JP2018501977A - 二重壁管の製造方法 - Google Patents

Abstract

二重壁管の製造方法が提供される。この方法は、一方の管がもう一方の管の内部にある２つの管の押し出しを含む。外側管の外周りに第１の成形型を配置し、内側パリソンの内部に沿って支持体を配置する。次いで流体を内側管と外側管の間の空洞に注入して、第１の成形型に沿って外側管を成形する。

Description

本発明は、例えば、喫煙材を加熱する装置で加熱管として使用することができる二重壁管の製造方法に関する。

通常、二重壁管などの多重壁容器の製造は、複数の製造工程を必要とする。従来は、内側管と外側管を別々に成形して互いに組み合わせて封止した後に、妥当な場合に、複数のチェンバーのうちの少なくとも一つを埋める。

本明細書に記載のいくつかの実施態様では、ａ）一方の押出管がもう一方の押出管の中に配置されている２つの押出管を形成する工程と、ｂ）外側の管の外周に第１の成形型を設け、内側管の内部に沿って支持体を設ける工程と、ｃ）内側管と外側管の間の第１の空洞に流体を注入して第１の成形型に沿って外側管を成形する工程であって、流体の少なくとも一部は、内側管と外側管の間の第１の空洞に保持されており、流体は、活性化して熱源または冷却材として機能しうる物質であるか、前記物質を成分として含む工程とを含む二重壁管の製造方法が提供される。

流体は相変化材料であってもよい。

相変化材料は、酢酸ナトリウム三水和物を含んでもよい。

本発明の方法は、成形された二重壁管に開口を形成し、この開口を通じて流体を第１の空洞に注入する工程をさらに含んでもよい。

熱源または冷却材として機能する物質を活性化させる作動手段が、加熱管の開口の領域に取り付けられてもよい。

二重壁管は、加熱または冷却される材料を加熱または冷却する装置で使用される加熱管または冷却管であってもよく、また、内側管が、加熱または冷却される材料を収容する第２の空洞を画定してもよい。

二重壁管は加熱管であってもよく、物質は活性化されて熱源として機能することができ、本発明の方法は、第２の空洞に喫煙材を提供する工程をさらに含んでもよい。

本明細書に記載のいくつかの実施態様では、内側押出管が外側押出管の内部に配置されている２つの押出管を形成する工程と、外側押出管と成形型の間の空洞を真空にして成形型に沿って外側押出管を真空成形する工程とを含む、二重壁管の製造方法が提供される。

この方法は、活性化されて熱源または冷却材として機能し得る物質を、内側押出管と外側押出管の間の空洞に注入する工程をさらに含んでもよい。

上記物質は流体であってもよい。

上記物質は相変化材料であってもよい。

相変化材料は酢酸ナトリウム三水和物を含んでもよい。

本発明の方法は、上記物質を内側押出管と外側押出管の間の空洞に注入する前に、内側押出管を外側押出管に封止して、二重壁管の第１の端部を画定する工程をさらに含んでもよい。

本発明の方法は、前記物質を内側押出管と外側押出管の間の空洞に注入した後に、内側押出管を外側押出管に封止して、二重壁管の第２の端部を画定する工程をさらに含んでもよい。

本発明の方法は、第１の端部と前記第２の端部を切断して、二重壁管から不要な部分を取り除く工程をさらに含んでもよい。

本発明の方法は、上記物質を活性化させる作動手段を二重壁管に取り付ける工程をさらに含んでもよい。

本発明の方法は、上記物質が内側押出管と外側押出管の間の空洞に注入されているときに、内側押出管の長手空洞を流体で加圧する工程をさらに含んでもよい。

本発明の方法は、上記物質が内側押出管と外側押出管の間の空洞に注入されているときに、内側押出管の長手空洞内に挿入された支持体で内側押出管を支持する工程をさらに含んでもよい。

本発明の方法は、内側押出管の長手空洞に喫煙材を挿入する工程をさらに含んでもよい。

本明細書に記載のいくつかの実施によれば、喫煙材を加熱する機器で使用される加熱管も提供され、この加熱管は上述の方法のいずれかによって得られるか、得ることができる。

添付の図面を参照して実施態様を説明するが、これらは単なる例に過ぎない。
二重壁管を示す図である。 二重壁管を含む装置を示す図である。 二重壁管の製造工程を概略的に示す図である。 二重壁管の製造工程を概略的に示す図である。 二重壁管の製造工程を概略的に示す図である。 二重壁管の製造工程を概略的に示す図である。 二重壁管の製造工程を概略的に示す図である。 二重壁管の製造工程を概略的に示す図である。 二重壁管を含む装置の製造工程を概略的に示す図である。 二重壁管を含む装置の製造工程を概略的に示す図である。 二重壁管を含む装置の製造工程を概略的に示す図である。 二重壁管を含む装置の製造工程を概略的に示す図である。 二重壁管を含む装置の製造工程を概略的に示す図である。

本出願は、例えば喫煙材を加熱する装置で加熱管として使用することができる二重壁管の製造方法に関する。

図１は、二重壁管１の例を示す。二重壁管１は、内側円筒管２および外側円筒管３を備える。内側円筒管２は、外側円筒管３内に外側円筒管３と同軸配置される。外側円筒管３は一対の環状端部３ａ、３ｂを有し、内側円筒管２は端部２ａ、２ｂで開口している。これにより、内側円筒管２と外側円筒管３との間に囲まれた環状空間４が画定される。内側円筒管２によって、二重壁管１の中央を長手軸方向に延びる円筒形の空洞５が画定される。

図２は、図１に示す二重壁管と同様の二重壁管を備える装置７の概略図である。装置７は、喫煙材を加熱するよう構成された喫煙品である。

使用時には、紙巻きタバコや葉巻タバコなどの喫煙品は、タバコなどの喫煙材を燃焼させて煙を発生する。このような喫煙品の代わりとして、化合物は放出するが煙は発生しない製品を提供しようとする試みがなされている。このような製品の例としては、所謂「タバコ加熱器」製品が挙げられ、これは喫煙材を燃焼させるのではなく加熱することにより化合物を放出する。

図２に示す装置７は、喫煙材を燃焼させずに加熱するように構成されている。本明細書では、「喫煙材」という用語は、加熱の際に揮発成分を発生する任意の材料を含む。いくつかの実施態様では、喫煙材は任意のタバコ含有材料を含んでもよく、また、例えば、一種または二種以上のタバコ、タバコ抽出物、タバコ派生物、膨張タバコや再生タバコなどの処理タバコすなわち改良タバコ、またはタバコ代替品を含んでもよい。誤解がないように断っておくと、図２に示すような機器の使用時には、喫煙材は燃焼せず、煙も発生しない。

図２に示す装置７は、喫煙材を加熱する加熱管として使用される図１に示す二重壁管と同様の二重壁管８を備える。この装置７の二重壁加熱管８では、環状空間４が熱源チェンバー９を画定し、中央長手空洞５が加熱チェンバー１０を画定している。

加熱チェンバー１０は喫煙材１１を収容し、加熱チェンバー１０内で喫煙材１１を加熱することができるように構成されている。

熱源チェンバー９は熱源１２を収容するためのものである。熱源１２は発熱の必要に応じて活性化される。

例えば、熱源１２は、物理的状態の変化（例えば、液体から個体への変化）が誘発されたときに発熱する相変化材料を含んでもよい。適切な相変化材料としては、酢酸ナトリウム三水和物、水酸化ナトリウム一水和物、水酸化バリウム八水和物、硝酸マグネシウム六水和物、および塩化マグネシウム六水和物などの水和塩を含む水和塩相変化材料が挙げられる。

酢酸ナトリウム三水和物は室温で安定し、無害である。また酢酸ナトリウム三水和物の液体から個体への相変化は、様々な活性化剤で確実かつ迅速に誘発することができ、これら活性化剤のうちの少なくとも一部を別途設けた活性化チェンバーに取り込み、必要に応じてこの活性化剤を搬送して相変化材料と接触させ、熱源を動作させることができる。

また、熱源１２は、発熱反応を起こすことができる複数種の試薬を含んでもよい。熱源１２は２種以上の試薬で起こる発熱化学反応であってもよい。この発熱化学反応は、水で活性化される反応であってもよく、その場合は水、水溶液、または懸濁液を一種以上の試薬に加えることで発熱化学反応を起こす。

水による発熱化学反応を引き起こすために水と組み合わせて使用される試薬としては、酸化カルシウム（ＣａＯ）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）、および硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４）が挙げられる。いくつかの実施態様では、これらの試薬は粉末、顆粒、小粒、または小塊などの固体形状で提供されるが、他の形状で使用されてもよい。これらの材料は専用のアクチュエーター内に備えられていてもよく、またそれ以外にも、必要に応じて搬送して水または水溶液に接触させ、熱源を活性化させてもよい。

他の実施態様では、発熱反応は、どちらも水以外の二種以上の試薬で引き起こされる反応であってもよい。例えば、発熱反応は酢酸などの有機液体で引き起こされてもよい。

上述の熱源のうちの一つまたはその組み合わせを、図２に示すタイプの装置の熱源１２として使用してもよい。

加熱管８は、熱源１２が加熱チェンバー１０を十分に加熱することができ、喫煙材１１を燃焼させずに喫煙材１１の成分を揮発させることができるように構成されている。通常は、図２の例に示すように、加熱管８は、加熱チェンバー１０が熱源チェンバー９に隣接して設けられるように構成される。従って、使用時には、熱源１２からの熱エネルギーが加熱チェンバー１０を加熱する。

図２に示す例では、熱源チェンバー９と加熱チェンバー１０は加熱管８内で同軸層をなしており、加熱チェンバー１０は熱源チェンバー９の中央長手空洞内に位置している。このような構成によって、熱が熱源チェンバー９から加熱チェンバー１０へと効率よく伝達される。

装置７は、加熱管８の一方の端部に端部キャップ１３をさらに備え、この端部キャップ１３は複数の空気路１４を備える。加熱管８のもう一方の端部には、吸い口１５が設けられている。この環状の吸い口１５は開口を有し、この開口を通じて、加熱チェンバー１０内の喫煙材１１と装置７の外部との間を流体流通する流路１６が提供される。加熱管８の外周面には、アクチュエーター１７が備えられている。

アクチュエーター１７は、その実例についてはさらに詳しく後述するが、熱源１２の発熱を引き起こして加熱チェンバー１０の温度を上昇させる手段を含む。従って、装置７の使用を開始するには、使用者はアクチュエーター１７を動作させることで喫煙材１１を加熱する。次に使用者は吸い口１５で吸い込むことで装置７を使用することができる。これにより外気が空気路１４を通って加熱チェンバー１０内の喫煙材１１を通過し、吸い口１５の流路１６を通って使用者への口内へと吸い込まれる。このようにして、使用者が吸い込むと、喫煙材１１を加熱した際に発生したニコチンや芳香蒸気などの物質をガス流に取り込むことができる。

加熱管８に使用されるアクチュエーター１７の種類は、使用される熱源の種類に基づいて選択してもよい。

アクチュエーター１７は、例えば、射出成形品、または熱成形品、または真空成形品であってもよく、締まりばめを含む適切な手段および／または適切な接着、溶接、熱融着などで加熱管８に取り付けられてもよい。アクチュエーター１７は、熱源１２を動作させるためのボタンやその他の手段を備えていてもよい。

例えば、熱源が相変化材料を含む場合は、アクチュエーター１７が核生成点を提供して相変化材料の結晶化を引き起こすように構成されてもよい。この場合、相変化材料を種結晶と接触させて相変化を引き起こしてもよい。あるいは、核生成をもたらす鋭く尖った先端（sharp point）または打ち抜き生器（clicker）で相変化を引き起こしてもよい。

いくつかの実施態様では、アクチュエーター１７を動作させて反応物質と活性化剤を混合してもよい。例えば、固体粒子形状（例えば、粉末状および／または塊状）の酸化カルシウム（ＣａＯ）を熱源チェンバー９内の水または水溶液に加えて発熱反応を起こしてもよい。

アクチュエーター１７は、アクチュエーター１７の作動時に破裂することにより熱源１２を動作させる破裂要素を含んでもよい。破裂障壁を含むアクチュエーターを加熱管８の表面に取り付けることで熱源チェンバー９を密閉することの利点は、熱源１２を含む加熱管８とアクチュエーター１７とを別々の部品として形成して供給することができ、従って装置７の他の部品との組み立てが容易であることにある。さらに、このような別々の部品は、下記の第１の例で説明するように、熱源１２を流体圧媒体として使用して加熱管８を吹き込み成形する第１の工程と、アクチュエーター１７を接続する第２の工程の２つの作業だけで作製することができる。

吸い口１５はフィルタ１８を備えてもよい。フィルタ１８は、ろ過材を含んでもよく、このろ過材は喫煙材１１を加熱することで生じる一種以上の物質を結合および／または除去できる任意の材料であってよい。例えば、フィルタ１８はセルロースアセテートトウを含んでもよい。

従って、便宜上加熱管８は、熱源１２または熱源チェンバー９が吸い口１５の流路１６と流体連通しないように構成される。従って、熱源１２が発した気体を使用者が吸い込むことはできない。

実際には、加熱管８は、二重壁構造にすることで、熱源１２と喫煙材１１との接触を防ぐように構成される。

加熱管８を二重壁構造にする利点は、熱源チェンバー９内の熱源１２が発した熱を加熱チェンバー１０へ効率よく伝達できることにもある。例えば加熱管８またはその一部が熱伝導性を有するように構成してもよい。

さらに、便宜上加熱管８は、熱的に十分に安定しており熱源１２が生じる温度に耐え得るよう構成されてもよい。加熱管８を断熱させて、使用者が熱源１２でやけどしないように構成してもよい。

また、加熱管８は装置７の他の部品を支持するに足る充分な構造的弾性を有していてしてもよく、また使用者による取り扱いや使用に耐え得る十分な堅牢性を有していてもよい。

熱源１２が相変化材料を含むいくつかの例では、加熱管８は透明材料で作製されていて、加熱管８の中身が使用者に見えるようになっている。

一般的には、加熱管８は気体を透過せず、熱的に安定し、熱を伝導する材料で作製することができ、その材料の例は上述の通りである。加熱管２は好ましくはＰＥＴなどの熱可塑性樹脂重合体を含む。

図２に示すタイプの装置では、加熱管８の長さを約１３０ｍｍ、直径を例えば約７〜８ｍｍまたは１５〜１８ｍｍとすることができる。加熱管８の直径は両端で同じでもよく、長さ方向に沿って直径が違ってもよい。例えば、加熱管８は、装飾目的または人間工学目的に合う形状でもよく、吸い口１５、端部キャップ１３、アクチュエーター１７、またはその他の付属品の締まり嵌めに適した形状であってもよい。

図１に示す二重壁管１は、横方向に延びた平坦な端部壁を備える。しかしながら、二重壁管の両端は、必要に応じて好ましい形状または構成を有することができる。いくつかの実施態様では、二重壁加熱管８の一方の端部を吸い口１５の形状にすることができるので、射出成形で吸い口部を設けるなど、別途吸い口を作製する必要がない。これらの例または他の例では、加熱管８の一方の端部は端部キャップ１３の形状にすることができるので、射出成形で端部キャップを設けるなど、別途端部キャップを作製する必要がない。

二重壁管の製造方法の第１の例
図１に示すような二重壁管の製造方法の第１の例について説明する。

第１の工程では、２つの開管を押出機の押出ヘッドから押し出す。この２つの管の押し出しは、第１の外側大径管が第２の内側小径管の周りに離して配置されるように行われる。この押し出された２つの管の間に、環状の空間が画定される。内側に押し出された管は最終的に完成した二重壁管１の内側円筒管２となり、外側に押し出された管は最終的に外側円筒管３となる。

押出機は、例えば、２つの環状押出口を備えており、同心管を押出成形できるようになっている。この場合、１つの環状押出口はもう一方の押出口の内部に配置される。

このような環状押出口を使用する代わりに、少なくとも１回のシート押出成形で１枚以上のシートを押し出し、それらを封止して一方または両方の押出管を作製してもよい。例えば、割り型片を使用して押出成形品を封止してもよい。

内側管と外側管を同時に押し出してもよい。あるいは、一方の管を他方の管よりも先に押し出してもよい。例えば、先に押し出した外側管の中心部に内側管を押し出してもよく、あるいは、先に押し出した内側管の周りに外側管または１枚以上の成形可能なシート状押出物を押し出してもよい。

押し出される材料は、好ましくは熱可塑性プラスチック材料であり、１台以上の押出機で供給されてもよい。この１台以上の押出機は、送りねじまたはピストンを有していてもよい。

押し出しは連続的であっても、間欠的であってもよい。プラスチック材料が絶えず押し出されてはいない間欠的な押出処理では、便宜上、位置決め工程、型締め工程、吹き込み成形工程、放出工程の１サイクルが完了するまでに十分な時間をかけてもよい。例えば、この方法には、押し出しが中断されたときにはピストン構造に押出される材料が溜まる貯留ヘッド押出機（accumulating head extruder）の使用が適している。

これとは別に連続押出処理を、押し出した管を切断して押し出した管をどこか他の所で成形するために押出ヘッドから搬送するための手段を使用して行い、押出管を成形してもよい。このような構成により、押出処理と成形処理とを同時に行うことができるという利点が得られる。

管を切断する手段を設けて、押し出した管を押出口の近傍で切断してもよい。

任意の適切な熱可塑性プラスチック材料を、二重壁管１の成形に使用することができる。適切な熱可塑性プラスチック材料としては、ポリエチレンテフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン、およびポリカーボネート（ＰＣ）が挙げられる。

一方または両方の押出管は、１つ以上の共押出層を有していてもよい。

従って、一方または両方の押出管は、一層または多層構造を有していてもよい。どちらの管も、任意の層、例えば、水分の透過を防ぐ防湿層として機能する材料を含む外側層を備えていてもよい。

さらにまたはあるいは、一方または両方の管を、装飾ストリップまたは色が異なる複数のセグメントで押し出してもよい。

また、これらの効果は、それぞれが組成の異なる材料を押し出す複数の押出機を使用しても達成することができる。この構成によれば、複数の押出機を共通の押出ヘッドに接続して、出口ノズル（この出口ノズルは当該技術では「ダイとピン（die and pin）」と呼ばれることが多い）から、少なくとも一層をなす管または少なくとも１つ以上のセクションを有する管が出てくるように構成することができる。続いて、第１の外側成形型と第２の内側成形型を備える吹き込み成形機に押出管を搬送する。

第１の外側成形型は複数の吹き込み成形型を備える割り型であってもよく、この成形型は、外側押出管の周りで閉じるように構成される。通常は、第１の成形型は寸法と形状が実質的に同じ２つのセクションを備える。

第１の成形型は外側成形型であり、その内面は、最終的に二重壁管１の外側円筒管３となる外側押出管の外周面を画定する。図１に示す二重壁管１の場合は、二重壁管１つまり第１の成形型内の空洞は、実質的に円筒状である。

第２の成形型は心棒形状を有し、成形型の空洞内に内側押出管の中央下方へと差し込まれる。第２の成形型は最終的に二重壁管１の内側円筒管２となる内側押出管の最内長手方向面を支持するように機能する。また、この心棒は、成形処理の間に内側押出管を支持するのにも役立つ。図１に示す実施態様では、内側円筒管２の内周面つまり第２の成形型の外周面は、実質的に円筒状である。内側成形型は押出管の全長に及んでいてもよい。

内側成形型は、内側押出管の内周面の形状を維持することに加えて、吹き込み成形処理の間に内側押出管を支持してもよい。

内側成形型は複数のセクションを備えていてもよい。例えば、内側成形型は、成形型の空洞の両端からその内部を延び中央付近で接触する２本の心棒を備えていてもよい。このような複数の離間可能なセクションを含む内側成形型を使用すると、出来上がった加熱管を内側成形型から取り外しやすくなる。

使用時には、第１の成形型のこれらセクションは押出管の周りに接合され、第２の成形型は、内側押出管の中心部に沿って長手方向に挿入される。

成形を行う位置にあるときは、第１の成形型の一部が第２の成形型の一部と封止部を形成してもよい。このようにして、第１の成形型と第２の成形型の一端または両端が、管を切断する手段を備えていてもよい。さらに、第１の成形型と第２の成形型を使用して、内側押出管と外側押出管を一端または両端で結合してもよく、そうすることで第１の成形型と第２の成形型を、二重壁管１の一端または両端を画定し成形する吹き込み成形型として使用してもよい。

内側押出管と外側押出管の一端または両端は、任意の適切な手段で結合することができる。例えば、スピン溶接などの摩擦溶接技術、レーザー溶接、超音波溶接、または接着などで結合することができる。

成形型は、任意の適切な材料、例えば金属などで作製することができる。

成形型は、熱可塑性プラスチック材料の温度を制御する手段を備えてもよい。

吹き込み成形機は、第１の押出管と第２の押出管の間の環状空洞に流体を注入することでその空洞を膨張させて、内側成形型と外側成形型に沿って熱可塑性プラスチック材料を成形して二重壁管１を作製する手段を備える。

流体圧媒体は空気などの気体を含んでもよい。

これとは別に流体圧媒体は液体でもよい。任意の適切な液体を使用することができる。

上述のように、いくつかの実施態様では、二重壁管１は加熱管として使用されるように構成されてもよく、この場合は、内側管２と外側管３の間に画定される環状空間４が、二重壁管１の中央長手空洞５を加熱する熱源１２を備えるように構成されてもよい。この場合、熱源１２（液状化合物であってもよい）は、流体圧媒体として使用することができるという利点を有する。このようにして、二重壁管１の吹き込み成形と熱源６による環状空間４の充填とを同時に行うことができる。

いくつかの実施態様では、熱源１２は相変化材料を含み、この相変化材料は、例えば、液体状態から固体状態に遷移するなどの物理的状態の変化が起こったときに発熱する。この場合は、流体圧媒体は単一の相変化材料または複数の相変化材料を含んでもよい。

相変化材料を精確に配合することで、発生する温度と流体圧媒体として使用される材料の適合性とに影響を与えることができる。例えば、相変化材料が酢酸ナトリウム三水和物を含む場合は、水の配合量が多くなるにつれて、相変化で達成される温度が低くなるということが分かっている。さらに、すでに機器に組み込まれているか使用前に機器に組み込まれる別の物品であるかに関わらず、液体状態にある相変化材料の安定性を配合によって高めることができ、また、相変化熱源１２の保存可能期間を延ばすことができる。

相変化材料は流体圧媒体として使用するのが特に適している、というのも、流体圧媒体が使用される際の高温高圧条件は、相変化材料の結晶化や早発活性化を防ぐのに特に有用であることが分かっているからである。その一方、これと同じ高温高圧条件で相変化材料を使用して事前に成形された二重壁管を充填すると、プラスチックが軟化して変形してしまうおそれがある。しかし、このような影響は、二重壁管の成形の際は問題にはならず、実際は、熱可塑性プラスチック材料を成形品に成形する際の一助となり得る。これに対し、準最適温度かつ準最適圧力にある相変化材料を使用して事前に成形された二重壁管を充填すると、相変化材料が早発活性化してしまう危険性が高まるおそれがある。

熱源１２が水で活性化される反応を起こす例では、流体圧媒体は水または水溶液を含んでもよい。

熱源の反応を、どちらも水以外の二種以上の試薬で引き起こす例では、一方の試薬を流体圧媒体として使用してもよい。

この流体圧媒体を、内側押出管と外側押出管の間の環状空洞に流し込んで、外側成形型に沿って外側押出管を、内側成形型に沿って内側押出管を吹き込み成形することにより二重壁管１を形成する。

流体圧媒体が少なくとも一種の相変化材料化合物を含む例では、まず２つの押出管を一方の端部で封止して、その後押出管のもう一方の端部から、２つの押出管の間に形成された環状空洞に流体圧媒体を吹き込んでもよい。続いて押出管をもう一方の端部で封止して、相変化材料を環状空洞内に密封してもよい。

２つの押出管の間の環状空洞への流体圧媒体の注入は、任意の適切な手段および任意の適切な位置で行うことができる。例えば、１本以上の吹き込み成形心棒または吹き込みピンで、流体を注入することができる。

吹き込み成形型と吹き込み成形型セグメントはそれぞれ、成形型が閉形状にあるときに１本以上の吹き込みピンを収容するように構成されてもよい。１本以上のピンを収容可能とすることで、１つ以上の成形型または成形型セクションの組み立てまたは取り外しが容易になる。

便宜上二重壁管１を吹き込み成形するための１本以上の吹き込みピンは、加熱管の一端または両端にある２つの押出管の間の隙間を介して環状空洞に差し込むことができる。

これとは別に吹き込みピンを、２つの押出管の間の環状空洞に、内側押出管若しくは外側押出管のいずれかまたはその両方の長手方向の円柱面に沿った位置で差し込んでもよい。

押出管の長手方向面に注入することの利点は、吹き込み成形処理の間に二重壁管１の両端を成形することができることにある。

１本以上の吹き込みピンを取り外したときに、二重壁管１の表面に１つ以上の開口６（図１参照）が残っていてもよい。続いてこの１つ以上の開口６を適切な方法で封止してもよい。例えば、１つ以上の開口を栓や蓋で封止してもよく、適切な接着剤または熱溶着工程で固着してもよい。

必要に応じて、封止の前に、この１つ以上の開口６を使用して、内側円筒壁２と外側円筒壁３の間に画定された環状空間４を充填してもよい。例えば、二重壁管１が加熱管として使用されるように構成される実施態様では、１つ以上の開口６により熱源を環状空間４に挿入してもよい。これは、流体圧媒体が熱源を構成していない場合、または熱源の全ての成分を構成しているのではない場合に特に適切である。

さらにまたはあるいは、１つ以上の開口６を使用して、アクチュエーターを設置することができる。例えば、二重壁管１が加熱管として使用されるように構成される実施態様では、熱源を動作させるよう構成されたアクチュエーターが１つ以上の開口６に接続しており、それによって環状空間４内の熱源に接触している。

吹き込みピンが環状空間４内を二重壁加熱管８の一端または両端近くまで延びている図２に示すタイプの装置７の例では、残っている開口を、吸い口１５または端部キャップ１３で覆ってもよい。

吹き込み成形が完了し、二重壁管１を十分に冷却した後は、内側成形型のセクションと外側成形型のセクションを取り外す。

内側成形型の形状は、二重壁管１を形成した後に成形型を容易に取り出すことができるという必要性で制限されてもよい。分離した複数のセクションを含む内側成形型を使用することにより、完成した二重壁管１から成形型が取り外しやすくなる。

二重壁管からの成形型の取り外しを容易にするために、吹き込み成形機はさらに排出器を備えてもよい。この排出器は、排出ピストンまたは排出空気弁すなわち空気圧が排出手段として使用される「飛び出し弁（popper valve）」を備えてもよい。吹き込み成形型および吹き込み成形型セクションはそれぞれ、１つ以上の排出器を備えてもよい。この排出器は、吹き込み成形機の周辺領域に配置されてもよく、そうすることにより、排出器が、成形された二重壁管の一端に作用する。例えば、排出器がまだ完全に硬化しきっていないプラスチックの壁にくぼみを残してしまう場合は、排出器は、後で端部キャップ、アクチュエーター、または吸い口などのさらなる部品で覆う予定の二重壁管の一部領域に作用してもよい。排出器が残したくぼみは、二重壁管１の外観に悪影響を及ぼし、その程度によっては、二重壁管の構造的脆弱化につながるおそれがある。

加熱管の形成に使用される材料によっては、ポリマーを硬化する工程がさらに必要な場合もある。

二重壁管の製造方法の第２の例
図１に示すような二重壁管１の製造方法の第２の例について説明する。

まず、図３ａ〜３ｆには、二重壁管の製造過程の第２例における工程を実施するための装置が概略的に示されている。

この装置は、第１の成形型セクション２００ａと第２の成形型セクション２００ｂを含む成形型２００を含む。第１の成形型セクション２００ａと第２の成形型セクション２００ｂは互いに向き合っており、成形型２００の第１の端部に第１の成形型口２００ｃを画定し、成形型２００の第２の端部に第２の成形型口２００ｄを画定する。この装置は、第１の成形型口２００ｃに向き合う押出ヘッド２０２を含む押出機をさらに含む。押出ヘッド２０２は、同心の外側環状押出口２０２ａと内側環状押出口２０２ｂを有する。

図３ａに示す第１の工程では、第１の成形型セクション２００ａと第２の成形型セクション２００ｂが開形状にあり、押出ヘッド２０２が第１の成形型セクション２００ａと第２の成形型セクション２００ｂで画定された成形型空洞２０８内に内側押出管１０２と外側押出管１０３を押し出すようになっている。外側押出管１０３は外側押出口２０２ａから押し出され、内側押出管１０２は内側押出口２０２ｂから押し出され、両管は第１の成形型口２００ｃから成形型空洞２０８を経て第２の成形型口２００ｄの外へと延びる。内側押出管１０２は、外側押出管１０３と同軸状になっており、両管の間に丸管空洞１０４が画定される。

内側押出管１０２と外側押出管１０３は、例えば、第１の例で述べたいずれの熱可塑性プラスチック材料を含んでもよい。

図３ｂに示す第２の工程では、第１の成形型セクション２００ａと第２の成形型セクション２００ｂを（矢印Ｂで示すように）互いに近づけて、成形型２００が外側押出管１０３と内側押出管１０２の周りで閉まった閉形状にし、第１の端部と第２の端部で成形型空洞２０８を実質的に封止する。

図３ｃに示す第３の工程では、真空ポンプなどの真空発生装置（図示せず）で、成形型空洞２０８と成形型２００の外部をつなぐ複数の通気路２１０を経て（矢印Ｃで示すように）成形型空洞２０８から空気を抜いて、成形型空洞２０８を真空にする。成形型空洞２０８を真空にすると、丸管空洞１０７と成形型空洞２０８の間の外側押出管１０３に圧力差が生じ（丸管空洞１０７内の圧力が成形型空洞２０８内の圧力よりも高くなる）、これにより、成形型空洞２０８内の外側押出管１０３を成形型２００の内面２１１に沿って成形する。

図３ｄに示す第４の工程では、第１の結合器２１２によって、外側押出管１０３と内側押出管１０２を第２の成形型口２００ｄ付近で結合して、丸管空洞１０４を一端で封鎖する。この結合は、例えばスピン溶接などの摩擦溶接技術の利用、レーザー溶接、超音波溶接、接着、または押し出し処理自体で生じた余熱を利用するなどの複数の方法のうちの１つで達成することができる。

また、図３ｄにも示す第５の工程では、熱源、すなわち活性化して熱１２を発する材料を、矢印Ｅで示すように丸管空洞１０４の開放端から丸管空洞１０４内に注入する。ある例では、熱１２を発する材料で丸管空洞１０４を充填して、矢印Ｆで示すように、丸管空洞１０４から空気を排出する。さらに別の例では、熱１２を発する材料で丸管空洞１０４を充填する前に、丸管空洞１０４から空気を排出する。

熱１２を発する材料で丸管空洞１０４を充填すると、内側押出管１０２の望ましくない変形を引き起こす圧力変化を防ぐように内側押出管１０２を支持することができる。例えば空気などの加圧流体を充填して、内側押出管１０２を支持してもよい。これとは別に内側押出管１０２の長手空洞に差し込まれた心棒などで、内側押出管１０２を支持してもよい。

二重壁品の製造の第１の例で述べたように、熱１２を発する材料は、物理的状態が変化したときに熱を放出する相変化材料であってもよい。従って、丸管空洞１０４に注入される熱１２を発する材料は、固体状態への相変化が引き起こされたときに熱を発する液体であってもよい。適切な材料の例としては、前にも述べたように、水和塩などがあげられる。

図３ｅに示す第６の工程では、第２の結合器２１４によって、外側押出管１０３と内側押出管１０２を第１の成形型口２００ｄ付近で結合して、丸管空洞１０４を第２の端部で封鎖して、丸管空洞１０７を第１の端部と第２の端部の両方で封鎖し、熱１１２を発する材料を丸管空洞１０７内に密封する。この結合は、第４の工程で述べた手法のいずれかを利用して達成される。

図３ｆに示す第７の工程では、第１の切断器２１６と第２の切断器２１８で、外側押出管１０３と内側押出管１０３の第１の端部と第２の端部をそれぞれ切断して、無駄な管状部分を取り除く。この切断は、外側押出管１０３と内側押出管１０２が結合している領域で行われ、内側押出管１０２が両端で開口している状態にする。

この第７の工程によって、図１で説明した二重壁管と同様の（熱１２を発する材料で予め充填されているが）二重壁管を作製し、この二重壁管が成形型２００から取り出す。

回転して製造中の二重壁管をある場所から次の場所へと移動させる回転ホイールを備えた回転ホイール式生産機（図示せず）を使用して、図３ａ〜図３ｆを参照して説明した１つ以上の製造工程をそれぞれ異なる場所で行ってもよい。このようにして、回転ホイール式生産機は、異なる製造段階にある複数の二重壁管が同時に機械内に存在する状態で、複数の二重壁管を同時に製造することができる。このような構成により、二重壁管の生産性を上げることができる。

図４ａ〜４ｅには、このような二重壁管１を出発点として使用して、図２を参照して上述した機器と同様の装置７を組み立てまたは製造する工程が概略的に図示されている。

図４ａに示す第１の工程では、熱１２を発する材料を活性化させるアクチュエーター１７を、矢印Ｇで示すように、外側管３に取り付ける。図２を参照して上に説明したように、アクチュエーター１７の実際の性質は、熱１２を発する材料の性質に依存することになる。

いくつかの実施態様では、アクチュエーター１７が取り付けられている外側管１０３の領域は、外側管１０３の残りの部分よりも薄い。これは、アクチュエーター１７が例えば先の尖った部分などの部品を含み、これで外側管１０３を貫いてアクチュエーターを動作させて材料１２の相変化を起こす処理を開始させなければならない場合に有益である。この領域の厚みは、押出処理中に押出ヘッド内のダイとピンを適切に動かすか、または成形型空洞内に第２の引き抜き領域を作ることで制御する（これは当該技術で「壁厚制御」と呼ばれる）ことができる。

図４ｂに示す第２の工程では、通気口キャップ１３を、例えばスナップ嵌めで、矢印Ｈで示すように、二重壁管１の第２の端部に取り付ける。

図４ｃに示す第３の工程では、矢印Ｉで示すように、喫煙材１１を内側管２の開放端からその長手空洞に、例えば押し込んで挿入する。喫煙材１１の形態は、上述したうちのいずれであってもよい。

図４ｄに示す第４の工程では、矢印Ｊで示すように、吸い口１５を、二重壁管１の端部を覆うように取り付け、図４ｅに示すような装置７を完成させる。

この例では、通気口キャップ１３と吸い口１５は二重壁管１とは別の部品であり、上述の押し出し処理と成形処理の後に、二重壁管１に組み付ける。他の例では、上述の押し出しおよび成形処理中に、例えば適切な形状の成形型を使用して、通気口キャップ１３と吸い口１５の一方または両方を二重壁管１と一体形成する。

上記の例では、二重壁管は環状空間を有する加熱管として使用されるよう構成されており、この環状空間は、内側管と外側管の間に画定され、活性化して熱源として機能し得る材料を収容するように構成されているが、その代わりに、二重壁管は環状空間を有する冷却管として使用されるよう構成されてもよく、この環状空間は、内側管と外側管の間に画定され、活性化して冷却材として機能し得る材料を収容するように構成されてもよい。

この材料は、活性化して二重壁品の中央長手空洞に収容されているさらなる材料を冷却してもよい。

この活性化して冷却材として機能し得る材料もまた、相変化材料であってもよい。

本発明の実施態様は、適用され得る法律および／または規制、例えば非限定的な例による風味剤、添加剤、排出、成分などに関連する規制に適合するように構成されている。例えば本発明は、本発明を実施する機器が、使用者が調整する前後において適用される規制に適合するように構成されている。そのような実施は、全ての使用者が選択できる状況で適用される規制に適合するように構成されていてもよい。いくつかの実施態様では、この構成は、本発明を実施する機器が全ての使用者が選択できる状況で、例えば非限定の例、試験閾値／排出および／または煙成分の上限によって、必要な規制試験に合格するまたはそれを上回るように構成されている。

本開示に記載の様々な例は、特許請求の範囲に記載の特徴事項の理解を促すということだけを目的に提示されるものである。これらの実施態様は典型例として提示されているに過ぎず、包括的なものでも排他的なものでもない。言うまでもないことだが、本開示における利点、実施態様、実施例、機能、特徴事項、構造、他の態様は特許請求の範囲で画定する開示内容または特許請求の範囲の均等物に制限するものではなく、また本開示の範囲および／または意図から逸脱しなければ他の実施態様を利用し修正してもよいとみなすべきである。本発明様々な実施態様は、開示された部材、構成品、特徴事項、部品、工程、手段などの様々な組み合わせを適切に備えても、それらのみで構成されても、実質的にそれらのみで構成されてもよい。さらに本開示は、現在特許請求されてはいないが将来請求される可能性がある他の発明を含む。

Claims (20)

1. ａ）一方の押出管がもう一方の押出管の中に配置されている２つの押出管を形成する工程と、
   ｂ）外側管の外周りに第１の成形型を提供し、内側管の内部に沿って支持体を提供する工程と、
   ｃ）内側管と外側管の間の第１の空洞に流体を注入して第１の成形型に沿って外側管を成形する工程であって、流体の少なくとも一部は、内側管と外側管の間の第１の空洞に保持されており、流体は、活性化して熱源または冷却材として機能しうる物質であるか、物質を成分として含む工程と、
   を含む、二重壁管の製造方法。
2. 流体は相変化材料であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 相変化材料は、酢酸ナトリウム三水和物を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 成形された二重壁管に開口を形成し、この開口を通じて流体を第１の空洞に注入する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の方法。
5. 物質を活性化させて熱源または冷却材として機能させる作動手段が、加熱管の開口の領域に取り付けられることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の方法。
6. 二重壁管は加熱または冷却される材料を加熱または冷却する機器で使用される加熱管または冷却管であり、内側管によって画定される第２の空洞が加熱または冷却される材料を収容することを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の方法。
7. 二重壁管は加熱管であり、物質は活性化されて熱源として機能することができ、方法は、第２の空洞に喫煙材を提供する工程をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 内側押出管が外側押出管の内部に配置されている２つの押出管を形成する工程と、
   外側押出管と成形型の間の空洞を真空にして成形型に沿って外側押出管を真空成形する工程とを含む、二重壁管の製造方法。
9. 活性化されて熱源または冷却材として機能し得る物質を、内側押出管と外側押出管の間の空洞に注入する工程をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の二重壁管の製造方法。
10. 物質は流体であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 物質は相変化材料であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 相変化材料は酢酸ナトリウム三水和物を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 物質を内側押出管と外側押出管の間の空洞に注入する前に、内側押出管を外側押出管に封止して、二重壁管の第１の端部を画定する工程をさらに含むことを特徴とする請求項９乃至１２いずれか１項に記載の方法。
14. 物質を内側押出管と外側押出管の間の空洞に注入した後に、内側押出管を外側押出管に封止して、二重壁管の第２の端部を画定する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 第１の端部と第２の端部を切断して、二重壁管から不要な部分を取り除く工程をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 物質を活性化させる作動手段を二重壁管に取り付ける工程をさらに含むことを特徴とする請求項９乃至１５いずれか１項に記載の方法。
17. 物質が内側押出管と外側押出管の間の空洞に注入されるときに、内側押出管の長手空洞を流体で加圧する工程をさらに含むことを特徴とする請求項９乃至１６いずれか１項に記載の方法。
18. 物質が内側押出管と外側押出管の間の空洞に注入されるときに、内側押出管の長手空洞内に挿入された支持体で内側押出管を支持する工程をさらに含むことを特徴とする請求項９乃至１６いずれか１項に記載の方法。
19. 内側押出管の長手空洞に喫煙材を挿入する工程をさらに含むことを特徴とする請求項８乃至１８いずれか１項に記載の方法。
20. 喫煙材を加熱する機器で使用される加熱管であって、請求項１乃至１９いずれか１項に記載の方法で得られたまたは得られる加熱管。

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