MX2012009880A

MX2012009880A - Medio mixto de nanofibra comprimido.

Info

Publication number: MX2012009880A
Application number: MX2012009880A
Authority: MX
Inventors: Thomas B Green; Lei Li
Original assignee: Clarcor Inc
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2011-02-24
Publication date: 2012-09-12
Also published as: CN102858439B; WO2011106535A3; JP2013521106A; RU2012141037A; CN102946979A; AU2011220737B2; EP2539056A4; JP2013521105A; WO2011106537A2; RU2563273C2; BR112012021535A2; EP2539054A2; SG184784A1; CA2790581A1; CN102858439A; WO2011106537A3; KR20130009793A; ES2731684T3; US9731966B2; SG183299A1

Abstract

Un medio de coalescencia incluye un medio de filtro mixto, comprimido, que comprende capas de sustrato y capas de fibra fina hidrófila, para separar el agua libre emulsificada en los combustibles.

Description

MEDIO MIXTO DE NANOFIBRA COMPRIMIDO Campo de la invención La invención se refiere en general a un medio de filtro y, en particular, a un medio mixto comprimido que comprende un sustrato y fibras finas, y a un método para fabricarlo.

Antecedentes de la invención.

Los combustibles de hidrocarburo, tales como el combustible diesel, el combustible para turbinas y la gasolina pueden arrastrar pequeñas cantidades de agua. Se puede introducir el agua en los combustibles de hidrocarburo, por ejemplo, por fugas, por contaminación accidental o por condensación atmosférica. Los combustibles de hidrocarburo pueden disolver alrededor de 75 a 150 partes por millón (ppm) de agua a la temperatura ambiente. Se puede incrementar la solubilidad del agua alrededor de 1 ppm por 1 °F (0.555 °C) de elevación en la temperatura, y disminuir alrededor de 1 ppm por 1 °F (0.555 °C) de caída de temperatura. El agua en exceso o el agua no disuelta se puede acumular en las partes inferiores de un sistema de manejo de combustible, como resultado de los cambios de temperatura durante un periodo de tiempo.

El agua no disuelta puede ser dañina para los motores. Los inyectores de los motores diesel pueden ser dañados por la formación de vapor de agua, los motores de turbinas de propulsión a chorro pueden flamear y los motores de gasolina pueden sufrir de problemas de ignición. Se han desarrollado muchos dispositivos de separación de agua y filtros para eliminar el agua no disuelta o libre del combustible y prevenir esos problemas de motores. Los dispositivos mecánicos simples se basan en la separación por gravedad o por fuerza centrífuga y son suficientes si el agua libre está presente como una segunda fase discreta. Sin embargo, frecuentemente el agua libre se emulsifica por las bombas y las válvulas y puede permanecer como emulsión estable, especialmente en el combustible diesel o de propulsión. Están diseñados coalescedores/separadores de dos etapas para eliminar las emulsiones de agua. El coalescedor rompe la emulsión por humectación preferencial de materiales fibrosos, tales como la fibra de vidrio. Se acumula el agua en gotas grandes y se elimina mediante separación por gravedad, contra un material separador hidrófobo, tal como una tela de alambre revestida con PTFE o un papel impregnado con silicona. La presencia de agentes humectantes o de agentes tensioactivos puede interferir con la coalescencia de las emulsiones de agua, especialmente en los combustibles diesel o en el combustible de propulsión. Un coalescedor que incluye fibras finas de fluoropolímero hidrófobo para capturar y eliminar el agua de emulsiones de combustible, está descrito en Fluoropolymer Fine Fiber, publicación de la solicitud de patente estadounidense No. 2009/0032475, de Ferrer y coinventores.

También se conoce un medio de filtro que incluye fibras finas formadas usando un proceso de hilatura electrostática. Dicha técnica anterior incluye Filter Material Construction and Method, patente estadounidense No. 5,672,399; Cellulosic/Polyamide Composite, publicación de patente estadounidense No. 2007/0163217, Filtration Medias, Fine Fiber Under 100 Nanometers, and Methods, solicitud de patente estadounidense provisional No. 60/989,218, Integrated Nanofiber Filter Media, solicitud de patente provisional de los Estados Unidos No. 61/047,459, Filter Media Having Bi-Component Nanofiber Layer, solicitud de patente provisional de los Estados Unidos No. 61/047,455; las descripciones completas de las cuales quedan incorporadas aquí mediante la referencia a ellas. Como se muestra en estas referencias, las nanofibras se tienden comúnmente sobre un sustrato de medio de filtración preformado, acabado.

La invención provee medios de coalescencia mejorados y un método para formar los medios de coalescencia. Estas y otras ventajas de la invención, así como aspectos inventivos adicionales, serán aparentes de la descripción de la invención provista aquí.

Breve descripción de la invención Un medio de filtro mixto de nanofibra comprimido, de acuerdo con varias modalidades de la presente invención, incluye por lo menos un sustrato y fibras finas llevadas por él. De preferencia el medio de filtro comprimido incluye capas múltiples de sustrato; cada una de las cuales lleva fibras finas. El sustrato múltiple y las capas de fibra fina se comprimen juntos para formar el medio de filtro mixto comprimido. El medio de filtro comprimido, de acuerdo con varias modalidades de la presente invención, es particularmente bien adecuado para un medio de coalescencia para coalescer el agua en diversos combustibles de hidrocarburo. Sin embargo, el medio de filtro comprimido también puede ser usado en otras aplicaciones de filtración. Por ejemplo, el medio de filtro comprimido puede formar un elemento de filtro de agua muy eficiente.

De preferencia las capas de sustrato empleadas son materiales relativamente abiertos, con fibras gruesas para proveer soporte, al mismo tiempo que no sean excesivamente restrictivas para el flujo de fluido, especialmente cuando se apilan y/o se comprimen las capas. Esta estructura separa las nanofibras por unidad cuadrada de área, al mismo tiempo que no es excesivamente restrictiva. Adicionalmente se puede usar un sustrato relativamente delgado (y se usa compresión) de manera que las fibras finas en la totalidad del medio estén espaciadas a relativamente poca distancia y estén suficientemente cercanas para facilitar la coalescencia; y el espesor del medio, en su totalidad, es adecuado para aplicaciones de filtración por coalescencia y para su disposición en el elemento de filtro. Muchas modalidades emplean también fibras finas hidrófilas que atraen, en oposición a repeler, el agua. Mediante el uso de múltiples capas de fibras finas, a un cubrimiento suficiente, las moléculas de agua o las gotas finas crecen dentro de esta estructura y son llevadas efectivamente a coalescencia desde una corriente de fluido.

Las múltiples capas de sustrato y las fibras finas pueden ser comprimidas entre sí, y de preferencia o son, para formar un medio de filtro de coalescencia. Como tal, el medio de filtro de coalescencia es compactado y de gran solidez, e incluye un cubrimiento suficiente de fibra fina para proveer un área de superficie de fibra suficiente para coalescer el agua emulsificada de una corriente de combustible de hidrocarburo. Las fibras finas de preferencia son nanofibras electrohiladas, formadas de un material hidrófilo, tal como poliamida-6. Las fibras finas hidrófilas facilitan además la formación y el desarrollo de las gotas de agua.

En una modalidad y un aspecto inventivo de la presente invención, se provee un método para formar un medio de filtro por coalescencia. El método comprende los pasos de hilar electrostáticamente fibras finas que tengan un diámetro promedio de menos de 1 miera; aplicar las fibras finas a un sustrato que comprende fibras gruesas que tienen un diámetro promedio mayor que 1 miera, y compactar las fibras finas y las fibras gruesas entre sí. El método incluye además los pasos de generar suficiente cobertura de fibra fina y tenacidad a través del proceso de compactación, para coalescer las gotas de agua de una corriente de fluido y estructurar las fibras gruesas y las fibras finas a un medio de filtro de coalescencia, que es operable para eliminar el agua de una corriente de fluido.

En algunas modalidades, el sustrato comprende un enredamiento de fibras que se unen entre sí, donde las fibras finas son depositadas sobre el sustrato durante el paso de aplicación de las fibras finas. El sustrato puede ser una gasa formada de fibras de doble componente, que comprenden un componente de elevado punto de fusión y un componente de bajo punto de fusión; donde las fibras finas son depositadas sobre una superficie de la gasa y llevadas por la gasa.

El paso de compactación puede involucrar laminar las capas múltiples de la gasa que llevan las fibras finas y comprimir las capas múltiples de la gasa y las fibras finas, usando un juego de rodillos de calandria. Las capas múltiples de la gasa y las fibras finas pueden ser calentadas a la temperatura de fusión del componente de bajo punto de fusión, o cerca de esa temperatura; donde el componente de bajo punto de fusión funde o se ablanda para actuar como un agente de unión para unir entre sí las capas.

En algunas modalidades, se calientan las capas múltiples antes de ser comprimidas. Por ejemplo, se pueden calentar las capas múltiples en un horno y se pueden comprimir a continuación por medio de un juego de rodillos de calandria. En esas modalidades, se puede incrementar el espesor de las capas múltiples laminadas cuando se expanden las gasas y se esponjan durante el calentamiento. La compresión subsiguiente de las múltiples capas esponjadas reduce el espesor del esponjado; sin embargo, el espesor final de las múltiples capas comprimidas puede ser menor que, igual a, o mayor que el espesor original de las capas múltiples laminadas, antes del calentamiento. En otras modalidades, se calientan las capas múltiples y se comprimen simultáneamente. Por ejemplo, se pueden calentar las capas múltiples y se las puede comprimir usando un juego de rodillos de calandria calientes. En otras modalidades más, se pueden comprimir las capas múltiples primero y luego se calientan; donde el espesor de las múltiples capas comprimidas puede aumentar durante el calentamiento. Además, algunas modalidades pueden incluir más de un paso de calentamiento. Por ejemplo, se pueden calentar las capas múltiples antes de comprimir, y luego calentarlas adicionalmente durante la compresión por medio del juego de rodillos de calandria calientes.

En una modalidad se laminan 10 capas de la gasa, cada una de las cuales lleva fibras finas, y se comprimen entre sí. Cada capa de gasa lleva las fibras finas que tienen un cubrimiento de fibra fina relativamente pesado, de entre 0.075 g/m2 y 0.225 g/m2. Cuando se ensamblan a una configuración apilada, con cubrimiento traslapante de fibra fina, el cubrimiento total de fibra fina del medio de filtro de coalescencia puede estar entre alrededor de 0.75 g/m2 y 2.25 g/m2. Las capas de la gasa y las fibras finas se comprimen entre sí para formar un medio de filtro de coalescencia que tiene un espesor de entre alrededor de 3/16" y 1/2" (4.76 y 12.7 mm).

En algunas modalidades, se pliega la gasa que lleva las fibras finas en múltiples pliegues y se comprime para formar un medio de filtro de coalescencia. En esas modalidades, el medio de filtro de coalescencia puede incluir una superficie laminada de fibra fina a fibra fina y una superficie laminada de gasa a gasa.

En otra modalidad más, el sustrato es un velo de fibras gruesas que comprende un enredamiento flojo de las fibras gruesas; donde las fibras finas son aplicadas al enredamiento flojo de las fibras gruesas durante el paso de aplicar las fibras finas. El velo de fibras gruesas aplicado con las fibras finas se puede plegar a múltiples pliegues y se puede comprimir; donde las fibras finas y las fibras gruesas están integradas para formar un solo medio integrado de coalescencia.

Un método para formar un medio de filtro de coalescencia, de acuerdo con una modalidad diferente, incluye los pasos de hilar electrostáticamente un velo de fibras finas que tienen un diámetro promedio de menos de 1 miera; aplica las fibras finas a un sustrato formado de fibras gruesas que tienen un diámetro promedio de fibra de más de 1 miera, que están unidas entre sí; y lapear la combinación del sustrato de fibra fina aplicado, de manera que las fibras finas se traslapen. El método puede incluir además un paso de desenrollar un rollo de sustrato desde una estación de desenrollamiento y transferir el sustrato a una estación de electrohilatura; donde el sustrato es mantenido flotante mediante una tensión de línea. En esa modalidad, el sustrato puede ser una gasa que comprende fibras de doble componente. Las fibras de doble componente pueden incluir un núcleo de poliéster de elevado punto de fusión y una vaina de poliéster de bajo punto de fusión.

El paso de aplicar las fibras finas puede proveer un cubrimiento de fibra fina de entre alrededor de 0.03 g/m2 y 0.25 g/m2, de preferencia entre alrededor de 0.075 g/m2 y 0.2256 g/m2; donde las fibras finas son llevadas por la gasa. Adicionalmente, el paso de lapeado puede implicar plegar la gasa que lleva las fibras finas en 2 a 20 pliegues; donde el plegado provee una superficie laminada de fibra fina con fibra fina y una superficie laminada de gasa con gasa; donde se calientan y comprimen las capas plegadas para formar un medio de coalescencia. En ese proceso de calentamiento y compresión, se puede ajustar el espesor de las capas plegadas desde el espesor original (espesores de cada capa por el número de capas) en alrededor de 50 por ciento a 300 por ciento, de preferencia de alrededor de 70 por ciento a 200 por ciento; más preferible, de alrededor de 80 por ciento a 150 por ciento. (El espesor puede aumentar durante el calentamiento, después se puede reducir durante la compresión. En algunos casos, el incremento de espesor durante el calentamiento puede ser tan grande que el espesor final todavía puede ser mayor que el espesor original, aun después de la compresión). También se pueden usar dos o más gasas plegadas o no plegadas, en una combinación apilada, para obtener un cubrimiento pesado de fibra fina por área.

En una modalidad, el medio de coalescencia está formado para tener un cubrimiento total de fibra fina de entre alrededor de 0.09 g/m2 y 5.25 g/m2, de preferencia entre alrededor de 0.75 g/m2 y 2.25 g/m2. Adicionalmente, el paso de hilar electrostáticamente fibras finas de preferencia involucra hilar fibras finas desde una solución que incluye una poliamida-6.

En otra modalidad de la presente invención se provee un medio de filtro de coalescencia. El medio de filtro de coalescencia incluye por lo menos un sustrato que contiene fibras gruesas que tienen un diámetro promedio de fibra de más de 1 miera, y fibras finas llevadas por el sustrato. Las fibras finas son fibras hidrófilas que tienen un diámetro promedio de fibra de menos de 1 miera y proveen un área de superficie de fibra suficiente para coalescer el agua emulsificada de un combustible de hidrocarburo. El medio de filtro de coalescencia puede incluir además una capa de drenado dispuesta en una superficie corriente abajo del medio de filtro de coalescencia. Dicha capa de drenado puede facilitar el crecimiento del tamaño de la gota de agua. En una modalidad, se forma la capa de drenado de material celulósico sobre un material de fibra de vidrio.

Las fibras finas son de preferencia nanofibras electrohiladas, formadas de un polímero hidrófilo, tal como poliamida-6. En una modalidad, el medio de filtro de coalescencia incluye las fibras finan que tienen un cubrimiento total de fibra fina de entre alrededor de 0.09 g/m2 y 5.25 g/m2, de preferencia entre alrededor de 0.75 g/m2 y 2.25 g/m2.

Es preferible que el sustrato sea una gasa que comprende fibras de doble componente, que incluyen un componente de elevado punto de fusión y un componente de bajo punto de fusión. Por ejemplo, las fibras de componente doble pueden incluir un núcleo de poliéster de elevado punto de fusión y una vaina de poliéster de bajo punto de fusión. En esas modalidades, se calientan y comprimen entre sí las capas de sustrato y las fibras finas, para formar un medio de coalescencia; donde la vaina de poliéster de bajo punto de fusión se funde o ablanda para unir las fibras gruesas y las fibras finas.

El medio de filtro de coalescencia puede incluir múltiples capas de sustrato; donde cada una de las múltiples capas de sustrato lleva una capa de fibras finas que tienen un cubrimiento de fibra fina de entre alrededor de 0.075 g/m2 y 0.225 g/m2. En una modalidad, cada una de las capas de fibra fina está emparedada entre las capas de sustrato y/o una capa de medio. En otra modalidad, el medio de filtro de coalescencia puede incluir una superficie laminada de fibra fina a fibra fina y una superficie laminada de sustrato a sustrato.

En una modalidad, el medio de filtro de coalescencia incluye 10 capas de sustrato. Cada una de las capas de sustrato está formada de una gasa que comprende fibras de doble componente y lleva fibras finas. Las fibras finas en cada capa de sustrato están formadas de nanofibras de poliamida-6 electrohiladas. Las fibras finas llevadas por las 10 capas de sustrato proveen un cubrimiento total de fibra fina de entre alrededor de 0.75 g/m2 y 2.25 g/m2. El medio de filtro de coalescencia puede incluir adicionalmente una capa de drenado dispuesta sobre una superficie corriente abajo del medio de filtro de coalescencia formada de una esterilla de fibra de vidrio. En esas modalidades, el medio de filtro de coalescencia puede tener un espesor total de entre alrededor de 3/16" y 1/2" (0.047 y 12.7 mm).

En otra modalidad de la presente invención, se provee un medio de filtro de coalescencia, que incluye por lo menos un sustrato que contiene fibras gruesas que tienen un diámetro promedio de fibra de más de 1 miera y fibras finas llevadas por el sustrato. Las fibras finas tienen un diámetro promedio de fibra de menos de 1 miera, y por lo menos algunas de las fibras finas están embebidas al menos parcialmente dentro de las fibras gruesas, en un estado comprimido. En muchas de las modalidades, por lo menos algunas de las fibras finas pueden formar una matriz tridimensional de fibras finas que se extiende dentro del sustrato, en oposición a una capa plana. Además, por lo menos algunas de las fibras finas pueden estar generalmente emparedadas entre capas del sustrato.

En una modalidad, las fibras finas tienen un punto de fusión mayor que el punto de fusión de por lo menos un componente de las fibras gruesas; y las fibras finas están fijadas y orientadas permanentemente. Además, el al menos un sustrato y las fibras finas están calandriadas juntas para formar el estado comprimido.

Otros aspectos, objetivos y ventajas de la invención se harán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada, cuando se tome conjuntamente con los dibujos anexos.

Breve descripción de los dibujos Los dibujos anexos, incorporados en la memoria descriptiva y que forman parte de ella, ilustran varios aspectos de la presente invención y, junto con la descripción, sirven para explicar los principios de la invención. En los dibujos: La figura 1 es una vista esquemática en sección (por ejemplo, en relación con los espesores ilustrados que no están a escala) de un medio de filtro que incluye múltiples capas de gasa compactadas apretadamente, que llevan fibras finas de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La figura 2 es una vista esquemática en sección del medio de filtro de coalescencia de la figura 1, en estado precomprimido, que es comprimido a un estado comprimido.

La figura 3 es una ilustración esquemática de una fibra concéntrica de doble componente, del tipo de vaina/núcleo, de un sustrato de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La figura 4 es una ilustración esquemática de una fibra excéntrica de doble componente del tipo vaina/núcleo, de un sustrato de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La figura 5 es una ilustración esquemática de una fibra de doble componente, del tipo uno al lado del otro, de un sustrato de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La figura 6 es una ilustración esquemática de una fibra de doble componente, del tipo de rebanada de pastel, de un sustrato de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La figura 7 es una ilustración esquemática de una fibra de doble componente, del tipo de rebanada de pastel hueca, de un sustrato de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La figura 8 es una ilustración esquemática de una fibra de doble componente, del tipo de islas/mar, de un sustrato de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La figura 9 es una ilustración esquemática de una fibra de doble componente, del tipo trilobulado, de un sustrato de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La figura 10 es una ilustración esquemática de una fibra de doble componente, del tipo con boquilla, de un sustrato de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La figura 11 es una vista esquemática en sección de un medio de filtro de coalescencia que incluye múltiples capas de gasa comprimidas fuertemente, y fibras finas, y una capa porosa corriente abajo, de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La figura 12 es una ilustración esquemática de un sistema para formar un medio de filtro de coalescencia de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La figura 13 es una ilustración esquemática de un sistema para formar un medio de filtro de coalescencia, de acuerdo con una modalidad diferente de la presente invención.

La figura 14 es una ilustración esquemática de un sistema para formar un medio de filtro de coalescencia de acuerdo con otra modalidad más de la presente invención.

La figura 15(A) es una imagen de microscopio electrónico de exploración, que muestra las fibras de doble componente y las fibras finas de un medio mixto producido usando el sistema de la figura 12, tomada a un nivel de amplificación de 300 veces.

La figura 15(B) es una imagen de microscopio electrónico de exploración, que muestra las fibras de doble componente y las fibras finas de un medio mixto producido usando el sistema de la figura 12, tomada a un nivel de amplificación de 1000 veces.

La figura 15(C) es una imagen de microscopio electrónico de exploración, que muestra las fibras de doble componente y las fibras finas de un medio mixto producido usando el sistema de la figura 12, tomada a un nivel de amplificación de 2000 veces.

La figura 15(D) es una imagen de microscopio electrónico de exploración, que muestra las fibras de doble componente y las fibras finas de un medio mixto producido usando el sistema de la figura 12, tomada a un nivel de amplificación de 10,000 veces.

La figura 16 es una vista esquemática en sección (por ejemplo, con relación al espesor ilustrado, no está a escala) de un elemento de filtro de coalescencia, que incluye un medio mixto de nanofibra expandido y un medio de coalescencia mixto de nanofibra comprimido, de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

Si bien la invención se describirá con relación a ciertas modalidades preferidas, no se pretende que se limite a esas modalidades. Por el contrario, se tiene la intención de cubrir todas las alternativas, las modificaciones y los equivalentes que estén incluidos dentro del espíritu y el alcance de la invención, tal como se define mediante las reivindicaciones que vienen al final.

Descripción detallada de la invención Antes de entrar en detalles, se desarrollará algo de lexicografía para ayudar a comprender la presente invención. Cuando se usa aquí, el término "sustrato" quiere significar su naturaleza amplia y se pretende que incluye cualquier estructura sobre la que son llevadas o depositadas las fibras finas. "Sustrato" puede incluir los medios de filtro convencionales formados, tales como las gasas y otros similares, que pueden ser desenrollados de rollos de medios. Tales medios de filtro tienen un enredamiento de fibras que típicamente está unido o asegurado entre sí mecánicamente, químicamente, por adhesivo y/o de otra manera, y de esa manera, tiene una resistencia tal, que no puede ser desgarrado fácilmente con las manos (por ejemplo, una lámina de 1 pie cuadrado (0.092 m2) resiste típicamente hasta la aplicación de una tensión de 5 libras (2.26 kg) de fuerza y tiene propiedades de filtración. "Sustrato" puede incluir también los enredamientos de fibra más flojos, que pueden no estar unidos o asegurados entre sí (por ejemplo, una lámina de 1 pie cuadrado (0.092 m2) puede partirse por aplicación de una tensión de 5 libras (2.26 kg) de fuerza). Una "gasa", cuando se usa aquí, se refiere a un enredamiento de fibra tejida o no tejida, donde las fibras están unidas y comprimidas a un medio de forma plana.

La figura 1 es una vista esquemática en sección, de un medio de filtro 100 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Es esquemática en el sentido de que, en la realidad, la capa de fibras finas no tiene virtualmente espesor; pero para la ilustración y la comprensión, está ilustrado un espesor en la figura 1 y en otras ilustraciones esquemáticas. El medio de filtro 100 está configurado para coalescer agua en combustibles de hidrocarburo, tales como combustible diesel, combustible de retropropulsión y gasolina. El medio de filtro 100 también puede capturar sólidos de una corriente de combustible de hidrocarburo. También se denomina el medio de filtro 100 un medio coalescedor, un medio de coalescencia, un medio de filtro de coalescencia u otros términos similares en la presente solicitud. En modalidades preferidas, el medio de filtro 100 incluye por lo menos dos fibras diferentes, por ejemplo, nanofibras electrohiladas y un sustrato de fibras más gruesas, que lleva las nanofibras. Como tal, el medio de filtro 100 también se denomina un medio de filtro mixto, un medio mixto u otro término similar, en esta solicitud. Aunque el medio de filtro 100 es particularmente bien adecuado para aplicaciones de coalescencia, se puede usar el medio de filtro 100 en otras aplicaciones de filtro.

En la modalidad mostrada en la figura 1, el medio de filtro 100 comprende 10 capas de sustrato 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, cada una de las cuales lleva fibras finas 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136, 138, 140, 142, y un medio 122 encima de las fibras finas 142 y un medio 122 encima de las fibras finas 142. El sustrato 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120 y el medio 122, están formados de fibras que tienen un diámetro promedio de fibra típicamente mayor que el de las fibras finas. Las capas de sustrato 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, las fibras finas 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136, 138, 140, 142 y el medio 122, están laminados y comprimidos apretadamente entre sí para que coalesca el agua emulsificada en un combustible de hidrocarburo, tal como un combustible diesel. Además, las fibras finas 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136, 138, 140, 142 están formadas de un material hidrófilo, por ejemplo, nylon-6, para atraer el agua e incrementar la formación y el crecimiento de gotas de agua, lo que facilita la separación del agua de una corriente de combustible de hidrocarburo. Si bien se muestra esta modalidad con la capa de medio 122, esta capa de medio es opcional y, por tanto, el medio de filtro 100 de acuerdo con otras modalidades puede no incluir esa capa de medio 122.

Se puede formar el medio de filtro de la figura 1 usando el proceso mostrado en la figura 2. La figura 2 ¡lustra el medio de filtro 100 en estado precomprimido 144 y en un estado comprimido 146. Como se muestra, el medio de filtro en estado precomprimido 144 tiene un espesor inicial t' (también denominado aquí espesor original). El medio de filtro 100, en estado precomprimido 144 es comprimido al estado comprimido 146 utilizando un juego de rodillos de calandria 148 (o juegos progresivos de rodillos) 150, donde el espesor inicial t' se reduce a un espesor final t.

En algunas modalidades, el medio de filtro 100, en estado precomprimido 144, es calentado antes de la compresión. En ciertas modalidades preferidas, las fibras del sustrato se relajan y reorientan para incrementar la distancia promedio entre las fibras durante el calentamiento (tal como una gasa que se ha comprimido por lo menos parcialmente durante el proceso de producción de la gasa). De esa manera, las capas de sustrato se expanden y esponjan donde el espesor de cada una de las capas de sustrato aumenta. Además, conforme las fibras próximas a la superficie del sustrato se relajan y reorientan, las fibras finas que son llevadas por esas fibras se mueven y reorientan con las fibras. De esa manera se extienden las fibras finas, son empujadas y tiradas con las fibras mayores. En esas modalidades, el espesor inicial t' del estado precomprimido 144 puede aumentar por lo menos 1.5 veces, 2 veces, tres veces o incluso más, mediante calentamiento. En esas modalidades, el espesor final t del medio de filtro 100, después de la compresión subsiguiente del medio de filtro esponjado 100 puede ser menor que, o igual a, o mayor que, el espesor inicial t', dependiendo de la cantidad de expansión durante el calentamiento y de la cantidad de reducción durante la compresión. En otras modalidades, el medio de filtro 100 en estado precomprimido 144 puede ser calentado y comprimido simultáneamente por medio de un juego de rodillos de calandria calientes. En esas modalidades, puede no haber ninguna expansión o un incremento muy ligero en el espesor inicial t' antes de la reducción de espesor al espesor final t. En otras modalidades diferentes, el medio de filtro comprimido 100, que tiene el espesor final t puede ser calentado posterior a la compresión, donde se puede incrementar el espesor t. En algunas modalidades, se puede calentar el medio de filtro 100 más de una vez. Por ejemplo, se puede comprimir el medio de filtro 100 antes de la compresión y luego se calienta de nuevo durante la compresión.

En una modalidad, el espesor final t puede estar entre alrededor del 50 por ciento y el 300 por ciento del espesor inicial t', de preferencia, entre alrededor de 70 por ciento y 200 por ciento del espesor inicial t'; y más preferible, entre el 80 por ciento y el 150 por ciento del espesor inicial t'. Cuando el medio de filtro 100 en estado precomprimido 144 es presionado al estado comprimido final 146, las fibras finas 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136, 138, 140, 142 quedan más integradas con las fibras gruesas de las capas de sustrato adyacentes 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, y forman la matriz tridimensional de fibras finas dentro del medio de filtro 100. El medio de filtro 100, en estado comprimido 146, tiene características suficientes para un medio de coalescencia. Si bien el medio de filtro 100 en esta modalidad incluye 10 capas de sustrato que llevan fibras finas, otras modalidades pueden incluir más o menos capas de sustrato que llevan fibras finas.

Las capas de sustrato 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120 pueden ser formadas de cualquier material poroso adecuado. Cada una de las capas de sustrato puede ser formada de un mismo tipo de material poroso o de tipos diferentes de material poroso. En una modalidad, cada una de las capas del sustrato 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, comprende un medio de filtro formado. El medio de filtro formado comprende fibras que están unidas entre sí. Por ejemplo, las fibras del medio de filtro formado pueden estar unidas entre sí mediante unión con solvente, unión térmica y/o unión por presión. El medio de filtro formado puede llevar fibras finas y proveer un soporte estructural. El medio de filtro formado típicamente puede ser usado independientemente como un medio de filtro, tal como un medio de filtro de aire, sin que se deslamine o sea soportado por otro medio u otra estructura. También se denomina el medio de filtro formado un medio de filtro sustrato, un sustrato de medio de filtro, un sustrato, un medio de filtro u otros términos parecidos, en la presente solicitud.

Alternativamente, el sustrato puede comprender uno o más velos de fibras que están enredadas flojamente entre sí en un estado pegajoso, altamente abultado o abullonado, y pueden no estar unidas entre sí como en el caso de un medio de filtro formado. De esa manera, el velo de fibras gruesas puede ser llevado aparte fácilmente con poco esfuerzo manual, y tiene poca integridad estructural, de manera que no se considera un medio de filtro formado, en el sentido convencional. Las fibras del velo de fibras tienen típicamente un diámetro promedio de fibra mayor que el diámetro promedio de fibra de las fibras finas. De esa manera, también se denomina el velo de fibras como un velo de fibras gruesas u otros términos similares, en esta solicitud. Un medio de filtro mixto, que incluye fibras finas, integrado con dicho velo de fibras gruesas, está descrito en "Medio de filtro con nanofibras integradas", publicación de la solicitud de patente estadounidense No. 2009/0266759, la cual fue cedida a la cesionaria de la presente solicitud, y cuya descripción completa queda incorporada aquí mediante esta referencia a ella.

De preferencia, el sustrato 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120 es un medio de filtro de componentes múltiples. Cuando se usa aquí, el término "medio de filtro de componentes múltiples", "medio de componentes múltiples", "medio de fibra de componentes múltiples" y otros términos similares, pueden ser usados intercambiablemente para referirse a los medios de filtro que incluyen por lo menos dos materiales diferentes. Por ejemplo, un medio de filtro de componentes múltiples puede comprender fibras formadas de un primer material y fibras formadas de un segundo material; donde el primer material y el segundo material son materiales diferentes.

Alternativamente, un medio de filtro de componentes múltiples puede estar formado de fibras que incluyen por lo menos dos diferentes materiales, tales como fibras que incluyen un núcleo formado de un primer material y una vaina formada de un segundo material, como se describe con detalle más adelante. Un medio de filtro de componentes múltiples, que incluye dos materiales diferentes, se denomina aquí "medio de filtro de doble componente, "medio de doble componente" y otros términos similares.

En una modalidad preferida, cada una de las capas de sustrato 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120 comprende una gasa formada de fibras de doble componente, que incluyen dos materiales diferentes que tienen diferentes puntos de fusión. Un medio de filtro mixto, que comprende fibras finas y un sustrato formado de dichas fibras de componentes múltiples, está descrito en "Medio de filtro de componentes múltiples con conexión de nanofibras", solicitud de patente del TCP No. PCT/US09/50392, la cual está cedida a la cesionaria de la presente solicitud; y cuya descripción completa queda incorporada aquí mediante la referencia a ella.

En esta modalidad, un componente de las fibras de doble componente de la gasa tiene un punto de fusión menor que el otro componente. El componente de bajo punto de fusión puede ser cualquier polímero adecuado, tal como polipropileno, polietileno o poliéster. El otro componente puede ser un polímero que tenga un punto de fusión más alto que el componente de bajo punto de fusión, u otros materiales de fibra adecuados, tales como vidrio y/o celulosa. Las fibras de doble componente están unidas entre sí y/o comprimidas entre sí para formar una gasa o un medio de filtro de sustrato que tiene un cierto espesor.

Las fibras de doble componente de la gasa usada como sustrato 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, pueden incluir un componente de polímero de elevado punto de fusión y un componente de polímero de bajo punto de fusión. Por ejemplo, el componente doble puede comprender un poliéster de elevado punto de fusión y un poliéster de bajo punto de fusión, en el que uno tiene una temperatura de fusión más alta que el otro. La figura 3 ilustra esquemáticamente una fibra 22 de doble componente, de acuerdo con una modalidad. Como se muestra, el componente doble 22 es un tipo concéntrico de vaina/núcleo, en el que un núcleo 24 está formado de un componente polimérico de elevado punto de fusión, y una vaina 26 está formada de un componente polimérico de bajo punto de fusión.

El componente polimérico de elevado punto de fusión está formado de un polímero que tiene una temperatura de fusión mayor que el componente polimérico de bajo punto de fusión. Los polímeros de elevado punto de fusión, adecuados, incluyen, pero sin limitación a ellos, poliéster y poliamida. Los polímeros de bajo punto de fusión, adecuados, incluyen: polipropileno, polietíleno, copoliéster, o cualesquiera otros polímeros adecuados que tengan una temperatura de fusión menor que el polímero de elevado punto de fusión seleccionado. Por ejemplo, se pueden formar las fibras de componentes dobles de un núcleo de poliéster y una vaina de polipropileno. En esta modalidad, las fibras de doble componente están formadas de dos tipos diferentes de poliésteres: uno, que tiene un punto de fusión más alto que el otro.

Se pueden usar otros tipos de fibras de componente doble para formar el sustrato 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120 en otras modalidades. Algunos ejemplos de diferentes tipos de fibras de doble componente están ilustrados esquemáticamente en las figuras 4 a 10. Una fibra 28 de doble componente, excéntrica, del tipo de vaina/núcleo, que comprende un núcleo 30 y una vaina 32, está mostrada en la figura 4. Esta fibra es similar a la fibra 22 concéntrica de vaina y núcleo, pero con el núcleo 30 desviado del centro. Las diferentes tasas de encogimiento de los dos componentes poliméricos pueden hacer que la fibra se rice a una hélice cuando se calienta. Esto permite que una fibra, por lo demás plana, desarrolle rizo y volumen, y puede dar por resultado una reorientación diferente de fibra, una expansión y/o una ondulación de la superficie, bajo calentamiento.

La figura 5 ilustra esquemáticamente una fibra 34 de doble componente, del tipo de uno al lado del otro, que incluye un primer componente polimérico 36 y un segundo componente polimérico 38. Dependiendo de la aplicación, el primer componente polimérico puede ser un polímero de mayor o de menor punto de fusión que el segundo componente polimérico. Esta es una extensión adicional de la fibra excéntrica de vaina/núcleo, en la que ambos polímeros ocupan una parte de la superficie de la fibra. Con la selección apropiada del polímero, esta fibra puede desarrollar mayores niveles de rizado latente que la fibra 28 excéntrica de vaina/núcleo.

Una fibra 40 de doble componente, del tipo de rebanada de pastel, está ilustrada esquemáticamente en la figura 6. La fibra 40 de rebanada de pastel comprende una pluralidad de cuñas adyacentes, formadas de un primer componente polimérico 42 y un segundo componente polimérico 44. Cada uno del primer componente polimérico 42 tiene un segundo componente polimérico 44 a cada lado. El primer componente polimérico 42 puede ser un polímero de mayor o menor punto de fusión que el segundo componente polimérico 44. Estos filtros están diseñados para ser separados a las cuñas componentes mediante agitación mecánica (típicamente por hidro-enredamiento), lo que produce microfibras de 0.1 a 0.2 denier en el medio de filtro.

La figura 7 es una ilustración esquemática de una fibra hueca 46 de doble componente, del tipo de rebanada de pastel, que comprende primeras cuñas de polímero 48 y segundas cuñas de polímero 50. De nuevo, dependiendo de la aplicación, las primeras cuñas de polímero 48 pueden estar formadas de un polímero de mayor o menor punto de fusión que las segundas cuñas de polímero 50. La fibra hueca de rebanada de pastel 46 es similar a la fibra 40 de rebanada de pastel, pero con un núcleo de centro hueco 52, que previene que las puntas internas de las cuñas se unan, haciendo así más fácil la separación.

La figura 8 es una ilustración esquemática de una fibra 54 de doble componente, del tipo de isla/mar. Esta fibra también se conoce como de configuración de "pizza de pimientos", donde un primer componente polimérico 56 es el pimiento y un segundo polímero 58 es el queso. En algunas modalidades, el primer componente polimérico 56 está formado de un polímero de mayor punto de fusión que el segundo componente polimérico 58; o el segundo componente polimérico 58 está formado de un polímero soluble. En estas modalidades, esa fibra permite la colocación de muchas hebras finas de polímero de elevado punto de fusión 56 dentro de una matriz de polímero de bajo punto de fusión o soluble 58, que se funde o se disuelve posteriormente. Esto permite la producción de un medio hecho de microfibras finas, debido a que son más fáciles de procesar las fibras en la forma de "pizza" que en la forma de "pimientos" individuales. Se pueden hacer fibras cortas de 37 pimientos en cada pizza, lo que produce fibras de alrededor de 0.04 denier (alrededor de 2 mieras de diámetro) o más finas aún.

Las fibras de doble componente pueden estar formadas a diferentes configuraciones. Por ejemplo, algunas fibras de doble componente pueden no tener una forma cilindrica, con sección transversal circular, como las fibras de doble componente descritas arriba. Las figuras 9 y 10 ilustran algunos ejemplos de fibras de doble componente con formas irregulares. Si bien estas fibras no tienen sección transversal circular, cada una tiene un diámetro, en el contexto de la presente invención. El diámetro de las fibras que tienen una sección transversal no circular, se mide desde el perímetro exterior de la fibra. La figura 9 es una ilustración esquemática de fibras 60, 62 de doble componente, del tipo trilobulado. Cada una de las fibras trilobuladas 60, 62 comprende un primer componente polimérico 64, 66 y un segundo componente polimérico 68, 70. Cada una de las fibras trilobuladas 60, 62 es medida por su diámetro 72, 74. En algunas modalidades, el primer componente polimérico 64, 66 está formado de un polímero de mayor punto de fusión o de menor punto de fusión que el segundo componente polimérico 68, 70.

La figura 10 es una ilustración esquemática de una fibra de doble componente, del tipo con boquilla 78, 80. La figura 78 es una fibra de doble componente trilobulado, con boquilla, que tiene un centro 82 de un primer polímero y boquillas o puntas 84 de un segundo polímero. La fibra 80 es una fibra de doble componente cruzado, con boquilla, que tiene un centro 86 de un primer polímero y boquillas o puntas de un segundo polímero. De preferencia, el centro 82, 86 de primer polímero está formado de un polímero de mayor punto de fusión que las boquillas 84, 88 de segundo polímero.

. Las fibras del sustrato 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120 están formadas para que tengan un diámetro promedio de fibra mayor que el de las fibras finas 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136, 138, 140, 142. Por ejemplo, las fibras del sustrato 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120 pueden tener un diámetro promedio de fibra de más de alrededor de una miera; de preferencia, más de alrededor de 2 mieras y, más preferible, más de 5 mieras. En una modalidad, el diámetro promedio de las fibras de doble componente del sustrato 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120 está entre alrededor de 1 miera y alrededor de 40 mieras.

Las fibras gruesas son comprimidas y/o calentadas, por ejemplo, mediante un juego de rodillos de calandria y/o un horno, para formar el sustrato 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, donde cualquiera de las capas de sustrato tiene un espesor de entre alrededor de 0.05 y 1.0 mm, de preferencia de entre alrededor de 0.1 y 0.5 mm. Dicho sustrato puede proveer un soporte estructural necesario para las fibras finas. Las gasas de doble componente de diversos espesores, adecuadas para uso como cualquiera de las capas de sustrato 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, pueden ser obtenidas comercialmente de varios proveedores, tales como HDK Industries, Inc. de Rogersville, TN, u otros proveedores de medio de filtro. Así pues, se puede seleccionar el sustrato de dichos medios de doble componente fuera de anaquel.

En una modalidad, cada capa del sustrato 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120 y el medio 122 comprenden una gasa formada de las fibras cortas de doble componente, que tienen un núcleo de poliéster de elevado punto de fusión y una vaina de poliéster de bajo punto de fusión. Las fibras cortas de doble componente son comprimidas entre sí para formar la gasa, donde las fibras cortas de doble componente están unidas entre sí por medios químicos, mecánicos y/o térmicos. Por ejemplo, se calientan las fibras cortas de doble componente hasta o cerca de la temperatura de fusión del poliéster de bajo punto de fusión y se comprimen entre sí; donde la vaina formada del poliéster de bajo punto de fusión se funde o ablanda y actúa como un agente de unión para unir entre sí las fibras.

Las fibras finas 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136, 138, 140, 152 pueden ser depositadas directamente sobre el sustrato correspondiente 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, a medida que se forman. Alternativamente, se pueden preparar separadamente las fibras finas 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136, 138, 140, 142 como un velo de fibras finas, y luego se pueden laminar con el sustrato 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120. Si bien las fibras finas 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136, 138, 140, 142 pueden comprender fibras que tienen diversos diámetros de fibra, de preferencia las fibras finas 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136, 138, 140, 142 son nanofibras que tienen un diámetro de fibra muy fino. Esas fibras finas 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136, 138, 140, 142 pueden ser formadas por electrohilatura u otros procesos adecuados. En una modalidad, las fibras finas 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136, 138, 140, 142 son nanofibras electrohiladas que tienen un diámetro promedio de fibra de menos de alrededor de 1 miera, de preferencia, menos de 0.5 miera y, más preferible, entre 0.01 y 0.3 mieras. Dichas fibras finas de diámetro pequeño pueden empacar más fibras juntas en un volumen dado, para proveer un área de superficie de fibra incrementada en un medio de filtro de coalescencia para la formación de gotas de agua.

Se pueden formar las fibras finas 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136, 138, 140, 142 mediante diversos materiales poliméricos adecuados. Para evitar la destrucción de las fibras finas durante el calentamiento y/o la compresión del medio de filtro 100, típicamente se forman las fibras finas 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136, 138, 140, 142.de un material que tiene una temperatura de fusión mayor que por lo menos el componente de bajo punto de fusión de las fibras de doble componente del sustrato. En las modalidades preferidas de las aplicaciones de coalescencia de agua, se forman las fibras finas de un material hidrófilo, tal como poliamidas. Otros polímeros hidrófilos adecuados incluyen, pero sin limitación a ellos: poli(ácido acrílico), polialquilenglicoles, alcohol polivinílico, acetato de polivinilo, polialquilenglicoles, copolímeros de éter metilvinílico y ácido maleico, polímeros de anhídrido maleico, óxidos de polialquileno, poli(mete)acrilamidas, poliuretanos hidrófilos, polietileniminas, metilcelulosa, hidroximetilcelulosa, hidroxietil-celulosa, ácido polivinilsulfónico, poli(sacáridos) , tales como quitosán y otros muchos polímeros o copolímeros, con suficientes grupos -OH, -COOH y/o -NH2.

En una modalidad, se forman las fibras finas 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136, 138, 140, 142 de nylon-6 (poliamida-6, denominada también aquí "PA-6") mediante electrohilatura; donde se depositan las fibras finas electrohiladas 124,126, 128, 130, 132, 134, 136, 138, 140, 142 directamente sobre el sustrato 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120. En esta modalidad, se generan electrostáticamente las fibras finas 124 a partir de una solución que contiene nylon-6 y se depositan sobre la superficie del sustrato 102. De manera similar se pueden generar las fibras finas 126 y depositarlas sobre la capa de sustrato 104, y así sucesivamente. Las capas de sustrato 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, revestidas con las nanofibras electrohiladas 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136, 138, 140, 142, son laminadas entonces entre sí con el medio 122, de manera que cada capa de las fibras finas 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136, 138, 140, 142 esté emparedada entre el sustrato adyacente 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120 y/o el medio adyacente 122, para crear el medio de filtro 100 en estado precomprimido 144, como se muestra en la figura 2. Como se discutió antes, se comprime entonces el medio de filtro 100 en estado precomprimido 144 para formar el medio de filtro de coalescencia 100 en su estado comprimido final 146, como se muestra en las figuras 1 y 2. En las modalidades preferidas, se calienta el medio de filtro de coalescencia 100 antes de, durante y/o después de la compresión. Por ejemplo, se calienta el medio de filtro 100 en estado precomprimido 144, antes de hacerlo pasar a través del juego de rodillos de calandria 148,1 50. Además, se puede calentar la serie de rodillos de calandria 148, 150 para calentar adicionalmente el medio de filtro 100 durante la compresión.

La unión entre las fibras finas 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136, 138, 140, 142 y las fibras más gruesas adyacentes, del sustrato 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120 y/o el medio 122 pueden involucras unión por solvente, unión a presión y/o unión térmica. Por ejemplo, cuando se generan electrostáticamente las fibras finas a partir de una solución de polímero que contiene un solvente, el solvente que queda sobre la superficie de las fibras finas puede efectuar una unión por solvente cuando las fibras finas entran en contacto con las fibras gruesas del sustrato. Además, el componente de bajo punto de fusión de las fibras de doble componente del sustrato pueden ser usadas para incrementar la unión entre las fibras finas y las fibras gruesas adyacentes del sustrato. En esa modalidad, se calienta el medio de filtro 100 hasta el punto de fusión del componente de bajo punto de fusión, o cerca de él, y se comprime; donde el componente de bajo punto de fusión de las fibras gruesas de doble componente se funden o ablandan, lo que permite que las fibras finas adyacentes se embeban dentro del componente de bajo punto de fusión cuando se las comprime juntas, mejorando de esa manera la unión entre las fibras gruesas y las fibras finas (mediante unión a presión y unión térmica).

En la modalidad mostrada en la figura 11, el medio de filtro de coalescencia 500 incluye 10 capas de sustrato 502, 504, 506, 508, 510, 512, 514, 516, 518, 520, cada una de las cuales lleva fibras finas 524.526, 528, 530, 432, 534, 536, 438, 540, 542 y un medio 522, todos los cuales son comprimidos entre sí apretadamente, de manera similar al medio de filtro 100. Además, el medio de filtro de coalescencia 500 incluye una capa porosa 544 en la superficie corriente abajo 548. La capa porosa 544 también se denomina aquí "capa de drenado". Si bien esta modalidad está mostrada con el la capa de medio 522 y la capa porosa 544, estas capas son opcionales y, por lo tanto, el medio de filtro 500 de acuerdo con otras modalidades puede no incluir la capa de medio 522 ni la capa porosa 544.

En esta modalidad, el medio 522 y cada capa del sustrato 502, 504, 506, 508, 510, 512, 514, 516, 518, 520 están formados de una gasa de fibra de doble componente que tiene un diámetro promedio de fibra de entre alrededor de 1 y 40 mieras, y un peso de base de entre alrededor de 0.5 y 15 oz/yd2 (16.95 g/m2 y 508.5 g/m2). Las fibras de doble componente comprenden un núcleo de poliéster de elevado punto de fusión y una vaina de poliéster de bajo punto de fusión. Las fibras finas 524, 526, 528, 530, 532, 534, 536, 538, 540, 542 son nanofibras electrohiladas, formadas de nylon-6. Las fibras finas tienen un diámetro promedio de fibra de entre alrededor de 0.01 y 0.5 mieras; donde cada capa de las fibras finas 524, 526, 528, 530, 532, 534, 536, 538, 540, 542 tiene un cubrimiento de fibra fina de entre alrededor de 0.075 g/m2 y 0.225 g/m2, lo que da un cubrimiento total de fibra fina de entre 0.75 g/m2 y 2.25 g/m2.

La capa porosa 544 (también denominada aquí capa de drenado) puede estar formada de diversos materiales, tales como un material celulósico o fibra de vidrio. En esta modalidad, la capa porosa 544 está formada de fibra de vidrio y tiene un tamaño de poro mayor que, o igual a, la gasa de fibra de doble componente. La capa porosa 544 permite el crecimiento continuo de la gota de agua que coalesce a través de las capas de sustrato compactadas y las capas de fibra fina, y permite que las gotas de agua pasen a través de la capa porosa 544 para recolección posterior de las gotas de agua. Además, la capa porosa 544 puede proveer soporte estructural adicional para el sustrato compactado y las capas de fibra fina. El medio 522, las capas de sustrato 502, 504, 506, 508, 510, 512, 514, 516, 518, 520, las fibras finas 524, 526, 528, 530, 532, 534, 536, 538, 540, 542 y la capa porosa 544 están laminadas y comprimidas entre sí para formar el medio 500 de filtro de coalescencia apretadamente empacado, que tiene un espesor total de entre alrededor de 3/16" y 1/2" (4.76 y 12.7 mm) En algunas modalidades se forma la capa de drenado 544 de un material celulósico siliconizado. En esas modalidades, la capa de drenado 544 no está unida continuamente a la capa de sustrato 502, sino que se puede asegurar parcialmente a la capa de sustrato 502 para prevenir los movimientos deslizantes cuando se pliegue posteriormente el medio de filtro de coalescencia 500 o se forme a diversos elementos de filtro. En estas modalidades, el sustrato y las capas de fibra fina compactados coalescen las gotas de agua hasta un tamaño suficiente para que sean capturadas por la capa de drenado 544 que está formada del material celulósico siliconizado hidrófobo. La capa 544 de drenado hidrófoba actúa como una barrera de agua que previene que las gotas de agua fluyan a través del poro de la capa 544 de drenado hidrófoba. Más bien las gotas de agua fluyen a lo largo de la superficie hidrófoba interna de la capa de drenado 544 y corren hacia abajo, entre la capa de sustrato 502 y la capa de drenado 544. Luego se recogen las gotas de agua fuera de línea, lo que permite que solamente entre combustible al motor.

En esta modalidad, una corriente de combustible de hidrocarburo entra en el medio 500 de filtro de coalescencia desde la superficie 546 corriente arriba, fluye a través de las capas de sustrato y de fibras finas, y sale a través de la capa porosa 544 sobre la superficie 548 corriente abajo. Cuando la corriente de combustible de hidrocarburo pasa a través de las capas de sustrato y de fibras finas, el agua emulsificada en la corriente de combustible de hidrocarburo coalesce debido al área grande de superficie de fibra provista por las fibras finas. Adicionalmente, las fibras finas hidrófilas atraen el agua, lo que incrementa la formación de las gotas de agua. Las gotas de agua coalescidas crecen adicionalmente en tamaño a medida que pasan a través de los poros grandes de la capa porosa 544 y son separadas del combustible de hidrocarburo. Adicionalmente, se pueden capturar los sólidos y/o los contaminantes del sistema de combustible de hidrocarburo, dentro de los poros de los medios de filtro de coalescencias 500, proporcionando de esa manera mayor capacidad de filtración.

En otras modalidades, las capas de sustrato 502, 504, 506, 508, 510, 512, 514, 516, 518, 520 comprenden medios diferentes. Por ejemplo, algunas de las capas de sustrato pueden estar formadas de una gasa más gruesa o un medio de filtro más grueso que otras capas, o pueden tener diferentes tamaños de poro que otras capas. Además, las capas de fibra fina 524, 526, 528, 530, 532, 534, 536, 538, 540, 542 pueden tener el mismo cubrimiento de fibra fina o diferentes cubrimientos de fibra fina. Por ejemplo, algunas de las capas de fibra fina pueden tener un cubrimiento de fibra fina de alrededor de 0.08 g/m2, mientras que otras capas de fibra fina tienen un cubrimiento de fibra fina de alrededor de 0.2 g/m2. Además, el cubrimiento de fibra fina de cada capa puede estar configurado de acuerdo con las características de una corriente de combustible de hidrocarburo y con el contenido de agua, para optimizar el proceso de coalescencia.

La figura 12 ilustra esquemáticamente un proceso representativo para formar un medio de filtro de coalescencia, de acuerdo con una modalidad de procesamiento de la presente invención. Si bien esta modalidad incluye pasos de proceso corriente abajo para formar el medio de filtro de coalescencia 500 de la figura 11, el proceso puede producir medios de filtro de acuerdo con otras modalidades de la presente invención con modificaciones mínimas. Un sistema 200 mostrado en la figura 12 incluye un sistema corriente arriba 201 para formar un medio mixto que incluye un sustrato y fibras finas depositadas sobre él, y un sistema corriente abajo 203 para laminar y comprimir capas múltiples de medio mixto y otras capas adicionales para formar un medio de filtro de coalescencia.

El sistema corriente arriba 201 incluye una estación de desenrollamiento 202, una estación de electrohilatura 204, un horno opcional 206, un juego opcional de rodillos de calandria 207 y una estación de rebobinado 208. En esta modalidad, un rollo de gasa 210, que se usa aquí como una capa de sustrato, se desenrolla desde la estación de desenrollamiento 202. La gasa 212 desenrollada del rollo de gasa 210, viaja en una dirección de la máquina 214 hacia la estación de electrohilatura 204. En la estación de electrohilatura 204 se forman las fibras finas 216 y se depositan sobre una superficie de la gasa 212 para formar un medio mixto 218 que comprende la gasa que lleva las fibras finas 216. Se puede calentar y comprimir el medio mixto 218 en el horno opcional 206 y en el juego de rodillos de calandria opcional 207, antes de enrollarlo en un rollo de medio mixto 230, en la estación de rebobinado 208 Se puede formar la gasa en un proceso corriente arriba del sistema 200 (cualquier parte de un proceso continuo en línea o un proceso interrumpido en línea) o se puede comprar en forma de rollo de un proveedor, tal como HDK u otro proveedor de medio adecuado, tal como H&V o Ahlstrom, u otros similares. Se puede formar la gasa de diversos materiales adecuados, tales como las fibras de doble componente de las figuras 3 a 10, que están discutidas arriba. Por ejemplo, se puede formar la gasa de fibras cortas de doble componente, con núcleo de poliéster de elevado punto de fusión y vaina de poliéster de bajo punto de fusión, que se comprimen y/o se calientan para formar el rollo de gasa 210 que tiene un espesor y una solidez deseados. Alternativamente, la capa de sustrato puede ser otro medio de un solo componente, que puede estar comprimido y mantenido en su lugar mediante una unión con solvente, una unión térmica u otras similares.

En el caso de las fibras de doble componente, por ejemplo, las fibras concéntricas de doble componente, del tipo de vaina/núcleo, pueden coextruirse usando un poliéster de elevado punto de fusión como núcleo, y un poliéster de bajo punto de fusión como vaina. Tales fibras de doble componente pueden ser usadas entonces para formar una gasa o un medio de filtro. En una modalidad, se usan las fibras de doble componente como fibras cortas, para formar un medio de filtro de varios componentes o una gasa por medio de tendido en seco convencional o por medio de un proceso de tendido con aire. Las fibras cortas usadas en este proceso son relativamente cortas y discontinuas, pero suficientemente largas para ser manejadas por un equipo convencional. Se pueden alimentar balas de las fibras de doble componente a través de una tolva, alimentadas y separadas a fibras individuales en un dispositivo cardador, que se tienden luego con aire a un velo de fibras (que por sí mismo, para los propósitos de la presente descripción, puede ser usado como sustrato). Luego se comprime el velo de fibras usando un juego de rodillos de calandria para formar el rollo de gasa 210 (que también puede ser usado como sustrato). Se puede calentar opcionalmente el velo de las fibras antes de entrar en el juego de los rodillos de calandria. Puesto que la gasa 210 de esta modalidad comprende fibras de doble componente, que incluyen un componente de elevado punto de fusión y un componente de bajo punto de fusión, también se denomina medio de filtro de componente doble. En algunas modalidades, el velo de las fibras se dobla antes de calandriarlo, para formar un medio de filtro más grueso, de componente doble.

En una modalidad diferente, se puede formar un velo que comprende fibras de polímero de elevado punto de fusión, tales como fibras de poliéster, y un velo que comprende fibras de polímero de bajo punto de fusión, tales como fibras de polipropileno, se pueden separar y laminar juntas para formar el rollo de medio de filtro o gasa de doble componente. En dicha modalidad, las fibras finas 216 son depositadas sobre el lado de bajo punto de fusión de la gasa 212. En esta modalidad, el velo de bajo punto de fusión es sustancialmente más delgado que el velo de elevado punto de fusión, de manera que el componente de bajo punto de fusión no ocluya la superficie del velo de alta fusión cuando se calienta y se funde.

En otra modalidad, se puede formar la gasa de fibra de doble componente por medio de un proceso de soplado en fusión. Por ejemplo, se puede extruir el poliéster fundido y el polipropileno fundido y estirar con aire caliente a alta velocidad, para formar las fibras gruesas. Se pueden recoger las fibras como un velo sobre un tamiz en movimiento, para formar una gasa 210 de doble componente.

El medio de filtro o gasa de fibra de múltiples componentes, también puede ser unido por hilatura, usando por lo menos dos diferentes materiales poliméricos. En un proceso de unión por hilatura, típico, un material polimérico fundido pasa a través de una pluralidad de orificios de extrusión para formar una línea de hilatura de filamentos múltiples. Se estira la línea de hilatura de filamentos múltiples a fin de incrementar su tenacidad y se hace pasar a través de una zona de enfriamiento, en la que ocurre la solidificación, y se recoge sobre un soporte, tal como un tamiz en movimiento. El proceso de unión por hilatura es similar al proceso de soplado en fusión, pero usualmente las fibras sopladas en fusión son más finas que las fibras unidas por hilatura.

En otra modalidad más, se tiende en húmedo el medio de filtro de componentes múltiples. En un proceso de tendido en húmedo se dispersan las fibras de elevado punto de fusión y las fibras de bajo punto de fusión sobre una banda transportadora, y se esparcen las fibras formando un velo uniforme, mientras todavía están húmedas. Las operaciones de tendido en húmedo usan típicamente fibras de 1/4" a 3/4" (6.35 mm a 19.05 mm) de largo; pero algunas veces más largas, si la fibra es rígida o gruesa. Las fibras discutidas arriba, de acuerdo con varias modalidades, son comprimidas para formar una gasa 210 o un medio de filtro que tiene un espesor deseado.

Con referencia de nuevo a la figura 12, la gasa 212 entra en la estación de electrohilatura 204, en la que se forman las fibras finas 216 y se depositan sobre una superficie de la gasa 212. En la estación 204 de electrohilatura las fibras finas 216 son electrohiladas desde celdas de electrohilatura 222 y depositadas sobre el velo de la gasa 212. El proceso de electrohilatura del sistema 200 puede se sustancialmente similar al proceso de electrohilatura descrito en "Fibras finas de menos de 100 nanómetros, y Métodos", publicación de solicitud de patente de los Estados Unidos No. US 2009/90199717, cedida a la causahabiente de la presente solicitud; y cuya descripción completa ha sido incorporada aquí por medio de esta referencia a ella. Alternativamente, se pueden utilizar bancos de boquillas u otro equipo de electrohilatura para formar las fibras finas. Dichos dispositivos de electrohilatura alternativos o el cambio de ruta de los electrodos de cadena de las celdas 222, pueden permitir que se depositen las fibras en cualquier orientación deseada (por ejemplo, se muestra de manera ascendente, si bien también se pueden hilar hacia abajo las fibras, en sentido horizontal o en diagonal, sobre un transportador que lleva fibras más gruesas).

El proceso de electrohilatura produce fibras sintéticas de diámetro pequeño, que se conocen también como nanofibras. El proceso básico del hilado electrostático implica la introducción de una carga electrostática a una corriente de polímero fundido o en solución, en presencia de un campo eléctrico fuerte, tal como un gradiente de alto voltaje. La introducción de la carga electrostática al fluido polimérico en las celdas 222 de electro ilado, da por resultado la formación de un chorro de fluido cargado. El chollo cargado se acelera y se adelgaza en el campo electrostático, es atraído hacia un colector puesto a tierra. En ese proceso las fuerzas viscoelásticas de los fluidos poliméricos estabilizan el chorro, formando filamentos de diámetro pequeño. Se puede controlar el diámetro promedio de las fibras mediante el diseño de las células 222 de electrohilatura, y la formulación de soluciones poliméricas.

Las soluciones poliméricas usadas para formar las fibras finas pueden comprender diversos materiales poliméricos y solventes. Los ejemplos de los materiales poliméricos incluyen: cloruro de polivinilo (PVC), poliolefina, poliacetal, poliéster, éter de celulosa, sulfuro de polialquileno, óxido de poliarileno, polisulfona, polímeros de polisulfona modificados y alcohol polivinílico; poliamida, poliestireno, poliacrilonitrilo, cloruro de polivinilideno, metacrilato de polimetilo, fluoruro de polivinilideno. Los solventes para formar la solución polimérica para la hilatura electrostática pueden incluir: ácido acético, ácido fórmico, m-cresol, trifluoroetanol, hexafluoroisopropanol, solventes clorados, alcoholes, agua, etanol, isopropanol, acetona y N-metilpirrolidona y metanol. Se pueden concordar el solvente y el polímero para uso apropiado, con base en suficiente solubilidad del polímero en un solvente dado y/o una mezcla de solventes determinada (en ambos casos se denominan "solvente"). Por ejemplo, se puede seleccionar el ácido fórmico para el nylon-6. Se puede hacer referencia a las patentes mencionadas más atrás para los detalles sobre la electrohilatura de fibras finas.

En la estación de electrohilatura 204, se genera un campo electrostático entre los electrodos de las celdas de electrohilatura 222 y un trasportador 224 colector al vacío, provisto de una alimentación de alto voltaje que genera un diferencial de alto voltaje. Como se muestra en la figura 11, puede haber múltiples celdas 222 de electrohilatura, en las que se formen las fibras finas 216. Las fibras finas 216 formadas en los electrodos de las celdas de electrohilatura 222 son estiradas hacia el transportador 224 del colector al vacío, por la fuerza provista por el campo electrostático. El transportador 224 colector al vacío también sostiene y transfiere la gasa 212 en la dirección de la máquina 214. Como se configura, la gasa 212 está situada entre las celdas de electrohilatura 222 y el trasportador 224 colector al vacío, de manera que las fibras finas 216 sean depositadas sobre la gasa 212. En las modalidades en las que la gasa 212 es un medio de filtro de componentes dobles, que incluye un componente de bajo punto de fusión en una superficie y un componente de elevado punto de fusión en la otra superficie, la gasa 212 de varios componentes está situada entre las celdas de electrohilatura 222 y el trasportador 224 colector de vacío, de manera que la superficie del componente de bajo punto de fusión, de la gasa de componentes múltiples enfrente las celdas 222 de electrohilatura.

En una modalidad preferida, las celdas 222 de electrohilatura contienen una solución polimérica que comprende poliamida-6 (PA-6) y un solvente adecuado que consiste de 2/3 de ácido acético y 1/3 de ácido fórmico. En ese solvente, tanto el ácido acético cuanto el ácido fórmico actúan como agentes disolventes para disolver la PA-6, y el ácido acético controla la conductividad y la tensión superficial de la solución polimérica. Las celdas 222 de electrohilatura generan fibras formadas de PA-6, que son depositadas sobre una superficie de la gasa 212. Conforme se depositan las fibras finas 216 sobre la superficie de la gasa 212, algunas fibras finas 216 se enredan con las fibras gruesas de la gasa, próximas a la superficie que mira hacia las celdas 222 de electrohilatura. Cuando algunas fibras finas 216 se enredan con algunas fibras gruesas, el solvente que queda en las fibras finas 216, procedentes del proceso de electrohilatura pueden efectuar una unión por solvente entre las fibras finas 216 y las fibras gruesas de la gasa 212.

La unión entre las fibras de doble componente de la gasa 212 y las fibras finas 216 se puede acrecentar mediante la unión térmica y la unión a presión, por medio del horno opcional 206 y el juego opcional de rodillos de calandria 207. Conforme de saliente el medio mixto 218 en el horno 206, el componente polimérico de bajo punto de fusión de las fibras de doble componente se ablanda o se funde, y permite que las fibras finas 216 se embeban en el componente polimérico de bajo punto de fusión. Así pues, durante el tratamiento térmico, se calienta el medio de filtro mixto 218 a por lo menos por encima de la temperatura de transición del componente de bajo punto de fusión y, más preferible, a o cerca de la temperatura de fusión del componente de bajo punto de fusión. Por ejemplo, se calienta el medio mixto 28 a por lo menos por encima de la temperatura de transición de vidrio del componente de bajo punto de fusión y, más preferible, a o cerca de, la temperatura de fusión del componente de bajo punto de fusión. Por ejemplo, el medio mixto 218 es calentado a o cerca del punto de fusión del poliéster de bajo punto de fusión, de manera que la capa exterior del poliéster de bajo punto de fusión, de las fibras de doble componente se funda y se una con las fibras finas 216 formadas de PA-6. En tales modalidades, las fibras 216 finas de PA-6 y el núcleo de poliéster de elevado punto de fusión de las fibras de doble componente no se funden, puesto que PA-6 y el poliéster de elevado punto de fusión tienen una temperatura de fusión significativamente mayor que la del poliéster de bajo punto de fusión. El poliéster de bajo punto de fusión, que tiene la temperatura más baja de fusión, funde y se ablanda, y las fibras finas adyacentes de PA-6 216 son embebidas en el poliéster de bajo punto de fusión ablandado o fundido, uniéndose de esa manera las fibras finas 216 y la gasa 212 entre sí. De esa manera, el poliéster de bajo punto de fusión actúa como agente de unión entre la gasa 212 de fibra de doble componente y las fibras finas 216. La unión entre las fibras finas 216 y la gasa 212 puede acrecentarse adicionalmente por medio de unión a presión, por medio del juego de rodillos 207. Conforme el medio mixto pasa a través de los rodillos 207 las fibras finas 216 y la gasa 212 son comprimidas entre sí; donde las fibras finas son embebidas adicionalmente en las fibras de la gasa 212. Adicionalmente, la compresión reduce los huecos en el medio mixto para formar un medio mixto 220 con una solidez incrementada.

Las figuras 15(A)-15(D) son imágenes de microscopio electrónico de exploración (SEM) de las fibras de doble componente de la gasa 212 y las fibras finas 216, próximas a la superficie de la gasa 212, tomadas a diversos niveles de amplificación. Como se muestra en las imágenes de SEM, tomada a los niveles de amplificación de 300 veces y mil veces, de las figuras 15(A) y 15(B), las fibras finas 216, depositadas sobre el velo de gasa 212, forman una estructura de fibras parecida a telaraña entre las fibras de doble componente más gruesas, que están localizadas próximas a la superficie de la gasa 212. Las imágenes de SEM tomadas a amplificaciones mayores (figura 15(C) a 2.000 veces y figura 15(D) a 10,000 veces) muestran la unión entre las fibras finas 216 y las fibras de doble componente. Como se muestra claramente en la figura 15(D), las fibras finas 216 están embebidas en la superficie del poliéster de bajo punto de fusión, de las fibras de componente doble.

El rollo de medio mixto 230, que incluye la gasa 212 de doble componente y las fibras finas 216, se lamina con otros medios mixtos 232, 234, 236, 238, 240, 242, 244, 246, 248 y un medio 250, en el sistema 203 corriente abajo. Cada uno de los rollos de medio mixto 230, 232, 234, 236, 238, 240, 242, 244, 246, 248 y un rollo del medio 250, se desenrollan desde las estaciones de desenrollamiento 252, 254, 256, 258, 260, 262, 264, 266, 268, 270, 272, y se laminan entre sí mediante un juego de rodillos 274. El juego de rodillos puede ser de rodillos de calandria para aplicar una presión importante a fin de laminar y reducir significativamente el espesor de las capas de los medios mixtos. Alternativamente, el juego de rodillos 274 puede aplicar una presión pequeña para laminar y reducir el espesor de las capas laminadas, junto lo suficiente para ajustar a través de un horno 276. En tal modalidad, las capas laminadas 280 se calientan en el horno 276 y se comprimen por medio de un juego de rodillos de calandria 282, donde las capas laminadas 280 son comprimidas entre sí, a un estado comprimido que tiene un espesor y una solidez deseados.

En esta modalidad, cada rollo del medio mixto 232, 234, 236, 238, 24o, 242, 244, 246, 248 se prepara de manera similar al rollo del medio mixto 230. Por lo tanto, cada uno de los rollos del medio mixto 232, 234, 236, 238, 240, 242, 244, 246, 248 incluye un sustrato formado de una gasa de doble componente 284, 286, 288, 290, 292, 204, 206, 208, 300, y nanofibras electrohiladas 302, 204, 206, 208, 310, 312, 314, 316, 318, llevadas por la gasa de fibra de doble componente 284, 286, 288, 290, 292, 294, 296, 298, 300.

En una modalidad, cada uno de los sustratos 212, 284, 286, 288, 290, 292, 294, 296, 298, 300 y el medio 250, están formados de la gasa de la misma fibra de doble componente, que tiene un espesor de entre alrededor de 0.05 mm y 1.0 mm. Cada capa de las fibras finas 216, 302, 304, 306, 308, 310, 312, 314, 316, 318, está formada electrohilando una solución de polímero PA-6 para producir un cubrimiento de fibra fina de entre alrededor de 0.075 g/m2 t 0.225 g/m2. En otras modalidades se pueden formar los sustratos de diferentes tipos de medio de filtro o gasa, y cada una de las capas de fibras finas puede tener diferente cubrimiento de fibra fina.

Se calienta el medio mixto 280 en el horno 276 a una temperatura de fusión, o cerca de ella, del componente poliéster de bajo punto de fusión de la gasa de fibra de doble componente. Durante el calentamiento se pueden relajar y expandir los sustratos en su espesor. Así, el medio mixto abultado 281 puede tener un espesor que sea por lo menos 1.5 veces, 2 veces, 3 veces o incluso más, el espesor del medio mixto 280, antes de ser calentado en el horno 276. El medio mixto abultado 281 es comprimido entonces por medio del juego de rodillos de calandria 282, al estado comprimido 320. Se comprime el medio mixto, de mantera que el espesor del medio mixto 280 se reduzca entre alrededor de 50 por ciento y 300 por ciento; de preferencia, entre alrededor de 70 por ciento y 200 por ciento; más preferible, entre alrededor de 80 por ciento y 150 por ciento del espesor original del medio mixto 280, antes del calentamiento ((espesor total de 10 capas de gasa que tienen 10 capas de fibra fina + el espesor del medio - el espesor del medio mixto en estado comprimido 320) / (espesor total de 10 capas de gasa que tienen 10 capas de fibra fina + el espesor del medio).). La reducción de espesor puede depender de la cantidad de abultamiento durante el calentamiento. Así, cuando es grande el abultamiento por calentamiento, el espesor final del medio mixto, después de la compresión, puede ser mayor que el espesor inicial del medio mixto antes del calentamiento. El medio mixto en estado comprimido 320 es enrollado entonces en un rollo de medio de filtro 324.

En esta modalidad, los rollos del medio mixto 230, 232, 234, 236, 238, 240, 242, 244, 246, 248 y el medio 250 se laminan entre sí, de manera que cada una de las capas de fibra fina 216, 302, 304, 306, 308, 310, 312, 314, 316, 318 esté emparedada entre una capa de sustrato adyacente y/o medio. Sin embargo, en otras modalidades, las capas de medio mixto se pueden laminar, de manera que algunas de las capas de fibra fina se enfrenten entre sí para formar uniones entre la fibra fina a fibra fina o del sustrato a sustrato, dentro del medio final mixto 320.

La figura 13 ilustra esquemáticamente un sistema y un proceso para formar un medio de filtro de acuerdo con una modalidad diferente de la presente invención. Un sistema 400 incluye generalmente una estación de desenrollamiento 402, una estación de electrohilatura 404, una estación dobladora 406, un juego de rodillos 408, un horno 410 y un juego de rodillos de calandria 412, y una estación de rebobinado 414.

En esta modalidad, se desenrolla un rollo de sustrato 416 desde la estación 402 de desenrollamiento, y se transfiere a la estación 404 de electrohilatura, donde se forman la fibras finas y se depositan sobre una superficie del sustrato 416. La estación 404 de electrohilatura y el proceso son similares a la estación de electrohilatura 204 y el proceso descritos más atrás. En esta modalidad, el sustrato 416 es una gasa formada de fibras de doble componente, que incluyen un núcleo de poliéster de elevado punto de fusión y una vaina de poliéster de bajo punto de fusión. Las fibras finas 418 son formadas de PA-6.

El medio mixto 420 que comprende el sustrato 416 y las fibras finas 418, se pliega en la estación dobladora o plegadora 406. El medio mixto 420 puede ser plegado a 2 hasta 20 pliegues de espesor, dependiendo de las características deseadas del medio final. Como se muestra, el plegamiento crea superficies laminadas de fibra fina a fibra fina y superficies laminadas de sustrato a sustrato. La estación plegadora 406, en esta modalidad, está mostrada doblando o plegando el medio mixto 420 en una dirección en línea, de manera que los pliegues estén apuntando hacia el juego de los rodillos 408. Sin embargo, en otras modalidades, el medio mixto 402 puede ser plegado de manera que los pliegues estén apuntando hacia la estación de electrohilatura 404, o plegados en direcciones transversales a la línea. El medio mixto plegado 422 es comprimido entonces a un espesor apropiado para que pase a través de un horno 410. Cuando se calienta el medio mixto 424, la vaina de poliéster de bajo punto de fusión se funde o ablanda para efectuar la unión térmica entre las capas. Después que sale del horno 410, el medio mixto 424 pasa a través del juego de rodillos de calandria 412. Los rodillos de calandria 412 están espaciados entre sí, de acuerdo con un espesor final deseado del medio. El medio mixto 424 es presionado a un estado comprimido que tiene un espesor deseado, cuando pasa a través del juego de rodillos de calandria 412.

Además, se laminan una capa de medio 426, y una capa porosa 428 sobre cada superficie del medio de coalescencia 430, y se enrolla en la estación de rebobinado 414. En la figura 13 se muestra una vista expandida en sección de un medio de filtro de coalescencia 432, que incluye el medio de coalescencia 430, la capa de medio 426 y la capa porosa 428. Como se muestra, el medio de coalescencia 430 incluye varias capas de sustrato 416 y múltiples capas de fibras finas 418, en una orientación al sesgo desde el proceso de plegado. La capa de medio 426 puede estar formada de cualquier medio adecuado, pero en esta modalidad, la capa de medio 426 está formada de la misma gasa de fibra de doble componente usada para el sustrato 416. También se puede formar la capa porosa 428 de varios materiales porosos; pero en esta modalidad, la capa porosa 428 es un material de fibra de vidrio.

La figura 14 muestra otra modalidad diferente de un sistema y un proceso para formar un medio de coalescencia. Un sistema 600 es similar al sistema 400, pero las fibras finas, en esta modalidad, no son depositadas sobre un sustrato. Más bien se forman las fibras finas y se depositan sobre un velo de fibras gruesas, enredadas flojamente. El sistema 600 incluye por lo general una tolva 602, un dispositivo cardador 603, una estación de electrohilado 604, una estación de plegado, un juego de rodillos 608, un horno 610 y un juego de rodillos de calandria 612, y una estación de rebobinado 614.

En el sistema 600, el velo de fibras gruesas 616 es formado de fibras cortas, usando un proceso de tendido en seco o tendido en aire. Las fibras cortas de esta modalidad son fibras de doble componente que comprenden un núcleo de poliéster de elevado punto de fusión y una vaina de poliéster de bajo punto de fusión. Las fibras cortas de doble componente son relativamente cortas y discontinuas, pero suficientemente largas para ser manejadas mediante equipos convencionales. Se alimentan balas de fibras cortas a través de la tolva de alimentación 602. En el dispositivo cardador 603, las fibras cortas de doble componente son separadas a fibras individuales y tendidas con aire para formar el velo de fibras gruesas 616. En este punto, el velo de fibras gruesas 616 puede ser enredado flojamente entre sí en un estado pegajoso sumamente abultado, y puede no ser unido entre sí. El velo de fibra gruesa 616 puede ser llevado fácilmente aparte, con muy poco esfuerzo manual y tiene poca integridad estructural en este punto, de manera que no se considera un medio de filtro ni un sustrato, en el sentido convencional.

El velo de fibra gruesa 616 se transfiera a una banda transportadora 617, hacia la estación 604 de electrohilatura, donde las fibras finas 618 están formadas y depositadas sobre una superficie del velo de fibra gruesa 616. Conforme las fibras finas 618 son depositadas sobre el velo de fibra gruesa 616, las fibras 618 son integradas con las fibras gruesas del velo de fibra gruesa 616, mucho más que en la modalidad previa con el sustrato 416, ya que el velo de fibra gruesa 616 es mucho más poroso y menos denso, para permitir una integración más profunda de las fibras finas 616.

El velo de fibra gruesa 616, integrado con las fibras finas 618, se pliega luego a 10-30 pliegues en la estación plegadora 606 y se comprime por medio del juego de rodillos 608, que se calienta en el horno 610 y se vuelve a comprimir por medio del juego de rodillos de calandria 612, como se hizo con el sistema 400. Luego se lamina el medio de coalescencia 630 con una capa de medio 626 y una capa porosa 628 para formar un medio de filtro 632. Las fibras de doble componente gruesas y las fibras finas del medio de coalescencia 630 de esta modalidad, están mucho más integradas. Así, una vista en sección del medio de coalescencia 630 no muestra múltiples capas, sino más bien aparece más parecido a un único medio integrado 630. El medio de coalescencia 630 tiene suficiente cubrimiento de fibra fina y tenacidad para proveer la coalescencia de gotas de agua a partir de una corriente de fluido, tal como una corriente de combustible de hidrocarburo. Adicionalmente se configura el medio de filtro de coalescencia 632 para eliminar el agua de dicha corriente de fluido.

El medio de coalescencia de acuerdo con varias modalidades de la presente invención puede ser configurado a varias formas y tamaños para diversas aplicaciones. Por ejemplo, se puede usar el medio de coalescencia en aplicaciones de filtro centrífugo, en recipientes de filtración de combustible grandes, en sistemas de filtro de aviación, en elementos de filtro hidráulicos y en sistemas de biocombustible. Se puede plegar el medio de coalescencia o se puede reunir a un filtro acanalado, un filtro plegado u otra disposición típica de elemento de filtro. Si bien el medio de coalescencia funciona particularmente bien en aplicaciones de coalescencia, el medio de coalescencia también puede funcionar efectivamente en otras aplicaciones de filtración, tales como en la filtración de partículas del agua.

Un elemento de filtro de coalescencia, típico, puede incluir un elemento de pre-filtro y un elemento de coalescencia. El medio de pre-filtro típicamente es una estructura separada del elemento de coalescencia y configurado para separar por filtración partículas de una corriente de combustible, antes que la corriente de combustible entre en el elemento de coalescencia, para prevenir que las partículas bloqueen los poros del medio de coalescencia. En una modalidad, se construye el elemento de filtro de coalescencia con inclusión de un medio mixto de nanofibras expandido y un medio de filtro de coalescencia comprimido. Dicho elemento de filtro de coalescencia puede filtrar partículas y coalescer el agua para eliminar la necesidad del elemento de pre-filtro.

La figura 16 muestra un elemento 700 de filtro de coalescencia que incluye un medio 702 mixto de nanofibra, expandido, y un medio 704 de coalescencia comprimido, y una capa de drenado 706. Como se muestra, una corriente de combustible 708 entra en el medio de filtro de coalescencia 700 a través del medio 702 mixto de nanofibra y fluye a través del medio 704 de coalescencia comprimido y sale a través de la capa de crenado 706. Este medio mixto de nanofibra expandido está descrito en la solicitud de patente provisional de los Estados Unidos No. 61/308,488, Expanded Composite Filter Media Including Nanofiber Matrix and Method, cedida a la cesionaria de la presente solicitud; y cuya descripción completa queda incorporada aquí mediante la referencia a ella.

En esta modalidad, el medio 702 mixto de nanofibra expandido incluye tres capas de sustrato 710, 712, 714, en las que las capas de sustrato 712 y 714 llevan nanofibras 726, 728. El medio mixto de nanofibra comprimido 704 incluye cinco capas de sustrato 716, 718, 720, 722, 724, cada una de las cuales lleva nanofibras 730, 732, 7343, 736, 738. Cada una de las capas de sustrato 710, 712, 714, 716, 718, 720, 722, 724 puede estar formada de un mismo material poroso o de uno diferente. En esta modalidad, cada una de las capas de sustrato está formada de una gasa que comprende fibras de doble componente como se describió antes con respecto a otras modalidades del medio de coalescencia. Las nanofibras 726, 728, 730, 732, 734, 736, 738 son depositadas sobre las capas de sustrato correspondiente mediante electrohilatura, de manera similar a otras modalidades descritas más atrás.

El medio 702 mixto de nanofibra expandido es construido laminando la nanofibra 726, 728 depositada sobre las capas de gasa 712, 714, con la capa de gasa 710 y calentando las capas laminadas en un horno para reorientar y esponjar las fibras de las capas de gasa. Cuando se reorientan y se esponjan las capas de gasa 710, 712, 714, también se reorientan las nanofibras 726, 728 y se extienden con las fibras de las capas de gasa. Como resultado el cubrimiento volumétrico de las nanofibras puede aumentar (más cubrimiento volumétrico para una misma aplicación de peso de base -ya que la expansión puede abrir expandir las nanofibras a una matriz tridimensional); se puede reducir la caída de presión debida a la expansión y/o el incremento en la caída de presión con la carga de polvo puede hacerse más lenta. De esa manera, el medio 702 mixto de nanofibra expandido puede separar efectivamente por filtración las partículas de la corriente de combustible antes de que entre en la capa subsiguiente 704 de coalescencia, comprimida.

Se puede construir el medio de coalescencia comprimido 704 de manera similar al medio de filtro de coalescencia 100 o 500, como se describe con detalle más atrás. Se laminan, calientan y comprimen las capas de gasa con la nanofibra depositada, para formar el medio de coalescencia comprimido para coalescer el agua de la corriente de combustible. La capa de drenado 706 puede ser cualquier medio poroso descrito arriba. En esta modalidad, la capa de drenado 706 es un material celulósico siliconizado, hidrófobo. Esta capa de drenado 706 no está unida de manera continua a la capa de sustrato 738, sino que se puede asegurar a la capa de sustrato en varios puntos a lo largo de los lados. La capa de drenado hidrófoba 706 previene que las gotas de agua que coalescen pasen a través de sus poros. Más bien, las gotas de agua que coalescen fluyen a lo largo de la superficie interna 725 de la capa de drenado 706 y son recogidas. De esa manera únicamente se permite que pase la corriente de combustible sin las gotas de agua que coalescieron, a través de la capa de drenado para entrar en un sistema de motor.

Todas las referencias, incluyendo las publicaciones, las solicitudes de patente y las patentes citadas aquí, quedan por ello incorporadas por medio de la referencia, en la misma medida que si cada referencia individual y específicamente indicada, estuviera incorporada no por la referencia sino en su totalidad aquí.

El uso de los términos "un" y "una" y "el" y "la" y los referentes similares en el contexto de la descripción de la invención (especialmente en el contexto de las reivindicaciones que vienen después) debe tomarse cubriendo tanto el singular como el plural, a menos que se indique de otra manera aquí, o que esté en contradicción clara con el contexto. Los términos "que comprende", "que tiene", "que incluye" y "que contiene" deben ser considerados como términos de extremo abierto (es decir, con el significado de "que incluye, pero sin limitación a ello") a menos que se haga notar lo contrario. La mención de escalas de valores en la presente está destinada meramente a servir como un método abreviado de referirse individualmente a cada valor separado que caiga dentro de la escala, a menos que se indique de otra manera aquí; y cada valor separado queda incorporado en la memoria descriptiva como si se hubiera mencionado individualmente aquí. Todos los métodos descritos aquí pueden ser efectuados en cualquier orden adecuado, a menos que se indique de otra manera aquí, o que estén en contradicción clara con el contexto. El uso de cualquiera y todos los ejemplos, o el lenguaje ejemplar (por ejemplo, "tal como") provisto aquí, está destinado meramente a iluminar mejor la invención, y no impone limitaciones al alcance de la invención, a menos que se reivindique lo contrario. Ninguna expresión en la memoria descriptiva debe considerarse que indica algún elemento no reivindicado, que sea esencial para la práctica de la invención.

Las modalidades preferidas de esta invención están descritas aquí, incluyendo el mejor modo conocido por los inventores para poner en práctica la invención. Las variaciones de esas modalidades preferidas pueden ser aparentes para quien tenga experiencia ordinaria en la materia, cuando lea la descripción precedente. Los inventores esperan que los técnicos expertos empleen dichas variaciones que sean apropiadas, y los inventores pretenden que la invención pueda ser practicada de otra manera que la descrita específicamente aquí. Conscientemente, esta invención incluye todas las modificaciones y los equivalentes del asunto mencionado en las reivindicaciones anexas, conforme lo permita la ley aplicable. Además, cualquier combinación de los elementos descritos en lo que antecede, en todas sus posibles variaciones, queda comprendida por la invención, a menos que se indique específicamente de otra manera, o a menos que esté claramente en contradicción con el contexto.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para formar un medio de filtro de coalescencia, que comprende los pasos de: hilar electrostáticamente fibras finas que tienen un diámetro promedio de menos de 1 miera; aplicar las fibras finas a por lo menos un sustrato que comprende fibras gruesas, que tienen un diámetro promedio mayor que 1 miera; compactar las fibras finas y las fibras gruesas juntas; generar suficiente cubrimiento de fibra fina y suficiente tenacidad a través de la compactación, para proveer la coalescencia de gotas de agua desde una corriente de fluido; y estructurar las fibras gruesas y las fibras finas a un medio de filtro de coalescencia que es operable para retirar el agua de una corriente de fluido.

2. El método de la reivindicación 1, en el que el al menos un sustrato comprende un enredamiento de fibras que están unidos juntos a un medio de filtro formado, antes de la aplicación de las fibras finas depositadas sobre el medio de filtro formado, durante el paso de aplicación de las fibras finas.

3. El método de la reivindicación 2, en el que el al menos un sustrato comprende por lo menos una gasa formada de fibras de doble componente que comprenden un componente de elevado punto de fusión y un componente de bajo punto de fusión; donde las fibras finas son depositadas sobre una superficie de la al menos una gasa y llevadas por la al menos una gasa.

4. El método de la reivindicación 1, que comprende además generar múltiples capas de sustrato con nanofibras llevadas en múltiples capas individuales, ya sea alimentando múltiples capas de sustrato discretas, o lapeando una o más capas de sustrato individuales, espaciando de esa manera las fibras finas dentro del espesor del medio de filtro de coalescencia, mediante las múltiples capas de sustrato; donde la compactación comprende laminar capas múltiples del sustrato que llevan las fibras finas, y comprimir las capas múltiples del sustrato que llevan las fibras finas para formar un medio de filtro mixto.

5. El método de la reivindicación 4, que comprende además unir permanentemente entre sí las capas múltiples de sustrato que llevan las fibras finas, para formar una capa de medio de filtro mixto, integrada.

6. El método de la reivindicación 1, en el que cada sustrato lleva individualmente las fibras finas a lo largo de una de sus superficies, que tienen un cubrimiento de fibra fina de entre alrededor de 0.075 g/m2 y 0.225 g/m2; y proveer colectivamente un cubrimiento total de fibra fina en el medio de filtro mixto de entre alrededor de 0.75 g/m2 y 2.25 g/m2 en el medio de filtro de coalescencia, y proveer de esa manera el cubrimiento y la tenacidad suficientes de la fibra fina.

7. El método de la reivindicación 6, en el que las capas están comprimidas juntas para reducir el espesor a entre alrededor de 3/1" y 1/2" (4.725 y 6.35 mm).

8. - El método de la reivindicación 4, que comprende además laminar una capa de filtro de drenado en o cerca de un lado corriente abajo del medio de filtro de coalescencia; estando dispuesta la capa de drenado para recoger y hacer crecer las gotas de agua que coalescieron por las fibras finas.

9. - El método de la reivindicación 5, en el que el al menos un sustrato comprende por lo menos una gasa formada de fibras de doble componente que comprenden un componente de elevado punto de fusión y un componente de bajo punto de fusión; donde las fibras finas son depositadas sobre una superficie de la al menos una gasa y llevadas por la al menos una gasa; que incluye adicionalmente calentar las capas múltiples de la gasa que llevan las fibras finas, hasta la temperatura de fusión del componente de bajo punto de fusión, o cerca de él; donde el componente de bajo punto de fusión se funde o ablanda para actuar como agente de unión para unir entre sí las capas.

10. El método de la reivindicación 5, en el que se pliega la gasa que lleva las fibras finas a múltiples pliegues y se comprimen entre sí; donde el plegamiento crea una superficie laminada de fibra fina con fibra fina y una superficie laminada de gasa con gasa.

11. El método de la reivindicación 1, en el que el sustrato es un velo de fibras gruesas que comprende un enredamiento flojo de las fibras gruesas; siendo aplicadas las fibras finas al enredamiento flojo de las fibras gruesas durante el paso de aplicar las fibras finas; y donde el velo de fibras gruesas aplicado con las fibras finas es plegado a múltiples pliegues y comprimidos juntos; donde las fibras finas y las fibras gruesas son integradas para formar un solo medio de coalescencia integrado.

12. El método de la reivindicación 1, en el que hilar electrostáticamente las fibras finas comprende hilar las fibras finas desde una solución que incluye un polímero hidrófilo.

13. Un método para formar un medio de filtro comprimido, que comprende los pasos de: hilar electrostáticamente un velo de fibras finas que tienen un diámetro promedio de menos de 1 miera; aplicar las fibras finas a un sustrato; comprendiendo el sustrato fibras gruesas que están unidas entre sí para formar un medio de filtro; donde las fibras gruesas tienen un diámetro promedio de fibra de más de 1 miera; y lapear la combinación del sustrato con la fibra fina aplicada, de manera que las fibras finas se traslapen.

14. El método de la reivindicación 13, que comprende desenrollar un rollo de medio de filtro de una estación de desenrollamiento, y transferir el medio de filtro a una estación de electrohilatura, donde se mantiene a flote el medio de filtro por medio de una tensión de línea.

15. El método de la reivindicación 13, en el que el sustrato es una gasa que comprende fibras de doble componente; comprendiendo las fibras de doble componente un núcleo de poliéster de elevado punto de fusión y una vaina de poliéster de bajo punto de fusión.

16. El método de la reivindicación 13, en el que el paso de aplicar las fibras finas provee un cubrimiento de fibra fina de entre 0.075 g/m2 y 0.225 g/m2; donde las fibras finas son llevadas por una gasa.

17. El método de la reivindicación 13, en el que el paso de lapear comprende plegar el sustrato que lleva las fibras finas a 2 a 20 pliegues; donde el plegado provee una superficie laminada de fibra fina con fibra fina, y una superficie laminada de sustrato con sustrato; donde se calientan y comprimen las capas plegadas para formar un medio comprimido; donde se ajusta el espesor en alrededor de 50 por ciento a 300 por ciento por medio del calentamiento y la compresión.

18. El método de la reivindicación 17, en el que se forma el medio comprimido para que tenga un cubrimiento total de fibra fina de entre alrededor de 0.09 g/m2 y 5.25 g/m2.

19. El método de la reivindicación 13, en el que el paso de hilar electrostáticamente fibras finas comprende hilar fibras finas desde una solución que incluye una poliamida-6.

20. Un medio de filtro de coalescencia, que comprende: por lo menos un sustrato que comprende por lo menos un medio de filtro que incluye fibras gruesas que tienen un diámetro promedio de fibra de más de 1 miera; fibras finas llevadas por el sustrato; comprendiendo las fibras finas fibras hidrófilas que tienen un diámetro promedio de fibra de menos de 1 miera; proporcionando las fibras finas un área suficiente de superficie de fibra para coalescer el agua emulsificada en un combustible de hidrocarburo; donde las fibras hidrófilas facilitan la formación y el crecimiento de las gotas de agua.

21. El medio de filtro de coalescencia de la reivindicación 20, que incluye además una capa de drenado dispuesta en una superficie corriente abajo del medio de filtro de coalescencia; donde la capa de drenado está formada de un material hidrófobo poroso.

22. El medio de filtro de coalescencia de la reivindicación 21, en el que está formada la capa de drenado de un material celulósico o de un material de fibra de vidrio.

23. El medio de filtro de coalescencia de la reivindicación 20, en el que las fibras finas son nanofibras electrohiladas, formadas de un polímero hidrófilo.

24. El medio de filtro de coalescencia de la reivindicación 23, en el que las fibras finas están formadas de una poliamida-6.

25. El medio de fibra de coalescencia de la reivindicación 24, en el que las fibras finas tienen un cubrimiento total de fibra fina de alrededor de 0.09 g/m2 y 5.25 g/m2.

26. El medio de filtro de coalescencia de la reivindicación 20, en el que el sustrato es una gasa que comprende fibras de doble componente; teniendo las fibras de doble componente un componente de elevado punto de fusión y un componente de bajo punto de fusión.

27. El medio de filtro de coalescencia de la reivindicación 26, en el que las fibras de doble componente comprenden un núcleo de poliéster de elevado punto de fusión y una vaina de poliéster de bajo punto de fusión; donde el al menos un sustrato y las fibras finas se calientan y se comprimen juntas para formar un medio de coalescencia; donde la vaina de poliéster de bajo punto de fusión se funde o ablanda para unir las fibras gruesas y las fibras finas.

28. El medio de filtro de coalescencia de la reivindicación 20, en el que el medio de filtro de coalescencia incluye múltiples capas de medio de filtro; cada una de las múltiples capas de medio de filtro lleva una capa de fibras finas que tiene un cubrimiento de fibra fina de entre alrededor de 0.075 g/m2 y 0.225 g/m2.

29. El medio de filtro de coalescencia de la reivindicación 28, en el que cada una de las capas de fibra fina está emparedada entre las capas de sustrato y/o una capa de medio.

30. El medio de filtro de coalescencia de la reivindicación 29, en el que el medio de filtro de coalescencia incluye una superficie laminada de fibra fina con fibra fina y una superficie laminada de sustrato con sustrato.

31. El medio de filtro de coalescencia de la reivindicación 28, en el que el medio de filtro de coalescencia incluye diez capas de sustrato; donde cada una de las capas de sustrato está formada de una gasa que comprende fibras de doble componente; donde cada una de las capas de fibra fina comprende nanofibras de poliamida-6 electrohiladas; donde diez capas de fibras finas proveen un cubrimiento total de fibra fina de entre alrededor de 0.75 g/m2 y 2.25 g/m2.

32. El medio de filtro de coalescencia de la reivindicación 31, que incluye además una capa de drenado, dispuesta sobre una superficie corriente abajo del medio de filtro de coalescencia; estando formada la capa de drenado de una esterilla de fibra de vidrio, donde el medio de filtro de coalescencia tiene un espesor total de entre alrededor de 3/16" y 1/2" (4.762 y 6.35 mm).

33. Un medio de filtro comprimido, que comprende: por lo menos un sustrato; el al menos un sustrato comprende fibras gruesas que tienen un diámetro promedio de fibra de más de una miera; fibras finas llevadas por el al menos un sustrato; teniendo las fibras finas un diámetro promedio de fibra de menos de 1 miera; por lo menos algunas de las fibras finas están embebidas al menos parcialmente dentro de las fibras gruesas, en estado comprimido.

34. El medio de filtro comprimido de la reivindicación 33, en el que por lo menos algunas de las fibras finas forman una matriz dimensional de fibras finas, en oposición a una capa plana.

35. El medio de filtro comprimido de la reivindicación 33, en el que por lo menos algunas de las fibras finas están emparedadas generalmente entre capas del sustrato.

36. El medio de filtro comprimido de la reivindicación 33, en el que las fibras finas tienen un punto de fusión mayor que el punto de fusión de por lo menos un componente de las fibras gruesas; y donde las fibras finas están fijadas y orientadas permanentemente.

37. El medio de filtro comprimido de la reivindicación 33, en el que el al menos un sustrato que lleva las fibras finas está calandriado junto con ellas, en estado comprimido.