DE3726268A1

DE3726268A1 - Textiles flaechengebilde mit reaktivharz

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Publication number: DE3726268A1
Application number: DE19873726268
Authority: DE
Inventors: Roland Dr Richter; Wolfram Dr Mayer; Guenter Dipl Chem Dr Langen; Willy Dipl Ing Leyser
Original assignee: Karl Otto Braun GmbH and Co KG; Bayer AG
Current assignee: Bayer AG; KOB GmbH
Priority date: 1987-06-24
Filing date: 1987-08-07
Publication date: 1989-01-05
Also published as: PH26348A; AU1836988A; FI95934B; IE881917L; DK174216B1; IE61729B1; IL86817A; IL86817A0; KR890000240A; EP0301214B1; DK345788A; EP0301214A2; DK345788D0; HUT50231A; BR8803090A; NO882524L; NO176615C; HU212119B; PT87787B; CN1031081C

Description

Die Erfindung betrifft Konstruktionsmaterialien, insbesondere für medizinische Stützverbände oder technische Vorrichtungen, die außer einer Querelastizität noch eine Längselastizität aufweisen, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihrer Verwendung.

Die erfindungsgemäßen Konstruktionsmaterialien bestehen im allgemeinen aus einer Trägerschicht, die mit einem Reaktivharz beschichtet und/oder imprägniert ist.

Im allgemeinen können die erfindungsgemäßen Konstruktionsmaterialien zur Versteifung, Formgebung und Abdichtung im medizinischen oder technischen Bereich verwendet werden.

Die erfindungsgemäßen Konstruktionsmerkmale können aber auch zur Herstellung von Behältern, Filtern, von Rohren, zum Verbinden von Konstruktionselementen, zur Fabrikation von dekorativen oder künstlerischen Artikeln, zu Versteifungszwecken oder als Füll- bzw. Dichtungsmaterial für Fugen und Hohlräume eingesetzt werden.

Konstruktionsmaterialien, die aus einem flexiblen Träger bestehen, der mit einem wasserhärtenden Reaktivharz beschichtet oder getränkt ist, sind bereits bekannt. Beispielsweise sei die DE-A 23 57 931 genannt, in der Konstruktionsmaterialien aus flexiblen Trägern, wie Gewirken, Geweben oder Vliesen, beschrieben werden, die mit wasserhärtenden Reaktivharzen, wie Isocyanaten oder durch Isocyanatgruppen modifizierte Präpolymere, beschichtet oder getränkt sind. Um die Festigkeit dieser Konstruktionsmaterialien zu erhöhen, wurden Trägermaterialien aus Glasfasern verwendet (US 45 02 479). Diese bekannten Trägermaterialien sind jedoch nur in der Querrichtung dehnbar, in der Längsrichtung jedoch praktisch starr, um damit eine höhere Stabilität zu erreichen (US 45 02 479, Spalte 3, Zeile 45 bis 47).

Nachteilig an den nur in Querrichtung dehnbaren Trägermaterialien ist das Auftreten von Falten bei der Anbringung des Materials auf einem ungleichmäßigen Untergrund mit konischen Erhebungen bzw. variablen Radien, z. B. einem menschlichen Bein.

In der US 46 09 578 werden als Träger für Konstruktionsmaterialien Raschel- und Trikotgewirke aus Glasfasern genannt, die in einer bestimmten Wirkweise verarbeitet sind. Diese Träger weisen außer der Querdehnung eine Längsdehnung von wenigstens 22 bis 25% auf. Die Längsdehnung ist bei diesen Gewirken aufgrund einer bestimmten Legart bei der Maschenbildung und der hohen Rückstellkräfte der Glasfasern (Elastizitätsmodul 7000 bis 9000 [daN/mm²]) gegeben.

Konstruktionsmaterialien auf Basis von Glasfasern, wie sie in der US 46 09 578 beschrieben werden, haben den Nachteil der schlechten Röntgentransparenz. Auch bilden sie an den Bruchstellen scharfe Kanten aus, die zu Verletzungen führen. Nachteilig ist außerdem das Auftreten von Glasstaub bei der Herstellung und dem Abnehmen des Konstruktionsmaterials.

Konstruktionsmaterialien wie sie in der US 46 09 578 beschrieben werden, lassen sich nicht mit anderen Fasern als Glasfasern herstellen. Andere Fasern als Glasfasern weisen wesentlich geringere Elastizitätsmodule auf, so daß man keine Träger mit vergleichbarer Längs- und Querdehnung erhält.

Es wurden textile Flächengebilde gefunden, welche mit einem wasserhärtenden Reaktivharz imprägniert und/oder beschichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus organischen Fasern mit einem Elastizitätsmodul von 200 bis 2500 daN/mm² bestehen und vor der Aushärtung eine Dehnbarkeit in Längsrichtung von mehr als 10% aufweisen.

Überraschenderweise weisen die erfindungsgemäßen Flächengebilde außer einer Dehnung in Querrichtung auch eine in Längsrichtung auf.

Die Längsrichtung bedeutet in der Regel die Verarbeitungsrichtung des Textils, also beispielsweise in Richtung der Kette oder Maschenstäbe.

Querrichtung bedeutet in der Regel senkrecht zur Verarbeitungsrichtung des Textils, also in Richtung von Schuß oder Maschenreihe.

Die erfindungsgemäßen Flächengebilde können in verschiedenen geometrischen Formen vorliegen. Bevorzugt liegen sie in Bandform vor, wobei die lange Seite des Bandes der Verarbeitungsrichtung des Textils entspricht.

Organische Fasern für die erfindungsgemäßen Flächengebilde können Naturfasern oder Chemiefasern sein.

Als Naturfasern seien besonders Fasern von Pflanzenhaaren, wie Baumwolle, Bastfasern, wie Hanf und Jute, und Hartfasern, wie Sisal, genannt. Insbesondere bevorzugt werden Baumwollfasern.

Als Chemiefasern seien besonders Fasern aus synthetischen Polymeren genannt. Beispielsweise seien Polymerisatfasern, wie Polyethylen-, Polypropylen-, Polychlorid- (z. B. Polyvinylchlorid und Polyvinylidenchlorid), Polyacryl- und Vinylat-Fasern, Polykondensatfasern, wie Polyamid-, Polyester- und Polyharnstoffasern, und Polyadditionsfasern, wie Spandex oder Elasthanfasern, genannt.

Es ist auch möglich, Viskosefasern einzusetzen.

Es ist auch möglich, Elastodienfäden (Gummifäden) einzusetzen.

Bevorzugte Synthesefasern sind Fasern aus Polyestern, Polyamiden und Polyacrylnitrilen.

Es ist selbstverständlich auch möglich, Flächengebilde aus verschiedenen Fasern einzusetzen.

Insbesondere bevorzugt werden Flächengebilde aus Polyester- und/oder Polyamid- und/oder Baumwollfasern.

Die Fasern für die erfindungsgemäßen Flächengebilde sind an sich bekannt (Synthesefasern, Seiten 3 bis 10 und 153 bis 221 (1981), Verlag Chemie, Weinheim).

Das vorzugsweise in Längsrichtung eingearbeitete Fadensystem ermöglicht nach einem Schrumpfprozeß die elastische Dehnung in Längsrichtung. Im Falle der Verwendung von Fäden aus natürlichen Fasern werden hochgedrehte Garne bzw. Zwirne aus Stapelfasergarnen mit einem Drehungskoeffizienten a zwischen 120 und 600 bevorzugt, so daß durch die hohe Drehung ein großes Torsionsmoment und damit eine Kringelneigung gegeben ist. Der Drehungskoeffizient α errechnet sich nach

wobei T die Anzahl der Drehungen je m Garn bzw. Zwirn bedeutet und TEX die längerbezogene Garnmasse in g je 1000 m Garn. Um ein unerwünschtes Drehen des textilen Flächengebildes zu vermeiden, werden bevorzugt die Fäden mit wechselnder Drehungsrichtung (im Uhrzeigersinn: S- Drehung, Gegen-Uhrzeigersinn; Z-Drehung) in alternierender Folge, z. B. ein Faden S - 1 Faden Z oder 2 Fäden S - 2 Fäden Z, eingearbeitet.

Als dauerelastische Fäden können sowohl Fäden aus Naturgummi (Elastodien) als auch synthetische Polyurethan- Elastomerfäden (Elasthan) verwendet werden.

Als Chemiefasern werden zur Erreichung der Längendehnbarkeit polyfile texturierte Filamentgarne aus Polyester, Polyamid etc. eingesetzt.

Die elastischen Eigenschaften dieser Garne beruhen auf der im Verlauf des Texturierprozesses erhaltenen permanenten Kräuselung und Torsion der Fäden, die durch die thermoplastischen Eigenschaften der Materialien erreicht wird. Es können alle Typen von Texturierfäden verwendet werden, wie z. B. HE-Garne (hochelastische Kräuselgarne), Set-Garne, HB-Garne (Hochbauschgarne).

Das in Längsrichtung eingearbeitete Fadensystem wird durch Verbindungsfäden zusammengehalten, wobei sowohl Stapelfasergarne bzw. Zwirne aus natürlichen Fasern als auch Stapelfasergarne bzw. polyfile Filamentgarne (Glattgarn) aus Chemiefasern verwendet werden können. Die Festigkeit dieser Garne wird durch den Elastizitätsmodul (E-Modul) charakterisiert.

Die Fasern für die erfindungsgemäßen Flächengebilde weisen einen Elastizitätsmodul (E-Modul) in Längsrichtung von 200 bis 2500, bevorzugt von 400 bis 2000 daN/mm², auf. Der Elastizitätsmodul kann nach an sich bekannten Verfahren bestimmt werden (Synthesefasern, Seiten 63 bis 68 (1981), Verlag Chemie, Weinheim).

Die erfindungsgemäßen textilen Flächengebilde weisen im allgemeinen vor Aushärtung des Reaktivharzes eine Dehnbarkeit in Längsrichtung von mehr als 10, bevorzugt von 15 bis 200%, insbesondere bevorzugt von 15 bis 80%, auf. Unter der Dehnbarkeit in Längsrichtung versteht man die Längenveränderung gegenüber dem voll entspannten Flächengebilde, die erreicht wird, wenn das textile Flächengebilde in Längsrichtung pro cm Breite mit 10 N belastet wird. Solche Messungen können beispielsweise nach DIN 61 632 (April 1985) durchgeführt werden.

Die erfindungsgemäßen Flächengebilde weisen im allgemeinen vor Aushärtung des Reaktivharzes eine Dehnbarkeit in Querrichtung von 20 bis 300%, bevorzugt von 40 bis 200%, auf.

Die erfindungsgemäßen textilen Flächengebilde weisen im allgemeinen ein Gewicht pro Quadratmeter von 40 bis 300 g, bevorzugt von 100 bis 200 g, auf.

Erfindungsgemäß werden besonders textile Flächengebilde aus Fasern von synthetischen Polymeren bevorzugt. Im Fall der Verwendung von Pflanzenfasern werden Mischtextilien bevorzugt, wobei man in Längsrichtung eine Faser aus einem synthetischen Polymer und in Querrichtung eine Pflanzenfaser verwendet.

Insbesondere bevorzugt als erfindungsgemäße Flächengebilde werden Textilien aus Fasern von synthetischen Polymeren oder Mischtextilien von synthetischen Polymeren in Längsrichtung und Pflanzenfasern in Querrichtung, deren Längendehnung durch einen Schrumpfungsprozeß eingestellt wurde.

Der Schrumpfungsprozeß setzt nach Aktivierung des textilen Flächengebildes bzw. der darin enthaltenen Garne ein, wobei die Aktivierung z. B. mit Hilfe von folgenden Methoden erreicht werden kann:

a) thermische Behandlung mit Heißluft im Temperaturbereich 80-250°C,
b) thermische Behandlung mit Wasserdampf bzw. überhitztem Wasserdampf im Temperaturbereich 100- 180°C,
c) Naßbehandlung des textilen Flächengebildes unter Verwendung von geeigneten Flüssigkeitsmedien, z. B. Wasser, Alkohol gegebenenfalls in Gegenwart von Hilfsmitteln (z. B. Tenside).

Insbesondere bevorzugt werden hier textile Flächengebilde, die in Längsrichtung polyfile, texturierte Filamentfäden aus Chemiefasern wie Polyester-, Polyamid-, Polyacrylnitrilfasern enthalten, die thermisch geschrumpft wurden und die in Querrichtung aus Naturfasern oder Chemiefasern mit einem Elastizitätsmodul von 400 bis 2000 daN/mm², bevorzugt aus Fasern aus hochfesten Polyethylenterephthalaten mit einem Elastizitätsmodul von 900 bis 2000 daN/mm², bestehen.

Die Verarbeitungsformen der erfindungsgemäßen textilen Flächengebilde können Gewebe, Gewirke, Gestricke oder Vliese sein. Bevorzugt seien Gewirke wie Kettengewirke, Raschelgewirke und Trikotgewirke genannt. Insbesondere bevorzugt werden Raschelgewirke.

Wasserhärtende Reaktivharze sind bevorzugt Harze auf Polyurethan- oder Polyvinylharz-Basis.

Als wasserhärtende Polyurethane kommen erfindungsgemäß alle an sich bekannten organischen Polyisocyanate in Frage, d. h. beliebige Verbindungen bzw. Gemische von Verbindungen, die pro Molekül mindestens zwei organisch gebundene Isocyanatgruppen aufweisen. Hierzu gehören sowohl niedermolekulare Polyisocyanate mit einem unter 400 liegendem Molekulargewicht als auch Modifizierungsprodukte derartiger niedermolekularer Polyisocyanate mit einem aus der Funktionalität und dem Gehalt an funktionellen Gruppen berechenbaren, z. B. 400 bis 10 000, vorzugsweise 600 bis 8000, und insbesondere 800 bis 5000, betragenden Molekulargewicht. Geeignete niedermolekulare Polyisocyanate sind beispielsweise solche der Formel

Q(NCO)_n

in der

n= 2 bis 4, vorzugsweise 2 bis 3, und Qeinen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 18, vorzugsweise 6 bis 10 C-Atomen,
einen cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 4 bis 15, vorzugsweise 5 bis 10 C-Atomen,
einen aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 15, vorzugsweise 6 bis 13 C-Atomen,
oder einen araliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 8 bis 15, vorzugsweise 8 bis 13 C-Atomen,

bedeuten.

Geeignete derartige niedermolekulare Polyisocyanate sind z. B. Hexamethylendiisocyanat, 1,12-Dodecandiisocyanat, Cyclobutan-1,3-diisocyanat, Cyclohexan-1,3- und -1,4- diisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, 1-Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexan, 2,4- und 2,6-Hexahydrotoluylendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, Hexahydro-1,3- und/oder -1,4-phenylendiisocyanat, Perhydro-2,4′- und/oder -4,4′-diphenylmethan-diisocyanat, 1,3- und 1,4- Phenylendiisocyanat, 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, Diphenylmethan- 2,4′- und/oder -4,4′-diisocyanat, Naphthylen-1,5- diisocyanat, Triphenylmethan-4,4′,4′′-triisocyanat oder Polyphenyl-polymethylenpolyisocyanate, wie sie durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und anschließende Phosgenierung erhalten werden.

Geeignete höhermolekulare Polyisocyanate sind Modifizierungsprodukte derartiger einfacher Polyisocyanate, d. h. Polyisocyanate mit z. B. Isocyanurat-, Carbodiimid-, Allophanat-, Biuret- oder Uretdion-Struktureinheiten, wie sie nach an sich bekannten Verfahren des Standes der Technik aus den beispielhaft genannten einfachen Polyisocyanaten der obengenannten allgemeinen Formel hergestellt werden können. Unter den höhermolekularen, modifizierten Polyisocyanaten sind insbesondere die aus der Polyurethanchemie bekannten Präpolymeren mit endständigen Isocyanatgruppen des Molekulargewichtsbereichs 400 bis 10 000, vorzugsweise 600 bis 8000 und insbesondere 800 bis 5000, von Interesse. Diese Verbindungen werden in an sich bekannter Weise durch Umsetzung von überschüssigen Mengen an einfachen Polyisocyanaten der beispielhaft genannten Art mit organischen Verbindungen mit mindestens zwei gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähigen Gruppen, insbesondere organischen Polyhydroxylverbindungen hergestellt. Geeignete derartige Polyhydroxylverbindungen sind sowohl einfache mehrwertige Alkohole wie z. B. Ethylenglykol, Trimethylolpropan, Propandiol-1,2 oder Butandiol-1,2, insbesondere jedoch höhermolekulare Polyetherpolyole und/oder Polyesterpolyole der aus der Polyurethanchemie an sich bekannten Art mit Molekulargewichten von 600 bis 8000, vorzugsweise 800 bis 4000, die mindestens zwei, in der Regel 2 bis 8, vorzugsweise aber 2 bis 4, primäre und/oder sekundäre Hydroxylgruppen aufweisen. Selbstverständlich können auch solche NCO-Präpolymere eingesetzt werden, die beispielsweise aus niedermolekularen Polyisocyanaten der beispielhaft genannten Art und weniger bevorzugten Verbindungen mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähigen Gruppen wie z. B. Polythioetherpolyolen, Hydroxylgruppen aufweisenden Polyacetalen, Polyhydroxypolycarbonaten, Hydroxylgruppen aufweisenden Polyesteramiden oder Hydroxylgruppen aufweisenden Copolymerisaten olefinisch ungesättigter Verbindungen erhalten worden sind. Zur Herstellung der NCO-Präpolymeren geeignete Verbindungen mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähigen Gruppen, insbesondere Hydroxylgruppen, sind beispielsweise die in US-PS 42 18 543, Kolonne 7, Zeile 29, bis Kolonne 9, Zeile 25, beispielhaft offenbarten Verbindungen. Bei der Herstellung der NCO-Präpolymeren werden diese Verbindungen mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähigen Gruppen mit einfachen Polyisocyanaten der oben beispielhaft genannten Art unter Einhaltung eines NCO/OH-Äquivalentverhältnisses von <1 zur Umsetzung gebracht. Die NCO-Präpolymeren weisen im allgemeinen einen NCO-Gehalt von 2,5 bis 30, vorzugsweise 6 bis 25 Gew.-%, auf. Hieraus geht bereits hervor, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter "NCO-Präpolymeren" bzw. unter "Präpolymeren mit endständigen Isocyanatgruppen" sowohl die Umsetzungsprodukte als solche als auch ihre Gemische mit überschüssigen Mengen an nicht umgesetzten Ausgangspolyisocyanaten, die oft auch als "Semiprepolymer" bezeichnet werden, zu verstehen sind.

Erfindungsgemäß besonders bevorzugte Polyisocyanatkomponenten sind die in der Polyurethanchemie üblichen technischen Polyisocyanate, d. h. Hexamethylendiisocyanat, 1-Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexan (Isophorondiisocyanat, abgekürzt: IPDI), 4,4′- Diisocyanato-dicyclohexylmethan,4,4′-Diisocyanatodiphenylmethan, dessen Gemische mit den entsprechenden 2,4′- und 2,2′-Isomeren, Polyisocyanatgemische der Diphenylmethanreihe wie sie durch Phosgenierung von Anilin/Formaldehyd-Kondensaten in an sich bekannter Weise gewonnen werden können, die Biuret- oder Isocyanuratgruppen aufweisenden Modifizierungsprodukte dieser technischen Polyisocyanate und insbesondere NCO- Präpolymere der genannten Art auf Basis dieser technischen Polyisocyanate einerseits und den beispielhaft genannten einfachen Polyolen und/oder Polyetherpolyolen und/oder Polyesterpolyolen andererseits, sowie beliebige Gemische derartiger Polyisocyanate. Isocyanate mit aromatisch gebundenen NCO-Gruppen sind erfindungsgemäß bevorzugt. Eine erfindungsgemäß besonders bevorzugte Polyisocyanat-Komponente stellt teilweise carbodiimidisiertes Diisocyanatodiphenylmethan dar, welches infolge Anlagerung von monomerem Diisocyanat an die Carbodiimid- Struktur auch Uretonimingruppen aufweist.

Die wasserhärtenden Polyurethane können an sich bekannte Katalysatoren enthalten. Insbesondere können dies tert. Amine sein, die die Isocyanat/Wasser-Reaktion und nicht eine Selbstreaktion (Trimerisierung, Allophanatisierung) katalysieren (DE-A 23 57 931). Als Beispiele seien genannt tert. aminhaltige Polyether (DE-A 26 51 089), niedermolekulare tert. Amine, wie

oder Dimorpholindiethylether oder Bis-(2,6-dimethylmorpholino)-diethylether (WO 86/01397). Der Gehalt an Katalysator bezogen auf den tert.-Stickstoff beträgt im allgemeinen 0,05 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Polymerharz.

Wasserhärtende Polyvinylharze können beispielsweise Vinylverbindungen sein, die aus einem hydrophilen Präpolymer mit mehr als einer polymerisierbaren Vinylgruppe bestehen, in der ein fester, unlöslicher Vinyl-Redox- Katalysator eingelagert ist, dessen einer Bestandteil von einer wasserlöslichen bzw. wasserdurchlässigen Hülle umkapselt ist. Ein solcher Redox-Katalysator ist beispielsweise Natriumhydrogensulfit/Kupfer(II)sulfat, bei dem beispielsweise das Kupfersulfat mit Poly-2-hydroxyethylmethylacrylat verkapselt ist.

Polyvinylharze werden beispielsweise in der EP-A 01 36 021 beschrieben. Bevorzugt werden wasserhärtende Polyurethane.

Die wasserhärtenden Kunststoffharze können an sich bekannte Zusatzmittel enthalten, wie z. B. Verlaufshilfsmittel, Thixotropiermittel, Entschäumer und Gleitmittel.

Weiterhin können die Kunststoffharze eingefärbt sein oder, falls erwünscht, UV-Stabilisatoren enthalten.

Als Zusatzmittel seien beispielsweise genannt: Polydimethylsiloxane, Calciumsilikate vom Aerosil-Typ, Polywachse (Polyethylenglykole), UV-Stabilisatoren vom Ionol-Typ (DE-A 29 21 163), Farbpigmente, wie Ruß, Eisenoxide, Titandioxid oder Phthalocyanine.

Die insbesondere für Polyurethan-Präpolymere geeigneten Zusatzmittel sind im Kunststoff-Handbuch, Band 7, Polyurethane, Seiten 100 bis 109 (1983), beschrieben. Sie werden im allgemeinen in einer Menge von 0,5 bis 5% (bezogen auf das Harz) zugesetzt.

Es wurde auch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen textilen Flächengebilde mit einem wasserhärtenden Reaktivharz gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man aus organischen Fasern mit einem Elastizitätsmodul im Bereich von 200 bis 2500 daN/mm² das Textil herstellt, eine Dehnbarkeit in Längsrichtung von mehr als 10% einstellt, dann mit dem wasserhärtenden Kunststoffharz imprägniert und/oder beschichtet.

Die Herstellung des Textils, also des Gewebes oder des Gewirkes, kann in an sich bekannter Weise erfolgen.

Die Einstellung der Dehnbarkeit in Längsrichtung kann bevorzugt durch eine thermische Schrumpfung oder eine Naßbehandlung erfolgen. Die Durchführung der thermischen Schrumpfung ist an sich bekannt und kann entweder im Trockenofen mit Warmluft und in Spezialöfen mit überhitztem Wasserdampf durchgeführt werden. Die Verweildauer des zu schrumpfenden Materials beträgt im allgemeinen 0,1 bis 60 Minuten, bevorzugt 0,5 bis 5 Minuten, in dem erwärmten Bereich.

Die erfindungsgemäßen Flächengebilde können besonders bevorzugt für Stützverbände im medizinischen und veterinärmedizinischen Bereich verwendet werden. Sie weisen einen hervorragenden Anlegekomfort auf, was sich darin zeigt, daß sowohl menschliche wie tierische Extremitäten an schwierigen Stellen wie Knie, Ellenbogen oder Ferse faltenfrei umwickelt werden können.

Ähnliches gilt für andere Anwendungsbereiche, bei denen man Formteile, die gebogen oder verwinkelt sind, faltenfrei umwickeln kann.

Gegenüber den bekannten Bandagen aus Glasfasern haben die erfindungsgemäßen Flächengebilde bei überlegener Festigkeit den Vorteil eines leichteren Gewichtes. Hinzu kommt, daß sie keine scharfen Kanten ausbilden, rückstandsfrei verbrennen und bei der Abnahme mit einer Säge und bei der Verarbeitung keinen Glasstaub bilden. Ein besonderer Vorteil ist die erhöhte Röntgentransparenz. Im Vergleich zu Bandagen aus Glasfasern brechen die erfindungsgemäßen Flächengebilde selbst bei starker Deformation nicht.

Die erfindungsgemäßen textilen Flächengebilde, die mit einem wasserhärtenden Kunststoffharz imprägniert und/oder beschichtet sind, werden im allgemeinen unter Ausschluß von Feuchtigkeit gelagert.

Beispiel 1 (wasserhärtende Kunststoffharze)

Die textilen Trägermaterialien (Beispiel 2) werden mit nachstehend aufgeführten Harzen beschichtet.

Präpolymer I

100 Tle. eines technischen Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanates, erhalten durch Phosgenierung eines Anilin- Formaldehyd-Kondensates ((η 25°C = 200 mPa · s; NCO-Gehalt = 31%), (Roh-MDI), werden mit 32,2 Teilen propoxyliertem Triethanolamin (OH-Zahl = 150 mg KOH/g) zu einem Prepolymer mit 20,0% NCO-Gehalt und einer Viskosität von η 25°C = 20 000 mPa · s umgesetzt. Katalysatorgehalt = 0,30% tert. Aminstickstoff.

Präpolymer II

660,0 Tle. Bis-(4-isocyanatophenyl)-methan, welches carbodiimidisierte Anteile enthält (NCO-Gehalt = 29%), werden mit 3400 Tlen. propoxyliertem Triethanolamin (OH- Zahl = 150 mg KOH/g) zu einem Präpolymer umgesetzt. Ferner werden zugesetzt 1 Teil eines Polydimethylsiloxans mit einer Viskosität η 25°C von 11,24 mPa · s und 15 Tle. eines handelsüblichen UV-Stabilisators (ein Cyanalkylindolderivat). Das Präpolymer hat nach der Abreaktion eine Viskosität η 25°C von 23 000 mPa · s und einen Isocyanatgehalt von 13,5%; es enthält 0,45% tert. Stickstoff.

Präpolymer III

In einen Rührkessel werden 6,48 kg Isocyanat (Bis(4-isocyanatophenyl)- methan, welches carbodiimidisierte Anteile enthält, vorgelegt. Dann werden 7,8 g eines Polydimethylsiloxans mit η 25°C = 30 000 g/mol und 4,9 g Benzoylchlorid sowie danach 1,93 kg eines durch Propoxylierung von Propylenglykol hergestellten Polyethers (OH- Zahl 112 mg KOH/g), 1,29 kg eines durch Propoxylierung von Glycerin hergestellten Polyesters (OH-Zahl 250 mg KOH/g) und 190 g Dimorpholinodiethylether zugegeben. Nach 30 Minuten erreicht die Reaktionstemperatur 45°C, nach 1 Stunde ist das Temperaturmaximum von 48°C erreicht. 500 g eines Polydimethylsiloxans mit η 25°C = 100 mPa · s werden zugesetzt und untergerührt. Die Viskosität des fertigen Präpolymers η 25°C beträgt 15 700 mPa · s, der Isocyanatgehalt 12,9%.

Präpolymer IV

100 Tle. eines technischen Polyphenyl-polymethylenpolyisocyanats, erhalten durch Phosgenierung eines Anilin-Formaldehyd-Kondensates (η 25°C: 200 mPa · s; NCO- Gehalt: 31% (Roh-MDI) werden mit 32,2 Teilen ethoxyliertem Triethanolamin (OH-Zahl = 149 mg KOH/g) zu einem Prepolymer mit 18,9% NCO-Gehalt und einer Viskosität von η 25°C: 28 000 mPa · s umgesetzt. Katalysatorgehalt: 0,3% tert. Aminstickstoff.

Beispiel 2 (Trägermaterialien)

Die Kenndaten des verwendeten textilen Trägermaterials sind in Tabelle 1 zusammengestellt.

Tabelle 1 (Textile Trägermaterialien)

PES-TEXS:167 dtex, f 30×2, polyfines texturiertes Polyesterfilamentgarn HE-Garn, K= 62%) PES-TEX:167 dtex, f 30×1, polyfiles texturiertes Polyesterfilamentgarn (HE-Garn, K=60%) PES-HF:550 dtex, f 96 VZ 60, polyfines, hochfestes Polyesterfilamentgarn normal schrumpfend, E=1650 daN/mm² PES-GL:167 dtex, f 32×2, polyfiles Polyesterfilamentgarn PES-NS:830 dtex, f 200, polyfiles, hochfestes Polyesterfilamentgarn, normal schrumpfend, E=1170 daN/mm² PES-MF:550 dtex, f 96, polyfiles, hochfestes Polyesterfilamentgarn, schrumpfarm, E= 980 daN/mm² PA 1:110 dtex, f 34×2, polyfiles texturiertes Polyamidfilamentgarn (HE-Garn, K=61%). PA 2:78 dtex, f 17×2, polyfiles texturiertes Polyamidfilamentgarn (HE-Garn, K=66%)

K:Kennkräuselung (DIN 53 840) E:Elastizitätsmodul

Das Trägermaterial wird zur Erzielung einer optimalen Längendehnung thermisch geschrumpft, z. B. 5 Minuten bei 110°C Wasserdampf oder 10 Minuten bei 135°C mit Heißluft im Trockenschrank. Falls erforderlich wird zu dem eigentlichen Verarbeitungsschritt nochmals bei 110° bis 190°C getrocknet, um Reste von Feuchtigkeit vollständig zu entfernen. Die Beschichtung mit den Präpolymeren I bis IV erfolgt in einer trockenen Kabine, deren relative Feuchte durch einen Taupunkt des Wassers von unterhalb -20°C gekennzeichnet ist. Die Beschichtung mit Harz wird so durchgeführt, daß man das Gewicht der gewünschten Länge des textilen Gewirkebandes ermittelt (z. B. 3 m oder 4 yard) und dann die für eine ausreichende Verklebung erforderliche Menge des Präpolymers berechnet und auf das Gewirkeband aufbringt. Diese Beschichtung kann in der Weise erfolgen, daß das Präpolymer in einem geeigneten inerten Lösungsmittel (beispielsweise Methylenchlorid oder Aceton) aufgelöst wird, das Gewirkeband damit getränkt und das Lösungsmittel anschließend im Vakuum entfernt wird. Weiterhin kann das Harz aber auch über geeignete Walzenimprägnierwerke oder Schlitzdüsen aufgebracht werden. Solche Imprägniereinrichtungen sind z. B. in der US-PS 45 02 479 und der US- PS 44 27 002 beschrieben. Die Höhe des Harzgehaltes richtet sich nach dem jeweiligen Verwendungszweck. Für den Einsatz als synthetische Stützverbände beträgt die Höhe des Harzgehaltes 35 bis 65%, während für technische Verwendungen als Isolierung oder Abdichtung eine vollständige Tränkung aller Maschenöffnungen erwünscht sein kann (Auftragsmenge von mehr als 65%) (Auftragsmenge bezogen auf Gesamtgewicht). Die auf Länge geschnittenen beschichteten Bänder werden dann im entspannten Zustand aufgerollt und in einer wasserdampfundurchlässigen Folie versiegelt. Zur Herstellung der in den nachfolgenden Beispielen aufgeführten Probekörper, wird der Folienbeutel geöffnet und die Rolle in Wasser getaucht. Danach wird die tropfnasse Rolle in einem Arbeitsgang zu dem gewünschten Formkörper gewickelt. Die Verarbeitungszeit des erfindungsgemäß bevorzugten Polyurethan-Präpolymeren beträgt ca. 2 bis 8 Minuten. Die Längendehnung des nicht gehärteten beschichteten Bandes ist in der Tabelle 1 angegeben.

Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel)

3,66 m des Vergleichsmaterials V1 mit einem Gewicht von 79,9 g werden mit 51,1 g Präpolymer II in der oben angegebenen Art beschichtet, aufgerollt und verpackt.

Beispiel 4 (Vergleichsbeispiel)

3,00 m des Vergleichsmaterials V2 mit einem Gewicht von 14,4 g werden mit 22,3 g Präpolymer I in der oben angegebenen Art beschichtet, aufgerollt und verpackt.

Beispiele 5 bis 16

Analog zu 1 und 2 werden folgende Bänder hergestellt und verpackt:

Beispiel 17

Es werden 6 Probekörper gewickelt, die einen Innendurchmesser von 76 mm besitzen und aus 10 Lagen bestehen, die bündig übereinander angeordnet sind. Zur Bestimmung der Bruchfestigkeit werden die Probekörper 24 Stunden bei 40°C und danach 3 Stunden bei 21°C aufbewahrt. Danach werden sie in einer Druck-Dehnungs-Maschine (Typ Zwick Nr. 1484) zwischen zwei Platten in radialer Richtung (parallel zur Zylinderachse) zerdrückt, wobei maximale Kraft F und die dazugehörige Deformationsstrecke festgehalten werden (Vorschubgeschwindigkeit 50 mm/Min.).

Ergebnisse

Beispiel 18

Es werden 6 Probekörper gewickelt, die einen Innendurchmesser von 45 mm besitzen und aus 7 Lagen bestehen, die bündig übereinander angeordnet sind. Zur Bestimmung der Bruchfestigkeit werden sie analog zu Beispiel 7 in einer Druck-Dehnungs-Maschine zu 20% deformiert (9 mm). Die erforderliche Kraft F wird festgestellt.
Probekörper aus Bsp.Bemessene Kraft F [N] bei 20% Deformation

31050 4 180 71010 8 960 9 900 101120

Beispiel 19

Es werden 5 Prüfkörper gewickelt, die einen Innendurchmesser von 76 mm besitzen und aus 8 Lagen bestehen, die bündig übereinander angeordnet sind. Zur Bestimmung der Bruchfestigkeit werden sie analog zu Beispiel 7 in einer Druck-Dehnungs-Maschine deformiert, wobei hier sowohl die Kraft bei 20% und 50% Deformation gemessen wurde.

Ergebnisse

Beispiele 17, 18 und 19 verdeutlichen, daß längendehnbare textile Trägermaterialien, die aus hochfesten Polyesterfasern bestehen, bezüglich der Bruchfestigkeit auf dem Niveau der Glasfaserbänder liegen, obwohl sie vorteilhafterweise gewichtsmäßig ca. 1/2 bis 1/3 und bezüglich des E-Moduls sogar ca. 1/7 tiefer liegen.

Somit sind längendehnbare textile Trägermaterialien durchaus in der Lage, längendehnbare Glasfaser-Trägermaterialien zu ersetzen, da sie neben ihren guten Bruchfestigkeitseigenschaften bedingt durch die Längendehnbarkeit auch ein gleich gutes Anlegeverhalten besitzen, jedoch Nachteile wie schlechte Röntgentransparenz, Scharfkantigkeit und den gefährlichen Glasstaub nicht aufweisen.

Beispiel 20

Analog zu Beispiel 17 werden 2 Prüfkörper gewickelt und die Bruchfestigkeit bei 20% und 50% Deformation bestimmt.

Ergebnisse

Das Beispiel zeigt, daß die Bruchfestigkeit unabhängig vom Harztyp ist.

Claims

1. Textile Flächengebilde, welche mit einem wasserhärtenden Kunststoffharz imprägniert und/oder beschichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus organischen Fasern mit einem Elastizitätsmodul von 200 bis 2500 daN/mm² bestehen und vor der Aushärtung eine Dehnbarkeit in Längsrichtung von mehr als 10% aufweisen.

2. Textile Flächengebilde nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Fasern mit einem Elastizitätsmodul im Bereich von 400 bis 2000 daN/mm² bestehen.

3. Textile Flächengebilde nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie vor der Aushärtung eine Dehnbarkeit in Längsrichtung von 15 bis 200% aufweisen.

4. Textiles Flächengebilde nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Dehnbarkeit in Längsrichtung von 20 bis 300% aufweisen.

5. Textile Flächengebilde nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Quadratmetergewicht von 40 bis 300 g aufweisen.

6. Textile Flächengebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Polyester- und/oder Polyamid- und/oder Baumwollfasern besteht.

7. Textile Flächengebilde nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als wasserhärtendes Kunststoffharz ein Polyurethan- oder ein Polyvinylharz eingesetzt wird.

9. Verfahren zur Herstellung von textilen Flächengebilden mit einem wasserhärtenden Reaktivharz, dadurch gekennzeichnet, daß man aus organischen Fasern mit einem Elastizitätsmodul im Bereich von 200 bis 2500 daN/mm² das Textil herstellt, eine Dehnbarkeit in Längsrichtung von mehr als 10% einstellt, dann mit dem wasserhärtenden Kunststoffharz imprägniert und/oder beschichtet.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Dehnbarkeit des Textils in Längsrichtung durch thermische Schrumpfung und/oder Naßschrumpfung einstellt.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß man die thermische Schrumpfung im Temperaturbereich von 80 bis 250°C durchführt.

11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Naßschrumpfung durch Eintauchen und/oder Imprägnieren des Flächengebildes in ein flüssiges Medium gegebenenfalls in Gegenwart von Hilfsmitteln durchführt.

12. Verwendung von textilen Flächengebilden, welche mit einem wasserhärtenden Kunststoffharz imprägniert und/oder beschichtet sind, die aus organischen Fasern mit einem Elastizitätsmodul von 200 bis 2500 daN/mm² bestehen und vor der Aushärtung eine Dehnbarkeit in Längsrichtung von mehr als 10% aufweisen als Konstruktionsmaterial.

13. Verwendung nach Anspruch 12 als orthopädische Stützverbände.

14. Verwendung nach Anspruch 12 als Formungsmaterial für technische Vorrichtungen.

15. Verwendung nach Anspruch 12 als Isoliermaterial.