Een cellulase-enzymwasbeurt snijdt de losse vezeleinden af die pluis en pillen worden, zodat katoen en viscose gladder aanvoelen en minder pillen. Het doet niets met polyester in een melange. Sterkte is de prijs: in één katoenstudie, barststerkte daalde met maximaal 24.7% terwijl het gewichtsverlies bleef onder de 1.5%.
Dit artikel gebruikt dames jurken, tops, kaftans en resortkleding als voorbeelden. Het dekt wat de wassing verwijdert, waarom de greep verandert, wat er gebeurt met pilling, wat de wasbeurt kost aan sterkte, en wat er in de specificatie moet staan.
Wat een enzymwassing eigenlijk verwijdert van een katoen- of viscoseoppervlak?
Het verwijdert de vezeluiteinden en microfibrillen die uit het garen steken, plus een dunne laag van de meest toegankelijke cellulose. Niets anders op het kledingstuk is het doelwit.
Cellulase is een groep enzymen die de bindingen tussen glucose-eenheden in een celluloseketen verbreekt. Ze kunnen alleen werken waar ze bij kunnen. De delen die ze het eerst bereiken zijn het vezeloppervlak en de minder geordende gebieden tussen de kristallieten. Een los vezeleinde dat uit het garen steekt, is bijna alleen maar oppervlak, zodat het eerst verzwakt wordt.
Buschle-Diller en medewerkers behandelden katoen, linnen, ramie en viscoserayon met cellulase. Het verwijderen van de oppervlaktefibrillen kwam eerst, en het verlies van die fibrillaire materie was de belangrijkste oorzaak van vroeg gewichtsverlies. Röntgenkristalliniteit veranderde niet, wat de auteurs interpreteren als het enzym dat toegankelijke ketenuiteinden op kristallietoppervlakken aanvalt (Textile Research Journal, 1994).
Het enzym verzwakt de vezeluiteinden. Door het tuimelen breken ze af. Een patent van Novo Nordisk over ontpluizen en ontpillen stelt dat het effect niet optreedt zonder de mechanische stap die volgt op het enzym (VS 6,051,414). Bij een kledingwassing, de trommel levert die werking.
Zure en neutrale cellulases
Commerciële cellulases zijn er in twee hoofdfamilies. Zure cellulases zijn gebaseerd op Trichoderma en werken het best bij een pH van 4.5 naar 5.5 En 45 naar 55 °C. Neutrale cellulases van Humicola werken het best bij een pH van 6.0 naar 7.0 En 40 naar 55 °C (Uddin, Textiles and Clothing Sustainability, 2015).
Ze gedragen zich niet op dezelfde manier. In de proeven van Uddin op katoenen jersey, het zure enzym zorgde voor een betere slijtweerstand. Het neutrale enzym gaf bij elke dosering minder sterkteverlies (onderstaande tabel). Literatuur besproken in een 2023 denimstudie meldt dat zure cellulasen meer herafzetting van kleurstof veroorzaken, of herbevuiling, dan neutrale (Ben Marzoug en Cheriaa, Journal of Textile Science and Technology, 2023). Dat is het belangrijkst wanneer er losse kleurstof in het bad zit, zoals bij indigo.
Waarom viscose en lyocell verschillen van katoen
Viscose en lyocell zijn geregenereerde cellulose. Het enzym ziet dezelfde chemie maar een andere structuur.
Onbewerkt katoen ligt rond 70% kristallijn. Viscose is ongeveer 25 naar 30%, en de kristallieten ervan zijn veel kleiner. De ketens zijn ook korter: een polymerisatiegraad van 250 naar 400 voor viscose, 400 naar 700 voor lyocell en ongeveer 2,000 voor katoen (Peterson et al., Duurzaamheid, 2022). Een groter deel van een viscosevezel staat bloot aan het enzym, en elke keten begint korter.
Lyocell heeft zijn eigen probleem. Het fibrilleert wanneer het nat wordt gewreven. Een patent van Courtaulds beschrijft lange fibrillen die loslaten en zorgen voor een harig oppervlak en een frosted look op geverfde stof. Het noemt dit primaire fibrillatie. Korte fibrillen die in de stof achterblijven geven een perzikhuidafwerking, wat het secundaire fibrillatie noemt. Cellulase kan fibrillen verwijderen van gefibrilleerde lyocellstof (VS 5,759,210). Op lyocell, Dan, de wassing is zowel een fibrilcontrolestap als een reinigingsstap.
Voor de vezelachtergrond, zien rayon versus viscose voor zomerkleding.
Waarom het zachter en minder pluizig aanvoelt?
Het voelt zachter aan omdat de stijve, kriebelige vezeluiteinden zijn verdwenen en de stof buigt gemakkelijker. Het ziet er minder pluizig uit omdat diezelfde uiteinden niet langer van het oppervlak afsteken. Zwaar persen verandert het oppervlak ook, maar door het tot glans plat te drukken in plaats van vezels te verwijderen; zien waarom persen katoen bruin maakt of laat glanzen, linnen en viscose.
Stijfheid kan worden gemeten als buiglengte. Een kortere buiglengte betekent een soepelere stof. In het onderzoek van Uddin, buiglengte daalde met maximaal 31.62% met het zure enzym en tot 44.26% met het neutrale enzym, ten opzichte van de onbehandelde stof (Uddin, 2015).
Het Novo Nordisk-octrooi vermeldt een gewichtsverlies van 3 naar 5% geeft gewoonlijk een goede zachtheid terwijl het sterkteverlies acceptabel blijft (VS 6,051,414).
Het vezeltype verandert het resultaat. In een onderzoek naar zure cellulase op katoen en viscoserayon, de behandelde rayonstoffen waren soepeler dan de behandelde katoenen stoffen (Lee, Textile Science and Engineering, 2003). Voor een viscose kaftan of een top van katoenvoile, dezelfde wassing geeft niet dezelfde greep.
Het oppervlak ziet er ook schoner uit. Uddin meldt dat met het verwijderen van de harige vezels, het stofoppervlak werd schoner en de slijtweerstand verbeterde.
Voorkomt het pillen, en wat het niet stopt?
Het vermindert pilling op katoen en viscose door de losse vezels te verwijderen waaruit pillen ontstaan. Het stopt pilling niet van vezels die het enzym niet kan verteren.
In het onderzoek van Uddin, de onbehandelde katoenen jersey scoorde 3 op een pillingschaal van 1 tot 5 na 2,000 wrijfcycli (5 betekent geen pilling). Na behandeling met zure cellulase, de meeste monsters werden beoordeeld als 4 naar 5 of 5. Hetzelfde artikel citeert eerder werk dat een gewichtsverlies van ongeveer 1 naar 2% kan voldoende zijn om pilling op gebreide stoffen aanzienlijk te verminderen (Uddin, 2015).
Wat het niet doet:
- Het tast polyester niet aan. Cellulase werkt alleen op cellulose. Een team van Novozymes gebruikte een ander enzym, een cutinase, om polyester te biopolijsten, en combineerden het met een cellulase voor polyester/katoen (McCloskey en Jump, Textile Research Journal, 2005). In een jurk van katoen/polyester, de polyestervezels blijven zoals ze waren.
- Het verwijdert het pluis dat op het moment van wassen aanwezig is. Vraag om een piltest op de gewassen stof, geen belofte.
- Het verandert de vezel niet, garen- of weefselconstructie. Die bepalen het grootste deel van het pillinggedrag. We behandelen ze in waarom sjaals pillen en hoe je er een specificeert die dat niet doet.
Hoeveel sterkte het kost, en wanneer het te veel is?
Het kost meer sterkte dan gewicht. In het bovenstaande katoenonderzoek, een gewichtsverlies van minder dan 1.5% ging gepaard met een sterkteverlies van maximaal 24.7%. Het is te veel wanneer de gewassen stof de minimale sterktelimiet niet haalt die u vóór de bulkproductie hebt ingesteld.
Uddin behandelde katoenen single jersey met een zure cellulase (Mega PK) en een neutrale cellulase (Mega L) bij drie doses, drie temperaturen en drie tijden. Sterkte werd gemeten als barststerkte (Uddin, 2015).
| Enzymdosering | Gewichtsverlies, zuur enzym | Verlies van barststerkte, zuur enzym | Verlies van barststerkte, neutraal enzym |
|---|---|---|---|
| 0.5% | 0.25 naar 0.39% | 1.7 naar 7.4% | 1.5 naar 5.9% |
| 1% | 0.62 naar 0.89% | 8.2 naar 15.6% | 6.6 naar 12.4% |
| 1.5% | 0.98 naar 1.42% | 16.5 naar 24.7% | 12.5 naar 18.9% |
Bron: Uddin, Textiles and Clothing Sustainability, 2015. Katoenen single jersey. Het gewichtsverlies met het neutrale enzym varieerde van 0.20 naar 1.22% in alle proeven.
Twee punten vallen op. Sterkteverlies neemt veel sneller toe dan gewichtsverlies. En bij dezelfde dosering kostte het neutrale enzym minder sterkte dan het zure.
In een 2023 studie naar vier denimstoffen behandeld met neutrale cellulases, de grootste verliezen waren 20.2% (kromtrekken) En 15.4% (inslag) in scheursterkte, En 28.1% (kromtrekken) En 17.2% (inslag) in treksterkte (Ben Marzoug en Cheriaa, 2023).
Waar de grenzen liggen
Uddin citeert twee ijkpunten uit eerdere literatuur. Gewichtsverlies mag niet meer bedragen dan 3 naar 5%. Een sterkteverlies van 10% wordt commercieel acceptabel geacht voor bio-polishing. Lees af aan de hand van de tabel, de 1% de zuurdosis overschreed dat al 10% lijn bij sommige instellingen, bij een gewichtsverlies van minder dan 1%.
Viscose vereist nauwlettender toezicht. Na 48 uur behandeling, Buschle-Diller en medewerkers ontdekten dat het sterktebehoud van viscoserayon ver onder dat van katoen lag, vervolgens ramie, vervolgens linnen. De sterkte van het viscosegaren daalde gestaag naarmate het gewichtsverlies toenam (Textile Research Journal, 1994). De onderzoeken zijn het niet eens over gewichtsverlies. Buschle-Diller ontdekte dat rayon het meeste gewicht verloor. Lee ontdekte dat katoen onder de omstandigheden van dat onderzoek meer verloor dan rayon (Lee, 2003). Een gewichtsverlieswaarde voor katoen kan dus niet worden overgenomen voor viscose. Stel limieten in voor elke stof.
Gewichtsverlies is de controlemaatstaf
Gewichtsverlies is de manier waarop de wassing wordt gecontroleerd. Het wordt gemeten als de daling in stofgewicht van vóór tot na de behandeling, als percentage. Het Novo Nordisk-octrooi geeft een algemeen bereik van 0.5 naar 10%, met 3 naar 5% als de meest geprefereerde (VS 6,051,414). Een later patent van Novo Nordisk streeft naar een voordeel tegen pillen bij minder dan 2% gewichtsverlies, en beschrijft 3 naar 5% zoals typisch voor conventioneel biopolijsten (VS 5,916,798).
Gewichtsverlies is een controlemiddel, geen garantie. De tabel toont aan dat de sterkte voorbij een commerciële limiet kan dalen terwijl het gewichtsverlies er nog steeds gering uitziet. Meet beide.
Hoe het enzym wordt gestopt
Het enzym blijft werken totdat het wordt gedeactiveerd. Het wordt gestopt door de temperatuur of de pH gedurende een ingestelde tijd te verhogen. Het benodigde niveau hangt af van hoe hittebestendig of pH-tolerant dat enzym is. Sommige bleekmiddelen deactiveren het ook (VS 6,051,414). De voorbeelden in het octrooi stopten de reactie met verdund natriumhydroxide bij pH 10. Uddin beëindigde de behandeling door het bad te houden op 85 °C gedurende 10 minuten.
Het overslaan van deze stap kost sterkte. In het denimonderzoek, de inactiveringsstap had een aanzienlijk effect op het verlies van treksterkte, en de auteurs concluderen dat het moet worden toegepast om schade aan de stof te voorkomen (Ben Marzoug en Cheriaa, 2023).
Wat de specificatie moet vermelden?
De specificatie moet het enzymtype vermelden, het gewichtsverlies begrenzen, een minimale sterktedrempel en een pillingklasse instellen, en vereisen een geregistreerde deactiveringsstap. Test dit allemaal op de bulkstof.
- Stof en vezel. Volledige samenstelling. Voor een blend, accepteren dat het polyester- of nylondeel niet wordt gepolijst.
- Eerdere behandeling. Vermeld of de stof in de fabriek al biogepolijst was. Een tweede cellulasestap verwijdert meer cellulose.
- Enzymtype. Zure of neutrale cellulase, of vraag de verwerker aan te geven welke deze gebruikt.
- Maximaal gewichtsverlies. Gemeten op stofstalen die in dezelfde lading als de kledingstukken zijn meegewassen. De bovenstaande bronnen leggen het plafond bij 3 naar 5%; op breisels, 1 naar 2% is gerapporteerd als voldoende voor een duidelijke verbetering van pilling.
- Ondergrens voor sterkte. Voor geweven jurken, tops en kaftans: scheur- en treksterkte, ketting en inslag, voor en na het wassen. Voor jersey: barststerkte. Geef het maximale verlies op als percentage, of een minimumwaarde na het wassen. Stel voor viscose een strengere waarde in dan voor katoen.
- Pillingklasse. De vereiste klasse na een opgegeven aantal wrijfcycli, met de genoemde testmethode.
- Handstandaard. Een gewassen staal dat is goedgekeurd als de zachtheidsreferentie.
- Deactivatie. Temperatuur en tijd, of pH en tijd, vermeld op het wasrapport.
- Lyocell. Vermeld of het doel een schoon oppervlak of een perzikhuidafwerking is.
Keur de wassing goed op productiestof, niet de monsterlengte. De top-of-productie monster is de juiste plek om de greep te controleren, pluis en sterkte samen. Vul de wasregel in bij de tech pack zodat het met de bestelling meegaat.
KK Fashion Exports heeft geproduceerd jurken, tops, kaftans en resortkleding voor inkopers wereldwijd sinds 2003. Kledingstukken vanaf 200 stuks per stijl, per kleur. Stuur de specificatie met de ingevulde wasregel en wij maken daarop een offerte.
Het ontwikkelen van een dameskledingcollectie? Zie hoe wij werken als een fabrikant van dameskleding in India.
Bekijk de B2B-lookbooks → een voorproefje van onze nieuwste collecties. Vraag het volledige assortiment aan: meer uitvoeringen op aanvraag.
