Influence of Bleaching Stages and Dyeing Process on Changes in a Selected Heavy Metal Content in Flax Fibres

• Autorzy: Matyjas-Zgondek E. , Szynkowska M. I. , Pawlaczyk A. , Rybicki E.

Warianty tytułu

PL

Wpływ etapów klasycznego bielenia lnu oraz procesu barwienia na zmianę zawartości wybranych metali ciężkich we włóknach lnu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Raw flax fibres consist of over 70% cellulose, over 20% hemicelluloses, pectins and lignins, 2.5% wax and fat, and 3% proteins. Non-cellulosic substances constitute a glue connecting elementary fibres. Because of the huge content of hydrophobic substances, raw flax fibres are difficult to wet by water. There is a necessity of removing hydrophobic substances from fibres before further chemical treatments. Classical bleaching of flax woven fabric is a long-running process that includes four stages, each starting from the scouring process in an alkaline bath. In order to obtain full whiteness, there is a necessity of carrying out four full stages of scouring and bleaching. The results of changes in a selected heavy metal content in flax fibres after a particular bleaching stage and dyeing process were shown. The content of heavy metals in flax fibres was determined using the qualitative (ICP-MS) and semi-qualitative (LA-ICP-ToF-MS) methods. Also changes in the content of extractable elements to artificial acid sweat was determined. The content of selected metals in flax fibres fell with a decrease in non-cellulosic polysaccharide content in the fibres. The important influence of dye fixation on the extractable copper content was also shown.

PL

Surowe techniczne włókna lnu składają się w ponad 70% z celulozy, ponad 20% z hemicelulozy, pektyn i ligniny oraz 2,5% z wosków i tłuszczy i 3% z substancji białkowych. Substancje niecelulozowe stanowią spoiwo sklejające ze sobą poszczególne włókienka elementarne. Z uwagi na dużą zawartość substancji hydrofobowych surowe włókna lnu trudno zwilżają się wodą, dlatego przed bieleniem i dalszą obróbką (barwienie, drukowanie) konieczne jest usunięcie z włókna składników hydrofobowych. Klasyczne bielenie tkanin lnianych jest procesem długotrwałym i obejmuje cztery cykle, z których każdy rozpoczyna się od procesu obgotowania w alkalicznej kąpieli. Do uzyskania pełnej bieli tkanin lnianych wymagane są cztery cykle obgotowania i bielenia. W pracy przedstawiono wyniki badań zawartości wybranych metali ciężkich we włóknach lnu po kolejnych etapach klasycznego bielenia oraz barwienia. Zawartość metali ciężkich we włóknach lnu określono z zastosowaniem metod ilościowych (ICP-MS) oraz półilościowych (LA-ICP-MS). Oznaczono również zawartość metali ciężkich ekstrahowanych do sztucznego potu. Stwierdzono, że zawartość wybranych metali ciężkich we włóknach lnu obniża się wraz z kolejno postępującymi etapami procesu klasycznego bielenia lnu. Zaobserwowano również istotny wpływ procesu kationoczynnego utrwalania wybarwień na obniżenie zawartości miedzi w ekstraktach.

Słowa kluczowe

EN

flax; heavy metals content; ICP measurements; bleaching; dyeing

PL

len; zawartość metali ciężkich; pomiary ICP; wybielanie; farbiarstwo

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 20, no. 2 (91)
• Strony: 91--95
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz.

Twórcy

autor

Matyjas-Zgondek E.

autor

Szynkowska M. I.

autor

Pawlaczyk A.

autor

Rybicki E.

• Poland, Łódź, Technical University of Lodz, Department of Man-Made Fibres and European Centre of Bio- and Nano-Technology

Bibliografia

• 1. Regulation of Council of Ministers of 6th April 2004 in the scope of Safety and Marking of Textiles (Dz.U.2004.81.743, in Polish).
• 2. Oeko-Tex Standard 100 – General and special conditions, International Association for Research and Testing in the Field of Textile Ecology, edition 01/2009.
• 3. Rossman TG, Waalkes MP. Special issue: metals and human cancer. Mutation Research 2003; 533: 1-2.
• 4. Mielicki J. Zarys Chemicznej Obróbki Wyrobów Włókienniczych, WNT, Warszawa, 1991 (Polish), (Outline of the Chemical Treatment of Textiles).
• 5. Brzeziński S. Wybrane Zagadnienia z Chemicznej Obróbki Włókna - tom II, Wydawnictwo PŁ Filia w Bielsku-Białej, Bielsko-Biała 1999 r. (Polish), (Chosen Issues of Chemical Treatment of Fibers).
• 6. Rezic I, Steffan I. ICP-OES determination of metals present in textile materials. Microchemical Journal 2007; 85: 46-51.
• 7. Zollinger H. Color Chemistry – Syntheses, Properties, and Applications of Organic Dyes and Pigments, Wiley-VCH GmbH, Switzerland 2003.
• 8. Stiepanow B I. Podstawy Chemii i Technologii Barwników Organicznych, WNT, Warszawa 1980 (Polish), (Principles of Chemistry and Technology of Organic Dyestuffs).
• 9. Rybicki E, Święch T, Leśniewska E, Albińska J, Szynkowska MI, Paryjczak T. Changes in Hazardous Substances in Cotton after Mechanical and Chemical Treatments of Textiles. Fibres & Textiles in Eastern Europe 2004; 12, 2(46): 67-73.
• 10. Szynkowska MI, Rybicki E, Leśniewska E, Pawlaczyk A, Paryjczak T, Matyjas-Zgondek E. Infuence of production progress on the heavy metal content in fax fbers, Chemical Papers 2009; 63: 537–542.
• 11. Nawirska A. Binding of heavy metals to pomace fbres. Food Chemistry 2005; 90: 395-400.
• 12. Angelova V, Ivanova R, Delibaltova V, Ivanov K. Bio-accumulation and distribution of heavy metals in fbre crops (fax, cotton and hemp), Industrial Crops and Products 2004; 19: 197-205.
• 13. Shukla SR, Pai RS. Adsorption of Cu(II), Ni(II) and Zn(II) on modifed jute fbres.Bioresource Technology 2005; 96: 1430-1438.
• 14. Calafell M, Klug-Santner B, Guebitzb G, Garrigaa P. Dyeing behaviour of cotton fabric bioscoured with pectate lyase and polygalacturonase, Color. Technol. 2005; 121: 291-297.
• 15. Klug-Santner BG, Schnitzhofer W, Vršanskă M, Weber J, Agrawal PB, Nierstrasz VA, Guerbitz GM. Purifcation and characterization of a new bioscouring pectate lyase from Bacillus pumilus BK2. Journal of Biotechnology 2006; 121: 390-401.
• 16. Morvan C, Andème-Onzighi Ch, Girault R, Himmelsbach DS, Driouich A, Akin D E. Building fax fbres: more than one brick in the walls. Plant Physiology and Biochemistry 2003; 41: 935-944.
• 17. Pejic B, Vukceviv M, Kostic M, Skundric P. Biosorption of heavy metal ions from aqueous solutions by short hemp fbres: Effect of chemical composition. Journal of Hazardous Materials 2009; 164: 146-153.
• 18. Williams CJ, Aderholds D, Edyvean RG. Comparison between biosorbents for the removal of metal ions from aqueous solutions. Wat. Res. 1998; 32: 216-224.
• 19. Kymalainen H-R, Sjoberg A-M. Flax and hemp fbres as raw materials for thermal insulations. Building and Environment 2008; 43: 1261-1269.
• 20. Khotimchenko M, Kovalev V, Khotimchenko Y. Equilibrium studies of sorption of lead(II) ions by different pectin compounds. Journal of Hazardous Materials 2007; 149: 693-699.
• 21. Wai WW, AlKarkhi AFM, Easa AM. Comparing biosorbent ability of modifed citrus and durian rind pectin. Carbohydrate Polymers 2010; 79: 584-589.
• 22. Lee B-G, Rowell RM. Removal of Heavy Metal Ions from Aqueous Solutions Using Lignocellulosic Fibres. Journal of Natural Fibers 2004; 1: 97-108.
• 23. Kongdee A, Bechtold T. Infuence of ligand type and solution pH on heavy metal ion complexation in cellulosic fbre: model calculations and experimental results. Cellulose 2009; 16: 53-63.
• 24. Yin Y, Chaoxia W, Chunying Wang Ć. An evaluation of the dyeing behaviour of sol–gel silica doped with direct dyes, J Sol-Gel Sci. Technol. 2008; 48: 308-314.