Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Spinnvlies mit einem Prägemuster, bei dem eine Spinnmasse durch eine Vielzahl von Düsenlöchem zumindest einer Spinndüse zu Filamenten extrudiert wird und die Filamente durch einen Verstreckungsluftstrom jeweils in Extrusionsrichtung verstreckt werden, wobei die Filamente zur Bildung eines Spinnvlieses auf einer perforierten Ablage einer Fördereinrichtung abgelegt werden.

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.

Aus der US 9,394,637 B2 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Stapelfaser-basierten Vliesstoffes bekannt, wobei die Eigenschaften des Vliesstoffes mit einer Wasserstrahlverfestigung verändert werden. Derartige Wasserstrahlverfestigungen sind etwa in der EP 2462269 Bl und der EP 1 873 290 Bl beschrieben. Bei dem Verfahren können beispielsweise mehrere Vliesstoff-Lagen durch die Wasserstrahlverfestigung verbunden und die mechanischen Eigenschaften oder die dreidimensionale Struktur der Vliesstoffe durch Perforation des Vliesstoffes oder durch Einbringung eines Prägemusters verändert werden.

Weiters ist bekannt (US 10,273,635, EP 1 616052 Bl und EP 1 567 322 Bl), dass bei der Herstellung von Papierbahnen Prägemuster direkt durch das Förderband in die Papierbahn eingearbeitet und durch den späteren Trocknungsschritt verfestigt werden können. Da die Cellulosefasern in einer dünnen Suspension auf das Förderband aufgeschwemmt werden und die Flüssigkeit durch das Förderband abgeführt wird während die Cellulosefasern auf dem Förderband Zurückbleiben, wird die dreidimensionale Struktur des Förderbandes auf die Papierbahn übertragen. Bei kommerziell erhältlichen Anlagen zur Herstellung thermoplastischer Spinnvliese, werden üblicherweise keine Wasserstahlverfestigungsanlagen benötigt, da die Spinnvlieslagen über einen Kalander miteinander verschmolzen werden.

Auch ist es aus dem Stand der Technik bekannt, cellulosische Spinnvliese gemäß der Spundbond-Technologie (bspw. EIS 8,366,988 A) und gemäß Meltblown-Technologie (bspw. EIS 6,358,461 A und EIS 6,306,334 A) herzustellen. Dabei wird eine Lyocell-Spinnmasse entsprechend den bekannten Spunbond- 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.

Die Wasserstrahlverfestigung von Lyocell-Spinnvlies ist beispielsweise in der EIS 8,282,877 B2 beschrieben. Da es sich bei Lyocell-Spinnvliesen um endlose Filamente handelt, können dreidimensionale Strukturen nicht wie bei der Papierindustrie durch energiesparsame Aufschwemmung eingeprägt werden. Die feuchten und schweren Filamente sind dafür zu stark miteinander vernetzt. Eine Wasserstrahlverfestigung kann dabei nur unter hohem Energieeinsatz zur Strukturierung der vernetzten Cellulosefilamente erfolgen, was sich negativ auf die Energiekosten einer Anlage für die Herstellung von cellulosischem Spinnvlies auswirkt.

Offenbamng der Erfindung

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Herstellung von Spinnvlies der eingangs erwähnten Art bereitzustellen, welches eine effiziente, technisch einfache und somit kostengünstige Einbringung eines Prägemusters in das Spinnvlies ermöglicht.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die perforierte Ablage eine Prägestruktur mit einem Prägemuster aufweist, die Filamente durch den Verstreckungsluftstrom in die Prägestruktur gepresst werden und das dabei gebildete Spinnvlies mit dem Prägemuster versehen wird.

Es hat sich gezeigt, dass eine direkte Strukturierung des Spinnvlieses mit einem Prägemuster bereits während dem Ablegen der Filamente auf einer Ablage der Fördereinrichtung erfolgen kann, wenn die perforierte Ablage eine Prägestruktur mit einem Prägemuster aufweist. Die Filamente können dabei durch den Verstreckungsluftstrom in die Prägestruktur gepresst und das dabei gebildete Spinnvlies direkt mit dem Prägemuster versehen werden. Technisch aufwändige, der Vliesbildung nachgelagerte Verarbeitungsschritte zum Einbringen eines Prägemusters können so ausbleiben. Ein effizientes und kostengünstiges Verfahren kann demnach bereitgestellt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit insbesondere die Direktstrukturierung eines cellulosi sehen Spinnvlieses mithilfe von dreidimensionalen Prägestrukturen. Die Prägestrukturen können dabei ein beliebiges Prägemuster aufweisen.

Die mit der Prägestruktur versehene perforierte Ablage der Fördereinrichtung kann insbesondere als integraler Bestandteil der Fördereinrichtung ausgebildet sein. Als Fördereinrichtung können sich dabei beispielsweise Förderbänder, rotierende Trommeln oder vergleichbare Vorrichtungen eignen.

Bei der Herstellung von cellulosi sehen Spinnvliesen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ergeben sich zahlreiche Verbesserungen und Vorteile im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit und den Betrieb. Da auf eine nachgeschaltete Wasserstrahlverfestigung zum Einbringen des Prägemusters in das Spinnvlies verzichtet werden kann, können sowohl die Kosten als auch die Komplexität der Produktionsanlage reduziert werden. Zudem kann der Strom- und Wasserverbrauch gesenkt werden und somit die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens erhöht werden. Weiters können auch die laufenden Wartungskosten des Verfahrens reduziert werden, da durch den Wegfall der Wasserstrahlverfestigung keine Düsenstreifen oder Filter gereinigt oder getauscht werden müssen.

Es hat sich insbesondere herausgestellt, dass auf Grund der hohen Verstreckungsluftmengen bei der Herstellung von cellulosi sehen Spinnvliesen gemäß dem vorliegenden Verfahren, welche insbesondere gegenüber thermoplastischen Spinnvliesen um etwa das 10-fache erhöht sein können, der Impuls des Verstreckungsluftstroms auf die Ablage derart hoch ist, dass die extrudierten Filamente zuverlässig in die Prägestruktur der Ablage gepresst werden. Die extrudierten und verstreckten Filamente weisen nämlich bei der Bildung des Spinnvlieses auf der Ablage noch eine hohe Verformbarkeit auf, und können so zuverlässig den Erhöhungen und Vertiefungen der Prägestruktur folgen, womit das gebildete Spinnvlies dauerhaft mit dem Prägemuster der Prägestruktur versehen wird.

Unterhalb der perforierten Ablage kann eine Absaugung vorgesehen sein, welche die perforierte Ablage mit einem Unterdrück beaufschlagt, um den auf die Ablage auftreffenden Verstreckungsluftstrom effizient durch diese abzuführen. Die Zuverlässigkeit des Verfahrens kann damit weiter erhöht werden, da die Bildung von ungewünschten Turbulenzen im Bereich der Ablage vermieden werden kann. Die Zuverlässigkeit und Qualität des Prägevorganges kann durch zahlreiche Parameter beeinflusst werden. So kann beispielsweise durch Erhöhung oder Verringerung des Verstreckungsluftdrucks, durch Erhöhung oder Verringerung des Unterdrucks unter der Ablage und durch Veränderung der Prägestruktur in der Ablage, etwa durch Veränderung der Tiefe der Prägestruktur, gesteuert werden, wie tief das Prägemuster der Prägestruktur in dem Spinnvlies vorgesehen wird.

Erfindungsgemäß hat sich dabei herausgestellt, dass je nach Prägestruktur in der Ablage der Fördereinrichtung verschiedenste Prägemuster an der Oberfläche des Spinnvlieses und/oder verschiedenste Lochperforationen erzeugt werden können, die insbesondere die Dicke, die Optik, die Haptik und die Weichheit des erzeugten Spinnvlieses beeinflussen. Das Spinnvlies kann so nach dem erfindungsgemäßen Versehen mit einem Prägemuster beispielsweise eine deutlich höhere wahrnehmbare Dicke als ein Spinnvlies mit identischem Flächengewicht ohne Prägemuster aufweisen.

Zusätzlich zu der Prägestruktur sind in der Ablage Perforationen vorgesehen, welche zum Abführen von Gasen und/oder Flüssigkeiten durch die Ablage dienen und von den Prägestrukturen abzugrenzen sind, welche der Einbringung des Prägemusters in das Spinnvlies dienen. Die Perforationen bzw. die perforierte Ablage selbst führt also im Wesentlichen nicht zur Ausbildung eines Prägemusters im Spinnvlies.

Eine zuverlässige Einbringung des Prägemusters in das Spinnvlies kann erreicht werden, wenn die Höhe der Prägestrukturen, d.h. der Höhenunterschied zwischen Vorsprüngen und Vertiefungen in der Prägestruktur, größer gleich 0,1 mm beträgt. In bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung beträgt die Höhe der Prägestrukturen zumindest 0,5 mm, besonders bevorzugt zumindest 1 mm. Zudem kann es sich für die Zuverlässigkeit der Einbringung des Prägemusters vorteilhaft auswirken, wenn die Höhe der Prägestrukturen kleiner gleich 10 mm, in bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung kleiner gleich 5 mm, bzw. besonders bevorzugt kleiner gleich 3 mm, beträgt.

Wird zudem das Spinnvlies nach dem Bilden zumindest einem Behandlungsschritt unterzogen, wobei das Prägemuster im Spinnvlies nach dem zumindest einen Behandlungsschritt im Wesentlichen erhalten bleibt, so kann die Zuverlässigkeit und Einfachheit des Verfahrens weiter verbessert werden. Ein solcher Behandlungs schritt kann etwa eine Wäsche oder eine Trocknung sein, wobei das Spinnvlies mit dem Prägemuster der Wäsche und anschließend der Trocknung unterzogen wird. Durch die Wäsche können nämlich Lösungsmittelreste zuverlässig aus dem Spinnvlies entfernt werden und somit ein dauerhaft stabiles und lösungsmittelfreies Spinnvlies geschaffen werden. Die Wäsche kann dabei vorzugsweise als Gegenstromwäsche ausgeführt sein. Durchläuft das mit dem Prägemuster versehene Spinnvlies zudem nach dem Bilden eine Wasserstrahlverfestigung, wobei das Spinnvlies in der Wasserstrahlverfestigung mit einem zweiten Prägemuster versehen wird, so können auf verfahrenstechnisch einfache Weise komplexe Prägemuster in das Spinnvlies eingebracht werden, welche beispielsweise durch Überlagerung zweier oder mehrerer Prägemuster entstehen. Alternativ ist ebenso vorstellbar, dass das Spinnvlies auf einer zweiten Seite durch die Wasserstrahlverfestigung mit einem zweiten Prägemuster versehen wird. Das Einbringen des zweiten Prägemusters in das Spinnvlies kann dabei jedenfalls derart geschehen, dass das erste Prägemuster, welches durch Pressen der Filamente in die Prägestruktur der Ablage im Spinnvlies vorgesehen wurde, bei der Wasserstrahlverfestigung im Wesentlichen unverändert bleibt.

In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann ein Verfahren zur Herstellung mehrlagiger Spinnvliese bereitgestellt werden, bei dem die Spinnmasse durch eine Vielzahl von Düsenlöchem mehrerer hintereinander angeordneter Spinndüsen zu Filamenten extrudiert wird und die Filamente durch einen Verstreckungsluftstrom jeweils in Extrusionsrichtung verstreckt werden, wobei die jeweiligen Filamente der Spinndüsen zur Bildung eines mehrlagigen Spinnvlieses auf der perforierten Ablage übereinander abgelegt werden. Das so geschaffene mehrlagige Spinnvlies kann dabei wie zuvor beschrieben zuverlässig mit dem Prägemuster versehen werden und zusätzlich einen gewünschten mehrlagigen Lagenaufbau (etwa durch Übereinanderlegen von Spinnvliesen mit unterschiedlichen Eigenschaften) aufweisen.

Je nach Flächengewicht der einzelnen Spinnvlies-Lagen in dem mehrlagigen Spinnvlies kann das Prägemuster dann entweder durch alle Spinnvlies-Lagen, durch einen Teil der Spinnvlies- Lagen oder nur in einer ersten Spinnvlies-Lage ausgebildet werden.

Das erfmdungsgemäße Verfahren kann besonders vorteilhaft für die Spinnvliesherstellung aus Lyocell-Spinnmasse verwendet werden. Das dabei erzeugte Spinnvlies ist dann ein cellulosisches Spinnvlies, wobei die Lyocell-Spinnmasse eine Lösung von Cellulose in einem Direktlösemittel, insbesondere einem tertiären Aminoxid in wässriger Lösung ist.

Das Direktlösemittel kann dabei ein tertiäres Aminoxid, bevorzugt N-Methylmorpholin-N-oxid (NMMO) in wässriger Lösung oder eine ionische Flüssigkeit sein, in welcher Cellulose ohne chemische Derivatisierung gelöst werden kann.

Der Gehalt an Cellulose in der Spinnmasse kann dabei zwischen 4 % und 17 %, bevorzugt zwischen 5 % und 15 %, besonders bevorzugt zwischen 6 % und 14 % betragen. Der Durchsatz an Cellulose pro Spinnvliesdüse kann zwischen 5 kg/h pro m Düsenlänge bis 500 kg/h pro m Düsenlänge betragen.

Der Verstreckungsluftstrom kann zudem eine Temperatur zwischen 20 °C und 200 °C, bevorzugt zwischen 60 °C und 160 °C, besonders bevorzugt zwischen 80 °C und 140 °C aufweisen.

Der Verstreckungsluftdruck, d.h. der Luftdruck des Verstreckungsluftstroms beim Austritt aus den Verstreckungsluftdüsen, kann zwischen 0,05 bar und 5 bar, bevorzugt zwischen 0, 1 bar und 3 bar, besonders bevorzugt zwischen 0,2 bar und 1 bar betragen.

Die benötigte Menge an Verstreckungsluft kann zwischen 20 Nm ³ (Normkubikmeter) und 900 Nm ³ pro kg Cellulose betragen. In bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung kann die benötigte Menge an Verstreckungsluft bevorzugt zwischen 40 Nm ³ und 500 Nm ³ pro kg Cellulose, besonders bevorzugt zwischen 60 Nm ³ und 300 Nm ³ pro kg Cellulose, betragen

Die innere Struktur der Spinnvliese kann zudem zuverlässig gesteuert werden, wenn die aus der Spinndüse extrudierten Filamente zumindest teilweise koaguliert werden. Dazu können die Filamente bevorzugt mit einem Koagulationsluftstrom beaufschlagt werden, welcher eine Koagulationsflüssigkeit aufweist. 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 Erfindung hat sich zudem die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zur Herstellung von Spinnvlies gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8 bereitzustellen, welche eine zuverlässige und technisch einfache Einbringung eines Prägemusters in das Spinnvlies ermöglicht.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 8.

Weist die perforierte Ablage eine Prägestruktur mit einem Prägemuster auf, so kann eine technisch und konstruktiv einfache Vorrichtung, welche eine zuverlässige Prägung eines Spinnvlieses mit einem Prägemuster erlaubt, geschaffen werden. Die Filamente werden zunächst durch die Spinndüsen extrudiert und danach durch den Verstreckungsluftstrom in der Verstreckungseinrichtung verstreckt. Die verstreckten und beschleunigten Filamente können dann direkt auf der Ablage mit der Prägestruktur auftreffen. Der Verstreckungsluftstrom ist dabei in seiner Strömungsrichtung derart ausgerichtet, dass die extrudierten und verstreckten Filamente in die Prägestruktur der Ablage gepresst werden und das Spinnvlies mit dem Prägemuster der Prägestruktur versehen wird.

Mit der vorliegenden Erfindung wird somit eine Vorrichtung bereitgestellt, welche die Direktstrukturierung eines Spinnvlieses, also das Einbringen eines Prägemusters in dieses, und eine damit verbundene Veränderung der dreidimensionalen Struktur, der Optik, der Haptik und der Weichheit des Spinnvlieses ermöglicht. Dies vor allem, ohne dass die Vorrichtung weitere Mittel, wie etwa eine Wasserstrahlverfestigung, aufweisen muss, in denen das Spinnvlies mit einem entsprechenden Prägemuster versehen wird. Durch den Verzicht auf eine Wasserstrahlverfestigung können einerseits die Investitionskosten für eine großtechnische Spinnvlies-Anlage und andererseits die laufenden Herstellungskosten der Spinnvliese verringert werden, da auch der mit der Wasserstrahlverfestigung verbundene Strom- und Wasserverbrauch entfallen kann. Die Wirtschaftlichkeit einer Anlage für die Herstellung von Spinnvlies mit Prägemustern wird somit verbessert. Die Investitionskosten und die Betriebskosten hinsichtlich der Wasserstrahlverfestigung können entweder komplett entfallen oder deutlich reduziert werden. Falls eine solche Wasserstrahlverfestigung zur weiteren Verfestigung der Vliesbildung nachgeschaltet werden soll, können die Betriebskosten deutlich reduziert werden, da eine solche Wasserstrahlverfestigung mit wesentlich geringerer Leistung betrieben werden kann.

Die zuvor genannten Vorteile kommen besonders dann zu tragen, wenn die Vorrichtung eine Wäsche zum Waschen des Spinnvlieses nach dem Bilden und einen Trockner zum Trocknen des Spinnvlieses nach der Wäsche aufweist.

Weist die Vorrichtung zudem eine Absaugung unter der perforierten Ablage zum Abführen des Verstreckungsluftstrom auf, so kann das Einpressen der Filamente in die Prägestruktur der Ablage weiter verbessert werden und somit die Zuverlässigkeit der Vorrichtung weiter erhöht werden. Dies besonders dann, wenn der Verstreckungsluftstrom weiters durch die perforierte Ablage hindurch abgesaugt wird.

Weist die Vorrichtung zwischen Wäsche und Trockner eine Wasserstrahlverfestigung auf einem Förderband auf, wobei das Förderband eine zweite Prägestruktur mit einem zweiten Prägemuster aufweist, so kann technisch einfach eine Kombination der erfmdungsgemäßen Direktstrukturierung des Spinnvlieses auf der Ablage und einer zusätzlichen Direktstrukturierung des Spinnvlieses in der Wasserstrahlverfestigung erfolgen und somit die Herstellung von Spinnvliesen mit komplexen mehrschichtigen Prägemustem ermöglicht werden.

Kurzbeschreibung der Figuren

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsvariante,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsvariante, und

Fig. 3 eine schematische Detailansicht der Extrusion, Verstreckung und Ablage der Filamente gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Verfahren.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren 100 zur Herstellung eines Spinnvlieses 1 mit einem Prägemuster 10 und eine Vorrichtung 200 zur Durchführung des Verfahrens 100 gemäß einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung. In einem ersten Verfahrensschritt wird dabei eine Spinnmasse 2 aus einem cellulosischen 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 zur Herstellung von Lyocellfasern geeigneter Zellstoff aus Holz oder anderen pflanzlichen Ausgangsstoffen sein. Es ist aber ebenso denkbar, dass das cellulosische Rohmaterial aus Produktionsabfällen der Spinnvlies-Erzeugung oder recycelten Textilien besteht oder solche enthält. 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. Fig. 3 zeigt dabei eine detaillierte schematische Darstellung des Verfahrensablaufs. Die extrudierten Filamente 4 werden dann in einem Verstreckungsluftstrom 5 beschleunigt und verstreckt. Zur Erzeugung des Verstreckungsluftstroms 5 ist in der Spinndüse 3 eine Verstreckungseinrichtung 6 vorgesehen, welche für einen Austritt des Verstreckungsluftstroms 5 aus der Spinndüse 3 sorgt, um die Filamente 4 nach deren Extrusion zu beschleunigen. 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 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 in der gezeigten bevorzugten Ausführungsform zudem mit einem Koagulationsluftstrom 11, welcher durch eine Koagulationseinrichtung 12 bereitgestellt wird, beaufschlagt. Der Koagulationsluftstrom 11 weist in der Regel eine Koagulationsflüssigkeit auf, etwa in Form von Dampf, Nebel, etc. Durch Kontakt der Filamente 4 mit dem Koagulationsluftstrom 11 und der darin enthaltenen Koagulationsflüssigkeit werden die Filamente 4 zumindest teilweise koaguliert, was insbesondere Verklebungen zwischen den einzelnen extrudierten Filamenten 4 reduziert.

Wie aus Fig. 3 weiter ersichtlich, werden die verstreckten und zumindest teilweise koagulierten Filamente 4 dann in Wirrlage auf der Ablage 7 einer Fördereinrichtung 8 abgelegt. Die Ablage 7 der Fördereinrichtung 8 weist dabei eine Prägestruktur 9 mit einem Prägemuster 10 auf. Die extrudierten und verstreckten Filamente 4 werden dann mittels des Verstreckungsluftstroms 5 in die Ablage 7 gepresst und bilden dort das Spinnvlies 1. Nach der Bildung des Spinnvlieses 1 weist dieses das Prägemuster 10 aus der Prägestruktur 9 auf. Das Prägemuster 10, bzw. die dreidimensionale Struktur des Spinnvlieses 1, kann somit erfindungsgemäß durch die Prägestruktur 9 in der Ablage 7 geprägt werden und das erfindungsgemäße direktstrukturierte cellulosische Spinnvlies 1 ohne zusätzliche nachgelagerte Verfahrensschritte hergestellt werden.

Wie in Fig. 1 dargestellt, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung 200 bzw. das Verfahren 100 insbesondere auf eine Wasserstrahlverfestigung verzichten, wodurch vorteilhafterweise die Länge, die Investitionskosten und die Betriebskosten der Vorrichtung 200 verringert werden können.

Das Spinnvlies 1 wird nach dem Bilden über das Förderband 13 durch eine Wäsche 14 geführt, in welcher das Spinnvlies 1 gewaschen wird, um es von Rückständen des Lösungsmittels, nämlich dem in der Spinnmasse 2 enthaltenen NMMO, zu befreien. Die Wäsche 14 ist dabei in einer bevorzugten Ausführungsvariante eine mehrstufige Gegenstromwäsche, was in den Figuren jedoch nicht dargestellt wurde. Das gewaschene Spinnvlies 1 wird dann in einem nächsten Schritt einer Trocknung in einem Trockner 15 unterzogen, um die verbliebene Feuchtigkeit zu entfernen und ein fertiges Spinnvlies 1 zu erhalten. Schließlich wird das Verfahren 200 durch optionales Aufwickeln 16 und/oder Verpacken des fertigen Spinnvlieses 1 abgeschlossen.

In Fig. 2 ist ein erfmdungsgemäßes Verfahren 101 und eine Vorrichtung 201 gemäß einer zweiten Ausführungsvariante der Erfindung dargestellt. Die Bildung des Spinnvlieses 1 samt Extrusion, Verstreckung, Koagulation und Ablage auf der die Prägestruktur 9 aufweisenden Ablage 7 erfolgt identisch wie oben für die erste Ausführungsvariante anhand der Fig. 1 und 3 beschrieben.

Zusätzlich wird in dem Verfahren 201 gemäß der zweiten Ausführungsvariante zusätzlich zu der erfmdungsgemäßen Direktstrukturierung auf der Ablage 7 eine Wasserstrahlverfestigung

17 vorgesehen. Dabei wird das Spinnvlies 1 nach der Wäsche 14 auf einem weiteren Förderband 18 abgelegt, wobei das Förderband 18 eine zweite Prägestruktur 19 mit einem zweiten Prägemuster 20 aufweist. Das Spinnvlies 1, welches bereits das Prägemuster 10 aufweist, wird dann über dem Förderband 18 wasserstrahlverfestigt, also unter hohem Druck mit Wasser besprüht, wodurch das Spinnvlies 1 in die zweite Prägestruktur 19 des Förderbands

18 gepresst wird und das zweite Prägemuster 20 auf das Spinnvlies 1 übertragen wird.

Durch die Kombination von Direktstrukturierung auf der Ablage 7 mit der Prägestruktur 9 und der Wasserstrahlverfestigung mit der zweiten Prägestruktur 19 können noch mehr Produktvariationen des Spinnvlieses 1 mit Prägemuster 10, 20 hergestellt werden. Trotz dem Vorsehen einer Wasserstrahlverfestigung 17 lassen sich sowohl die Investitionskosten der Vorrichtung 201, als auch die Betriebskosten der Wasserstrahlverfestigung 17 deutlich gegenüber Anlagen aus dem Stand der Technik reduzieren, da ein Großteil der dreidimensionalen Strukturierung des Spinnvlieses 1 bereits auf der Ablage 7 stattfindet.

In einer weiteren Ausführungsvariante, welche in den Figuren nur angedeutet ist, kann die Vorrichtung 100 bzw. das Verfahren 200 zumindest eine erste Spinndüse 3 und eine zweite Spinndüse 30 aufweisen, wobei die Spinnmasse 2 simultan durch die erste Spinndüse 3 und die zweite Spinndüse 30 zu den Filamenten 4, 40 extrudiert wird. Die Filamente 4, 40 werden dabei jeweils in Extrusionsrichtung mittels eines Verstreckungsluftstroms 5, 50 verstreckt und zumindest teilweise koaguliert, wobei die Filamente 4 der ersten Spinndüse 3 zur Bildung eines ersten Spinnvlieses 1 auf der Fördereinrichtung 8 abgelegt werden und die Filamente 40 der zweiten Spinndüse 30 zur Bildung eines zweiten Spinnvlieses auf der Fördereinrichtung 8 abgelegt werden.

Die Filamente 40 der zweiten Spinndüse 30 werden zur Bildung des zweiten Spinnvlieses auf dem ersten Spinnvlies 1 auf der Fördereinrichtung 8 abgelegt, um ein mehrlagiges Spinnvlies zu erhalten, was in den Figuren nicht näher dargestellt ist. Bei dem erfmdungsgemäßen mehrlagigen Spinnvlies kann sich überaschenderweise das Prägemuster 10, welches durch die Ablage 7 in das erste Spinnvlies 1 eingebracht wurde, auch durch das gesamte mehrlagige Spinnvlies abbilden.

Bevorzugt durchlaufen das erste Spinnvlies 1 und das zweite Spinnvlies gemeinsam in Form des mehrlagigen Spinnvlieses die Wäsche 14 und den Trockner 15.

In einer weiteren Ausführungsvariante, welche in den Figuren nicht näher dargestellt ist, kann das mehrlagige Spinnvlies in einem weiteren Schritt, insbesondere nach der Wäsche 14, wieder in zumindest das erste Spinnvlies 1 und zweite Spinnvlies aufgetrennt werden, wobei das erste Spinnvlies 1 und zweite Spinnvlies nach dem Auftrennen getrennt weitere Schritte, wie etwa die Wasserstrahlverfestigung 17 und/oder die Trocknung 15, durchlaufen können.

Das erste Spinnvlies 1 und zweite Spinnvlies können in einer weiteren Ausführungsvariante alternativ auch gemeinsam die Wasserstrahlverfestigung 17 durchlaufen und dabei dauerhaft miteinander zu dem mehrlagigen Spinnvlies verbunden werden.

Schließlich kann das mehrlagige Spinnvlies einem optionalen Aufwickeln 16 zugeführt werden.

Ebenso können das erste Spinnvlies 1 und zweite Spinnvlies jeweils unterschiedliche innere Eigenschaften, beispielsweise ein unterschiedliches Flächengewicht, oder unterschiedliche Luftdurchlässigkeiten aufweisen und somit ein mehrlagiges Spinnvlies mit im Querschnitt veränderlichen Eigenschaften bilden.

Beispiele

Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Beispiels dargestellt. Dabei wurden jeweils Spinnvliese gemäß dem gegenständlichen Verfahren hergestellt und die Dicke des Spinnvlieses gemäß DIN EN ISO 9073-2: 1997-02 (Prüfverfahren für Vliesstoffe Teil 2: Bestimmung der Dicke) ermittelt.

Es wurden in den Beispielen jeweils cellulosische Spinnvliese aus einer Lyocell-Spinnmasse hergestellt, wobei als Spinnmasse eine Lösung von Cellulose in einer Mischung aus Wasser und NMMO verwendet wurde.

Der Cellulosedurchsatz pro Spinndüse betrug in allen Beispielen 300 kg/h/m. Der Verstreckungsluftdruck des Verstreckungsluftstroms betrug in allen Beispielen jeweils 0,5 bar. In dem Beispiel wurden die Spinnvliese wie zuvor beschrieben anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt. Die hergestellten Spinnvliese wiesen dabei Flächengewichte zwischen 10 und 40 g/m ² auf. Dabei wurden die Spinnvliese gemäß den Angaben in Tabelle 1 auf einer erfindungsgemäßen mit einer Prägestruktur versehenen Ablage oder auf einer konventionellen (unstrukturierten) Ablage gebildet.

Tabelle 1 zeigt die gemessenen Dicken der hergestellten Spinnvliese. Dabei zeigt sich, dass durch die Direktstrukturierung des Spinnvlieses bei der Ablage mit einer Prägestruktur, trotz ansonsten gleicher Prozessparameter, eine deutliche Veränderung der Dicke des Spinnvlieses erreicht werden kann.

Tabelle 1: Gemessene Dicken der Spinnvliese gemäß dem Beispiel