การย้อมด้วยคาร์บอนไดออกไซด์วิกฤตยิ่งยวดสำหรับโพลีเอสเตอร์
เส้นทางการย้อมโพลีเอสเตอร์แบบไร้น้ำที่ใช้คาร์บอนไดออกไซด์อัดแทนน้ำ — ผลการทดลองนำร่องจากระเบียงเศรษฐกิจพิเศษภาคตะวันออกของประเทศไทย
- เวลาอ่าน
- 10 นาที
- พื้นที่
- ระยอง
- ลำดับ
- §18
การย้อมโพลีเอสเตอร์มักเป็นกระบวนการที่ใช้น้ำมาก: สีย้อมกระจายตัวที่อุณหภูมิ 130°C ในเครื่องย้อมแบบบีมแรงดันสูง ตามด้วยการล้างลดและล้างหลายครั้ง การย้อมด้วย CO₂ วิกฤตยิ่งยวดจะแทนที่อ่างน้ำด้วยคาร์บอนไดออกไซด์อัดที่อยู่เหนือจุดวิกฤต (31°C และ 74 bar) ในสถานะนี้ CO₂ จะทำหน้าที่เหมือนตัวทำละลาย ละลายสีย้อมกระจายตัวและนำพาเข้าสู่เส้นใยโพลีเอสเตอร์โดยไม่ใช้น้ำเลย
การทำงานของการย้อมด้วย scCO₂
CO₂ เหลวจะถูกอัดแรงดันและให้ความร้อนเข้าสู่สถานะวิกฤตยิ่งยวดในถังย้อมแบบปิด สีย้อมกระจายตัวจะละลายใน scCO₂ และแทรกซึมเข้าสู่โพลีเอสเตอร์ หลังจากขั้นตอนการย้อม แรงดันจะถูกปล่อย CO₂ จะถูกแยกและนำกลับมาใช้ใหม่ และผ้าที่ย้อมแล้วจะออกจากเครื่องในสภาพแห้ง เนื่องจากไม่มีน้ำ จึงไม่มีน้ำเสีย ไม่มีขั้นตอนการอบแห้ง และไม่มีสารเคมีช่วยอื่นใดนอกเหนือจากสีย้อม
| ตัวชี้วัด | การย้อมแบบบีมทั่วไป | การย้อมด้วย scCO₂ |
|---|---|---|
| การใช้น้ำ | 80–120 ลิตร/กก. | 0 ลิตร/กก. |
| พลังงานสำหรับการอบแห้ง | สูง | ไม่มี |
| การดูดซับสีย้อม | 85–95% | 95–98% |
| น้ำทิ้ง | สีย้อม + สารช่วย | ไม่มี |
| ต้นทุนการลงทุน | มาตรฐาน | สูงกว่า 3–5 เท่า |
ผลการทดลองนำร่องในประเทศไทย
หน่วยนำร่องที่ติดตั้งใน EEC ระยองในปี 2023 แสดงให้เห็นว่าผ้าถักโพลีเอสเตอร์เกรดไทยสามารถให้ความเข้มของสีและความคงทนเทียบเท่ากับการย้อมแบบทั่วไปสำหรับเฉดสีปานกลางถึงเข้ม กระบวนการนี้ทำได้ดีเยี่ยมกับโพลีเอสเตอร์ไมโครไฟเบอร์ ซึ่งการย้อมด้วยน้ำทำให้เกิดการซึมผ่านที่ไม่สม่ำเสมอ เฉดสีอ่อนและการผสมเส้นใยกับฝ้ายยังคงเป็นปัญหา เนื่องจากฝ้ายไม่ดูดซับสีย้อมกระจายตัว และกระบวนการนี้ไม่สามารถใช้สีย้อมรีแอคทีฟได้หากไม่มีการปรับเปลี่ยน
ควรพิจารณาเมื่อใด
- ใช้สำหรับโพลีเอสเตอร์ 100% หรือผ้าผสมที่มีโพลีเอสเตอร์เป็นส่วนใหญ่และมีการทำซ้ำเฉดสีที่สม่ำเสมอ
- หลีกเลี่ยงการสุ่มตัวอย่างล็อตเล็กจนกว่ากระบวนการจะได้รับการปรับเทียบ; การจับคู่สีจะช้าลงในตอนแรก
- จับคู่กับวงจรการกู้คืนและรีไซเคิล CO₂ เพื่อลดการระบายและการใช้จ่ายในการดำเนินงาน
- บันทึกการประหยัดน้ำและคาร์บอนสำหรับการรายงาน ESG ของแบรนด์และการอ้างสิทธิ์ผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
การย้อมด้วยคาร์บอนไดออกไซด์วิกฤตยิ่งยวด (Supercritical CO₂) ยังคงเป็นเทคโนโลยีใหม่ในประเทศไทย แต่เป็นแนวทางที่น่าเชื่อถือที่สุดในการลดการใช้น้ำเกือบเป็นศูนย์สำหรับสิ่งทอใยสังเคราะห์ สำหรับโรงงานที่เน้นการผลิตโพลีเอสเตอร์ในพื้นที่ EEC การวางแผนจากโครงการนำร่องสู่การผลิตจริงในระยะเวลาสามถึงห้าปีถือเป็นกลยุทธ์ที่สมเหตุสมผล โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อบริษัท จัดการและพัฒนาทรัพยากรน้ำภาคตะวันออก จำกัด (มหาชน) ปรับขึ้นค่าธรรมเนียมอุตสาหกรรม
เอกสารอ้างอิง
- [1]สำนักงานคณะกรรมการนโยบายเขตพัฒนาพิเศษภาคตะวันออก (2024). โครงการนำร่องการผลิตสิ่งทอขั้นสูง — รายงานประจำปี
- [2]บาค, อี. และคณะ (2002). การย้อมสิ่งทอด้วยคาร์บอนไดออกไซด์วิกฤตยิ่งยวด. วารสารความก้าวหน้าด้านการให้สีและหัวข้อที่เกี่ยวข้อง, 32(1).