KR102682097B1 - Preparing method of micro porous sphere particle for aerosol generator using benard cell effect - Google Patents
Preparing method of micro porous sphere particle for aerosol generator using benard cell effect Download PDFInfo
- Publication number
- KR102682097B1 KR102682097B1 KR1020220109587A KR20220109587A KR102682097B1 KR 102682097 B1 KR102682097 B1 KR 102682097B1 KR 1020220109587 A KR1020220109587 A KR 1020220109587A KR 20220109587 A KR20220109587 A KR 20220109587A KR 102682097 B1 KR102682097 B1 KR 102682097B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- spherical particles
- aerosol generator
- solvent
- microporous spherical
- dispersion solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims description 6
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000011268 mixed slurry Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 4
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052914 metal silicate Inorganic materials 0.000 claims description 14
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 4
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 claims description 3
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 claims description 3
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 claims description 3
- 229910020068 MgAl Inorganic materials 0.000 claims description 3
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 3
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 3
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 claims description 3
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 claims description 3
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 claims description 3
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 3
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 claims description 3
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 claims description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 3
- 235000015096 spirit Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000008096 xylene Substances 0.000 claims description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 7
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
- B01J13/02—Making microcapsules or microballoons
- B01J13/04—Making microcapsules or microballoons by physical processes, e.g. drying, spraying
- B01J13/043—Drying and spraying
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
- A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
- A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
- A24F40/44—Wicks
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Glanulating (AREA)
Abstract
실시예는 버나드 셀 현상을 이용한 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법에 관한 것이다.
실시예는, 금속 이온과 결합된 실리케이트 분말과 결합제를 제1 용매에 분산하여 제1 분산 용액을 제조하는 단계; 첨가제를 제2 용매에 분산시켜 교반하여 제2 분산 용액을 제조하는 단계; 제1 분산 용액과 제2 분산 용액을 혼합하고 교반하여 혼합 슬러리를 제조하는 단계; 혼합 슬러리를 분무 건조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 버나드 셀 현상을 이용한 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법을 제공한다.The example relates to a method for manufacturing microporous spherical particles for an aerosol generator using the Barnard cell phenomenon.
Examples include preparing a first dispersion solution by dispersing silicate powder combined with metal ions and a binder in a first solvent; dispersing the additive in a second solvent and stirring it to prepare a second dispersion solution; Mixing and stirring the first dispersion solution and the second dispersion solution to prepare a mixed slurry; A method for producing microporous spherical particles for an aerosol generator using the Barnard cell phenomenon is provided, comprising the step of spray drying the mixed slurry.
Description
실시예는 버나드 셀 현상을 이용한 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법에 관한 것이다. The example relates to a method for manufacturing microporous spherical particles for an aerosol generator using the Barnard cell phenomenon.
도 1은 종래 기술에 따른 에어로졸 발생장치의 기화부를 상부에서 바라본 도면, 도 2는 종래 기술에 따른 에어로졸 발생장치의 기화부를 하부에서 바라본 도면이다. Figure 1 is a view of the vaporization part of the aerosol generating device according to the prior art as seen from the top, and Figure 2 is a view of the vaporization part of the aerosol generating device according to the prior art as seen from the bottom.
에어로졸 발생장치는 심지와 코일 조립체를 기화부로 채용할 경우 심지와 코일의 열전달 속도 차이로 인하여 액상과 심지의 국부적인 탄화를 방지할 수 있도록 발생할 가능성이 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 에어로졸 발생장치의 기화부는 이러한 문제를 개선하기 위해 개발된 것으로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세입자 발생장치의 기화부는, 액상을 흡수하여 담지하는 다공성 세라믹(10)과 다공성 세라믹(10)의 하면에 부착되어 액상을 가열하여 기화시키는 발열체(16)을 포함한다. 다공성 세라믹(10)의 표면에 부착된 발열체(10)에는 발열체(16)로 전류를 인가하는 전원선(14)이 연결될 수 있다. When an aerosol generator uses a wick and coil assembly as a vaporizing unit, there is a possibility of preventing local carbonization of the liquid and the wick due to the difference in heat transfer speed between the wick and the coil. The vaporization unit of the aerosol generator shown in FIGS. 1 and 2 was developed to improve this problem. The vaporization unit of the fine particle generator according to the first embodiment of the present invention is a porous ceramic (porous ceramic) that absorbs and supports the liquid phase. 10) and a heating element 16 attached to the lower surface of the porous ceramic 10 to heat and vaporize the liquid. A power line 14 that applies current to the heating element 16 may be connected to the heating element 10 attached to the surface of the porous ceramic 10.
다공성 세라믹(10)은 중앙에 액상이 담길 수 있는 저수조 역할을 하는 요홈(12)을 포함하고 있다. 액상이 담길 수 있는 저수조를 구비함으로써, 다공성 세라믹(10)의 기공 내로 좀 더 안정적으로 액상을 지속적으로 공급할 수 있다는 장점이 있다. The porous ceramic 10 includes a groove 12 in the center that serves as a reservoir in which liquid can be contained. By providing a reservoir that can contain the liquid, there is an advantage that the liquid can be supplied more stably and continuously into the pores of the porous ceramic 10.
또한, 다공성 세라믹(10)은, 액상의 이동은 느리게 이루어지며, 고온에서 에어로졸의 이동은 원활한 형태로, 다공성 세라믹(10)의 각 기공들은 연결되어 에어로졸이 지나갈 수 있는 기로를 형성할 수 있다. In addition, in the porous ceramic 10, the liquid phase moves slowly and the aerosol moves smoothly at high temperatures, and each pore of the porous ceramic 10 can be connected to form a passage through which the aerosol can pass.
이때, 다공성 세라믹(10)의 비표면적이 증가할수록 액상의 흡습량이 증가하여 무화량을 증가시킬 수 있다. At this time, as the specific surface area of the porous ceramic 10 increases, the amount of moisture absorption in the liquid phase increases, thereby increasing the amount of atomization.
따라서 에어로졸 발생장치용 기화부로 사용하기 위해, 다공성 세라믹(10)의 비표면적을 향상시킬 수 있는 제조 방법의 개발이 요구된다. Therefore, in order to use it as a vaporizer for an aerosol generator, the development of a manufacturing method that can improve the specific surface area of the porous ceramic 10 is required.
실시예는 다공성 입자의 비표면적을 증가시킬 수 있도록 버나드 셀 현상을 이용한 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The purpose of the examples is to provide a method for manufacturing microporous spherical particles for an aerosol generator using the Barnard cell phenomenon to increase the specific surface area of the porous particles.
실시예는, 금속 이온과 결합된 실리케이트 분말과 결합제를 제1 용매에 분산하여 제1 분산 용액을 제조하는 단계; 첨가제를 제2 용매에 분산시켜 교반하여 제2 분산 용액을 제조하는 단계; 제1 분산 용액과 제2 분산 용액을 혼합하고 교반하여 혼합 슬러리를 제조하는 단계; 혼합 슬러리를 분무 건조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 버나드 셀 현상을 이용한 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법을 제공한다.Examples include preparing a first dispersion solution by dispersing silicate powder combined with metal ions and a binder in a first solvent; dispersing the additive in a second solvent and stirring it to prepare a second dispersion solution; Mixing and stirring the first dispersion solution and the second dispersion solution to prepare a mixed slurry; A method for producing microporous spherical particles for an aerosol generator using the Barnard cell phenomenon is provided, comprising the step of spray drying the mixed slurry.
또한 실시예의 다른 일 태양으로서, 금속 실리케이트 분말은 Mg, Al, Zr, Li, Ba, MgAl, Na 및 Ca 중에서 선택된 하나 이상의 금속 이온을 포함하는 것을 특징으로 하는 버나드 셀 현상을 이용한 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법을 제공한다.In addition, as another aspect of the embodiment, the metal silicate powder is a micro for an aerosol generator using the Barnard cell phenomenon, characterized in that it contains one or more metal ions selected from Mg, Al, Zr, Li, Ba, MgAl, Na, and Ca. A method for producing porous spherical particles is provided.
또한 실시예의 다른 일 태양으로서, 금속 실리케이트 분말은 제1 용매 대비 5 내지 40wt% 분산되는 것을 특징으로 하는 버나드 셀 현상을 이용한 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법을 제공한다.In addition, as another aspect of the embodiment, a method for producing microporous spherical particles for an aerosol generator using the Barnard cell phenomenon is provided, wherein the metal silicate powder is dispersed in an amount of 5 to 40 wt% relative to the first solvent.
또한 실시예의 다른 일 태양으로서, 제1 분산 용액의 제조에 사용되는 결합제는 폴리비닐알콜, 폴리비닐 아세테이트, 폴리에틸렌, 폴리비닐부티렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리 아크릴, 폴리 아크릴 아미드, 구아 검, 젤라틴, 천연고무 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 버나드 셀 현상을 이용한 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법을 제공한다.In another embodiment of the present invention, the binder used in the preparation of the first dispersion solution is polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polyethylene, polyvinylbutyrene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyacrylic, polyacrylamide, guar gum. A method for producing microporous spherical particles for an aerosol generator using the Barnard cell phenomenon is provided, characterized in that one or more selected from among , gelatin, and natural rubber.
또한 실시예의 다른 일 태양으로서, 제1 용매는 물, 에탄올, 톨루엔, IPA, 아세톤 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 버나드 셀 현상을 이용한 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법을 제공한다.In addition, as another aspect of the embodiment, the first solvent provides a method for producing microporous spherical particles for an aerosol generator using the Barnard cell phenomenon, wherein the first solvent includes at least one selected from water, ethanol, toluene, IPA, and acetone. do.
또한 실시예의 다른 일 태양으로서, 제1 용매는 금속 실리케이트 중량 대비 70~220wt% 사용되는 것을 특징으로 하는 버나드 셀 현상을 이용한 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법을 제공한다.In addition, as another aspect of the embodiment, a method for producing microporous spherical particles for an aerosol generator using the Barnard cell phenomenon is provided, wherein the first solvent is used in an amount of 70 to 220 wt% based on the weight of the metal silicate.
또한 실시예의 다른 일 태양으로서, 제1 분산 용액의 제조에 사용되는 첨가제는 미네랄 스프릿 또는 자일렌과 같은 고비점 용제를 포함하는 것을 특징으로 하는 버나드 셀 현상을 이용한 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법을 제공한다.In addition, as another aspect of the embodiment, the additive used in the preparation of the first dispersion solution is a microporous spherical particle for an aerosol generator using the Bernard cell phenomenon, characterized in that it contains a high boiling point solvent such as mineral spirits or xylene. A manufacturing method is provided.
또한 실시예의 다른 일 태양으로서, 첨가제는, 금속 실리케이트 대비 0.5~10wt% 첨가되는 것을 특징으로 하는 버나드 셀 현상을 이용한 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법을 제공한다.In addition, as another aspect of the embodiment, a method for producing microporous spherical particles for an aerosol generator using the Bernard cell phenomenon is provided, wherein the additive is added in an amount of 0.5 to 10 wt% compared to the metal silicate.
또한 실시예의 다른 일 태양으로서, 제2 용액은 물, 에탄올, 톨루엔, IPA, 아세톤 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 버나드 셀 현상을 이용한 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법을 제공한다.In addition, as another aspect of the embodiment, the second solution provides a method of producing microporous spherical particles for an aerosol generator using the Barnard cell phenomenon, characterized in that the second solution contains one or more selected from water, ethanol, toluene, IPA, and acetone. do.
또한 실시예의 다른 일 태양으로서, 제2 분산 용액의 제조에 이용되는 제2 용매는 금속 실리케이트 대비 5 내지 30wt% 포함되는 것을 특징으로 하는 버나드 셀 현상을 이용한 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법.In addition, as another aspect of the embodiment, a method for producing microporous spherical particles for an aerosol generator using the Bernard cell phenomenon, characterized in that the second solvent used in the production of the second dispersion solution contains 5 to 30 wt% relative to the metal silicate. .
또한 실시예의 다른 일 태양으로서, 분무 건조는 디스트 방식을 사용하며, 디스크의 회전 속도는 500 내지 9000rpm의 범위 내에서 조절되는 것을 특징으로 하는 버나드 셀 현상을 이용한 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법을 제공한다.In addition, as another aspect of the embodiment, spray drying uses a disk method, and the rotation speed of the disk is adjusted within the range of 500 to 9000 rpm. Manufacturing of microporous spherical particles for an aerosol generator using the Bernard cell phenomenon. Provides a method.
또한 실시예의 다른 일 태양으로서, 분무 건조는 220~300℃ 온도를 유지하는 챔버 낸에서 이루어지며, 분무 건조 단계에서 버나드셀 현상을 유발하여 마이크로 다공성 구형 입자의 표면에 결함이 유도되는 것을 특징으로 하는 버나드 셀 현상을 이용한 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법을 제공한다.In addition, as another aspect of the embodiment, spray drying is performed in a chamber maintaining a temperature of 220 to 300° C., and defects are induced on the surface of the microporous spherical particles by causing a Bernard cell phenomenon in the spray drying step. A method for manufacturing microporous spherical particles for an aerosol generator using the Bernard cell phenomenon is provided.
또한 실시예의 다른 일 태양으로서, 분무 건조 후 최종적으로 제조되는 마이크로 다공성 구형 입자의 평균 입도는 5 내지 500㎛인 것을 특징으로 하는 버나드 셀 현상을 이용한 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법을 제공한다.In addition, as another aspect of the embodiment, a method for producing microporous spherical particles for an aerosol generator using the Bernard cell phenomenon is provided, wherein the average particle size of the microporous spherical particles finally produced after spray drying is 5 to 500㎛. do.
실시예가 제공하는 버나드 셀 현상을 이용한 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법을 통해 제조된 에어로졸 발생장치용 세라믹 히터는 버나드 셀 현상에 의해 입자의 표면에 결함이 유도되어 결과적으로 다공성 구형 입자의 비표면적을 증가시킬 수 있고 그에 따라 액상의 흡습량을 증가시킬 수 있으며 최종적으로 에어로졸 발생량을 증가시킬 수 있다는 장점이 있다. The ceramic heater for an aerosol generator manufactured through the method of manufacturing microporous spherical particles for an aerosol generator using the Barnard cell phenomenon provided in the example has defects induced on the surface of the particles by the Bernard cell phenomenon, resulting in porous spherical particles. It has the advantage of being able to increase the specific surface area, thereby increasing the moisture absorption of the liquid, and ultimately increasing the amount of aerosol generated.
도 1은 종래 기술에 따른 에어로졸 발생장치의 기화부를 상부에서 바라본 도면,
도 2는 종래 기술에 따른 에어로졸 발생장치의 기화부를 하부에서 바라본 도면,
도 3은 실시예에 따른 버나드 셀 현상을 이용한 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법의 플로우 차트,
도 4는 실시예에 따른 버나드 셀 현상을 이용한 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법에 따라 제조된 마이크로 다공성 구형 입자의 주사현미경 사진. 1 is a view of the vaporization unit of an aerosol generating device according to the prior art viewed from the top;
Figure 2 is a view from the bottom of the vaporization unit of the aerosol generating device according to the prior art;
Figure 3 is a flow chart of a method for manufacturing microporous spherical particles for an aerosol generator using the Bernard cell phenomenon according to an embodiment;
Figure 4 is a scanning microscope photo of microporous spherical particles manufactured according to a method of manufacturing microporous spherical particles for an aerosol generating device using the Bernard cell phenomenon according to an example.
이하, 도면을 참조하여 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 3은 실시예에 따른 버나드 셀 현상을 이용한 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법의 플로우 차트, 도 4는 실시예에 따른 버나드 셀 현상을 이용한 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법에 따라 제조된 세라믹 코어쉘 구조체의 주사현미경 사진이다. Figure 3 is a flow chart of a method for manufacturing microporous spherical particles for an aerosol generating device using the Bernard cell phenomenon according to an embodiment, and Figure 4 is a flow chart of a method for manufacturing microporous spherical particles for an aerosol generating device using the Bernard cell phenomenon according to an embodiment. This is a scanning microscope photo of a ceramic core-shell structure manufactured according to .
실시예에 따른 버나드 셀 현상을 이용한 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법은, 금속 이온과 결합된 실리케이트 분말과 결합제를 제1 용매에 분산하여 제1 분산 용액을 제조하는 단계, 첨가제를 제2 용매에 분산시켜 교반하여 제2 분산 용액을 제조하는 단계, 제1 분산 용액과 제2 분산 용액을 혼합하고 교반하여 혼합 슬러리를 제조하는 단계 및 혼합 슬러리를 분무 건조하는 단계 를 포함한다. The method for producing microporous spherical particles for an aerosol generator using the Barnard cell phenomenon according to an embodiment includes the steps of dispersing silicate powder combined with a metal ion and a binder in a first solvent to prepare a first dispersion solution, and preparing an additive. 2. It includes the steps of dispersing in a solvent and stirring to prepare a second dispersion solution, mixing and stirring the first and second dispersion solutions to prepare a mixed slurry, and spray drying the mixed slurry.
이때, 금속 실리케이트 분말은 Mg, Al, Zr, Li, Ba, MgAl, Na 및 Ca 중에서 선택된 하나 이상의 금속 이온을 포함하는 것이 바람직하며, 금속 실리케이트 분말은 제1 용매 대비 5 내지 40wt% 분산된다. At this time, the metal silicate powder preferably contains one or more metal ions selected from Mg, Al, Zr, Li, Ba, MgAl, Na, and Ca, and the metal silicate powder is dispersed in an amount of 5 to 40 wt% relative to the first solvent.
한편, 제1 분산 용액의 제조에 사용되는 결합제는 폴리비닐알콜, 폴리비닐 아세테이트, 폴리에틸렌, 폴리비닐부티렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리 아크릴, 폴리 아크릴 아미드, 구아 검, 젤라틴, 천연고무 중에서 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다. Meanwhile, the binder used in the preparation of the first dispersion solution is selected from polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polyethylene, polyvinylbutylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyacrylic, polyacrylamide, guar gum, gelatin, and natural rubber. It is desirable to have more than one selected.
또한 제1 용매는 물, 에탄올, 톨루엔, IPA, 아세톤 중에서 선택된 하나 이상을 포함하며, 제1 용매는 금속 실리케이트 중량 대비 70~220wt% 사용되는 것이 바람직하다. In addition, the first solvent includes one or more selected from water, ethanol, toluene, IPA, and acetone, and it is preferable that the first solvent is used in an amount of 70 to 220 wt% based on the weight of the metal silicate.
이때, 제1 분산 용액의 제조에 사용되는 첨가제는 미네랄 스프릿 또는 자일렌과 같은 고비점 용제를 포함하는 것이 바람직하며, 금속 실리케이트 대비 0.5~10wt% 첨가되는 것이 바람직하다. At this time, the additive used in the preparation of the first dispersion solution preferably includes a high boiling point solvent such as mineral spirits or xylene, and is preferably added in an amount of 0.5 to 10 wt% relative to the metal silicate.
또한 제2 용액은 물, 에탄올, 톨루엔, IPA, 아세톤 중에서 선택된 하나 이상을 포함하며, 금속 실리케이트 대비 5 내지 30wt% 포함되는 것이 바람직하다. Additionally, the second solution contains at least one selected from water, ethanol, toluene, IPA, and acetone, and is preferably contained in an amount of 5 to 30 wt% relative to the metal silicate.
제1 분산 용액과 제2 분산 용액을 혼합하고 교반하여 혼합 슬러리를 제조한 다음 혼합 슬러리를 분무 건조하여 마이크로 다공성 구형 입자를 형성한다. 이때, 분무 건조는 디스트 방식을 사용하며, 디스크의 회전 속도는 500 내지 9000rpm의 범위 내에서 조절되는 것이 바람직하다. 이때 혼합 슬러리가 분무되는 디스크는 220~300℃ 온도를 유지하는 챔버 내에서 회전하며, 분무 건조 단계에서 버나드셀 현상이 유발되어, 도 4의 사진과 같이 표면 결함(크랙)을 유발하여 마이크로 다공성 구형 입자의 비표면적을 증가시킬 수 있다. 이때, 마이크로 다공성 구형 입자는 제조 과정에서 조공제를 별도로 첨가하지 않고도 마이크로 기공을 형성할 수 있다는 장점이 있다. 이렇게 제조된 마이크로 다공성 구형 입자는 비표면적을 증가시킬 수 있다. 따라서 실시예에 따른 버나드 셀 현상을 이용한 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자로 에어로졸 발생장치의 히터 또는 액상 흡습체를 제조할 경우, 액상을 흡습할 수 있는 흡습량이 증가하고, 그에 따라 액상을 기화시켜 발생할 수 있는 무화량을 증가시킬 수 있다는 장점이 있다. The first dispersion solution and the second dispersion solution are mixed and stirred to prepare a mixed slurry, and then the mixed slurry is spray dried to form microporous spherical particles. At this time, spray drying uses a disk method, and the rotation speed of the disk is preferably adjusted within the range of 500 to 9000 rpm. At this time, the disk onto which the mixed slurry is sprayed rotates in a chamber maintaining a temperature of 220~300℃, and the Bernard Cell phenomenon is induced during the spray drying stage, causing surface defects (cracks) as shown in the photo in Figure 4, forming a microporous sphere. The specific surface area of particles can be increased. At this time, microporous spherical particles have the advantage of being able to form micropores without separately adding a pore-forming agent during the manufacturing process. The microporous spherical particles prepared in this way can increase the specific surface area. Therefore, when the heater or liquid hygroscopic body of the aerosol generating device is manufactured with microporous spherical particles for the aerosol generating device using the Barnard cell phenomenon according to the embodiment, the amount of moisture that can absorb the liquid increases, and the liquid is vaporized accordingly. It has the advantage of being able to increase the amount of atomization that can occur.
Claims (13)
고비점 용제인 첨가제를 물, 에탄올, 톨루엔, IPA, 아세톤 중에서 선택된 하나 이상인 제2 용매에 분산시켜 교반하여 제2 분산 용액을 제조하는 단계;
제1 분산 용액과 제2 분산 용액을 혼합하고 교반하여 혼합 슬러리를 제조하는 단계;
혼합 슬러리를 분무 건조하는 단계;를 포함하되,
분무 건조 단계에서 버나드 셀 현상을 유발하여 마이크로 다공성 구형 입자의 표면에 결함이 유도되고,
분무 건조 후 최종적으로 제조되는 마이크로 다공성 구형 입자의 평균 입자는 5 내지 500㎛인 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법.Silicate powder combined with one or more metal ions selected from Mg, Al, Zr, Li, Ba, MgAl, Na and Ca and polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polyethylene, polyvinylbutyrene, polypropylene, polyvinyl chloride, poly Preparing a first dispersion solution by dispersing at least one binder selected from acrylic, polyacrylamide, guar gum, gelatin, and natural rubber in a first solvent selected from water, ethanol, toluene, IPA, and acetone;
Preparing a second dispersion solution by dispersing and stirring an additive that is a high boiling point solvent in a second solvent that is at least one selected from water, ethanol, toluene, IPA, and acetone;
Mixing and stirring the first dispersion solution and the second dispersion solution to prepare a mixed slurry;
Spray drying the mixed slurry; including,
During the spray drying step, defects are induced on the surface of microporous spherical particles by causing the Barnard cell phenomenon,
A method of producing microporous spherical particles for an aerosol generator, characterized in that the average particle size of the microporous spherical particles finally produced after spray drying is 5 to 500㎛.
금속 실리케이트 분말은 제1 용매 대비 5 내지 40wt% 분산되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법.According to paragraph 1,
A method for producing microporous spherical particles for an aerosol generator, characterized in that the metal silicate powder is dispersed in an amount of 5 to 40 wt% relative to the first solvent.
제1 용매는 금속 실리케이트 중량 대비 70~220wt% 사용되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법.According to paragraph 1,
A method for producing microporous spherical particles for an aerosol generator, characterized in that the first solvent is used in an amount of 70 to 220 wt% based on the weight of the metal silicate.
고비점 용제는 미네랄 스프릿 또는 자일렌인 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법.According to paragraph 1,
A method for producing microporous spherical particles for an aerosol generator, wherein the high boiling point solvent is mineral spirits or xylene.
첨가제는, 금속 실리케이트 대비 0.5~10wt% 첨가되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법.According to paragraph 1,
A method of producing microporous spherical particles for an aerosol generator, characterized in that the additive is added in an amount of 0.5 to 10 wt% compared to the metal silicate.
제2 분산 용액의 제조에 이용되는 제2 용매는 금속 실리케이트 대비 5 내지 30wt% 포함되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법.According to paragraph 1,
A method for producing microporous spherical particles for an aerosol generator, characterized in that the second solvent used in the production of the second dispersion solution is contained in an amount of 5 to 30 wt% relative to the metal silicate.
분무 건조는 디스크 방식을 사용하며, 디스크의 회전 속도는 500 내지 9000rpm의 범위 내에서 조절되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법.According to paragraph 1,
Spray drying uses a disk method, and the rotation speed of the disk is controlled within the range of 500 to 9000 rpm. A method of producing microporous spherical particles for an aerosol generator.
분무 건조는 220~300℃ 온도를 유지하는 챔버 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치용 마이크로 다공성 구형 입자의 제조 방법.According to any one of claims 1 to 7,
A method of producing microporous spherical particles for an aerosol generator, characterized in that spray drying is carried out in a chamber maintaining a temperature of 220 to 300 ° C.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220109587A KR102682097B1 (en) | 2022-08-31 | 2022-08-31 | Preparing method of micro porous sphere particle for aerosol generator using benard cell effect |
| CN202380045063.6A CN119546385A (en) | 2022-08-19 | 2023-01-31 | Method for producing high-strength ceramic particles and method for producing microporous spherical particles for aerosol generators using the Bernard cell phenomenon |
| PCT/KR2023/001414 WO2024038985A1 (en) | 2022-08-19 | 2023-01-31 | Method for producing high strength ceramic particles, and method for producing micro-porous spherical particles for aerosol generator using benard cell phenomenon |
| EP23854959.6A EP4574253A1 (en) | 2022-08-19 | 2023-01-31 | Method for producing high strength ceramic particles, and method for producing micro-porous spherical particles for aerosol generator using benard cell phenomenon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220109587A KR102682097B1 (en) | 2022-08-31 | 2022-08-31 | Preparing method of micro porous sphere particle for aerosol generator using benard cell effect |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240030482A KR20240030482A (en) | 2024-03-07 |
| KR102682097B1 true KR102682097B1 (en) | 2024-07-05 |
Family
ID=90272129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220109587A Active KR102682097B1 (en) | 2022-08-19 | 2022-08-31 | Preparing method of micro porous sphere particle for aerosol generator using benard cell effect |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102682097B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004123411A (en) * | 2002-09-30 | 2004-04-22 | Catalysts & Chem Ind Co Ltd | Method for producing zeolite microspheres |
| JP2005506313A (en) | 2001-05-31 | 2005-03-03 | ロレアル | Aerosol composition comprising silicate particles and a surfactant |
| CN102898174A (en) | 2011-07-29 | 2013-01-30 | 深圳光启创新技术有限公司 | Porous ceramic microsphere material and preparation method thereof |
| CN110170298A (en) | 2019-05-29 | 2019-08-27 | 北京化工大学常州先进材料研究院 | A kind of method that slurry composite algorithm prepares magnesium silicate magnesium carbonate composite adsorbing material |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA112883C2 (en) | 2011-12-08 | 2016-11-10 | Філіп Морріс Продактс С.А. | DEVICE FOR THE FORMATION OF AEROSOL WITH A CAPILLARY BORDER LAYER |
| GB201918973D0 (en) * | 2019-12-20 | 2020-02-05 | Nicoventures Trading Ltd | Particle |
-
2022
- 2022-08-31 KR KR1020220109587A patent/KR102682097B1/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005506313A (en) | 2001-05-31 | 2005-03-03 | ロレアル | Aerosol composition comprising silicate particles and a surfactant |
| JP2004123411A (en) * | 2002-09-30 | 2004-04-22 | Catalysts & Chem Ind Co Ltd | Method for producing zeolite microspheres |
| CN102898174A (en) | 2011-07-29 | 2013-01-30 | 深圳光启创新技术有限公司 | Porous ceramic microsphere material and preparation method thereof |
| CN110170298A (en) | 2019-05-29 | 2019-08-27 | 北京化工大学常州先进材料研究院 | A kind of method that slurry composite algorithm prepares magnesium silicate magnesium carbonate composite adsorbing material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20240030482A (en) | 2024-03-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Xiong et al. | Polymer stabilized droplet templating towards tunable hierarchical porosity in single crystalline Na3V2 (PO4) 3 for enhanced sodium‐ion storage | |
| Jo et al. | Multiscale phase separations for hierarchically ordered macro/mesostructured metal oxides | |
| JP7303584B2 (en) | METHOD AND APPARATUS FOR FORMING ELECTRODE CATALYST LAYER BY ELECTROSPRAY | |
| KR102187829B1 (en) | Composite of aerogels and hydrogels carrying active material | |
| CN105217601A (en) | A kind of preparation method with the porous hollow carbon ball of high-specific surface area | |
| PT1334498E (en) | Modified oxygen reduced valve metal oxides | |
| CN104743542B (en) | A kind of hollow mesoporous carbon spheres and preparation method thereof | |
| CN108675824B (en) | Porous rare earth zirconate powder for plasma physical vapor deposition thermal barrier coating and preparation method thereof | |
| Yu et al. | Preparation of paraffin/SiO2 aerogel stable-stabilized phase change composites for high-humidity environment | |
| CN109650935A (en) | A kind of preparation method of the adjustable alumina porous ceramic film of hole shape | |
| CN106986989A (en) | A kind of preparation method of polyamide hollow nanospheres | |
| KR102682097B1 (en) | Preparing method of micro porous sphere particle for aerosol generator using benard cell effect | |
| Liu et al. | Three‐Dimensional Coffee‐Ring Effect Induced Deposition on Foam Surface for Enhanced Photothermal Conversion | |
| CN108298965B (en) | Method for preparing hierarchical porous material by adopting direct-writing forming technology | |
| WO2017141821A1 (en) | Manufacturing method for core-shell-type porous silica particle | |
| CN107488939B (en) | Preparation method, carbon nano-fiber non-woven fabrics and the carbon nano-fiber of carbon nano-fiber non-woven fabrics | |
| US20220227671A1 (en) | Method for preparation of porous mullite ceramic from pickering emulsion | |
| JP2019043825A (en) | Inorganic particles | |
| EP4574253A1 (en) | Method for producing high strength ceramic particles, and method for producing micro-porous spherical particles for aerosol generator using benard cell phenomenon | |
| CN101734680A (en) | Method for preparing spherical amorphous boron powder by spray drying method | |
| EP2251077A1 (en) | Process for producing ceramic microparticle and ceramic microparticle producing apparatus therefor | |
| CN108190866B (en) | A simple method for controlling the synthesis of sea urchin-like graphene balls by a water-in-oil emulsion method | |
| CN104275171A (en) | Preparation method of silicon dioxide nano-layer coated gamma-aluminium oxide powder material | |
| CN105688760A (en) | Oxide composite aerogel of micro-nano porous structure with both micro-porosity and nano-porosity and preparing method of oxide composite aerogel | |
| Kozawa | Preparation of macroporous Mn3O4 microspheres via thermal decomposition in water vapor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20220831 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| PA0302 | Request for accelerated examination |
Patent event date: 20230131 Patent event code: PA03022R01D Comment text: Request for Accelerated Examination Patent event date: 20220831 Patent event code: PA03021R01I Comment text: Patent Application |
|
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20231004 Patent event code: PE09021S01D |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20240618 |
|
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20240702 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20240702 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration |