JP2018524410A - ポリオレフィン前駆体から調製されたホウ素含有加工物品 - Google Patents

Abstract

一例においては、本開示は、炭素対水素のモル比が１：１．２〜１：２．２であり、０．１〜５重量％のホウ素を含む架橋されたポリオレフィン物品について記載する。一例においては、本開示は、炭素対水素のモル比が１：０．８〜１：１．３であり、１８重量％を超える酸素と、０．３〜４重量％のホウ素と、を含む安定化されたポリオレフィン物品について記載する。【選択図】なし

Description

炭素繊維などの炭素質物品は、従来、主に、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ピッチ、またはセルロース前駆体から生産されていた。炭素質物品を作製するためのプロセスは、前駆体から繊維またはフィルムなどの加工物品を形成することにより始まる。前駆体は、ポリマーを形成または成形するための標準的な技法を用いて加工物品に形成され得る。理論に制限されるものではないが、その後、加工物品は、後続の加熱処理ステップ中に加工物品が形状を実質的に維持することを可能にするように実質的に安定化される。このような安定化は、典型的には、酸化と加熱の組み合わせを伴い、一般的に、加工物品を定義する前駆体の脱水素化、環形成、酸化、及び架橋をもたらす。次に、安定化された加工物品は、不活性雰囲気で安定化された加工物品を加熱することによって炭素質物品に変換される。炭素質物品を生産するための一般的なステップは、様々な前駆体についても同じであるが、これらのステップの詳細は、選択された前駆体の化学組成により広く変動する。

炭素質物品の代替の前駆体としてポリオレフィンが検証されてきたが、適切かつ経済的に実行可能な調製プロセスは困難であることが分かっている。後に、炭素質物品に形成され得るポリオレフィン前駆体から安定化された物品を調製するための経済的な工程を特定することに関心が持たれている。例えば、安定化ステップ中、質量の保持を最大化することに関心が持たれている。

一例においては、本開示は、炭素対水素のモル比が１：１．２〜１：２．２であり、０．１〜５重量％のホウ素を含む架橋されたポリオレフィン物品について記載する。一例においては、本開示は、炭素対水素のモル比が１：０．８〜１：１．３であり、１８重量％を超える酸素と、０．３〜４重量％のホウ素と、を含む安定化されたポリオレフィン物品について記載する。

別途記載されない限り、数値の範囲、例えば、「２〜１０」は、範囲を定義する数値（例えば、２及び１０）を含む。

別途記載されない限り、比率、割合、部などは重量である。

別途記載されない限り、ポリオレフィン樹脂の架橋性官能基含量は、ｍｏｌ％架橋性官能基によって特徴付けされ、これは、架橋性官能基のモルの数をポリオレフィン中に含まれるモノマー単位のモルの総数で除して計算される。

別途記載されない限り、「モノマー」は、重合を受けることができる分子を指し、それにより巨大分子、例えば、ポリオレフィンの必須構造に対して構造単位を提供する。

一態様では、本開示は、ポリオレフィン樹脂から安定化された加工物品を生産するためのプロセスについて記載する。別途明記されない限り、本明細書に記載の方法またはプロセスステップはいずれも、いかなる順序で実施されてもよい。ポリオレフィンは、１つ以上のオレフィンモノマーから生産されるポリマーのクラスである。本明細書に記載されるポリマーは、１種類以上のモノマーから形成され得る。ポリエチレンが好ましいポリオレフィン樹脂であるが、他のポリオレフィン樹脂が代用されてよい。例えば、エチレン、プロピレン、もしくは他のα−オレフィン（例えば、１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテン）、またはこれらの組み合わせから生産されるポリオレフィンも好適である。本明細書に記載されるポリオレフィンは、典型的には、樹脂形態で提供され、更なる溶融または溶液処理のために適正サイズのペレットまたは顆粒に細分化される。

上述のように、ポリオレフィン樹脂は、処理されて加工物品を形成する。加工物品は、ポリオレフィン樹脂から加工された物品である。加工物品は、既知のポリオレフィン加工法、例えば、繊維を形成するための溶融もしくは溶液紡糸、フィルムを形成するためのフィルム押出もしくはフィルム流延もしくは吹込フィルム処理、より複雑な形状を形成するためのダイ押出もしくは射出成形もしくは圧縮成形、または溶液流延を用いて形成される。加工法は、標的となる安定化された物品の所望の幾何学形状、及びその所望の物理特性により選択される。例えば、所望の安定化された物品が炭素繊維である場合、繊維紡糸が好適な加工法である。別の例として、所望の安定化された物品が炭素フィルムである場合、圧縮成形が好適な加工法である。

本明細書に記載されるポリオレフィン樹脂には、架橋ステップが施される。一例においては、ポリオレフィン樹脂は、加工物品形成後に架橋される。任意の好適な方法によるポリオレフィンの架橋で十分である。一例においては、ポリオレフィンは、電子線処理などの放射線放射によって架橋させる。他の架橋方法は、例えば、紫外線放射及びガンマ線放射などが好適である。いくつかの例においては、架橋を開始するために、放射線放射と共に、ベンゾフェノンなどの開始剤が使用されてもよい。一例においては、ポリオレフィン樹脂は、ポリオレフィン樹脂を架橋するために、反応させるのに好適な架橋性官能基を含むように修飾された。ポリオレフィン樹脂が架橋性官能基を含む場合、化学架橋剤の使用、熱による、蒸気による、または他の好適な方法など、既知の方法により架橋が開始されてもよい。一例においては、コポリマーは、１つ以上のα−オレフィンが架橋性官能基として機能するのに好適な基を含有する別のモノマーと共重合された、架橋性官能基を有するポリオレフィン樹脂を提供するのに好適であり、例えば、ジエン、一酸化炭素、メタクリル酸グリシジル、アクリル酸、酢酸ビニル、無水マレイン酸、またはビニルトリメトキシシラン（ＶＴＭＳ）は、モノマーの中でもαーオレフィンと共重合されるのに好適である。更に、架橋性官能基を有するポリオレフィン樹脂は、官能基部分を基材ポリオレフィン上にグラフト重合することによって改質されたポリ（α−オレフィン）からも生産され得、官能基は、所与のポリオレフィンの架橋を後に可能にするその能力に基づき選択される。例えば、この種類のグラフト重合は、遊離ラジカル開始剤（過酸化物など）及びビニルモノマー（ＶＴＭＳ、ジエン、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸及びメタクリル酸エステル（メタクリル酸グリシジル及びメタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、アリルアミン、ｐ−アミノスチレン、メタクリル酸ジメチルアミノエチルなど）の使用により、またはアジド官能化分子（４−［２−（トリメトキシシリル）エチル）］ベンゼンスルホニルアジドなど）を介して実行され得る。架橋性官能基を有するポリオレフィン樹脂は、ポリオレフィン樹脂から生産され得るか、または商業的に購入され得る。架橋性官能基を有する市販のポリオレフィン樹脂の例としては、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙにより販売されているＳＩ−ＬＩＮＫ、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙにより販売されているＰＲＩＭＡＣＯＲ、Ｋｕｒａｒａｙにより販売されているＥＶＡＬ樹脂、及びＡｒｋｅｍａにより販売されているＬＯＴＡＤＥＲ ＡＸ８８４０が挙げられる。

上述のように、ポリオレフィン樹脂の少なくとも一部は、架橋された加工物品をもたらすように架橋される。いくつかの実施形態では、架橋は、化学架橋を介して行われる。よって、いくつかの実施形態では、架橋された加工物品は、架橋性官能基を有するポリオレフィン樹脂の架橋性官能基を架橋するために１つ以上の化学剤で処理された加工物品である。このような化学剤は、当業者に既知のとおり、架橋性官能基間の分子内化学結合の形成を開始させるように機能するか、または架橋性官能基と反応して分子内化学結合を形成する。化学架橋は、架橋性官能基を反応させて新しい結合を形成し、架橋性官能基を有するポリオレフィン樹脂を定義する様々なポリマー鎖間に連結を形成する。架橋を生じさせる化学剤は、ポリオレフィン樹脂に含まれる架橋性官能基（複数可）の種類に基づき選択される。分子間及び分子内化学結合を介して架橋性官能基を架橋する多種多様な反応が既知である。加工物品に存在する架橋性官能基を架橋することが知られている好適な化学剤が選択されて、架橋された加工物品を生産する。例えば、本開示を限定することなく、ポリオレフィンに結合される架橋性官能基がビニル基である場合、好適な化学剤は、過酸化物またはアゾビスニトリルなどの遊離ラジカル開始剤、例えば、過酸化ジクミル、過酸化ジベンゾイル、ｔ−ブチルペルオクトエート、アゾビスイソブチロニトリルなどを含む。ポリオレフィンに結合された架橋性官能基が、カルボン酸などの酸、または無水物、またはエステル、またはグリシドキシ基である場合、好適な化学剤は、ジアミン、ジオール、ジチオールなどの２求核基（ｄｉｎｕｃｌｅｏｐｈｉｌｅｓ）、例えば、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ブタンジオール、またはヘキサンジチオールを含む、少なくとも２つの求核基を含有する化合物であり得る。３つ以上の求核基を含有する化合物、例えば、グリセロール、ソルビトール、またはヘキサメチレンテトラミンも使用され得る。少なくとも２つの異なる求核基を含有する混合ジ−またはそれ以上の求核物質、例えば、エタノールアミンも好適な化学剤であり得る。ポリオレフィンに結合された架橋性官能基がモノ−、ジ−、またはトリ−アルコキシシリル基である場合、水及びルイスもしくはブロンステッド酸または塩基触媒が好適な化学剤として使用され得る。例えば、本開示を限定することなく、ルイスもしくはブロンステッド酸または塩基触媒は、アリールスルホン酸、硫酸、水酸化物、ジルコニウムアルコキシド、またはスズ試薬を含む。

加工物品の架橋は、一般に、加工物品が後続の加工ステップに必要とされる高温でその形状を維持することを確実にすることが好ましい。架橋がない場合、ポリオレフィン樹脂は、典型的には、高温で軟化、溶融、またはさもなければ変形もしくは分解する。架橋は、加工物品に熱安定性を付加する。

架橋された加工物品には、安定化ステップが施され、ホウ素処理され安定化された加工物品を産生する。一例においては、加工物品は、安定化ステップ前にホウ素で処理される。一例においては、加工物品は、安定化ステップ中、ホウ素により処理される。安定化ステップには、加熱環境において酸化剤により架橋された加工物品を処理することを含む。一例においては、酸化剤は、酸素である。一例においては、安定化ステップは、空気の酸素成分が酸化剤を含む空気中で行う。酸化剤の欠乏及び副産物の蓄積を防ぐために、安定化プロセスが施される炉または他の装具に酸化剤が連続充填されることが好ましい。いくつかの実施形態では、架橋された加工物品を安定化させるための温度は、少なくとも１２０℃であり、好ましくは少なくとも１９０℃である。いくつかの実施形態においては、架橋された加工物品を安定化させるための温度は、４００℃以下であり、好ましくは３００℃以下である。一例においては、架橋された加工物品は、すでに所望の温度にある加熱チャンバに導入される。別の例では、加工物品は、周囲温度で、または周囲温度付近で加熱チャンバに導入され、このチャンバは、後に所望の温度に加熱される。いくつかの実施形態では、加熱速度は少なくとも１℃／分である。他の実施形態においては、加熱速度は、１５℃／分以下である。更に別の例においては、チェンバは、段階的に加熱され、例えば、チェンバは、ある時間、第１の温度（例えば、１時間１２０℃など）に加熱し、次に、ある時間、第２の温度まで（例えば、１時間１８０℃など）上昇させ、第３は、保持温度（例えば、１０時間２５０℃）まで上昇させる。一例においては、安定化工程は、加工物品の寸法に応じて、最大１００時間の間、所与の温度で架橋した加工物品を保持することを伴う。安定化工程により、ホウ素処理され安定化された加工物品が作製される。一例においては、安定化された加工物品は、炭素質物品の前駆体である。理論に制限されるものではないが、安定化プロセスは、架橋された加工物品を酸化し、架橋密度を増加させる炭化水素構造への変化をもたらす一方で、架橋された加工物品の水素／炭素比率を減少させる。

一例においては、加工物品は、加工物品を形成するために使用する溶融ステップ中、ホウ素含有種（ＢＣＳ）を導入することによって、安定化工程前にホウ素で処理される。一例においては、ＢＣＳは、溶融相樹脂に添加される。別の例においては、ＢＣＳは、加工工程中、樹脂に導入される。ポリオレフィンは、ホウ素が加工後の加工物品に含まれるように、ＢＣＳで処理される。加工物品にホウ素を堆積させる好適なＢＣＳはいずれを使用してもよい。一例においては、ＢＣＳは、有機ボランである。一例においては、ホウ酸はＢＣＳとして使用される。一例においては、ＢＣＳは、ホウ酸の誘導体であり、例えば、メタホウ酸及び酸化ホウ素である。一例においては、ＢＣＳは、例えば、置換ボロン酸（例えば、メチル−、もしくはエチル−などのアルキル置換基、またはフェニル−などのアリール置換基）などの、ボロン酸の誘導体である。一例においては、ＢＣＳは、例えば、置換ボリン酸（例えば、メチル−、もしくはエチル−などのアルキル置換基、またはフェニル−などのアリール置換基）などの、ボリン酸の誘導体である。別の例においては、ＢＣＳは、ボラン、ボロン酸エステルまたはボロキシンの誘導体である。一例においては、ＢＣＳは、ホウ酸塩またはその誘導体である。別の例においては、ＢＣＳは、元素ホウ素である。別の例においては、ＢＣＳは、ボラジン、水素化ホウ素またはアミノボランの誘導体である。

一例においては、加工物品は、加工物品を架橋させるのに好適なＢＣＳで加工物品を処理することによって、安定化ステップ前にホウ素により処理される。一例においては、ポリオレフィン樹脂は、ポリオレフィン樹脂を架橋するために、ＢＣＳの存在下で反応させるのに好適な架橋性官能基を含むように修飾された。ポリオレフィン樹脂中での架橋の形成が開始されるために好適なＢＣＳはいずれも、使用に好適である。好適なＢＣＳの例としては、ボラン、ホウ酸塩、ボリン酸、ボロン酸、ホウ酸、ボリン酸エステル、ボロン酸エステル、ボロキシン、アミノボラン、ボラジン、ホウ化水素ならびにそれらの誘導体及び組み合わせたものが挙げられる。

一例においては、ホウ素処理は、安定化された加工物品を調製するために使用される以下のいずれかのステップの間、またはその中間で発生する：（ａ）オレフィン樹脂を提供することと、（ｂ）オレフィン樹脂から加工物品を形成することと、（ｃ）架橋された加工物品を提供するために加工物品を架橋することと、（ｄ）安定化された加工物品を提供するために、架橋された加工物品を空気酸化によって安定化させること。この例においては、ホウ素は、例えば、ニート、溶液中、または分散相中など、液体の構成成分として提供される。好適なホウ素含有種の例としては、元素ホウ素、ボラン、ホウ酸塩、ボリン酸、ボロン酸、ホウ酸、ボリン酸エステル、ボロン酸エステル、ボロキシン、アミノボラン、ボラジン、ホウ化水素、ならびにそれらの誘導体及び組み合わせたものが挙げられる。ホウ酸の誘導体の例としては、メタホウ酸及び酸化ホウ素が挙げられる。ホウ酸塩誘導体の例としては、ホウ酸亜鉛などの無機ホウ酸塩及びホウ酸トリブチルなどの有機ホウ酸塩が挙げられる。

一例においては、加工物品は、安定化中、架橋された加工物品をＢＣＳで処理することによって、安定化ステップ中、ホウ素で処理される。一例においては、空気及び気相ＢＣＳを含む雰囲気中で安定化を実施する。加工物品中にホウ素を堆積する任意の好適な気相ＢＣＳは、酸化環境において使用してもよい。一例においては、ホウ酸はＢＣＳとして使用される。一例においては、ガス状ホウ酸塩は、ＢＣＳ、例えば、ホウ酸トリメチルとして使用される。一例においては、ガス状ホウ酸塩は、ホウ酸の誘導体であり、例えば、メタホウ酸及び酸化ホウ素である。一例においては、ガス状ホウ酸塩は、例えば、置換ボロン酸（例えば、メチル−、もしくはエチル−などのアルキル置換基、またはフェニル−などのアリール置換基）などの、ボロン酸の誘導体である。一例においては、ガス状ホウ酸塩は、例えば、置換ボリン酸（例えば、メチル−、もしくはエチル−などのアルキル置換基、またはフェニル−などのアリール置換基）などのボリン酸の誘導体である。一例においては、ガス状ホウ酸塩は、ボラン、ボロン酸エステル、ボリン酸エステル、ホウ化水素、アミノボラン、ボラジンまたはボロキシン、の誘導体である。一例においては、ＢＣＳは、加工物品上を流れる。予期していなかったが、ＢＣＳにより処理することと、酸化環境で安定化させることとを組み合わせることで、安定化された加工物品の質量保持が改善されることが見出された。予期していなかったが、安定化ステップ前またはその間のいずれかに、加工物品をＢＣＳで処理することにより質量保持が改善されることが見出された。また、加工物品をホウ素含有種で処理することにより、安定化された物品の形状保持が改善されることが見出された。

別の態様では、本開示は、ポリオレフィン前駆体（樹脂）から形成される、ホウ素処理され、架橋された加工物品について記載する。一例では、ホウ素処理され、架橋された加工物品は、本明細書に記載されるプロセスにより形成される。

一例においては、本開示は、炭素対水素のモル比が１：１．２〜１：２．２であり、０．１〜５重量％のホウ素を含む架橋されたポリオレフィン物品について記載する。一例においては、炭素対水素のモル比は、１：１．８〜１：２．０である。一例においては、炭素対水素のモル比は、１：１．８〜１：２．２である。一例においては、架橋されたポリオレフィン物品は、０．５〜５重量％のホウ素を有する。一例においては、架橋されたポリオレフィン物品は、１．０〜５重量％のホウ素を有する。一例においては、架橋されたポリオレフィン物品は、２．０〜５重量％のホウ素を有する。

別の態様では、本開示は、ポリオレフィン前駆体（樹脂）から形成される、ホウ素処理され安定化された加工物品について記載する。一例では、ホウ素処理され安定化された加工物品は、本明細書に記載されるプロセスにより形成される。

一例においては、本開示は、炭素対水素のモル比が１：０．８〜１：１．３であり、１８重量％を超える酸素と、０．３〜４重量％のホウ素と、を含む安定化されたポリオレフィン物品について記載する。一例においては、炭素対水素のモル比は、１：０．８〜１：１．０である。一例においては、炭素対水素のモル比は、１：１．０〜１：１．３である。一例においては、安定されたポリオレフィン物品は、１〜４重量％のホウ素を有する。一例においては、安定されたポリオレフィン物品は、２〜４重量％のホウ素を有する。一例においては、安定されたポリオレフィン物品は、３〜４重量％のホウ素を有する。一例においては、安定されたポリオレフィン物品は、１５重量％を超える酸素を有する。

一例においては、安定化された加工物品は、０〜５．０重量％のホウ素を有する架橋されたポリオレフィン加工物品から調製される。一例においては、安定化された加工物品の組成物は、０〜４．０重量％のホウ素を有する架橋されたポリオレフィン加工物品から調製される。一例においては、安定化された加工物品の組成物は、０〜３．０重量％のホウ素を有する架橋されたポリオレフィン加工物品から調製される。一例においては、安定化された加工物品の組成物は、０〜２．０重量％のホウ素を有する架橋されたポリオレフィン加工物品から調製される。一例においては、安定化された加工物品の組成物は、０〜１．７重量％のホウ素を有する架橋されたポリオレフィン加工物品から調製される。一例においては、安定化された加工物品の組成物は、０〜１重量％の窒素を有するものとして定義される。

一例においては、１つ以上の加工ステップ中、ホウ素で処理され、安定化された加工物品（処理され、安定化された物品）は、１つ以上の加工ステップ中、ホウ素で処理されていない安定化された加工物品（制御安定化された物品）と比較して、質量収率が増加することが観察される。制御安定化された物品は、酸化質量収率３１〜４９％、及び全質量収率１２〜２２％を有することが観察されていた。処理され、安定化された物品は、酸化質量収率５７〜８４％、全質量収率３０〜４７％を有することが観察されていた。ホウ素により処理され、安定化された加工物品により、制御安定化された物品に対して、７１〜８４％の酸化質量収率の改善が実現されることが観察される。ホウ素により処理され、安定化された加工物品により、制御安定化された物品に対して、１１４〜１５０％の全質量収率の改善が実現されることが観察される。

本発明のいくつかの実施形態は、ここで、以下の実施例において詳細に説明される。

実施例においては、全質量収率は、酸化質量収率と炭化質量収率との積として算出される（下記に示すように算出される）。ＰＨＲは、樹脂１００重量部に対する配合量（質量基準）を示す。ＭＩは、メルトフローレートの測定値であるメルトインデックスを示す。重量％は、質量基準の総重量部１００重量部当たりの重量部を指す。ＰＥは、ポリエチレンを指す。ＢＡは、ホウ酸を指す。測定された収率の定義：

式中、ｍ_ＰＥはポリエチレンの初期質量であり、ｍ_ＯＸは、酸化後残存している質量であり、ｍ_ＣＦは、炭化後残存している質量であり、Ｍ％_ＰＥは、物品形成起源での（ｉｎ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎ ｆｏｒｍｅｄ ａｒｔｉｃｌｅ）ポリエチレンの質量％である。

ソックスレー抽出は、架橋されたエチレンプラスチックのゲル含量及びスウェル比を決定するための方法である。本明細書で使用されるとき、ソックスレー抽出は、ＡＳＴＭ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄ２７６５−１１「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｇｅｌ Ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ Ｓｗｅｌｌ Ｒａｔｉｏ ｏｆ Ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｐｌａｓｔｉｃｓ」に従い実施される。採用される方法において、０．０５０〜０．５００ｇの架橋された加工物品を量り、セルロース系円筒濾紙内に設置され、次に十分な量のキシレンを含むソックスレー抽出装置内に設置される。ソックスレー抽出は、次に、少なくとも１２時間、キシレンを還流しながら行われる。抽出後、円筒濾紙を除去し、架橋された加工物品を８０℃の真空炉で少なくとも１２時間乾燥させ、次に量り、それによりソックスレー処理された物品を得る。次に、重量比（ソックスレー処理した物品）／（架橋された加工物品）からゲル含量（％）が計算される。

前駆体及び酸化フィルムは、炭素、水素、酸素、ホウ素及びケイ素含量を測定するための元素分析のために提示される。炭素、水素及び酸素の構成成分を測定するために、燃焼ＣＨＮＳ／Ｏ分析装置Ｔｈｅｒｍｏ Ｍｏｄｅｌ Ｆｌａｓｈ ＥＡ１１１２を使用する。ホウ素は、Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ Ｏｐｔｉｍａ ７３００ＤＶ ＩＣＰ原子発光分光計を用いて、プラズマ原子発光分析法（ＩＣＰ−ＡＥＳ）を誘導的に連結することによって、検出する。ケイ素は、Ｘ線蛍光分析（ＸＲＦ）によって測定する。

実施例Ｃ１
エチレン／オクテンコポリマー（密度＝０．９４１ｇ／ｃｍ^３、ＭＩ＝３４ｇ／１０分、１９０℃／２．１６ｋｇ）は、Ｈａａｋｅミキサー内の窒素下で、１８０℃で、Ｌａｍｂｅｒｔｉから販売されている市販の光開始剤である、２重量％（２．０４ｐｈｒ）のＥｓａｃｕｒｅ ＯＮＥと溶融ブレンドする。フィルムは、Ｃａｒｖｅｒプレス機を用いて、１８０℃で圧縮成形し、厚さ３ミリメートル（７６．２ミクロン）（マイクロメータによる）の薄膜とする。フィルムは、いずれも放物面（非集光）反射装置に備えられた６００Ｗ／Ｈ形水銀ＵＶランプを用いて架橋される（曝露時間３０秒）。ゲル部分は、ソックスレー抽出により、３５．５％となるように測定される。未処理の、架橋されたポリエチレンフィルムの組成物は、表１７に報告する。調製されたフィルムから３つの小さい円形フィルムを切り取り、量る。フィルムは、空気雰囲気で、熱対流炉にて、２５０℃で１０時間酸化する（酸素含量２１％）。３つのフィルムは、空気酸化後、量る。酸化中の質量保持（酸化質量収率）は、表１に報告する。次に、窒素環境において、２５℃〜８００℃で、ランプ速度１０℃／分を用いて、酸化フィルムを炭化する。炭化中の質量保持（炭化質量収率）は、表１に報告する。算出した全質量収率は、表１に報告する。未処理の安定化されたポリエチレンフィルムの組成物は、表１９及び表２０に報告する。

実施例Ｐ１Ａ
エチレン／オクテンコポリマー（密度＝０．９４１ｇ／ｃｍ^３、ＭＩ＝３４ｇ／１０分、１９０℃／２．１６ｋｇ）は、Ｈａａｋｅミキサー内の窒素下で、１８０℃で、Ｌａｍｂｅｒｔｉから販売されている市販の光開始剤である、２重量％（２．０４ｐｈｒ）のＥｓａｃｕｒｅ ＯＮＥ、及びホウ酸（２．０４ｐｈｒ）と溶融ブレンドする。フィルムは、Ｃａｒｖｅｒプレス機を用いて、１８０℃で圧縮成形し、厚さ３ミリメートル（７６．２ミクロン）（マイクロメータによる）の薄膜とする。フィルムは、いずれも放物面（非集光）反射装置に備えられた６００Ｗ／Ｈ形水銀ＵＶランプを用いて架橋される（曝露時間３０秒）。処理されたポリエチレンフィルムの組成物は、表２１、表２３及び表２４に報告する。

実施例Ｐ１Ｂ
エチレン／オクテンコポリマー（密度＝０．９４１ｇ／ｃｍ^３、ＭＩ＝３４ｇ／１０分、１９０℃／２．１６ｋｇ）は、Ｈａａｋｅミキサー内の窒素下で、１８０℃で、Ｌａｍｂｅｒｔｉから販売されている市販の光開始剤である、２重量％（２．０４ｐｈｒ）のＥｓａｃｕｒｅ ＯＮＥ、及びホウ酸（１０．２０ｐｈｒ）と溶融ブレンドする。フィルムは、Ｃａｒｖｅｒプレス機を用いて、１８０℃で圧縮成形し、厚さ３ミリメートル（７６．２ミクロン）（マイクロメータによる）の薄膜とする。フィルムは、いずれも放物面（非集光）反射装置に備えられた６００Ｗ／Ｈ形水銀ＵＶランプを用いて架橋される（曝露時間３０秒）。処理されたポリエチレンフィルムの組成は、表２１、表２３及び表２４に報告する。

実施例Ｐ１Ｃ
エチレン／オクテンコポリマー（密度＝０．９４１ｇ／ｃｍ^３、ＭＩ＝３４ｇ／１０分、１９０℃／２．１６ｋｇ）は、Ｈａａｋｅミキサー内の窒素下で、１８０℃で、Ｌａｍｂｅｒｔｉから販売されている市販の光開始剤である、２重量％（２．０４ｐｈｒ）のＥｓａｃｕｒｅ ＯＮＥ、及びホウ酸（２０．４１ｐｈｒ）と溶融ブレンドする。フィルムは、Ｃａｒｖｅｒプレス機を用いて、１８０℃で圧縮成形し、厚さ３ミリメートル（７６．２ミクロン）（マイクロメータによる）の薄膜とする。フィルムは、いずれも放物面（非集光）反射装置に備えられた６００Ｗ／Ｈ形水銀ＵＶランプを用いて架橋される（曝露時間３０秒）。処理されたポリエチレンフィルムの組成物は、表２１、表２３及び表２４に報告する。

実施例Ｓ１Ａ
実施例Ｐ１Ａで調製されたフィルムは、空気雰囲気で、熱対流炉にて、２５０℃で１０時間酸化し（酸素含量２１％）、安定化されたフィルムを生産する。酸化されたポリエチレンフィルムの組成物は、表２２、表２５及び表２６に報告する。次に、窒素環境において、２５℃〜８００℃で、ランプ速度１０℃／分を用いて、酸化フィルムを炭化する。酸化中の質量保持（酸化質量収率）及び炭化中の質量保持（炭化質量収率）は、表２に報告する。算出した全質量収率は、表２に報告する。

実施例Ｓ１Ｂ
実施例Ｐ１Ｂで調製されたフィルムは、空気雰囲気で、熱対流炉にて、２５０℃で１０時間酸化し（酸素含量２１％）、安定化されたフィルムを生産する。酸化されたポリエチレンフィルムの組成物は、表２２、表２５及び表２６に報告する。次に、窒素環境において、２５℃〜８００℃で、ランプ速度１０℃／分を用いて、酸化フィルムを炭化する。酸化中の質量保持（酸化質量収率）及び炭化中の質量保持（炭化質量収率）は、表３に報告する。算出した全質量収率は、表３に報告する。

実施例Ｓ１Ｃ
実施例Ｐ１Ｃで調製されたフィルムは、空気雰囲気で、熱対流炉にて、２５０℃で１０時間酸化し（酸素含量２１％）、安定化されたフィルムを生産する。酸化されたポリエチレンフィルムの組成物は、表２２、表２５及び表２６に報告する。次に、窒素環境において、２５℃〜８００℃で、ランプ速度１０℃／分を用いて、酸化フィルムを炭化する。酸化中の質量保持（酸化質量収率）及び炭化中の質量保持（炭化質量収率）は、表４に報告する。算出した全質量収率は、表４に報告する。

実施例Ｃ２
エチレン／オクテンコポリマー（密度＝０．９４１ｇ／ｃｍ^３、ＭＩ＝３４ｇ／１０分、１９０℃／２．１６ｋｇ）は、Ｈａａｋｅミキサー内の窒素下で、１８０℃にて、Ｌａｍｂｅｒｔｉから販売されている市販の光開始剤である、Ｅｓａｃｕｒｅ ＯＮＥ２重量％（２．０４ｐｈｒ）と溶融ブレンドする。フィルムは、Ｃａｒｖｅｒプレス機を用いて、１８０℃で圧縮成形し、厚さ３ミリメートル（７６．２ミクロン）（マイクロメータによる）の薄膜とする。フィルムは、いずれも放物面（非集光）反射装置に備えられた６００Ｗ／Ｈ形水銀ＵＶランプを用いて架橋される（曝露時間３０秒）。ゲル部分は、ソックスレー抽出により、２７．９％となるように測定される。未処理の、架橋されたポリエチレンフィルムの組成物は、表１７及び表１８に報告する。調製されたフィルムから２つの小さい円形フィルムを切り取り、量る。フィルムは、空気雰囲気で、熱対流炉にて、２７０℃で５時間酸化する（酸素含量２１％）。２つのフィルムは、空気酸化後、量る。次に、窒素環境において、２５℃〜８００℃で、ランプ速度１０℃／分を用いて、酸化フィルムを炭化する。酸化中の質量保持（酸化質量収率）及び炭化中の質量保持（炭化質量収率）は、表５に報告する。算出した全質量収率は、表５に報告する。未処理の安定化されたポリエチレンフィルムの組成物は、表１９及び表２０に報告する。

実施例Ｐ２
エチレン／オクテンコポリマー（密度＝０．９４１ｇ／ｃｍ^３、ＭＩ＝３４ｇ／１０分、１９０℃／２．１６ｋｇ）は、Ｈａａｋｅミキサー内の窒素下で、１８０℃で、Ｌａｍｂｅｒｔｉから販売されている市販の光開始剤である、２重量％（２．０４ｐｈｒ）のＥｓａｃｕｒｅ ＯＮＥ、及びホウ酸（３０．６１ｐｈｒ）と溶融ブレンドする。フィルムは、Ｃａｒｖｅｒプレス機を用いて、１８０℃で圧縮成形し、厚さ３ミリメートル（７６．２ミクロン）（マイクロメータによる）の薄膜とする。フィルムは、いずれも放物面（非集光）反射装置に備えられた６００Ｗ／Ｈ形水銀ＵＶランプを用いて架橋される（曝露時間３０秒）。処理されたポリエチレンフィルムの組成物は、表２１、表２３及び表２４に報告する。

実施例Ｓ２
実施例Ｐ２で調製されたフィルムは、空気雰囲気で、熱対流炉にて、２７０℃で５時間酸化し（酸素含量２１％）、安定化されたフィルムを生産する。酸化されたポリエチレンフィルムの組成物は、表２２、表２５及び表２６に報告する。次に、窒素環境において、２５℃〜８００℃で、ランプ速度１０℃／分を用いて、酸化フィルムを炭化する。酸化中の質量保持（酸化質量収率）及び炭化中の質量保持（炭化質量収率）は、表６に報告する。算出した全質量収率は、表６に報告する。

実施例Ｃ３
エチレン／オクテンコポリマー（密度＝０．９４１ｇ／ｃｍ^３、ＭＩ＝３４ｇ／１０分、１９０℃／２．１６ｋｇ）は、ビニルトリメトキシシラン（ＶＴＭＳ）との反応により抽出され、ＶＴＭＳ−グラフトエチレン／オクテンコポリマー（ＭＩ＝１９ｇ／１０分、１９０℃／２．１６ｋｇ、^１３Ｃ ＮＭＲによって決定されたグラフト化シラン含有量１．４重量％）前駆体樹脂が形成される。ＶＴＭＳ−グラフト前駆体樹脂は、メルトスパンされて、次の性質を有する繊維を形成する。１５７３フィラメント、全１９４５．８デニール、２．２５ｇｆ／ｄｅｎ、破断伸度１２．１７％。調製された繊維は、イソプロパノール溶液、５重量％アリールスルホン酸、Ｎａｃｕｒｅ Ｂ２０１の入った容器内で５秒間、連続処理される。処理された繊維は、３日間乾燥硬化させる。その後、繊維を５日間、８０℃（相対湿度１００％）で湿気硬化させる。ゲル部分は、ソックスレー抽出により、５５．８〜５９．２％となるように測定される。未処理の、架橋されたポリエチレン繊維の組成物は、表１７及び表１８に報告する。未処理の架橋された繊維は、熱重量分析（ＴＧＡ）器具を用いて、温度ランプ速度を１０℃／分として、表７に概要を示す条件により、酸化し、かつ炭化する。表８は、空気酸化中に保持される質量、ならびに酸化処理及び炭化処理の両方の後の最終質量収率を報告する。

実施例Ｐ３
エチレン／オクテンコポリマー（密度＝０．９４１ｇ／ｃｍ^３、ＭＩ＝３４ｇ／１０分、１９０℃／２．１６ｋｇ）は、ビニルトリメトキシシラン（ＶＴＭＳ）との反応により抽出され、ＶＴＭＳ−グラフトエチレン／オクテンコポリマー（ＭＩ＝１９ｇ／１０分、１９０℃／２．１６ｋｇ、^１３Ｃ ＮＭＲによって決定されたグラフト化シラン含有量１．４重量％）前駆体樹脂が形成される。ＶＴＭＳ−グラフト前駆体樹脂は、メルトスパンされて、次の性質を有する繊維を形成する。１５７３フィラメント、全１９４５．８デニール、２．２５ｇｆ／ｄｅｎ、破断伸度１２．１７％。調製された繊維は、イソプロパノール溶液、５重量％アリールスルホン酸、Ｎａｃｕｒｅ Ｂ２０１の入った容器内で５秒間、連続処理される。処理された繊維は、３日間乾燥硬化させる。その後、繊維を５日間、８０℃（相対湿度１００％）で湿気硬化させる。ゲル部分は、ソックスレー抽出により、５５．８〜５９．２％となるように測定される。架橋された繊維は、その後、１５重量％ホウ酸／メタノール溶液で、５分間、処理する。ホウ酸溶液処理後、繊維を、一晩、空気中、周囲条件で乾燥させる。乾燥され、ホウ酸処理された繊維は、真空炉にて一晩、熱処理（８０℃）を施す。処理されたポリエチレンフィルムの組成物は、表２１、表２３及び表２４に報告する。

実施例Ｓ３
実施例Ｐ３で処理された繊維は、熱重量分析（ＴＧＡ）器具を用いて、温度ランプ速度を１０℃／分として、表９に概要を示す条件により、酸化し、かつ炭化する。表１０は、空気酸化中に保持される質量、ならびに酸化処理及び炭化処理の両方の後の最終質量収率を報告する。

実施例Ｐ４
エチレン／オクテンコポリマー（密度＝０．９４１ｇ／ｃｍ^３、ＭＩ＝３４ｇ／１０分、１９０℃／２．１６ｋｇ）は、ビニルトリメトキシシラン（ＶＴＭＳ）との反応により抽出され、ＶＴＭＳ−グラフトエチレン／オクテンコポリマー（ＭＩ＝１９ｇ／１０分、１９０℃／２．１６ｋｇ、^１３Ｃ ＮＭＲによって決定されたグラフト化シラン含有量１．４重量％）前駆体樹脂が形成される。ＶＴＭＳ−グラフト前駆体樹脂は、メルトスパンされて、次の性質を有する繊維を形成する。１５７３フィラメント、全１９４５．８デニール、２．２５ｇｆ／ｄｅｎ、破断伸度１２．１７％。繊維トウは、５重量％ホウ酸の入ったイソプロパノール溶液入り容器内で連続して処理される。溶液中の繊維残存時間は、５秒である。処理された繊維は、３日間乾燥硬化させる。その後、繊維を３日間、８０℃（相対湿度１００％）で湿気硬化させる。ゲル部分は、ソックスレー抽出により、５３．３％となるように測定される。架橋された繊維は、その後、１５重量％ホウ酸／メタノール溶液で、５分間、処理する。ホウ酸溶液処理後、繊維を、一晩、空気中、周囲条件で乾燥させる。乾燥され、ホウ酸処理された繊維は、真空炉にて一晩、熱処理（８０℃）を施す。処理されたポリエチレンフィルムの組成物は、表２１、表２３及び表２４に報告する。

実施例Ｓ４
実施例Ｐ３で処理された繊維は、熱重量分析（ＴＧＡ）器具を用いて、温度ランプ速度を１０℃／分として、表１１に概要を示す条件により、酸化し、かつ炭化する。表１２は、空気酸化中に保持される質量、ならびに酸化処理及び炭化処理の両方の後の最終質量収率を報告する。

実施例Ｃ５
エチレン／オクテンコポリマー（密度＝０．９４１ｇ／ｃｍ^３、ＭＩ＝３４ｇ／１０分、１９０℃／２．１６ｋｇ）は、Ｈａａｋｅミキサー内の窒素下で、１８０℃にて、Ｌａｍｂｅｒｔｉから販売されている市販の光開始剤である、Ｅｓａｃｕｒｅ ＯＮＥ２重量％（２．０４ＰＨＲ）と溶融ブレンドする。フィルムは、Ｃａｒｖｅｒプレス機を用いて、１８０℃で圧縮成形し、厚さ３ミリメートル（７６．２ミクロン）（マイクロメータによる）の薄膜とする。フィルムは、いずれも放物面（非集光）反射装置に備えられた６００Ｗ／Ｈ形水銀ＵＶランプを用いて架橋される（曝露時間３０秒）。ゲル部分は、ソックスレー抽出により、３５．５％となるように測定される。調製されたフィルムから９つの小さい円形フィルムを切り取り、量る。未処理の、架橋されたポリエチレンフィルムの組成物は、表１７及び表１８に報告する。フィルムは、空気下で、熱対流炉にて、２７０℃で５時間酸化する（酸素含量２１％）。９つのフィルムは、空気酸化後、量る。酸化中の質量保持（酸化質量収率）は、表１３に報告する。次に、窒素下において、２５℃〜８００℃で、ランプ速度１０℃／分を用いて、酸化フィルムを炭化する。炭化中の質量保持（炭化質量収率）は、表１３に報告する。算出した全質量収率は、表１３に報告する。未処理の安定化されたポリエチレンフィルムの組成物は、表１９及び表２０に報告する。

実施例Ｓ５
エチレン／オクテンコポリマー（密度＝０．９４１ｇ／ｃｍ^３、ＭＩ＝３４ｇ／１０分、１９０℃／２．１６ｋｇ）は、Ｈａａｋｅミキサー内の窒素下で、１８０℃にて、Ｌａｍｂｅｒｔｉから販売されている市販の光開始剤である、Ｅｓａｃｕｒｅ ＯＮＥ２重量％（２．０４ＰＨＲ）と溶融ブレンドする。フィルムは、Ｃａｒｖｅｒプレス機を用いて、１８０℃で圧縮成形し、厚さ３ミリメートル（７６．２ミクロン）（マイクロメータによる）の薄膜とする。フィルムは、放物面（非集光）反射装置に備えられた６００Ｗ／Ｈ形水銀ＵＶランプを用いて架橋される（曝露時間３０秒）。ゲル部分は、ソックスレー抽出により、３５．５％となるように測定される。調製されたフィルムから小さい円形フィルム（Ａ〜Ｈ）を切り取り、量る。フィルムは、熱対流炉に入れる。ホウ酸含有容器を炉内に入れる。フィルムは、空気下で、熱対流炉にて、２７０℃で５時間酸化し（酸素含量２１％）、炉内でホウ酸を加熱することによって、その場でガス状ホウ素含有種を生成する。酸化されたポリエチレンフィルムの組成物は、表２２、表２５及び表２６に報告する。次に、窒素下において、２５℃〜８００℃で、ランプ速度１０℃／分を用いて、酸化フィルムを炭化する。酸化中の質量保持（酸化質量収率）及び炭化中の質量保持（炭化質量収率）は、表１４に報告する。算出した全質量収率は、表１４に報告する。

実施例Ｃ６
ビニルトリメトキシシラングラフト重合エチレン／オクテンコポリマー（ＭＩ＝７ｇ／１０分、１９０℃／２．１６ｋｇ、グラフト重合シラン含量１．６重量％）が前駆体樹脂として使用される。フィルムは、Ｃａｒｖｅｒプレス機を用いて、１８０℃で圧縮成形し、厚さ３ミリメートル（７６．２ミクロン）（マイクロメータによる）の薄膜とする。いずれのフィルムも、市販のアリールスルホン酸（Ｎａｃｕｒｅ Ｂ−２０１、Ｋｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）触媒の入ったイソプロパノール溶液中でフィルムを１２時間処理することによって架橋させ、その後、６０〜８０℃で７２時間湿気硬化させる。ゲル部分は、ソックスレー抽出により、８１．８％となるように測定される。調製されたフィルムから９つの小さい円形フィルムを切り取り、量る。未処理の、架橋されたポリエチレンフィルムの組成物は、表１７及び表１８に報告する。フィルムは、空気下で、熱対流炉にて、２７０℃で５時間酸化する（酸素含量２１％）。９つのフィルムは、空気酸化後、量る。酸化中の質量保持（酸化質量収率）は、表１５に報告する。次に、窒素下において、２５℃〜８００℃で、ランプ速度１０℃／分を用いて、酸化フィルムを炭化する。炭化中の質量保持（炭化質量収率）は、表１５に報告する。算出した全質量収率は、表１５に報告する。未処理の安定化されたポリエチレンフィルムの組成物は、表１９及び表２０に報告する。

実施例Ｓ６
ビニルトリメトキシシラングラフト重合エチレン／オクテンコポリマー（ＭＩ＝７ｇ／１０分、１９０℃／２．１６ｋｇ、グラフト重合シラン含量１．６重量％）が前駆体樹脂として使用される。フィルムは、Ｃａｒｖｅｒプレス機を用いて、１８０℃で圧縮成形し、厚さ３ミリメートル（７６．２ミクロン）（マイクロメータによる）の薄膜とする。いずれのフィルムも、市販のアリールスルホン酸（Ｎａｃｕｒｅ Ｂ−２０１、Ｋｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）触媒の入ったイソプロパノール溶液中でフィルムを１２時間処理することによって架橋させ、その後、６０〜８０℃で７２時間湿気硬化させる。ゲル部分は、ソックスレー抽出により、８１．８％となるように測定される。調製されたフィルムから小さい円形フィルム（Ａ〜Ｈ）を切り取り、量る。フィルムは、熱対流炉に入れる。ホウ酸含有容器を炉内に入れる。フィルムは、空気下で、熱対流炉にて、２７０℃で５時間酸化し（酸素含量２１％）、炉内でホウ酸を加熱することによって、その場でガス状ホウ素含有種を生成する。酸化されたポリエチレンフィルムの組成物は、表２２、表２５及び表２６に報告する。次に、窒素下において、２５℃〜８００℃で、ランプ速度１０℃／分を用いて、酸化フィルムを炭化する。酸化中の質量保持（酸化質量収率）及び炭化中の質量保持（炭化質量収率）は、表１６に報告する。算出した全質量収率は、表１６に報告する。

実施例Ｓ７
エチレン／オクテンコポリマー（密度＝０．９４１ｇ／ｃｍ^３、ＭＩ＝３４ｇ／１０分、１９０℃／２．１６ｋｇ）は、ビニルトリメトキシシラン（ＶＴＭＳ）との反応により抽出され、ＶＴＭＳ−グラフトエチレン／オクテンコポリマー（ＭＩ＝１９ｇ／１０分、１９０℃／２．１６ｋｇ、^１３Ｃ ＮＭＲによって決定されたグラフト化シラン含有量１．４重量％）前駆体樹脂が形成される。ＶＴＭＳ−グラフト前駆体樹脂は、メルトスパンされて、次の性質を有する繊維を形成する。１５７３フィラメント、全１９４５．８デニール、２．２５ｇｆ／ｄｅｎ、破断伸度１２．１７％。繊維トウは、５重量％ホウ酸の入ったイソプロパノール溶液入り容器内で連続して処理される。溶液中の繊維残存時間は、５秒である。処理された繊維は、３日間乾燥硬化させる。その後、繊維を１日間、８０℃（相対湿度１００％）で湿気硬化させる。ゲル部分は、ソックスレー抽出により、４２．９％となるように測定される。フィルムは、空気下で、熱対流炉にて、２７０℃で５時間酸化する（酸素含量２１％）。酸化されたポリエチレン繊維の組成物は、表２２、表２５及び表２６に報告する。

表１７〜表２６のデータには、１つ以上の物品（フィルムまたは繊維）が所定の実施例で調製された所定の実施例の平均値を含む。

表１９では、ポリエチレン中にいかなる添加剤も存在しないため、Ｃ２及びＣ５の酸素値は、１００から炭素値及び水素値を引いた差分により求めた。他の値は、測定値である。

Claims (13)

1. 炭素対水素のモル比が１：１．２〜１：２．２であり、
   ０．１〜５重量％のホウ素を含む、架橋されたポリオレフィン物品。
2. 前記炭素対水素のモル比は、１：１．８〜１：２．０である、請求項１に記載の架橋されたポリオレフィン物品。
3. 前記炭素対水素のモル比は、１：１．８〜１：２．２である、請求項１に記載の架橋されたポリオレフィン物品。
4. ０．５〜５重量％のホウ素を有する、請求項１に記載の架橋されたポリオレフィン物品。
5. １．０〜５重量％のホウ素を有する、請求項１に記載の架橋されたポリオレフィン物品。
6. ２．０〜５重量％のホウ素を有する、請求項１に記載の架橋されたポリオレフィン物品。
7. 炭素対水素のモル比が１：０．８〜１：１．３であり、
   １８重量％を超える酸素と、
   ０．３〜４重量％のホウ素と、を含む、安定化されたポリオレフィン物品。
8. 前記炭素対水素のモル比は、１：０．８〜１：１．０である、請求項７に記載の安定化されたポリオレフィン物品。
9. 前記炭素対水素のモル比は、１：１．０〜１：１．３である、請求項７に記載の安定化されたポリオレフィン物品。
10. １〜４重量％のホウ素を有する、請求項７に記載の安定化されたポリオレフィン物品。
11. ２〜４重量％のホウ素を有する、請求項７に記載の安定化されたポリオレフィン物品。
12. ３〜４重量％のホウ素を有する、請求項７に記載の安定化されたポリオレフィン物品。
13. １５重量％を超える酸素を有する、請求項７に記載の安定化されたポリオレフィン物品。