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在美國《大眾科學》雜志2012年生態友好創新獎的評選中,DyeCoo超臨界二氧化碳(無水)染色成為大獎得主。大家知道,傳統染色是以水為介質的,紡織行業無疑是耗水一大戶。淡水的消耗和含有化學品的廢水排放都可能帶了嚴峻的環境問題。據測算,每染色1噸纖維大約需要消耗30?50噸水。就拿我國紡織染整業來說,每年的水排放量達到20億立方米。
那麼,用二氧化碳作為媒介來染色,這靠譜嗎?
原來,二氧化碳在溫度昇至31.06°C,加壓到7.39兆帕,就會達到超臨界狀態。這時它既不是氣體,也不是液體,卻呈現氣體和液體的雙重特性。
超臨界二氧化碳的密度類似於液體,便於溶解疏水染料;也有氣體樣的低粘度和擴散性能,使染色時間比用水時短;染色後迅速揮發,可輕松回收。二氧化碳染色的各過程,包括去油、染色和移除多餘染料,可以全部在同一工廠中進行,只需要調整溫度和壓力;在過程結束時,二氧化碳以氣體狀態釋放,所以也省去了乾燥工序。
超臨界二氧化碳染色算不上是新鮮事,它的原理早在25年前就在德國發明了。而東華大學、大連工業大學等也在我國開展超臨界二氧化碳無水染色技術與工藝的研究。
不過這一次荷蘭DyeCoo公司的獲獎,不僅因為其設計、開發並提供了無水染色解決方案,還推出了使用超臨界二氧化碳代替水染色的商業化機械,完成批量生產。一句話,不用水和化學品真正染出商業化產品,實現了紡織染色行業的突破。
DyeCoo的母公司早在十年前就與代爾夫特科技大學等合作解決工藝問題,耗費巨資終有眉目後,在2008年開設DyeCoo,名字就是二氧化碳染色的意思。而另一家合作的荷蘭公司Triade負責二氧化碳染料的制作和銷售;Setex(德國)公司負責研制控制系統;最後在泰國滌綸紡織生產商塘祥公司部署了DryDye超臨界流體二氧化碳染色流水線(如下圖),投入商業規模生產。
『好處是巨大的,』該公司的瑞尼爾先生表示,『不消耗水,不使用化學品,不需要乾燥,速度快了一倍。這使它從能源角度頗有吸引力。難怪世界各地人們對這臺新機器表現出興趣。』2012年夏天亮相的新機器連個名字都沒來得及取,就榮獲了最佳生態創新產品獎。
目前,這一進程限於滌綸織物染色,每批次100—150公斤。DyeCoo和其合作伙伴正在開發用於纖維素的活性染料,預期不遠的將來可在此過程中使用。
至於實際生產的產品,先是有耐克采用該技術為肯尼亞奧運馬拉松選手亞伯·基魯伊的運動服染色;而阿迪達斯則在2012年夏發售了其首批DryDye系列T恤(如上圖),數量達5萬件,真正做到了『批量生產』。凌啟渝