JP2022547548A - 水蒸気蒸留に基づいた重合体の不純物除去方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、水蒸気蒸留方法およびその装置によって高度に重合体樹脂およびその製品におけるVOCを除去し、そして顕著に重合体樹脂およびその製品の匂いを減少させる方法を提供する。また、本発明によって提供される方法は、重合体樹脂に残った無機灰分を除去することができる。前記の方法は、所定の温度における飽和水蒸気を材料と持続的に所定の時間接触させ、重合体の表面に吸着されたか、重合体の内部に包み込まれた揮発性有機化合物（VOC）および無機小分子（灰分）を気相または液相に集中させて排出することにより、重合体材料におけるVOCおよび灰分を減少させ、そして重合体樹脂または材料の匂いをより優れたレベルに減少させる。

Description

本発明は、重合体生産の分野に属し、具体的に、効率的に重合体における不純物分子、特にVOC、匂い分子および灰分を除去するプロセスを提供する。

近年、自動車製品の軽量化、家電・インテリア製品、プラスチック玩具、食品接触材料、医用材料などの生産・生活分野のプラスチック用品のエコ化などの要求が日々高まってきた。高分子樹脂は、毒性がなく、密度が低く、加工しやすく、衝撃強度が高く、耐食耐熱性が良く、コストパフォーマンスが高いといった優れた総合的な性能のため、幅広く自動車の内・外装、家電・インテリア製品、玩具製品、食品包装材料、医用材料に使用されている。

重合単量体の純度、触媒の残留、重合プロセス、補助剤の分解、樹脂自身の分解などの多くの要素の影響により、市販の樹脂には、一般的に、異なる程度で揮発性有機化合物（VOC）を放出することがあり、米国国際技術アセスメントセンターの報告では、VOCは現代社会において人体の健康の最も主要な脅威の一つで、空気質の優劣が直接人々の身体健康に関わり、VOC汚染の人々の身体健康の危害が既に国家、生産企業および消費者の関心を引いた。

社会の環境保全の意識が強まるとともに、環境保全に関連する法律・法規の要求が高まり、プラスチックにおけるVOＣおよび匂いの問題が消費者、生産企業および管理部門に関心されるようになってきた。多くの製品メーカーは、仕込む原料および納品する製品のVOC指標について、中では、自動車産業において、内装材料の全炭素揮発量＜80μg C/gと要求するようになっている。新たに改訂された国家標準規格GB 4806.1-2016『食品接触材料および製品の共通の安全要求』では、明確に食品接触材料および製品に匂いが感じられないように要求されている。また、既存の樹脂はVOCの含有量が高く、生産された樹脂が包装材タンクに入った後、繰り返して数回置換する必要があり、包装工程の難易度が高くなると同時に、新たな大気排気法律・法規の実行により、置換ガスの排気が基準を超える現象がよくある。2017年7月1日に、新たな『合成樹脂工業汚染物排出基準』の強制執行が始まり、中では、一般企業の非メタン全炭化水素排出の限界値100 mg/m³であると規定されている。開発密度が既に高く、環境負荷能力が弱まり、あるいは大気環境の許容量が小さく、生態環境が脆く、重大な大気環境の汚染問題が発生しやすいために、保護措置が必要な地域では、企業の汚染物排出行為が厳しく制限され、より厳格な排出限界値（60 mg/m³）が執行されているため、プラスチックの生産と加工過程におけるVOC問題の減少は、既に極めて緊迫の課題になっている。

このような現状に対し、海外の一部の知名な企業および研究機構は低VOCのプラスチックについて異なる程度の研究を行い、ある程度の進展を得た。加工分野において、プラスチック製品のVOCおよび匂いを減少させる措置は主に以下のようなものがある。（1）効果がより良く、相溶性がより高く、より安定した補助剤をスクリーニングして使用する。あるいは、自身が協同作用がある補助剤系は、低い添加量で安定性が実現するため、有効に樹脂におけるVOCおよび匂いを減少させることができる。（2）加工プロセスを最適化する。高温押出によって造粒し、押出の過程において真空吸引の手段を使用すること、および造粒された粒子を高温で加熱して乾燥することは、いずれもポリプロピレンにおける残留物をある程度除去することができる。（3）低分子残留物に良い吸着効果がある成分を添加する。研究では、一定の量で火山灰、ゼオライトモレキュラシーブなどの無機多孔質材料の添加もポリプロピレンにおけるVOCを消すことができるが、効果がこのような物質の比表面積、孔構造、表面構造、孔径の大きさ、孔径の分布に大きく左右される。

上記措置は加工過程で発生する新たなVOC放出にある程度の効果があるが、樹脂原料自身のVOC含有量が高いという問題を解決するには不十分である。また、樹脂原料では、大量の吸着性の添加剤を入れると、樹脂に大量の灰分が存在する。灰分とは、樹脂が高温で完全燃焼して残る金属および非金属の酸化物である。高灰分含有量の樹脂はプラスチックの加工プロセスに大きく影響し、特に膜材、紡糸材などの伸長処理が必要な加工手段では、高い配分含有量により、生産コストが大幅に上昇するのみならず、製品の物理・化学的性能にも大きな影響があり、プラスチックの機械力学的性能の発揮に影響し、つまり、膜材に白化、欠陥が現れ、紡糸の過程で糸の断裂、力学的強度の低下などが現れる。ポリプロピレンを例とすると、比較的に低い灰分含有量（質量分率が一般的に0.0080％未満）の高純度PPは電子電器、医薬、食品、紡績などの分野において良い応用の将来性を示す。国家薬品監督管理局により、直接薬品に接触する包装材料および容器の基準集では、原子吸収分光光度法によって測定されるPP輸液ボトルにおける金属元素である銅、カドミウム、クロム、鉛、スズ、バリウムの質量分率がいずれも0.0003％以下と要求され、キャパシタフィルムとして使用されるPPは灰分の質量分率が0.0050％以下と要求されるように規定されている。現在、市販の多くの樹脂は灰分が0.03～0.3％程度で、どのように灰分を減少させ、プラスチックの加工と使用過程における安定性を向上させ、プラスチックの性能を十分に発揮させるかというのも、解決が切望されている課題である。

上記のように、本分野では、効率的に樹脂におけるVOC、灰分を除去し、そして匂いレベルを低下させる方法が欠けている。

本発明の目的は、重合体材料におけるVOCおよび灰分を除去し、匂いレベルを低下させる方法を提供することである。
本発明の第一の側面では、高度に重合体における揮発性有機化合物（VOC）を除去し、重合体の匂いを減少させ、無機灰分を除去する方法であって、水蒸気を持続的に重合体と接触させることにより、重合体における揮発性有機化合物（VOC）および匂いになる成分を除去する工程を含むことを特徴とする方法を提供する。

もう一つの好適な例において、前記の方法は常圧または加圧の条件において行われる。
本発明の第二の側面では、高度に重合体における無機灰分を除去する方法であって、さらに、水蒸気を持続的に重合体と接触させることさせることにより、前記重合体における無機灰分を溶解させて除去する工程を含む方法を提供する。

もう一つの好適な例において、水蒸気と相平衡状態にある水が同時に重合体と接触する。
もう一つの好適な例において、前記の方法は常圧または加圧の条件において行われる。

もう一つの好適な例において、前記の方法は工程（a）を含む：
（a） 反応系において、相平衡状態にある水蒸気を重合体と持続的に0.5～6時間（実施例38）、好ましくは0.5～3時間接触させる。

もう一つの好適な例において、前記の有機物は、揮発性有機化合物（VOC）、匂い成分、またはこれらの組み合わせからなる群から選ばれる。
もう一つの好適な例において、前記の無機灰分含有量が除去されるとは、重合体における灰分含有量が元の灰分含有量（濃度）に対する低下が≧20％で、好適に、110 ppm以下に達することである。

もう一つの好適な例において、前記の有機物が高度に除去されるとは、重合体におけるVOCが≦100 ppm、好ましくは≦50 ppm、より好ましくは≦10 ppm、最も好ましくは≦1 ppmまで低下することである（VDA277標準テストに準拠する）。

もう一つの好適な例において、前記の有機物が除去されるとは、重合体材料の匂いレベルが≦3級、好ましくは≦2級であることである（VW50180テストによる）。
もう一つの好適な例において、前記の水蒸気の温度は100～200℃である。

もう一つの好適な例において、前記の接触過程では、前記の反応系は空気または酸素から遮断されているもので、好ましくは、前記の空気または酸素から遮断されているとは、完全な過程で反応系の酸素含有量が5％（v/v）未満で、好適に、反応系の酸素含有量が1％（v/v）未満、好ましくは0.1％（v/v）未満、より好ましくは100 ppm未満である。

もう一つの好適な例において、前記の方法は、さらに、工程（a）の前に、先に不活性ガスまたは水蒸気で反応系を吹き付けることにより、反応系における空気を置換する工程を含む。

もう一つの好適な例において、前記の方法は、さらに、反応系に持続的に水蒸気を導入し、同時に蒸気および/または冷却凝結水を排出することを含み、好適に、前記の蒸気排出の速度が1～200 kg水蒸気/トン重合体/時間、好ましくは1～120 kg水蒸気/トン重合体/時間、より好ましくは5～50 kg水蒸気/トン重合体/時間、最も好ましくは5～25 kg水蒸気/トン重合体/時間である。

もう一つの好適な例において、前記の蒸気および/または冷却凝結水の排出は間欠的にまたは持続的に行われる。
もう一つの好適な例において、前記の重合体は、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリブテンPB-1、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン三元共重合体(ABS)、エチレンプロピレンゴム(EPDM、EPM)、ポリオレフィンエラストマー(POE)、オレフィンブロック共重合体(OBC)、ナイロン(PA)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリスチレンまたはポリフェニレンスルフィド、あるいはこれらの組み合わせからなる群から選ばれる。

もう一つの好適な例において、前記の重合体はポリプロピレン(PP)またはランダム共重合ポリプロピレンPPRで、好ましくは、前記のポリプロピレン(PP)またはランダム共重合ポリプロピレンPPRの溶融指数の範囲が0.1～2000 g/10 minである(GB/T 2682-2000方法によって測定される)。

もう一つの好適な例において、前記のポリプロピレン（PP）は医療級、自動車内装専用または食品接触系用途を実現するための専用樹脂である。
もう一つの好適な例において、前記のポリプロピレンはメルトブローン級樹脂、注射器専用樹脂または防護用品の専用樹脂である。

もう一つの好適な例において、前記のポリプロピレン（PP）は電子電気部品を実現するための専用樹脂である。
もう一つの好適な例において、前記のポリエチレンは超高分子量ポリエチレンUHMWPEまたは架橋ポリエチレンPEXである。

もう一つの好適な例において、前記の重合体は変性された重合体、または重合体製品である。
もう一つの好適な例において、前記の重合体は重合体微粒子で、かつ前記微粒子の粒子径が0.05 mm～5 mm、好ましくは0.1～3 mmである。

もう一つの好適な例において、前記の水蒸気は高圧水蒸気または低圧水蒸気である。
もう一つの好適な例において、水蒸気の温度の選択は重合体の融点によって決まる。
もう一つの好適な例において、水蒸気の温度は重合体の融点よりも20～50℃低く、好ましくは重合体の融点よりも20～30℃よりも低い。

もう一つの好適な例において、前記の重合体の粒子径が＜1 mmで、かつ重合体におけるVOC含有量が＜2000 ppmである場合、前記の重合体を飽和水蒸気に相応する温度に維持する時間が0.5～3時間、好ましくは0.5～2時間である。

もう一つの好適な例において、前記の重合体の粒子径が＜1 mmで、かつVOC含有量が≧2000 ppmである場合、重合体を飽和水蒸気に相応する温度に維持する時間が1～5時間、ましくは1～3時間である。

もう一つの好適な例において、前記の重合体径が≧1 mmで、かつVOC含有量が＜1000 ppmである場合、重合体を飽和水蒸気に相応する温度に維持する時間が1～5時間、ましくは2～4時間である。

もう一つの好適な例において、前記の重合体材料の粒子径が≧1 mmで、かつVOC含有量が≧1000 ppmである場合、重合体を飽和水蒸気に相応する温度に維持する時間が3～7時間、好ましくは3～5時間、最も好ましくは3～4時間である。

もう一つの好適な例において、前記の水蒸気は相平衡状態にある水蒸気と水の混合物である。
もう一つの好適な例において、前記の工程（a）は、以下のサブ工程を含む：
（a1）前記の重合体材料を設備に仕込み、好ましくは、前記の設備は縦型または横型である；
（a2）前記の水蒸気に工程（a1）における前記の設備の内部を通させ、相平衡状態で持続的に重合体と直接0.5～6時間接触させ、同時に重合体と接触した水蒸気を排出する；
（a3）前記の重合体材料を脱水乾燥する；
（a4）工程（a3）で脱水乾燥された重合体材料を吐出して収集する。

もう一つの好適な例において、前記工程（a1）の前に、さらに、前記の重合体材料を予備加熱する工程を含む。
もう一つの好適な例において、前記の方法は、さらに、前記精製して排出された重合体材料を急冷して降温させる工程を含む。
もう一つの好適な例において、前記の工程（a）の前に、さらに、前記の重合体材料を予備脱水処理する工程を含む。

もう一つの好適な例において、前記の工程（a1）で、重合体を分けて設備に入れ、そして工程（a2）～（a4）を行い、間欠法操作を実現する。
もう一つの好適な例において、前記の工程（a1）～（a4）を連続的に行い、ここで、前記の連続的な操作とは重合体が連続的に設備に入り、工程（a2）～（a3）を経て、そして操作（a4）で連続的に吐出して収集する。

もう一つの好適な例において、前記の方法は、さらに、前記サブ工程（a1）を行う前に、窒素ガスで反応系全体を吹き付けることにより、反応系の酸素含有量が5％（v/v）未満になるようにさせる工程を含む。

もう一つの好適な例において、前記の設備は水蒸気蒸留が実現できる装置である。
本発明の第二の側面では、高度に重合体における揮発性有機化合物（VOC）を除去し、重合体の匂いを減少させ、無機灰分を除去する装置であって、以下のものを含む装置を提供する：
スチームストリッピング設備（2）；
前記スチームストリッピング設備の上流に位置し、前記スチームストリッピングタワーの頂部の仕込み口と連結し、重合体のスチームストリッピングタワーへの仕込みを制御するための仕込み弁組（8）；
前記スチームストリッピングタワーの下流に位置し、重合体のスチームストリッピングタワーからの流出を制御するための取出し弁組（9）。

もう一つの好適な例において、前記の反応設備は、さらに、仕込み弁組の上流に位置する予備脱水タワー（1）を含む。
もう一つの好適な例において、前記の装置は、さらに、冷却器（6）を含み、前記の冷却器の入口は前記スチームストリッピングタワーの排気出口と、かつ前記の冷却器の出口は凝結液タンク（7）と連結している。

もう一つの好適な例において、前記の装置は、さらに、循環水冷却システムを含み、前記の循環水冷却システムは前記スチームストリッピングタワーから排出される重合体を急冷して降温させるためのもので、好ましくは、前記の循環水冷却システムは、以下のものを含む：
前記取出し弁組の下流に位置し、輸送ポンプ（4）を介して循環水タンクと連結している熱交換器（3）；
第一入口は取出し弁組と、第二入口は前記の熱交換器と連結しているベンチュリフィーダ（5）。

もう一つの好適な例において、前記のスチームストリッピングタワーの排気出口はブロワー（10）を介して前記の冷却器と連結している。
本発明の第三の側面では、高度に重合体における揮発性有機化合物（VOC）を除去し、重合体の匂いを減少させ、無機灰分を除去する方法であって、前記の第二の側面に記載の装置で行われ、かつ以下の工程を含む方法を提供する：
（i） 重合体を導入して仕込み弁組(8)を通過し、スチームストリッピングタワー(2)の頂部の仕込み口に入らせる；
（ii） 蒸気を前記のスチームストリッピングタワーに導入し、前記のスチームストリッピングタワーの内部の操作圧力が飽和蒸気圧に相当するように、前記重合体と熱交換させる；
（iii） 前記の重合体が吐出されるように、回転取出し弁組(9)を制御する；
好適に、前記工程（i）～（iii）の前に、スチームストリッピングタワー内の気相成分の酸素含有量が1％未満、好ましくは0.1％未満、より好ましくは100 ppm未満になるように、窒素ガスで装置系を吹き払う。

もう一つの好適な例において、前記の工程（ii）の過程で、定期的にスチームストリッピングタワーの底部から凝結水を排出する。
もう一つの好適な例において、前記の工程（ii）および工程（iii）は同時に行われる（すなわち、工程（ii）の過程で、材料の蒸気設備における停留時間を確保するために、回転取出し弁がオンの状態にあるように制御する）。

もう一つの好適な例において、前記の方法は、さらに、（iv） 前記の重合体をベンチュリフィーダ（5）に導入し、冷却凝結水と混合させることにより、重合体を急冷して降温させ、さらに装置の下流の脱水工程に輸送する工程を含む。好適に、前記の方法は、さらに、スチームストリッピングタワーの排気出口から排気を排出する工程を含む。

もう一つの好適な例において、前記の工程（i）の前に、さらに、重合体を予備脱水タワー（1）に入れ、予備脱水工程を行う工程を含む。
もう一つの好適な例において、前記の排気は排出された後、冷却器（6）に入って冷却され、さらに凝結液タンク（7）に入る。好適に、前記の方法は、さらに、排気における凝結しない成分を排気処理システムに導入した後、蒸気と混合させて改めてスチームストリッピングタワー（2）に導入する工程を含む。

もう一つの好適な例において、前記の方法は、以下の装置で行われる：
微負圧スチームストリッピングタワー（302）；
前記微負圧スチームストリッピングタワーの上流に位置し、前記微負圧スチームストリッピングタワーの頂部の仕込み口と連結し、樹脂の微負圧スチームストリッピングタワーへの仕込みを制御するための仕込み弁組（308）；
前記微負圧スチームストリッピングタワーの下流に位置し、樹脂の微負圧スチームストリッピングタワーからの流出を制御するための取出し弁組（309）。

好適に、前記の装置は、さらに、仕込み弁組の上流に位置する予備脱水タワー（301）；および/または
負圧ブロワー（307）；および/または
入口が前記微負圧スチームストリッピングタワーの排気排出の負圧ブロワーの出口と連結した冷却器（306）；および/または
前記取出し弁組の下流に位置し、輸送ポンプ（304）を介して循環水タンクと連結している熱交換器（303）；および/または
第一入口は取出し弁組と、第二入口は前記の熱交換器と連結しているベンチュリフィーダ（305）を含む。

上記装置を使用する場合、前記の方法は以下の工程を含む：
（i） 重合体を仕込み弁組(308)に導入し、微負圧スチームストリッピングタワー(302)の頂部の仕込み口に入るようにさせる；
（ii） 蒸気を前記の微負圧スチームストリッピングタワーの底部の水に導入し、水蒸気が生成して前記のポリエチレンまたはエチレン共重合体と熱交換することで、前記のポリエチレンまたはエチレン共重合体の温度が50～95℃に維持されるように、塔内の温度を制御することにより、気相の不純物分子を除去する；
（iii） 前記の重樹脂が吐出されるように、回転取出し弁組(309)を稼働させる。

好ましくは、前記の方法は、さらに、以下の工程を含む：
（iv） 循環冷却水と混合するように、前記のポリエチレンまたはエチレン共重合体をベンチュリフィーダ(305)に導入することにより、前記のポリエチレンまたはエチレン共重合体を急冷して降温させる。

好ましくは、前記の工程（i）の前に、さらに、樹脂を予備脱水タワー（301）に入れ、予備脱水工程を行う工程を含む。
好ましくは、前記の方法は、さらに、微負圧スチームストリッピングタワーの頂部から排出された排気を負圧ブロワー（307）に導入することにより、微負圧スチームストリッピングタワーの真空度を制御する工程を含み、好適に、前記の方法は、さらに、前記負圧ブロワー（307）によって排出された排気を冷却器（6）に入らせて冷却する工程を含む。

もう一つの好適な例において、前記方法は、下記の装置で行われる：
湿潤窒素ガススチームストリッピングタワー（202）；
前記湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーの上流に位置し、前記湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーの頂部の仕込み口と連結し、樹脂の湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーへの仕込みを制御するための仕込み弁組（208）；
前記湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーの下流に位置し、樹脂の湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーからの流出を制御するための取出し弁組（209）。

前記の装置は、さらに、仕込み弁組の上流に位置する予備脱水タワー（201）を含む。
前記の装置は、さらに、入口は前記湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーの排気出口と、かつ出口は凝結液タンク（207）と連結している冷却器（206）を含み、好ましくは、前記装置は、さらに、前記冷却器の上流に位置し、湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーの排気出口から排出された排気を加熱して回送するための窒素ガス加熱器（211）を含み、
前記の装置は、さらに、循環水冷却システムを含み、前記の循環水冷却システムは前記湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーから排出されるPE樹脂を急冷して降温させるためのもので、好ましくは、前記の循環水冷却システムは、以下のものを含む：
（i） 前記取出し弁組の下流に位置し、輸送ポンプ（204）を介して循環水タンクと連結している熱交換器（203）；
（ii） 第一入口は取出し弁組と、第二入口は前記の熱交換器と連結しているベンチュリフィーダ（205）。

上記装置を使用する場合、前記の方法は以下の工程を含む：
（1） 樹脂粗製品を導入して仕込み弁組(208)を通過し、湿潤窒素ガススチームストリッピングタワー(202)の頂部の仕込み口に入らせる；
（2） 湿潤窒素ガスを前記の湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーに導入し、前記樹脂粗製品と熱交換させ、前記の樹脂粗製品を50～95℃に加熱することにより、樹脂におけるVOC脱着させる；
（3） 前記の樹脂粗製品が吐出されるように、回転取出し弁組(209)を制御する。

より好適に、前記の方法は、さらに、（4） 前記の樹脂粗製品をベンチュリフィーダ（205）に導入し、冷却凝結水と混合させることにより、樹脂を急冷して降温させ、さらに装置の下流の遠心脱水工程に輸送する工程を含む。

より好適に、前記の方法は、さらに、湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーの排気出口から排気を排出する工程を含む。好ましくは、前記の排気は排出された後、冷却器（206）に入って冷却され、さらに凝結液タンク（207）に入る。

上記装置を使用する場合、前記方法は下記装置で行われる：
臨時的に脱VOCおよび匂い減少が必要な重合体材料を保存するための仕込み緩衝タンク（401）；
前記の仕込み緩衝タンクの下流に位置し、第一横型回転炉（402）および第二横型回転炉（403）を含み、直列構造で、かつ前記の第一横型回転炉および第二横型回転炉はそれぞれ材料入口、蒸気入口弁および排気排出弁を有する、横型回転炉部品。

好ましくは、前記の装置は、さらに、以下のものを含む：
新鮮な補充水を保存し、フラッシュ蒸留することにより、クリーンな補充蒸気を製造するためのフラッシュ蒸留タンク（407）；
定期的に排出される蒸気を熱交換して降温させ、そして新鮮な補充水を熱交換して昇温させるための第一熱交換器（E-101）および第二熱交換器（E-102）；
フラッシュ蒸留タンクの内部における新鮮な補充水を熱交換器に打ち込むための水ポンプ（P-101）。

好ましくは、前記の装置は、さらに、フラッシュ蒸留タンク内における蒸気を加圧するための蒸気コンプレッサー（406）を含む。
好ましくは、前記の装置は、さらに、顆粒遠心脱水機（404）および振動篩（405）を含み、脱揮された製品を乾燥するための乾燥設備を含む。

もう一つの好適な例において、前記の方法は、以下の工程を含む：
（1）脱VOCおよび/または匂い減少が必要な重合体を仕込み緩衝タンク(401)に入れ、第一横型回転炉（402）および第二横型回転炉（403）を稼働させ、そして連続的に前記の横型回転炉部品に蒸気を導入し、同時に材料入口を開けて仕込む；
（2）重合体を前記の横型回転炉部品内に停留させ、VOCを蒸気と共沸物に形成させた後、排気排出弁を開けて前記共沸物を横型回転炉部品から排出する。

好ましくは、前記の工程（2）の後に、さらに、排出された共沸物を第一熱交換器（E-101）に入って熱交換させ、その温度を80℃～90℃に低下させた後、第二熱交換器（E-102）に入って二次熱交換させ、その温度を最終的に40℃～55℃に低下させる工程を含む。

好ましくは、前記方法は、さらに、外部の新鮮な補充水は、まず第二熱交換器（E-102）を通過して熱交換させた後、フラッシュ蒸留タンク（407）に入り、フラッシュ蒸留タンクの内部における新鮮な補充水を循環ポンプを通過させ、第一熱交換器（E-101）に打ち込んで熱交換させ、温度を100～105℃に昇温させる工程；最後に、当該新鮮な補充水を改めてフラッシュ蒸留タンクに入れてフラッシュ蒸留し、気相部分に蒸気コンプレッサーを通過させて加熱し、蒸気の温度を110～120℃に昇温させる工程を含む。

好ましくは、前記の方法は、さらに、重合体を横型回転炉内から吐出させた後、乾燥する工程を含む。
もう一つの好適な例において、水蒸気蒸留で重合体の脱VOCを実現させ、重合体の匂いを減少させ、そして重合体の灰分を低下させることができる。

もちろん、本発明の範囲内において、本発明の上記の各技術特徴および下記（たとえば実施例）の具体的に記述された各技術特徴は互いに組合せ、新しい、または好適な技術方案を構成できることが理解される。紙数に限りがあるため、ここで逐一説明しない。

図1は、本発明の一つの好適な例における重合体（好ましくはポリプロピレン）のVOCを除去し、匂いレベルを低下させる装置の構造概略図である。ここで、1-予備脱水機、2-スチームストリッピングタワー、3-熱交換器、4-輸送ポンプ、5-ベンチュリフィーダ、6-冷却器、7-凝結液タンク、8-回転仕込み弁組、9-回転取出し弁組、10-ブロワーである。 図2は、本発明の一つの好適な例におけるポリエチレンのVOCを除去し、匂いレベルを低下させる装置の構造概略図である。ここで、201-予備脱水機、202-湿潤窒素ガススチームストリッピングタワー、203-熱交換器、204-輸送ポンプ、205-ベンチュリフィーダ、206-冷却器、207-凝結液タンク、208-回転仕込み弁組、209-回転取出し弁組、210-ブロワー、211-窒素ガス加熱器；221-水下粒子切断システム、222-水下粒子切断循環水タンク、224-CWR(循環冷却水回送)、225-輸送循環水タンク、226-遠心脱水工程、227-蒸気上昇多孔質プレート、228-新鮮な窒素ガス流、229-蒸気流、230-排気処理システム、231-CWS(循環冷却水供給)である。 図3は、本発明の一つの好適な例におけるポリエチレンのVOCを除去し、匂いレベルを低下させる装置の構造概略図である。ここで、301-予備脱水機、302-微負圧スチームストリッピングタワー、303-熱交換器、304-輸送ポンプ、305-ベンチュリフィーダ、306-冷却器、307-負圧ブロワー、308-回転仕込み弁組、309-回転取出し弁組；321-水下粒子切断システム、322-水下粒子切断循環水タンク、324-CWR(循環冷却水回送)、325-輸送循環水タンク、326-遠心脱水工程、328-蒸気流、329-排気処理システム、330-窒素ガス流、331-CWS(循環冷却水供給)である。 図4は、本発明の一つの好適な例における重合体（好ましくはエチレンプロピレンゴム）のVOCを除去し、匂いレベルを低下させる装置の構造概略図である。ここで、401は仕込み緩衝タンク、402は第一横型回転炉、403は第二横型回転炉、404は顆粒遠心脱水機、405は振動篩、406は蒸気コンプレッサー、407はフラッシュ蒸留タンク、E101は第一熱交換器、E102は第二熱交換器、P101は水ポンプフラッシュ蒸留タンクである。

具体的な実施形態
本発明者は、長期間にわたって深く研究したところ、高度に重合体樹脂におけるVOCを除去し、匂いレベルを低下させ、無機灰分を除去する方法、そして当該目的を実現させるための装置を提供した。前記の方法は、水蒸気を持続的に重合体と接触することによって重合体樹脂に包み込まれた有機揮発成分VOC、および重い匂いにつながる有機物揮発成分を十分に移動・拡散させ、そして水蒸気と共沸物を形成させることで、高度の除去を実現させる。当該方法は、樹脂に包み込まれた無機塩（たとえば灰分）などを十分に水蒸気に溶解させて灰分を除去する効果を実現させることもできる。同時に、本方案では、当該効果を実現させる装置を提供する。本方案によって提供される方法および装置の作用原理は、樹脂は一定の温度の範囲内で鎖断片の運動が激しくなるが、樹脂の元の粒子の物理的形態を破壊せず、塊にならない特徴を利用し、樹脂におけるVOC成分が拡散・移動し、同時にVOC成分がスチームストリッピングによって除去されるプロセスを加速させ、当該プロセスは水蒸気蒸留によって樹脂における残留VOCが高度に除去されることを利用する。上記の知見に基づき、発明者らは本発明を完成させた。

樹脂におけるVOCを除去し、匂いレベルを低下させる方法
既存技術の不足を克服し、既存生産装置における樹脂製品のVOC含有量を減少させ、匂いレベルを低下させ、製品の品質を向上させ、生産装置の包装工程のVOC排出問題を減少させるために、本発明では、効率的に重合体の不純物（たとえば、VOC、重合体の匂い、無機塩などの不純物）を除去するプロセスを提出し、その原理は樹脂を所定の温度の条件において所定の時間維持すると、重合体樹脂に包み込まれた低分子VOC、匂い分子および無機塩（たとえば、灰分）などを十分に移動・拡散させ、そしてスチームストリッピングによって除去するものである。

本発明の方法は、水蒸気を重合体材料と100～200℃で持続的に0.5～6時間接触させ、重合体における有機物を気相または液相に入らせることにより、重合体におけるVOC(高沸点または低蒸気圧の有機物)の含有量および匂いレベルを低下させる工程を含む。

好適な実施形態において、前記の重合体におけるVOCは最低で1 ppmに低下させ、匂いレベルを3.0に、医用級または電子級の樹脂の要求に達させることができる。
前記の方法は、通常の脱VOCおよび匂いレベル低下の上に、同時に重合体における無機灰分の含有量を低下させることにより、重合体の灰分を除去する効果を実現させることができる。好適な実施形態において、前記の除去工程を行った後、重合体における灰分含有量は元の灰分含有量に対して20％以上低下させ、0.011％と低くなるようにすることができる。好ましくは、蒸気/水/重合体が直接接触すると、より良い効果が得られる。水蒸気を重合体と100～200℃で持続的に0.5～6時間接触させるため、重合体における無機物が水相に抽出され、水蒸気と相平衡状態にある水で重合体と接触させる場合、より良い灰分除去効果を実現させ、50 ppmに達することが可能である。

本発明の方法は、有効に重合体におけるVOCを減少させることができ、好適に、本発明の方法において、処理の過程で、反応系は空気または酸素から遮断されている。前記の空気または酸素から遮断されているとは、完全な除去過程で反応系の酸素含有量が5％（v/v）未満で、具体的に、当該方法によって操作する前に、先に不活性ガスまたは水蒸気で反応系を吹き付けることにより、反応系における空気を置換すると、より良い効果が得られ、好適な実施形態において、気相成分の酸素含有量が1％未満、好ましくは0.1％未満、最も好ましくは100 ppm未満である。

より良い効果を得るために、前記の除去工程と同時に、蒸気または冷却凝結水が排出されるように維持し、ここで、前記の蒸気または冷却凝結水の排出速度が1～200 kg蒸気/トン重合体/時間である。それと同時に、等量の水蒸気を導入して反応系内の圧力および水蒸気温度を維持する。

高度に除去する効果を確保するために、前記の蒸気排出の速度が好適に1～200 kg水蒸気/トン重合体/時間で、より良い経済性を得るために、好ましくは1～100 kg水蒸気/トン重合体/時間で、もう一つの好適な例において、より好ましくは5～50 kg水蒸気/トン重合体/時間、最も好ましくは5～25 kg水蒸気/トン重合体/時間である。

好適な実施形態において、前記の冷却凝結水の排除は間欠的にまたは持続的に行われる。
前記の重合体の種類は特に限定されず、粉末材または粒子材でもよく、一つの好適な例において、予め製造された重合体製品でもよい。

前記の重合体は様々な種類でもよいが、たとえば、好適な実施例において、前記の重合体は、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリブテンPB-1、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン三元共重合体(ABS)、オレフィンブロック共重合体(OBC)、ナイロン(PA)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、エチレンプロピレンゴム、ポリスチレンまたはポリフェニレンスルフィドである。

本発明の一つの好適な実施形態において、前記の重合体はポリプロピレン（PP）およびランダム共重合ポリプロピレンである。
本発明の一つの好適な実施形態において、前記の重合体は変性された重合体または前記重合体の製品である。

本発明の一つの好適な実施形態において、前記のポリプロピレン(PP)またはランダム共重合ポリプロピレンPPRの溶融指数の範囲が0.1～2000 g/10 minである(GB/T 2682-2000方法によって測定される)。

本発明の一つの好適な実施形態において、前記のポリプロピレン（PP）は医療級、自動車内装専用または食品接触系用途を実現するための樹脂で、具体的に、メルトブローン級樹脂、注射器専用樹脂または防護用品の専用樹脂である。

本発明の一つの好適な実施形態において、前記のポリプロピレン（PP）は電子電気部品を実現するための専用樹脂である。
本発明の一つの好適な実施形態において、前記のポリエチレンは超高分子量ポリエチレンUHMWPEおよび架橋ポリエチレンPEXである。

本発明の反応過程において、前記の水蒸気は高圧水蒸気または低圧水蒸気でもよく、すなわち、水蒸気の温度は重合体の融点で選ぶことができ、好ましくは、蒸気の温度が100℃～200℃で、同時に処理される重合体の融点よりも20～50℃低く、より良い効果を得るために、好ましくは100℃～200℃で、同時に処理される重合体の融点よりも20～30℃低い。

本発明の一つの実施例において、前記の飽和水蒸気の温度は水蒸気の圧力で制御することができ、飽和水蒸気の温度と圧力の間の対照関係は当業者に熟知のもので、飽和水蒸気の温度と圧力の対照表を参照して適切な圧力を選択することができる。
前記の方法において、飽和の水蒸気で材料と直接接触させることにより、重合体が飽和水蒸気に相応する温度に加熱され、当該過程で、材料を予備加熱しない。

前記の接触時間および接触温度は実際に処理される材料の種類によって決めることができる。好適に、
前記の重合体の粒子径が1 mm未満で、かつ重合体におけるVOC含有量が2000 ppm未満である場合、重合体を飽和水蒸気に相応する温度に維持する時間が好ましくは0.5～3時間、より好ましくは0.5～2時間で、
前記の重合体の粒子径が1 mm未満で、かつVOC含有量が≧2000 ppmである場合、重合体を飽和水蒸気に相応する温度に維持する時間が好ましくは1～5時間、より良い効果を得るために、より好ましくは1～3時間で、
前記の重合体の粒子径が1 mm超で、かつVOC含有量が1000 ppm未満である場合、重合体を飽和水蒸気に相応する温度に維持する時間が好ましくは1～5時間、より良い効果を得るために、より好ましくは2～4時間で、
前記の重合体の粒子径が1 mm超で、かつVOC含有量が≧1000 ppmである場合、好ましくは3～7時間、より良い効果を得るために、より好ましくは3～5時間、最も好ましくは3～4時間である。

本発明の一つの好適な実施形態において、前記の方法は以下のサブ工程を含む：
（a1）前記の重合体材料を反応設備に仕込み、好ましくは、前記の設備は縦型設備または横型設備である；
（a2）前記の水蒸気に工程（a1）における前記の反応設備の内部を通させ、持続的に重合体と直接接触させて熱・物質移動が生じ、相平衡状態に0.5～6時間維持し、同時に重合体と接触した水蒸気を前記の反応設備から排出する；
（a3）前記の重合体材料を脱水乾燥する；
（a4）工程（a3）で脱水乾燥された重合体材料を吐出して収集する。

ここで、工程（1）の前に、重合体を予備加熱してもしなくてもよい。工程（1）では、重合体を分けて設備に入れ、そして工程（2）～（4）を行い、間欠法の操作を実現させることができる。連続的に工程（1）～（4）を行い、連続操作を実現させて前記の効果に達することもできる。ここで、前記の連続操作とは、重合体が連続的に設備に入り、工程（2）～（3）を経て、そして操作（4）で連続的に取り出して収集することである。好適に、重合体における高沸点または低飽和蒸気圧の有機揮発成分が十分に除去されるように、水蒸気と重合体の接触時間が0.5時間以上になるように確保する必要がある。

本願の方法は空気または酸素から遮断されている条件において行われることが好ましいため、一つの好適な実施形態において、前記の操作は、さらに、操作（1）の前に、反応系の酸素含有量が5％未満になるように、窒素ガスで反応系全体を吹き払う工程を含む。

もう一つの好適な例において、前記の反応過程で、反応系の温度が100～200℃である。
本発明の方法に使用される装置は特に限定されず、水蒸気蒸留が実現できる装置であれば、いずれも重合体における揮発性有機化合物（VOC）の除去を実現させることができる。

ポリプロピレンガス除去装置
本発明の方法の一つの応用実例はポリプロピレン除去装置で、一つの好適な実施形態において、使用される装置は、以下のものを含む：
スチームストリッピングタワー（2）；
前記スチームストリッピングタワーの上流に位置し、前記スチームストリッピングタワーの頂部の仕込み口と連結し、重合体のスチームストリッピングタワーへの仕込みを制御するための仕込み弁組（8）；
前記スチームストリッピングタワーの下流に位置し、重合体のスチームストリッピングタワーからの流出を制御するための取出し弁組（9）。

もう一つの好適な例において、前記の装置は、さらに、仕込み弁組の上流に位置する予備脱水タワー（1）を含む。
もう一つの好適な例において、前記の装置は、さらに、冷却器（6）を含み、前記の冷却器の入口は前記スチームストリッピングタワーの排気出口と、かつ前記の冷却器の出口は凝結液タンク（7）と連結している。

もう一つの好適な例において、前記の装置は、さらに、循環水冷却システムを含み、前記の循環水冷却システムは前記スチームストリッピングタワーから排出される重合体を急冷して降温させるためのものである。

もう一つの好適な例において、前記の循環水輸送システムは、以下のものを含む：
前記取出し弁組の下流に位置し、輸送ポンプ（4）を介して循環水タンクと連結している熱交換器（3）；
第一入口は取出し弁組と、第二入口は前記の熱交換器と連結しているベンチュリフィーダ（5）を含む。

もう一つの好適な例において、前記のスチームストリッピングタワーの排気出口はブロワー（10）を介して前記の冷却器と連結している。
上記装置を除去装置として使用する場合、前記の重合体における揮発性有機化合物（VOC）を除去し、匂いレベルを低下させる方法は、以下の工程を含む：
（i） 重合体を導入して仕込み弁組(8)を通過し、スチームストリッピングタワー(2)の頂部の仕込み口に入らせる；
（ii） 蒸気を前記のスチームストリッピングタワーに導入し、前記のスチームストリッピングタワーの内部の操作圧力が飽和蒸気圧に相当するように、前記重合体と熱交換させる；
（iii） 前記の重合体が吐出されるように、回転取出し弁組(9)を制御する；
好ましくは、前記工程（i）～（iii）の前に、スチームストリッピングタワー内の気相成分の酸素含有量が1％未満、好ましくは0.1％未満、より好ましくは100 ppm未満になるように、窒素ガスで装置系を吹き払う。

もう一つの好適な例において、前記の方法は、さらに、（iv） 前記の重合体をベンチュリフィーダ（5）に導入し、冷却凝結水と混合させることにより、重合体を急冷して降温させ、さらに装置の下流の遠心脱水工程に輸送する工程を含む。好適に、前記の方法は、さらに、スチームストリッピングタワーの排気出口から排気を排出する工程を含む。

もう一つの好適な例において、前記の工程（i）の前に、さらに、重合体を予備脱水タワー（1）にに導入し、予備脱水工程を行う工程を含む。
もう一つの好適な例において、前記の排気は排出された後、冷却器（6）に入って冷却され、さらに凝結液タンク（7）に入る。好適に、前記の方法は、さらに、排気における凝結しない成分を排気処理システムに導入した後、蒸気と混合させて改めてスチームストリッピングタワー（2）に導入する工程を含む。

前記の方法では、ポリプロピレンが100～200℃で水蒸気と持続的に0.5～6時間接触することが実現され、ポリプロピレンのVOCが1 ppmと低く、灰分が50 ppmと低く、匂いレベルが3.0に達し、医用級または電子級樹脂の要求に満足する。

ポリエチレンガス除去装置
本発明の方法の一つの応用実例はポリエチレン除去装置で、一つの好適な実施形態において、前記の装置は、以下のものを含む：
湿潤窒素ガススチームストリッピングタワー（2）；
前記湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーの上流に位置し、前記湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーの頂部の仕込み口と連結し、PE樹脂の湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーへの仕込みを制御するための仕込み弁組（8）；
前記湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーの下流に位置し、PE樹脂の湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーからの流出を制御するための取出し弁組（9）。

もう一つの好適な例において、前記の湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーはタワー内の材料の堆積および流動の様態が濃密相移動床の構造であるタワーである。
もう一つの好適な例において、前記の湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーはその中の底部に熱水収集装置が設置されたタワーである。

もう一つの好適な例において、前記の湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーの中で、熱い窒素ガスがタワーの底部から曝気して湿潤窒素ガスが生成する。
もう一つの好適な例において、前記の装置は外に設置された湿潤窒素ガス発生装置を含み、前記の湿潤窒素ガスが湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーの中で生成すると、前記の湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーの中に導入されて材料と接触する。

もう一つの好適な例において、前記の仕込み弁組は回転仕込み弁組である。
もう一つの好適な例において、前記の取出し弁組は回転取出し弁組である。
もう一つの好適な例において、前記の回転仕込み弁組は2つまたはそれ以上の回転仕込み器の組み合わせである。

もう一つの好適な例において、前記の回転取出し弁組は2つまたはそれ以上の回転取出し器の組み合わせである。
もう一つの好適な例において、前記の回転取出し器は重力フラップバルブの形態またはウィングバルブの形態である。

もう一つの好適な例において、前記の上流とはPE樹脂の流動方向の上流である。
もう一つの好適な例において、前記の湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーは、さらに、前記のスチームストリッピングタワーの中に位置する蒸気上昇多孔質プレートを含む。

もう一つの好適な例において、前記の装置は、さらに、仕込み弁組の上流に位置する予備脱水タワー（1）を含む。
もう一つの好適な例において、前記の予備脱水タワーは元のPE装置の既存構造の予備脱水タワーである。

もう一つの好適な例において、前記の予備脱水タワーは遠心脱水タワーである。
もう一つの好適な例において、前記の装置は、さらに、冷却器（6）を含み、前記の冷却器の入口は前記湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーの排気出口と、かつ前記の冷却器の出口は凝結液タンク（7）と連結している。

もう一つの好適な例において、前記の装置は、さらに、循環水冷却システムを含み、前記の循環水冷却システムは前記湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーから排出されるPE樹脂を急冷して降温させるためのものである。

もう一つの好適な例において、前記の循環水輸送システムは、以下のものを含む：
前記取出し弁組の下流に位置し、輸送ポンプ（4）を介して循環水タンクと連結している熱交換器（3）；
第一入口は取出し弁組と、第二入口は前記の熱交換器と連結しているベンチュリフィーダ（5）。

もう一つの好適な例において、前記の湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーの排気出口はブロワー（10）を介して前記の冷却器と連結している。
もう一つの好適な例において、前記のブロワーは遠心式ブロワーまたはルーツブロワーである。

もう一つの好適な例において、前記装置は、さらに、前記冷却器の上流に位置し、湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーの排気出口から排出された排気を加熱して回送するための窒素ガス加熱器（11）を含む。

本発明の第二の側面では、重合体のVOCを除去し、匂いレベルを低下させる方法であって、以下の工程を含むことを特徴とする方法を提供する：
（1） 樹脂を導入して仕込み弁組(8)を通過し、湿潤窒素ガススチームストリッピングタワー(2)の頂部の仕込み口に入らせる；
（2） 湿潤窒素ガスを前記の湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーに導入し、前記樹脂と熱交換させ、前記の樹脂を50～95℃に加熱することにより、樹脂におけるVOC分子を脱着させる；
（3） 前記の樹脂が吐出されるように、回転取出し弁組(9)を制御する；
もう一つの好適な例において、前記の湿潤窒素ガスは飽和の湿潤窒素ガスである（すなわち、窒素ガスにおける水蒸気の含有量が樹脂の加熱されるべき温度における飽和水蒸気分圧に相応する）。

もう一つの好適な例において、前記の湿潤窒素ガスは非飽和の湿潤窒素ガスである。
もう一つの好適な例において、前記の湿潤窒素は単純の熱い窒素ガスである。
もう一つの好適な例において、前記の工程(2)では、前記の樹脂は70～95℃、好ましくは80～90℃に加熱される。

もう一つの好適な例において、前記の工程(2)では、前記の樹脂は湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーの中で0.5～5 h、好ましくは1～2 h停留する。
もう一つの好適な例において、前記の方法は、さらに、（4） 前記の樹脂をベンチュリフィーダ（5）に導入し、冷却凝結水と混合させることにより、樹脂を急冷して降温させ、さらに装置の下流の遠心脱水工程に輸送する工程を含む。

もう一つの好適な例において、前記の冷却凝結水は輸送循環水タンクから、熱交換器（3）で降温した後、輸送ポンプ（4）によってベンチュリフィーダ（5）に輸送される。
もう一つの好適な例において、タワーの頂部からタワー内に入る材料は、タワー内において濃密相移動床で上から下へ移動する。

もう一つの好適な例において、前記の工程(4)では、前記の樹脂はベンチュリフィーダで60℃以下、好ましくは50℃以下、より好ましく40℃に急冷して降温する。
もう一つの好適な例において、前記の工程（4）は、さらに、処理された樹脂を一つ材料タンクに入らせて収集した後、窒素ガスで降温して後の工程に供する工程を含む。

もう一つの好適な例において、前記の工程（4）は、さらに、ほかの降温設備により、前記処理された樹脂をさらに降温させる工程を含む。
もう一つの好適な例において、ほかの降温設備は、コイルクーラー付き回転炉設備、または降温付き撹拌設備からなる群から選ばれる。

もう一つの好適な例において、前記の工程（1）の前に、さらに、樹脂を予備脱水タワー（1）に導入し、予備脱水工程を行う工程を含む。
もう一つの好適な例において、前記の予備脱水工程の後、樹脂の水含有量が1～10wt％、好ましくは1～5wt％である。

もう一つの好適な例において、前記の樹脂はPE装置の水下粒子切断工程からの樹脂と水の混合物である。
もう一つの好適な例において、前記の予備脱水工程が終了した後、除去された水は水下粒子切断工程に戻る。

もう一つの好適な例において、前記の方法は、さらに、湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーの排気出口から排気を排出する工程を含む。
もう一つの好適な例において、前記の排気は排出された後、冷却器（6）に入って冷却され、さらに凝結液タンク（7）に入る。

もう一つの好適な例において、前記の方法は、さらに、排気における凝結しない成分を排気処理システムに導入した後、補充される新鮮な窒素ガスと混合させ、さらに窒素ガス加熱器（6）によって加熱した後、改めて湿潤窒素ガススチームストリッピングタワー（2）に導入する工程を含む。

もう一つの好適な例において、前記の凝結しない成分は定期的に排出され、好ましくは、前記定期的に排出される量が冷却凝結した窒素ガスにおけるVOC含有量によって決まる。
もう一つの好適な例において、前記の循環の窒素ガスは蒸気で50～95℃、好ましくは70～95℃、より好ましくは80～90℃に加熱される。

もう一つの好適な例において、前記工程（1）～（3）では、スチームストリッピングタワー内の気相成分の酸素含有量が1％未満、好ましくは0.1％未満、より好ましくは100ppm未満である。

微負圧ポリエチレンガス除去装置
本発明のもう一つの実施形態は微負圧の条件においてポリエチレンガスの除去を行うものである。これについて、発明者はポリエチレンまたはエチレン共重合体における気相不純物を除去する装置であって、以下のものを含む装置を設計した：
微負圧スチームストリッピングタワー（302）；
前記微負圧スチームストリッピングタワーの上流に位置し、前記微負圧スチームストリッピングタワーの頂部の仕込み口と連結し、樹脂の微負圧スチームストリッピングタワーへの仕込みを制御するための仕込み弁組（308）；
前記微負圧スチームストリッピングタワーの下流に位置し、樹脂の微負圧スチームストリッピングタワーからの流出を制御するための取出し弁組（309）。

もう一つの好適な例において、前記の微負圧スチームスチームストリッピングタワーはタワー内の材料の堆積および流動の様態が濃密相移動床の構造であるタワーである。
もう一つの好適な例において、前記の微負圧スチームスチームストリッピングタワーはその中の底部に熱水発生装置が設置されたタワーで、前記の蒸気がタワーの底部の貯水トレーに導入され、かつ前記貯水トレーの温度が制御可能である。

もう一つの好適な例において、前記の装置は、さらに、タワーの底部に位置する外置き熱水入口を含み、前記の外置き熱水入口は外に置かれた一定の温度の熱水をポンプによってタワーの底部に入れるためのものである。

前記の仕込み弁組は回転仕込み弁組（2つまたはそれ以上の回転仕込み器の組み合わせ）でもよく、前記の取出し弁組は回転取出し弁組（2つまたはそれ以上の回転取出し器の組み合わせ）である。

もう一つの好適な例において、前記の回転取出し器は重力フラップバルブの形態またはウィングバルブの形態である。
もう一つの好適な例において、前記の上流とは樹脂の流動方向の上流で、生産装置における粒子切断システムから輸送されたものも、外から購入された市販の樹脂で、当該装置に入れられたものも含む。

もう一つの好適な例において、前記の微負圧スチームストリッピングタワーは、さらに、前記のタワーの中に位置する蒸気上昇多孔質プレート、および/またはタワーの底部に位置する窒素ガス入口を含む。

もう一つの好適な例において、前記の装置は、さらに、仕込み弁組の上流に位置する予備脱水タワー（301）を含む。
もう一つの好適な例において、前記の予備脱水タワーは元のポリエチレンまたはエチレン共重合体の生産装置の既存構造の予備脱水タワーで、好ましくは、前記の予備脱水タワーは遠心脱水タワーである。

もう一つの好適な例において、前記の装置は、さらに、前記の微負圧スチームストリッピングタワーの頂部の排気排出口と連結しており、タワー内の真空度を制御するための負圧ブロワーを含む。

もう一つの好適な例において、前記の装置は、さらに、入口が前記微負圧スチームストリッピングタワーの排気排出の負圧ブロワーの出口と連結した冷却器（306）を含む。前記の冷却器の出口からの凝結液は収集した後、工場全体の汚水処理システムに輸送するか、水下粒子切断システムに戻し、前記の冷却器の出口からの凝結しないガスは排気処理システムに輸送する。

もう一つの好適な例において、前記の冷却器の液相出口の末端は汚水処理システム、または水下粒子切断システム、または排気処理システムと連結している。
もう一つの好適な例において、前記の装置は、さらに、循環水冷却輸送システムを含み、前記の循環水冷却輸送システムは前記微負圧スチームスチームストリッピングタワーから排出される樹脂を急冷して降温させるためのものである。

もう一つの好適な例において、前記の循環水冷却輸送システムは、以下のものを含む：
前記取出し弁組の下流に位置し、輸送ポンプ（304）を介して循環水タンクと連結している熱交換器（303）；
第一入口は取出し弁組と、第二入口は前記の熱交換器と連結しているベンチュリフィーダ（305）。

もう一つの好適な例において、前記の循環水冷却輸送システムは、以下の様態に代替されてもよい：取出し弁組（309）からの材料を一つの撹拌付き緩衝タンクに入らせた後、輸送ポンプによって水と材料の混合物を下流の工程に輸送する。ベンチュリ冷却輸送の様態が好適に使用される。

もう一つの好適な例において、ベンチュリフィーダ（305）は撹拌タンクに代替されてもよく、輸送ポンプは撹拌タンクの下方に位置し、急冷した水と材料の混合物を下流の遠心脱水工程に輸送する。

もう一つの好適な例において、前記の循環水冷却輸送システムは、以下のものを含む：
緩衝タンク；
前記の緩衝タンクと連結した輸送ポンプ。

もう一つの好適な例において、取出し弁組（309）からの材料を一つの撹拌付き緩衝タンクに輸送した後、輸送ポンプによって水と材料の混合物を下流の工程に輸送する。
もう一つの好適な例において、前記の微負圧スチームストリッピングタワーの排気出口は負圧ブロワー（307）を介して前記の冷却器と連結している。

もう一つの好適な例において、前記の負圧ブロワーは遠心式ブロワーまたはルーツブロワーである。
上記装置を除去装置として使用する場合、前記の重合体における揮発性有機化合物（VOC）を除去し、匂いレベルを低下させる方法は、以下の工程を含む：
（i） ポリエチレンまたはエチレン共重合体を仕込み弁組(308)に導入し、微負圧スチームストリッピングタワー(302)の頂部の仕込み口に入るようにさせる；
（ii） 蒸気を前記の微負圧スチームストリッピングタワーの底部の水に導入し、水蒸気が生成して前記のポリエチレンまたはエチレン共重合体と熱交換することで、前記のポリエチレンまたはエチレン共重合体の温度が50～95℃に維持されるように、塔内の温度を制御することにより、気相の不純物分子を除去する；
（iii） 前記の樹脂が吐出されるように、回転取出し弁組(309)を稼働させる。

もう一つの好適な例において、前記のタワー内温度はタワー内操作圧力における水の沸点温度±5℃に相応する。
もう一つの好適な例において、前記の蒸気は過熱蒸気である（すなわち、蒸気の温度および圧力が熱水温度に相応する飽和蒸気圧を超える）。

もう一つの好適な例において、前記の熱水温度はタワー内に必要な真空度の条件における相応する飽和温度または相応する非飽和温度である。
もう一つの好適な例において、前記の工程（2）では、前記の樹脂は40～95℃に加熱され、具体的に、加熱温度は材料の軟化温度によって調整し、一般的に、加熱される樹脂の軟化温度に近い温度に相応する。

もう一つの好適な例において、前記の工程(2)では、前記の樹脂は湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーの中で1～5 h、好ましくは1～3 h停留する。
もう一つの好適な例において、前記の方法は、さらに、（iv） 前記の樹脂をベンチュリフィーダ（305）に導入し、冷却凝結水と混合させることにより、樹脂を急冷して降温させ、さらに装置の下流の遠心脱水工程に輸送する工程を含む。

もう一つの好適な例において、前記のポリエチレンまたはエチレン共重合体を急冷して降温させた後、遠心脱水工程に導入する。
もう一つの好適な例において、前記のポリエチレンまたはエチレン共重合体を水のある撹拌タンクに導入して急冷して降温させ、降温した樹脂と水の混合物を輸送ポンプによって下流の遠心脱水工程に輸送する。

もう一つの好適な例において、前記の方法は、さらに、（iv） 前記の樹脂を一つの水のある撹拌タンクに導入し、冷却凝結水と混合させることにより、樹脂を急冷して降温させ、さらにポンプによって装置の下流の遠心脱水工程に輸送する工程を含む。

もう一つの好適な例において、前記の冷却凝結水は輸送循環水タンクから、熱交換器（303）で降温した後、輸送ポンプ（304）によってベンチュリフィーダ（5）または撹拌タンクに輸送される。

もう一つの好適な例において、タワーの頂部からタワー内に入る材料は、タワー内において濃密相移動床で上から下へ移動する。
もう一つの好適な例において、前記の工程(4)では、前記の樹脂はベンチュリフィーダまたは撹拌タンクで60℃以下、好ましくは50℃以下、より好ましく40℃にまたは撹拌タンク急冷して降温する。

もう一つの好適な例において、前記の工程（iv）は、さらに、処理された樹脂を一つ材料タンクに入らせて収集した後、窒素ガスで降温して後の工程に供する工程を含む。
もう一つの好適な例において、前記の工程（iv）は、さらに、ほかの降温設備により、前記処理された樹脂をさらに降温させる工程を含む。

もう一つの好適な例において、ほかの降温設備は、コイルクーラー付き回転炉設備、または降温付き撹拌設備からなる群から選ばれる。
もう一つの好適な例において、前記の工程（1）の前に、さらに、樹脂を予備脱水タワー（301）に導入し、予備脱水工程を行う工程を含む。

もう一つの好適な例において、前記の予備脱水工程の後、樹脂の水含有量が1～10wt％、好ましくは1～5wt％である。
もう一つの好適な例において、前記の樹脂はポリエチレンまたはエチレン共重合体装置の水下粒子切断工程からの樹脂と水の混合物である。

もう一つの好適な例において、前記の予備脱水工程が終了した後、除去された水は水下粒子切断工程に戻る。
もう一つの好適な例においては、前記の方法は、さらに、微負圧スチームストリッピングタワーの頂部から排出された排気を負圧ブロワー（7）に導入することにより、微負圧スチームストリッピングタワーの真空度を制御する工程を含み、好適に、前記負圧ブロワー（7）によって排出された排気を冷却器（6）に入らせて冷却する。

もう一つの好適な例において、前記冷却凝結工程が終了した後、凝結水は水下粒子切断システムまたは汚水処理システムに、凝結しない気体は排気処理システムに導入する。
もう一つの好適な例において、前記工程（1）～（3）では、スチームストリッピングタワー内の気相成分の酸素含有量が1％未満、好ましくは0.1％未満、より好ましくは100ppm未満である。

本発明によって提供される装置および方法は、ポリエチレンまたはエチレン共重合体、特にLDPE、LLDPE、POEおよびOBCに適し、低融点のLDPE、POEおよびOBCに対してより良い効果が得られる。もう一つの好適な例において、前記のポリエチレンまたはエチレン共重合体は、LDPE、LLDPE、POEおよびOBCからなる群から選ばれ、より好ましくはLDPE、POEおよびOBCで、最も好ましくはLDPEである。

エチレンプロピレンゴム除去装置
本発明のもう一つの実施形態はエチレンプロピレンゴムのVOCおよび匂いの除去に用いれる。これについて、発明者はポリエチレンまたはエチレン共重合体における気相不純物を除去する装置を設計し、連続的に重合体における揮発性有機化合物（VOC）を除去し、匂いを減少させる装置であって、以下のものを含む装置を提供した：
臨時的に脱VOCおよび匂い減少が必要な重合体材料を保存するための仕込み緩衝タンク（401）；
前記の仕込み緩衝タンクの下流に位置し、第一横型回転炉（402）および第二横型回転炉（403）を含み、直列構造で、かつ前記の第一横型回転炉および第二横型回転炉はそれぞれ材料入口、蒸気入口弁および排気排出弁を有する、横型回転炉部品；
かつ前記の重合体は、二元エチレンプロピレンゴム（EPM）、三元エチレンプロピレンゴム（EPDM）、低密度ポリエチレン（LDPE）、ポリオレフィンエラストマー（POE）およびオレフィンブロック共重合体（OBC）からなる群から選ばれる。

もう一つの好適な例において、前記の第一横型回転炉と第二横型回転炉は配管を介して連結しており、好ましくは、前記の配管に連結弁が設置されている。
もう一つの好適な例において、前記の重合体は飽和蒸気で所定の温度に加熱され、そして所定の時間停留することにより、EPDMに残留したVOCが完全に脱着され、そして蒸気および凝結液によって排出される。

もう一つの好適な例において、前記の装置は、さらに、以下のものを含む：
新鮮な補充水を保存し、フラッシュ蒸留することにより、クリーンな補充蒸気を製造するためのフラッシュ蒸留タンク（407）；
定期的に排出される蒸気を熱交換して降温させ、そして新鮮な補充水を熱交換して昇温させるための第一熱交換器（E-101）および第二熱交換器（E-102）；
フラッシュ蒸留タンクの内部における新鮮な補充水を熱交換器に打ち込むための水ポンプ（P-101）。

もう一つの好適な例において、前記水ポンプは新鮮な補充水を第二熱交換器に打ち込んで昇温させた後、前記フラッシュ蒸留タンクに入って熱量を放出させることにより、新鮮な補充水をフラッシュ蒸留する。

もう一つの好適な例において、前記の装置は、さらに、フラッシュ蒸留タンク内における蒸気を加圧するための蒸気コンプレッサー（406）を含む。
もう一つの好適な例において、前記の装置は、さらに、顆粒遠心脱水機（404）および振動篩（405）を含み、脱揮された製品を乾燥するための乾燥設備を含む。

もう一つの好適な例において、前記の横型回転炉は、さらに、撹拌装置を含み、かつ前記の撹拌装置はインペラー回転撹拌装置である。
もう一つの好適な例において、前記の装置は重合体の押出し・粒子切断工程の後、好ましくはエチレンプロピレンゴム製造装置の後に設置される。

上記装置を使用すると、連続的に重合体における揮発性有機化合物（VOC）を除去し、匂いを減少させる方法が提供され、前記の方法は上記の装置で行われ、かつ前記の方法は以下の工程を含む：
（1）脱VOCおよび/または匂い減少が必要な重合体を仕込み緩衝タンク(401)に入れ、第一横型回転炉（402）および第二横型回転炉（403）を稼働させ、そして連続的に前記の横型回転炉部品に蒸気を導入し、同時に材料入口を開けて仕込む；
（2）重合体を前記の横型回転炉部品内に停留させ、VOCを蒸気と共沸物に形成させた後、排気排出弁を開けて前記共沸物を横型回転炉部品から排出する；
ここで、前記の重合体は、エチレンプロピレンゴム、低密度ポリエチレン、ポリオレフィンエラストマー、またはオレフィンブロック共重合体からなる群から選ばれる。

もう一つの好適な例において、前記の横型回転炉部品は前記工程（1）の過程で連続的にまたは間欠的に操作される。
もう一つの好適な例において、前記の工程（1）の過程で、前記の横型回転炉は圧力における操作で、かつ操作圧力は重合体の温度に相応する飽和水蒸気圧力に等しい。

もう一つの好適な例において、前記の工程（1）で、仕込みを維持し、そして反応の時間と速度の要求によって横型回転炉のモーターの回転速度を調整する。
もう一つの好適な例において、前記の工程(2)の過程では、前記の回転炉内の温度は105～120℃、好ましくは110～115℃、より好ましくは115～120℃である。

もう一つの好適な例において、前記の水蒸気の温度は100～120℃である。
もう一つの好適な例において、前記の工程(2)では、前記の停留時間は2～3 h、好ましくは2.5～3 hである。

もう一つの好適な例において、前記のエチレンプロピレンゴムは新しく製造されたエチレンプロピレンゴムである。
もう一つの好適な例において、前記のエチレンプロピレンゴムは市販のエチレンプロピレンゴム・樹脂である。

もう一つの好適な例において、前記の工程（1）および工程（2）で、前記の横式スチームストリッピングタワー内における水と材料の全体積の充填率が20％～80％、好ましくは30％～70％、最も好ましくは50％～70％で、および/または
前記の材料と水の体積比が好ましくは≦1:10～1:0.5、より好ましくは≦1:5～1:0.5、最も好ましくは≦1:3～1:1である。

もう一つの好適な例において、前記の工程（2）の後に、さらに、排出された共沸物を第一熱交換器（E-101）に入って熱交換させ、その温度を80℃～90℃に低下させた後、第二熱交換器（E-102）に入って二次熱交換させ、その温度を最終的に40℃～55℃に低下させる工程を含む。

もう一つの好適な例において、前記方法は、さらに、外部の新鮮な補充水は、まず第二熱交換器（E-102）を通過して熱交換させた後、フラッシュ蒸留タンク（407）に入り、フラッシュ蒸留タンクの内部における新鮮な補充水を循環ポンプを通過させ、第一熱交換器（E-101）に打ち込んで熱交換させ、温度を100～105℃に昇温させる工程；最後に、当該新鮮な補充水を改めてフラッシュ蒸留タンクに入れてフラッシュ蒸留し、気相部分に蒸気コンプレッサーを通過させて加熱し、蒸気の温度を110～120℃に昇温させる工程を含み、
もう一つの好適な例において、フラッシュ蒸留された液相水をフラッシュ蒸留タンクに戻す。

もう一つの好適な例において、上記新鮮な補充水と定期的に排出される蒸気の熱交換により、余熱の回収および蒸気の生成を実現させる。
もう一つの好適な例において、前記のフラッシュ蒸留タンクはは常圧における操作である。

もう一つの好適な例において、前記のフラッシュ蒸留タンクの処理過程で、第一熱交換器に提供される蒸気が常圧フラッシュ蒸留タンクに入った後に放出する熱量で新鮮な補充水をフラッシュ蒸留することにより、新たな蒸気が生成した後、コンプレッサーによって加圧することで、蒸気入口と等温等圧の新鮮な蒸気を得る。

もう一つの好適な例において、前記の新鮮な補充水は常にオンである必要がなく、オンの場合、フラッシュ蒸留タンクの内部の水位線が基準に達するようにし、その後、反応開始後、フラッシュ蒸留タンクのレベル計の高さによってオン・オフにすることにより、フラッシュ蒸留タンクの内部の水位が適切なレベルにあるようにする。

もう一つの好適な例において、フラッシュ蒸留された蒸気が常圧にある場合、蒸気の温度は95～105℃である。
もう一つの好適な例において、前記の方法は、さらに、コンプレッサーで前記フラッシュ蒸留後の蒸気を加圧し、昇温させることにより、フラッシュ蒸留された蒸気が蒸気入口の蒸気と同圧同温になるようにする。

もう一つの好適な例において、前記の方法は、さらに余熱回収および蒸気発生工程を含む：工程（1）が終了した後、反応装置内から流出するVOCおよび匂い成分を持つ蒸気が一次熱交換器に入って一次熱交換し、さらに二次熱交換器に入って温度が50℃未満になるまで二次熱交換した後、油含有汚水を工場汚水システムに輸送する。

もう一つの好適な例において、前記の方法は、さらに、重合体を横型回転炉内から吐出させた後、乾燥する工程を含む。
もう一つの好適な例において、前記の乾燥は顆粒遠心脱水機と振動篩で行われる。

もう一つの好適な例において、前記の重合体は乾燥した後、包装し、最終産物を得る。
もう一つの好適な例において、前記の顆粒乾燥システムは既存のEPDM、EPM、POE、OBC生産装置における顆粒遠心乾燥器および振動篩である。

もう一つの好適な例において、前記の工程（1）の前に、先に予備脱水工程を行し、好適に、前記の予備脱水工程は、エチレンプロピレンゴム生産装置の水下粒子切断システムからの水と材料の混合物を予備脱水機によって材料の湿潤含有量が≦70％、好ましくは≦50％、最も好ましくは≦30％になるまで脱水する工程を含む。

もう一つの好適な例において、前記の予備脱水設備は篩網構造を持つ脱水機である。
もう一つの好適な例において、前記の予備脱水設備は遠心脱水設備である。
もう一つの好適な例において、前記の工程（1）で、前記の反応系は空気または酸素から遮断されているもので、好ましくは、前記の空気または酸素から遮断されているとは、完全な過程で反応系の酸素含有量が5％（v/v）未満で、好適に、反応系の酸素含有量が1％（v/v）未満、好ましくは0.1％（v/v）未満、より好ましくは100 ppm未満である。

もう一つの好適な例において、前記の方法は、さらに、反応系に持続的に水蒸気を導入し、同時に蒸気および/または冷却凝結水を排出することを含み、好適に、前記の蒸気および/または冷却凝結水の排出速度が1～200 kg水蒸気/トン重合体/時間、好ましくは1～120 kg水蒸気/トン重合体/時間、より好ましくは5～50 kg水蒸気/トン重合体/時間、最も好ましくは5～25 kg水蒸気/トン重合体/時間である。

もう一つの好適な例において、前記のエチレンプロピレンゴムのムーニー粘度（125℃）は10～150 Mである。
もう一つの好適な例において、前記のポリオレフィンエラストマーの溶融指数は0.5～40 g/10 min（230℃、2.16 kg）である。

既存技術と比べ、本発明の利点は以下のものを含む。
（1）本発明の方法によって脱VOCを行うと、最終的に取出される包装重合体の完成品におけるVOC含有量が未処理の重合体の完成品よりも遥かに低く、最低で1 ppm以下（VDA277標準テストに準拠する）と低く、匂いレベルは通常3級以下で、最低で2級以下で（VW50180テストによる）、市販の同型番の製品におけるVOC含有量および匂いレベルよりも遥かに低い。そして、元のVOC含有量が40 ppm未満の製品はさらにVOC含有量および匂いレベルを低下させることができるため、高レベルの重合体原料(たとえば、医用メルトブローン布マスク原料)の製造に使用することができる。

（2）処理プロセスが簡単で、元の2つの工程の間に1セットのスチームストリッピングタワーおよび補助設備を増やし、設置スペースが広くなく、元の装置の稼働および設置に影響しない。

（3）蒸気は潜熱が大きく、熱伝達効率が高く、処理過程で適切な温度の区間を制御し、VOＣ分子の脱着が速いため、処理効率が高く、蒸気の使用量が少なく、廃水が生じず、そして樹脂の品質に影響せず、塊になるといった装置の稼働に影響する現象がない。
（4）装置の投資および稼働コストが低く、製品の品質が大幅に向上する。

以下、具体的な実施例によって、さらに本発明を説明する。これらの実施例は本発明を説明するために用いられるものだけで、本発明の範囲の制限にはならないと理解されるものである。以下の実施例において、具体的な条件が記載されていない実験方法は、通常、通常の条件、あるいはメーカーの薦めの条件で行われた。特に断らない限り、％と部は、重量で計算された。

蒸気でプラスチックにおけるVOCを除去し、匂いレベルを低下させ、灰分を除去する操作は間欠的にも連続的にもでき、状況によって適切な操作様態を選ぶことができる。異なる操作は蒸気処理の効果に影響しない。

共通の方法：間欠的操作
プラスチック粒子（粉末）をスチームストリッピング設備に入れ、窒素ガスで置換し、空気を排出した後、所定の温度における飽和蒸気を導入し、スチームストリッピング設備の操作圧力が飽和蒸気の圧力に相応するように、蒸気のスチームストリッピング設備からの排出速度を制御する。所定の時間スチームストリッピングを行い、その間に定期的にスチームストリッピング設備の底部から凝結水を排出する。スチームストリッピングが終了した後、設備をファージし、材料を徹底的に脱水乾燥して所定の温度に冷却し、合格の材料を得る。

共通の方法：連続的操作
プラスチック粒子（粉末）をスチームストリッピング設備の頂部の材料タンクに入れ、空気を排出した後、回転弁で材料のスチームストリッピング設備への速度を制御し、所定の温度における飽和蒸気を導入し、スチームストリッピング設備の操作圧力が飽和蒸気の圧力に相応するように、蒸気のスチームストリッピング設備からの排出速度を制御する。定期的にスチームストリッピング設備の底部から凝結水を排出する。スチームストリッピング設備の取出し弁のオン・オフを制御し、材料のスチームストリッピング設備における停留時間を確保する。スチームストリッピング設備からの材料を徹底的に脱水乾燥して所定の温度に冷却し、合格の材料を得る。

実施例1～38
図1で示される装置を使用し、以下の実施例1～38を行った。中では、実施例1、32、33、34、35は間欠的操作で、ほかの実施例はは連続的操作で、間欠的操作でも連続的操作でも、プロセスの操作が異なるのみで、除去効果に影響しない。

図2で示される装置（処理量1 kg/h）を使用し、以下のの実施例39～44を行った。
実施例39
生産装置から水下粒子切断した後、さらに遠心脱水処理し、1％水含有高圧聚エチレン顆粒(LDPE、生産装置の包装材のVOC含有量：120 ppm、匂いレベル4.5級)を実験装置の微負圧スチームストリッピングタワーに充填した。タワーの底部に貯水タンクと連結した弁があり、蒸気で水を60℃に加熱し、タワーの頂部で負圧ブロワーでタワー内の絶対圧力が19930 Pa程度になるように制御し、熱水が蒸気に蒸発し、さらにタワーの中に上昇してポリエチレン顆粒材を加熱し、2 h加熱した後、冷水で材料を45℃に急冷した。材料を取出し、ポリエチレン樹脂は工業装置の処理方法に従い、すなわち、遠心脱水し、さらに空気で吹き付けて乾燥した。
VOC含有量(VDA 277)：28 ppm；匂いレベル：3.5級。

実施例40
生産装置から水下粒子切断した後、さらに遠心脱水処理し、1％水含有高密度ポリエチレン顆粒(HDPE、スラリー法、生産装置の包装材のVOC含有量：165 ppm、匂いレベル4.5級)を実験装置の微負圧スチームストリッピングタワーに充填した。タワーの底部に貯水タンクと連結した弁があり、蒸気で水を75℃に加熱し、タワーの頂部で負圧ブロワーでタワー内の絶対圧力が38560 Pa程度になるように制御し、熱水が蒸気に蒸発し、さらにタワーの中に上昇してポリエチレン顆粒材を加熱し、2 h加熱した後、冷水で材料を45℃に急冷した。材料を取出し、ポリエチレン樹脂は工業装置の処理方法に従い、すなわち、遠心脱水し、さらに空気で吹き付けて乾燥した。
VOC含有量(VDA 277)：26 ppm；匂いレベル：3.6級。

実施例41
生産装置から水下粒子切断した後、さらに遠心脱水処理し、1％水含有高密度ポリエチレン顆粒(HDPE、スラリー法、生産装置の包装材のVOC含有量：165 ppm、匂いレベル4.8級)を実験装置の微負圧スチームストリッピングタワーに充填した。タワーの底部に貯水タンクと連結した弁があり、蒸気で水を75℃に加熱し、タワーの頂部で負圧ブロワーでタワー内の絶対圧力が38560 Pa程度になるように制御し、熱水が蒸気に蒸発し、さらにタワーの中に上昇してポリエチレン顆粒材を加熱し、2 h加熱した後、冷水で材料を45℃に急冷した。材料を取出し、ポリエチレン樹脂は工業装置の処理方法に従い、すなわち、遠心脱水し、さらに空気で吹き付けて乾燥した。
VOC含有量(VDA 277)：22 ppm；匂いレベル：3.7級。

実施例42
市販のPOE樹脂(VOC含有量：160 ppm、匂いレベル4.6級)を実験装置の微負圧スチームストリッピングタワーに充填した。タワーの底部に貯水タンクと連結した弁があり、蒸気で水を70℃に加熱し、タワーの頂部で負圧ブロワーでタワー内の絶対圧力が31180 Pa程度になるように制御し、熱水が蒸気に蒸発し、さらにタワーの中に上昇してPOE顆粒材を加熱し、3 h加熱した後、冷水で材料を40℃に急冷した。材料を取出し、POE樹脂は工業装置の処理方法に従い、すなわち、遠心脱水し、さらに空気で吹き付けて乾燥した。
VOC含有量(VDA 277)：35 ppm；匂いレベル：3.8級。

実施例43
市販のOBC樹脂(VOC含有量：250 ppm、匂いレベル4.5級)を実験装置の微負圧スチームストリッピングタワーに充填した。タワーの底部に貯水タンクと連結した弁があり、蒸気で水を80℃に加熱し、タワーの頂部で負圧ブロワーでタワー内の絶対圧力が47370 Pa程度になるように制御し、熱水が蒸気に蒸発し、さらにタワーの中に上昇してOBC顆粒材を加熱し、3 h加熱した後、冷水で材料を40℃に急冷した。材料を取出し、OBC樹脂は工業装置の処理方法に従い、すなわち、遠心脱水し、さらに空気で吹き付けて乾燥した。
VOC含有量(VDA 277)：40 ppm；匂いレベル：3.6級。

実施例44
市販のLLDPE樹脂(VOC含有量：185 ppm、匂いレベル4.8級)を実験装置の微負圧スチームストリッピングタワーに充填した。タワーの底部に貯水タンクと連結した弁があり、蒸気で水を65℃に加熱し、タワーの頂部で負圧ブロワーでタワー内の絶対圧力が25020 Pa程度になるように制御し、熱水が蒸気に蒸発し、さらにタワーの中に上昇してLLDPE顆粒材を加熱し、3 h加熱した後、冷水で材料を40℃に急冷した。材料を取出し、LLDPE樹脂は工業装置の処理方法に従い、すなわち、遠心脱水し、さらに空気で吹き付けて乾燥した。
VOC含有量(VDA 277)：35 ppm；匂いレベル：3.2級。

実施例45
蒸気でエチレンプロピレンゴムにおけるVOCを除去し、匂いレベルを低下させる操作は間欠的にも連続的にもでき、状況によって適切な操作様態を選ぶことができる。異なる操作は蒸気処理の効果に影響しない。

共通の方法1：間欠的操作
重合体および水に入れをスチームストリッピング設備に入れ、窒素ガスで置換し、空気を排出した後、所定の温度における飽和蒸気を導入し、スチームストリッピング設備の操作圧力が飽和蒸気の圧力に相応するように、蒸気のスチームストリッピング設備からの排出速度を制御する。所定の時間スチームストリッピングを行い、その間に定期的にスチームストリッピング設備の底部から凝結水を排出する。スチームストリッピングが終了した後、設備をファージし、材料を徹底的に脱水乾燥して所定の温度に冷却し、合格の材料を得る。

共通の方法2：連続的操作
重合体および水にをスチームストリッピング設備の頂部の材料タンクに入れ、空気を排出した後、回転弁で材料のスチームストリッピング設備への速度を制御し、所定の温度における飽和蒸気を導入し、スチームストリッピング設備の操作圧力が飽和蒸気の圧力に相応するように、蒸気のスチームストリッピング設備からの排出速度を制御する。定期的にスチームストリッピング設備の底部から凝結水を排出する。スチームストリッピング設備の取出し弁のオン・オフを制御し、材料のスチームストリッピング設備における停留時間を確保する。スチームストリッピング設備からの材料を徹底的に脱水乾燥して所定の温度に冷却し、合格の材料を得る。

中では、実施例45-1、45-22、45-23、45-24、45-25は間欠的操作で、ほかの実施例はは連続的操作で、間欠的操作でも連続的操作でも、プロセスの操作が異なるのみで、除去効果に影響しない。

各文献がそれぞれ単独に引用されるように、本発明に係るすべての文献は本出願で参考として引用する。また、本発明の上記の内容を読み終わった後、当業者が本発明を各種の変動や修正をすることができるが、それらの等価の形態のものは本発明の請求の範囲に含まれることが理解されるはずである。

Claims (19)

1. 高度に重合体における揮発性有機化合物（VOC）を除去し、重合体の匂いを減少させ、無機灰分を除去する方法であって、水蒸気を持続的に重合体と接触させることにより、重合体における揮発性有機化合物（VOC）および匂いになる成分を除去する工程を含むことを特徴とする方法。
2. 高度に重合体における無機灰分を除去する方法であって、さらに、水蒸気を持続的に重合体と接触させることさせることにより、前記重合体における無機灰分を溶解させて除去する工程を含むことを特徴とする方法。
3. 工程（a）を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の方法：
   （a） 反応系において、相平衡状態にある水蒸気を重合体と持続的に0.5～6時間、好ましくは0.5～3時間接触させる。
4. 前記の接触過程では、前記の反応系は空気または酸素から遮断されているもので、好ましくは、前記の空気または酸素から遮断されているとは、完全な過程で反応系の酸素含有量が5％（v/v）未満で、好適に、反応系の酸素含有量が1％（v/v）未満、好ましくは0.1％（v/v）未満、より好ましくは100 ppm未満で、より好適に、反応系は湿潤窒素ガスの条件であることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
5. さらに、工程（a）の前に、先に不活性ガスまたは水蒸気を反応系で吹き付けることにより、反応系における空気を置換する工程を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
6. さらに、反応系に持続的に水蒸気を導入し、同時に蒸気および/または冷却凝結水を排出する工程を含み、好適に、前記の蒸気排出の速度が1～200 kg水蒸気/トン重合体/時間、好ましくは1～120 kg水蒸気/トン重合体/時間、より好ましくは5～50 kg水蒸気/トン重合体/時間、最も好ましくは5～25 kg水蒸気/トン重合体/時間であることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
7. 前記の重合体は、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、エチレンプロピレンゴム(EPDM、EPM)、ポリオレフィンエラストマー(POE)、ポリブテンPB-1、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン三元共重合体(ABS)、オレフィンブロック共重合体(OBC)、ナイロン(PA)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリスチレンまたはポリフェニレンスルフィド、あるいはこれらの組み合わせからなる群から選ばれることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
8. 前記の重合体はポリプロピレン(PP)またはランダム共重合ポリプロピレンPPRで、好ましくは、前記のポリプロピレン(PP)またはランダム共重合ポリプロピレンPPRの溶融指数の範囲が0.1～2000 g/10 minである(GB/T 2682-2000方法によって測定される)ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
9. 水蒸気の温度は重合体の融点よりも20～50℃低く、好ましくは重合体の融点よりも20～30℃よりも低く、好適に、前記の水蒸気は相平衡状態にある水蒸気と水の混合物であることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
10. 前記の重合体の粒子径が＜1 mmで、かつ重合体におけるVOC含有量が＜2000 ppmである場合、前記の重合体を飽和水蒸気に相応する温度に維持する時間が0.5～3時間、好ましくは0.5～2時間で、
    前記の重合体の粒子径が＜1 mmで、かつVOC含有量が≧2000 ppmである場合、重合体を飽和水蒸気に相応する温度に維持する時間が1～5時間、好ましくは1～3時間で、
    前記の重合体径が≧1 mmで、かつVOC含有量が＜1000 ppmである場合、重合体を飽和水蒸気に相応する温度に維持する時間が1～5時間、好ましくは2～4時間で、
    前記の重合体材料の粒子径が≧1 mmで、かつVOC含有量が≧1000 ppmである場合、重合体を飽和水蒸気に相応する温度に維持する時間が3～7時間、好ましくは3～5時間、最も好ましくは3～4時間である
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
11. 前記の工程（a）は以下のサブ工程を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の方法：
    （a1）前記の重合体材料を設備に仕込み、好ましくは、前記の設備は縦型または横型である；
    （a2）前記の水蒸気に工程（a1）における前記の設備の内部を通させ、相平衡状態で持続的に重合体と直接0.5～6時間接触させ、同時に重合体と接触した水蒸気を排出する；
    （a3）前記の重合体材料を脱水乾燥する；
    （a4）工程（a3）で脱水乾燥された重合体材料を吐出して収集する。
12. 以下の装置で行われることを特徴とする請求項1または2に記載の方法：
    スチームストリッピングタワー（2）；
    前記スチームストリッピングタワーの上流に位置し、前記スチームストリッピングタワーの頂部の仕込み口と連結し、重合体のスチームストリッピングタワーへの仕込みを制御するための仕込み弁組（8）；
    前記スチームストリッピングタワーの下流に位置し、重合体のスチームストリッピングタワーからの流出を制御するための取出し弁組（9）；
    任意に、前記の反応設備は、さらに、以下のものを含む：
    仕込み弁組の上流に位置する予備脱水タワー（1）；および/または
    入口は前記スチームストリッピングタワーの排気出口と、かつ出口は凝結液タンク（7）と連結している、冷却器（6）；および/または
    前記スチームストリッピングタワーから排出される重合体を急冷して降温させるための循環水冷却システム（好ましくは、前記の循環水冷却システムは、前記取出し弁組の下流に位置し、輸送ポンプ（4）を介して循環水タンクと連結している熱交換器（3）を含む）；および/または
    第一入口は取出し弁組と、第二入口は前記の熱交換器と連結しているベンチュリフィーダ（5）。
13. 以下の工程を含むことを特徴とする請求項12に記載の方法：
    （i） 重合体を導入して仕込み弁組(8)を通過し、スチームストリッピングタワー(2)の頂部の仕込み口に入らせる；
    （ii） 蒸気を前記のスチームストリッピングタワーに導入し、前記のスチームストリッピングタワーの内部の操作圧力が飽和蒸気圧に相当するように、前記重合体と熱交換させる；
    （iii） 前記の重合体が吐出されるように、回転取出し弁組(9)を制御する；
    好ましくは、前記工程（i）～（iii）の前に、スチームストリッピングタワー内の気相成分の酸素含有量が1％未満、好ましくは0.1％未満、より好ましくは100 ppm未満になるように、窒素ガスで装置系を吹き払い、
    好ましくは、前記の方法は、さらに、（iv） 前記の重合体をベンチュリフィーダ（5）に導入し、冷却凝結水と混合させることにより、重合体を急冷して降温させ、さらに装置の下流の脱水工程に輸送する工程を含み、好適に、前記の方法は、さらに、スチームストリッピングタワーの排気出口から排気を排出する工程を含み、
    好ましくは、前記の工程（i）の前に、さらに、重合体を予備脱水タワー（1）に入れ、予備脱水工程を行う工程を含み、
    好ましくは、前記の排気は排出された後、冷却器（6）に入って冷却され、さらに凝結液タンク（7）に入り、
    好適に、前記の方法は、さらに、排気における凝結しない成分を排気処理システムに導入した後、蒸気と混合させて改めてスチームストリッピングタワー（2）に導入する工程を含む。
14. 以下の装置で行われることを特徴とする請求項1または2に記載の方法：
    微負圧スチームストリッピングタワー（302）；
    前記微負圧スチームストリッピングタワーの上流に位置し、前記微負圧スチームストリッピングタワーの頂部の仕込み口と連結し、樹脂の微負圧スチームストリッピングタワーへの仕込みを制御するための仕込み弁組（308）；
    前記微負圧スチームストリッピングタワーの下流に位置し、樹脂の微負圧スチームストリッピングタワーからの流出を制御するための取出し弁組（309）；
    好適に、前記の装置は、さらに、仕込み弁組の上流に位置する予備脱水タワー（301）；および/または
    負圧ブロワー（307）；および/または
    入口が前記微負圧スチームストリッピングタワーの排気排出の負圧ブロワーの出口と連結した冷却器（306）；および/または
    前記取出し弁組の下流に位置し、輸送ポンプ（304）を介して循環水タンクと連結している熱交換器（303）；および/または
    第一入口は取出し弁組と、第二入口は前記の熱交換器と連結しているベンチュリフィーダ（305）を含む。
15. 以下の工程を含むことを特徴とする請求項14に記載の方法：
    （i） 重合体を仕込み弁組(308)に導入し、微負圧スチームストリッピングタワー(302)の頂部の仕込み口に入るようにさせる；
    （ii） 蒸気を前記の微負圧スチームストリッピングタワーの底部の水に導入し、水蒸気が生成して前記のポリエチレンまたはエチレン共重合体と熱交換することで、前記のポリエチレンまたはエチレン共重合体の温度が50～95℃に維持されるように、塔内の温度を制御することにより、気相の不純物分子を除去する；
    （iii） 前記の樹脂が吐出されるように、回転取出し弁組(309)を稼働させる；
    好ましくは、前記の方法は、さらに、以下の工程を含む：
    （iv） 循環冷却水と混合するように、前記のポリエチレンまたはエチレン共重合体をベンチュリフィーダ(305)に導入することにより、前記のポリエチレンまたはエチレン共重合体を急冷して降温させる；
    好ましくは、前記の工程（i）の前に、さらに、樹脂を予備脱水タワー（301）に入れる予備脱水工程を行う工程を含み、
    好ましくは、前記の方法は、さらに、微負圧スチームストリッピングタワーの頂部から排出された排気を負圧ブロワー（307）に導入することにより、微負圧スチームストリッピングタワーの真空度を制御する工程を含み、好適に、前記の方法は、さらに、前記負圧ブロワー（307）によって排出された排気を冷却器（6）に入らせて冷却する工程を含む。
16. 下記装置で行われることを特徴とする請求項1および2に記載の方法：
    湿潤窒素ガススチームストリッピングタワー（202）；
    前記湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーの上流に位置し、前記湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーの頂部の仕込み口と連結し、樹脂の湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーへの仕込みを制御するための仕込み弁組（208）；
    前記湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーの下流に位置し、樹脂の湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーからの流出を制御するための取出し弁組（209）；
    前記の装置は、さらに、仕込み弁組の上流に位置する予備脱水タワー（201）を含み、
    前記の装置は、さらに、入口は前記湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーの排気出口と、かつ出口は凝結液タンク（207）と連結している冷却器（206）を含み、好ましくは、前記装置は、さらに、前記冷却器の上流に位置し、湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーの排気出口から排出された排気を加熱して回送するための窒素ガス加熱器（211）を含み、
    前記の装置は、さらに、循環水冷却システムを含み、前記の循環水冷却システムは前記湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーから排出されるPE樹脂を急冷して降温させるためのもので、好ましくは、前記の循環水冷却システムは、以下のものを含む：
    （i） 前記取出し弁組の下流に位置し、輸送ポンプ（204）を介して循環水タンクと連結している熱交換器（203）；
    （ii） 第一入口は取出し弁組と、第二入口は前記の熱交換器と連結しているベンチュリフィーダ（205）。
17. 以下の工程を含むことを特徴とする請求項16に記載の方法：
    （1） 樹脂粗製品を導入して仕込み弁組(208)を通過し、湿潤窒素ガススチームストリッピングタワー(202)の頂部の仕込み口に入らせる；
    （2） 湿潤窒素ガスを前記の湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーに導入し、前記樹脂粗製品と熱交換させ、前記の樹脂粗製品を50～95℃に加熱することにより、樹脂におけるVOC脱着させる；
    （3） 前記の樹脂粗製品が吐出されるように、回転取出し弁組(209)を制御する；
    より好適に、前記の方法は、さらに、（4） 前記の樹脂粗製品をベンチュリフィーダ（205）に導入し、冷却凝結水と混合させることにより、樹脂を急冷して降温させ、さらに装置の下流の遠心脱水工程に輸送する工程を含み
    より好適に、前記の方法は、さらに、湿潤窒素ガススチームストリッピングタワーの排気出口から排気を排出する工程を含み、好ましくは、前記の排気は排出された後、冷却器（206）に入って冷却され、さらに凝結液タンク（207）に入る。
18. 下記装置で行われることを特徴とする請求項1および2に記載の方法：
    臨時的に脱VOCおよび匂い減少が必要な重合体材料を保存するための仕込み緩衝タンク（401）；
    前記の仕込み緩衝タンクの下流に位置し、第一横型回転炉（402）および第二横型回転炉（403）を含み、直列構造で、かつ前記の第一横型回転炉および第二横型回転炉はそれぞれ材料入口、蒸気入口弁および排気排出弁を有する、横型回転炉部品；
    好ましくは、前記の装置は、さらに、以下のものを含む：
    新鮮な補充水を保存し、フラッシュ蒸留することにより、クリーンな補充蒸気を製造するためのフラッシュ蒸留タンク（407）；
    定期的に排出される蒸気を熱交換して降温させ、そして新鮮な補充水を熱交換して昇温させるための第一熱交換器（E-101）および第二熱交換器（E-102）；
    フラッシュ蒸留タンクの内部における新鮮な補充水を熱交換器に打ち込むための水ポンプ（P-101）；
    好ましくは、前記の装置は、さらに、フラッシュ蒸留タンク内における蒸気を加圧するための蒸気コンプレッサー（406）を含み
    好ましくは、前記の装置は、さらに、顆粒遠心脱水機（404）および振動篩（405）を含み、脱揮された製品を乾燥するための乾燥設備を含む。
19. 以下の工程を含むことを特徴とする請求項18に記載の方法：
    （1）脱VOCおよび/または匂い減少が必要な重合体を仕込み緩衝タンク(401)に入れ、第一横型回転炉（402）および第二横型回転炉（403）を稼働させ、そして連続的に前記の横型回転炉部品に蒸気を導入し、同時に材料入口を開けて仕込む；
    （2）重合体を前記の横型回転炉部品内に停留させ、VOCを蒸気と共沸物に形成させた後、排気排出弁を開けて前記共沸物を横型回転炉部品から排出する；
    好ましくは、前記の工程（2）の後に、さらに、排出された共沸物を第一熱交換器（E-101）に入って熱交換させ、その温度を80℃～90℃に低下させた後、第二熱交換器（E-102）に入って二次熱交換させ、その温度を最終的に40℃～55℃に低下させる工程を含み、
    好ましくは、前記方法は、さらに、外部の新鮮な補充水は、まず第二熱交換器（E-102）を通過して熱交換させた後、フラッシュ蒸留タンク（407）に入り、フラッシュ蒸留タンクの内部における新鮮な補充水を循環ポンプを通過させ、第一熱交換器（E-101）に打ち込んで熱交換させ、温度を100～105℃に昇温させる工程；最後に、当該新鮮な補充水を改めてフラッシュ蒸留タンクに入れてフラッシュ蒸留し、気相部分に蒸気コンプレッサーを通過させて加熱し、蒸気の温度を110～120℃に昇温させる工程を含み、
    好ましくは、前記の方法は、さらに、重合体を横型回転炉内から吐出させた後、乾燥する工程を含む。

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