到板体；
86.在玻纤层的另一个表面形成基体，得到发热体；
87.将发热体固定于保温封装外壳14内，得到红外加热体10。
88.通过玻纤层作为基底与加热膜13一同进行加工将玻纤层形成筒状，然后再在玻纤层的另一个表面形成筒状的陶瓷基体是容易操作的。工作时，通过电极12能够将电流引入加热膜13，加热膜13能够发出红外辐射，保温封装外壳14能够减少红外辐射的热量损失。使用时，将烟草16置于用于放置烟草16的内置空间15，烟草16与加热膜13直接接触，加热膜13能够包裹烟草16对烟草16直接进行加热，从而能够提高加热的均匀性。
89.由于陶瓷基体不具有柔韧性，则如果不设置玻纤层，就需要先制作筒状的陶瓷基体，然后再在陶瓷基体的内表面形成电极12，操作过程中会非常不方便。
90.在一些实施方案中，可以将玻纤层的一个表面形成电极12(参照图4
‑
图6)，将加热膜13固定在玻纤层的具有电极12的表面，使得加热膜13与电极12及玻纤层连接，得到板体。
91.在另一些实施方案中，也可以先将电极12与加热膜13连接固定，在将电极12与玻纤层连接，连接的方式例如为焊接。
92.需要说明的是，上述两种制备方法中，在金属基板的绝缘层111表面或在玻纤层表面形成的电极12，可以是在绝缘层111表面或玻纤层表面的相对两侧边缘位置，也可以是在两侧边缘位置与中间位置。
93.本技术实施例还提供一种加热烟具20(参照图7)，加热烟具20包括电池和上述的红外加热体10，电极12与电池的正极、负极连接。
94.通过电池向电极12供电，电极12将电流引入加热膜13，加热膜13能够发出红外辐射，保温封装外壳14能够减少红外辐射的热量损失。使用时，将烟草16置于用于放置烟草的内置空间15，烟草16与加热膜13直接接触，加热膜13能够包裹烟草16对烟草16直接进行加热，从而能够提高加热的均匀性。
95.以上仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。