多孔结构组件和电子烟的制作方法

2021-01-07 15:01:02|

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本实用新型涉及电子烟技术领域，特别是涉及一种多孔结构组件和电子烟。

背景技术：

电子烟产品已发展成为传统烟草的主要替代品，款式繁多，但其核心部件雾化器始终由储油仓、导油组件和雾化组件三部分组成。市场上的导油组件主要采用纤维绳、导油棉、多孔陶瓷三类材料制成，这几类材料都具有非常发达的微孔结构。储油仓内的烟油通过导油组件内部微孔的浸润和毛细效应传导至雾化组件，再由雾化组件通过加热或者振动等方式实现雾化。

导油组件内部微孔的结构和性能直接决定了其传热和导油能力，是影响雾化器质量和烟雾口感的关键因素。通过变更材料的种类和加工方法，可以在一定程度上改变导油组件的结构和性能。然而这类方法都是将导油组件作为一个整体进行调整，在改善某些特定性能的同时往往以牺牲其他性能作为代价，无法实现雾化器综合性能的均衡提升。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种能够提升雾化器综合性能的多孔结构组件。

一种多孔结构组件，包括多孔基材、雾化材质部、导液材质部及功能材质部，所述雾化材质部、所述导液材质部及所述功能材质部均设置在所述多孔基材上，且所述功能材质部与所述雾化材质部及所述导液材质部中的至少一个连接；所述导液材质部的孔隙率大于所述雾化材质部的孔隙率，所述功能材质部选自第一功能材质部和第二功能材质部中的至少一种；所述第一功能材质部的孔隙率大于所述导液材质部的孔隙率；所述第二功能材质部的导热系数大于所述雾化材质部及所述导液材质部的导热系数。

在其中一个实施例中，所述功能材质部为第一功能材质部；所述第一功能材质部仅与所述导液材质部相连，所述导液材质部与所述雾化材质部相连；所述雾化材质部、所述导液材质部及所述第一功能材质部水平并列地连接于所述多孔基材的一侧。

进一步地，所述导液材质部及所述第一功能材质部均为多个且数量相同，每个所述导液材质部围绕于对应一个所述第一功能材质部外；所述雾化材质部围绕于导液材质部外。

进一步地，多个所述第一功能材质部呈阵列分布；每个所述第一功能材质部为矩形；每个所述导液材质部呈方框状。

在其中一个实施例中，所述功能材质部为第二功能材质部；所述第二功能材质与所述雾化材质部及所述导液材质部相连；所述雾化材质部、所述导液材质部及所述第二功能材质部水平并列地连接于所述多孔基材的一侧。

进一步地，所述导液材质部及所述第二功能材质部均为多个且数量相同，每个所述第二功能材质部围绕于对应一个所述导液材质部外；所述雾化材质部围绕于所述第二功能材质部外。

进一步地，多个所述第二功能材质部呈阵列分布；每个所述第二功能材质部为圆环形；每个所述导液材质部呈圆形。

在其中一个实施例中，所述雾化材质部、所述导液材质部及所述第二功能材质部的数量各自为多个，多个所述雾化材质部平行间隔设置，相邻的所述雾化材质部之间设置有多个所述导液材质部及多个所述第二功能材质部，多个所述导液材质部及多个所述第二功能材质部沿所述雾化材质部的延伸方向交替排列。

在其中一个实施例中，所述功能材质部为第一功能材质部和第二功能材质部；所述第一功能材质部仅与所述导液材质部相连，所述第二功能材质部与所述雾化材质部及所述导液材质部中的至少一种相连；所述雾化材质部、所述导液材质部、所述第一功能材质部和所述第二功能材质部水平并列地连接于所述多孔基材的一侧。

进一步地，所述导液材质部围绕于所述第一功能材质部外，所述第二材质部的数量为多个，至少一个所述第二材质部围绕于所述导液材质部外并被所述雾化材质部围绕，至少一个所述第二材质部围绕于所述雾化材质部外。

进一步地，所述第一功能材质部呈圆形；所述雾化材质部、所述导液材质部及所述第二功能材质部均为与所述第一功能材质部同心的圆环形。

在其中一个实施例中，所述功能材质部为第一功能材质部；所述导液材质部及所述第一功能材质部水平并列地连接于所述多孔基材的一侧，所述雾化材质部层叠于所述导液材质部及所述第一功能材质部的远离于所述多孔基材的一侧。

进一步地，所述第一功能材质部为多个，所述导液材质部设置在其中相邻两个所述第一功能材质部之间，每个所述第一功能材质部与所述雾化材质部部分接触。

进一步地，所述多孔基材的远离所述导液材质部及所述第一功能材质部的一侧向内凹陷形成有凹槽。

在其中一个实施例中，所述雾化材质部的孔隙率为20％以下；及/或，所述导液材质部的孔隙率为20％～60％；及/或，所述第一功能材质部的孔隙率为40％～70％；及/或，所述第二功能材质部的导热系数为10w/m·k以上；及/或，所述多孔基材的孔径为10μm～50μm，孔隙率为30％～70％。

在其中一个实施例中，所述雾化材质部选自氧化铝陶瓷、氧化硅陶瓷、氧化锆陶瓷、氮化硅陶瓷、堇青石陶瓷、碳化硅陶瓷、钛酸铝陶瓷、锂辉石陶瓷和莫来石陶瓷中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述导液材质部选自氧化铝陶瓷、堇青石陶瓷、硅藻土陶瓷和碳化硅陶瓷中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述第一功能材质部为氧化铝陶瓷。

在其中一个实施例中，所述第二功能材质部选自碳化硅、氮化硅和氮化铝中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述多孔基材为多孔陶瓷或多孔金属。

一种电子烟，包括上述多孔结构组件。

上述多孔结构组件将雾化材质部、导液材质部与能够实现换气及/或导热功能的功能材质部相整合，通过改变雾化材质部、导液材质部及功能材质部的材料特性，能够实现雾化器综合性能的均衡提升，并节省了设备空间。

附图说明

图1为一实施方式的多孔结构组件图的截面图；

图2为又一实施方式的多孔结构组件图的俯视图；

图3为又一实施方式的多孔结构组件图的俯视图；

图4为又一实施方式的多孔结构组件图的俯视图；

图5为又一实施方式的多孔结构组件图的俯视图；

图6为又一实施方式的多孔结构组件图的截面图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

一实施方式的电子烟包括多孔结构组件100，参考图1至图6，该多孔结构组件100包括多孔基材110、雾化材质部120、导液材质部130及功能材质部140，所述雾化材质部120、导液材质部130及功能材质部140均设置在所述多孔基材110上。

多孔基材110用于储液，其具有多孔结构，孔径可以为10μm～50μm，孔隙率可以为30％～70％。进一步地，多孔基材110为多孔陶瓷或多孔金属，当采用多孔金属时，多孔基材110还可与电源连接以产生雾化热量。其中，多孔陶瓷可以选自多孔氧化铝陶瓷、多孔氧化硅陶瓷、多孔氧化锆陶瓷、多孔氮化硅陶瓷、多孔堇青石陶瓷、多孔碳化硅陶瓷、多孔钛酸铝陶瓷、多孔锂辉石陶瓷和多孔莫来石陶瓷中的至少一种。多孔金属可以选自多孔不锈钢、多孔铁铬铝合金、多孔镍、多孔镍铬合金、多孔钛合金、多孔铝合金、多孔铂合金和多孔银合金中至少一种。

导液材质部130用于对烟液进行导流以将烟液供给雾化材质部120。雾化材质部120用于使烟液雾化。导液材质部130的孔隙率大于雾化材质部120的孔隙率，以实现上述导流效果。功能材质部140与雾化材质部120及导液材质部130中的至少一个连接。也就是说，功能材质部140可以仅与雾化材质部120连接，也可以仅与导液材质部130连接，还可以同时与它们二者连接。功能材质部140选自第一功能材质部1401和第二功能材质部1402中的至少一种，用于实现换气及/或导热功能。其中，第一功能材质部1401的孔隙率大于导液材质部130的孔隙率，使得第一功能材质部1401可以作为换气功能部，以使气流快速通过多孔结构组件并将雾化烟雾快速带至用户口中；第二功能材质部1402的导热系数大于雾化材质部120及导液材质部130的导热系数，其可以作为导热功能部，用于将热量传导至烟液。

通过将雾化材质部120、导液材质部130及功能材质部140进行组合，能够使多孔结构组件100达到不同的效果。雾化材质部120、导液材质部130及功能材质部140的数量分别可以为一个或多个。对雾化材质部120、导液材质部130及功能材质部140的排列方式进行设计或局部调控，能够使本实用新型的多孔结构组件具有优异的综合性能。

例如，当功能材质部140为第二功能材质部1402，且第二功能材质部1402的数量为多个并具有不同的导热系数时，可以根据需要，将多个第二功能材质部1402按照导热系数呈梯度分布的方式布设在多孔基材110上，从而达到调控不同区域的温度分布的目的，有效避免抽吸过程中烟油过热导致焦杂味的出现，同时减少不必要的热量损失。举例来说，可以将多个第二功能材质部1402按照导热系数由靠近雾化材质部向远离雾化材质部120逐渐减小的方式进行布设。

又如，当设置多个导液材质部130，且多个导液材质部130的孔隙率或导液速度各不相同，根据烟油中不同香精香料成分的扩散速度设计多个导液部130的分布方式，这样能够调控烟油中不同香精香料成分到达加热部域的优先顺序，从而改善香气挥发的层次感，提升烟雾口感。例如可以将需要先扩散的香精香料成分所对应的导液材质部130设置在更靠近雾化材质部120的位置，而将需要后扩散的香精香料成分所对应的导液材质部130设置在远离雾化材质部120的位置。

此外，将多个第二功能材质部1402与多个导液材质部130组合，并根据不同种类烟油所需的雾化温度和供油速度的要求，设计多个第二功能材质部1402与多个导液材质部130的分布方式和各自的面积大小，能够显著拓展雾化器对烟油的匹配度，提高雾化器对不同烟油的通配性。例如图3所示的实施例中，导液材质部130及第二功能材质部1402阵列布设在雾化材质部120中，分布面积小，而雾化材质部120的面积相对大，这样有利于提高雾化效果，尤其适用于流动性好的烟油。图4所示的实施例中，导液材质部130及第二功能材质部1402均匀分布且面积较大，能够提高导液和雾化速度，适用于流动性稍差的烟油。

雾化材质部120、导液材质部130及功能材质部140可以水平并列地连接于多孔基材110的一侧，即雾化材质部120、导液材质部130及功能材质部140分别与多孔基材110接触，三者共同形成为层叠在多孔基材110上的一层状结构。这时，雾化材质部120、导液材质部130及功能材质部140的制备方法可以是，在多孔基材110的表面通过激光刻蚀加工出多个孔，然后在孔中填充所需的功能材料，填充功能材料的方法例如可以为定向冷冻流延法、有机前驱体浸渍法、3d打印法等。

在其中一个实施例中，参考图1和图2，功能材质部140为第一功能材质部1401；第一功能材质部1401仅与导液材质部130相连，导液材质部130与雾化材质部120相连，例如导液材质部130可以在两侧分别与第一功能材质部1401和雾化材质部120相连；雾化材质部120、导液材质部130及第一功能材质部1401水平并列地连接于多孔基材110的一侧。进一步地，导液材质部130及第一功能材质部1401均为多个且数量相同，每个导液材质部130围绕于对应一个第一功能材质部1401外；雾化材质部120围绕于导液材质部外130。更进一步地，多个第一功能材质部1401呈阵列分布；每个第一功能材质部1401为矩形；每个导液材质部130呈方框状，雾化材质部120呈格栅状，参考图2。第一功能材质部1401的边长和导液材质部130的方框宽度可以根据需要进行设计。多孔结构组件100采用这种结构时，具有雾化速度快，烟雾量大等有益效果。

在其中一个实施例中，参考图3，功能材质部140为第二功能材质部1402；第二功能材质部1402与雾化材质部120及导液材质部130相连，且雾化材质部120及导液材质部130分别仅与第二功能材质部1402相连；雾化材质部120、导液材质部130及第二功能材质部1402水平并列地连接于多孔基材110的一侧。进一步地，导液材质部130及第二功能材质部1402均为多个且数量相同，每个第二功能材质部1402围绕于对应一个导液材质部130外；雾化材质部120围绕于第二功能材质部1402外。更进一步地，多个第二功能材质部1402呈阵列分布；每个第二功能材质部1402为圆环形；每个导液材质部130呈圆形。导液材质部130的半径，以及第二功能材质部1402的环宽没有特殊的限制。多孔结构组件100采用这种结构时，能够使得烟雾的雾化粒度更细小均匀，香味散发更为纯正。

在其中一个实施例中，参考图4，功能材质部140为第二功能材质部1402；第二功能材质部1402与雾化材质部120及导液材质部130相连，且雾化材质部120与导液材质部130及第二功能材质部1402相连，导液材质部130与雾化材质部120及第二功能材质部1402相连，即三者中的任意一种均与其他两种相连；雾化材质部120、导液材质部130及第二功能材质部1402水平并列地连接于多孔基材110的一侧。进一步地，雾化材质部120、导液材质部130及第二功能材质部1402的数量各自为多个，多个雾化材质部120平行间隔设置，相邻的雾化材质部120之间设置有多个导液材质部130及多个第二功能材质部1402，多个导液材质部130及多个第二功能材质部130沿雾化材质部120的延伸方向交替排列。雾化材质部120、导液材质部130和第二功能材质部1402可以分别为长条形，其各自的宽度没有特殊的限制，可以根据需要进行调整。多孔结构组件100采用这种结构时，有利于进一步提高雾化速度，并降低电能消耗低。

在其中一个实施例中，参考图5，功能材质部140为第一功能材质部1401和第二功能材质部1402；第一功能材质部1401仅与导液材质部130相连，第二功能材质1402与雾化材质部120及导液材质部130中的至少一种相连，即，第二功能材质1402可以仅与雾化材质部120连接，也可以仅与导液材质部130连接，还可以同时与它们二者连接。雾化材质部120、导液材质部130、第一功能材质部1401和第二功能材质部1402水平并列地连接于多孔基材110的一侧。进一步地，导液材质部130围绕于第一功能材质部1401外，第二材质部1402的数量为多个，至少一个第二材质部1402围绕于导液材质部130外并被雾化材质部120围绕，即该至少一个第二材质部1402位于导液材质部130和雾化材质部120之间，此外，至少一个第二材质部1402围绕于雾化材质部120外。更进一步地，第一功能材质部1401呈圆形；雾化材质部120、导液材质部130及第二功能材质部1402均为与第一功能材质部1401同心的圆环形。图5所示的实施例中，第二材质部1402的数量为2个，在第一功能材质部1401外依次环绕导液材质部130、第二功能材质部1402、雾化材质部120和另一个第二功能材质部1402。第一功能材质部1401的半径，以及雾化材质部120、导液材质部130及第二功能材质部1402各自的环宽可以在很大范围内调整。多孔结构组件100采用这种结构时，能够达到烟雾量大、雾化速度快、电能消耗低等效果。

在其中一个实施例中，参考图6，功能材质部140为第一功能材质部1401；导液材质部130及第一功能材质部1401水平并列地连接于多孔基材110的一侧，雾化材质部120层叠于导液材质部130及第一功能材质部1401的远离于多孔基材110的一侧，即，导液材质部130及第一功能材质部1401形成层叠在多孔基材110的一侧的第一层，雾化材质部120形成层叠于导液材质部130及第一功能材质部1401上的第二层。进一步地，第一功能材质部1401可以为多个(例如2个)，导液材质部130设置在其中相邻两个第一功能材质部1401之间，每个第一功能材质部1401与雾化材质部120部分接触。更进一步地，多孔基材110的远离导液材质部130及第一功能材质部1401的一侧可以向内凹陷形成有凹槽，用于储存烟液，凹槽的大小口可以根据需要进行调整。多孔结构组件100采用这种结构时，能够有效提高烟雾量、雾化速度及导液速度，有利于产业化应用。

雾化材质部120的孔隙率可以为20％以下，更优选的为10％以下，所用的材料可以为致密结构或微孔结构材料，当采用微孔结构材料时，孔径可以为5μm～30μm。进一步地，雾化材质部120由选自氧化铝陶瓷、氧化硅陶瓷、氧化锆陶瓷、氮化硅陶瓷、堇青石陶瓷、碳化硅陶瓷、钛酸铝陶瓷、锂辉石陶瓷和莫来石陶瓷中的至少一种材料制成。

导液材质部130的孔隙率可以为20％～60％，优选为30％～40％，所用的材料可以为高孔隙率材料，孔径可以为10μm～50μm。进一步地，导液材质部130采用高孔隙率陶瓷材料制成，例如，导液材质部130由选自氧化铝陶瓷、堇青石陶瓷、硅藻土陶瓷和碳化硅陶瓷中的至少一种材料制成。

雾化材质部120和导液材质部130所用的材料的导热系数没有特殊的限定，只要满足二者的导热系数均小于第二功能材质部1402的导热系数即可。

第一功能材质部1401的孔隙率可以为40％～70％，优选为40％～60％，可以采用大孔径材料制成，孔径可以为50μm～200μm。进一步地，第一功能材质部1401由氧化铝陶瓷制成。

第二功能材质部1402的导热系数可以为10w/m·k以上，优选为30w/m·k～300w/m·k，可以由选自碳化硅、氮化硅和氮化铝中的至少一种材料制成。在一个实施例中，第二功能材质部1402可以采用微孔结构材料制成，这样的材料兼具部分导液功能，但此时，第二功能材质部1402的孔隙率较低，例如，其孔径可以为1μm～20μm，孔隙率可以为10％～30％。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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