循环经济蔚为趋势，被视为台湾翻转全球产业链的决胜关键。工研院研发“不用水”的“超临界流体染色与机能化同步技术”，从材料端与技术端补足产业缺口，为台湾纺织业开出一条通往蓝海市场的康庄大道。
过去 4 年来，工研院研发团队重复做了上千次实验，研发出多种“超临界流体染色与机能化同步技术（The Supercritical CO2 Dyeing And The Synchronized Functional Dyeing Technology）”，创新无水染色之余，还能同步进行机能性加工，不仅荣获今年工研精英杰出研究奖，更入围 2018 全球百大科技研发奖，成为国际瞩目的绿色焦点。
零水染整制程 落实循环经济理念
纺织业为台湾重要产业，每年出口金额达百亿美元，许多国际品牌都来到台湾采购。但近年环保意识抬头，国际运动品牌号召成立“有害化学物质零排放联盟”（ZDHC），订出 2020 年达成有害化学物质零排放的严格标准；2015 年世界各国签署巴黎协定后，欧美企业对于贸易产品的碳排放量标准渐趋严苛，对生产过程中产生大量废水的传统染整业来说，在在都是艰钜挑战。
“近 10 年来，我们充分感受到纺织业者的焦虑，”工研院材料与化工研究所纤维暨纺织化学品技术组组长唐静雯表示，传统染色程序中，需要大量用水进行染整和水洗。据统计，每制造1件衣服会用掉 25 升的水，相当于 15 瓶大保特瓶容量。因此业者无不殚精竭虑减少排放废水，符合世界环保标准。
2014 年起，台湾纺织大厂纷纷建置无水染色的超临界流体染色设备，在染料种类不多下，投入大量资源研发制程参数，以便顺利导入量产。工研院材化所纺织与民生化学品研究室主任董泯言发现，当时市场上虽然有超临界染色设备，但真正投入染料参数研究几乎没有，因此着手开发红黄蓝三原色的高染色坚牢度染料，让无水染色布料能拥有更丰富的色彩变化，且能牢牢锁住颜色，经合作厂商验证，发现品质完全不输传统制品。之后也透过工研院跨单位合作、产学研与国际合作模式逐步打造超临界流体染色开放式创新系统平台（OISP），快速提升自主研发能量。
超临界流体染色技术的最大特色，就是染色过程中以二氧化碳取代水，以特制锅炉，施加特定温度与压力，让二氧化碳达到介于气体与液体之间的超临界状态，同时具备液体的高溶解性与气体的高贯穿性，将染料溶解扩散、完全渗透到纤维毛细孔内。使用过的二氧化碳，可透过气阀回收重复利用，更无须像传统染整技术多一道烘干手续，徒增废气污染。
业界需求是催生技术的重要推力
超临界流体染色技术目前仅可施作于聚酯纤维布料上，而聚酯纤维是机能型布料最常见材质，一般机能性布料染色与增添机能是分开的两道工序，董泯言在与业者讨论过程中灵机一动，开始尝试开发同步染色与机能化技术。
▲工研院材化所副所长李宗铭（左2）、组长唐静雯（左4）及主任董泯言（左3），率领研发团队打造出符合循环经济概念的无水染色技术。
但因这项此项技术为世界首创，无先例可参考，董泯言与团队利用超临界染色 OISP 平台建立数位基因数据库（MGI／AI），协助模拟判断该用哪些材料来合成，再把合成的染料／机能化材料送至超临界染色验证流程。研发团队从零开始建立上百种材料资讯，进行不下千次的实验，这才建立了完整的验证机制，可以快速而灵活的替业者找到最适合的材料。
“厂商的需求是我们研发的动力，”董泯言说，他带着同仁努力找资源之余，合作厂商也积极回馈实际使用需求，让研发团队更能切中产业痛点；其国际品牌客户也相当重视这项技术，让他更确定这项技术将是未来潮流。毕竟，在追求环境永续的路上，科技与创新一定是最佳伙伴。
（首图来源：工研院）
