(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオレフィン構造ポリマーと０．０２重量％〜２重量％の光開始剤とから形成されるポリマーパイプであって、前記光開始剤は、化学式１の化合物であり、
【化１】
0006698548.tif 000035
化学式１
ここで、Ｒ１は、−Ｃ４〜Ｃ２４  アルキル（ａｌｋｙｌ）、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルケニル（ａｌｋｅｎｙｌ））、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルキニル（ａｌｋｙｎｙｌ））、−Ｃ４〜Ｃ２４  ハロアルキル（ｈａｌｏａｌｋｙｌ）、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  ハロアルケニル（ｈａｌｏａｌｋｅｎｙｌ））、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  ハロアルキニル（ｈａｌｏａｌｋｙｎｙｌ））、−（ＣＨ２）ｎ［Ｏ（ＣＨ２）ｐ］ｑ（ＣＨ２）ｒＲ４から選択され、
Ｒ２は、−Ｈ、−Ｏ−Ｒ３から選択され、
Ｒ３は、−Ｃ４〜Ｃ２４  アルキル（ａｌｋｙｌ）、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルケニル（ａｌｋｅｎｙｌ））、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルキニル（ａｌｋｙｎｙｌ））、−Ｃ４〜Ｃ２４  ハロアルキル（ｈａｌｏａｌｋｙｌ）、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  ハロアルケニル（ｈａｌｏａｌｋｅｎｙｌ））、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  ハロアルキニル（ｈａｌｏａｌｋｙｎｙｌ））、−（ＣＨ２）ｎ［Ｏ（ＣＨ２）ｐ］ｑ（ＣＨ２）ｒＲ５から選択され、
Ｒ４及びＲ５は、各々独立に−Ｈ、−Ｏ−Ｒ６から選択され、
Ｒ６は、−Ｈ、−Ｃ１〜Ｃ１８  アルキル（ａｌｋｙｌ）、−（ＣＨ２）ｓ（Ｃ２〜Ｃ１８−ｓ  アルケニル（ａｌｋｅｎｙｌ））、−（ＣＨ２）ｓ（Ｃ２〜Ｃ１８−ｓ  アルキニル（ａｌｋｙｎｙｌ））から選択され、
ｍは、２〜２２、
ｎは、１〜１２、
ｐは、２、３、４、５又は６、
ｑは、２〜１０、及び、
ｒは、０、１又は２、
ｓは、２〜１６であり、
ここで、Ｒ２が、−Ｈの場合、Ｒ１は、少なくとも７個の炭素原子を含む、ポリマーパイプ。
【請求項２】
前記ポリオレフィン構造ポリマーは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、及び、これらのいずれかの共重合体から選択される請求項１に記載のパイプ。
【請求項３】
Ｒ１は、−Ｃ４〜Ｃ２４アルキル又は−Ｃ４〜Ｃ２４ハロアルキルであり、前記アルキル又は前記ハロアルキルは、必要に応じて、分枝及び／又は環状アルキルを含む、請求項１又は２に記載のパイプ。
【請求項４】
Ｒ１は、−Ｃ８〜Ｃ２０アルキルであり、前記アルキルは、必要に応じて、分枝及び／又は環状アルキルを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のパイプ。
【請求項５】
Ｒ１は、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルケニル）又は−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルキニル）であり、前記アルケニル又は前記アルキニルは、必要に応じて、分枝及び／又は環状アルケニル又はアルキニルを含む、請求項１又は２に記載のパイプ。
【請求項６】
Ｒ１は、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１６又はＣ１８アルキルであり、必要に応じて、前記アルキルは、直鎖アルキルである、請求項４に記載のパイプ。
【請求項７】
Ｒ２は、−Ｈである、請求項１〜６のいずれか１項に記載のパイプ。
【請求項８】
Ｒ２は、−Ｏ−Ｒ３である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のパイプ。
【請求項９】
Ｒ１とＲ３とは同一である、請求項８に記載のパイプ。
【請求項１０】
Ｒ２は、−Ｏ−Ｒ３であり、Ｒ１とＲ３とはどちらとも、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７又はＣ８アルキルである、請求項１〜３のいずれか１項に記載のパイプ。
【請求項１１】
前記光開始剤は、化学式１の少なくとも二つの化合物を含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のパイプ。
【請求項１２】
前記光開始剤は、０．３重量％〜１．５重量％である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のパイプ。
【請求項１３】
前記パイプは、さらに、０．０２重量％〜１０重量％の助剤を含み、前記助剤は、少なくとも一つの反応性炭素−炭素二重結合を含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のパイプ。
【請求項１４】
前記助剤が、アクリレート、メタクリレート、ポリブタジエン、アリルエーテル、ビニルエーテル、及び、モノ又はポリ不飽和油から選択され、又は、それらを含む、請求項１３に記載のパイプ。
【請求項１５】
前記助剤は、トリアリルシアヌレート、又は、ポリブタジエン３０００、ポリブタジエン５０００、末端水酸基ポリブタジエン、末端水酸基エポキシ化ポリブタジエン、ポリブタジエン−Ｒｉｃｏｎ（登録商標）１４２、ポリブタジエン−Ｒｉｃｏｎ１５２、ポリブタジエン−Ｒｉｃｏｎ１５６、ポリブタジエン−Ｒｉｃｏｎ１５７、ポリブタジエンジアクリレートから、必要に応じて、選択されるポリブタジエン、又は、トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）の少なくとも一つを含む請求項１３に記載のパイプ。
【請求項１６】
さらに、０．０５重量％〜１重量％のヒンダードアミン光安定剤を含む、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のパイプ。
【請求項１７】
前記ヒンダードアミン光安定剤は、以下から選択される、又は、以下を含む、請求項１６に記載のパイプ。
【化３】
0006698548.tif 000036
ここで、Ｒ５は、Ｃ２〜Ｃ２４アルキル基である。
【化４】
0006698548.tif 000037
これは、２，０００ｇ／ｍｏｌ〜３，１００ｇ／ｍｏｌの分子量を有する。
【化５】
0006698548.tif 000038
これは、３，１００ｇ／ｍｏｌ〜４，０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有する。
【請求項１８】
さらに、０．１重量％〜１重量％の酸化防止剤を含む、請求項１〜１７のいずれか１項に記載のパイプ。
【請求項１９】
前記酸化防止剤は、以下を含む、請求項１８に記載のパイプ。
【化６】
0006698548.tif 000039
及び／又は
【化７】
0006698548.tif 000040
【請求項２０】
前記パイプは、
押出パイプを形成するために、共回転二軸スクリュー押出機から前記ポリオレフィン構造ポリマーと前記光開始剤とを含む混合物を押出すことと、
前記押出されたパイプにＵＶ放射線を照射することによって前記構造ポリマーを架橋することと、によって得られるパイプの特性を有する架橋ポリオレフィンパイプである、請求項１〜１９のいずれか１項に記載のパイプの製造方法。
【請求項２１】
前記架橋度が６０〜９０％の範囲である、請求項２０に記載のパイプの製造方法。
【請求項２２】
ＮＳＦ６１に従って試験を行った場合、下記化合物の残余のレベルは、
ベンゼンが５ｐｐｂ以下、
ベンゾフェノンが３０ｐｐｂ以下、
ベンズヒドロールが５０ｐｐｂ以下、
ｐ−ヒドロキシベンゾフェノンが１０ｐｐｂ以下、
ｐ−ヒドロキシベンズヒドロールが１０ｐｐｂ以下、
ｐ−ホルミルベンゾフェノンが１０ｐｐｂ以下、の指定されたレベルである、請求項１〜１９のいずれか１項に記載のパイプ。
【請求項２３】
押出パイプを形成するための共回転二軸スクリュー押出機からの混合物の押出と、
前記押出パイプをＵＶ放射線で照射することによって、ポリオレフィン構造ポリマーを架橋することと、を含み、
ここで、前記押出混合物は、ポリオレフィン構造ポリマーと、０．０２重量％〜２重量％の光開始剤と、を含み、
ここで、前記光開始剤は、化学式１の化合物であり、
【化８】
0006698548.tif 000041
化学式１
ここで、Ｒ１は、−Ｃ４〜Ｃ２４  アルキル（ａｌｋｙｌ）、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルケニル（ａｌｋｅｎｙｌ））、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルキニル（ａｌｋｙｎｙｌ））、−Ｃ４〜Ｃ２４  ハロアルキル（ｈａｌｏａｌｋｙｌ）、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  ハロアルケニル（ｈａｌｏａｌｋｅｎｙｌ））、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  ハロアルキニル（ｈａｌｏａｌｋｙｎｙｌ））、−（ＣＨ２）ｎ［Ｏ（ＣＨ２）ｐ］ｑ（ＣＨ２）ｒＲ４から選択され、
Ｒ２は、−Ｈ、−Ｏ−Ｒ３から選択され、
Ｒ３は、−Ｃ４〜Ｃ２４  アルキル（ａｌｋｙｌ）、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルケニル（ａｌｋｅｎｙｌ））、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルキニル（ａｌｋｙｎｙｌ））、−Ｃ４〜Ｃ２４  ハロアルキル（ｈａｌｏａｌｋｙｌ）、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  ハロアルケニル（ｈａｌｏａｌｋｅｎｙｌ））、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  ハロアルキニル（ｈａｌｏａｌｋｙｎｙｌ））、−（ＣＨ２）ｎ［Ｏ（ＣＨ２）ｐ］ｑ（ＣＨ２）ｒＲ５から選択され、
Ｒ４及びＲ５は、各々独立に、−Ｈ、−Ｏ−Ｒ６から選択され、
Ｒ６は、−Ｈ、−Ｃ１〜Ｃ１８  アルキル（ａｌｋｙｌ）、−（ＣＨ２）ｓ（Ｃ２〜Ｃ１８−ｓ  アルケニル（ａｌｋｅｎｙｌ））、−（ＣＨ２）ｓ（Ｃ２〜Ｃ１８−ｓ  アルキニル（ａｌｋｙｎｙｌ））から選択され、
ｍは、２〜２２、
ｎは、１〜１２、
ｐは、２、３、４、５又は６、
ｑは、２〜１０、及び、
ｒは、０、１又は２、
ｓは、２〜１６であり、
ここで、Ｒ２が、−Ｈの場合、Ｒ１は、少なくとも７個の炭素原子を含む、架橋ポリオレフィンパイプの製造方法。
【請求項２４】
前記ポリオレフィン構造ポリマーが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、およびそれらの任意のコポリマーから選択される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
さらに、前記混合物は、請求項１３〜１５のいずれかに定められる助剤を含む、請求項２３又は２４に記載の方法。
【請求項２６】
さらに、前記混合物は、請求項１６又は１７に定められるヒンダードアミン光安定剤を含む、請求項２３〜２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
さらに、前記混合物は、請求項１８又は１９定められる酸化防止剤を含む、請求項２３〜２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
前記架橋ポリオレフィンパイプは、６０％〜９０％の範囲の架橋度を有し、必要に応じて、前記架橋度が６５％〜８０％の範囲であり、さらに、必要に応じて、前記架橋度が６５％〜７５％の範囲である、請求項２３〜２７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
前記ポリオレフィン構造ポリマー及び少なくとも一つの成分が別々に前記押出機に注入され、
前記少なくとも一つの成分は、前記光開始剤、及び、存在する場合、助剤、及び／又は、フェノール系酸化防止剤、及び／又は、ヒンダードアミン光安定剤から選択され、
前記ポリオレフィン構造ポリマー及び前記少なくとも一つの成分は、前記二軸スクリュー押出機の混合要素によって混合される、請求項２３〜２８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
前記押出は、１００ｋｇ／ｈｒ超、必要に応じて、２００ｋｇ／ｈｒ超の押出機により行われる、請求項２３〜２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
架橋ポリオレフィンパイプの製造において、請求項１及び３〜１２のいずれか１項に記載の光開始剤の使用。
【請求項３２】
水は飲料水である、前記水の輸送のための請求項１〜２２のいずれか１項に記載のポリオレフィンパイプの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマーパイプに関し、特に、光開始剤を含む押出ポリオレフィンから形成される架橋ポリオレフィンからなるポリマーパイプに関する。本発明はまた、パイプが助剤及び／又は安定剤を含み、しばしば、助剤及び／又は安定剤パッケージと呼ばれるポリマーパイプに関する。特に、本発明は、架橋されたポリエチレン（ＰＥＸ）パイプ及びチューブを製造するために、ポリエチレンのようなポリオレフィンポリマーの光誘導架橋を組み合わせた共回転二軸スクリュー押出を用いることによるプラスチックパイプ及びチューブの製造に関する。このパイプは、冷水（例えば、飲料）又は温水用に用いることを意図されているものである。それらは、飲料水の輸送に適用される現在の規格をすべて上回っているので、冷水用に特に好適である。
【背景技術】
【０００２】
ポリオレフィンポリマーから製造される押出パイプは、様々な産業用用途を有するものとして、よく知られている。通常、家庭用（例えば、飲料）水パイプ、ラジエーター用パイプ、床暖房用パイプ、及び、造船等における同様の用途に、また建設業において用いられる。このようなパイプは、地域暖房パイプとして、及び、食品産業等における工程パイプとして用いることもできる。その他の用途としては、ガス流体及びスラリーの搬送が挙げられる。
【０００３】
押出パイプに用いられるポリオレフィンは、しばしば架橋されるが、これは多くの利点を得るためである。このような利点としては、これらに限定されるものではないが、飲料水用としての現在の規格・基準を満たすのに役立つ耐酸化性を含む長期間の安定性、「メモリー効果」を含む設置の自由度等が含まれる。架橋されたポリエチレン（ＰＥＸ）は、プラスチックパイプに一般に用いられる。複数の異なる架橋化学試薬及び処理技術を利用するいくつかの種類のＰＥＸがある。種々のＰＥＸグレードには、更に、酸化防止剤のような他の添加剤、及び／又は異なる濃度及び組み合わせによる安定剤パッケージが挙げられる。パイプ用途用の３つの既知のＰＥＸの種類としては、ＰＥＸ−ａ、ＰＥＸ−ｂ、及び、ＰＥＸ−ｃがある。
【０００４】
ＰＥＸ−ａ工程（「エンゲル（Ｅｎｇｅｌ）法」）では、架橋は、熱及び高圧の影響下において、過酸化物によって誘導される。得られるＰＥＸ−ａ組成物は、炭素−炭素結合を通じて架橋されており、架橋されたポリマー網を形成する。ＰＥＸ−ａの架橋工程は、ＰＥＸ−ｂ及びＰＥＸ−ｃの一次架橋工程とは対照的に、溶融段階で生じる。一次反応は、ＰＥＸ−ａの定義によって存在しなければならない過酸化物の分解によるフリーラジカルの形成であり、続いて、そのフリーラジカルがＰＥポリマー鎖から水素を引き抜く。この水素の引き抜きによって新たな炭素ラジカルが与えられ、この新たな炭素ラジカルが近傍のＰＥ鎖と結合して安定な炭素−炭素結合、すなわち、架橋を形成する。ＰＥＸ−ａでは均一かつ一様であると考えられるその架橋は、実用的用途として７０〜９０％の範囲の架橋度（通常、ＣＣＬと称する）を与える。ＣＣＬの要求は、架橋ポリエチレン（ＰＥＸ）チューブに関するＡＳＴＭ国際規格、Ｆ８７６−１０（２０１０年２月１日承認）で定められるように、ＰＥＸ−ａについては７０％よりも大きいことである。従って、ＰＥＸ−ａ工程は、良い品質のパイプを製造するために用いることができる。
【０００５】
ＰＥＸ−ｂ工程では、架橋は、通常、「サウナ雰囲気」において行われ、より長い所定の時間を通じて湿分及び熱によって誘導される。最も一般に用いられる方法は、それぞれＳｉｏｐｌａｓ（登録商標）法（２ステップ）及びＭｏｎｏｓｉｌ法（１ステップ）と呼ばれている。Ｓｉｏｐｌａｓ法では、パイプ押出の前に、例えば、ビニルシランのようなシランがＨＤＰＥ樹脂にグラフトされる。Ｍｏｎｏｓｉｌ法では、パイプ押出中にシランがＨＤＰＥ樹脂とブレンドされる。両方の方法では、架橋前ステップが化学的に異なるが、実際の架橋の基本原理は実質的に同一である。すなわち、架橋は、熱及び湿分の組み合わせによって加速される、第２の押出後工程において生じる。その組み合わせは、一次加水分解及び縮合反応に関与する活性「試薬」である。原則として、押出されたパイプは温水及び蒸気浴に曝される。ＰＥＸ−ａに対する根本的な違いは、ＰＥＸ−ｂでは、得られる架橋が炭素−炭素結合の間ではなく、酸素−ケイ素共有結合（シロキサン「ブリッジ」）が形成されることである。ＰＥＸ−ａと比較して、ＰＥＸ−ｂの架橋密度（ＣＣＬ）は、若干低く（６５〜７０％）、架橋はまた、不均一である。
【０００６】
ＰＥＸ−ｃ工程では、架橋は、一般に「コールド」法と呼ばれる。ＰＥＸ−ｃ工程では、架橋工程を促進するのに化学物質は必要とされず、その代わりに、水素引き抜き、及び、その後の架橋を起こすのに必要なフリーラジカルを生成するために高エネルギーの電子ビーム（ＥＢ）照射が利用される。その高エネルギーの電子ビームは非選択的である。すなわち、化学結合の開裂は制御されない手法で行われる。これによって、目的とする反応、すなわち、ＨＤＰＥの架橋と共に副反応を起こす結果となる。ＰＥＸ−ｃの架橋密度は、通常、７０〜７５％の範囲であり、曝露が長すぎると製品の変色及び／又は脆化を生じ得るので照射時間について注意を払う必要がある。ＰＥＸ−ｃは、製造条件が幾らか過酷であるにもかかわらず、長年にわたり成功裡に用いられている。
【０００７】
他の可能な架橋工程は、紫外線（ＵＶ）硬化、すなわち、光誘起架橋である。例えば、ポリエチレン、光開始剤、助剤、及び、安定剤パッケージのようなポリオレフィン系ポリマーの組み合わせを含むパイプ配合物は、架橋ポリマーを形成するためにＵＶ放射線に曝される。ポリエチレンが用いられる場合では、完成品としての製品は、ＰＥＸパイプである。ＵＶ硬化は、溶媒がその工程で用いられておらず、揮発性化学物質の放出が発生しないため、一般に、「緑」及び環境に優しい技術であると考えられる。
【０００８】
飲料水用途のために用いられるすべての押出パイプで発生する一つの大きな課題は、ポリマーパイプ母体からの各種添加剤の浸出の潜在的な問題である。開始剤、安定剤、助剤、加工助剤、酸化防止剤等を含む種々の添加剤は、時間の経過とともにポリマー母体から浸出するかもしれないし、パイプ内を流れる流体を汚染してしまうかもしれない。この問題は、飲料水用途で、かつ、このような用途のために、ある期間にわたってパイプから浸出する物質の許容可能な安全レベルを定量化する業界標準が存在するような場合における、特定の問題である。原料ポリマーを押し出す際にパイプの加工を容易にするため、また、完成したパイプの構造的一体性及び耐老化性等を確保するため、パイプを製造する際に各種添加剤は、パイプ内に存在することが必要とされる。同時に、これらの添加剤は、ある期間にわたってポリマー母体から浸出するかもしれないため、これらの添加剤がまさにパイプ内に留まることが必要であるという、課題が存在する。
【０００９】
飲料水用途におけるプラスチックパイプの使用は、上記のような課題がある。一つの困難性は、適切な安定剤又は十分な長期間の安定性を与える安定剤の組み合わせを見つけることの要求である。この安定性の一つの尺度は、ＡＳＴＭ  Ｆ２０２３規格に従う耐塩素性である。同時に、安定剤、酸化防止剤、光開始剤、助剤、及び、他の添加剤の完成品としてのパイプ製品中の残余の残留レベルが、飲料水パイプに要求される基準（北米においては、ＮＳＦ６１規格）を満たすことができなくなるほど高過ぎてはならない。しかし、本発明者らは、特定の処理方法の新規な組み合わせ、すなわち、本発明で開示される新規の化学的アプローチと組み合わせる場合、共回転二軸スクリュー技術と光誘起架橋が、架橋ポリエチレン（ＰＥＸ）のような飲料水用途用に用いられるプラスチックパイプに適用される現行の基準を満たし、かつ超える架橋ポリオレフィンパイプを製造することを発見した。
【００１０】
安定剤パッケージは、通常、パイプが実用性を持つことを確保するために必要とされる。しかし、安定剤も、ある期間にわたってプラスチックパイプから浸出する傾向がある。熱可塑性ポリマーの安定化は、普通、一以上の安定剤と溶融ブレンドすることによって達成される。この方法では、ポリマー母体中の低分子量の安定剤の物理的分散として最良である異相ポリマー／安定剤系が形成される。商業的安定剤化合物の大多数は非極性ホスト熱可塑性ポリマーとは非常に異なる化学構造を有している。このような理由で、ポリオレフィンと様々な従来の安定剤の相溶性は、一般に良くなく、そのため、移行、すなわち、隣接する流体、液体、気体又は固体材料とポリオレフィンとの境界を越えて混合安定剤の浸出がもたらされる。この安定剤の損失は、実質的にポリオレフィンの寿命を短くする。より懸念されるのは、飲料水（飲水）への安定剤の移行は、消費者に予測不可能な、かつ、潜在的に有毒な影響を与えるかもしれないという事実である。国際公開第２０１０／１３８８１６号に開示されているように、本発明者らは、以前、飲料水パイプに用いるのに好適な安定剤パッケージを開発した。
【００１１】
安定剤移行の研究方法は、沸騰水中にパイプを浸漬し、次に、酸化誘導時間（ＯＩＴ）レベルを測定することを含んでいる。これは、どのくらいの活性安定剤がパイプ内に残っているかの指標を与え、かつ、いかに容易に安定剤がパイプ壁から浸出し得るかを測定する。
【００１２】
同様に、内部に輸送される流体からの圧力に耐え、全体的な長期性能を確保する両方の直接的能力の意味において、パイプの構造的一体性を確保するため、架橋剤のような他の添加剤が必要とされる。プラスチックパイプの長期性能は、通常、ヨーロッパでは、ＩＳＯ９０８０の規格外挿法（ＳＥＭ）試験、又は、北米では、ＡＳＴＭ  Ｄ２８３７の方法を用いて評価される。これらの方法は、高温で加圧される試験パイプを含み、かつ、異なる応力レベルで破裂する時間を測定する。かなりの量の研究努力が、安定剤パッケージが有効でなくなったとき、又は、架橋度が不足しているときに起こる、いわゆる、ステージＩＩＩ破裂に焦点を当ててきた。
【００１３】
特許文献１には、温水用途を意図する架橋ポリエチレンパイプを製造するために、ＵＶ照射と組み合わせた二軸スクリュー押出機の使用が開示されている。この書面では、ポリマー材料の高速処理を可能にするために、架橋を実現するための特定の光開始剤が開示されている。一連のベンゾフェノン誘導体は、ポリエチレンと相溶性があることが開示されている。しかし、この書面は、ポリマー母体からのそのような材料の浸出の問題について対処していない。
【００１４】
特許文献１のポリマー材料は、二軸スクリュー押出機を用いて調製することができる。しかし、この特許は、光開始剤の性質に関心を有し、材料を混合して、押し出す能力以外の押出機の機能については開示していない。その特許で主張された工程で達成可能な線速度は、非常に低く、１ｍ／ｍｉｎ以下の範囲であった。これは、商業的な工程にとって理想的ではない。
【００１５】
公知の押出パイプ及びそのようなパイプの製造方法には、多くの制限があることは明らかである。従って、ポリオレフィンパイプの製造方法及び／又は特性を改善するための新規な製造方法及び／又は化学成分の新規な組合せが必要とされている。
【００１６】
家庭用冷水及び／又は温水用途に用いることが可能なパイプを形成するための材料を提供することが、本発明の目的である。産業用途用パイプを製造するための材料を提供することも、本発明の目的である。また、一以上の添加剤成分の時間の経過とともに生じる浸出に耐性があるパイプを製造することも、本発明の目的である。さらなる目的は、破裂強度、圧力抵抗、劣化、時間の経過とともに生じる添加剤の浸出、変色、及び、耐塩素性の一以上について現在の規格を満たすか、又はそれを超える家庭用途用パイプを製造することである。本発明は、これらの目的のいくつか又は全てを満たすものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】欧州特許第０４９０８５４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、現在、市場で入手可能な既存の製品に比べて、残余の化学物質の浸出レベルを大幅に減少する効能を備える押出プラスチックパイプの製造工程に関する。また本発明は、現在入手可能なパイプよりも、はるかに浸出に対して安定なパイプを提供するものである。さらに本発明は、酸化劣化に対する抵抗レベルを大幅に増加する効能を備えるパイプを提供するものである。このパイプは、耐塩素性に対する優れたレベルを示し、かつ、飲料水用途についての現行の要求事項を超えている。本発明の工程では、新規な共回転二軸スクリュー押出工程を用いる。これは、後述するように、飲料水用途に用いられる既存の押出パイプに比べて、残余の化学物質の浸出レベルをかなり低下させる製品をもたらすものである。本発明による新しい工程は、耐酸化性にとって重要なパイプ母体の均質性を最大限にもたらすもので、パイプ押出工程で混合される優れた材料により、優れた長期性能を発揮する。
【００１９】
好ましくは、本発明は、ポリオレフィン系ポリマー（例えば、ポリエチレン）の架橋の必要なレベルを得るために、例えば、ＰＥＸパイプを製造するために、その工程で組み合わせることができる光開始剤と助剤との組み合わせを用いる。これにより、同時に、長期に渡って用いられたパイプからの成分の浸出のレベルを非常に低く確保することができる。本発明は、完成したパイプの優れた特性を保持しながら、含まれる種々の成分のレベルを低くすることを可能にするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
ＮＳＦ６１の要求事項に対して、慎重に開始剤を選択することが必要である。酸化劣化に対する長期の耐性は、本発明のこのようなパイプにとって問題とはならない。
【００２１】
従って、本発明の一態様によると、ポリオレフィン構造ポリマーと０．０２重量％〜３重量％の光開始剤とから形成されるポリマーパイプが提供される。ここで、その光開始剤は、化学式１の化合物である。
【００２２】
【化１】
0006698548.tif 000002
ここで、Ｒ１は、−Ｃ４〜Ｃ２４  アルキル（alkyl）、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルケニル（alkenyl））、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルキニル（alkynyl））、−Ｃ４〜Ｃ２４  ハロアルキル（haloalkyl）、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  ハロアルケニル（haloalkenyl）)、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  ハロアルキニル（haloalkynyl））、−（ＣＨ２）ｎ［Ｏ（ＣＨ２）ｐ］ｑ（ＣＨ２）ｒＲ４から選択される。Ｒ２は、−Ｈ、−Ｏ−Ｒ３から選択される。Ｒ３は、−Ｃ４〜Ｃ２４  アルキル（alkyl）、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルケニル（alkenyl））、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルキニル（alkynyl））、−Ｃ４〜Ｃ２４  ハロアルキル（haloalkyl）、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  ハロアルケニル（haloalkenyl）)、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  ハロアルキニル（haloalkynyl））、−（ＣＨ２）ｎ［Ｏ（ＣＨ２）ｐ］ｑ（ＣＨ２）ｒＲ５から選択される。Ｒ４及びＲ５は、各々独立に、−Ｈ、−Ｏ−Ｒ６から選択される。Ｒ６は、−Ｈ、−Ｃ１〜Ｃ１８  アルキル（alkyl）、−（ＣＨ２）ｓ（Ｃ２〜Ｃ１８−ｓ  アルケニル（alkenyl））、−（ＣＨ２）ｓ（Ｃ２〜Ｃ１８−ｓ  アルキニル（alkynyl））から選択される。ｍは、２〜２２、ｎは、１〜１２、ｐは、２、３、４、５又は６、ｑは、２〜１０、ｒは、０、１又は２、ｓは、２〜１６である。ここで、Ｒ２が、−Ｈの場合、Ｒ１は、少なくとも７個の炭素原子を含んでいる。
【００２３】
実施形態では、光開始剤は、０．２重量％〜３重量％存在する。
【００２４】
しかし、他の用途では、例えば、耐酸化性に対する長期安定性が、長期間にわたって望ましい機械的特性を有するパイプを提供することが有益であると思われる。本発明のこのようなパイプは、例えば、ＡＳＴＭ  Ｆ８７６の安定剤機能試験で測定すると、長期安定性が改善されていることが証明される。このようなパイプにとって、浸出は、あまり問題にならないかもしれない。ポリオレフィン構造ポリマー及び光開始剤に加えて、パイプは、助剤及び酸化防止剤を含んでいてもよい。また、このパイプは、ヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）を含んでいてもよい。
【００２５】
本発明のパイプは、低レベルの浸出に関するＮＳＦ６１の要求事項、又は、長期安定した耐塩素性に関するＡＳＴＭ  Ｆ２０２３要求事項を満たすことができる。加えて、本発明のパイプは、低レベルの浸出に関するＮＳＦ６１要求事項、及び、長期安定した耐塩素性に関するＡＳＴＭ  Ｆ２０２３要求事項の両方を満たすことができる。
【００２６】
本発明者らは、他の種類の押出機の代わりに、共回転二軸スクリューを有する二軸押出機の使用により、添加剤の浸出に対してより耐性があるプラスチックパイプを押し出すために必要な条件が得られることを見出した。加えて、本発明のパイプでは、例えば、ＡＳＴＭ  Ｆ８７６の安定剤機能試験で測定すると、長期安定性が改善されることが証明されている。さらに、本発明の工程によると、非常に効率的な製造条件のもとで、公知の工程に対して極めて高い線速度でＰＥＸパイプを製造することができる。以下に説明するように、本発明の工程は、安定した強固な押出パイプ、例えば、北米におけるＰＥＸチューブ用にＡＳＴＭ  Ｆ８７６規格で定められる１／２”（１．２７ｃｍ）パイプをなお生産しながら、例えば、３０ｍ／ｍｉｎ〜６０ｍ／ｍｉｎの範囲内において、少なくとも２０ｍ／ｍｉｎの線速度で操作することができる。
【００２７】
本発明の別の態様は、架橋ポリオレフィンパイプの製造方法を提供するもので、架橋されたポリオレフィンパイプの製造方法は、
押出パイプを形成するための共回転二軸スクリュー押出機からの混合物の押出と、
ＵＶ放射線で押出管を照射することによって、ポリオレフィン構造ポリマーを架橋することとを含み、
前記押出混合物は、ポリオレフィン構造ポリマーと、０．０２重量％〜３重量％の光開始剤とを含み、
この光開始剤は、化学式１の化合物である。
【００２８】
【化２】
0006698548.tif 000003
ここで、Ｒ１は、−Ｃ４〜Ｃ２４  アルキル（alkyl）、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルケニル（alkenyl））、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルキニル（alkynyl））、−Ｃ４〜Ｃ２４  ハロアルキル（haloalkyl）、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  ハロアルケニル（haloalkenyl）)、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  ハロアルキニル（haloalkynyl））、−（ＣＨ２）ｎ［Ｏ（ＣＨ２）ｐ］ｑ（ＣＨ２）ｒＲ４から選択される。Ｒ２は、−Ｈ及び−Ｏ−Ｒ３から選択される。Ｒ３は、−Ｃ４〜Ｃ２４  アルキル（alkyl）、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルケニル（alkenyl））、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルキニル（alkynyl））、−Ｃ４〜Ｃ２４  ハロアルキル（haloalkyl）、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  ハロアルケニル（haloalkenyl）)、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  ハロアルキニル（haloalkynyl））、−（ＣＨ２）ｎ［Ｏ（ＣＨ２）ｐ］ｑ（ＣＨ２）ｒＲ５から選択される。Ｒ４及びＲ５は、各々独立に、−Ｈ、−Ｏ−Ｒ６から選択される。Ｒ６は、−Ｈ、−Ｃ１〜Ｃ１８  アルキル（alkyl）、−（ＣＨ２）ｓ（Ｃ２〜Ｃ１８−ｓ  アルケニル（alkenyl））、−（ＣＨ２）ｓ（Ｃ２〜Ｃ１８−ｓ  アルキニル（alkynyl））から選択される。ｍは、２〜２２、ｎは、１〜１２、ｐは、２、３、４、５又は６、ｑは、２〜１０、及び、ｒは、０、１又は２、ｓは、２〜１６である。ここで、Ｒ２が、−Ｈの場合、Ｒ１は、少なくとも７個の炭素原子を含んでいる。
【００２９】
本発明のパイプは、例えば、飲料水又は温水などの流体を搬送するために用いてもよい。従って、本発明の別の態様として、水の輸送のための本発明のパイプの用途が提供され、又は、水の輸送システムにおいて、本発明のパイプの用途が提供される。実施形態によると、飲料水の輸送システムにおける、本発明のパイプの用途が提供される。別の実施形態では、温水輸送システムにおいて、本発明のパイプの用途が提供される。
【００３０】
本発明の実施形態を、添付の図面を参照して、以下に詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のパイプの製造工程を示すフローチャートである。
【図２】図１のステップ２〜６の工程を行うために用いることができる装置を例示する線図である。
【図３】図１のステップ７〜９の工程を行うために用いることができる装置を例示する線図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本明細書の記述及び特許請求の範囲を通じて、用語「含む」、及び、その変形例は、「含む、しかし、これらに限定されない」を意味し、かつ、他の部位、添加剤、成分、整数又はステップを除外するものではなく、また、除外することを意図していない。本明細書の記述及び特許請求の範囲を通じて、文脈上、特に断りのない限り、単数は複数を包含している。特に、不定冠詞が用いられている場合、文脈上、特に断りのない限り、単数と同様に複数を含んでいるものと理解されるべきである。
【００３３】
特定の態様に関連して記載される特徴、整数、特性、化合物、化学的部位、又は基、本発明の実施形態又は実施例は、矛盾しない限り、本明細書に記載の如何なる他の態様、実施形態又は実施例に適用可能である。この明細書（添付の特許請求の範囲、要約書及び図面を含む）に開示されている全ての特徴、及び／又は、そのように開示された如何なる方法又は工程の全てのステップは、そのような特徴、及び／又は、ステップの少なくともいくつかが相互に排他的な組み合わせを除いて、如何なる組み合わせでも組み合わせることができる。本発明は、如何なる前述の実施形態の詳細に限定されるものではない。本発明は、この明細書（添付の特許請求の範囲、要約書及び図面を含む）に開示された特徴の、すべての新規なもの、又は、すべての新規な組み合わせに、又は、そのように開示された方法又は工程のステップのすべての新規なもの、又は、すべての新規な組み合わせに及ぶものである。
【００３４】
読者の注意は、この出願に関連して、この明細書と同時に、又はそれ以前に出願されており、及び、この明細書と共に公衆の縦覧に供されているすべての論文及び文書に向けられるもので、すべてのそのような論文および文書の内容は、参照用として本明細書に組み込まれるものとする。
【００３５】
誤解を避けるために、見出し「背景技術」の下でこの明細書において開示されている情報は、本発明に関連しているもので、本発明の開示の一部として読まれるべきであることを、ここに述べておく。
【００３６】
本発明のポリマーパイプは、例えば、熱い及び／又は冷たい飲料水の輸送、放射床暖房、排水、火災スプリンクラー、食品業界のような産業用工程パイプ、ガス・スラリーのような水以外の流体の搬送用等、様々な用途に用いることができる。いくつかの実施形態では、これらのポリマーパイプは、ベースパイプ上に設けられる一以上の層を有するベースパイプを含んでいる。ポリマーベースパイプ上に設けることができる種々の層の例は、その全体が参照用として本明細書に組み込まれる「コーティングパイプの製造方法及び組成物」と題される米国特許出願公開第２０１０／００８４０３７号明細書に記載されている。他の実施形態では、ポリマーパイプは、ベースパイプ上に層が設けられていないパイプ、すなわち、パイプが単一の層（すなわち、一層）で構成されているベースパイプを含んでいる。
【００３７】
パイプの規格及び認証
本明細書で述べるパイプ規格及び標準試験手順には、次のものが挙げられる。
架橋ポリエチレン（ＰＥＸ）チューブに関するＡＳＴＭ国際規格、Ｆ８７６−１０（２０１０年２月１日承認）（「ＡＳＴＭ  Ｆ８７６」）。
塩素温水に対する架橋ポリエチレン（ＰＥＸ）チューブ及びシステムの耐酸化性の評価に関するＡＳＴＭ国際標準試験方法、Ｆ２０２３−１０（２０１０年８月１日承認）（「ＡＳＴＭ  Ｆ２０２３」）。
熱可塑性パイプ製品ための熱可塑性パイプ材料又は圧力設計基準のための静水圧設計基準の取得に関するＡＳＴＭ国際標準試験方法、Ｄ２８３７−１１（２０１１年４月１日承認）（「ＡＳＴＭ  Ｄ２８３７」）。
示差走査熱量測定によるポリオレフィンの酸化誘導時間に関するＡＳＴＭ標準試験方法、Ｄ３８５９−９８（１９９８年７月１０日承認）（「ＡＳＴＭ  Ｄ３８９５」）。
飲料水添加剤に関するＮＳＦ国際標準／米国標準規格６１−２０１１（２０１１年６月１０日）（「ＮＳＦ６１」）、及びＥＮ  ＩＳＯ  １５８７５。
これらの規格のすべての内容は、参照用として本明細書に組み込まれる。
【００３８】
本明細書で言及した試験は、業界で既知の標準的なものであり、当業者に利用可能である。従って、本発明者らは、簡潔にするために、一通りそれらについて述べるに止める。しかし、これらの規格の内容は、本発明に係るパイプが、規格の要求事項を満たすか、又は超える範囲で、本発明の不可欠な部分を形成している。従って、これらの規格の内容は、明示的に参照用として、本開示に組み込まれるものとする。
【００３９】
現在、北米におけるＰＥＸ管は、７３．４°Ｆ（２３℃）で１６０ｐｓｉ（１１０３kPa）、１８０°Ｆ（８２．２℃）で１００ｐｓｉ（６９０kPa）、及び２００°Ｆ（９３．３℃）で８０ｐｓｉ(５５２kPa)の温度及び圧力レイティングの要求事項を満たす必要がある。最小破裂レイティングは、７３．４°Ｆ(２３℃)で４７５ｐｓｉ（３２７５kPa）（５／８”以上）である。ＰＥＸパイプ及びチューブのための追加の性能特性及び要求事項は、ＡＳＴＭ  Ｆ８６７に与えられている。
【００４０】
ＡＳＴＭ  Ｆ８７６（北米）及びＥＮ  ＩＳＯ１５８７５（欧州）。
製品発売前に、全てのパイプは、これらの二つの規格にそれぞれ準拠して、必要なすべての試験に合格する必要がある。最も時間がかかり、困難な要求事項については、以下に具体的に言及する。
【００４１】
温度／圧力レイティング。
ＮＳＦ／ＰＰＩによると、パイプは、損傷を受けることなく、２，０００時間の試験に合格する場合にのみ承認される（北米の場合）。この試験は、より高い温度と圧力とで行われる。一般に、パイプがこの条件に合格すると、失敗とされることはないが、なお、完了のために、１６，０００時間の試験に合格することが必要である。
【００４２】
耐塩素性は、ＡＳＴＭ  Ｆ２０２３により測定され、試験完了のために約１２〜１５ヶ月が必要とされる。
【００４３】
安定化レベルの定性的測定は、ＡＳＴＭ  Ｄ３８９５に従って行われるように、酸化誘導時間（ＯＩＴ）試験によって行うことができる。
【００４４】
特定の添加剤は、ポリマーが消費者向け製品を作るために利用されるすべての用途にとって、通常、必要とされる。例えば、飲料水用途のためのパイプは、製造方法にかかわらず完成品としてのパイプ組成物の一部として、通常、安定剤、酸化防止剤、架橋剤、加工添加剤等を含んでいる。これらの添加剤は、所望の物理的特性を有するパイプ、例えば、ＡＳＴＭ  Ｆ８７６及び／又はＥＮ  ＩＳＯ１５８７５の要求事項を満たすパイプを提供するために、通常、必要である。しかし、これらの化学添加剤は、通常、完成品としての化学パイプから浸出の対象となる。しかしながら、パイプ中の流体への化学物質の浸出は、望ましいことではない。加えて、所定の用途のために、化学物質の浸出のレベルについて制限が設けられている。例えば、ＮＳＦ６１は、飲料水用パイプについて化学的浸出に関する制限を定めている。
【００４５】
ＮＳＦ６１は、衛生上の要求事項に関連し、完成したパイプから、化学物質の浸出を最小限にする要求に関する。 北米における飲料水パイプは、ＮＳＦ６１試験に合格しなければならない。この試験の目的は、パイプ内の水の品質が、浸出する化学物質によって損なわれないことを顧客に保証することである。この試験を行うため、１）一点試験、２）２１日間の多点試験、及び、３）１０７日間の多点試験の３つの方法がある。３つのテストは、すべて、長期間に渡り、２４時間毎にパイプ内の水を交換することが含まれる。一点試験としては、１７日目に水抽出のみの試験が行われる。多点試験としては、数日毎に水抽出物が分析され、取得データは、減衰曲線を作成するために用いられる。
【００４６】
水抽出物は、質量選択検出器を備えるガスクロマトグラフ（ＧＣ／ＭＳ）により分析される。必要とみなされる場合には，他の分析技術も用いられる。分析用試料採取前の２４時間、いくらかの試料は、８２℃で３０分間加熱される。次に、加熱された抽出物を、ＥＰＡ６２４の方法を用いて半揮発性化合物を、ＧＣ／ＭＳにより分析する。残りの試料を室温で調節し、次に、ＥＰＡ５２４の方法を用いて、揮発性化合物をＧＣ／ＭＳにより分析する。
【００４７】
多点試験に合格するために、水抽出されたすべての化学物質の濃度は、１７日目に短時間曝露限界（ＳＴＥＬ）以下に、かつ、１０７日目に合計許容濃度（ＴＡＣ）以下に減衰させなければならない。一点試験については、ＳＴＥＬ及びＴＡＣの両方の制限を、１７日目に満たさなければならない。
【００４８】
ＮＳＦ６１の許容限度は、近年まで、通常、ｐｐｍの範囲内であった。要求事項がより厳しくなり、例えば設定された許容限度で、現在のＮＳＦ規格では多くの化合物にとって、ｐｐｂの範囲内である。
【００４９】
架橋度は、以下のＡＳＴＭ  Ｆ８７６からの引用に基づいて定量化することができる。
「６．８．  ７．９節に従って試験が行われる場合の架橋度において、ＰＥＸチューブ材料の架橋度は、６５％〜８９％の範囲内でなければならない。適用される工程に応じて、過酸化物で７０％（ＰＥＸ−ａ）、アゾ化合物で６５％、電子ビームで６５％（ＰＥＸ−ｃ）、シラン化合物で６５％（ＰＥＸ−ｂ）の最小架橋値（％）を達成しなければならない。」
理想的には、パイプは、規格に従って高い架橋レベル、少なくとも５０％（好ましくは、少なくとも６５％）を有するべきである。しかし、いくつかの用途では、低い架橋度が許容可能である。
【００５０】
本発明は、架橋（ＣＣＬ）の定められた目標レベル、例えば、７３％を一貫して満たす押出パイプを製造することができる。そして重要なことは、本発明者らは、所定の配合物のために約７３±０．５％のレベルでＣＣＬを維持できることを見出した。従来技術の押出工程では、この変動は、少なくとも３％、最高で５％であるが、何倍も高めることができる。
【００５１】
本発明は、ＡＳＴＭ  Ｆ８７６規格を満たすか、又は超えるため、高いＣＣＬ、すなわち、一貫した均一な方法で、少なくとも６５％（例えば、少なくとも７０％）のＣＣＬを有することができるパイプの製造工程を提供するものである。本発明のパイプは、残余のためのＮＳＦ６１規格を満たすことができる。本発明のパイプは、高いＣＣＬを有し、かつ、残余のためのＮＳＦ６１規格を満たすこともできる。
【００５２】
定義
用語及び方法の以下の説明は、本開示をよりよく説明するために、かつ、本開示の実施において、当業者をガイドするために提供するものである。
【００５３】
本明細書で用いられる用語「アルキル」、「Ｃ１〜Ｃ１０アルキル」及び「Ｃｘ〜Ｃｙアルキル」（ｘは、少なくとも１及び１０未満、ｙは、１０より大きい数である）は、例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０個の炭素原子を有する直鎖、又は分枝鎖アルキル部位への言及を含んでいる。この用語は、例えば、メチル、エチル、プロピル（ｎ−プロピル又はイソプロピル）、ブチル（ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル又はｔｅｒｔ−ブチル）、ペンチル、ヘキシル等への言及を含む。特に、アルキルは、「Ｃ１〜Ｃ６アルキル」、すなわち、１、２、３、４、５又は６個の炭素原子を有するアルキルであってもよく、又は、「Ｃ１〜Ｃ４アルキル」、すなわち、１、２、３又は４個の炭素原子を有するアルキルであってもよい。 用語「低級アルキル」は、１、２、３又は４個の炭素原子を有するアルキル基への言及を含んでいる。
【００５４】
本明細書で用いられる用語「アルケニル」、「Ｃ２〜Ｃ１０アルケニル」及び「Ｃｘ〜Ｃｙアルケニル」（ｘは、少なくとも２及び１０未満、及び、ｙは、１０より大きい数である）は、例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０個の炭素原子を有する、加えて、該当する場合は、Ｅ又はＺの立体化学のいずれかの少なくとも一つの二重結合を有する、直鎖又は分枝鎖アルキル部位への言及を含んでいる。この用語は、例えば、エテニル、２−プロペニル、１−ブテニル、２−ブテニル、３−ブテニル、１−ペンテニル、２−ペンテニル、３−ペンテニル、１−ヘキセニル、２−ヘキセニル及び３−ヘキセニル等への言及を含む。特に、アルケニルは、「Ｃ２〜Ｃ６アルケニル」、すなわち、２、３、４、５又は６個の炭素原子を有するアルケニルであってもよく、「Ｃ２〜Ｃ４アルケニル」、すなわち、２、３又は４個の炭素原子を有するアルケニルであってもよい。用語「低級アルケニル」は、２、３又は４個の炭素原子を有するアルケニル基への言及を含んでいる。
【００５５】
本明細書で用いられているように、用語「シクロアルキル」は、一つの環に３、４、５、６、７又は８個の炭素原子を有する脂環式部位への言及を含んでいる。シクロアルキルは、シクロアルキルエポキシドを製造するエポキシドのような基で官能化されてもよい。この種類の基は、二つの縮合環を含んでいる。シクロアルキルは、シクロアルキルイソシアネートを製造するためのイソシアネートのような基で官能化されてもよい。あるいはまた、この基は、エポキシドで官能化できる２以上の架橋された、又は多環式の環システムであってもよい。例えば、架橋された又は多環式の環システムは、どちらもエポキシドで官能化される二つの環を含んでいてもよい。より多くの場合、シクロアルキル基は、単環である。用語シクロアルキルは、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ノルボルニル、ビシクロ［２．２．２］オクチルのような基を含んでいる。
【００５６】
本明細書で用いられている用語「アルコキシ」及び「Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ」は、−Ｏ−アルキルへの言及を含んでいる。ここで、アルキルは、直鎖又は分岐鎖であり、かつ、１、２、３、４、５又は６個の炭素原子を含んでいる。実施形態の一分類では、アルコキシは、１、２、３又は４個の炭素原子を有する。この用語は、例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシ、ペントキシ、ヘキソキシ等への言及を含んでいる。用語「低級アルコキシ」は、１、２、３又は４個の炭素原子を有するアルコキシ基を含んでいる。
【００５７】
本明細書で用いられている用語「ハロ」又は「ハロゲン」は、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ又はＩを含んでいる。実施形態の特定の分類では、ハロゲンは、Ｆ又はＣｌであり、Ｆがより一般的である。
【００５８】
化合物、部位、工程又は製品が、「必要に応じて」という特徴を有する旨記載される場合、本開示は、その特徴を有する化合物、部位、工程又は製品を含み、かつ、その特徴を有しない化合物、部位、工程又は製品も含んでいる。従って、部位が、「必要に応じて置換される」と記載されている場合、それは、置換されない部位、及び置換される部位を含んでいる。
【００５９】
ここで、二つ以上の部位が、「独立して」又は「それぞれが独立して」原子又は基のリストから選択されると記載されている場合、それらの部位は、同じであっても、異なっていてもよいことを意味している。従って、各部位の同一性は、一つ以上の他の部位の同一性とは無関係である。
【００６０】
用語「ＣＣＬ」は、通常、百分率として表される架橋密度を指す。本明細書の記載及び特許請求の範囲を通じて、語句「架橋度」、「架橋レベル」、「架橋密度」又は同様の語句は、ＣＣＬを意味する。
【００６１】
用語「ＳＴＥＬ」は、短時間曝露限界を指す。それは、通常、規格によって認められている汚染物質（例えば、化合物）の最大濃度を表わす。例えば、ＮＳＦ６１規格は、規格に従って算出される急性曝露について飲料水中に許容される汚染物質の最大濃度を表すＳＴＥＬ値を規定している。
【００６２】
用語「ＴＡＣ」は、合計許容濃度を指す。これは、通常、単一の製品が流体に放出できる汚染物質（例えば、化合物）の最大濃度である。例えば、ＮＳＦ６１規格は、単一の製品が、規格に従って放出できる飲料水中の汚染物質の最大濃度を表すＴＡＣ値を規定している。
【００６３】
パイプ
この明細書においては、特に断らない限り、重量％による特定成分（例えば、ポリオレフィン構造ポリマー、光開始剤、反応押出種、助剤、ヒンダードアミン光安定剤、酸化防止剤、又は、必要に応じた添加剤）への言及は、特定成分が存在するパイプの総重量に対するその特定成分の重要％のことである。
【００６４】
本発明のポリマーパイプは、ポリオレフィン構造ポリマーを含んでいる。構造ポリマーは、ポリエチレン（ＰＥ）であってもよいが、当業者であれば、他の様々な構造ポリマーを、ポリエチレンの代わりに用い得ることは理解されると思う。例えば、構造ポリマーは、とりわけ、ＰＥ（例えば、ＰＥ−高温耐性、又は、ＰＥ−ＲＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレン（ＰＢ）のようなポリオレフィン、それらのいずれかの共重合体、エチレン−無水マレイン酸共重合体のようなポリオレフィン共重合体であってもよい。例えば、構造ポリマーは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、及び、高級オレフィンポリマーであってもよく、エチレン、プロピレン、１−ブテン、２−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン及び１−オクテンの共重合体、及び、これらの互いの及び他の不飽和モノマーとの異性体であってもよい。ブロック共重合体及び上記ポリマーのいずれかの重合性モノマーのポリマーブレンドも含まれる。ポリマーパイプは、ポリオレフィン構造ポリマーを少なくとも８５重量％、少なくとも９０重量％、又は、少なくとも９５重量％有していてもよい。
【００６５】
本発明で用いる好適なポリオレフィン構造ポリマーとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びこれらの混合物が挙げられる。
【００６６】
ポリエチレン（ＰＥ）は、主にその密度及び分岐に基づいて、いくつかの異なるカテゴリに分類される。最終製品の性能及び機械的特性は、分岐の範囲及びタイプ、結晶性、密度、並びに、分子量、及びその分布のような変数に大きく依存する。前述のように、ＰＥＸパイプは、これまでは最も一般的に、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から製造される。しかしながら、本発明は、これらに限定されるものではなく、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、ＰＥ１００、ＰＥ８０、ＰＥ−ＲＴグレード、及び、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、又は、これらの組み合わせのような単層又は多層プラスチックパイプの製造に用いられる如何なるタイプのポリオレフィン又はポリエチレンに適用可能である。本発明のパイプに用いることができる市販のＰＥの例としては、バセル（Ｂａｓｅｌｌ）Ｑ４５６、バセル（Ｂａｓｅｌｌ）Ｑ４５６Ｂ、バセル（Ｂａｓｅｌｌ）新樹脂のバセル（Ｂａｓｅｌｌ）Ｑ４７１（これらの三つすべては、米国の、イクイスタル化学（Ｅｑｕｉｓｔａｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）、ＬＰライオンデルバセル社（ＬＰ  Ｌｙｏｎｄｅｌｌ  Ｂａｓｅｌｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）、クリントンローワ（Ｃｌｉｎｔｏｎ  Ｉｏｗａ）から入手可能）、ボレアリス（Ｂｏｒｅａｌｉｓ）ＨＥ１８７８、ボレアリス（Ｂｏｒｅａｌｉｓ）ＨＥ１８７８  Ｅ、ボレアリス（Ｂｏｒｅａｌｉｓ）ＨＥ  ２５５０（これらの三つすべては、ボレアリスＡＧ（Ｂｏｒｅａｌｉｓ  ＡＧ）から入手可能）を含む。
【００６７】
本発明のポリマーパイプは、ポリオレフィン構造ポリマーとして、架橋ポリエチレン（ＰＥＸ）を含んでもよく、その場合には、そのパイプは、ＰＥＸパイプであってもよい。そのようなパイプに用いる構造ポリマーは、好ましくはＵＶ放射線の作用によって架橋された本明細書に記載の種々のポリエチレンのいずれかを含んでもよいし、又は、いずれかから成っていてもよい。
【００６８】
本発明のパイプは、２３℃（７３．４°Ｆ）で１６０ｐｓｉ（１１０３kPa）、８２．２℃（１８０°Ｆ）で１００ｐｓｉ(６９０ｋPa)、及び、９３．３℃（２００°Ｆ）で８０ｐｓｉ（５５２ｋPa）の温度及び圧力レイティングの要求事項を満たすＰＥＸパイプであってもよい。最小破裂レイティングは、２３℃（７３．４°Ｆ）で４７５ｐｓｉ（３２７５ｋpa）（５／８”以上）である。本発明のＰＥＸパイプは、その全体が参照用として本明細書に組み込まれる２０１０年２月１日に承認されたＡＳＴＭ  Ｆ８７６に定められた性能特性及び要求事項を満たすことができる。
【００６９】
本発明のポリマーパイプは、光開始剤、例えば、一以上の光開始剤、例えば、本明細書で定めるように、少なくとも一つ、少なくとも二つ、少なくとも三つ、少なくとも四つ、又は、少なくとも五つの光開始剤を含んでいてもよい。光開始剤は、０．０２重量％〜３重量％、例えば０．２重量％〜３重量％存在してもよく、また光開始剤は、例えば０．２重量％〜２．５重量％、又は０．２重量％〜２重量％存在していてもよい。また、光開始剤は、例えば０．３重量％〜１．５重量％、０．４重量％〜１．２重量％、又は０．４重量％〜１重量％、例えば約０．５重量％、約０．７５重量％又は約１重量％存在していてもよい。
【００７０】
光開始剤は、ポリオレフィン構造ポリマーを架橋するのに重要な役割を有する。光開始剤は、「ＩＩ型フリーラジカル光開始剤」の分類から選択することができる。例示的には、ＩＩ型光開始剤は、ベンゾフェノン及びその誘導体、チオキサントン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、カンファーキノン、ベンジル、及び、ジベンゾスベレノンが挙げられる。
【００７１】
ＩＩ型光開始剤は、フリーラジカルを生成するために、通常、光開始剤の励起状態が第二の分子（共開始剤）と相互作用する、二分子反応を起こす。励起状態は、本発明に関連する必要な架橋を誘導し、かつ、完了するため、周囲のポリマー母体、例えば、ポリエチレンポリマー骨格から水素を引き抜くこともできる。
【００７２】
光開始剤は、ベンゾフェノン又はベンゾフェノン誘導体であってもよい。例えば、光開始剤は、ベンゾフェノン、４位で置換されたベンゾフェノン、４位及び４’位で置換されたベンゾフェノンから選択してもよい。このような光開始剤を用いる場合、架橋工程は、架橋を促進するためラジカル機構を含む。この工程における、光開始剤のベンゾフェノン及びＰＥを以下に例示する。この工程は、開始、水素引き抜き、架橋ステップを含んでいる。
【００７３】
開始：
【００７４】
【化３】
0006698548.tif 000004
【００７５】
ポリエチレン鎖からの水素の引き抜き。
【００７６】
【化４】
0006698548.tif 000005
【００７７】
架橋ポリマー網（この例ではＰＥＸ）を形成する架橋。
【００７８】
【化５】
0006698548.tif 000006
0006698548.tif 000007
【００７９】
光開始剤は、以下の化学式の４位で置換された、又は、４位及び４’位で置換されたベンゾフェノンであってもよい。
【００８０】
【化６】
0006698548.tif 000008
ここで、Ｒ１は、−Ｃ４〜Ｃ２４  アルキル（alkyl）、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルケニル（alkenyl））、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルキニル（alkynyl））、−Ｃ４〜Ｃ２４  ハロアルキル（haloalkyl）、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  ハロアルケニル（haloalkenyl）)、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  ハロアルキニル（haloalkynyl））、−（ＣＨ２）ｎ［Ｏ（ＣＨ２）ｐ］ｑ（ＣＨ２）ｒＲ４から選択される。
【００８１】
実施形態では、Ｒ１は、−Ｃ４〜Ｃ２４  アルキル（alkyl）、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルケニル（alkenyl））、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルキニル（alkynyl））から選択される。Ｒ１は、−Ｃ５〜Ｃ２２  アルキル（alkyl）、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２２−ｍ  アルケニル（alkenyl））、又は、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２２−ｍ  アルキニル（alkynyl））から選択してもよい。Ｒ１は、−Ｃ６〜Ｃ２０  アルキル（alkyl）、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２０−ｍ  アルケニル（alkenyl））、又は、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２２−ｍ  アルキニル（alkynyl））から選択してもよい。
【００８２】
アルキル、アルケニル、又は、アルキニルは、直鎖のアルキル、アルケニル、又は、アルキニルであってもよい。アルキル、アルケニル、又は、アルキニルは、分枝鎖のアルキル、アルケニル、又は、アルキニルであってもよい。アルキル、アルケニル、又は、アルキニルは、環状のアルキル、アルケニル、又は、アルキニルであってもよく、又は、含んでいてもよい。アルケニルは、一つ又は二つの二重結合を含んでいてもよく、例えば、アルケニルは、一つの二重結合を含んでいてもよい。アルキニルは、一つ又は二つの三重結合を含んでいてもよく、例えば、アルキニルは、一つの三重結合を含んでいてもよい。
【００８３】
Ｒ１は、−Ｃ４〜Ｃ２４  アルキル、例えば、−Ｃ５〜Ｃ２２  アルキル、例えば、−Ｃ６〜Ｃ２０  アルキル、又は、−Ｃ８〜Ｃ１８  アルキルであってもよい。Ｒ１は、−Ｃ４  アルキル、−Ｃ５  アルキル、−Ｃ６  アルキル、−Ｃ７  アルキル、−Ｃ８  アルキル、−Ｃ９  アルキル、−Ｃ１０  アルキル、−Ｃ１１  アルキル、−Ｃ１２  アルキル、−Ｃ１３  アルキル、−Ｃ１４  アルキル、−Ｃ１５  アルキル、−Ｃ１６  アルキル、−Ｃ１７  アルキル、−Ｃ１８  アルキル、−Ｃ１９  アルキル、−Ｃ２０  アルキル、−Ｃ２１  アルキル、−Ｃ２２  アルキル、−Ｃ２３  アルキル、又は、−Ｃ２４  アルキルであってもよく、例えば、Ｒ１は、−Ｃ８  アルキル、−Ｃ９  アルキル、−Ｃ１０  アルキル、−Ｃ１１  アルキル、−Ｃ１２  アルキル、−Ｃ１３  アルキル、−Ｃ１４  アルキル、−Ｃ１５  アルキル、−Ｃ１６  アルキル、−Ｃ１７  アルキル、−Ｃ１８  アルキルであってもよい。
【００８４】
Ｒ１は、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルケニル）であってもよい。例えば、Ｒ１は、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２２−ｍ  アルケニル）、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２０−ｍ  アルケニル）、又は、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ１８−ｍ  アルケニル）であってもよい。Ｒ１は、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルキニル）であってもよい。例えば、Ｒ１は、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２２−ｍ  アルキニル）、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２０−ｍ  アルキニル）、又は、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ１８−ｍ  アルキニル）であってもよい。
【００８５】
Ｒ１は、−Ｃ４〜Ｃ２４  ハロアルキル、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  ハロアルケニル)、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  ハロアルキニル）であってもよい。Ｒ１は、−Ｃ５〜Ｃ２２  ハロアルキル、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２２−ｍ  ハロアルケニル)、又は、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２２−ｍ  ハロアルキニル)から選択してもよい。Ｒ１は、−Ｃ６〜Ｃ２０  ハロアルキル、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２０−ｍ  ハロアルケニル)、又は、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２０−ｍ  ハロアルキニル) から選択してもよい。
【００８６】
ハロアルキル、ハロアルケニル、又は、ハロアルキニルは、直鎖のハロアルキル、ハロアルケニル、又は、ハロアルキニルであってもよい。ハロアルキル、ハロアルケニル、又は、ハロアルキニルは、分枝鎖のハロアルキル、ハロアルケニル、又は、ハロアルキニルであってもよい。ハロアルキル、ハロアルケニル、又は、ハロアルキニルは、環状のハロアルキル、ハロアルケニル、又は、ハロアルキニルであってもよく、又は、含んでもよい。ハロアルケニルは、一つ又は二つの二重結合を含んでいてもよく、例えば、ハロアルケニルは、一つの二重結合を含んでもよい。ハロアルキニルは、一つ又は二つの三重結合を含んでいてもよく、例えば、ハロアルキニルは、一つの三重結合を含んでいてもよい。
【００８７】
Ｒ１は、−（ＣＨ２）ｎ［Ｏ（ＣＨ２）ｐ］ｑ（ＣＨ２）ｒＲ４であってもよい。
【００８８】
Ｒ２は、−Ｈ及び−Ｏ−Ｒ３から選択される。Ｒ２は、−Ｈであってもよい。Ｒ２は、−Ｏ−Ｒ３であってもよい。
【００８９】
Ｒ３は、−Ｃ４〜Ｃ２４  アルキル、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルケニル）、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルキニル）、−Ｃ４〜Ｃ２４  ハロアルキル、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  ハロアルケニル)、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  ハロアルキニル）、−（ＣＨ２）ｎ［Ｏ（ＣＨ２）ｐ］ｑ（ＣＨ２）ｒＲ５から選択される。
【００９０】
実施形態では、Ｒ３は、−Ｃ４〜Ｃ２４  アルキル、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルケニル）、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルキニル）から選択される。Ｒ３は、−Ｃ５〜Ｃ２２  アルキル、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２２−ｍ  アルケニル）、又は、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２２−ｍ  アルキニル）から選択してもよい。Ｒ３は、−Ｃ６〜Ｃ２０  アルキル、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２０−ｍ  アルケニル）、又は、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２０−ｍ  アルキニル）から選択してもよい。
【００９１】
アルキル、アルケニル、又は、アルキニルは、直鎖のアルキル、アルケニル、又は、アルキニルであってもよい。アルキル、アルケニル、又は、アルキニルは、分枝鎖のアルキル、アルケニル、又は、アルキニルであってもよい。アルキル、アルケニル、又は、アルキニルは、環状のアルキル、アルケニル、又は、アルキニルであってもよく、又は、含んでいてもよい。アルケニルは、一つ又は二つの二重結合を含んでいてもよく、例えば、アルケニルは、一つの二重結合を含んでいてもよい。アルキニルは、一つ又は二つの三重結合を含んでいてもよく、例えば、アルキニルは、一つの三重結合を含んでいてもよい。
【００９２】
Ｒ３は、−Ｃ４〜Ｃ２４  アルキル、例えば、−Ｃ５〜Ｃ２２  アルキル、例えば、−Ｃ６〜Ｃ２０  アルキル、又は、−Ｃ８〜Ｃ１８  アルキルであってもよい。Ｒ３は、−Ｃ４  アルキル、−Ｃ５  アルキル、−Ｃ６  アルキル、−Ｃ７  アルキル、−Ｃ８  アルキル、−Ｃ９  アルキル、−Ｃ１０  アルキル、−Ｃ１１  アルキル、−Ｃ１２  アルキル、−Ｃ１３  アルキル、−Ｃ１４  アルキル、−Ｃ１５  アルキル、−Ｃ１６  アルキル、−Ｃ１７  アルキル、−Ｃ１８  アルキル、−Ｃ１９  アルキル、−Ｃ２０  アルキル、−Ｃ２１  アルキル、−Ｃ２２  アルキル、−Ｃ２３  アルキル、又は、−Ｃ２４  アルキルであってもよく、例えば、Ｒ３は、−Ｃ８  アルキル、−Ｃ９  アルキル、−Ｃ１０  アルキル、−Ｃ１１  アルキル、−Ｃ１２  アルキル、−Ｃ１３  アルキル、−Ｃ１４  アルキル、−Ｃ１５  アルキル、−Ｃ１６  アルキル、−Ｃ１７  アルキル、−Ｃ１８  アルキルであってもよい。
【００９３】
Ｒ３は、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルケニル）であってもよい。例えば、Ｒ３は、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２２−ｍ  アルケニル）、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２０−ｍ  アルケニル）、又は、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ１８−ｍ  アルケニル）であってもよい。Ｒ３は、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  アルキニル）であってもよい。例えば、Ｒ３は、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２２−ｍ  アルキニル）、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２０−ｍ  アルキニル）、又は、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ１８−ｍ  アルキニル）であってもよい。
【００９４】
Ｒ３は、−Ｃ４〜Ｃ２４  ハロアルキル、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  ハロアルケニル)、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２４−ｍ  ハロアルキニル）であってもよい。Ｒ３は、−Ｃ５〜Ｃ２２  ハロアルキル、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２２−ｍ  ハロアルケニル)、又は、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２２−ｍ  ハロアルキニル) から選択されてもよい。Ｒ３は、−Ｃ６〜Ｃ２０  ハロアルキル、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２０−ｍ  ハロアルケニル)、又は、−（ＣＨ２）ｍ（Ｃ２〜Ｃ２０−ｍ  ハロアルキニル) から選択されてもよい。
【００９５】
ハロアルキル、ハロアルケニル、又は、ハロアルキニルは、直鎖のハロアルキル、ハロアルケニル、又は、ハロアルキニルであってもよい。ハロアルキル、ハロアルケニル、又は、ハロアルキニルは、分枝鎖のハロアルキル、ハロアルケニル、又は、ハロアルキニルであってもよい。ハロアルキル、ハロアルケニル、又は、ハロアルキニルは、環状のハロアルキル、ハロアルケニル、又は、ハロアルキニルであってもよく、又は、含んでいてもよい。ハロアルケニルは、一つ又は二つの二重結合を含んでいてもよく、例えば、ハロアルケニルは、一つの二重結合を含んでいてもよい。ハロアルキニルは、一つ又は二つの三重結合を含んでいてもよく、例えば、ハロアルキニルは、一つの三重結合を含んでいてもよい。
【００９６】
Ｒ３は、−（ＣＨ２）ｎ［Ｏ（ＣＨ２）ｐ］ｑ（ＣＨ２）ｒＲ５であってもよい。
【００９７】
Ｒ２が−Ｈである場合、Ｒ１は、少なくとも７個の炭素原子、例えば、少なくとも８、９、１０又は１１個の炭素原子、例えば、少なくとも８個の炭素原子を含んでいる。
【００９８】
実施形態では、Ｒ２は、−Ｈであり、Ｒ１は、−Ｃ４〜Ｃ１０  アルキル、−Ｃ２０  アルキル、−Ｃ４〜Ｃ１０  アルケニル、又は、−Ｃ２０  アルケニルではない。例えば、実施形態では、Ｒ２が−Ｈである場合、Ｒ１は、−Ｃ１０  アルキル、−Ｃ２０  アルキル、−Ｃ１０  アルケニル、又は、−Ｃ２０  アルケニルではない。
【００９９】
Ｒ２が−Ｏ−Ｒ３である場合、Ｒ１及びＲ３は、同じであってもよい。Ｒ２が−Ｏ−Ｒ３である場合、Ｒ１及びＲ３は、異なっていてもよい。
【０１００】
Ｒ４は、−Ｈ及び−Ｏ−Ｒ６から選択される。Ｒ４は、−Ｈであってもよい。Ｒ４は、−Ｏ−Ｒ６であってもよい。
【０１０１】
Ｒ５は、−Ｈ及び−Ｏ−Ｒ６から選択される。Ｒ５は、−Ｈであってもよい。Ｒ５は、−Ｏ−Ｒ６であってもよい。
【０１０２】
Ｒ４及びＲ５は、同じであっても、異なっていてもよい。Ｒ４及びＲ５の両方が、−Ｏ−Ｒ６である場合、Ｒ６は、同じであっても、異なっていてもよい。
【０１０３】
Ｒ６は、−Ｈ、−Ｃ１〜Ｃ１８  アルキル、−（ＣＨ２）ｓ（Ｃ２〜Ｃ１８−ｓ  アルケニル）、又は、−（ＣＨ２）ｓ（Ｃ２〜Ｃ１８−ｓ  アルキニル）から選択される。例えば、Ｒ６は、−Ｈであってもよい。例えば、Ｒ６は、−Ｃ１〜Ｃ６  アルキル、例えば、−Ｃ１〜Ｃ４  アルキルであってもよい。
【０１０４】
ｍは、２〜２２である。例えば、ｍは、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、又は、２２である。好ましくは、ｍは、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、又は、２０、例えば、６〜１８、８〜１８、又は、１０〜１８である。例えば、Ｒ２が−Ｈの場合、ｍは、少なくとも７、例えば、少なくとも８、少なくとも１０、又は少なくとも１２であってもよい。例えば、Ｒ２が−Ｈの場合、ｍは、８〜１８、８〜１６、８〜１４、１０〜１８、１０〜１６、又は１０〜１４であってもよい。
【０１０５】
ｎは、１〜１２である。例えば、ｎは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、又は、１２であってもよい。好ましくは、ｎは、１、２、３、４、５、又は６であり、例えば、ｎは、２、３、又は４であってもよい。
【０１０６】
ｐは、２、３、４、５、又は、６である。例えば、ｐは、２、３、又は４、例えば、２、又は３であってもよい。
【０１０７】
ｑは、２〜１０である。例えば、ｑは、２、３、４、５、６、７、又は８であってもよく、例えば、ｑは、２〜６、２〜４、３〜６、又は３〜４であってもよい。好ましくは、ｑは、２、３、又は４である。
【０１０８】
ｒは、０、１、又は、２である。例えば、ｒは、０、又は１であってもよい。
【０１０９】
ｓは、２〜１６である。例えば、ｓは、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、又は、１６であってもよい。ｓは、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２であってもよく、例えば、ｓは、２〜８、２〜６、４〜８、又は４〜６であってもよい。
【０１１０】
如何なる理論にも束縛されることを望まないが、本発明で用いられる光開始剤化合物のアルキル基、脂環式基又は類似基は、得られるパイプの外に、４位及び４、４’位ベンゾフェノン誘導体、及び、対応するベンズヒドロール誘導体がポリマー母体から浸出することの減少に寄与すると考えられる。例えば、ベンゾフェノン又はベンズヒドロール誘導体の４位及び４、４’位に位置するアルキル基、脂環式基又は類似基は、ポリオレフィン構造ポリマー（例えば、ポリエチレン）と相溶性がある化合物の一部を与えると考えられる。この相溶性により、ポリマーブレンドにおける混和性及び均質性のレベルを改善し、光開始剤及び対応するベンズヒドロール種がパイプから浸出するのを防止する。ベンゾフェノン誘導体の光開始剤が、ベンゾフェノン部位の４位及び／又は４’位の基に少なくとも一つのアルケニル又はアルキニル結合を含む場合、これは、パイプのポリオレフィン構造ポリマーに共有結合することができ、光開始剤及び対応するベンズヒドロール種がパイプから浸出することをさらに防止することができる。
【０１１１】
本発明のポリマーパイプは、本明細書で述べるように、助剤、例えば、一以上の助剤、例えば、少なくとも一つ、少なくとも二つ、少なくとも三つ、少なくとも四つ、又は、少なくとも五つの助剤を含んでいてもよい。本発明の配合物に用いられる選択された助剤（モノマー及び／又はオリゴマー）は、少なくとも一つの重合可能な二重結合又は反応性基を含んでいる。助剤は、ポリオレフィン構造ポリマーのポリオレフィン鎖の間に追加の架橋を与える。従って、助剤は、架橋工程の効率を促進し、高めるように作用し、ポリオレフィン構造ポリマーがポリエチレンの場合、ＰＥＸを製造するため、助剤は、ポリエチレン鎖の架橋を高める。助剤（又は、助剤の総量）は、０．０２重量％〜１０重量％で存在していてもよい。例えば、助剤は、０．１重量％〜５重量％、０．２重量％〜１重量％、０．３重量％〜０．７重量％、例えば約０．５重量％で存在していてもよい。
【０１１２】
助剤は、アクリレート、アリルエーテル、ポリブタジエン、ビニルエーテルのような反応基を含む助剤から、また、大豆油のような不飽和植物油から選択することができる。例えば、助剤は、アクリレート、アリルエーテル、ポリブタジエン及びビニルエーテルから選択することができる。助剤は、反応性炭素−炭素二重結合を含んでいてもよい。反応性炭素−炭素二重結合は、末端が炭素−炭素結合である炭素−炭素二重結合であってもよい。反応性炭素−炭素二重結合は、炭素原子の一つが二つのジェミナル水素原子を含む炭素−炭素二重結合であってもよい。
【０１１３】
助剤は、複数の二重結合を含んでもよい。本発明者らは、これが架橋のレベルを高めることを発見した。好ましい助剤は、ＮＳＦ６１要求事項に適合する。ポリブタジエンのようなポリマー助剤、又は、不飽和部位を含む任意のポリマー骨格は、本発明の範囲内で用いることができ、本発明のパイプに用いられる場合、通常、ＮＳＦ６１要求事項に適合する。
【０１１４】
例えば、様々なアクリレートが助剤として用いられ、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，３−ブチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール２００ジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリエチレンジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、エトキシル化ビスフェノール−Ａジアクリレート、プロピレングリコール（モノ）ジメタクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ジ−トリメチロールプロパンテトラアクリレート、トリス（ヒドロキシエチル）イソシアヌレートのトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、エトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコール−２００ジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコール−６００ジメタクリレート、１，３−ブチレングリコールジメタクリレート、エトキシル化ビスフェノール−Ａジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、グリセリンジメタクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、アミノプラスト（メタ）アクリレート、アマニのようなアクリル化油、大豆油、ヒマシ油等が挙げられる。他の適用可能な重合性化合物としては、メタクリルアミド、マレイミド、酢酸ビニル、ビニルカプロラクタム、チオール及びポリチオールが挙げられる。スチレン誘導体もまた、本発明の範囲内で容易に適用可能である。
【０１１５】
助剤は、オリゴマー又はプレポリマーであってもよい。 例えば、助剤は、アクリレート官能性を有するオリゴマー又はプレポリマーであってもよく、例えば、ポリウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、シリコーンアクリレート、及び、ポリエステルアクリレートから選択されてもよい。他の例示的な助剤としては、（メタ）アクリル化エポキシ、（メタ）アクリル化ポリエステル、（メタ）アクリル化シリコーン、（メタ）アクリル化ウレタン／ポリウレタン、（メタ）アクリル化ポリブタジエン、（メタ）アクリル化アクリルオリゴマー及びポリマーなど、並びに、それらの任意の組み合わせが挙げられる。好ましい助剤は、オリゴマー又はプレポリマー、即ち、ポリウレタンアクリレート、例えば、Ｋｒａｓｏｌ（登録商標）ＮＮプレポリマー（エクストン、ペンシルベニア州、アメリカ合衆国のＣｒａｙ  Ｖａｌｌｅｙ社から入手可能）である。
【０１１６】
例えば、ポリブタジエン−Ｒｉｃｏｎ（登録商標）１５２を用い、８０％のＣＣＬ値、ＮＳＦ  ６１試験の合格、さらに、色に関して透明なパイプを得た。同様に、トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）を用い、満足なＣＣＬ値を有し、ＮＳＦ  ６１試験に合格し、さらに、色に関して透明なパイプを得た。
【０１１７】
本発明に用いる助剤の更なる例としては、以下のものが挙げられる。
【０１１８】
トリアリルシアヌレート
【０１１９】
【化７】
0006698548.tif 000009
【０１２０】
ポリブタジエン
【０１２１】
【化８】
0006698548.tif 000010
ここで、ｎは、平均分子量が約２，０００ｇ／ｍｏｌ〜約１０，０００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは約４，０００ｇ／ｍｏｌ〜約７，０００ｇ／ｍｏｌであるように選択される。 平均分子量は、３０００ｇ／ｍｏｌ、又は、５０００ｇ／ｍｏｌであってもよい。
【０１２２】
末端水酸基エポキシ化ポリブタジエン（Ｐｏｌｙ  ＢＤ（登録商標）６００Ｅ）
【０１２３】
【化９】
0006698548.tif 000011
平均分子量は、約２，１００ｇ／ｍｏｌである。
【０１２４】
ポリブタジエン−Ｒｉｃｏｎ（登録商標）
【０１２５】
【化１０】
0006698548.tif 000012
ここで、ｘ及びｙは、平均分子量が約１，０００ｇ／ｍｏｌ〜約１０，０００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは約２，０００ｇ／ｍｏｌ〜約７，０００ｇ／ｍｏｌとなるように選択される。例えば、平均分子量４，１００ｇ／ｍｏｌのポリブタジエン−Ｒｉｃｏｎ１４２（ＣＡＳ＃９００３−１７−２）、平均分子量２，９００ｇ／ｍｏｌのポリブタジエン−Ｒｉｃｏｎ１５２（ＣＡＳ＃９００３−１７−２）、平均分子量２，９００ｇ／ｍｏｌのポリブタジエン−Ｒｉｃｏｎ１５６、平均分子量１，８００ｇ／ｍｏｌのポリブタジエン−Ｒｉｃｏｎ１５７等が挙げられる。
【０１２６】
トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）
【０１２７】
【化１１】
0006698548.tif 000013
【０１２８】
ポリ（エチレングリコール）ジアクリレート（ＣＡＳ＃：２６５７０−４８−９）
【０１２９】
【化１２】
0006698548.tif 000014
ここで、ｎは、平均分子量が約５７５ｇ／ｍｏｌになるように選択される。
【０１３０】
平均分子量２，２００ｇ／ｍｏｌのポリブタジエンジアクリレート（ＣＡＳ＃：９００３−１７−２）。
【０１３１】
Ｋｒａｓｏｌ（登録商標）ＮＮポリウレタンプレポリマー（エクストン、ペンシルベニア州、アメリカ合衆国のＣｒａｙ  Ｖａｌｌｅｙ社から入手可能）。例えば、Ｋｒａｓｏｌ  ＮＮ３２（９％ＮＣＯ、ＭＤＩベース、５６％ビニル含有量、２５℃で粘度１２，０００Ｃｐｓ）及び／又はＫｒａｓｏｌ  ＮＮ３５。
【０１３２】
本発明のポリマーパイプは、ヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）、例えば、一以上のＨＡＬＳ、例えば、本明細書で定めるように、少なくとも一つ、少なくとも二つ、少なくとも三つ、少なくとも四つ、又は、少なくとも五つのＨＡＬＳを含んでいてもよい。ＨＡＬＳは、アミン基が隣接する官能基によって立体障害される化合物である。ＰＥのような構造ポリマーの物理的特性は、紫外線（ＵＶ）波長の光に曝されると経時的に劣化する傾向がある。ポリマーブレンド中のＨＡＬＳの使用は、この劣化を妨害し、かつ、経時的な構造ポリマー特性の維持を容易にする。ＨＡＬＳの全量（例えば、本明細書に記載のＨＡＬＳのいずれか１つ以上）は、０．０５重量％〜１重量％、０．０５重量％〜０．５重量％、０．０７重量％〜０．３重量％、０．１重量％〜０．２５重量％ 、又は０．１重量％〜０．２重量％、又は約０．１重量％、又は約０．１５重量％である。
【０１３３】
例示的なＨＡＬＳは、その全体が参照用として本明細書に組み込まれる国際公開第２０１０／１３８８１６号に記載されている。例えば、国際公開第２０１０／１３８８１６号は、１５頁から１７頁の［００５０］段落に、本発明のパイプに用いることができるＨＡＬＳを開示している。
【０１３４】
ＨＡＬＳはピペリジン基を含んでいてもよい。そのようないくつかの実施形態では、ＨＡＬＳは、以下の化学式の化合物であってもよい。
【０１３５】
【化１３】
0006698548.tif 000015
【０１３６】
各Ｒ７及びＲ８は、水素又はＣ１〜Ｃ３０の飽和又は不飽和脂肪族部位であってもよい。Ｒ９は、炭化水素（炭素及び水素のみからなる）、エステル、エーテル、又は、他の好適な官能基のようなＣ２〜Ｃ３０の飽和又は不飽和の直鎖状、分岐状又は環状脂肪族部位であってもよい。
【０１３７】
いくつかの実施形態では、２位及び６位のそれぞれのＲ７基の少なくとも１つは、Ｃ１〜Ｃ３０の飽和又は不飽和の直鎖状、分岐状又は環状脂肪族部位であり、他の実施形態では、２位及び６位のそれぞれのＲ７基の両方は、Ｃ１〜Ｃ３０の飽和又は不飽和の直鎖状、分岐状又は環状脂肪族部位である。一例では、ピペリジン環の２位及び６位のＲ７基の一方又は両方は、アルキル基（例えば、メチル基、又はエチル基）であり、Ｒ８は、水素、メチル基、又はエチル基である。
【０１３８】
Ｒ９は、長鎖（Ｃ６以上、Ｃ８以上、Ｃ１２以上、又は、Ｃ１６以上）の直鎖状又は分岐状の脂肪族官能基であってもよく、その少なくとも一部はＰＥのような非極性ポリオレフィン構造ポリマーと相溶性がある。Ｒ９は、第２のピペリジン環のような脂環式構造を含んでもよい。Ｒ９がピペリジン環を含む場合、Ｒ９の一部は二つのピペリジン環の間の架橋として作用してもよい。 そのようないくつかの実施形態では、二つのピペリジン環の間の架橋は、飽和脂肪族部位又は不飽和脂肪族部位であってもよい（例えば、メチレンのような炭素−炭素二重結合を含んでもよい）。加えて、Ｒ９は、ピペリジン環の他の位置、例えば、ピペリジン環の３位、４位及び５位のいずれか一つ、いずれか二つ、又は三つすべてに含まれていてもよい。
【０１３９】
Ｒ９は、−Ｒ１０Ｃ（Ｏ）ＯＲ１１式、又は、−Ｒ１１Ｃ（Ｏ）ＯＲ１０式のエステルであってもよい。Ｒ１０は、ピペリジン環（ここで、エステル部位はピペリジン環に直接結合している）、又はエステル部位とピペリジン環との間の架橋基として機能する追加の官能基（例えば、Ｃ１〜Ｃ３０の飽和又は不飽和脂肪族官能基）のいずれかであってもよい。Ｒ１１は、Ｃ２〜Ｃ３０の飽和又は不飽和炭素含有部位、例えば、脂肪族官能基（例えば、直鎖状、分岐状、又は環状脂肪族基）であってもよい。エステル部位の炭素原子と共に、Ｒ１１は、Ｃ２〜Ｃ３０の飽和又は不飽和エステルを形成してもよい。
【０１４０】
本発明で用いるＨＡＬＳのさらなる例は、以下の通りである。
【０１４１】
化学式で表すことができるＣｙａｓｏｒｂ（登録商標）３８５３。
【０１４２】
【化１４】
0006698548.tif 000016
これは、３７９ｇ／ｍｏｌの分子量を有する。
【０１４３】
化学式で表すことができるＣｈｉｍａｓｓｏｒｂ（登録商標）９４４ＬＤ。
【０１４４】
【化１５】
0006698548.tif 000017
これは、２，０００ｇ／ｍｏｌ〜３，１００ｇ／ｍｏｌの分子量を有する。
【０１４５】
化学式で表すことができるＴｉｎｕｖｉｎ（登録商標）７７０。
【０１４６】
【化１６】
0006698548.tif 000018
これは、４８１ｇ／ｍｏｌの分子量を有する。
【０１４７】
化学式で表すことができるＴｉｎｕｖｉｎ（登録商標）６２２。
【０１４８】
【化１７】
0006698548.tif 000019
これは、３，１００ｇ／ｍｏｌ〜４，０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有する。
【０１４９】
いずれの理論にも縛られることなく、本発明のＨＡＬＳの構造は、ポリマー母体からの浸出の減少に寄与すると考えられる。例えば、ＨＡＬＳ  Ｃｙａｓｏｒｂ  ３８５３において架橋基として作用しない相対的に長鎖の脂肪酸部分は、ポリオレフィン構造ポリマー（例えば、ポリエチレン）と相溶性がある化合物の一部を提供すると考えられる。この相溶性は、ポリマーブレンド中にある程度の混和性及び均質性を与える。この混和性及び均質性は、完成したパイプの破裂強度を改善し、かつ、パイプ内に存在する水へのＣｙａｓｏｒｂ  ３８５３の浸出を防止及び／又は低減する。
【０１５０】
本発明のポリマーパイプは、酸化防止剤、例えば、一以上のフェノール系酸化防止剤、例えば、本明細書で定めるように、少なくとも一つ、少なくとも二つ、少なくとも三つ、少なくとも四つ、又は、少なくとも五つの酸化防止剤を含んでもよい。酸化防止剤は、製造工程中に、ポリマーブレンドが押出工程の高温・高圧に曝されたとき、ポリマーブレンドを保護するために用いることができる。具体的には、ＰＥのようないくつかの構造ポリマーの機械的特性は、熱及び圧力に曝された場合、酸化劣化により劣化する傾向がある。例えば、いくつかのケースでは、構造ポリマーの平均分子量を事実上低下させ、構造ポリマーの特性を変化させて、より短い鎖を形成するような劣化が見られるであろう。 酸化防止剤は、このような劣化を防止又は制限するように作用する。
【０１５１】
酸化防止剤は、特に、パイプが塩素又は他の酸化剤に曝される場合、経時的なパイプ特性の維持を容易にすることもできる。 一例では、パイプ内に存在する流体（例えば、飲料水）は、塩素のような酸化剤を含むことがあり、時間の経過とともに、ＰＥなどの構造ポリマーを酸化して分解する傾向がある。このような酸化は、構造ポリマー及び完成したパイプの特性の低下を引き起こす可能性がある。いくつかの例では、酸化防止剤は、酸化環境の存在下で構造ポリマーの特性を保護する傾向がある。酸化防止剤（例えば、本明細書に記載されるいずれか一以上の酸化防止剤）の総量は、０．１重量％〜１重量％、０．２５重量％〜０．７５重量％、０．２重量％〜０．６重量％、０．３８重量％〜０．５７重量％、又は約０．５重量％であってもよい。
【０１５２】
好適な酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤が挙げられる。 そのような酸化防止剤の例としては、その全体が参照用として本明細書に組み込まれる国際公開第２０１０／１３８８１６号に記載されている。 例えば、国際公開第２０１０／１３８８１６号は、１２頁から１４頁の［００４８］段落に、本発明のパイプに用いることができる酸化防止剤を開示している。本発明のポリマーパイプに用いることができる例示的な抗酸化剤には、Ｉｒｇａｎｏｘ（登録商標）１０７６及びＩｒｇａｎｏｘ  １０１０が挙げられる。
【０１５３】
【化１８】
0006698548.tif 000020
Ｉｒｇａｎｏｘ  １０７６
【０１５４】
【化１９】
0006698548.tif 000021
Ｉｒｇａｎｏｘ  １０１０
【０１５５】
ヒンダードアミン光安定剤及び／又は酸化防止剤を含む本発明の所定のパイプは、５０年超、７５年超、１００年超、１５０年超、又は２００年超のＯＲ試験（以下の小見出しで「試験法」と記載）の下で測定されたように、耐酸化性を与えることができる。所定のＡＯ／ＨＡＬＳの組み合わせも、ＯＩＴ試験の下で、６０分超、７５分超、９０分超、１００分超、又は１２５分超を与えることができる。
【０１５６】
本発明のパイプは、さらに、添加剤を含んでいてもよく、例えば、そのパイプは、一以上の加工助剤、充填材又は顔料を含んでいてもよい。 例えば、本発明のパイプは、充填材、例えば、ナノ粒子、ナノ繊維、又は、他の有機充填材、無機充填材、繊維、又は、粒子を含んでいてもよい。例えば、そのパイプは加工助剤、例えば、フルオロポリマーを含んでいてもよい。 例えば、本発明のパイプは、３ＭＴＭ  ＤｙｎａｍａｒＴＭポリマー加工添加剤、例えば、３ＭＴＭ  ＤｙｎａｍａｒＴＭポリマー加工添加剤のＦＸ  ９６１３（セントポール、ミネソタ州の３Ｍ  Ｃｅｎｔｅｒから入手可能）から選択されるフルオロポリマーを含んでいてもよい。そのパイプが、少なくとも一つの加工助剤を含む場合、その加工助剤は、０．０１重量％〜１重量％、例えば、０．０１重量％〜０．５重量％、例えば、０．０２重量％〜０．４重量％、０．０２重量％〜０．１重量％のレベルで存在していてもよい。
【０１５７】
好ましい実施形態では、本発明によるパイプのための材料組成物は、ポリオレフィン、最も好ましくはポリエチレン、光開始剤、助剤（モノマー及び／又は不飽和オリゴマー及び／又は不飽和ポリマー）、酸化防止剤、及び、加工助剤の六つの分類の化学化合物のそれぞれから選択される少なくとも一つの成分の組み合わせを含んでいる（及び、一以上の分類から二以上の成分を含んでいてもよい）。飲料水パイプの場合、必要な成分は、さらに、ヒンダードアミン光安定剤のような光安定剤を含んでいてもよい。 これらの成分はすべて、以前に定められたものであってもよい。
【０１５８】
方法
パイプは、本発明の方法又は工程に従って製造することができる。本発明の製造工程は、具体的には、ＰＥＸパイプを製造するための共回転二軸スクリュー押出機、及び、架橋を達成するための少なくとも一つのＵＶ照射ユニットの存在の両方を必要とする。この工程は、押出物の均質性を確保するために、ギアポンプを含んでもよい。この工程は、非常に速く、材料の選択の自由度を有する光誘導性架橋（ＵＶ照射）に基づく。しかし、押出機内で架橋することはない。
【０１５９】
本発明の装置の特定の詳細は、図１のフローチャート並びに図２及び図３の概略図から見ることができる。本発明の装置は、通常、より大きな利便性を与えるために、単一の生産ラインとして「一列」に配置される。しかし、概略図において明瞭性を高める目的のために、この装置は図２及び図３に分割されている。図１〜図３を参照すると、この装置は、通常、以下の構成要素から成っている。
【０１６０】
（Ａ）バッチ混合
光開始剤と共にポリオレフィン構造ポリマー（例えば、ＨＤＰＥ）、及び、配合物を構成するため、必要に応じて、一以上の酸化防止剤（ＡＯ）、ヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）のような光安定剤、助剤・加工助剤、及び、充填材。これらの成分は、回転ミキサー中で予備混合してもよい。これらの成分は、本明細書に記載される本発明のパイプの成分であってもよい。
【０１６１】
（Ｂ）供給
混合材料を押出供給スロート部２に計量供給する。
【０１６２】
（Ｃ）共回転二軸スクリュー押出
共回転二軸スクリュー押出機３を用いて、材料を溶融、混合、及び、計量する。共回転モジュラースクリュー設計技術により、スクリュー構成を変更することにより、材料加工特性への影響を達成できる。材料加工特性への影響は、回転数を変えることによって、及び／又は、個々のバレル温度値を変更することによって別々に達成することもできる。出力及び線速度の高い自由度が、この技術の鍵となる特徴である。
【０１６３】
（Ｄ）ギアポンプ
押出機３から、溶融ポリマーがギアポンプ４を通過する。ギアポンプ４は、正確な量の材料をダイヘッド５に供給する。
【０１６４】
（Ｅ）ダイヘッド
ダイヘッド５は、螺旋マンドレル設計であってもよく、ギアポンプ４の直後に取り付けられる。これは、先端に取り付けられたチップ及びダイを介してポリマーがパイプ形状に成形される場所である。 チップとダイは必要に応じて指定された寸法に機械加工される。
【０１６５】
（Ｆ）ＵＶ照射装置を備える硬化チャンバ
押出されたパイプをチップ及びダイの直後に位置する高エネルギーＵＶ照射ユニット６に導入する。この照射装置は、高速かつ効率的な架橋を可能にする。照射ユニット６は、パイプが常にかつ一貫して、制御されたレベルのＵＶ放射線に曝されるように、前のモジュールに隣接する後続する各照射モジュールを有する一列に組み立てられた一連の照射モジュールを備えることができる。当業者によって企図されるようなＵＶランプの他の配置を用いることもできる。 照射ユニット６は、マイクロ波によるＵＶランプ、例えば、高効率のマイクロ波によるランプを備えていてもよい。
【０１６６】
（Ｇ）較正用固定具
次に、パイプは、パイプの寸法が較正され固定される較正用固定具７を通じて冷却ユニット８に入る。
【０１６７】
（Ｈ）冷却ユニット
冷却は、冷却ユニット８によって行われる。冷却ユニットは、一列のスプレー冷却水浴を備えることができる。
【０１６８】
（Ｉ）巻取リール
生産ラインの終わりで、通常、コイラ９がパイプを受け取り、リール上に置く。
【０１６９】
このプロセスは、光開始剤（ＰＩ）が添加された光架橋パイプ配合物の使用に基づく。ＰＩはＵＶ照射と相互作用して、パイプ配合物の架橋を誘発して架橋ポリエチレン、すなわち、ＰＥＸを形成する。配合物（存在する場合）と混合された他の添加剤と共に、光開始剤の存在は、チューブが管壁全体にわたって架橋されることを可能にする。本発明のパイプは、本明細書の上記に記載の組成物及び成分に従って配合することができる。本発明のパイプは、実施例の配合物を用いて形成することもできる。
【０１７０】
原則として、押出機に用いられる二軸スクリューは、二つの異なる方法、すなわち、共回転又は逆回転の設計として構成することができる。本発明の場合になされる選択は、いくつかの理由から重要である。普通、逆回転スクリューは、単一スクリュー又はＲＡＭ押出機と比較して効率的な材料ポンプであることが期待される。これは、生産性、すなわち、線速度を高めることが期待されることを意味する。しかし、本発明者らは、共回転式押出機が、実際には、高度な材料開発のための優れたツールであり、かつ、優れた線速度と共に均質された材料をもたらすことを見出した。本発明者らは、共回転二軸スクリューが、熱可塑性ポリオレフィンのような材料のための優れた材料ポンプであることを見出した。本発明で用いられる構成の利点には、優れたパイプ均一性及びパイプ公差の効率的な最適化が含まれる。
【０１７１】
共回転二軸スクリューは、投入された原料オレフィン及び添加剤の性質に応じて複数の異なる構成で組み合わせることができる、スクリュー軸に沿って複数のスクリュー要素で構成される。通常の共回転二軸スクリューの押出機本体は、所定の方法で行うための一以上の特定のバレルを設けるような柔軟性も与える別個の反応器として見ることができるバレルから構成される。例えば、工程の特定のゾーン、すなわち、特定のバレルに原料を直接注入することが可能である。各バレルの状態を独立して制御することも可能である。
【０１７２】
二つの平行な共回転スクリューは、複数の設計されたスクリュー要素からなる。それらは、通常、１０の作動ゾーン（バレル）を有するモジュール式の柔軟な設計で配置される。各バレルは独自の設計と機能（加熱、冷却等）とを持つことができる。スクリューの幾何学的形状は、チャネルが長手方向に開いており、すなわち、軸方向に流動の機会があり、 上流及び下流の両方に流動が可能である。スクリューは、搬送要素、すなわち、機械軸に沿った複数の平行な経路、すなわち、チャネル間の行き来ができないことにより、十字方向に閉じられている。しかし、スクリューは、圧力発生能力を犠牲にして分配混合の機会を与える混練要素によって十字方向に開くことができる。押出機は、真の効率的なミキサーとして機能するように設計することができる。共回転二軸スクリューは、互いにかみ合う位置で強制変位されたドラッグフローポンプである。
【０１７３】
本発明の工程で導入される熱は、基本的に、せん断速度、すなわち、外部熱源（バレル加熱）から加える熱を必要に応じて補う機械的エネルギーによって制御される。繊維、ナノ粒子及び／又は他の充填材は、制御された方法で押出機に直接加えてもよい。例えば、繊維は、予め混合される場合、高剪断逆回転スクリューによって破断されてもよい。しかし、共回転スクリューでは、繊維は、スクリューの端部で工程の後半に加えてもよい。これにより、均質複合材としての複合パイプを一回の操作で製造する機会が開かれる。従って、本発明の方法において、繊維、ナノ粒子及び／又は他の充填材は、スクリューの端部近くに加えてもよい。これにより、これらの成分が他の成分と比較して剪断力に曝される時間が短縮される。
【０１７４】
液体は、制御された手法で、例えば押出機の端部に加えることができる。真空は、スラリー又は他の液体として利用可能な成分を加えることができる特定のゾーンに適用することができる。例えば、二軸スクリュー押出機から押出物を押し出す前に溶媒を除去することができる。顔料、安定剤、追加の高性能ポリマー等は、潜在的に押出工程において連続して加えることも可能である。
【０１７５】
本発明の方法で用いられる装置は、個々のスクリュー要素を再設計することによって、及び／又は、既存のスクリュー要素の周りを動かすことによって、スクリュー設計を容易に変更することができるので、異なる材料の処理に関して、及び、製造されたパイプの寸法に関して柔軟性がある。原則として、これは、異なるパイプ寸法に対して同じ押出機を、例えば、 業界特有のすべてのパイプ寸法に用いられる同じ押出機出力（キログラム／時間；（ｋｇ／ｈｒ））で、用いることが可能であることを意味する。例えば、本発明の方法は、１００ｋｇ／ｈｒ超、例えば、１５０ｋｇ／ｈｒ超、２００ｋｇ／ｈｒ超、２５０ｋｇ／ｈｒ超、又は、３００ｋｇ／ｈｒ超の押出機の出力で行うことがでる。例えば、本発明の方法は、１００ｋｇ／ｈｒ〜５００ｋｇ／ｈｒ、１５０ｋｇ／ｈｒ〜４５０ｋｇ／ｈｒ、又は、２００ｋｇ／ｈｒ〜４００ｋｇ／ｈｒの押出速度で行うことができる。パイプの寸法は、直径１２．７ｍｍ〜２０３ｍｍ（１／２”〜８”）の範囲、例えば、直径１２．７ｍｍ〜１０１．６ｍｍ（１／２”〜４”）の範囲であるのがよい。
【０１７６】
本発明の方法では、径１２．７ｍｍ（１／２”）のパイプは、約１４０ｋｇ／ｈｒの出力で、約３０ｍ／ｍｉｎの押出速度で押し出すことができる。一方、径１０１．６ｍｍ（４”）のパイプは、約２ｍ／ｍｉｎの速度で押出すことができる。
【０１７７】
本発明の方法では、押出は、約２００℃の温度で行うことができる。従って、本発明の方法で用いられる添加剤、例えば、光開始剤、及び／又は、助剤、及び／又は、酸化防止剤、及び/又は、ヒンダードアミン光安定剤、及び／又は、充填剤、及び／又は、加工助剤は、２００℃で発煙しないことが好ましい。
【０１７８】
光開始剤と適切なモノマー／オリゴマーＵＶラッカー配合物との組み合わせが紫外線に曝される場合に、ＵＶ硬化という用語は、通常、様々に商業的に確立され、かつ、周知の用途のための高性能の薄いコーティングを形成するために用いられる。本発明の方法は、高効率のマイクロ波によるＵＶランプ（例えば、フュージョン  ＵＶ  システムズ社（Ｆｕｓｉｏｎ  ＵＶ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）によって提供されるマイクロ波によるＵＶランプ）を用いることができる。本発明の方法においては、マイクロ波によるＵＶランプ、例えば、光開始剤及び必要に応じた助剤を組み合わせてＰＥＸパイプ及びチューブを形成するためにポリエチレンの架橋を促進するＵＶ放射線を与えるための高効率のマイクロ波によるＵＶランプを用いることができる。
【０１７９】
試験法
本発明のパイプは、当業者に知られている標準的な試験を用いてパラメータの数に関連して評価することができる。いくつかの好適な試験法が以下に記載され、他の好適な試験法は、「パイプの規格及び認証」という見出しの下で前に記載されている。 関心のあるパラメータとしては、パイプによって搬送される飲料水中の残余に関するＮＳＦ６１の要求事項、及び、耐塩素性に関するＡＳＴＭ  Ｆ２０２３の要求事項が挙げられる。ＮＳＦ６１及びＡＳＴＭ  Ｆ２０２３は、どちらも、その全体が参照用として本明細書に組み込まれるものとする。
【０１８０】
（A）安定剤機能試験法
安定剤の機能試験は、酸化劣化に対する耐性の尺度であり、例えば、 飲料水中の塩素による酸化劣化に関連して、パイプ（例えば、ＰＥＸパイプ）の長期性能の指標を与える。
【０１８１】
酸化剤の存在下でパイプの安定性を試験する一つの方法は、酸化誘導時間（ＯＩＴ）試験である。この試験では、パイプ材料の試料を示差走査熱量計（ＤＳＣ）に入れ、酸素富化雰囲気中で２００℃の一定温度に保持する。ポリマー劣化の誘発時間を測定する。熱流の変化が観察されるまでの時間がより長い場合は、試料が酸化剤の存在下で相対的により安定であることを示す。ＯＩＴ試験の試験方法は、ＡＳＴＭ  Ｄ３８９５であり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０１８２】
酸化抵抗を評価するためにパイプ試料に対して行われる別の試験は、酸化抵抗（ＯＲ）試験と呼ばれる。この試験は、ＡＳＴＭ  Ｆ２０２３に記載されており、その全体が参照用として本明細書に組み込まれるものとする。この試験は、塩素水をパイプに入れ、パイプが損なわれるまで、高い圧力及び温度のさまざまな組み合わせの下で行われる。パイプが損なわれるまでの時間が、温度及び圧力のさまざまな組み合わせの下で、パイプの寿命を推定するために用いられる。
【０１８３】
加えて、その全体が参照用として本明細書に組み込まれるＡＳＴＭ  Ｆ８７６に記載されている別の試験は、「フープ応力安定剤試験」である。この試験は、長期間の高温条件に耐えるパイプ材の能力を実証するために行われ、ＡＳＴＭ  Ｆ８７６の７．１０節に記載されている。この方法は、特定のＰＥＸ化合物の安定剤の機能は、化合物から作られたパイプの水圧試験によって検証されなければならないことを規定している。１２０℃、０．７０ＭＰａのフープ応力で３０００ｈｒ、又は、１１０℃、０．７０ＭＰａのフープ応力で８０００ｈｒの間、６つのパイプ試料を連続的に試験している。この試験は、この規格の他の箇所に示された長時間の温度条件に耐えるか否かについて、特定の化合物の能力を実証するために用いられる。
【０１８４】
ＡＳＴＭ  Ｆ８７６フープ応力安定剤試験に従って試験を行ったところ、本発明のポリプロピレンパイプは、その規格を超え、１２，５００時間を超えて、効果的に安定であることを実証した。試験を行ったパイプは、本発明の共回転二軸スクリュー法に従って製造した。試験を行ったパイプは、構造用ポリマーとしてポリエチレン、０．７５重量％の光開始剤、０．５重量％のフェノール系酸化防止剤、０．１５重量％のＨＡＬＳ、及び、１重量％のポリブタジエン助剤を含んでいた。これは、従来技術の方法及び異なる配合物を用いて製造した他のパイプについて以前に得られた結果よりも優れている。例えば、ＡＳＴＭ  Ｆ８７６フープ応力安定剤試験に従って試験を行った場合、ＲＡＭ押出を用いて製造したポリエチレンパイプは、３，０００時間〜３，５００時間、又は５，０００時間を超えて効果的に安定であることを実証した。
【０１８５】
如何なる理論にも縛られることなく、この鍵となる性能パラメータの改善は、パイプ壁内の原料の改善された均質性及び分布に起因すると考えられる。この効果は、架橋ポリオレフィンパイプを形成するための光誘導架橋と組み合わせた共回転二軸スクリュー押出法に関連している。この特徴の組み合わせは、相乗効果を有すると考えられる。
【０１８６】
（Ｂ）残余試験法
本発明のパイプは、ＮＳＦ６１に示される試験法に従って試験を行った場合、表１に示すレベル以下の残余レベルを達成できた。
【０１８７】
【表１】
0006698548.tif 000022
【０１８８】
本発明のパイプは、ＮＳＦ６１に従って試験を行った場合、ベンゼンは５ｐｐｂ以下、ベンゾフェノンは３０ｐｐｂ以下、ベンズヒドロールは５０ｐｐｂ以下、ｐ−ヒドロキシベンゾフェノンは１０ｐｐｂ以下、ｐ−ヒドロキシベンズヒドロールは１０ｐｐｂ以下、ｐ−ホルミルベンゾフェノンは１０ｐｐｂ以下のレベルとすることができる。例えば、本発明のパイプは、ＮＳＦ６１に従って試験を行った場合、ベンゾフェノン、ベンズヒドロール、ｐ−ヒドロキシベンゾフェノン、ｐ−ヒドロキシベンズヒドロール、及び、ｐ−ホルミルベンゾフェノンのそれぞれは、１０ｐｐｂ以下のレベルとすることができる。例えば、これらの化合物のそれぞれは、５ｐｐｂ未満のレベルとすることができる。例えば、本発明のパイプは、ＮＳＦ６１に従って試験を行った場合、ベンゾフェノン及びｐ−ヒドロキシベンゾフェノンのそれぞれは、８ｐｐｂ未満、例えば、５ｐｐｂ未満のレベルとすることができる。
【０１８９】
（Ｃ）パイプ均質性試験法
パイプの均質性は、パイプ壁のポリマー材料中の添加物の分布を決定するために、ＦＴＩＲ顕微鏡によるチューブ断面の分析によって決定することができる。ポリマーパイプ壁の断面をレザーを用いて薄く（約２５μｍの厚さ）切断することにより、分析用の試料を調製する。次に、分析領域を突き止めかつ特定するために、この断片を、好適なＦＴＩＲ顕微鏡、例えば、マッピングステージ及び一体型ビデオカメラを備えたＮｉｃｏｌｅｔ  ｉＮ１０  ＦＴＩＲ顕微鏡、を用いて分析するためにＫＢｒ塩プレートに移す。各試料について、内壁及び外壁の両方を含むようにエリアマップが定められた。パイプ壁内の分析された添加物の分布を示すエリアマップを与えるために、データを、収集し、かつ処理した。
【０１９０】
この試験は、上記の方法に従って共回転二軸スクリュー押出機を用いて製造されたＰＥＸパイプ、及び、ＲＡＭ押出機によって押出された対応するＰＥＸ−ａパイプについて行われた。パイプ均質性試験の結果は、酸化防止剤Ｉｒｇａｎｏｘ  １０７６及びヒンダードアミン光安定剤Ｃｙａｓｏｒｂ  ３８５３の両方が、共回転二軸スクリュー押出機を用いて調製したＰＥＸパイプにおいてより均質に分布していることが示された。
【０１９１】
（Ｄ）架橋試験法
架橋度は、ＡＳＴＭ  Ｆ８７６の７．９に記載の試験手順に従って測定することができる。この方法で試験を行った場合、本発明のパイプは、約６０％〜約９０％、例えば、約６５％〜約８９％の架橋度を有することができる。例えば、架橋度は、約７０％〜約８０％、例えば約７０％〜約７５％と測定することができる。架橋度は、約７３％、例えば、７３±１％又は７３±０．５％とすることができる。
【０１９２】
（E）成分試験法
ポリマーパイプ中に存在する成分は、パイプの一部を採取し、パイプのその一部を制御された条件下で有機溶媒を用いて抽出し、ＧＣ／ＭＳのような分析技術を用いて溶媒に抽出された化合物を分析する試験を行うことで評価することができる。
【０１９３】
有機抽出のための好適な手順は、以下の方法によって与えられる。１ｇのパイプ試料を２ｍＬのキシレンに入れ、７０℃で２４時間抽出する。その後、残りの固体パイプ試料を除去し（例えば、濾過により）、キシレン及びパイプ試料から抽出された成分を含む抽出物を得る。異なる量のパイプ試料が用いられる場合、キシレンの量は、パイプ試料の量に比例して変えることができる。
【０１９４】
次に、パイプから抽出された成分を標準的な方法を用いて決定するため、抽出物をＧＣ／ＭＳによって分析する。ＧＣ／ＭＳ分析の好適な標準的方法は、ＮＳＦインターナショナル規格／飲料水添加剤の米国規格  ６１−２０１１（２０１１年６月１０日）（「ＮＳＦ６１」）のＢ．７．４．２「ガスクロマトグラフィー／質量分光（ＧＣ／ＭＳ）分析」に記載され、更に、Ｂ１４〜Ｂ１６頁の小見出しＢ．７．４．２．１〜Ｂ．７．４．２．４で指定され、その内容は、参照用として本明細書に組み込まれるものとする。
【０１９５】
実施例
材料及び特性
【０１９６】
【表２】
0006698548.tif 000023
【０１９７】
【表３】
0006698548.tif 000024
【０１９８】
表２は、実施例で用いたＰＥ樹脂、及び、密度、メルトフロー、融点、結晶化度を含むこれらの樹脂の特性を列挙する。表３は、ＰＥ樹脂の分子量及び分子量分布を示す。分子量及び分子量分布は、ゲル浸透クロマトグラフィーを用いて決定した。
【０１９９】
実施例１．直接注入
押出機への添加剤の直接注入の発想を試験するための試行が行われた。この構成は、１２．７ｍｍ（１／２”）チューブを形成するために２７ｍｍ二軸スクリュー押出機、Ｗｉｔｔｅギアポンプ、及び、スパイダー設計のダイヘッドが組み入れられた。次に、ＵＶ照射に曝すことによってチューブを架橋させた。加工助剤と共にＨＤＰＥベース樹脂が、押出機の供給スロート部入口点を介して押出機に加えられた。他の全ての添加剤について、四つの成分（光開始剤、助剤、酸化防止剤、ヒンダードアミン光安定剤）の混合物を、均質な液体として予備混合し、上流側のバレルの一つに注入口を介して押出機に直接注入した。押出機への直接注入により、これらの成分をＨＤＰＥ樹脂及び加工助剤と予備混合することが不要になった。これら四つの成分をＨＤＰＥ樹脂及び加工助剤と混合することは、二軸スクリュー押出機内の混合要素で完全に行われた。
【０２００】
全ての成分の予備混合と、押出機の供給スロート部を介してこの混合物を添加する最初の基本的な実験が行われた。パイプ配合物は以下の通りであった。
原料                                                      Ｗｅｉｇｈｔ％
ＰＥ樹脂：Ｂａｓｅｌｌ  Ｑ４７１                            ９７．９６
光開始剤： ベンゾフェノン                                      ０．７５
助剤：ＴＡＣ                                                  ０．７５
酸化防止剤：Ｉｒｇａｎｏｘ  １０１０                          ０．４
ヒンダードアミン光安定剤：Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ  ９４４  ＬＤ  ０．１
加工助剤：ＦＸ  ９６１３                                      ０．０５
【０２０１】
実験的な直接注入試行を行う場合、２重量％の液体添加剤の供給速度が決定されたので、その基本的な試行の場合と同じ割合の添加剤を得ることができた。ＨＤＰＥ及び加工助剤の供給速度も添加剤のこの２％の添加を考慮して変更された。これにより、パイプ製造の二つの方法の間で正確な比較を達成することができた。材料の導入に加えて、他の処理条件は両方の試行で同じであった。実験の試行は１時間実行され、全範囲をカバーするために試料が採取された。
【０２０２】
二つの試験の架橋レベル（ＣＣＬ）は、以下の通りであった。基本的な試行で得られた平均ＣＣＬは約７４％であった。直接注入の平均ＣＣＬは約７８％であった。これは、有望な結果を示し、上記のＣＣＬに基づいて、直接注入が用いられる場合、添加剤の分布がより均質であることを示している可能性がある。
【０２０３】
実際に、ＯＩＴ値は、管理試料に対し実験試料の方が大きかったが、二つの供給方法を比較した破裂、熱、及び、ＯＩＴ値は、非常に類似していた。これは、直接注入が用いられた場合、安定剤のより均質な分布が達成されたことの指標でもある。
【０２０４】
実施例２．４− ベンゾフェノン誘導体の合成
反応スキーム１に従い、化合物［４−（デシルオキシ）フェニル］（フェニル）メタノンを合成した。
【０２０５】
反応スキーム１
【化２０】
0006698548.tif 000025
【０２０６】
［４−（デシルオキシ）フェニル］（フェニル）メタノンの合成に用いられる反応条件は、以下のステップを含む。
１．４−ヒドロキシベンゾフェノン（１２５ｇ）、アセトン（５００ｍＬ）を１０００ｍＬの三つ口丸底フラスコに加えた。
２．次に、全て室温で、炭酸カリウム（５０ｇ）、続いて１−ブロモデカン（１７５ｍＬ）を攪拌しながら加えた。
３．触媒量の１８−クラウン−６（クラウンエーテル）を加えた。
４．次に、４−ヒドロキシベンゾフェノンの少なくとも９０％（好ましくは１００％）が消費されるまで、反応混合物を４８時間還流した。これはガスクロマトグラフィー（ＧＣ）又は高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）でアリコートを試験することによってモニターすることができる。
【０２０７】
次に、生成物を以下の手順により単離した。
１．ロータリーエバポレーター（ｒｏｔｏｖａｐ）又は同等のものを用いてアセトンを蒸発させ、炭酸カリウム及び反応生成物を含む固体混合物を残す。
２．撹拌しながら、固体混合物を含む丸底フラスコに５００ｍＬの脱イオン水を加え、炭酸カリウムを溶解し、デシルオキシベンゾフェノンを沈殿させる。
３．固体白色生成物を濾過し、水、続いてメタノールで洗浄した。
４．生成物を約７００ｍＬのエタノールで再結晶化させた。
５．生成物は、ゆっくりと室温で沈殿するが、冷蔵庫が好ましい。
６．所望の純度が達成されるまで再結晶ステップを繰り返す。 生成物の純度は９９．９％超であり、４−ヒドロキシベンゾフェノンは検出不能であった。
７．真空オーブンで生成物を乾燥させた。
【０２０８】
次に、単離生成物の同一性は、ＮＭＲ及びＧＣ／ＭＳ分析によって確認された。ＧＣ／ＭＳを用いて、単離生成物が９９．９％超の純度を有することが確認された。
【０２０９】
反応スキーム１に例示される反応は、古典的な「ウィリアムソンのエーテル合成」のバージョンを表す。当業者ならば、他の４−アルコキシベンゾフェノン及び４，４’−ジ−アルコキシベンゾフェノンを合成するために、反応スキーム１を容易に適合することができる。例えば、他の及び種々のハロゲンアルカン、例えば、異なるアルキル鎖長を有するハロゲンアルカンを用いると、対応する４−アルコキシベンゾフェノン又は４，４’−ジ−アルコキシベンゾフェノンが生成するであろう。４位及び４’位の置換基は、それぞれ、異なる鎖長及び種々の基本的な分子組成を有することができることも明らかである。例えば、異なる臭素化試薬を出発物質として用いると、４位に異なる置換基を有する最終化合物が得られる。例えば、（４−ヒドロキシフェニル）（フェニル）メタノンの代わりにビス（４−ヒドロキシフェニル）メタノンを用いると、４，４’−ジ−アルコキシベンゾフェノンが得られる。
【０２１０】
最終化合物の単離及び精製に用いられる手順は、特定の化学構造に基づいて異なるであろう。特に、再結晶のための適切な溶媒又は溶媒混合物の選択は、当業者ならば理解しうるように、合成された化合物の溶解度特性に依存する。
【０２１１】
実施例３．４−置換及び４，４’−ビス置換ベンゾフェノン試験
配合物１
光開始剤：４−デシルオキシベンゾフェノン（ＣＡＳ＃：７８３９２−９７−９）
試験：ＰＥ＝ＭＦＩ  ６．５、“４−デシルオキシ−ＢＰ”＝０．９３％、Ｒｉｃｏｎ  １５２＝１．０％、 Ｃｙａｓｏｒｂ  ３８５３= ０．１５％、Ｉｒｇａｎｏｘ  １０７６＝０．５％
【０２１２】
【化２１】
0006698548.tif 000026
Ｍｗ＝３３８．４９ｇ／ｍｏｌ
Ｍ．ｐ．＝５６℃
ＣＣＬ＝７６％；ＯＫ
測定値          ＳＴＥＬ      ＴＡＣ
ＮＳＦ  ６１：４−アルコキシ−ＢＰ＝ＮＤ              ３            ３
４−アルコキシ−ＢＨ＝ＮＤ              ３            ３
４−ヒドロキシ−ＢＰ＝  ７              １０          １０
４−ヒドロキシ−ＢＨ＝  ４              １０          １０
ベンゼン＝  ４                ５            ５
ＮＳＦ６１要求事項を満たしている。
【０２１３】
配合物２
光開始剤：４−オクタデシルオキシベンゾフェノン（ＣＡＳ＃：１２１１９１−２５−１）
試験：ＰＥ＝ＭＦＩ  ６．５、４−オクタデシルオキシ−ＢＰ＝１．２４％、 Ｒｉｃｏｎ  １５２＝１．０％、Ｃｙａｓｏｒｂ  ３８５３＝０．１５％、Ｉｒｇａｎｏｘ  １０７６＝０．５％
【０２１４】
【化２２】
0006698548.tif 000027
Ｍｗ＝４５０．７１ｇ／ｍｏｌ
Ｍ．ｐ．＝７８℃
ＣＣＬ＝７７％；ＯＫ
測定値          ＳＴＥＬ      ＴＡＣ
ＮＳＦ  ６１：４−アルコキシ−ＢＰ＝ＮＤ              ３            ３
４−アルコキシ−ＢＨ＝ＮＤ              ３            ３
４−ヒドロキシ−ＢＰ＝  ４              １０          １０
４−ヒドロキシ−ＢＨ＝  ４              １０          １０
ベンゼン＝  ４                ５            ５
ＮＳＦ６１要求事項を満たしている。
【０２１５】
配合物３
光開始剤：４−ヘキシルオキシベンゾフェノン（ＣＡＳ＃：３３７０７−５６−１）
試験：ＰＥ＝ＭＦＩ  ６．５、４−オクタデシルオキシ−ＢＰ＝１．２４％、Ｒｉｃｏｎ  １５２＝１．０％、Ｃｙａｓｏｒｂ  ３８５３＝０．１５％、Ｉｒｇａｎｏｘ  １０７６＝０．５％
【０２１６】
【化２３】
0006698548.tif 000028
Ｍｗ＝２８２．３８ｇ／ｍｏｌ
Ｍ．ｐ．＝３２℃
ＣＣＬ＝７６％
測定値          ＳＴＥＬ      ＴＡＣ
ＮＳＦ  ６１：４−アルコキシ−ＢＰ＝１１              ３            ３
４−アルコキシ−ＢＨ＝６４              ３            ３
４−ヒドロキシ−ＢＰ＝  ３            １０          １０
４−ヒドロキシ−ＢＨ＝  ４            １０          １０
ベンゼン＝                  ５            ５
ＮＳＦ６１ＳＴＥＬ及びＴＡＣ要求事項を満たしていない。
【０２１７】
配合物４
光開始剤：４，４’−ジ−ペンチルオキシベンゾフェノン（ＣＡＳ＃：１７１９００−７８−０）
試験：ＰＥ=ＭＦＩ  ６．５、４，４‘−ジ−ペンチルオキシ−ＢＰ=０．９７％、Ｒｉｃｏｎ  １５２＝１．０％、Ｃｙａｓｏｒｂ  ３８５３＝０．１５％、Ｉｒｇａｎｏｘ  １０７６＝０．５％
【０２１８】
【化２４】
0006698548.tif 000029
Ｍｗ＝３５４．４９ｇ／ｍｏｌ
ＣＣＬ＝７６％；ＯＫ
測定値    ＳＴＥＬ    ＴＡＣ
ＮＳＦ  ６１：４，４’−ジ−アルコキシ−ＢＰ＝ＮＤ        ３          ３
４，４’−ジ−アルコキシ−ＢＨ＝ＮＤ        ３          ３
４−ヒドロキシ−４’
−ペンチルオキシ−ＢＰ    ＝  ８        ３          ３
４−ヒドロキシ−４’
−ペンチルオキシ−ＢＨ    ＝ＮＤ        ３          ３
ベンゼン  ＝ＮＤ        ５          ５
４−ヒドロキシ−４’−ペンチルオキシ−ＢＰは、光開始剤の合成に由来する不純物であると考えられ、パイプ配合物中で光開始剤の使用に先立ち除去することができる。
【０２１９】
配合物５
光開始剤：４，４’−ジ−ヘキシルオキシベンゾフェノン（ＣＡＳ＃：１１０８１５７−３４−１）
試験：ＰＥ＝ＭＦＩ  ６．５、４，４’−ジ−ヘキシルオキシ−ＢＰ＝１．０％、Ｒｉｃｏｎ  １５２＝１．０％、Ｃｙａｓｏｒｂ  ３８５３＝０．１５％、Ｉｒｇａｎｏｘ  １０７６＝０．５％
【０２２０】
【化２５】
0006698548.tif 000030
Ｍｗ＝３８２．５４ｇ／ｍｏｌ
Ｍ．ｐ．＝１０４℃
ＣＣＬ＝７６％；ＯＫ
測定値    ＳＴＥＬ    ＴＡＣ
ＮＳＦ  ６１：４，４’−ジ−アルコキシ−ＢＰ＝ＮＤ        ３          ３
４，４’−ジ−アルコキシ−ＢＨ＝ＮＤ        ３          ３
４−ヒドロキシ−４’
−ヘキシルオキシ−ＢＰ    ＝２０        ３          ３
４−ヒドロキシ−４’
−ヘキシルオキシ−ＢＨ    ＝ＮＤ        ３          ３
ベンゼン  ＝ＮＤ        ５          ５
４−ヒドロキシ−４’−ヘキシルオキシ−ＢＰは、光開始剤の合成に由来する不純物であると考えられ、パイプ配合物中で光開始剤の使用に先立ち除去することができる。
【０２２１】
実施例４．パイプ配合物
配合物１
【０２２２】
【表４】
0006698548.tif 000031
ＣＣＬ：７６％
特記事項：透明なパイプ, 気泡なし
４−ヒドロキシベンズヒドロール：NSF 61 on day 17 = 4 ppb
４−ヒドロキシベンゾフェノン：7 ppb
ベンゼン：4 ppb
【０２２３】
配合物２
【０２２４】
【表５】
0006698548.tif 000032
ＣＣＬ：７７％
特記事項：透明なパイプ, 気泡なし
４−ヒドロキシベンズヒドロール：ＮＳＦ６１  ｏｎ  ｄａｙ  １７＝４ｐｐｂ
４−ヒドロキシベンゾフェノン：４ｐｐｂ
ベンゼン：４ｐｐｂ
【０２２５】
配合物３
【０２２６】
【表６】
0006698548.tif 000033
ＣＣＬ：７６％
特記事項：透明なパイプ, 気泡なし
４，４’−ジ−アルコキシベンズヒドロール：ＮＳＦ６１  ｏｎ  ｄａｙ  １７＝ＮＤ
４，４’−ジ−アルコキシベンゾフェノン：ＮＤ
４−ヒドロキシ−４’−ペンチルオキシ−ＢＰ：８
４−ヒドロキシ−４’−ペンチルオキシ−ＢＨ：ＮＤ
ベンゼン：ＮＤ
【０２２７】
配合物４
【０２２８】
【表７】
0006698548.tif 000034
ＣＣＬ：  ７６％
特記事項：透明なパイプ, 気泡なし
４，４’−ジ−アルコキシベンズヒドロール：ＮＳＦ６１  ｏｎ  ｄａｙ  １７        ＝ＮＤ
４，４’−ジ−アルコキシベンゾフェノン：ＮＤ
４−ヒドロキシ−４’−ペンチルオキシ−ＢＰ：２０
４−ヒドロキシ−４’−ペンチルオキシ−ＢＨ：ＮＤ
ベンゼン：ＮＤ
【０２２９】
実施例５．線速度と押出機出力
パイプは、様々な寸法のパイプについて、本発明の方法に従って、共回転二軸スクリュー押出機で製造した。例示的な線速度及び押出機の出力は、以下の通りであった：
１／２”パイプ：３０ｍ／ｍｉｎ、１４２ｋｇ／ｈｒ
１”パイプ：２３ｍ／ｍｉｎ、３４８ｋｇ／ｈｒ
２”パイプ：６．５ｍ／ｍｉｎ、３４２ｋｇ／ｈｒ
４”パイプ：２ｍ／ｍｉｎ、３５０ｋｇ／ｈｒ
【０２３０】
これらは、ＲＡＭ押出法の通常の出力と比較した場合、線速度（ｍ／ｍｉｎ）及び出力（ｋｇ／ｈｒ）について１０倍を超える増加を示している。
【符号の説明】
【０２３１】
２  押出供給スロート部
３  共回転二軸スクリュー押出機
４  ギアポンプ
５  ダイヘッド
６  高エネルギーＵＶ照射ユニット
７  較正用固定具
８  冷却ユニット
９  コイラ
【図１】
0006698548.tif 000042
【図２】
0006698548.tif 000043
【図３】
0006698548.tif 000044