Энзимная стирка целлюлазой срезает свободные концы волокон, образующие пух и катышки, чтобы хлопок и вискоза были более гладкими на ощупь и меньше пиллинговались. Оно никак не влияет на полиэстер в смеске. Прочность — это цена: в одном исследовании хлопка, прочность на продавливание снизилась на величину до 24.7% в то время как потеря веса оставалась ниже 1.5%.
В этой публикации используются женские платья, топы, кафтаны и курортная одежда в качестве примеров. Оно охватывает то, что удаляется при стирке, почему меняется гриф, что происходит с пиллингом, чем стирка обходится по прочности, и что включить в спецификацию.
Что на самом деле удаляет энзимная стирка с поверхности хлопка или вискозы?
Оно удаляет концы волокон и микрофибриллы, торчащие из пряжи, плюс тонкий слой наиболее доступной целлюлозы. Ничто другое на изделии не является целью.
Целлюлаза — это группа ферментов, расщепляющих связи между остатками глюкозы в целлюлозной цепи. Они могут действовать только там, куда могут проникнуть. Участки, которых они достигают в первую очередь, — это поверхность волокна и менее упорядоченные области между кристаллитами. Свободный конец волокна, торчащий из пряжи, представляет собой почти сплошную поверхность, так что он сначала ослабляется.
Buschle-Diller и коллеги обрабатывали хлопок, лён, рами и вискозный шелк с целлюлазой. Сначала удалялись поверхностные фибриллы, и потеря этого фибриллярного вещества была основной причиной ранней потери веса. Рентгеновская кристалличность не изменилась, что авторы трактуют как воздействие фермента на доступные концы цепей на поверхностях кристаллитов (Textile Research Journal, 1994).
Фермент ослабляет концы волокон. Вращение в барабане обламывает их. Патент Novo Nordisk на удаление пуха и катышков гласит, что эффект не проявляется без механической стадии после обработки ферментом (США 6,051,414). При стирке готовых изделий, барабан обеспечивает это действие.
Кислые и нейтральные целлюлазы
Коммерческие целлюлазы делятся на две основные группы. Кислые целлюлазы основаны на Trichoderma и лучше всего работают при pH 4.5 к 5.5 и 45 к 55 °С. Нейтральные целлюлазы от Humicola лучше всего работают при pH 6.0 к 7.0 и 40 к 55 °С (Уддин, Textiles and Clothing Sustainability, 2015).
Они ведут себя по-разному. В испытаниях Уддина на хлопковом кулирном полотне, кислотный фермент обеспечил лучшую стойкость к истиранию. Нейтральный фермент давал меньшую потерю прочности при любой дозировке (таблица ниже). Литература, рассмотренная в 2023 исследование денима показывает, что кислые целлюлазы вызывают большее повторное осаждение красителя, или backstaining, чем нейтральные (Ben Marzoug и Cheriaa, Journal of Textile Science and Technology, 2023). Это особенно важно, когда в ванне присутствует свободный краситель, как и в случае с индиго.
Почему вискоза и лиоцелл отличаются от хлопка
Вискоза и лиоцелл являются регенерированной целлюлозой. Фермент взаимодействует с той же химией, но с другой структурой.
Нативный хлопок находится примерно на уровне 70% кристаллический. Вискоза примерно 25 к 30%, и ее кристаллиты намного меньше. Его цепи тоже короче: степень полимеризации 250 к 400 для вискозы, 400 к 700 для лиоцелла и около 2,000 для хлопка (Peterson et al., Устойчивое развитие, 2022). Большая часть вискозного волокна доступна для воздействия фермента, и каждая цепь начинается короче.
У лиоцелла есть собственная проблема. Оно фибриллирует при влажном истирании. Патент Courtaulds описывает отслаивание длинных фибрилл, создающее ворсистую поверхность и матовый эффект на окрашенной ткани. Оно называет это первичной фибрилляцией. Короткие фибриллы, остающиеся внутри ткани, дают отделку под персиковую кожу, что называется вторичной фибрилляцией. Целлюлаза может удалять фибриллы с фибриллированной ткани лиоцелл (США 5,759,210). На лиоцелле, затем, промывка является этапом контроля фибрилл, а также этапом очистки.
Для контекста по волокнам, смотрите рейон против вискозы для летней одежды.
Почему оно ощущается более мягким и менее ворсистым?
На ощупь ткань мягче, потому что жесткие, колючие кончики волокон исчезают, и ткань легче сгибается. Оно выглядит менее пушистым, потому что те же самые концы больше не выступают над поверхностью. Сильная утюжка также меняет поверхность, но путем сплющивания до появления блеска, а не удаления волокна; смотрите почему глажение вызывает потемнение или лоск на хлопке, лен и вискоза.
Жесткость можно измерять по длине изгиба. Меньшая длина изгиба означает более гибкую ткань. В исследовании Уддина, длина изгиба уменьшилась на величину до 31.62% с кислотным ферментом и до 44.26% с нейтральным ферментом, по сравнению с необработанной тканью (Уддин, 2015).
В патенте Novo Nordisk говорится, что потеря массы 3 к 5% обычно обеспечивает должную мягкость при сохранении приемлемой потери прочности (США 6,051,414).
Тип волокна меняет результат. В исследовании кислой целлюлазы на хлопке и вискозном волокне, обработанные вискозные ткани были более гибкими, чем обработанные хлопчатобумажные (Lee, Textile Science and Engineering, 2003). Для вискозного кафтана или топа из хлопкового вуаля, та же стирка не даст того же грифа.
Поверхность также выглядит более чистой. Уддин сообщает, что после удаления торчащих волокон, поверхность ткани стала чище, а стойкость к истиранию улучшилась.
Останавливает ли это образование катышков, и что это не останавливает?
Оно снижает пиллинг на хлопке и вискозе, удаляя свободные волокна, из которых образуются катышки. Оно не предотвращает пиллинг волокон, которые фермент не может расщепить.
В исследовании Уддина, необработанный хлопчатобумажный трикотаж получил оценку 3 по шкале пиллинга от 1 до 5 после 2,000 циклов истирания (5 означает отсутствие пиллинга). После обработки кислой целлюлазой, большинство образцов оценены 4 к 5 или 5. В той же статье цитируется более ранняя работа о том, что потеря веса около 1 к 2% может быть достаточно для заметного снижения пиллинга на трикотажном полотне (Уддин, 2015).
Чего она не делает:
- Оно не затрагивает полиэстер. Целлюлаза действует только на целлюлозу. Команда Novozymes использовала другой фермент, кутиназа, для биополировки полиэстера, и объединили ее с целлюлазой для полиэстера/хлопка (Макклоски и Джамп, Textile Research Journal, 2005). В платье из хлопка/полиэстера, полиэфирные волокна остаются такими, какими были.
- Оно удаляет пушок, присутствующий на момент стирки. Запросите тест на пиллинг выстиранной ткани, не обещание.
- Оно не изменяет волокно, структура пряжи или ткани. Они определяют большую часть поведения при пиллинге. Мы рассматриваем их в почему шарфы скатываются и как составить спецификацию на устойчивый к катышкам.
Сколько прочности это отнимает, и когда это уже чересчур?
Это отнимает больше прочности, чем веса. В приведенном выше исследовании хлопка, потеря веса ниже 1.5% сопровождалось потерей прочности до 24.7%. Это чересчур, когда постиранная ткань не достигает минимального порога прочности, установленного до запуска партии.
Уддин обработал хлопковое полотно сингл джерси кислой целлюлазой (Mega PK) и нейтральная целлюлаза (Mega L) при трех дозах, три температуры и три времени. Прочность измерялась как прочность при продавливании (Уддин, 2015).
| Дозировка фермента | Потеря веса, кислотный фермент | Потеря прочности на продавливание, кислотный фермент | Потеря прочности на продавливание, нейтральный фермент |
|---|---|---|---|
| 0.5% | 0.25 к 0.39% | 1.7 к 7.4% | 1.5 к 5.9% |
| 1% | 0.62 к 0.89% | 8.2 к 15.6% | 6.6 к 12.4% |
| 1.5% | 0.98 к 1.42% | 16.5 к 24.7% | 12.5 к 18.9% |
Источник: Уддин, Textiles and Clothing Sustainability, 2015. Хлопчатобумажный кулирный трикотаж. Потеря веса при использовании нейтрального фермента составляла от 0.20 к 1.22% во всех испытаниях.
Выделяются два момента. Потеря прочности растет намного быстрее, чем потеря массы. И при той же дозе нейтральный фермент снизил прочность меньше, чем кислый.
В 2023 исследование четырех джинсовых тканей, обработанных нейтральными целлюлазами, наибольшие потери составили 20.2% (основа) и 15.4% (уток) по прочности на разрыв, и 28.1% (основа) и 17.2% (уток) по прочности на растяжение (Ben Marzoug и Cheriaa, 2023).
Где находятся пределы
Уддин приводит два контрольных показателя из более ранней литературы. Потеря веса не должна превышать 3 к 5%. Потеря прочности на 10% считается коммерчески приемлемым для биополировки. Сверьте с таблицей, тот 1% доза кислоты уже превысила это 10% линия при некоторых настройках, при потере веса ниже 1%.
Вискоза требует более строгого контроля. После 48 часов обработки, Buschle-Diller и коллеги обнаружили, что сохранение прочности у вискозы было намного ниже, чем у хлопка, затем рами, затем лён. Прочность вискозной пряжи неуклонно снижалась по мере увеличения потери веса (Textile Research Journal, 1994). В исследованиях нет единого мнения о потере веса. Buschle-Diller установила, что вискоза потеряла больше всего веса. Ли установил, что хлопок потерял больше, чем вискоза, в условиях того исследования (Lee, 2003). Поэтому показатель потери массы, установленный для хлопка, нельзя переносить на вискозу. Установите пределы для каждой ткани.
Потеря веса является контрольным показателем
Потеря веса — это то, как контролируется процесс стирки. Оно измеряется как снижение массы ткани до и после обработки, в процентах. Патент Novo Nordisk дает общий диапазон 0.5 к 10%, с 3 к 5% как наиболее предпочтительный (США 6,051,414). Более поздний патент Novo Nordisk направлен на снижение пиллинга при менее чем 2% потеря веса, и описывает 3 к 5% как типично для традиционной биополировки (США 5,916,798).
Потеря веса — это параметр контроля, не гарантия. Таблица показывает, что прочность может упасть ниже коммерческого предела, тогда как потеря веса все еще кажется незначительной. Измеряйте и то, и другое.
Как останавливается действие фермента
Фермент продолжает действовать, пока не будет деактивирован. Оно останавливается путем повышения температуры или pH на заданное время. Необходимый уровень зависит от термостабильности или устойчивости этого фермента к pH. Некоторые отбеливающие агенты также деактивируют его (США 6,051,414). В примерах из патента реакцию останавливали разбавленным гидроксидом натрия при pH 10. Уддин завершил обработку, выдержав ванну при 85 °C в течение 10 минут.
Пропуск этого этапа снижает прочность. В исследовании денима, стадия инактивации оказала существенное влияние на потерю прочности на растяжение, и авторы приходят к выводу, что ее следует применять во избежание повреждения ткани (Ben Marzoug и Cheriaa, 2023).
Что должно быть указано в спецификации?
В спецификации должен быть указан тип фермента, ограничить потерю веса, установите минимальный предел прочности и класс устойчивости к пиллингу, и требуют зафиксированного этапа деактивации. Проверьте все это на основной партии ткани.
- Ткань и волокно. Полный состав. Для смесовой ткани, смириться с тем, что часть из полиэстера или нейлона не будет отполирована.
- Предыдущая обработка. Укажите, подвергалась ли ткань уже биополировке на фабрике. Второй этап обработки целлюлазой удаляет больше целлюлозы.
- Тип фермента. Кислая или нейтральная целлюлаза, или попросите переработчика указать, какой из них используется.
- Максимальная потеря веса. Измеряется на образцах ткани, обрабатываемых в одной загрузке с изделиями. Вышеуказанные источники устанавливают верхний предел на уровне 3 к 5%; на трикотаже, 1 к 2% согласно данным, достаточно для заметного снижения пиллингуемости.
- Минимальный предел прочности. Для платьев из тканого полотна, топы и кафтаны: прочность на разрыв и растяжение, основа и уток, до и после стирки. Для джерси: прочность на продавливание. Укажите максимальную потерю в процентах, или минимальное значение после стирки. Установите более жесткое значение для вискозы, чем для хлопка.
- Класс пиллингуемости. Требуемый класс после указанного количества циклов трения, с указанным методом испытания.
- Эталон грифа. Постиранный образец, утвержденный в качестве эталона мягкости.
- Деактивация. Температура и время, или pH и время, записано в протоколе стирки.
- Лиоцелл. Укажите, является ли целью чистая поверхность или отделка под персиковую кожу.
Утвердите стирку на промышленной партии ткани, а не метраж образца. В top-of-production sample подходящее место для проверки грифа, ворсистость и прочность вместе. Укажите режим стирки в технический пакет чтобы он сопровождал заказ.
KK Fashion Exports производила платья, топы, кафтаны и и курортной одежды для покупателей по всему миру с 2003. Одежда от 200 штук в стиле, за цвет. Отправьте спецификацию с заполненным режимом стирки, и мы рассчитаем цену на ее основе.
Разработка коллекции женской одежды? Посмотрите, как мы работаем в качестве производитель женской одежды в Индии.
Посмотреть лукбуки B2B → обзор наших последних коллекций. Запросить полный ассортимент: больше дизайнов по запросу.
