Reaktivfarging

Laboratoriestudie som sammenlignet en «living membrane bioreactor» (LMBR) med en elektrokjemisk forsterket versjon (e-LMBR) på syntetisk tekstilavløpsvann. Vannet inneholdt høy organisk belastning (KOF 1000 mg/l) samt 25 mg/l reaktivfarge og 25 mg/l direktfarge. Målt ble fjerningsgrad for organisk stoff, farge, næringssalter og humusstoffer, samt gjentetting (fouling) av membranen.

Begge oppsett fjernet over 96 % av KOF og løst organisk karbon, men e-LMBR fjernet 75 ± 17 % av humusstoffer — i snitt 25 prosentpoeng mer enn LMBR. Restkonsentrasjonene av direkte og reaktive farger i utløpet var henholdsvis 2,9 ± 0,5 mg/l og 2,1 ± 1,7 mg/l, tilsvarende 87,5 ± 5,1 % og 91,4 ± 4,4 % fjerning. Ammoniakk, fosfat og sulfat ble fjernet med 99 ± 1 %, 86 ± 3 % og 55 ± 8 %, og membrangjentettingen var 77 % lavere enn i referansen.

Dette er syntetisk avløpsvann under kontrollerte forhold med bare to fargestoffer, ikke reelt fargerivann med tensider, tungmetaller og etterbehandlingskjemi, og pilotskala sier lite om drift i full skala.

Laboratoriestudie der overflaten av kationiserbar polyester (CDP — cationic dyeable polyester) ble forbehandlet med PVA (polyvinylalkohol) i kombinasjon med NaOH og ammoniumsulfat ((NH₄)₂SO₄) for å gjøre fiberen mottakelig for reaktivfargestoffer i stedet for de konvensjonelle dispersjonsfargene. Fargestyrke (K/S), fiksering (%), utmatting (%) og lysekthet (skala 1–8 per ISO 105-B02) ble målt. Kjemisk overflatemodifikasjon ble bekreftet med FTIR-spektroskopi. Sprengstyrke og fuktegenskaper ble også evaluert.

Best resultat ble oppnådd med 3 % PVA + NaOH + (NH₄)₂SO₄: fiolett-varianten viste høyest utmatting (27 %) og fiksering (20 %), mens blå-varianten oppnådde høyest K/S-verdi på 0,54. Alle prøver viste lysekthet 4–4,5. Til sammenligning gir konvensjonell reaktivfarging på bomull typisk fiksering på 70–80 %; de 20–27 % som oppnås her er betydelig lavere og indikerer at mye ufiksert fargestoff må vaskes bort.

Studien er laboratoriebasert med få prøver per fargevariant, og industriell skalering av PVA-forbehandling er ikke testet; dessuten er det ikke undersøkt om PVA-restene i det ferdige stoffet har noen hudmessig eller allergisk relevans.

Laboratoriestudie der to polymerer — PVP (polyvinylpyrrolidon) og en kopolymer PVP-co-PVI (polyvinylpyrrolidon-ko-polyvinylimidazol) — ble syntetisert i ulike molekylvekter og brukt som DTI-er (dye transfer inhibitors, fargestoff-transfer-hemmere) i avvaskingsprosessen etter reaktivfarging av bomullsstoff. Tre reaktivfargestoffer (Reactive Red 195, Reactive Blue 221, Reactive Yellow 145) ble testet. Fargefasthet til vask ble evaluert etter ISO 105-C06, fargestyrke (K/S-verdi) ble målt spektrofotometrisk, og miljøbelastning ble kvantifisert via COD (kjemisk oksygenforbruk i avløpsvannet) og forbruk av energi, vann og tid.

Den polymer-assisterte avvaskingsprosessen med kun tre trinn (mot konvensjonell flertrinns-metode) reduserte energiforbruket med 90 %, vannforbruket med 40 % og tidsforbruket med 50 % sammenlignet med konvensjonell prosess. Fargeekthet til vask ble forbedret i alle testede farger. Avløpsvannets COD-verdier var høyere i den nye prosessen, men dette tilskrives lavere vannvolum — konsentrasjonseffekt, ikke økt absolutt utslipp.

Studien er gjort i laboratoriet med syntetiserte polymerer og ikke i industriell skala; overførbarheten til faktiske produksjonslinjer, og særlig avløpsrensningens kapasitet ved høyere COD-konsentrasjoner, er ikke undersøkt.

Laboratoriestudie der strikket bomullsstoff i to mørke farger (svart og blå) ble behandlet med Fenton-oksidasonsprosess (14 mM Fe²⁺ og 280 mM H₂O₂ ved 40 °C) som forbehandling før mekanisk gjenvinning. Prøvestørrelse: 300 cm² per prøve. Fargestyrken ble målt med UV/VIS-spektrofotometri (K/S-verdi, mål på fargemetning); fiberstruktur ble undersøkt med FTIR-spektroskopi og mikroskopi; mekaniske egenskaper ble målt som tenacitet (strekkstyrke per vektenhet) og elongasjon (forlengelse ved brudd). Etter avfarging ble stoffet makulert for å vurdere resirkulerbarhet.

Avfargingseffektiviteten var 61,5 % for svart og 72,9 % for blå bomull. Mikroskopi bekreftet synlig bleking. Mekanisk testing viste redusert tenacitet og elongasjon etter behandling, noe som indikerer at oksidasjonen angriper selulosestrukturen i tillegg til fargemolekylene — bekreftet av FTIR og redusert termisk stabilitet. Makulering ga bedre fiberåpning, men kortere resterende fiberlengde etter forbehandling sammenlignet med ubehandlet stoff.

Studien er et «proof-of-concept» og oppgir ikke hvor stor andel av styrketapet som er akseptabelt for reell gjenbruk av fiberen; den sier heller ikke noe om kjemikaliekostnader eller skalering.

Studien undersøker reaktivfarging av bomullsstoff i tre ikke-vandige alkanløsemidler (heptan, oktan, nonan) ved hjelp av biodegraderbare sekundæralkoholetoksilat-tensider (SAE) som danner omvendte miceller. Farge­yield, jevnhet, vaskeekthet, gnisseekthet og lysekthet ble målt etter AATCC-standarder; overflateegenskaper ble kontrollert med scanning-elektronmikroskopi (SEM). Løsemiddelgjenvinning ble kvantifisert ved enkel destillasjon.

Fargeopptak i ikke-vandig medium var 4,7–123,5 % høyere enn i vannbasert farging for batch-prøver, og 73,1–91,8 % høyere for standardprøver. Begge systemer oppnådde god til utmerket vaskeekthet, gnisseekthet og lysekthet. Mer enn 97 % av alkanløsemidlene ble gjenvunnet ved destillasjon, noe som potensielt eliminerer en stor del av avløpsvannet fra fargeprosessen.

Metoden er demonstrert i laboratorieskala; industriell skalering, faktiske kostnader og HMS-profil for alkanløsemidler er ikke vurdert i studien. Funn kan ikke direkte oversettes til krav til eksisterende leverandører uten at prosessen er kommersialisert.

Laboratoriestudie der polylysin (PLL) ble tverrbundet med genipin (GNP) til et kationisk blåfargestoff (PLL-GNP) og påført oksidert bomullsstoff via Schiff-basereaksjon (kovalent binding mellom aldehydgrupper på bomullen og amingrupper i fargestoffet). Optimalisering av pH, masseforhold og reaksjonstid ble gjennomført systematisk. Fargeekthet mot vask og gnissing ble testet; lysekthet er oppgitt som et svakhetspunkt. UV-beskyttelse (UPF-verdi), antioksidantaktivitet og antibakteriell effekt mot E. coli og S. aureus ble målt, og funksjonene ble kontrollert etter gjentatte vask.

Ved 4 g/L fargekonsentrasjon ble 34 % av fargestoffet tatt opp (134 mg/g stoff), og K/S-verdien nådde 6,8 – uten bruk av uorganiske salter eller alkalier. Fargeektheten mot vask og gnissing var god. Antibakteriell effekt mot begge bakteriestammer oversteg 95 %, antioksidantaktivitet oversteg 75 %, og UPF-verdi nådde 30 – alle verdier opprettholdt etter gjentatte vask. Lysekthet er den dokumenterte svakheten.

Studien er rent kjemisk-laboratoriebasert og sier ingenting om hudkontakt, sensibilisering eller om PLL-GNP migrerer til svette under bruk. Lysektheten er erkjent utilstrekkelig, noe som begrenser bruken til plagg uten direkte soleksponering.