Pranie enzymatyczne celulazą odcina luźne końce włókien, które stają się meszkiem i supełkami, dzięki czemu bawełna i wiskoza są gładsze w dotyku i mniej się mechacą. Nie ma wpływu na poliester w mieszance. Wytrzymałość jest kosztem: w jednym badaniu nad bawełną, wytrzymałość na wypychanie spadła nawet o 24.7% podczas gdy ubytek masy pozostawał poniżej 1.5%.
W tym wpisie wykorzystano damskie sukienki, topy, kaftany i odzież kurortowa jako przykłady. Obejmuje to, co usuwa pranie, dlaczego chwyt się zmienia, co dzieje się z pillingiem, ile wytrzymałości kosztuje pranie, i co umieścić w specyfikacji.
Co pranie enzymatyczne faktycznie usuwa z powierzchni bawełny lub wiskozy?
Usuwa końce włókien i mikrofibryle wystające z przędzy, oraz cienką warstwę najbardziej dostępnej celulozy. Nic innego na odzieży nie jest celem.
Celulaza to grupa enzymów, które rozrywają wiązania między cząsteczkami glukozy w łańcuchu celulozowym. Mogą działać tylko tam, gdzie są w stanie dotrzeć. Części, do których docierają najpierw, to powierzchnia włókna i mniej uporządkowane obszary między krystalitami. Luźny koniec włókna wystający z przędzy to niemal sama powierzchnia, przez co osłabia się w pierwszej kolejności.
Buschle-Diller i współpracownicy poddali obróbce bawełnę, len, ramia i sztuczny jedwab wiskozowy z celulazą. Najpierw usunięto powierzchniowe fibryle, a utrata tej substancji fibrylarnej była główną przyczyną wczesnego ubytku masy. Krystaliczność rentgenowska nie uległa zmianie, co autorzy interpretują jako atak enzymu na dostępne końce łańcuchów na powierzchniach krystalitów (Textile Research Journal, 1994).
Enzym osłabia końce włókien. Przerzucanie w bębnie powoduje ich odłamywanie. Patent firmy Novo Nordisk dotyczący usuwania meszku i mechacenia wskazuje, że efekt nie pojawia się bez etapu mechanicznego następującego po enzymie (USA 6,051,414). W praniu gotowej odzieży, bęben zapewnia to działanie.
Celulazy kwasowe i neutralne
Komercyjne celulazy występują w dwóch głównych rodzinach. Celulazy kwasowe opierają się na Trichoderma i działają najlepiej przy pH 4.5 Do 5.5 I 45 Do 55 °C. Neutralne celulazy z Humicola działają najlepiej przy pH 6.0 Do 7.0 I 40 Do 55 °C (Uddin, Textiles and Clothing Sustainability, 2015).
Nie zachowują się tak samo. W próbach Uddina na dżerseju bawełnianym, enzym kwasowy zapewnił lepszą odporność na ścieranie. Enzym neutralny powodował mniejszy spadek wytrzymałości przy każdej dawce (poniższa tabela). Literatura zrecenzowana w 2023 badanie denimu wskazuje, że celulazy kwasowe powodują większą redepozycję barwnika, lub zabrudzenie wtórne, niż neutralne (Ben Marzoug i Cheriaa, Journal of Textile Science and Technology, 2023). Ma to największe znaczenie, gdy w kąpieli znajduje się luźny barwnik, podobnie jak w przypadku indygo.
Dlaczego wiskoza i lyocell różnią się od bawełny
Wiskoza i lyocell to celuloza regenerowana. Enzym napotyka tę samą chemię, ale inną strukturę.
Bawełna naturalna ma około 70% krystaliczny. Wiskoza to około 25 Do 30%, a jej krystality są znacznie mniejsze. Jego łańcuchy są również krótsze: stopień polimeryzacji wynoszący 250 Do 400 dla wiskozy, 400 Do 700 dla lyocellu i około 2,000 dla bawełny (Peterson et al., Zrównoważony rozwój, 2022). Większa część włókna wiskozowego jest dostępna dla enzymu, i każdy łańcuch zaczyna się krótszy.
Lyocell ma swój własny problem. Fibryluje, gdy jest pocierany na mokro. Patent firmy Courtaulds opisuje długie fibryle odklejające się i nadające włochatą powierzchnię oraz oszroniony wygląd farbowanej tkaninie. Nazywa to fibrylacją pierwotną. Krótkie fibryle pozostające wewnątrz tkaniny dają wykończenie typu skórka brzoskwini, co nazywa wtórną fibrylacją. Celulaza może usuwać fibryle ze sfibrylowanej tkaniny lyocell (USA 5,759,210). Na lyocellu, Następnie, pranie jest etapem kontroli fibryli, a także etapem oczyszczania.
Dla kontekstu włókna, zobacz sztuczny jedwab vs wiskoza w letniej odzieży.
Dlaczego materiał w dotyku jest bardziej miękki i mniej meszkowaty?
W dotyku jest bardziej miękki, ponieważ sztywne, szorstkie końce włókien znikają, a tkanina łatwiej się układa. Wygląda na mniej puszysty, ponieważ te same końce nie odstają już od powierzchni. Mocne prasowanie zmienia również powierzchnię, ale poprzez spłaszczenie go do uzyskania połysku zamiast usuwania włókien; zobacz dlaczego prasowanie powoduje brązowienie lub wybłyszczenie bawełny, len i wiskoza.
Sztywność można mierzyć jako długość zginania. Krótsza długość zginania oznacza bardziej podatną tkaninę. W badaniu Uddina, długość zginania spadła nawet o 31.62% z enzymem kwasowym i do 44.26% z enzymem neutralnym, w porównaniu z nieobrobioną tkaniną (Uddin, 2015).
Patent Novo Nordisk podaje utratę masy wynoszącą 3 Do 5% zwykle zapewni odpowiednią miękkość przy zachowaniu akceptowalnego ubytku wytrzymałości (USA 6,051,414).
Rodzaj włókna zmienia wynik. W badaniu nad celulazą kwasową na bawełnie i sztucznym jedwabiu wiskozowym, poddane obróbce tkaniny z rayonu były bardziej elastyczne niż poddane obróbce tkaniny bawełniane (Lee, Textile Science and Engineering, 2003). Do wiskozowego kaftana lub topu z bawełnianego woalu, to samo pranie nie zapewni takiego samego chwytu.
Powierzchnia wygląda również czyściej. Uddin informuje, że po usunięciu wystających włókien, powierzchnia tkaniny stała się czystsza, a odporność na ścieranie uległa poprawie.
Czy to zapobiega mechaceniu, i czego to nie powstrzymuje?
Zmniejsza mechacenie się bawełny i wiskozy poprzez usuwanie luźnych włókien, z których powstają zmechacenia. Nie powstrzymuje mechacenia się włókien, których enzym nie jest w stanie rozłożyć.
W badaniu Uddina, niepoddany obróbce dżersej bawełniany oceniono na 3 w skali pillingu od 1 do 5 po 2,000 cykli tarcia (5 oznacza brak pillingu). Po obróbce celulazą kwasową, większość próbek oceniono na 4 Do 5 lub 5. W tym samym artykule zacytowano wcześniejsze badania wskazujące, że ubytek masy na poziomie około 1 Do 2% może wystarczyć, aby znacząco zmniejszyć pilling na dzianinie (Uddin, 2015).
Czego to nie robi:
- Nie narusza poliestru. Celulaza działa wyłącznie na celulozę. Zespół firmy Novozymes użył innego enzymu, kutynaza, aby biopolerować poliester, i połączyli ją z celulazą do poliestru/bawełny (McCloskey i Jump, Textile Research Journal, 2005). W sukience z bawełny/poliestru, włókna poliestrowe pozostają takie, jak były.
- Usuwa meszek obecny w momencie prania. Poproś o test odporności na mechacenie na wypranej tkaninie, nie obietnica.
- Nie zmienia włókna, konstrukcja przędzy lub tkaniny. To one decydują o większości zachowań związanych z mechaceniem. Omawiamy je w dlaczego szale się mechacą i jak określić taki, który się nie mecha.
Ile wytrzymałości to kosztuje, i kiedy to za dużo?
Kosztuje więcej wytrzymałości niż masy. W powyższym badaniu dotyczącym bawełny, ubytek masy poniżej 1.5% wiązało się ze spadkiem wytrzymałości nawet o 24.7%. Jest to zbyt wiele, gdy uprana tkanina nie osiąga dolnej granicy wytrzymałości ustalonej przed produkcją masową.
Uddin poddał bawełniany dżersej pojedynczy obróbce kwaśną celulazą (Mega PK) i neutralna celulaza (Mega L) przy trzech dawkach, trzy temperatury i trzy czasy. Wytrzymałość mierzono jako wytrzymałość na rozerwanie (Uddin, 2015).
| Dawka enzymu | Ubytek masy, enzym kwasowy | Spadek wytrzymałości na wypychanie, enzym kwasowy | Spadek wytrzymałości na wypychanie, enzym neutralny |
|---|---|---|---|
| 0.5% | 0.25 Do 0.39% | 1.7 Do 7.4% | 1.5 Do 5.9% |
| 1% | 0.62 Do 0.89% | 8.2 Do 15.6% | 6.6 Do 12.4% |
| 1.5% | 0.98 Do 1.42% | 16.5 Do 24.7% | 12.5 Do 18.9% |
Źródło: Uddin, Textiles and Clothing Sustainability, 2015. Bawełna single jersey. Ubytek masy w przypadku enzymu neutralnego wahał się od 0.20 Do 1.22% we wszystkich próbach.
Dwa punkty zwracają uwagę. Utrata wytrzymałości rośnie znacznie szybciej niż utrata masy. A przy tej samej dawce enzym neutralny spowodował mniejszą utratę wytrzymałości niż kwasowy.
W 2023 badanie czterech tkanin denimowych poddanych działaniu neutralnych celulaz, największe straty to 20.2% (osnowa) I 15.4% (wątek) w wytrzymałości na rozdzieranie, I 28.1% (osnowa) I 17.2% (wątek) w wytrzymałości na rozciąganie (Ben Marzoug i Cheriaa, 2023).
Gdzie leżą granice
Uddin cytuje dwa punkty odniesienia z wcześniejszej literatury. Ubytek masy nie powinien przekraczać 3 Do 5%. Spadek wytrzymałości o 10% jest uważane za komercyjnie akceptowalne w przypadku biopolerowania. Odczytaj względem tabeli, the 1% dawka kwasowa już to przekroczyła 10% linia przy niektórych ustawieniach, przy ubytku masy poniżej 1%.
Wiskoza wymaga ściślejszej kontroli. Po 48 godzin obróbki, Buschle-Diller i współpracownicy odkryli, że zachowanie wytrzymałości sztucznego jedwabiu wiskozowego było znacznie niższe niż bawełny, następnie ramia, następnie len. Wytrzymałość przędzy wiskozowej systematycznie spadała wraz ze wzrostem ubytku masy (Textile Research Journal, 1994). Badania nie są zgodne co do ubytku masy. Buschle-Diller odkryła, że sztuczny jedwab stracił najwięcej masy. Lee odkrył, że w warunkach tego badania bawełna traciła więcej niż sztuczny jedwab (Lee, 2003). Dlatego wartości utraty masy ustalonej dla bawełny nie można przenieść na wiskozę. Ustal limity dla każdej tkaniny.
Ubytek masy jest wskaźnikiem kontrolnym
Ubytek masy to sposób kontrolowania procesu prania. Mierzy się to jako spadek masy tkaniny przed i po obróbce, w ujęciu procentowym. Patent Novo Nordisk podaje ogólny zakres 0.5 Do 10%, z 3 Do 5% jako najbardziej preferowany (USA 6,051,414). Późniejszy patent firmy Novo Nordisk ma na celu zmniejszenie mechacenia przy mniej niż 2% ubytek masy, i opisuje 3 Do 5% co jest typowe dla konwencjonalnego biopolerowania (USA 5,916,798).
Ubytek masy stanowi element kontrolny, nie gwarancja. Tabela pokazuje, że wytrzymałość może spaść poniżej dopuszczalnego limitu komercyjnego, podczas gdy ubytek masy wciąż wygląda na niewielki. Zmierz oba.
Jak zatrzymuje się działanie enzymu
Enzym działa aż do momentu dezaktywacji. Zatrzymuje się je przez podniesienie temperatury lub pH przez określony czas. Wymagany poziom zależy od odporności danego enzymu na temperaturę lub jego tolerancji na pH. Niektóre środki wybielające również go dezaktywują (USA 6,051,414). Przykłady z patentu zatrzymały reakcję rozcieńczonym wodorotlenkiem sodu przy pH 10. Uddin zakończył obróbkę, utrzymując kąpiel w temperaturze 85 °C przez 10 minut.
Pominięcie tego etapu odbywa się kosztem wytrzymałości. W badaniu dotyczącym denimu, etap inaktywacji miał znaczący wpływ na utratę wytrzymałości na rozciąganie, a autorzy dochodzą do wniosku, że należy go zastosować, aby uniknąć uszkodzenia tkaniny (Ben Marzoug i Cheriaa, 2023).
Co powinna zawierać specyfikacja?
Specyfikacja powinna określać rodzaj enzymu, ograniczyć ubytek masy, ustalić dolną granicę wytrzymałości i stopień pillingu, i wymagają zarejestrowanego etapu dezaktywacji. Przetestuj to wszystko na tkaninie produkcyjnej.
- Tkanina i włókno. Pełny skład. Dla mieszanki, zaakceptować, że część poliestrowa lub nylonowa nie zostanie wypolerowana.
- Wcześniejsza obróbka. Podaj, czy tkanina była już bio-polerowana w zakładzie. Drugi etap z użyciem celulazy usuwa więcej celulozy.
- Rodzaj enzymu. Celulaza kwasowa lub neutralna, lub poprosić wykonawcę o określenie, którego używa.
- Maksymalny ubytek masy. Mierzone na próbkach tkaniny pranych w tym samym wsadzie co odzież. Powyższe źródła ustalają górny limit na 3 Do 5%; na dzianinach, 1 Do 2% uznano za wystarczające do wyraźnej poprawy odporności na pilling.
- Minimalny próg wytrzymałości. Dla sukienek z tkaniny, topy i kaftany: wytrzymałość na rozdzieranie i rozciąganie, osnowa i wątek, przed i po praniu. Dla dżerseju: wytrzymałość na wypychanie. Podaj maksymalną utratę jako wartość procentową, lub wartość minimalną po praniu. Ustal bardziej rygorystyczną wartość dla wiskozy niż dla bawełny.
- Klasa pillingu. Klasa wymagana po określonej liczbie cykli tarcia, ze wskazaną metodą badawczą.
- Standard chwytu. Wyprana próbka zatwierdzona jako wzorzec miękkości.
- Dezaktywacja. Temperatura i czas, lub pH i czas, wpisane do karty prania.
- Lyocell. Podaj, czy celem jest czysta powierzchnia, czy wykończenie typu skórka brzoskwini.
Zatwierdź pranie na tkaninie produkcyjnej, nie metraż próbki. The top-of-production sample jest właściwym miejscem do sprawdzenia chwytu, meszek i wytrzymałość razem. Wpisz linię prania w karta technologiczna tak aby towarzyszył zamówieniu.
KK Fashion Exports wyprodukowało sukienki, topy, kaftany i odzież resortowa dla nabywców na całym świecie od 2003. Odzież od 200 sztuk na wzór, na kolor. Wyślij specyfikację z wypełnioną linią prania, a przygotujemy wycenę na jej podstawie.
Opracowywanie kolekcji odzieży damskiej? Zobacz, jak pracujemy jako producent odzieży damskiej w Indiach.
Zobacz lookbooki B2B → rzut oka na nasze najnowsze kolekcje. Poproś o pełny asortyment: więcej wzorów na zamówienie.
