DE4029337C1 - Flat fleece absorbent - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zur Herstellung eines einseitig saugfähigen, flachen Verbundvlieskörpers, welcher als oberste Schicht eine weiche, wasserdurchlässige, gegebenenfalls mit einem Tensid imprägnierte Vliesstoffbahn aus Polypropylen-Spinn- oder Stapel-Fasern aufweist, unter welcher als nächste Schicht eine Tissue-Bahn mit einem Quadratmetergewicht um 22 g angeordnet ist. Unter der Tissue-Bahn befinden sich superabsorbierende Partikeln und/oder Cellulose-Fluff.The invention relates to a method for the production a unilaterally absorbent, flat composite nonwoven body, which as a top layer a soft, water-permeable, optionally with a surfactant impregnated nonwoven web Polypropylene spinning or staple fibers, under which as the next layer a tissue web with a weight per square meter is arranged around 22 g. Located under the tissue train superabsorbent particles and / or cellulose fluff.
Derartige Verbundvlieskörper werden insbesondere als Hüllvliese von Wegwerfwindeln oder Damenbinden verwendet. Ihre Aufgabe besteht im wesentlichen darin, Form und Zusammenhalt des Saugkörpers für flüssige Körperausscheidungen zu gewährleisten. Ferner sollen die Superabsorber-Partikeln im Innern des Saugkörpers nicht zu dessen Oberfläche hindurchrieseln. Darüber hinaus muß das naturgemäß hydrophobe Polypropylenvlies, welches sich auf der Außenseite des Saugkörpers befindet, durchlässig für wäßrige Körperflüssigkeiten sein. Diese müssen zudem gleichmäßig im gesamten Saugkörper verteilt werden.Such composite nonwoven bodies are used, in particular, as nonwoven webs used by disposable diapers or sanitary napkins. Your task consists essentially in the form and cohesion of the To ensure absorbent body for fluid body exudates. Furthermore, the superabsorbent particles in the interior of the absorbent body do not trickle to its surface. Furthermore must the naturally hydrophobic polypropylene nonwoven, which is on the outside of the absorbent body, permeable for aqueous body fluids. These must also be distributed evenly throughout the absorbent body.
Diese Forderungen werden bei handelsüblichen Saugkörpern dadurch erreicht, daß als oberste Schicht eine weiche, saugfähige, vorzugsweise 15 g/m² schwere, gegebenenfalls mit einem die Benetzbarkeit fördernden Tensid imprägnierte Vliesstoff- Bahn aus Polypropylen-Spinn- oder Stapelfasern vorliegt, unter welcher als nächste Schicht eine Tissue-Bahn mit einem Quadratmetergewicht um 22 g angebracht ist. Aufgrund ihrer ausgeprägt hydrophilen Eigenschaften wirkt die Tissue-Schicht als Flüssigkeitsverteiler senkrecht zur Strömungsrichtung.These requirements are in commercial absorbent bodies achieved in that the top layer is a soft, absorbent, preferably 15 g / m² heavy, optionally with a the wettability-promoting surfactant impregnated nonwoven fabric Web of polypropylene spinning or staple fibers is present under which as the next layer, a tissue web with a weight per square meter attached to 22 g. Due to their pronounced hydrophilic properties, the tissue layer acts as a liquid distributor perpendicular to the flow direction.
Vliesstoff und Tissue bilden jedoch keine Einheit, sondern werden erst auf der Produktionsanlage für die Saugkörper in separaten Prozeßschritten verarbeitet. Dabei treten an der oberen Vliesstoffbahn Zugbelastungen von etwa 10 N/5 cm auf; deshalb darf diese eine nur geringe Dehnung zeigen.Nonwoven fabric and tissue, however, do not form a single entity, but instead will be on the production line for the absorbent body in processed separate process steps. This occurs at the upper nonwoven web tensile loads of about 10 N / 5 cm on; therefore, this one may show only slight elongation.
Wegen der äußerst geringen Naßfestigkeit der Tissue-Bahn und der Tatsache, daß diese herstellungsbedingt nur lose unter der Deckvliesstoff-Bahn liegt, wurde das Superabsorber-Pulver oder -Gel bisher im nassen Zustand des Saugkörpers nur unzureichend festgehalten:Because of the extremely low wet strength of the tissue web and the fact that these production reasons only loose under the Cover nonwoven web was, was the superabsorbent powder or -Gel so far inadequate in the wet state of the absorbent body stated:
EP 03 74 910 A1 befaßt sich mit einem gattungsgemäßen Verbundvlieskörper, wobei eine Verbindung der Polyolefinfasern von zwei jeweils außen liegenden Vliesstoff-Deckschichten mit den Tissue-Fasern der darunterliegenden Bahn durch thermische Kalandrierung erfolgt. Dabei werden die beiden Deckvliesschichten miteinander vollflächig punktkalandriert. Es entsteht eine feste Verbindung zwischen den Deckvliesschichten und dem Saugkörper, vorzugsweise über die gesamte Fläche des Vliesstoffs verteilt. Die Dicke des verwendeten Deckvliesstoffes bewegt sich zwischen 4 g/m² und 300 g/m².EP 03 74 910 A1 deals with a generic composite nonwoven body, wherein a compound of the polyolefin fibers of two respective outer nonwoven cover layers with the Tissue fibers of the underlying web by thermal Calendering takes place. The two cover fleece layers are thereby calendered with each other over the whole area. It arises a firm connection between the cover fleece layers and the Absorbent body, preferably over the entire surface of the nonwoven fabric distributed. The thickness of the cover fleece used ranges between 4 g / m² and 300 g / m².
Die Verfestigungstemperatur wird dabei unter der Schmelztemperatur der Polyolefinfasern liegen: Überschritte nämlich die Kalanderoberflächen-Temperatur den Schmelzpunkt von Polypropylen, würden die vorher teilkristalllinen Fasern aufgeschmolzen und somit zerstört. Da aufgeschmolzenes Polyolefin eine nicht mehr meßbare Festigkeit besitzt, risse das Vlies unmittelbar nach Kalanderaustritt und wäre somit nicht mehr verarbeitbar. Darüber hinaus überzögen sich sofort die Kalanderoberflächen mit schmelzflüssigem Polypropylen, was einen weiteren Betrieb unmöglich machen würde.The solidification temperature is below the melting temperature the polyolefin fibers are: oversteps namely the Calender surface temperature is the melting point of polypropylene, the previously partially crystalline fibers would be melted and thus destroyed. As molten polyolefin one not has more measurable strength, tears the fleece immediately after calender exit and would therefore no longer processable. In addition, the calender surfaces are immediately involved molten polypropylene, which is another operation would make impossible.
Werden nun aber die Walzentemperaturen deutlich unter dem Schmelzpunkt des Polyolefins gehalten, wird das Tissue-Material auch nur schlecht auf den Vliesstoff-Fasern haften. Form und Zusammenhalt des Saugkörpers, wie er in der genannten europäischen Patentanmeldung hergestellt ist, sind nach mehrmaliger Durchnässung somit nicht mehr gewährleistet.But now the roller temperatures are well below the Melting point of the polyolefin is maintained, the tissue material even poorly adhere to the nonwoven fibers. Shape and Cohesion of the absorbent body, as he said in the European Patent application is made after several times Soaking no longer guaranteed.
Die Lehre, beim Herstellungsverfahren die Walzentemperatur keinesfalls über die Schmelztemperatur des Polyolefins zu erhöhen, geht beispielsweise hervor aus der Zeitschrift Chemiefasern/Textilindustrie 37/89er Jahrgang (November 1987), und zwar dem Artikel "Thermobonding: Wachsender Markt für PP-Stapelfasern" von P. Olivieri et al., Seite 1104, 3. Spalte, erster vollständiger Absatz, und Seite 1106, Abb. 12; ferner aus einem öffentlichen Vortrag "Qualitätssteigerung beim Thermobond-Verfahren", gehalten von Dr.-Ing. D. Müller auf dem Index 87-Kongreß, wo unter dem Kapitel "Einfluß der Temperatur" gelehrt wird, "die Walzenoberflächentemperaturen so einzustellen, daß die Fasern unterhalb der Schmelztemperatur bleiben", und eine Temperatursteigerung "nur bis zu einem maximalen Wert erreicht werden (kann), bei noch höherer Temperatur kommt es zu einem Abfall der Festigkeit".The gauge, in the manufacturing process, the roll temperature in no case above the melting temperature of the polyolefin For example, it is clear from the journal Chemical Fibers / Textile Industry 37/89 vintage (November 1987), namely the article "Thermobonding: Growing market for PP staple fibers "by P. Olivieri et al., Page 1104, 3rd column, first complete paragraph, and page 1106, fig. 12; further from a public lecture "Improving quality in the Thermobond process ", held by Dr.-Ing. D. Müller on the Index 87-congress, where under the chapter "Influence of temperature" is taught, "the roll surface temperatures so adjust that the fibers below the melting temperature stay ", and a temperature increase" only up to one maximum value can be achieved (can), at even higher temperature there is a drop in strength ".
Aus diesen Zwängen heraus konnte bisher eine feste Verbindung zwischen Polyolefinfasern der Deckschicht und den Tissue-Fasern nicht erzielt werden. Die permanente Hydrophilie der Tissue- Bahn kommt ferner bei wiederholter Durchnässung nicht zum Tragen, da wegen des nur losen Kontaktes zwischen Tissue und hydrophobem Hüllvliesstoff die hydrophoben Eigenschaften überwiegen, zumal die Körperflüssigkeit zuerst mit der hydrophoben Außenseite der Windelkonstruktion in Kontakt kommt.Out of these constraints so far could be a solid connection between polyolefin fibers of the cover layer and the tissue fibers can not be achieved. The permanent hydrophilicity of the tissue Railway also does not come with repeated Durchnässung Wear, because of the loose contact between tissue and Hydrophobic Hüllvliesstoff the hydrophobic properties predominate, especially since the body fluid first with the hydrophobic Outside of the diaper construction comes into contact.
Es ist denkbar, einen Verbundvlieskörper herzustellen, bei dem der äußere Vliesstoff und die darunterliegende Tissue-Bahn vollflächig miteinander verbunden sind. Eine Schwierigkeit besteht dabei darin, daß, wegen der Abwesenheit von reaktionsfähigen, funktionellen Gruppen und der niedrigen Oberflächenspannung von Polypropylen, das Tissue-Material nur schlecht auf den Vliesstoff-Fasern haftet.It is conceivable to produce a composite nonwoven body in which the outer nonwoven fabric and the underlying tissue web are completely connected to each other. A problem consists in the fact that, because of the absence of reactive, functional groups and the low surface tension of polypropylene, the tissue material only bad adheres to the nonwoven fibers.
EP 00 06 647 A3 befaßt sich ebenfalls mit wegwerfbaren, saugfähigen Verbundvlieskörpern, deren hydrophobe, äußere Vliesstoffschichten Basisgewichte von 5 bis 25 g/m² aufweisen und vorzugsweise aus versponnenen Polyolefinfasern bestehen. Die absorbierende Innenschicht ist mit den Außenschichten durch Kanten- oder Punktbindung minimal gebunden. Bezüglich des Verfahrens und insbesondere der Verbindungstemperaturen gilt das oben Gesagte.EP 00 06 647 A3 also deals with disposable, absorbent Composite nonwoven bodies, their hydrophobic outer nonwoven layers Basis weights of 5 to 25 g / m² and preferably made of spun polyolefin fibers. The absorbent inner layer is with the outer layers through Minimal edge or point bonding. Regarding the Method and in particular the connection temperatures applies the above.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen einseitig saugfähigen, flachen Verbundvlieskörper mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 derart herzustellen, daß die genannten Nachteile überwunden werden, d. h. daß, ohne schmelzende Zerstörung der Polyolefinfaser-Deckschicht, dennoch eine so feste Hitze-Prägeverbindung zur Tissue-Schicht besteht, daß Form und Zusammenhalt des Saugkörpers auch nach mehrmaliger Durchnässung nicht beeinträchtigt sind. Das Superabsorber-Pulver oder -Gel muß auch im nassen Zustand sicher im Verbund festgehalten sein. Beim Zusammenlaminieren von Tissue- und Trägervliesstoff-Bahn darf weder durch Wärme noch durch mechanische Einflüsse das Gefüge einer dieser Bahnen zerstört werden. Ziel ist dabei ein einstufiges, kontinuierliches Verfahren.The object of the present invention is to provide a one-sided absorbent, flat composite nonwoven body with the To produce features of the preamble of claim 1 such that the mentioned disadvantages are overcome, d. H. that, without melting destruction of the polyolefin fiber topcoat, yet there is such a strong heat-embossing connection to the tissue layer, that shape and cohesion of the absorbent body also after repeated wetting are not impaired. The superabsorbent powder or gel must be safe even when wet be held together. When laminating together Tissue and carrier nonwoven web must be neither heat nor by mechanical influences the structure of one of these tracks be destroyed. The aim is a one-step, continuous Method.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Verfahren mit den Kennzeichen des Patentanspruchs.The solution to this problem consists in a method with the Mark of the claim.
Die Erfindung enthält die überraschende Erkenntnis, daß unter bestimmten Prozeßbedingungen auch durch einfache thermische Kalandrierung eine feste Verbindung von Polyolefinfasern und Tissue-Fasern erreicht werden kann:The invention contains the surprising finding that under certain process conditions also by simple thermal Calendering a solid compound of polyolefin fibers and Tissue fibers can be achieved:
Mit der Erfindung wurde das Vorurteil überwunden, daß eine solche Walzenverfestigung von Polypropylenvliesen nur bei Walzentemperaturen durchgeführt werden könne, die etwa 30°C unter dem Schmelzpunkt des Polypropylens liegen. Gemäß der Erfindung beträgt demgegenüber die Oberflächentemperatur der geprägten Walze 175°C, liegt also über dem Schmelzpunkt des Polypropylens. Die glatte Gegenwalze besitzt eine - übliche - Oberflächentemperatur von 130°C. Die Tissue-Bahn, welche von einer Rolle abgezogen wird, bedeckt bis zum Zulauf zum Walzenspalt den halben Umfang der geprägten Walze, was nicht nur aus räumlichen Gründen vorteilhaft ist, sondern durch die längere Verweilzeit im heißen Bereich auch eine Vorwärmung des Tissue- Materials ermöglicht.The invention overcame the prejudice that a Such roller consolidation of polypropylene nonwovens only at Roll temperatures could be carried out, which is about 30 ° C. lower than the melting point of the polypropylene. According to the In contrast, the invention is the surface temperature of the embossed roller 175 ° C, thus lies above the melting point of the Polypropylene. The smooth counter roll has a - usual - Surface temperature of 130 ° C. The tissue train, which of a roll is withdrawn, covered to the inlet to the nip half the circumference of the embossed roller, not just off spatial reasons is advantageous, but by the longer Residence time in the hot area also a preheating of the tissue Material allows.
Der Liniendruck im Walzenspalt wird eingestellt auf 80 daN/cm. Gleichzeitig wird dem Walzenspalt kontinuierlich das Polypropylen-Faservlies zugeführt, welches im Spalt vollflächig auf der Tissue-Bahn aufliegt und der glatten Walze zugewandt ist. The nip pressure in the nip is set to 80 daN / cm. At the same time, the roll nip continuously becomes the polypropylene nonwoven fabric supplied, which in the gap over the entire surface on the Tissue web rests and faces the smooth roller.
So wird sowohl eine feste Verankerung der Cellulosefasern der Tissue-Bahn in der Polypropylenfaser-Matrix als auch eine gute Verschweißung der Polypropylenfasern untereinander erzielt. Das Tissue-Material besitzt üblicherweise ein Quadratmetergewicht um 22 g.Thus, both a firm anchoring of the cellulose fibers of the Tissue web in the polypropylene fiber matrix as well a good one Welding the polypropylene fibers with each other achieved. The tissue material is usually one square meter around 22 g.
Das erfindungsgemäß erhaltene Laminat weist aufgrund seiner Dehnungseigenschaften eine gute Verarbeitbarkeit auf, wie in den Beispielen noch zahlenmäßig belegt werden wird.The laminate obtained according to the invention has, because of its Stretching properties have good processability, as in the examples will still be occupied numerically.
Die geforderten hydrophilen Eigenschaften des Hüllvliesstoffs des Verbundvlieskörpers können in bekannter Weise durch Avivierung der Fasern oder des Vlieses, d. h. durch Auftrag eines Tensides, erreicht werden. Dieses Tensid senkt die Oberflächenspannung der wäßrigen Körperflüssigkeit so weit, daß diese das Polyolefinvlies benetzen und durchdringen kann. Darüber hinaus soll sich das Tensid in der Körperflüssigkeit auflösen und vom Saugkörper ab- bzw. adsorbiert werden, so daß das Hüllvlies kurz nach Gebrauch wieder die hydrophoben Eigenschaften eines nichtavivierten Polypropylenfaser-Vlieses annimmt. Dadurch wird erreicht, daß möglichst wenig Körperflüssigkeit an der Oberfläche des Saugkörpers zurückgehalten wird und das Vlies sich trocken anfühlt. Eine Rücknässung wird so, auch unter Druckeinwirkung auf den Saugkörper, weitgehend vermieden. Die Verwendung solcher grenzflächenaktiven Stoffe ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung; es sind dies z. B. Fettalkohol (ether)sulfate, Alkylarylsulfonate, ethoxylierte Alkylphenole und Alkanolethoxylate. The required hydrophilic properties of the Hüllvliesstoffs of the composite nonwoven body can be made in a known manner by vulcanization the fibers or the nonwoven, d. H. by order of one Surfactants can be achieved. This surfactant lowers the surface tension the aqueous body fluid so far that this the Moisten Polyolefinvlies and can penetrate. Furthermore should dissolve the surfactant in the body fluid and from the Absorbing absorbent or adsorbed, so that the Hüllvlies shortly after use the hydrophobic properties of a non-viable polypropylene fiber nonwoven. This will achieved that as little body fluid on the surface of the absorbent body is retained and the nonwoven itself feels dry. A rewet is so, even under pressure on the absorbent body, largely avoided. The usage such surfactants is not subject matter the present invention; These are z. B. fatty alcohol (ether) sulfates, alkylarylsulfonates, ethoxylated alkylphenols and alkanol ethoxylates.
Mit den erfindungsgemäßen Prägebedingungen kann somit erstmals eine Kombination nur der vorteilhaften Eigenschaften beider Bahnenmaterialien erzielt werden. Obwohl die geprägte Walze also unorthodoxerweise 10°C über den Schmelzbereich des Polypropylens aufgeheizt ist, und obwohl das Polypropylen-Hüllvlies nur 10 bis 15 g/m² Flächengewicht aufweist, wird sowohl eine feste Verankerung der Cellulose-Fasern der Tissue-Bahn in der Polypropylenfaser-Matrix als auch eine gute Verschweißung der Polypropylen-Fasern untereinander erzielt. Ein "Fließen" des Polypropylens und damit eine Zerstörung der Deckvlies-Struktur findet überraschenderweise nicht statt.With the embossing conditions according to the invention can thus for the first time a combination of only the beneficial properties of both Sheet materials are achieved. Although the embossed roller so unorthodoxly 10 ° C above the melting range of the polypropylene is heated, and although the polypropylene nonwoven only has 10 to 15 g / m² basis weight, is both a firm anchoring of the cellulose fibers of the tissue web in the Polypropylene fiber matrix as well as a good welding of the Polypropylene fibers achieved among themselves. A "flow" of the Polypropylene and thus a destruction of the cover fleece structure surprisingly does not take place.
Tabelle 1 zeigt die den Einzelschichten des Verbundvlieskörpers innewohnenden positiven Eigenschaften, welche alle für sich erhalten bleiben:Table 1 shows the individual layers of the composite nonwoven body inherent positive qualities, all for themselves remain:
Im folgenden Beispiel wird quantitativ auf die Eigenschaften des erfindungsgemäß hergestellten Verbundvlieskörpers eingegangen werden. The following example quantitatively refers to the properties of the composite nonwoven body produced according to the invention To be received.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Kostenersparnis: Da das Tissue-Material unverzichtbarer Bestandteil in fast allen marktgängigen Windelkonstruktionen ist, führt die Vorwegnahme seiner Verarbeitung während der Vliesherstellung zu keinem erhöhten Aufwand. Dafür können aber das Flächengewicht und damit die Kosten des außenliegenden Vliesstoffs deutlich reduziert werden.A particular advantage of the method according to the invention is the cost savings: because the tissue material is indispensable Component in almost all marketable diaper constructions is, leads the anticipation of its processing during nonwoven production at no increased expense. But can the basis weight and thus the costs of the outer nonwoven fabric are significantly reduced.
Ein anspruchsgemäß hergestelltes Laminat aus einem Polypropylenfaservliesstoff von 12 g/m² und einem handelsüblichen Tissue-Papier von 22 g/m² verfügt bereits über eine Dehnung bei 10 N/5 cm, die etwa einem Faservliesstoff von 23 g/m² ohne Tissue entspricht (Tabelle 2).A laminate produced according to the claims from a polypropylene fiber nonwoven fabric of 12 gsm and a commercial one Tissue paper of 22 g / m² already has an elongation at 10 N / 5 cm, which is about a non-woven fabric of 23 g / m² without tissue (Table 2).
Die Dichtigkeit ist, wie am Siebtestergebnis erkennbar, ebenfalls beim Laminat besser und bleibt auch im nassen Zustand erhalten, da das mit dem Polypropylenfaser-Vlies verschweißte Tissue auch über eine bessere Naßreißfestigkeit verfügt (Tabelle 2).The tightness is, as can be seen on the sieve test result, also better with the laminate and stays in the wet Condition preserved as that with the polypropylene fiber fleece Welded tissue also has a better wet tensile strength has (Table 2).
Beim Durchnässungs-Test zeigt sich, daß das nichtaktivierte Laminat kürzere Test-Wiederholungszeiten erreicht, da mit der erfindungsgemäßen Konstruktion keine Avivage ausgewaschen werden kann (Tabelle 2).The soaking test shows that the non-activated Laminate achieves shorter test repetition times as with the design of the invention washed out no finish can be (Table 2).
Zur Beurteilung der Penetration wurde ein standardisiertes Meßverfahren eingesetzt, welches die Penetrationszeit ("Strike-Through") in Sekunden mißt. For the assessment of the penetration was a standardized Measuring method used, which is the penetration time ("Strike-through") in seconds.
Für die Bestimmung der Durchlässigkeit des Laminats gegenüber Superabsorber-Partikeln wurde der Siebtest mit definiertem Siebgut verwendet. Gemessen wurde der Siebrückstand in Prozent.For determining the permeability of the laminate Superabsorbent particles became the sieve test with defined Screenings used. The sieve residue was measured in percent.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4029337A DE4029337C1 (en) | 1990-09-15 | 1990-09-15 | Flat fleece absorbent |
Applications Claiming Priority (1)
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DE4029337A DE4029337C1 (en) | 1990-09-15 | 1990-09-15 | Flat fleece absorbent |
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Family Applications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4317465C1 (en) * | 1993-05-26 | 1994-07-28 | Sebapharma Gmbh & Co | Method of fixing a membrane |
DE10045462A1 (en) * | 2000-09-14 | 2002-03-28 | Beiersdorf Ag | Wound dressing and / or compress made from several layers of nonwoven |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0006647A2 (en) * | 1978-06-16 | 1980-01-09 | The Buckeye Cellulose Corporation | Disposable absorbent nonwoven structure |
EP0374910A1 (en) * | 1988-12-21 | 1990-06-27 | Steen & Co. GmbH | Highly absorbent bonded fabric web |
-
1990
- 1990-09-15 DE DE4029337A patent/DE4029337C1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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