Investigation of Usability of Recycled Polypropylene Nonwoven Waste in Spunbond Fabrics

Abstract

Some properties of the spunbond fabric, which is obtained as a result of polypropylene (PP) based nonwoven (spunbond and meltblown) fabric wastes, whose usage areas and usage amounts are increasing rapidly, are converted into granules and mixed with the original PP raw material at certain rates and included in the production, have been examined. First of all, Spunbond-Meltblown fabric wastes, which were turned into scraps, were mixed in certain proportions to obtain granules. The melt flow index value of Recycle-PP1 waste was determined as 38 MFI, and the melt flow index value of Recycle-PP5 50%-50% Spunbond-Meltblown waste mixture was determined as 137 MFI. Spunbond fabric was obtained by mixing 0-5% Recycle-PP1 granule with the original raw material. The highest rate of working without any quality problem and in the most efficient way was determined as 5%. The use of larger amounts of recycled granules caused fabric defects. It was observed that the strength of spunbond fabrics produced with 5% doping decreased by approximately 24.5% compared to the strength value of the fabric that was not added at all. With the study, the usability of recycled granule-added spunbond fabrics for suitable sectors according to the determined strength values has been revealed.

Keywords

• Polypropylene
• Nonwoven
• Spunbond
• Recycling
• Change of Strength Value.

Geri Dönüştürülmüş Polipropilen Nonwoven Teleflerin Spunbond Kumaşlarda Kullanılabilirliğinin İncelenmesi

Öz

Hızla kullanım alanları ve kullanım miktarları artan polipropilen (PP) esaslı nonwoven (spunbond ve meltblown) kumaş teleflerinin, granül haline dönüştürülerek orijinal PP hammadde ile belirli oranlarda karıştırılarak yeniden üretime dâhil edilmesi sonucu elde edilen spunbond kumaşın mukavemet değerleri incelenmiştir. Öncelikle kırpıntı haline getirilen Spunbond-Meltblown kumaş telefleri, belirli oranlarda karıştırılarak granül elde edilmiştir. Recycle-PP1 telefinin eriyik akış indeksi (MFI) değeri 38 MFI olarak, Recycle-PP5 %50-%50 Spunbond-Meltblown telefi karışımının eriyik akış indeks (MFI) değeri ise 137 MFI olarak tespit edilmiştir. Recycle-PP1 granülü, %0-5 oranlarında orijinal hammadde ile karıştırılarak Spunbond kumaş elde edilmiştir. Kalite problemi görülmeden ve en verimli şekilde çalışılan en yüksek oran, %5 olarak tespit edilmiştir. Daha fazla miktarda geri dönüştürülmüş granül kullanımı kumaş hatalarına sebebiyet vermiştir. %5 katkılanarak üretilen spunbond kumaşların mukavemeti, hiç katkılanmayan kumaşın mukavemet değerine göre yaklaşık %24,5 oranında düştüğü görülmüştür. Çalışma ile birlikte, tespit edilen mukavemet değerlerine göre uygun sektörlere, geri dönüştürülmüş granül katkılı spunbond kumaşların kullanılabilirliği ortaya konmuştur.  

Anahtar Kelimeler

• Polipropilen
• Nonwoven
• Spunbond
• Geri Dönüşüm
• Mukavemet Değerindeki Değişim.

References

1. Ahmedzade, P., Fainleib, A., Günay, T., & Grigoryeva, O., (2016). Geri dönüştürülmüş atık polipropilenin bitümlü bağlayıcılarda kullanılması. Teknik Dergi, 27(3), 7497-7513.
2. Aipma, (2009). Plastic process. The All India Plastics Manufactures’ Association. Retrieved from http://www.aipma.net/info/plasticprocess.htm
3. Aumnate, C., Rudolph, N. and Sarmadi, M., (2019). Recycling of polypropylene/polyethylene blends: Effect of chain structure on the crystallization behaviors. Polymers 2019, 11, 1456; DOI:10.3390/polym11091456
4. Bertin, S. and Robin, J.J., (2002). Study and characterization of virgin and recycled LDPE/PP blends”, European Polymer Journal, Vol: 38, pp: 2255-2264.
5. Chen, K., Ghosal, A., Yarin, A.L., Pourdeyhimi, B., (2019). Modeling of spunbond formation process of polymer nonwovens, Polymer (2019), DOI: 10.1016/j.polymer.2019.121902
6. Chua, M.H., Cheng, W., Goh, S.S., Kong, J., Li,B., Lim, J.Y.C., Mao, Lu., Wang, S., Xue, K., Yang, L., Ye, E., Zhang, K., Cheong, V.C.D., Tan, B.H., Li, Z., Tan, B.H., and Loh, X.J., (2020). Face masks in the new COVID-19 normal: materials, testing, and perspectives. AAAS Research, Volume 2020, Article ID 7286735, 40 pages, DOI: 10.34133/2020/7286735
7. Dönmez U., Kaçmaz E., Kurt H.A., (2019b). Tek Kullanimlik Spunbond Kumaşlarda Hidrofilik Verimliliği Üzerine Bir Çalışma, Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 7(3), 514-521.
8. Dönmez U., Kurt H.A., Atıcı A., (2019a). Nonwoven Kumaşların Kalender Yöntemiyle Birleştirilmesinde Kalender Sıcaklığı Ve Kumaş Katman Sayısının Kumaş Performansına Etkisi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C, 7(3): 765-775.

9. Erem, E., Gökkurt, T., (2021). Çekirdeklendirici ajanlar, uyumlaştırıcılar ve antioksidanların geri dönüştürülmüş polipropilen üzerindeki etkilerinin incelenmesi. Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 14 (2021) 1-22.
10. Fedorova, N., (2006). Investigation of the utility of ısland-in-the-sea bicomponent. Unpublished Doctoral Dissertation, North Carolina State University, Raleigh, NC, USA.
11. Geus, H.G., (2016). Developments in manufacturing techniques for technical nonwovens. Reifenhauser Reicofil GmbH & Co. KG, Spicher Straße, Troisdorf, Germany. Advanced in Technical Nonwovens.
12. Gramsch, S., Sarishvili, A. and Schmeißer, A., (2020). Analysis of the fiber laydown quality in spunbond processes with simulation experiments evaluated by blocked neural networks. Hindawi-Advances in Polymer Technology, Volume 2020, Article ID 7648232, 11 pages, DOI: 10.1155/2020/7648232
13. Gregor-Svetec, D., Tisler-Korljan, B., Leskovsek, M., & Sluga, F., (2009). Monofilaments produced by blending virgin with recycled polypropylene. Textile and Apparel, 19(3), 181-188.
14. Kanai T., Kohri Y. And Takebe T., (2017). Theoretical analysis of the spunbond process and its applications for polypropylenes. Adv Polym Technol. 2017;1–10. DOI: 10.1002/adv.21866
15. Lim, H., (2010). A review of spun bond process. JTATM-Journal of Textile and Apparel, Technology and Management, Vol 6 (3), Spring 2010.
16. Montagna, L.S., Forte M.M.C. and Santana R.M.C., (2013). Induced degradation of polypropylene with an organic pro-degradant additive. Journal of Materials Science and Engineering-A3 (2)(2013) 123-131
17. Nanjundappa,R., Bhat G.S., (2005). Effect of processing conditions on the structure and properties of polypropylene spunbond fabrics. Journal of Applied Polymer Science, Vol. 98, 2355–2364 (2005)
18. Öztürk, O., (2005). Geri dönüştürülmüş polietilenin ve polipropilenin tekrar kullanılabilirliğinin çekme deneyleri ile irdelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Denizli.
19. Pandit, P., Maity, S., Singha, K., Annu, Uzun, M., Shekh, M., Ahmed, S., (2021). Potential biodegradable face mask to counter environmental ımpact of Covid-19. Cleaner Engineering and Technology 4 (2021) 100218.
20. Rodraksa W. and Tharmmaphornphilas W., (2013). Appearance defective reduction in nonwoven process. Proceedings of the International MultiConference of Engineers and Computer Scientists 2013 Vol II, IMECS 2013, 13-15 March 2013, Hong Kong
21. Rosa, D.S., Grillo, D., Bardi, M.A.G., Calil, M.R., Guedes, C.G.F., Ramires, E.C., et al., (2009). Mechanical, thermal and morphological characterization of polypropylene/ biodegradable polyester blends with additives, Polymer Testing 28 (2009) 836-842.
22. Russell, S.J., (2007). Handbook of nonwovens. Cambridge: Boca Raton, Fla.:CRC Press.
23. Strapasson, R., Amico, S.C., Pereira, M.F.R. and Sydenstricker, T.H.D., (2005). Tensile and impact behaviour of polypropylene/low density polyethylene blends. Polymer Testing, Vol: 24, pp: 468-473.
24. Şengül, Ü. ve Şengül, A.B., (2016). Türkiye’de emici hijyen ürün atıklarının potansiyeli ve çevre ekonomisi açısından değerlendirilmesi. In Internatıonal Congress Of Management Economy And Polıcy Proceedıngs Volume III (p. 2788), ICOMEP 2016, 26-27 October, İstanbul, Turkey.
25. Şentürk B., (2014). Çekirdeklendirici katkıların geri dönüştürülmüş polipropilenin mekanik davranışına etkisinin araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
26. Tzoganakis, C., Vlachopoulos, J. And Hamielec A.E., (1988). Production of controlled-rheology polypropylene resins by peroxide promoted degradation during extrusion. Polymer Engineering And Science, Mid-February, Vol. 28, No.3.