Eine Cellulase-Enzymwäsche schneidet die losen Faserenden ab, die zu Flaum und Pillingknötchen werden, damit sich Baumwolle und Viskose glatter anfühlen und weniger pillen. Es bewirkt bei Polyester in einer Mischung nichts. Festigkeit ist der Preis: in einer Baumwollstudie, Berstfestigkeit sank um bis zu 24.7% während der Gewichtsverlust unter blieb 1.5%.
Dieser Beitrag verwendet Damen- Kleider, Tops, Kaftane und Resort-Kleidung als Beispiele. Es deckt ab, was die Wäsche entfernt, warum sich der Griff verändert, was mit Pilling passiert, was die Wäsche an Festigkeit kostet, und was in die Spezifikation aufzunehmen ist.
Was trägt eine Enzymwäsche tatsächlich von einer Baumwoll- oder Viskoseoberfläche ab?
Es entfernt die Faserenden und Mikrofibrillen, die aus dem Garn herausstehen, plus eine dünne Schicht der am leichtesten zugänglichen Cellulose. Nichts anderes am Kleidungsstück ist das Ziel.
Cellulase ist eine Gruppe von Enzymen, welche die Bindungen zwischen Glucoseeinheiten in einer Cellulosekette spalten. Sie können nur dort wirken, wo sie hingelangen können. Die Bereiche, die sie zuerst erreichen, sind die Faseroberfläche und die weniger geordneten Zonen zwischen den Kristalliten. Ein loses Faserende, das aus dem Garn herausragt, besteht fast nur aus Oberfläche, sodass es zuerst geschwächt wird.
Buschle-Diller und Mitarbeiter behandelten Baumwolle, Leinen, Ramie und Viskose-Rayon mit Cellulase. Zuerst wurden die Oberflächenfibrillen entfernt, und der Verlust dieser Fibrillarmaterie war die Hauptursache für den frühen Gewichtsverlust. Röntgenkristallinität veränderte sich nicht, was die Autoren so interpretieren, dass das Enzym zugängliche Kettenenden auf Kristallitoberflächen angreift (Textile Research Journal, 1994).
Das Enzym schwächt die Faserenden. Durch das Bewegen in der Trommel brechen sie ab. Ein Novo Nordisk-Patent zur Faser- und Pillingentfernung besagt, dass der Effekt ohne den auf das Enzym folgende mechanische Schritt nicht eintritt (USA 6,051,414). Bei einer Stückwäsche, die Trommel sorgt für diese Einwirkung.
Saure und neutrale Cellulasen
Kommerzielle Cellulasen gibt es in zwei Hauptfamilien. Saure Cellulasen basieren auf Trichoderma und am besten bei pH 4.5 Zu 5.5 Und 45 Zu 55 °C. Neutrale Cellulasen von Humicola funktionieren am besten bei pH 6.0 Zu 7.0 Und 40 Zu 55 °C (Uddin, Textiles and Clothing Sustainability, 2015).
Sie verhalten sich nicht gleich. In Uddins Versuchen mit Baumwolljersey, das saure Enzym ergab eine bessere Abriebfestigkeit. Das neutrale Enzym führte bei jeder Dosis zu einem geringeren Festigkeitsverlust (Tabelle unten). Literatur besprochen in einer 2023 Denim-Studie berichtet, dass saure Cellulasen zu stärkerer Farbstoffwiederablagerung führen, oder Rückanfärbung, als neutrale (Ben Marzoug und Cheriaa, Journal of Textile Science and Technology, 2023). Das ist am wichtigsten, wenn sich loser Farbstoff im Bad befindet, wie bei Indigo.
Warum sich Viskose und Lyocell von Baumwolle unterscheiden
Viskose und Lyocell sind regenerierte Cellulose. Das Enzym trifft auf die gleiche Chemie, aber eine andere Struktur.
Native Baumwolle liegt bei etwa 70% kristallin. Viskose liegt bei etwa 25 Zu 30%, und seine Kristallite sind viel kleiner. Seine Ketten sind ebenfalls kürzer: einen Polymerisationsgrad von 250 Zu 400 für Viskose, 400 Zu 700 für Lyocell und etwa 2,000 für Baumwolle (Peterson et al., Nachhaltigkeit, 2022). Ein größerer Teil einer Viskosefaser ist für das Enzym zugänglich, und jede Kette beginnt kürzer.
Lyocell hat sein eigenes Problem. Es fibrilliert, wenn es nass gescheuert wird. Ein Courtaulds-Patent beschreibt lange Fibrillen, die sich ablösen und eine haarige Oberfläche sowie eine matte Frosted-Optik auf gefärbtem Stoff erzeugen. Sie bezeichnet dies als primäre Fibrillation. Kurze Fibrillen, die im Stoff verbleiben, ergeben ein Pfirsichhaut-Finish, was es als sekundäre Fibrillation bezeichnet. Cellulase kann Fibrillen von fibrilliertem Lyocell-Stoff entfernen (USA 5,759,210). Bei Lyocell, Dann, die Wäsche ist sowohl ein Schritt zur Fibrillenkontrolle als auch ein Reinigungsschritt.
Für den Faserhintergrund, sehen Rayon vs. Viskose für Sommerkleidung.
Warum fühlt es sich weicher und weniger fusselig an?
Es fühlt sich weicher an, weil die steifen, kratzige Faserenden sind verschwunden und der Stoff fällt weicher. Es sieht weniger fusselig aus, weil dieselben Enden nicht mehr von der Oberfläche abstehen. Starkes Bügeln verändert auch die Oberfläche, aber indem es zu Glanz flachgedrückt wird, statt Fasern zu entfernen; sehen warum Bügeln Baumwolle bräunt oder glänzend macht, Leinen und Viskose.
Die Steifigkeit kann als Biegelänge gemessen werden. Eine kürzere Biegelänge bedeutet einen geschmeidigeren Stoff. In Uddins Studie, Biegelänge sank um bis zu 31.62% mit dem sauren Enzym und bis zu 44.26% mit dem neutralen Enzym, gegenüber dem unbehandelten Gewebe (Uddin, 2015).
Das Novo Nordisk-Patent nennt einen Gewichtsverlust von 3 Zu 5% verleiht in der Regel angemessene Weichheit, während der Festigkeitsverlust auf einem annehmbaren Niveau gehalten wird (USA 6,051,414).
Der Fasertyp verändert das Ergebnis. In einer Studie über saure Cellulase auf Baumwolle und Viskose-Rayon, die behandelten Rayongewebe waren flexibler als die behandelten Baumwollgewebe (Lee, Textile Science and Engineering, 2003). Für einen Viskose-Kaftan oder ein Oberteil aus Baumwoll-Voile, dieselbe Wäsche ergibt nicht denselben Griff.
Die Oberfläche sieht auch sauberer aus. Uddin berichtet, dass nach Entfernung der abstehenden Fasern, die Gewebeoberfläche wurde sauberer und die Abriebfestigkeit verbesserte sich.
Stoppt es Pilling, und was stoppt es nicht?
Es reduziert Pilling bei Baumwolle und Viskose, indem es die losen Fasern entfernt, aus denen sich Knötchen bilden. Es stoppt Pilling von Fasern nicht, die das Enzym nicht abbauen kann.
In Uddins Studie, der unbehandelte Baumwolljersey erzielte eine Bewertung von 3 auf einer Pilling-Skala von 1 bis 5 nach 2,000 Scheuertouren (5 bedeutet kein Pilling). Nach Behandlung mit saurer Cellulase, die meisten Proben wurden bewertet 4 Zu 5 oder 5. Dieselbe Arbeit zitiert frühere Untersuchungen, wonach ein Gewichtsverlust von etwa 1 Zu 2% kann ausreichen, um das Pilling bei Maschenware deutlich zu reduzieren (Uddin, 2015).
Was es nicht bewirkt:
- Es greift Polyester nicht an. Cellulase wirkt nur auf Cellulose. Ein Novozymes-Team verwendete ein anderes Enzym, eine Cutinase, um Polyester zu biopolieren, und kombinierten es mit einer Cellulase für Polyester/Baumwolle (McCloskey und Jump, Textile Research Journal, 2005). In einem Kleid aus Baumwolle/Polyester, die Polyesterfasern bleiben so, wie sie waren.
- Es entfernt den Flaum, der zum Zeitpunkt des Waschens vorhanden ist. Einen Pilling-Test für den gewaschenen Stoff anfordern, kein Versprechen.
- Es verändert die Faser nicht, Garn- oder Gewebekonstruktion. Diese bestimmen den Großteil des Pilling-Verhaltens. Wir behandeln sie in warum Schals pillen und wie man einen spezifiziert, der dies nicht tut.
Wie viel Festigkeit es kostet, und wann ist es zu viel?
Es kostet mehr Festigkeit als Gewicht. In der obigen Baumwollstudie, ein Gewichtsverlust von unter 1.5% ging mit einem Festigkeitsverlust von bis zu 24.7%. Es ist zu viel, wenn der gewaschene Stoff die vor der Großserie festgelegte Mindestfestigkeit nicht erreicht.
Uddin behandelte Baumwoll-Single-Jersey mit einer sauren Cellulase (Mega PK) und eine neutrale Cellulase (Mega L) bei drei Dosierungen, drei Temperaturen und drei Zeiten. Die Festigkeit wurde als Berstfestigkeit gemessen (Uddin, 2015).
| Enzymdosierung | Gewichtsverlust, saures Enzym | Verlust der Berstfestigkeit, saures Enzym | Verlust der Berstfestigkeit, neutrales Enzym |
|---|---|---|---|
| 0.5% | 0.25 Zu 0.39% | 1.7 Zu 7.4% | 1.5 Zu 5.9% |
| 1% | 0.62 Zu 0.89% | 8.2 Zu 15.6% | 6.6 Zu 12.4% |
| 1.5% | 0.98 Zu 1.42% | 16.5 Zu 24.7% | 12.5 Zu 18.9% |
Quelle: Uddin, Textiles and Clothing Sustainability, 2015. Baumwoll-Single-Jersey. Der Gewichtsverlust mit dem neutralen Enzym reichte von 0.20 Zu 1.22% über alle Versuche hinweg.
Zwei Punkte stechen hervor. Der Festigkeitsverlust steigt viel schneller als der Gewichtsverlust. Und bei gleicher Dosierung kostete das neutrale Enzym weniger Festigkeit als das saure.
In einem 2023 Studie an vier mit neutralen Cellulasen behandelten Denim-Stoffen, die größten Verluste waren 20.2% (Kette) Und 15.4% (Schuss) bei der Weiterreißfestigkeit, Und 28.1% (Kette) Und 17.2% (Schuss) bei der Zugfestigkeit (Ben Marzoug und Cheriaa, 2023).
Wo die Grenzen liegen
Uddin zitiert zwei Richtwerte aus der früheren Literatur. Der Gewichtsverlust sollte nicht überschreiten 3 Zu 5%. Ein Festigkeitsverlust von 10% gilt als kommerziell akzeptabel für das Biopolishing. Mit der Tabelle vergleichen, das 1% Säuredosis hat dies bereits überschritten 10% Linie bei einigen Einstellungen, bei einem Gewichtsverlust von unter 1%.
Viskose erfordert eine strengere Überwachung. Nach 48 Stunden der Behandlung, Buschle-Diller und Mitarbeiter stellten fest, dass der Festigkeitserhalt bei Viskoserayon weit unter dem von Baumwolle lag, dann Ramie, dann Leinen. Die Festigkeit des Viskosegarns sank stetig mit zunehmendem Gewichtsverlust (Textile Research Journal, 1994). Die Studien sind sich beim Gewichtsverlust nicht einig. Buschle-Diller stellte fest, dass Rayon am meisten Gewicht verlor. Lee stellte fest, dass Baumwolle unter den Bedingungen dieser Studie mehr verlor als Rayon (Lee, 2003). Daher kann ein für Baumwolle festgelegter Gewichtsverlustwert nicht auf Viskose übertragen werden. Legen Sie Grenzwerte für jeden Stoff fest.
Der Gewichtsverlust ist die Kontrollmetrik
Über den Gewichtsverlust wird der Waschprozess gesteuert. Es wird als Abnahme des Stoffgewichts vor und nach der Behandlung gemessen, in Prozent. Das Novo Nordisk-Patent gibt einen allgemeinen Bereich von 0.5 Zu 10%, mit 3 Zu 5% als am meisten bevorzugt (USA 6,051,414). Ein späteres Novo Nordisk-Patent zielt auf einen Pilling-Vorteil bei weniger als 2% Gewichtsverlust, und beschreibt 3 Zu 5% wie typisch für konventionelles Biopolieren (USA 5,916,798).
Gewichtsverlust ist ein Kontrollparameter, keine Garantie. Die Tabelle zeigt, dass die Festigkeit unter eine kommerzielle Grenze fallen kann, während der Gewichtsverlust noch gering erscheint. Beides messen.
Wie das Enzym gestoppt wird
Das Enzym arbeitet weiter, bis es deaktiviert wird. Es wird gestoppt, indem die Temperatur oder der pH-Wert für eine festgelegte Zeit angehoben wird. Das erforderliche Niveau hängt davon ab, wie hitzestabil oder pH-tolerant dieses Enzym ist. Einige Bleichmittel deaktivieren es ebenfalls (USA 6,051,414). Die Beispiele des Patents stoppten die Reaktion mit verdünnter Natronlauge bei pH 10. Uddin beendete die Behandlung durch Halten des Bades bei 85 °C für 10 Minuten.
Das Überspringen dieses Schritts kostet Festigkeit. In der Denim-Studie, der Inaktivierungsschritt hatte einen erheblichen Einfluss auf den Zugfestigkeitsverlust, und die Autoren schlussfolgern, dass es angewendet werden sollte, um Gewebeschäden zu vermeiden (Ben Marzoug und Cheriaa, 2023).
Was sollte die Spezifikation aussagen?
Die Spezifikation sollte den Enzymtyp nennen, den Gewichtsverlust deckeln, eine Mindestfestigkeit und eine Pilling-Note festlegen, und erfordern einen dokumentierten Deaktivierungsschritt. Testen Sie all das am Produktionsstoff.
- Stoff und Faser. Vollständige Zusammensetzung. Für eine Mischung, akzeptieren, dass der Polyester- oder Nylonanteil nicht poliert wird.
- Frühere Behandlung. Geben Sie an, ob der Stoff bereits in der Fabrik biopoliert wurde. Ein zweiter Cellulaseschritt baut mehr Cellulose ab.
- Enzymtyp. Saure oder neutrale Cellulase, oder bitten Sie den Verarbeiter anzugeben, welches er verwendet.
- Maximaler Gewichtsverlust. Gemessen an Stoffmustern, die in derselben Beladung wie die Kleidungsstücke liefen. Die oben genannten Quellen setzen die Obergrenze bei 3 Zu 5%; bei Maschenware, 1 Zu 2% wurde als ausreichend für eine deutliche Verbesserung des Pilling-Verhaltens berichtet.
- Mindestfestigkeit. Für Webkleider, Oberteile und Kaftane: Weiterreiß- und Zugfestigkeit, Kette und Schuss, vor und nach der Wäsche. Für Jersey: Berstfestigkeit. Geben Sie den maximalen Verlust als Prozentsatz an, oder ein Mindestwert nach dem Waschen. Legen Sie für Viskose einen strengeren Wert als für Baumwolle fest.
- Pillingnote. Die nach einer angegebenen Anzahl von Reibzyklen erforderliche Note, mit der genannten Testmethode.
- Griffstandard. Ein gewaschenes Stoffmuster, das als Weichheitsreferenz freigegeben wurde.
- Deaktivierung. Temperatur und Zeit, oder pH-Wert und Zeit, auf dem Waschprotokoll vermerkt.
- Lyocell. Geben Sie an, ob eine saubere Oberfläche oder ein Pfirsichhaut-Finish das Ziel ist.
Die Wäsche an der Meterware freigeben, nicht die Mustermetrage. Das Spitzenmuster aus der Produktion ist der richtige Ort, um den Griff zu prüfen, Flusen und Festigkeit zusammen. Tragen Sie die Waschvorgabe in die Tech Pack damit es mit der Bestellung mitläuft.
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