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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-07-12
(54)【発明の名称】難燃性ポリマー組成物
(51)【国際特許分類】
C08L 51/06 20060101AFI20230705BHJP
C08K 3/013 20180101ALI20230705BHJP
C08K 3/18 20060101ALI20230705BHJP
H01B 7/295 20060101ALI20230705BHJP
H01B 3/44 20060101ALI20230705BHJP
【ＦＩ】
C08L51/06
C08K3/013
C08K3/18
H01B7/295
H01B3/44 Z
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022567446
(86)(22)【出願日】2021-06-07
(85)【翻訳文提出日】2022-11-07
(86)【国際出願番号】 US2021036085
(87)【国際公開番号】W WO2021252312
(87)【国際公開日】2021-12-16
(31)【優先権主張番号】63/036,177
(32)【優先日】2020-06-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】502141050
【氏名又は名称】ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー
(71)【出願人】
【識別番号】590002035
【氏名又は名称】ローム アンド ハース カンパニー
【氏名又は名称原語表記】ＲＯＨＭ ＡＮＤ ＨＡＡＳ ＣＯＭＰＡＮＹ
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100128495
【弁理士】
【氏名又は名称】出野 知
(74)【代理人】
【識別番号】100144417
【弁理士】
【氏名又は名称】堂垣 泰雄
(72)【発明者】
【氏名】チャン、イーチー
(72)【発明者】
【氏名】チャウダリー、バーラト アイ．
(72)【発明者】
【氏名】バウィスカル、サントッシュ エス．
(72)【発明者】
【氏名】ユイ、シンティー
(72)【発明者】
【氏名】コウ、チエン
【テーマコード（参考）】
4J002
5G305
5G315
【Ｆターム（参考）】
4J002BP022
4J002CP171
4J002DE076
4J002DE146
4J002DE216
4J002DE266
4J002DJ006
4J002FD136
4J002GQ01
5G305AA02
5G305AB25
5G305BA22
5G305CA01
5G305CA53
5G305CC03
5G305CD13
5G305DA23
5G315CA03
5G315CB02
5G315CB06
5G315CC08
5G315CD13
5G315CD14
5G315CD15
(57)【要約】
ポリマー組成物は、ポリマー組成物の総重量に基づいて、１０重量％～８０重量％のシラングラフト化エチレンポリマーを含む。シラングラフト化エチレンポリマーは、シラングラフト化エチレンポリマーの総モルに基づいて０．４０モル％～１．５０モル％のシラン含有量を有し、シラングラフト化エチレンポリマーを作製するために使用されるエチレンポリマーは、エチレンポリマーの総重量に基づいて１５重量％未満の極性コモノマー含有量を有する。また、ポリマー組成物は、ポリマー組成物の総重量に基づいて１０重量％～８０重量％の難燃性フィラーを含む。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリマー組成物であって、前記ポリマー組成物の総重量に基づいて１０重量％～８０重量％のシラングラフト化エチレンポリマーであって、シラングラフト化エチレンポリマーは、前記シラングラフト化エチレンポリマーの総モルに基づいて０．４０モル％～１．５０モル％のシラン含有量を有し、前記シラングラフト化エチレンポリマーを作製するために使用されるエチレンポリマーは、前記エチレンポリマーの総重量に基づいて１５重量％未満の極性コモノマー含有量を有する、シラングラフト化エチレンポリマー、及び
前記ポリマー組成物の総重量に基づいて１０重量％～８０重量％の難燃性フィラー、を含む、ポリマー組成物。
【請求項2】
前記ポリマー組成物の総重量に基づいて１重量％～５重量％のシリコーン、及び前記ポリマー組成物の総重量に基づいて０．００１重量％～１０．０重量％のシラノール縮合触媒、
のうちの１つ以上を更に含む、請求項１に記載のポリマー組成物。
【請求項3】
前記シラングラフト化エチレンポリマーが、前記シラングラフト化エチレンポリマーの総モルに基づいて０．４０モル％～０．９４モル％のシラン含有量を有する、請求項１又は２に記載のポリマー組成物。
【請求項4】
前記シラングラフト化エチレンポリマーが、ＡＳＴＭ Ｄ－７９２に従って測定した場合、０．８６０ｇ／ｃｃ～０．９３０ｇ／ｃｃの密度を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
【請求項5】
前記難燃性フィラーが、ハロゲンフリー難燃性フィラーである、請求項１～４のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
【請求項6】
前記シラングラフト化エチレンポリマーのシラングラフトが、一般式：【化1】
【請求項7】
前記加水分解性シランが、ビニルトリメトキシシラン及びビニルトリエトキシシランからなる群から選択される、請求項６に記載のポリマー組成物。
【請求項8】
前記難燃性フィラーが、水酸化マグネシウム、アルミニウム三水和物、炭酸カルシウム、水和ケイ酸カルシウム、及び水和マグネシウムのうちの少なくとも１つを含む、請求項１～６のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
【請求項9】
導体と、導体の周りに少なくとも部分的に位置付けられた請求項１～８のいずれか一項に記載のポリマー組成物と、を含み、１５ｃｍ＊％未満のフィラー加重チャー長基準値を示す、被覆導体。
【請求項10】
前記フィラー加重チャー長基準値が、１ｃｍ＊％～１０ｃｍ＊％である、請求項９に記載の被覆導体。【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
技術分野
本開示は、ポリマー組成物に関し、より具体的には、難燃性ポリマー組成物に関する。
本開示は、ポリマー組成物に関し、より具体的には、難燃性ポリマー組成物に関する。
【0002】
序論
ポリオレフィンと、難燃性材料、ハロゲン化難燃剤又はハロゲンフリー難燃剤（ＨＦＦＲ）を用いたポリマー組成物は、難燃性が重要である用途で用いられる被覆導体の絶縁体やジャケットを形成するのに有用である。ハロゲンフリーの難燃性は、通常、可燃性ポリオレフィン材料の濃度を希釈し、熱に曝されたときにポリマーの分解温度以下で分解する水和鉱物フィラーを製剤中に添加することで達成される。水和鉱物フィラーの分解により水が放出され、火災の主要因（その他は燃料と酸素）の１つである熱を奪う。従来のＨＦＦＲ含有ポリマー組成物は、建物内、列車内、車内、又は人々が存在し得る場所であればどのような場所でも使用される。
ポリオレフィンと、難燃性材料、ハロゲン化難燃剤又はハロゲンフリー難燃剤（ＨＦＦＲ）を用いたポリマー組成物は、難燃性が重要である用途で用いられる被覆導体の絶縁体やジャケットを形成するのに有用である。ハロゲンフリーの難燃性は、通常、可燃性ポリオレフィン材料の濃度を希釈し、熱に曝されたときにポリマーの分解温度以下で分解する水和鉱物フィラーを製剤中に添加することで達成される。水和鉱物フィラーの分解により水が放出され、火災の主要因（その他は燃料と酸素）の１つである熱を奪う。従来のＨＦＦＲ含有ポリマー組成物は、建物内、列車内、車内、又は人々が存在し得る場所であればどのような場所でも使用される。
【0003】
ポリマー組成物におけるＨＦＦＲの使用には、多くの欠点があり、その大部分は、難燃仕様を満たすために必要な比較的高水準のＨＦＦＲに起因する。ポリオレフィン中６０重量パーセント又は６５重量パーセントのＨＦＦＲ充填量は珍しくない。このＨＦＦＲ充填量は、ポリマー組成物を用いた被覆導体の密度、柔軟性、及び機械的特性に悪影響を及ぼす。
【0004】
高いＨＦＦＲ充填量に関する問題に対処する１つのアプローチは、シラングラフト化ポリオレフィンエラストマーをＨＦＦＲのキャリアポリオレフィンとして使用することである。例えば、国際公開第２０１７２１８２８０（Ａ１）号（「’２８０号公報」）は、シラングラフト化ポリオレフィンエラストマーとＨＦＦＲとを含み、エラストマーが広範囲のシラン濃度を有するポリマー組成物の使用を開示している。しかし、ＨＦＦＲを有するシラングラフト化ポリオレフィンエラストマーの使用は、それ自体が複雑になる。例えば、シランとＨＦＦＲのヒドロキシル基／水分との化学反応は十分に解明されておらず、早期の架橋を回避することは困難である。更に、ＨＦＦＲを含むポリマー組成物で作られたケーブルの燃焼性能に対するグラフト化シランの効果は不明であり、’２８０号公報は、ケーブル（被覆導体又は絶縁ワイヤ）の燃焼性能に関して言及していない。
【0005】
シラン濃度と高いＨＦＦＲ充填量に基づくケーブル燃焼性能の不確実性を考えると、ポリマー組成物中のシラングラフト化エチレンポリマーについて、その組成物で作られた被覆導体の燃焼性能を最大化する臨界シラン濃度範囲を発見することは驚くべきことである。
【発明の概要】
【0006】
本開示は、ポリマー組成物で作製された被覆導体の燃焼性能を最大化するシラングラフト化エチレンポリマーの臨界シラン濃度範囲を有するポリマー組成物を提供する。
【0007】
本出願の発明者らは、シラングラフト化エチレンポリマーの総モルに基づいて０．４０モル％～１．５０モル％のグラフト化シラン含有量を有するシラングラフト化エチレンポリマー、難燃性材料、任意にシリコーン、任意に酸化防止剤、及び任意にシラノール縮合触媒を含むポリマー組成物が、以下に更に詳細に記載する合格のフィラー加重チャー長（「ＦＷＣＬ」）値を呈する被覆導体を形成するのに使用できることを発見した。
【0008】
高い難燃剤充填量、特に高いＨＦＦＲ充填量の被覆導体の燃焼性能を評価することは、高い難燃剤充填量の結果としてのポリマー組成物の機械的特性のいかなる損失も最小限に抑えながら、所望のケーブル燃焼性能を達成する観点から重要である。高い難燃剤充填量を有するポリマー組成物を用いた被覆導体の燃焼性能を特定する１つの方法は、国際電気標準会議（International Electrotechnical Commission）試験６０３３２－１－２：２００４において、形成されるチャーの長さを減少させる難燃剤の有効性をＦＷＣＬ基準を用いて測定することである。概して、ＦＷＣＬ基準で１５ｃｍ＊％未満の値が望ましいと見なされる。本発明の発明者らは、驚くべきことに、測定されたＦＷＣＬ値が、高い難燃剤充填量を有するポリマー組成物を作製するために使用されるシラングラフト化エチレンポリマーのシラン濃度の関数であることを発見した。更に驚くべきことに、シラングラフト化エチレンポリマーの総モルに基づいて０．４０モル％～１．５０モル％の臨界グラフト化シラン含有量によって、高い難燃剤充填量のポリマー組成物から形成された被覆導体がＦＷＣＬ基準で１５ｃｍ＊％未満の値を示すことが可能になることが発見された。
【0009】
本発明のポリマー組成物は、被覆導体の作製に特に有用である。
【0010】
本開示の第１の特徴によれば、ポリマー組成物は、ポリマー組成物の総重量に基づいて１０重量％～８０重量％のシラングラフト化エチレンポリマーであって、シラングラフト化エチレンポリマーは、シラングラフト化エチレンポリマーの総モルに基づいて０．４０モル％～１．５０モル％のシラン含有量を有し、シラングラフト化エチレンポリマーを作製するために使用されるエチレンポリマーは、エチレンポリマーの総重量に基づいて１５重量％未満の極性コモノマー含有量を有する、シラングラフト化エチレンポリマー、及びポリマー組成物の総重量に基づいて１０重量％～８０重量％の難燃性フィラー、を含む。
【0011】
本開示の第２の特徴によれば、ポリマー組成物は、ポリマー組成物の総重量に基づいて１重量％～５重量％のシリコーン、及びポリマー組成物の総重量に基づいて０．００１重量％～１０．０重量％のシラノール縮合触媒、のうちの１つ以上を更に含む。
【0012】
本開示の第３の特徴によれば、シラングラフト化エチレンポリマーは、シラングラフト化エチレンポリマーの総モルに基づいて０．４０モル％～０．９４モル％のシラン含有量を有する。
【0013】
本開示の第４の特徴によれば、シラングラフト化エチレンポリマーは、ＡＳＴＭ Ｄ－７９２に従って測定した場合、０．８６０ｇ／ｃｃ～０．９３０ｇ／ｃｃの密度を有する。
【0014】
本開示の第５の特徴によれば、難燃性フィラーは、ハロゲンフリー難燃性フィラーである。
【0015】
本開示の第６の特徴によれば、シラングラフト化エチレンポリマーのシラングラフトは、構造（Ｉ）の加水分解性シランモノマーから誘導される単位であり、式中、Ｒ１は、水素原子又はメチル基であり、ｘは、０又は１であり、ｎは、１～４、又は６、又は８、又は１０、又は１２の整数であり、各Ｒ２は、独立して、加水分解性有機基、例えば、１～１２個の炭素原子を有するアルコキシ基（例えば、メトキシ、エトキシ、ブトキシ）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ）、アラロキシ基（例えば、ベンジルオキシ）、１～１２個の炭素原子を有する脂肪族アシルオキシ基（例えば、ホルミルオキシ、アセチルオキシ、プロパノイルオキシ）、アミノ基若しくは置換アミノ基（例えば、アルキルアミノ、アリールアミノ）、又は１～６個の炭素原子を有する低級アルキル基であるが、ただし、３つのＲ２基のうちの１つ以下がアルキルであることを条件とする。
【0016】
本開示の第７の特徴によれば、加水分解性シランは、ビニルトリメトキシシラン及びビニルトリエトキシシランからなる群から選択される。
【0017】
本開示の第８の特徴によれば、難燃性フィラーは、水酸化マグネシウム、アルミニウム三水和物、炭酸カルシウム、水和ケイ酸カルシウム、及び水和マグネシウムのうちの少なくとも１つを含む。
【0018】
本開示の第９の特徴によれば、被覆導体は、導体と、導体の周りに少なくとも部分的に位置付けられた特徴１～８のいずれか１つに記載のポリマー組成物と、を含み、１５ｃｍ＊％未満のフィラー加重チャー長基準値を示す。
【0019】
本開示の第１０の特徴によれば、被覆導体のフィラー加重チャー長基準値は、１ｃｍ＊％～１０ｃｍ＊％である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
本明細書で使用される場合、「及び／又は」という用語は、２つ以上の項目の列挙で使用される場合、列挙された項目のうちのいずれか１つをそれ単独で用いることができること、又は列挙された項目のうちの２つ以上の任意の組み合わせを用いることができることを意味する。例えば、組成物が成分Ａ、Ｂ、及び／又はＣを含有するものとして記載されている場合、組成物はＡを単独で、Ｂを単独で、Ｃを単独で、Ａ及びＢを組み合わせて、Ａ及びＣを組み合わせて、Ｂ及びＣを組み合わせて、又はＡ、Ｂ、及びＣを組み合わせて、含有することができる。
【0021】
別途記載のない限り、全ての範囲は、終点を含む。
【0022】
試験方法は、試験方法番号と共にハイフンで区切った２桁の数字で日付が示されていない限り、この文書の優先日における最新の試験方法を指す。試験方法への言及は、試験の協会及び試験方法番号への参照の両方を含む。試験方法組織は、以下の略語のうちの１つによって参照され、ＡＳＴＭは、ＡＳＴＭインターナショナル（ASTM International）（旧称、米国材料試験協会、American Society for Testing and Materials）を指し、ＥＮは、欧州規格（European Norm）を指し、ＤＩＮは、ドイツ規格協会（Deutsches Institut fur Normung）を指し、ＩＳＯは国際標準化機構（International Organization for Standards）を指す。
【0023】
本明細書で使用される場合、重量パーセント（「重量％」）という用語は、別途明記しない限り、成分が、ポリマー組成物の総重量に占める重量パーセンテージを示す。モルパーセント（「モル％」）という用語は、成分が存在する項目の総モルに対する、成分のモルの割合を示す。
【0024】
本明細書で別段の定めがない限り、密度は、ＡＳＴＭ Ｄ７９２、方法Ｂに従って測定される。結果は、立方センチメートル当たりのグラム数（ｇ）（ｇ／ｃｃ）で記録される。
【0025】
本明細書で別段の定めがない限り、メルトインデックス（Melt index、ＭＩ）は、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８、条件１９０℃／２．１６キログラム（ｋｇ）重量に従って測定され、１０分当たりに溶出されるグラム数（ｇ／１０分）で報告される。
【0026】
「ポリマー」は、同じであるか異なるタイプであるかにかかわらず、モノマーを重合することによって調製される高分子化合物を意味する。したがって、ポリマーという総称は、ホモポリマー、インターポリマー、及びコポリマーという用語を包含する。
【0027】
「エチレンポリマー」は、エチレンから誘導された単位を含有するポリマーを意味する。エチレンポリマーは典型的には、エチレンから誘導される単位を少なくとも５０モル％含む。ポリエチレンはエチレンポリマーである。
【0028】
ポリマー組成物
本開示は、ポリマー組成物に関する。ポリマー組成物は、シラングラフト化エチレンポリマー及び難燃性フィラーを含む。また、ポリマー組成物は、シリコーンを含み得る。以下により詳細に説明するように、ポリマー組成物は、被覆導体の製造に使用され得る。
本開示は、ポリマー組成物に関する。ポリマー組成物は、シラングラフト化エチレンポリマー及び難燃性フィラーを含む。また、ポリマー組成物は、シリコーンを含み得る。以下により詳細に説明するように、ポリマー組成物は、被覆導体の製造に使用され得る。
【0029】
エチレンポリマー
「シラングラフト化エチレンポリマー」、「シラングラフト化ポリエチレン」、「Ｓｉ－ｇ－ＰＥ」などの用語は、例えば、米国特許第３，６４６，１５５号又は同第６，０４８，９３５号に記載されているように、シラン官能基をエチレンポリマーの骨格にグラフトするプロセスによって調製されるエチレンポリマーを意味する。
「シラングラフト化エチレンポリマー」、「シラングラフト化ポリエチレン」、「Ｓｉ－ｇ－ＰＥ」などの用語は、例えば、米国特許第３，６４６，１５５号又は同第６，０４８，９３５号に記載されているように、シラン官能基をエチレンポリマーの骨格にグラフトするプロセスによって調製されるエチレンポリマーを意味する。
【0030】
（シラングラフト化エチレンポリマーが形成される）エチレンポリマーは、核磁気共鳴法（ＮＭＲ）又はフーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）分光法で測定した場合、５０モル％以上、６０モル％以上、７０モル％以上、８０モル％以上、８５モル％以上、９０モル％以上、又は９１モル％以上、又は９２モル％以上、又は９３モル％以上、又は９４モル％以上、又は９５モル％以上、又は９６モル％以上、又は９７モル％以上、又は９７．５モル％以上、又は９８モル％以上、又は９９モル％以上、一方で同時に、１００モル％以下、９９．５モル％以下、又は９９モル％以下、又は９８モル％以下、又は９７モル％以下、又は９６モル％以下、又は９５モル％以下、又は９４モル％以下、又は９３モル％以下、又は９２モル％以下、又は９１モル％以下、又は９０モル％以下、又は８５モル％以下、又は８０モル％以下、又は７０モル％以下、又は６０モル％以下のエチレンを含み得る。エチレンポリマーの他の単位は、Ｃ３～Ｃ４、又はＣ６、又はＣ８、又はＣ１０、又はＣ１２、又はＣ１６、又はＣ１８、又はＣ２０α－オレフィン、例えば、プロピレン、１－ブテン、１－ヘキセン、４－メチル－１－ペンテン、及び１－オクテンを含み得る。（シラングラフト化エチレンポリマーが形成される）エチレンポリマーの他の単位は、不飽和エステルなどの極性モノマーを含むがこれらに限定されない１つ以上の重合性モノマーから誘導され得る。不飽和エステルは、アクリル酸アルキル、メタクリル酸アルキル、又はカルボン酸ビニルであり得る。アルキル基は、１～８個の炭素原子又は１～４個の炭素原子を有することができる。カルボキシレート基は、２～８個の炭素原子又は２～５個の炭素原子を有することができる。アクリレート及びメタクリレートの例としては、エチルアクリレート、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、ｔ－ブチルアクリレート、ｎ－ブチルアクリレート、ｎ－ブチルメタクリレート、及び２エチルヘキシルアクリレートが挙げられるが、これらに限定されない。ビニルカルボキシレートの例としては、ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、及びビニルブタノアートが挙げられるが、これらに限定されない。
【0031】
シラングラフト化エチレンポリマーが形成されるエチレンポリマーは、超低密度ポリエチレン、又は直鎖状低密度ポリエチレン、又は高密度ポリエチレン、又はエチレンエチルアクリレートコポリマー、又はエチレンビニルアセテートコポリマーであり得る。エチレンポリマーの密度は、ＡＳＴＭ Ｄ７９２により測定された場合、０．８６０ｇ／ｃｃ以上、０．８７０ｇ／ｃｃ以上、又は０．８８０ｇ／ｃｃ以上、又は０．８９０ｇ／ｃｃ以上、又は０．９００ｇ／ｃｃ以上、又は０．９０４ｇ／ｃｃ以上、又は０．９１０ｇ／ｃｃ以上、又は０．９１５ｇ／ｃｃ以上、又は０．９２０ｇ／ｃｃ以上、又は０．９２１ｇ／ｃｃ以上、又は０．９２２ｇ／ｃｃ以上、又は０．９２５ｇ／ｃｃ～０．９３０ｇ／ｃｃ以上、又は０．９３５ｇ／ｃｃ以上、一方で同時に、０．９７０ｇ／ｃｃ以下、又は０．９６０ｇ／ｃｃ以下、又は０．９５０ｇ／ｃｃ以下、又は０．９４０ｇ／ｃｃ以下、又は０．９３５ｇ／ｃｃ以下、又は０．９３０ｇ／ｃｃ以下、又は０．９２５ｇ／ｃｃ以下、又は０．９２０ｇ／ｃｃ以下、又は０．９１５ｇ／ｃｃ以下、又は０．９１０ｇ／ｃｃ以下、又は０．９０５ｇ／ｃｃ以下、又は０．９００ｇ／ｃｃ以下であり得る。
【0032】
エチレンポリマーのメルトインデックスは、０．５ｇ／１０分以上、又は１．０ｇ／１０分以上、又は１．５ｇ／１０分以上、又は２．０ｇ／１０分以上、又は２．５ｇ／１０分以上、又は３．０ｇ／１０分以上、又は３．５ｇ／１０分以上、又は４．０ｇ／１０分以上、又は４．５ｇ／１０分以上、又は１０．０ｇ／１０分以上、又は１８ｇ／１０分以上、一方で同時に、３０．０ｇ／１０分以下、又は２５．０ｇ／１０分以下、又は２０．０ｇ／１０分以下、又は１８．０ｇ／１０分以下、又は１５．０ｇ／１０分以下、又は１０．０ｇ／１０分以下、又は５．０ｇ／１０分以下、又は４．５ｇ／１０分以下、又は４．０ｇ／１０分以下、又は３．５ｇ／１０分以下、又は３．０ｇ／１０分以下、又は２．５ｇ／１０分以下、又は２．０ｇ／１０分以下、又は１．５ｇ／１０分以下、又は１．０ｇ／１０分以下であり得る。
【0033】
エチレンポリマーは、均質ポリマー又はホモポリマーであり得る。均質なエチレンポリマーは、１．５～３．５の範囲の多分散指数（すなわち、分子量分布）及び実質的に均一なコモノマー分布を有し、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）によって測定された場合、単一の比較的低い融点を特徴とする。実質的に直鎖状エチレンコポリマー（ＳＬＥＰ）は、均質なエチレンポリマーである。
【0034】
本明細書で使用される場合、「実質的に直鎖状」とは、バルクポリマーが、平均して、約０．０１個の長鎖分枝／１０００個の総炭素（骨格及び分枝炭素の両方を含む）～約３個の長鎖分枝／１０００個の総炭素、好ましくは約０．０１個の長鎖分枝／１０００個の総炭素～約１個の長鎖分枝／１０００個の総炭素、より好ましくは約０．０５個の長鎖分枝／１０００個の総炭素～約１個の長鎖分枝／１０００個の総炭素、特に約０．３個の長鎖分枝／１０００個の総炭素～約１個の長鎖分枝／１０００個の総炭素で置換されていることを意味する。
【0035】
「長鎖分枝」又は「長鎖分枝している」（ＬＣＢ）は、コモノマー中の炭素の数より２個（２）少ない鎖長を意味する「短鎖分枝」又は「短鎖分枝している」（ＳＣＢ）とは反対に、少なくともコモノマー中の炭素の数より１個（１）少ない炭素の鎖長を意味する。例えば、エチレン／１－オクテンの実質的に直鎖状のポリマーは、長さが少なくとも７個の（７）炭素の長鎖分枝を有する骨格を有するが、それはまた、長さがわずか６個の（６）炭素の短鎖分枝も有する一方で、エチレン／１－ヘキセンの実質的に直鎖状のポリマーは、長さが少なくとも５個の（５）炭素の長鎖分枝を有するが、長さがわずか４個の（４）の短鎖分枝も有する。ＬＣＢは、１３Ｃ核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光法を用いてＳＣＢと区別することができ、限られた範囲内で、例えば、エチレンホモポリマーの場合、Ｒａｎｄａｌｌの方法（Ｒｅｖ．Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．，Ｃ２９（２＆３）．ｐ．２８５－２９７）を使用して定量化することができる。しかしながら、実際の問題として、現在の１３Ｃ ＮＭＲ分光法は、約６個の（６）炭素原子を超える長鎖分枝の長さを特定することができず、そのため、この分析技術は、７個（７）と７０個（７０）との炭素分枝を区別することができない。ＬＣＢは、ポリマー骨格の長さとほぼ同じ長さほどの長さであり得る。
【0036】
米国特許第４，５００，６４８号は、ＬＣＢ度数が方程式ＬＣＢ＝ｂ／Ｍｗ（式中、ｂは１分子当たりのＬＣＢの重量平均数であり、Ｍｗは重量平均分子量である）によって表され得ることを教示している。分子量平均及びＬＣＢ特性は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）及び固有粘度法によって特定される。
【0037】
エチレンコポリマーのＳＣＢの１つの尺度は、メジアン総モルコモノマー含有量の５０パーセントの範囲内のコモノマー含有量を有するポリマー分子の重量パーセントとして定義される、組成分布分枝指数（ＣＤＢＩ）としても知られているその短鎖分枝分布指数（ＳＣＢＤＩ）である。ポリマーのＳＣＢＤＩ又はＣＤＢＩは、例えば、Ｗｉｌｄ ｅｔ ａｌ．．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｐｏｌｙ．Ｐｈｙｓ．Ｅｄ．，Ｖｏｌ．２０，ｐ．４４１（１９８２）に記載されているように、又は米国特許第４，７９８，０８１号に記載されているように、温度上昇溶離分画（ＴＲＥＦ）などの当該技術分野で知られている技術から得られるデータから容易に計算される。本発明で有用な実質的に直鎖状のエチレンポリマーのＳＣＢＤＩ又はＣＤＢＩは、典型的には、約３０重量％、又は５０重量％、又は８０重量％、又は９０重量％を超える。
【0038】
「ポリマー骨格」又は単に「骨格」は、個別の分子を意味し、「バルクポリマー」又は単に「ポリマー」は、重合プロセスから生じる生成物を意味し、実質的に直鎖状のポリマーの場合には、その生成物は、ＬＣＢを有するポリマー骨格及びＬＣＢを有しないポリマー骨格の両方を含み得る。それ故、「バルクポリマー」は、重合中に形成される全ての骨格を含む。実質的に直鎖状のポリマーについては、全ての骨格がＬＣＢを有するわけではないが、バルクポリマーの平均ＬＣＢ含量が溶融レオロジー（すなわち、メルト破砕特性）に正の影響を及ぼすように十分な数がＬＣＢを有する。
【0039】
ＳＬＥＰ及びそれらの調製方法は、米国特許第５，７４１，８５８号及び米国特許第５，９８６，０２８号においてより十分に記載されている。
【0040】
多分散指数はＭｗ／Ｍｎとして計算される。Ｍｗは、重量平均分子量と定義され、Ｍｎは、数平均分子量と定義される。多分散性インデックスは、以下の技術に従って測定される。ポリマーは、１４０℃のシステム温度で操作される、３つの直線混合床カラム（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ（１０ミクロンの粒子サイズ））を装備したＷａｔｅｒｓ １５０℃高温クロマトグラフィーユニットでのゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって分析される。溶媒は、１，２，４－トリクロロベンゼンであり、それから試料の約０．５重量％溶液が注入のために調製される。流速は１．０ミリリットル／分（ｍｍ／分）であり、注入サイズは１００マイクロリットル（μＬ）である。分子量の特定は、狭い分子量分布のポリスチレン標準（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓから）をそれらの溶出体積と組み合わせて使用することにより推測される。相当ポリエチレン分子量は、（参照により本明細書に組み込まれる、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．６，（６２１）１９６８の中のＷｉｌｌｉａｍｓ及びＷａｒｄによって記載される）ポリエチレン及びポリスチレンに対する適切なＭａｒｋ－Ｈｏｕｗｉｎｋ係数を使用して次の式を誘導することによって特定される。
Ｍポリエチレン＝（ａ）（Ｍポリスチレン）ｂ
Ｍポリエチレン＝（ａ）（Ｍポリスチレン）ｂ
【0041】
この式において、ａ＝０．４３１６であり、ｂ＝１．０である。重量平均分子量Ｍｗは、式：
（式中、ｗｉ及びＭｉは、それぞれ、ＧＰＣカラムから溶出するｉ番目の画分の重量分率及び分子量である）に従って通常の手法で計算される。一般に、エチレンポリマーのＭｗは、４２，０００～６４，０００、好ましくは４４，０００～６１，０００、より好ましくは４６，０００～５５，０００の範囲である。
【数1】
【0042】
均質なエチレンポリマーを調製するための典型的な触媒系には、メタロセン及び幾何拘束型触媒（ＣＧＣ）系が含まれる。ＣＧＣ系はＳＬＥＰを調製するために使用される。
【0043】
エチレンポリマーは、エチレンと、３～１２個の炭素原子又は３～８個の炭素原子を有する１つ以上のアルファ－オレフィン（α－オレフィン）とのコポリマーであり得る。α－オレフィンは、１－ブテン、１－ヘキセン、及び１－オクテンのうちの１つ以上であり得る。エチレンポリマーは、３つ以上の異なるモノマーから誘導される単位を含み得る。例えば、第３のコモノマーは、別のα－オレフィン、又はエチリデンノルボルネン、ビニルノルボルネン、ブタジエン、１，４－ヘキサジエン若しくはジシクロペンタジエンなどのジエン、又は不飽和エステルなどの極性物質であり得る。シラングラフト化エチレンポリマーの製造に使用されるエチレンポリマーは、エチレンポリマーの総重量に基づいて、１５重量％未満、又は１０重量％、又は５重量％以下、又は３重量％以下、又は１重量％以下、又は０重量％の極性コモノマー含有量を有し得る。例示的な極性コモノマーは、アクリル酸エチルである。
【0044】
本発明で有用なエチレンポリマーの具体例としては、均質に分枝した直鎖状のエチレン／アルファ－オレフィンコポリマー（例えば、三井石油化学株式会社によるＴＡＦＭＥＲ（商標）及びＥｘｘｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＣｏｍｐａｎｙによるＥＸＡＣＴ（商標））、及び均質に分枝した、実質的に直鎖状のエチレン／アルファ－オレフィンポリマー（例えば、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＡＦＦＩＮＩＴＹ（商標）プラストマー及びＥＮＧＡＧＥ（商標）エラストマー）が挙げられる。
【0045】
加水分解性シランモノマー
「加水分解性シランモノマー」をエチレンポリマーにグラフト化して、シラングラフト化エチレンポリマーを生成する。エチレンポリマーに効果的にグラフトする（したがって、シラングラフト化エチレンポリマーのその後の架橋を可能にする）任意の加水分解性シラン又はそのような加水分解性シランの混合物を使用することができる。加水分解性シランモノマーの代表的であるが限定されない例は、構造（Ｉ）を有し、
式中、Ｒ１は、水素原子又はメチル基であり、ｘは、０又は１であり、ｎは、１～４、又は６、又は８、又は１０、又は１２の整数であり、各Ｒ２は、独立して、加水分解性有機基、例えば、１～１２個の炭素原子を有するアルコキシ基（例えば、メトキシ、エトキシ、ブトキシ）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ）、アラロキシ基（例えば、ベンジルオキシ）、１～１２個の炭素原子を有する脂肪族アシルオキシ基（例えば、ホルミルオキシ、アセチルオキシ、プロパノイルオキシ）、アミノ基若しくは置換アミノ基（例えば、アルキルアミノ、アリールアミノ）、又は１～６個の炭素原子を有する低級アルキル基であるが、ただし、３つのＲ２基のうちの１つ以下がアルキルであることを条件とする。
「加水分解性シランモノマー」をエチレンポリマーにグラフト化して、シラングラフト化エチレンポリマーを生成する。エチレンポリマーに効果的にグラフトする（したがって、シラングラフト化エチレンポリマーのその後の架橋を可能にする）任意の加水分解性シラン又はそのような加水分解性シランの混合物を使用することができる。加水分解性シランモノマーの代表的であるが限定されない例は、構造（Ｉ）を有し、
【化1】
【0046】
加水分解性シランモノマーは、ビニル、アリル、イソプロペニル、ブテニル、シクロヘキセニル、又はガンマ（メタ）アクリロキシアリル基などのエチレン性不飽和ヒドロカルビル基、及び例えば、ヒドロカルビルオキシ、ヒドロカルボニルオキシ、又はヒドロカルビルアミノ基などの加水分解性基を含むシランモノマーを含んでもよい。加水分解性基は、メトキシ、エトキシ、ホルミルオキシ、アセトキシ、プロプリオニルオキシ、及びアルキル又はアリールアミノ基を含んでもよい。具体例では、加水分解性シランモノマーは不飽和アルコキシシランであり、エチレンポリマーにグラフトすることができる。加水分解性シランモノマーの例としては、ビニルトリメトキシシラン（ＶＴＭＳ）、ビニルトリエトキシシラン（ＶＴＥＳ）、ビニルトリアセトキシシラン、及びガンマ－（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシランが挙げられる。構造（Ｉ）に関連して、ＶＴＭＳについては、ｘ＝０、Ｒ１＝水素、及びＲ２＝メトキシ、ＶＴＥＳについては、ｘ＝０、Ｒ１＝水素、及びＲ２＝エトキシ、並びにビニルトリアセトキシシランについては、ｘ＝０、Ｒ１＝Ｈ、及びＲ２＝アセトキシである。
【0047】
フリーラジカル開始剤
加水分解性シランモノマーは、フリーラジカル開始剤を用いてエチレンポリマーにグラフト化され、Ｓｉ－ｇ－ＰＥを形成することができる。フリーラジカル開始剤の例としては、過酸化物、アゾ化合物（すなわち、ジアジニル部分を有する化合物）、及び／又は電離放射線によるものが挙げられる。フリーラジカル開始剤は、ジクミルペルオキシド、ジ－ｔｅｒｔ－ブチルペルオキシド、ｔ－ブチルベンゾイルペルオキシド、過酸化ベンゾイル、クメンヒドロペルオキシド、ｔ－ブチルペルオクトエート、メチルエチルケトンペルオキシド、２，５－ジメチル－２，５－ジ（ｔ－ブチルペルオキシ）ヘキサン、ラウリルペルオキシド、及び過酢酸ｔ－ブチルなどの有機過酸化物であり得る。アゾ化合物の例は、アゾビスイソブチロニトリルである。
加水分解性シランモノマーは、フリーラジカル開始剤を用いてエチレンポリマーにグラフト化され、Ｓｉ－ｇ－ＰＥを形成することができる。フリーラジカル開始剤の例としては、過酸化物、アゾ化合物（すなわち、ジアジニル部分を有する化合物）、及び／又は電離放射線によるものが挙げられる。フリーラジカル開始剤は、ジクミルペルオキシド、ジ－ｔｅｒｔ－ブチルペルオキシド、ｔ－ブチルベンゾイルペルオキシド、過酸化ベンゾイル、クメンヒドロペルオキシド、ｔ－ブチルペルオクトエート、メチルエチルケトンペルオキシド、２，５－ジメチル－２，５－ジ（ｔ－ブチルペルオキシ）ヘキサン、ラウリルペルオキシド、及び過酢酸ｔ－ブチルなどの有機過酸化物であり得る。アゾ化合物の例は、アゾビスイソブチロニトリルである。
【0048】
使用される開始剤の量は、エチレンポリマー、加水分解性シランモノマー及び開始剤を合わせた総重量に基づいて、０．０４重量％以上、又は０．０６重量％以上、一方で同時に、１．００重量％以下、０．５０重量％以下、０．３０重量％以下、０．１５重量％以下、０．１０重量％以下であり得る。加水分解性シランモノマー対開始剤の重量比は、５：１～７０：１又は１０：１～３０：１であり得る。不飽和を有するある特定のポリマーでは、熱と剪断によって発生するラジカルを利用して、開始剤を全く使用せずにグラフト化することが可能な場合がある。
【0049】
エチレンポリマーのシラングラフト化
典型的には、シラングラフト化エチレンポリマー（Ｓｉ－ｇ－ＰＥ）と難燃性フィラーを混合する前に、エチレンポリマーは加水分解性シランモノマーでグラフト化される。あるいは、例えば米国特許第４，５７４，１３３号に記載されているように、ポリマー組成物の押出し中に加水分解性シランモノマーをエチレンポリマーの骨格にグラフトさせて被覆導体を形成するＭＯＮＯＳＩＬプロセスなどのプロセスによって、ｉｎ－ｓｉｔｕでＳｉ－ｇ－ＰＥが形成される。エチレンポリマー、加水分解性シランモノマー及びフリーラジカル開始剤を、公知の機器及び技術を使用して混合し、１２０℃～２７０℃のグラフト化温度で処理する。典型的には、混合機器は、ＢＡＮＢＵＲＹ（商標）ミキサー若しくは同様のミキサー、又は一軸若しくは二軸の押出機のいずれかである。また、異方向二軸押出機、混練機、遊星押出機、多軸押出機などの他の押出機も使用することができる。また、上記の混合機や押出機を２台以上タンデムに組み合わせて使用することもできる。
典型的には、シラングラフト化エチレンポリマー（Ｓｉ－ｇ－ＰＥ）と難燃性フィラーを混合する前に、エチレンポリマーは加水分解性シランモノマーでグラフト化される。あるいは、例えば米国特許第４，５７４，１３３号に記載されているように、ポリマー組成物の押出し中に加水分解性シランモノマーをエチレンポリマーの骨格にグラフトさせて被覆導体を形成するＭＯＮＯＳＩＬプロセスなどのプロセスによって、ｉｎ－ｓｉｔｕでＳｉ－ｇ－ＰＥが形成される。エチレンポリマー、加水分解性シランモノマー及びフリーラジカル開始剤を、公知の機器及び技術を使用して混合し、１２０℃～２７０℃のグラフト化温度で処理する。典型的には、混合機器は、ＢＡＮＢＵＲＹ（商標）ミキサー若しくは同様のミキサー、又は一軸若しくは二軸の押出機のいずれかである。また、異方向二軸押出機、混練機、遊星押出機、多軸押出機などの他の押出機も使用することができる。また、上記の混合機や押出機を２台以上タンデムに組み合わせて使用することもできる。
【0050】
シラングラフト化エチレンポリマー
シラングラフト化エチレンポリマーは、上記のプレグラフト化エチレンポリマーと同じ密度範囲を有する。シラングラフト化エチレンポリマーのメルトインデックスは、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って測定した場合、０．１ｇ／１０分以上、又は０．３ｇ／１０分以上、又は０．５ｇ／１０分以上、又は１．０ｇ／１０分以上、又は１．５ｇ／１０分以上、又は２．０ｇ／１０分以上、又は２．５ｇ／１０分以上、又は３．０ｇ／１０分以上、又は３．５ｇ／１０分以上、又は４．０ｇ／１０分以上、又は４．５ｇ／１０分以上、又は１０．０ｇ／１０分以上、又は１８ｇ／１０分以上、又は２０ｇ／１０分以上、又は３０ｇ／１０分以上、又は４０ｇ／１０分以上、一方で同時に、５０．０ｇ／１０分以下、４０．０ｇ／１０分以下、３０．０ｇ／１０分以下、又は２５．０ｇ／１０分以下、又は２０．０ｇ／１０分以下、又は１８．０ｇ／１０分以下、又は１５．０ｇ／１０分以下、又は１０．０ｇ／１０分以下、又は５．０ｇ／１０分以下、又は４．５ｇ／１０分以下、又は４．０ｇ／１０分以下、又は３．５ｇ／１０分以下、又は３．０ｇ／１０分以下、又は２．５ｇ／１０分以下、又は２．０ｇ／１０分以下、又は１．５ｇ／１０分以下、又は１．０ｇ／１０分以下であり得る。
シラングラフト化エチレンポリマーは、上記のプレグラフト化エチレンポリマーと同じ密度範囲を有する。シラングラフト化エチレンポリマーのメルトインデックスは、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って測定した場合、０．１ｇ／１０分以上、又は０．３ｇ／１０分以上、又は０．５ｇ／１０分以上、又は１．０ｇ／１０分以上、又は１．５ｇ／１０分以上、又は２．０ｇ／１０分以上、又は２．５ｇ／１０分以上、又は３．０ｇ／１０分以上、又は３．５ｇ／１０分以上、又は４．０ｇ／１０分以上、又は４．５ｇ／１０分以上、又は１０．０ｇ／１０分以上、又は１８ｇ／１０分以上、又は２０ｇ／１０分以上、又は３０ｇ／１０分以上、又は４０ｇ／１０分以上、一方で同時に、５０．０ｇ／１０分以下、４０．０ｇ／１０分以下、３０．０ｇ／１０分以下、又は２５．０ｇ／１０分以下、又は２０．０ｇ／１０分以下、又は１８．０ｇ／１０分以下、又は１５．０ｇ／１０分以下、又は１０．０ｇ／１０分以下、又は５．０ｇ／１０分以下、又は４．５ｇ／１０分以下、又は４．０ｇ／１０分以下、又は３．５ｇ／１０分以下、又は３．０ｇ／１０分以下、又は２．５ｇ／１０分以下、又は２．０ｇ／１０分以下、又は１．５ｇ／１０分以下、又は１．０ｇ／１０分以下であり得る。
【0051】
シラングラフト化エチレンポリマーは、シラングラフト化エチレンポリマーの総モルに基づいて、０．４０モル％～１．５０モル％のシラン含有量を有する。例えば、シラングラフト化エチレンポリマーは、シラングラフト化エチレンポリマーの総モルに基づいて、０．４０モル％以上、又は０．４１モル％以上、又は０．４２モル％以上、又は０．４３モル％以上、又は０．４４モル％以上、又は０．４５モル％以上、又は０．４６モル％以上、又は０．４７モル％以上、又は０．４８モル％以上、又は０．４９モル％以上、又は０．５０モル％以上、又は０．５２モル％以上、又は０．５４モル％以上、又は０．５６モル％以上、又は０．５８モル％以上、又は０．６０モル％以上、又は０．６２モル％以上、又は０．６４モル％以上、又は０．６６モル％以上、又は０．６８モル％以上、又は０．７０モル％以上、又は０．７２モル％以上、又は０．７４モル％以上、又は０．７６モル％以上、又は０．７８モル％以上、又は０．８０モル％以上、又は０．８２モル％以上、又は０．８４モル％以上、又は０．８６モル％以上、又は０．８８モル％以上、又は０．９０モル％以上、又は０．９２モル％以上、又は０．９４モル％以上、又は０．９６モル％以上、又は０．９８モル％以上、又は１．００モル％以上、又は１．１０モル％以上、又は１．２０モル％以上、又は１．００モル％以上、又は１．３０モル％以上、又は１．４０モル％以上、一方で同時に、１．５０モル％以下、又は１．４０モル％以下、又は１．３０モル％以下、又は１．２０モル％以下、又は１．１０モル％以下、又は１．００モル％以下、又は０．９９モル％以下、又は０．９８モル％以下、又は０．９６モル％以下、又は０．９４モル％以下、又は０．９２モル％以下、又は０．９０モル％以下、又は０．８８モル％以下、又は０．８６モル％以下、又は０．８４モル％以下、又は０．８２モル％以下、又は０．８０モル％以下、又は０．７８モル％以下、又は０．７６モル％以下、又は０．７４モル％以下、又は０．７２モル％以下、又は０．７０モル％以下、又は０．６８モル％以下、又は０．６６モル％以下、又は０．６４モル％以下、又は０．６２モル％以下、又は０．６０モル％以下、又は０．５８モル％以下、又は０．５６モル％以下、又は０．５４モル％以下、又は０．５２モル％以下、又は０．５０モル％以下、又は０．４９モル％以下、又は０．４８モル％以下、又は０．４７モル％以下、又は０．４６モル％以下、又は０．４５モル％以下、又は０．４４モル％以下、又は０．４３モル％以下、又は０．４２モル％以下、又は０．４１モル％以下のシラン含有量を有し得る。
【0052】
シラングラフト化エチレンポリマーは、シラングラフト化エチレンポリマーの総重量に基づいて、１．８重量％～５．０重量％のシラン含有量を有し得る。例えば、シラン含有量は、１．８重量％以上、又は２．０重量％以上、又は２．２重量％以上、又は２．４重量％以上、又は２．６重量％以上、又は２．８重量％以上、又は３．０重量％以上、又は３．２重量％以上、又は３．４重量％以上、又は３．６重量％以上、又は３．８重量％以上、又は４．０重量％以上、又は４．２重量％以上、又は４．４重量％以上、又は４．６重量％以上、又は４．８重量％以上、一方で同時に、５．０重量％以下、又は４．８重量％以下、又は４．６重量％以下、又は４．４重量％以下、又は４．２重量％以下、又は４．０重量％以下、又は３．８重量％以下、又は３．６重量％以下、又は３．４重量％以下、又は３．２重量％以下、又は３．０重量％以下、又は２．８重量％以下、又は２．６重量％以下、又は２．４重量％以下、又は２．２重量％以下、又は２．０重量％以下であり得る。
【0053】
ポリマー組成物は、ポリマー組成物の総重量に基づいて、１０重量％～８０重量％のシラングラフト化エチレンポリマーを含み得る。例えば、ポリマー組成物は、ポリマー組成物の総重量に基づいて、１０重量％以上、又は１２重量％以上、又は１４重量％以上、又は１５重量％以上、又は１６重量％以上、又は１７重量％以上、又は１８重量％以上、又は１９重量％以上、又は２０重量％以上、又は２１重量％以上、又は２２重量％以上、又は２３重量％以上、又は２４重量％以上、又は２５重量％以上、又は２６重量％以上、又は２７重量％以上、又は２８重量％以上、又は２９重量％以上、又は３０重量％以上、又は３５重量％以上、又は４０重量％以上、又は４５重量％以上、又は５０重量％以上、又は５５重量％以上、又は６０重量％以上、又は６５重量％以上、又は７０重量％以上、又は７５重量％以上、一方で同時に、８０重量％以下、又は７５重量％以下、又は７０重量％以下、又は６５重量％以下、又は６０重量％以下、又は５５重量％以下、又は５０重量％以下、又は４５重量％以下、又は４０重量％以下、又は３５重量％以下、又は３０重量％以下、又は２９重量％以下、又は２８重量％以下、又は２７重量％以下、又は２６重量％以下、又は２５重量％以下、又は２４重量％以下、又は２３重量％以下、又は２２重量％以下、又は２１重量％以下、又は２０重量％以下、又は１９重量％以下、又は１８重量％以下、又は１７重量％以下、又は１６重量％以下、又は１５重量％以下、又は１４重量％以下、又は１３重量％以下、又は１２重量％以下、又は１１重量％以下の濃度でシラングラフト化エチレンポリマーを含み得る。
【0054】
難燃性フィラー
難燃性フィラーは、炎の発生を阻害、抑制、又は遅延させることができる。いくつかの例では、難燃性フィラーは、ハロゲンフリーであり得る。本明細書で使用する「ハロゲンフリー」などの用語は、難燃性フィラーがハロゲン含有量を有しない、又は実質的に有しない、すなわち、イオンクロマトグラフィー（ＩＣ）または同様の分析方法によって測定した場合、１０，０００ｍｇ／ｋｇ未満のハロゲンを含有することを示す。この量未満のハロゲン含有量は、例えば被覆導体におけるような難燃性フィラーの有効性にとって重要ではないと考えられる。
難燃性フィラーは、炎の発生を阻害、抑制、又は遅延させることができる。いくつかの例では、難燃性フィラーは、ハロゲンフリーであり得る。本明細書で使用する「ハロゲンフリー」などの用語は、難燃性フィラーがハロゲン含有量を有しない、又は実質的に有しない、すなわち、イオンクロマトグラフィー（ＩＣ）または同様の分析方法によって測定した場合、１０，０００ｍｇ／ｋｇ未満のハロゲンを含有することを示す。この量未満のハロゲン含有量は、例えば被覆導体におけるような難燃性フィラーの有効性にとって重要ではないと考えられる。
【0055】
ポリマー組成物に使用するのに適した難燃性フィラーの例としては、ハロゲン化材料、金属水酸化物、赤リン、ポリリン酸アンモニウム、シリカ、アルミナ、酸化チタン、カーボンナノチューブ、タルク、粘土、有機変性粘土、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、モリブデン酸亜鉛、硫化亜鉛、ホウ酸亜鉛、三酸化アンチモン、珪灰石、雲母、オクタモリブデン酸アンモニウム、フリット、中空ガラス微小球、膨張性化合物、膨張黒鉛、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。難燃性フィラーのハロゲンフリーの例は、水酸化マグネシウム、アルミニウム三水和物、炭酸カルシウム、水和ケイ酸カルシウム、水酸化アルミニウム及び水和マグネシウムの少なくとも１つを含み得る。ポリマー組成物での使用に適した難燃性フィラーの市販の例としては、Ｎａｂａｌｔｅｃ ＡＧ，Ｓｃｈｗａｎｄｏｒｆ，Ｇｅｒｍａｎｙから入手可能なＡＰＹＲＡＬ（商標）４０ＣＤ、及びＩｓｒａｅｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｌｔｄ．ｏｆ Ｔｅｌ Ａｖｉｖ－Ｙａｆｏ，ＩｓｒａｅｌからのＦＲ－２０－１００が挙げられるが、これらに限定されない。
【0056】
難燃性フィラーは、任意で表面処理（コーティング）することができる。表面処理は、８～２４個の炭素原子、又は１２～１８個の炭素原子を有する飽和又は不飽和カルボン酸、又はその酸の金属塩で行うことができる。あるいは、酸又は塩は、表面処理手順を使用するのではなく、単に同様の量でポリマー組成物に添加され得る。その他の表面処理には、シラン、チタネート、ホスフェート、及びジルコネートが含まれてもよく、利用することもできる。また、本明細書に開示されていない他の表面処理も使用可能である。
【0057】
ポリマー組成物は、ポリマー組成物の総重量に基づいて１０重量％～８０重量％の量の難燃性フィラーを含み得る。例えば、ポリマー組成物は、ポリマー組成物の総重量に基づいて、１０重量％以上、又は１５重量％以上、又は２０重量％以上、又は２５重量％以上、又は３０重量％以上、又は３５重量％以上、又は４０重量％以上、又は４５重量％以上、又は５０重量％以上、又は５５重量％以上、又は６０重量％以上、又は６５重量％以上、又は７０重量％以上、又は７５重量％以上、一方で同時に、８０重量％以下、又は７５重量％以下、又は７０重量％以下、又は６５重量％以下、又は６０重量％以下、又は５５重量％以下、又は５０重量％以下、又は４５重量％以下、又は４０重量％以下、又は３５重量％以下の難燃性フィラーを含み得る。
【0058】
シリコーン
ポリマー組成物は、１重量％～５重量％のシリコーン（ポリシロキサンともいう）を含み得る。シリコーンは、直鎖状、分枝状、反応性及び／又は非反応性であり得る。シリコーンは、その自然の形態（ポリジメチルシロキサン及びシリコーンガムを含むがこれらに限定されない）、又はキャリアポリマー中のマスターバッチとして、又はいわゆる「粉末樹脂改質剤」（例えば、ＤＯＷＳＩＬ（商標）Ｓｉ粉末樹脂改質剤）として、又はこれらの組み合わせとして使用することができる。例えば、ポリマー組成物は、１重量％以上、又は１．５重量％以上、又は２重量％以上、又は２．５重量％以上、又は３重量％以上、又は３．５重量％以上、又は４重量％以上、又は４．５重量％以上、一方で同時に、２０重量％以下、又は１５重量％以下、又は１０重量％以下、７重量％以下、又は５重量％以下、又は４．５重量％以下、又は４．０重量％以下、又は３．５重量％以下、又は３．０重量％以下、又は２．５重量％以下、又は２．０重量％以下、又は１．５重量％以下の濃度でシリコーンを含み得る。
ポリマー組成物は、１重量％～５重量％のシリコーン（ポリシロキサンともいう）を含み得る。シリコーンは、直鎖状、分枝状、反応性及び／又は非反応性であり得る。シリコーンは、その自然の形態（ポリジメチルシロキサン及びシリコーンガムを含むがこれらに限定されない）、又はキャリアポリマー中のマスターバッチとして、又はいわゆる「粉末樹脂改質剤」（例えば、ＤＯＷＳＩＬ（商標）Ｓｉ粉末樹脂改質剤）として、又はこれらの組み合わせとして使用することができる。例えば、ポリマー組成物は、１重量％以上、又は１．５重量％以上、又は２重量％以上、又は２．５重量％以上、又は３重量％以上、又は３．５重量％以上、又は４重量％以上、又は４．５重量％以上、一方で同時に、２０重量％以下、又は１５重量％以下、又は１０重量％以下、７重量％以下、又は５重量％以下、又は４．５重量％以下、又は４．０重量％以下、又は３．５重量％以下、又は３．０重量％以下、又は２．５重量％以下、又は２．０重量％以下、又は１．５重量％以下の濃度でシリコーンを含み得る。
【0059】
添加剤
本ポリマー組成物は、１つ以上の添加剤を含み得る。適切な添加剤の非限定的な例としては、酸化防止剤、着色剤、腐食防止剤、潤滑剤、シラノール縮合触媒、紫外線（ultraviolet、ＵＶ）吸収剤又は安定剤、ブロッキング防止剤、難燃剤、カップリング剤、相溶化剤、可塑剤、フィラー、加工助剤、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
本ポリマー組成物は、１つ以上の添加剤を含み得る。適切な添加剤の非限定的な例としては、酸化防止剤、着色剤、腐食防止剤、潤滑剤、シラノール縮合触媒、紫外線（ultraviolet、ＵＶ）吸収剤又は安定剤、ブロッキング防止剤、難燃剤、カップリング剤、相溶化剤、可塑剤、フィラー、加工助剤、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
【0060】
本ポリマー組成物は、酸化防止剤を含み得る。適切な酸化防止剤の非限定的な例としては、フェノール系酸化防止剤、チオ系酸化防止剤、リン酸系酸化防止剤、及びヒドラジン系金属不活性化剤が挙げられる。適切なフェノール系酸化防止剤としては、高分子量ヒンダードフェノール、メチル置換フェノール、一級又は二級カルボニルを有する置換基を有するフェノール、並びに硫黄及びリン含有フェノールなどの多官能フェノールが挙げられる。代表的なヒンダードフェノールとしては、１，３，５－トリメチル－２，４，６－トリス－（３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシベンジル）ベンゼン、ペンタエリスリチルテトラキス－３（３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）－プロピオネート、ｎ－オクタデシル－３（３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオネート、４，４’－メチレンビス（２，６－ｔｅｒｔ－ブチル－フェノール）、４，４’－チオビス（６－ｔｅｒｔ－ブチル－ｏ－クレゾール）、２，６－ジ－ｔｅｒｔブチルフェノール、６－（４－ヒドロキシフェノキシ）－２，４－ビス（ｎ－オクチル－チオ）－１，３，５トリアジン、ジ－ｎ－オクチルチオ）エチル３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシ－ベンゾエート、及びソルビトールヘキサ［３－（３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシ－フェニル）－プロピオネート］が挙げられる。ポリマー組成物は、ＢＡＳＦからＩｒｇａｎｏｘ（商標）１０１０として市販されているペンタエリスリトールテトラキス（３－（３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオネート）を含み得る。適切なメチル置換フェノールの非限定的な例は、イソブチリデンビス（４，６－ジメチルフェノール）である。適切なヒドラジン系金属不活性化剤の非限定的な例は、オキサリルビス（ベンジリデンヒドラジド）である。ポリマー組成物は、ポリマー組成物の総重量に基づいて、０重量％、又は０．００１重量％、又は０．０１重量％、又は０．０２重量％、又は０．０５重量％、又は０．１重量％、又は０．２重量％、又は０．３重量％、又は０．４重量％から０．５重量％、又は０．６重量％、又は０．７重量％、又は０．８重量％、又は１．０重量％、又は２．０重量％、又は２．５重量％、又は３．０重量％までの酸化防止剤を含有し得る。
【0061】
本ポリマー組成物は、ルイス酸及び塩基並びにブレンステッド酸及び塩基などのシラノール縮合触媒を含み得る。「シラノール縮合触媒」は、加水分解反応及び縮合反応を通してシラン官能化ポリオレフィンの架橋を促進する。ルイス酸は、ルイス塩基からの電子対を受け入れることができる化学種である。ルイス塩基は、電子対をルイス酸に供与することができる化学種である。適切なルイス酸の非限定的な例としては、ジブチルスズジラウレート（ＤＢＴＤＬ）、ジメチルヒドロキシスズオレエート、ジオクチルスズマレエート、ジ－ｎ－ブチルスズマレエート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジオクトエート、酢酸第一スズ、オクタン酸第一スズ、並びに様々な他の有機金属化合物、例えばナフテン酸鉛、カプリル酸亜鉛、及びナフテン酸コバルトが挙げられる。適切なルイス塩基の非限定的な例としては、一級、二級、及び三級アミンが挙げられる。適切なブレンステッド酸の非限定的な例は、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、又はアルキルナフタレンスルホン酸である。シラノール縮合触媒は、ブロックされたスルホン酸を含み得る。ブロックされたスルホン酸は、米国特許出願公開第２０１６／０２５１５３５（Ａ１）号に定義されているとおりであり得、その加熱時に、任意選択で水分又はアルコールの存在下で、ｉｎ－ｓｉｔｕでスルホン酸を生成する化合物であり得る。ブロックされたスルホン酸の例としては、アミン－スルホン酸塩及びスルホン酸アルキルエステルが挙げられる。ブロックされたスルホン酸は、炭素原子、水素原子、１つの硫黄原子、及び３つの酸素原子、及び任意選択で窒素原子からなり得る。これらの触媒は、典型的には湿気硬化用途に使用される。本ポリマー組成物は、ポリマー組成物の総重量に基づいて、０重量％、又は０．００１重量％、又は０．００５重量％、又は０．０１重量％、又は０．０２重量％、又は０．０３重量％から０．０５重量％、又は０．１重量％、又は０．２重量％、又は０．５重量％、又は１．０重量％、又は３．０重量％、又は５．０重量％、又は１０重量％までのシラノール縮合触媒を含む。シラノール縮合触媒は、典型的には、シラノール縮合触媒が最終溶融押出プロセス中に存在するように、物品製造押出機に（ケーブル製造中などに）添加される。このように、シラン官能化ポリオレフィンは、シラン官能化ポリオレフィンが押出機を出る前に、ある程度架橋され得、シラン官能化ポリオレフィンが押出機を出た後、典型的には水分（例えば、サウナ、湯浴、若しくは冷却浴）及び／又はシラン官能化ポリオレフィンが保管、輸送、若しくは使用される環境内に存在する湿気に曝されるときに、架橋が完了する。
【0062】
シラノール縮合触媒は、触媒マスターバッチが本組成物中に含まれた状態で、触媒マスターバッチブレンドに含まれ得る。適切なシラノール縮合触媒マスターバッチの非限定的な例としては、ＳＩ－ＬＩＮＫ（商標）ＤＦＤＢ－５４８０ ＮＴ、ＳＩ－ＬＩＮＫ（商標）ＤＦＤＡ－５４８１ ＮＴ及びＳＩ－ＬＩＮＫ（商標）ＡＣ ＤＦＤＡ－５４８８ ＮＴを含む、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＣｏｍｐａｎｙからＳＩ－ＬＩＮＫ（商標）の商品名で販売されるものが挙げられる。一実施形態では、本組成物は、組成物の総重量に基づいて、０重量％、又は０．００１重量％、又は０．０１重量％、又は０．５重量％、又は１．０重量％、又は２．０重量％、又は３．０重量％、又は４．０重量％から５．０重量％、又は６．０重量％、又は７．０重量％、又は８．０重量％、又は９．０重量％、又は１０．０重量％、又は１５．０重量％、又は２０．０重量％までのシラノール縮合触媒マスターバッチを含有する。
【0063】
本ポリマー組成物は、紫外線（ＵＶ）吸収剤又は安定剤を含み得る。適切なＵＶ安定剤の非限定的な例は、ヒンダードアミン光安定剤（hindered amine light stabilizer、ＨＡＬＳ）である。適切なＨＡＬＳの非限定的な例は、１，３，５－トリアジン－２，４，６－トリアミン、Ｎ，Ｎ－１，２－エタンジイルビス－Ｎ－３－４，６－ビスブチル（１，２，２，６，６－ペンタメチル－４－ピペリジニル）アミノ－１，３，５－トリアジン－２－イルアミノプロピル－Ｎ，Ｎ－ジブチル－Ｎ，Ｎ－ビス（１，２，２，６，６－ペンタメチル－４－ピペリジニル）－１，５，８，１２－テトラキス［４，６－ビス（ｎ－ブチル－ｎ－１，２，２，６，６－ペンタメチル－４－ピペリジルアミノ）－１，３，５－トリアジン－２－イル］－１，５，８，１２－テトラアザドデカンである（これは、ＳＡＢＯ Ｓ．ｐ．Ａ（Ｌｅｖａｔｅ，Ｉｔａｌｙ）からＳＡＢＯ（商標）ＳＴＡＢ ＵＶ－１１９として市販されている）。一実施形態では、本組成物は、該組成物の総重量に基づいて、０重量％、又は０．００１重量％、又は０．００２重量％、又は０．００５重量％、又は０．００６重量％から０．００７重量％、又は０．００８重量％、又は０．００９重量％、又は０．０１重量％、又は０．２重量％、又は０．３重量％、又は０．４重量％、又は０．５重量％、１．０重量％、又は２．０重量％、又は２．５重量％、又は３．０重量％までのＵＶ吸収剤又は安定剤を含有する。
【0064】
組成物は、加工助剤を含み得る。好適な加工助剤の非限定的な例は、油、有機酸（ステアリン酸など）、及び有機酸の金属塩（ステアリン酸亜鉛など）を含む。一実施形態では、本組成物は、組成物の総重量に基づいて、０重量％、又は０．０１重量％、又は０．０２重量％、又は０．０５重量％、又は０．０７重量％、又は０．１重量％、又は０．２重量％、又は０．３重量％、０．４重量％から０．５重量％、又は０．６重量％、又は０．７重量％、又は０．８重量％、又は１．０重量％、又は２．０重量％、又は２．５重量％、又は３．０重量％、又は５．０重量％、又は１０．０重量％、又は２０．０重量％までの加工助剤を含有する。
【0065】
組成物は、ポリマー組成物の総重量に基づいて、０重量％以上、又は０．００１重量％以上、又は０．００２重量％以上、又は０．００５重量％以上、又は０．００６重量％以上、又は０．００８重量％以上、又は０．００９重量％以上、又は０．０１重量％以上、又は０．２重量％以上、又は０．３重量％以上、又は０．４重量％以上、又は０．５重量％以上、又は１．０重量％以上、又は２．０重量％以上、又は３．０重量％以上、又は４．０重量％以上、又は５．０重量％以上、又は１０．０重量％以上、又は１５．０重量％以上、又は２０．０重量％以上、又は３０重量％以上、又は４０重量％以上、又は５０重量％以上の添加剤を含有し得る。
【0066】
マスターバッチ
シラングラフト化エチレンポリマー、難燃剤、及び添加剤のうちの１つ以上を、予備混合マスターバッチとして組み合わせることができる。このようなマスターバッチは、難燃剤と添加剤を不活性なプラスチック樹脂に分散させて形成されるのが一般的である。マスターバッチは、溶融配合法により好都合に形成される。
シラングラフト化エチレンポリマー、難燃剤、及び添加剤のうちの１つ以上を、予備混合マスターバッチとして組み合わせることができる。このようなマスターバッチは、難燃剤と添加剤を不活性なプラスチック樹脂に分散させて形成されるのが一般的である。マスターバッチは、溶融配合法により好都合に形成される。
【0067】
フィラーを例とする成分中に存在する又は成分に付随する水分によって引き起こされ得るスコーチの可能性を低減又は排除するために、成分若しくはマスターバッチのうちの１つ以上が、配合又は押出前に乾燥され得る、又は成分若しくはマスターバッチの混合物が、配合又は押出後に乾燥される。本組成物は、長い貯蔵寿命のために、シラノール縮合触媒の非存在下で調製されてよく、シラノール縮合触媒は、押出プロセスによるケーブル構造体（被覆導体）の製造における最終ステップとして添加され得る。
【0068】
被覆導体
本開示はまた、被覆導体を提供する。被覆導体は、導体と、導体上の被覆とを含み、被覆は、本ポリマー組成物を含む。本ポリマー組成物は、導体の周囲に少なくとも部分的に配設されて、被覆導体が製造される。導体は、導電性金属を含み得る。
本開示はまた、被覆導体を提供する。被覆導体は、導体と、導体上の被覆とを含み、被覆は、本ポリマー組成物を含む。本ポリマー組成物は、導体の周囲に少なくとも部分的に配設されて、被覆導体が製造される。導体は、導電性金属を含み得る。
【0069】
被覆導体を製造する方法は、押出機内でポリマー組成物を混合し、シラングラフト化エチレンポリマーの少なくとも融点まで加熱して、ポリマー溶融ブレンドを形成し、次にポリマー溶融ブレンドを導体上にコーティングすることを含む。「上に」という用語は、ポリマー溶融ブレンドと導体との間の直接接触又は間接接触を含む。ポリマー溶融ブレンドは、押出可能な状態にある。
【0070】
本ポリマー組成物は、導体の上及び／又は周りに配設されて、被覆を形成する。被覆は、絶縁層などの１つ以上の内層であり得る。被覆は、導体を全体的に又は部分的に覆ってよく、又はそうでなければ囲む若しくは包んでよい。被覆は、導体を取り囲む唯一の構成要素であり得る。あるいは、被覆は、導体を包む多層ジャケット又はシースのうちの１層であってもよい。被覆は、導体と直接接触し得る。被覆は、導体を取り囲む絶縁層に直接接触し得る。
【0071】
被覆導体は、以下で特定される１５ｃｍ＊％未満のＦＷＣＬ値を示し得る。例えば、被覆導体は、０．５ｃｍ＊％以上、又は１ｃｍ＊％以上、又は２ｃｍ＊％以上、又は３ｃｍ＊％以上、又は４ｃｍ＊％以上、又は５ｃｍ＊％以上、又は６ｃｍ＊％以上、又は７ｃｍ＊％以上、又は８ｃｍ＊％以上、又は９ｃｍ＊％以上、又は１０ｃｍ＊％以上、又は１１ｃｍ＊％以上、又は１２ｃｍ＊％以上、又は１３ｃｍ＊％以上、又は１４ｃｍ＊％以上、一方で同時に、１５ｃｍ＊％未満、又は１４ｃｍ＊％以下、又は１３ｃｍ＊％以下、又は１２ｃｍ＊％以下、又は１１ｃｍ＊％以下、又は１０ｃｍ＊％以下、又は９ｃｍ＊％以下、又は８ｃｍ＊％以下、又は７ｃｍ＊％以下、又は６ｃｍ＊％以下、又は５ｃｍ＊％以下、又は４ｃｍ＊％以下、又は３ｃｍ＊％以下、又は２ｃｍ＊％以下、又は１ｃｍ＊％以下のフィラー加重チャー長の値を示し得る。
【実施例】
【0072】
試験方法
Ｓｉ－ｇ－ＰＥのＶＴＭＳ含有量：中性子放射化分析（ＮＡＡ）を用いて、Ｓｉ－ｇ－ＰＥのＶＴＭＳ含有量を測定した。試料を、５５℃で２４時間真空ストリッピングしたＳｉ－ｇ－ＰＥの一部から調製した。Ｓｉ標準を、ＮＩＳＴトレーサブル標準溶液から同様のバイアルに調製した。純水を使用して標準を試料と同様の体積に希釈した。また、ブランク試料の水も調製した。その後、試料、標準及びブランクを、Ｓｉに対する標準的なＮＡＡ手順「Ｇｌｏｂａｌ－ＳＯＰ－０１１０１．０２」に従って分析した。具体的には、ＮＡＡ中の照射を、原子炉出力２５０ｋＷで３分間行った。ＨＰＧｅ検出器セットを使用して、待機時間は９分、計数時間は２７０秒であった。Ｃａｎｂｅｒｒａソフトウェア及び比較技術を使用して、Ｓｉ濃度を重量パーセントで計算した。測定の典型的な不確かさは相対値で２％～５％の範囲であり、検出限界は９０ｐｐｍ未満である。ＮＡＡで測定されたＳｉが全て添加されたビニルトリメトキシシラン（Ｃ５Ｈ１２Ｏ３Ｓｉ）からのものであると仮定して、ＶＴＭＳ含有量（重量％）を化学量論を使用して逆算した。ＶＴＭＳの重量％と、エチレン性ポリマーを作製するために使用したエチレン及び他のコモノマー（例えば、オクテン、アクリル酸エチル）の重量％が分かっているので、モル％ＶＴＭＳを以下の式を使用して計算した：
式中、
Ｗ＝重量％
Ｍ＝分子量
ｉ＝ＶＴＭＳ、エチレン、オクテン、アクリル酸エチル。
Ｓｉ－ｇ－ＰＥのＶＴＭＳ含有量：中性子放射化分析（ＮＡＡ）を用いて、Ｓｉ－ｇ－ＰＥのＶＴＭＳ含有量を測定した。試料を、５５℃で２４時間真空ストリッピングしたＳｉ－ｇ－ＰＥの一部から調製した。Ｓｉ標準を、ＮＩＳＴトレーサブル標準溶液から同様のバイアルに調製した。純水を使用して標準を試料と同様の体積に希釈した。また、ブランク試料の水も調製した。その後、試料、標準及びブランクを、Ｓｉに対する標準的なＮＡＡ手順「Ｇｌｏｂａｌ－ＳＯＰ－０１１０１．０２」に従って分析した。具体的には、ＮＡＡ中の照射を、原子炉出力２５０ｋＷで３分間行った。ＨＰＧｅ検出器セットを使用して、待機時間は９分、計数時間は２７０秒であった。Ｃａｎｂｅｒｒａソフトウェア及び比較技術を使用して、Ｓｉ濃度を重量パーセントで計算した。測定の典型的な不確かさは相対値で２％～５％の範囲であり、検出限界は９０ｐｐｍ未満である。ＮＡＡで測定されたＳｉが全て添加されたビニルトリメトキシシラン（Ｃ５Ｈ１２Ｏ３Ｓｉ）からのものであると仮定して、ＶＴＭＳ含有量（重量％）を化学量論を使用して逆算した。ＶＴＭＳの重量％と、エチレン性ポリマーを作製するために使用したエチレン及び他のコモノマー（例えば、オクテン、アクリル酸エチル）の重量％が分かっているので、モル％ＶＴＭＳを以下の式を使用して計算した：
【数2】
Ｗ＝重量％
Ｍ＝分子量
ｉ＝ＶＴＭＳ、エチレン、オクテン、アクリル酸エチル。
【0073】
ＦＷＣＬ値：被覆導体のＦＷＣＬ値は、単一垂直被覆導体の垂直火炎伝播に対する耐性を試験する手順を規定した国際電気標準会議試験６０３３２－１－２：２００４を最初に実施することによって求められる。試験６０３３２－１－２：２００４は、試験中に被覆導体上に形成されるチャーの長さ（「チャー長」）を測定する。ＦＷＣＬ値は、センチメートル単位のチャー長に、被覆導体を形成するために使用されるポリマー組成物中に存在する難燃性フィラーの重量％を乗じ、１００で割ることによって計算される。
【0074】
材料
実施例で使用された材料が、以下に提供される。
実施例で使用された材料が、以下に提供される。
【0075】
ＰＯＥ１は、ＡＳＴＭ Ｄ７９２に従って測定した０．８８ｇ／ｃｃの密度とＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って測定した１９０℃／２．１６ｋｇでの１８ｇ／１０分のメルトインデックスとを有する、コモノマーとして１－オクテン（１０．３モル％）で作製されたエチレンポリマーである。ＰＯＥ１は、０重量％の極性コモノマー含有量を有する。ＰＯＥ１は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩから市販されている。
【0076】
ＰＯＥ２は、ＡＳＴＭ Ｄ７９２に従って測定した０．９０２ｇ／ｃｃの密度とＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って測定した１９０℃／２．１６ｋｇでの３０ｇ／１０分のメルトインデックスとを有する、コモノマーとして１－オクテン（５．６モル％）で作製されたエチレンポリマーである。ＰＯＥ２は、０重量％の極性コモノマー含有量を有する。ＰＯＥ２は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩから市販されている。
【0077】
極性ＰＥ１は、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って測定した１９０℃／２．１６ｋｇでの６ｇ／１０分のメルトインデックスを有する、コモノマーとしてアクリル酸エチル（１８重量％のアクリル酸エチル）で作製されたエチレンポリマーである。極性ＰＥ１は、１８重量％の極性コモノマー含有量を有する。極性ＰＥ１は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩから市販されている。
【0078】
極性ＰＥ２は、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って測定した１９０℃／２．１６ｋｇでの２１ｇ／１０分のメルトインデックスを有する、コモノマーとしてアクリル酸エチル（２１重量％のアクリル酸エチル）で作製されたエチレンポリマーである。極性ＰＥ２は、２１重量％の極性コモノマー含有量を有する。極性ＰＥ２は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩから市販されている。
【0079】
ＬＤＰＥは、ＡＳＴＭ Ｄ７９２に従って測定した０．９１８ｇ／ｃｃの密度とＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って測定した１９０℃／２．１６ｋｇでの８ｇ／１０分のメルトインデックスとを有する低密度ポリエチレン（エチレンポリマー）である。ＬＤＰＥは、０重量％の極性コモノマー含有量を有する。ＬＤＰＥは、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩから市販されている。
【0080】
ビニルトリメトキシシラン（ＶＴＭＳ）ＣＡＳ番号２７６８－０２－７は、純度９８％で、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯから市販されている。
【0081】
２，５－ビス（ｔｅｒｔ－ブチルペルオキシ）－２，５－ジメチルヘキサン（ＤＢＰＨ）ＣＡＳ番号７８－６３－７は、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯら市販されている過酸化物である。
【0082】
ＳＣは、湿気硬化型エチレン－シランコポリマーと組み合わせて使用するために開発されたシラノール縮合触媒マスターバッチであり、ＳＩ－ＬＩＮＫ（商標）ＤＦＤＢ－５４８０ ＮＴとしてＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩから市販されている。
【0083】
ＯＢＣは、ＡＳＴＭ Ｄ７９２に従って測定した０．８７７ｇ／ｃｃの密度及びＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って測定した１９０℃／２．１６ｋｇで１５ｇ／１０分のメルトインデックスを有するオレフィンブロックコポリマーである。ＯＢＣは、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩからＩＮＦＵＳＥ（商標）９８１７として市販されている。
【0084】
相溶化剤は、無水マレイン酸グラフト化エチレンビニルアセテートコポリマーであり、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩからＦＵＳＡＢＯＮＤ（商標）Ｃ２５０として市販されている。
【0085】
フィラーは水酸化マグネシウム（ＨＦＦＲ）であり、Ｉｓｒａｅｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｌｔｄ．ｏｆ Ｔｅｌ Ａｖｉｖ－Ｙａｆｏ，ＩｓｒａｅｌからＦＲ－２０－１００として市販されている。
【0086】
ＡＯ１は、ＢＡＳＦ（Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）からＩＲＧＡＮＯＸ（商標）１０１０として市販されている、ペンタエリスリトールテトラキス（３－（３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオネート）という化学名を有する立体ヒンダードフェノール系酸化防止剤である。
【0087】
ＡＯ２はジステアリルチオジプロピオネートであり、Ａｄｄｉｖａｎｔ，Ｄａｎｂｕｒｙ，ＣＴからＮＡＵＧＡＲＤ（商標）ＤＳＴＤＰとして市販されている。
【0088】
ＯＢＨはオキサリルビス（ベンジリデン）ヒドラジドであり、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯから市販されている。
【0089】
シリコーンはＤＯＷＳＩＬ（商標）Ｓｉ粉末樹脂調整剤４－７０８１であり、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩから市販されている。
【0090】
ＯＴＳはオクチルトリエトキシシランであり、Ｍｉｌｌｉｋｅｎ＆ＣｏのＳｉＶａｎｃｅ ＬＬＣからＰＲＯＳＩＬ（商標）９２０２として市販されている。
【0091】
試料調製
エチレンポリマーのシラン官能化は、２６ｍｍ同方向回転二軸押出機（Ｃｏｐｅｒｉｏｎ Ｃｏｒｐ．からのＺＳＫ－２６）を用いて行った．押出機は１５バレル（６０Ｌ／Ｄ）で構成された。最大スクリュー速度は、毎分１２００回転（ｒｐｍ）で、最大モーター出力は４０馬力であった押出機には、ベース樹脂を供給するための「ロスインウェイトフィーダー」が装備されていた。全ての試料について、シラン（ＶＴＭＳ）とＤＢＰＨ（過酸化物）を重量比２０：１で事前にブレンドし、バレル５でＥｌｄｅｘ計量器を用いて押出機に計量した。実行速度は４．５４ｋｇ／時で、スクリュー速度は３００ｒｐｍであった。バレル温度は、バレル２～４では１５０℃、バレル６～１０では２３０℃、バレル１１～１２では１９０℃、バレル１２～１５及びアダプター／ダイでは１６０℃に設定した。不活性雰囲気を維持し、酸化を最小限に抑えるために、１０～１５標準立方フィート／時間の窒素を使用して、第１のバレルセクションをパージした。バレル１３に真空引き（５０７９５．８パスカル）を行った。２穴ダイを使用してストランドを生成し、ストランドカッターでペレットに切断した。その後、シラングラフト化した材料を、窒素を使用してフード内で約４～６時間乾燥させ、湿気に曝されないようにアルミホイルバッグに真空密封し、更なる試験のために保管した。真空ストリッピングした試料について、中性子放射化分析（ＮＡＡ）を用いてグラフト値を測定した。表１に、実施例で用いたシラン官能化エチレンポリマーのシラン含有量を示す。
エチレンポリマーのシラン官能化は、２６ｍｍ同方向回転二軸押出機（Ｃｏｐｅｒｉｏｎ Ｃｏｒｐ．からのＺＳＫ－２６）を用いて行った．押出機は１５バレル（６０Ｌ／Ｄ）で構成された。最大スクリュー速度は、毎分１２００回転（ｒｐｍ）で、最大モーター出力は４０馬力であった押出機には、ベース樹脂を供給するための「ロスインウェイトフィーダー」が装備されていた。全ての試料について、シラン（ＶＴＭＳ）とＤＢＰＨ（過酸化物）を重量比２０：１で事前にブレンドし、バレル５でＥｌｄｅｘ計量器を用いて押出機に計量した。実行速度は４．５４ｋｇ／時で、スクリュー速度は３００ｒｐｍであった。バレル温度は、バレル２～４では１５０℃、バレル６～１０では２３０℃、バレル１１～１２では１９０℃、バレル１２～１５及びアダプター／ダイでは１６０℃に設定した。不活性雰囲気を維持し、酸化を最小限に抑えるために、１０～１５標準立方フィート／時間の窒素を使用して、第１のバレルセクションをパージした。バレル１３に真空引き（５０７９５．８パスカル）を行った。２穴ダイを使用してストランドを生成し、ストランドカッターでペレットに切断した。その後、シラングラフト化した材料を、窒素を使用してフード内で約４～６時間乾燥させ、湿気に曝されないようにアルミホイルバッグに真空密封し、更なる試験のために保管した。真空ストリッピングした試料について、中性子放射化分析（ＮＡＡ）を用いてグラフト値を測定した。表１に、実施例で用いたシラン官能化エチレンポリマーのシラン含有量を示す。
【表1】
【0092】
難燃性マスターバッチ（「ＦＲＭＢ」）は、表２の材料を組み合わせることによって形成される。４０ｒｐｍのローター速度及び１６０℃のジャケット（混合ボウルセット）温度で、カムブレードを備えたＢＲＡＢＥＮＤＥＲ（商標）ミキサー内で、水酸化マグネシウム及び他の原料成分をＯＢＣと組み合わせることによって、ＦＲＭＢを作製した。他の全ての原料成分が均一に混合された後に、ＦＲＭＢの液体添加剤を添加した。ＦＲＭＢをフラックス後の１５分間混合し、プレスで平らにした後、冷却して小片に切断した。デュアル混合ヘッドを備えた２５：１単軸押出機で、１５０℃／１６０℃／１７０℃／１８０℃プロファイル、２０／４０／６０ＵＳメッシュ／インチのスクリーンパックで４０ｒｐｍで小片を押出し、得られたストランドを小さなペレットに切断した。
【表2】
【0093】
ワイヤを製造する前に、全てのマスターバッチを真空オーブンで乾燥させた。ＦＲ ＭＢペレットを６０℃のオーブンに４８時間放置して水分を除去した。次に、シラングラフト化エチレンポリマー、ＦＲＭＢ、及びシラノール縮合触媒を表３に示す特定の比率で物理的にブレンドした。次に、ブレンドを押出中に溶融混合し、公称１．５２４ミリメートルの壁厚で１０ＡＷＧソリッド銅上にワイヤ構造を作製した。ワイヤ製造ユニットには、可変速駆動を備えたＢＲＡＢＥＮＤＥＲ（商標）１９．０５ｍｍ押出機、混合ヘッドのない２４：１ポリエチレンスクリュー、ＢＲＡＢＥＮＤＥＲ（商標）クロスヘッドワイヤダイ、エアワイプ付きのラボ用水冷トラフ、レーザーマイクロメーター、及び可変速ワイヤプラーが含まれていた。ワイヤ試料を、１４０℃／１５５℃／１６５℃／１６５℃の温度プロファイル（ゾーン１、ゾーン２、ゾーン３及びヘッド／ダイ全体）及び４０／４０メッシュスクリーンパックを使用して、４０ｒｐｍスクリュー速度及び約２．４４ｍ／分の巻き取り速度で押し出した。
【0094】
押し出された被覆導体を、９０℃の水浴中で２日間硬化させた。２３℃、相対湿度５０％で７２時間更に調整した後、硬化した被覆導体を、国際電気標準会議試験６０３３２－１－２：２００４に従って試験し、ＦＷＣＬ値を算出した。
【0095】
結果
表３は、比較例（「ＣＥ」）１～６及び本発明の実施例（「ＩＥ」）１～１０の組成、並びに関連するＦＷＣＬ値を示している。
表３は、比較例（「ＣＥ」）１～６及び本発明の実施例（「ＩＥ」）１～１０の組成、並びに関連するＦＷＣＬ値を示している。
【表3】
【0096】
表３から分かるように、驚くべきことに、測定されたＦＷＣＬ値は、ポリマー組成物を作製するために使用されたＳｉ－ｇ－ＰＥのシラン含有量（グラフト化ＶＴＭＳ）、及びＳｉ－ｇ－ＰＥを作製するために使用したエチレンポリマーの種類の関数であることが発見された。驚くべきことに、極性ＰＥ１又は極性ＰＥ２を用いてＳｉ－ｇ－ＰＥを作製した場合、被覆導体の実質的に劣った燃焼性能が得られる（ＦＷＣＬ値１５ｃｍ＊％以上に反映される）。更に驚くべきことに、シラン含有量が０．４０モル％未満では、被覆導体は１５ｃｍ＊％以上のＦＷＣＬ値を示すが、一方０．４０モル％を超えるシラン含有量では、１５ｃｍ＊％未満のＦＷＣＬ値（極性ＰＥ１又は極性ＰＥ２がＳｉ－ｇ－ＰＥではない場合）が得られ、０．４０モル％が臨界シラン含有量であることを示していることが発見された。１５ｃｍ＊％未満のＦＷＣＬ値は、０．９４モル％までのグラフト化ＶＴＭＳ（シラン含有量）値で得られ（極性ＰＥ１又は極性ＰＥ２がＳｉ－ｇ－ＰＥではない場合）、１．５０モル％までこの関係が及ぶと考えられる。
【国際調査報告】