墊子狀成型體及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種墊子狀成型體，所述成型體包括在包套中的彈性填充部、優選凝 膠，以及涉及所述成型體的應用，尤其用于緩沖墊、把手、鞍座、墊子、密封件和振蕩阻尼件， 即使在較復雜的構件和用品內部，所述墊子被集成到所述構件和用品中，該墊子被成型到 所述構件和用品上或者與所述構件和用品連接。
【背景技術】
[0002] 凝膠墊子早就作為密封件或緩沖墊被人知曉。譬如，凝膠墊子在自行車鞍座、墊子 和座椅上用于均勻分布載荷或者在醫療或工業類呼吸面罩中被使用在鄰接使用者臉部的 密封區域和緩沖墊區域中。
[0003] 這些密封件和緩沖墊應當是軟、彈性并且柔順的。大多數情況下期望，這些密封件 和緩沖墊在使用中在經受壓力載荷后回歸到它的原始形狀，以便能在下次使用時又以相同 的方式發揮它的功能。
[0004] 緩沖墊材料和密封材料應當能給使用者創造舒適、軟性緩沖的感覺并同時通過一 定的彈性和回復力獲得良好的、剩余的密封效果，彈性的和凝膠形的材料被證明非常適于 用作緩沖墊材料和密封材料。硅樹脂和聚氨酯是大量使用的。
[0005] 實用新型DE 202 17 653 U1公開一種由軟硅樹脂凝膠制成的凝膠體，所述硅凝膠 被一硅樹脂膜或PU膜外殼包圍并通過一較硬中間件與一承載件連接。
[0006] DE 696 34 431 T2尤其描述一種具有環形密封部件的用于呼吸面罩的面部密封 件，所述密封部件由一具有與人體脂肪組織類似的彈性的粘彈性聚氨酯聚合物和一通過可 能被深拉的或者通過噴涂或沉浸被施加的氨酯膜遮蓋否則粘性的聚合物的遮蓋裝置組成。 該頂膜保持很薄的厚度〇. 05至0. 25mm，從而不改變環形密封件本體的彈性特性。
[0007] 彈性聚氨酯針對使用目的提供了能十分良好地調節的機械特性。固有的粘性通常 需要如上所述那樣的覆蓋膜。膜應當薄且抗撕裂，然而在應用時不干擾。這一問題在現有 技術中尚未完全得到解決。存在許多聚氨酯材料，其彈性的和本身形狀非常可動的行為不 能被包圍它們的膜領會。
[0008] 上述聚氨酯覆蓋膜作為薄的噴涂膜能夠在壓力載荷下適配粘彈性聚氨酯的每個 運動，然而這部適用于拉伸載荷。在此，膜可能撕裂。足夠軟的PVC膜具有過多軟化劑并伴 隨與之相關的缺點。聚氨酯通常與也用作分離手段的硅樹脂相協調，從而使得可能在邊界 層出現分開。

【發明內容】

[0009] 本發明的任務在于以統一的方式軟和形狀穩定地構造軟的、形狀穩定的凝膠體， 所述凝膠體例如能被用作緩沖墊或者密封件并由一被包裹的填充部制成，其中，這些特性 在拉伸載荷、擠壓載荷或扭轉載荷下也應給出。
[0010] 該任務通過根據權利要求1所述的墊子狀成型體的特征、根據權利要求10所述的 應用以及根據權利要求11所述的構件或用品解決。
[0011] 該成型體是由填充部和包套組成的單元。包套完全或部分地由軟硅樹脂的薄殼層 制成，所述殼層能夠參加填充部的運動并反之亦然。由此，殼層從外觀上和觸感上都幾乎無 法察覺。墊子表現得像一個統一本體那樣。即使在壓緊或伸展后，也不會形成裂紋、氣泡、 波形圖案、折疊、分開現象或者其它永久性損壞。通過這種方式，只要填充部被薄的硅樹脂 殼層包圍，成型體就形成軟的、彈性的、可伸展和壓縮的、但是仍然形狀穩定的本體，所述本 體非常統一地起作用并能夠以各種構型來構造。
[0012] 優選地，就與填充部的接觸面而言，所述包套的超過5%、進一步優選超過10%和 尤其是超過20%由硅樹脂制成的殼層構成。譬如在形狀平衡墊子的情況下能夠給出具有軟 硅樹脂殼層的低包裹度。填充部例如被構造在譬如兩個本體之間的間隙中，殼層向外完全 覆蓋填充部并完成彈性填充部或凝膠填充部的、也就是此處所述平衡材料的包套。
[0013] 在特定的實施方式中，包套的部分能夠由剛性元件構成，墊子狀成型體成型到這 些剛性元件上。薄的、軟的硅樹脂殼層又補足所述彈性填充部的包套。
[0014] 成型體譬如可具有墊子形狀并能夠被用作墊子、襯墊或緩沖墊，譬如用于整形外 科用品，如假肢或矯形器，以便在那里被用于各種緩沖墊功能。成型體也能夠被構造成幾乎 每種任意其它外形，尤其被構造成把手，譬如用于運動設備或醫療設備的把手，包括自行車 車把把手、啞鈴把手區域等等，并且，該成型體能夠被用于座椅緩沖墊、手臂支承件、頭支撐 件、鞍座、各類型的松散墊子、腰緩沖墊，被用于醫療端口、成人用品、密封件，譬如也能夠被 用在醫療用品或衛生用品上，例如用于緊急呼吸面罩的密封件、麻醉面罩或者插管設備，并 且最后也能夠被用作用于機器和尤其是機動車的減震器。
[0015] 使用根據本發明的墊子狀成型體能夠裝備各種不同的構件或用品，譬如像上面已 經描述的那樣的醫療或整形外科用品或衛生用品。在此，根據本發明的成型體能夠與較復 雜的構件或用品組合，為此，成型體能夠譬如被嵌入構件或用品的留空部中。替換地或附 加地能夠在根據本發明的成型體上布置、也就是固定尤其是成型和專門澆鑄固定和保持元 件。在特別的實施方式中，成型體包套的部分能夠被構造成構件元件或者說固定或保持元 件。包套也能夠與構件或用品的其它部分一體地構造。殼層能夠與構件元件、譬如硬塑料 段構成對于填充部而言的容積。
[0016] 為解決所述任務，尤其必不可少的是，所述殼在高軟度的同時具有非常高的可伸 展性和抗撕裂性。發明人的調查顯示，這一點在實際上無法借助預制的、被深拉的膜實現。 可能地，殼通過膜處理被定向或伸展，這雖然使膜抗撕裂，卻造成適配性不強。
[0017] 對于本發明，下述內容是重要的：
[0018] -殼是能高伸展的，撕裂伸展值優選地至少為400%、進一步優選地為至少 500% ；
[0019] -聚氨酯的可伸展性總是大于或等于硅樹脂外殼的可伸展性。由此，聚氨酯參加 硅樹脂外殼的每個運動，而不會出現分開；聚氨酯本體在伸展時不會被機械式地損壞或改 變；
[0020] -同時，殼在縱向伸展時生成相對高的回復力，殼因此不僅軟，而且是高彈性的 并在所述填充部的固有彈性回復能力上支持了填充部，這就導致整個成型體表現得就像由 一種材料澆鑄而成那樣。為實現這一點，殼的硅樹脂層具有在250%的伸展的情況下至少 0? 5N/mm2的應力值；
[0021]-聚氨酯是一種優選由異氰酸酯和對異氰酸酯反應性的組分組成的、下部交聯的 聚合加成產物。對異氰酸酯反應性的組分過量存在并為所述材料賦予除了通過交聯而給出 的形狀穩定性和彈性以外的一定程度的內部可運動性。"內部可運動性"能夠通過分子范圍 或聚合物領域的相對彼此移動或者通過一非靜態凝膠相相對于一靜態凝膠相的相對可運 動性被造成并為聚氨酯賦予了凝膠特性。根據本發明被使用的、構成所述墊子填充部的聚 氨酯具有不大于80、優選不大于50、進一步優選不大于25的邵氏（000)硬度。聚氨酯填充 材料是附著性的。
[0022] 令人驚訝地發現，根據本發明的成型體表現得完全勻質。從外觀上看不到殼的存 在。殼與填充材料之間的邊界面上不會發生移動。即使在大的機械載荷的情況下，這該邊 界面上也不產生氣泡或其他不規則性。通過軟的硅樹脂橡膠，整個墊子感覺軟和在觸感上 舒適。在此，墊子是如此之軟，以致常規的球測試，就像泡沫材料時所執行的那樣的球測試 得不出有意義的測試結果。整個墊子是非常彈性的，即，它很快回到它的原始形狀。硅樹脂 外殼可以極強地可逆伸展并在機械載荷的每個階段中帶動填充部。墊子狀成型體在室溫下 被拉伸直到250%的情況下，墊子在載荷結束后無遺留伸展地回復到它的原始形狀。這些突 出的特性也適用于墊子的彎曲和扭曲。無論何種情況下，原始形狀都在載荷結束后被快速 重建。
[0023] 令人驚訝的是，硅樹脂殼和聚氨酯填充材料之間的附著特別好，盡管這些材料通 常不怎么兼容。根據現有知識，這一點歸結于兩種材料的高軟度以及實際上完全一致的伸 展行為。
[0024] 根據本發明的一觀點，殼層的軟娃樹脂是娃樹脂液體橡膠（LSR - Liquid Silicon Rubber)〇
[0025] 在本發明的進一步構型中，娃樹脂殼的層厚度為0. 1至0. 9mm并優選為0. 1至 0. 4_。在所述軟度和抗撕裂性以及可伸展性的硅樹脂材料的情況下，這些層厚度足以達到 所期望的根據本發明的效果。
[0026] 硅樹脂殼的邵氏（A)硬度優選在邵氏5A和40A之間，進一步優選地在10A和40A 之間并且進一步優選地在邵氏20A和邵氏40A之間。稍高的邵氏（A)硬度在較薄的層厚度 下使用，而較厚的層厚度能夠使用較軟的硅樹脂液體橡膠實施。
[0027] 殼層優選地由娃樹脂液體橡膠（LSR = Liquid Silicon Rub