Genbrug af procesvand fra reaktivfarvning af bomuld
2. Teknologisk status og udvikling
2.1 Reaktivfarvestoffer
2.2 Farvning
2.3 Farvemaskiner
2.4 Procesvandstyper
2.5 Teknologiske udviklingstendenser
Et grundigt kendskab til teknologien er nødvendigt for at kunne indføre ændringer og, som i dette tilfælde, for at indføre »renere teknologi«. En ændring af de eksisterende procedurer for bomuldsfarvning, som f.eks. ved at indføre vandgenbrug, kræver indsigt i bomuldsfarvning og i de parametre, der har betydning for farvningen. Vandgenbrug vil uundgåeligt påvirke vandets karakter, og det er nødvendigt at vide hvordan denne påvirkning influerer på farvningen. I dette afsnit introduceres de i denne sammenhæng væsentligste parametre for bomuldsfarvning kort.
2.1 Reaktivfarvestoffer
Bomuldsfarvning foregår i dag altovervejende med reaktivfarvestoffer. Disse etablerer til forskel fra alle andre farvestoffer en egentlig kemisk binding til tekstilfibrene, og det giver en høj vaskeægthed i produktet.
Reaktivfarvestoffer
Reaktivfarvestofmolekyler består af en eller flere chromofore dele (farvegivende dele) samt en eller flere reaktive dele. I Figur 1 ses som eksempel opbygningen af to reaktivfarvestofmolekyler. Begge farvestoffer i Figur 1 er azofarvestoffer, og de giver begge en lilla nuance, men den ene har en monochlortriazin den anden en sulfatoethylsulfon reaktivgruppe.
Figur 1. To reaktivfarvestofmolekyler (Ciba-Geigy, 1987)
2.2 Farvning
Indfarvning
Selve indfarvningen opdeles i tre processer, nemlig adsorption, diffusion og reaktion.
Adsorption
Bomuld består af cellulose, hvortil den chromofore del af farvestofmolekylet vil adsorbere. Cellulose indeholder imidlertid mange hydroxylgrupper og er negativt ladet i rent vand, hvilket chromofordelen ligeledes er, og farvestoffet og cellulosefibren vil derfor til en vis grad frastøde hinanden. For at ophæve denne frastødning tilsættes salte, typisk
Diffusion
Farvestofmolekyler, der er adsorberet på bomuldsfibrenes overflade, vil diffundere ind i fibrene. Således frigøres nye adsorptionspladser på fiberoverfladen, der kan besættes af nye farvestofmolekyler.
Reaktion
Den reaktive del af farvestofmolekylet kan reagere med hydroxylgruppen i cellulosen, hvis de rette omstændigheder er til stede. Reaktionshastigheden er især aflægning af temperatur, farvestof- og hydroxylionkoncentrationen og dermed af pH. Generelt forløber fikseringsprocessen først med nævneværdig hastighed ved:
 | pH ³ 10 |
| temperatur ³ 40°C |
Hydrolyse
Farvestoffets reaktivdel reagerer imidlertid også med hydroxylioner i vandfasen, hvorved farvestoffet hydrolyseres, dvs. reaktivgruppe fraspaltes under addition af et hydroxylmolekyle. Hydrolysen resulterer i et ikke reaktionsdygtigt farvestof kaldet hydrolysat. På grund af hydrolysen har reaktivfarvestofferne ofte en relativt lav udnyttelsesgrad, 60 - 80% er almindeligt. De hydrolyserede 20-40% af farvestofferne er til en vis grad adsorberet til bomulden, men ikke kemisk bundet, og vil derfor vaske ud, hver gang tekstilet vaskes.
Hydrolysatudvask
For at opnå tilstrækkeligt høj vaskeægthed er det derfor afgørende at få udvasket det hydrolyserede, ikke fikserede farvestof. Almindeligvis skal det tilstræbes, at udvask foregår ved omstændigheder, hvor adsorptionen er så lav som mulig, og diffusionshastigheden så høj som mulig, dvs.:
| høj temperatur |
| lav ionstyrke (dvs. lavt saltindhold) |
| høj pH |
| høj koncentrationsgradient mellem adsorberet farvestof hydrolysat og hydrolysat i vandfasen (dvs. meget vand pr. kg tekstil) |
Denne udvask af hydrolyseret farvestof er den væsentligste bidragyder til miljøbelastningen fra reaktivfarvning af bomuld.
Alkalisk hydrolyse af fikserede farvestoffer
Under visse betingelser, høj pH og høj temperatur, kan visse farvestoffer, som har etableret den ønskede binding til bomuldsfibren, angiveligt undergå hydrolyse ved spaltning af den etablerede binding. Det er derfor for sådanne farvestoffer vigtigt, at en kombination af høj pH og høj temperatur undgås under udvaskningen. I Figur 2 ses betydningen af parametrene pH, temperatur og tid for den alkaliske hydrolyse.
Som tommelfingerregel angives, at hvis
| pH < 9 |
| temperatur < 90°C |
er risikoen for alkalisk hydrolyse af fikserede reaktivfarvestoffer forsvindende, selv for de mest følsomme farvestoftyper.
Figur 2. Alkalisk hydrolyse af et reaktivfarvestof med reaktivgruppen vinylsulfon som funktion af pH, temperatur og tid. (Ciba-Geigy, 1987)
Efterbehandling
Efter udvaskning af farvestofhydrolysatet foretages en efterbehandling for at tilføre tekstilet de ønskede egenskaber. Man taler om tre principielt forskellige typer af efterbehandlinger, nemlig grebsmodificerende, ægthedsforbedrende og funktionelle efterbehandlinger.
Grebsmodificerende efterbehandling
Den førstnævnte type har først og fremmest til formål at ændre varens greb og herunder forbedre sybarheden for den efterfølgende konfektionsindustri. Behandlingen kan f.eks. være en blødgøring eller en stivning. Grebsmodificerende efterbehandling kan også give et ændret udseende af varen. De kemikalier, som anvendes, vaskes oftest ud af varen ved første vask. Typisk anvendte kemikalier er kationiske kvaternære ammoniumforbindelser til blødgøring eller kemikalier, som f.eks. stivelse eller plastdispersioner til stivning.
Ægthedsforbedrende efterbehandling
Ægthedsforbedrende kemikalier benyttes typisk ved meget mørke nuancer for at forbedre vaske- og gnideægthederne. Ægthedsforbedrere, er ofte kationiske kvaternære ammoniumforbindelser.
Funktionel efterbehandling
En tredje type kemikalier har til formål at bibringe varen en funktion, f.eks. regnskyende evne, vha. silikone-, paraffin-, voks-, pvc- eller pva-emulsioner, eller modstandsdygtighed mod krøl.
2.3 Farvemaskiner
Der findes et meget stort antal forskellige farvemaskiner. De kan inddeles i to forskellig typer, nemlig såkaldte batchfarvemaskiner og kontinuefarvemaskiner. Batchfarvemaskinen består af kun ét kammer og heri behandles tekstilet portionsvist, dvs. maskinen fyldes og tømmes for hvert enkelt bad som processen består af - ligesom ved en vask i en almindelig vaskemaskine i husholdningen. Kontinuefarvemaskinerne derimod består af en række kamre, som udgør hvert sit bad i processen. Hver af disse maskintyper har fordele og ulemper.
2.3.1 Batchfarvemaskiner
Mindre partier
Batchfarvning anvendes oftest til mindre partier; fra 15 til 1.000 kg tekstil. Ved små partier er batchmaskinerne mindre tidskrævende end de større kontinuemaskiner, og de er populære og vidt udbredte, da de lever op til konfektionsbranchens ønsker om hurtig levering af mindre partier. Ved batchfarvning opstår en portion spildevand for hvert trin i farveprocessen, og der anvendes relativt store vandmængder. De mest anvendte batchfarvemaskiner er haspelkufer og jet- eller overflowmaskiner til strået metervare samt jiggere til vævet metervare.
Haspelkufer
Farvning af trikotagemetervarer foregår visse steder stadig på den traditionelle haspelkufer, som består af et stort kar (kufen), hvorover der er anbragt en haspel til transport af varen. Hvert varestykke er syet sammen til en endeløs strang, og vådbehandlingen foregår ved, at varestrangen trækkes op af karret, op over hasplen og ned i karret igen. Der foretages normalt ingen bevægelse af flotten (væsken). Flotteforholdet, dvs. vægtforholdet mellem tekstil og flotte i hvert enkelt bad, i haspelkufer er højt, 1:15 til 1:30 (Miljøstyrelsen, 1991). Det medfører et meget stort vandforbrug, op til 300 l pr. kg tekstil ved behandlinger, der består af 10 batches. Dette har gjort at haspelkuferen er på vej ud af farveriproduktionen, da den ressourcemæssigt og driftsøkonomisk er jetmaskinen underlegen.
Jet- og overflowmaskiner
Jetfarvemaskinen eller overflow-farvemaskinen er en videreudvikling af haspelkufen, hvor varetransporten delvist klares af flotten via et dyse- eller jetsystem. I alle udgaver er der stadig en haspel til stede. Nogle varetyper kan ikke tåle dysepåvirkningen, så her må man anvende overflowmaskiner, hvor varen transporteres ved hjælp af overløbende vand samt eventuel hjælp fra en haspel. Der findes i dag alle mulige kombinationer af jet- og overflowmaskiner. Flotteforholdet er relativt lavt, 1:8 til 1:12 (Miljøstyrelsen, 1991). I Figur 3 ses en skitse af en Henriksen Jet fra Vald. Henriksen A/S.
Jigger
Farvning af vævede varer foregår oftest på jigger, som består af et kar med trapezformet tværsnit, hvorover to store opviklingsvalser er anbragt. Ved vådbehandlingens begyndelse er hele varebanen rullet op på den ene valse, og den trækkes så gennem flotten over på den anden valse. En sådan kørsel fra valse til valse kaldes en »passage«, og f.eks. en farvning kan betyde 6-10 eller flere sådanne passager. Flotteforholdet i jiggeren er lavt, 1:2 til 1:4.
(49 Kb)
Figur 3. Henriksen Jet (Vald. Henriksen A/S)
Tromlefarvemaskine
Den hurtigt skiftende efterspørgsel efter nye nuancer fra modebutikkerne har medført en vækst i farverier, der farver færdigkonfektionerede varer, kaldet »garment dyeing«. Tekstilet er altså forbehandlet og færdigsyet, og ligger på lager som sådan, parat til at blive farvet i de ønskede kulører med dags varsel. Hertil benyttes tromlefarvemaskiner.
Tromlefarvemaskinen ligner udvendigt en overdimensioneret traditionel husholdningsvaskemaskine, men har en væsentligt stærkere motor og et forbedret flotte-udskiftningssystem. I tromlefarvemaskiner ligger flotteforholdet fra 1:8 til 1:20.
Overslæb
I batchfarvemaskiner, hvor varen forarbejdes i strangform (dvs. varen er ikke bredt ud i sin fulde bredde), er der ikke mulighed for at presse flotten af tekstilet ved flotteskift, fordi der derved dannes læg i varen.
Følgen af dette er, at et stort overslæb af flotte fra et bad til næste bad er uundgåeligt, typisk omkring 300%. Ved forarbejdning af 100 kg bomuldstrikotage vil der således være et overslæb fra bad til bad på ca. 300 l flotte, og ved et flotteforhold på 1:10, dvs. 1.000 liter flotte i maskinen, vil således knap 1/3 af badet forblive opsuget i tekstilet ved badskift. Det medfører en stærkt forsinket udvaskning, og det er baggrunden for batchmaskinernes renommé som dårlige vaskemaskiner.
2.3.2 Kontinue farvemaskiner
Større partier
Varer som kontinuefarves er hovedsageligt vævede metervarer, og i mindre omfang strikvarer, og hovedsageligt væsentligt større partier end i batchmaskinerne.
Kontinuemaskinerne er kendetegnet ved, at forarbejdning og processer foregår i én sammenbygget række kar med stående flotte. Varen føres i fuld bredde via valser fra kar til kar, oftest med afpresning mellem hvert kar. Flotterne i de forskellige kar kan for en stor del af badene genbruges i modstrøm, hvilket reducerer vandforbruget. I Figur 4 ses en skitse af et kontinueanlæg.
(28 Kb)
Figur 4. Skitse af kontinueanlæg (im-tek/Arioli)
Foulard
Første led i et kontinueanlæg vil ofte være en foulard, dvs. et flottetrug som varen gennemløber, efterfulgt af afpresningsvalser, der sikrer en bestemt fugtighed i varen og dermed en bestemt tilsigtet flotteoptagelse.
Et kontinueanlæg til vævede varer kan f.eks. bestå af en foulard efterfulgt af en »damper«, dvs. et fikseringskammer, derefter et antal vaskekasser og til sidst en tørremaskine (Miljøstyrelsen, 1991).
Vedhæng
Almindeligvis forarbejdes varen i kontinueanlæg i udbredt form. Her ved kan der mellem de enkelte proceskar afpresses eller afsuges uden risiko for læg, og overslæb vil herved reduceres væsentligt, dvs. der kræves mindre vand pr. kg tekstil til skylleprocesserne. Med dagens teknologi kan der afpresses eller afsuges til kendt vedhæng, hvorved styring af optagelsen i efterfølgende foulard er mulig, en proces der ellers ville kræve en tørring af tekstilet, før kontrolleret flotteoptag i foulard kunne gennemføres.
Fordele og ulemper
Jet- og overflowmaskiner samt haspelkufer er nænsomme ved varen og anvendes oftest til trikotage i strangform. Vævede varer tåler mere træk og slid og kan behandles i enten jigger (små partier) eller kontinuemaskiner (større partier) i bredform. Batchmaskiner er generelt de mest arbejdsøkonomiske ved små partier og kontinuemaskiner ved større partier.
Flotteforholdet er bedst for jiggere og kontinuernaskiner, og dermed er også ressourceforbrug og miljøbelastning pr. kg tekstil absolut mindst for disse maskintyper. Der er derfor ingen tvivl om, at det vil være en fordel at vådbehandle i et kontinueanlæg i forhold til f.eks. en jet, og hvis f.eks. udvaskeprocesserne efter farvningen kunne lægges over på kontinueanlæg var meget tjent. Det vil være en teknisk, miljømæssig og økonomisk afvejning hvorvidt farveriet afsætter arbejdstid til et sådant maskinskift midt i farveproceduren.
2.4 Procesvandstyper
Behandlingen af tekstilet kan opdeles i forbehandling, farvning, hydrolysatudvask og efterbehandling, og hver af disse processer skal på farveriet kombineres til recepter, der udførligt specificerer alle procestrio. I sagens natur er netop recepterne farveriets fortrolige ejendom og videnbank, og de efterfølgende recepter her i rapporten er derfor anonymiseret. Recepten er en slags »kogebog« for farvningen, og den specificerer alle kemikalieforbrug, vandmængder, tider og temperaturer. Recepten er derfor afgørende for procesvandets karakter.
Repræsentativ recept
Som nævnt fokuserer projektet på batchfarvning, og en recept til indfarvning af bomuldstrikotage ved flotteforholdet 1:10 i en Henriksen jet er valgt som repræsentativ. Et prøveudtagnings- og måleprogram er udført for at karakterisere de i alt 16 bade, indfarvningen kan deles op i. I Tabel 1 ses recepten og sammensætningen af badene.
Tabel 1. Recept og sammensætning af badene i en repræsentativ batchindfarvning.
* Konduktivitet, omsat til ækvivalent gram NaCl/l
Som det ses er recepten opbygget af en forbehandling (bad 1-4), en farvning (bad 5), en hydrolysatudvask med neutralisering og afsæbning (bad 6-15) og en efterbehandling, her en grebsmodificerende blødgøring (bad 16). Gennem recepten anvendes en del kemikalier, ligesom der forekommer både naturlige og syntetiske ledsagestoffer fra bomulden. Disse stoffer har stor betydning for spildevandets karakter, og de gennemgås kort i det følgende.
Forbehandling
Bomulden indeholder en stor gruppe ledsagestoffer, der kan andrage omkring 20% af bomuldsvarens vægt (resten er selve cellulosen).
Ledsagestofferne kan både være naturlige stoffer, som bomuldsvoks, fedt og snavs, og menneskeskabte stoffer, der er påført tekstilet ved en tidligere behandling, som f.eks. spindeolier fra spinderierne eller slette middel (stivelse) fra væverierne. Disse ledsagestoffer skal i et tilstrækkeligt omfang fjernes for ikke at forstyrre processerne under indfarvningen. Tilsatte kemikalier udgør sæbe og lud til vask og affedtning, forskellige uorganiske kemikalier eller enzymer til afsletning, blegemidler som hypochlorit eller brintoverilte samt kompleksbindere til at fjerne hårdhedsdannere.
Farvning
Under farvningen doseres farvestoffer, typisk en blanding af flere farvestoffer, der sammen giver den ønskede nuance. Salt, typisk NaCl men også
Hydrolysatudvask
Kemikalieforbruget til udvaskningen udgør typisk organiske syrer til neutralisering samt detergenter og kompleksbindere, som bruges i den såkaldte »afsæbning«.
Efterbehandling
Blødgøring er den mest anvendte form for efterbehandling og hertil anvendes typisk kationiske blødgørere. Til andre former for efterbehandling anvendes et stort antal forskellige kemikalier.
Procesvandets karakter
Karakteren af procesvandet fra bomuldsfarvning styres som nævnt af recepten. De vandforbrug, temperaturer og kemikaliedoseringer, der specificeres af recepten, afgør i al væsentlighed spildevandets sammensætning, men tre faktorer har herudover betydning, nemlig:
| bomuldens karakter og indhold af ledsagestoffer |
| kemikaliernes binding til bomulden |
| vandvedhænget |
Udvaskningsprofiler
Især vandvedhænget har stor indflydelse ved farvning i batchmaskiner, da det store overslæb af flotte fra bad til bad betyder, at de tilsatte kemikalier forekommer i væsentlig koncentration i flere efterfølgende bade.
Figur 5 viser en udvaskningsprofil fra en typisk recept for bomuldsfarvning i batchmaskine. Recepten fremgår af Tabel 1.
(29 Kb)
Figur 5. Karakteren af procesvandet fra reaktivfarvning af bomuld i batch
COD
COD-profillen ses at hænge umiddelbart sammen med bomuldens initielle indhold af COD og doseringerne af kemikalier, som specificeret i recepten: ledsagestoffer i bad 1, farvestoffer i bad 5, eddikesyre i bad 8, detergenter/kompleksbindere i bad 10 og 13 samt blødgørere i bad 16.
Der er typisk et enkelt bads forsinkelse på udvaskningen, se f.eks. bad 1 og 2 eller bad 5 og 6. Grunden til, at der ikke er større forsinkelse er, at badet umiddelbart efter tilsætningen er et overløbsskyl. COD er størst i forvasken, hvor den i denne recept kommer op på 3.000-4.000 mg/l. I farvebadet er den 1.500-2.000 mg/l og i første »afsæbning« ca. 500 mg/l.
Detergent/kompleksbinder
Profilen for udvaskning af detergent (og kompleksbinder) er helt analog til COD-profilen. Det ses, at der doseres detergent/kompleksbinder 3 gange i alt, og at udvaskningen hver gang er tilendebragt efter det efterfølgende overløbsskyl.
Blødgører
Blødgøreren, der doseres i udvaskeprocedurens sidste bad, er oftest kationisk, fordi den skal trække på tekstilet, der er negativt ladet. Typisk anvendes en kvaternær ammoniumion.
Farvestof
Udvaskningen af farvestoffer er væsentligt mere forsinket end for de øvrige stofgrupper på grund af farvestoffernes adsorption til bomuldsfibrene. Formålet med udvaskningen er at fjerne indholdet af hydrolyseret farvestof, der er adsorberet i tekstilet, og udvaskningen fortsættes derfor også indtil farvestofindholdet i vandet er nået ned på et acceptabelt niveau, i praksis indtil der ikke længere er farvestof synligt i vaskevandet. Koncentrationen af farvestofhydrolysat er størst i farvebadet, omkring 1.500-2.000 mg/l, hvorefter den falder. I de efterfølgende skyl opstår høje koncentrationer ved de små vandmængder (trinskyllene) ved høje temperaturer.
Salt
Det ses, at der er et mindre indhold af salt i bomulden før forvasken, der udvaskes i overløbsskyllet i bad 2. Men ellers forekommer alt salt i bad 5, hvor det doseres, og i det efterfølgende bad 6, der er et overløbs skyl. Koncentrationen i farvebadet, bad 5, er højest, knap 80.000 mg/l i den aktuelle recept. Dette er relativt højt, typisk vil den ligge omkring 40.000-60.000 mg/l i farvebadet.
Temperatur
Temperaturen er nær kogepunktet i forvasken og i de to »afsæbninger« i udvaskeproceduren. I farvebadet er 50-60°C normalt.
pH
Forvask og farvebad foregår typisk alkalisk og pH kan komme op over 11. Herefter falder pH på grund af skyl og neutralisation.
pH og temperatur under udvaskningen
Farvestofudvaskningen kontrolleres, som før omtalt, bl.a. ved at styre nøje på pH og temperatur. Høj temperatur letter udvaskningen fra bomulden af de adsorberede farvestoffer, men en kombination af høj pH og høj temperatur kan ifølge kemikalieleverandørerne, farverierne og visse litteraturkilder medføre utilsigtet fraspaltning af de farvestoffer, der har etableret den ønskede binding til fiberen. Derfor holdes temperaturen oftest lav indtil farvebadets høje pH er neutraliseret. I den aktuelle recept ser pH- og temperaturprofilen ud som vist i Figur 6, hvor også de aktuelle vandmængder er vist.
(15Kb)
Figur 6. Udvaskningen af hydrolyseret farve som funktion af skyllevandsmængde og temperatur - pH-forløbet er samtidig vist
I denne recept neutraliseres der i bad 8, og først i bad 10 og 13 hæves temperaturen til nær kogepunktet.
Opdeling af procesvandet i vandtyper
3 vandtyper
Figur 5 viser, at procesvandet fra reaktivfarvning af bomuld i batch kan inddeles i 3 hovedtyper med hver sin egenart, hvad angår fysiske og kemiske egenskaber, nemlig:
- Forvaskevand (bad 1-4)
- Farvebad og første skyl (bad 5-6)
- Skyllevand inkl. efterbehandling (bad 7-16)
Afhængigt af, hvilke kemikalier der anvendes i efterbehandlingen, kan det være formålstjenligt at betragte procesvandet herfra særskilt. Dette projekt fokuserer, som før nævnt, på genbrug af farvebadet og de efterfølgende skyl, altså vandtype 2 og 3.
2.5 Teknologiske udviklingstendenser
Den teknologiske udvikling er styret af konkurrencen på markedet som -for alle andre industrigrene. Blandt de styrende konkurrenceparametre vurderes følgende forhold at være særligt vigtige for udviklingen af renere teknologi:
| ressourcepriser og miljøafgifter |
| tidsforbrug |
| specialisering |
| krav om hurtig levering |
Ressourcepriser og miljøafgifter
Inden for de sidste 5 år er prisen på vand og energi og afgifter på spildevand og - i Danmark -
Tidsforbrug
Tidsforbruget og dermed lønomkostningerne har altid været en optimeringsparameter. Betydningen af tidsforbruget er imidlertid accentueret efter åbning og bedre kommunikation mod Østeuropa og Asien, fordi lønomkostningen er blevet en meget afgørende konkurrenceparameter i den indbyrdes konkurrence mellem øst og vest. Yderligere effektivisering og tidsbesparelser er en væsentlig betingelse for konkurrenceevne af farverier i Vesteuropa.
Specialisering
Som i andre brancher har den teknologiske udvikling ført til krav om stadig effektivisering og til specialisering af virksomhederne. Tværgående virksomheder, der rummer alle trin fra forarbejdning af fiberen over vådbehandling til færdigkonfektionering, er afløst af specialiserede virksomheder, f.eks. lønfarverier der har dygtiggjort sig i udvalgte trin i den samlede proces. Det er en velkendt udvikling for en industrialiseret produktion og med stigende effektivisering af transport og kommunikation vil denne udvikling styrkes yderligere fremover. Virksomheder må forventes at blive mere og mere specialiserede og indgå en større nationale og internationale netværk.
Hurtig levering
Samtidig med specialiseringen stiger kravet til hurtig og sikker levering; de to forhold opstår begge i konkurrencen og udviklingen mod større effektivitet. Der forudses krav om hurtigere levering, hurtigere skift mellem nuancer m.m., mindre lagertid og mindre partier ad gangen.
Forbedrede muligheder inden for kommunikation, styring og regulering vil gøre det muligt, og konkurrencen vil derefter gøre det nødvendigt.
Disse drivkræfter indvirker på alle elementer i teknologiudviklingen, både farvestoffer, hjælpekemikalier, recepter, farvemaskiner og genbrugsteknologier.
Farvestoffer
Den nuværende udvikling går i retning af at optimere farvestofferne, dels med henblik på at opnå større udnyttelsesgrad af selve farvestoffet, dels med henblik på, at farvestofferne stiller mindre krav til brug af andre kemikalier, herunder salt, og mindre vand- og energiforbrug.
Flere reaktivgrupper
En væsentlig trend i udviklingen går mod at øge antallet af reaktivgrupper på farvestofmolekylet. De såkaldte dobbeltankrede farvestoffer, eller bireaktive farvestoffer, har været på markedet nogle år og bliver mere og mere brugt. Fikseringsprocenterne for sådanne farvestoffer er væsentligt bedre end for farvestoffer med kun én reaktivgruppe, fordi der er flere grupper, der kan nå at reagere med cellulosen, før de hydrolyseres. Der er tale om et rent statistisk fænomen som illustreret i Figur 7. Den økonomiske betydning heraf er dels, at farvestofudnyttelsen bliver mange gange bedre, dels at der behøves mindre vand og energi til den efterfølgende udvask af hydrolysat. Denne udvikling vurderes at fortsætte; tripleankrede farvestoffer er begyndt at komme på markedet.
Figur 7. Den statistiske baggrund for en højre fikseringsgrad for dobbeltankrede reaktivfarvestoffer (Ciba-Geigy, 1987)
I eksemplet i Figur 7 opnår det bireaktive farvestof en fikseringsprocent på 84%, med kun 16% tab som hydrolysat, hvorimod det monoreaktive farvestof kun opnår en fikseringsprocent på 60%, og altså et tab på 40% som hydrolysat. Betragtningerne antager en fikseringsprocent på 60% for reaktivgruppen.
Low salt farvestoffer
En anden miljø- og ressourcemæssig interessant udviklingstendens er de nye LS-farvestoffer (low salt farvestoffer). Som betegnelsen antyder kræver disse reaktivfarvestoffer ikke så høj en saltdosering som konventionelle reaktivfarvestoffer. Det sparer ressourcer dels i form af mindre saltforbrug under farvningen dels i form af mindre vand og energiforbrug til udvaskningen af farvestofhydrolysat. Desuden letter det en efterfølgende genbrug af vandet på grund af dets ringere saltholdighed.
Farvemaskiner
Kravet om ressourcebesparelser og kravet om tidsbesparelser og hurtig levering trækker hver sin vej, når det drejer sig om valg mellem batchfarvning og kontinuefarvning. Det er svært at forudsige, hvad der vil veje tungest fremover, men meget taler for, at tidsbesparelser og hurtig levering bliver tungtvejende. Den aktuelle udvikling i øjeblikket går mod »just-in-time« produktion og større grad af batchproduktion.
Reduktion af vandvedhæng
Der vurderes at ske en udvikling i retning af at reducere vandvedhænget i tekstilet i batchmaskinerne. For jiggere er allerede udviklet teknikker til afsugning af vand fra tekstilet, og for jetmaskiner er en prototype model afprøvet med gode resultater (Miljøstyrelsen, 1997a).
Recepter
Recepterne er i dag ofte »opnå den sikre side«; dvs. man bruger hellere for meget vand og for mange hjælpekemikalier end for få for at være sikker på et godt farveresultat. I mange tilfælde doseres imidlertid unødvendige kemikalier og unødvendigt store mængder skyllevand, jf. f.eks.
Miljøstyrelsen (1995), der viser at både vandforbrug, energiforbrug, kemikalieforbrug og tidsforbrug kan skæres væsentligt ned. Det vurderes, at recepterne udvikler sig til fremover at målrettes mere specifikt mod det aktuelle behov i en given farvning, at det overflødige forbrug reduceres, og at tidsforbruget minimeres. Flere farverier har allerede taget fat på en sådan udvikling og har reduceret deres ressourceforbrug væsentligt.
Genbrugsteknologi
Genbrug af vand og dets indhold af energi og kemikalier finder i dag kun sted i begrænset omfang. Nogle virksomheder har etableret systemer til opsamling og direkte genbrug af de reneste vandfraktioner (Miljøstyrelsen, 1994), og ganske få steder er etableret systemer, der også omfatter behandling og opgradering af vandet.
Samtidig med at priser på vand og energi er steget, er prisen på tekniske løsninger imidlertid faldet på grund af den løbende teknologiudvikling.
Genbrugsløsninger er derfor allerede i dag økonomisk attraktive mange steder, og de forventes at blive yderligere attraktive fremover.