An Alternative Study for Reducing Silicosis Disease by Denim Bleaching with Atmospheric Pressure Air Plasma

Year 2024, , 519 - 524, 27.06.2024

Ferhat Bozduman

https://doi.org/10.35414/akufemubid.1397662

Abstract

Grinding with silica technique used in denim bleaching processes today poses great dangers to the lives of people working in this sector. This disease, which causes permanent damage to employees during long working years, is defined as silicosis. The number of people working in this sector is increasing day by day. This grinding process is carried out with silicon, which is the raw material of glass. During this process, sand compressed under high pressure is sent to the surface to remove the paint from the surface. In this study, it is aimed to perform bleaching process on denim without using chemicals and without releasing chemicals into the environment by using atmospheric pressure plasma technique. Plasma, the state of matter 4, was created using air. A plasma pen with capacitive electrode design was used to ionize the air and convert it into plasma. By utilizing the abrasive and removing effect of plasma, the bleaching process was successfully carried out on the denim surface. Compared to the traditional grinding method, the plasma process is reported to have no harm to the body. Detailed surface morphology analyses were performed using electron and light microscopy to confirm that the bleaching process was successful and did not cause any damage to the denim surface. When the analysis results were analyzed, it was determined that there was no damage caused by plasma on the denim surface. We concluded that the bleaching process took place from the color tone difference formed by the color camera light microscope.

Keywords

Silicosis, Denim, Bleaching, Atmospheric Pressure Plasma, Grinding

Atmosferik Basınç Hava Plazması ile Denim Ağartma İşlemi Yapılarak Silikozis Hastalığının Azaltılmasına Yönelik Alternatif Bir Çalışma

Abstract

Günümüzde denim ağartma işlemlerinde kullanılan silika tekniği ile taşlama bu sektörde çalışan insanların hayatları üzerinde büyük tehlikeler oluşturmaktadır. Uzun çalışma yıllarında çalışanlar üzerinde kalıcı hasara sebep olan bu hastalık silikozis olarak tanımlanmaktadır. Bu sektörde çalışan insanlarda hastalığa yakalanma sayısı her geçen gün artmaktadır. Camın hammaddesi olan silisyum ile bu taşlama işlemi gerçekleştirilmektedir. Bu işlem esnasında yüzeye yüksek basınç altında sıkıştırılan kumlar gönderilerek yüzeyden boyanın sökülmesi sağlanmaktadır. Bu çalışmada atmosferik basınç plazma tekniği kullanılarak denim üzerinde kimyasal kullanmadan ve ortama kimyasal salınmadan ağartma işleminin gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Maddenin 4. hali olan plazma, hava kullanılarak oluşturulmuştur. Havanın iyonize edilerek plazmaya dönüştürülmesi için kapasitif elektrot dizaynlı plazma kalemi kullanılmıştır. Plazmanın aşındırıcı ve sökücü etkisinden yararlanılarak denim yüzeyinde ağartma işlemi başarı ile gerçekleştirilmiştir. Geleneksel taşlama yöntemi ile kıyaslandığında plazma işleminin vücuda herhangi bir zararının olmadığı raporlanmıştır. Ağartma işleminin gerçekleştiğini ve denim yüzeyine herhangi bir zarar vermediğini belirtmek için elektron ve ışık mikroskobu kullanılarak detaylı yüzey morfolojisi analizleri yapılmıştır. Analiz sonuçlarına bakıldığında denim yüzeyinde plazmadan kaynaklı bir hasarın oluşmadığı tespit edilmiştir. Renkli kameralı ışık mikroskobu ile oluşan renk tonu farklılığından ağartma işleminin gerçekleştiği sonucuna ulaştık.

Keywords

Silikozis, Denim, Ağartma, Atmosferik Basınç Plazma, Taşlama

Thanks

Bu çalışma Isparta Süleyman Demirel Üniversitesi teknokentinde bulunan PlazmaTek şirketinin plazma fiziği laboratuvarı altyapısının desteği ve imkanları ile gerçekleştirilmiştir.

References

• Akgun, M., Gorguner, M., Meral, M. et al. 2005. Silicosis caused by sandblasting of jeans in Turkey: a report of two concomitant cases. Journal of Occupational Health,47,346–349. https://doi.org/10.1539/joh.47.346
• Atav, R., Gunduz, O., Yaz, S., Cakan, G. and Sevgili, B., 2023. Laser Activated Organic Bleaching Process as an Environmentally Friendly Clean Alternative to Permanganate Bleaching in Denim Washing. Fibers and Polymers, 24, 2725-2730. https://doi.org/10.1007/s12221-023-00251-3
• Bakan, N.D., Özkan, G., Camsarı, G., Gür, A., Bayram, M., Acıkmese, B. and Cetinkaya, E., 2011. Silicosis in denim sandblasters. Chest, 140(5), 1300–1304. https://doi.org/10.1378/chest.10-1856
• Bhat, N.V., Netravali, A.N., Gore, A.V., Sathianarayanan, M.P., Arolkar, G.A. and Deshmukh, R.R., 2011. Surface modification of cotton fabrics using plasma technology. Textile Research Journal, 81, 1014–1026. https://doi.org/10.1177/0040517510397574
• Cai, Z.S. and Qiu, Y.P., 2006. The mechanism of air/oxygen/helium atmospheric plasma action on PVA. Journal of Applied Polymer Science, 99, 2233–2237. http://dx.doi.org/10.1002/app.22307
• Cai, Z.S., Zhang, C.Y., Qiu, Y.P., Hwang, Y.J. and McCord, M., 2003. Effect of atmospheric plasma treatment on desizing of PVA on cotton. Textile Research Journal, 73,670–674. http://dx.doi.org/10.1177/004051750307300803
• Domonkos, M. and Kromka, A., 2022. Nanosphere lithography-based fabrication of spherical nanostructures and verification of their hexagonal symmetries by image analysis. Symmetry, 14, 2-16. https://doi.org/10.3390/sym14122642
• Domonkos, M. and Ticha, P., 2023. Low-Temperature Atmospheric Pressure Plasma Treatment in the Polymer and Textile Industry. IEEE TRANSACTIONS ON PLASMA SCIENCE, 51, 1671-1681. http://dx.doi.org/10.1109/TPS.2023.3235266
• Ilya, K., Christian, D.P. and Fabrizio, D., 2020. Colour fading of denim with atmospheric pressure plasma jet using air. International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, 63, 79-84. http://dx.doi.org/10.3233/JAE-209110
• Inbakumar, S., Morent, R., De Geyter, N., Desmet, T., Anukaliani, A., Dubruel, P., et al., 2010. Chemical and physical analysis of cotton fabrics plasma-treated with a low-pressure DC glow discharge. Cellulose, 17, 417–426. http://dx.doi.org/10.1007/s10570-009-9369-y
• Ivedi, I., Yagci, K., Tagaç, E., 2021. Development Of Ecological Denim Bleaching Methods. International Conference on Textile and Connected R&D Domains (TEXTEHX),81-87. http://dx.doi.org/10.35530/TT.202.07
• Matthews, S.R., McCord, M.G. and Bourham, M.A., 2005. Poly (vinyl alcohol) desizing mechanism via atmospheric pressure plasma exposure. Plasma Processes and Polymers, 2, 702–708. https://doi.org/10.1002/ppap.200500056
• Peng, S.J., Gao, Z.Q., Sun, J., Yao, L. and Qiu, Y.P., 2009. Influence of argon/oxygen atmospheric dielectric barrier discharge treatment on desizing and scouring of poly (vinyl alcohol) on cotton fabrics. Applied Surface Science, 255, 9458–9462. http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2009.07.058
• Rauscher, H., Perucca, M., and Buyle, G., 2010. Plasma technology for hyperfunctional surfaces – Food, biomedical, and textile applications. Wiley-VCH, 137.
• Vladimirtseva, E.L., Sharnina, L.V. and Blinicheva, I.B., 1995. Application of the low-temperature plasma in preparation processes of linens. Fibres and Textiles in Eastern Europe, 2, 30–31.
• Wang, C.X. and Qiu, Y.P., 2007. Two-sided modification of wool fabrics by atmospheric pressure plasma jet: Influence of processing parameters on plasma penetration. Surface and Coatings Technology, 201, 6273–6277. http://dx.doi.org/10.1016/j.surfcoat.2006.11.028
• Wang, L., Xiang, Z.Q., Bai, Y.L. and Long, J.J., 2013. A plasma-aided process for grey cotton fabric pretreatment. Journal of Cleaner Production, 54, 323–331. http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2013.05.003
• https://physics.nist.gov/PhysRefData/ASD/lines_form.html, (10.09.2023)