MX2012014466A

MX2012014466A - Aparato para separar particulas y metodos para usarlo.

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Publication number: MX2012014466A
Application number: MX2012014466A
Authority: MX
Inventors: Steven Lee Barnholtz; Hasan Eroglu; Christopher Michael Young; John Ferney Mckibben
Original assignee: Procter & Gamble
Priority date: 2010-06-09
Filing date: 2011-06-07
Publication date: 2013-02-11
Also published as: ES2608331T3; WO2011156300A1; EP2580380A1; EP2580380B1; CA2802158C; CA2930245C; PL2580380T3; US9623445B2; CA2802158A1; US20130337713A1; US20110303373A1; US8545675B2; CA2930245A1

Abstract

Se proporciona un aparato adecuado para separar partículas y los métodos para usar dichos aparatos.

Description

APARATO PARA SEPARAR PARTÍCULAS Y MÉTODOS PARA USARLO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con un aparato adecuado para separar partículas y los métodos para usar dicho aparato. Más particularmente, la presente invención se relaciona con un aparato que usa diferencias de características aerodinámicas y/o de inercia (p. ej., arrastre) en partículas para separar partículas en dos o más grupos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los aparatos para transportar partículas, tales como fibras de pulpa, son conocidos en la materia. Por ejemplo, existen numerosos cabezales que forman tendido al aire que usan molinetes y/o mallas y/o tamices a través de los cuales pasan todas las partículas que se desplazan a través de los aparatos. Estos aparatos conocidos no separan una porción de las partículas de las otras partículas a medida que las partículas se desplazan a través de los aparatos. Como se puede observar en las Figuras 1 a 4, los aparatos de la industria anterior comprenden múltiples molinillos y una o más mallas o tamices, un único molinillo y una malla o tamiz, múltiples molinillos sin mallas o tamices. Ninguno de estos aparatos de la industria anterior separan partículas mientras estás se desplazan a través del aparato en dos o más grupos diferentes. En otras palabras, ninguno de los aparatos de la industria anterior desvían y/o retiran solo una porción de las partículas del flujo de partículas que se desplazan a través del aparato, especialmente, mediante el uso de diferencias de características aerodinámicas y/o de inercia en las partículas para provocar la separación.

La Figura 5 es otro aparato de la industria anterior. A primera vista, podría parecer que el aparato funcionaría para separar partículas en dos o más grupos. Sin embargo, después de una inspección más detallada y modelado, el aparato falla en separar las partículas en dos o más grupos mientras se desplazan a través del aparato. Las partículas que pasan a través del aparato que se describe irán pegadas a la superficie de la pared como se muestra en la Figura 5 y continuarán a lo largo de las paredes de la curva S. El rotor (rueda de paletas) a mitad del aparato funciona para proporcionar un mezclado axial adicional del aire y las partículas (fibras) para proporcionar una distribución más uniforme de las partículas, no para separar las partículas en dos o más grupos, especialmente en base a las diferencias de características aerodinámicas y/o de inercia entre las partículas.

Como resultado de los diseños de los aparatos de la industria anterior, ninguno de ellos imparte o funciona para separar las partículas que se desplazan a través de ellos en dos o más grupos de partículas, especialmente en donde la separación se basa en las diferencias de características aerodinámicas y/o de inercia entre las partículas que se desplazan a través de los aparatos.

Los formuladores desean un aparato de alto rendimiento que no use mallas y/o tamices ni tenga otras obstrucciones en el flujo cruzado principal, mientras mantiene la capacidad de producir una distribución más uniforme de las partículas, en base al tamaño, densidad, proporción y otras propiedades asociadas con las partículas.

En consecuencia, existe la necesidad de un aparato que pueda separar una porción de partículas que se desplazan a través del aparato de otras partículas que se desplazan a través del aparato y los métodos para usar dicho aparato.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN La presente invención satisface la necesidad que se describió anteriormente al proporcionar un aparato que puede separar partículas que se desplazan a través del aparato en dos o más grupos, y los métodos para usar dicho aparato.

En un ejemplo de la presente invención, se proporciona un aparato para separar partículas, el aparato comprende una cubierta a través de la cual una pluralidad de partículas puede desplazarse y un componente separador que separa la pluralidad de partículas en dos o más grupos de partículas a medida que la pluralidad de partículas se desplaza a través del aparato durante el funcionamiento del aparato.

En otro ejemplo de la presente invención, se proporciona un aparato para separar partículas, en donde las partículas que se desplazan a través del aparato se separan en dos o más grupos en base a las diferencias de características aerodinámicas y/o de inercia entre las partículas.

Aún en otro ejemplo de la presente invención, se proporciona un aparato para separar partículas; el aparato exhibe una relación de número de partículas aceptadas a número de partículas filtradas mayor que 2 como se mide de conformidad con el método de prueba CFD que se describe en la presente invención.

Aún en otro ejemplo de la presente invención, se proporciona un aparato para separar partículas; el aparato exhibe una relación de número de partículas aceptadas a número de partículas filtradas menor que 0.5, tal como se mide de conformidad con el método de prueba CFD que se describe en la presente invención.

Aún en otro ejemplo de la presente invención, se proporciona un método para fabricar un artículo de fabricación; el método comprende las etapas de: a. proporcionar un aparato para separar partículas; b. suministrar una pluralidad de partículas al aparato de tal manera que las partículas se separan en dos o más grupos de partículas a medida que las partículas se desplazan a través del aparato durante el funcionamiento del aparato; c. recolectar las partículas que salen del aparato en un dispositivo de recolección para formar un artículo de fabricación.

Aún en otro ejemplo de la presente invención, se proporciona un artículo de fabricación fabricado mediante un método de conformidad con la presente invención.

Aún en otro ejemplo de la presente invención, se proporciona un método para elaborar una estructura fibrosa; el método comprende las etapas de: a. proporcionar un aparato para separar partículas; b. suministrar una pluralidad de partículas al aparato de tal manera que las partículas se separan en dos o más grupos de partículas a medida que las partículas se desplazan a través del aparato durante el funcionamiento del aparato; y c. mezclar por lo menos uno de los dos o más grupos de partículas con uno o más elementos fibrosos para formar una estructura fibrosa; y d. opcionalmente, formar la estructura fibrosa en una banda.

Aún en otro ejemplo de la presente invención, se proporciona una estructura fibrosa elaborada por un método de conformidad con la presente invención.

En consecuencia, la presente invención proporciona un aparato y métodos para separar partículas, artículos de fabricación y estructuras fibrosas fabricadas mediante el uso de dicho aparato, y los métodos para fabricar dichos artículos de fabricación y/o estructuras fibrosas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 es una representación de un aparato de la industria anterior a través del cual se desplazan partículas; la Figura 2 es una representación de otro aparato de la industria anterior a través del cual se desplazan partículas; la Figura 3 es una representación de aún otro aparato de la industria anterior a través del cual se desplazan partículas; la Figura 4 es una representación de aún otro aparato de la industria anterior a través del cual se desplazan partículas; la Figura 5 es una representación de aún otro aparato de la industria anterior a través del cual se desplazan partículas; la Figura 6 es una representación esquemática en sección transversal de un ejemplo de un aparato para separar partículas de conformidad con la presente invención; la Figura 7 es una representación esquemática en perspectiva de un ejemplo de una rueda de paletas adecuada para usar en un aparato de conformidad con la presente invención; la Figura 8A es una representación esquemática de vista frontal de un ejemplo de una rueda de paletas y configuración de aleta adecuadas para usar en un aparato de conformidad con la presente invención; La Figura 8B es una representación esquemática lateral de rueda de paletas y configuración de aleta que se muestra en la Figura 8A; La Figura 9 es una representación esquemática transversal de otro ejemplo de un aparato para separar partículas de conformidad con la presente invención; la Figura 10 es una representación esquemática de un ejemplo de un método para elaborar una estructura fibrosa de conformidad con la presente invención; la Figura 1 1 A es una representación isométrica del volumen vacío de un aparato para separar partículas de conformidad con la presente invención; y la Figura 1 1 B es una representación lateral del volumen vacío de la Figura 1 1 A.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Definiciones El "componente separador", como se usa en la presente descripción, significa una porción de un aparato para separar partículas, que puede desviar una porción (menor que el todo) de las partículas que se desplazan a través del aparato, de tal manera que las partículas desviadas se separan de las otras partículas que continúan desplazándose a través del aparato. El componente separador es esa porción del aparato entre una superficie imaginaria Si normal a la entrada del aparato y una superficie imaginaria S2 normal a la salida del aparato, como se muestra en la Figura 6. El ángulo en el cual las superficies imaginarias Si y S2 se intersecan es el ángulo a. El componente separador puede usar diferencias de características aerodinámicas y/o de inercia entre las partículas que se desplazan a través del aparato para facilitar la separación de las partículas en dos o más grupos diferentes.

El componente separador puede comprender un componente activo, tal como una rueda de paletas giratoria con la cual tienen contacto las partículas desviadas. El componente separador puede comprender un componente pasivo tal como una malla a través de la cual pasan las partículas desviadas. En un ejemplo, el componente separador comprende una rueda de paletas giratoria y una malla. En otro ejemplo, el componente separador comprende una abertura en una pared de la cubierta del aparato a través de la cual una porción (menor que el todo) de las partículas pasa como resultado de las partículas que son desviadas de las otras partículas que se desplazan a través del aparato. La abertura puede conducir a una unidad recolectora que almacena las partículas desviadas y/o puede conducir a un circuito de reciclado para introducir las partículas desviadas, directamente o indirectamente, de nuevo en el aparato. Esta característica de reciclado puede aplicarse a cualquiera de las partículas desviadas o separadas. Por ejemplo, si el componente separador comprende una rueda de paletas giratoria, las partículas desviadas dentro de la rueda de paletas giratoria pueden reducirse de tamaño por la rueda de paletas giratoria y después introducirse de nuevo con las partículas que se desplazan a través del aparato. En otras palabras, las partículas desviadas pueden separarse, temporalmente, de las otras partículas que siguen desplazándose a través del aparato y pueden reintroducirse con las partículas que se desplazan a través del aparato una vez que sus características, tales como tamaño, se han alterado para ser prácticamente similares a aquellas partículas que no se desviaron por el componente separador.

El componente separador puede comprender un único dispositivo mecánico que imparte energía mecánica a las partículas.

En un ejemplo, el aparato de la presente invención puede estar desprovisto de una malla y/o tamiz.

El componente separador puede separar partículas que se desplazan a través del aparato en base a sus diferencias de características aerodinámicas y/o de inercia. Por ejemplo, las partículas con inercia relativamente alta y arrastre bajo se separaran mediante el componente separador del aparato de la presente invención de partículas con inercia relativamente baja y arrastre relativamente alto.

"Inercia" o "inerte", como se usan en la presente descripción, significan la tendencia de una partícula de continuar en movimiento en su dirección actual, sin considerar lo que hacen los vectores de velocidad de aire alrededor de ella. Como se define, una partícula con una inercia alta continuará a lo largo de una trayectoria de línea recta a través del giro (vuelta) en el ángulo a de la Figura 6 y dentro del componente separador. Un partícula con inercia baja será más susceptible a los vectores de velocidad de aire alrededor de ella y realizará, más fácilmente, el giro (vuelta) en el ángulo a de la Figura 6, y desviarse y/o separarse de las otras partículas que siguen en movimiento a través del aparato a la salida. Podría describirse como una relación Fuerza=Masa x Aceleración o Fuerza = (Volumen x Densidad) x Aceleración o Energía cinética = ½ (Masa) x (Velocidad)2 o Energía cinética = Vz (Volumen x Densidad) x (Velocidad)2. La masa de la partícula puede incrementarse al incrementar la densidad a un volumen contante, volumen a una densidad constante (mediante el tamaño de partícula o proporción) o al incrementar volumen y densidad.

"Características aerodinámicas", como se usa, significa, principalmente, arrastre, o significa, únicamente, arrastre. El incrementar el arrastre de una partícula la hará más susceptible a las acciones de los vectores de velocidad sobre ella. Se relaciona con el área de superficie específica de la partícula, como las unidades de m2/g. Al incrementar el área de superficie específica de una partícula, ya sea al incrementar el área de superficie a una masa dada o área de superficie constante a una masa decreciente con ambos dará como resultado una partícula que puede girar (voltear), más fácilmente, en el ángulo a de la Figura 6, dado que seguirá, más de cerca, el flujo de aire a través del aparato. Además, incrementar la densidad disminuye el área de superficie específica, incrementar la proporción disminuye el área de superficie específica, y disminuir el tamaño de partícula incrementa el área de superficie específica.

"Estructura fibrosa", como se usa en la presente descripción, significa una estructura que comprende uno o más filamentos y/o fibras. En un ejemplo, una estructura fibrosa de conformidad con la presente invención significa un arreglo ordenado de filamentos y/o fibras dentro de una estructura, para cumplir una función. Los ejemplos no limitantes de estructuras fibrosas de la presente invención incluyen papel, telas (incluso tela tejida, de punto y no tejida) y almohadillas absorbentes (p. ej. , para pañales o productos para la higiene femenina).

Los ejemplos no limitantes para fabricar estructuras fibrosas incluyen los procesos de tendido en húmedo y tendido al aire conocidos para la fabricación de papel. Tales procesos incluyen, típicamente, etapas para preparar una composición de fibra en la forma de una suspensión en un medio húmedo, más específicamente, en un medio acuoso, o un medio seco, más específicamente gaseoso, es decir, con aire como medio. El medio acuoso usado para procesos de tendido en húmedo se denomina, frecuentemente, pulpa de fibra. La pulpa de fibra se usa, después, para depositar una pluralidad de fibras en un alambre de formación o banda de manera que se forma una estructura fibrosa embriónica, después de lo cual secar y/o unir las fibras juntas resulta en una estructura fibrosa. Se puede, además, llevar a cabo un procesamiento de la estructura fibrosa de tal modo que se forme una estructura fibrosa terminada. Por ejemplo, en procesos papeleros típicos, la estructura fibrosa terminada es la estructura fibrosa que está enroscada en un carrete al final del proceso papelero y que puede, posteriormente, convertirse en un producto terminado, por ejemplo, un producto sanitario de papel tisú.

Las estructuras fibrosas de la presente invención pueden ser homogéneas o en capas. Si son en capas, las estructuras fibrosas pueden comprender al menos dos y/o al menos tres y/o al menos cuatro y/o al menos cinco capas.

Las estructuras fibrosas de la presente invención pueden ser estructuras fibrosas coformadas.

"Estructura fibrosa coformada", como se usa en la presente descripción, significa que la estructura fibrosa comprende una mezcla de por lo menos dos materiales diferentes, en donde al menos uno de los materiales comprende un filamento, tal como un filamento de polipropileno, y por lo menos otro material, diferente del primer material, comprende una partícula, tal como una fibra y/o una sustancia granular y/o polvo. En un ejemplo, una estructura fibrosa coformada comprende partículas, tal como fibras, fibras de pulpa de madera y filamentos, tales como filamentos de polipropileno.

"Partícula", como se usa en la presente descripción, significa una fibra, una sustancia granular y/o un polvo.

"Proporción", como se usa en la presente descripción, con referencia a una partícula, especialmente una fibra, significa el diámetro/longitud de la partícula.

"Elemento fibroso", como se usa en la presente descripción, significa una fibra y/o un filamento.

"Fibra" y/o "filamento", como se usan en la presente descripción, significan una partícula alargada que tiene una longitud aparente que excede ampliamente su ancho aparente, es decir, una longitud para la relación de diámetro de por lo menos aproximadamente 10. Para los propósitos de la presente invención, una fibra" es una partícula alargada, como se describió anteriormente, que presenta una longitud menor que 5.08 cm (2 pulgadas), y un "filamento" es una partícula alargada, como se describió anteriormente, que presenta una longitud mayor o igual que 5.08 cm (2 pulgadas).

Típicamente, las fibras se consideran como discontinuas por naturaleza. Los ejemplos no limitantes de fibras incluyen fibras de pulpa tales como fibras de pulpa de madera y fibras sintéticas acortadas tales como fibras de poliéster. Las fibras pueden ser de un solo componente o de componentes múltiples, tales como las fibras bicomponentes.

Los filamentos se consideran, típicamente, continuos o sustancialmente continuos en su naturaleza. Los filamentos son relativamente más largos que las fibras. Los ejemplos no limitantes de filamentos incluyen filamentos de fusión-soplado y/o de unión por hilado. Los ejemplos no limitantes de materiales que se pueden hilar en filamentos incluyen los polímeros naturales tales como almidón, derivados de almidón, celulosa y derivados de celulosa, hemicelulosa, derivados de la hemicelulosa y polímeros sintéticos que incluyen, pero no se limitan a, filamentos de alcohol polivinílico y/o filamentos derivados de alcohol polivinílico, y filamentos de polímero termoplástico, tales como poliésteres, naílones, poliolefinas tales como filamentos de polipropileno, filamentos de polietileno y fibras biodegradables o termoplásticas que se pueden convertir en compost tales como filamentos de ácido poliláctico, filamentos de polihidroxialcanoato y filamentos de policaprolactona. Los filamentos pueden ser monocomponentes o multicomponentes, tales como los filamentos bicomponentes.

En un ejemplo de la presente invención, "fibra" se refiere a fibras usadas en la fabricación de papel. Las fibras papeleras útiles en la presente invención incluyen fibras celulósicas, conocidas como fibras de pulpa de madera. Algunas pulpas de madera aplicables incluyen pulpas químicas, tales como las pulpas Kraft, de sulfito, de sosa y de sulfato, así como las pulpas mecánicas que incluyen, por ejemplo, madera triturada, pulpas termomecánicas y pulpas termomecánicas químicamente modificadas.

Sin embargo, pueden preferirse las pulpas químicas, ya que imparten una sensación táctil superior de suavidad a las hojas de tisú fabricadas con ellas. Se pueden usar pulpas derivadas de árboles caducifolios (de aquí en adelante citadas como "madera dura") y de coniferas (de aquí en adelante citadas como "madera blanda"). Las fibras de maderas duras y de maderas blandas pueden mezclarse o, alternativamente, pueden depositarse en capas para proporcionar una trama estratificada. Las patentes de los EE. UU. núm. 4,300,981 y 3,994,771 quedan incorporadas en la presente descripción como referencia con el propósito de divulgar las capas de las fibras de madera dura y de madera blanda. También son útiles las fibras derivadas de papel reciclado que pueden contener una o todas las categorías de fibras mencionadas y otros materiales no fibrosos, como cargas y adhesivos, que facilitan el proceso original de elaboración de papel.

Además de las varias fibras de pulpa de madera, otras fibras celulósicas como linteres de algodón, rayón, lyocel y bagazo se pueden usar en la presente invención. Otras fuentes de celulosa bajo la forma de fibra o que se puede hilar en fibras incluyen hierbas y fuentes de granos.

Como se usa en la presente invención, "producto sanitario de papel tisú" significa una trama suave, de baja densidad (es decir, < de aproximadamente 0.15 g/cm3) útil como implemento de limpieza para la limpieza posterior a la orina y posterior a la defecación (papel higiénico), para las descargas otorrinolaringológicas (pañuelos desechables) y para usos absorbentes y de limpieza multifuncionales (toallas absorbentes). El producto sanitario de papel tisú puede estar enrollado varias veces sobre sí mismo, alrededor de un núcleo o sin núcleo, para formar un rollo de producto sanitario de papel tisú.

En un ejemplo, el producto sanitario de papel tisú de la presente invención comprende una estructura fibrosa de acuerdo con la presente invención.

Los productos sanitarios de papel tisú de la presente invención pueden presentar un peso base de entre aproximadamente 10 g/m2 a aproximadamente 120 g/m2 y/o de aproximadamente 15 g/m2 a aproximadamente 1 10 g/m2 y/o de aproximadamente 20 g/m2 a aproximadamente 100 g/m2 y/o de aproximadamente 30 a 90 g/m2. Además, el producto sanitario de papel tisú de la presente invención puede presentar un peso base de entre aproximadamente 40 g/m2 a aproximadamente 120 g/m2 y/o de aproximadamente 50 g/m2 a aproximadamente 1 10 g/m2 y/o de aproximadamente 55 g/m2 a aproximadamente 105 g/m2 y/o de aproximadamente 60 a 100 g/m2.

Los productos sanitarios de papel tisú de la presente invención pueden presentarse en forma de rollos de producto sanitario de papel tisú. Los rollos del producto sanitario de papel tisú pueden comprender una pluralidad de hojas conectadas pero perforadas de estructura fibrosa, que se pueden dispensar separadamente de hojas adyacentes. En un ejemplo, uno o más extremos del rollo del producto sanitario de papel tisú puede comprender un adhesivo y/o un agente de resistencia en seco para mitigar la pérdida de fibras, especialmente fibras de pulpa de madera de los extremos del rollo del producto sanitario de papel tisú.

Los productos sanitarios de papel tisú de la presente invención pueden comprender aditivos como agentes suavizantes, agentes temporales de resistencia en húmedo, agentes permanentes de resistencia en húmedo, agentes suavizantes masivos, lociones, siliconas, agentes humectantes, látex, especialmente látex aplicados a patrones de superficie, agentes de resistencia en seco como carboximetilcelulosa y almidón, y otros tipos de aditivos adecuados para la inclusión en y/o sobre próductos sanitarios de papel tisú.

"Peso molecular promedio ponderado", como se usa en la presente descripción, significa el peso molecular promedio ponderado como se determina mediante el uso de cromatografía de permeación en gel según el protocolo encontrado en la publicación Colloids and Surfaces A. Physico Chemical & Engineering Aspects, Vol. 162, 2000, págs. 107-121 .

"Peso base" como se usa en la presente descripción, es el peso por área unitaria de una muestra indicada en libras/3000 pies2 o g/m2.

"Dirección de la máquina" o "DM" (por sus siglas en inglés), como se usa en la presente descripción, significa la dirección paralela al flujo de la estructura fibrosa a través de la máquina elaboradora de estructuras fibrosas, y/o el equipo que fabrica el producto sanitario de papel tisú.

"Dirección transversal a la máquina" o "CD" (por sus siglas en inglés), como se usa en la presente descripción significa la dirección paralela al ancho de la máquina elaboradora de estructuras fibrosas y/o el equipo para fabricar el producto sanitario de papel tisú, perpendicular a la dirección de la máquina.

"Hoja", como se usa en la presente descripción, significa una estructura fibrosa individual e integral.

"Hojas", como se usa en la presente descripción, significa dos o más estructuras fibrosas individuales e integrales dispuestas en una relación sustancialmente contigua, cara a cara, que forman una estructura fibrosa de hoja múltiple y/o un producto sanitario de papel tisú de hoja múltiple. También se contempla que una estructura fibrosa individual e integral puede formar efectivamente una estructura fibrosa de hoja múltiple, por ejemplo, al doblarla sobre sí misma.

Como se usa en la presente descripción, los artículos "un" y "unos", cuando se usan en la presente descripción, por ejemplo, "un surfactante aniónico" o "una fibra" se comprende que significan uno o más del material que se reivindica o describe.

Todos los porcentajes y proporciones están calculados en peso, a menos que se indique de cualquier otra forma. Todos los porcentajes y proporciones se calculan con base en la composición total a menos que se indique lo contrario.

A menos que se especifique de otro modo, todos los niveles del componente o la composición se expresan en referencia al nivel de activo de ese componente o composición, y son exclusivos de impurezas, por ejemplo, solventes residuales o subproductos, los cuales pueden estar presentes en las fuentes comercialmente disponibles.

Aparato para separar partículas En un ejemplo de la presente invención, un aparato para separar partículas comprende una cubierta a través de la cual puede desplazarse una pluralidad de partículas, y un componente separador a través del cual se desplaza solo una porción de las partículas durante el funcionamiento del aparato.

La Figura 6 muestra un aparato para separar partículas 10a de conformidad con la presente invención. El aparato 10a es adecuado para separar partículas, por ejemplo, partículas 12a y partículas 12b, que exhiben características de diferencias aerodinámicas y/o de inercia. En el presente ejemplo, las partículas 12b pueden ser agregados de las partículas 12a. Por lo menos una porción de las partículas 12b se separan de las otras partículas; principalmente, las partículas 12a, por un componente separador 14. Esta separación de partículas puede ser evidente mediante una concentración incrementada de cierta partícula dentro de un grupo y una concentración incrementada de otra partícula en el otro grupo. Por ejemplo, como algunas de las partículas 12b se separan del grupo de partículas 12a y 12b que ingresan al aparato 10a, el grupo de partículas del cual se separan las partículas 12b muestran una concentración de partículas 12a y el grupo de partículas que se forma por las partículas 12b desviadas y/o separadas muestra una concentración incrementada de partículas 12b. En otras palabras, las partículas 12b se retiran, preferentemente, del grupo de partículas 12a y 12b que ingresan al aparato 10a aún cuando algunas de las partículas 12a pueden separarse junto con las partículas 12b y/o algunas de las partículas 12b pueden permanecer con las partículas 12a del grupo original de partículas 12a y 12b que ingresaron al aparato 10a. Las partículas 12b pueden presentar diferencias de características aerodinámicas y/o de inercia diferentes a las partículas 12a.

El componente separador 14 del aparato 10a puede comprender un macerador, tal como una rueda de paletas 16, como se muestra en detalle en la Figura 7. En un ejemplo, la rueda de paletas 16 es una rueda de paletas giratoria. Por ejemplo, la rueda de paletas puede girar a una velocidad de por lo menos 1000 rpm durante el funcionamiento del aparato 10a. En un ejemplo, el componente separador 14 comprende una porción de la cubierta 18 del aparato. Además de la rueda de paletas 16, el componente separador 14 puede comprender, además, aletas 17, tal como aletas fijas que se extienden desde la cubierta 18 que ayudan a dirigir las partículas desviadas y/o separadas, por ejemplo, partículas 12b, dentro de la rueda de paletas 16. Además de las aletas 17, el componente separador 14 puede comprender, además, una fuente de fluido 19, tal como aire comprimido, que asegura que las partículas desviadas y/o separadas, por ejemplo, partículas 12b, tengan contacto con la rueda de paletas 16. El aparato 10a se diseña de tal manera que una porción del grupo de partículas 12a y 12b, por ejemplo, partículas 12b, se desvía por el componente separador 14 de tal manera que se separan de las otras partículas en el grupo, por ejemplo, partículas 12a, que continúan desplazándose sin restricciones a través del aparato 10a.

Adicionalmente al componente separador 14, el aparato 10a comprende, además, una cubierta 18 que define un volumen vacío interior 20 a través del cual las partículas 12a, 12b, se desplazan, por lo menos parcialmente, a lo largo de la trayectoria de flujo de partículas como se representa por las flechas en la Figura 6. La cubierta 18 comprende una entrada de partículas 22 a través de la cual el grupo de partículas 12a y 12b se introducen al aparato 10a. La entrada de partículas 22 se coloca corriente arriba del componente separador 14. La cubierta 18 comprende, además, una salida de partículas 24 a través de la cual salen las partículas que no han sido desviadas y/o separadas; principalmente, el grupo de partículas que presenta una mayor concentración de partículas 12a (dado que las partículas 12b han sido, preferentemente, desviadas y/o separadas del grupo de partículas 12a y 12b que se introdujeron en el aparato) sale del aparato 10a. La salida de partículas 24 se coloca corriente abajo del componente separador 4. Una pluralidad de partículas 12a y 12b ingresan al aparato 0a a través de la entrada de partículas 22 y salen del aparato 10a a través de la salida de partículas 24. En un ejemplo, las partículas 12b comprenden agregados de partículas 12a, que después de ser separados de las partículas 12a se alteran, de tal manera que los agregados se rompen en partículas 12a individuales y pueden reintroducirse al grupo de partículas 12a que se desplazan a través del aparato 10a a la salida de partículas 24.

El volumen vacío interior 20 definido por la cubierta 18 del aparato 10a entre la entrada de partículas 22 y la salida de partículas 24 comprende un ángulo a, formado por las superficies imaginarias que se intersecan normal a la entrada de partículas 22 y salida de partículas 24, mayor que 20° y menor que 160° y/o mayor que 45° y menor que 1 10°. En un ejemplo, las partículas 12a se desplazan en el volumen vacío interior 20 de la entrada de partículas 22 a través del ángulo a a la salida de partículas 24 de tal manera que no se desvían y/o separan del grupo de partículas 12a y 12b mediante el componente separador 14. En un ejemplo, las partículas 12b se desplazan en el volumen vacío interior 20 de la entrada de partículas 22 y se desvían y/o separan del grupo de partículas 12a y 12b mediante el componente separador 14. La partículas 12b pueden reintroducirse en la corriente de partículas que no se han desviado y/o separado mediante el componente separador 14, que continúan desplazándose a través del aparato 10a a la salida de partículas 24.

Como se muestra en la Figura 7, la rueda de paletas 16 comprende un vástago 26 alrededor del cual gira la rueda de paletas 16.

Las Figuras 8A y 8B ilustran un ejemplo de una configuración de rueda de paletas 16 y aleta 17 adecuada para usar en el aparato 0a de la Figura 6.

La Figura 9 ilustra otro ejemplo de un aparato para separar partículas 10b de la presente invención. El aparato 10b es adecuado para separar partículas, por ejemplo, partículas 12a y partículas 12b, que presentan diferencias de características aerodinámicas y/o de inercia diferentes. En el presente ejemplo, las partículas 12b pueden ser agregados de las partículas 12a. Por lo menos una porción de las partículas 12b se separan de las otras partículas; principalmente, las partículas 12a, por un componente separador 14. Esta separación de partículas puede ser evidente mediante una concentración incrementada de cierta partícula dentro de un grupo y una concentración incrementada de otra partícula en el otro grupo. Por ejemplo, como algunas de las partículas 12b se separan del grupo de partículas 12a y 12b que ingresan al aparato 10b, el grupo de partículas 12a y 12b del cual las partículas 12b se separan presenta una concentración de partículas 12a y el grupo de partículas que se forma por las partículas desviadas y/o separadas 12b presenta una concentración incrementada de partículas 12b. En otras palabras, las partículas 12b se retiran, preferentemente, del grupo de partículas 12a y 12b que ingresan al aparato 10b aún cuando algunas de las partículas 12a pueden separarse junto con las partículas 12b y/o algunas de las partículas 12b pueden permanecer con las partículas 12a del grupo original de partículas 12a y 12b que ingresan al aparato 10b. Las partículas 12b pueden presentar diferencias de características aerodinámicas y/o de inercia diferentes a las partículas 12a.

El componente separador 14 del aparato 10b puede comprender una abertura 28 en la cubierta 18 a través de la cual una porción del grupo de partículas 12a y 12b, por ejemplo, partículas 12b, pasan y, así, se separan de las otras partículas, por ejemplo, partículas 12a. La abertura 28 puede conectarse a un dispositivo de recolección (no se muestra). El aparato 10b se diseña de tal manera que una porción del grupo de partículas 12a y 12b, por ejemplo, partículas 12b, se desvían por el componente separador 14 de tal manera que se separan de las otras partículas en el grupo; Por ejemplo, partículas 12a, que continúan desplazándose sin limitaciones a través del aparato 10b.

Adicionalmente al componente separador 14, el aparato 10b comprende, además, una cubierta 18 que define un volumen vacío interior 20 a través del cual las partículas 12a, 12b, se desplazan, por lo menos parcialmente, a lo largo de la trayectoria de flujo de partícula como se representa por las flechas en la Figura 9. La cubierta 18 comprende una entrada de partículas 22 a través de la cual el grupo de partículas 12a y 12b se introducen al aparato 10a. La entrada de partículas 22 se coloca corriente arriba del componente separador 14. La cubierta 18 comprende, además, una salida de partículas 24 a través de la cual salen las partículas que no han sido desviadas y/o separadas; principalmente, el grupo de partículas que presenta una mayor concentración de partículas 12a (dado que las partículas 12b han sido, preferentemente, desviadas y/o separadas del grupo de partículas 12a y 12b que se introdujeron en el aparato) salen del aparato 10b. La salida de partículas 24 se coloca corriente abajo del componente separador 14. Una pluralidad de partículas 12a y 12b ingresan al aparato 10b a través de la entrada de partículas 22 y salen del aparato 10b a través de la salida de partículas 24. En un ejemplo, las partículas 12b comprenden agregados de partículas 12a, que después de ser separados de las partículas 12a se alteran, de tal manera que los agregados se rompen en partículas 12a individuales y pueden reintroducirse al grupo de partículas 12a que se desplazan a través del aparato 10b a la salida de partículas 24.

El volumen vacío interior 20 definido por la cubierta 18 del aparato 10b entre la entrada de partículas 22 y la salida de partículas 24 comprende un ángulo a, formado por las superficies imaginarias que se intersecan normal a la entrada de partículas 22 y salida de partículas 24, mayor que 20° y menor que 160° y/o mayor que 45° y menor que 1 10°. En un ejemplo, las partículas 12a se desplazan en el volumen vacío interior 20 de la entrada de partículas 22 a través del ángulo a a la salida de partículas 24 de tal manera que no se desvían y/o separan del grupo de partículas 12a y 12b mediante el componente separador 14. En un ejemplo, las partículas 12b se desplazan en el volumen vacío interior 20 de la entrada de partículas 22 y se desvían y/o separan del grupo de partículas 12a y 12b mediante el componente separador 14. La partículas 12b pueden reintroducirse en la corriente de partículas que no se han desviado y/o separado mediante el componente separador 14, que continúan desplazándose a través del aparato 10a a la salida de partículas 24.

Aún cuando la descripción anterior ha ilustrado partículas 12b como agregados de partículas 12a, partículas diferentes (diferentes en tamaño, diferente en composición) pueden separarse al pasar las partículas a través de un aparato de conformidad con la presente invención.

En otro ejemplo de la presente invención, un aparato para separar partículas usa diferencias de características aerodinámicas y/o de inercia entre las partículas que se desplazan a través del aparato para separar, espacialmente, las partículas en dos o más grupos en base a su inercia. Las partículas de por lo menos uno de los dos o más grupos de partículas formados después serán tratados de manera diferente a las partículas de por lo menos uno de los dos o más grupos de partículas. El aparato puede diseñarse como se describe en la presente descripción.

En otro ejemplo de la presente invención, un aparato para separar partículas presenta una relación de número de partículas aceptadas a número de partículas filtradas mayor que 2 y/o mayor que 3 y/o mayor que 4 y/o mayor que 5 y/o menor que 0.5 y/o menor que 0.3 y/o menor que 0.25 y/o menor que 0.2 y/o menor que 0.05 como se mide de conformidad con el método de prueba CFD como se describe en la presente invención en cualquier condición que se exponen en el método de prueba. El aparato puede diseñarse como se describe en la presente descripción. El aparato se diseña para separar partículas con base en las diferencias de características aerodinámicas y/o de Inercia de las partículas.

La Tabla 1 más abajo establece un rango de relaciones de número de partículas aceptadas a número de partículas filtradas a una densidad dada (22, 86 y 150 kg/m3), un tamaño dado (0.001 , 0.0045, and 0.008 m), y una proporción dada (0.01 , 0.4, 0.8 y 1.0).

Tabla 1 Las partículas que se desplazan a través del aparato de la presente invención pueden presentar una densidad de 150 kg/m3 o menor y/o 86 kg/m3 o menor y/o 22 kg/m3 o menor. Las partículas pueden presentar una proporción de 1 .0 o menor y/o 0.8 o menor y/o 0.4 o menor y/o 0.01 o menor. Las partículas pueden presentar un tamaño de 0.008 m o menor y/o 0.0045 m o menor y/o 0.001 o menor.

El aparato para separar partículas de la presente invención y/o componentes de este pueden fabricarse de cualquier material conocido en la industria. Los ejemplos no limitantes de materiales adecuados incluyen aluminio, acero, acero inoxidable, latón, bronce, policarbonato y mezclas de estos.

Método para separar partículas En un ejemplo de la presente invención, se describe un método para separar una pluralidad de partículas de conformidad con la presente invención; el método comprende las etapas: a. proporcionar un aparato para separar partículas de conformidad con la presente invención, y b. suministrar una pluralidad de partículas al aparato de tal manera que las partículas se separen en dos o más grupos de partículas a medida que las partículas se desplazan a través del aparato durante el funcionamiento del aparato.

El aparato puede separar las partículas por las diferencias de características aerodinámicas y/o de inercia entre las partículas.

En un ejemplo, el aparato para separar partículas comprende una cubierta a través de la cual una pluralidad de partículas pueden desplazarse y un componente separador que puede separar las partículas en dos o más grupos durante la operación.

En un ejemplo, la pluralidad de partículas se suministra al aparato mediante un discretizador de partícula sólida, tal como un molino de martillo.

Las partículas pueden presentar una densidad menor que 500 kg/m3 y/o menor que 300 kg/m3 y/o 150 kg/m3 o menor y/o 86 kg/m3 o menor y/o 22 kg/m3 o menor.

Las partículas pueden presentar un tamaño de 0.0254 m o menor y/o 0.008 m o menor y/o 0.0045 m o menor y/o 0.001 m o menor.

Las partículas pueden presentar una proporción (diámetro/longitud) de 1 .0 o menor y/o 0.8 o menor y/o 0.4 o menor y/o 0.01 o menor.

Método para fabricar un artículo de fabricación En un ejemplo de la presente invención, un método para fabricar un artículo de fabricación; el método comprende las etapas de: a. proporcionar un aparato para separar partículas de conformidad con la presente invención; b. suministrar una pluralidad de partículas al aparato de tal manera que las partículas se separen en dos o más grupos de partículas a medida que las partículas se desplazan a través del aparato durante el funcionamiento del aparato; y c. mezclar por lo menos uno de los dos o más grupos de partículas con uno o más elementos fibrosos para formar un artículo de fabricación; y d. opcionalmente, formar el artículo de fabricación en una banda, tal como una banda con patrón.

En un ejemplo, la etapa de mezclado comprende recolectar las partículas y los elementos fibrosos en un dispositivo de recolección, tal como una banda, por ejemplo, una banda con patrón.

En un ejemplo, las partículas comprenden fibras de pulpa. En otro ejemplo, el elemento fibroso comprende filamentos, tales como filamentos de polipropileno.

El artículo de fabricación puede ser una estructura fibrosa.

En otro ejemplo de la presente invención, un método para elaborar una estructura fibrosa de la presente invención; el método comprende las etapas de: a. proporcionar un aparato para separar partículas de conformidad con la presente invención; b. suministrar una pluralidad de partículas al aparato de tal manera que las partículas se separan en dos o más grupos de partículas a medida que las partículas se desplazan a través del aparato durante el funcionamiento del aparato; c. combinar las partículas que salen del aparato con una pluralidad de filamentos, tal como filamentos formados mediante fusión-soplado; y d. recolectar la combinación de partículas y filamentos en un dispositivo de recolección para formar una estructura fibrosa.

En un ejemplo, la etapa de combinar las partículas con los filamentos ocurre en el tiempo antes de que las partículas se recolecten por el dispositivo de recolección.

Las partículas pueden comprender fibras de pulpa y los filamentos pueden comprender filamentos de polipropileno mediante fusión-soplado.

Ejemplo no limitante del método para elaborar una estructura fibrosa Se representa un ejemplo no limitante de un método o proceso para fabricar una estructura fibrosa de conformidad con la presente invención en la Figura 10. El proceso que se muestra en la Figura 10 comprende la etapa de mezclar una pluralidad de partículas 12a, 12b, tal como fibras, con una pluralidad de filamentos 30. En un ejemplo, las partículas 12a, 12b, son fibras de pulpa de madera, tal como fibras SSK y/o fibras de eucalipto, y los filamentos 30 son filamentos de polipropileno. Las partículas 12a, 12b, pueden combinarse con los filamentos 30, tal como al ser suministrado a una corriente de filamentos 30 desde un molino de martillo 32 mediante un aparato para separar partículas 10a de conformidad con la presente invención para formar una mezcla de filamentos 30 y partículas 2a, 12b, (preferentemente, partículas 12a). Los filamentos 30 pueden crearse mediante fusión-soplado a partir de una matriz de fusión-soplado 34. La mezcla de partículas 12a, 12b, y filamentos 30 se recolectan en un dispositivo de recolección, tal como una banda 36 para formar una estructura fibrosa 38. El dispositivo de recolección puede ser una cinta con patrón y/o moldeada que hace que la estructura fibrosa muestre un patrón de superficie, por ejemplo, un patrón de repetición, no aleatorio. La banda moldeada puede tener un patrón tridimensional que se transmite a la estructura fibrosa 38 durante el proceso.

En un ejemplo de la presente invención, las estructuras fibrosas se elaboran con una matriz que comprende al menos un agujero formador de filamentos, y/o 2 o más y/o 3 o más hileras de agujeros formadores de filamentos desde los que se hilan los filamentos. Al menos una fila de agujeros contiene 2 o más y/o 3 o más y/o 10 o más agujeros formadores de filamentos. Además de los agujeros formadores de filamentos, la matriz comprende agujeros liberadores de fluidos, como agujeros liberadores de gas, y en un ejemplo agujeros liberadores de aire, que atenúan los filamentos que se forman a partir de los agujeros formadores de filamentos. Se puede asociar a uno o más agujeros liberadores de fluidos con un agujero formador de filamentos, de manera que el fluido que sale del agujero liberador de fluido es paralelo o sustancialmente paralelo (en lugar de tener un ángulo como el del borde filoso de una matriz) a una superficie exterior de un filamento que sale del agujero formador de filamentos. En un ejemplo, el fluido que sale del agujero liberador de fluido se pone en contacto con la superficie exterior de un filamento que se formó a partir de un agujero formador de filamentos en un ángulo menor que 30° y/o menor que 20° y/o menor que 10° y/o menor que 5o y/o a aproximadamente 0o. Uno o más agujeros de liberación de fluidos pueden estar dispuestos en torno a un agujero de formación de filamentos. En un ejemplo, uno o más agujeros liberadores de fluidos se asocian con un solo agujero de formación de filamentos, de tal manera que el fluido que sale del o los agujeros liberadores de fluidos se pone en contacto con la superficie exterior de un filamento único que se forma a partir del agujero de formación del filamento único. En un ejemplo, el agujero liberador de fluido permite que un fluido, como un gas, por ejemplo, aire, entre en contacto con la superficie exterior de un filamento formado a partir de un agujero de formación de filamentos, en lugar de entrar en contacto con una superficie interior de un filamento, como lo que sucede cuando se forma un filamento hueco.

Después de que la estructura fibrosa 38 se ha formado en el dispositivo de recolección, la estructura fibrosa 38 se puede someter a operaciones posteriores al procesamiento, tales como grabado, unión térmica, operaciones de generación de bloque, operaciones que imparten humedad, y operaciones de tratamiento de superficie para formar una estructura fibrosa terminada. Un ejemplo de una operación de tratamiento de superficie a la que se puede someter a la estructura es la aplicación en superficie de un aglutinante elastomérico, como acetato de etilenvinilo (EVA), látex y otros aglutinantes elastoméricos. Dicho aglutinante elastomérico puede ayudar en la reducción de la pelusa creada a partir de la estructura fibrosa al ser usada por los consumidores. El aglutinante elastomérico se puede aplicar a una o más superficies de la estructura fibrosa en un patrón, especialmente en un patrón no aleatorio repetitivo, o de manera que cubra o cubra sustancialmente toda la superficie de la estructura fibrosa.

En un ejemplo, la estructura fibrosa 38 y/o la estructura fibrosa terminada se puede combinar con una o más estructuras fibrosas. Por ejemplo, otra estructura fibrosa, tal como la estructura fibrosa que contiene filamento, tal como la estructura fibrosa de filamento de polipropileno, se puede asociar con una superficie de la estructura fibrosa 38 y/o con la estructura fibrosa terminada. La estructura fibrosa de filamento de polipropileno se puede formar mediante el proceso de fusión-soplado de formación de filamentos de polipropileno (filamentos que comprenden un segundo polímero que puede ser el mismo o diferente del polímero de los filamentos en la estructura fibrosa 38) en una superficie de la estructura fibrosa 38 y/o en la estructura fibrosa terminada. En otro ejemplo, la estructura fibrosa de filamento de polipropileno se puede formar mediante el proceso de fusión-soplado de formación de filamentos que comprenden un segundo polímero que puede ser el mismo u otro que el polímero de los filamentos de la estructura fibrosa 38, en un dispositivo de recolección para formar la estructura fibrosa de filamento de polipropileno. La estructura fibrosa de filamento de polipropileno se puede combinar con la estructura fibrosa 38 o con la estructura fibrosa terminada para elaborar una estructura fibrosa de dos hojas o tres hojas si la estructura fibrosa 38 o la estructura fibrosa terminada se coloca entre dos hojas de la estructura fibrosa de filamento de polipropileno. La estructura fibrosa de filamento de polipropileno se puede unir térmicamente a la estructura fibrosa 38 o a la estructura fibrosa terminada mediante una operación de unión térmica.

El proceso para elaborar la estructura fibrosa 38 se puede acoplar en forma cerrada (en donde la estructura fibrosa se enrosca de forma retorcida en un rollo antes de proceder a una operación de conversión) o acoplarse directamente (en donde la estructura fibrosa no se enrosca de forma retorcida en un rollo antes de proceder a una operación de conversión) con una operación de conversión para grabar, estampar, deformar, hacer un tratamiento de superficie u otra operación posterior a la formación conocida para aquellos con experiencia en la industria. Para los propósitos de la presente invención, el acoplamiento directo significa que la estructura fibrosa 38 puede proceder directamente a una operación de conversión en lugar de, por ejemplo, enroscarse de forma retorcida en un rollo y luego desenroscarse para proceder a una operación de conversión.

Métodos de prueba A. Método de prueba de dinámica de fluidos computacional (CFD, por sus siglas en inglés) La dinámica de fluidos computacional (CFD) se usa para evaluar el destino de las partículas en un aparato para separar partículas. El programa informático Fluent 12.1 .4 comercialmente disponible de ANSYS, Inc. de Ann Arbor, MI se usa para modelamiento de CFD. Las entradas de modelo de la Tabla 2 se usan en el programa informático Fluent 12.1.4: Modelo Configuración Espacio 3D Tiempo Constante Viscoso Modelo de tensión Reynolds Tratamiento de pared Funciones de pared estándares Opción de efectos de reflejo de pared RSM Habilitado Opción B.C. de pared RSM (encontrar k) Habilitado Opción presión-tensión cuadrática Deshabilitado Transferencia de calor Habilitado Solidificación y fusión Deshabilitado Radiación Ninguna Transporte de especies Deshabilitado Fase dispersada acoplada Deshabilitado Contaminantes Deshabilitado Hollín Deshabilitado Tabla 2 Las propiedades de material usadas por el modelamiento Fluent 12.1 .4 CFD son gas ideal incomprensible para el fluido de aire de motivo y las proporciones, la densidad y el diámetro de partícula se varían de conformidad con la Tabla 3.

Característica de partícula Valores Proporción (diámetro/longitud) 0.01 , 0.4, 0.8, 1.0 Densidad (kg/m3) 22, 86, 150 Tamaño (m) 0.001 , 0.0045, 0.008 Tabla 3 Se expone información adicional para las características de aire para el modelamiento Fluent 12.1 .4 CFD en la Tabla 4.

Propiedad Unidades: Método Valor(es) Densidad kg/rrf gas ideal incompresible Variable Cp (calor específico) j/kg-k constante 1006.43 Conductividad térmica w/m-k Constante 0.0242 Viscosidad kg/m-s constante 1.7894001 x 10' Peso molecular kg/kgmol constante 28.966 Expansión térmica Coeficiente l/k constante 0 Velocidad del sonido m/s Ninguno Variable Tabla 4 Se asume que la mayoría de espacio de pared, que forma los límites de volumen vacío de un aparato para separar partículas que se evalúan mediante el modelamiento Fluent 12.1 .4 CFD que no tiene flujo en movimiento en o fuera de él, es de composición de aluminio. Las partículas usadas en el modelamiento Fluent 12.1 .4 CFD se evalúan para tener un coeficiente de restitución normal de 0.3, un coeficiente de restitución tangente de 0.3, y una condición de límite de reflejo para las partículas. Las superficies de pared cercanas al componente separador del aparato para separar partículas tienen las mismas características que las paredes excepto que estas superficies tienen una condición de límite de "filtro", de tal manera que si una partícula golpea estas superficies de pared dejará de estar en movimiento a través del dominio.

La condición de límite de entrada puede ser de flujo de masa específico o velocidad específica siempre y cuando sean representativas de los flujos esperados para moverse a través del aparato para separar las partículas que se evalúan. La inyección de partícula ocurre en la condición de límite de entrada como una inyección de superficie. Las características de partícula para las inyecciones se muestran en la Tabla 3 más arriba. Las proporciones de las partículas se definen en el modelo distinto. Las condiciones de límite de salida se especifican en la salida de presión.

Las ecuaciones de energía, tensión Reynolds, flujo y turbulencia se resuelven a un residuo de 1 x 10"3 o menor si existe el flujo de estado constante, de cualquier otra forma un análisis de estado no constante deberá realizarse con incrementos de tiempo lo suficientemente pequeños para alcanzar los residuos de más arriba. Se usa el sistema simple de acoplamiento presión-velocidad.

Para evaluar un aparato para separar partículas de conformidad con el método de prueba CFD, se usa el programa informático Gambit, comercialmente disponible de ANSYS, Inc. de Ann Arbor, MI u otro programa de geometría adecuado para ingresar el interior, volumen vacío (espacio vacío a través del cual las partículas fluyen durante la operación) del aparato para separar partículas. Las superficies de pared del aparato para separar partículas cuyo único objetivo es contener el flujo se tratan por las partículas como una condición de límite reflejo, mientras que aquellas que tienen el propósito de macerar y/o de cualquier otra forma impartir energía mecánica para el propósito de reducción adicional de tamaño de partícula, o para el propósito de tamizar o seleccionar las partículas, tendrán una condición de límite de filtro para las partículas. Si el aparato tiene una o más salidas adicionales, para tratamiento adicional de las partículas separadas, entonces la salida adicional tiene una condición de límite de filtro para las partículas. Después, se introducen inyecciones de partículas en el volumen vacío en la condición de límite de entrada como una inyección de superficie y pueden pasar a través del volumen vacío. Al final de la secuencia de inyección de partículas se crea un reporte de resumen que describe el número de partículas que se filtran en el volumen vacío ("número de partículas filtradas") y el número de partículas que escapan del volumen vacío ("número de partículas aceptadas").

Las dimensiones y los valores descritos en la presente descripción no deben interpretarse como estrictamente limitados a los valores numéricos exactos mencionados. En lugar de ello, a menos que se especifique de cualquier otra forma, cada una de esas dimensiones significará tanto el valor mencionado como también un intervalo funcionalmente equivalente que comprenda ese valor. Por ejemplo, una dimensión descrita como "40 mm" se refiere a "aproximadamente 40 mm".

Todos los documentos citados en la presente descripción, incluso toda referencia cruzada o solicitud o patente relacionada, se incorporan en su totalidad en la presente descripción como referencia, a menos que se excluyan o limiten expresamente de cualquier otra forma. La cita de cualquier documento no significa que constituye una técnica anterior con respecto a cualquier invención descrita o reivindicada en la presente descripción, o que en forma independiente o en combinación con cualquier otra referencia o referencias, instruye, sugiere o describe tal invención. Además, en la medida que cualquier significado o definición de un término en este documento contradiga cualquier significado o definición del término en un documento incorporado como referencia, deberá regir el significado o definición asignados al término en este documento.

Aunque se han ¡lustrado y descrito modalidades particulares de la presente invención, será evidente para los entendidos en la materia que se pueden hacer diversos cambios y modificaciones sin alejarse del espíritu y alcance de la invención. Por lo tanto, se ha pretendido abarcar en las reivindicaciones anexas todos los cambios y las modificaciones que están dentro del alcance de esta invención.

Claims

REIVINDICACIONES

1 . Un aparato para separar partículas; caracterizado el aparato porque comprende una cubierta a través de la cual puede desplazarse una pluralidad de partículas, y un componente separador que separa la pluralidad de partículas en dos o más grupos de partículas a medida que la pluralidad de partículas se desplaza a través del aparato durante el funcionamiento del aparato.

2. El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el componente separador comprende una rueda de paletas.

3. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque el componente separador comprende una abertura en la cubierta a través de la cual pasa el grupo separado de partículas.

4. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque el componente separador comprende un macerador que reduce el tamaño del grupo separado de partículas durante la operación.

5. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque la cubierta comprende una entrada de partículas corriente arriba del componente separador y una salida de partículas corriente abajo del componente separador, en donde la pluralidad de partículas ingresa a la cubierta a través de la entrada de partículas y sale de la cubierta a través de la salida de partículas.

6. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque la cubierta define un volumen vacío interior que comprende un ángulo a formado por las superficies imaginarias que se intersecan normales a la entrada de partículas y la salida de partículas mayor que 20° y menor que 160°, preferentemente, en donde el ángulo a es mayor que 45° y menor que 1 10°.

7. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque las partículas se seleccionan del grupo que consiste en: fibras, sustancias granulares, polvos y mezclas de estos.

8. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque las partículas comprenden fibras, preferentemente, en donde las fibras comprenden fibras de pulpa.

9. Un método para separar una pluralidad de partículas; caracterizado el método porque comprende las etapas de: a. proporcionar un aparato para separar partículas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8; y b. suministrar una pluralidad de partículas al aparato de tal manera que las partículas se separen en dos o más grupos de partículas a medida que las partículas se desplazan a través del aparato durante el funcionamiento del aparato.

10. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque el aparato comprende un componente separador, preferentemente, en donde el componente separador comprende una rueda de paletas.

11. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque las partículas sólidas comprenden fibras de pulpa.

12. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque las partículas sólidas se suministran al aparato mediante un discretizador de partícula sólida, preferentemente, en donde el discretizador de partícula sólida comprende un molino de martillo.

13. Un método para elaborar una estructura fibrosa; caracterizado el método porque comprende las etapas de: a. proporcionar un aparato para separar partículas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8; b. suministrar una pluralidad de partículas al aparato de tal manera que las partículas se separan en dos o más grupos de partículas a medida que las partículas se desplazan a través del aparato durante el funcionamiento del aparato; y c. mezclar por lo menos uno de los dos o más grupos de partículas con uno o más elementos fibrosos para formar una estructura fibrosa; y d. opcionalmente, formar la estructura fibrosa en una banda.

14. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque el o más elementos fibrosos comprenden filamentos formados por fusión-soplado, preferentemente, en donde los filamentos formados mediante fusión-soplado comprenden filamentos de polipropileno.

15. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque las partículas comprenden fibras de pulpa.