Enzymové praní celulázou odřezává volné konce vláken, které tvoří chmýří a žmolky, aby bavlna a viskóza byly na dotek hladší a méně žmolkovaly. S polyesterem ve směsi nic neudělá. Pevnost je cenou: v jedné studii o bavlně, pevnost v průtlaku klesla až o 24.7% zatímco úbytek hmotnosti zůstal pod 1.5%.
Tento příspěvek používá dámské šaty, topy, kaftany a resortní oblečení jako příklady. Pokrývá to, co praní odstraní, proč se omak mění, co se děje se žmolkováním, kolik praní stojí na pevnosti, a co uvést do specifikace.
Co vlastně enzymatické praní odstraní z povrchu bavlny nebo viskózy?
Odstraňuje konce vláken a mikrofibrily, které vyčnívají z příze, plus tenká vrstva nejsnáze přístupné celulózy. Cílem není nic jiného na oděvu.
Celuláza je skupina enzymů, které štěpí vazby mezi glukózovými jednotkami v celulózovém řetězci. Mohou působit pouze tam, kam dosáhnou. Části, kterých dosáhnou jako první, jsou povrch vlákna a méně uspořádané oblasti mezi krystality. Volný konec vlákna vyčnívající z příze tvoří téměř výhradně povrch, takže je nejprve oslabeno.
Buschle-Diller a spolupracovníci zpracovávali bavlnu, len, ramie a viskózový rayon s celulázou. Nejprve došlo k odstranění povrchových fibril, a ztráta této fibrilární hmoty byla hlavní příčinou počátečního úbytku hmotnosti. rentgenová krystalinita se nezměnila, což autoři interpretují tak, že enzym napadá přístupné konce řetězců na površích krystalitů (Textile Research Journal, 1994).
Enzym oslabuje konce vláken. Pohyb v bubnu je odlamuje. Patent společnosti Novo Nordisk na odplstění a odžmolkování uvádí, že efekt se neprojeví bez mechanického kroku následujícího po enzymu (USA 6,051,414). Při praní hotových oděvů, buben zajišťuje toto mechanické působení.
Kyselé a neutrální celulázy
Komerční celulázy spadají do dvou hlavních rodin. Kyselé celulázy jsou založeny na Trichoderma a nejlépe fungují při pH 4.5 na 5.5 a 45 na 55 °C. Neutrální celulázy od Humicola fungují nejlépe při pH 6.0 na 7.0 a 40 na 55 °C (Uddin, Textiles and Clothing Sustainability, 2015).
Nechovají se stejně. V Uddinových zkouškách na bavlněném žerzeji, kyselý enzym poskytl lepší odolnost proti oděru. Neutrální enzym způsobil menší ztrátu pevnosti při každé dávce (tabulka níže). Literatura recenzovaná v 2023 studie o denimu uvádí, že kyselé celulázy způsobují větší zpětné usazování barviva, nebo zpětné zabarvení, než ty neutrální (Ben Marzoug a Cheriaa, Journal of Textile Science and Technology, 2023). Nejvíce na tom záleží tam, kde je v lázni volné barvivo, stejně jako u indiga.
Proč se viskóza a lyocell liší od bavlny
Viskóza a lyocell jsou regenerovaná celulóza. Enzym se setkává se stejnou chemií, ale jinou strukturou.
Přírodní bavlna je přibližně 70% krystalický. Viskóza je asi 25 na 30%, a její krystality jsou mnohem menší. Jeho řetězce jsou také kratší: stupeň polymerace 250 na 400 pro viskózu, 400 na 700 pro lyocell a přibližně 2,000 pro bavlnu (Peterson et al., Udržitelnost, 2022). Větší část viskózového vlákna je přístupná enzymu, a každý řetězec začíná kratší.
Lyocell má svůj vlastní problém. Při oděru za mokra fibriluje. Patent společnosti Courtaulds popisuje dlouhé fibrily, které se odlupují a vytvářejí na barvené tkanině chlupatý povrch a ojíněný vzhled. Nazývá to primární fibrilací. Krátké fibrily, které zůstávají uvnitř tkaniny, vytvářejí úpravu s broskvovým omakem, což označuje jako sekundární fibrilaci. Celuláza dokáže odstranit fibrily z fibrilované lyocellové tkaniny (USA 5,759,210). U lyocellu, pak, praní je krokem ke kontrole fibril a také krokem čištění.
K pozadí vláken, vidět umělé hedvábí vs viskóza pro letní oděvy.
Proč je na dotek měkčí a méně chlupatý?
Působí měkčeji, protože tuhé, škrábavé konce vláken jsou pryč a látka se snáze ohýbá. Vypadá méně chlupatě, protože tytéž konce již nevyčnívají z povrchu. Silné žehlení také mění povrch, ale zploštěním do lesku namísto odstranění vláken; vidět proč žehlení bavlnu hnědne nebo vylešťuje, len a viskóza.
Tuhost lze měřit jako délku ohybu. Kratší délka ohybu znamená poddajnější látku. V Uddinově studii, délka ohybu klesla až o 31.62% s kyselým enzymem a až 44.26% s neutrálním enzymem, oproti neupravené tkanině (Uddin, 2015).
Patent Novo Nordisk uvádí úbytek hmotnosti 3 na 5% obvykle poskytne patřičnou měkkost při zachování přijatelné ztráty pevnosti (USA 6,051,414).
Typ vlákna mění výsledek. Ve studii kyselé celulázy na bavlně a viskózovém rayonu, upravené rayonové tkaniny byly poddajnější než upravené bavlněné (Lee, Textile Science and Engineering, 2003). Pro viskózový kaftan nebo top z bavlněného voálu, stejné praní neposkytne stejný omak.
Povrch také vypadá čistěji. Uddin uvádí, že po odstranění odstávajících vláken, povrch tkaniny byl čistší a odolnost proti oděru se zlepšila.
Zabrání to žmolkování, a co to nezastaví?
Snižuje žmolkování bavlny a viskózy odstraněním volných vláken, z nichž se žmolky tvoří. Nezabrání žmolkování z vláken, která enzym nedokáže rozložit.
V Uddinově studii, neupravený bavlněný žerzej dosáhl hodnocení 3 na stupnici žmolkování 1 až 5 po 2,000 cykly tření (5 znamená žádné žmolkování). Po ošetření kyselou celulázou, většina vzorků byla hodnocena 4 na 5 nebo 5. Stejný článek cituje dřívější práci, že úbytek hmotnosti kolem 1 na 2% může stačit k výraznému snížení žmolkovitosti u pletenin (Uddin, 2015).
Co nedělá:
- Polyesteru se ani nedotkne. Celuláza působí pouze na celulózu. Tým společnosti Novozymes použil jiný enzym, kutináza, k bioleštění polyesteru, a zkombinovali ji s celulázou pro polyester/bavlnu (McCloskey a Jump, Textile Research Journal, 2005). V šatech z bavlny/polyesteru, polyesterová vlákna zůstávají tak, jak byla.
- Odstraňuje chmýří, které se tam nachází v době praní. Vyžádejte si test žmolkovitosti na vyprané látce, ne slib.
- Nemění vlákno, konstrukce příze nebo tkaniny. Ty určují většinu sklonu ke žmolkování. Věnujeme se jim v proč šátky žmolkují a jak specifikovat takový, který nežmolkuje.
Kolik pevnosti to stojí, a kdy už je to příliš?
Stojí více pevnosti než hmotnosti. Ve výše uvedené studii bavlny, úbytek hmotnosti pod 1.5% bylo doprovázeno ztrátou pevnosti až o 24.7%. Je to příliš, když vypraná tkanina nedosáhne minimální pevnosti stanovené před velkovýrobou.
Uddin upravoval bavlněný jednolícní žerzej kyselou celulázou (Mega PK) a neutrální celuláza (Mega L) při třech dávkách, tři teploty a tři časy. Pevnost byla měřena jako pevnost v protržení (Uddin, 2015).
| Dávka enzymu | Úbytek hmotnosti, kyselý enzym | Ztráta pevnosti v průtlaku, kyselý enzym | Ztráta pevnosti v průtlaku, neutrální enzym |
|---|---|---|---|
| 0.5% | 0.25 na 0.39% | 1.7 na 7.4% | 1.5 na 5.9% |
| 1% | 0.62 na 0.89% | 8.2 na 15.6% | 6.6 na 12.4% |
| 1.5% | 0.98 na 1.42% | 16.5 na 24.7% | 12.5 na 18.9% |
Zdroj: Uddin, Textiles and Clothing Sustainability, 2015. Bavlněný jednolícní žerzej. Úbytek hmotnosti s neutrálním enzymem se pohyboval od 0.20 na 1.22% ve všech pokusech.
Dva body vystupují do popředí. Ztráta pevnosti roste mnohem rychleji než úbytek hmotnosti. A při stejné dávce stál neutrální enzym méně pevnosti než ten kyselý.
V 2023 studie čtyř džínových tkanin ošetřených neutrálními celulázami, největší ztráty byly 20.2% (osnova) a 15.4% (útek) v pevnosti v dalším trhání, a 28.1% (osnova) a 17.2% (útek) v pevnosti v tahu (Ben Marzoug a Cheriaa, 2023).
Kde leží limity
Uddin cituje dva referenční body z dřívější literatury. Úbytek hmotnosti by neměl překročit 3 na 5%. Ztráta pevnosti o 10% je považováno za komerčně přijatelné pro bio-leštění. Porovnejte s tabulkou, a 1% kyselá dávka to již překročila 10% linie při některých nastaveních, při úbytku hmotnosti pod 1%.
Viskóza vyžaduje přísnější sledování. Po 48 hodin ošetření, Buschle-Diller a spolupracovníci zjistili, že zachování pevnosti viskózového hedvábí zaostává daleko za bavlnou, potom ramie, potom len. Pevnost viskózové příze plynule klesala s rostoucím úbytkem hmotnosti (Textile Research Journal, 1994). Studie se neshodují v otázce úbytku hmotnosti. Buschle-Diller zjistil, že rayon ztratil nejvíce hmotnosti. Lee zjistil, že bavlna za podmínek této studie ztratila více než rayon (Lee, 2003). Hodnotu úbytku hmotnosti stanovenou pro bavlnu proto nelze přenést na viskózu. Nastavte limity pro každou tkaninu.
Úbytek hmotnosti je kontrolní metrika
Úbytek hmotnosti je způsob, jakým se praní řídí. Měří se jako úbytek hmotnosti tkaniny před úpravou a po ní, v procentech. Patent Novo Nordisk uvádí obecný rozsah 0.5 na 10%, s 3 na 5% jako nejpreferovanější (USA 6,051,414). Pozdější patent společnosti Novo Nordisk cílí na omezení žmolkování při méně než 2% úbytek hmotnosti, a popisuje 3 na 5% jak je typické pro konvenční biopolishing (USA 5,916,798).
Úbytek hmotnosti je kontrolní parametr, není zárukou. Tabulka ukazuje, že pevnost může klesnout pod komerční limit, zatímco úbytek hmotnosti se stále zdá malý. Změřte obojí.
Jak se enzym zastavuje
Enzym pokračuje v účinku, dokud není deaktivován. Zastaví se zvýšením teploty nebo pH po stanovenou dobu. Potřebná úroveň závisí na tom, jak je daný enzym tepelně stabilní nebo tolerantní vůči pH. Některá bělicí činidla jej také deaktivují (USA 6,051,414). Příklady v patentu zastavily reakci zředěným hydroxidem sodným při pH 10. Uddin ukončil úpravu udržováním lázně na 85 °C po dobu 10 minuty.
Vynechání tohoto kroku stojí pevnost. Ve studii denimu, krok inaktivace měl významný vliv na ztrátu pevnosti v tahu, a autoři docházejí k závěru, že by se měl aplikovat, aby se zabránilo poškození textilie (Ben Marzoug a Cheriaa, 2023).
Co by měla specifikace uvádět?
Specifikace by měla uvádět typ enzymu, zastropovat úbytek hmotnosti, stanovit minimální mez pevnosti a stupeň žmolkování, a vyžadují zaznamenaný krok deaktivace. Vše otestujte na tkanině pro sériovou výrobu.
- Tkanina a vlákno. Úplné složení. Pro směs, smířit se s tím, že polyesterová nebo nylonová část nebude vyhlazena.
- Dřívější ošetření. Uveďte, zda byla tkanina již v továrně biopulírována. Druhý celulázový krok odstraní více celulózy.
- Typ enzymu. Kyselá nebo neutrální celuláza, nebo požádejte zpracovatele, aby uvedl, který používá.
- Maximální úbytek hmotnosti. Měřeno na vzorcích tkaniny zpracovaných ve stejné várce jako oděvy. Výše uvedené zdroje stanovují strop na 3 na 5%; na pleteninách, 1 na 2% bylo hlášeno jako dostatečné pro výrazné zlepšení odolnosti proti žmolkování.
- Minimální pevnost. Pro tkané šaty, vrcholy a kaftany: pevnost v dalším trhání a v tahu, osnova a útek, před a po praní. Pro žerzej: pevnost v průtlaku. Uveďte maximální úbytek v procentech, nebo minimální hodnota po praní. Pro viskózu nastavte přísnější hodnotu než pro bavlnu.
- Stupeň žmolkování. Stupeň požadovaný po stanoveném počtu cyklů tření, s uvedenou zkušební metodou.
- Standard omaku. Vypraný vzorek schválený jako referenční vzor měkkosti.
- Deaktivace. Teplota a čas, nebo pH a čas, zapsáno v záznamu o praní.
- Lyocell. Uveďte, zda je cílem čistý povrch, nebo úprava s broskvovým omakem.
Schválení praní na metráži pro hromadnou výrobu, nikoli vzorková metráž. The špičkový vzorek je to pravé místo pro kontrolu omaku, chmýří a pevnost dohromady. Uveďte prací parametr do technická dokumentace aby putoval s objednávkou.
KK Fashion Exports vyrobila šaty, topy, kaftany a rekreační oblečení pro nákupčí po celém světě již od 2003. Oděvy začínají od 200 kusů na styl, za barvu. Pošlete specifikaci s vyplněným pracím parametrem a my podle ní připravíme cenovou nabídku.
Vývoj sortimentu dámského oblečení? Podívejte se, jak pracujeme jako a výrobce dámských oděvů v Indii.
Prohlédněte si B2B lookbooky → pohled na naše nejnovější kolekce. Vyžádejte si celý sortiment: více vzorů na vyžádání.
