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DE102005050658A1 - Process for reducing the absorption of water and water vapor and for increasing the dimensional stability of paper and paper products and use of coated paper products - Google Patents

Process for reducing the absorption of water and water vapor and for increasing the dimensional stability of paper and paper products and use of coated paper products Download PDF

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DE102005050658A1
DE102005050658A1 DE102005050658A DE102005050658A DE102005050658A1 DE 102005050658 A1 DE102005050658 A1 DE 102005050658A1 DE 102005050658 A DE102005050658 A DE 102005050658A DE 102005050658 A DE102005050658 A DE 102005050658A DE 102005050658 A1 DE102005050658 A1 DE 102005050658A1
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dispersion
paper
reactive material
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cellulose fibers
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Withdrawn
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DE102005050658A
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German (de)
Inventor
Simon Dr. Champ
Roland Dr. Ettl
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BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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Publication date
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Priority to BRPI0616932A priority patent/BRPI0616932A2/en
Priority to PCT/EP2006/067304 priority patent/WO2007045587A1/en
Priority to US12/067,818 priority patent/US20080264587A1/en
Priority to CA002625075A priority patent/CA2625075A1/en
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung der Absorption von Wasser und Wasserdampf und zur Erhöhung der Dimensionsstabilität von Papier und Papierprodukten durch Behandlung mit einer wässrigen Lösung und/oder Dispersion mindestens eines reaktiven Materials, das mit sich selbst und/oder Cellulosefasern unter Vernetzung reagiert, wobei man Cellulosefasern oder ein daraus durch Entwässern auf einem Sieb erhaltenes Papierprodukt komprimiert, das komprimierte Papierprodukt dann mit einer wässrigen Lösung und/oder Dispersion des reaktiven Materials in Kontakt bringt, unter weiterer Einwirkung der wässrigen Lösung und/oder Dispersion die Kompression aufhebt, das Papierprodukt trocknet und vernetzt, sowie Verwendung der so erhältlichen beschichteten Papierprodukte und/oder der daraus durch Zerfasern herstellbaren beschichteten Cellulosefasern als Zusatz zu thermoplastischen Kunststoffen und als Zusatz zu thermisch härtbaren Kunststoffen.The invention relates to a method for reducing the absorption of water and water vapor and for increasing the dimensional stability of paper and paper products by treatment with an aqueous solution and / or dispersion of at least one reactive material which reacts with itself and / or cellulose fibers with crosslinking, wherein cellulose fibers or a paper product obtained therefrom by dewatering on a sieve is compressed, the compressed paper product is then brought into contact with an aqueous solution and / or dispersion of the reactive material, the compression is released under further action of the aqueous solution and / or dispersion, the paper product is dried and crosslinked, and the use of the coated paper products obtainable in this way and / or the coated cellulose fibers which can be produced therefrom by defibration as an additive to thermoplastics and as an additive to thermosetting plastics.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Verminderung der Absorption von Wasser und Wasserdampf und zur Erhöhung der Dimensionsstabilität von Papier und Papierprodukten durch Behandlung mit einer wässrigen Lösung und/oder Dispersion mindestens eines reaktiven Materials, das mit sich selbst und/oder den Cellulosefasern unter Vernetzung reagiert, und Erhitzen der behandelten Materialien auf eine Temperatur, bei der eine Trocknung und Vernetzung erfolgt sowie die Verwendung beschichteten Papierprodukte und/oder der daraus durch Zerfasern herstellbaren beschichteten Cellulosefasern als Zusatz zu thermoplastischen Kunststoffen und als Zusatz zu thermisch härtbaren Kunststoffen.The The invention relates to methods for reducing the absorption of Water and water vapor and to increase the dimensional stability of paper and paper products by treatment with an aqueous solution and / or dispersion at least a reactive material containing itself and / or the cellulose fibers reacting under cross-linking, and heating the treated materials to a temperature at which drying and crosslinking occurs and the use of coated paper products and / or the resulting Fibers produced coated cellulose fibers as an additive to thermoplastics and as an additive to thermally curable Plastics.

Aus der Veröffentlichung "Treatment of timber with water soluble dimethylol resins to improve the dimensional stability and durability", erschienen in Wood Science and Technology 1993, Seiten 347–355, ist es bekannt, zur Verbesserung der Schwind- und Quelleigenschaften von Holz sowie des Widerstandes gegen Pilze und Insekten dieses mit einem Imprägniermittel zu behandeln, das aus einer wässrigen Lösung von Dimethyloldihydroxyethylenharnstoff (DMDHEU oder 1,3-Bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroxyimidazolidinon-2) und einem Katalysator besteht. Als Katalysatoren werden dabei Metallsalze, Zitronensäure und Aminsalze, einzeln oder in Kombination eingesetzt. Das DMDHEU wird in der wässriger Lösung in Konzentrationen zwischen 5 % bis 20 % eingesetzt. Die hinzugefügte Katalysatormenge beträgt 20 %, bezogen auf das DMDHEU. Die Imprägnierung geschieht unter Vakuum. Bei erhöhter Temperatur findet eine Reaktion des DMDHEU mit sich selbst und dem Holz statt. Diese Reaktion läuft während einer Stunde in einem Trockenofen bei Temperaturen von 80°C oder 100°C ab. Die so behandelten Holzproben weisen eine Verbesserung der Schwind- und Quelleigenschaften bis zu 75 % auf, und zwar bei Konzentrationen des DMDHEU von 20 %. Auf diese Weise wurden Holzkörper mit Abmessungen von 20 mm × 20 mm × 10 mm untersucht. Das beschriebene Verfahren lässt sich nur bei kleinen Abmessungen der Holzkörper anwenden, weil diese bei größeren Abmessungen zu Rissbildung neigen.Out the publication "Treatment of timber with water soluble dimethylol stability and durability ", published in Wood Science and Technology 1993, pages 347-355 it is known to improve shrinkage and swelling properties of wood as well as the resistance to fungi and insects this with an impregnating agent to treat that from an aqueous solution Dimethyloldihydroxyethyleneurea (DMDHEU or 1,3-bis (hydroxymethyl) -4,5-dihydroxyimidazolidinone-2) and a catalyst. As catalysts thereby metal salts, citric acid and amine salts, used singly or in combination. The DMDHEU becomes in the watery solution used in concentrations between 5% to 20%. The added amount of catalyst is 20%, based on the DMDHEU. The impregnation takes place under vacuum. At elevated Temperature finds a reaction of the DMDHEU with itself and the Wood instead. This reaction is running while one hour in a drying oven at temperatures of 80 ° C or 100 ° C. The Wood samples treated in this way have an improvement in shrinkage and swelling properties up to 75% at concentrations of the DMDHEU of 20 %. In this way were wooden bodies with dimensions of 20 mm × 20 mm × 10 mm examined. The method described can be only with small dimensions the wooden body Apply because these are larger in size tend to crack.

Aus der EP-B 0 891 244 ist es bekannt, Holzkörper aus Vollholz mit einem biologisch abbaubaren Polymer, einem Naturharz und/oder einem Fettsäureester – gegebenenfalls unter Anwendung von Vakuum und/oder Druck – zu imprägnieren. Die Imprägnierung geschieht unter erhöhten Temperaturen. Dabei werden die Poren im Holz zumindest weitgehend gefüllt und es entsteht ein Formkörper, der sowohl Holz wie auch biologisch abbaubares Polymer enthält. Eine Reaktion des Polymers mit dem Holz findet nicht statt. Mit dieser Behandlung gehen die charakteristischen Eigenschaften von Holz, die Bioabbaubarkeit sowie die mechanischen Eigenschaften nicht verloren. Die Thermoplastizität kann gesteigert werden. Je nach dem eingebrachten Polymeranteil ergibt sich eine Erhöhung der Oberflächenhärte durch die Einlagerung des Polymers in die Holzmatrix, so dass von Natur aus weiche Hölzer auch für hochwertige Fußböden geeignet sind.Out EP-B 0 891 244 it is known, solid wood body with a biodegradable polymer, a natural resin and / or a fatty acid ester - optionally using vacuum and / or pressure - to impregnate. The impregnation happens under elevated Temperatures. The pores in the wood are at least largely filled and there is a shaped body, containing both wood and biodegradable polymer. A Reaction of the polymer with the wood does not take place. With this treatment go the characteristic properties of wood, the biodegradability as well as the mechanical properties are not lost. The thermoplasticity can be increased become. Depending on the incorporated polymer content results in a increase the surface hardness through the incorporation of the polymer in the wood matrix, so by nature made of soft woods also for high quality flooring suitable are.

Aus der SE-C 500 039 ist ein Verfahren zur Härtung von Holz unter Verdichtung beschrieben, bei dem unbehandeltes Holz mit verschiedenen Aminoplastmonomeren auf Basis von Melamin und Formaldehyd mittels Vakuumdruckimprägnierung getränkt, anschließend getrocknet und in einer Presse unter Verdichtung bei erhöhter Temperatur ausgehärtet werden. Als Vernetzer werden unter anderem DMDHEU, Dimethylolharnstoff, Dimethoxymethylharnstoff, Dimethylolethylenharnstoff, Dimethylolpropylenharnstoff sowie Dimethoxymethyluron genannt. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass die natürliche Holzstruktur durch die Verdichtung verlorengeht sowie die Formaldehydemission des fertigen Holzkörpers je nach verwendetem Vernetzer relativ hoch ist.Out SE-C 500 039 is a method of hardening wood under compaction described in the untreated wood with various Aminoplastmonomeren based on melamine and formaldehyde by vacuum pressure impregnation impregnated, subsequently dried and in a press under compression at elevated temperature hardened become. As crosslinkers, inter alia, DMDHEU, dimethylolurea, Dimethoxymethylurea, dimethylolethyleneurea, dimethylolpropyleneurea and dimethoxymethyluron. This method has the disadvantage that the natural Wood structure is lost due to the compression as well as the formaldehyde emission of the finished wood body is relatively high depending on the crosslinker used.

Aus der WO 04/033171 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Holzkörpers mit erhöhter Oberflächenhärte und niedriger Formaldehydemission bekannt, wobei man einen unbehandelten Holzkörper mit einer wässrigen Lösung eines

  • A) Imprägniermittels bestehend aus einem mit einem C1-5-Alkohol, einem Polyol oder deren Gemischen, modifizierten 1,3-Bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroxyimidazolidinon-2, und
  • B) eines Katalysators aus der Gruppe der Ammonium- oder Metallsalze, organischen oder anorganischen Säuren oder deren Gemische,
imprägniert, trocknet und anschließend bei erhöhter Temperatur aushärtet.From WO 04/033171 a method for producing a wood body with increased surface hardness and low formaldehyde emission is known, wherein an untreated wood body with an aqueous solution of a
  • A) impregnating agent consisting of a with a C 1-5 alcohol, a polyol or mixtures thereof, modified 1,3-bis (hydroxymethyl) -4,5-dihydroxyimidazolidinon-2, and
  • B) a catalyst from the group of ammonium or metal salts, organic or inorganic acids or mixtures thereof,
impregnated, dried and then cured at elevated temperature.

Nach dem aus der WO 04/033170 bekannten Verfahren wird die Dauerhaftigkeit, Dimensionsstabilität und Oberflächenhärte eines Holzkörpers verbessert, indem man einen Holzkörper mit einer 1 bis 50 gew.-%igen wässrigen Lösung eines Imprägniermittels aus einem Stoff der Gruppe A und/oder mindestens einem Stoff der Gruppe B und mindestens einem Stoff der Gruppe C als Katalysator imprägniert, das Imprägniermittel anschließend unter feuchten Bedingungen unter Vermeidung einer Trocknung zur Reaktion mit sich selbst und dem Holz bringt. Als Imprägniermittel kommen beispielsweise Dimethyloldihydroxyethylenharnstoff (DMDHEU), Harnstoff-Glyoxal-Addukte und Harnstoff-Formaldehyd-Addukte in Betracht. Geeignete Katalysatoren sind z.B. Magnesiumchlorid, Zinkchlorid, Ammoniummchlorid oder Säuren wie Ameisensäure, Maleinsäure, Salzsäure oder Schwefelsäure.According to the known from WO 04/033170 method, the durability, dimensional stability and surface hardness of a wood body is improved by a wood body with a 1 to 50 wt .-% aqueous solution of an impregnating agent from a group A material and / or at least ei A substance of group B and at least one substance of group C impregnated as a catalyst, the impregnating agent then brings under moist conditions while avoiding drying to react with itself and the wood. Suitable impregnating agents are, for example, dimethyloldihydroxyethyleneurea (DMDHEU), urea-glyoxal adducts and urea-formaldehyde adducts. Suitable catalysts are, for example, magnesium chloride, zinc chloride, ammonium chloride or acids such as formic acid, maleic acid, hydrochloric acid or sulfuric acid.

Aus der WO 2004/025019 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Austausch einer in Fasern enthaltenen Flüssigkeit durch eine andere Flüssigkeit bekannt. Hierbei geht man in der Weise vor, dass man einen Faserkuchen so weit auspresst, dass eine beträchtliche Menge der Flüssigkeit, die in den Fasern vorhanden ist, in den Raum zwischen den Fasern übergeht, während des Kompressionsschritts die andere Flüssigkeit, die die erste Flüssigkeit ersetzen soll, in den komprimierten Faserkuchen dosiert, so dass die erste Flüssigkeit aus dem Raum zwischen den Fasern entfernt wird, und anschließend unter weiterer Einwirkung der anderen Flüssigkeit, die die erste Flüssigkeit ersetzen soll, den Faserkuchen entspannt, wobei weitere Ersatzflüssigkeit aufgenommen wird. Als Ersatzflüssigkeit werden Flüssigreiniger, chemische Behandlungsmittel, flüssige Säuren oder Basen, Bleichmittel, Delignifizierungsmittel, Katalysatoren, Komplexbildner, Fluoreszenzindikatoren, Metallionen, kationische oder anionische Polymere, Farbmittel und anorganische Substanzen genannt. Mit Hilfe des bekannten Verfahrens ist es beispielsweise möglich, Ligninbestandteile aus Cellulosefasern zumindest teilweise zu entfernen und so eine Pulpe mit einer besseren und einheitlicheren Qualität herzustellen.Out WO 2004/025019 is a method and an apparatus for replacement a liquid contained in fibers through another liquid known. This is done in such a way that you have a fiber cake squeezes so far that a considerable amount of the liquid, which is present in the fibers, merges into the space between the fibers, while of the compression step the other liquid containing the first liquid replace, dosed in the compressed fiber cake, leaving the first liquid out the space between the fibers is removed, and then under further action of the other liquid containing the first liquid replace, the fiber cake relaxed, with added replacement liquid becomes. As a replacement fluid become liquid cleaners, chemical treatment agent, liquid acids or bases, bleaching agents, delignification agents, catalysts, Complexing agents, fluorescence indicators, metal ions, cationic or anionic polymers, colorants and inorganic substances called. For example, with the aid of the known method possible, At least partially remove lignin components from cellulose fibers and to produce a pulp with a better and more consistent quality.

Cellulosefasern sowie daraus hergestellte Papierprodukte wie Papier, Pappe und Karton nehmen leicht Wasser und auch Wasserdampf aus der Luft auf. Dadurch werden jedoch die Dimensionsstabilität und die mechanische Stabilität der Cellulosefasern und der Papierprodukte in unerwünschtem Maße erniedrigt. Um die Wasseraufnahme von Papierprodukten zu erniedrigen, kann man beispielsweise bei ihrer Herstellung dem Papierstoff ein Nassfestmittel zusetzen. Bekannte Nassfestmittel sind beispielsweise Harnstoff-Formaldehyd-Harze, die neben der Naßfestigkeit auch die Trockenfestigkeit des Papiers erhöhen (vgl. EP-A 0 123 196 und US 3,275,605 ), Melamin-Formaldehyd-Harze (DE-B 10 90 078) oder andere handelsübliche Produkte z.B. mit Epichlorhydrin vernetzte Kondensationsprodukte aus Polyamidoaminen wie die Marken Luresin® (BASF Aktiengesellschaft).Cellulose fibers and paper products made from them, such as paper, cardboard and cardboard, easily absorb water and also water vapor from the air. However, this undesirably lowers the dimensional stability and mechanical stability of the cellulosic fibers and the paper products. In order to lower the water absorption of paper products, it is possible, for example, to add a wet strength agent to the paper stock during its production. Known wet strength agents are, for example, urea-formaldehyde resins which, in addition to the wet strength, also increase the dry strength of the paper (cf EP-A 0 123 196 and US Pat US 3,275,605 ), Melamine-formaldehyde resins (DE-B 10 90 078) or other commercially available products, for example crosslinked with epichlorohydrin condensation products of polyamidoamines as the brands Luresin ® (BASF Aktiengesellschaft).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verminderung der Absorption von Wasser und Wasserdampf und zur Erhöhung der Dimensionsstabilität von Papier und Papierprodukten wie Pappe und Karton zur Verfügung zu stellen.Of the Invention is based on the object, a method for reducing the absorption of water and water vapor and increase the dimensional stability of paper and paper products such as cardboard and cardboard too put.

Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß gelöst mit einem Verfahren zur Verminderung der Absorption von Wasser und Wasserdampf und zur Erhöhung der Dimensionsstabilität von Papier und Papierprodukten durch Behandlung mit einer wässrigen Lösung und/oder Dispersion mindestens eines reaktiven Materials, das mit sich selbst und/oder Cellulosefasern unter Vernetzung reagiert, und Erhitzen der behandelten Materialien auf eine Temperatur, bei der eine Trocknung und Vernetzung erfolgt, wenn man Cellulosefasern oder ein daraus durch Entwässern auf einem Sieb erhaltenes Papierprodukt zunächst komprimiert, das komprimierte Papierprodukt dann mit einer wässrigen Lösung und/oder Dispersion des reaktiven Materials in Kontakt bringt, unter weiterer Einwirkung der wässrigen Lösung und/oder Dispersion die Kompression aufhebt und das Papierprodukt trocknet und vernetzt. Die Vernetzung der reaktiven Materialien erfolgt beispielsweise bei Temperaturen oberhalb von 30°C, beispielsweise in dem Temperaturbereich von 35 bis 200°C. Das Verfahren kann kontinuierlich und auch diskontinuierlich durchgeführt werden.The The object of the invention is achieved by a method for Reduction of the absorption of water and steam and to increase the dimensional stability of paper and paper products by treatment with an aqueous solution and / or dispersion of at least one reactive material with reacting themselves and / or cellulose fibers with crosslinking, and heating the treated materials to a temperature at drying and crosslinking takes place when cellulose fibers or a result of dehydration on a screen obtained paper product first compressed, the compressed Paper product then with an aqueous solution and / or dispersion of the reactive material brings under further action of the aqueous solution and / or dispersion releases the compression and the paper product dries and crosslinks. The networking of reactive materials For example, at temperatures above 30 ° C, for example in the temperature range from 35 to 200 ° C. The process can be continuous and also be carried out batchwise.

Bevorzugt ist eine Arbeitsweise, wobei man Cellulosefasern, die mindestens 50 Gew.-% an Frischfasern enthalten oder ein daraus durch Entwässern auf einem Sieb erhaltenes Papierprodukt mit einem Wassergehalt von jeweils mindestens 0,7 g Wasser pro g trockene Cellulosefasern zunächst unter einem Druck von mindestens 2,1 MPa komprimiert, das komprimierte Papierprodukt dann mit einer wässrigen Lösung und/oder Dispersion des reaktiven Materials in Kontakt bringt, unter weiterer Einwirkung der wässrigen Lösung und/oder Dispersion die Kompression aufhebt, das Papierprodukt trocknet und zur Vernetzung auf eine Temperatur in dem Bereich von 70 bis 200°C erhitzt.Prefers is a way of working by using cellulose fibers that are at least Contain 50 wt .-% of virgin fibers or a by dehydration a sieve obtained paper product with a water content of each at least 0.7 g of water per g of dry cellulose fibers initially below compressed to a pressure of at least 2.1 MPa, the compressed Paper product then with an aqueous solution and / or dispersion of the reactive material brings under further action of the aqueous solution and / or dispersion releases the compression, the paper product dries and for crosslinking to a temperature in the range of 70 to Heated to 200 ° C.

Die wässrige Lösung und/oder Dispersion enthält beispielsweise als reaktives Material mindestens ein thermisch härtbares Bindemittel aus der Gruppe der Harnstoff-Formaldehyd-Addukte, Harnstoff-Glyoxal-Addukte, Melamin-Formaldehyd-Addukte, Phenol-Formaldehyd-Addukte, Ein- und Zweikomponentensysteme auf Basis von Epoxidharzen, Polyurethanen oder Isocyanaten, Polyacrylate, Polymethacrylate, Styrol-(Meth)Acrylat-Copolymerisat-Dispersionen und/oder Styrol-Butadien-(Meth)Acrylsäure-Copolymerisat-Dispersionen. In manchen Fällen ist der Einsatz von Mischungen aus mindestens zwei reaktiven Materialien von Interesse z.B. Mischungen von Melamin/Harnstoff-Formaldehyd-Kondensaten. Die reaktiven Materialien können als wässrige Lösung oder als wässrige Dispersion vorliegen. Hierbei sind Übergänge zwischen Lösung und Dispersion möglich. Wenn man Dispersionen einsetzt, so liegt beispielsweise der mittlere Teilchendurchmesser der in Wasser dispergierten Polymerteilchen unterhalb von 1 μm, vorzugsweise unterhalb von 500 nm und meisten in dem Bereich von 10 bis 100 nm.The aqueous solution and / or dispersion contains, for example, as a reactive material at least one thermally curable binder from the group of urea-formaldehyde adducts, urea-glyoxal adducts, melamine-formaldehyde adducts, phenol-formaldehyde adducts, one- and two-component systems Base of epoxy resins, polyurethanes or isocyanates, polyacrylates, polymethacrylates, Sty polyol (meth) acrylate copolymer dispersions and / or styrene-butadiene (meth) acrylic acid copolymer dispersions. In some cases, the use of mixtures of at least two reactive materials is of interest, for example, mixtures of melamine / urea-formaldehyde condensates. The reactive materials may be present as an aqueous solution or as an aqueous dispersion. In this case, transitions between solution and dispersion are possible. When using dispersions, for example, the average particle diameter of the polymer particles dispersed in water is below 1 μm, preferably below 500 nm and most in the range of 10 to 100 nm.

Die wässrige Lösung und/oder Dispersion enthält somit beispielsweise eine Gruppe eines reaktiven, vernetzbaren Materials, das aus

  • (i) mindestens einer reaktiven Substanz, die ein Polymer bildet,
  • (ii) gegebenenfalls mindestens einem C1-5-Alkohol, mindestens einem Polyol oder deren Gemischen und
  • (iii) mindestens einem Katalysator
bestehen kann.The aqueous solution and / or dispersion thus contains, for example, a group of a reactive, crosslinkable material which consists of
  • (i) at least one reactive substance which forms a polymer,
  • (ii) optionally at least one C 1-5 -alcohol, at least one polyol or mixtures thereof and
  • (iii) at least one catalyst
can exist.

Beispiele für (i) eine reaktive Substanz, die ein Polymer bildet, sind Harnstoff-Glyoxal-Addukte und deren Derivate, z.B. 1,3-Bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroxyimidazolidinon-2 (nachstehend "DMDHEU" genannt). Beim Imprägnieren kann es entweder allein oder zusammen mit (ii) mindestens einem C1-5-Alkohol, einem Polyol oder deren Gemischen eingesetzt werden. Falls man 1,3-Bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroxyimidazolidinon-2 zusammen mit einem Alkohol und/oder einem Polyol als Imprägniermittel einsetzt, entstehen entsprechend modifizierte 1,3-Bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroxyimidazolidinone-2 (nachstehend "mDMDHEU" genannt). Solche Verbindungen sind beispielsweise aus der US 4,396,391 und der WO 98/29393 bekannt. Dabei handelt es sich um Umsetzungsprodukte von 1,3-Bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroxyimidazolidinon-2 mit mindestens einem C1-5-Alkohol, mindestens einem Polyol oder deren Gemischen.Examples of (i) a reactive substance forming a polymer are urea-glyoxal adducts and their derivatives, eg, 1,3-bis (hydroxymethyl) -4,5-dihydroxyimidazolidinone-2 (hereinafter called "DMDHEU"). In the impregnation, it may be used either alone or together with (ii) at least one C 1-5 alcohol, a polyol or mixtures thereof. If 1,3-bis (hydroxymethyl) -4,5-dihydroxyimidazolidinone-2 is used together with an alcohol and / or a polyol as impregnating agent, correspondingly modified 1,3-bis (hydroxymethyl) -4,5-dihydroxyimidazolidinone-2 are formed (hereinafter referred to as "mDMDHEU"). Such compounds are for example from the US 4,396,391 and WO 98/29393. These are reaction products of 1,3-bis (hydroxymethyl) -4,5-dihydroxyimidazolidinone-2 with at least one C 1-5 -alcohol, at least one polyol or mixtures thereof.

Zu den Verbindungen der Gruppe (ii) gehören C1-5-Alkohole beispielsweise Methanol, Ethanol, n-Propanol, iso-Propanol, n-Butanol, Isobutanol, tert.-Butanol und n-Pentanol, bevorzugt ist Methanol, sowie Polyole wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, 1,2- und 1,3-Propylenglykol, 1,2-, 1,3-, und 1,4-Butylenglykol, Glycerin, Trimethylolpropan und Polyalkylenglykole wie Polyethylenglykol, Polypropylenglykol, Blockcopolymerisate aus Ethylenglykol und Propylenglykol. Bevorzugt sind Polyethylenglykole der Formel HO(CH2CH2O)nH mit n von 3 bis 20 und Diethylenglykol.The compounds of group (ii) include C 1-5 -alcohols, for example, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, tert-butanol and n-pentanol, preferably methanol, and polyols, such as Ethylene glycol, diethylene glycol, 1,2- and 1,3-propylene glycol, 1,2-, 1,3- and 1,4-butylene glycol, glycerol, trimethylolpropane and polyalkylene glycols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, block copolymers of ethylene glycol and propylene glycol. Preference is given to polyethylene glycols of the formula HO (CH 2 CH 2 O) n H where n is from 3 to 20 and diethylene glycol.

Um modifiziertes 1,3-Bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroxyimidazolidinon-2 (mDMDHEU) herzustellen, werden DMDHEU und der einwertige Alkohol und/oder das Polyol gemischt, wobei der einwertige Alkohol und/oder das Polyol in einer Menge von je 0,1 bis 2,0 Moläquivalenten, bezogen auf DMDHEU, eingesetzt werden. Die Mischung aus DMDHEU, einwertigem Alkohol und/oder Polyol wird beispielsweise bei Temperaturen von 20 bis 70°C und einem pH-Wert von 1 bis 2,5 umgesetzt, wobei der pH-Wert nach der Umsetzung auf 4 bis 8 eingestellt wird.Around modified 1,3-bis (hydroxymethyl) -4,5-dihydroxyimidazolidinone-2 (mDMDHEU) become DMDHEU and monohydric alcohol and / or the polyol mixed, wherein the monohydric alcohol and / or the polyol in an amount of 0.1 to 2.0 molar equivalents, based on DMDHEU, be used. The mixture of DMDHEU, monohydric alcohol and / or polyol is, for example, at temperatures of 20 to 70 ° C and reacted at a pH of 1 to 2.5, wherein the pH after the Conversion is set to 4 to 8.

Unter (i) einer reaktiven Substanz, die ein Polymer bildet, sind sowohl Harnstoff Formaldehyd-Addukte als auch Harnstoff-Glyoxal-Addukte sowie jeweils deren Derivate zu verstehen. Folgende Verbindungen seien beispielhaft genannt: Dimethylolharnstoff, Bis(methoxymethyl)harnstoff, Tetramethylolacetylendiharnstoff, Methylolmethylharnstoff sowie 1,3-Dimethyl-4,5-dihydroxyimidazolidinon-2, 1,3-Bis(hydroxymethyl)imidazolidinon-2 oder deren Gemische. Auch diese Verbindungen der Gruppe (i) können gegebenenfalls in Gegenwart von (ii) mindestens einem C1-5-Alkohol, mindestens einem Polyol oder deren Gemischen als Imprägniermittel eingesetzt werden. Geeignete Alkohole und Polyole wurden oben bereits genannt. Bevorzugt sind Methanol, Diethylenglykol oder deren Gemische.Under (i) a reactive substance which forms a polymer, both urea formaldehyde adducts and urea-glyoxal adducts and their derivatives are to be understood. The following compounds may be mentioned as examples: dimethylolurea, bis (methoxymethyl) urea, tetramethylolacetylenediurea, methylolmethylurea and 1,3-dimethyl-4,5-dihydroxyimidazolidinone-2, 1,3-bis (hydroxymethyl) imidazolidinone-2 or mixtures thereof. These compounds of group (i) can be used as impregnating agent optionally in the presence of (ii) at least one C 1-5 alcohol, at least one polyol or mixtures thereof. Suitable alcohols and polyols have already been mentioned above. Preference is given to methanol, diethylene glycol or mixtures thereof.

Die wässrige Imprägniermittellösung enthält die reaktiven Verbindungen der Gruppe (i) und die Verbindungen der Gruppe (ii) beispielsweise in einer Konzentration von 1 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 60 Gew.-% und insbesondere 20 bis 60 Gew.-%. Das Imprägniermittel enthält vorzugsweise 1,3-Bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroxyimidazolidinon-2 (DMDHEU) als Verbindung der Gruppe (i).The aqueous Impregnating agent solution contains the reactive Compounds of group (i) and the compounds of group (ii) For example, in a concentration of 1 to 70 wt .-%, preferably 10 to 60 wt .-% and in particular 20 to 60 wt .-%. The impregnating agent contains preferably 1,3-bis (hydroxymethyl) -4,5-dihydroxyimidazolidinone-2 (DMDHEU) as Compound of group (i).

Das Imprägniermittel enthält außer (i) und gegebenenfalls (ii) immer einen Katalysator (iii). Geeignete Katalysatoren (iii) sind beispielsweise Metallsalze aus der Gruppe Metallhalogenide, Metallsulfate, Metallnitrate, Metalltetrafluoroborate, Metallphosphate oder deren Gemische. Einzelne Beispiele für (iii) sind Magnesiumchlorid, Magnesiumsulfat, Zinkchlorid, Lithiumchlorid, Lithiumbromid, Bortrifluorid, Aluminiumchlorid, Aluminiumsulfat, Zinknitrat und Natriumtetrafluoroborat. Die genannten Verbindungen können entweder allein oder in Mischung als Katalysator eingesetzt werden.The impregnating contains except (i) and optionally (ii) always a catalyst (iii). Suitable catalysts (iii) are, for example, metal salts from the group of metal halides, Metal sulfates, metal nitrates, metal tetrafluoroborates, metal phosphates or their mixtures. Specific examples of (iii) are magnesium chloride, Magnesium sulfate, zinc chloride, lithium chloride, lithium bromide, boron trifluoride, Aluminum chloride, aluminum sulfate, zinc nitrate and sodium tetrafluoroborate. The compounds mentioned can either used alone or in admixture as a catalyst.

Weitere geeignete Katalysatoren (iii) sind Ammoniumsalze wie Ammoniumchlorid, Ammoniumsulfat, Ammoniumoxalat, Diammoniumphosphat oder deren Gemische. Außerdem können als Katalysator organische und/oder anorganische Säuren eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind Maleinsäure, Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Zitronensäure, Weinsäure, Oxalsäure, p-Toluolsulfonsäure, Salzsäure, Schwefelsäure, Borsäure oder deren Gemische.Further suitable catalysts (iii) are ammonium salts, such as ammonium chloride, Ammonium sulfate, ammonium oxalate, diammonium phosphate or mixtures thereof. Furthermore can used as catalyst organic and / or inorganic acids become. Examples of this are maleic acid, Formic acid, acetic acid, propionic acid, citric acid, tartaric acid, oxalic acid, p-toluenesulfonic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, boric acid or their mixtures.

Bevorzugt werden als Verbindungen der Gruppe (iii) Magnesiumchlorid, Zinkchlorid, Magnesiumsulfat, Aluminiumsulfat oder Mischungen dieser Verbindungen verwendet. Besonders bevorzugt ist Magnesiumchlorid.Prefers are compounds of group (iii) magnesium chloride, zinc chloride, Magnesium sulfate, aluminum sulfate or mixtures of these compounds used. Particularly preferred is magnesium chloride.

Der Katalysator (iii) ist beispielsweise in einer Konzentration von 0,1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,2 bis 8 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,3 bis 5 Gew.-% , bezogen auf die Komponenten (i)–(iii) des reaktiven Materials, enthalten.Of the Catalyst (iii) is, for example, in a concentration of 0.1 to 10 wt .-%, preferably 0.2 to 8 wt .-%, particularly preferably 0.3 to 5 wt .-%, based on the components (i) - (iii) of reactive material.

Von den oben beschriebenen Produkten, die Formaldehyd einkondensiert enthalten, werden insbesondere formaldehydarme Kondensationsprodukte eingesetzt. Unter formaldehydarm soll im vorliegenden Zusammenhang verstanden werden, dass die reaktiven Materialien keine wesentlichen Mengen an freiem Formaldehyd enthalten und dass auch beim Trocknen bzw. Härten der damit behandelten Cellulosefasern oder Papierprodukte keine wesentlichen Mengen an Formaldehyd freigesetzt werden. Im Allgemeinen enthalten solche reaktiven Materialien < 100 ppm Formaldehyd.From the above-described products which condenses formaldehyde contain, in particular low-formaldehyde condensation products used. Under formaldehydarm should in the present context be understood that the reactive materials are not essential Contain quantities of free formaldehyde and that also during drying or hardening none of the cellulose fibers or paper products treated therewith substantial amounts of formaldehyde are released. In general Such reactive materials contain <100 ppm formaldehyde.

Weitere reaktive Materialien, die mit sich selbst und/oder Cellulosefasern unter Vernetzung reagieren, sind formaldehydfreie, thermisch härtbare Bindemittel in Betracht. Solche Bindemittel werden z.B. in den folgenden Druckschriften beschrieben, die hiermit durch Bezugnahme zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Erfindung gemacht werden, nämlich US 4 076 917 , EP-A 0 445 578, EP-A 0 583 086, EP-A 0 651 088, WO 97/31036, Seite 4, Zeile 12 bis Seite 12, Zeile 14, WO 97/31059, Seite 2, Zeile 22 bis Seite 12, Zeile 5, WO-A-97/31060, Seite 3, Zeile 8 bis Seite 12, Zeile 36, DE-A-199 49 591, Seite 3, Zeile 5 bis Seite 7, Zeile 38, WO 01/27163, Seite 5, Zeile 34 bis Seite 22, Zeile 2 sowie die aus DE-A 199 17 965 bekannten strahlungshärtbaren Bindemittel.Other reactive materials which react with themselves and / or cellulose fibers with crosslinking are formaldehyde-free, thermally curable binder into consideration. Such binders are described, for example, in the following references, which are hereby incorporated by reference into the disclosure of the present invention, namely US 4,076,917 EP-A 0 445 578, EP-A 0 583 086, EP-A 0 651 088, WO 97/31036, page 4, line 12 to page 12, line 14, WO 97/31059, page 2, lines 22 to Page 12, line 5, WO-A-97/31060, page 3, line 8 to page 12, line 36, DE-A-199 49 591, page 3, line 5 to page 7, line 38, WO 01/27163 , Page 5, line 34 to page 22, line 2 and the radiation-curable binder known from DE-A 199 17 965.

Als thermisch härtbare Bindemittel kommen außer den Bindemitteln, die in den obengenannten Druckschriften beschrieben sind, sämtliche härtbaren Bindemittel in Betracht, die beispielsweise zur Verfestigung von Faservliesen in der Literatur beschrieben sind und/oder die für diesen Zweck in der Praxis verwendet werden wie thermisch härtbare Harze auf Basis von Phenol und Formaldehyd, die obengenannten Melamin-Formaldehyd- und Harnstoff-Formaldehyd-Harze, Harnstoff-Glyoxal-Harze sowie insbesondere formaldehydfreie Ein- und Zweikomponentensysteme auf Basis von Epoxidharzen oder Polyurethanen, Polyacrylate, Polymethacrylate, Polyvinylacetate, Styrol-Acrylat-Copolymerisat-Dispersionen, Styrol-Methacrylat-Copolymerisat-Dispersionen, Styrol-Butadien-(Meth)Acrylsäure-Copolymerisat-Dispersionen sowie Mischungen aus den genannten Dispersionen mit einer Mischung aus einer Polycarbonsäure und einem mehrwertigen Alkohol als Vernetzungskomponente.When thermally curable Binders come except the binders described in the above references are, all curable Binders considered, for example, to solidify Nonwovens are described in the literature and / or for this Purpose to be used in practice as thermosetting resins based on phenol and formaldehyde, the above-mentioned melamine-formaldehyde and Urea-formaldehyde resins, urea-glyoxal resins and in particular Formaldehyde-free one- and two-component systems based on epoxy resins or polyurethanes, polyacrylates, polymethacrylates, polyvinyl acetates, Styrene-acrylate copolymer dispersions, styrene-methacrylate copolymer dispersions, styrene-butadiene (meth) acrylic acid copolymer dispersions and mixtures of said dispersions with a mixture from a polycarboxylic acid and a polyhydric alcohol as a crosslinking component.

Beispiele für bevorzugt in Betracht kommende thermisch härtbare Bindemittel sind Mischungen aus

  • (a) einem Polymerisat, das durch radikalische Polymerisation erhältlich ist und das zu 5 bis 100 Gew.-% eines ethylenisch ungesättigten Carbonsäureanhydrids oder einer ethylenisch ungesättigten Dicarbonsäure, deren Carbonsäuregruppen eine Anhydridgruppe bilden können, einpolymerisiert enthält und
  • (b) mindestens einem Alkanolamin, das mindestens zwei Hydroxylgruppen im Molekül und/oder mindestens einem mehrwertigen Alkohol enthält.
Examples of preferably suitable thermally curable binders are mixtures of
  • (A) a polymer which is obtainable by free-radical polymerization and which contains from 5 to 100 wt .-% of an ethylenically unsaturated carboxylic acid anhydride or an ethylenically unsaturated dicarboxylic acid whose carboxylic acid groups can form an anhydride group, in copolymerized form, and
  • (B) at least one alkanolamine containing at least two hydroxyl groups in the molecule and / or at least one polyhydric alcohol.

Spezifische Beispiele für solche Mischungen sind ca. 40 bis 60 Gew.-% Feststoffe enthaltende wässrige Lösungen und/oder Dispersionen eines Copolymerisates aus 80 Gew.-% Acrylsäure und 20 Gew.-% Maleinsäure einer Molmasse Mw von 15 000 bis 900 000 in Kombination mit Triethanolamin oder wässrige Lösungen eines Copolymerisates aus 55 Gew.-% Acrylsäure und 45 Gew.-% Maleinsäure in Kombination mit Triethanolamin. Diese Bindemittel können gegebenenfalls einen Veresterungskatalysator und/oder eine gebundenen Phosphor enthaltende Verbindung wie hypophosphorige Säure als Reaktionsbeschleuniger.Specific examples of such mixtures are aqueous solutions containing about 40 to 60% by weight of solids and / or dispersions of a copolymer of 80% by weight of acrylic acid and 20% by weight of maleic acid having a molecular weight M w of 15,000 to 900,000 μm Combination with triethanolamine or aqueous solutions of a copolymer of 55% by weight of acrylic acid and 45% by weight of maleic acid in combination with triethanolamine. These binders may optionally contain an esterification catalyst and / or a bound phosphorus-containing compound such as hypophosphorous acid as a reaction accelerator.

Das oben beschriebene Copolymerisat (a) kann beispielsweise auch aufgebaut sein aus

  • – 50 bis 99,5 Gew.-% mindestens einer ethylenisch ungesättigten Mono- oder Dicarbonsäure,
  • – 0,5 bis 50 Gew.-% wenigstens einer ethylenisch ungesättigten Verbindung aus der Gruppe der Ester von ethylenisch ungesättigten Monocarbonsäuren und den Monoestern und den Diestern ethylenisch ungesättigter Dicarbonsäuren mit einem mindestens eine Hydroxylgruppe aufweisenden Amin und
  • – bis zu 20 Gew.-% eines anderen Monomeren.
The copolymer (a) described above may, for example, also be composed of
  • From 50 to 99.5% by weight of at least one ethylenically unsaturated mono- or dicarboxylic acid,
  • From 0.5 to 50% by weight of at least one ethylenically unsaturated compound from the group of esters of ethylenically unsaturated monocarboxylic acids and the monoesters and the diesters of ethylenically unsaturated dicarboxylic acids having at least one hydroxyl-containing amine and
  • - Up to 20 wt .-% of another monomer.

Thermisch härtbare, wässrige Zusammensetzungen, die mindestens ein Copolymerisat (a) und mindestens ein Alkanolamin bzw. höherfunktionelles β-Hydroxyalkylamin und/oder mindestens einen mehrwertigen Alkohol enthalten, können gegebenenfalls noch zusätzlich mindestens ein Tensid enthalten.thermal curable aqueous Compositions containing at least one copolymer (a) and at least an alkanolamine or higher functional β-hydroxyalkylamine and / or at least one polyhydric alcohol may optionally Additionally contain at least one surfactant.

Weitere thermisch härtbare Bindemittel basieren auf wässrigen Mischungen von

  • – Polycarbonsäuren wie Polyacrylsäure, Polymethacrylsäure, Copolymerisaten aus Acrylsäure und Maleinsäure, Copolymerisaten aus Methacrylsäure und Maleinsäure, Copolymerisaten aus Ethylen und Maleinsäure, Styrol und Maleinsäure, oder Copolymerisaten aus Acrylsäure oder Methacrylsäure und Estern von Acryl- oder Methacrylsäure mit vorzugsweise einwertigen 1 bis 24 C-Atome enthaltenden Alkoholen, wobei die Polycarbonsäuren einen K-Wert von 50 bis 100 (gemessen in nicht neutralisierter Form der Polycarbonsäuren nach H. Fikentscher in Dimethylformamid bei 25°C und einer Polymerkonzentration von 0,1 Gew.-%) und
  • – mehrwertigen Alkoholen wie Trimethylolpropan, Glycerin, 2-Hydroxymethylbutandiol-1,4 oder Polyvinylalkohol und/oder mehrwertigen Aminen und/oder Alkanolaminen.
Other thermally curable binders are based on aqueous mixtures of
  • Polycarboxylic acids such as polyacrylic acid, polymethacrylic acid, copolymers of acrylic acid and maleic acid, copolymers of methacrylic acid and maleic acid, copolymers of ethylene and maleic acid, styrene and maleic acid, or copolymers of acrylic acid or methacrylic acid and esters of acrylic or methacrylic acid with preferably monohydric 1 to 24 C Atoms containing alcohols, wherein the polycarboxylic acids have a K value of 50 to 100 (measured in non-neutralized form of the polycarboxylic acids by H. Fikentscher in dimethylformamide at 25 ° C and a polymer concentration of 0.1 wt .-%) and
  • - polyhydric alcohols such as trimethylolpropane, glycerol, 2-hydroxymethylbutanediol-1,4 or polyvinyl alcohol and / or polyhydric amines and / or alkanolamines.

Polycarbonsäuren, mehrwertige Alkohole, Alkanolamine und mehrwertige Amine werden bevorzugt in solchen Mengen eingesetzt, dass die Anzahl der Säurefunktion der Gesamtzahl aus alkoholischen Hydroxyl- und Aminfunktionen äquivalent ist, vgl. EP-A 0 445 578. Außerdem eignen sich vernetzbare Materialien, die aus einer wässrigen Lösung einer Polycarbonsäure (Homo- oder Copolymerisat) vorzugsweise mit einer Molmasse Mw von 10000 oder darunter und einem Polyol wie Triethanolamin bestehen und bei denen das Verhältnis der Äquivalente von Hydroxylgruppen zu Äquivalenten von Carboxylgruppen in dem Bereich von 0,4 : 1 bis 1,0 : 1 beträgt, vgl. EP-A 0 990 727.Polycarboxylic acids, polyhydric alcohols, alkanolamines and polyhydric amines are preferably used in amounts such that the number of acid function of the total number of alcoholic hydroxyl and amine functions is equivalent, see. EP-A 0 445 578. Also suitable are crosslinkable materials which consist of an aqueous solution of a polycarboxylic acid (homopolymer or copolymer) preferably having a molecular weight M w of 10,000 or lower and a polyol such as triethanolamine and in which the ratio of the equivalents of Hydroxyl groups to equivalents of carboxyl groups in the range of 0.4: 1 to 1.0: 1, cf. EP-A 0 990 727.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden mit besonderem Vorteil als reaktive Materialien Bindemittel eingesetzt, die unter dem Warenzeichen Acrodur® von BASF Aktiengesellschaft vertrieben werden. Ein Beispiel hierfür ist eine wässrige Styrol-Acrylat-Polymerdispersion, die mit einer Polycarbonsäure und einem mehrwertigen Alkohol als Vernetzungskomponente modifiziert ist. Es vernetzt bereits bei einer Temperatur von 130°C. Um jedoch hohe Produktionsgeschwindigkeiten zu erzielen, führt man die Vernetzung bevorzugt bei Temperaturen von 180 bis 200°C durch. Ein weiteres formaldehydfreies Bindemittel ist beispielsweise als farblose bis leicht gelbliche, klare, wässrige Lösung einer modifizierten Polycarbonsäure mit einem mehrwertigen Alkohol als Vernetzungskomponente im Handel erhältlich. Es vernetzt z.B. bei Trocknungstemperaturen von ca. 160 bis 180°C.In the method according to the invention binders are used with particular advantage as reactive materials, which are sold under the trademark Acrodur ® by BASF Aktiengesellschaft. An example of this is an aqueous styrene-acrylate polymer dispersion modified with a polycarboxylic acid and a polyhydric alcohol crosslinking component. It already cross-links at a temperature of 130 ° C. However, in order to achieve high production rates, the crosslinking is preferably carried out at temperatures of 180 to 200 ° C. Another formaldehyde-free binder is commercially available, for example, as a colorless to slightly yellowish, clear, aqueous solution of a modified polycarboxylic acid with a polyhydric alcohol as crosslinking component. It cross-links eg at drying temperatures of approx. 160 to 180 ° C.

Besonders bevorzugt sind formaldehydfreie reaktive Materialien, die mindestens eine Polycarbonsäure und mindestens einen mehrwertigen Alkohol und/oder Alkanolamin oder mehrwertiges Amin enthalten. Zusammensetzungen, die diese reaktiven Mittel enthalten, können gegebenenfalls noch weitere formaldehydfreie Polymere enthalten, z.B. Polyacrylate, die unter dem Warenzeichen Acronal® von BASF Aktiengesellschaft vertrieben werden. Die zum Imprägnieren eingesetzten wässrigen Lösungen und/oder Dispersionen eines reaktiven Materials enthalten das reaktive Material beispielsweise in einer Menge von 1 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 60 Gew.-% und meistens 30 bis 50 Gew.-%.Particularly preferred are formaldehyde-free reactive materials containing at least one polycarboxylic acid and at least one polyhydric alcohol and / or alkanolamine or polyhydric amine. Compositions containing these reactive agents, may optionally contain additional formaldehyde-free polymers, for example polyacrylates, sold under the trade name Acronal ® from BASF Aktiengesellschaft. The aqueous solutions and / or dispersions of a reactive material used for impregnation contain the reactive material, for example, in an amount of 1 to 70 wt .-%, preferably 10 to 60 wt .-% and usually 30 to 50 wt .-%.

Unter Papierprodukten sollen im Rahmen der Erfindung beispielsweise Papier selbst sowie Pappe und Karton verstanden werden. Für das erfindungsgemäße Verfahren kann man von Cellulosefasern aller Art ausgehen, sowohl von natürlichen wie auch von zurückgewonnenen Fasern, insbesondere von Fasern aus Altpapier, die jedoch nur in Mischung mit frischen Fasern (virgin fibers) eingesetzt werden. Unter frischen Fasern bzw. Frischfasern sollen Cellulosefasern verstanden werden, die bisher noch nicht zu einem Papierprodukt verarbeitet worden sind oder die noch nicht getrocknet wurden. In Fasermischungen aus Frischfasern und Altpapierfasern beträgt die Menge an Frischfasern beispielsweise mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 70 Gew.-%. In der besonders bevorzugten Verfahrensvariante geht man von einer Pulpe aus, die 100% Frischfasern enthält. Als Faserstoffe zur Herstellung der Pulpen kommen sämtliche dafür gebräuchlichen Qualitäten in Betracht, z.B. Holzstoff, gebleichter und ungebleichter Zellstoff sowie Papierstoffe aus allen Einjahrespflanzen. Zu Holzstoff gehören beispielsweise Holzschliff, thermomechanischer Stoff (TMP), chemo-thermomechanischer Stoff (CTMP), Druckschliff, Halbzellstoff, Hochausbeute-Zellstoff und Refiner Mechanical Pulp (RMP). Als Zellstoff kommen beispielsweise Sulfat-, Sulfit- und Natronzellstoffe in Betracht. Vorzugsweise verwendet man ungebleichten Zellstoff, der auch als ungebleichter Kraftzellstoff bezeichnet wird. Geeignete Einjahrespflanzen zur Herstellung von Papierstoffen sind beispielsweise Reis, Weizen, Zuckerrohr und Kenaf.Under Paper products are intended in the context of the invention, for example, paper itself as well as cardboard and cardboard. For the inventive method One can start from cellulose fibers of all kinds, both natural ones as well as recovered Fibers, in particular fibers from waste paper, but only in Blended with virgin fibers. By fresh fibers or virgin fibers are meant cellulose fibers which has not yet been processed into a paper product or not yet dried. In fiber mixtures from fresh fibers and recovered paper fibers is the amount of virgin fibers for example at least 50% by weight, preferably at least 70% Wt .-%. In the particularly preferred process variant, one goes from a pulp containing 100% fresh fibers. As fibrous materials for the production the pulp comes all for it in use qualities into consideration, e.g. Wood pulp, bleached and unbleached pulp and pulps from all annual plants. For example, wood pulp includes Wood pulp, thermo-mechanical pulp (TMP), chemo-thermo-mechanical Fabric (CTMP), pressure ground, semi-pulp, high yield pulp and refiner Mechanical pulp (RMP). As pulp, for example, sulphate, Sulfite and soda pulps into consideration. Preferably used unbleached pulp, also called unbleached kraft pulp referred to as. Suitable annual plants for the production of Paper stocks include rice, wheat, sugar cane and kenaf.

Frischfasern weisen im Gegensatz zu getrockneten Cellulosefasern eine hohe Porosität auf, vgl. W. Gindl, F. Zargar-Yaghubi und R. Wimmer, Bioresource Technology 87, 325–330 (2003). Betrachtet man eine Ansammlung von feuchten Cellulosefasern, so findet man das Wasser sowohl zwischen den einzelnen Cellulosefasern als auch im Inneren der Cellulosefasern. Eine wässrige Aufschlämmung von Cellulosefasern wird bei der Entwässerung auf dem Sieb einer Papiermaschine so weit gepresst, dass die daraus gebildeten Blätter zwischen 0,7 und 1,0 g Wasser pro g trockene Cellulosefa sern enthalten, vgl. G.V. Laivins und A.M. Scallan, TAPPI Proceedings, Engineering Conference, Book 2, 741–747 (1993). Auch nach dem Pressen z.B. mit Hilfe einer Leimpresse, befindet sich Wasser in den Faserzwischenräumen und im Inneren der Cellulosefasern. Solange die Fasern eine ausreichende Porosität aufweisen, kann man durch Pressen eines Fasergebildes auch aus dem Faserinneren Wasser entfernen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird auf das auf einem Sieb entwässerte Papierprodukt ein solcher Druck ausgeübt, dass Wasser aus dem Inneren der Cellulosefasern ausgepresst wird. Dieser Druck beträgt mindestens 2,1 MPa und kann beispielsweise bis zu 50 MPa betragen. Vorzugsweise liegt er in dem Bereich von 2,5 bis 10 MPa. Infolge der Einwirkung eines Druckes von mindestens 2,1 MPa auf das feuchte Faserprodukt aus einem überwiegenden Anteil an Frischfasern wird der Wassergehalt des Papierproduktes auf Werte unterhalb von 0,7 g Wasser pro g trockene Fasern erniedrigt. Er beträgt beispielsweise 0,3 bis 0,5 g Wasser pro g trockene Cellulosefasern und liegt meistens in dem Bereich von 0,3 bis 0,4 g Wasser pro g trockene Cellulosefasern.Fresh fibers, in contrast to dried cellulose fibers have a high porosity, cf. W. Gindl, F. Zargar-Yaghubi and R. Wimmer, Bioresource Technology 87, 325-330 (2003). Considering an accumulation of wet cellulosic fibers, the water is found both between the individual cellulose fibers and inside the cellulosic fibers. An aqueous slurry of cellulose fibers is pressed on dewatering on the wire of a paper machine so far that the sheets formed therefrom contain between 0.7 and 1.0 g of water per g of dry cellulose fibers, cf. GV Laivins and AM Scallan, TAPPI Proceedings, Engineering Conference, Book 2, 741-747 (1993). Even after pressing, for example with the help of a size press, water is in the fiber spaces and inside the cellulose fibers. As long as the fibers have sufficient porosity, one can also remove water from the fiber interior by pressing a fiber structure. In the method according to the invention, such a pressure is exerted on the paper product dewatered on a wire that water is pressed out of the interior of the cellulose fibers. This pressure is at least 2.1 MPa and may for example be up to 50 MPa. It is preferably in the range of 2.5 to 10 MPa. Due to the effect of a pressure of at least 2.1 MPa on the wet fiber product from a predominant proportion of virgin fibers, the water content of the paper product is reduced to values below 0.7 g of water per g of dry fibers. It is for example 0.3 to 0.5 g of water per g of dry cellulose fibers and is usually in the range of 0.3 to 0.4 g of water per g of dry cellulose fibers.

Die Einwirkung eines Pressdrucks auf das Fasergebilde und die Behandlung des Fasergebildes mit einer wässrigen Lösung eines reaktiven Materials kann kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Eine kontinuierliche Arbeitsweise ist aus der zum Stand der Technik genannten WO 2004/025019, Seite 5, Zeile 3 bis Seite 8, Zeile 8, bekannt. Wie dort näher erläutert ist, wird ein Faserkuchen auf einem Sieb oder einem Band durch einen von zwei Kompressionswalzen gebildeten Spalt geführt und darin komprimiert. Dadurch wird ein Teil des Wassers, das sich in den Cellulosefasern befindet, aus dem Inneren der Cellulosefasern in den Faserzwischenraum des komprimierten Faserkuchens und teilweise aus dem Faserkuchen gedrückt. Mit Hilfe eines komprimierbaren Bandes, das über eine Walze umläuft, die zusammen mit der anderen Walze den Spalt für die Kompression des Cellulosefaserkuchens bildet, wird das komprimierte Cellulosefasergebilde unter Druck mit einer wässrigen Lösung des reaktiven Materials in Kontakt gebracht. Dadurch wird das aus dem Inneren der Cellulosefasern stammende Wasser, das sich im Faserzwischenraum befindet, durch die wässrige Lösung des reaktiven Materials ersetzt. Nach dem Verlassen des Walzenspalts wird das komprimierte Cellulosefasergebilde durch einen Zwickel geführt, der mit einer wässrigen Lösung eines reaktiven Materials gefüllt ist. Dabei tritt eine Entspannung der komprimierten Cellulosefasern ein. Sie nehmen dabei – vergleichbar mit einem zusammengedrückten Schwamm, der entlastet wird – wässrige Lösung des reaktiven Materials auf. Die Lösung dringt dabei nicht nur in die Zwischenräume des Papierprodukts, sondern auch in das Innere der Cellulosefasern. Man erzielt auf diese Weise nicht nur eine Beschichtung der einzelnen Cellulosefasern des Papierprodukts mit einem reaktiven Material, sondern auch eine zumindest teilweise eine Beschichtung des Faserinneren. Nach der Behandlung mit einer wässrigen Lösung eines reaktiven Materials wird das Papierprodukt getrocknet und zur Vernetzung des reaktiven Materials auf eine Temperatur von beispielsweise 70 bis zu 200°C erhitzt.The Influence of a pressing pressure on the fiber structure and the treatment of the fiber structure with an aqueous solution a reactive material may be continuous or discontinuous respectively. A continuous way of working is from the stand the technology mentioned WO 2004/025019, page 5, line 3 to page 8, line 8, known. How closer there explained is a fiber cake on a sieve or a ribbon by one led by two compression rollers formed gap and compressed therein. This will cause part of the water that is in the cellulose fibers from the interior of the cellulose fibers into the fiber space of the compressed fiber cake and partly of the fiber cake pressed. With the help of a compressible belt that circulates over a roller, the together with the other roller the gap for the compression of the cellulose fiber cake forms the compressed cellulose fiber structure under pressure with an aqueous solution the reactive material brought into contact. That's what it's made of water originating in the cellulosic fibers, which is in the fiber space located, through the watery Solution of the replaced reactive material. After leaving the nip The compressed cellulose fiber structure is passed through a gusset guided, the one with an aqueous solution filled a reactive material is. In this case, a relaxation of the compressed cellulose fibers occurs one. You take it - comparable with a compressed one Sponge being relieved - watery solution of reactive material. The solution penetrates not only in the gaps of the paper product, but also inside the cellulose fibers. It achieves not only a coating of the individual in this way Cellulose fibers of the paper product with a reactive material, but also at least partially a coating of the fiber interior. After treatment with an aqueous solution of a reactive material, the paper product is dried and for crosslinking the reactive material to a temperature of, for example 70 heated to 200 ° C.

Bei einer diskontinuierlichen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man beispielsweise so vorgehen, dass man in einer mit einem Siebboden ausgestatteten Presse zunächst ein Papiermaschinensieb mit einer Maschenweite von beispielsweise 80 bis 150 μm und dann ein aus einem überwiegenden Anteil aus Frischfasern hergestelltes Blatt einlegt, das ein Flächengewicht von beispielweise 50 bis 500 g/m2, meistens 75 bis 250 g/m2, und einen Wassergehalt von beispielsweise 50 bis 80 Gew.-% aufweist. Auf das Papierblatt legt man dann nacheinander einen Papiermacherfilz, der mit einer wässrigen Lösung mindestens eines reaktiven Materials getränkt ist und anschließend eine Platte aus einem Kunststoff z.B. Polymethylmethacrylat, Polystyrol oder Polypropylen. Dann übt man mit Hilfe eines in die Presse geschobenen Kolbens einen Druck von mindestens 2,1 MPa auf die in der Presse befindlichen Schichten aus den genannten Materialien aus. Aus dem Siebboden wird Wasser, das aus dem Cellulosefasergebilde und dem Inneren der Cellulosefasern stammt, zusammen mit überschüssiger wässriger Lösung des reaktiven Materials gepresst. Die Dauer der Einwirkung des Pressdrucks beträgt bei diskontinuierlicher Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielsweise 0,1 bis 120 Sekunden, vorzugsweise 0,5 bis 20 Sekunden. Bei kontinuierlicher Arbeitsweise beträgt die Dauer des Pressdrucks beispielsweise 0,01 bis 20 Sekunden, vorzugsweise 0,02 bis 1 Sekunde. Nach Beendigung der Kompression nimmt das Blatt beim Entspannen weitere wässrige Lösung des reaktiven Materials auf. Es wird danach der Presse entnommen, getrocknet und zur Vernetzung des reaktiven Materials auf eine Temperatur von beispielsweise 70 bis 200°C, vorzugsweise 120 bis 170°C erhitzt.In a discontinuous embodiment of the process according to the invention, for example, it is possible to insert in a press equipped with a sieve plate first a paper machine sieve having a mesh size of, for example, 80 to 150 .mu.m and then a sheet produced from a predominant fraction of fresh fibers, which has a weight per unit area of for example 50 to 500 g / m 2 , usually 75 to 250 g / m 2 , and has a water content of, for example, 50 to 80 wt .-%. On the paper sheet is then placed successively a papermaking felt, which is impregnated with an aqueous solution of at least one reactive material and then a plate made of a plastic such as polymethylmethacrylate, polystyrene or polypropylene. Then, with the aid of a piston pushed into the press, a pressure of at least 2.1 MPa is exerted on the layers of the materials mentioned in the press. From the sieve bottom, water originating from the cellulose fiber structure and the interior of the cellulose fibers is pressed together with excess aqueous solution of the reactive material. The duration of the action of the compacting pressure in the case of discontinuous performance of the process according to the invention is, for example, 0.1 to 120 seconds, preferably 0.5 to 20 seconds. In a continuous operation, the duration of the pressing pressure is, for example, 0.01 to 20 seconds, preferably 0.02 to 1 second. Upon completion of compression, the sheet absorbs further aqueous solution of the reactive material upon release. It is then removed from the press, dried and heated to crosslink the reactive material to a temperature of for example 70 to 200 ° C, preferably 120 to 170 ° C.

Während man bei einem Auftrag einer wässrigen Polymerlösung mit Hilfe einer Leimpresse üblicherweise einen Polymerauftrag von < 5 g/m2, meistens 1 bis 3 g/m2 erreicht, beträgt der Polymerauftrag bei dem erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise > 5 g/m2, z.B. 5,5 bis 8 g/m2. Man erhält daher im Vergleich zu bekannten Auftragsverfahren nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Papier und Papierprodukte, die eine verminderte Absorption von Wasser und Wasserdampf sowie eine höhere Dimensionsstabilität aufweisen.While in a job of an aqueous polymer solution using a size press usually a polymer application of <5 g / m 2 , usually reaches 1 to 3 g / m 2 , the polymer order in the inventive method, for example,> 5 g / m 2 , for example 5 , 5 to 8 g / m 2 . One receives therefore in comparison to known application method according to the inventive method paper and paper products, which have a reduced absorption of water and water vapor and a higher dimensional stability.

Aus den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Papierprodukten kann man beispielsweise durch Aufschlagen des Papiers oder der Papierprodukte in Wasser Suspensionen von Cellulosefasern herstellen, aus denen wiederum durch Entfernen von Wasser beschichtete Cellulosefasern gewonnen werden können, die das Beschichtungsmittel zumindest teilweise im Inneren enthalten. Diese Cellulosefasern können beispielsweise in Form eines Pulvers vorliegen.Out the method according to the invention obtained paper products can be, for example, by whipping of the paper or paper products in water produce suspensions of cellulose fibers, from which in turn by removing water-coated cellulose fibers can be won which at least partially contain the coating agent in the interior. These cellulose fibers may be, for example in the form of a powder.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man sowohl Schreib- und Druckpapiere als auch Verpackungspapiere, Wellpappe, Tapeten, Karton, Schichtstoffe aus beispielsweise einem Verbund aus Pappe oder Papier und mindestens einer Folie oder Platte aus einem thermoplastischen Kunststoff, und Bauelemente herstellen. Von be sonderem Interesse sind Mischungen aus (i) den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Papierprodukten und/oder den daraus durch Zerfasern herstellbaren beschichteten Cellulosefasern und (ii) thermoplastischen Kunststoffen oder thermisch härtbaren Kunststoffen. Aus solchen Mischungen können Formkörper beliebiger Gestalt hergestellt werden.To the method according to the invention can be both writing and printing papers and packaging papers, Corrugated cardboard, wallpaper, cardboard, laminates of, for example, one Composite of cardboard or paper and at least one foil or plate from a thermoplastic, and produce components. Of particular interest are mixtures of (i) those obtainable by the process according to the invention Paper products and / or produced therefrom by pulping coated cellulosic fibers and (ii) thermoplastics or thermally curable Plastics. Moldings of any desired shape can be produced from such mixtures become.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen beschichteten Papiere, Papierprodukte und/oder der daraus durch Zerfasern herstellbaren beschichteten Cellulosefasern als Zusatz zu thermoplastischen Kunststoffen und als Zusatz thermisch härtbaren Kunststoffen.One Another object of the invention is therefore the use of the the method according to the invention available coated papers, paper products and / or the resulting Fibers produced coated cellulose fibers as an additive to thermoplastics and as an additive thermally curable Plastics.

Solche Mischungen enthalten beispielsweise 0,1 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 70 Gew.-% und meistens 2 bis 50 Gew.-% mindestens einer Komponente (i). Die Kompositmaterialien werden beispielsweise hergestellt, indem man mindestens eines der beschichteten Materialien mit mindestens einem thermoplastischen Kunststoff oder einem thermisch härtbaren Material mischt. Das Mischen kann beispielsweise in einem Extruder erfolgen, wobei man beispielsweise mindestens ein erfindungsgemäß beschichtetes Produkt und einen thermoplastischen Kunststoff auf eine Temperatur erhitzt, die im jeweiligen Erweichungsbereich des thermoplastischen Kunststoffs oder darüber liegt und die Mischung extrudiert.Such Mixtures contain, for example, 0.1 to 90 wt .-%, preferably 1 to 70 wt .-% and usually 2 to 50 wt .-% of at least one component (I). The composite materials are produced, for example, by putting at least one of the coated materials with at least a thermoplastic or a thermally curable Material mixes. The mixing can be done, for example, in an extruder be carried out, for example, at least one coated according to the invention Product and a thermoplastic to a temperature heated in the respective softening range of the thermoplastic Plastic or above is and the mixture extruded.

Als thermoplastische Kunststoffe eignen sich beispielsweise Polyolefine wie Polyethylene, die nach dem Hoch- oder Niederdruckpolymerisationsverfahren erhältlich sind, Polypropylen, Polybuten-2 oder Polybuten-1, Polyisobutylen, Polystyrol, Polyamide wie Polycaprolactam oder Kondensationsprodukte aus Hexamethylendiamin und Adipinsäure, Polyester wie Polyethylenterephthalat, Polymethylmethacrylat, Polycarbonat und Polyvinylchlorid.When Thermoplastic plastics are, for example, polyolefins such as polyethylenes obtained by the high or low pressure polymerization process available are polypropylene, polybutene-2 or polybutene-1, polyisobutylene, Polystyrene, polyamides such as polycaprolactam or condensation products hexamethylenediamine and adipic acid, polyesters such as polyethylene terephthalate, Polymethyl methacrylate, polycarbonate and polyvinyl chloride.

Beispiele für thermisch härtbare Kunststoffe sind alle reaktiven Materialien, die oben bereits für die Beschichtung von Papier und Papierprodukten beschrieben sind z.B. Harnstoff-Formaldehyd-Harze, Melamin-Formaldehyd-Harze, Ein- und Zweikomponentensysteme auf Basis von Epoxiharzen, Polyurethanen oder Isocyanaten, vernetzbare Polyacrylate und vernetzbare Polymethacrylate.Examples for thermal curable Plastics are all reactive materials already above for the coating of paper and paper products are described e.g. Urea-formaldehyde resins, Melamine-formaldehyde resins, one- and two-component systems based on of epoxy resins, polyurethanes or isocyanates, crosslinkable polyacrylates and crosslinkable polymethacrylates.

Die Mischungen aus den Komponenten (i) und (ii) eignen sich zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere für die Herstellung von Bauelementen wie Komposits zur Isolierung von Wänden, als Wasserdampfsperre, in Form von Platten zur Verkleidung von Fassaden oder im Innenbereich für die Herstellung von Türen und Verkleidungen, als Material für die Herstellung von Möbeln, die im Außen- und Innenbereich Verwendung finden, als Gehäuse für elektrische Geräte wie Staubsauger, Küchemaschinen, Fernseher, Radios, Stereoanlagen und Computer, als Material für Autoteile z.B. Türin nenverkleidungen, Armaturenbretter und Schalen für Sitze, als Material für Blumenkästen, Blumentöpfe, Gießkannen, Pflanzkübel, Wände und tragende Teile für Gartenhäuser und für Spielzeug und als Verpackungsmaterial.The Mixtures of components (i) and (ii) are suitable for the preparation of shaped bodies, especially for the production of components such as composites for the insulation of walls as a water vapor barrier, in the form of panels for cladding facades or indoors for the production of doors and coverings, as material for the manufacture of furniture, the outside and indoor use, as a housing for electrical equipment such as vacuum cleaners, Food processors, Televisions, radios, stereos and computers as material for auto parts e.g. Door linings, Dashboards and bowls for Seats, as material for Flower boxes, Flower pots, watering cans, Planter, Walls and supporting parts for garden homes and for Toys and as packaging material.

Sofern aus dem Zusammenhang nichts anderes hervorgeht, bedeuten die Prozentangaben in den Beispielen Gewichtsprozent.Provided Unless otherwise indicated in the context, the percentages mean in the examples weight percent.

Bestimmung der Wasserabsorptiondetermination the water absorption

Papierproben mit den Abmessungen 4 cm × 4 cm wurden gewogen, danach 30 Minuten in destilliertem Wasser bei einer Temperatur von 20°C gelagert, dann entnommen, mit einem absorbierenden Tuch getrocknet und gewogen. Die Gewichtszunahme wird in % berechnet.paper samples with the dimensions 4 cm × 4 were weighed, followed by 30 minutes in distilled water a temperature of 20 ° C stored, then removed, dried with an absorbent cloth and weighed. The weight gain is calculated in%.

Bestimmung der Dimensionsstabilitätdetermination the dimensional stability

Papierproben mit den Abmessungen 4 cm × 4 cm wurden eine Woche in einem Dessicator über Silicagel bei einer Temperatur von 20°C gelagert. Danach wurden sie gewogen. Außerdem bestimmte man die Papierdicke (D1). Dann wurden die Proben eine Woche in einem Dessicator über Wasser gelagert, so dass das Papier mit Wasserdampf gesättigt war. Die Proben wurden dann gewogen und die Dicke (D2) der Proben bestimmt. Die Dimensionsstabilität wurde folgendermaßen bestimmt:

Figure 00130001
Paper samples measuring 4 cm x 4 cm were stored for one week in a dessicator over silica gel at a temperature of 20 ° C. After that they were weighed. In addition to certain paper thickness (D 1). Then the samples were stored over water for one week in a dessicator so that the paper was saturated with water vapor. The samples were then weighed and the thickness (D 2 ) of the samples determined. The dimensional stability was determined as follows:
Figure 00130001

In der Formel bedeuten D1: Dicke des trockenen Papiers und D2: Dicke des feuchten PapiersIn the formula, D 1 means thickness of the dry paper and D 2 : thickness of the wet paper

Bestimmung der FeuchtigkeitsabsorptionDetermination of moisture absorption

Papierproben mit den Abmessungen 4 cm × 4 cm wurden eine Woche in einem Dessicator über Silicagel bei einer Temperatur von 20°C gelagert. Danach wurden sie gewogen (W1) und eine Woche in einem Dessicator über Wasser gelagert, so dass das Papier mit Wasserdampf gesättigt war. Die Proben wurden dann gewogen (W2). Die Feuchtigkeitsabsorption wurde folgendermaßen bestimmt:

Figure 00130002
Paper samples measuring 4 cm x 4 cm were stored for one week in a dessicator over silica gel at a temperature of 20 ° C. They were then weighed (W 1 ) and stored over water for one week in a dessicator so that the paper was saturated with water vapor. The samples were then weighed (W 2 ). Moisture absorption was determined as follows:
Figure 00130002

Bestimmung der Steifigkeitdetermination the stiffness

Die Steifigkeit wurde nach der Balkenmethode gemäß DIN 53 121 bestimmt. Hierfür wurden aus den zu prüfenden Papieren Proben einer Größe von 100 × 25,4 mm ausgeschnitten, eingespannt und unter folgenden Bedingungen gemessen: Meßlänge l = 100 mm, Probenbreite b = 25,4 mm, Biegewinkel α = 20°. Es wurde darauf geachtet, dass bei maximaler Auslenkung eine Kraft Fmax von mindestens 15 mN erreicht wurde. Je Probe wurde 5 mal vermessen.The rigidity was determined by the beam method according to DIN 53 121. For this purpose, samples of a size of 100 × 25.4 mm were cut out of the papers to be tested, clamped and measured under the following conditions: measuring length l = 100 mm, sample width b = 25.4 mm, bending angle α = 20 °. It was ensured that at maximum deflection a force F max of at least 15 mN was achieved. Each sample was measured 5 times.

Beispiel 1example 1

In einem Rapid-Köthen-Blattbildner wurde ein Papierstoff entwässert, der aus einer Mischung von 70 % gebleichtem Kiefernsulfatzellstoff und 30 % Birkensulfatzellstoff bestand und einen Mahlgrad von 35°SR (Schopper-Riegler) hatte. Die Blätter hatten ein Flächengewicht von 80 g/m2. Sie wurden jeweils zwischen Filterpapier auf einen Wassergehalt von 50 % abgepresst und in der Weise imprägniert, dass man zunächst ein Blatt in eine Presse legte, deren Boden aus einem Papiermaschinensieb einer Maschenweite von 100 μm bestand, auf das Blatt dann nacheinander einen Papiermacherfilz legte, der mit einer 50%igen wässrigen Lösung von Kaurit® 210 (Harnstoff-Formaldehyd-Harz) getränkt war, und anschließend mit einer Platte aus Polymethylmethacrylat abdeckte. Auf den Inhalt der Presse wurde dann für einen Zeitraum von 5 Sekunden ein Druck von 2,1 MPa ausgeübt. Aus dem Boden der Presse wurde Wasser, das aus dem Papier stammte und wässrige Lösung des Beschichtungsmittels aus dem Papiermacherfilz gepresst. Danach wurde der Druck aufgehoben und das auf diese Weise imprägnierte Blatt der Presse entnommen. Das Blatt wurde 4 Stunden bei einer Temperatur von 130°C getrocknet. Unter diesen Bedingungen vernetzte das Harz, das in den Fasern und darauf abgeschieden war. Danach wurden Steifigkeit, Dimensionsstabilität und Wasserabsorption des so erhaltenen Blatts geprüft. Die Ergebnisse sind in der Tabelle angegeben.In a Rapid-Köthen sheet former, a pulp was dewatered consisting of a blend of 70% bleached pine sulfate pulp and 30% birch sulphate pulp and had a freeness of 35 ° SR (Schopper-Riegler). The leaves had a basis weight of 80 g / m 2 . They were each pressed between filter paper to a water content of 50% and impregnated in such a way that you first put a sheet in a press, the bottom of a paper machine screen mesh of 100 microns, on the sheet then put a papermaker felt, the was impregnated with a 50% aqueous solution of Kaurit ® 210 (urea formaldehyde resin), and then covering with a plate of polymethylmethacrylate. The contents of the press were then subjected to a pressure of 2.1 MPa for a period of 5 seconds. From the bottom of the press, water that came from the paper and aqueous solution of the coating agent was pressed out of the papermaking felt. Thereafter, the pressure was released and the thus impregnated sheet removed from the press. The sheet was dried at a temperature of 130 ° C for 4 hours. Under these conditions, the resin crosslinked in the fibers and deposited thereon crosslinked. Thereafter, rigidity, dimensional stability and water absorption of the sheet thus obtained were examined. The results are given in the table.

Beispiele 2–6Examples 2-6

Beispiel 1 wurde mit der einzigen Ausnahme wiederholt, dass man anstelle der wässrigen Lösung von Kaurit® 210 jeweils eine wässrige Lösung und/oder Dispersion der in Tabelle 1 angegebenen thermisch härtbaren Bindemittel einsetzte. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.Example 1 was repeated with the sole exception that one began 210 respectively, an aqueous solution and / or dispersion as shown in Table 1 thermally curable binder instead of the aqueous solution of Kaurit ®. The results obtained are shown in Table 2.

Vergleichsbeispiel 1Comparative Example 1

Beispiel 1 wurde mit der einzigen Ausnahme wiederholt, dass der Papiermacherfilz anstelle der wässrigen Lösung von Kaurit® 210 jetzt mit destilliertem Wasser getränkt war. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.Example 1 was repeated with the only exception that the papermaking was now impregnated with distilled water instead of the aqueous solution of Kaurit ® 210th The results are shown in Table 2.

Tabelle 1

Figure 00150001
Table 1
Figure 00150001

Tabelle 2

Figure 00150002
Table 2
Figure 00150002

Claims (12)

Verfahren zur Verminderung der Absorption von Wasser und Wasserdampf und zur Erhöhung der Dimensionsstabilität von Papier und Papierprodukten durch Behandlung mit einer wässrigen Lösung und/oder Dispersion mindestens eines reaktiven Materials, das mit sich selbst und/oder Cellulosefasern unter Vernetzung reagiert, und Erhitzen der behandelten Materialien auf eine Temperatur, bei der eine Trocknung und Vernetzung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass man Cellulosefasern oder ein daraus durch Entwässern auf einem Sieb erhaltenes Papierprodukt zunächst komprimiert, das komprimierte Papierprodukt dann mit einer wässrigen Lösung und/oder Dispersion des reaktiven Materials in Kontakt bringt, unter weiterer Einwirkung der wässrigen Lösung und/oder Dispersion die Kompression aufhebt und das Papierprodukt trocknet und vernetzt.A method for reducing the absorption of water and water vapor and for increasing the dimensional stability of paper and paper products by treatment with an aqueous solution and / or dispersion of at least one reactive material which reacts with itself and / or cellulose fibers with crosslinking, and heating the treated materials to a temperature at which drying and crosslinking occur, characterized in that cellulose fibers or a paper product obtained therefrom by dewatering on a wire are first compressed, the compressed paper product is then brought into contact with an aqueous solution and / or dispersion of the reactive material, under further action of the aqueous solution and / or dispersion, the compression is canceled and the paper product is dried and crosslinked. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Cellulosefasern, die mindestens 50 Gew.-% Frischfasern enthalten oder ein daraus durch Entwässern auf einem Sieb erhaltenes Papierprodukt mit einem Wassergehalt von jeweils mindestens 0,7 g Wasser pro g trockene Cellulosefasern zunächst unter einem Druck von mindestens 2,1 MPa komprimiert, das komprimierte Papierprodukt dann mit einer wässrigen Lösung und/oder Dispersion des reaktiven Materials in Kontakt bringt, unter weiterer Einwirkung der wässrigen Lösung und/oder Dispersion die Kompression aufhebt, das Papierprodukt trocknet und zur Vernetzung auf eine Temperatur in dem Bereich von 70 bis 200°C erhitzt.Process according to Claim 1, characterized in that cellulose fibers containing at least 50% by weight of virgin fibers or a paper product obtained therefrom by dewatering on a sieve are used with a water content of at least 0.7 g of water per g of dry cellulose fibers initially compressed under a pressure of at least 2.1 MPa, the compressed paper product then with an aqueous solution and / or dispersion of the reactive material brings into contact with further action of aqueous solution and / or dispersion cancels the compression, the paper product is dried and heated to a temperature in the range of 70 to 200 ° C for crosslinking. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Lösung und/oder Dispersion als reaktives Material mindestens ein thermisch härtbares Bindemittel aus der Gruppe der Harnstoff-Formaldehyd-Addukte, Harnstoff-Glyoxal-Addukte, Melamin-Formaldehyd-Addukte, Phenol-Formaldehyd-Addukte, Ein- und Zweikomponentensysteme auf Basis von Epoxidharzen, Polyurethanen oder Isocyanaten, Polyacrylate, Polymethacrylate, Styrol-(Meth)Acrylat-Copolymerisat-Dispersionen und/oder Styrol-Butadien-(Meth)Acrylsäure-Copolymerisat-Dispersionen enthält.Method according to claim 1 or 2, characterized that the watery solution and / or dispersion as a reactive material at least one thermal curable Binders from the group of urea-formaldehyde adducts, urea-glyoxal adducts, Melamine-formaldehyde adducts, phenol-formaldehyde adducts, one- and two-component systems based on epoxy resins, polyurethanes or isocyanates, polyacrylates, Polymethacrylates, styrene- (meth) acrylate copolymer dispersions and / or styrene-butadiene (meth) acrylic acid copolymer dispersions contains. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Lösung und/oder Dispersion als reaktives Material (i) mindestens eine reaktive Substanz, die ein Polymer bildet, (ii) gegebenenfalls mindestens einen C1-5-Alkohol, mindestens ein Polyol oder deren Gemische und (iii) mindestens einen Katalysator. enthält.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the aqueous solution and / or dispersion as a reactive material (i) at least one reactive substance which forms a polymer, (ii) optionally at least one C 1-5 -alcohol, at least a polyol or mixtures thereof; and (iii) at least one catalyst. contains. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Lösung und/oder Dispersion als reaktives Material (i) mindestens ein Harnstoff-Formaldehyd-Addukt, ein Harnstoff-Glyoxal-Addukt und/oder mindestens ein Melamin-Formaldehyd-Addukt, (ii) gegebenenfalls mindestens einen C1-5-Alkohol, mindestens ein Polyol oder deren Gemische und (iii) mindestens einen Katalysator enthält.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the aqueous solution and / or dispersion as the reactive material (i) at least one urea-formaldehyde adduct, a urea-glyoxal adduct and / or at least one melamine-formaldehyde adduct , (ii) optionally containing at least one C 1-5 -alcohol, at least one polyol or mixtures thereof and (iii) at least one catalyst. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Lösung als reaktives Material (i) 1,3-Bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroxyimidazolidinon-2 enthält.Method according to one of claims 1 to 5, characterized that the watery solution as a reactive material (i) 1,3-bis (hydroxymethyl) -4,5-dihydroxyimidazolidinone-2 contains. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Lösung und/oder Dispersion als reaktives Material (i) Dimethylolharnstoff, Bis(methoxymethyl)harnstoff, Tetramethylolacetylendiharnstoff, Methylolmethylharnstoff sowie 1,3-Dimethyl-4,5-dihydroxyimidazolidinon-2, 1,3-Bis(hydroxymethyl)imidazolidinon-2 oder deren Gemische, (ii) gegebenenfalls mindestens einen C1-5-Alkohol, mindestens ein Polyol oder deren Gemische und (iii) mindestens einen Katalysator enthält.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the aqueous solution and / or dispersion as the reactive material (i) dimethylolurea, bis (methoxymethyl) urea, Tetramethylolacetylendiharnstoff, Methylolmethylharnstoff and 1,3-dimethyl-4,5-dihydroxyimidazolidinon- 2, 1,3-bis (hydroxymethyl) imidazolidinone-2 or mixtures thereof, (ii) optionally at least one C 1-5 -alcohol, at least one polyol or mixtures thereof and (iii) at least one catalyst. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Lösung und/oder Dispersion eines reaktiven Materials mindestens einen Katalysator (iii) enthält, der ausgewählt ist aus der Gruppe Metallhalogenide, Metallsulfate, Metallnitrate, Metalltetrafluoroborate und Metallphosphate.Method according to one of claims 1 to 7, characterized that the watery Solution and / or Dispersion of a reactive material at least one catalyst (iii) contains, the selected is from the group metal halides, metal sulphates, metal nitrates, Metal tetrafluoroborates and metal phosphates. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man als Katalysator Magnesiumchlorid einsetzt.Method according to one of claims 4 to 7, characterized that is used as the catalyst magnesium chloride. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man als reaktives Material eine Mischung aus (a) einem Polymerisat, das durch radikalische Polymerisation erhältlich ist und das zu 5 bis 100 Gew.-% eines ethylenisch ungesättigten Carbonsäureanhydrids oder einer ethylenisch ungesättigten Dicarbonsäure, deren Carbonsäuregruppen eine Anhydridgruppe bilden können, einpolymerisiert enthält und (b) mindestens einem Alkanolamin, das mindestens zwei Hydroxylgruppen im Molekül enthält und/oder mindestens einem mehrwertigen Alkohol, einsetzt.Method according to one of claims 1 to 3, characterized that as a reactive material is a mixture of (a) one Polymer which is obtainable by free-radical polymerization and that to 5 to 100 wt .-% of an ethylenically unsaturated carboxylic anhydride or an ethylenically unsaturated dicarboxylic acid, their carboxylic acid groups can form an anhydride group, contains polymerized and (b) at least one alkanolamine containing at least two hydroxyl groups in the molecule contains and / or at least one polyhydric alcohol, starts. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass man als reaktives Material wässrige Mischungen von – Polycarbonsäuren und – mehrwertigen Alkoholen und/oder mehrwertigen Aminen und/oder Alkanolaminen in solchen Mengen einsetzt, dass die Anzahl der Säurefunktion der Gesamtzahl aus alkoholischen Hydroxyl- und Aminfunktionen äquivalent ist.Process according to Claim 10, characterized in that aqueous Mi is used as the reactive material mixtures of polycarboxylic acids and polyhydric alcohols and / or polyhydric amines and / or alkanolamines in amounts such that the number of the acid function is equivalent to the total number of alcoholic hydroxyl and amine functions. Verwendung der nach dem Verfahren der Ansprüche 1 bis 11 erhältlichen beschichteten Papiere, Papierprodukte und/oder der daraus durch Zerfasern herstellbaren beschichteten Cellulosefasern als Zusatz zu thermoplastischen Kunststoffen und als Zusatz zu thermisch härtbaren Kunststoffen.Use of according to the method of claims 1 to 11 available coated papers, paper products and / or the resulting Fibers produced coated cellulose fibers as an additive to thermoplastics and as an additive to thermally curable Plastics.
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