超臨界染劑 彩繪機能布

台灣的機能紡織布料囊括全球約七成市占率，每每在國際體育賽事，都可見到台灣機能紡織品亮麗的身影，2018年世足賽巴西、德國、英格蘭等足球強權的球衣，便都來自台灣。不過，多數人沒有想到的是，機能布料不僅本身技術含量高，背後染助劑也有大學問。

「愈有彈性的纖維愈難染色！」工研院材化所研究室主任董泯言說。他所領軍的技術團隊，剛以「超臨界流體染色染助劑與機能化同步技術」，拿下今年工研菁英傑出研究金獎。相較於現階段業界的超臨界流體染劑，僅能適用於寶特瓶原料或回收的聚酯纖維，這項技術的特色之一，便是可用於瑜伽服、運動緊身衣等聚酯╱彈性纖維混紡機能服飾，克服彈性纖維染色性不佳的問題。

此外，這項技術的最大貢獻，是協助染整業邁向「染色/機能加工無水化」。

根據2017年哥本哈根時尚高峰會統計，2015年時裝產業消耗近800億立方公尺的水量，相當於台灣水庫有效總容量的38倍，紡織業對水的高需求量，由此可見一斑。不僅如此，染整過程所產生的廢水處理，也成為紡織業者頭痛的問題。

「超臨界流體染色」的原理，在於以「二氧化碳」取代現有的水，做為全新的染色媒介。訣竅是將二氧化碳控制在特定的壓力與溫度的臨界點上，讓其處於同時具備「液態」與「氣態」特性的超臨界狀態，成為染料的溶劑。等到染色完畢，再讓二氧化碳脫離超臨界態、回歸氣態，直接回收，整個染色過程完全不會用到水、亦不產生廢水，後續的廢水處理問題因此迎刃而解，可說是推動傳產業朝循環經濟轉型的最佳推手。

董泯言指出，目前傳統水染色可調出的色彩多達兩萬種，技術早已十分成熟，要研發出能夠改變業界生產框架的染劑並不容易。他所帶領的工研院團隊，四年前開始投入「超臨界流體染色染助劑與機能化同步技術」的研發。由於此項技術和傳統水染色性質完全不同，團隊甚至得由染料的分子式結構從頭設計起，箇中辛苦難以想像。

「一切幾乎從零開始，我們一路被廠商追著進度，花了近一年時間，整整實驗了兩、三百次，才好不容易確定了新染料結構的分子式，」董泯言說。直到擘劃出分子主結構，技術團隊才得以專心為無水染色「染色、配色」。

目前全球無水染色染料僅有23種，工研院技術團隊透過與清大、北科大合作進行超臨界流體材料性質分析，跨國與日本福井大學合作染色性驗證，再和國內紡織大廠攜手進行場域驗證，在短短四年間，便已研發出多種可運用於聚酯╱彈性纖維與尼龍纖維的超臨界流體機能化材料，使染色兼具機能化同步技術，展現跨領域通力合作的豐碩成果。

董泯言指出，國內超臨界染色投產帶動的紡織業商機，預估在量產後每年可達到新台幣20億元。如今，全球紡織產業有害化學物質零排放(ZDHC)聯盟，已喊出要在2020年達到紡織供應鏈廢棄物零排放的目標，超臨界流體染劑的未來，值得期待。