أهمية المنسوجات في إعادة اختراع صناعة الطباعة

تلعب المنسوجات دورًا كبيرًا في إعادة اختراع صناعة الطباعة. ما نطبع عليه لا يقل أهمية عن التكنولوجيا التي تسهل المنتج المطبوع على السطح الزخرفي.

على مدار الـ 85 عامًا الماضية، أصبحت الألياف الجديدة مثل البوليستر (التي اخترعتها شركة Dupont في عام 1935) ذات شعبية متزايدة - وهي متينة وبأسعار معقولة ومتوفرة بأي كمية. يتم تكرير هذه الألياف ومشتقاتها من حيث المبدأ من النفط الخام ولها تطبيقات متعددة. ولكن ليس من دون تكلفة على البيئة. لقد ابتكرنا منسوجات تدوم إلى الأبد. تساهم الألياف الاصطناعية في البصمة الكربونية للصناعة سواء عند نقطة التصنيع أو عند نهاية الاستخدام. ببساطة - في الوقت الحاضر، الألياف الاصطناعية ليست قابلة للتحلل. إنها تتحلل (على مدى مئات السنين)، ولكن أثناء قيامها بذلك فإنها تلوث البيئة بتريليونات من الخرزات الدقيقة، وعندما تتحلل هذه الخرزات الدقيقة، فإنها تقلل حجمها. تم اكتشاف البوليستر الآن في أعمق محيطات العالم وهو موجود دائمًا في السلسلة الغذائية.

هذا لا يعني أن أقمشة السليلوز خالية من العيوب أيضًا، في حين أن الألياف الطبيعية قابلة للتحلل الحيوي - فتآكل التربة بسبب الزراعة المكثفة للقطن والمبيدات الحشرية والمحاصيل المعدلة وراثيًا والقطن الذي يتطلب كميات كبيرة من المياه أثناء الزراعة والمعالجة له أيضًا دور كبير يلعبه. في الممارسات غير المستدامة لصناعة النسيج.

يجب إعادة اختراع ألياف المستقبل لتوفير الحماية البيئية وإيجاد حل للاستخدام غير المستدام للأقمشة التي تعمل على تلويث كوكبنا وتدمير بيئتنا.

التسمية التوضيحية: يجب إعادة تصور علم المواد. يركز فريق المواد الحيوية في شركة Dupont على توفير الحلول لقضايا الصناعة الأكثر إلحاحًا.

تحدثنا في أحدث تدويننا الصوتي مع ساميت تشافلي، وهو كيميائي وخبير في الصناعة بارع. بدأ ساميت حياته المهنية في طباعة المنسوجات الرقمية، حيث قام بتطوير أحبار Dupont Artistri (من بين ابتكارات أخرى) ولديه خمس براءات اختراع لإنجازاته حتى الآن. وهو الآن يركز مهاراته على تطوير المواد الحيوية لشركة Dupont. هذه الابتكارات هي التي ستحول ألياف الماضي لتقدم حلولاً مستدامة للتنمية الحالية والمستقبلية لصناعة النسيج في العالم.

إحدى هذه الألياف التي تحتفل اليوم بالذكرى السنوية ^{العشرين} لتأسيسها هي ألياف Sorona - التي تمت إعادة تصميمها لتكون بوليمر حيوي. فيما يلي ملخص للنقاط الرئيسية التي تمت مناقشتها خلال محادثتنا.

استمع إلى البودكاست الكامل هنا .


التسمية التوضيحية: Sorona (R) عبارة عن بوليمر حيوي وكألياف توفر فرصة كبيرة لاستبدال استخدام الألياف اللدنة في تطبيقات الملابس.

سورونا (R) عبارة عن بوليمر حيوي وكألياف توفر فرصة كبيرة لاستبدال استخدام الألياف اللدنة. لماذا يجب أن نستبدل الألياف اللدنة التي قد تسألها؟ نظرًا لأن الألياف الاصطناعية المصنوعة من النايلون والإيلاستين عند غزلها في بنية القماش، فإنها تتيح التمدد - ولكن كلا العنصرين عبارة عن مشتقات بتروكيماوية. تتدهور خصائص التمدد الخاصة بالألياف اللدنة أيضًا بمرور الوقت، ولا يمكن صبغها أو تلوينها أثناء الطباعة، ولا يمكن إعادة تدويرها (فك السحاب). سورونا هو بوليمر السليلوز المكرر من سكر الذرة. يوفر المصدر المستدام حلاً آمنًا بيئيًا لتطبيقات المنسوجات المتعددة بما في ذلك الملابس الرياضية والترفيهية وملابس الأداء والملابس وحتى السجاد. باعتباره بوليمر السليلوز يمكن استخلاصه وفصله من الألياف الاصطناعية أثناء عملية إعادة التدوير.

تعتبر المواد الحيوية ذات أهمية حيوية لإعادة اختراع صناعة النسيج. هذا لا يعني أنه يجب علينا استبدال الألياف الموجودة بالكامل - ولكن تغيير عملية التصنيع أو الحمض النووي لإضافة المحفزات الحيوية والبوليمرات الحيوية يحسن الخصائص البيئية للمنسوجات التي نصنعها ونستخدمها في حياتنا اليومية.

باعتباره بوليمر السليلوز، يتمتع سورونا أيضًا بالعديد من الخصائص الأخرى بخلاف التمدد. إنه عازل ومتين ولا يفقد مرونته، ومضاد للتجاعيد ويعود إلى شكله الأصلي، ويجف بسرعة، ويشعر بالنعومة الفاخرة، ويوفر كثافة ألوان استثنائية. بعض الحقائق الإضافية عن سورونا؛ يتم تصنيع 37% من البوليمر باستخدام مكونات نباتية متجددة سنويًا. وباعتباره جزيء Bio-PDOTM ثوريًا، فإنه يحول عملية البتروكيماويات السابقة إلى عملية بيولوجية فعالة بيئيًا. يتم تصنيع سورونا باستخدام طاقة أقل بنسبة 30% وتطلق انبعاثات غازات دفيئة أقل بنسبة 63% مقارنةً بإنتاج النايلون 6 (الألياف اللدنة عبارة عن مزيج من الإيلاستين والنايلون). Sorona هو منتج حيوي معتمد من وزارة الزراعة الأمريكية وحصل على شهادة OEKO-TEX Standard 100.

يتطلب التصميم الدائري أن نقوم الآن بتصميم نهاية العمر الافتراضي للمنتجات التي نصنعها. يركز ساميت وفريقه على مستقبل تكنولوجيا الألياف الحيوية وخصائص الاستدامة لمنتجات دوبونت. هذه الابتكارات هي التي ستغير منسوجات المستقبل لبناء أقمشة مستقبلية آمنة تعيد تثبيت التنوع البيولوجي.


تسمية توضيحية: تم إنشاء المنسوجات الاصطناعية في الماضي لتدوم إلى الأبد - ولكن الطبيعة متجددة - ويجب أن تتطور المنسوجات الاصطناعية في المستقبل كما أرادت الطبيعة.

مع تطور تقنيات إعادة التدوير، تتطور أيضًا مكونات وتركيبات المنسوجات المخلوطة التي نستخدمها يوميًا. لا يزال الوقت مبكرًا لإعادة التدوير التجاري على النطاق اللازم لتطبيق التصميم الدائري لتلبية الطلب العالمي - والذي يعني استثمار مليارات الجنيهات الاسترلينية. يتم حاليًا إعادة تدوير معظم المنسوجات حسب التركيب - تمزيق النفايات ثم تصفيتها حسب اللون باستخدام تقنية الفرز البصري أو كما في حالة rPET المذابة لإنتاج كريات بلاستيكية يمكن إعادة استخدامها وتجديدها لتشكيل أقمشة بوليستر rPET.

من الصعب إعادة تدوير المنسوجات المخلوطة مثل فك (تقسيم) الألياف المنسوجة عندما تتكون من خيوط السليلوز المختلفة و/أو مزيج البوليستر، أو ألياف مختلطة من أصل بتروكيميائي. تتطور الأبحاث والابتكارات بسرعة لبناء البنية التحتية المطلوبة لإعادة التدوير باستخدام طرق مختلفة - يمكن لصناعة الدنيم على سبيل المثال أن تقوم بفك ضغط الدنيم باستخدام الإنزيمات لإذابة واستخلاص ألياف السليلوز بعيدًا عن الخيوط الاصطناعية القابلة للتمدد والتي تتم إضافتها لتوفير الراحة. ومع ذلك - يجب أن تكون الطاقة والعلوم المستخدمة في عملية إعادة التدوير مفيدة بيئيًا وقابلة للتطبيق تجاريًا ومستدامة.

وتشمل الابتكارات المستقبلية للبوليستر التحكم في عملية تساقط الألياف الدقيقة. أصبح من الممكن الآن التقاط الخرزات الصغيرة قبل دخولها المجاري المائية باستخدام تقنيات الترشيح. إن تطوير المنسوجات التي تتحلل عند تعرضها لكائنات دقيقة محددة (كما هو الحال في التنوع البيولوجي للطبيعة) يحتل مكانة عالية في جدول أعمال مهندسي علوم المواد.

ستستمر كيفية إدارة المنسوجات التي نستخدمها في التطور مع مرور الوقت، ويعد التعاون والشفافية بين الصناعات أمرًا ضروريًا. يبدأ علم المواد بالكيميائي ويتسارع بالتعاون مع الصناعة. نحن في بداية حقبة جديدة لصناعة النسيج، وكما أن رقمنة مساحة الطباعة ستحافظ على موارد الأرض الثمينة، كذلك فإن التطوير المستمر لابتكارات الألياف لتطبيقات متعددة - مستقبل كل من المنسوجات والطباعة الرقمية مهم للغاية. متشابكة إلى الأبد.