Textile Hub

Ozone Technology : A tell of Sustainable Denim Finishing

টেক্সটাইল শিল্পে Wet Processing এর লক্ষ্য হলো পণ্যের Appearance, Texture, Performance এর উন্নয়ন নিশ্চিতকরন। কিন্তু Wet Processing এর ৩ টি ধাপ এ, যথাক্রমে Pretreatment > Coloration (Dyeinng or Printing) > Finishing এ উল্লেখযোগ্য হারে ব্যবহৃত হয় Water (About 85% of whole Textile Processing), Electricity and Fuel, পাশাপাশি Greenhouse Gas Emission and Contaminated Effluent এর কারনে পরিবেশেরও ব্যাপক ক্ষতিসাধন ঘটে। United Nation এর তথ্যমতে একটি জিন্স প্যান্ট তৈরীতে প্রয়োজন হয়ে থাকে প্রায় ১০,০০০ লিটার পানি, এবং বৈশ্বিক মোট পানিদূষনের প্রায় ২০% ঘটায় টেক্সটাইল শিল্প! টেক্সটাইল শিল্পের এরুপ প্রতিবন্ধকতা এড়াতে বর্তমানে Wet Processing এ Eco-friendly Chemicals, Recycle & Reuse of Water, Thermofixation (Transfer Printing), Enzymatic Treatment, Plasma, Ozone based technology এর ব্যবহার ক্রমান্বয়ে বৃদ্ধি পাচ্ছে। টেক্সটাইল শিল্পের একটি প্রাচীন এবং অন্যতম পণ্য হলো ডেনিম বা জিন্স, আজকের আলোচনা ডেনিম বা জিন্স উৎপাদনে Ozone gas এর ব্যবহার নিয়ে।

1839 সালে জার্মান-সুইশ রসায়নবিদ Christian Schönbein সর্বপ্রথম পানির তড়িৎ বিশ্লেষণ নিয়ে গবেষণার এক পর্যায়ে কটুগন্ধী একটি গ্যাস কে পর্যবেক্ষণ করেন এবং উক্ত গ্যাস কে গ্রিক শব্দ “Ozien - to smell” নামে উল্লেখ করেন, অতঃপর 1856 সালে আইরিশ রসায়নবিদ Thomas Andrews উল্লেখ করেন যে "Ozone is formed by Oxygen", পরবর্তীতে 1863 সালে সুইশ রসায়নবিদ Jacques-Louis Soret ওজোন এবং অক্সিজেন এর মধ্যাকার একটি সম্পর্ক প্রকাশ করেন - "3 volumes of Oxygen produce 2 volumes of Ozone". According to Wikipedia, Ozone, or Trioxygen, is an inorganic molecule with the chemical formula O₃. It is a pale blue gas with a distinctively pungent smell. অর্থাৎ, ওজোন মূলত একটি ম্লান নীলবর্ণী এবং তীব্র কটুগন্ধী ত্রি-পরমাণুক গ্যাস যা অক্সিজেন এর ৩ টি পরমাণুর সমন্বয়ে গঠিত। এটি একটি Oxidizing Agent (জারক), এটি তাপগতভাবে অস্থিতিশীল এবং স্বতঃস্ফূর্তভাবে অক্সিজেন এর পুনঃউৎপাদন ঘটায়, এটি বিশুদ্ধ পানিতে দ্রুত দ্রবীভূত হয়ে থাকে এবং পানিতে উপস্থিত জৈব এবং অজৈব উপাদানের সাথে রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে Free radical মুক্ত করে।

Ozone gas অথবা Ozone gas dissolved water ব্যবহার করে Closed Chamber এ Denim fabric কে Ozonation করা হয় - উক্ত পদ্ধতিকে Sustainable Denim Bleaching/Fading/Wasing with Ozone Technology বা সংক্ষেপে Ozone Fading বলা হয়ে থাকে। বাংলাদেশ সহ বৈশ্বিক টেক্সটাইল শিল্পে Denim Manufacturing এ উক্ত Denim Finishing/Washing পদ্ধতি ক্রমান্বয়ে জনপ্রিয় হয়ে উঠছে। উক্ত পদ্ধতিতে প্রথমত বায়ুমন্ডল হতে Oxygen সংরক্ষণ করে তা থেকে Ozone gas উৎপন্ন করা হয়, পরবর্তীতে তা ব্যবহার করে Denim এর Fading সম্পন্ন হয়।

কৃত্রিমভাবে Ozone Gas এর উৎপাদন ৪ টি প্রণালীতে হয়ে থাকে,

1. Photochemical Ozone Generation:
উক্ত প্রণালীতে অক্সিজেন গ্যাস এর মধ্যে Short Wavelength UV Radiation চালনা করে অক্সিজেন পরমাণু তে পরিণত করা হয়, এবং তা পরবর্তীতে অক্সিজেন অণুর সাথে রাসায়নিক বিক্রিয়া সম্পন্ন করে ওজোন গ্যাস উৎপন্ন করে। এক্ষেত্রে উৎপন্ন ওজোন গ্যাস এর ঘনমাত্রা তুলনামুলকভাবে কম হয়ে থাকে।

2. Electrolytic Ozone Generation:
উক্ত প্রণালীতে একটি তড়িৎ বিশ্লেষক কোষ ব্যবহার করে অক্সিজেন গ্যাস দ্রবীভূত পানির তড়িৎ বিশ্লেষণ এর মাধ্যমে ওজোন গ্যাস উৎপাদিত হয়ে থাকে। এক্ষেত্রে ওজোন গ্যাসের ঘনমাত্রা অধিক তবে উৎপাদন ব্য্য অধিক হয়ে থাকে।

3. Radio-Chemical Ozone Generation:
উক্ত প্রণালীতে Radioacrive Ray ব্যভার করে গ্যাসীয় বা তরল অক্সিজেন এর High-energi irradiation সম্পন্ন করার মাধমে ওজোন গ্যাস উৎপন্ন করা হয়ে থাকে। উক্ত প্রণালীর কার্যদক্ষতা অন্যান্য প্রণালী হতে তুলনামুলকভাবে বেশি, তবে এতে অবকাঠামোগত সীমাবদ্ধতা এবং Radioactive Byproduct এর পৃথকীকরণ জটিলতা রয়েছে।

4. Ozone Generation by Corona Discharge (silent Electrical Discharge):
উক্ত প্রণালীতে প্রথমত একটি সিলিন্ডারে বাতাস সংরক্ষণ করা হয়, এবং পরবর্তীতে ২ টি পৃথক সিলিন্ডার ব্যবহার করে সংরক্ষিত বাতাস হতে Impurities পৃথক করে অপসারণ দেওয়া হয়, অতঃপর আলাদা একটি সিলিন্ডারে বাতাসে উপস্থিত Purified Oxygen আলাদাভাবে সংরক্ষণ করে একটি Electric Fan এর মাধ্যমে Ozone Generator এ চালনা করা হয়, এতে High Voltage Electric Discharge ব্যবহার করে বাতাস হতে পৃথককৃত Purified Oxygen কে Ozone Gas এ রুপান্তরিত করে Ozone Gas এর উৎপাদন সম্পন্ন করা হয়। উক্ত প্রণালীতে উৎপাদিত ওজোন গ্যাস বাংলাদেশে টেক্সটাইল শিল্পে সর্বাধিক ব্যবহৃত হয়ে থাকে।

Working Procedure of Ozone Fading of Denim:

➡️ প্রথমত, Denim Fabric or Garment কে ৫-৭ মিনিট সময় নিয়ে কক্ষ তাপমাত্রার ট্যাপের পানি ব্যবহার করে Rinsing করা হয়

➡️ Hydro Extractor machine ব্যবহার করে Rinsed Denim Fabric or Garment হয়ে অতিরিক্ত পানি অপসারন করা হয়ে

➡️ পরবর্তীতে, Rinsed and Dryed Denim Fabric or Garment কে Ozone Fading Machine এর একটি Closed Chamber এ উপস্থাপন করা হয়, উক্ত Chamber এ Ozone Generator নির্দিষ্ট ঘনমাত্রার (Concentration) Ozone gas চালনা করে এবং Continuous Rotation এর মাধ্যমে Ozone Gas, Indigo Dye এর Carbonil Chromophore এর Carbon-Carbon double bond (-O=C=C=O-) এর রাসায়নিক বিয়োজন ঘটায়, এতে করে Indigo Dye Molecule বিভাজিত Phenyl Glycine (Colorless) এবং Isatin (Yellow) উৎপন্ন করে, যা Indigo Dyed Denim Fabric or Garment এর Fading- Loss of Changing og Shade ঘটায়। Isatin (Yellow) উৎপাদনের কারনে Denim কে Yellow effect প্রদান করার জন্য ও Ozone Fading ব্যবহৃত হয়ে থাকে।

➡️ Ozone Fading সম্পন্ন হওয়ার পর পুনরায় Denim Fabric or Garment কে Detergent মিশ্রিত পানি ব্যবহার করে নির্দিষ্ট সময়ের জন্য Wash করার মাধ্যমে Fabric or Garment surface হতে বিয়োজিত Indigo Dye Molecules অপসারণ করা হয় এবং পরবর্তীতে Hydro Extractor machine এর মাধ্যমে পুনরায় Denim Fabric or Garment হতে অতিরিক্ত পানি অপসারন করা হয়।

Advantages of Ozone Technology:

🔘 Ozone Fading পদ্ধতিতে চিরায়ত Denim Washing এর তুলনায় কম Time, Water, Electricity and Chemicals প্রয়োজন হয়, এতে করে পন্যের উৎপাদন ব্যয় কমে এবং উৎপাদন হার বাড়ে।

🔘 বাতাস হতে Oxygen সংরক্ষণ এর মাধ্যমে Ozone Gas উৎপাদন করে ব্যভার করা হয় ফলে কোনরকম রাসায়নিক মজুদকরনের প্রয়োজন হয় না।

🔘 Aqueous and Gaseous Ozone Technology উভয় ক্ষেত্রেই অপসারণকৃত Ozone gas মিশ্রিত পানি তে UV Radiation চালনা করে দ্রবীভূত Ozone Compound কে Deionization করার সুযোগ রয়েছে, এতে করে কোনরকম ক্ষতিকর বর্জ্য পরিবেশ দূষণ ঘটায় না, ফলে উক্ত পদ্ধতিটি পরিবেশ বান্ধব (Eco-friendly Process) হিসেবে বিবেচিত হয়েছে।

🔘 Ozone Fading এর মাধ্যমে Fabric Strength এর তারতম্য ঘটে না এবং Denim এ বৈচিত্র্যপূর্ণ এবং আকর্ষণীয় Color Fading সম্পন্ন করা যায়, এতে করে পন্যের চাহিদা বৃদ্ধি পায়।

Disadvantages of Ozon Technology:

🔘 Ozone gas শক্তিশালী জারন ক্ষমতাসম্পন্ন (High Oxidation Potential) হওয়ার কারনে Stainless Steel ব্যতীত অন্যন্য ধাতুর তৈরী মেশিন ক্ষয়প্রাপ্ত (Corossion) হয়।

🔘 Ozone gas একটি দাহ্য ( Flammable) এবং বিষ্ফোরক (Explosive) রাসায়নিক পদার্থ, ফলে এর নিয়ন্ত্রণ এবং উৎপাদন এর যথাযথ সতর্কতা অবলম্বন করা অবশ্য, নতুবা দূর্ঘটনার আশংকা থাকে।

🔘 Ozone gas উচ্চমাত্রায় Unstable - (Tends to be decomposed) হওয়ার এর দীর্ঘমাত্রায় মজুদকরন সম্ভব হয় না।

🔘 মানব দেহের জন্য Ozone gas নিতান্তই ক্ষতিকর, সুতরাং যথাযথ সতর্কতার অভাব অস্বাভাবিক শারিরীক ক্রিয়ার কারন হতে পারে।

Swarup Debnath
Dept. Of Textile Engineering
Primeasia University

হ্যাপি ইঞ্জিনিয়ার্স ডে,❤

৭ মে - ইঞ্জিনিয়ার্স ইনস্টিটিউশন, বাংলাদেশ (আইইবি) এর প্রতিষ্ঠাবার্ষিকী। বাংলাদেশের প্রকৌশলীরা প্রতি বছর ৭ মে ইঞ্জিনিয়ার্স ডে পালন করে । এ উপলক্ষে থাকে বিস্তারিত কর্মসূচি।

ইঞ্জিনিয়ার্স ইনস্টিটিউশন, বাংলাদেশ (আইইবি) বাংলাদেশের প্রকৌশল পেশাজীবীদের জাতীয় সংগঠন। সোসাইটিস রেজিস্ট্রেশন অ্যাক্ট ১৮৬০ দ্বারা নিবন্ধিত।

ইঞ্জিনিয়ার্স ইনস্টিটিউশন, বাংলাদেশ (আইইবি) বাংলাদেশের অন্যতম মর্যাদাপূর্ণ জাতীয় পেশাজীবী সংগঠন। আইইবিতে বর্তমানে সকল প্রকৌশল বিভাগ অন্তর্ভুক্ত। সংগঠনের শুরু থেকেই আইইবি প্রকৌশল ও বিজ্ঞানের জ্ঞান এবং অণুশীলন প্রচার করছে। আইইবির প্রধান লক্ষ্য হল পেশাদার শ্রেষ্ঠত্ব নিশ্চিত করা এবং দেশের প্রকৌশলীদের ক্রমাগত পেশাদারী উন্নয়ন সাধন করা। এটি দেশের ও বিদেশের অন্যান্য পেশাজীবী সংগঠনের ঘনিষ্ঠতা স্থাপন এবং সহযোগিতার কাজ নিরলসভাবে করে যাচ্ছে।

ভারত উপমহাদেশে ব্রিটিশ সাম্রাজ্য পতনের পর এবং পাকিস্তান স্বাধীন হওয়ার পরপরই কয়েকজন উর্ধ্বতন প্রকৌশলী, প্রকৌশলীদের একটি পেশাদার ফোরাম প্রতিষ্ঠার উদ্যোগ নেন। ফলশ্রুতিতে ১৯৪৮ সালে ইঞ্জিনিয়ার্স ইনস্টিটিউশন, পাকিস্তান প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল, যার সদর দপ্তর ছিল ঢাকা, বাংলাদেশে। ১৯৪৮ সালের ৭ই মে পাকিস্তানের গভর্নর জেনারেল ঢাকাতে ইঞ্জিনিয়ার্স ইনস্টিটিউশন, স্থাপন এবং এর ভিত্তিপ্রস্তর স্থাপন করেন। ১৯৭১ মহান স্বাধীনতা যুদ্ধের পর ইঞ্জিনিয়ার্স ইনস্টিটিউশন, পাকিস্তান এর নাম পরিবর্তন করে ইঞ্জিনিয়ার্স ইনস্টিটিউশন, বাংলাদেশ রাখা হয়।

“ইঞ্জিনিয়ার্স ডে” তে দেশের এবং দেশের বাহিরের সকল ইঞ্জিনিয়ারদের প্রতি আন্তরিক শুভেচ্ছা।❤❤

টেক্সটাইল রিলেটেড বেসিক থেকে টেকনিক্যাল সব ধরনের তথ্য পেতে পেজ এ লাইক দিয়ে সাথেই থাকুন।

Regenerated Cellulosic Fibers : Rayon Trilogy (Viscose rayon, Modal, Lyocell) - Part 3

3. Lyocell

Lyocell হলো একপ্রকার অর্ধ-কৃত্রিম (Semi-synthetic) এবং পুনঃউৎপাদিত (Regenerated) Cellulosic Fiber যা Wood Pulps (derived from Beech Tree) থেকে নির্দিষ্ট পদ্ধতিতে উৎপাদিত হয়। Lyocell শব্দটির উৎপত্তি Greek শব্দ Lyein (Dissolve) এবং Cell (Cellulose) শব্দ দুটির সমন্বয়ে গঠিত। LyocellFiber এর Degree of polymerization সাধারনত 400-700, এবং Cellulose Content সাধারণত (94-96)% হয়ে থাকে। Lyocell Fiber এর উৎপাদন পদ্ধতি Viscose Rayon, Modal এর চেয়ে পরিবেশ বান্ধব, কারন এতে তুলনামূলকভাবে কম ক্ষতিকারক রাসায়নিক পদার্থ ব্যবহৃত হয়ে থাকে। Lyocell Fiber উৎপাদনে Carbon Di-sulphide ব্যবহৃত হয় না, এতে করে পরিবেশে কার্বন নিঃসরণের ঝুঁকি নেই।

🔘 Manufacturing Process of Lyocell : Lyocell Fiber এর উৎপাদন প্রণালী সাধারণত ৫ টি ধাপে সম্পন্ন হয়ে থাকে,

➡️ Dissolution: উক্ত ধাপে সংগ্রহকৃত Wood Pulp গুলোকে চূর্ণ (Powdery Crumbs) করে N-Methylmorpholine N-oxide (NMMO) মিশ্রিত জলীয় দ্রবণে নিমজ্জিত করা হয়, এতে করে Wood Pulp এর কোষ গুলোতে বিদ্যমান Cellulose দ্রবীভূত হয়ে দ্রবণটি উচ্চ সান্দ্রতা (High Viscosity) লাভ করে। Lyocell Fiber উৎপাদনে Viscose Rayon Fiber উৎপাদনের মতো Steeping, Agening, Xanthetion (Using Carbon Di-sulphide) ধাপগুলোর প্রয়োজন হয় না, তাই Lyocell Fiber উৎপাদন পদ্ধতিটি তুলনামূলকভাবে সময় এবং ব্যায় সাশ্রয়ী।

➡️ Filtration: উক্ত ধাপে Cellulose Dissolved Solution কে Strainer এর মাধ্যমে ছাঁকন (Filtration) সম্পন্ন করে অপদ্রব্য এবং অদ্রবীভূত Wood Pulp গুলোকে আলাদা করা হয়। উক্ত ধাপে দ্রবণটির Ripening ( Cellulosic Disintegration কে ত্বরান্বিত করার লক্ষ্যে নির্দিষ্ট সময়ের জন্য নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় সংরক্ষণ করা) এবং Degasing (দ্রবণ হতে উৎপন্ন গ্যাস নিঃসৃত করা) সম্পন্ন হয়।

➡️ Spinning Regeneration: Lyocell Fiber এর Spinning সাধারণত Air-gap Wet Spinning পদ্ধতিতে সম্পন্ন হয়, উচ্চ সান্দ্রতা সম্পন্ন Filtrated Cellulose Dissolved Solution টিকে স্পিনারেট এর মাধ্যমে চালনা (Extruded) করে একটি Coagulating Bath এ সংরক্ষণ করা হয়, স্পিনারেট হতে Coagulating Bath পর্যন্ত দুরত্বে Extruded Filament গুলোকে বাতাসের সংস্পর্শে উন্মুক্ত করা হয় (To improve fiber Strength) বলে এই Spinning পদ্ধতির নাম Air-gap Wet Spinning Process। Lyocell Fiber এর Spinning এ Viscose Rayon Fiber এর মতো কোনপ্রকার Acud Bath ব্যবহৃত হয় না।

➡️ Washing: অতঃপর সপিনারেট হতে নিঃসৃত (Extruded) Lyocell Filament গুলোকে একটি Washing Bath এর মধ্য দিয়ে চালনা করে অবশিষ্ট (Residual) N-Methylmorpholine N-oxide (NMMO) অপসারণ করা হয় এবং পরবর্তীতে পুনর্ব্যবহারযোগ্য (Recycle) কঅরে সংরক্ষণ করা হয়। অপরদিকে Viscose Rayon Fiber এর Washing এ অব্যবহৃত Carbon Di-sulphide অপসারণ করা হয় যা উচ্চমাত্রায় উদ্বায়ী (Highly Volatile) হওয়ার অল্প সময়ে বায়ুমন্ডলে ব্যাপিত (Diffused) হঅয়ে যায় এবং পরিবেশের উপর বিরূপ প্রভাব বিস্তার করে।

➡️ Finishing: উক্ত ধাপে Lyocell Fiber এর প্রয়োজনীয় Pre-treatment (Bleaching, Drying, Scouring, Mercerising) সম্পন্ন হয়ে থাকে।

🔘 End Use : Due to having characteristics like High Strength, Soft, Silky Handling & Bulky touch, High Absorbency, Biodegradability and Over all easy processing, Lyocell bibers are vastly used in House Textile products as Mattress, Mattress Pad, Bedcovers, Furniture Coverings. Lyocell fibers are also suitable for different Apparels including Denim, Chino, Underwear, Knitted items etc. Lyocell fiber has a significant contribution among Medi-Textile products like Wipes, Medical Swabs, Gauzes. Lyocell fibers used in different Tecnical Textile products as Cigarette filters, Biocomposites, Battery separator. As lyocell fibers can be modified to have have High Modulus and Dimensional stability by increasing its Degree of Polymerization, it can be used to make Industrial Textile products such as Conveyor belt, Special papers or Sheets (Non-woven) which would have excellent Tenacity, Opacity and low air resistance.