网状发热体及其制备方法和陶瓷雾化器与流程

1.本发明涉及电子烟技术领域，尤其是涉及一种网状发热体及其制备方法和陶瓷雾化器。


背景技术：

2.气雾发生装置又名虚拟香烟、电子烟、蒸汽烟等，其主要用于在不影响健康的前提下模拟吸烟感觉，以供戒烟或替代香烟使用。
3.发热组件是气雾发生装置的核心组件，其中发热组件中的发热体是电热转化的核心部件，其主要作用是加热雾化液产生烟雾。目前市面上常用的发热体有弹簧丝状、腐蚀片网状、厚膜印刷电阻等，在实际应用时，都需要在发热体两端连接相应的电极，比如弹簧丝通过碰焊方式与金属导线连接，腐蚀片在刻蚀时留有两片金属片做为电极，厚膜印刷也会将电极印刷在陶瓷体上与点电阻连接。但由丝线编织成的网状发热体的电极难以用传统方式进行制备，其原因包括：1、传统焊接工艺由于网状发热体超薄的厚度很容易被击穿，从而丧失连接功能；2、使用金属薄膜直接辊压粘结性不佳，容易脱落，且容易造成接触不良，从而出现干烧现象；3、采用丝网印刷工艺时，由于网状发热体具有多孔结构，在发热体与基材或基底脱离时，极易将电极浆料脱离或扯离，造成“缺焊”、“虚焊”等现象。
4.另外，发热网本身需要网孔目数低的，这样更容易产生高的发热电阻，但是电极集流体需要网孔目数高的，以降低电极集流体的电阻，提高其导电性能，利于电极集流体与电源的电导通。因此菲利普莫里公司发明了中间网格目数少、边缘网格目数高的发热网结构，但此种结构制作工艺难，成本非常高。同时，此种结构虽然可以通过焊接的方式将发热网与电极结合，但是存在焊接定位困难的问题，结合工艺极难。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种网状发热体及其制备方法，能够制备中间位置电阻高、边缘位置电阻低的网状发热体，而且该制备方法无需焊接，工艺简单，适合大规模批量生产。
6.本发明提供一种网状发热体的制备方法，包括以下步骤：
7.提供发热网、电极网和基材；其中，所述电极网的网孔目数大于所述发热网的网孔目数，且所述电极网的尺寸大小小于所述发热网的尺寸大小；
8.将所述电极网、所述发热网和所述基材叠加在一起；其中，所述电极网和所述发热网相接触并组成复合体，且所述电极网位于所述发热网的边缘位置；
9.以所述基材为基底在所述复合体上印刷导电浆料，所述导电浆料的印刷位置与所述电极网的位置相对应，所述导电浆料同时填充在所述电极网和所述发热网的孔隙内，且所述导电浆料透过所述复合体后与所述基材表面相接触；
10.对所述基材和所述复合体进行加热，使所述导电浆料预定型，所述电极网和所述发热网通过预定型后的所述导电浆料结合在一起，且所述基材和所述复合体也通过预定型
后的所述导电浆料粘附在一起；
11.将所述复合体与所述基材分离，然后对所述复合体进行烧结，使所述复合体上的导电浆料固化，即得到网状发热体；其中，填充有所述导电浆料的所述电极网作为所述网状发热体的电极集流体。
12.在一种可实现的方式中，所述基材为弱极性薄膜、经过电晕处理的无极性薄膜、水溶性薄膜或热解膜中的一种，以便于所述复合体与所述基材分离。
13.在一种可实现的方式中，所述基材为弱极性薄膜；在将所述复合体与所述基材分离时，直接将所述基材从所述复合体上剥离。
14.在一种可实现的方式中，所述基材为经过电晕处理的无极性薄膜；在将所述电极网、所述发热网和所述基材叠加在一起之前，先对所述基材进行电晕处理，以提高所述基材表面的极性；在将所述复合体与所述基材分离时，先将粘附有所述基材的所述复合体静置一段时间，待所述基材表面的极性降低至一定值后，再将所述基材从所述复合体上剥离。
15.在一种可实现的方式中，所述基材为水溶性薄膜；在将所述复合体与所述基材分离时，将粘附有所述基材的所述复合体浸入水溶液中，待所述基材溶解后即可使所述复合体与所述基材分离。
16.在一种可实现的方式中，所述基材为热解膜；在将所述复合体与所述基材分离时，先对粘附有所述基材的所述复合体进行加热，使所述基材失去粘合力，再将所述基材从所述复合体上剥离。
17.在一种可实现的方式中，所述发热网的网孔目数为60-300目，所述电极网的网孔目数为500-800目。
18.在一种可实现的方式中，所述发热网的厚度为10-30微米，所述电极网的厚度为10-20微米。
19.在一种可实现的方式中，所述发热网的材质为不锈钢、镍、钛、铁铬铝和碳纤维中的至少一种，所述电极网的材质为不锈钢、银、铜、铂和金中的至少一种，所述导电浆料为银浆、铂浆和金浆中的至少一种。
20.在一种可实现的方式中，所述电极网包括第一电极网和第二电极网，所述第一电极网和所述第二电极网分别位于所述发热网相对两侧的边缘位置，且所述第一电极网和所述第二电极网相互间隔设置。
21.本发明还提供一种网状发热体，采用如以上所述的网状发热体的制备方法制作而成；所述网状发热体包括发热网和电极网，所述电极网的网孔目数大于所述发热网的网孔目数，所述发热网和所述电极网上下层叠设置，且所述电极网位于所述发热网的边缘位置，所述发热网和所述电极网通过导电浆料结合在一起，填充有所述导电浆料的所述电极网作为所述网状发热体的电极集流体。
22.在一种可实现的方式中，所述电极网包括第一电极网和第二电极网，所述第一电极网和所述第二电极网分别位于所述发热网相对两侧的边缘位置，且所述第一电极网和所述第二电极网相互间隔设置，所述第一电极网和所述第二电极网分别作为所述网状发热体的正极集流体和负极集流体。
23.本发明还提供一种陶瓷雾化器，包括以上所述的网状发热体；所述陶瓷雾化器还包括多孔陶瓷体，所述发热网与所述多孔陶瓷体导热接触。
24.本发明提供的网状发热体及其制备方法，将发热网和电极网通过导电浆料结合在一起，电极网位于发热网的边缘位置，且电极网的网孔目数大于发热网的网孔目数，从而能够制备出中间位置电阻高、边缘位置电阻低的网状发热体，不仅能够满足网状发热体的高电阻发热需求，而且填充有导电浆料的高目数电极网作为网状发热体的电极集流体，能够提高网状发热体的导电功能，便于网状发热体与外部电路的连接。同时，在印刷导电浆料时，采用基材作为基底，由于有基材的阻挡，导电浆料不会透过复合体而与复合体脱离，保证导电浆料充满复合体的孔隙中，从而保证电极网与发热网之间良好的电连接以及机械连接。该制备方法无需焊接，工艺简单，生产成本低，结构稳定，适合大规模批量生产。
附图说明
25.图1为本发明实施例中陶瓷雾化器的结构示意图。
26.图2为图1的爆炸结构示意图。
27.图3a至图3e为本发明实施例中网状发热体的制作过程示意图。
28.图4为本发明实施例中网状发热体的制备方法的流程图。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
30.本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
31.本发明的说明书和权利要求书中所涉及的上、下、左、右、前、后、顶、底等(如果存在)方位词是以附图中的结构位于图中的位置以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，方位词的使用不应限制本发明请求保护的范围。
32.图3a至图3e为本发明实施例中网状发热体的制作过程示意图，图4为本发明实施例中网状发热体的制备方法的流程图。如图3a至图3e及图4所示，本发明实施例提供的网状发热体的制备方法，包括以下步骤：
33.如图3a所示，提供发热网11、电极网12和基材3；其中，电极网12的网孔目数大于发热网11的网孔目数，且电极网12的尺寸大小小于发热网11的尺寸大小(具体地，在本实施例中，发热网11和电极网12均为矩形结构，电极网12的宽度与发热网11的宽度相同，电极网12的长度小于发热网11的长度)；
34.如图3b所示，将电极网12、发热网11和基材3上下叠加在一起；其中，电极网12和发热网11相接触并组成复合体，且电极网12位于发热网11的边缘位置(具体地，电极网12、发热网11和基材3三者可以以电极网12-发热网11-基材3的顺序进行叠加，也可以是以发热网11-电极网12-基材3的顺序进行叠加。本实施例中，三者按照发热网11-电极网12-基材3的顺序从上至下进行叠加)；在叠加之后，再通过手持辊轮将三者辊压平整；
35.如图3c所示，以基材3为基底在复合体上印刷导电浆料，导电浆料的印刷位置与电极网12的位置相对应(发热网11的中间位置不印刷导电浆料)，导电浆料同时填充在电极网12和发热网11的孔隙内，且导电浆料透过复合体后与基材3表面相接触(即导电浆料通过复合体上的孔隙后与基材3的表面相接触)；具体地，可以将复合体放入丝印机，利用丝印机将
导电浆料按照图案印刷在复合体上；
36.对基材3和复合体进行加热，使导电浆料预定型，以降低导电浆料的流动性，使得导电浆料具有一定的固型能力(此步骤中复合体需要携带基材3一起加热预定型，而不能先将复合体与基材3分离，否则会导致导电浆料从复合体中流出)；电极网12和发热网11通过预定型后的导电浆料结合在一起(电极网12和发热网11通过导电浆料实现电连接以及机械连接，从而无需进行焊接)，且基材3和复合体也通过预定型后的导电浆料粘附在一起(即电极网12、发热网11和基材3三者通过导电浆料粘附在一起；其中，由于导电浆料大部分填充在电极网12和发热网11的孔隙内，故电极网12与发热网11结合紧密，难以分离；而只有少部分导电浆料粘附在复合体与基材3表面之间，故复合体与基材3之间的粘附力相对薄弱，便于后续两者的分离)；具体地，可以将粘附有基材3的复合体放入烘箱中，加热至100-150℃，放置30分钟-120分钟，使导电浆料预定型；
37.如图3d所示，将复合体与基材3分离；
38.如图3e所示，在将复合体与基材3分离后，对复合体进行烧结，使复合体上的导电浆料固化，固化后的导电浆料充满复合体的孔隙中，即得到网状发热体1；其中，填充有导电浆料的电极网12作为网状发热体1的电极集流体。
39.需要说明的是，本实施例图3a至图3e只示意出单个网状发热体1的制作流程，在实际生产运用中，可根据需要加大电极网12、发热网11和基材3的尺寸，以制备出大尺寸的网状发热体1，然后再对大尺寸的网状发热体1进行切割，从而得到多个小尺寸的网状发热体1，以适用于大规模生产制造。
40.具体地，本实施例提供的网状发热体的制备方法，将发热网11和电极网12通过导电浆料结合在一起，电极网12位于发热网11的边缘位置，且电极网12的网孔目数大于发热网11的网孔目数，从而能够制备出中间位置电阻高、边缘位置电阻低的网状发热体1(由于发热网11的目数低，且发热网11中间位置未印刷导电浆料，故使得网状发热体1中间位置电阻高；而位于边缘位置的电极网12的目数高，且印刷有导电浆料，故使得网状发热体1边缘位置电阻低)，不仅能够满足网状发热体1的高电阻发热需求，而且填充有导电浆料的高目数电极网12作为网状发热体1的电极集流体，能够提高网状发热体1的导电功能，便于网状发热体1与外部电路的连接。同时，在印刷导电浆料时，采用基材3作为基底，由于有基材3的阻挡，导电浆料不会透过复合体而与复合体脱离，保证导电浆料充满复合体的孔隙中，从而保证电极网12与发热网11之间良好的电连接以及机械连接。而且，导电浆料能够以高目数的电极网12进行兜底，不仅使得导电浆料能够均匀平整填充，而且导电浆料不容易脱落。该制备方法无需焊接，工艺简单，生产成本低，结构稳定，适合大规模批量生产。
41.作为一种实施方式，基材3为弱极性薄膜、经过电晕处理的无极性薄膜、水溶性薄膜或热解膜中的一种，以便于复合体与基材3分离，从而避免复合体与基材3分离时导电浆料脱离或扯离，以保证电极集流体的完整性，避免电极集流体与外部电极焊接时出现“缺焊”、“虚焊”等现象。
42.作为一种实施方式，基材3为弱极性薄膜，本实施例定义弱极性薄膜的介电损耗大于等于10-4
且小于等于10-3
(薄膜的极性强弱可用介电损耗值评判)，弱极性薄膜具体可以为pp、pe、硅胶等材质。当基材3采用弱极性薄膜时，由于基材3的弱极性，即基材3具有一定的粘结性，使得复合体能够通过导电浆料与基材3粘附在一起；而又由于基材3的粘结性不
强，在将复合体与基材3分离时，可直接将基材3从复合体上剥离，且复合体上的导电浆料不会被扯离。
43.作为另一种实施方式，基材3为经过电晕处理的无极性薄膜，本实施例定义无极性薄膜的介电损耗小于10-4
(即无极性薄膜基本不具有极性)，无极性薄膜具体可以为氟材料(例如聚四氟乙烯、氟橡胶等)。当基材3采用无极性薄膜时，在将电极网12、发热网11和基材3叠加在一起之前，先对基材3进行电晕处理，以提高基材3表面的极性(即提高基材3表面的粘结性，使得复合体能够通过导电浆料与基材3粘附在一起)；在将复合体与基材3分离时，先将粘附有基材3的复合体静置一段时间，待基材3表面的极性降低至一定值后(即降低基材3表面的粘结性，例如降低至基材3的介电损耗小于10-3
)，再将基材3从复合体上剥离。
44.具体地，由于无极性薄膜几乎不具有粘结性，故需要对无极性薄膜进行电晕处理，以提高其表面的粘结性，从而使其能够与导电浆料粘附在一起。在对基材3进行电晕处理时，基材3表面的交联结构相较于其内部的交联结构减少，因此基材3表面的功能团有较高的极性，使其容易与导电浆料中的溶剂结合；导电浆料印刷完毕并静置一段时间后(例如静置一天时间)，导电浆料中的溶剂挥发，再加上电晕失效，基材3慢慢变成弱极性薄膜，从而便于基材3与复合体的分离。
45.作为另一种实施方式，基材3为水溶性薄膜，水溶性薄膜具体可以为聚乙二醇薄膜、淀粉基薄膜等。当基材3采用水溶性薄膜时，在将复合体与基材3分离时，将粘附有基材3的复合体浸入水溶液中，待基材3溶解后即可使复合体与基材3分离。同时，当基材3溶解后，需要将复合体从水溶液中取出并进行烘干处理。
46.作为另一种实施方式，基材3为热解膜；在将复合体与基材3分离时，先对粘附有基材3的复合体进行加热，使基材3失去粘合力，再将基材3从复合体上剥离。
47.具体地，热解膜是一种独特的薄膜，其在常温条件下具有粘合力，而在对热解膜加热后其粘合力消失，从而能够被轻易剥落。
48.作为一种实施方式，发热网11的网孔目数为60-300目，电极网12的网孔目数为500-800目。
49.作为一种实施方式，发热网11的厚度为10-30微米，电极网12的厚度为10-20微米。
50.作为一种实施方式，发热网11的材质为不锈钢、镍、钛、铁铬铝和碳纤维中的至少一种，电极网12的材质为不锈钢、银、铜、铂和金中的至少一种，导电浆料为银浆、铂浆和金浆中的至少一种。优选的，导电浆料为银粉含量超过70％的银浆。
51.作为一种实施方式，电极网12的数量为两个，电极网12包括第一电极网121和第二电极网122，第一电极网121和第二电极网122分别位于发热网11相对两侧的边缘位置，且第一电极网121和第二电极网122相互间隔设置，即使得网状发热体1形成中间位置电阻高、两侧边缘位置电阻低的结构。
52.如图1及图2所示，本发明实施例还提供一种网状发热体1，采用上述的网状发热体的制备方法制作而成。该网状发热体1包括发热网11和电极网12，电极网12的网孔目数大于发热网11的网孔目数，发热网11和电极网12上下层叠设置，且电极网12位于发热网11的边缘位置，发热网11和电极网12通过导电浆料结合在一起，填充有导电浆料的电极网12作为网状发热体1的电极集流体。
53.如图1及图2所示，作为一种实施方式，电极网12包括第一电极网121和第二电极网
122，第一电极网121和第二电极网122分别位于发热网11相对两侧的边缘位置，且第一电极网121和第二电极网122相互间隔设置，第一电极网121和第二电极网122分别作为网状发热体1的正极集流体和负极集流体，正极集流体和负极集流体别用于与电源(图未示)的正负极连接。
54.如图1及图2所示，本发明实施例还提供一种陶瓷雾化器，包括上述的网状发热体1。该陶瓷雾化器还包括多孔陶瓷体2，网状发热体1位于多孔陶瓷体2的下方，且发热网11与多孔陶瓷体2导热接触，网状发热体1可以通过烧结与多孔陶瓷体2结合在一起。在使用时，网状发热体1接通电源后产生热量，网状发热体1产生的热量传导至多孔陶瓷体2上，多孔陶瓷体2对烟油(烟膏)进行加热雾化产生烟雾，以供用户吸食。
55.本发明实施例提供的网状发热体1及其制备方法，其优点包括：
56.1、将发热网11和电极网12通过导电浆料结合在一起，电极网12位于发热网11的边缘位置，且电极网12的网孔目数大于发热网11的网孔目数，从而能够制备出中间位置电阻高、边缘位置电阻低的网状发热体1，不仅能够满足网状发热体1的高电阻发热需求，而且填充有导电浆料的高目数电极网12作为网状发热体1的电极集流体，能够提高网状发热体1的导电功能，便于网状发热体1与外部电路的连接(焊接)；
57.2、在印刷导电浆料时，采用基材3作为基底，由于有基材3的阻挡，导电浆料不会透过复合体而与复合体脱离，保证导电浆料充满复合体的孔隙中，从而保证电极网12与发热网11之间良好的电连接以及机械连接。而且，导电浆料能够以高目数的电极网12进行兜底，不仅使得导电浆料能够均匀平整填充，而且导电浆料不容易脱落；
58.3、基材3采用弱极性薄膜、经过电晕处理的无极性薄膜、水溶性薄膜或热解膜，以便于复合体与基材3分离，从而避免复合体与基材3分离时导电浆料脱离或扯离，以保证电极集流体的完整性，避免电极集流体与外部电极焊接时出现“缺焊”、“虚焊”等现象；
59.4、该制备方法无需焊接，工艺简单，生产成本低，结构稳定，适合大规模批量生产。
60.以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。