Un lavage aux enzymes cellulases coupe les extrémités libres des fibres qui forment du duvet et des bouloches, pour que le coton et la viscose soient plus doux au toucher et boulochent moins. Cela n'a aucun effet sur le polyester dans un mélange. La résistance est le coût: dans une étude sur le coton, la résistance à l'éclatement a diminué jusqu'à 24.7% tandis que la perte de poids restait inférieure à 1.5%.
Cet article utilise les modèles femme robes, hauts, les caftans et les tenues de villégiature à titre d'exemples. Cela couvre ce que le lavage élimine, pourquoi le toucher change, ce qu'il advient du boulochage, ce que le lavage coûte en résistance, et ce qu'il faut indiquer dans les spécifications.
Ce qu’un lavage enzymatique retire réellement d’une surface en coton ou en viscose?
Il élimine les extrémités de fibres et les microfibrilles qui dépassent du fil, plus une fine couche de la cellulose la plus accessible. Rien d’autre sur le vêtement n’est la cible.
La cellulase est un groupe d'enzymes qui rompent les liaisons entre les unités de glucose dans une chaîne de cellulose. Elles ne peuvent agir que là où elles peuvent accéder. Les parties qu'elles atteignent en premier sont la surface des fibres et les régions moins ordonnées entre les cristallites. Une extrémité libre de fibre qui dépasse du fil est presque entièrement une surface, de sorte qu'il est affaibli en premier.
Buschle-Diller et ses collaborateurs ont traité le coton, lin, la ramie et la rayonne de viscose avec de la cellulase. L’élimination des fibrilles de surface est venue en premier, et la perte de cette matière fibrillaire a été la cause principale de la perte de poids initiale. La cristallinité aux rayons X n'a pas changé, que les auteurs interprètent comme l'enzyme attaquant les extrémités de chaîne accessibles à la surface des cristallites (Textile Research Journal, 1994).
L’enzyme affaiblit les extrémités des fibres. Le brassage les détache. Un brevet de Novo Nordisk sur l'élimination du duvet et des bouloches indique que l'effet n'apparaît pas sans l'étape mécanique qui suit l'enzyme (États-Unis 6,051,414). Dans un lavage de vêtement, le tambour fournit cette action.
Cellulases acides et neutres
Les cellulases commerciales se divisent en deux familles principales. Les cellulases acides sont basées sur Trichoderma et fonctionnent le mieux à pH 4.5 à 5.5 et 45 à 55 °C. Cellulases neutres de Humicola fonctionnent le mieux à un pH de 6.0 à 7.0 et 40 à 55 °C (Uddin, Textiles and Clothing Sustainability, 2015).
Elles ne se comportent pas de la même façon. Dans les essais d'Uddin sur le jersey de coton, l'enzyme acide a donné une meilleure résistance à l'abrasion. L’enzyme neutre a entraîné une perte de résistance moindre à chaque dose (tableau ci-dessous). Littérature examinée dans une 2023 une étude sur le denim rapporte que les cellulases acides provoquent davantage de redéposition de colorant, ou la redéposition, que les enzymes neutres (Ben Marzoug et Cheriaa, Journal of Textile Science and Technology, 2023). Cela compte surtout lorsque du colorant non fixé est présent dans le bain, comme avec l'indigo.
Pourquoi la viscose et le lyocell sont différents du coton
La viscose et le lyocell sont des celluloses régénérées. L’enzyme rencontre la même chimie mais une structure différente.
Le coton natif est autour de 70% cristallin. La viscose est d’environ 25 à 30%, et ses cristallites sont beaucoup plus petits. Ses chaînes sont également plus courtes: un degré de polymérisation de 250 à 400 pour la viscose, 400 à 700 pour le lyocell et environ 2,000 pour le coton (Peterson et al., Durabilité, 2022). Une plus grande partie de la fibre de viscose est accessible à l’enzyme, et chaque chaîne commence plus courte.
Le lyocell a son propre problème. Il fibrille lorsqu'il est abrasé à l'état humide. Un brevet de Courtaulds décrit de longues fibrilles qui se détachent pour donner une surface duveteuse et un aspect givré sur le tissu teint. Il qualifie cela de fibrillation primaire. Les fibrilles courtes qui restent à l’intérieur du tissu donnent une finition peau de pêche, ce qu'il appelle la fibrillation secondaire. La cellulase peut éliminer les fibrilles du tissu en lyocell fibrillé (États-Unis 5,759,210). Sur le lyocell, alors, le lavage est une étape de contrôle des fibrilles ainsi qu'une étape de nettoyage.
Pour le contexte de la fibre, voir rayonne vs viscose pour les vêtements d'été.
Pourquoi le toucher est plus doux et moins pelucheux?
Il est plus doux au toucher car ce qui est rigide, les extrémités de fibres rêches ont disparu et le tissu se plie plus facilement. Il paraît moins pelucheux car ces mêmes extrémités ne dépassent plus de la surface. Un repassage appuyé modifie également la surface, mais en l’aplatissant pour lui donner de la brillance plutôt qu’en retirant des fibres; voir pourquoi le repassage brunit ou lustre le coton, lin et viscose.
La rigidité peut être mesurée comme longueur de flexion. Une longueur de flexion plus courte signifie un tissu plus souple. Dans l'étude d'Uddin, la longueur de flexion a diminué jusqu'à 31.62% avec l'enzyme acide et jusqu'à 44.26% avec l'enzyme neutre, par rapport au tissu non traité (Uddin, 2015).
Le brevet Novo Nordisk indique une perte de poids de 3 à 5% donnera généralement une bonne douceur tout en maintenant une perte de résistance acceptable (États-Unis 6,051,414).
Le type de fibre modifie le résultat. Dans une étude sur la cellulase acide sur le coton et la rayonne viscose, les tissus en rayonne traités étaient plus souples que ceux en coton traités (Lee, Textile Science and Engineering, 2003). Pour un caftan en viscose ou un haut en voile de coton, le même lavage ne donnera pas le même toucher.
La surface a également un aspect plus propre. Uddin rapporte qu'une fois les fibres duveteuses éliminées, la surface du tissu est devenue plus nette et la résistance à l'abrasion s'est améliorée.
Est-ce que cela arrête le boulochage, et qu'est-ce que cela n'arrête pas?
Il réduit le boulochage sur le coton et la viscose en éliminant les fibres lâches à l'origine des bouloches. Cela n'empêche pas le boulochage des fibres que l'enzyme ne peut pas digérer.
Dans l'étude d'Uddin, le jersey de coton non traité a été évalué à 3 sur une échelle de boulochage de 1 à 5 après 2,000 cycles de frottement (5 signifie aucun boulochage). Après traitement à la cellulase acide, la plupart des échantillons ont été évalués à 4 à 5 ou 5. Le même article cite des travaux antérieurs indiquant qu’une perte de poids d’environ 1 à 2% peut suffire à réduire nettement le boulochage sur tricot (Uddin, 2015).
Ce que cela ne fait pas:
- Cela ne touche pas au polyester. La cellulase agit uniquement sur la cellulose. Une équipe de Novozymes a utilisé une enzyme différente, une cutinase, pour biopolir le polyester, et l'ont associée à une cellulase pour polyester/coton (McCloskey et Jump, Textile Research Journal, 2005). Dans une robe en coton/polyester, les fibres de polyester sont laissées telles quelles.
- Il élimine le duvet présent au moment du lavage. Demander un test de boulochage sur le tissu lavé, pas une promesse.
- Cela ne modifie pas la fibre, structure du fil ou du tissu. Ceux-ci déterminent la majeure partie du comportement au boulochage. Nous les abordons dans pourquoi les écharpes boulochent et comment en spécifier une qui ne bouloche pas.
Combien de résistance cela fait-il perdre, et quand cela fait-il trop?
Cela coûte plus de résistance que de poids. Dans l'étude sur le coton ci-dessus, une perte de poids inférieure à 1.5% s'est accompagnée d'une perte de résistance allant jusqu'à 24.7%. C'est excessif lorsque le tissu lavé ne respecte pas le seuil minimal de résistance fixé avant la production en série.
Uddin a traité du jersey simple de coton avec une cellulase acide (Mega PK) et une cellulase neutre (Mega L) à trois doses, trois températures et trois durées. La résistance a été mesurée comme résistance à l’éclatement (Uddin, 2015).
| Dose d'enzyme | Perte de poids, enzyme acide | Perte de résistance à l'éclatement, enzyme acide | Perte de résistance à l'éclatement, enzyme neutre |
|---|---|---|---|
| 0.5% | 0.25 à 0.39% | 1.7 à 7.4% | 1.5 à 5.9% |
| 1% | 0.62 à 0.89% | 8.2 à 15.6% | 6.6 à 12.4% |
| 1.5% | 0.98 à 1.42% | 16.5 à 24.7% | 12.5 à 18.9% |
Source: Uddin, Textiles and Clothing Sustainability, 2015. Jersey simple en coton. La perte de poids avec l’enzyme neutre variait de 0.20 à 1.22% sur l'ensemble des essais.
Deux points ressortent. La perte de résistance augmente beaucoup plus vite que la perte de poids. Et à la même dose l'enzyme neutre a causé moins de perte de résistance que l'acide.
Dans un 2023 étude de quatre tissus denim traités avec des cellulases neutres, les pertes les plus importantes étaient 20.2% (chaîne) et 15.4% (trame) en résistance à la déchirure, et 28.1% (chaîne) et 17.2% (trame) en résistance à la traction (Ben Marzoug et Cheriaa, 2023).
Où se situent les limites
Uddin cite deux références issues de publications antérieures. La perte de poids ne doit pas dépasser 3 à 5%. Une perte de résistance de 10% est considéré comme commercialement acceptable pour le bio-polissage. Comparez avec le tableau, la 1% la dose d'acide avait déjà dépassé cela 10% ligne à certains réglages, à une perte de poids inférieure à 1%.
La viscose nécessite une surveillance plus étroite. Après 48 heures de traitement, Buschle-Diller et ses collaborateurs ont constaté que la rétention de résistance de la rayonne viscose était bien inférieure à celle du coton, puis la ramie, puis le lin. La résistance du fil de viscose a diminué régulièrement à mesure que la perte de poids augmentait (Textile Research Journal, 1994). Les études ne s’accordent pas sur la perte de poids. Buschle-Diller a constaté que la rayonne perdait le plus de poids. Lee a constaté que le coton perdait davantage que la rayonne dans les conditions de cette étude (Lee, 2003). Ainsi, une valeur de perte de poids fixée pour le coton ne peut pas être appliquée à la viscose. Fixez des limites pour chaque tissu.
La perte de poids est la métrique de contrôle
La perte de poids permet de contrôler le lavage. Elle est mesurée par la perte de poids du tissu entre avant et après le traitement, en pourcentage. Le brevet Novo Nordisk donne une plage générale de 0.5 à 10%, avec 3 à 5% comme étant le plus privilégié (États-Unis 6,051,414). Un brevet ultérieur de Novo Nordisk vise un effet anti-boulochage à moins de 2% perte de poids, et décrit 3 à 5% comme c'est typique du bio-polissage conventionnel (États-Unis 5,916,798).
La perte de poids est un élément de contrôle, pas une garantie. Le tableau montre que la résistance peut chuter au-delà d’une limite commerciale alors que la perte de poids semble encore faible. Mesurer les deux.
Comment l'enzyme est arrêtée
L’enzyme continue d’agir jusqu’à ce qu’elle soit désactivée. Elle est arrêtée en augmentant la température ou le pH pendant une durée déterminée. Le niveau nécessaire dépend de la stabilité thermique ou de la tolérance au pH de cette enzyme. Certains agents de blanchiment le désactivent également (États-Unis 6,051,414). Les exemples du brevet ont arrêté la réaction avec de l'hydroxyde de sodium dilué à pH 10. Uddin a mis fin au traitement en maintenant le bain à 85 °C pendant 10 minutes.
Sauter cette étape coûte en résistance. Dans l'étude sur le denim, l'étape d'inactivation a eu un effet significatif sur la perte de résistance à la traction, et les auteurs concluent qu'il convient de l'appliquer pour éviter d'endommager le tissu (Ben Marzoug et Cheriaa, 2023).
Ce que la spécification doit indiquer?
La spécification doit mentionner le type d’enzyme, plafonner la perte de poids, définir un seuil de résistance minimal et une note de boulochage, et nécessitent une étape de désactivation documentée. Testez tout cela sur le tissu en vrac.
- Tissu et fibre. Composition complète. Pour un mélange, accepter que la partie en polyester ou en nylon ne soit pas polie.
- Traitement antérieur. Indiquez si le tissu avait déjà été bio-poli à l’usine. Une seconde étape de cellulase élimine davantage de cellulose.
- Type d'enzyme. Cellulase acide ou neutre, ou demander au transformateur d'indiquer celui qu'il utilise.
- Maximum de perte de poids. Mesuré sur des échantillons de tissu traités dans la même charge que les vêtements. Les sources ci-dessus fixent le plafond à 3 à 5%; sur les mailles, 1 à 2% a été rapporté comme suffisant pour un gain notable de résistance au boulochage.
- Seuil minimal de résistance. Pour les robes tissées, les hauts et kaftans: résistance à la déchirure et à la traction, chaîne et trame, avant et après le lavage. Pour le jersey: résistance à l'éclatement. Indiquez la perte maximale en pourcentage, ou une valeur minimale après lavage. Fixez une valeur plus stricte pour la viscose que pour le coton.
- Classe de boulochage. La classe requise après un nombre indiqué de cycles de frottement, avec la méthode d'essai indiquée.
- Standard de toucher. Un échantillon lavé approuvé comme référence de douceur.
- Désactivation. Température et durée, ou le pH et le temps, inscrit sur la fiche de lavage.
- Lyocell. Indiquez si l’objectif est une surface propre ou une finition peau de pêche.
Approuver le lavage sur le tissu en pièce, pas le métrage d'échantillon. le échantillon haut de gamme est le bon endroit pour vérifier le toucher, le duvet et la résistance ensemble. Indiquez la ligne de lavage dans le dossier technique afin qu'il suive la commande.
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