Un lavaggio enzimatico con cellulasi taglia le estremità libere delle fibre che generano peluria e pilling, in modo che il cotone e la viscosa risultino più lisci al tatto e formino meno pilling. Non ha alcun effetto sul poliestere in una mischia. La resistenza è il costo: in uno studio sul cotone, la resistenza allo scoppio è diminuita fino al 24.7% mentre la perdita di peso rimaneva inferiore a 1.5%.
Questo articolo utilizza modelli da donna abiti, Top da donna, caftani e abbigliamento resort come esempi. Copre ciò che il lavaggio rimuove, perché la mano cambia, cosa succede al pilling, cosa costa il lavaggio in termini di resistenza, e cosa indicare nella specifica.
Cosa rimuove effettivamente un lavaggio enzimatico dalla superficie del cotone o della viscosa?
Rimuove le estremità delle fibre e le microfibrille che sporgono dal filato, più un sottile strato della cellulosa più accessibile. Nient’altro sul capo è il bersaglio.
La cellulasi è un gruppo di enzimi che scindono i legami tra le unità di glucosio in una catena di cellulosa. Possono agire solo dove riescono ad arrivare. Le parti che raggiungono per prime sono la superficie della fibra e le regioni meno ordinate tra i cristalliti. Un'estremità libera di fibra che sporge dal filato è quasi interamente superficie, in modo che venga indebolito per primo.
Buschle-Diller e collaboratori hanno trattato il cotone, lino, ramiè e rayon viscosa con cellulasi. La rimozione delle fibrille superficiali è avvenuta per prima, e la perdita di tale materia fibrillare è stata la causa principale della perdita di peso iniziale. La cristallinità ai raggi X non è cambiata, che gli autori interpretano come l'enzima che attacca le estremità di catena accessibili sulle superfici dei cristalliti (Textile Research Journal, 1994).
L’enzima indebolisce le estremità delle fibre. L'azione del cesto le spezza. Un brevetto Novo Nordisk sull'eliminazione della peluria e del pilling afferma che l'effetto non si manifesta senza il passaggio meccanico che segue l'enzima (USA 6,051,414). In un lavaggio in capo, il cestello fornisce tale azione.
Cellulasi acide e neutre
Le cellulasi commerciali appartengono a due famiglie principali. Le cellulasi acide sono a base di Trichoderma e funzionano al meglio a pH 4.5 A 5.5 E 45 A 55 °C. Cellulasi neutre da Humicola funzionano meglio a un pH di 6.0 A 7.0 E 40 A 55 °C (Uddin, Textiles and Clothing Sustainability, 2015).
Non si comportano allo stesso modo. Nelle prove di Uddin sul jersey di cotone, l'enzima acido ha offerto una migliore resistenza all'abrasione. L'enzima neutro ha causato una minore perdita di resistenza a ogni dose (tabella sottostante). Letteratura esaminata in un 2023 uno studio sul denim riporta che le cellulasi acide causano una maggiore rideposizione del colorante, o la rideposizione, rispetto a quelli neutri (Ben Marzoug e Cheriaa, Journal of Textile Science and Technology, 2023). Questo conta soprattutto quando nel bagno è presente colorante libero, come con l'indaco.
Perché la viscosa e il lyocell sono diversi dal cotone
La viscosa e il lyocell sono cellulosa rigenerata. L’enzima incontra la stessa chimica ma una struttura diversa.
Il cotone nativo è intorno a 70% cristallino. La viscosa è circa 25 A 30%, e i suoi cristalliti sono molto più piccoli. Anche le sue catene sono più corte: un grado di polimerizzazione di 250 A 400 per la viscosa, 400 A 700 per il lyocell e circa 2,000 per il cotone (Peterson et al., Sostenibilità, 2022). Una parte maggiore della fibra di viscosa è accessibile all’enzima, e ciascuna catena inizia più corta.
Il lyocell ha un suo problema specifico. Fibrilla quando viene abraso a umido. Un brevetto Courtaulds descrive lunghe fibrille che si sfaldano conferendo una superficie pelosa e un aspetto brinato sul tessuto tinto. Definisce questo fenomeno fibrillazione primaria. Le fibrille corte che rimangono all’interno del tessuto danno una finitura effetto pesca, che definisce fibrillazione secondaria. La cellulasi può rimuovere le fibrille dal tessuto in lyocell fibrillato (USA 5,759,210). Sul lyocell, Poi, il lavaggio è una fase di controllo delle fibrille oltre che una fase di pulizia.
Per il contesto della fibra, Vedere rayon vs viscosa per i capi estivi.
Perché risulta più morbido e meno peloso?
Al tatto risulta più morbido perché ciò che è rigido, le estremità ruvide delle fibre sono scomparse e il tessuto si flette più facilmente. Appare meno peloso perché quelle stesse estremità non sporgono più dalla superficie. Una stiratura pesante modifica anche la superficie, ma appiattendolo fino a renderlo lucido anziché rimuovere la fibra; Vedere perché la stiratura imbrunisce o lucida il cotone, lino e viscosa.
La rigidità può essere misurata come lunghezza di flessione. Una lunghezza di flessione minore indica un tessuto più flessibile. Nello studio di Uddin, la lunghezza di flessione è diminuita fino al 31.62% con l'enzima acido e fino a 44.26% con l'enzima neutro, rispetto al tessuto non trattato (Uddin, 2015).
Il brevetto Novo Nordisk indica una perdita di peso di 3 A 5% generalmente conferirà la giusta morbidezza mantenendo accettabile la perdita di resistenza (USA 6,051,414).
Il tipo di fibra modifica il risultato. In uno studio sulla cellulasi acida su cotone e raion viscosa, i tessuti di rayon trattati erano più flessibili di quelli di cotone trattati (Lee, Textile Science and Engineering, 2003). Per un caftano in viscosa o un top in voile di cotone, lo stesso lavaggio non darà la stessa mano.
Anche la superficie appare più pulita. Uddin riferisce che, una volta rimosse le fibre pelose, la superficie del tessuto è diventata più pulita e la resistenza all'abrasione è migliorata.
Impedisce il pilling, e cosa non impedisce?
Riduce il pilling su cotone e viscosa rimuovendo le fibre libere da cui si formano i pallini. Non impedisce il pilling da fibre che l'enzima non può digerire.
Nello studio di Uddin, il jersey di cotone non trattato è stato valutato 3 su una scala di pilling da 1 a 5 dopo 2,000 cicli di sfregamento (5 significa nessun pilling). Dopo il trattamento con cellulasi acida, la maggior parte dei campioni è stata valutata 4 A 5 o 5. Lo stesso studio cita lavori precedenti indicando che una perdita di peso di circa 1 A 2% può essere sufficiente per una netta riduzione del pilling sul tessuto a maglia (Uddin, 2015).
Cosa non fa:
- Non intacca il poliestere. La cellulasi agisce esclusivamente sulla cellulosa. Un team di Novozymes ha utilizzato un enzima diverso, una cutinasi, per biopolire il poliestere, e l'hanno abbinata a una cellulasi per poliestere/cotone (McCloskey e Jump, Textile Research Journal, 2005). In un abito in cotone/poliestere, le fibre di poliestere vengono lasciate come sono.
- Rimuove la peluria presente al momento del lavaggio. Richiedere un test di pilling sul tessuto lavato, non una promessa.
- Non modifica la fibra, costruzione del filato o del tessuto. Questi determinano la maggior parte del comportamento al pilling. Li trattiamo in perché le sciarpe fanno pilling e come richiederne una che non ne faccia.
Quanta resistenza costa, e quando è troppo?
Costa più in resistenza che in peso. Nello studio sul cotone sopra citato, una perdita di peso inferiore a 1.5% è stata accompagnata da una perdita di resistenza fino al 24.7%. È eccessivo quando il tessuto lavato non raggiunge la soglia minima di resistenza stabilita prima della produzione in serie.
Uddin ha trattato il single jersey di cotone con una cellulasi acida (Mega PK) e una cellulasi neutra (Mega L) a tre dosi, tre temperature e tre durate. La resistenza è stata misurata come resistenza allo scoppio (Uddin, 2015).
| Dosaggio dell'enzima | Perdita di peso, enzima acido | Perdita di resistenza allo scoppio, enzima acido | Perdita di resistenza allo scoppio, enzima neutro |
|---|---|---|---|
| 0.5% | 0.25 A 0.39% | 1.7 A 7.4% | 1.5 A 5.9% |
| 1% | 0.62 A 0.89% | 8.2 A 15.6% | 6.6 A 12.4% |
| 1.5% | 0.98 A 1.42% | 16.5 A 24.7% | 12.5 A 18.9% |
Fonte: Uddin, Textiles and Clothing Sustainability, 2015. Single jersey di cotone. La perdita di peso con l'enzima neutro variava da 0.20 A 1.22% in tutte le prove.
Due punti risaltano. La perdita di resistenza aumenta molto più rapidamente della perdita di peso. E alla stessa dose l'enzima neutro ha causato una minore perdita di resistenza rispetto a quello acido.
In un 2023 studio su quattro tessuti denim trattati con cellulasi neutre, le perdite maggiori sono state 20.2% (ordito) E 15.4% (trama) nella resistenza alla lacerazione, E 28.1% (ordito) E 17.2% (trama) nella resistenza alla trazione (Ben Marzoug e Cheriaa, 2023).
Dove si collocano i limiti
Uddin cita due parametri di riferimento tratti dalla letteratura precedente. La perdita di peso non deve superare 3 A 5%. Una perdita di resistenza di 10% è considerato commercialmente accettabile per il bio-finissaggio. Leggere rispetto alla tabella, il 1% la dose acida aveva già superato questo limite 10% linea con alcune impostazioni, a una perdita di peso inferiore a 1%.
La viscosa richiede un controllo più attento. Dopo 48 ore di trattamento, Buschle-Diller e collaboratori hanno riscontrato che la ritenzione della resistenza del rayon viscosa era di gran lunga inferiore a quella del cotone, poi la ramiè, poi il lino. La resistenza del filato di viscosa è diminuita costantemente all'aumentare della perdita di peso (Textile Research Journal, 1994). Gli studi non concordano sulla perdita di peso. Buschle-Diller ha rilevato che il rayon ha perso la maggior quantità di peso. Lee ha riscontrato che il cotone perdeva più del raion nelle condizioni di quello studio (Lee, 2003). Quindi un valore di perdita di peso impostato per il cotone non può essere applicato alla viscosa. Impostare limiti per ciascun tessuto.
La perdita di peso è la metrica di controllo
La perdita di peso è il modo in cui viene controllato il lavaggio. Viene misurata come il calo di peso del tessuto da prima a dopo il trattamento, in percentuale. Il brevetto Novo Nordisk fornisce un intervallo generale di 0.5 A 10%, con 3 A 5% come soluzione preferita (USA 6,051,414). Un brevetto successivo di Novo Nordisk mira a un beneficio anti-pilling a meno di 2% perdita di peso, e descrive 3 A 5% come tipico del bio-polishing convenzionale (USA 5,916,798).
La perdita di peso è un elemento di controllo, non una garanzia. La tabella mostra che la resistenza può scendere oltre un limite commerciale mentre la perdita di peso appare ancora ridotta. Misurare entrambi.
Come viene bloccato l'enzima
L’enzima continua ad agire finché non viene disattivato. Viene bloccato aumentando la temperatura o il pH per un tempo prestabilito. Il livello necessario dipende dalla stabilità termica o dalla tolleranza al pH di quell’enzima. Alcuni agenti sbiancanti lo disattivano anche (USA 6,051,414). Gli esempi del brevetto hanno arrestato la reazione con idrossido di sodio diluito a pH 10. Uddin ha concluso il trattamento mantenendo il bagno a 85 °C per 10 minuti.
Saltare questo passaggio comporta una perdita di resistenza. Nello studio sul denim, la fase di inattivazione ha avuto un effetto significativo sulla perdita di resistenza alla trazione, e gli autori concludono che dovrebbe essere applicata per evitare danni al tessuto (Ben Marzoug e Cheriaa, 2023).
Cosa dovrebbe indicare la specifica?
La specifica dovrebbe indicare il tipo di enzima, limitare la perdita di peso, impostare una soglia minima di resistenza e un grado di pilling, e richiedono una fase di disattivazione documentata. Testare tutto sul tessuto di produzione.
- Tessuto e fibra. Composizione completa. Per un misto, accettare che la parte in poliestere o nylon non venga lucidata.
- Trattamento precedente. Indicare se il tessuto era già stato bio-lucidato in stabilimento. Un secondo passaggio con cellulasi rimuove più cellulosa.
- Tipo di enzima. Cellulasi acida o neutra, o chiedere al trasformatore di indicare quale utilizza.
- Perdita di peso massima. Misurato su campioni di tessuto trattati nello stesso carico dei capi. Le fonti sopra citate fissano il limite massimo a 3 A 5%; sulla maglieria, 1 A 2% è stato segnalato come sufficiente per un netto miglioramento del pilling.
- Limite minimo di resistenza. Per gli abiti in tessuto a navetta, top e caftani: resistenza alla lacerazione e alla trazione, ordito e trama, prima e dopo il lavaggio. Per il jersey: resistenza allo scoppio. Indicare la perdita massima in percentuale, o un valore minimo dopo il lavaggio. Impostare un valore più rigoroso per la viscosa rispetto al cotone.
- Grado di pilling. Il grado richiesto dopo un numero dichiarato di cicli di sfregamento, con il metodo di prova indicato.
- Standard di mano. Un campione lavato approvato come riferimento di morbidezza.
- Disattivazione. Temperatura e tempo, o pH e tempo, annotato sulla scheda di lavaggio.
- Lyocell. Indicare se l’obiettivo è una superficie pulita o una finitura effetto pesca.
Approvare il lavaggio su tessuto di produzione, non la metratura del campione. Il campione di punta della produzione è il posto giusto per verificare la mano, peluria e resistenza insieme. Inserire la linea di lavaggio nel scheda tecnica in modo che viaggi insieme all'ordine.
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