(57)【要約】【課題】長寿命の架橋ポリエチレンパイプを提供する。【解決手段】２重量％未満のカーボンブラックを含む架橋ポリエチレン（「ＰＥＸ」）のパイプまたはチューブは、水中の塩素および次亜塩素酸のような酸化剤に対し改良した抵抗を提供する。そのパイプは、さらに高密度ポリエチレンまたは塩化ポリエチレンの薄い管状コア（内側層）で保護され得る。パイプは必要に応じて、カーボン含有ＰＥＸ層から放射状に外向きに連続して配置されたポリ（エチレン−ｃｏ−ビニルアルコール）（「ＥＶＯＨ」）のような酸素バリヤー層を有し得る。そのパイプは、飲料水用途および温水放射加熱システムに適している。【選択図】図１
2010012788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層パイプの作製プロセスであって、該方法は、
（ａ）少なくとも６５％のゲル含有量まで架橋可能であり、０．１〜１．７５重量％のカーボンブラックを含有する架橋ポリエチレンの相対的に厚い壁の内側管状層；および
（ｂ）架橋ポリエチレンの外側管状層であって、カーボンブラックを含有せず、少なくとも６５％のゲルレベル含有量まで架橋可能であり、内側層から放射状に外側に連続して配置され、内側層と溶融結合され、該架橋ポリエチレンの外側管状層は、選択されたサービスにおいて設置するために黒以外で着色され、そして内側管状層と外側管状層との組み合わせた厚さは、適用可能なパイプコードの仕様に適合する、外側管状層、
を共押出する工程を包含する、方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプロセスであって、以下の工程：
少なくとも０．０２５ｍｍであるが１．５２ｍｍ以下の壁の厚さを有する保護ポリマーの内側管状コアを押し出す工程であって、該保護性ポリマーが、７ｍｍ〜１５２ｍｍの範囲のパイプの名目上の直径より、２８〜１００倍小さな最大の壁の厚さを有する、高密度ポリエチレンおよび塩化ポリエチレンからなる群から選択され、２８倍の比は小直径の非標準的な直径比率（ＳＤＲ）−９パイプに帰し、１００倍の比は大直径のＳＤＲ−９パイプに帰し、ここで該高密度ポリエチレンが０．９４１ｇ／ｃｍ３〜０．９６３ｇ／ｃｍ３の範囲の密度を有し、該塩化ポリエチレンが５〜５０重量％の範囲の塩素含有量を有する工程、
を包含する、方法。
【請求項３】
架橋ポリエチレン組成物であって、該架橋ポリエチレン組成物が、酸化および紫外線に対する抵抗を改良しており、０．１〜２．０重量％未満のカーボンブラックを含有し、該カーボンブラックが、２７ｎｍ未満の粒径を有し、該架橋ポリエチレンが、過酸化物の使用、アゾ化合物の添加、およびシラングラフト化方法から選択された方法により架橋された、組成物。
【請求項４】
請求項３に記載の組成物であって、前記カーボンブラックが０．１〜１．７５重量％のレベルで存在する、組成物。
【請求項５】
請求項４に記載の組成物であって、前記カーボンブラックが、０．４０〜１．２５重量％のレベルで存在する、組成物。
【請求項６】
請求項３に記載の組成物であって、前記カーボンブラックが、２２ｎｍ未満の粒径を有する、組成物。
【請求項７】
請求項３に記載の組成物であって、前記カーボンブラック２０ｎｍ未満の粒径を有する、組成物。
【請求項８】
請求項３に記載の組成物であって、前記架橋ポリエチレンがシラングラフト化を使用して架橋された、組成物。
【請求項９】
請求項８に記載の組成物であって、さらに少なくとも１つの酸化防止剤を含む、組成物。
【請求項１０】
明細書中に記載の発明。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
この出願は、仮出願番号６０／３９７，７９９（２００２年７月２３日出願）に基づいて出される。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、飲料水に含まれる塩素および次亜塩素酸（「ＨＯＣｌ」）に対する抵抗を改良した架橋ポリエチレン（「ＰＥＸ」）チューブあるいは「パイプ」に関する。そのパイプは、飲料水分配パイプシステムおよび放射熱ヒーティングシステムのような温水ヒーティングシステムにおいて使用される。飲料水中に存在する遊離塩素との反応による劣化し易さは、Ｊａｎａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ  Ｉｎｃ．，Ｏｈｉｏ，ＣａｎａｄａのＰ．Ｖｉｂｉｅｎら、およびＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｉｌｌｉｎｏｉｓ，Ｃｈｉｃａｇｏ，Ｃｈｉｃａｇｏ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ，Ｕ．Ｓ．Ａ．のＷ．Ｚｈｏｕらによる「Ｃｈｌｏｒｉｎｅ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  ｏｆ  Ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｅｄ  Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｐｉｐｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」という表題の論文に記載されている。
【背景技術】
【０００３】
（問題）
従来、ポリエチレン（「ＰＥ」）パイプは、飲料水用の冷水（１０℃〜３５℃）システム用に使用され、約６５０ｋＰａ（８０ｐｓｉｇ）〜１４９０ｋＰａ（２００ｐｓｉｇ）の範囲の高圧で水を引き、無駄な水を捨てる、そしてＬＬＤＰＥ（線形低密度ＰＥ）、ＭＤＰＥ（中密度ＰＥ）、またはＨＤＰＥ（高密度ＰＥ）の選択は、パイプの使用条件によって左右される。架橋ＰＥ（「ＰＥＸパイプ」）は、家庭用冷水および温水（１０℃〜１１５℃）、ならびに放射熱ヒーティングアプリケーションに使用される。約９９７ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）〜約１１３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉｇ）の範囲の圧力下で１００℃を超える水は、パイプを破壊する。水中の塩素および次亜塩素酸による損傷は、酸素あるいは他の酸化剤ほどではないにしても同様に、パイプ内からＰＥＸに損傷を与えることがわかっている。目的は、長期間、約５０年まで酸化損傷に対してＰＥＸパイプを保護することである。
【０００４】
（発明の背景）
プラスチックチューブは、プラスチックパイプの特定の直径スケジュールを示し、そこでは、チューブの外径が、名目上のサイズ＋３．１７５ｍｍ（すなわち、０．１２５インチ）に等しい。プラスチックパイプの外径スケジュールは、ＡＮＳＩ  Ｂ  ３６．１０に従う。便宜的に、および従来の使用とは異なって、７ｍｍ〜１５２ｍｍの範囲の名目上の直径を有するプラスチックチューブが、本明細書中以下で「パイプ」と称される。
【０００５】
ＡＳＴＭ  Ｄ３３５０  Ｓｅｃｔｉｏｎ  ２には、紫外線（または「ｕ−ｖ」）照射に対して十分に保護するには、ＰＥパイプが最小限２重量％のカーボンブラックを含有することが指示されている。従って、幅広い種類の仕様において、市販のＰＥパイプは、少なくとも２重量％（ｗｔ．％）、代表的には約２．５重量％のカーボンブラックを含有するように作製される。一般的にＰＥＸパイプは、使用時、カバーされているか、あるいは埋められているので、パイプが長時間屋外に曝露されたり、または貯蔵されたりしない限り、紫外線に対する保護は問題ではない；従ってＰＥＸは一般に紫外光に対して保護されず、そして全くカーボンブラックを含有しない。建造物の建設中は、ＰＥＸパイプは、３ヶ
月間紫外線に曝露され得、そしてそのような場合、紫外線保護が所望される。
【０００６】
ＰＥＸは、従来、米国特許第４，１１７，１９５号；同第５，５７６，０２３号および同第６，２８４，１７８号に開示にされているようないくつかのプロセスのうちの１つを使用して架橋される。これらの架橋プロセスは過酸化付加反応、ＡＺＯ化合物付加反応、電子ビーム照射、ならびにシラン付加反応を含む。そのような架橋は、ポリエチレンのある物理特性または化学特性を高めることが知られている。特に架橋は、ポリエチレン材料の最高使用温度を上昇し、クリープを減少し、化学耐性を改良し、磨耗抵抗を増加し、メモリー特性を改良し、衝撃抵抗性を改善し、そして環境ストレスクラック抵抗を改良することが示されている。
【０００７】
ＰＥＸは前述の良好な特性を有するが、ＰＣＴ公開ＷＯ第９９／４９２５４号に、酸素バリヤー層を用いて、ＰＥＸの外側を保護することが教示されている；そして米国特許第４，６１４，２０８号に、酸素拡散抵抗材料の中間層および衝撃抵抗ポリエチレンの外側層を有する多層ＰＥＸパイプが開示されている；飲料水中の塩素およびＨＯＣｌによる攻撃からＰＥＸパイプを保護する特定の問題は、今日まで無視されてきた。
【０００８】
ＰＥＸが酸化劣化から保護される必要があることは十分認識されているが、しかしまた、塩素および次亜塩素酸（ＨＯＣｌ）が、大気中の酸素、二酸化硫黄および窒素酸化物のような酸化剤ほどではないにしても同様に、ＰＥＸパイプにとって有害であることは周知である。普通、抗酸化剤は、ＰＥＸ材料を大気中から材料に侵入する酸素から防ぐために添加される。ＰＥＸが水分配システムのパイプとして使用される場合、酸化劣化は、大気中の酸素およびパイプ内側で水から移行した酸化剤からも生じる。塩素およびＨＯＣｌのような水中の酸化剤は、大気中の酸化剤よりもＰＥＸパイプに対して損害を与え、そしてＰＥＸパイプを保護するため使用されるような抗酸化剤は、塩素およびＨＯＣｌのような強い酸化剤に共せられると、すぐに消費される；特にＰＥＸパイプが紫外線に曝露されると、酸化剤の効果は減じる。さらに、大量の抗酸化剤は、厳格な飲料水抽出標準に起因して、使用することができない。
【０００９】
パイプの外側からの保護だけでなくパイプの内側からの保護の重要性も認識した場合、効果的な解決方法は、より効果のある抗酸化剤あるいは抗劣化剤がＰＥＸに混合されることであることは明かである。しかし、当該分野において、そのような特性を付与する物質あるいは「ドーパント」も提唱されていない。さらに、そのようなドーパントが使用され、その効果が向上する場合、その向上が７ｍｍ（０．２５インチ）の名目上の直径のパイプに対して０．０２５ｍｍ（１ミル）の厚みから１５２ｍｍ（６インチ）の名目上のパイプに対して１．５２ｍｍ（０．０６インチ）の厚さの範囲で薄い断面の壁を有する酸化抵抗材料の内側管状コアで得られ得ることは示唆されていない。また、カーボンドープＰＥＸと密着して結合可能なそのような内側コアおよびカーボンドープＰＥＸとおよそ同じ成形条件で、そのような薄い断面の共成形可能な内側コアも示唆されていない。
【００１０】
前述からＰＥＸパイプの劣化を取り扱う問題は、様々な方法で取り扱われ、それらのいくつかは、故意に水に添加した塩素の決定的に長期の効果に焦点をあてていることは明白である。必要に応じて高密度ポリエチレン（「ＨＤＰＥ」）あるいは塩化ＰＥの薄い壁のコアの内側管状で補強される、名目上の直径が１５２ｍｍ以下のＰＥＸパイプ中のドーパントとしてのカーボンブラックの効果は、２０年を超える長期間にわたり、約８０℃より高く温度を上げ、そして約２７４ｋＰａ（２５ｐｓｉｇ）より高く圧力を上げた水中の塩素およびＨＯＣｌによる劣化への抵抗によって判断される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（発明の要旨）
ＰＥＸ中に２重量％の最小量で存在するカーボンブラックが、パイプを流れる飲料水中の塩素およびＨＯＣｌによって攻撃され、カーボンブラックを含まないＰＥＸの半分のみの試験寿命保持を有させるようであることがわかった場合、パイプを流れる水中に存在する塩素およびＨＯＣｌによる劣化に対するＰＥＸパイプの保護は比較で判断される（表Ｉ下記参照）。しかし、さらなる試験において、２重量％以下、好ましくは約０．１重量％〜１．７５重量％の範囲、より好ましくは約０．４重量％〜１．２５重量％の、限界的に低濃度のカーボンブラックが、ＰＥＸに存在する場合、紫外線曝露後パイプの使用長さが、従来使用されているカーボンブラックを含有しないＰＥＸ、あるいは２重量％のカーボンブラックを含有するＰＥＸの使用長さを超え、予想外に延長されることが、発見された。
【００１２】
そのＰＥＸパイプは、（ｉ）カーボンドープＰＥＸの単一層（あるいは「単層」）の壁を有するように、カーボンブラック含有（「カーボンドープ」）ＰＥＸのみから成形または他の方法で熱成形され得るか；（ｉｉ）壁は、そのうちの１つがカーボンドープされたＰＥＸの連続して溶融結合させた多層から形成され得るか；または（ｉｉｉ）前述の壁のいずれか一方が、カーボンドープＰＥＸと溶融結合可能な、熱可塑性酸化抵抗性合成樹脂の材料の保護内側管状コアの壁もしくは「ライナー」をさらに含み得る。好ましいライナー材料は塩化ポリエチレンおよび高密度ポリエチレン（「ＨＤＰＥ」）から選択され、ただし、コアの壁の厚さは、作製される最大名目上の直径ＰＥＸパイプ（すなわち１５２ｍｍ（６インチ））に対し１．５２ｍｍ（０．０６インチ）未満である。ＨＤＰＥは０．９４１〜０．９６３ｇ／ｃｃ、好ましくは０．９４６〜０．９６３ｇ／ｃｍ３、そしてより好ましくは０．９５０〜０．９６３ｇ／ｃｍ３の範囲の密度を有する。塩化ＰＥは、５〜約５０重量％の範囲の塩素含有量を有する。
【００１３】
カーボンドープＰＥＸ壁およびカーボンドープＰＥＸ壁より１０倍以上薄い壁を有するチューブ内側コアを有する多層パイプはパイプ中に運ばれる水中の化学物質から劣化に対して優れた防護を提供する。全単層カーボンドープＰＥＸパイプは名目上の直径が１５２ｍｍ（６インチ）以下であるので、最小および最大の壁の厚さはＡＳＴＭ  Ｆ  ８７７−０２あるいは適用可能な同等の外国のパイプコードにより決定される。温水および冷水分配以外の適用に対して、最小および最大の壁の厚さは、適切なコードによって決定される。
【００１４】
７ｍｍ（０．２５インチ）および１０ｍｍ（０．３７５インチ）の名目上の直径を有する非ＳＤＲ−９（標準的な直径比率）パイプにとって、内側管状ＨＤＰＥコアの最大の壁の厚さに対する記載された名目上の直径の比率は、７ｍｍパイプに対して２８、および１０ｍｍパイプに対しては４０、ＰＥＸの最小の壁の厚さは、７ｍｍのパイプに対しては１．５７ｍｍおよび１０ｍｍのパイプに対しては１．７８ｍｍである。１３ｍｍ（０．５インチ）〜１５２ｍｍ（６インチ）の範囲の名目上の直径を有するＳＤＲ−９パイプについて、内側管状ＨＤＰＥコアの最大の壁の厚さに対するその記載された名目上の直径の比率は、５２〜１００の狭い範囲であり、ＰＥＸの最小の壁の厚さは、１３ｍｍのパイプに対しては１．７８ｍｍおよび１５２ｍｍのパイプに対しては１７．２９ｍｍである。
【００１５】
複数の水分配システムに適しているカーボンドープＰＥＸを製造するための、ＰＥＸが過酸化物付加反応、シラングラフト化方法、またはＡＺＯ化合物を使用し、またはパイプを電子ビーム照射に曝露することによって架橋されるプロセスが、開示されている。シラングラフト化方法は、カーボンドープＰＥＸパイプを製造するために最も好ましい架橋方法である。
【００１６】
ドープＰＥＸおよび保護ポリマーが、同じ温度条件、すなわち互いに５０℃以内で共形
成される場合、少なくとも２層を有する多層ＰＥＸパイプ（２層パイプ）を形成する１工程プロセスは、７ｍｍ（０．２５インチ）〜１５２ｍｍ（６インチ）の範囲のパイプの名目上の直径よりも約２８〜１００倍小さい範囲の壁の厚さを有する保護ポリマーの内側管状コアを有するカーボンドープＰＥＸパイプを作製し、最小比率（２８倍）は最小直径の非ＳＤＲ−９パイプ（７ｍｍまたは０．２５インチ）に帰し、および最大比率（１００倍）は、一般に作製される最大直径ＳＤＲ−９パイプに帰する。この薄い保護ポリマーの環状コアは、多層パイプの環ストレスをあまり減少させることなく、（すなわち環ストレスは、従来使用されているＰＥＸ単独に比較して１５％未満の減少である）塩素および次亜塩素酸のような酸化剤による攻撃に対する改良された抵抗を提供する。その保護ポリマーの薄い環状コアは、ＰＥＸ単独の壁の厚さの要求に必ず従わなければならないから、それは究極的には作製されるＰＥＸパイプの全壁の厚さに関連する。この厚さはパイプコードによって記載され、そしてその薄い環状層の断面は、実質的に均一である必要がある。すなわち、１３ｍｍから５１ｍｍの名目上の直径の範囲のパイプの壁厚さにおいて、±０．０５ｍｍ未満の変化を有する。
【００１７】
架橋しないＨＤＰＥのコアが効果的であるが、本明細書で使用される１工程プロセスにおいて形成不可能なほど強く架橋しない場合、架橋ＨＤＰＥも同様に効果的である。例えば、もし所望するならば、パイプを形成後適切な強度の電子ビームで照射によって強く架橋し得る；次に、得られた強く架橋されたＨＤＰＥは、２工程プロセスで２層パイプを形成し得る。そこでは、パイプの相対的な不撓性が受容可能である場合、架橋ＨＤＰＥパイプはスリーブとしてダイに進められ、この中で、ＰＥＸがＨＤＰＥの上に成形される。
【００１８】
これらおよび他の目的は、０．１〜約１．７５重量％のカーボンブラック、好ましくは約０．２５〜約１．５重量％、そして最も好ましくは約０．４０〜約１．２５重量％のカーボンブラックを有するＰＥＸ組成物を使用することによって達成される。
本発明はさらに、以下の項目を提供する。
（項目１）
架橋ポリエチレン（「ＰＥＸ」）のパイプまたはチューブであって、１．７８ｍｍ〜１７．２９ｍｍの範囲の実質的に均一な厚さの壁を有し、２７ｎｍ（ナノメートル）未満の粒径を有する、２重量％未満のカーボンブラックを該壁の中に分散している、パイプまたはチューブ。
（項目２）
項目１に記載のパイプであって、前記カーボンブラックが前記ＰＥＸ中に、０．１〜１．７５重量％の範囲の量で存在する、パイプ。
（項目３）
項目１に記載のパイプであって、前記カーボンブラックが前記ＰＥＸ中に、０．２５〜１．５重量％の範囲の量で存在する、パイプ。
（項目４）
項目１に記載のパイプであって、前記カーボンブラックが前記ＰＥＸ中に、０．４〜１．２５重量％の範囲の量で存在する、パイプ。
（項目５）
項目１に記載のパイプであって、以下：
前記架橋ＰＥＸの内側表面と連続して接する保護ポリマーの内側管状コアであって、高密度ポリエチレン（「ＤＰＥ」）および塩化ポリエチレン（「ＰＥ」）からなる群から選択され、該コアが、０．０２５ｍｍ（１ミル）〜１．５２ｍｍ（０．０６インチ）の範囲の実質的に均一な壁の厚さ、および７ｍｍ（０．２５インチ）〜１５２ｍｍ（６インチ）の範囲の該パイプの名目上の直径より、約２８〜１００倍小さい範囲の最大壁厚さを有し、２８倍の比は、小直径の非ＳＤＲ−９のパイプに帰し、１００倍の比は、大直径のＳＤＲ−９パイプに帰し、該ＨＤＰＥが０．９４１ｇ／ｃｃ〜０．９６３ｇ／ｃｃの範囲の密度を有し、ならびに該塩化ＰＥが５〜約５０重量％の範囲の塩素含有量を有する、コア、を備える、パイプ。
（項目６）
項目５に記載のパイプであって、前記ＨＤＰＥが約０．９５０〜約０．９６３ｇ／ｃｍ３の範囲の密度を有し、前記ＰＥＸが少なくとも６５％のゲルレベルで架橋される、パイプ。
（項目７）
項目５に記載のパイプであって、７ｍｍ（０．２５インチ）〜１５２ｍｍ（６インチ）の範囲の名目上の直径を有するパイプに対し、前記内側コアが、少なくとも０．０２５ｍｍ（１ミル）〜約１．５２ｍｍ（０．０６インチ）の範囲の壁の厚さを有する、パイプ。
（項目８）
項目７に記載のパイプであって、内側コアは、１３ｍｍ（０．５インチ）〜２５ｍｍ（１インチ）の範囲の名目上の直径を有するパイプに対し、前記内側コアは、約０．０５ｍｍ（２ミル）〜０．１ｍｍ（４ミル）の範囲の壁の厚さを有し、ＰＥＸの前記ゲルレベルが７０％より多い、パイプ。
（項目９）
項目２に記載のパイプであって、前記ＰＥＸが、過酸化物の添加、アゾ化合物の添加、およびシラングラフト化プロセスから選択される方法によって架橋される、パイプ。
（項目１０）
項目９に記載のパイプであって、前記シラングラフト化プロセスがシオプラス（Ｓｉｏｐｌａｓ）プロセスあるいはモノシル（Ｍｏｎｏｓｉｌ）プロセスから選択される、パイプ。
（項目１１）
項目２に記載のパイプであって、互いに溶融接着したＰＥＸの連続する内側および外側連続層を備え、該内側層が、カーボンブラックを含有し、該外側層が、カーボンブラックを含有しないＰＥＸであり、カラーコード化されている、パイプ。
（項目１２）
三層化ＰＥＸパイプであって、以下：
（ａ）少なくとも０．０２５ｍｍであるが１．５２ｍｍ以下の実質的に均一な壁の厚さを有する保護ポリマーの内側管状コアであって、該保護ポリマーが、架橋ＰＥＸの内側表面と連続し、該コアが、０．０２５ｍｍ（１ミル）〜１．５２ｍｍ（０．０６インチ）の範囲の実質的に均一な壁の厚さ、および７ｍｍ（０．２５インチ）〜１５２ｍｍ（６インチ）の範囲のパイプの名目上の直径より、約２８〜１００倍小さな範囲の最大の壁の厚さを有し、２８倍の比は小直径の非ＳＤＲ−９パイプに帰し、１００倍の比は大直径のＳＤＲ−９パイプに帰し、ここで該保護ポリマーは該ＰＥＸと共押出される、内側管状コア；
（ｂ）少なくとも６５％のゲルレベルを有し、０．１重量％〜約１．７５重量％のカーボンブラックを含有する架橋ポリエチレン（ＰＥＸ）の中間管状層であって、該中間管状層が該コアから外に放射状に連続して配置される、中間管状層；および
（ｃ）少なくとも６５％のゲルレベルを有し、カーボンブラックを含有しないＰＥＸの外側管状層であって、ＰＥＸの該外側管状層が選択されたサービスにおける設置のためにカラーコード化されている、外側管状層、
を備える、パイプ。
（項目１３）
項目１２に記載の３層パイプであって、前記保護ポリマーが高密度ポリエチレン（「ＨＤＰＥ」）および塩化ポリエチレン（「ＰＥ」）からなる群から選択され、該ＨＤＰＥが０．９４１ｇ／ｃｃ〜０．９６３ｇ／ｃｃの範囲の密度を有し、該塩化ＰＥが５〜約５０重量％の範囲の塩素含有量を有する、パイプ。
（項目１４）
多層パイプであって、以下：
（ａ）少なくとも０．０２５ｍｍであるが１．５２ｍｍ以下の実質的に均一な壁の厚さを有する保護ポリマーの内側管状コアであって、該保護ポリマーが架橋ＰＥＸの内側表面と連続し、該コアが、０．０２５ｍｍ（１ミル）〜１．５２ｍｍ（０．０６インチ）の範囲の実質的に均一な壁の厚さ、および７ｍｍ（０．２５インチ）〜１５２ｍｍ（６インチ）の範囲のパイプの名目上の直径より、約２８〜１００倍小さな範囲の最大の壁の厚さを有し、２８倍の比は小直径の非ＳＤＲ−９パイプに帰し、１００倍の比は大直径のＳＤＲ−９パイプに帰し、ここで該保護ポリマーは該ＰＥＸと共押出される、内側管状層；
（ｂ）少なくとも６５％のゲルレベルを有し、０．１重量％〜約１．７５重量％のカーボンブラックを含有する架橋ポリエチレン（ＰＥＸ）の中間管状層であって、該中間チューブ層がコアから外に放射状に接触して配置される、中間管状層；および
（ｃ）該中間層から外側に放射状に配置され、ポレエチレンとは異なる材料の酸素バリヤー、
を含む、パイプ。
（項目１５）
項目１４に記載の多層パイプであって、前記保護ポリマーが高密度ポリエチレン（「ＨＤＰＥ」）および塩化ポリエチレン（「ＰＥ」）からなる群から選択され、該ＨＤＰＥが０．９４１ｇ／ｃｃ〜０．９６３ｇ／ｃｃの範囲の密度を有し、該塩化ＰＥが５〜約５０重量％の範囲の塩素含有量を有する、パイプ。
（項目１６）
多層パイプの作製プロセスであって、該方法は、
（ａ）少なくとも６５％のゲル含有量まで架橋可能であり、０．１〜約１．７５重量％のカーボンブラックを含有する架橋ポリエチレン（ＰＥＸ）の相対的に厚い壁の内側管状層；および
（ｂ）ＰＥＸの外側管状層であって、カーボンブラックを含有せず、少なくとも６５％のゲルレベル含有量まで架橋可能であり、内側層から放射状に外側に連続して配置され、内側層と溶融結合され、該ＰＥＸの外側管状層は、選択されたサービスにおいて設置するためにカラーコード化され、そして内側管状層と外側管状層との組み合わせた厚さは、適用可能なパイプコードの仕様に適合する、外側管状層、
を共押出する工程を包含する、方法。
（項目１７）
項目１６に記載のプロセスであって、以下の工程：
少なくとも０．０２５ｍｍ（１ミル）であるが１．５２ｍｍ（０．０６０インチ）以下の実質的に均一な壁の厚さを有する保護ポリマーの内側管状コアを押し出す工程であって、該保護性ポリマーが、７ｍｍ（０．２５インチ）〜１５２ｍｍ（６インチ）の範囲のパイプの名目上の直径より、約２８〜１００倍小さな最大の壁の厚さを有する、高密度ポリエチレン（「ＨＤＰＥ」）および塩化ポリエチレン（「ＰＥ」）からなる群から選択され、２８倍の比は小直径の非ＳＤＲ−９パイプに帰し、１００倍の比は大直径のＳＤＲ−９パイプに帰し、ここで該ＨＤＰＥが０．９４１ｇ／ｃｃ〜０．９６３ｇ／ｃｃの範囲の密度を有し、該塩化ＰＥが５〜約５０重量％の範囲の塩素含有量を有する工程、
を包含する、方法。
（項目１８）
架橋ポリエチレン組成物（ＰＥＸ）であって、該架橋ポリエチレン組成物（ＰＥＸ）が、酸化および紫外線に対する抵抗を改良しており、０．１〜２．０重量％未満のカーボンブラックを含有し、該架橋ポリエチレンが、過酸化物の使用、アゾ化合物の添加、およびシラングラフト化方法から選択された方法により架橋された、組成物。
（項目１９）
項目１８に記載の組成物であって、前記カーボンブラックが０．１〜１．７５重量％のレベルで存在する、組成物。
（項目２０）
項目１９に記載の組成物であって、前記カーボンブラックが、約０．４０〜約１．２５重量％のレベルで存在する、組成物。
（項目２１）
項目１８に記載の組成物であって、前記カーボンブラックが、２７ｎｍ未満の粒径を有する、組成物。
（項目２２）
項目２１に記載の組成物であって、前記カーボンブラック２２ｎｍ未満の粒径を有する、組成物。
（項目２３）
項目２２に記載の組成物であって、前記カーボンブラックが、２０ｎｍ未満の粒径を有する、組成物。
（項目２４）
項目１８に記載の組成物であって、前記架橋ポリエチレンがシラングラフト化のシオプラス法を使用して架橋された、組成物。
（項目２５）
項目２４に記載の組成物であって、さらに少なくとも１つの酸化防止剤を含む、組成物。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本発明の前述の目的あるいはさらなる目的は、本発明の好ましい実施形態の図画の例示（その中では、同じ参照番号は、同じ構成要素を参照する）と共に、次に示す詳細な記載の参照により、最もよく理解される。
【図１】図１は、配管コード（ＡＳＴＭ  Ｆ  ８７８およびＦ８７７）に規定されている壁厚を有するカーボンドープの（実際寸法でない）断面図である。
【図２】図２は、ＰＥＸの２層を有する２層パイプの（実際寸法でない）断面図である。管状の内側コアは２重量％未満のカーボンブラックを有するＰＥＸであり、そのカーボンブラックに対して、そのコアは熱可塑性合成樹脂、好ましくは色分けされたカーボンブラックなしのＰＥＸの外側層と溶融結合している。
【図３】図３は、ＨＤＰＥの内側管状コア、連続するＰＥＸの内側層および外側層を有する３層パイプの（実際寸法でない）断面図である。管状の内側コアは２重量％未満のカーボンブラックを含有するドープＰＥＸであり、そのコアはカーボンブラックなし（ドープされない）で色分けされたＰＥＸの外側層と溶融結合している。
【図４】図４は、処方Ｄと同一のカーボンブラックなしのＰＥＸパイプの破損、処方Ｃと同一の１重量％のカーボンブラックをドープしたＰＥＸパイプの破損を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
本明細書に記載の実施形態の各々において、そのパイプがＰＥＸの単一層またはＰＥＸの多層であり、そのうちの１層がドープされているとしても、ドープＰＥＸパイプの壁厚は、配管コードの最小壁厚の必要条件に適合する；従って、すべての場合において、ＰＥＸはパイプの主要な構成要素である。
【００２１】
（ＰＥＸ組成物）
ＰＥＸが２重量％未満のカーボンブラックでドープされることは重大なことである。０．１重量％は、パイプの酸化抵抗性において改良を示すが、０．２５〜約１．５重量％のレベルが好ましい。代表的な工業用途にとって、約０．４０〜約１．２５重量％が最も好ましい。ＰＥＸ組成物中で使用される特定のカーボンブラックは、好ましくは、小さな粒径のカーボンブラックであり、２７ナノメートル（ｎｍ）未満、好ましくは２２ｎｍ未満、より好ましくは２０ｎｍ未満での粒径を有するカーボンブラックによって例示される。そのようなカーボンブラックは、好ましくは６５ｃｃ／１００ｇより多い、より好ましくは１００ｃｃ／１００ｇより多い吸油値を示すジブチルフタレート（ＤＢＰ）を有する。適切な市販のカーボンブラックはＶｕｌｃａｎ（商標登録）９Ａ３２、Ｅｌｆｔｅｘ  ＴＰ  、Ｂｌａｃｋ  Ｐｅａｒｌｓ７００、ならびにＢｌａｃｋ  Ｐｅａｒｌｓ８００を含む。
【００２２】
カーボンブラックは、例えば、ツインスクリューエクストルーダー、２ロールミルのような標準的な熱可塑型調製装置、またはバンベリーミキサーのようなインターナルミキサーで架橋ＰＥと混合される。あるいは、カーボンブラックは後で記載する触媒を含むマスターバッチ（触媒マスターバッチ）で混合され、ならびに触媒マスターバッチの一部とし
てＰＥＸに添加され得る。混合装置の詳細な選択は、ＰＥ中で十分に分散するカーボンブラックが得られる限りは、重大でない。分散は、薄膜（ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ）試験によって決定され得る。この試験では、カーボンドープＰＥが、ブロー成形フィルム装置を介して押し出し成形されるかまたは薄膜へとプレス成形され、そして、この得られたフィルムが光源上に配置されて、各々の欠陥の数および粒径について検査される。カーボンドープＰＥＸフィルム中のカーボンブラックの不均一性はまた、公知の顕微鏡技術によって定量化され得る。ポリマー中の粒子の分散度を測定する様々な方法は、ポリマーを調製する当業者にとって周知である。
【００２３】
本発明のＰＥＸ化合物は、過酸化物の添加、ＡＺＯ化合物の添加またはシラングラフトポリエチレンを使用によって架橋され得、そして水分に曝露することで架橋され得る。電子ビーム照射架橋は、本発明のパイプにとって好ましくない。なぜならば、その照射によって抗酸化剤の一部が消費されるためにそのパイプの抗酸化剤が激減し、それによって、そのパイプの設計された性能を低下させるからである。少なくとも６５％、代表的には７０％を超え、より好ましくは７０％から８５％の範囲内のゲル含有量までＰＥを架橋させるための好ましいプロセスは、シオプラス（Ｓｉｏｐｌａｓ）プロセスのような当分野で公知のシラングラフト化プロセスである。そのシオプラスプロセスにおいて、ポリエチレン樹脂は溶融され、ビニルトリメトキシランまたはビニルトリエトキシシランのようなシランが、過酸化物開始剤のような触媒と共にその溶融ポリエチレンに添加される。それによって、官能性反応部位がポリエチレン鎖上でグラフト化され、この部位で架橋が生じる。グラフト化樹脂は、ペレット化され、後の使用のために、それを水分から保護するための容器（例えば、ホイルで内側を覆ったバック）の中に貯蔵した。
【００２４】
グラフト化樹脂ための触媒マスターバッチは、代表的に、前もって決定された量の架橋可能なＰＥＸ、適切な量の触媒（例えば、ジブチル鉛ジラウレート）；ヒンダードフェノール第一級抗酸化剤（例えば、Ｉｒｇａｎｏｘ（商標登録）１０１０、Ｉｒｇａｎｏｘ（商標登録）１０７６およびＩｒｇａｎｏｘ（商標登録）Ｂ２１５）；第２級抗酸化剤（例えば、Ｉｒｇａｆｏｓ（商標登録）１６８およびＩｒｇａｎｏｘ（商標登録）ＰＳ８０２）、および必要に応じて、フッ化フロー補助剤（例えば、Ｄｙｎａｍａｒ（商標登録））、紫外線安定剤（例えば、Ｔｉｎｕｖｉｎ１１１）、および顔料（例えば、二酸化チタニウム）を含む。カーボンブラックもまた、その触媒マスターバッチに含まれ得る。代表的には、その触媒マスターバッチは、従来の成形機でグラフト樹脂と混合するのを容易にするため、ペレット化される。
【００２５】
普通、グラフト樹脂および触媒マスターバッチは、９６重量％のグラフト樹脂と４重量％の触媒マスターバッチのような特定の比率で混合され、溶融し、共に混合し、そして押し出し成形される。グラフト化されたポリエチレン樹脂および触媒マスターバッチが共に混合された場合、シラングラフト部位でのポリエチレンの架橋が促進される。代表的には、その材料は成形機の出口から押し出されて、冷却される。
【００２６】
（パイプ）
０．１〜５ｐｐｍの範囲の微量の遊離塩素を含有する飲料水用の水分配システムにおけるカーボンドープＰＥＸは、優れた紫外線抵抗性および塩素抵抗性の両方を有し、５０年間使用を維持できるよう設計されている。そのパイプは温飲料水および冷飲料水の両方のための供給ラインとして使用され得、そして、このパイプは、熱水加熱システム（例えば、放射加熱）に使用され得る。
【００２７】
このパイプは、カーボンドープＰＥＸの単一層または多層であり得る。例えば、パイプは、２層のＰＥＸ（「２層（化）（ｔｗｉｎ−Ｌａｙｅｒｄ）」）であり得る。２層パイプは、相対的に厚いカーボンドープＰＥＸの内側層、および黒以外の色で塗り分けられた
ドープされていないＰＥＸの相対的に薄い外側層を含み得る。２層の結合された厚さは、適用可能な配管コードの記載に適合する。
【００２８】
代表的な好ましいパイプは、熱可塑性酸化抵抗性合成樹脂材料の相対的に薄い保護内側層、カーボンドープＰＥＸの相対的に厚い中間層、内側層の材料と同じまたは異なる相対的に薄い酸化抵抗性材料の外側層、（その外側層は黒以外で着色されている）を有する３層（ｔｒｉｌａｙｅｒｄ）である。その保護内側層は、好ましくはＨＤＰＥであり、または米国特許第６，１２４，４０６号に開示されている（その開示は参考として本明細書中に援用される）ランダムまたは部分的にランダムな塩素化ポリエチレン、またはブロック塩化ポリエチレンのような共成形可能な能熱可塑性樹脂である。
【００２９】
本発明は図面を参照することによって、より理解され得る。
【００３０】
図１に描かれているのは、一般に、参照番号１０によって示される、単一層カーボンドープパイプを図式的に例示した断面図である。ここでは、このパイプは、実質的に一様にカーボンブラックを分散しており、それによって、実質的に一様な厚さの壁１２を形成する。
【００３１】
図２に描かれているのは、カーボンドープＰＥＸの相対的に厚い内側層２２、およびその内側層２２の外側の層に溶融結合した黒以外の色で塗り分けられたドープされていないＰＥＸの相対的に薄い外側層２４を有する２層カーボンドープＰＥＸパイプ２０を模式的に示した断面図である。
【００３２】
図３に描かれているのは、保護層としての、ＨＤＰＥまたは塩素化したＰＥの相対的に薄い内側の管状コア３２、カーボンドープＰＥＸの相対的に厚い中間層３４、そして黒以外の色で塗り分けられたＰＥＸの相対的に薄い外側層３６を有する３層パイプ３０を図式的に例示した断面図である。３層を結合した厚さは適用可能な配管コードに規格に適合し、内側のコアの内径はパイプの規格の最小径以上であり；およびその２つのＰＥＸ層を合わせた厚さは、選択された公称直径のＰＥＸパイプに対する規格の最小の厚さに適合する。
【００３３】
図１〜３に示されるような、本発明のパイプは、代表的にはＡＳＴＭ  Ｆ  ８７６に規定されている、約７ｍｍ（０．２５インチ）〜約１５２ｍｍ（６インチ）の範囲の公称直径、および約１．５７ｍｍ（０．２５インチ）〜約１７ｍｍ（０．０６２インチ）の範囲の壁の厚さを有する。多層パイプにおいて図３の管状のコア３２の壁厚は、好ましくは、パイプの公称直径に依存して約０．０２５ｍｍ（１ミル）〜約０．５ｍｍ（２０ミル）の範囲である。パイプの公称直径および内側の開口径は、配管コードによって指示され、従って壁の厚さは、そのようなコードによって指示されている。
【００３４】
ＰＥＸの黒でない外側層３６は、約０．０５ｍｍ（２ミル）〜約０．７６２ｍｍ（３０ミル）の厚さを有する。外側層３６は、黒の中間層３４を覆うのに十分な厚さを有する。普通、約０．３８１ｍｍ（１５ミル）〜約０．７６２ｍｍ（３０ミル）が、その黒い層を覆うのに十分である。黒い層を覆うのに必要とされる外側層３６の厚さは、層３６の具体的な色に依存する。例えば、赤色は、黒い層を覆うのに、青色よりも厚い厚さが必要である。
【００３５】
本発明のパイプが、加熱システムで使用される用途にとって、そのパイプは、そのパイプの外側表面に設けられる酸素遮断材料の付加層を有し得る。酸素遮断材料の目的は、大気中の酸素が輸送水に侵入して、ボイラー装置を損壊させるのを防ぐことである。適切な酸素遮断材料は、エチレンビニルアルコールコポリマー（ＥＶＯＨ）である。このＥＶＯ
Ｈは、当該分野で周知の接着剤でパイプに塗布され得る。そのＥＶＯＨが、酸素遮断の外側層として使用される場合、ＥＶＯＨを保護するため、その外側に付着物を有することが可能である。米国特許第４，６１４，２０８号およびＰＣＴ出願第ＷＯ９９／４９２５４の両方が、遮断層を塗布する方法を教示する。
【００３６】
（プロセス）
従来、単一層パイプは、代表的には互いに対して９０°で配置された複数押出し成形機を使用して、多層パイプのように成形され、そこからの押出し物は、Ｒｏｌｌｅｐａａｌから市販されるダイのようにカスタム設計されたダイでコンバインされる。ダイヘッドの長手軸方向に沿った複数のゾーンの各々における材料温度は、形成される複合フィルム（ラミネート）を徐々に加熱するように調整可能である。
【００３７】
２層パイプを共形成するため、第１押し出し成形機はダイヘッドの第１ポートに供給して管状の外側層を形成し、第２押し出し成形機はダイヘッドの第２ポートに供給して管状の内側コアを形成する。第２ポートから、その内側コアは、内側の管状のゾーンと空間的に広がって連絡している分配ブランチおよび半頭型円錐形（ｆｒｕｓｔｏｃｏｎｉｃａｌ
ｍａｎｄｒｅｌ）マンドレル上に滑らかに入り込む。内側コアの外側表面が、形成される管状の外側層の内側表面と接触するとき、２層複合フィルムは形成される。それらの層は互いに溶融結合しているので、接着剤は必要としない。パイプは融点以下まで冷却されように寸法化されたブロックを通過し、円筒形状および適切なサイズを保持する。共成形の分野は周知の技術であり、さらに、簡潔のために、本明細書中に記載しない。
【００３８】
シラングラフト化のシオプラスプロセスを使用すれば、一度にパイプが成形され、ＰＥＸ層の架橋は、し水分に曝露することによって、所望のレベル（普通約７０〜８５％のゲルレベル）で完了する。水分への曝露は、大気の水分（湿気）によるものであり、また、架橋は、加熱した水または蒸気を使用することによって促進され得る。上述において、ＰＥＸとして参照される材料は、混合および成形の時点において部分的な架橋であり得るが、パイプを形成した後、所望のレベルまで架橋される。
【００３９】
ＨＤＰＥあるいは塩化ＰＥのチューブコア内側層の壁の厚さは、放射方向で測定され、好ましくは、２５ｍｍ未満の公称直径の小径パイプに対して約０．０２５ｍｍ（１ミル）〜公称直径が１５２ｍｍまでの大径パイプに対して約０．５０ｍｍ（２０ミル）である。
【００４０】
従って、ＰＥＸパイプは任意の長さで連続して成形され、次にそのパイプは、折れ曲がってない大きなスプールで巻かれ、仕様の長さに切断される；あるいは、その押し出し物は、所望の長さの部分で切断される。そのパイプは、市販および当分野で周知の標準的な圧着型のフィッティングを使用し組み立てられ得る。
【実施例】
【００４１】
実施例１および２は、本発明を例示するために以下に提示される。
【００４２】
本実施例に使用されるＰＥＸ化合物は、密度０．９４５ｇ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ  Ｄ１５０５に従って測定）およびメルトインデックス３５ｇ／１０分（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８（１９０℃かつ２１．６Ｋｇ負荷（ｌｏａｄ））に従って測定）を有するＦｌｅｘｅｔ  ５１００（ＡＴ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ製）として知られる、市販のシラングラフト化（Ｓｉｏｐｌａｓ処理）ポリエチレン主剤から作製される。シラングラフト化ポリエチレン主剤を、１．５ｇ／１０分のメルトインデックス（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８（１９０℃かつ２．１６Ｋｇ負荷）に従って測定）、密度０．９３５ｇ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ  Ｄ１５０５に従って測定）を有するＦｌｅｘｅｔ  ７２８（ＡＴ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ製）として知られる、市販の触媒マスターバッチと混合する。その混合物は９６重量％のシラングラフト化ＰＥ
および４重量％の触媒マスターバッチを含んだ。市販の触媒マスターバッチは、抗酸化剤パッケージを含む。カーボンブラックを使用する処方において、１８ｎｍ粒径のカーボンブラック（Ｖｕｌｃａｎ（商標登録）９Ａ３２、Ｃａｂｏｔ製）である。そのカーボンブラックを、触媒マスターバッチに添加する。
【００４３】
その処方を使って作製した単層パイプは、単層ＰＥＸパイプであり、これは、７ｍｍ（０．２５インチ）から２５ｍｍ（１．０インチ）の大きさの押し出し成形パイプを備えた２．５インチのデービス標準単軸スクリュー押し出し成形機で押出される。
【００４４】
押出されたパイプを１６時間８２℃に設定した水浴に置き、さらにＰＥＸパイプを架橋する。最終的なパイプは、ＡＳＴＭ  Ｄ２７６５に従って測定すると、７０％より多いゲル含有量を有する。
【００４５】
（実施例１）
前記のように、ＰＥＸ中のカーボンブラックの推奨される最小レベルの２．０重量％を使用する場合、その酸化的分解に対する抵抗性は、ドープされないＰＥＸの抵抗性よりも低い。さらに少量のレベルで使用された場合、塩素の抵抗性において、そのドープＰＥＸはほんの少し劣化を示すが、その一方で、紫外線および塩素／ＨＯＣｌ両方に対しての保護を提供する。良好な結果は１．０重量％のカーボンブラックを使用して得られた。現在、どの程度のカーボン濃度で酸化抵抗性が急に劣化し始めるか分からないが、約１．７５重量％のカーボンブラックまで、良好な結果が得られることが予測される。
【００４６】
以下の実施例は、ＰＥＸパイプ化合物中の２．５重量％のカーボンブラックが、塩素化水がパイプ中を輸送される場合にパイプの性能に対し有害であることを示すために提示される。
【００４７】
２つ処方は、２つの異なる温度（１１５℃および１０５℃）で試験される。その処方の唯一の違いは、処方Ａ（コントロール）はカーボンブラックなし（Ｃなし）であり、そして、処方Ｂは２．５重量％のカーボンブラック（２．５重量％  Ｃ）を有することであった。
【００４８】
２つのパイプ（処方Ａのパイプおよび処方Ｂのパイプ）を１１５℃および１０５℃で塩素抵抗性について評価する。使用される試験手順は、ＮＳＦ  Ｐ１７１塩素プロトコルと同様であり、８０ｐｓｉ、ｐＨ６．５、および３ｐｐｍの遊離塩素の修正条件を使用する。その試験をまず１１５℃で行い、次に１０５℃で繰り返した。試験データを以下の表Ｉに示す。
【００４９】
（表Ｉ）
ＰＥＸ処方                温度℃    圧力Ｐｓｉ    コントロールに対する
％試験寿命保存
Ａコントロール（Ｃなし）  １１５      ８０              １００％
Ｂ（２．５重量％  Ｃ）    １１５      ８０              ４０％
Ａコントロール（Ｃなし）  １０５      ８０              １００％
Ｂ（２．５重量％  Ｃ）    １０５      ８０              ５０．８％
表Ｉにおけるデータから、パイプが塩素化水を含む場合に、それぞれの温度で、２．５重量％のカーボンンドープＰＥＸ（処方Ｂ）が、カーボンなしよりも有害な効果を有していることが理解され得る。１１５℃で試験された場合、カーボンドープパイプはカーボンブラックなしの処方Ａの４０％の試験寿命しかなかった。より低い温度１０５℃で試験された場合、そのドープされたパイプは処方中にカーボンなしのパイプの５０．８％の試験寿命しか有さなかった。
【００５０】
（実施例２）
この実施例は、１重量％のカーボンドープＰＥＸが、従来使用されているカーボンブラックなしのＰＥＸよりもより良好な紫外線抵抗性およびより良好な塩素による攻撃に対する抵抗性を提供することを示すために提示する。ドープされていないＰＥＸパイプは、２．５重量％のカーボンドープＰＥＸと比較して、約２倍の予測される有効な寿命を有することが既に分かっているので、ドープされないＰＥＸと１重量％カーボンブラックドープＰＥＸを比較することはより意義があり、それぞれは、まず様々な波長の加速照射紫外線に曝露される。
【００５１】
パイプは、処方Ｃで、すなわち１．０重量％のカーボンブラックをドープしたＲＥＸを用いて作製した；同じ直径の他のパイプは処方Ｄで、すなわちドープされないＰＥＸで作製した。両パイプはＮＳＦ  Ｐ１７１塩素プロトコルに従って７０ｐｓｉの圧力で１１５℃、ｐＨ７．０および４ｐｐｍの塩素含有量を有する連続して流れる圧力水で試験した。パイプは、耐候性試験機で０時間、８４時間、５００時間および１０００時間の露光後の破損で試験した。紫外線の加速露光として、Ａｔｌａｓ  Ｃｉ６５キセノンアーク耐候性試験機が、次の条件で使用される：照射度＝０．３５ｗ／ｍ２、波長３４０ｎｍ、２５％レイン（ｒａｉｎ）。加速紫外露光はＩＳＯ４８９２−２に従った。破損までの試験時間を測定した。そのデータは、破損までのオリジナル時間のパーセントで表され図４に示される。破損までのオリジナル時間は、その他は同じ条件下で紫外線に露光されないパイプの破損までに必要な時間である。
【００５２】
図４のグラフから、処方Ｃは、１０００時間の加速紫外照射後でさえ、本質的に変化しない破損時間を有することが理解され得る。処方Ｄは、紫外線照射１０００時間後、その破損時間性能は３４％しか保持しない。これは、１１５℃で、より低い塩素含有量、すなわち３ｐｐｍ塩素を有する水で試験した場合、２．５重量％カーボンブラックは有害であることを示す実施例１のデータの観点から全く予測できなかった。これらのデータは、ＰＥＸパイプが紫外線照射から分解に対して保護されているが、一方で、前記の範囲の少量レベルのカーボンブッラクのみ（具体的にはたった１重量％のカーボン）により、塩素および次亜塩素酸のような強い酸化剤を含む水存在下でその性能を維持することを示す。
【００５３】
本発明の２重量％未満のカーボンブラックを有するＰＥＸ組成物は、パイプを作製するのに有用であるとして記載されている。この組成物はまた、塩素抵抗を必要とされる他の多くの適用においても有用である。その混合物は種々の形状に成形、押し出し成形、または形成され得、そして塩素または次亜塩素酸の存在する最終用途適用において使用され得る。このような他の使用として、塩素環境中の電線用電線絶縁体ならびにプールおよび温泉の枠部分（ｍｏｌｄｅｄ  ｐａｒｔ）も挙げられ得る。
【００５４】
従って、一般的な議論、長寿命カーボンブラックドープＰＥＸパイプおよびその製造の全プロセスの記載された実施形態、ならびに最良の実施形態だと思われる特定の実施例で例示されたパイプが提供されたが、長寿命パイプは、差し迫った、固執的な問題に効果的な解決策を提供することは明らかである。従って、不当な制限が、例示および議論された特定の実施形態により課されることはなく、そして特に、本発明が本明細書中の詳細なセットへの隷従に対しては制限されないことが理解される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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