SE514316C2 - Komprimerbara polyuretankompositioner med minimal klibbighet - Google Patents

Description

25 30 514 3,16 2 komposition av isocyanat, polyol, katalysator och olja, i vilken oljan uppgår till minst 30 procent.

Därmed, trots det stora antalet variationer inom området, fmns fortfarande ett behov av en träningsanordning som hålles i handen och som tillhandahåller hög komprimerbarhet, hög elastisk återhämtningstörrnåga och konstant motstånd igenom hela dess totala kompressionsintervall och som samtidigt även ger en tilltalande känsla. Kompositionen enligt föreliggande uppfinning kan formas till en anordning som tillhandahåller en komprimerbarhet och elastisk återhämtningsförrnåga samt en känsla som är väl lämpad för träning av användarens hand, handled och arm.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett ändamål med föreliggande uppfinning är därmed att tillhandahålla en polyuretan- komposition med både hög komprimerbarhet och hög elastisk återhärntningstörrnåga.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en polyuretankomposition av material för handträning som är angenämt att hålla och angenämt att klämma ihop.

Ytterligare ett ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en polyuretankomposition, vilken utgöres av ett material med liten eller ingen klibbighet.

Ytterligare ett ändarnål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en polyuretankomposítion av material som kan tåla att autoklaveras och kan tåla exponering för en natriumhypokloritlösning.

Ytterligare ett ändamål enligt föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en komposition av material för handträning, varvid den kraft som krävs för att komprimera det förblir i huvudsak konstant fiån icke-komprimerat till helt komprimerat läge. Åtminstone ett eller flera av ovannämnda ändamål, tillsammans med fördelarna med dessa jämfört med den kända tekniken som avser handträningsanordningar, vilka kommer att klargöras i den följ ande beskrivningen, åstadkommes med uppfinningen i enlighet med vad som i det följ ande beskrivs och sökes skydd för.

I allmänhet tillhandahåller föreliggande uppfinning en polyuretankomposition, vilken innefattar 140 viktdelar av en diol; från ca 50 till 70 viktdelar av en diisocyanatförening, varvid dioler och diisocyanattöreningar väljs fi-ån den grupp som består av reaktanter, vilka kan bilda polyuretaner; från ca 1 till 30 vikt-% av en mjukgörare, baserat på polyuretan- kompositíonens vikt; och fiån 0 till ca 100 viktdelar av ett mineralfyllrnedel, baserat på 100 viktdelar av polyuretarmompositionen. 10 15 20 25 30 51,4 316 3 KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Fig. 1 är en planriming delvis i genomskärning och som visar en utformning av artikel, vilken är tillverkad av polyuretankompositionen enligt föreliggande uppñnning; Fig. 2 är en perspektivvy, vilken visar en annan form av artikel, vilken är tillverkad av polyuretankompositionen enligt föreliggande uppfinning; och Fig. 3 är en planritning, vilken visar en träningsanordning, som är tillverkad av polyuretankompositionen enligt föreliggande uppñnning, och som är ihoptryckt av användarens hand.

FÖREDRAGEN UTFöRINGsFoRM FÖR ATT UTFÖRA UPPFINNINGEN Föreliggande uppñnning avser i allmänhet en polyuretankomposition.

Kompositionen är formbar och därmed är ett stort antal olika konfigurationer möjliga, varvid runda, sfäriska fonner och cylindrar är särskilt lämpliga för uppgiften att träna handen. I syfte att beskriva föreliggande uppfinning har uttrycket "anordning" valts som en specifik typ av artikel och avses innefatta ett föremål som kan klämmas ihop och som har formats till en konfiguration som är lärnplig för träningsändamål; emellertid utgör, vare sig partikelformen till exempel sfärisk, eller den specifika användningen av denna, en begränsning av uppfinningen.

Under användning kläms anordningen ihop i handen, varvid greppet och muskulaturen i handen, handleden och armen stärks. När den komprimerande kraften släpps återgår anordningen till sin ursprungliga form. Fastän anordningen enligt föreliggande uppñnning kan användas som en träningsanordning för friska individer, är det tänkt att anordningen skall användas först och främst som en terapeutisk hjälp till patienter som håller på att tillfriskna från skador, vilka försvagar handen, handleden, armen eller en kombination av dessa. Till skillnad från konventionella skurngurnmibollar, vilka har använts som en icke kostnadskrävande hjälp att stärka handen, särskilt dess grepp, är anordningen enligt föreliggande uppfinning särskilt väl anpassad för att användas av försvagade individer, då det genom att modifiera kompositionen hos polyuretantöreningen enligt uppfinningen är möjligt att erhålla och tillhandahålla en progressiv serie anordningar, vilken sträcker sig från en som kräver mycket liten kraft för att komprimeras, till andra som kräver mer kraft, och som står i proportion till den styrka som utvecklats av användaren. Denna teknik är särskilt lämplig för en patient som tillfiisknar fiån skada eller sjukdom, som orsakar förlust av gripstyrkan och därmed förknippad användning av handen. Anordningen enligt föreliggande uppñnning är likaså väl lämpad för användning av en sjukgymnast, då den kan steriliseras genom att 10 15 20 25 30 . r : < r i 514 316 f'.I¿:: 4 autoklaveras och/eller neddoppas i natriumhypokloritlösnjngar, såsom CLOROXQ” efter att den använts av en patient.

Hittills har träningsanordningar som hålles i handen kommit till korta med att tillhandahålla både hög komprimerbarhet och hög elastisk återhämtningstörmåga. Hög komprimerbarhet vid krafter som är så låga att till och med en svag hand kan åstadkomma hög komprimerbarhet är önskvärd. Såsom angivits ovan saknar kända kompositioner av material som uppvisar hög komprimerbarhet elastisk återhämtningsförrnåga enligt föreliggande uppñnning. Silly Putty® deforrneras till exempel, trots att den ger hög komprimerbarhet, efier att den klämts ihop och förblir deformerad efter att den släpps fri. Således måste övningen avbrytas efter varje ihopklärnning och Silly Puttyø måste få återgå till dess ursprungliga form.

På samma sätt kan material enligt känd teknik som uppvisar hög återhämtningsfcínnåga, såsom en gummiboll, endast komprimeras partiellt.

Ett idealiskt motionsredskap för handen skulle vara ett sådant som låter handen stänga sig fullständigt (frillt rörelseintervall) medan det gör motstånd. Vidare måste handrnotionsredskapet kunna framställas med graderande motståndsnivåer. Handmotions- redskapet måste också återgå till sin ursprungliga form under en tidsperiod som är snabb nog för att medge en repetition av träningen inom en rimlig tid. Fackmän inom området för polyuretanformulering känner till förfaranden för att närma sig detta "ideal" genom att variera de vanliga beståndsdelarna för polyuretansanunarisättning. En idealisk uppsättning formuleringar fiarnställs till bollar av ungefär 2 inch i diameter. Dessa bollar återgår till sin ursprungliga form på ungefär 20 sekunder. Det är känt och noterat att polyuretan, som är formulerad i sådan "mjukhet" i sig är klibbiga material. Det har konstaterats att tillsättningar av l-30 vikt-% mineraloljor progressivt kan minska och slutligen eliminera denna klibbighet.

Anordningarna enligt föreliggande uppfimiing innefattar värmehärdande polymerer, vilka är bildade från polymererer och prepolymerer med mycket hög molekylvikt. Särskilt lärnpliga är de polyuretaner som härstammar från reaktionen från en polyol med ett diisocyanat. Stökiometriskt är det känt att 100 viktdelar diisocyanat krävs för 140 viktdelar polyol för att tillgodose (bringa att reagera) alla hydroxylgrupperna. Till skillnad från befintliga polyuretaner använder emellertid kompositionema enligt föreliggande uppfinning ett omfång av mellan ca 50 till 70 viktdelar isocyanat per 140 viktdelar polyol. Då mängden diisocyanat minskas, blir kompositionen mjukare, mer elastisk, men den blir också mer klibbi g eller kladdig. Företrädesvis används polyoler av hög molekylvikt (viktmedelvärde) och förpolymeriserade diisocyanat används för att minimera ändpunktema. Dioler och 10 15 20 25 514 Slójfläyjáfi 5 diisocyanat, vilka vanligtvis används är allmänt tillgängliga för det praktiska genomförandet av föreliggande uppfinning.

Det har helt oväntat konstaterats att den oönskade klibbigheten hos de polyuretan- kompositioner som formuleras med rnindre diisocyanat kan reduceras och i huvudsak elimineras genom tillsättningen av mineralolj a. I enlighet härmed är nästa beståndsdel i polyuretarllcompositionen mineralolj a, vilken används som en mjukgörare. Mineralolja är en olja med låg viskositet och som är en biprodukt vid kolvätefralctionering.

Den ingår i polyuretankompositionen ifrån l upp till ca 30 vikt-%. Då stökiometrin diisocyanat till polyol sänks, dvs mindre än 70 viktdelar diisocyanat, kan procenttalet olja ökas. Som ett exempel anges mängdema diisocyanat per 140 viktdelar polyol i Tabell I för att variera det relativa procenttalet olja.

TABELL I FÖRHÅLLANDE DIISOCYANATKOMPONENT TILL MINERALOLJA Viktdelar diisocyanat Viktprocent mineralolja 60 7 57,5 8 55 9 53 10 När mängden diisocyanat ökas från 50 till 70 viktdelar minskas komprimerbarheten hos kompositionen. Polyuretankompositionen katalyseras genom tillsättningen av en känd polyuretankatalysator, såsom dibutyltenndilaurat i mängder i intervallet fiån 0,01 till ca 1 viktprocent, beroende på den önskade reaktionshastigheten. Föredragna viktmedelvärden for molekylvikt är de som är kända för att ge komprimerbara, dock elastiska, elastomerer. När procenttalet olja ökas minskar föreningens klibbighet. Vid ca 30 procents tillsats av olja inträder utblomning och därmed kan anordningen ytterligare formuleras med farmaceutiskt effektiva mängder av läkemedel såsom smärtstillande medel, vitaminer, humektanter och liknande.

Utöver de ovannämnda beståndsdelarna kan polyuretankornpositionen även innefatta fyllrnedel såsom kalciumkarbonat, leror och liknande vilket gör kompositionen styvare.

Mängder som ligger i ett intervall från ca 0 till ca 100 viktdelar kan tillsättas, baserat på 100 viktdelar av polyuretankompositionen, varvid 10 till 50 fóredrages då ett fyllrnedel eventuellt används. Färgämnen och pigment kan också tillsättas, särskilt som en indikator på samman- 10 15 20 514 316 6 sättningens styvhet eller motståndsgraden, och likaså för att ge kompositionen ett estetiskt utseende. Sådana material är allmänt kända inom tekniken. Mängder är ej lcritiska då de ej påverkar komprimerbarhet eller elasticitet hos kompositionen. Ytterligare eventuella beståndsdelar innefattar dofter, luktärrmen, deodoranter och liknande.

Frarnställning av polyuretankompositionen enligt föreliggande uppfinning utföres enligt följ ande. Först avgasas alla beståndsdelar under vakuum. Polyolen och alla andra beståndsdelar förutom diisocyanatet förblandas. Förblandningen avgasas i vakuurn efter blandning och 140 viktdelar polyol och den mängd diisocyanat som krävs för varje önskad komprimerbarhet blandas i ca 20 sekunder. Blandningen avgasas snabbt i vakuum och hålls i en lämplig gjutform och härdas vid 220°F (104,4°C) i 40 minuter, avlägsnas från formen och efterhärdas vid 220°F (104,4°C) i 4 timmar. De avsvalnade artiklarna pudras eller rullas därefter i talk eller majsstärkelse för att avlägsna eventuell kvarvarande klibbighet och efterlämnar en torr, sammetslen känsla i handen.

För att visa genomförandet av föreliggande uppfinning framställdes fyra exempel vart och ett med olika styvhet, med de formuleringar som angetts i Tabell II.

TABELL H POLYURETANKOMPOSITION l Z å å Polyol 140 140 140 140 Diisocyanat 53 55 57,5 60 Olja 10 9 8 7 Den kraft som är nödvändig för att minska diametern hos en boll som är två inch till en inch mättes i pund och har visats i Tabell III nedan. Det står klart att detta endast är ett mått på en egenskap och att bollen eller någon annan anordning kan komprimeras till mer än 50 procent av dess ursprungliga diameter eller storlek och ändå återgå till sitt vilotillstånd när kraften borttages. 10 15 20 25 30 5 4 316 Aff' 7 TABELL III FYSIKALISKA EGENSKAPER l Z .3_ il Kraft till halva diametern (pund) l 3 5 8 (kg (0,45) (091) (136) (352) Som ytterligare en fördel med föreliggande uppfinning kan polyuretankompositionen behandlas med rnikrovågor för att tillföra värmebeharidling till anordningen under dess användning.

För att nu hänvisa till ritningama anges i Fig. 1 en träningsanordning enligt föreliggande uppfinning, som en rund massiv boll 10, vilken innefattar polyuretan- kompositionen enligt föreliggande uppfmning, belagd med ett klätt skikt av talk ll eller liknande, för att minska klibbighet. Naturligtvis är anordningen ej begränsad till tillverkning i sfärisk form, en alternativ form på anordningen är till exempel en massiv cylinder 12, som också kan ha en beläggning av talk 13 eller liknande substans för att minska klibbighet. En typisk användning av anordningen visas i Fig. 3, i vilken bollen 10 har klämts ihop inne i handen, varvid den komprimeras till ca halva dess ursprungliga diameter. När handen släpper bollen 10 fri återgår den till sin ursprungliga sfäriska form på grund av dess elastiska åter- hämtningsfönnåga, och på grund av att polyuretaniöreningen ej är kladdig eller klibbig fäster ej bollen vid handens fingrar.

Medan en träningsanordning har visats, vilken innefattar sfäriska och cylindriska former, år det dock uppenbart att polyuretankompositionen lätt kan ges ett stort antal olika andra former och konfigurationer beroende på den typ av träning som önskas. Såsom angetts ovan kan formuleringen varieras för att ge progressiva intervall av komprimerbarhet, såsom anges i Tabell HI, hos den tillverkade anordningen för att passa antingen ett flertal användare eller tillhandahålla en erforderlig ökning av muskelutveckling, rehabilitering eller liknande.

Vidare kan anordningarna användas för andra träningsformer än just arbete av handen, på grund av kompositionens komprimerbarhet och elastiska återhämtningsiönnåga och dess avsaknad av klibbighet. På liknande sätt kan polyuretankompositionerna enligt föreliggande uppfinning utnyttjas för att tillverka andra produkter eller anordningar än träriingsartiklar.

Baserat på den ovannämnda beskrivningen bör det nu stå klart att användningen av polyuretankompositionen ifråga och anordningen som är bildad av denna såsom beskrivits 514 316 s häri tillhandahåller de ändamål som angetts ovan. Det bör också framgå klart för fackmarmen att kompositionema enligt föreliggande uppfinning kan framställas med stor variation. På liknande sätt kan polyuretankompositionerna fonnuleras för att tillhandahålla ett intervall av tryckmotstånd.

Det är därmed underförstått att alla uppenbara variationer ligger inom den patentsökta uppfinningens ram och därmed kan valet av särskilda dioler och diisocyanat, mjukgörare och liknande fastställas utan att innebörden av den uppfinning som anges och beskrivs häri frångås. Vidare skall uppfinningens omfattning innefatta alla rnodifieringar och variationer som ligger inom ramen for de bifogade kraven.

Claims (7)

10 15 20 25 30 bs14 z16ïvv Patentkrav

1. Polyuretankomposition innefattande: 140 viktdelar av en polyol, från ca 50 till 70 viktdelar av en diisocyanatfiñrening, varvid nämnda polyoler och diisocyanatfóreningar väljs fiån den grupp som består av reaktanter som kan bilda polyuretaner, fifån ca en till 30 viktprocent av en mjukgörare, baserat på polyuretankompositionens vikt och fiån 0 till ca 100 viktdelar av ett mineralhaltigt fyllmedel, baserat på 100 viktdelar av polyuretankompositionen.

2. Polyuretankomposition enligt kravet 1, vilken innefattar 140 viktdelar av nämnda polyol, 60 viktdelar av nämnda diisocyanatfiâreningen och 7 viktprocent av en mjukgörare, baserat på polyuretankompositionens vikt.

3. Polyuretankomposition enligt kravet 2, vilken innefattar 140 viktdelar av nämnda polyol, 57,5 viktdelar av nämnda diisocyanatfórening och 8 viktprocent av en mjukgörare, baserat på polyuretankompositionens vikt.

4. Polyuretankomposition, enligt kravet 2, vilken innefattar 140 viktdelar av nänmda polyol, 55 viktdelar av nämnda diisocyanatforening och 9 viktprocent av en mj ukgörare, baserat på polyuretankompositionens vikt.

5. Polyuretankomposition enligt kravet 2, vilken innefattar 140 viktdelar av nänmda polyol, 53 viktdelar av nämnda diisocyanatfcirening och 10 viktprocent av en mjukgörare, baserat på polyuretarilrompositionens vikt.

6. Polyuretarilcomposition enligt kravet 1, varvid nänmda mineralhaltiga fyllrnedel väljs från den grupp som består av kalciumkarbonat och leror.

7. Polyuretankomposition enligt något av lqaven 1-6, i vilken nänmda polyol är en