ES2554789T3 - Proceso y planta para la fabricación continua de artículos de descanso de espuma de látex - Google Patents

Proceso y planta para la fabricación continua de artículos de descanso de espuma de látex Download PDF

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Abstract

Proceso de fabricación continua de un bloque (2) de espuma de látex de longitud ilimitada adecuado para ser dividido en una pluralidad de artículos de descanso, seleccionados del grupo que consiste en colchones, partes de colchones y cojines, por cortes transversales a dicha longitud ilimitada, que comprende las etapas de preparar un látex formado por diversas partículas y por un tensioactivo para originar una barrera que contrasta con la aproximación entre dichas partículas de látex, de formar una primera mezcla de base de látex y componentes, de introducir en dicha primera mezcla de base un agente de espumación, de espumar la primera mezcla de base, de introducir el agente de gelificación destinado a romper dicha barrera, de hacer avanzar a lo largo de una dirección predeterminada una superficie de colocación (3), provista de protuberancias (31, 45), entre una primera y una segunda estación (4,5), de colocar en esa primera estación dicha primera mezcla de base sobre dicha superficie de colocación (3) en avance continuo y de formar una primera capa de base (7) de espuma de látex de longitud ilimitada, de moldear a una primera altura predeterminada dicha primera capa de base, de gelificar, de vulcanizar, en el que el proceso incluye la etapa de: - imprimir una pluralidad de formas inferiores (7'), en forma de cavidades, sobre dicha primera capa de base (7) durante la colocación de dicha primera mezcla de base por medio de dichas protuberancias (31, 45); caracterizado por las etapas adicionales de: - preparar al menos una segunda mezcla de espuma de látex que comprende diversos componentes entre ellos dicho tensioactivo y dicho agente de gelificación, teniendo dicha segunda mezcla de espuma de látex características diferentes de aquellas de dicha primera mezcla de base; - colocar después de la etapa de moldeo de la primera capa de base (7) dicha segunda mezcla sobre al menos una extensión transversal parcial de dicha primera capa de base (7) y formar al menos una segunda capa superior de espuma de látex (9); - moldear dicha segunda capa a una segunda altura predeterminada; - imprimir sobre dicha segunda capa del bloque (9) una pluralidad de formas superiores (9') con contorno y tamaños predeterminados y a una profundidad predeterminada; - gelificar dicha segunda capa (9); - vulcanizar (13) ambas de dichas capas simultáneamente; - avanzar hacia dicha segunda estación (5) dicho bloque de espuma de látex (2) formado por al menos dichas dos capas (7, 9),

Description

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DESCRIPCION
Proceso y planta para la fabricacion continua de artfculos de descanso de espuma de latex
La presente invencion se refiere a la fabricacion continua de artfculos de descanso de espuma de latex y mas espedficamente a la fabricacion continua de un bloque de espuma de latex formado por al menos dos capas de longitud ilimitada al menos parcialmente superpuestas y qmmicamente unidas entre st
Se conocen procesos para la fabricacion de artfculos de descanso de espuma de latex, tales como, por ejemplo, colchones, partes de colchones, cojines y similares.
La fabricacion de artfculos anteriormente mencionada se lleva a cabo tanto por moldes individuales como por moldes de longitud ilimitada tales como una cinta o una serie de carros o placas que se mueven continuamente a lo largo de una configuracion anular.
Tales procesos continuos se usan y se describen en las patentes de cesionario EP-B-0.380.963, US-A-5.229.138, US-A-6.608.802, EP-A-1.361.033.
Un molde individual generalmente comprende una parte inferior hueca y una parte superior que forma la cubierta, la primera y la segunda o ambas tambien se proporcionan con protuberancias para la formacion de cavidades.
Como se sabe, inicialmente se prepara una mezcla que comprende latex y sus componentes.
El latex es una dispersion de polfmero elastomerico en un suero acuoso.
En el presente documento a continuacion, el termino “componentes” significa la indicacion de todas aquellas sustancias, materiales, componentes y/o cargas cuya presencia se cree que es util para llevar a cabo optimamente etapas de fabricacion de artfculos de espuma de latex con caractensticas determinadas y deseadas.
Generalmente, dichos “componentes” incluyen tensioactivos, espesantes, agentes de gelificacion, estabilizadores, aceleradores del proceso, agentes de vulcanizacion, cargas y antioxidantes.
El proceso emplea un tanque dentro del que se anaden diversos componentes a una mezcla de latex sintetica o natural.
Los componentes en bruto antes de su adicion al latex se transforman en una dispersion acuosa usando molinillos tales para reducir las partfculas a algunos micrometres de tamano.
En el presente documento a continuacion, entre los componentes mas significativos se recuerdan agentes tensioactivos y de gelificacion.
Como es sabido, los tensioactivos determinan la presencia alrededor de cada partfcula de latex individual de una barrera protectora que se opone a su aproximacion; estando tal barrera formada por cargas todas del mismo signo para todas las partreulas de latex de forma que se repelan entre sf, evitando una coagulacion de partreulas prematura y no deseada.
Los agentes de gelificacion tienen la tarea de romper la barreara anteriormente mencionada, de forma que diversas partreulas de latex, ya no sometidas a las fuerzas de repulsion, puedan aproximarse o alejarse entre sf estando sometidas a vibraciones que aumentan con el aumento de la temperatura.
Durante tal movimiento alternante, las partreulas de latex se tocan y se unen entre sf llevando a cabo la etapa de coagulacion del latex.
Refiriendose de nuevo al proceso de fabricacion en molde, a la mezcla que comprende latex y sus componentes en el recipiente se anade un gas presurizado y la mezcla se agita a alta velocidad hasta que se obtiene su espumacion.
A la espuma de latex se anade una disolucion determinada de un agente de gelificacion destinado a llevar a cabo la etapa de gelificacion.
En este momento, para una mayor clarificacion en el campo de aplicacion de la presente invencion, los presentes inventores recuerdan brevemente en el presente documento que los artreulos de descanso de espuma de latex comprenden caractensticas y etapas de proceso diferentes de otros artreulos de espuma, por ejemplo, espuma de poliuretano.
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En lo que respecta a las etapas de proceso, debe recordarse que la espumacion del artfculo de latex se logra entrando un agente externo tal como aire presurizado en la mezcla.
Por el contrario, la espumacion de la mezcla de poliuretano se logra por el contacto directo entre polioMo y isocianato, es decir, los mismos materiales de base que constituyen el poliuretano.
Adicionalmente, los artfculos de espuma de latex tienen una estructura provista de celulas abiertas minusculas y uniformemente distribuidas para todo el espesor del material, los artfculos de espuma de poliuretano tienen celulas cerradas, excepto poliuretanos espedficos en los que las celulas explotan despues de tratamientos espedficos.
Se preve una fabricacion de artfculos de espuma de latex llenando el molde con una mezcla que comprende latex y componentes ya sometidos a espumacion.
Debe observarse que despues de la espumacion la mezcla de latex es muy inestable, de forma que existe un riesgo de que colapsen las paredes de una celula.
Con el objetivo de enfrentarse a tal riego se lleva a cabo la etapa de gelificacion.
La gelificacion puede definirse como una coagulacion homogenea en la que parte del suero acuoso de espuma se incorpora entre partfculas de polfmero de caucho.
Qmmicamente, la gelificacion es la transicion de la fase de “sol” a la fase de “gel”.
La etapa de gelificacion evita el colapso de la espuma de latex despues del deposito.
La siguiente etapa de vulcanizacion se lleva a cabo para determinar el mayor grado de elasticidad en el artfculo final, es decir, las caractensticas del artfculo de deformacion elastica, densidad y uniformidad que aseguraran las condiciones de comodidad para el usuario en un estado de descanso.
Durante la etapa de vulcanizacion, el molde se calienta pasando a traves de un tunel dentro del que se suministra un vapor.
Al final de la etapa de vulcanizacion, la parte superior del molde se gira o se levanta con respecto a la parte inferior hueca para permitir la extraccion del artfculo.
Dado lo anterior, debe observarse que los artfculos de descanso pueden estar constituidos por muchas capas a cada una de las cuales se les atribuye una caractenstica de densidad espedfica, dureza o resistencia mecanica o qrnmica para proporcionar rendimientos espedficos.
Generalmente, tales artfculos, particularmente colchones, se ensamblan uniendo diversas capas la una con la otra usando pegamentos o adhesivos.
Desafortunadamente, tal tecnica es insatisfactoria.
En realidad, los materiales de adhesion son toxicos y de ninguna forma se garantiza una union duradera entre las capas.
Puede concebirse realizar artfculos de multiples capas vertiendo en un molde abierto una primera espuma de latex, seguido de una segunda espuma de latex con diferentes caractensticas de la primera.
De cualquier forma, en tal caso, debido a que las dos mezclas son sustancialmente lfquidas, una tendna una re- mezcla de las dos mezclas, asegurando la variacion de las dos capas de geometna preestablecida.
El final artfculo no se beneficiana de capas separadas la una de la otra por una superficie lfmite pura.
Por tanto, se obtendna un artfculo con una caractenstica ffsica o qrnmica confusa y asegurando un rendimiento no deseado.
En el caso de molde con una cubierta debe observarse que el material de espuma que se llena en una espuma se lleva a cabo, como regla, con exceso de material con respecto al volumen disponible en la cavidad del molde.
Por tanto, durante el cierre de la cubierta, la mezcla superior se comprimina contra la mezcla inferior, dando las dos mezclas obviamente una distribucion no homogenea.
El documento EP-A-0184466 describe un metodo que comprende aplicar, sobre una hoja de soporte, una primera capa que comprende una capa de una composicion de latex vulcanizable espumada; aplicar, sobre la primera capa,
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una segunda capa de una composicion de latex vulcanizable espumada y luego calentar el producto en capas resultante para efectuar la vulcanizacion de las composiciones de latex vulcanizable espumadas en la primera y segunda capas.
El documento GB-A-879791 describe la espumacion de un latex de caucho combinado, gelificar a un pH de al menos 9, y vulcanizar la espuma gelificada a una temperatura elevada en presencia de una sustancia capaz de liberar acido o acidos y que tiene una solubilidad en agua despreciable a la temperatura de gelificacion, pero que cada vez se vuelve mas soluble hacia la temperatura de vulcanizacion.
El documento US-A-2005177950 describe una construccion de relleno para un colchon o un artfculo de mobiliario que incluye una hoja de espuma de barrera a la llama proxima al reverso de una capa de tela superficial.
El documento US-B-6312244 describe una planta para la fabricacion de productos de espuma de latex que comprenden cavidades, tales como colchones, cojines y similares. La planta hace uso de una pluralidad de soportes dispuestos en una configuracion similar a anillo limitada por un primer estiramiento superior entre una estacion de inyeccion de espuma y una estacion de extraccion de producto y por un segundo estiramiento inferior para el retorno de los soportes que carecen de espuma, a la estacion de inyeccion.
El documento EP 0 358 914 A2 refleja el preambulo de la reivindicacion 1 y desvela un proceso y planta para fabricar continuamente productos de espuma de latex que comprenden cavidades, como colchones y similares. La planta comprende un elemento de transportador en el que una pluralidad de placas dispuestas lado a lado estan provistas de protuberancias correspondientes a las celulas que van a formarse en una capa de latex. Las protuberancias estan abiertas en la base para introducir vapor en el espacio interno.
Puede concebirse usar un proceso de fabricacion continua de colchones de espuma de latex de multiples capas.
De cualquier forma, incluso en tal caso, inyectar la segunda mezcla sobre la primera en la estacion de colocacion no proporcionana resultados diferentes de los anteriormente mencionados para moldes abiertos individuales.
Entonces se concibio que podna ser posible encontrar una solucion a los problemas anteriormente encontrados realizando un proceso de fabricacion continua para artfculos de espuma de latex, tales como colchones y similares, formados por al menos dos capas, superpuestas y directamente unidas entre sf, prestando atencion a separar una distancia predeterminada el deposito de la segunda capa sobre la primera y recurriendo a unir por gravedad la una sobre la otra.
Se ha sabido que tal proceso proporcionana resultados utiles, siendo la misma estructura celular de espuma de latex capaz de permitir a nivel de contacto de las dos capas una co-penetracion redproca de apendices minusculos de la una en las multiples micro-cavidades de la otra. Por tanto, un primer aspecto de la invencion proporciona un proceso de fabricacion continua segun la reivindicacion 1.
El proceso en su forma mas amplia usa, como se menciona previamente, la etapa de deposicion de segunda mezcla sobre al menos una extension parcial transversal de dicha primera capa de base. Por tanto, puede depositarse una pluralidad de capas contiguas sobre la primera capa, incluso de diferente tamano transversal, todas posicionadas sobre un plano y todas directamente unidas entre sf y para la dimension transversal completa a la primera capa.
Cualquiera de tales capas contiguas puede tener propiedades similares o diferenciadas con respecto a las otras capas sobre el mismo plano.
Preferentemente, la capa superior tiene la misma longitud de la capa de base.
La situacion previamente mencionada puede repetirse, si se solicita, para numeros de capas superiores a al menos dos capas y para capas depositadas sobre planos paralelos y superpuestos en un numero superior a dos.
Convenientemente, el proceso comprende gelificar dichas dos capas en la misma posicion y simultaneamente unir juntas superficies contiguas de dichas dos capas mediante partfculas de latex despues de tal rotura de la barrera.
De hecho, se ha concebido que podna determinarse un alta adhesion directa entre las dos capas por la citada co- penetracion de partes de una capa en la otra, explotando tambien el enlace qrnmico logrado para ambas capas durante la transicion entre la condicion de inestabilidad de la espuma con la de estabilidad.
Se encontro que si la barrera entre las capas de partfculas de latex que contrasta con su aproximacion se rompe simultaneamente, produjo el contacto de las partfculas de una capa con las partfculas de la otra capa, con el resultado de explotar su adhesividad, debido a su estado todavfa plastico, para crear un enlace qrnmico entre las dos capas.
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Convenientemente, el proceso comprende la preparacion de dos mezclas de composicion diferente usando latex de caucho natural y sintetico o por separado entre ellas en las dos capas o segun una combinacion entre los dos tipos de caucho.
Las composiciones de dos mezclas pueden diferenciarse por la presencia de componentes y/o sustancias aptas para proporcionar caractensticas espedficas de manera que, por ejemplo, se obtengan variaciones de una capa a la otra en lo que se refiere a la dureza, deformacion elastica y resistencia mecanica.
Ventajosamente, el proceso comprende usar dos mezclas de latex de composicion similar y diferenciar las mezclas con la etapa de espumacion de la segunda mezcla con una cantidad de aire diferente de la primera mezcla de base.
Todavfa ventajosamente, el proceso anade cargas de material retardante de la llama a las cargas a al menos una de dichas mezclas, por ejemplo, a la mezcla destinada a formar la capa superior.
En otra realizacion, el proceso usa una mezcla de espuma de latex para una o ambas de las dos capas con caractensticas viscoelasticas.
Preferentemente, el proceso comprende una relacion entre la densidad de la segunda mezcla y la primera mezcla de base de entre 1 y 10.
Todavfa preferentemente, el proceso comprende una relacion entre el espesor de dicha segunda capa y el espesor de la capa de base de entre 0,1 a 5.
El proceso comprende imprimir sobre esa segunda capa de bloque una pluralidad de formas superiores, particularmente cavidades, con contorno y tamano predeterminados y para una profundidad predeterminada.
El proceso imprime una pluralidad de formas inferiores.
Dichas formas inferiores son cavidades, realizadas sobre dicha primera capa de base durante dicho deposito de mezcla de base de espuma de latex.
El proceso gelifica ese bloque de espuma de latex durante dicha etapa de impresion de formas superiores.
Todavfa mas ventajosamente, el proceso gelifica dicho bloque de espuma de latex durante la etapa de impresion de las formas superiores e inferiores.
Un segundo aspecto de la invencion esta formado por una planta segun la reivindicacion 12.
Preferentemente, dichas primera y segunda capas del medio de gelificacion que forman dicho bloque son unicas.
Convenientemente, dicho medio de gelificacion del bloque comprende elementos de metal planos precalentados, siendo aplicados dichos elementos planos en una sucesion contigua sobre la segunda capa de dicho bloque.
Preferentemente, dichos elementos planos son de aluminio.
Ventajosamente, dichos medios de gelificacion comprenden una camara calentada cruzada por esa superficie de colocacion y elementos metalicos planos aplicados en sucesion y en contacto sobre dicha segunda capa de dicho bloque aguas arriba de dicha camara.
La presente invencion se entendera ahora mejor a partir de la siguiente descripcion detallada dada a modo de ejemplo y, por tanto, no limitante con referencia a las tablas de dibujo adjuntas en las que:
La Figura 1 muestra una vista longitudinal esquematica en planta;
la Figura 2 muestra en una vista en perspectiva parcial un detalle de la Figura 1;
la Figura 3 muestra en vista longitudinal una variacion de algunas partes de la planta de la Figura 1;
la Figura 4 muestra en seccion longitudinal un bloque de espuma de dos capas cada una con cavidades;
la Figura 5 muestra una realizacion preferida de la planta;
la Figura 6 muestra un detalle de la Figura 5;
la Figura 7 muestra otro detalle de la Figura 5;
la Figura 8 muestra en seccion longitudinal el efecto del peso de la capa superior; la Figura 9 muestra el efecto de reduccion del peso de la capa superior.
En la Figura 1, 1 muestra esquematicamente una planta para fabricar continuamente un bloque de espuma de latex 2 de longitud ilimitada que va a repartirse en una pluralidad de artfculos de caucho celular por cortes cruzados transversales a la longitud del bloque.
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En una realizacion a modo de ejemplo, dichos artfculos de descanso pueden ser colchones o partes de colchones, una almohada o partes de una almohada.
La planta 1 comprende una superficie de colocacion 3, por ejemplo, una cinta metalica que se mueve continuamente en la direccion de la flecha F entre una primera estacion de colocacion 4 y una segunda estacion de extraccion 5 provista de un par de rodillos que giran en direccion contraria 6.
El bloque 2 se extrae de la segunda estacion 5 pasando a traves del par de rodillos 6. El ejemplo de la Figura 1 se refiere a la fabricacion de un bloque 2 formado por dos capas de espuma de latex, respectivamente, una primera 7, o capa de base del bloque 2, con la superficie inferior 8 en contacto con cinta 3, la segunda 9 con la superficie interna 10 en contacto con la superficie externa 11 de la primera capa 7.
La planta 1 comprende medios de gelificacion que en su realizacion mas general deben ser capaces de estabilizar dimensionalmente la espuma de latex y para ese uso final fuentes de calor pueden proporcionar temperaturas de 20 ° a 60 °C, en el entorno cruzado por el bloque de espuma de latex.
Tales medios de gelificacion indicados como 12 en la Figura 1 estan integrados en una forma particular explicada despues.
La planta 1 comprende medios de vulcanizacion 13 dispuestos despues de los medios de gelificacion 12 y entre la primera y segunda estaciones 4, 5.
Cerca de la primera estacion 4 esta dispuesto un primer dispositivo de colocacion 14 de una primera mezcla de base de espuma de latex destinada a formar la primera capa de base 7 y separada de la primera estacion esta dispuesto un segundo dispositivo de colocacion 15 de una segunda mezcla de espuma de latex destinada a formar la segunda capa 9.
Dichos dispositivos de colocacion 14 y 15 estan dispuestos en una direccion transversal a la direccion de avance de la cinta 3.
Se anade que dichos dispositivos de colocacion 14 y 15 se acercan o se alejan de la cinta 3 en la direccion de las flechas “f” mediante grnas de deslizamiento adecuadas y medios de conduccion no ilustrados que son de cualquier tipo conocido.
Otros dispositivos de colocacion 14 y 15 estan conectados a sus propias mezcladoras de latex.
Dichas mezcladoras comprenden una pluralidad de tanques y diverso equipo, entre ellos, equipo de control, suministro, salida y conexion.
Por motivos de brevedad de la descripcion, dichas mezcladoras se han ejemplificado con solo dos tanques 16, 17 provistos de tubenas de conexion apropiadas a las cabezas de colocacion 18, 19 de cada una de las cuales se vierten las mezclas de espuma de latex.
Un conducto 16' y un conducto 17' alimentan ambos tanques 16, 17 con cantidades de latex respectivas.
La planta 1 comprende dos racletas de moldeo de la mezcla de espuma de latex 20, 21.
La primera racleta 20 esta dispuesta pasada la cabeza de colocacion 18.
La segunda racleta 21 esta dispuesta aguas arriba con respecto a los medios de gelificacion 12.
Ambas racletas pueden tener un perfil moldeado para formar la superficie sobre la que actuan con una geometna deseada incluso diferente de la plana, por ejemplo, una configuracion ondulada con extremos afilados o redondeados.
La gelificacion de ambas capas puede tener lugar en diferentes tiempos y posiciones.
Segun una caractenstica inventiva preferida, los medios de gelificacion 12 son unicos para la primera y segunda capas.
Se especifica adicionalmente que el termino “unico” significa que la planta 1 no usa una etapa de gelificacion de una primera capa de espuma llevada por separado e independientemente de la etapa de gelificacion de la segunda capa, sino una unica etapa de gelificacion llevada al mismo tiempo y lugar para ambas capas 7 y 9 del bloque de espuma de latex 2.
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Preferentemente, los medios de gelificacion 12 y los medios de vulcanizacion 13 comprenden un unico dispositivo tipo tunel separado en una primera y una segunda camaras 22, 23.
El tunel se calienta con medios de calentamiento apropiados, preferentemente por lfquidos conductores de calor y todavfa mas preferentemente con vapor que fluye.
En la primera camara 22 tiene lugar la etapa de gelificacion.
La camara 22 tiene una longitud “1” del 2 % al 20 % de dicha longitud total del tunel.
Todavfa preferentemente, el dispositivo de gelificacion 12 usa una pluralidad de miembros de metal precalentados 24 aplicados en sucesion continua sobre la superficie externa de la segunda capa 9 que pasa tanto a traves de la primera camara de gelificacion 22 como a traves de la segunda camara de vulcanizacion 23, en el que el vapor tiene una temperatura de aproximadamente 100 °C.
Los miembros 24, preferentemente con una configuracion de placas lisas y en aluminio, se mueven a lo largo de dos segmentos sustancialmente horizontales, respectivamente, un segmento activo 25 y un segmento de descanso inactivo 26.
En el segmento activo, las placas 24 estan asociadas con el bloque de espuma de latex 2 en avance continuo.
En el segmento de descanso inactivo, las placas 24 sacadas en B aguas abajo del dispositivo de tunel se disponen en C antes de llevarse de nuevo a la entrada del dispositivo de tunel A.
La pluralidad de placas 24 se desplaza a lo largo de la configuracion ABCD de la Figura 1 por medios de conduccion aptos para tal fin.
Se menciona en el presente documento como un ejemplo que dichos medios de conduccion pueden comprender accionamientos verticales de subida y bajada mecanicos o neumaticos y cintas transportadoras en el segmento superior CD.
En el segmento 25, las placas 24 son firmes en el movimiento con respecto a la superficie de colocacion 3.
Segun una caractenstica de proceso se encontro conveniente gestionar el proceso pasando las placas 24 previamente a traves del dispositivo de tunel y despues a traves del segmento de retorno hasta la entrada A a una velocidad de entre 0,3 y 1,5 metros/minuto.
De tal forma se obtiene que las placas 24 aparecen en la entrada del tunel, entendiblemente ya precalentadas, manteniendo una temperatura de al menos 20 °C suficiente para la gelificacion del bloque de espuma y la etapa de estabilizacion de tamano.
En una realizacion preferida de la planta 1 mostrada en la Figura 3, dichas placas 24 estan formadas como losas cada una provista de una pluralidad de protuberancias en voladizo 27 que se proyectan hacia afuera de la base y se dirigen hacia abajo.
Tales protuberancias 27 tienen el fin de formar cavidades superiores 9' sobre la segunda capa de espuma 9 (FIG. 4). Las protuberancias 27 gelifican y vulcanizan en profundidad.
Por tanto, en una forma ventajosa, las placas 24 forman medios de gelificacion, medios de moldeo y medios de vulcanizacion que pasan a traves de la segunda camara 23.
Como se ha mencionado, la planta 1 comprende una cinta como superficie de colocacion 3, de cualquier forma en la realizacion mas mejorada de la Figura 3 tal superficie puede aceptar diversas realizaciones, por ejemplo, puede formarse por una pluralidad de placas inferiores 30 dispuestas lado a lado y ancladas transversalmente a dos cadenas (no mostradas) dispuestas en una configuracion anular alrededor de dos poleas, siendo una de cualquiera una polea de accionamiento.
Tales placas comprenden una pluralidad de protuberancias 31 tanto para cavidades de moldeo 7' en la capa de base como para gelificar y vulcanizar en una forma difusa.
En una forma simple y esquematica, en la planta de la Figura 3 las placas 24 estan asociadas a un transportador de anillo.
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Tal transportador y la superficie de deposicion 3 se mueven a la misma velocidad.
La planta 1, como se ejemplifica en la Figura 2, comprende paredes laterales 28, 29, opuestas entre sf e integradas con la superficie de colocacion 3.
Las paredes laterales 28, 29 unen ambas capas 7, 9 anchura, por tanto bloque de espuma de latex 2 anchura.
Ventajosamente, dichas paredes laterales 28, 29 forman medios de contrafuerte para los medios de gelificacion y moldeo representados por las placas 24.
Ahora se describe la operacion de la planta 1 con placas superiores 24 e inferiores 30 provistas de protuberancias 27 y 31, respectivamente, para las cavidades superior 9' e inferior 7' de moldeo (FIG. 4).
Tales protuberancias 27, 31 pueden tener otra forma distinta a la representada en las figuras y pueden originar artfculos en los que las cavidades inferiores 7' y 9' estan alineadas o descentradas la unas con respecto a las otras.
La operacion de la planta 1 se describe con respecto a una solucion en la que las placas 24 con protuberancias 27 relacionadas soportadas por las paredes de soporte 28, 29 de la superficie 3 estan, por tanto, asociadas al bloque 2 en el segmento de gelificacion y vulcanizado y a partir de aqu se mueven en otros segmentos por comandos mecanicos o neumaticos y cintas transportadoras 3' accionadas a velocidad independiente de la superficie 3 (Fig. 3).
Inicialmente, un primer latex de caucho natural y un segundo latex de caucho natural, tal como un polfmero de butadieno-estireno, y componentes relacionados de ambos latex, se prepararon por separado siguiendo sometidos a mezcla por medios de agitacion mecanica.
Los componentes comprenden, entre otros, tensioactivos, agentes de vulcanizacion tales como azufre y aceleradores, antioxidantes para inhibir el envejecimiento del artfculo final, cargas, aceites, estabilizadores.
Los tensioactivos tienen la tarea de mantener cargas del mismo signo electrico alrededor de cada partfcula de latex de manera que tales partfculas se repelan evitando la coagulacion prematura de partfculas de latex.
Preferentemente se utilizan tensioactivos de tipo anionico y los mismos para ambas mezclas.
En este caso, las cargas protectoras alrededor de las partfculas de latex son negativas.
Preferentemente, el tensioactivo anionico es oleato de potasio o incluso mas preferentemente resinato de potasio.
Los componentes antes de anadirse al latex se transforman en una dispersion acuosa con medios mecanicos apropiados para reducir los tamanos de partfcula.
Ambas dispersiones son la entrada en disoluciones acuosas de los tanques 16, 17 respectivos por los conductos 16', 17' en los que racletas apropiadas (no ilustradas) se activan para determinar una dispersion homogenea de materiales.
En una etapa posterior, llamada en lo sucesivo la etapa de espumacion, se introduce aire dentro de ambos tanques de manera que se obtengan dos mezclas de espuma de latex.
La espumacion se logra por aire presurizado y agitacion mecanica contemporanea.
La densidad de la espuma se controla variando la relacion entre la cantidad de aire y el rendimiento del latex.
El proceso se lleva a cabo con dos mezclas diferentes debido a que los materiales respectivos pueden tener diferentes propiedades qmmicas.
Adicionalmente, pueden seleccionarse uno o mas parametros de proceso para determinar una estructura celular diferente en ambas mezclas.
El proceso preve la formacion de dos mezclas de espuma de latex con diferente densidad.
Utilizando tal caractenstica se logra inicialmente un bloque de espuma y posteriormente una pluralidad de colchones en los que la capa inferior y superior tienen diferentes caractensticas entre sf, por tanto una cualquiera puede proporcionar diferentes rendimientos.
En particular, en el ejemplo de la memoria descriptiva, la densidad del segundo tanque 17 es menos que la densidad del primer tanque 16.
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La diferencia de densidad se logra proporcionando en el primer tanque 16 la presencia de una menor cantidad de aire en comparacion con el latex y en el segundo tanque 17 una cantidad de aire superior a uno de latex.
Segun dichos modos, la relacion entre la densidad de la mezcla de base y de la segunda mezcla esta entre 1 y 10.
Despues de la espumacion, el agente de gelificacion se entra en los tanques 16, 17 respectivos.
Preferentemente, dicho agente es el mismo para ambas mezclas.
Incluso preferentemente, el agente de gelificacion es fluosilicato de sodio.
A continuacion se proporcionan formulaciones de ambas espumas de latex en una tabla.
La primera espuma de latex de la tabla se indica por el numero 1 y la segunda espuma de latex se indica por el numero 2.
En la tabla, Phr, como se sabe, significa partes de caucho por cien.
Materiales
Phr 1 Phr 2
Latex de caucho natural
100 0
Latex de caucho sintetico
0 100
Oleato de potasio
2 0
Resinato de potasio
1 1
Antioxidantes
1,5 0,8
Oxido de cinc
5 2
Azufre
2,5 2,5
Aceleradores
2 2
Bifenil-gualidino
0 1
Agente de gelificacion: SSF
3 3
Segun una realizacion de proceso particular, se proporciona la adicion en el segundo tanque 17 de entrada de latex junto con otros componentes individuales o pluralidad de cargas de materiales de retardo de la propagacion de la llama.
Tales cargas de retardo de la llama pueden comprender, por ejemplo, hidroxido de magnesio e hidroxido de aluminio.
En particular, la segunda mezcla comprende grafito expansible, preferentemente de 4 a 35 Phr a 100 Phr de elastomero.
Despues de la etapa de espumacion se lleva a cabo la colocacion de ambas espumas de latex.
Para este fin, la cabeza 18 se desplaza por accionamientos proporcionados en los accionamientos del primer dispositivo de colocacion 14 en una direccion y en una opuesta transversal a la direccion de desplazamiento rectilmea de la superficie de colocacion 3.
La combinacion de dos desplazamientos forma una primera capa 7 o capa de base de bloque de espuma 2 que se forma a una altura predeterminada por la accion de la primera racleta 20.
Un espesor de primera capa comprendido entre 10 y 25 cm se corresponde con tal altura.
La primera capa de espuma 7 se mueve hacia adelante con su superficie inferior 8 asociada a la superficie de colocacion 3 provista de protuberancias relacionadas 31 hacia el segundo dispositivo de colocacion 15 posicionado a una distancia predeterminada “d” del primer dispositivo de colocacion 14.
Segun una realizacion del metodo se ha predicho que la planta 1 tiene una longitud “L” entre 25 y 50 m medida desde la primera a la segunda estacion 4, 5.
Con respecto a la longitud “L” se encontro conveniente que dicha distancia “d” estuviera comprendida entre 0,5 y 2,5 m.
Similar a lo ya descrito, la cabeza 19 se desplaza a su vez por los accionamientos proporcionados en el segundo dispositivo de colocacion 15 en una direccion transversal a la direccion de desplazamiento recta de la primera capa
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de espuma 7 que forma una segunda capa de espuma que esta formada a una segunda altura predeterminada por la segunda racleta 21.
A dicha segunda altura predeterminada se corresponde un espesor de capa 9 comprendido entre 2 y 20 cm.
Ambas capas de espuma 7 y 9, todavfa dimensionalmente inestables, se mueven hacia adelante hacia la primera camara 22 del dispositivo de gelificacion 12; tal primera camara 22 esta localizada a una distancia “T” predeterminada con respecto a la segunda racleta 21.
Convenientemente, la distancia “T” entre la ultima capa colocada y el dispositivo de gelificacion, sea cual sea el numero de capas superpuesto, esta comprendida entre 1 y 2 m.
Debe observarse que la estructura porosa particular de la estructura celular de primera y segunda capa ayuda en la determinacion del enlace entre las dos capas.
En realidad, durante el desplazamiento del bloque 2 a lo largo del segmento “T” se produce una penetracion por gravedad de pequenas protuberancias en la zona inferior de una capa en las pequenas micro-cavidades infinitas de la zona superior de otra capa y viceversa.
Durante el paso a traves de la primera camara 22, el bloque 2 absorbe calor del vapor que esta presente en el entorno, ademas de por conduccion termica de placas precalentadas 24 y 30.
Debe observarse que durante tal paso las protuberancias 27 y 31, ambas de aluminio, se incorporan respectivamente en la primera y segunda capa.
En la camara 22 tiene lugar la etapa de gelificacion.
El fluosilicato de sodio proporciona cargas electricas positivas que funcionan contra cargas electricas negativas alrededor de las partfculas de latex causando el fin de la fase repulsiva entre tales partfculas.
Las partfculas de latex bajo el efecto del calor transmitido de las placas 24, 30 y el vapor se someten a vibraciones cuyo efecto es producir rapidos movimientos redprocos de aproximacion y retroceso.
Las partfculas de latex se tocan entre sf y, estando todavfa en un estado plastico, se mueve entre ellas determinando la coagulacion del bloque 2.
En particular, las partfculas de latex de la superficie lfmite mas proximas entre las capas 7, 9 se unen entre ellas gracias a su adhesividad.
Por tanto, el bloque 2 que pasa a traves de la primera camara 22 se estabiliza dimensionalmente y ambas capas 7,9 se unen qmmicamente a lo largo de la superficie de contacto.
Durante el avance del bloque 2 a traves de la camara 23 se produce una reticulacion durante la cual el azufre y los aceleradores dan lugar a puentes de azufre entre las partfculas de caucho.
Por tanto, se potencia adicionalmente el enlace de ambas capas a lo largo de las superficies contiguas.
Se ha descrito ahora en la Figura 5 una realizacion preferida de la planta 33 para la fabricacion continua de un bloque de espuma de latex 2 que comprende al menos dos capas 7, 9 con cavidades superiores e inferiores (Fig. 4).
La siguiente descripcion usa los mismos numeros de referencia de las Figuras 1-3 en tanto que algunos elementos que tienen implementacion o funcion similar; en la siguiente descripcion la planta 33 usa vagones en lugar de placas inferiores.
La planta 33 comprende de una forma por sf misma conocida una superficie de colocacion constituida de una pluralidad de vagones 30 (Figura 5, 6), cada uno con protuberancias 31 que se mueven a lo largo de un circuito anular que comprende dos poleas dentadas una de las cuales es de accionamiento, la otra de accionamiento.
El bloque de soporte 30' en cada base de vagon lleva un par de rodillos 35, cuyos pequenos pernos se engranan con medios de agarre 34' de ambas poleas.
Los vagones son empujados por ruedas de transmision, una en contacto con la otra, a lo largo de la rama activa superior en la que reciben ambas espumas de latex por las cabezas de colocacion 18, 19.
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El desplazamiento de los vagones 30 a lo largo del circuito anular se produce mediante rodillos 35 y ruedas 35' que se deslizan a lo largo de gmas 36 adecuadas de una estructura estacionaria.
Los vagones de la rama inferior pueden ser menos en numero con respecto a la rama superior y en esta solucion se mueven por medios de desplazamiento, tales como transportadores o similares, de un modo independiente de los accionamientos de las poleas de accionamiento, a una mayor velocidad que la rama superior.
En la rama terminal, los vagones limitan con poleas laterales 32 en los transportadores.
La parte superior de la planta comprende una pluralidad de placas 24 (Fig. 5, 7) cada una de las cuales esta provista de una pluralidad de protuberancias 27 destinadas a formar cavidades en la segunda capa de espuma.
Tales placas 24 se mueven a lo largo del circuito anular ya representado con ABCD en la Figura 1.
La planta 33 comprende medios de subida y bajada de las placas 24.
Dichos medios conocidos por sf mismos comprenden comandos mecanicos verticales y horizontales o como se representa comandos neumaticos 37, siendo este ultimo desplazamiento llevado a cabo por el miembro 38 apto para agarrarse en la abertura 24' de cada placa 24.
El desplazamiento de las placas 24 en la rama superior se lleva a cabo por los transportadores 39.
Ventajosamente en la Figura 5, las placas 24 y sus protuberancias 27 forman medios de gelificacion contemporaneos, medios de moldeo y medios de vulcanizacion.
La caractenstica de los medios de moldeo formados por una pluralidad de placas calientes como se describe previamente permite transmitir por conduccion el calor necesario para la gelificacion, evitando recurrir a lamparas de calentamiento y aparatos de radiacion termica similares con costes de energfa obvios con respecto a la pluralidad de ciclos de trabajo de la planta continua.
Ademas, el proceso segun la invencion puede formar una superficie de union 40 de alta resistencia mecanica entre las superficies de contacto de dos capas 7, 9.
Se cree que la superficie de union de alta resistencia mecanica puede depender tanto de partfculas libres del enlace qmmico obtenidas durante la etapa de gelificacion como de la de penetracion de la estructura microporosa de ambas capas.
Otro perfil de la superficie de union 40 es sustancialmente paralelo a la superficie de base del bloque, por tanto esta ausente la agitacion de ambas capas de estructuras celulares.
En otras palabras, el material de estructura celular de una capa, seleccionado al principio con caractensticas determinadas deseadas, no penetra profundamente en la estructura celular de la otra capa predicha al principio con otras caractensticas determinadas y deseadas.
Por tanto, el proceso segun la invencion mantiene propiedades y rendimientos invariables de ambas capas.
El llevar a cabo adicionalmente el proceso segun lo que se describe en el ejemplo de la Figura 5 permite depositar, si asf se desea, una capa mas pesada en comparacion con la primera capa sin alterar sus propiedades.
Este resultado puede explicarse cualitativamente con la ayuda de las esquematizaciones de las Figuras 8 y 9.
La Figura 8 se refiere a un bloque de espuma 42 constituido por dos capas superpuestas 43, 44 obtenidas por un proceso en el que solo estan presentes protuberancias inferiores 45 de la superficie de colocacion 46.
En la misma figura, la lmea recta “z” se ha perfilado correspondientemente a los extremos superiores de la protuberancia inferior 45.
El efecto del peso de la capa superior sobre la capa inferior se hace evidente por segmentos curvilmeos 47 visibles entre protuberancias adyacentes y por dichas flechas de flexion de los segmentos “p”.
El resultado hecho evidente por tal Figura 8 puede ser aceptable, pero podna ser susceptible a mejoras si se desea tener una capa superior notablemente mas pesada en comparacion con la capa de base.
A este respecto, la Figura 9 muestra los beneficios obtenidos utilizando un proceso segun la invencion con las etapas de deposicion, gelificacion y vulcanizacion ya descritas y en el que la estructura celular del bloque de espuma
de latex se obtiene usando protuberancias inferiores 45 y superiores 48 indicadas por simplicidad alineadas la una con la otra.
La misma Figura 9 muestra que el efecto del peso de la capa superior sobre la primera se ha reducido 5 considerablemente debido a que las protuberancias superiores de las paredes 48 tienden a retener que la masa de espuma celular se deslice hacia abajo, reduciendo los valores de la flecha “p” a valores mmimos.
Por tanto, la compresion de la capa superior sobre la primera, incluso de alto peso, no induce alteraciones perceptibles de la densidad y funciones de la capa superior.
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Debe comentarse adicionalmente que el proceso no se limita a la formacion continua de solo dos capas de espuma de latex, sino que mas bien se extiende a la formacion continua de varias capas superior a dos, a condicion de que sea cual sea el numero de capas que va a superponerse, la deposicion de cada capa se produzca despues de haberse formado una capa previa a una altura predeterminada y preferentemente todas las capas gelifiquen al 15 mismo tiempo y en la misma estacion operativa.

Claims (22)

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    REIVINDICACIONES
    1. - Proceso de fabricacion continua de un bloque (2) de espuma de latex de longitud ilimitada adecuado para ser dividido en una pluralidad de artfculos de descanso, seleccionados del grupo que consiste en colchones, partes de colchones y cojines, por cortes transversales a dicha longitud ilimitada, que comprende las etapas de preparar un latex formado por diversas partfculas y por un tensioactivo para originar una barrera que contrasta con la aproximacion entre dichas partfculas de latex, de formar una primera mezcla de base de latex y componentes, de introducir en dicha primera mezcla de base un agente de espumacion, de espumar la primera mezcla de base, de introducir el agente de gelificacion destinado a romper dicha barrera, de hacer avanzar a lo largo de una direccion predeterminada una superficie de colocacion (3), provista de protuberancias (31, 45), entre una primera y una segunda estacion (4,5), de colocar en esa primera estacion dicha primera mezcla de base sobre dicha superficie de colocacion (3) en avance continuo y de formar una primera capa de base (7) de espuma de latex de longitud ilimitada, de moldear a una primera altura predeterminada dicha primera capa de base, de gelificar, de vulcanizar, en el que el proceso incluye la etapa de:
    - imprimir una pluralidad de formas inferiores (7'), en forma de cavidades, sobre dicha primera capa de base (7) durante la colocacion de dicha primera mezcla de base por medio de dichas protuberancias (31, 45); caracterizado por las etapas adicionales de:
    - preparar al menos una segunda mezcla de espuma de latex que comprende diversos componentes entre ellos dicho tensioactivo y dicho agente de gelificacion, teniendo dicha segunda mezcla de espuma de latex caractensticas diferentes de aquellas de dicha primera mezcla de base;
    - colocar despues de la etapa de moldeo de la primera capa de base (7) dicha segunda mezcla sobre al menos una extension transversal parcial de dicha primera capa de base (7) y formar al menos una segunda capa superior de espuma de latex (9);
    - moldear dicha segunda capa a una segunda altura predeterminada;
    - imprimir sobre dicha segunda capa del bloque (9) una pluralidad de formas superiores (9') con contorno y tamanos predeterminados y a una profundidad predeterminada;
    - gelificar dicha segunda capa (9);
    - vulcanizar (13) ambas de dichas capas simultaneamente;
    - avanzar hacia dicha segunda estacion (5) dicho bloque de espuma de latex (2) formado por al menos dichas dos capas (7, 9),
  2. 2. - Proceso segun la reivindicacion 1, caracterizado por gelificar en la misma posicion (12) dichas dos capas y al mismo tiempo unir dichas dos superficies contiguas de capas por contacto entre partfculas de latex de ambas espumas despues de romper dicha barrera.
  3. 3. - Proceso segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por la etapa de gelificar dichas capas (7, 9) a una temperatura comprendida entre 20 °C y 60 °C.
  4. 4. - Proceso segun la reivindicacion 1, caracterizado por espumar la segunda mezcla con una cantidad de aire diferente de la primera mezcla de base y depositar dos mezclas de composicion similar.
  5. 5. - Proceso segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la relacion entre la densidad de la segunda mezcla y la de la primera mezcla de base esta comprendida entre 1 y 10.
  6. 6. - Proceso segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la relacion entre el espesor de dicha segunda capa (9) y el espesor de dicha primera capa de base (7) esta comprendida entre 0,5 y 1.
  7. 7. - Proceso segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de anadir cargas de material retardante de la llama a al menos una de dichas mezclas.
  8. 8. - Proceso segun la reivindicacion 7, caracterizado por el hecho de que dicho material retardante de la llama es grafito expandible.
  9. 9. - Proceso segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de iniciar la gelificacion de dicho bloque de espuma de latex (2) cuando dichas formas superiores (9') han alcanzado dicha profundidad deseada.
  10. 10. - Proceso segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que dichas protuberancias (31, 45) se precalientan antes de imprimir las formas inferiores (7').
  11. 11. - Planta (1,33) de fabricacion continua de un bloque de espuma de latex (2) de longitud ilimitada adecuado para ser dividido en una pluralidad de artfculos de descanso, seleccionados del grupo que consiste en colchones, partes de colchones y cojines, por cortes transversales a esa longitud ilimitada, que comprende una mezcladora de latex (16) y componentes de latex para formar una primera mezcla de base de espuma de latex, medios de espumacion
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    para formar una espuma de latex, una superficie de colocacion (3, 30), provista de protuberancias, en avance continuo a lo largo de una direccion predeterminada (F) entre una primera y una segunda estacion (4, 5), un dispositivo de colocacion de espuma de latex (14) en dicha primera estacion (4) para formar una primera capa de base (7) sobre dicha superficie de colocacion (3, 30) en avance continuo, una primera racleta de mezcla (20) de dicha primera capa (7), medios de gelificacion (12), medios de vulcanizacion (13), caracterizada por el hecho de comprender:
    - al menos un segundo dispositivo de colocacion (15) de una segunda espuma de latex con caractensticas diferentes de la de la primera espuma para formar una segunda capa (9) sobre al menos una porcion transversal de dicha capa de base (7);
    - una segunda racleta de moldeo (21) de dicha segunda capa (8) localizada a una distancia predeterminada de la primera racleta;
    - medios (12) para gelificar dicha segunda capa (9);
    - medios de moldeo (27) para imprimir una pluralidad de formas superiores (9') sobre dicha segunda capa (9) de dicho el bloque (2), coincidiendo dichos medios de moldeo con medios de gelificacion de realizacion y localizacion similares para ambas de dichas capas (7, 9);
    - medios de vulcanizacion unicos (13) para vulcanizar la primera y segunda capas (7,9) simultaneamente.
  12. 12. - Planta segun la reivindicacion 11, caracterizada porque dichos medios (12) para gelificar dicha primera y segunda capa (7, 9) que constituyen dicho bloque (2) son adecuadas para llevar a cabo una unica etapa de gelificacion al mismo tiempo y colocar ambas capas del bloque de espuma de latex.
  13. 13. - Planta segun la reivindicacion 11, caracterizada porque dichos medios de gelificacion (12) del bloque (2) comprenden miembros de metal planos (24) precalentados, dichos miembros planos aplicados en sucesion contigua sobre dicha segunda capa (9) del bloque (2).
  14. 14. - Planta segun la reivindicacion 13, caracterizada porque comprende medios para accionar dichos elementos metalicos precalentados.
  15. 15. - Planta segun la reivindicacion 11, caracterizada porque dichos medios de gelificacion (12) comprenden una primera camara calentada (22) atravesada por dicha superficie de colocacion (3, 30) y miembros de metal planos (24) aplicados en sucesion y en contacto sobre dicha segunda capa (9) del bloque (2) aguas arriba de dicha camara.
  16. 16. - Planta segun la reivindicacion 15, caracterizada porque dicha primera camara (22) va seguida de una segunda camara de vulcanizacion (23).
  17. 17. - Planta segun la reivindicacion 11, caracterizada porque dichos medios de moldeo (27) de las formas superiores (9') y los medios de gelificacion (12) del bloque (2) comprenden una pluralidad de miembros de metal planos (24) que consisten en placas provistas cada una de protuberancias en voladizo (27).
  18. 18. - Planta segun la reivindicacion 17, caracterizada porque dichas placas de los medios de moldeo y de gelificacion (24) se mueven a lo largo de dos segmentos sustancialmente horizontales, respectivamente, un segmento activo (AB) en el que las placas estan asociadas a dicho bloque de espuma (2) y un segmento de descanso inactivo (CD), proporcionandose medios de desplazamiento (39, 37) de dichas placas a lo largo del segmento de descanso inactivo y entre dichos dos segmentos (BC, AD).
  19. 19. - Planta segun la reivindicacion 11, caracterizada por el hecho de comprender medios de soporte (28, 29) para dichos medios de moldeo y de gelificacion.
  20. 20. - Planta segun la reivindicacion 11, caracterizada porque dicha superficie de colocacion (3, 30) comprende paredes laterales opuestas (28, 29) para unir dicha anchura del bloque de espuma de latex (2), formando dichas paredes laterales medios de soporte para dichos medios de gelificacion (24, 27) del bloque de espuma.
  21. 21. - Planta segun la reivindicacion 11, caracterizada porque dicha superficie de colocacion (30) se mueve a lo largo de un bucle que comprende dos ramas horizontales, respectivamente, una rama superior (L) entre la primera y la segunda estacion y una rama de retorno inferior, estando dichas ramas conectadas por arcos de cfrculo.
  22. 22. - Planta segun la reivindicacion 11, caracterizada porque dicha superficie de colocacion comprende una pluralidad de vagones (30) provistos cada uno de una base de la que sobresalen una pluralidad de protuberancias en voladizo (31), y dos poleas, respectivamente una accionamiento (34) y una de cola, a lo largo de dichos arcos de cfrculo, siendo los vagones de la rama superior empujados en contacto redproco a lo largo de dicha rama superior (L) desde la operacion de dicha polea de accionamiento (34), siendo dichos vagones moviles con respecto a un medio de grna de estructura estacionaria (36), siendo los vagones de la rama inferior movidos independientemente de dicho empuje de la polea de accionamiento.
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