PENCELUPAN SERAT T/C

DENGAN ZAT WARNA DISPERSI – DIREK

I. MAKSUD DAN TUJUAN.

I.1. Maksud : Mencelup kain poliester - kapas dengan zat warna dispersi – direk.

I.2. Tujuan : Mengetahui resep optimal dan perbandingan variasi pada metode

pencelupan serat poliester – kapas dengan zat warna dispersi – direk.

II. TEORI DASAR.

II.1. Serat poliester.

Serat 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.

Poliester merupakan serat sintetik yang bersifat hidrofob karena terjadi ikatan

hidrogen antara gugus – OH dan gugus – COOH dalam molekul tersebut. Oleh karena itu

serat polierter sulit didekati air atau zat warna.Serat ini dibuat dari asam tereftalat dan

etilena glikol.

Untuk dapat mendekatkan air terhadap serat yang hidrofob,maka kekuatan ikatan

hidrogen dalam serat perlu dikurangi.Kenaikan suhu dapat memperbesar fibrasi

molekul,akibatnya ikatan hidrogen dalam serat akan lemah dan air dapat mendekati

serat.Disamping sifat hidrofob,faktor lain yang menyulitkan pencelupan ialah kerapatan

serat poliester yang tinggi sekali sehingga sulit untuk dimasuki oleh molekul zat

warna.Derajat kerapatan ini alan berkurang dengan adanya kenaikan suhu karena fibrasinya

bertambah dan akibatnya ruang antar molekul makin besar pula.Molekul zat warna akan

masuk dalam ruang antar molekul .

II.1.1. Sifat poliester

II.1.1.1 Sifat fisika

1. Elektrostatik

Serat poliester sangat menimbulkan elektrstatik selama proses.Selain itu kain

poliester bila bersentuhan dengan kulit akan menyebabkan timbulnya listrik statis.Oleh

karena itu perlu ditambahkan sifat anti statik pada serat poliester

2.Berat jenis

Serat poliester memiliki berat jenis 1,38 g/cm3.

3.Morfologi

Serat poliester berbentuk silinder dengan penampang melintang bulat.

4.Kandungan air

Serat sintetik pada umumnya memiliki kandungan air yang rendah yaitu antara 0-3

% .Serat poliester sendiri memiliki kandungan air 0,4 %

5.Derajat kristalinitas

Derajat kristalinitas adalah faktor penting untuk serat poliester,karena derajat

kristalinitas serat sangat berpengaruh pada serap zat warna ,mulur, kekeuatan tarik,stabilitas

dimensi, serta sifat-sifat lainya.

6.Pengaruh panas

Serat poliester tahanh terhadap panas sampaipada suhu 220 C, diatas suhu ini

akanmwemepengaruhi kekuatan, mulur, dan warnanya menjadi kekuningan. Suhu 230-240

C menyebabkan poliester melunak, suhu 260 C menyebabkan poliester meleleh.

7.Sifat Elastis

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

II.1.2. Sifat Kimia

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 metakresol

panas, asam trifouro asetat-orto-cloro fonol.

II.2.Serat kapas

Serat kapas merupakan serat alam dengan komposisi sebagai berikut:

1. Selulosa

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. Selulosa terdapat pada dinding

primer dan dinding sekunder.

2. Pektin

Pektin adalah karbohidrat dengan berat molekul tinggi dan mempunyai struktur molekul

seperti selulosa. Terutama terdiri dari susunan linier asam d-galakturonat dalam garam-

garam kalsium dan besi yang tidak larut. Selulosa pecah menjadi glukosa, tetapi pektin

terurai menjadi galaktosa, pentosa, asam poligalakturonat, dan metil alkohol.

3. Zat-zat yang mengandung protein

Diperkirakan bahwa zat-zat ini merupakan sisa-sisa protoplasma yang tertinggal di

dalam lumen setelah selnya mati ketika buah membuka.

4. Lilin

Lilin merupakan lapisan pelindung yang tahan air pada serat-serat kapas mentah. Lilin

seluruhnya meleleh pada dinding primer.

5. Abu

Abu timbul kemungkinan karena adanya bagian-bagian daun, kulit buah, dan kotoran-

kotoran yang menempel pada serat. Abu tersebut mengandung magnesium, kalsium, atau

kalium karbonat, fosfat, atau klorida, dan garam-garam karbonat yang merupakan bagian

terbesar.

Serat kapas mempunyai karakter-karakter sebagai berikut :

1. Dalam hal morfologi serat

a. Penampang membujur

Bentuk membujur serat kapas adalah pipih seperti pita terpilin. Terdiri dari bagian-

bagian :

Dasar

Berbentuk kerucut yang selama masa pertumbuhan serat , tertanam di antara sel-sel

epidermis.

Badan

Merupakan bagian utama serat kapas yang mempunyai diameter sama, berdinding tebal,

dan mempunyai lumen.

Ujung

Ujung serat merupakan bagian yang lurus dan mengecil, dengan sedikit konvolusi dan juga

memiliki lumen.

b. Penampang melintang

Kutikula

Kutikula merupakan lapisan terluar yang mengandung lilin, pektin, dan protein, yang tahan

air, dan melindungi bagian dalam serat.

Dinding primer

Merupakan dinding sela yang asli yang mengandung selulosa, pektin, protein, dan zat yang

mengandung lilin. Selulosa ini berbentuk benang-benang yang sangat halus ataau fibril yang

susunannya membentuk spiral dengan sudut 65-70o mengelilingi sumbu serat.

Lapisan antara

Merupakan lapisan pertama dari dinding sekunder dan strukturnya sedikit berbeda dengan

dinding primer maupun sekunder.

Dinding sekunder

Merupakan lapisan-lapisan selulosa yaitu fibril-fibril yang membentuk spiral dengan sudut

20-30o mengelilingi sumbu serat.

Lumen

Merupakan ruang kosong di dalam serat yang bentuk dan ukurannya berbeda untuk tiap

serat. Lumen berisi zat-zat pada sisa protoplasma yang sudah kering dengan komposisi

terbesarnya adalah nitrogen.

2. Dalam hal dimensi serat

a. Panjang

Perbandingan panjang dan diameter serat kapas pada umumnya bervariasi dari 1000:1

sampai 5000:1

b. Diameter

Diameter asli serat kapas yang masih hidup relatif konstan. Tetapi tebal dinding sel

sangat bervariasi dan hal ini menimbulkan variasi yang besar dalam hal ukuran dan bentuk

karakteristik irisan melintang.

3. Dalam hal kedewasaan serat

Kedewasaan serat dapat dilihat dari tebal tipisnya dinding sel. Semakin dewasa serat,

dinding selnya semakin tebal. Serat dianggap dewasa bila tebal dinding lebih besar dari

pada lumennya.

II.2.1. Sifat fisika

a. Warna

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

cuaca yang lama, debu, dan kotoran dapat menyebabkan warna keabu-abuan. Sedangkan

jamur dapt mengakibatkan warna puih kebiru-biruan yang tidak hilang dalam pemutihan.

b. Kekuatan

Kekuatan serat per bundelnya adalah 70.000 sampai 96.700 pon per inci persegi. Dalam

keadaan basah, kekuatannya akan bertambah.

c. Mulur

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

d. Keliatan ( toughness )

Keliatan adalah ukuran yang menunjukkan kemampuan suatu benda untuk menerima

kerja.

e. Kekakuan ( stiffness )

Kekakuan adalah daya tahan terhadap perubahan bentuk atau perbandingan kekuatan

saat putus dengan mulur saat putus.

f. Moiture Regain

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

g. Berat jenis

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

h. Indeks bias

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

adalah 1,53.

II.2.2. Sifat kimia

Sifat-sifat kimia serat kapas merupakan sifat-sifat kimia selulosa, yaitu :

a. Tahan kondisi penyimpanan, pengolahan, dan pemakaian normal.

b. Rusak oleh oksidator dan penghirolisa.

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

d. Sedikit terpengaruh oleh alkali, kecuali larutan alkali kuat yang menyebabkan

penggelembungan serat.

e. Larut dalam kuproamonium hidroksida dan kuprietilen diamin.

f. Mudah terserang jamur dan bakteri dalam keadaan lembab dan hangat.

II.3. Zat warna Direk

Zat warna direk adalah zat warna yang dapat mencelup serat secara langsung dengan

tidak memerlukan suatu senyawa mordan. Zat warna direk termasuk zat warna yang

langsung memberikan warna terhadap serat, zat warna yang selalu memerlukan elektrolit,

zat warna yang memiliki gugus azo sebagai kromofornya, serta zat warna yang memiliki

substantivitas tinggi.

Zat warna direk termasuk zat warna yang larut dalam air, yang terikat dengan serat

dengan ikatan Van Der Waals (ikatan yang paling lemah), sehingga mudah luntur dan untuk

mengatasinya perlu diperkuat dengan pengerjaan iring.

Zat warna direk memiliki 3 golongan, yaitu :

Golongan self leveling : golongan zat warna ini dapat mudah rata dengan

sendirinya dan memiliki kemampuan migrasi yang tinggi.

Golongan salt controllable : golongan zat warna ini sensitive terhadap

elektrolit dan kemampuan migrasinya ditentukan oleh elektorlit yang ditambahkan pada

proses pencelupan.

Golongan temperature controllable :golongan zat warna ini sensitive terhadap

panas/suhu dan kemampuan migrasinya ditentukan oleh suhu yang dipergunakan pada saat

proses pencelupan.

Faktor-faktor yang berpengaruh pada pencelupan dengan zat warna direk adalah

sebagai berikut :

Elektrolit

Penambahan elektolit ke larutan celup zat warna direk untuk memperbesar jumlah

zat warna yng terserap oleh serat, meskipun beraneka zat warna akan memiliki kepekaan

yang berbeda. Elektrolit yang ditambahkan berfungsi untuk megurangi atau menghilangkan

muatan negatif sehingga pada jarak yang cukup dekat molekul-molekul zat warna akan

tertarik karena gaya Van Der Waals.

Suhu

Pada umumnya peristiwa pencelupan adalah eksotermis, maka dalam keadaan

setimbang penyerapan zat warna pada suhu tinggi akan lebih sedikit apabila dibandingkan

penyerapan pada suhu rendah. Akan tetapi pada umumnya dalam pencelupan perlu

pemanasan untuk mempercepat reaksi. Peristiwa tersebut akan menyebabkan perubahan

ketuaan warna bila pencelupan dilakukan pada suhu mendidih.

Perbandingan Larutan

Perbandingan larutan adalah perbandingan antara besarnya larutan terhadap berat

bahan tekstil yang diproses, kenaikan konsentrasi zat warna dalam larutan akan menambah

besarnya penyerapan.

Pengaruh pH

Zat warna biasa digunakan dalam larutan netral. Penambahan alkali mempunyai

pengaruh menghambat penyerapan. Soda abu biasanya ditambahkan untuk mengurangi

kesadahan dalam air yang dipakai untuk memperbaiki kelarutan zat warna.

II.4.Zat Warna Dispersi

Zat warna dispersi adalah zat warna yang dibuat secara sinteteik. Kelarutannya dalam

air kecil sekali dan larutan yang terjadi merupakan larutan dispersi artinya partikel-partikel

zat warna hanya melayang dalam air. Zat warna dirpersi merupakan senyawa aromatik yang

mengandung gugus-gugus hidroksi atau amina yang berfungsi sebagai donor atom hidrogen

untuk mengadakan ikatan dengan gugus karbonil dalam serat

Zat warna ini dipakai untuk mewarnai serat-serat tekstil sintetik yang bersifat

termoplastik atau hidrofob. Absorbsi dalam serat “solid solution” yaitu zat padat larut dalam

zat padat. Dalam hal ini zat warna merupakan zat terlarut dan serat merupakan zat pelarut.

Kejenuhannya dalam serat berkisar antara 30-200 mg per gram serat.

II.4.1. Klasifikasi Zat Warna Dispersi

Zat warna dispersi diklasifikasikan menjadi empat berdasarkan molekul dan ketahanan

sublimasi :

1. Tipe A

Ukuran molekulnya kecil, menyublimasi sekitar suhu 130 C, pada umumnya dicelup

pada metode carier dan HT/HP.

2. Tipe B

Ukuran molekul sedang, menyublim pada suhu 100 C, pada umumnya dicelup dengan

metode carier dan HT/HP.

3. Tipe C

Ukuran molekulnya besar, menyublim pada suhu 190 C, dicelup dengan metode tranfer

printing dan HT/HP.

4. Tipe D

Ukuran molekulnya sangat besar sekali, menyublim pada suhu 230 C, dicelup dengan

cara termosol.

III. ALAT DAN BAHAN

III.1. Alat-alat:

a. Mesin HT

b. Piala gelas

c. Pipet Volume

d. Gelas ukur

III.2. Bahan

a. Kain campuran poliester – kapas

b. Zat warna dispersi

c. Zat warna direk

d. Zat pendispersi

e. Nacl

IV. RESEP DAN FUNGSI ZAT

IV.1. Resep Pencelupan

Resep 1 2 3 4

Zw dispersi (%) 5.92 4.48 5.31 5.38

Zw direk (%) 5.92 4.48 5.31 5.38

Nacl (g/l) 0.35 0.58 0.95 1.2

Zat Pendispersi (g/l) 0.17 0.14 0.15 0.16

WA 0.17 0.14 - -

IV.2. Resep Penyabunan

Na2CO3 (g/l) 2

Teepol (ml/l) 2

Suhu (oC) 60

Waktu (menit) 15

vlot 1:30

IV.4.Fungsi Zat

☼ Zat warna direk

Memberikan warna pada bahan sutera dan wool yang dicelup.

☼ Zat warna dispersi

Memberi warna pada polyester secara merata dan permanen

☼ Zat Pendispersi

Mendispersikan zat warna sehingga tersebar merata dalam larutan celup dan

mempercepat pembasahan dengan cara menurunkan tegangan permukaan.

☼ Teepol

Sabun berfungsi untuk menghilangkansisa zat warna yang menenpel pada permukaan

kain.

☼ Natrrium Karbonat

Membantu kelarutan detergen.

V. CARA KERJA

1. Masukkan Amonium Sulfat dan Zat Pendispersi kedalam bejana celup.

2. Masukkan Zat warna Dispersi dan zat warna Direk kedalam bejana celup. Lalu

ditambahkan Asam Asetat sehingga pH mencapai 6-

3. Masukkan bahan,kerjakan dalam temperatur 130 C selama 1 jam.

4. Setelah selesai lakukan proses RC lalu proses Iring.

VI. DIAGRAM ALIR PROSES

Persiapan alat dan bahan pelarutan zat warna pencelupan Iring Cuci

Bilas.

CONTOH SAMPEL

Resep 1 Resep 2 Resep 3 Rerep 4

VII. DISKUSI

1. Hasil pencelupan menggunakan sistem one bath one stage ini memiliki kekurangan

yaitu dapat terjadi staining pada hasil pencelupan dimana warna kain yang dihasilkan

tidak akan seperti yang diharapkan, hal tersebut dikarenakan fiksasi dari masing-masing

zat warna dilakukan bersama-sama sehingga zat warna dispers akan sedikit menodai

pada bahan kapas ketika proses fiksasi ini. Salah satu solusi untuk mencegah terjadinya

staining ini dapat dilakukan proses RC setelah pencelupan.

2. Pengaruh proses RC menyebabkan zat warna yang tidak terfiksasi dapat hilang,

sehingga tidak terjadi stanning pada serat kapas. Apabila tidak dilakukan proses RC

maka kemungkinan zat warna Dispersi akan menodai serat kapas (selulosa) dan dapat

menyebabkan warna kontras yang diharapkan tidak muncul. Dengan adanya proses RC

ini maka diharapkan zat warna yang menodai serat kapas dapat tereduksi sehingga

menghasilkan warna yang kontras.

3. Setelah proses pencelupan zat warna direk pada kapas selesai, maka dilanjutkan proses

iring, dengan tujuan untuk memperbaiki tahan luntur zat warna direk yang sudah

terfiksasi pada serat kapas.

VIII. KESIMPULAN

1. Suhu tinggi baik digunakan untuk pencelupan serat poliester dengan zat warna dispersi

dengan suhu optimal adalah 130 C. Sedangkan suhu optimal untuk zat warna direk pada

pencelupan kapas berkisar 70-90 C.

2. Proses RC berpengaruh untuk menghilangkan zat warna dispersi yang tidak terfiksasi

dan menodai serat kapas. dengan proses RC ini akan mencul efek kontras yang

diharapkan.

IX. DAFTAR PUSTAKA

1. Djufri Rasyid dkk, Teknologi Pengelantangan Pencelupan dan Pencapan,

Institut Teknologi Tekstil Bandung 1976.

2. Soepriyono dkk, Serat-serat Tekstil, Institut Teknologi Tekstil Bandung, 1974.