Orthopädische Stützverbände mit Reaktivharz

Abstract

 Textile Flächengebilde mit wasserhörtenden Reaktivharz bestehen aus Fasern eines Elastizitätsmoduls von 200 bis 2500 daN/mm² und weisen vor der Aushärtung eine Dehnbarkeit in Längsrichtung von mehr als 10 % auf. Die mit Reaktivharz beschichteten oder imprägnierten textilen Flächengebilde können als Konstruktionsmaterialien, insbesondere als Stützverbände in der Medizin oder für technische Vorrichtungen, verwendet werden. Als wasserhörtendes Kunststoffharz wird verwendet ein Polyurethan- oder ein Polyvinylharz mit hydrophilen Gruppen.

Beschreibung

[0001] 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.

[0002] Die erfindungsgemäßen Konstruktionsmaterialien bestehen im allgemeinen aus einer Trägerschicht, die mit einem Reaktivharz beschichtet und/oder imprägniert ist.

[0003] Im allgemeinen können die erfindungsgemäßen Konstruk­tionsmaterialien zur Versteifung, Formgebung und Ab­dichtung im medizinischen oder technischen Bereich verwendet werden.

[0004] Die erfindungsgemäßen Konstruktionsmaterialien 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.

[0005] 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).

[0006] 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.

[0007] 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.

[0008] 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.

[0009] 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.

[0010] 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.

[0011] Überraschenderweise weisen die erfindungsgemäßen Flächengebilde außer einer Dehnung in Querrichtung auch eine in Längsrichtung auf.

[0012] Die Längsrichtung bedeutet in der Regel die Verarbei­tungsrichtung des Textils, also beispielsweise in Richtung der Kette oder der Maschenstäbe.

[0013] Querrichtung bedeutet in der Regel senkrecht zur Verar­beitungsrichtung des Textils, also in Richtung von Schuß­oder Maschenreihe.

[0014] 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.

[0015] Organische Fasern für die erfindungsgemäßen Flächenge­bilde können Naturfasern oder Chemiefasern sein.

[0016] Als Naturfasern seien besonders Fasern von Pflanzen­haaren, wie Baumwolle, Bastfasern, wie Hanf und Jute und Hartfasern, wie Sisal, genannt. Insbesondere bevorzugt werden Baumwollfasern.

[0017] 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.

[0018] Es ist auch möglich, Viskosefasern einzusetzen.

[0019] Es ist auch möglich, Elastodienfäden (Gummifäden) einzu­setzen.

[0020] Bevorzugte Synthesefasern sind Fasern aus Polyestern, Polyamiden und Polyacrylnitrilen.

[0021] Es ist selbstverständlich auch möglich, Flächengebilde aus verschiedenen Fasern einzusetzen.

[0022] Insbesondere bevorzugt werden Flächengebilde aus Poly­ester- und/oder Polyamid- und/oder Baumwollfasern.

[0023] Die Fasern für die erfindungsgemäßen Flächengebilde sind an sich bekannt (Synthesefasern, Seiten 3 bis 10 und 153 bis 221 (1981), Verlag Chemie, Weinheim).

[0024] Das vorzugsweise in Längsrichtung eingearbeitete Faden­system ermöglicht nach einem Schrumfprozeß die elasti­sche Dehnung in Längsrichtung. Im Falle der Verwendung von Fäden aus natürlichen Fasern werden hochgedrehte Garne bzw. Zwirne aus Stapelfasergarnen mit einem Dreh­ungskoeffizienten α 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 order 2 Fäden S - 2 Fäden Z, eingearbeitet.

[0025] Als dauerelastische Fäden können sowohl Fäden aus Natur­gummi (Elastodien) als auch synthetische Polyurethan-­Elastomerfäden (Elasthan) verwendet werden.

[0026] Als Chemiefasern werden zur Erreichung der Längendehn­barkeit polyfile texturierte Filamentgarne aus Poly­ester, Polyamid etc. eingesetzt.

[0027] 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).

[0028] 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.

[0029] 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).

[0030] 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.

[0031] Die erdfindungsgemäßen Flächengebilde weisem im allge­meinen vor Aushärtung des Reaktivharzes eine Dehnbarkeit in Querrichtung von 20 bis 300 %, bevorzugt von 40 bis 200 %, auf.

[0032] Die erfindungsgemäßen textilen Flächengebilde weisen im allgemeinen ein Gewicht pro Quadratmeter von 40 bis 300 g, bevorzugt von 100 bis 200 g, auf.

[0033] 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.

[0034] 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.

[0035] Der Schrumfprozeß 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).

[0036] 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.

[0037] 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.

[0038] Wasserhärtende Reaktivharze sind bevorzugt Harze auf Polyurethan- oder Polyvinylharz-Basis.

[0039] 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 8.000, und insbesondere 800 bis 5.000, betragenden Molekulargewicht. Geeignete nieder­molekulare Polyisocyante sind beispielsweise solche der Formel
    Q (NCO)_n,
in der
n = 2 bis 4, vorzugsweise 2 bis 3,
und
Q      einen 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.

[0040] 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-isocyanatomethyl-­cyclohexan, 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.

[0041] 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 oben genannten allgemeinen Formel her­gestellt werden können. Unter den höhermolekularen, modifizierten Polyisocyanaten sind insbesondere die aus der Polyurethanchemie bekannten Prepolymeren mit end­ständigen Isocyanatgruppen des Molekulargewichtsbereichs 400 bis 10.000, vorzugsweise 600 bis 8.000 und insbeson­dere 800 bis 5.000, 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 biz 8.000, vorzugsweise 800 bis 4.000, 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-Prepolymere 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-Prepolymeren geeignete Verbindungen mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktions­fähigen Gruppen, insbesondere Hydroxylgruppen, sind beispielsweise die in US-PS 4 218 543, Kolonne 7, Zeile 29 bis Kolonne 9, Zeile 25 beispielhaft offenbarten Ver­bindungen. Bei der Herstellung der NCO-Prepolymeren 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-Prepolymeren 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-Prepoly­meren" bzw. unter "Prepolymeren mit endständigen Iso­cyantgruppen" 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.

[0042] 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 Di­phenylemthanreihe 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-­Prepolymere der genannten Art auf Basis dieser techni­schen Polyisocyanate einerseits und der 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.

[0043] 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.

[0044] Wasserhärtende Polyvinylharze können biespielsweise Vinylverbindungen sein, die aus einem hydrophilen Pre­polymer 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.

[0045] Polyvinylharze werden beispeilsweise in der EP-A 01 36 021 beschrieben.
Bevorzugt werden wasserhärtende Polyurethane.

[0046] Die wasserhärtenden Kunststoffharze können an sich be­kannte Zusatzmittel enthalten, wie z.B. Verlaufshilfs­mittel, Thixotropiermittel, Entschäumer und Gleit­mittel.

[0047] Weiterhin können die Kunststoffharze eingefärbt sein oder, falls erwünscht, UV-Stabilisatoren enthalten.

[0048] Als Zusatzmittel seien beispielsweise genannt: Polydi­methylsiloxane, Calciumsilikate vom Aerosil-Typ, Poly­wachse (Polyethylenglykole), UV-Stabilisatoren vom Ionol-Type (DE-A 29 21 163), Farbpigmente, wie Ruß, Eisenoxide, Titandioxide oder Phthalocyanine.

[0049] Die insbesondere für Polyurethan-Prepolymere 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.

[0050] Es wurde auch ein Verfahren zur Herstellung der erfin­dungsgemäßen textilen Flächengebilde mit einem wasser­härtenden Reaktivharz gefunden, das durch 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.

[0051] Die Herstellung des Textils, also des Gewebes oder des Gewirkes, kann in an sich bekannter Weise erfolgen.

[0052] 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.

[0053] 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.

[0054] Ähnliches gilt für andere Anwendungsbereiche bei denen man Formteile, die gebogen oder verwinkelt sind, falten­frei umwickeln kann.

[0055] Gegenüber den bekannten Bandagen aus Glasfasern haben die erfindungsgemäßen Flächengebilde bei überlegener Festigkeit, den Vorteil eines leichteren Gewichtes. Hinzu kommt das sie keine scharfen Kanten ausbilden, rückstandfrei 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.

[0056] 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)

[0057] Die textilen Trägermaterialien (Beispiel 2) werden mit nachstehend aufgeführten Harzen beschichtet.

Prepolymer I

[0058] 100 Tle. eines technischen Polyphenyl-polymethylen-poly­isocyanates, erhalten durch Phosgenierung eines Anilin-­Formaldehyd-Kondensates (η25°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 η25°C = 20.000 mPa.s umgesetzt. Katalysatorgehalt = 0,30 % tert. Aminstickstoff.

Prepolymer II

[0059] 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 Prepolymer umgesetzt. Ferner werden zugesetzt 1 Teil eines Polydimethyl­siloxans mit einer Viskosität η25°C von 11,24 mPa.s und 15 Tle. eines handelsüblichen UV-Stabilisators (ein Cyanalkylindolderivat). Das Prepolymer hat nach der Abreaktion eine Viskosität η25°C von 23 000 mPa.s und einen Isocyanatgehalt von 13,5 %; es enthält 0,45 % tert. Stickstoff.

Prepolymer III

[0060] 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 η25°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 durfch 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 η25°C = 100 mPa.s werden zugesetzt und untergerührt. Die Vis­kosität des fertigen Prepolymers η25°C beträgt 15 700 mPa.s, der Isocyanatgehalt 12,9 %.

Prepolymer IV

[0061] 100 Tle. eines technischen Polyphenyl-polymethylen­polyisocyanats, erhalten durch Phosgenierung eines Anilin-Formaldehyd-Kondensates (η25°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 η25°C: 28000 mPa.s umgesetzt. Kataly­satorgehalt: 0,3 % tert. Aminstickstoff.

Beispiel 2 (Trägermaterialien)

[0062] Die Kenndaten des verwendeten textilen Trägermaterials sind in Tabelle 1 zusammengestellt.

Tabelle 1

Textile Trägermaterialien
Trägermaterial	Zusammensetzung* Gesamttyp/%	Breite cm	Längendehnung %	g/m²	Querdehnung %	Maschenreihe 10 cm	Maschenstäbe 10 cm
A	PES-TEX/PES-HF 27:73	8,6	37,5 %	115	80	56	49
B	PES-TEXS/PES-HF 45:55	7,5	35,0 %	155	68	54	44
C	PES-TEXS/PES-GL 59:41	7,6	13 %	142	80	60	59
D	PES-TEXS/PES-NS 38:62	7,5	24 %	244	74	50	59
E	PES-TEXS/PES-HF 49:51	7,5	25 %	193	70	50	59
F	PES-TEXS/PES-HF 42:58	7,5	25 %	230	48	50	59
G	PES-TEX/BW 51:49	7,7	53 %	102	84	72	57
H	PA1/PES-MF 31:69	7,9	18 %	172	60	55	57
I	PES-TEX/PES-MF 19:81	9,0	16 %	170	45	50	59
K	PA2/BW 46:54	7,9	26 %	79	74	53	58
L	PES-TEX/PES-HF 31:69	11,0	62 %	118	90	51	49
M	PES-TEXS/PES-ST 55:45	10,8	47 %	140	64	58	78
V1 (Vergleich)	Glasfaser (US-PS 46 09 578)	7,5	19 %	291	66	56	51
V2 (Vergleich)	BW (EP-PS 90 289)	7,5	0	64	310	35	60
*) Bemerkung: Die genaue Charakterisierung der Garntypen ergibt sich aus Tabelle 2. Sämtliche Angaben beziehen sich auf das Rohmaterial.

Tabelle 2

Charakterisierung der Garntypen
PES-TEXS:	167 dtex, f 30 x 2, polyfines texturiertes Polyesterfilamentgarn HE-Garn, K = 62 %)
PES-TEX:	167 dtex, f 30 x 1, polyfiles texturiertes Polyesterfilamentgarn (HE-Garn, K = 60%)
PES-HF:	550 dtex, f 96 VZ 60, polyfiles, hochfestes Polyesterfilamentgarn normal schrumpfend, E = 1650 daN/mm²
PES-GL:	167 dtex, f 32 x 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
PES-ST:	45 tex x 1, normales Polyester Spinnfasergarn (Stapelfaser)
PA 1:	110 dtex, f 34 x 2, polyfiles texturierte Polyamidfilamentgarn (HE-Garn, K = 61%).
PA 2:	78 dtex, f 17 x 2, polyfiles texturiertes Polyamidfilamentgarn (HE-Garn, K = 66%).
K: Kennkräuselung (DIN 53 840)
E: Elastizitätsmodul

[0063] Das Trägermaterial wird zur Erzielung einer optimalen Längendehnung thermisch geschrumpft, z.B. 5 Minuten bei 110°C mit 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 Prepoly­meren 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 Prepolymers berechnet und auf das Gewirkeband aufbringt. Diese Be­schichtung kann in der Weise erfolgen, daß das Prepoly­mer in einem geeigneten inerten Lösungsmittel (bei­speilsweise 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 Schlitsdüsen aufgebracht werden. Solche Imprägnierein­richtung sind z.B. in der US-PS 4 502 479 und der US-­PS 4 427 002 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 Verwendung 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-Prepolymeren beträgt ca. 2 bis 8 Minuten. Die Längendehnung des nicht gehärteten be­schichteten Bandes ist in der Tabelle 1 angegebenen.

Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel)

[0064] 3,66 m des Vergleichsmaterials V1 mit einem Gewicht von 79,9 g werden mit 51,1 g Prepolymer II in der oben ange­gebenen Art beschichtet, aufgerollt und verpackt.

Beispiel 4 (Vergleichsbeispiel)

[0065] 3,00 m des Vergleichsmaterials V2 mit einem Gewicht von 14,4 g werden mit 22,3 g Prepolymer I in der oben ange­gebenen Art beschichtet, aufgerollt und verpackt.

Beispiele 5 bis 18

Analog zu 1 und 2 werden folgende Bänder hergestellt und verpackt
Bsp.	Trägermaterial	Länge des Bandes	Gewicht des Bandes	Prepolymer	Gewicht des Prepolymeren
5	A	3,00 m	24,6 g	II	34,4 g
6	B	3,00 m	35,7 g	II	42,8 g
7	C	3,00 m	39,7 g	II	55,6 g
8	D	3,00 m	56,0 g	II	56,0 g
9	E	3,00 m	44,2 g	II	53,0 g
10	F	3,00 m	52,0 g	II	57,2 g
11	G	3,00 m	23,3 g	I	34,9 g
12	H	3,66 m	47,2 g	II	42,4 g
13	I	3,00 m	48,4 g	II	53,2 g
14	K	3,00 m	15,6 g	I	23,7 g
15	A	3,66 m	32,6 g	III	48,9 g
16	A	3,66 m	31,8 g	IV	44,5 g
17	L	3,66 m	43,9 g	III	65,9 g
18	M	3,66 m	54,8 g	III	82,2 g

Beispiel 19

[0066] 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:
Probekörper aus Beispiel*	FMax [N]	Deformationsweg [mm]
3	1300	15
4	377	18
12	840	60
11	833	50
13	1310	20
14	258	16

*) überschüssiges Band wird verworfen.

Beispiel 20

[0067] 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 19 in einer Druck-Dehnungs-Maschine zu 20 % deformiert (9 mm). Die erforderliche Kraft F wird festgestellt.

Ergebnisse:
Probekörper aus Bsp.	bemessene Kraft F [N] bei 20% Deformation
3	1050
4	180
7	1010
8	960
9	900
10	1120

Beispiel 21

[0068] 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 19 in einer Druck-Dehnungs-Maschine deformiert, wobei hier sowohl die Kraft bei 20 % und 50 % Deformation gemessen wurde.

Ergebnisse:
Probekörper aus Bsp.	Gemessene Kraft F [N]
	bei 20% Deform.	bei 50% Deform.
3	892	1052
4	185	264
5	236	447
6	404	587
12	370	770

[0069] Beispiele 19, 20 und 21 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.

[0070] 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 eine gleich gutes Anlegeverhalten besitzen, jedoch Nachteile wie schlehte Röntgentransparenz, Scharfkantigkeit und den gefährlichen Glasstaub nicht aufweisen.

Beispiel 22

[0071] Analog zu Beispiel 19 werden 2 Prüfkörper gewickelt und die Bruchfestigkeit bei 20 % und 50 % Deformation be­stimmt.

Ergebnisse:
Probekörper aus Bsp.	Gemessene Kraft F [N]
	bei 20% Deform.	bei 50% Deform.
15	220	349
16	223	376
17	280	435
18	163	175 (gebrochen)

[0072] Das Beispiel zeigt, daß die Bruchfestigkeit unabhängig vom Harztyp ist (Probekörper aus Bsp. 15 und 16). Weiterhin, daß hochfeste polyfile Polyesterfasern den normalen Polyester-Spinnfasern (Stapelgarnen) deutlich überlegen sind (Probekörper aus Bsp. 17 und 18).

Ansprüche

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 den Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Fasern mit einen 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. Textile Flächengebilde nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie vor der Aus­härtung eine Dehnbarkeit in Längsrichtung von 15 bis 80 % aufweisen.

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

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

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

8. Textile Flächengebilde nach den Ansprüchen 1 bis 7, 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.

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

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

12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Naßschrumpfung durch Eintauchen und/oder Imprägnierung des Flächengebildes in ein flüssiges Medium gegebenenfalls in Gegenwart von Hilfsmitteln durchführt.

13. 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.

14. Verwendung nach Anspruch 13 als orthopädische Stützverbände.

15. Verwendung nach Anspruch 13 als Formungsmaterial für technische Vorrichtungen.

16. Verwendung nach Anspruch 13 als Isoliermaterial.