ES3044230T3 - Thermoplastic material mat, process for its manufacturing and uses thereof - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una estera estable (10) basada en materiales termoplásticos, compuesta por un núcleo de plástico compactado (14), cuya cohesión se obtiene mediante fusión térmica localizada (18) en el núcleo de la masa, y una costra obtenida mediante fusión térmica superficial y/o una cubierta termoplástica (12) firmemente adherida al núcleo mediante fusión térmica localizada. Dicha estera puede servir como base para construcciones de ingeniería civil, para la distribución de cargas en suelos sueltos, inestables o pantanosos, para la estabilización de terraplenes o suelos inestables, para la protección sismorresistente de cimentaciones de estructuras y para la composición de balastos absorbentes de vías férreas. También puede utilizarse para la fabricación de elementos prefabricados para carreteras. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0003] Colchón de material termoplástico, proceso para su fabricación y usos del mismo

[0005] La presente invención se refiere a un colchón de material de plástico, en particular de material reciclado, de desechos o de residuos, que puede utilizarse tal cual o cortarse y/o trabajarse y/o ensamblarse en bloques o colchones de rigidez controlada, de una o varias capas, con las dimensiones deseadas. También se refiere a un proceso, en particular, un proceso continuo, para la fabricación de dicho colchón, así como a los usos del mismo.

[0007] La acumulación de residuos plásticos es cada vez más importante y la contaminación, en particular, de los océanos, está adquiriendo tales dimensiones que se habla de un séptimo continente. Con regularidad se encuentran fragmentos de plástico en los estómagos de peces y cetáceos. Si bien la recogida selectiva de residuos domésticos evita que los materiales de plástico acaben en vertederos, también genera cantidades cada vez mayores de materiales de plástico almacenados si no se utilizan como combustible en incineradoras. Es bien sabido que la incineración de estos residuos plantea enormes dificultades en términos de control de la contaminación atmosférica y de producción de cenizas volátiles.

[0009] El documento WO94/21435 describe un proceso para dar forma a bloques de dimensiones estables a partir de fragmentos de materiales termoplásticos y, en particular, de materiales reciclados, tales como recortes resultantes de procesos industriales o de residuos clasificados o no clasificados del mercado de consumo. Según este documento, se comprime una mezcla de polímeros, se constriñe bajo carga en un volumen determinado y se perfora el volumen comprimido con puntas calentadas a una temperatura superior al punto de ablandamiento de al menos uno de los polímeros contenidos en la mezcla de manera que se proporcione cohesión de los materiales bajo tensión que constituyen dicho bloque. Esto produce bloques de materiales de plástico mantenidos bajo compresión ajustable dependiendo de las aplicaciones deseadas, mediante soldaduras internas. Estos bloques han encontrado aplicaciones como paneles de reducción de ruido y en ingeniería civil, en particular, en aligeramiento de terrenos, drenaje, soporte de cimentaciones y obras de sótanos para estructuras y construcciones sobre terrenos inestables. Sin embargo, el proceso descrito en el documento WO94/21435 no es un proceso continuo y, además, solo es adecuado para plásticos termofusibles, aunque se puede tolerar la inclusión de cantidades muy pequeñas de pequeños fragmentos de otros materiales, como madera o piezas metálicas, siempre que no se obstaculice la penetración de las puntas calentadas. Tenga en cuenta que la inclusión de materiales no termofusibles altera la cohesión de los bloques y, por lo tanto, afecta a su resistencia. Esta técnica es especialmente adecuada para residuos plásticos semirrígidos, como botellas, frascos y similares.

[0011] El documento DE-4117797 describe un proceso para fabricar paneles de construcción a partir de materiales termoplásticos de desecho, sin fusión de alto consumo energético de dichos materiales de plástico. Los residuos termoplásticos se trituran y se unen entre sí, superponiéndolos, mediante fusión de puntos mediante puntas calefactoras para formar un panel. La superficie del panel se puede alisar o sellar aplicando una capa adicional de una suspensión de cenizas volátiles endurecible hidráulicamente, con o sin cemento adicional. Para ello, también se puede utilizar una capa adicional de material espumoso, como por ejemplo espuma de poliuretano. Este alisamiento también puede realizarse mediante un tratamiento térmico de superficie de corta duración. También está previsto aplicar en una de las caras una lámina o tejido que pueda fijarse de una manera específica. Además, se describe la conexión de dos paneles superpuestos mediante fusión de puntos utilizando puntas calefactoras. Al igual que en el caso anterior, el proceso no es continuo y no es adecuado para todos los plásticos, aunque se pueden tolerar algunas inclusiones de impurezas. Parece que hasta ahora este proceso nunca se ha puesto en práctica industrial.

[0013] Un objetivo de la presente invención es proporcionar un colchón de plástico, a base de materiales termoplásticos, en particular, reciclados, de desecho y/o de residuos, que puede no obstante incluir una cierta cantidad de materiales de plástico no termofusibles, tales como materiales termoendurecibles o como materiales celulósicos, por ejemplo. Los materiales termoplásticos pueden ser materiales termoplásticos recuperados, utilizados o no, a partir de residuos de producción de procesos industriales, desechos, rechazos, chatarra o residuos clasificados o no clasificados del mercado de consumo.

[0015] Otro objetivo es proporcionar un colchón cuya rigidez se pueda controlar o adaptar dependiendo del uso y del material utilizado.

[0017] Otro objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento para la fabricación continua de dichos colchones termoplásticos, cualquiera que sea su forma o tamaño.

[0019] La invención se refiere también a diversos usos de los colchones de la invención.

[0021] Según un primer aspecto, la invención se refiere a un colchón de plástico estable, según la reivindicación 1.

[0023] Ventajosamente, el núcleo del colchón de la invención comprende materiales recuperados y/o residuos, más particularmente materiales de desecho resultantes de procesos industriales y/o de residuos clasificados o no del mercado de consumo y/o de materiales de plástico recuperados del “séptimo continente”. Puede alternar entre materiales termofusibles y otros materiales.

[0024] El núcleo puede estar formado por diversos materiales, posiblemente mezclados e incluso relativamente sucios. Estos pueden ser materiales que serían incompatibles en otros procesos.

[0025] El colchón de la invención puede utilizarse tal cual se describe a continuación o puede cortarse en placas estables o bloques de menores dimensiones, dependiendo de las aplicaciones buscadas.

[0026] El colchón de la invención permite la inclusión de materiales no termoplásticos, como por ejemplo materiales termoendurecibles. Dependiendo de las aplicaciones previstas, puede comprender un 40 % en peso o un 30 % en peso, preferiblemente hasta un 25% en peso de estos materiales, particularmente del orden del 15% en peso de materiales no termoplásticos, sin que la cohesión del núcleo se vea afectada de forma significativa. El revestimiento resultante de la termofusión superficial y/o de la envoltura solidaria del núcleo de materiales termoplásticos compactados permite mantener en su sitio los fragmentos de materiales no termoplásticos que, por tanto, no quedan soldados a los materiales adyacentes del núcleo del colchón, sino que quedan aplastados entre otros fragmentos de material de plástico, y contribuye así a la estabilidad del bloque de la invención.

[0027] El3evestímiento está formado por una termofusión superficial continua o por una calada, por ejemplo, en forma de malla o rejilla o de placa calada, de los materiales de plástico termofusibles que se encuentran en las superficies del colchón. También se puede incrustar un refuerzo en el revestimiento durante su formación mediante termofusión. El revestimiento, una vez endurecido, contribuye a la cohesión del colchón evitando la pérdida de partículas no fusibles. La envoltura está constituida por una lámina termoplástica que puede estar reforzada, en particular, mediante un refuerzo tal como fibras naturales (por ejemplo, algodón), sintéticas (por ejemplo, poliéster) o minerales (por ejemplo, fibras de vidrio), tejidas o no tejidas. La elección de la envoltura depende de la aplicación prevista. En caso de uso en el que el colchón esté sometido únicamente a cargas bajas, se puede prever una envoltura menos resistente que en aplicaciones en las que el colchón esté sometido a tensiones importantes, en particular, con una distribución de carga elevada. En este último caso es preferible utilizar una envoltura reforzada.

[0028] También se puede proporcionar una envoltura de plástico termorretráctil. Esta envoltura tiene como objetivo contribuir a la cohesión del colchón, en combinación con los sellos térmicos, y evitar la pérdida de partículas o elementos no termofusibles. Está dispuesta de tal manera que contribuya a la estética definitiva y a las características dimensionales precisas.

[0029] También es posible prever, a modo de envoltura, películas laminadas complejas, eventualmente reforzadas mediante tejidos o no tejidos, en sí conocidos.

[0030] Según una variante no reivindicada, también es posible prever como envoltura una película esencialmente continua o una calada formada por termofusión superficial de al menos una de las superficies del colchón obtenido. Esta termofusión puede realizarse mediante placas calefactoras, eventualmente caladas, o bien mediante mallas o rejillas de hilo calefactor que ablandan y sueldan sobre la superficie externa del colchón las partículas termofusibles colocadas sobre la superficie de este último. En el caso de unas mallas o rejillas, por ejemplo, se pueden disponer cables calefactores alineados con los puntos o canales de termofusión puntual interna.

[0031] Según otra realización de la invención, se puede proporcionar un colchón constituido por al menos dos de los colchones citados anteriormente superpuestos y unidos entre sí mediante encolado, incluido el termosellado o el encolado con una cola adecuada a base de espuma termoendurecible o de espuma termoplástica, o mediante termofusión puntual. Es fácil comprender que en este caso el revestimiento y/o la envoltura termoplástica juegan un papel esencial en el ensamblaje de las capas.

[0032] En este caso también es posible incluir fragmentos de material no termoplástico entre las capas. Estos materiales se mantienen luego en su lugar pegando o soldando los revestimientos o envolturas de dos capas superpuestas. Esto ofrece la posibilidad de utilizar materiales que actualmente corren el riesgo de acabar en vertederos o como combustible en incineradoras.

[0033] En el contexto de esta descripción, “termofusión puntual” significa un suministro localizado de energía para llevar el material termoplástico localmente a una temperatura superior a su punto de ablandamiento para unirlo o soldarlo a un fragmento adyacente de material. Se entiende que la unión o soldadura entre materiales solo ocurre entre materiales termoplásticos fundidos.

[0034] Según la invención, la termofusión puntual interna se puede obtener introduciendo en la masa puntos llevados a una temperatura superior al punto de ablandamiento de al menos uno de los materiales termoplásticos presentes. Ventajosamente, la temperatura de las puntas es más alta que el punto de ablandamiento de todos los materiales termofusibles presentes. Según una realización preferida, la temperatura de los puntos de fusión es al menos 10 °C, más particularmente al menos 20 °C, preferiblemente al menos 30 a 40 °C más alta que el punto de ablandamiento del material termofusible presente que tiene el punto de ablandamiento más alto.

[0035] La presente invención también se define mediante un procedimiento según la reivindicación 5. Según otro aspecto no reivindicado, se describe un proceso continuo para fabricar colchones como se ha descrito anteriormente. Según una primera realización del procedimiento de la invención, se deposita una mezcla que comprende fragmentos de materiales termoplásticos y se distribuye sobre una cinta transportadora o superficie de trabajo, se pasa el lecho de material a través de una prensa que comprime el lecho de material hasta una densidad deseada, se realizan termofusiones puntuales internas y se forma posiblemente un revestimiento por termofusión sobre la superficie, y se mantiene la compresión hasta que el colchón se haya enfriado al menos parcialmente.

[0037] El revestimiento obtenido por termofusión superficial puede consistir en un revestimiento esencialmente continuo o calado. En este último caso, puede adoptar esencialmente la forma de una malla o rejilla, en particular, alineada con las termofusiones puntuales internas. Se entiende que ventajosamente se forma un revestimiento en al menos cuatro superficies del colchón, en particular las superficies superior e inferior y las superficies laterales que las conectan.

[0038] El revestimiento puede comprender también un refuerzo, en particular de fibras textiles, más concretamente sintéticas, o minerales, incrustadas en el material fundido.

[0040] El revestimiento puede formarse antes, pero preferiblemente durante o después de las termofusiones puntuales internas.

[0042] Según la invención, se coloca una lámina termoplástica inferior sobre una cinta transportadora adecuada, se endereza la lámina termoplástica inferior a cada lado de la cinta transportadora sobre las paredes laterales para formar dos bordes de cobertura, se coloca y distribuye una mezcla que comprende fragmentos de materiales termoplásticos sobre la lámina termoplástica inferior, se coloca una lámina termoplástica superior sobre el lecho de material, el lecho de material se pasa a través de una prensa que comprime el lecho de material hasta una densidad deseada, se realizan termofusiones puntuales internas y se mantiene la compresión hasta que el colchón se haya enfriado al menos parcialmente.

[0044] Según la invención, la termofusión puntual interna consiste en hacer penetrar en el lecho de material comprimido puntos calentados a una temperatura superior al punto de ablandamiento de al menos uno de los materiales termoplásticos presentes.

[0046] Según una realización ventajosa, la prensa está constituida por una superficie de apoyo inferior, eventualmente guías laterales esencialmente verticales, y una superficie de compresión superior. Ventajosamente, la superficie de compresión está constituida por una base calada dispuesta para ser atravesada por puntos calefactores, siendo dicha base calada desplazable verticalmente en un sentido para comprimir un colchón de material y, en el sentido opuesto, para liberar la presión. Dicha base calada podrá desplazarse mediante uno o varios cilindros, preferiblemente hidráulicos o neumáticos.

[0048] Preferiblemente, la superficie de compresión es la base de una jaula paralelepipédica que comprende la base calada, una base de apoyo opuesta a la base calada y conectada a ella mediante separadores telescópicos, preferiblemente cilindros, sirviendo la base de apoyo como soporte para una multitud de puntas calefactoras dispuestas de forma esencialmente perpendicular. Cuando la base de apoyo se aproxima a la base calada, las puntas calefactoras pasan a través de la base calada y las puntas calefactoras penetran en el colchón de material de plástico.

[0050] Según una realización particularmente preferida, se puede prever que la superficie de apoyo de la prensa esté calada de forma que permita el paso de puntas calefactoras. En este caso, las puntas calefactoras pueden pasar a través del lecho de material y la lámina de envoltura sin golpear la superficie de apoyo. Sin embargo, también se pueden prever puntas calefactoras inferiores, que se accionan debajo de la superficie de transporte del material del colchón. Esto permite la fusión térmica desde arriba y/o desde abajo.

[0052] Se entiende que son posibles otras formas de ejecución según las cuales las termofusiones puntuales internas se realizan, además, lateralmente.

[0054] Preferiblemente, las láminas de material termoplástico se desenrollan sobre la cinta transportadora y/o sobre el colchón de material comprimido.

[0056] La temperatura de las puntas se elige ventajosamente de acuerdo con las técnicas anteriores relativas a la termofusión puntual.

[0058] Según una realización particularmente preferida, los bordes de recubrimiento se pliegan sobre la lámina termoplástica superior antes de la penetración en el lecho de materiales compactados y comprimidos de puntos calentados a una temperatura superior al punto de ablandamiento de al menos uno de los materiales termoplásticos presentes.

[0060] Al intentar generar un revestimiento, se calientan las superficies de conformación, en particular, la superficie de apoyo, la superficie de compresión y, preferiblemente, también las superficies laterales.

[0061] Cuando queremos obtener un revestimiento provisto de un refuerzo, podemos sustituir la lámina termoplástica del proceso anterior por un tejido, por ejemplo.

[0063] Se obtiene así un colchón estable de materiales de plástico comprimidos envueltos en una “funda” termofusible, cuya cohesión interna está asegurada en gran medida por termofusiones puntuales internas o termosoldaduras, para diversas aplicaciones como las que se describen a continuación a modo de ejemplo.

[0065] Como ya se ha explicado anteriormente, el procedimiento utiliza ventajosamente materiales recuperados y/o de desecho, más concretamente, residuos de materiales resultantes de procesos industriales y/o de residuos clasificados o no clasificados procedentes del mercado de consumo y/o de materiales de plástico recuperados del "séptimo continente". Para garantizar la calidad del producto más consistente posible, es ventajoso incluir una etapa de pesaje y/o de dosificación de las materias primas y/o de homogeneización de la mezcla. Los materiales termoplásticos se pueden compactar a una temperatura entre la temperatura ambiente y 1000 °C, preferiblemente entre 20 °C y 30 °C.

[0066] El procedimiento comprende la introducción en la masa de puntas llevadas a una temperatura superior a la temperatura de ablandamiento de al menos parte de los materiales de plástico presentes. Estas puntas crean canales a través de la masa del colchón, canales cuyas paredes están al menos parcialmente, preferiblemente en su mayor parte, formadas por materiales termoplásticos soldados entre sí. Se consigue así la cohesión de los fragmentos de material mediante termofusión o soldadura por puntos internos. Estos canales así formados aseguran la resistencia a la compresión y la cohesión elástica interna del colchón. Esto nos permite realizar un producto cuyo módulo de elasticidad está perfectamente controlado ajustando la tensión en la masa del colchón durante el proceso y ajustando también el espesor de los canales asegurando la soldadura interna de los materiales.

[0068] El proceso no requiere ninguna preparación especial de la materia prima. Como ya se ha mencionado, los residuos plásticos pueden reutilizarse incluso sucios, sin necesidad de lavarlos. Tampoco es necesario formular o reformular una mezcla recuperada. En efecto, la mezcla de materiales termoplásticos puede comprender hasta un 40 % en peso de fragmentos de materiales no termoplásticos, ventajosamente hasta un 30 % en peso, preferiblemente hasta un 25% en peso y más particularmente del orden del 15% en peso de materiales no termoplásticos. Se trata principalmente de plásticos termoendurecibles, aunque se pueden tolerar pequeñas impurezas de madera o metal. Se entiende que los fragmentos no termoplásticos deben permanecer dentro de límites dimensionales aceptables.

[0069] En ciertas aplicaciones, en particular en agricultura, se puede prever la inclusión de materiales orgánicos, tales como fibras naturales posiblemente empapadas o saturadas con fertilizantes u otros materiales que promuevan el crecimiento de las plantas, como el biocarbón (carbón vegetal para uso agrícola).

[0071] Los expertos en la materia comprenderán fácilmente que la distancia entre las puntas calentadas se ajusta en función del tamaño medio de las partículas y en función de la aplicación deseada, o mejor dicho, de la resistencia mecánica deseada. Si cada partícula termofusible la "toma" una punta calentada, se obtiene una cohesión significativa entre las partículas del colchón. Si se acercan aún más las puntas calentadas, el aumento de la cohesión y la rigidez probablemente ya no sea proporcional al gasto de energía requerido. A medida que las puntas calentadas se separan más y/o se incluyen materiales no fusibles, la cohesión disminuye. El experto en la materia adaptará las dimensiones de las partículas y la distancia entre las puntas calentadas a los requisitos mecánicos y aplicaciones correspondientes. Por ejemplo, se pueden proporcionar 10-12 puntas calentadas por metro para dimensiones de partículas termofusibles del orden de 7-8 cm, y esto para aplicaciones de ingeniería civil que requieren distribuciones de carga importantes.

[0072] Se entiende que la envoltura, es decir, una lámina termoplástica fijada al núcleo del colchón mediante punzonado y/o el revestimiento de termofusión superficial, también contribuye a la cohesión y las características dimensionales de este último. Además, garantiza la retención en el núcleo del colchón de materiales no termoplásticos que, por su naturaleza, no están soldados a la masa y que, sin la envoltura, tenderían a desprenderse del colchón.

[0074] El tamaño de las puntas se adaptará al grosor del colchón y al tamaño de las partículas. Por ejemplo, se pueden proporcionar puntas con un diámetro de entre 1 y 10 cm, preferiblemente de entre 1,5 y 5 cm. Por ejemplo, para partículas de 7 a 10 cm, son perfectamente adecuadas las puntas de unos 30 mm de diámetro.

[0076] Según una realización ventajosa, las dimensiones de los puntos pueden preverse de manera que formen canales a través del colchón de material que permitan el paso de medios de fijación o de apriete, en particular cables de fijación, de montaje o de compresión, o el vertido de hormigón de refuerzo.

[0078] De igual forma, el número de puntas se ajustará en función de la aplicación prevista. Por ejemplo, para una aplicación de ingeniería civil, en particular la estabilización de terrenos bajo una línea ferroviaria, se planificaron aproximadamente 95 picos de 30 mm por m2.

[0080] Los colchones de la invención pueden utilizarse como base para carreteras, aceras o construcciones prefabricadas. Una losa de hormigón, preferiblemente armada, puede ser vertida sobre una base constituida por uno o más colchones de la invención, constituyendo así una carretera, una ciclovía o una acera o elementos prefabricados de una carretera, una acera o un carril bici. En este caso, los canales formados por las puntas calentadas constituyen buenos puntos de anclaje para la losa de hormigón.

[0082] Los colchones de la invención o los bloques cortados a partir de ellos también pueden servir como sustrato para el crecimiento de plantas o como base para suelo cultivable, en particular en zonas desérticas. En este caso es ventajoso perforar la envoltura superior. Permite así que las plantas penetren con su sistema radicular hasta el núcleo del colchón que puede estar provisto de materia orgánica, como sustratos o fibras orgánicas y/o nutrientes, y/o atravesado por aguas de escorrentía. Al fabricar colchones para esta aplicación, se puede ajustar el número de sellos térmicos puntuales por unidad de área para promover el suministro de agua y nutrientes.

[0084] Otras aplicaciones en el campo de la ingeniería civil consisten en la utilización de los colchones de la invención o de bloques cortados de la misma para la distribución de cargas en el caso de suelos blandos, inestables o pantanosos, la estabilización de terraplenes o de suelos inestables, la protección antisísmica de cimentaciones de edificios y la constitución de balastos absorbentes para vías férreas.

[0086] Finalmente, los colchones o elementos cortados de ellos pueden utilizarse para fabricar paneles aislantes térmicos y/o acústicos. El colchón está fabricado con materiales con conductividad térmica reducida y atrapa el aire en espacios pequeños. Constituye por tanto un excelente aislante térmico. Además, esta estructura de material que comprende espacios alternados llenos de aire y materiales semirrígidos en una línea que atraviesa el colchón de la invención es especialmente adecuada para absorber vibraciones sonoras y por tanto como aislante acústico. Se entiende que en este tipo de aplicaciones se puede incrementar la inclusión de materiales no termoplásticos y/o reducir la resistencia mecánica de la envoltura, dado que las tensiones a las que están sometidos estos paneles son relativamente limitadas.

[0087] La presente invención se describe a continuación con más detalle, con la ayuda de los dibujos en los que:

[0089] La figura 1 muestra una vista en sección a través de un colchón según la invención;

[0090] La figura 2 es una vista en sección de una realización particular de un colchón según la invención;

[0091] La figura 3 es una vista en alzado de una instalación para fabricar un colchón según la invención; y

[0092] La figura 4 es una vista lateral de la instalación de la figura 3.

[0094] La sección de la figura 1 muestra un colchón 10 que comprende una envoltura termoplástica 12 y un núcleo de materiales de plástico comprimidos 14. Estos consisten en una mezcla de materiales termoplásticos y otros materiales, incluidos plásticos termoendurecibles, como se describió anteriormente. La cohesión del núcleo está asegurada por termofusión puntual interna representada en la figura por las trayectorias verticales 16. La envoltura termoplástica 12 se fija ventajosamente al núcleo mediante termofusión o soldadura, representada por los puntos de fusión 18.

[0096] Como se ha mencionado anteriormente, el núcleo está compuesto por materiales de plástico recuperados y/o de desecho, como residuos de materiales resultantes de procesos industriales y/o de residuos clasificados o no clasificados del mercado de consumo y/o de materiales recuperados del séptimo continente. Se entiende que son los materiales termoplásticos los que aseguran al menos parte de la cohesión del colchón por termofusión. Sin embargo, es posible prever hasta un 40 % en peso de materiales no termofusibles, tales como en particular materiales termoendurecibles, preferiblemente hasta un 30 % en peso, particularmente hasta un 25 % en peso, por ejemplo, del orden del 15 % en peso de estos materiales, en función de las aplicaciones previstas.

[0098] La compresión y el entrelazado resultantes de las distintas partes también promueven la cohesión del núcleo 14. Además, la envoltura 12 que envuelve los materiales como en una funda refuerza o consolida aún más el conjunto, evitando la pérdida de materiales no termofusibles.

[0100] Los materiales que constituyen el núcleo 14 del colchón 10 de la invención están constituidos ventajosamente por materias plásticas recuperadas y/o de desecho, más particularmente materias plásticas resultantes de procesos industriales y/o de residuos clasificados o no del mercado de consumo y/o materias plásticas recuperadas del "séptimo continente". Puede alternar entre materiales termofusibles y otros materiales.

[0102] La envoltura 12 está constituida por una lámina termoplástica que, en función de las aplicaciones previstas, puede estar reforzada, en particular, mediante un refuerzo tal como fibras naturales (por ejemplo, algodón), sintéticas (por ejemplo, poliéster) o minerales (por ejemplo, fibras de vidrio). El experto en la materia adaptará la elección de la lámina de envoltura a las aplicaciones previstas.

[0104] Según una realización mostrada en la figura 2, se puede proporcionar un colchón 20 que consiste en al menos dos colchones antes mencionados 10' y 10" superpuestos y conectados entre sí mediante encolado, incluido termosellado o encolado utilizando un pegamento adecuado a base de espuma termoendurecible o de espuma termoplástica, o mediante termofusión puntual 22. Es fácil comprender que en este caso la envoltura termoplástica juega un papel esencial en el ensamblaje de las capas. En este caso también es posible incluir fragmentos de material y en particular fragmentos de material no termoplástico 24 entre las capas o colchón. Estos materiales se mantienen así en su lugar pegando o soldando las envolturas de dos colchones superpuestos.

[0105] Las figuras 3 y 4 muestran esquemáticamente una instalación para la fabricación continua de un colchón según la invención. La instalación comprende un bastidor (no mostrado) equipado con una superficie de trabajo, por ejemplo, una superficie de trabajo fija equipada con cadenas u otros medios de transporte longitudinales, o una cinta transportadora sobre la que se puede desenrollar una lámina de envoltura termofusible 12a. En el movimiento de avance de la lámina de envoltura 12a, sus dos extremos laterales se pliegan hacia arriba en una guía de enderezamiento 52 dispuesta a cada lado de la cinta transportadora. En el lugar de las guías de enderezamiento 52, se dispone una tolva 55 encima de la cinta transportadora o de la superficie de trabajo. Permite cargar y distribuir sobre la lámina de envoltura 12a los materiales de plástico que constituirán el núcleo 14 del colchón de la invención. La tolva 55 puede compartimentarse de manera que se puedan cargar diferentes materiales o mezclas de materiales en función del ancho del colchón. Se ha previsto un medio de compresión 58 aguas arriba de la tolva para comprimir los materiales en dirección longitudinal, evitar que los materiales de plástico se esparzan y garantizar el preformado del colchón que se va a conformar y endurecer. Aguas abajo de la tolva, está dispuesto un aplicador 60 de una lámina de envoltura superior 12b. El aplicador 60 puede consistir en un rodillo de retorno de la lámina de envoltura 12b, que sirve ventajosamente y simultáneamente como rodillo de compresión del material de plástico depositado por la tolva sobre la lámina de envoltura inferior 12a. La presión se elegirá en función de la densidad deseada del colchón, dependiendo de las aplicaciones. También puede ir seguido de uno o más rodillos de compresión 62. Tras esta compresión, el núcleo del material se presenta en una forma compacta, esencialmente monolítica, gracias en parte a la sinterización de los diversos fragmentos de material. A las guías de enderezamiento 52 les siguen guías de plegado 54 que pliegan la punta del extremo enderezado de la lámina inferior 12a sobre la parte superior del núcleo comprimido de material, preferiblemente antes de colocar la lámina de envoltura superior 12b. Un dispositivo de termofusión o de termosoldadura 70 ensambla dichas láminas para formar una funda que encierra los materiales de plástico comprimidos que forman el núcleo del colchón de la invención. Aguas abajo del dispositivo de termofusión 70 se ha dispuesto un dispositivo de termofusión puntual interna 80 de los materiales de plástico termofusibles del núcleo del colchón. A esto también pueden seguir medios de compresión 92, 94, 96 que permiten mantener el colchón formado bajo compresión mientras los puntos de termofusión se han enfriado y/o solidificado.

[0107] El dispositivo de termofusión 80 está montado sobre cilindros 82 que permiten subirlo o bajarlo. Ventajosamente, se compone de una base calada 84 y una base de apoyo 86 unida a la base calada 84 por separadores 88, preferiblemente cilindros. La base de apoyo lleva puntas calefactoras montadas de forma prácticamente perpendicular, alineadas con las aberturas de la base calada.

[0109] También es posible prever un segundo dispositivo de fusión puntual interna 80 bajo la superficie de trabajo 50, para poder actuar mediante uno u otro o ambos dispositivos simultáneamente.

[0111] Cuando el material precomprimido por los rodillos 60 y/o 62 alcanza la altura del dispositivo de termofusión de punto interno, se interrumpe el movimiento longitudinal del lecho de material y se baja la base calada por medio de los cilindros 82 mientras se comprime el lecho de material que queda así comprimido entre la superficie de apoyo 50, la base calada 84, las guías laterales 56 y los medios de compresión 58. Ahora se puede bajar la base de apoyo 86, que lleva una multitud de puntas calefactoras 89 orientadas hacia el lecho de materiales. Estas luego se hunden en el lecho de material, creando termofusiones puntuales en el núcleo del material. Si la superficie de apoyo 50 también está calada, las púas pueden atravesar fácilmente el colchón y su envoltura.

[0113] Las puntas calefactoras se llevan a una temperatura de trabajo superior a la temperatura de ablandamiento de al menos una parte de los fragmentos de polímero del núcleo del colchón. Estas puntas calefactoras crean canales a través de la masa del colchón, que unen los distintos fragmentos o elementos entre sí y/o endurecen y/o mantienen la forma de los colchones. Al retirar las puntas calefactoras 89 mediante el accionamiento de los cilindros 88, estas se limpian al pasar y rozar en los canales creados por termo-fusión.

[0115] Por supuesto, es posible prever sondas que determinen la resistencia que encuentran las puntas calefactoras y que permitan aumentar la temperatura o bien provocar la parada del arrastre de las puntas o de las puntas en cuestión para evitar su destrucción o su desgaste prematuro, en particular cuando encuentren un fragmento de material no plástico, como madera o metal. También se puede prever un desacoplamiento mecánico que se active en caso de resistencia al hundimiento demasiado elevada.

[0117] Las puntas calefactoras están ventajosamente equipadas con resistencias eléctricas adecuadas y un termopar en su extremo de penetración para llevarlas a la temperatura deseada y para monitorear y controlar la temperatura para evitar el sobrecalentamiento y el desgaste prematuro.

[0119] La instalación descrita anteriormente permite la fabricación en continuo de los colchones descritos anteriormente. Se coloca una lámina termoplástica inferior sobre la cinta transportadora, se enderezan los bordes de recubrimiento de dicha lámina a cada lado de la cinta transportadora sobre paredes laterales, se coloca y distribuye una mezcla que comprende fragmentos de materiales termoplásticos sobre la lámina termoplástica inferior, se coloca una lámina termoplástica superior sobre el lecho de material, se comprime el lecho de material hasta una densidad deseada y se lleva a cabo una termofusión puntual interna en el lecho comprimido de material introduciendo puntos calentados a una temperatura superior al punto de ablandamiento de al menos uno de los materiales termoplásticos presentes, y se mantiene la compresión hasta un enfriamiento al menos parcial.

[0120] Las puntas calentadas se pueden llevar a la temperatura deseada de diversas maneras, conocidas en sí mismas. De esta manera, pueden introducirse en un entorno calefactor, como un líquido a alta temperatura, un gas a alta temperatura, radiación infrarroja u otra radiación que provoque un aumento de temperatura en la masa de la punta. En cualquier caso, es ventajoso disponer de un termopar que permita la medición y, por tanto, el control de la temperatura.

[0121] De este modo, se obtiene un colchón como el descrito anteriormente, que puede cortarse en bloques del tamaño deseado y utilizarse como se ha descrito.

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES

1. Colchón estable (10) de material de plástico, a base de una mezcla de materiales termoplásticos que comprende un núcleo de materiales de plástico (14) compactados, cuya cohesión se mantiene mediante termofusión puntual interna (18), y una envoltura constituida por una lámina termoplástica (12), unida al núcleo por termofusión puntual, y, eventualmente, un revestimiento resultante de una termofusión continua o de una calada sobre la superficie del núcleo de materiales de plástico, comprendiendo dicho colchón de plástico hasta un 40 % en peso de materiales no termoplásticos.

2. Colchón según la reivindicación 1, caracterizado por que el núcleo (14) comprende materiales recuperados y/o de desecho, tales como residuos de materiales resultantes de procesos industriales y/o de residuos clasificados o no del mercado de consumo y/o de materiales recuperados del séptimo continente.

3. Colchón según las reivindicaciones 1 o 2, que comprende hasta un 40 % en peso, o hasta un 30 % en peso, preferiblemente hasta un 25 % en peso, por ejemplo, del orden del 15 % en peso de materiales termoendurecibles.

4. Colchón según una de las reivindicaciones 1 a 3, ensamblado con otro colchón según una de las reivindicaciones 1 a 3, mediante encolado (22), como por ejemplo termosellado o por ejemplo encolado con una cola a base de espuma termoendurecible o de espuma termoplástica, y/o mediante termofusión puntual.

5. Procedimiento continuo para la fabricación de colchones según una de las reivindicaciones anteriores, según el cual se coloca una lámina termoplástica inferior (12b) sobre una cinta transportadora adecuada (50), se enderezan los bordes de recubrimiento de dicha lámina termoplástica a cada lado de la cinta transportadora en las paredes laterales (52, 54), se deposita y distribuye una mezcla que comprende fragmentos de materiales termoplásticos sobre la lámina termoplástica inferior (12b), se deposita una lámina termoplástica superior (12a) sobre el lecho de material, se pasa el lecho de material bajo una prensa (60, 62, 84, 92, 94, 96), que comprime el lecho de material a una densidad deseada, y se hacen penetrar puntos calentados (89) en el lecho comprimido de material a una temperatura superior al punto de ablandamiento de al menos uno de los materiales termoplásticos presentes, y se mantiene la compresión hasta un enfriamiento al menos parcial.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado por que las láminas de material termoplástico (12a, 12b) se desenrollan respectivamente sobre la cinta transportadora (50) y sobre el colchón de material.

7. Procedimiento según las reivindicaciones 5 o 6, caracterizado por que la lámina termoplástica superior se deposita sobre los bordes de recubrimiento antes de la penetración en el lecho de materiales comprimidos de puntos calentados a una temperatura superior al punto de ablandamiento de al menos uno de los materiales termoplásticos presentes.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado por que comprende previamente una etapa de pesaje y/o de dosificación de las materias primas y/o de homogeneización de la mezcla.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado por que los materiales termoplásticos se compactan a una temperatura comprendida entre la temperatura ambiente y 1000 °C, preferiblemente entre 20 °C y 30 °C.

10. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado por que la temperatura de las puntas calentadas es superior al punto de ablandamiento de todos los materiales termofusibles presentes, preferiblemente la temperatura de las puntas de fusión es al menos 10 °C, más particularmente al menos 20 °C, preferiblemente al menos de 30 a 40 °C superior al punto de ablandamiento del material termofusible presente que tiene el punto de ablandamiento más alto.

11. Utilización de un colchón según una de las reivindicaciones 1 a 4, para la fabricación de cimentaciones para construcciones de ingeniería civil, incluyendo carreteras, carriles bici o aceras.

12. Utilización de un colchón según una de las reivindicaciones 1 a 4, para la distribución de cargas en el caso de suelos blandos, inestables o pantanosos, la estabilización de terraplenes o de suelos inestables, la protección antisísmica de cimentaciones de edificios y la creación de balastos absorbentes para vías ferroviarias.

13. Utilización de un colchón según una de las reivindicaciones 1 a 4, para la fabricación de paneles aislantes, en particular, paneles aislantes térmicos y/o acústicos.

14. Utilización de un colchón según una de las reivindicaciones 1 a 4, para la fabricación de sustratos de crecimiento vegetal o de base de suelo cultivable, opcionalmente, con inclusión de materia orgánica y/o de nutrientes, en particular en el núcleo del colchón.

15. Elemento prefabricado de carretera, de carril bici o de acera que comprende al menos un colchón según una de las reivindicaciones 1 a 4 y una capa de hormigón, hidráulico o de otro tipo, preferiblemente armado, anclada sobre dicho colchón.