DE19917677A1 - Elastischer Formkörper aus Kunststoff sowie Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Abstract

Bei einem elastischen Formkörper 10 aus Kunststoff, der eine Umhüllung aufweist, in der eine Füllung aus elastischem Material aufgenommen ist, ist erfindungegemäß die Füllung mit der Umhüllung wenigstens teilweise innig verbunden. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß auch bei Belastung des erfindungsgemäßen Formkörpers 10 die Verteilung der Füllung innerhalb der Umhüllung erhalten bleibt und unerwünschte Relativbewegungen der Umhüllung relativ zu der Füllung vermieden sind. DOLLAR A Zweckmäßigerweise besteht die Füllung wenigstens im Bereich ihrer der Umhüllung zugewandten Flächen, vorzugsweise im wesentlichen vollständig, aus dem gleichen Grundmaterial wie die Umhüllung. Auf diese Weise ist eine besonders innige Verbindung zwischen der Füllung und der Umhüllung erzielt. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Formkörpers.

Description

Die Erfindung betrifft einen elastischen Form­ körper aus Kunststoff sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Elastische Formkörper der betreffenden Art sind in Form von orthopädischen Kissen allgemein bekannt und weisen eine Umhüllung auf, in der eine Füllung aus elastischem Material aufgenommen ist. Bei den bekannten Formkörpern besteht die Füllung aus einem Gel, während die Umhüllung aus einem Folienbeutel aus Polyäthylen oder Polyurethan besteht. Zur Herstellung der bekannten Formkörper wird der Folienbeutel mit dem Gel befüllt und thermoplastisch verschweißt. Ein Nachteil der bekannten Formkörper, die beispielsweise als Sitzkissen verwendet werden, besteht darin, daß bei Belastung das Gel relativ zu der Umhüllung seit­ lich ausweicht, so daß eine unregelmäßige Verteilung des Gels in der Umhüllung entsteht, die den Sitzkom­ fort beeinträchtigt. Bei stärkerer Belastung besteht die Gefahr, daß das Gel im Belastungsbereich voll­ ständig ausweicht, so daß die einander zugewandten Innenflächen der Umhüllung aneinander zur Anlage ge­ langen, so daß der Formkörper in diesem Bereich seine gewünschte Stütz- oder Polsterwirkung verliert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elastischen Formkörper der im Oberbegriff des An­ spruchs 1 genannten Art anzugeben, der die Nachteile der bekannten Formkörper nicht aufweist, bei dem also die Gefahr verringert ist, daß sich bei Belastung die Verteilung der Füllung innerhalb der Umhüllung in unerwünschter Weise ändert.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 ange­ gebene Lehre gelöst.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß eine unerwünschte Änderung der Verteilung der Füllung innerhalb der Umhüllung bei Belastung dann verhindert ist, wenn Bewegungen der Füllung quer zur Belastungs­ richtung relativ zu der Umhüllung vermieden sind. Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, solche uner­ wünschten Relativbewegungen dadurch zu verhindern, daß die Füllung mit der Umhüllung wenigstens teil­ weise innig verbunden ist. Auf diese Weise bleibt auch bei Belastung des Formkörpers die gewünschte Verteilung des Materials der Füllung innerhalb der Umhüllung erhalten. Wird der erfindungsgemäße Form­ körper beispielsweise zum Abstützen des menschlichen Körpers oder von Teilen des menschlichen Körpers ver­ wendet, so ist auch bei Belastung in der gewünschten Weise eine gleichmäßige Abstützung erzielt.

Form, Größe und Material des erfindungsgemäßen Formkörpers sind in weiten Grenzen wählbar.

Der erfindungsgemäße Formkörper ist überall ver­ wendbar, wo eine Abstützung oder Abpolsterung erfor­ derlich ist. Im Medizinbereich kann der erfindungs­ gemäße Formkörper beispielsweise als Sitzkissen für Rollstuhlfahrer, als Unterlage für bettlägerige Per­ sonen, als mattenförmige Unterlage in der Rehabilita­ tion und im Orthopädiebereich sowie zur Abstützung bzw. Abpolsterung im Bereich von Stümpfen amputierter Gliedmaßen verwendet werden.

Im Sportbereich ist der erfindungsgemäße Form­ körper beispielsweise als Unterlage zwischen Reiter und Pferderücken zur Vermeidung von Lastschmerzen und Bildung von Druckstellen, als Fahrradsattel, als Knie- und Ellbogenschützer für Radfahrer, Rollschuh­ fahrer und Inline-Skater sowie Schlittschuhfahrer, als Beinschoner für Fußballspieler oder auch als Sitzunterlage für Sportstättenbesucher geeignet.

Im Bereich des vorbeugenden Arbeitsschutzes ist der erfindungsgemäße Formkörper beispielsweise als Teil eines ergonomischen Sitzmöbels für Gabelstapler, LKWs, Landmaschinen, Baumaschinen oder dergleichen, als Teil von Bürostühlen, Sitz- oder Kniehilfen bei Montagearbeiten geeignet. Ferner ist der erfindungs­ gemäße Formkörper in diesem Bereich beispielsweise als Aufpralldämpfer im Kantenbereich, als Fußbett für Sicherheitsschuhe, als Aufprallschutz in Regallagern oder dergleichen geeignet. Ferner ist der erfindungs­ gemäße Formkörper beispielsweise als Rückenstütze und/oder Sitzhilfe für Autofahrer, als Handgelenkauf­ lage für Tastaturen oder als Knie- und/oder Gelenk­ schoner für den handwerklichen Bereich geeignet.

Der erfindungsgemäße Formkörper ist beispiels­ weise auch als Matratze oder Schlafunterlage geeig­ net.

Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, daß die Füllung wenigstens im Bereich ih­ rer der Umhüllung zugewandten Flächen aus dem glei­ chen Grundmaterial wie die Umhüllung besteht. Auf diese Weise ist bei der Herstellung des erfindungs­ gemäßen Formkörpers die Erzielung einer innigen Ver­ bindung zwischen der Füllung und der Umhüllung er­ leichtert.

Vorzugsweise bestehen die Umhüllung und die Fül­ lung im wesentlichen vollständig aus dem gleichen Grundmaterial. Dies erleichtert die Herstellung des erfindungsgemäßen Formkörpers.

Zweckmäßigerweise besteht die Umhüllung aus ei­ nem klebfrei aushärtenden Material. Auf diese Weise ist die Herstellung des Formkörpers weiter verein­ facht.

Das Material der Füllung und der Umhüllung ist entsprechend den jeweiligen Anforderungen in weiten Grenzen wählbar. Eine Weiterbildung sieht vor, daß die Umhüllung und die Füllung aus einem Polyurethan­ polymer bestehen. Polyurethanpolymere sind als ein­ fach verarbeitbare und kostengünstige Standardwerk­ stoffe erhältlich und weisen die gewünschten elasti­ schen Eigenschaften auf.

Eine andere Weiterbildung sieht vor, daß die Umhüllung und die Füllung aus einem Silikonpolymer bestehen. Auch Silikonpolymere sind kostengünstig und einfach verarbeitbar und weisen ebenfalls die ge­ wünschten elastischen Eigenschaften auf.

Eine Weiterbildung der beiden vorgenannten Aus­ führungsformen sieht vor, daß das Polymer der Umhül­ lung einen höheren Vernetzungsgrad als das Polymer der Füllung hat. Der Vernetzungsgrad kann beispiels­ weise so gewählt werden, daß das Polymer der Umhül­ lung aushärtet, während das Polymer der Füllung nicht aushärtet.

Zweckmäßigerweise beträgt der Vernetzungsgrad des Polymers der Umhüllung etwa 100%.

Zweckmäßigerweise ist die Füllung durch ein Gel gebildet. Gele sind einfach verarbeitbar und weisen bei entsprechender Auswahl die gewünschten elasti­ schen Eigenschaften auf.

Die innige Verbindung zwischen der Umhüllung und der Füllung kann erfindungsgemäß in beliebiger ge­ eigneter Weise erzielt werden. Beispielsweise ist es möglich, die Umhüllung mit der Füllung zu verkleben oder die Umhüllung thermoplastisch auf die Füllung aufzuschweißen. Eine besonders vorteilhafte Weiter­ bildung sieht jedoch vor, daß die Umhüllung eine Be­ schichtung der Füllung bildet. Auf diese Weise ist eine besonders innige Verbindung zwischen Füllung und Umhüllung erzielt.

Bei der vorgenannten Ausführungsform kann die Umhüllung eine Feinschicht (Gelcoat) auf der Füllung bilden.

Grundsätzlich kann die Füllung mehrteilig ausge­ bildet sein, solange in der gewünschten Weise wenig­ stens teilweise eine innige Verbindung der Füllung mit der Umhüllung erzielt ist. Zweckmäßigerweise ist die Füllung jedoch einteilig ausgebildet. Auf diese Weise ist eine innige Verbindung zwischen der Füllung und der Umhüllung im wesentlichen entlang der gesam­ ten Oberfläche der Füllung erzielt, so daß uner­ wünschte Relativbewegungen zwischen der Füllung und der Umhüllung zuverlässig vermieden sind.

Gemäß einer Weiterbildung ist der Formkörper flächig ausgebildet. Diese Ausführungsform ist be­ sonderes gut zur Verwendung als Matte, Unterlage oder Matratze geeignet.

Entsprechend den jeweiligen Anforderungen kann wenigstens eine Außenfläche des Formkörpers im we­ sentlichen eben und/oder wenigstens eine Außenfläche des Formkörpers profiliert ausgebildet sein, wie dies Ausführungsformen vorsehen. Die Profilierung kann beispielsweise die Form von Vorsprüngen oder Vertie­ fungen oder von Noppen zur Erhöhung der Rutschfestig­ keit haben.

Eine andere Weiterbildung sieht vor, daß der Formkörper zum Abstützen und/oder Abpolstern des menschlichen Körpers oder von Teilen des menschlichen Körpers ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform kann der Formkörper beispielsweise an die Form der abzustützenden Körperteile angepaßt sein. Wird der erfindungsgemäße Formkörper beispielsweise als Ma­ tratze verwendet, so kann er so ausgebildet sein, daß in Liegeposition eine ergonomisch günstige Abstützung der Wirbelsäule erzielt ist.

Ein Verfahren zur Herstellung des erfindungs­ gemäßen Formkörpers ist im Anspruch 17 angegeben. Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen des er­ findungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 18 bis 28 angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Aus­ führungsbeipieles näher erläutert. Die Fig. 1 bis 6 verdeutlichen Verfahrensschritte bei einem erfin­ dungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines erfin­ dungsgemäßen Formkörpers.

Es zeigt:

Fig. 1 schematisch einen Schnitt durch eine zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Form­ körpers verwendete Positivform,

Fig. 2 in gleicher Darstellung wie Fig. 1 eine mittels der Positivform gemäß Fig. 1 her­ gestellte Negativform zusammen mit der Positivform,

Fig. 3 in gleicher Darstellung wie Fig. 1 die Negativform gemäß Fig. 2, wobei in die Negativform ein Umhüllungsmaterial in Form eines Gelcoats eingetragen ist,

Fig. 4 in gleicher Darstellung wie Fig. 1 die Negativform gemäß Fig. 3, wobei auf das in der Formbefindliche Umhüllungsmateri­ al ein Füllungsmaterial in Form eines Geles aufgetragen ist,

Fig. 5 in gleicher Darstellung wie Fig. 3 die Negativform gemäß Fig. 3, wobei das Fül­ lungsmaterial mit dem Umhüllungsmaterial überzogen ist und

Fig. 6 in gleicher Darstellung wie Fig. 1 den ausgeformten Formkörper.

Ein erfindungsgemäßer Formkörper wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wie folgt dar­ gestellt:
Zunächst wird ein Modell 2 als Positivform des gewünschten Formkörpers erstellt, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Das Modell 2 kann elastisch ausge­ bildet sein, beispielsweise aus Silikon oder Poly­ urethan bestehen. Es kann jedoch auch aus Holz oder einem anderen nichtelastischen Material bestehen.

In Fig. 2 ist dargestellt, daß dann von dem Mo­ del 2 eine Produktionsform 4 als Negativform abgenom­ men wird. Die Produktionsform 4 kann ebenfalls aus Silikon, Polyurethan, Holz oder einem anderen geeig­ netem Material bestehen.

Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Formkör­ pers wird dann zur Bildung einer Umhüllung des Form­ körpers ein Umhüllungsmaterial in die Produktionsform 4 eingetragen, beispielsweise in Form eines Gelcoats 6, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Der Gelcoat 6 kann beispielsweise aus einem klebefrei aushärtenden Polyurethanpolymer bestehen. Das Eintragen des Gel­ coats 6 in die Produktionsform 4 kann beispielsweise durch Einspritzen oder Einpinseln erfolgen.

Daran anschließend wird zur Bildung einer Fül­ lung ein Füllungsmaterial in Form eines Geles 8 auf den Gelcoat 6 aufgetragen, vorzugsweise vor dem Aus­ härten des Gelcoats 6. Das Gel 8 besteht aus dem gleichen Grundmaterial wie der Gelcoat 6, bei dem Ausführungsbeispiel also aus einem Polyurethanpoly­ mer, wobei das Polymer des Gelcoats 6, der eine Um­ hüllung des Formkörpers bildet, einen höheren Vernet­ zungsgrad als das Polymer des Geles 8, das eine Fül­ lung des Formkörpers bildet, hat. Der Vernetzungsgrad des Polymeres des Gelcoats kann beispielsweise etwa 100% betragen.

Daran anschließend wird die durch das Gel 8 ge­ bildete Füllung in den Bereichen ihrer Oberfläche, in denen sie noch nicht mit dem Gelcoat 6 beschichtet ist, mit dem Gelcoat 6 überzogen, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist.

Nach dem Aushärten des Gelcoats 6 und dem Aus­ formen ergibt sich ein elastischer Formkörper 10 mit einer Umhüllung, die durch den Gelcoat 6 gebildet ist und in der eine Füllung, die durch das Gel 8 gebildet ist, aufgenommen ist.

Die durch das Gel 8 gebildete Füllung ist mit der durch den Gelcoat 6 gebildeten Umhüllung innig verbunden, so daß bei Belastung des erfindungsgemäßen Formkörpers 10, beispielsweise bei Verwendung als Unterlage oder Kissen, unerwünschte Relativbewegungen zwischen der Umhüllung und der Füllung zuverlässig vermieden sind. Aus diese Weise ist auch bei Bela­ stung des Formkörpers 10 stets die gewünschte Ver­ teilung des Geles 8 innerhalb der Umhüllung erzielt.

Claims (28)

1. Elastischer Formkörper aus Kunststoff, mit einer Umhüllung, in der eine Füllung aus elasti­ schem Material aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung mit der Umhüllung wenistens teilweise innig verbunden ist.

2. Elastischer Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung wenigstens im Bereich ihrer der Umhüllung zugewandten Flächen aus dem glei­ chen Grundmaterial wie die Umhüllung besteht.

3. Elastischer Formkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung und die Füllung im wesentlichen vollständig aus dem gleichen Grundmaterial bestehen.

4. Elastischer Formkörper nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung aus ei­ nem klebefrei aushärtenden Material besteht.

5. Elastischer Formkörper nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung und die Füllung aus einem Polyurethanpoly­ mer bestehen.

6. Elastischer Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung und die Füllung aus einem Silikonpolymer bestehen.

7. Elastischer Formkörper nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer der Umhüllung einen höheren Vernetzungsgrad als das Polymer der Füllung hat.

8. Elastischer Formkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Vernetzungsgrad des Polymers der Umhüllung etwa 100% beträgt.

9. Elastischer Formkörper nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung durch ein Gel gebildet ist.

10. Elastischer Formkörper nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung eine Beschichtung der Füllung bildet.

11. Elastischer Formkörper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung eine Feinschicht (Gelcoat) auf der Füllung bildet.

12. Elastischer Formkörper nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung einteilig ausgebildet ist.

13. Elastischer Formkörper nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (10) flächig ausgebildet ist.

14. Elastischer Formkörper nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß we­ nigstens eine Außenfläche des Formkörpers (10) im wesentlichen eben ausgebildet ist.

15. Elastischer Formkörper nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß we­ nigstens eine Außenfläche des Formkörpers profiliert ausgebildet ist.

16. Elastischer Formkörper nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper zum Abstützen und/oder Abpolstern des menschlichen Körpers oder von Teilen des menschlichen Körpers ausgebildet ist.

17. Verfahren zur Herstellung eines elastischen Formkörpers aus Kunststoff nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, mit folgenden Verfahrensschritten:

• - Eintragen eines Umhüllungsmaterials in eine Form,
• - Auftragen eines Füllungsmaterials in die Form,
• - Überziehen des Füllungsmaterials mit dem Umhüllungsmaterial und
• - Ausformen des Formkörpers.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich­ net, daß das Füllungsmaterial und das Umhüllungsmate­ rial im wesentlichen vollständig aus dem gleichen Grundmaterial bestehen

19. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Umhüllungsmaterial eine Be­ schichtung des Füllungsmaterials bildet.

20. Verfahren nach Anspruch 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Umhüllungsmaterial in die Form eingespritzt oder eingepinselt wird.

21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Fül­ lungsmaterial auf das in der Form befindliche Umhül­ lungsmaterial aufgegossen wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllungsmaterial und das Umhüllungsmaterial ein Polyurethanpolymer ist.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllungsmaterial und das Umhüllungsmaterial ein Silikonpolymer ist.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllungsmaterial ein Gel und das Umhüllungsmaterial ein Gelcoat ist.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Umhüllungsmaterial im wesentlichen klebefrei aushärtet.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer der Umhüllung einen höheren Vernetzungsgrad aufweist als das Poly­ mer der Füllung.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeich­ net, daß das Polymer des Umhüllungsmaterials einen Vernetzungsgrad von etwa 100% aufweist.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllungsmaterial vor dem Aushärten des Umhüllungsmaterials auf dieses auf­ getragen wird.