【記者孫佾妘綜合報導】微波工程也能應用在紡織業,使染布過程更環保。相對於傳統整染廠,ColorsTech團隊日前研發出「微波輻射上染系統」,它以低功率微波作為動能,使染色材料均勻受熱,縮短上染時間,同時藉由分子震盪將染劑有效進行布料染色,縮減染劑成本與碳排放量,以達節能減碳、降低成本之目的。
團隊成員、就讀國立成功大學光電科學與工程學研究所的戴子鈞,舉用微波爐加熱食物為例,解釋利用微波上染的原理。他說:「就像把食物放入微波爐內,讓食物內的水分產生震盪,而震盪就會產生熱。」他們提供染料一個外力,使它產生極化震盪,加熱後也提高染料進入布料纖維的濃度,藉此降低染劑成本。
傳統整染廠多以燃燒煤氣或重油的方式加熱,ColorsTech則利用低功率的微波訊號就可加溫,因此也可減少碳排量,降低燃燒帶來的空氣汙染。另外,汙水排放也是一大問題,戴子鈞說:「全球工業汙染17%至20%是來自於紡織業的染整,因為它要加入助染劑、均色劑及固色劑等大量助染化學藥劑,其中無法被淨化的成分易流於廢水排放。」微波輻射上染系統便是為解決這兩項汙染問題而產生。
傳統染整需要以溶劑加入染劑,不同材質的紗線會需要不同化學染劑還有不同染色條件,染完還需要用水去洗煉,洗去殘餘染劑,不但耗水也易有化學污染問題。就讀輔仁大學織品服裝學系的傅昀分享,學校課堂作品以網版印花為主,染布則是在實驗課染小布樣。依據布的材質和預計呈現效果,決定染劑、助劑跟溶劑,布跟染液放在錐形瓶後依條件加熱。傅昀說:「如果要染大量的布,助教是會用瓦斯爐跟大鐵鍋進行。」
ColorsTech將每次的測試成果送往財團法人紡織產業綜合研究所,透過公正第三方進行各項染色評估。藉此預估在符合業界染色標準下,在染整端所花費的時間遠低於傳統染色的1/5,估算產值可提升兩倍左右。
「微波輻射上染系統」機台本體,利用低功率的微波訊號取代傳統燃煤加熱。 圖/戴子鈞提供
對於微波上染實際應用在產業面的困境,團隊成員、國立高雄科技大學電子工程研究所學生林家豪表示,現今業者還不能馬上接受這種新機台,對新技術的疑慮和新機台的建置費用,都是業者畏懼創新的門檻。現在該系統尚未進入實際量產階段,林家豪說:「我們希望將目前這台機台開發出來後,可以建立一個SOP去支持後續量產和推廣。」
團隊的指導老師之一、崑山科技大學電腦與通訊系教授吳宏偉表示,他所負責的實驗室長期與成大交流,研究領域偏向半導體、微波工程等,他也十分鼓勵跨領域合作。因為長期與產業界接觸,發現傳統紡織業目前遇上的問題,後與金屬工業研究發展中心、國家實驗研究院等單位合作,進而研發出微波染色技術與它可能的商業模式。「微波輻射上染系統」獲得崑山科大所舉辦的2018智慧生活創新創業競賽冠軍,吳宏偉強調,參加比賽不是要求學生立即創業,而是學習向大眾發表自己的研究,「沒有舞台就要自己創造舞台。」
ColorsTech團隊所研發的「微波輻射上染系統」獲得崑山科大所舉辦的2018智慧生活創新創業競賽冠軍。 圖/戴子鈞提供