DE2336136C2 - Polster mit Füllung sowie Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Polster mit einer Γ /!ung Sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Füllmaterial für ein Polster od. dgl. zum Anpassen von Gegenständen, die Ihre Funktionen am menschlichen Körper erfüllen müs- $en, wie Bruchbandagen, Stützmieder, Gurte, Schutzhelme, Prothesen, Einlagen, sowie Anpassungspolster, Stützpolster, Sicherheitspolster, Abdichtungspolster <>d. dgl, insbesondere für Schuhe.

Eine komfortable individuelle Anpassung von härteten Gegenständen an Formen des menschlichen Körr:rs bei gleichzeitiger Polsterung der abgestützten örperteile, wie beispielsweise die Anpassung und Abpolsterung von Skischuhaußenschalen aus steifem duroplastischem Kunststoff, konnte bisher nicht befriedigend gelöst werden.

Es ist bekannt, Schuhe dem Fuß anzupassen, indem man die Hohlräume zwischen dem ϊ-uß und dem Schuhobermaterial mit Silikonkautschuk ausgießt und bei Anwesenheit des Fußes ausvulkanisiert (US-PS 325 919). Die derart hergestellten Polster haben den Nachteil, daß ihre einmal erhaltene Form endgültig ist und daß sie ein großes Gewicht aufweisen.

Es ist auch bekannt, die Hohlräume zwischen den steifen Gegenständen und dem menschlichen Körper mit Taschen oder Hüllen auszufüllen, die mit harten duroplaslischen, inkompressiblen Phenolharzkügelchen, die mit einem Gleitmittel überzogen sind, gefüllt sind (US-PS 3 407 406, DT-OS 1 485 772, DT-OS 2 211 718). Die äußere Form dieser Polster paßt sich zwar dem jeweiligen Körperteil an, die gewünschte nachgiebige Abstützung des angepaßten Polsters fehlt jedoch, weil ein solches Polster nicht in sich reversib-' -tauchbar ist wie beispielsweise Weichschaum. Es is: _jher eine zusätzliche Mitverwendung von einem solchen Schaumstoff erforderlich.

Es ist auch bereits bekannt, Polster, Taschen und andere Hohlräume mit einer pasteusen, thixotropen Substanz auszufüllen, die aus überwiegend hochgefülltem Polyisobutylen besteht und eine hohe Viskosität besitzt (DT-OS 1 685 307). Auch bei diesem Polster ist der eigentliche Polstereffekt nicht vorhanden, weil sich die Füllung des Polsters od. dgl. bei dynamischem Druck nicht rückstellbar zusammenstauchen läßt Es ist somit auch hier eine zusätzliche komprimierbare Polsterschicht erforderlich.

Es ist ferner bekannt, Körperpolster aus Polyurethanschaum herzustellen und die Anpassung durch Einfüllen der Reaktanten vorzunehmen (DTPS 901 471). Dies hat den Nachteil, daß die individuelle Anpassung in situ erfolgen muß, was wegen der starken Toxität der Isocyanate und der auftretenden Reaktionswärme nicht unbedenklich ist. Außerdem kommt es oft zu Fehlanpassungen, die schwer zu beheben sind. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Polyure· thanschaum empfindlich ist gegen Schweiß und Hydrolyse und unter deren Einfluß bald seine Elastizität verliert

Es ist auch bereits bekannt, Polster mit Abfallstücken aus elastischem Weichschaum mit großer Oberfläche in Blatt- oder Scheibenform zu füllen (DT-AS 1 010 825). Die gewünschte individuelle Anpassung an bestimmte Körperformen kann mit einem solchen Polster nicht vorgenommen werden. Außerdem ist auch bei diesem Polster die Empfindlichkeit gegen Schweiß und Hydrolyse gegeben, wodurch der Polyurethanschaum bald seine Elastizität verliert

Es ist auch bekannt, Polster mit stranggepreßten schnur-, strang- bzw. strickartigen Füllungen aus geschäumtem thermoplastischem oder duroplastischem Material zu füllen. Auch mit einem solchen Polster kann keine Anpassung an bestimmte Körperformen bei gleichzeitiger elastischer Abstützung derselben vorgenommen werden.

Weiters ist es bekannt, für die Füllung von Polstern und Matratzen geschäumtes Polystyrol in Form von Flocken, Granulat oder Pulver zu verwenden (FR-PS 1 302 015). Ein solches geschäumtes Polystyrol verliert jedoch bei längerer Druckbelastung seine Elastizität, so daß es nicht neu angepaßt werden kann und dann auch keine Polsterungseigenschaft mehr aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des bekannten Füllmaterials bzw. der mit einem solchen bekannten Füllmaterial gefüllten Polster zu vermeiden und ein mit einem solchen Füllmaterial gefülltes Polster zu schaffen, das beliebig oft einer bestimmten Form individuell angepaßt werden kann und im gewünschten Ausmaß reversibel stauchbar ist, so daß auch eine elastische Abstützung ohne zusätzliche

Hilfsmaßnahmen gegeben ist

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den Maßnahmen des Kennzeichens des Anspruchs 1.

Die Erfindung geht hierbei von an sich bekannten Hohlperlen aus, deren dünne Hülle aus elastischem Vinylidenchlorid-Copolymerisat und/oder Vinylchlorid-Copolymerisat besteht und deren hohler Kern ein Gas enthält. Es hat sich gezeigt, daß ein Polster bzw. sein Füllmaterial, das zumindest teilweise aus solchen Hohlperlen besteht, leicht zu einem mikroschaumartigen Gebilde mit thermoplastischen Eigenschaften verbunden und geformt werden kann, wobei die Form dieses Gebildes genau einer bestimmten Gestalt, beispielsweise von Körperteilen, angepaßt werden kann und das Gebilde auch die gewünschte Elastizität besitzt, so daß es diese Körperteile od. dgl. weich abpolstert, wenn die einzelnen Hohlperlen mittels einer geringen Menge einer bei Körpertemperatur flüssigen oder pasteusen Substanz leicht trennbar miteinander verbunden sind. Die einmal gebildete Form des erfindungsgemäßen Polsters muß aber nicht dauernd beibehalten werden, sondern es ist ohne weiteres möglich, aus diesem Polster bzw. seinem Füllmaterial wieder eine andere Form zu bilden; dieses Polster kann somit physiologisch unbedenklich beliebig oft beispielsweise bestimmten Körperteilen angepaßt werden. Weiters ist das erfindungsgemäße Polster leicht und außerdem beständig gegen Schweiß und Hydrolyse.

Das erfindungsgemäße Polster ist somit besonders gut geeignet für Kranke und Körperbehinderte, z. B. für Prothesen und orthopädische Gegenstände aller Art, Polster für Krankenfahrstühle, für Krankenliegen, für Sitze, Kissen, Betten, Stützen usw, ferner für Polster bzw. Polsterteile für Testfahrer, Raumfahrer, Sportfahrer, Sportler und sensible Personen, also beispielsweise für Sitze, Liegen oder Stützen in Raumfahrzeugen, Testfahrzeugen, Autos, insbesondere Sportautos, Rennbooten und Flugzeugen, außerdem für Polster für Schuhe aller Art, Einlagen, Sitz- und Liegemöbei, Kniepolster, Polster für Helme, für Kopfhörer für Mamaprothesen, Büstenhaltereinlagen, Reitsättel u. dgl.

Die Hohlperlen, deren dünne Hülle aus elastischem Vinylidenchlorid-Copolymerisat bzw. Vinylchlorid-Copolymerisat bestehen, sind weiters im Gegensatz zu den meisten anderen Füllmaterialien für Polster schwer entflammbar, so daß sie in Verbindung mit nicht brennbaren Polsterhüllen z. B. aus Asbestgewebe auch für den Katastropheneinsatz besonders geeignet sind. Die schwer entflammbare, hitze- und kälteisolierende schaumartige Füllung sowie das geringe Gewicht und der ausgezeichnete Polsterungseffekt bieten dafür günstige Voraussetzungen.

Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn die Hohlperlen aus Vinylchlorid-Aethylen-Copolymerisat und Vinylidenchlorid-Acrylnitril-Copolimerisat bestehen. Eine Beschreibung solcher Hohlperlen findet sich in den Zeitschriften »Modem Plastics« Aug. 1969, S. 55. und »Kunststoffe« Jan. 1970, S. 19.

Das Gas in den Bläschen kann im einfachsten Falle Luft sein. Da insbesondere Vinylidenchlorid-Copolymerisat zu den Kunststoffen mit extrem niedriger Gasdurchlässigkeit gehört, kann das Gas aus den geschlossenen Hohlperlen, deren dünne Hülle aus diesem Kunststoff besteht, praktisch nicht entweichen. Diese Eigenschaft ist vor allem für die Rückstellung nach dem Zusammenstauchen von ausschlaggebender Bedeutung und für die Erzielung des gewünschten Komforts der mit dem erfindungsgemäßen Füllmaterial gefüllten Polster Voraussetzung.

Das erfindungsgemäße Füllmaterial besitzt vorzugsweise eine Dichte von 0,02 bis 03. wobei jedoch fallweise auch eine größere Dichte vorliegt, insbesondere dann, wenn zusätzlich zu den Hohlperlen noch andere größere Teilchen im Füllmaterial vorgesehen sind.

Die Weichheit, Anpassungsfreudigkeit, reversible Stauchbarkeit, Dichte und viele andere Eigenschaften des erfindungsgemäßen Füllmaterials bzw. des Polsters können durch Art und Menge des verwendeten Adhäsionsvermittlers in hohem Maße variiert werden. Im allgemeinen werden für ein fertiges Polstervolumen von 3500 ecm 65 bis 450 Gramm Adhäsionsvermittler verwendet. Diese geringe Menge wird bei normaler Druckbeaufschlagung auch von einer wasserdurchlässigen Polsterhülle zurückgehalten. Es wurde gefunden, daß die meisten sogenannten äußeren Weichmacher für Kunststoffe, Lacke, Harze und Kautschuk, die bekanntgeworden sind, diese Forderungen erfüllen, insbesondere: Diäthylglykolphthalat, Diisooktyladipat, Dibutylphthalat, Dioktylphthalat, Dioktylsebazat, Dibutyladipinat, epoxydierte ölsäureester. Epoxy-Weichmacher, Glyzerin und Polyglyzerin, Rizinusöl sowie viele niedermolekulare Polymere mit einem Molekulargewicht bis 3000 wie Polyester aus Adipinsäure oder Äthylenglykol oder Polyäther aus Triol und Propylenoxyd. Polysiloxane, Polyolefine, Wachse, höhere Alkohole und vieles mehr. Diese in gewissem Maße geringfügig auch als Weichmacher wirkenden Stoffe können allein oder in Abmischungen untereinander oder mit Wasser oder mit anderen in ihren Eigenschaften ähnlichen Stoffen als Adhäsionsvermittler zum Verbinden der einzelnen Hohlperlen eingesetzt werden.

Für gewisse Anwendungsgebiete ist es zweckmäßig, wenn das erfindungsgemäße Füllmaterial nur teilweise aus den kleinsten Hohlperlen mit der dünnen Hülle aus elastischem Vinylidenchlorid-Copolymerisat bzw. Vinylclilorid-Copoiymerisat besteht, welche mit anderen Kunststoffschaumteilchen vermischt sind.

Neben Kunststoffteilchen können auch andere Substanzen wie Fasern, Gummischaumteile u. dgl. in Verbindung mit den Hohlperlen als Füllmaterial verwendet werden. Es ist auch möglich und vorgesehen, verstärkende und/oder versteifende Stoffe bzw. Substanzen mit den Hohlperlen zusammen als Füllmaterial einzusetzen.

Als Hüllen oder Abdeckungen für das erfindungsgemäße Füllmaterial kommen je nach Verwendungszweck verschiedene Materialien wie Leder- Kunstleder, Gewebe, Vlies od. dgl. in Frage. Zweckmäßig sind hierbei die Hohlperlen von einer zumindest teilweise luft- oder wasserdurchlässigen Abdeckung umgeben.

Dieses erfindungsgemäße Füllmaterial kann selbstverständlich einfach in eine öffnung einer Polsterhülle eingefüllt und anschließend diese öffnung verschlossen werden. Nach einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Polsters mit einem erfindungsgemäßen Füllmaterial wird jedoch zweckmäßig so vorgegangen, daß die Hohlperlen sowie gegebenenfalls die Zusatzstoffe über eine in der Polsterabdeckung befindliche öffnung mittels einer vorzugsweise flüssigen Trägersubstanz eingebracht werden. Es kann dann beispielsweise die Einbringung des Füllmaterials dadurch erfolgen, daß dieses Füllmaterial zusammen mit der flüssigen Trägersubstanz mittels einer Hohlnadel durch Druck hinter die Abdeckung des Polsters gebracht wird, wobei mit der Hohlnadel diese Abdeckung an je-

der gewünschten beliebigen Stelle durchstochen werden kann. Zweckmäßig wird die Trägersubstanz nach dem Einbringen der Hohlperlen verdampft. Dies kann beispielsweise in einem Wärmeofen mit Luftstrom einfach erfolgen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn als Trägersubstanz ein Adhäsionsvermittler verwendet wird, der nach dern Einfüllen der Hohlperlen die Verbindung derselben in der gewünschten Form zu einem Mikroschaum bewirkt Hierbei können beispielsweise höhere Alkohole der Epoxy-Weichmacher als Trägersubstanz verwendet werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht die Trägersubstanz aus einer inerten Flüssigkeit, z. B. Wasser, vorzugsweise mit hygroskopischen Zusätzen. Dem Wasser kann hierbei eine verbindende Komponente, beispielsweise Glyzerin, zugesetzt sein.

Die mit dem erfindungsgemäßen Füllmaterial und vorzugsweise auch nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefüllten Polster weisen den Vorteil eines geringen spezifischen Gewichtes auf, so daß bei dynamischer Belastung die verringerte Dichte verringerte Trägheitskräfte mit sich bringt, da die kinetische Energie und die Zentrifugalkraft direkt proportional der bewegten Masse sind. Die verringerten Trägheitskräfte bedingen auch einen verringerten Verschleiß und eine Einsparung an Antriebsenergie, so daß also einfachere und leichtere Gesamtkonstruktionen der Polster möglich sind, ein Vorteil, der besonders von Prothesenträgern, aber auch von Sportlern sehr geschätzt wird.

ίο Ein weiterer Vorteil der mit dem erfindungsgemäßen Füllmaterial gefüllten Polster besteht darin, daß sie sich beim Zusammendrücken ähnlich verhalten wie Luft in einer gasdichten weichen Umhüllung. Dieser Effekt entsteht dadurch, daß die mit Gas gefüllten Hohlperlen zunächst versuchen, seitlich auszuweichen, bevor sie sich reversibel zusammenstauchen lassen. Diese Eigenschaft ist bei Polstern insbesondere für die Anpassung gewollt und gewinnt dadurch noch an Bedeutung, wenn man berücksichtigt, daß die Hüllen nicht wie bei ihrer Füllung mit Luft oder Flüssigkeiten undurchlässig sein müssen- sondern durchlässig und daher atmend ausgebildet sind.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Polster, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung aus an sich bekannten Hohlperlen aus Polyvinylidenchlorid und/oder Polyvinylchlorid-Copolymerisat besteht, die durch eine bei Körpertemperatur flüssige oder pasteuse Substanz verbunden und in einer Hülle eingeschlossen sind, die durchlässig für Luft und Wasser ist.

2. Polster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schützende und isolierende Füllung schwer entflammbar ist und sich in einer nicht brennbaren Hülle befindet

3. Polster nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß es Verstärkungs- und Versteifungselemente aufweist.

4. Polster nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es auch Gummi- und/oder Kunststoffschaum enthält zo

5. Polster nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil seiner Füllung leicht hygroskopisch ist

6. Polster nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß seine Füllung schweiß- und hydrolysenfest ist

7. Verfahren zur Herstellung eines Polsters nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Hohlperlen mit einem Durchmesser von vorzugsweise 30 Mikron mittels einer Transportflüssigkeit unter Druck durch Hohlnadeln hindurch hinter Polsterabdeckungen oder andere gewünschte Stellen im Polster gebracht werden und daß die Transportflüssigkeit durch Verdampfen entfernt wird oder, falls sie selbst die verbindende Komponente ist oder eine solche enthält, teilweise bis ganz in dem Polster verbleibt und die einzelnen Hohlperlen zu einem mikroschaumartigen Agglomerat verbindet

8. Verfahren zur Herstellung eines Polsters nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, «saß die verbindende und/oder weichmachende Komponente ebenfalls mittels einer Hohlnadel nach dem Einbringen der Hohlperlen eingebracht wird.