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1、10申请公布号CN102037168A43申请公布日20110427CN102037168ACN102037168A21申请号200980118290722申请日2009031961/03788120080319USD01D5/04200601D01F6/70200601D01D10/0220060171申请人英威达技术有限公司地址瑞士圣加仑72发明人JT卡西JB埃尔莫雷CP德特克DA威尔逊74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人张群峰54发明名称用于合成纤维的纺纱单元57摘要一种用于合成纤维例如弹性纤维的纺纱单元。纺纱单元包括减少或者消除溶剂蒸气转移的顶部封盖，其中一种或多种。
2、溶剂蒸气处理气体可以离开单元并且室内空气可以被引入纺纱单元内。还可以包括底部封盖。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2010111986PCT申请的申请数据PCT/US2009/0375912009031987PCT申请的公布数据WO2009/117536EN2009092451INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图9页CN102037171A1/2页21一种装置，包括A用于合成纤维的干纺单元，具有基本竖直的结构，开口的顶部，开口的底部和喷丝头阵列；以及B顶部封盖，用于减少或者消除溶剂蒸汽的排放和减少或者消除进入到所述干纺单元内的空气，其。
3、中所述顶部封盖靠近所述干纺单元的所述开口的顶部。2如权利要求1所述的装置，其中所述合成纤维是弹性纤维。3如权利要求1所述的装置，其中所述顶部封盖被安装在所述喷丝头阵列上方的位置，并且所述顶部封盖包括在所述喷丝头被移出时阻止空气进入单元内或者减少或消除溶剂蒸汽排放的气锁。4如权利要求3所述的装置，其中所述顶部封盖包括四个壁，它们一起限定了与喷丝头阵列基本上相同大小和尺寸的内部空间，并且所述气锁包括能够在所述喷丝头阵列下方被插入或者移出的水平表面。5一种装置，包括A用于合成纤维的干纺单元，具有基本竖直的结构，开口的顶部，开口的底部和喷丝头阵列；B顶部封盖，用于减少或者消除溶剂蒸汽的转移和减少或者消。
4、除引入所述干纺单元内的空气，其中所述顶部封盖靠近所述干纺单元的所述开口的顶部；以及C底部封盖，用于减少或者消除溶剂蒸汽的排放和减少或者消除引入所述干纺单元内的空气，其中所述底部封盖靠近所述干纺单元的所述底部，所述底部封盖包括联合喷孔和/或出丝导件。6如权利要求5所述的装置，其中所述的合成纤维是弹性纤维7如权利要求5所述的装置，其中所述顶部封盖被安装在至少一个喷丝头的所述阵列的上方并且所述顶部封盖装置包括在所述喷丝头被移出时阻止空气进入单元内或者阻止溶剂蒸汽排放逸出的气锁。8如权利要求7所述的装置，其中所述顶部封盖包括四个壁，它们一起限定了与所述喷丝头阵列基本上相同大小和尺寸的内部空间，并且所述。
5、气锁包括能够在所述喷丝头阵列下方被插入或者移出的水平表面。9如权利要求5所述的装置，其中所述底部封盖包括前门和侧门或者包括前门和两个相对的侧门。10如权利要求9所述的装置，其中所述出丝导件成矩形，并且相应于所述侧门在其一侧或者相应于所述相对的侧门在相对的两侧上包括用于每一根丝线的槽。11一种装置，包括A用于合成纤维的干纺单元，具有基本竖直的结构，开口的顶部，开口的底部和喷丝头阵列；B用于减少或者消除溶剂蒸汽的排放和减少或者消除引入所述干纺单元内的空气的装置；所述装置安装在所述开口的顶部处；以及C用于减少或者消除溶剂蒸汽的排放和减少或者消除引入所述干纺单元内的空气的装置，所述装置安装在所述开口的。
6、底部处。12一种用于减少或消除溶剂蒸汽排放和/或减少或者消除引入干纺单元内的空气的权利要求书CN102037168ACN102037171A2/2页3方法，包括A提供用于合成纤维的干纺单元，具有基本竖直的结构，开口的顶部，开口的底部和喷丝头阵列；B靠近所述干纺单元的所述开口顶部并且在所述喷丝头阵列的上方安装顶部封盖；以及C靠近所述干纺单元的所述底部安装底部封盖，所述底部封盖包括联合喷孔和/或出丝导件。13如权利要求12所述的方法，其中所述顶部封盖包括四个壁，它们一起限定了与所述喷丝头阵列基本上相同长度和宽度的内部空间，还包括气锁，所述气锁包括能够被可移出地引入到所述喷丝头阵列下方的水平表面；并。
7、且还进一步包括提升所述喷丝头通过所述顶部封盖以及和在所述喷丝头下方滑动所述承接盘以维持所述气锁。14如权利要求13所述的方法，进一步包括移出并清洗所述喷丝头，通过所述顶部封盖更换所述喷丝头和移出所述水平表面。权利要求书CN102037168ACN102037171A1/5页4用于合成纤维的纺纱单元技术领域0001一种用于合成纤维例如弹性纤维的纺纱单元。纺纱单元包括减少或者消除溶剂蒸气转移的顶部封盖，其中一种或多种溶剂蒸气处理气体可以离开单元并且室内空气可以被引入到纺纱单元内。背景技术0002合成纤维可以通过各种处理得到精制，包括熔体纺纱和干法纺纱。纤维例如弹性纤维的干法纺纱可以通过预备聚合物溶。
8、液例如嵌段聚亚氨酯溶液而获得。溶液随后通过纺纱单元的喷丝孔干纺以形成细丝。从喷丝头喷出的细丝，转而通过单元的一个室，在其中溶剂被引入的热气加热从细丝中蒸发出来。细丝可以相互接合和粘附在一起从而形成单一的纱线；可选地，纱线可以从单根细丝中分离开来。纱线从单元缠绕到绕卷上，在这里形成纱筒。0003当热气包含氧气时，将会存在溶剂泄露而被引燃的风险。为了减少该风险，必须小心地将单元中的溶液维持在低浓度下。这可以通过向纺纱单元强制引入大量的气体来实现。0004为了使风险最小化，单元中的气体可以是惰性气体例如氮气或者二氧化碳。还建立了一个闭环系统，在其中蒸发的溶剂从惰性气体中分离出来，并重新返回到纺纱单元。
9、中进行循环，闭环系统通常用于减少将惰性气体引入到纺纱单元的相关运行成本。使用惰性气体的一个难点是在单元运行期间，和在不吹洗溶剂蒸气单元不中断气体流动通过纺纱单元期间清洗/更换喷丝头时，如何密封纺纱单元以防止空气的进入其中。当纺纱单元被密封来防止空气进入时，另一个好处是单元的操作员会较少地暴露在纺纱过程中使用的溶剂或者处理气体之下。0005现今使用的纺纱单元很多都是用空气来替代惰性气体。这些纺纱单元通常具有开口的顶部和底部，空气可以通过其中进入到纺纱单元同时溶剂气体和处理气体也可以从其中逃逸。在作业中断以更换喷丝头期间，通常让干燥气体流继续通过纺纱单元，同时这些单元的开口将向生产区域打开。在更换。
10、喷丝头期间，干燥气体有可能逃逸到生产区域周围和/或室内空气被吸入纺纱单元中。如果纺纱单元由常规的闭环惰性气体系统提供，且如果在该操作中过多的室内空气被吸入到纺纱单元内，那么闭环气体系统中的含有的空气可能会达到危险的水平。可选择地，向生产区域释放过多的惰性处理气体会导致运行成本的增加来补充气体的损失，并增加操作人员暴露于过量惰性气体环境中的危险性。在作业中断以更换喷丝头期间，通常让干燥气体流继续通过纺纱单元，同时这些单元的开口将向生产区域打开。在作业中断以更换喷丝头期间，通常让干燥气体流继续通过纺纱单元，同时这些单元的开口将向生产区域打开。发明内容0006在某些实施例中提供了一种装置，其可以包括。
11、干纺单元或者可以用于修正现有的说明书CN102037168ACN102037171A2/5页5干纺单元。该单元包括0007A用于合成纤维的干纺单元，具有基本竖直的结构，开口的顶部，开口的底部和喷丝头阵列；和0008B顶部封盖，用于减少或者消除溶剂蒸汽的排放和减少或者消除引入干纺单元内的空气，其中顶部封盖靠近干纺单元的开口的顶部。0009干纺单元与例如二氧化碳或者氮气的惰性气体相配合使用，从而减少了火灾和操作员暴露在溶剂气体下的风险。0010在另一个实施例中的装置包括0011A用于合成纤维的干纺单元，具有基本竖直的结构，开口的顶部，开口的底部和喷丝头阵列；和0012B顶部封盖，用于减少或者消除溶。
12、剂蒸汽的转移和减少或者消除引入干纺单元内的空气，其中顶部封盖靠近干纺单元的开口的顶部。0013C底部封盖，用于减少或者消除溶剂蒸汽的排放和减少或者消除引入干纺单元内的空气，其中底部封盖靠近干纺单元的开口底部设置；底部封盖包括至少一个联合喷孔或者单丝导件和至少一个出丝导件。0014还包括了一种装置，包括0015用于合成纤维的干纺单元，具有基本竖直的结构，开口的顶部，开口的底部和喷丝头阵列；和0016B用于减少或者消除溶剂蒸汽的转移和减少或者消除引入干纺单元内的空气的装置，装置设置在开口的顶部。0017C用于减少或者消除溶剂蒸汽的排放和减少或者消除引入干纺单元内的空气的装置，装置设置在开口的底部。。
13、0018在进一步的实施例中提供了一种用于减少或消除溶剂蒸汽转移和/或减少或消除引入干纺单元中的空气的方法，包括0019提供用于合成纤维的干纺单元，具有基本竖直的结构，开口的顶部，开口的底部和喷丝头阵列；和0020B靠近干纺单元的开口顶部在喷丝头阵列的上方设置顶部封盖。0021C靠近干纺单元的开口底部设置底部封盖；底部封盖包括联合喷孔和出丝导件。附图说明0022图1示出了具有开口顶部和开口底部的纺纱单元的例子。0023图2A是具有底部封盖的纺纱单元的示意图。0024图2B是导丝件的透视图。0025图3是关闭/运行位置处的底部封盖的侧视图。0026图4是关闭/运行位置处的底部封盖的正视图。0027。
14、图5是位于打开位置处的底部封盖的侧视图。0028图6是位于打开位置处的底部封盖的正视图。0029图7A7D是移除喷丝头的各个进程步骤的顶部封盖的侧视图。说明书CN102037168ACN102037171A3/5页60030图8A8D是安装喷丝头的各个进程步骤的顶部封盖的侧视图。0031图9是一个可选择的顶部封盖的示意图。具体实施方式0032此处使用的弹性纤维是一种人工合成纤维，其中的拉丝物是一长串人造橡胶，其包含至少85重量比的嵌段聚亚氨酯。弹性纤维通常从聚亚安酯或者聚亚安酯尿素溶液中干纺出，溶剂可以是例如二甲基乙酰胺，二甲基甲酰胺，N甲基吡咯烷酮，二甲亚砜。聚合可以通过将二醇聚合物例如聚醚。
15、，聚酯，聚碳酸酯乙二醇与二异氰酸盐相聚和，然后将生成的乙二醇聚合物与一种或多种二元胺或二醇进行扩链反应而获得。0033此处使用的短语纺纱单元的“开口顶部”指的是单元的一个部分，在更换或者安装喷丝头期间，各种气体，蒸汽和溶剂可以通过其中转移。应意识到在典型的使用中，该部分通常是关闭的。0034在一些实施例的闭环系统中，包括用于纺纱单元的顶部封盖和底部封盖，它们可以与纺纱单元整体形成或者可以作为现有纺纱单元的修正。通过将纺纱单元与大气隔离同时使用例如二氧化碳或者氮气的惰性气体，点燃溶剂和/或溶剂蒸汽或处理气体排放到操作区域的风险被最小化。0035图1示出了一个纺纱单元，包括轴20，开口顶部10，其。
16、定时地打开，例如，用于实现喷丝头变换，和开口底部15，纺纱单元用于商业上生产弹性纤维丝38。在装置的顶部10，聚亚安酯的热溶液，例如聚亚安酯尿素溶液被泵送到喷丝头12，在这里溶液被喷入到细丝38中。纺纱单元通常使用大于200的空气作为干燥气体，大约510的室内空气被吸入到单元的底部用于减少溶剂排放。大量的空气被引入到单元中以提供干燥能量和维持单元中溶剂蒸汽的稀释以避免在单元内的潜在的易燃溶剂混合物与空气混合。这个过程对于加热空气然后冷却溶剂蒸汽所需要的能量总量来说是低效的。同时，过多的气体在没有完全使用提供给空气的能量的情况下通过顶部单元空间逃逸。细丝38随后在底部离开单元并被卷绕到线筒上。0。
17、036顶部和底部封盖装置的联合使用使得可以在不控制热量和气体流率限制的情况下使用例如氮气或二氧化碳的惰性气体作为干燥气体。当顶部和底部向空气开放时，单元中的溶剂浓度必须被控制来防止爆炸或者着火。当顶部和底部封盖如下述那样被引入时，溶剂浓度将不再是一个问题，同时纺纱单元中的氧气被最小化或者消除。0037如图2A所示，底部封盖部分30被固定到轴20的底部，其可以包括联合喷孔歧管32和出丝导件34。图2A示出的底部封盖具有从纺纱轴20开始延伸到出丝导件34或者固定到纺纱轴20上的横向截面部分，其具有侧门36和用于关闭纺纱单元底部的前板42。参考图2B，出丝导件34中对于每一根细丝包含一个出口通道35。
18、；图中示出了24个出口通道，但是，这个数字可以根据所需要的细丝的数量来确定。当离开出丝导件后，弹性纤维丝38可以被绕卷到卷筒上以形成卷包。0038在图3和4中，分别示出了底部封盖在工作状态下的侧视和正视图。底部封盖被轴20所延伸而搭接在单元15的底部。底部封盖包括侧门36和与图2中的前板相对应的前门42。侧板40一起完全构成了封盖。细丝38从底部封盖离开并绕卷到卷包上。0039图5和6分别示出了底部密封装置在开启位置的侧视图和正视图。侧门36和前说明书CN102037168ACN102037171A4/5页7门42在开启位置打开来暴露联合喷孔歧管32和细丝导件34。为了增加喷孔歧管的使用，侧板。
19、40可以是一个侧门。0040尽管在图5和6中示出了单元底部封盖的特殊结构，然而应理解的是，其他单元封闭结构也是可以使用的，因为其功能并不受其形状所限定。另外，尽管图示中的底部封盖的侧门是打开式，但是滑动式，枢转或者旋转式都是可以采用的。进一步可选择地，整个底部封盖都是可以移动的。0041图7A7D和图8A8D分别示出了顶部封盖在移除和更换喷丝头期间的横截面图。0042图7A7D示出了包含喷丝头阵列28的盘26。喷丝头阵列包括至少一个具有任意所需结构喷丝头。在7A中，纺纱单元包括轴20，正处于生产合成纤维丝38，可以是弹性纤维的工作状态。底部封盖包括在20的延伸部分24，其可以是轴20的整体部分。
20、，或者可以是被固定在现有纺纱单元的顶部的分开片。气锁以密封板22的形式提供，其可以包括水平表面。在7B中密封板可以被用于润滑目的的各种润滑油所润滑。另外，密封板22可以包括垫圈来减小来自轴或者向轴20的气体泄漏。垫圈可以任意合适的软的/适宜的材料制成，如硅树脂或者玻璃纤维。在图7C中，密封板22在水平方向23上向纺纱单元的轴24内移动，同时支撑喷丝头28的盘26在竖直方向上举起。盘26包括喷丝头阵列28，其随后可以在水平方向27上远离纺纱单元而移动。0043图8A8D示出了更换具有喷丝头阵列28的盘26到轴24的延伸上方的纺纱单元上以重新开始合成纤维的生产的示意图。图8A示出了喷丝头28可以被。
21、移动来清洗，随后被重新加入到图8B示出的盘中，然后重新启动。在图8B中还示出了将薄片45插入到密封板22中。薄片45可以是任意合适的材料制成例如纸板，纸张，铝片等。在图8C中，具有薄片45的盘26在纺纱单元的上方随后被水平地拉回23。运行中的丝线堆积在薄片45上。密封板22随后被移动27，粘附有丝线薄片从纺纱单元轴20下落。喷丝头盘随后在竖直位置向下移动回到单元内以重新开始丝38的生产。0044重要的注意事项是，单元封盖的结构可以任意形状或者任意几何结构的，这取决于纺纱单元开口和所需要的是一个还是多个喷丝头。图9示出一些实施例中可选择的顶部封盖的结构和机械连接。盘26可旋转地连接到纺纱单元，使。
22、得当密封板22被移动到轴24的延伸之内后，盘26相对于单元20可旋转以允许喷丝头28的移动。盘26从关闭/运行位置50移动到开启位置60。0045在移动或者更换位于单元顶部的喷丝头期间，溶剂蒸汽和处理气体的排放和进入到单元中的空气将被最小化或者消除。更进一步地，由于顶部和底部封盖的联合使用提供的气锁使得流向单元的空气和热量并不需要被改变。0046本发明的特点和优点将结合以下出于示范性实施例而得到进一步地描述，所述实施例在任何情况下都不构成对本发明的限制。0047实施例0048如下述实施例所述，纺纱单元的相应测量位置如下所示0049位置1在图1中的单元顶部开口10处；和0050位置2在图8A中的。
23、喷丝头28的位置处。0051实施例1在操作区域中靠近单元顶部开口原始结构没有顶部或者底部封盖的O2的消耗。说明书CN102037168ACN102037171A5/5页80052500KG/HR的气体流在接近20的温度下通过顶部流动到单元中，气体包含45体积比的O2剩下的为氮气。提供的气体可以在闭环系统中重复循环以减小氮气与排气系统排气的消耗，并由9999的纯氮气组成以维持气体系统的压力。通过必要时对返回气体的微调，纺纱单元内在底部的压力被维持在室压下。从纺纱单元返回的处理气体被设置在较高的气体返回量330KG/HR到较低的气体返回量170KG/HR之间。为了评估单元顶部开口实现喷丝头与流动通。
24、过单元的气体的改变的效果，顶部单元开口处的O2浓度在两个位置在较低的单元开口下被监测如图1所示，在这些情况下，指示位置1处15秒后的O2值为17，在位置2处5秒后为48。0053实施例2在操作区域靠近单元顶部单元顶部和底封盖使用的情况下，O2消耗。0054采用实施例1中描述的情况，O2读数在两个典型的喷丝头改变循环的状态下进行。在第一喷丝头改变的状态下，喷丝头被提升如图7B到7C所示的部分28处的改变且滑动中的盘还没有被插入位置如图7B所示的部分22。在这些条件下，没有观察到在位置1或位置2中的读数背离基准O2的基准线208。0055接下来，滑动盘22被移动定位，阻挡单元顶部开口10，同时喷丝。
25、头28被移动到其如图7D所示的维持位置。在位置1或位置2中没有看到O2读数的变化。0056实施例3在运行期间的所提供的气体中的O2浓度原始结构。0057纺纱单元通过图7A所示建立的喷丝头28和顶部供应系统向单元内部提供气体流。提供的气体可以在闭环系统中重复循环以减小氮气与排气系统气体的消耗，并由9999的纯氮气组成以维持气体系统的压力。通过必要时对返回气体的微调，纺纱单元内在底部的压力被维持在室压下。在实验中，气体的温度接近室温，大约在235度左右。从气体供应统从进入到单元中的气体的总量为230KG/HR。从单元返回的来自上部气体返回系统的处理气体流量为80KG/HR。在这些条件下，在上部空间。
26、返回的O2浓度为25体积含量。滑盘或者密封板22随后建立在喷丝头28的位置处，如图7A到7D中示出的阶梯步骤，并保持气体流动条件不变。在运行和随后的稳定期间，返回气体中的O2浓度被测量到下降至恒定的水平，大约17体积含量。0058尽管已经以说明性的方式介绍了本发明，但是应该理解所用术语仅仅是文字或描述性质而并非加以限制。而且，尽管已经通过几个示范性实施例介绍了本发明，但是应该理解本领域技术人员可以轻易地将这些教导应用于本发明其他可能的变形中。说明书CN102037168ACN102037171A1/9页9图1说明书附图CN102037168ACN102037171A2/9页10图2A图2B说明书附图CN102037168ACN102037171A3/9页11图3说明书附图CN102037168ACN102037171A4/9页12图4说明书附图CN102037168ACN102037171A5/9页13图5说明书附图CN102037168ACN102037171A6/9页14图6说明书附图CN102037168ACN102037171A7/9页15图7C图7D说明书附图CN102037168ACN102037171A8/9页16说明书附图CN102037168ACN102037171A9/9页17图9说明书附图CN102037168A。