Effect of fabric conditioning on emission and sorption of gaseous organic pollutants

Abstract

Conditioning fabric is a contributor to emission of volatile organic compounds (VOCs) and sorption phenomenon. Washing clothes with fabric softener in daily life results in changing surface properties of the fabric. This research was divided into 4 main subjects and their results are as follows. Firstly, a detection method for sampling and analyzing VOCs emitted from fabrics was developed using a solid phase microextraction technique coupled with a gas chromatography (SPME-GC). The optimum sample collection and desorption time was found to be 3 min. Secondly, VOC emissions from five different fabrics were tested, including originally undyed silk, naturally dyed silk, chemically dyed silk, cotton, polyester, T/C and rayon fabrics. They were conditioned with three methods: washing with deionized water, washing with fabric softener, and washing with concentrated fabric softener. Results show that the fabrics washed with the concentrated softener released total VOCs (TVOC) of 67-139, which some emitted VOCs were identified originally from the fabric softener. Meanwhile, the unwashed fabrics emitted TVOC of 33-85. Thirdly, a fabric ability to sorb gaseous nicotine was performed with a sorption isotherm using 2-lilter gas bags containing 24-ppm gaseous nicotine. The tested fabric size varied from 28 to 144. The isotherm test was controlled at 25 degree Celsius. Results show that the Frueundlich model was able to describe the fabric-nicotine sorption. At an nicotine concentration of 0.01 ppm, the undyed and unwashed silk sorbed nicotine 300 times greater than the unwashed cotton and 3000 times greater than chemically dyed and unwashed silk. After washing with the concentrated softener, the nicotine sorption capacity for the undyed silk reduced by 107 times comparing with the unwashed condition, while the sorption capacity for the cotton and chemically dyed silk was unchanged. Lastly, an examination of the fabric surfaces for their physical and chemical properties revealed that the natural fiber fabrics have higher surface polarity than the synthetic fiber fabrics, resulting in the greater sorption capacity for nicotine.

การปรับสภาพผ้าเป็นปัจจัยหนึ่งที่มีผลต่อการปลดปล่อยสารอินทรีย์ระเหยและปรากฏการณ์การดูดซับ การซักเสื้อผ้าด้วยน้ำยาปรับผ้านุ่มในชีวิตประจำวันมีผลทำให้สมบัติพื้นผิวผ้าเปลี่ยนไปจากเดิม งานวิจัยนี้แบ่งหัวข้อศึกษาออกเป็น 4 หัวข้อ และมีผลการศึกษาดังนี้ 1) การประเมินวิธีการตรวจวัดสารมลพิษอินทรีย์ระเหยจากผ้าด้วยเทคนิคโซลิดเฟสไมโครเอ็กซแทรกชัน-แก๊สโครมาโทรกราฟฟี (SPME-GC) พบว่า ที่เวลา 3 นาที เป็นเวลาที่เหมาะสมสำหรับเก็บและคายตัวอย่าง 2) การปลดปล่อยสารมลพิษอินทรีย์ระเหยจากผ้า 5 ชนิด ได้แก่ ผ้าไหมที่ไม่ผ่านการย้อม (ดั้งเดิม) ผ้าไหมที่ผ่านการย้อมทางธรรมชาติ ผ้าไหมที่ผ่านการย้อมเคมี ผ้าฝ้าย ผ้าโพลีเอสเตอร์ ผ้าที/ซี และผ้าเรยอน ที่ผ่านการปรับสภาพ 3 สภาวะ ได้แก่ การซักน้ำกลั่น การซักน้ำยาปรับผ้านุ่มสูตรธรรมดา และการซักน้ำยาปรับผ้านุ่มสูตรเข้มข้น เทียบกับผ้าสภาพดั้งเดิมจากการทดสอบ พบว่า ผ้าที่ผ่านการซักน้ำยาปรับผ้านุ่มสูตรเข้มข้นปลดปล่อยสารอินทรีย์ระเหยทั้งหมด (TVOC) 67-139 มคก./ลบ.ม. ซึ่งเป็นสารที่สามารถระบุได้ว่ามาจากน้ำยาปรับผ้านุ่ม ในขณะที่ผ้าที่ไม่ผ่านการซักปล่อยปริมาณสารอินทรีย์ระเหยทั้งหมด 33-85 มคก./ลบ.ม. 3) การทดสอบความสามารถของผ้าในการดูดซับก๊าซนิโคตินด้วยการหาไอโซเทอมการดูดซับ โดยใช้ถุงเก็บก๊าซขนาด 2 ลิตร ที่ความเข้มข้นก๊าซนิโคติน 24 พีพีเอ็ม ขนาดผ้าที่ทดสอบ 28-144 ตร.ซม. และควบคุมอุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส จากผลการทดสอบพบว่า แบบจำลองฟรุนดลิชสามารถอธิบายการดูดซับนิโคติน ที่ความเข้มข้นก๊าซนิโคติน 0.01 พีพีเอ็ม ผ้าไหมดั้งเดิมดูดซับได้มากกว่าผ้าฝ้าย 300 เท่า และมากกว่าผ้าไหมย้อม 3000 เท่า เมื่อผ้าผ่านการซักด้วยน้ำยาปรับผ้านุ่มสูตรเข้มข้น พบว่า ผ้าไหมดั้งเดิมดูดซับนิโคตินลดลง 107 เท่า แต่ผ้าฝ้าย และผ้าไหมย้อมเคมี มีค่าใกล้เคียงเดิม นอกจากนี้ยังพบว่า การย้อมสีเคมีมีผลให้ความจุในการดูดซับลดลง 3000 เท่าเมื่อเทียบกับผ้าไหมไม่ย้อม และ 4) การศึกษาสมบัติทางกายภาพและเคมีของผ้า พบว่า ผ้าที่ผลิตจากเส้นใยธรรมชาติมีสมบัติความมีขั้วสูงกว่าผ้าที่ผลิตจากเส้นใยสังเคราะห์ ซึ่งทำให้ผ้าจากเส้นใยธรรมชาติมีความสามารถในการดูดซับนิโคตินมากกว่า