Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Spinnvlies, bei dem eine Spinnmasse durch eine Vielzahl von Düsenlöchern zumindest einer Spinndüse zu Filamenten extrudiert wird und die Filamente zur Verstreckung in Extrusionsrichtung mit einem Verstreckungsluftstroms beaufschlagt werden, bei dem die Filamente zur Bildung eines Spinnvlieses auf einer perforierten Fördereinrichtung abgelegt werden und bei dem das Spinnvlies in weiterer Folge zumindest einer Wäsche und einer Trocknung mittels Heißluft unterzogen wird, wobei bei der Verstreckung und der Wäsche jeweils ein Abluftstrom abgeführt wird.

Stand der Technik

Aus dem Stand der Technik ist die Herstellung von Spinnvliesen bzw. Vliesstoffen einerseits nach dem Spunbond- und andererseits nach dem Meltblown-Verfahren bekannt. Beim Spunbond-Verfahren (bspw. GB 2 114052 A oder EP 3 088 585 Al) werden die Filamente durch eine Düse extrudiert und durch eine darunterliegende Verstreckungseinheit abgezogen und verstreckt. Beim Meltblown-Verfahren dagegen (bspw. US 5,080,569 A, US 4,380,570 A oder US 5,695,377 A) werden die extrudierten Filamente bereits beim Austritt aus der Düse von heißer, schneller Prozessluft mitgerissen und verstreckt. Bei beiden Technologien werden die Filamente auf einer Ablagefläche, beispielsweise einem perforierten Förderband, in Wirrlage zu einem Vliesstoff abgelegt, zu Nachbearbeitungsschritten transportiert und schließlich als Vliesrollen aufgewickelt.

Auch ist es aus dem Stand der Technik bekannt, cellulosische Spinnvliese gemäß der Spundbond-Technologie (bspw. US 8,366,988 A) und gemäß Meltblown-Technologie (bspw. US 6,358,461 A und US 6,306,334 A) herzustellen. Dabei wird eine Lyocell-Spinnmasse entsprechend den bekannten Spundbond- oder Meltblownverfahren extrudiert und verstreckt, vor der Ablage zu einem Vlies werden die Filamente allerdings noch zusätzlich mit einem Koagulationsmittel in Kontakt gebracht, um die Zellulose zu regenerieren und formstabile Filamente zu erzeugen. Die nassen Filamente werden schließlich in Wirrlage als Vliesstoff abgelegt.

Im Vergleich zu thermoplastischen Spinnvliesstoffen oder Stapelfaservliesstoffen wird für die Trocknung von cellulosichen Spinnvliesstoffen eine sehr hohe Trocknerleistung benötigt, da die beispielsweise direkt aus Lyocell-Spinnmasse hergestellten Spinnvliese nicht nur ein hohes Wasserhai tevermögen aufweisen und viel Wasser in den Trockner eintragen, sondern auch die Kristallisation der Cellulose-Moleküle erst durch den Trocknungsschritt vollendet wird. Die üblicherweise eingesetzten Trockner für die Trocknung von Vliesstoffen sind beispielsweise in DE 102009 016 019 Al und DE 102012 109 878 Al beschrieben. Üblicherweise sind Vliesstofftrockner als Durchlufttrockner ausgeführt und werden einer Wasserstrahlverfestigungsanlage nachgeschaltet. Vor der Wasserstrahlverfestigung befindet sich meistens eine Karde, mit der das Vlies hergestellt wird.

Bei der Herstellung von cellulosischem Spinnvlies wird gegenüber der Herstellung konventioneller Vliesstoffe allerdings eine hohe Wasserverdampfung in kurzer Zeit benötigt, was mit einem hohen Energieeinsatz verbunden ist. So muss bei cellulosischen Spinnvliesen gegenüber cellulosischen Stapelfaser- Vliesstoffen in der Regel die 2 bis 4-fache Menge an Wasser im Trockner abgedampft werden.

Elm die hohe Wasserverdampfung zu erreichen und trotzdem energiesparsam zu trocknen, wird beim Stand der Technik die Luft im Trockner zirkuliert und immer wieder aufgeheizt. Nur ein Teil wird als Abluft abgeführt und zur Vorwärmung der Frischluft verwendet. Die laufende Anreicherung der Heißluft im Trockner mit Wasserdampf führt allerdings dazu, dass die Temperatur der Heißluft im Trockner auf über 150 °C erhitzt werden muss, um die benötigte Verdampfungsleistung aufrecht zu erhalten. Speziell bei der Trocknung von cellulosischen Spinnvliesen führen diese hohen Temperaturen aber zu negativen Auswirkungen, insbesondere einer Vergilbung und Versprödung des Produkts.

Der Stand der Technik bietet somit keine zufriedenstellende Lösung für die energieeffiziente Hochleistungs-Trocknung von cellulosischem Spinnvlies, ohne die Produkteigenschaften nicht negativ zu beeinflussen.

Offenbamng der Erfindung

Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art dahingehend zu verbessern, dass der Energieverbrauch während der Trocknung des Spinnvlieses ohne Verminderung der Produktqualität reduziert werden kann.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Heißluft für die Trocknung zumindest teilweise durch Vorwärmen eines Luftstroms mittels eines der Abluftströme aus der Verstreckung und der Wäsche erzeugt wird.

Wird die Heißluft für die Trocknung zumindest teilweise durch Vorwärmen eines Luftstroms mittels eines der Abluftströme aus der Verstreckung und der Wäsche vorgewärmt, so kann einerseits eine zuverlässige Vorwärmung des Luftstroms zu der Heißluft für die Trocknung erfolgen und gleichzeitig der Energiebedarf bei der Trocknung des Spinnvlieses minimiert werden.

Dies gilt besonders dann, wenn als Luftstrom Frischluft verwendet wird und mittels eines der Abluftströme aus der Verstreckung und der Wäsche zu der Heißluft erwärmt wird. Durch Verwendung von trockener Frischluft und Erwärmung der Frischluft zu Heißluft wird eine Hochleistungstrocknung bei geringeren Temperaturen erlaubt und so eine schonende Trocknung des Produkts ohne Qualitätseinbußen ermöglicht. Wird andererseits, wie im Stand der Technik, die Abluft aus der Trocknung wieder als bereits vorgewärmte Luft der Trocknung zugeführt, so führt dies zu einem Anstieg des Feuchtigkeitsgehaltes in der Heißluft und die Effizienz während der Trocknung sinkt. Wird jedoch stattdessen Frischluft zugeführt und diese zu Heißluft erwärmt, so geht ein großer Teil der in der Abluft des Trockners gespeicherten Energie verloren, wodurch der Energieaufwand für die Trocknung drastisch steigt.

Die Effizienz der Trocknung kann weiter verbessert werden, wenn das Spinnvlies in der Trocknung mit der Heißluft beaufschlagt wird und die mit Wasserdampf angereicherte Heißluft als Abluftstrom aus der Trocknung abgeführt wird. Durch die Anreicherung der Heißluft mit Wasserdampf sinkt die Effizienz der Trocknung mit steigendem Feuchtigkeitsgehalt. Durch einen kontinuierlichen Luftaustausch unter Abführung des Abluftstroms kann hingegen die Verdampfungsrate von Wasser aus dem Spinnvlies konstant hoch gehalten werden.

Wird zudem der Abluftstrom aus der Trocknung zumindest teilweise als Verstreckungsluftstrom zur Verstreckung der extrudierten Filamente in Extrusionsrichtung verwendet, so kann der Energieverbrauch des gesamten Verfahrens weiter gesenkt werden. Da der Abluftstrom aus der Trocknung einerseits wärmer ist als die sonst zur Verstreckung verwendete Umgebungsluft, wird weniger Energie für die Heizung des Verstreckungsluftstroms benötigt. Gleichzeitig weist der Abluftstrom bereits einen für die Verstreckung der Filamente vorteilhaften Feuchtegehalt auf, womit eine zusätzliche Konditionierung des Verstreckungsluftstroms mit Dampf ausbleiben kann.

Insbesondere in Bezug auf cellulosische Spinnvliese hat sich herausgestellt, dass sich die Befeuchtung des Verstreckungsluftstroms positiv auf die Produkteigenschaften des fertigen Spinnvlieses auswirken kann, aber die Kosten für eine zusätzliche Dampfeindüsung sehr hoch wären, um den gewünschten Feuchtegehalt zu erreichen. Da der Abluftstrom aus der Trocknung naturgemäß einen sehr hohen Feuchtegehalt aufweist, hat sich gezeigt, dass dieser zuverlässig direkt oder zumindest teilweise als Verstreckungsluftstrom verwendet werden kann und somit keine zusätzliche Energie für Heizung und Befeuchtung des Verstreckungsluftstroms benötigt wird. Vorteilhaft beträgt die Temperatur des Abluftstroms aus der Trocknung, der als Verstreckungsluftstrom zur Verstreckung der Filamente zugeführt wird, zwischen 80 °C und 160 °C, bevorzugt zwischen 90 °C und 140 °C, besonders bevorzugt zwischen 100 °C und 130 °C. Zudem beträgt der Feuchtigkeitsgehalt des Abluftstroms vorteilhaft zwischen 5 g/kg und 500 g/kg, bevorzugt zwischen 10 g/kg und 250 g/kg, besonders bevorzugt zwischen 20 g/kg und 150 g/kg. Ein solcher Abluftstrom kann sich zuverlässig als Verstreckungsluftstrom eignen und die Produkteigenschaften des fertigen Spinnvlieses, wie etwa die Filamentdurchmesser, positiv beeinflussen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit insbesondere eine Minimierung des Gesamtenergieverbrauches für die Trocknung sowie für die Konditionierung des Verstreckungsluftstroms. Dadurch kann erfindungsgemäß die Trocknung auch mit einer höheren Frischluftzufuhr und geringeren Temperaturen betrieben werden und trotzdem eine hohe Verdampfungsrate für eine schonende Trocknung des Produkts erreicht werden.

So kann vorteilhafterweise die Heißluft für die Trocknung auf eine Temperatur von kleiner gleich 150 °C, insbesondere von kleiner gleich 140 °C, besonders bevorzugt von kleiner gleich 130 °C, aufgeheizt werden.

Die erfindungsgemäß durch Beaufschlagung des Spinnvlieses mit Heißluft in der Trocknung erzielten Verdampfungsraten von Wasser können zwischen 500 und 1500 kg/h, insbesondere zwischen 600 und 1400 kg/h, besonders bevorzugt zwischen 700 und 1300 kg/h, pro Meter Spinnvliesbreite betragen.

Die zuvor beschriebenen Vorteile des Verfahrens kommen besonders dann zum Tragen, wenn die Spinnmasse eine Lyocell-Spinnmasse, also eine Lösung von Cellulose in einem Direktlösemittel für Cellulose ist.

Ein solches Direktlösemittel für Cellulose ist ein Lösemittel, in dem die Cellulose in nicht- derivatisierter Form gelöst vorliegt. Dies kann bevorzugt ein Gemisch aus einem tertiären Aminoxid, wie etwaNMMO (N-Methylmorpholin-N-oxid), und Wasser sein. Alternativ eignen sich als Direktlösemittel allerdings beispielsweise auch ionische Flüssigkeiten, bzw. Mischungen mit Wasser.

Der Gehalt an Cellulose in der Spinnmasse kann dabei 3 Gew.-% bis 17 Gew.-%, in bevorzugten Ausführungsvarianten 5 Gew.-% bis 15 Gew.-%, und in besonders bevorzugen Ausführungsvarianten 6 Gew.-% bis 14 Gew.-%, betragen. Der Cellulosedurchsatz pro Spinnvliesdüse kann 5 kg/h bis 500 kg/h pro m Düsenlänge betragen.

Der Feuchtigkeitsgehalt des Spinnvlieses kann vor der Trocknung zwischen 0,5 kg und 8 kg Wasser pro kg Cellulose, bevorzugt zwischen 1 kg und 6 kg Wasser pro kg Cellulose, besonders bevorzugt zwischen 2 kg und 4 kg Wasser pro kg Cellulose, betragen.

Der relative Feuchtigkeitsgehalt des Spinnvlieses kann nach der Trocknung unter 30 %, bevorzugt unter 20 %, besonders bevorzugt unter 14 % betragen.

Die innere Struktur der Spinnvlieses kann zudem zuverlässig gesteuert werden, wenn die aus der Spinndüse extrudierten und verstreckten Filamente teilweise koaguliert werden.

Dazu kann der Spinndüse ein eine Koagulationsflüssigkeit aufweisender Koagulationsluftstrom zur zumindest teilweisen Koagulation der Filamente zugeordnet sein, wodurch die innere Struktur des Spinnvlieses gezielt gesteuert werden kann. Ein Koagulationsluftstrom kann dabei vorzugsweise ein wasserhaltiges und/oder Koagulationsmittel enthaltendes Fluid, bspw. Gas, Nebel, Dampf, etc., sein.

Wird als Direktlösemittel in der Lyocell-Spinnmasse NMMO verwendet, so kann die Koagulationsflüssigkeit ein Gemisch aus vollentsalztem Wasser und 0 Gew.-% bis 40 Gew.-% NMMO, bevorzugt 10 Gew.-% bis 30 Gew.-% NMMO, besonders bevorzugt 15 Gew.-% bis 25 Gew.-% NMMO, sein. Dabei kann eine besonders zuverlässige Koagulation der extrudierten Filamente erreicht werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiters eine Vorrichtung zur Herstellung von Spinnvlies gemäß Anspruch 10.

Ist in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zumindest eine der Absaugungen der Verstreckungseinrichtung und der Wascheinrichtung mit dem Wärmetauscher des Trockners strömungsverbunden, so kann auf konstruktiv sehr einfache Weise eine Vorrichtung zur Herstellung von Spinnvlies geschaffen werden, welche sich durch geringen Energieverbrauch und somit durch niedrige Betriebskosten auszeichnet. So können sowohl die Abluftströme aus der Verstreckungseinrichtung als auch aus der Wascheinrichtung, welche üblicherweise eine größere Menge an Restenergie aufweisen, zur Erwärmung der Heißluft für den Trockner verwendet werden. Unter „strömungsverbunden“ wird in diesem Zusammenhang das Bestehen einer Verbindung zur Ermöglichung einer, insbesondere kontinuierlichen, Strömung von Fluiden zwischen zwei Einrichtungen verstanden.

Ist zudem der Auslass des Trockners mit dem Wärmetauscher des Trockners strömungsverbunden, so kann ebenso der Abluftstrom aus dem Trockner, welcher üblicherweise eine Restwärme und einen hohen Feuchtigkeitsgehalt aufweist, zumindest teilweise zur Erwärmung von Frischluft zu der Heißluft verwendet werden.

Der Energiebedarf der gesamten Vorrichtung kann weiter gesenkt werden, wenn der Auslass des Trockners mit der Verstreckungseinrichtung zur Zufuhr des Verstreckungsluftstroms strömungsverbunden ist. Auf diese Weise kann direkt der Abluftstrom aus dem Trockner als Verstreckungsluftstrom an die Verstreckungseinrichtung zugeführt werden. So kann sichergestellt werden, dass Energieverluste im Rahmen der Vorrichtung minimiert werden.

Ist die Absaugung zum Abführen des Abluftstroms aus der Verstreckungseinrichtung im Bereich der perforierten Fördereinrichtung vorgesehen, so kann eine konstruktiv einfache Absaugung des verbrauchten Verstreckungsluftstroms durch die perforierte Fördereinrichtung hindurch erfolgen.

Weist die Vorrichtung mehrere Spinndüsen mit zugeordneten Verstreckungseinrichtungen auf, wobei die Absaugungen der Verstreckungseinrichtungen mit dem Wärmetauscher des Trockners strömungsverbunden sind, so können mehrere Spinnsysteme hintereinander positioniert werden, um mehrlagige Spinnvliese zu erzeugen und mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu trocknen. Die Absaugungen zur Abfuhr der Abluftströme aller Verstreckungseinrichtungen können dabei mit dem Trockner strömungsverbunden sein, und so den Energiebedarf für die Erwärmung der Frischluft weiter reduzieren. Auch im Falle mehrerer Abluftströme aus einer oder mehreren Wäschen können die entsprechenden Absaugungen mit dem Trockner strömungsverbunden sein.

So kann im Gegenzug der Abluftstrom des Trockners mit mehreren Verstreckungseinrichtungen zur Zufuhr von Verstreckungsluft strömungsverbunden sein, wodurch eine besonders effiziente Nutzung des Abluftstroms aus dem Trockner erfolgen kann.

Erfmdungsgemäß können auch mehrere Trockner hintereinander vorgesehen sein, wobei das Spinnvlies die mehreren Trockner der Reihe nach durchläuft. Das Spinnvlies kann dabei schon bei Temperaturen unter 100°C, in bevorzugten Varianten bei Temperaturen unter 90°C, bzw. in besonders bevorzugten Varianten bei Temperaturen unter 80°C getrocknet werden. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von cellulosischem Spinnvlies, mit Energierückgewinnung aus den feuchten und heißen Abluftströmen nach den Absaugungen der Verstreckungseinrichtung und der Wäsche, kann die Notwendigkeit der Zirkulation der Heißluft im Trockner verringert werden und der Anteil an Frischluft im Trockner erhöht werden. Schließlich können hierbei höhere Verdampfungsraten bei geringerer Temperatur der Heißluft im Trockner erreicht werden.

Kurzbeschreibung der Figuren

Im Folgenden werden die Ausführungsvarianten der Erfindung anhand mehrerer Figuren dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der

Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsvariante, und Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der

Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsvariante.

Wege zur Ausführung der Erfindung

In Fig. 1 wird ein Verfahren 100 zur Herstellung von cellulosischem Spinnvlies 1 gemäß einer ersten Ausführungsvariante bzw. eine Vorrichtung 200 zur Durchführung des Verfahrens 100 gezeigt. In einem ersten Verfahrensschritt wird dabei eine Spinnmasse 2 aus einem cellulosi sehen Rohmaterial erzeugt und an eine Spinndüse 3 der Vorrichtung 200 zugeführt. Das cellulosische Rohmaterial zur Herstellung der Spinnmasse 2, welche Herstellung in den Figuren nicht näher dargestellt ist, kann dabei ein konventioneller Zellstoff aus Holz oder anderen pflanzlichen Ausgangsstoffen sein. Es ist aber ebenso denkbar, dass das cellulosische Rohmaterial zumindest teilweise aus Produktionsabfällen der Spinnvlies-Erzeugung oder recycelten Textilien besteht. Die Spinnmasse 2 ist dabei eine Lösung aus Cellulose in NMMO und Wasser, wobei der Gehalt an Cellulose in der Spinnmasse zwischen 3 Gew.-% und 17 Gew.-% beträgt.

Die Spinnmasse 2 wird dann in einem nächsten Schritt durch eine Vielzahl von Düsenlöchem der Spinndüse 3 zu Filamenten 4 extrudiert. Die extrudierten Filamente 4 werden dann durch Beaufschlagung mit einem Verstreckungsluftstrom beschleunigt und in Extrusionsrichtung verstreckt. Zur Erzeugung des Verstreckungsluftstroms wird einer Verstreckungseinrichtung 6 in der Spinndüse 3 Verstreckungsluft 5 zugeführt, wobei die Verstreckungseinrichtung 6 dafür sorgt, dass der Verstreckungsluftstrom aus der Spinndüse 3 austritt und die Filamente 4 nach deren Extrusion beschleunigt werden. In einer Ausführungsvariante kann der Verstreckungsluftstroms dabei zwischen den Düsenlöchem der Spinndüse 3 austreten. In einer weiteren Ausführungsvariante kann der Verstreckungsluftstrom alternativ um die Düsenlöcher herum austreten. Dies ist in den Figuren jedoch nicht näher dargestellt. Solche Spinndüsen 3 mit Verstreckungseinrichtungen 6 zur Erzeugung eines Verstreckungsluftstroms sind aus dem Stand der Technik (US 3,825,380 A, US 4,380,570 A, WO 2019/068764 Al) bekannt.

Die extrudierten und verstreckten Filamente 4 werden zudem mit einem Koagulationsluftstrom 7, welcher durch eine Koagulationseinrichtung 8 bereitgestellt wird, beaufschlagt. Der Koagulationsluftstrom 7 weist in der Regel eine Koagulationsflüssigkeit auf, etwa in Form von Dampf, Nebel, etc. Durch Kontakt der Filamente 4 mit dem Koagulationsluftstrom 7 und der darin enthaltenen Koagulationsflüssigkeit werden die Filamente 4 zumindest teilweise koaguliert, was insbesondere Verklebungen zwischen den einzelnen extrudierten Filamenten 4 reduziert.

Die verstreckten und zumindest teilweise koagulierten Filamente 4 werden dann in Wirrlage auf der Fördereinrichtung 9 abgelegt und bilden dort das Spinnvlies 1. Nach der Bildung des Spinnvlieses 1 wird dieses einer Wäsche 10 und einer Wasserstrahlverfestigung 11 unterzogen.

Das gewaschene und wasserstrahlverfestigte Spinnvlies 1 wird dann in einem nächsten Schritt einer Trocknung 12 in einem Trockner 13 unterzogen, um die verbliebene Feuchtigkeit zu entfernen und ein fertiges Spinnvlies 1 zu erhalten. Schließlich wird das Verfahren 200 durch optionales Aufwickeln 14 und/oder Verpacken des fertigen Spinnvlieses 1 abgeschlossen.

Während der Trocknung 12 im Trockner 13 wird das Spinnvlies 1 mitHeißluft 15 beaufschlagt. Die Heißluft 15 wird dabei durch Erwärmung eines Luftstroms 16, insbesondere Frischluft 16, gebildet, indem dieser durch mehrere Wärmetauscher 17 geleitet wird. Die Wärmetauscher 17 werden, wie in Fig. 1 gezeigt, durch den Abluftstrom 18 aus der Verstreckung, den Abluftstrom 19 aus der Wäsche 10, sowie den Abluftstrom 20 aus der Trocknung 12 gespeist. Dabei wird die Restwärme in den Abluftströmen 18, 19, 20 in den Wärmetauschern 17 auf die Frischluft 16 übertragen und diese damit erwärmt.

Unterhalb der Verstreckung weist die Vorrichtung 100 hierfür eine Absaugung 21 zum Abführen des verbrauchten Verstreckungsluftstroms als Abluftstrom 18 auf. Die Absaugung 21 ist dabei vorteilhafterweise im Bereich der perforierten Fördereinrichtung 9 angeordnet, auf welcher das Spinnvlies 1 gebildet wird. Gleiches gilt für die Wäsche 10, wo zum Abführen der mit Feuchtigkeit beladenen Luft als Abluftstrom 19 eine Absaugung 22 vorgesehen ist. Die Absaugung 20 und die Absaugung 21 sind dabei jeweils mit einem Wärmetauscher 17 strömungsverbunden. In ähnlicher Weise ist der Auslass des Trockners 13 zum Abführen der verbrauchten und mit Wasserdampf beladenen Heißluft als Abluftstrom 20 mit dem Wärmetauscher 17 strömungsverbunden.

Die Wärmetauscher 17 können in einer Ausführungsvariante, wie in Fig. 1 gezeigt, als getrennte Wärmetauscher 17 ausgeführt sein und so eine stufenweise Erwärmung des Luftstroms 16, bzw. der Frischluft 16, zur Heißluft 15 ermöglichen. Alternativ kann der Wärmetauscher 17 in einer weiteren Ausführungsvariante, welche in den Figuren nicht näher dargestellt ist, als einzelne Einheit ausgeführt sein, wobei alle Abluftströme 18, 19, 20 durch den einzelnen Wärmetauscher 17 laufen.

Die Abluftströme 18, 19, 20 aus der Verstreckung, der Wäsche 10 und der Trocknung 12 werden dann, nachdem sie durch die Wärmetauscher 17 geleitet wurden, abgeführt. So können etwa in einer weiteren Ausführungsform, welche in den Figuren nicht näher dargestellt ist, die Abluftströme 18, 19, 20 zur Rückgewinnung von Wasser und/oder Lösungsmittel weiterbehandelt werden.

Durch die mehrstufige Erwärmung der Frischluft 16 in den Wärmetauschern 17 durch verschiedene im Rahmen des Verfahrens 100 zur Herstellung des cellulosischen Spinnvlieses 1 anfallende Abluftströme 18, 19, 20, kann ein Verfahren mit gesamtheitlicher Energienutzung geschaffen werden, welches die Energieverluste minimiert und insbesondere eine zuverlässige und schnelle Trocknung 13 des Spinnvlieses 1 ermöglicht.

Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren 101 zur Herstellung von cellulosischem Spinnvlies 1 gemäß einer zweiten Ausführungsvariante bzw. eine Vorrichtung 201 hierzu. Das Verfahren 101 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten Verfahren 100 dahingehend, dass die mit Wasserdampf angereicherte Heißluft aus der Trocknung 12 als Abluftstrom 20 durch den Wärmetauscher 17 ab geführt wird und nach dem Passieren des Wärmetauschers 17 weiter als Verstreckungsluft 5 an die Verstreckungseinrichtung 6 zugeführt wird, wozu der Auslass des Trockners 13 für den Abluftstrom 20 mit der Verstreckungseinrichtung 6 strömungsverbunden ist. Eine besonders effiziente Energienutzung der gesamten Vorrichtung 101 bzw. des gesamten Verfahrens 201 kann so erreicht werden. Hinsichtlich der weiteren Merkmale wird auf die obigen Ausführungen zu Fig. 1 verwiesen.

Beispiel Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels demonstriert. Im Zuge des erfmdungsgemäßen Verfahrens wurden sowohl der Abluftstrom aus der Verstreckung als auch der Abluftstrom aus der Wäsche an einen Wärmetauscher zugeführt um Frischluft zu erwärmen.

Der Cellulose-Durchsatz betrug dabei 200 kg/h bei 1 m Spinnvliesbreite, und das erzeugte Spinnvlies wies ein Flächengewicht von 45 g/m ² auf. Der Feuchtigkeitsgehalt des Spinnvlieses beim Eintritt in den Trockner betrug dabei etwa 3 kg Wasser pro kg Cellulose. Das fertige Spinnvlies wies nach der Trocknung einen relativen Feuchtigkeitsgehalt von unter 10% auf.

Dabei hat sich gezeigt, dass je nach Unterdrück in der Ablagefläche die Temperatur und der relative Feuchtigkeitsgehalt des Abluftstroms aus der Spinnvliesablage variieren, und zwar zwischen etwa 40 °C und 70 % bei 80 mbar Unterdrück in der Spinnvliesablagefläche und etwa 60 °C und 30 % bei 140 mbar Unterdrück in der Spinnvliesablagefläche.

Die Temperatur und der relative Feuchtigkeitsgehalt des Abluftstroms aus der Wäsche wiederum variierten je nach Unterdrück in den Saugrohren der Wäsche zwischen 40 °C und 80 % bei 150 mbar Unterdrück und 90 °C und 30 % bei 250 mbar Unterdrück.

Weiters hat sich gezeigt, dass die Volumenströme der beiden Abluftströme den Volumenstrom der Frischluft, der an den Trockner zugeführt wird um ein Vielfaches überstiegen. So betrug der Abluftstrom aus der Spinnvliesablage zwischen 15.000 Nm ³ (Normkubikmeter) und 30.000 Nm ³ pro Stunde, und der Abluftstrom aus der Wäsche zwischen 10.000 Nm ³ und

20000 Nm ³ pro Stunde, während an den Trockner lediglich zwischen 8.000 Nm ³ und

16.000 Nm ³ an Frischluft zugeführt wurden. Ohne die erfindungsgemäße

Wärmerückgewinnung aus den Abluftströmen würde einerseits viel Energie verloren gehen und andererseits viel Energie für die Erwärmung der Frischluft benötigt, um diese von bspw. 15 °C auf bspw. 140 °C zu erwärmen.

Durch die erfindungsgemäße Wärmerückgewinnung durch Zufuhr der Abluftströme aus Verstreckung und Wäsche konnten die Energiekosten für die Trocknung um bis zu 70% reduziert werden, da die Frischluft bereits nach Durchführung durch die Wärmetauscher auf 70 °C temperiert werden konnte.

Weiters wurde der Abluftstrom aus der Trocknung als Verstreckungsluft für die Verstreckung der Filamente zugeführt, wobei dieser eine Temperatur zwischen 80 °C und 160 °C mit einem Feuchtigkeitsgehalt zwischen 5 g/kg und 500 g/kg aufwies. Durch Verwendung des

Abluftstroms aus der Trocknung als Verstreckungsluft konnten die Eigenschaften des Spinnvlieses positiv beeinflussen werden. So konnten beispielsweise die Faserdurchmesser bei gleichbleibendem Verstreckungsluftdruck und Spinnmassedurchsatz um bis zu 50 % reduziert werden.

Gegenüber dem Stand der Technik, in dem die Einstellung des Feuchtigkeitsgehalts in der Verstreckungsluft beispielsweise über Dampfeindüsung erfolgt und aufgrund der hohen benötigten Luftmengen sehr kostenintensiv ist, konnten durch Verwendung des ohnehin schon sehr feuchten Abluftstroms aus der Trocknung die Kosten für die Befeuchtung und Heizung der Verstreckungsluft um bis zu 70 % reduziert werden.