Evaluation of Polyester Dyeing In Supercritical and Classical Environment With Life Cycle Analysis

Abstract

Water is a valuable resource both for life and because of its properties. Therefore, water scarcity and increasing environmental awareness cause worldwide concern. The textile industry generally
consists of processes with intense water consumption. Especially in the dyeing process, a lot of water is used. For this reason, the importance of dyeing studies aimed at reducing water use that increases day by day. In this study, one %100 polyester woven fabrics were dyed in dark and light shade in supercritical carbon dioxide (scCO2) media (waterless) and classic media (aqueous) and the dyeing process was evaluated by life cycle analysis (LCA) method in both media. SimaPro 9.3 program was used for the analysis and it was concluded that the environmental effect of dyeing cumulatively performed in the supercritical medium is less compared to dyeing in a classical aqueous medium, thus it is more advantageous.
.

Keywords

• polyster
• classical dyeing
• waterless (scCO2) dyeing
• Life Cycle Analysis (LCA)

SÜPERKRİTİK VE KLASİK ORTAMDA POLİESTER BOYAMANIN YAŞAM DÖNGÜSÜ ANALİZİ İLE DEĞERLENDİRİLMESİ

Abstract

Su hem yaşam için hem de sahip olduğu özellikleri nedeniyle de değerli bir kaynaktır. Bu nedenle, su kıtlığı ve artan çevre bilinci dünya çapında endişeye sebep olmaktadır. Tekstil sektörü genel olarak su tüketiminin yoğun olduğu proseslerden oluşmaktadır. Özellikle boyama işleminde çok fazla su kullanılmaktadır. Bu sebeple su kullanımının azalmasına yönelik boyama çalışmaların her geçen gün öneminin artacağı görülmektedir. Bu çalışmada, süperkritik karbondioksit (scCO2) ortamda susuz ve klasik sulu ortamda bir adet % 100 poliester dokuma kumaş açık ve koyu tonda olmak üzere boyanmış, boyama proseslerinin aşamaları her iki ortam için de yaşam döngüsü analizi (LCA) yöntemi ile değerlendirilmiştir. Analiz için SimaPro 9.3 programı kullanılmış ve yapılan karşılaştırma kümülatif olarak süperkritik ortamda yapılan boyamada çevresel etkinin klasik sulu ortamda boyamayla karşılaştırıldığında göre daha az olduğu dolayısıyla daha avantajlı olduğu sonucuna varılmıştır.

Keywords

• poliester
• klasik boyama
• susuz (scco2) boyama
• Yaşam Döngüsü Analizi (LCA)

References

1. 1. Bach, E., Cleve, E., & Schollmeyer, E. (2002). Past, present and future of supercritical fluid dyeing technology–an overview. Review of Progress in Coloration and Related Topics, 32(1), 88-102. doi.org/10.1111/j.1478-4408.2002.tb00253.x
2. 2. Banchero, M. (2013). Supercritical fluid dyeing of synthetic and natural textiles–a review. Coloration Technology, 129(1), 2-17. Banchero, 2013, s. 2-17. doi.org/10.1111/cote.12005
3. 3. Çolak, N., Tülek, Y. (2003). Süperkritik akışkan ekstraksiyonu.Gıda, 28(3).
4. 4. Demirer N. G. (2011b). Çevre Alanında Kapasite Geliştirme Projesi Entegre Ürün Politikaları ve Sürdürülebilir Kaynak Yönetimi. Bölgesel Çevre Merkezi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, REC Türkiye REW İstanbul. Erişim adresi: https://docplayer.biz.tr/1951790-Yasam-dongusu-analizi-lca-veuygulama ornekleri.html
5. 5. Demirer, G. (2011a). Yaşam Döngüsü Analizi: Pratik Yaşam Döngüsü Analizi Klavuzu AB Sürecinde İşletmeler ve Kamu için Yaşam Döngüsü Analizi Yöntem ve Örnekleri. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı.
6. 6. Devrent, N., ÖZCAN, A. S., Durur, G. (2006). Süperkritik karbon dioksitte boyama. Tekstil ve Mühendis,13(63), 44-48.
7. 7. Dikbaş, F., & Mezarcıöz, S. (2019). Tekstilde Yaşam Döngüsü Analizi. Çukurova Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, (38), 107-113.
8. 8. Eren, H. A. (2007). Simultaneous afterclearing and decolorisation by ozonation after disperse dyeing of polyester. Coloration Technology,123(4), 224-229. doi.org/10.1111/j.1478-4408.2007.00087.x

9. 9. Eren, H. A., Yiğit, İ., Eren, S., Avinc, O. (2020). Sustainable textile processing with zero water utilization using super critical carbon dioxide technology. In Sustainability in the Textile and Apparel Industries (pp. 179-196). Springer, Cham. doi.org/10.1007/978-3-030-38545-3_8
10. 10. Eren, S., Avinc, O., Saka, Z., Eren, H. A. (2018). Waterless bleaching of knitted cotton fabric using supercritical carbon dioxide fluid technology. Cellulose, 25(10), 6247-6267. doi.org/10.1007/s10570-018-2004-z
11. 11. Gündüz Balpetek, F., Alay, E., & Özdoğan, E. (2012). Sürüdürülebilir kalkınma için yaşam döngüsü değerlendirmesi ve tekstil sanayi etkisi. Tekstil Teknolojileri Elektronik Dergisi, 6(2), 28-40.
12. 12. Hendrix, W. A. (2001). Progress in supercritical CO2 Dyeing. Journal of Industrial Textiles, 31(1), 43-56. doi.org/10.1106/9Q7V-KMGU-BCM-1FL3
13. 13. Johannesson, C. (2016). Emerging Textile Production Technologies-Sustainability and feasibility assessment and process LCA of supercritical CO2 dyeing (Master's thesis).
14. 14. Karadağ, N. (2022). Poliesterin boyanmasında susuz ve klasik proseslerin yaşam döngüsü analizi (Master's thesis, Bursa Uludağ Üniversitesi).
15. 15. Malm, V., Tadesse Abate, M., Seipel, S., & Nierstrasz, V. (2019). Supercritical Carbon Dioxide: A Sustainable Medium For Textile Dyeing And Finishing To Expand The Possibilities For A Resource Efficient Production Technology. In Autex 2019 World Textile Conference, Ghent, June 11-15, 2019.
16. 16. Moazzem, S., Daver, F., Crossin, E., Wang, L. (2018). Assessing environmental impact of textile supply chain using life cycle assessment methodology. The journal of the Textile Institute, 109(12), 1574-1585. doi.org/10.1080/00405000.2018.1434113
17. 17. Montero, G. A., Smith, C. B., Hendrix, W. A., & Butcher, D. L. (2000). Supercritical fluid technology in textile processing: an overview. Industrial & engineering chemistry research, 39(12), 4806-4812. doi.org/10.1021/ie0002475
18. 18. Muthu, S. S., & Gardetti, M. Á. (Eds.). (2020). Sustainability in the Textile and Apparel Industries: Production Process Sustainability. Springer Nature. doi.org/10.1007/978-3-030-38545-3
19. 19. Van der Kraan, M., Cid, M.F., Woerlee, G.F., Veugelers, W.J.T., Witkamp, G.J. (2007). Dyeing of natural and synthetic textiles in supercritical carbon dioxide with disperse reactive dyes. The Journal of Supercritical Fluids, 40(3), 470-476. doi.org/10.1016/j.supflu.2006.07.019
20. 20. Yiğit, İ., Eren, S., Karalı, R., Yıbar, M. F., & Eren, H. A. (2021b). Comparison of the colour fading effects of sodium hypochlorite and ozone treatments. Coloration Technology,137(6), 615-624. doi.org/10.1111/cote.12554
21. 21. Yiğit, İ., Eren, S., Özcan, H., Avinc, O., Eren, H. A. (2021a). An investigation of process parameters on colour during the dyeing of polyester in supercritical carbon dioxide media. Coloration Technology, 137(6), 625-644. doi.org/10.1111/cote.12553
22. 22. Zheng, H., Xu, Y., Zhang, J., Xiong, X., Yan, J., Zheng, L. (2017). An ecofriendly dyeing of wool with supercritical carbon dioxide fluid. Journal of Cleaner Production, 143, 269-277. doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.12.115