DE10118101A1

DE10118101A1 - Gel prepared from thermoplastic polymer useful for orthopedic aids, prostheses, shoe parts and shock, containing thermoplastic elastomer and plasticizer

Info

Publication number: DE10118101A1
Application number: DE2001118101
Authority: DE
Inventors: Klaus-Peter Anhalt; Juergen Deinert
Original assignee: Otto Bock Orthopadische Industrie KG
Current assignee: Otto Bock Orthopadische Industrie KG
Priority date: 2001-04-11
Filing date: 2001-04-11
Publication date: 2002-10-24
Anticipated expiration: 2021-04-12
Also published as: DE10118101B4

Abstract

A process for preparation of gel from a thermoplastic polyolefin-elastomer or a thermoplastic styrene-elastomer, or a mixture of this polymer and a plasticizer, where a gel melt for thermoplastic processing containing the thermoplastic elastomer and the plasticizer is prepared at a higher temperature is new. A gel is prepared from a thermoplastic polyolefin-elastomer or a thermoplastic styrene-elastomer, or a mixture of this polymer and a plasticizer, where a gel melt for thermoplastic processing containing the thermoplastic elastomer and the plasticizer is prepared at a higher temperature. The gel melt or at least one of its components, and a polymer homogeneously mixable in the melt with the hard phase but not with the soft phase of the thermoplastic elastomer, the polarity of which is greater than that of the hard phase and/or completely mixable with the soft phase of the thermoplastic elastomer, and an organic structure modifier not mixable with the hard phase are added. An Independent claim is included for a gel from the thermoplastic polyolefin/elastomer or thermoplastic styrene/elastomer or a mixture of the polymer and a plasticizer, having 30 % inherent anisotropy of its mechanical properties, e.g. its elasticity.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gels aus einem thermoplastischen Polyolefin-Elastomer (TPE-O) oder einem thermoplastischen Styrolelastomer (TPE-S) oder ei ner Mischung solcher Polymere und einem Weichmacher sowie ein in seinen mechanischen Eigenschaften verbessertes Gel und ein erstmals durch dieses Verfahren zur Verfügung gestelltes stark inhärent anisotropes Gel. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung dieser Gele für orthopädietechnische Anwendungen. The invention relates to a method for producing a Gels made from a thermoplastic polyolefin elastomer (TPE-O) or a thermoplastic styrene elastomer (TPE-S) or egg ner mixture of such polymers and a plasticizer and a improved in its mechanical properties and a gel strong provided for the first time by this procedure inherently anisotropic gel. The invention further relates to Use of these gels for orthopedic applications.

Gelsysteme aus thermoplastischen Elastomeren und Weichmachern sind bereits bekannt. Gebräuchlich sind Gelsysteme, deren Schmelzviskosität abhängig von der Molekulargewichtsverteilung des thermoplastischen Elastomeren sowie von der Viskosität und der Konzentration des eingesetzten Weichmachers ist, und die daher einen direkten Zusammenhang zwischen Verarbeitungsvisko sität und den mechanischen Eigenschaften aufweisen.Gel systems made of thermoplastic elastomers and plasticizers are already known. Gel systems, whose Melt viscosity depending on the molecular weight distribution of the thermoplastic elastomer and of the viscosity and the concentration of the plasticizer used, and hence a direct relationship between processing visco and mechanical properties.

Zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften wird im Stande der Technik auch vorgeschlagen, eine stärkere chemische Ver netzung einzuführen. Hierbei nimmt allerdings die Härte des Gels zu, und außerdem müssen der Verlust der thermoplastischen Verformbarkeit und höhere Herstellungskosten in Kauf genommen werden.To improve the mechanical properties is able the technique also suggested a stronger chemical ver introduce networking. Here, however, the hardness of the Gels too, and also the loss of thermoplastic Deformability and higher manufacturing costs accepted become.

Die oben beschriebenen bekannten Gelsysteme sind isotrop oder in gewissem Maße (je nach Herstellverfahren bis maximal ±30%) inhärent anisotrop. Die in orthopädischen Hilfsmitteln vor teilhaften stark anisotropen Produkteigenschaften sind mit solchen Systemen jedoch nicht zu realisieren. Hierfür werden bislang in der Regel Werkstoffverbunde verwendet.The known gel systems described above are isotropic or to a certain extent (depending on the manufacturing process up to a maximum of ± 30%) inherently anisotropic. The above in orthopedic aids some very strong anisotropic product properties not to implement such systems. For that be Up to now, composite materials have generally been used.

Häufig ist es gewünscht, dass die Spannung bei Dehnung in Längsrichtung, d. h. in Richtung auf eine Stoß- oder Druckbela stung bei einem orthopädischen Hilfsmittel eine höhere Span nung bei gleicher Dehnung aufweist als quer zu dieser Rich tung. Hierdurch soll ein Auslängen eines Polsters oder Prothe senteils oder eines sonstigen orthopädischen Hilfsmittels in Belastungsrichtung vermieden werden, der Benutzungskomfort soll erhöht werden.It is often desired that the tension in Longitudinal direction, d. H. towards a shock or pressure pad with a orthopedic device a higher chip has the same elongation as transverse to this direction tung. This is intended to stretch a cushion or prothe senteils or another orthopedic aid in Direction of exposure to be avoided, the ease of use should be increased.

Im Stande der Technik sind verschiedene Verbundmaterialien be kannt, die eine Anisotropie verschiedener mechanischer Eigen schaften bereitstellen sollen. Unter anderem ist es bekannt, einen Verbund aus Kunststoffen und einem vorgestreckten Gewebe zu verwenden. Durch das Vorstrecken des Gewebes wird eine Ani sotropie bezüglich der Dehnbarkeit verursacht, die den Werk stoffverbund insgesamt mechanisch anisotrop macht.Various composite materials are known in the art knows the anisotropy of different mechanical properties should provide. Among other things, it is known a composite of plastics and a pre-stretched fabric to use. By stretching the fabric, an ani sotropy regarding the extensibility that causes the work makes the composite material mechanically anisotropic.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gelsystem aus einem thermoplastischen Elastomer und einem Weichmacher so weiterzuentwickeln, dass bei vorgegebener Verarbeitungsvisko sität die Festigkeit des Systems verbessert werden kann. Eben falls wird angestrebt, die Anisotropie inhärent zu erhöhen, wobei in beiden Fällen die Dehnung und die Härte des Werk stoffs im wesentlichen gleich bleibt.The invention has for its object a gel system a thermoplastic elastomer and a plasticizer to further develop that with a given processing viscosity the strength of the system can be improved. just if an attempt is made to inherently increase the anisotropy, in both cases the elongation and hardness of the work substance remains essentially the same.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren zur Herstel lung eines Gels aus einem thermoplastischen Polyolefin- Elastomer (TPE-O) oder einem thermoplastischen Styrol- Elastomer (TPE-S) oder einer Mischung solcher Polymere und ei nem Weichmacher vorgesehen, dass bei einer erhöhten Temperatur eine das thermoplastische Elastomer und den Weichmacher ent haltende Gelschmelze für die thermoplastische Verarbeitung hergestellt wird, wobei zu der Gelschmelze oder zu wenigstens einem der eingesetzten Bestandteile ein mit der Hartphase des thermoplastischen Elastomers in der Schmelze homogen mischba res mit der Weichphase nicht mischbares Polymer, dessen Pola rität größer ist als die der Hartphase, und/oder ein mit der Weichphase des thermoplastischen Elastomers vollständig misch barer, mit der Hartphase nicht mischbarer organischer Struk turmodifier zugesetzt wird, und dass aus der Gelschmelze ein Gel erzeugt wird, indem die Schmelze einem formgebenden, den Schmelzefluss in einer Vorzugsrichtung leitenden Verarbei tungsverfahren unterworfen wird.To solve this problem is in a manufacturing process gel of a thermoplastic polyolefin Elastomer (TPE-O) or a thermoplastic styrene Elastomer (TPE-S) or a mixture of such polymers and egg nem plasticizer provided that at an elevated temperature a the thermoplastic elastomer and the plasticizer ent holding gel melt for thermoplastic processing is produced, with the gel melt or at least one of the components used with the hard phase of thermoplastic elastomer in the melt homogeneously miscible res polymer immiscible with the soft phase, the Pola rity is greater than that of the hard phase, and / or one with the Soft phase of the thermoplastic elastomer completely mixed organic structure that is immiscible with the hard phase turmodifier is added, and that from the gel melt Gel is produced by the melt forming a shape Melt flow in a preferred direction of conductive processing processing procedure.

Durch den Einsatz eines polaren (polymeren) Funktionszustatz stoffes zur Hartphase der Gelschmelze werden Gele mit sehr gu ten mechanischen Eigenschaften, speziell mit hoher Festigkeit, erhalten, ohne dass die Verarbeitungsviskosität beeinflusst (nämlich erhöht) würde. Dies bedeutet, dass sich mechanische Eigenschaften wie Festigkeit, Härte, Elastizität und erstmals ebenso eine mechanische Anisotropie unabhängig von der für das Formgebungsverfahren erforderlichen Schmelzviskosität einstel len lassen. By using a polar (polymer) functional additive material for the hard phase of the gel melt are gels with very good mechanical properties, especially with high strength, obtained without affecting the processing viscosity (namely increased). This means that mechanical Properties such as strength, hardness, elasticity and for the first time also a mechanical anisotropy independent of that for the Set the molding process to the required melt viscosity let len.

Durch Zugabe eines mit der Hartphase verträglichen, mit der Weichphase vollkommen unverträglichen Polymers, dessen Polari tät größer ist als die der Hartphase, wird nach derzeitigem Erkenntnisstand höchstwahrscheinlich die Festigkeit der physi kalischen Verknüpfungspunkte des thermoplastischen Elastomers erhöht, wobei die Weichphase und somit die Härte und Reißdeh nung nicht beeinflußt wird. Die Verwendung eines solchen Poly mers in der Mischung erlaubt daher bei gleichbleibender Fe stigkeit auch eine Erhöhung des Weichmacheranteils und dadurch eine Variation der Verarbeitungsviskosität und der Härte.By adding a compatible with the hard phase, with the Soft phase completely incompatible polymer, its polar activity is greater than that of the hard phase State of knowledge most likely the strength of the physi Kalische connection points of the thermoplastic elastomer increased, the soft phase and thus the hardness and elongation at break voltage is not affected. The use of such a poly mers in the mixture therefore allows the Fe to remain the same Stability also an increase in the amount of plasticizer and thereby a variation in processing viscosity and hardness.

Zur Lösung der Aufgabe ist weiterhin vorgesehen, dass anstelle des polaren Polymeren oder zusätzlich ein mit der Weichphase des thermoplastischen Elastomers vollständig mischbarer, mit der Hartphase nicht mischbarer, nachfolgend definierter orga nischer Strukturmodifier in das Gelsystem mit eingebracht wird. Ohne Festlegung auf die mechanistischen Hintergründe wird angenommen, dass der Strukturmodifier während der Formge bung über den Schmelzefluß durch Aufweitung der Polymerüber struktur eine Deformation der Polymerkonfiguration ermöglicht und dadurch ein anisotropes Werkstoffverhalten implementiert. Hierbei handelt es sich um eine deutliche Anisotropie von we nigstens ca. 30%, die über Anisotropieeffekte durch zufällige Ausrichtung oder Konzentrationsschwankungen bei der Verarbei tung hinausgeht. Besonders vorteilhafte Gele, insbesondere für die Anwendung in der Orthopädietechnik, z. B. für Liner, Schockabsorber, Prothesepolster, Schuhsohlen etc., erhält man, wenn sowohl ein Funktionszusatzstoff, d. h. ein mit der Hart phase in der Gelschmelze homogen mischbares, mit der Weichpha se nicht mischbares polares Polymer, als auch ein Strukturmo difier in Kombination eingesetzt wird. Die durch den Struktur modifier erzielte mechanische Anisotropie wird dann mit Hilfe des Funktionszusatzstoffes gut fixiert.To solve the problem it is also provided that instead of the polar polymer or additionally one with the soft phase of the thermoplastic elastomer completely miscible with the hard phase of immiscible orga defined below nical structure modifier introduced into the gel system becomes. Without defining the mechanistic background it is assumed that the structure modifier during the Formge Exercise on the melt flow by expanding the polymer over structure allows a deformation of the polymer configuration and thereby implemented an anisotropic material behavior. This is a clear anisotropy of we at least about 30%, which is caused by anisotropy effects caused by random Alignment or concentration fluctuations in processing tion goes out. Particularly advantageous gels, especially for the application in orthopedic technology, e.g. B. for liners, Shock absorbers, prosthesis pads, shoe soles etc. are obtained, if both a functional additive, e.g. H. one with the hard phase homogeneously miscible in the gel melt, with the soft pha se immiscible polar polymer, as well as a structural mo difier is used in combination. That through the structure Mechanical anisotropy achieved with modifier is then using of the functional additive well fixed.

Die genauen Mechanismen für die Erzeugung der Anisotropie sind noch nicht vollständig untersucht, es ist jedoch wahrschein lich, dass die Anisotropie durch die Deformation der Polymer knäule während der Formgebung ausgelöst und bei gleichzeitigem Einsatz eines Funktionszusatzstoffes durch die Erhöhung der Wechselwirkungen zwischen den Polymeren der Hartphase und dem polareren Polymer in den Hartsegmenten optimal fixiert wird.The exact mechanisms for generating anisotropy are not fully investigated yet, but it is likely lich that the anisotropy due to the deformation of the polymer knot triggered during shaping and at the same time Use of a functional additive by increasing the Interactions between the polymers of the hard phase and the polar polymer in the hard segments is optimally fixed.

Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass u. a. car boxylfunktionalisierte Polymere, die bisher lediglich als Kopplungsreagenzien verwendet wurden, die o. g. anistrope Fi xierung innerhalb der Hartsegmente effektiv bewirken können. Schon die Zugabe von nur 0,2 Gew.-% bezogen auf das thermopla stische Elastomer kann eine Steigerung der Festigkeit des Gel systems um 20% bewirken.Surprisingly, it has been found that u. a. car boxyl-functionalized polymers that were previously only available as Coupling reagents were used, the above. anistropic fi Can effectively cause fixation within the hard segments. Even the addition of only 0.2% by weight based on the thermopla elastic elastomer can increase the strength of the gel systems by 20%.

Das formgebende Verarbeitungsverfahren kann ein Spritzgießen, Extrudieren, Tiefziehen, Tauchen, Sprühen oder ein Beschichten eines Grundkörpers sein.The molding process can be injection molding, Extruding, deep drawing, dipping, spraying or coating of a basic body.

Das mit der Hartphase des thermoplastischen Elastomeren homo gen mischbar mit der Weichphase nicht mischbare Polymere (Funktionszusatzstoff) ist vorzugsweise in einer Konzentration von bis zu 5 Gew.-%, weiter vorzugsweise 0,1 bis 1,5 Gew.-% bezogen auf das thermoplastische Elastomer vorhanden.The homo with the hard phase of the thermoplastic elastomer Polymers immiscible with the soft phase (Functional additive) is preferably in a concentration up to 5% by weight, more preferably 0.1 to 1.5% by weight based on the thermoplastic elastomer present.

Dieses Polymer, dessen Polarität größer als die der Hartphase ist, ist ausgewählt aus der Gruppe: ABS, SAN, MABS, EVA, Iono mer, EMA, carboxylfunktionalisiertes PE, carboxylfunktionali siertes PP, carboxylfunktionalisiertes PS, oder aus Mischungen innerhalb dieser Gruppe.This polymer, whose polarity is greater than that of the hard phase is selected from the group: ABS, SAN, MABS, EVA, Iono mer, EMA, carboxyl-functionalized PE, carboxyl-functional based PP, carboxyl-functionalized PS, or from mixtures within this group.

Der mit der Weichphase homogen mischbare, mit der Hartphase nicht mischbare organische Strukturmodifier kann ein organi scher Stoff sein, der als Lösemittel für das Polymer der Weichphase bekannt ist. Der Strukturmodifier kann in Ersatz eines Teiles des Weichmachers eingesetzt werden. Vorzugsweise besitzt er ein Molekulargewicht von kleiner gleich 50% des Mo lekulargewichts des verwendeten Weichmachers.The one that is homogeneously miscible with the soft phase, with the hard phase An immiscible organic structure modifier can be an organi be a substance that acts as a solvent for the polymer Soft phase is known. The structure modifier can be used as a substitute part of the plasticizer can be used. Preferably it has a molecular weight of less than or equal to 50% of the Mo molecular weight of the plasticizer used.

Der organische Strukurmodifier kann in einer Konzentration bis zu 40 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht eingesetzt werden. Er kann nach dem Formgebungsprozeß z. B. durch Extraktion oder Verdampfen, aus dem System wieder entfernt werden, so dass kein zusammensetzungsbedingter Einfluß z. B. auf die Härte des Gelsystems bestehen bleibt.The organic structure modifier can be in a concentration up to 40% by weight based on the total weight. He can after the molding process z. B. by extraction or Evaporation, can be removed from the system so that no compositional influence z. B. on the hardness of Gelsystems remains.

Für die bislang unterstellte Funktion des Strukturmodifiers, eine Aufweitung der Polymerüberstruktur zu bewirken, ist es günstig, wenn der organische Strukturmodifier vorzugsweise we nigstens eine der folgenden Eigenschaften besitzt: Eine Ver dampfungswärme von mindestens 250 KJ/kg; eine Kauri- Butanolzahl von höchstens 39, eine wenigstens 10% geringere Dichte als die des thermoplastischen Elastomers; eine Misch barkeit mit aliphatischen, naphtenischen, aromatischen oder isoparaphinischen Kohlenwasserstoffen mit einem Molekularge wicht von mindestens 110 g/mol oder eine Mischbarkeit mit 2- Propanol, Diethylether oder Tetrahydrofuran.For the previously assumed function of the structure modifier, it is to expand the polymer superstructure favorable if the organic structure modifier is preferably we has at least one of the following properties: a ver heat of vaporization of at least 250 KJ / kg; a cowrie Butanol number of at most 39, an at least 10% lower Density than that of the thermoplastic elastomer; a mixed Availability with aliphatic, naphthenic, aromatic or isoparaphinic hydrocarbons with a molecular weight weight of at least 110 g / mol or a miscibility with 2- Propanol, diethyl ether or tetrahydrofuran.

Eine Entfernung des organischen Strukturmodifiers nach der Formgebung aus dem System kann vorzugsweise durch Verdampfen oder durch Extraktion geschehen.Removal of the organic structure modifier after Shaping from the system can preferably be done by evaporation or done by extraction.

Wird der Strukturmodifier unmittelbar nach der Formgebung des Gels z. B. durch Anlegen von Unterdruck mit einer hohen Ver dampfungsrate entfernt, kühlt das System aufgrund der aufzu bringenden Verdampfungsenthalpie des Strukturmodifiers sprung haft ab, wodurch die Kettenbeweglichkeit des Polymeren ebenso sprunghaft abnimmt. Dies bewirkt eine noch raschere Fixierung der Deformation und dadurch eine weitere Steigerung der ani sotropen Werkstoffeigenschaften.If the structure modifier is used immediately after the shape of the Gels z. B. by applying negative pressure with a high Ver evaporation rate removed, the system cools down due to the Bringing evaporation enthalpy of the structure modifier jump adheres, causing the chain mobility of the polymer as well abruptly decreases. This results in an even faster fixation the deformation and thereby a further increase in the ani sotropic material properties.

Die für diesen Effekt notwendige Verdampfungsrate ist abhängig von der Verdampfungsenthalpie des Strukturmodifiers und sollte durchschnittlich zwischen 3 und 15%/s in den ersten 5 Sekun den nach Abschluß der Formgebung liegen. Für die Entfernung des Strukturmodifiers durch Verdampfen ist es weiterhin vor teilhaft, wenn der Strukturmodifier bei 60°C einen Dampfdruck von über 20 mbar aufweist und wenn der Strukturmodifier ein relativ geringes Molekulargewicht besitzt. Bevorzugt verwende te Strukturmodifier sind paraffinische Kohlenwasserstoffe mit einem Siedepunkt von 120°C bis 140°C. The rate of evaporation required for this effect depends of the enthalpy of vaporization of the structure modifier and should on average between 3 and 15% / s in the first 5 seconds which lie after completion of the shaping. For the distance of the structural modifier by evaporation is still there partial if the structural modifier has a vapor pressure at 60 ° C of over 20 mbar and if the structure modifier is one has relatively low molecular weight. Use preferably Structural modifiers are paraffinic hydrocarbons a boiling point of 120 ° C to 140 ° C.

Wird der Strukturmodifier nach Abschluß des Formgebungsverfah rens durch Extraktion entfernt, ist es vorteilhaft, wenn der Strukturmodifier eine Kauri-Butanolzahl aufweist, welche maxi mal 20% von der des verwendeten Extraktionsmittels abweicht, und die größer ist als die des verwendeten Weichmachers.If the structure modifier is used after the shaping process Removed by extraction, it is advantageous if the Structure modifier has a Kauri-butanol number, which maxi times deviates by 20% from that of the extractant used, and which is larger than that of the plasticizer used.

Das durch die Erfindung erstmals bereitgestellte inhärent ani sotrope Gelsystem besitzt vorzugsweise eine inhärent anisotro pe Elastizität.The inherently ani provided by the invention for the first time Sotropic gel system preferably has an inherently anisotropic pe elasticity.

Die Erfindung sieht schließlich auch die Verwendung des erfin dungsgemäßen Gels für orthopädietechnische Anwendungen vor. Eine Verwendung bei orthopädischen Hilfsmitteln ist überall dort zweckmäßig, wo bisher bereits Gelsysteme im Einsatz wa ren. Ferner überall dort, wo anisotrope Eigenschaften, insbe sondere anisotrope mechanische Eigenschaften wünschenswert sind. Zu den vorteilhaften Verwendungen gehören daher die Ver wendung des Werkstoffs für Prothesenteile und Prothesenpol ster, für Liner, Stumpfstrumpf- und Stützstrumpfbeschichtungen sowie für Sohlen und Schuhteile.Finally, the invention also provides for the use of the invention Gels according to the invention for orthopedic applications. Use with orthopedic aids is everywhere useful where gel systems were already in use ren. Furthermore, wherever anisotropic properties, esp special anisotropic mechanical properties desirable are. Advantageous uses therefore include ver Use of the material for prosthesis parts and prosthesis pole ster, for liners, stockings and support stockings as well as for soles and shoe parts.

Zur Veranschaulichung der Erfindung werden im folgenden Bei spiele angegeben.To illustrate the invention are in the following games specified.

basic example

Herstellung eines Liners durch Tauchen eines geformten texti len Materials in eine Gelschmelze.Production of a liner by dipping a shaped texti len material into a gel melt.

Ein aus Zuschnitteilen strumpfförmig verbundenes elastisches Textil wird ein- oder mehrfach in eine Gelschmelze getaucht (Temperatur der Gelschmelze von 120°C bis 190°C, vorzugsweise von 150°C bis 190°C). An elastic stocking-like connection Textile is immersed in a gel melt one or more times (Temperature of the gel melt from 120 ° C to 190 ° C, preferably from 150 ° C to 190 ° C).

Assessment criteria for the elastomer gels obtained

Zur Beurteilung der vorteilhaften und nach dieser Erfindung gewünschten mechanischen Eigenschaften, insbesondere der Fe stigkeiten wird ein dimensionsloser Koeffizient verwendet, der definiert ist als der Quotient aus Zugfestigkeit (N/mm²) und 400% Spannung. Die 400% Spannung ist die Rückstellkraft des elastischen Gelmaterials bei einer Dehnung von 400% (ca. 1/3 der Bruchdehnung) normiert auf die Querschnittsfläche (N/mm²). Für die Materialien in der Orthopädie, welche mit der Haut in direkten Kontakt kommen, ist eine hohe Zugfestigkeit (Haltbar keit) und möglichst geringe Rückstellkraft (Kompression) wich tig. Ein möglichst großer Koeffizient ist somit vorteilhaft.In order to assess the advantageous mechanical properties, in particular the strengths, desired according to this invention, a dimensionless coefficient is used which is defined as the quotient of tensile strength (N / mm ² ) and 400% tension. The 400% tension is the restoring force of the elastic gel material at an elongation of 400% (approx. 1/3 of the elongation at break) normalized to the cross-sectional area (N / mm ² ). For the materials in orthopedics that come into direct contact with the skin, high tensile strength (durability) and the lowest possible restoring force (compression) is important. The largest possible coefficient is therefore advantageous.

Die Anisotropie des erhaltenen Gels wird folgendermaßen beur teilt:The anisotropy of the gel obtained is evaluated as follows Splits:

Abhängig vom Herstellverfahren (Tauchen, Spritzgießen, Extru dieren) stellen sich anisotrope Werkstoffeigenschaften auf grund der Zusammensetzung der Gelschmelze, insbesondere auf grund des Einzuges des Strukturmodifiers ein. Die Größe der Anisotropie läßt sich definieren als die Prozentzahl, um die die mechnischen Eigenschaften in Längstrichtung höher sind als in Quer- bzw. Umfangsrichtung. Es ergeben sich dementsprechend positive oder negative Werte üblicherweise zwischen 30% und 60%, weiter vorzugsweise ab 45%.Depending on the manufacturing process (dipping, injection molding, extrusion dieren) anisotropic material properties arise due to the composition of the gel melt, in particular due to the introduction of the structure modifier. The size of the Anisotropy can be defined as the percentage by which the mechanical properties in the longitudinal direction are higher than in the transverse or circumferential direction. It follows accordingly positive or negative values usually between 30% and 60%, more preferably from 45%.

Für orthopädische Anwendungen beispielsweise Unterschenkelver sorgung mit Linern ist es sehr vorteilhaft, wenn die 400% Spannung in Längsrichtung deutlich höher liegt als in Quer richtung (Umfang). Damit wird der Tragekomfort erhöht und der unerwünschte Zug in Längsrichtung (Pumpeffekt) reduziert.For orthopedic applications, for example, lower leg ver supply with liners, it is very advantageous if the 400% Longitudinal tension is significantly higher than transverse direction (scope). This increases the comfort and the unwanted pull in the longitudinal direction (pump effect) reduced.

Beispielsweise für Kniekappen verhält es sich umgekehrt. Hier ist eine möglichst geringe Rückstellkraft in Längstrichtung wünschenswert, um die Kraft zum Dehnen des Materials beim Beu gen des Knies so gering wie möglich zu halten. Die Querkom pression hingegen muß groß genug sein, damit genügend Reibung zur Kraftübertragung und damit zum Halten des Prothesenschaf tes entsteht.For knee caps, for example, the opposite is true. Here is the lowest possible restoring force in the longitudinal direction desirable to use the force to stretch the material at the beu as low as possible. The Cross Com pression, on the other hand, must be large enough to have enough friction for power transmission and thus for holding the prosthetic sheep tes arises.

example 1 Dependence of the anisotropy due to different Evaporation enthalpies of the structure modifier.

Es wird ein Liner mit folgender Basisrezeptur für die Gel schmelze hergestellt:
A liner is produced with the following basic formulation for the gel melt:

Tabelle I Table I

In Tabelle I ist der Einfluss der Verdampfungsenthalpie des Strukturmodifiers gut abzulesen. (Die Tabelle umfasst zu Be ginn 2 Vergleichsbeispiele)Table I shows the influence of the enthalpy of vaporization Easy to read structure modifiers. (The table includes Be ginn 2 comparative examples)

Die Möglichkeit der Einstellung der inhärenten mechanischen Anisotropie durch das Herstellverfahren ermöglicht im orthopä dischen Sinne ein positives Verhalten des Bauteils und damit einen angenehmen Tragekomfort für den Benutzer. The possibility of adjusting the inherent mechanical Anisotropy through the manufacturing process enables orthopedic a positive behavior of the component and thus a comfortable fit for the user.

Example 2 Dependence of the coefficient on the functional additive

Es wird ein Liner mit folgender Grundrezeptur für die Gel schmelze hergestellt:
A liner with the following basic formulation for the gel melt is produced:

Tabelle II Table II

Example 3 Dependence of the coefficient on the concentration of the radio tion additive

Es wird einer Liner mit folgender Grundrezeptur für die Gel schmelze hergestellt:
A liner with the following basic formulation for the gel melt is produced:

Tabelle III Table III

Weitere bevorzugte Beispiele im Sinn der Erfindung sind nach folgend in Tabelle IV angegeben. Further preferred examples in the sense of the invention are according to given below in Table IV.

Tabelle IV Table IV

Claims

1. A process for the production of a gel from a thermoplastic polyolefin elastomer or a thermoplastic styrene elastomer or a mixture of such polymers and a plasticizer, characterized in that
that a gel melt containing the thermoplastic elastomer and the plasticizer is produced for the thermoplastic processing at an elevated temperature,
wherein to the gel melt or at least one of the ingredients used
a polymer which is homogeneously miscible with the hard phase of the thermoplastic elastomer in the melt and which is immiscible with the soft phase and whose polarity is greater than that of the hard phase and / or
an organic structural modifier which is completely miscible with the soft phase of the thermoplastic elastomer and immiscible with the hard phase
is added
and that a gel is produced from the gel melt by subjecting the melt to a shaping processing method which guides the melt flow in a preferred direction.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Processing methods an injection molding, extrusion, deep drawing hen, diving, spraying or coating a base body is.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that with the hard phase of the thermoplastic elastomer Polymers homogeneously miscible, immiscible with the soft phase in a concentration of up to 5% by weight, preferably 0.1 up to 1.5% by weight based on the thermoplastic elastomer is set.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized shows that the miscible with the hard phase, with the soft phase immiscible polymers is selected from the group: PPO, ABS, SAN, MABS, EVA, ionomer, EMA, carboxylfunctional based PE, carboxyl-functionalized PP, carboxyl-functional lized PS, or from mixtures within this group.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized records that the homogeneously miscible with the soft phase, with the hard phase immiscible organic structure modifier in Replacement of part of the plasticizer is used.

6. The method according to claim 5, characterized in that the Structure modifier a molecular weight of 50% or less of the molecular weight of the plasticizer.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized records that the organic structure modifier in a Kon concentration up to 40 wt .-% is used.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized records that the organic structure modifier is a vapor heat of at least 250 KJ / kg and / or a cowrie Butanol number of at most 39 and / or a vapor pressure of over 20 mbar at 60 ° C and / or at least 10% lower Has density than the thermoplastic elastomer.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized records that the organic structure modifier with aliphati human, naphthenic, aromatic or isoparaphinic Koh Hydrogens with a molecular weight of at least 110 g / mol, is miscible with 2-propanol, diethyl ether or THF.

10. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized ge indicates that the organic structure modifier after the Shaping is removed from the system.

11. The method according to claim 10, characterized in that the organic structure modifier by evaporation or extraction tion is removed.

12. Gel from a thermoplastic polyolefin elastomer or a thermoplastic styrene elastomer or a mixture such polymers and a plasticizer, characterized, that it is inherently anisotropic mechanical properties 30% having.

13. Gel according to claim 12, characterized in that it is a inherently anisotropic elasticity.

14. Gel according to claim 12 or 13, characterized in that it one with the soft phase of the thermoplastic elastomer completely miscible, immiscible with the hard phase or contains ganic structure modifiers.

15. Gel according to claim 14, characterized in that the Structure modifier in replacement of part of the plasticizer hold is.

16. Gel according to claim 14 or 15, characterized in that the structure modifier has a molecular weight of less than or equal to 50% of the molecular weight of the plasticizer.

17. Gel according to one of claims 14 to 16, characterized records that the structure modifier in a concentration of up to 40% is included.

18. Gel according to any one of claims 14 to 17, characterized records that the organic structure modifier is a vapor heat of at least 250 KJ / kg and / or a cowrie Butanol number of at most 39 and / or a vapor pressure of over 20 mbar at 60 ° C and / or at least 10% lower Has density than the thermoplastic elastomer.

19. Gel according to one of claims 14 to 18, characterized records that the organic structure modifier with ali phatic, naphthenic, aromatic or isoparaphinic Hydrocarbons with a molecular weight of at least 110 g / mol, is miscible with 2-propanol, diethyl ether or THF.

20. Gel from a thermoplastic polyolefin elastomer or a thermoplastic styrene elastomer or a mixture such polymers, in particular according to one of claims 12 to 16, characterized in that there is one with the hard phase of the thermoplastic elastomer under processing conditions gene contains homogeneously miscible polymeric substance, the polar action is greater than that of the hard phase.

21. Gel according to claim 20, characterized in that this Substance in a concentration of up to 5% by weight, preferably 0.1 to 1.5 wt .-% based on the thermoplastic elastomer is included.

22. Gel according to claim 20 or 21, characterized in that this substance is selected from the group ABS, SAN, MABS, PPO, EVA, ionomer, EMA, carboxyl-functionalized PE, car boxyl-functionalized PP, carboxyl-functionalized PS, or from mixtures within this group.

23. Use of the gel according to one of claims 12 to 22 as Material for orthopedic aids.

24. Use according to claim 23 as a material for prostheses parts and prosthetic pads.

25. Use according to claim 24 as a material for soles and Shoe parts as well as shock absorbers.