PENCELUPAN KAIN T/C DENGAN ZAT WARNA DISPERSI-REAKTIF (FORRON YELLOW RD-4GRL DAN EVERCION TURQUISEN-HA) SECARA KONTINUE PAD-BATCH & PAD-STEAMI. Maksud dan Tujuan

1.1. Maksud

Mengetahui proses pencelupan kain T/C dengan zat warna dispersi-reaktif metoda continue pad-batch dan pad-continue dengan sistem pencelupan 1 stage 1 batch dan 2 stage 1 batch.1.2. Tujuan

Mengevaluasi kondisi proses pencelupan dispersi-reaktif pada kain T/C yang mempengaruhi hasil pencelupan

Menentukan kondisi proses terbaik untuk pencelupanII. Teori Dasar

2.1. Serat Kapas

Serat kapas merupakan serat alam dengan komposisi selulosa, pektin, zat-zat yang mengandung protein, lilin dan abu. Selulosa merupakan polimer linier yang tersusun dari kondensasi molekul-molekul glukosa.

Derajat polimerisasinya sekitar 10.000 dengan berat molekul 1.580.000. Selulosa mengandung gugus hidroksil yaitu 1 gugus promer dan 2 gugus sekunder. Dalam hal morfologi serat penampang membujur serat kapas berbentuk pipih seperti pita terpilin. Penampang melintangnya berbentuk seperti ginjal yang terdiri dari : kutikula, dinding primer, lapisan antara, dinding sekunder dan lumen.

2.1.1. Sifat Fisika Serat Kapas

Warna serat kapas tidak betul-betul putih. Biasanya sedikit berwarna krem.

Kekuatan serat / bundelnya adalah 70.000 sampai 96.700 pon / inci persegi. Dalam keadaan basah, kekuatannya akan bertambah.

Mulurnya sekitar 4-13% dengan rata-rata 7%.

Keliatan (toughness) adalah ukuran yang menunjukkan kemampuan suatu benda untuk menerima kerja.

Kekakuan (stiffness) adalah daya tahan terhadap perubahan bentuk atau perbandingan kekuatan saat putus dengan mulur saat putus.

Moisture Regain serat kapas pada kondisi standar adalah 7-8,5%.

Berat jenis serat kapas berkisar 1,50-1,56.

Indeks bias serat kapas yang sejajar sumbu serat 1,58. Sedangkan yang tegak lurus adalah 1,53.

2.1.2. Sifat Kimia Serat Kapas

Tahan kondisi penyimpanan, pengolahan, dan pemakaian normal.

Rusak oleh oksidator dan penghirolisa.

Rusak cepat oleh asam kuat pekat dan rusak perlahan oleh asam encer.

Sedikit terpengaruh oleh alkali, kecuali larutan alkali kuat yang menyebabkan penggelembungan serat.

Larut dalam kuproamonium hidroksida dan kuprietilen diamin.

Mudah terserang jamur dan bakteri dalam keadaan lembab dan hangat.

2.2. Serat PoliesterSerat poliester merupakan suatu polimer yang mengandung gugus ester dan memiliki keteraturan struktur rantai yang menyebabkan rantai-rantai mampu saling berdekatan, sehingga gaya antar rantai polimer poliester dapat bekerja membentuk struktur yang teratur. Serat ini dibuat dari asam tereftalat dan etilena glikol.Reaksi pembentukan polyester

2.2.1. Sifat fisika Serat Poliester Berat jenis polyester adalah 1,38 g/cm3.

Kekuatan tarik serat polyester sekitar 4.5 7.5 g/denier, sedangkan mulurnya berkisar antara 25 % sampai 75 %.

Serat poliester berbentuk silinder dengan penampang melintang bulat.

Pada kondisi standar, yaitu RH 65 ( 2 % dan suhu 20 oC ( 1 % moisture regain serat polyester hanya 0.4 % sedangkan RH 100 % moisture regainnya mencapai 0.6 % - 0.8 %

Derajat kristalinitas adalah faktor penting untuk serat poliester, karena derajat kristalinitas serat sangat berpengaruh pada serap zat warna ,mulur, kekuatan tarik, stabilitas dimensi serta sifat-sifat lainya.

Serat poliester tahan terhadap panas sampai pada suhu 220 oC, diatas suhu ini akan mempengaruhi kekuatan, mulur, dan warnanya menjadi kekuningan. Suhu 230-240 oC menyebabkan poliester melunak, suhu 260 oC menyebabkan poliester meleleh.

Poliester memiliki sifat elastisitas yang baik dan ketahanan kusut yang baik.

2.2.2. Sifat Kimia Serat Poliester

Poliester tahan asam lemah meskipun pada suhu mendidih, dan tahan asam kuat dingin. Polieater tahan basa lemah tapi kurang tahan basa kuat. Poliester tahan zat oksidator, alkohol, keton, sabun, dan zat-zat untuk pencucian kering. Polieater larut dalam meta-kresol panas, asam trifouroasetat-orto-clorofenol.2.3. Zat Warna DispersiZat Warna dispersi adalah zat warna yang kelarutannya dalam air sedikit sekali dan merupakan larutan dispersi. Zat warna tersebut digunakan untuk mewarnai serat-serat tekstil yang hidrofob. Menurut struktur kimianya zat warna dispersi merupakan senyawa azo atau antrakinon dengan berat molekul yang kecil dan tidak mengandung gugusan-gugusan pelarut. Dalam perdagangan zat warna dispersi merupakan senyawa-senyawa aromatik yang mengandung gugusan-gugusan hidroksil atau amina yang berfungsi sebagai donor atom hidrogen untuk mengadakan ikatan dengan gugusan-gugusan karbonil dalam serat, nama-nama zat warna dispersi dalam perdagangan antara lain ; Celliton, Dispersol, Setacyl, Artysil, Cibacet, dll. Contoh struktur zat warna dispersi :

Pencelupan suhu tinggi (heat temperature) adalah pencelupan dalam larutan celup dengan menggunakan tekanan, sehingga dapat diperoleh suhu yang tinggi yaitu sekitar 120130 0C. Pada pencelupan suhu tinggi dapat digunakan zat-zat warna dispersi yang ketahanan sinar lebih baik dan sukar menguap, tetapi hanya terserap sedikit pada pencelupan dibawah 100 0C. Dengan pencelupan suhu tinggi tidak akan terjadi pengurangan kekuatan serat selama suasana larutan netral atau sedikit asam, tetapi kerusakan bisa saja terjadi karena kemungkinan adanya sisa-sisa alkali sewaktu proses pemasakan, oleh karena itu pencucian setelah proses pemasakan sangatlah perlu dilakukan, kemudian dibilas dengan air yang mengandung asam asetat untuk memastikan bahwa tidak ada alkali yang tertinggal.Untuk zat warna dispersi celupan rata dapat menggunakan suhu 120 0C, sedangkan zat warna dispersi yang kurang dapat memberikan celupan yang kurang rata dapat menggunakan suhu 130 0C. Beberapa contoh zat warna dispersi yang dapat digunakan pada temperatur yang tinggi antara lain :

Dispersol fast yellow GR (C.I. Disperse Yellow 39)

Dispersol fast yellow A (C.I. Disperse Yellow 1)

Dispersol fast Crimson B(C.I. Disperse red 13 )

Duranol Red X8B

(C.I. Disperse Red 11)

Duranol violet RN

(C.I. Disperse violet 11)

Duranol Blue G

(C.I. Disperse Blue 26)

2.4. Zat Warna Reaktif

Zat warna reaktif adalah suatu zat warna yang dapat mengadakan reaksi dengan serat sehingga zat warna tersebut merupakan bagian dari serat. Oleh karena itu, hasil celupan zat warna reaktif mempunyai ketahanan cuci yang sangat baik. Demikian pula karena berat molekul zat warna reaktif kecil maka kecerahan warnanya akan lebih baik daripada zat warna direk.

Menurut reaksi yang terjadi, zat warna reaktif dapat dibagi menjadi 2 golongan:

Golongan 1: Zat warna reaktif yang mengadakan reaksi subtitusi dengan serat dan membentuk ikatan pseude ester, misalnya : zat warna procion, cibanon, drimaren dan levafix.

Golongan 2: Zat warna reaktif yang dapat mengadakan reaksi adisi dengan serat dan membentuk ikatan ester, misalnya : zat warna remasol dan remalan.

Secara umum struktur zat warna yang larut dalam air dapat digambarkan sebagai berikut :

S K P R X

S = gugus pelarut misalnya gugus asam sulfonat dan karboksilat.K = khromofor misalnya sistem yang mengandung gugus azo dan antrakuinon.P = gugus penghubung antara kromofor dan sistem yang reaktif misalnya gugus amina dan amida.

R = sistem yang reaktif misalnya pirimidin dan vinil.X =gugus reaktif yang mudah terlepas dari sistem yang reaktif misalnya gugus khlor dan sulfat.

Struktur kimia zat warna reaktif dapat digambarkan sebagai berikut :

Kromofor zat warna reaktif mempunyai berat molekul yang kecil agar daya serap terhadap serat tidak besar sehingga zat warna yang tidak bereaksi dengan serat mudah dihilangkan. Gugus penghubung dapat mempengaruhi daya serap dan ketahanan zat warna terhadap asam atau basa. Agar reaksi dapat berjalan dengan baik diperlukan penambahan alkali misalnya Natrium Silikat dan KOH karena apabila telah dikerjakan dengan alkali bahan akan tahan pencucian dan penyabunan. Disamping terjadi reaksi antara zat warna dengan serat yang membentuk ikatan pseude ester dan eter, molekul air juga dapat mengadakan reaksi hidrolisa dengan molekul zat warna, dengan memberikan komponen zat warna yang tidak reaktif lagi. Reaksi hidrolisa tersebut akan bertambah cepat dengan penaikan temperatur. Reaksi-reaksiReaksi fiksasi

D - NH - + HO Sel D NH - + HCl

Reaksi Hidrolisis

R + HOH D NH - + HClPemakaian zat warna reaktif secara panas yaitu untuk zat warna reaktif yang mempunyai kereaktifan rendah, misalnya procion H, cibacron dengan sistem reaktif mono-khlorotriazin, dan remazol denagan sistem reaktif vinil sulfon.

Faktor-faktor yang mempengaruhi reaksi hidrolisa :1. kereaktifan zat warna. Apabila zat warna reaktifnya tinggi maka zat warna akan mudah rusak terhidrolisis.2. kondisi celup. a. Temperatur. Telah disebutkan diatas bahwa dengan adanya penaikan temperatur maka reaksi hidrolisa bertambah cepat.b. pH. Dengan pH yang tinggi maka akan terjadi reaksi hidrolisa yang tinggi.c. H2O. reaksi hidrolisa juga akan tinggi jika pemakaian air banyak pula.Untuk mengurangi terjadinya reaksi hidrolisis maka digunakan metode penambahan alkali secara bertahap. Hal ini dimaksudkan agar mendapatkan hasil yang rata dan tua.

2.5. Na2CO3Pada proses celup untuk memperlambat proses penyerapan zat warna sehingga diperoleh warna yang lebih rata, fiksasi zat warna, menetralisir HCl yang terbentuk agar zat warna tidak terhidrolisis. Pada proses pencucian dengan sabun supaya sabun yang dipakai mudah larut. Na2CO3 pada proses celup dimasukkan pada 10 menit sebelum akhir proses karena agar bahan terfiksasi sempurna dan tidak belang. III. Percobaan

3.1. Alat dan Bahanalatbahan

Mesin HT/HPKain T/C

Gelas UkurZat Warna Dispersi

Pipet UkurZat Warna Reaktif

Gelas PialaPendispersi

TimbanganNaCl

Na2CO3

Pembasah

CH3COOH

3.2. Diagram Alir

3.3. Resep Resep zat warna dispersi

Zat warna dispersi: 20 g/L Zat warna reaktif: 20 g/LPendispersi

: 1 cc/LZAM

: 15 g/LUrea

: 20 g/LNaCl

: 20 g/LNa2CO3

: 10 g/LCH3COOH

: 1 cc/LWPU

: 70%Total larutan: 1 Liter (tidak dilakukan perhitungan)3.4. Fungsi Zat3.5. SkemaSkema zat warna reaktif

Skema zat warna dispersi

3.6. Cara Kerja Zat warna reaktif

a. Melarutkan zat warna

Zat warna reaktif panas ditimbang sebanyak 1 g

Lalu dibuat pasta dengan air dingin dan diberi sedikit pembasah.

Kemudian ditambah air panas sampai larut hingga volume larutan menjadi 100 ml larutan ini menjadi larutan pokok celup.

b. Cara Pencelupan

Timbang garam dapur atau garam glauber sesuai dengan resep

Timbang soda abu sesuai dengan resep.

Buat larutan celup, sesuai dengan cara yang ditentukan yaitu:(Cara memasukkan garam dan alkali bertahap):

1. Masukan zat warna reaktif panas dari larutan pokok celup dan pembasah kedalam larutan celup pada suhu 300C, banyaknya tergantung resep.

2. Bahan yang telah dimasak, dicelup dalam larutan selama 10 menit.

3. Garam dapur (NaCl) dimasukan sedikit demi sedikit (dalam 30 menit, NaCl dimasukan tiap-tiap 10 menit), suhu dinaikan hingga 800-900C dan pencelupan diteruskan selama 30 menit.

4. Suhu dikonstankan selama 20 menit, pencelupan masih tetap diteruskan.

5. Masukkan Na2CO3 ke dalam larutan celup dan suhu dikonstankan kembali selama 10 menit.

6. Masukan kembali Na2CO3 ke dalam larutan celup dan suhu dikonstankan kembali selama 10 menit.

7. Setelah 10 menit, suhu diturunkan sampai dengan 600C untuk dilakukan cuci panas yang dilanjutkan dengan cuci bilas. Zat warna dispersi Alat-alat yang akan dipakai dibersihkan, berat bahan dan zat-zat yang akan digunakan ditimbang

Zat warna pendispersi dibuat pasta dengan air dingin dan bila perlu ditambahkan zat pendispersi, kemudian ditambah air hangat sampai terdispersi sempurna.

Kedalam tabung rapid, masukan air yang bersuhu 40 0C sesuai vlot yang ditentukan, asam asetat ditambahkan sampai pH 4-5, zat pendispersi dan larutan zat warna ditambahkan, lalu diaduk sempurna.

Masukan bahan ke dalam tabung rapid yang telah berisi larutan diatas, lalu tabung rapid dimasukan kedalam mesin dan suhu dinaikan sampai 90 0C, kira-kira 15 menit, Lalu suhu dinaikkan hingga 130oC selama 30 menit.

Pencelupan dilakukan pada suhu 130oC selama 45 menit. Dilanjutkan dengan proses cooling hingga suhu turun menjadi 70oC.

Setelah proses tersebut selesai, bahan dicuci, direduksi, dicuci, disabun dan dibilas.

3.7. Data PercobaanPerhitungan resep masing-masing zat warna dispersi dan reaktifResep123

Berat bahan (gram)5,014,964,77

Larutan (ml)100,299,295,4

Zat warna dispersi (ml)5,014,964,77

Zat warna reaktif (ml)5,014,964,77

pendispersi (cc/l)0,10020,09920,954

CH3COOH (cc/L)pH 4

Nacl (g/L)2,0041,9841,908

Na2CO3 (g/L)-0,9921,908

Air (ml)95,29591

3.8. Evaluasi

Data hasil uji ketuaan warna secara visual

Variasi Na2CO301020

nilai523

Table 3.1Keterangan :

Range nilai : 1-5

1-2 : warna hasil celup paling muda

3-4: warna hasil celup sedang

5: warna hasil celup paling tua

Data hasil uji kerataan warna secara visual

Variasi Na2CO301020

nilai253

Table 3.2Keterangan :

Range nilai : 1-5

1-2

: kerataan kurang baik

3-4

: kerataan cukup baik

5

: kerataan baik

IV. Diskusi4.1. Ketuaan dan Kerataan Warna

Berdasarkan grafik diatas, menunjukkan bahwa kain yang memiliki ketuaan warna yang paling baik adalah kain yang tidak menggunakan Na2CO3. Penggunaan Na2CO3 ini dapat memperlambat penyerapan zat warna sementara proses pencelupan tanpa menggunakan Na2CO3 penyerapannya tidak dihambat sehingga penyerapannya baik dan menghasilkan ketuaan warna yang paling baik.Untuk kain yang menggunakan variasi Na2CO3 sebanyak 10 g/L penyerapannya rendah karena penggunaan Na2CO3 sedikit, sedangkan untuk kain yang menggunakan variasi Na2CO3 sebanyak 20 g/L penyerapannya tinggi. Jadi, penggunaan Na2CO3 berbanding lurus terhadap penyerapan zat warna.

Berdasarkan grafik diatas, menunjukkan bahwa kain yang memiliki kerataan warna yang paling baik adalah kain yang menggunakan variasi Na2CO3 sebanyak 20 g/L karena semakin banyak Na2CO3 yang digunakan maka semakin banyak zat warna yang dihambat penyerapannya sehingga penyerapannya tersebar rata.V. KesimpulanJadi,kain yang memiliki ketuaan dan kerataan warna yang baik, ditunjukkan pada bahan yang tidak ditambahkan Na2CO3VI. Daftar PustakaTeknologi Pengelantangan, Pencelupan dan Pencapan, ITT Bandung.Serat-serat Tekstil, ITT Bandung

Data Praktikum pencelupan II STTT.VII. Lampiran-lampiran

Variasi Na2CO3 (g/L)Hasil Celup

0

10

20

C

C

N

NH

N = N

SO3Na

SO3Na

C

N

N

Cl

Cl

CH3

Cll

R

O - Sel

R

D

SO3Na

NH

Cl

OH

R

EMBED Visio.Drawing.6

N = N

O2N

NH2

O

O

NH2

NH2

Cibacet Orange 2R

(C.I. Disperse Orange 3)

Artisil Direct Violet 2RP

(C.I. Dispersi Violet 1)

Padding ZW Dispersi

Drying (100OC) lalu termofikasi

Padding ZW Reaktif

Padding alkali dan garam

30oC

100oC

10

60oC

30

20

20

Zw

Pembasah

NaCl

Na2CO3

Pencucian & pengeringan

Metode Celup 2 larutan

Drying steam / batch

Pad alkali & garam

Drying (100OC) lalu termofiksasi

Pencucian & pengeringan

Drying lalu steaming/batch

menit

70

25

10

50 60oC

130oC

Pendispersi

Asam asetat

Zw dispersi

Padding ZW Dispersi & reaktif

Metode Celup 1 larutan

_1365163746.xls

_1365068242.vsd

n HOOC

COOH + n

HOCH CH OH

OH

OC

COO(CH ) O

n

H + (2n-1) H O

Asam Tereftalat

Etilena Glikol

Poliester