Uma lavagem com enzima celulase corta as pontas soltas das fibras que formam penugem e borbotos, para que o algodão e a viscose fiquem mais suaves ao toque e formem menos pilling. Não faz nada ao poliéster em uma mistura. A resistência é o custo: em um estudo sobre algodão, a resistência ao arrebentamento caiu em até 24.7% enquanto a perda de peso permaneceu abaixo de 1.5%.
Esta publicação usa peças femininas vestidos, tops, caftans e roupas de resort como exemplos. Abrange o que a lavagem remove, por que o toque muda, o que acontece com o pilling, o que a lavagem custa em resistência, e o que colocar na especificação.
O que uma lavagem enzimática realmente remove da superfície do algodão ou da viscose?
Remove as pontas de fibra e as microfibrilas que sobressaem do fio, mais uma fina camada da celulose mais acessível. Nada mais na peça é o alvo.
A celulase é um grupo de enzimas que quebra as ligações entre as unidades de glicose numa cadeia de celulose. Elas só podem atuar onde conseguem alcançar. As partes que atingem primeiro são a superfície da fibra e as regiões menos ordenadas entre os cristalitos. Uma ponta de fibra solta que sobressai do fio é quase toda superfície, de modo que é enfraquecido primeiro.
Buschle-Diller e colaboradores trataram o algodão, linho, rami e raiom de viscose com celulase. A remoção das fibrilas superficiais veio primeiro, e a perda dessa matéria fibrilar foi a principal causa da perda de peso inicial. A cristalinidade por raios X não mudou, o que os autores interpretam como o ataque da enzima às extremidades acessíveis da cadeia nas superfícies dos cristalitos (Textile Research Journal, 1994).
A enzima enfraquece as extremidades das fibras. O tombamento quebra-as. Uma patente da Novo Nordisk sobre eliminação de penugem e borbotos afirma que o efeito não aparece sem a etapa mecânica após a enzima (EUA 6,051,414). Em uma lavagem de peças, o tambor fornece essa ação.
Celulases ácidas e neutras
As celulases comerciais dividem-se em duas famílias principais. As celulases ácidas baseiam-se em Trichoderma e funcionam melhor em pH 4.5 para 5.5 e 45 para 55 °C. As celulases neutras de Humicola funcionam melhor em pH 6.0 para 7.0 e 40 para 55 °C (Uddin, Textiles and Clothing Sustainability, 2015).
Elas não se comportam da mesma forma. Nos testes de Uddin em meia-malha de algodão, a enzima ácida proporcionou melhor resistência à abrasão. A enzima neutra proporcionou menor perda de resistência em todas as dosagens (tabela abaixo). Literatura revisada em um 2023 estudo sobre denim relata que as celulases ácidas causam maior redeposição de corante, ou backstaining, do que as neutras (Ben Marzoug e Cheriaa, Journal of Textile Science and Technology, 2023). Isso é mais importante onde há corante solto no banho, como acontece com o índigo.
Por que a viscose e o liocel são diferentes do algodão
A viscose e o liocel são celulose regenerada. A enzima encontra a mesma química, mas uma estrutura diferente.
O algodão nativo está em torno de 70% cristalino. A viscose é cerca de 25 para 30%, e seus cristalitos são muito menores. Suas cadeias também são mais curtas: um grau de polimerização de 250 para 400 para viscose, 400 para 700 para liocel e cerca de 2,000 para o algodão (Peterson et al., Sustentabilidade, 2022). Uma maior parte da fibra de viscose fica exposta à enzima, e cada cadeia começa mais curta.
O liocel tem seu próprio problema. Fibrila quando sofre abrasão a úmido. Uma patente da Courtaulds descreve fibrilas longas que se desprendem para dar uma superfície felpuda e um aspeto fosco ao tecido tingido. Chama isso de fibrilação primária. Fibrilas curtas que permanecem dentro do tecido dão um acabamento pele de pêssego, o que chama de fibrilação secundária. A celulase pode remover fibrilas do tecido de liocel fibrilado (EUA 5,759,210). No lyocell, então, a lavagem é uma etapa de controle de fibrilas, bem como uma etapa de limpeza.
Para o contexto das fibras, ver rayon vs viscose para roupas de verão.
Por que parece mais macio e com menos penugem?
Fica mais macio porque as partes rígidas, as pontas ásperas das fibras somem e o tecido dobra mais facilmente. Parece menos felpudo porque essas mesmas extremidades já não sobressaem da superfície. A prensagem pesada também altera a superfície, mas ao achatá-la até ganhar brilho, em vez de remover a fibra; ver por que a passagem a ferro escurece ou dá brilho ao algodão, linho e viscose.
A rigidez pode ser medida como comprimento de flexão. Um comprimento de flexão mais curto significa um tecido mais maleável. No estudo de Uddin, o comprimento de flexão caiu em até 31.62% com a enzima ácida e até 44.26% com a enzima neutra, em comparação com o tecido não tratado (Uddin, 2015).
A patente da Novo Nordisk diz que uma perda de peso de 3 para 5% geralmente proporcionará a maciez adequada, mantendo a perda de resistência aceitável (EUA 6,051,414).
O tipo de fibra altera o resultado. Em um estudo sobre celulase ácida em algodão e viscose, os tecidos de raiom tratados eram mais flexíveis do que os de algodão tratados (Lee, Textile Science and Engineering, 2003). Para um caftan de viscose ou uma blusa de voile de algodão, a mesma lavagem não dará o mesmo toque.
A superfície também parece mais limpa. Uddin relata que, com a remoção das fibras pilosas, a superfície do tecido ficou mais limpa e a resistência à abrasão melhorou.
Impede a formação de borbotos, e o que isso não impede?
Reduz o pilling no algodão e na viscose ao remover as fibras soltas que dão origem às bolinhas. Não impede o pilling de fibras que a enzima não consegue digerir.
No estudo de Uddin, a malha de algodão não tratada foi classificada 3 em uma escala de pilling de 1 a 5 após 2,000 ciclos de fricção (5 significa sem pilling). Após o tratamento com celulase ácida, a maioria das amostras classificadas 4 para 5 ou 5. O mesmo artigo cita trabalhos anteriores indicando que uma perda de peso de cerca de 1 para 2% pode ser suficiente para proporcionar uma redução acentuada no pilling em tecido de malha (Uddin, 2015).
O que ela não faz:
- Não afeta o poliéster. A celulase atua apenas sobre a celulose. Uma equipa da Novozymes utilizou uma enzima diferente, uma cutinase, para biopolir poliéster, e a combinou com uma celulase para poliéster/algodão (McCloskey e Jump, Textile Research Journal, 2005). Em um vestido de algodão/poliéster, as fibras de poliéster são deixadas como estavam.
- Remove a penugem presente no momento da lavagem. Solicite um teste de formação de borboto no tecido lavado, não é uma promessa.
- Não altera a fibra, estrutura do fio ou do tecido. Esses fatores determinam a maior parte do comportamento de pilling. Nós os abordamos em por que os lenços criam bolinhas e como especificar um que não as crie.
Quanto de resistência isso custa, e quando é demais?
Custa mais resistência do que peso. No estudo sobre algodão acima, uma perda de peso abaixo de 1.5% veio acompanhado de uma perda de resistência de até 24.7%. É excessivo quando o tecido lavado não atinge o limite mínimo de resistência estabelecido antes da produção em massa.
Uddin tratou o single jersey de algodão com uma celulase ácida (Mega PK) e uma celulase neutra (Mega L) em três doses, três temperaturas e três tempos. A resistência foi medida como resistência ao estouro (Uddin, 2015).
| Dose de enzima | Perda de peso, enzima ácida | Perda de resistência ao rebentamento, enzima ácida | Perda de resistência ao rebentamento, enzima neutra |
|---|---|---|---|
| 0.5% | 0.25 para 0.39% | 1.7 para 7.4% | 1.5 para 5.9% |
| 1% | 0.62 para 0.89% | 8.2 para 15.6% | 6.6 para 12.4% |
| 1.5% | 0.98 para 1.42% | 16.5 para 24.7% | 12.5 para 18.9% |
Fonte: Uddin, Textiles and Clothing Sustainability, 2015. Jersey simples de algodão. A perda de peso com a enzima neutra variou de 0.20 para 1.22% em todos os ensaios.
Dois pontos se destacam. A perda de resistência aumenta muito mais rapidamente do que a perda de peso. E com a mesma dose a enzima neutra custou menos resistência do que a ácida.
Em um 2023 estudo de quatro tecidos de denim tratados com celulases neutras, as maiores perdas foram 20.2% (urdidura) e 15.4% (trama) na resistência ao rasgo, e 28.1% (urdidura) e 17.2% (trama) na resistência à tração (Ben Marzoug e Cheriaa, 2023).
Onde estão os limites
Uddin cita dois parâmetros de referência da literatura anterior. A perda de peso não deve exceder 3 para 5%. Uma perda de resistência de 10% é considerado comercialmente aceitável para o biopolimento. Leia em relação à tabela, a 1% a dose de ácido já ultrapassou isso 10% linha em algumas configurações, a uma perda de peso abaixo de 1%.
A viscose precisa de um monitoramento mais rigoroso. Após 48 horas de tratamento, Buschle-Diller e colaboradores descobriram que a retenção de resistência da viscose ficou muito abaixo da do algodão, depois o rami, depois o linho. A resistência do fio de viscose caiu continuamente à medida que a perda de peso aumentava (Textile Research Journal, 1994). Os estudos não chegam a um acordo sobre a perda de peso. Buschle-Diller descobriu que o raiom perdeu o maior peso. Lee descobriu que o algodão perdeu mais do que a viscose nas condições daquele estudo (Lee, 2003). Portanto, um valor de perda de peso definido para algodão não pode ser aplicado à viscose. Defina limites para cada tecido.
A perda de peso é a métrica de controle
A perda de peso é como a lavagem é controlada. É medido como a redução no peso do tecido de antes para depois do tratamento, como uma porcentagem. A patente da Novo Nordisk fornece uma faixa geral de 0.5 para 10%, com 3 para 5% como o mais preferido (EUA 6,051,414). Uma patente posterior da Novo Nordisk visa um benefício contra o borboto a menos de 2% perda de peso, e descreve 3 para 5% como é típico do biopolimento convencional (EUA 5,916,798).
A perda de peso é um controle, não é uma garantia. A tabela mostra que a resistência pode cair além do limite comercial enquanto a perda de peso ainda parece pequena. Meça ambos.
Como a enzima é interrompida
A enzima continua atuando até ser desativada. É interrompido pelo aumento da temperatura ou do pH por um tempo determinado. O nível necessário depende de quão termoestável ou tolerante ao pH essa enzima é. Alguns agentes de branqueamento também a desativam (EUA 6,051,414). Os exemplos da patente interromperam a reação com hidróxido de sódio diluído em pH 10. Uddin encerrou o tratamento mantendo o banho a 85 °C durante 10 minutos.
Pular esta etapa custa resistência. No estudo sobre denim, a etapa de inativação teve um efeito significativo na perda de resistência à tração, e os autores concluem que deve ser aplicada para evitar danos ao tecido (Ben Marzoug e Cheriaa, 2023).
O que a especificação deve dizer?
A especificação deve indicar o tipo de enzima, limitar a perda de peso, definir um limite mínimo de resistência e um grau de pilling, e exigem uma etapa registrada de desativação. Teste tudo isso no tecido a granel.
- Tecido e fibra. Composição completa. Para uma mistura, aceitar que a parte de poliéster ou náilon não será polida.
- Tratamento anterior. Informe se o tecido já foi biopolido na fábrica. Uma segunda etapa de celulase remove mais celulose.
- Tipo de enzima. Celulase ácida ou neutra, ou peça ao beneficiador para informar qual deles usa.
- Perda máxima de peso. Medido em amostras de tecido processadas na mesma carga que as peças. As fontes acima estabelecem o limite máximo em 3 para 5%; em malhas, 1 para 2% foi relatado como suficiente para um ganho perceptível contra o pilling.
- Limite mínimo de resistência. Para vestidos de tecido plano, topos e kaftans: resistência ao rasgo e à tração, urdidura e trama, antes e depois da lavagem. Para jersey: resistência ao arrebentamento. Indique a perda máxima como uma percentagem, ou um valor mínimo após a lavagem. Defina um valor mais rigoroso para a viscose do que para o algodão.
- Grau de pilling. O grau exigido após um número indicado de ciclos de fricção, com o método de teste indicado.
- Padrão de toque. Uma amostra lavada aprovada como referência de suavidade.
- Desativação. Temperatura e tempo, ou pH e tempo, escrito no registro de lavagem.
- Liocel. Informe se o objetivo é uma superfície limpa ou um acabamento pele de pêssego.
Aprove a lavagem no tecido em produção, não a metragem da amostra. o top-of-production sample é o lugar certo para verificar o toque, penugem e resistência juntos. Coloque a linha de lavagem no ficha técnica para que acompanhe o pedido.
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