LAPORAN PRAKTIKUM TEKNOLOGI PENCELUPAN 3 PENCELUPAN KAIN T/C DENGAN ZAT WARNA DISPERSI-REAKTIF METODE KONTINYU (PAD-THERMOSOL-BATCHING) NAMA : MIRANDA TRI META PRATIWI (11020043) MONA MAULATUL FITRIAH (11020045) MUHAMMAD FAISAL SAPUTRA (11020046) ZULFIKAR ARI PERKASA (11020055) KELOMPOK : 1 GRUP : 3K3 DOSEN : R.WIWIEK, S.ST ANNA SUPENA PRIATNA
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
LAPORAN PRAKTIKUM TEKNOLOGI PENCELUPAN 3
PENCELUPAN KAIN T/C DENGAN ZAT WARNA DISPERSI-REAKTIF METODE KONTINYU
(PAD-THERMOSOL-BATCHING)
NAMA : MIRANDA TRI META PRATIWI (11020043)
MONA MAULATUL FITRIAH (11020045)
MUHAMMAD FAISAL SAPUTRA (11020046)
ZULFIKAR ARI PERKASA (11020055)
KELOMPOK : 1
GRUP : 3K3
DOSEN : R.WIWIEK, S.ST
ANNA SUPENA
PRIATNA
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TEKSTIL
BANDUNG
2014
PENCELUPAN POLIESTER KAPAS DENGAN ZAT WARNA DISPERSI-REAKTIF METODA
KONTINYU 1 BATH 2 STAGE
I. MAKSUD DAN TUJUAN
I.1 Maksud :
Memberikan warna pada bahan poliester-kapas secara menyeluruh dengan
menggunakan zat warna dispersi-reaktif menggunakan metoda kontinyu 1 bath 2
stage.
I.2 Tujuan :
Untuk mengetahui beberapa pengaruh variasi resep terhadap hasil pencelupan
II. TEORI DASAR
Serat Kapas
Serat kapas dihasilkan dari rambut biji tanaman yang termasuk dalam jenis
Gessypium. Serat kapas tersusun dari selulosa, pektin, zat-zat yang mengandung
protein, lilin, dan abu.
Struktur Kimia Selulosa
selulosa
Karakteristik Serat Kapas :
Morfologi
Penampang membujurnya seperti pita yang terpuntir sedangkan penampang
melintangnya berbentuk seperti ginjal.
Sifat Kimia
Tahan kondisi penyimpanan, pengolahan, dan pemakaian normal
rusak oleh beberapa indikator dan penghidrolisa
rusak oleh asam kuat pekat dan encer
O
O
O
O
H H
H
H
OH
H
H
OH
OH
H
CH2OH
CH2OH
H
n-1H
terpengaruhnya sedikit oleh alkali
mudah diserang jamur dan bakteri dalam keadaan lembab dan hangat
Sifat Fisika
Warna serat umumnya dari putih sampai krem
Mulur antara 4 - 13% dengan rata-rata 7%
Berat jenisnya 1,50 - 1,56 %
Indeks bias sejajar dengan sumbu serat 1,58 dan tegak lurus 1,53
Serat Poliester
Susunan rantai molekul polyester terbentuk secara kondensasi menghasilkan
polietena tereftalat yang merupakan satu ester dari komponen dasar asam dan
alkohol, yaitu asam tereftalat dan etilena glikol. Ini merupakan pengembangan
pembuatan poliester yang pada mulanya terbuat dari dimetil teraftalat sebagai
asamnya dan etilena glikol sebagai alkoholnya dan dikenal dengan nama Terylene.
Reaksi poliester adalah sebagai berikut :
Dimetil asam tereftalat etilena glikol Terylene
Pada tahun terakhir dikembangkan teknik baru dengan memproduksi asam
teraftalat, sehingga cenderung lebih banyak dipergunakan dibanding metil teraftalat
sebagai bahan baku pembuat polyester, yang dikenal dengan nama Dacron. Adapun
reaksinya pembuatannya adalah sebagai berikut :
Asam tereftalat etilena glikol Dacron air
Penggunaan asam tereftalat sebagai bahan baku poliester menyebabkan
beberapa perbedaan sifat poliester, diantaranya titik leleh poliester yang dihasilkan
n CH3OOC + n HO(CH2)2OH CH3O [ OC COO(CH2)2O ]n H + (2n –1 ) CH3OHCOOCH3
COOHn HOOC + n HO(CH2)2OH HO [ OC COO(CH2)2O ]n H + (2n –1 ) H2O
lebih tinggi dan hampir larut dalam glikol. Pembuatan poliester dari asam tereftalat
lebih menguntungkan dibandingkan poliester dari metil tereftalat.
Proses polimerisasi asam tereftalat dan etilena glikol dilakukan dalam kondisi
suhu tinggi dan ruang hampa.
Sifat-sifat polyester :
1. Kekuatan tarik dan mulur
Kekuatan tarik sekitar 4,5-7,5 gram/denier, sedangkan mulurnya berkisar
antara 25% sampai 75%.
2. Elastisitas
Poliester mempunyai elastisitas yang baik sehingga dalam keadaaan normal kain
poliester tahan terhadap kekusutan. Apabila benang poliester ditarik dan kemudian
dilepaskan, pemulihan terjadi dalam satu menit adalah sebagai berikut :
Penarikan 2%……pemulihan 97%
Penarikan 4%……pemulihan 90%
3. Moisture Regain
Pada kondisi standar yaitu RH 65 2% dan suhu 20C 1% moisture regain serat
poliester hanya 0,4% sedangkan pada RH 100% moisture regain mencapai 0,6-0,8%
4. Berat Jenis
Berat jenis poliester adalah 1,38 g/cm3
5. Titik leleh
Serat poliester meleleh pada suhu 250C
6. Sifat Kimia
Serat poliester tahan terhadap oksidator, alkohol, keton, dan sabun, tapi larut
dalam meta-kresol panas, asam trifluoroasetat-orto-khlorofenol.
Kain Campuran Poliester Kapas
Pada saat ini perkembangan industri tekstil sudah semakin maju, hal ini
dapat dilihat dengan adanya produksi kain yang bukan dari satu jenis serat akan
tetapi merupakan kain campuran dari serta yang berbeda.
Produksi kain dari dua jenis serat yang berbeda ini dapat merupakan
campuran serat alam dengan serat buatan dan serta buatan sesuai dengan
kebutuhanya.
Tujuan pencampuran dari serat poliester dan kapas ini mempunyai
tujuan untuk mendapatakan jenis serat yang mempunyai sifat yang lebih baik
bila dibandingkan dengan kain yang terbuat dari salah satu jenis saja. Karena
setiap kainm mempunyai kelebihan dan kelemahan masing-masing. Sebelum
dilakukan proses pencampurannya, maka perlu diadakan suatu evaluasi yang
lebih lanjut. Hal ini dilakukan mengingat adanya perbedaan sifat antara kedua
bjenis serat tersebut. Bahan yang dibuat dari serat poliester merupakan bahan
yang memiliki sifat yang baik seperti pada kekuatan tinggi, daya tahan yang
baik, sifat cuci pakai yang baik dan lipatan yang tahan lama.
Bahan yang telah dibuat dari campuran serat poliester dan serat kapas
akan mempunyai sifat yang lebih baik, yaitu :
Rasa yang lebih nyaman dalam pemakaian
Menurunkan beban statik sampai jumlah terkecil dan dalam hal ini serat
selulosa menghilangkan banyak hal yang merupakan kekurangan serat
poliester.
Kekuatan tarik dari bahan campuran ini akan menjadi lebih baik. Hal ini
dikarenakan serat poliester mempunyai kekuatan yang tinggi sehingga akan
menambah kekuatan dari serta kapas, penambahan kekuatan tarik serta kapas
dapat tejadi jika pada bahan campuran terkandung serat poliesternya paling
sedikit 60%.
Daya tahan abrasi merupakan salah satu faktor terpenting yang
menentukan keawetan bahan. Bahan yang dibuat dari 100% serat polister
mempunyai daya tahan abrasi yang sangat baik sekali. Kandungan serat kapas
antara 30 - 40% dalam bahan campuran poliester kapas memiliki daya tahan
abrasi yang cukup baik.
Sifat crease recovery bahan campuran serat poliester dengan serat kapas
dapat baik jika kandungan serat kapas dalam bahan campuran tersebut tidak
lebih dari 30% - 40%.
Dapat menambah sifat elektrostatik dari poliester.
Sifat Tekstil Serat Poliester Dan Serat Kapas
Zat warna Dispersi
Zat warna dispersi adalah zat warna organik yang terbuat secara sintetik.
Kelarutannnya dalam air kecil sekali dan larutan yang terjadi merupakan dispersi
atau partikel-partikel yang hanya melayang dalam air.
Zat warna dispersi mula-mula digunakan untuk mewarnai serat selulosa. Kemudian
dikembangkan lagi, sehingga dapat digunakan untuk mewarnai serat buatan lainnya
yang lebih hidrofob dari serat selulosa asetat, seperti serat poliester, poliamida, dan
poliakrilat.
Zat warna dispersi merupakan zat warna yang terdispersi dalam air dengan bantuan
zat pendispersi. Adapun sifat-sifat umum zat warna dispersi adalah sebagai berikut :
1. Sifat-sifat umum zat warna dispersi merupakan faktor penting dan
berhubungan erat penggunaannya dalam proses pencelupan. Sifat-sifat
umum zat warna dispersi menurut J.L Edward adalah sebagai berikut :
2. Mempunyai berat molekul yang relatif kecil
3. Kelarutannya dalam medium air kecil, tetapi kelarutannya dalam serat relatif
besar
4. Umumnya tidak mengion (non ionik) di dalam air
5. Apabila digerus dengan halus dan didespersikan dengan zat pendispersi dapat
dihasilkan dispersi yang stabil dalam larutan pencelupan dengan ukuran
Sifat - sifat Poliester Kapas
• Mekanik A B - A• Penyerapan ZW C B - A• Penyerapan air C A• Kenampakan A B• Gosokan kering B B• Gosokan basah B C - B• Tahan kusut A C• Tahan lipatan tetap A C• Kerutan B C - B• Tahan elektrostatik C A• Tahan pilling C A• Kelembutan B A• Ketahanan api pada gelembung C A
partikel 0,5 - 2,0 mikron
6. Mempunyai titik leleh sekitar 1500C
7. Mempunyai tingkat kejenihan 30 - 200 mg zat warna/gram serat.
Penggolongan Zat Warna Dispersi
Berdasarkan ketahanan sublimasinya, zat warna dispersi dikelompokkan
menjadi 4 golongan yaitu :
Golongan A
Zat warna dispesi golongan ini mempunyai berat molekul kecil sehingga sifat
pencelupannya baik karena mudah terdispersi dan mudah masuk ke dalam serat,
sedangkan ketahanan sublimasinya rendah yaitu tersublim penuh dengan suhu
100C. pada umumnya zat warna dispersi golongan ini digunakan untuk mencelup
serat rayon asetat dan poliamida, tetapi juga digunakan untuk mencelup poliester
pada suhu 100C tanpa penambahan zat pengemban.
Golongan B
Zat warna dispersi golongan ini memiliki sifat pencelupan yang baik dengan
ketahanan sublimasi cukup, yaitu tersublim penuh suhu 190C. sangan baik untuk
pencelupan poliester, baik pencelupan poliester, baik dengan cara
carrier/pengemban pada suhu didih (100C) maupun cara pencelupan suhu tinggi
(130C).
Golongan C
Zat warna dispersi golongan ini mempunyai sifat pencelupan cukup dengan
ketahanan sublimasi tinggi, yaitu tersublim penuh pada suhu 200C. bisa digunakan
untuk mencelup cara carrier, suhu tinggi ataupun cara thermosol dengan hasil yang
baik
Golongan D
Zat warna dispersi golongan ini mempunyai berat molekul paling besar diantara
keempat golongan lainnnya sehingga mempunyai sifat pencelupan paling jelek
karena sukar terdispersi dalam larutan dan sukar masuk kedalam serat. Akan tetapi
memiliki ketahanan sublimasi paling tinggi yaitu tersublim penuh pada suhu 220C.
zat warna ini tidak digunakan untuk pencelupan dengan zat pengemban, namun baik
sangat baik untuk cara pencelupan suhu tinggi dan cara thermosol.
Untuk membedakan sifat pencelupan zat warna dispersi terhadap serat
poliester, maka zat warna dispersi digolongkan berdasarkan ukuran berat
molekulnya. Besar kecilnya berat molekul zat warna dispersi sangat erat
hubungannya dengan ketahanan sublimasi zat warna. Semakin besar barat
molekul yang dimiliki zat warna dispersi, maka ketahanan sublimasinya semakin
besar, begitu pula sebaliknya.
Hubungan antara sifat kerataan hasil pencelupan serat poliester dengan
zat warna dispersi terhadap ketahanan sublimasi zat warna dispersi dapat
dilihat pada gambar berikut ini.
Berdasarkan sturuktur kimianya, zat warna dispersi terbagi menjadi 3
golongan yaitu:
1. Golongan Azo (-N=N-)
2. Golongan antrakuinon ditandai dengan adanya gugus karboksil,
3. Golongan Difenil amin:
Ikatan Antara Zat Warna Dispersi Dengan Serat Poliester
Jenis ikatan yang terjadi antara gugus fungsional zat warna dengan serat
poliester ada 2 macam, yaitu :
Ikatan hidrogen
Ikatan hidrogen merupakan gaya dipol yang melibatkan atom hidrogen
dengan atom lain yang bersifat elektro negatif. Kebanyakan zat warna dispersi
tidak mengadakan ikatan hidrogen dengan serta poliester karena zat warna
dispersi dan serta poliester bersifat non polar. Hanya sebagian zat warna
dispersi yang mengadakan ikatan hidrogen dengan serta poliester yaitu zat
warna dispersi yang mempunyai donor proton seperti -OH atau NH2.
Tinggi
Rendah
Jelek baik
Sifat Kerataan Hasil Celupan
Ikatan hidrifobik
Zat warna dispersi dan serta merupakan senyawa hidrofob dan bersifat
non polar. Ikatan yang terjadi pada senyawa hidrofob dan bersifat non polar ini
disebut ikatan hidrofobik. Gaya yang berperan dalam terbentuknya ikatan
hidrofobik antara serat poliester dengan zat warna dispersi adalah gaya dispersi
London yang termasuk ke dalam gaya Van der Waals (gaya fisika).
Mekanisme Pencelupan
Mekanisme pencelupan zat warna dispersi adalah solid solution dimana suatu
zat padat akan larut dalam zat padat lain. Dalam hal ini, zat warna merupakan zat
padat yang larut dalam serat.
Mekanisme lain menjelaskan demikian : zat warna dispersi berpindah dari
keadaan agregat dalam larutan celup masuk kedalam serat sebagai bentuk
molekuler. Pigmen zat warna dispersi larut dalam jumlah yang kecil sekali, tetapi
bagian zat warna yang terlarut tersebut sangat mudah terserap oleh bahan.
Sedangkan bagian yang tidak larut merupakan timbunan zat warna yang sewaktu-
waktu akan larut mempertahankan kesetimbangan. Bagian zat warna dalam bentuk
agregat, pada suatu saat akan terpecah menjadi terdispersi monomolekuler. Zat
warna dispersi dalam bentuk ini akan masuk ke dalam serat melalui pori-pori serat.
Pencelupan dimulai dengan adsorpsi zat warna pada permukaan serat,
selanjutnya terjadi difusi zat warna dar permukaan ke dalam serat. Zat warna akan
menempati bagian amorf dan terorientasi dari serat poliester. Pada saat pencelupan
berlangsung, kedua bagian tersebut masih bergerak sehingga zat warna dapat masuk
di antara celah-celah rantai molekul dengan adanya ikatan antara zat warna dengan
serat. Ikatan yang terjadi antara serat dengan zat warna mungkin merupakan ikatan
fisika, tetapi dapat pula merupakan ikatan hidrogen yang terbentuk dari gugusan
amina primer pada zat warna dengan gugusan asetil pada molekul serat.
ikatan hidrogen
zat warna dispersi gugus ester
N=NO2N N – H I
H
O=C – O – C I
CH3
Demikian pula gaya-gaya Diseprsi London (Van der Waals) yang dapat terjadi
dalam pencelupan tersebut, seperti diilustrasikan dalam gambar di bawah ini :
+ +
I II
A B
TolakanTarikan
TarikanTolakan
ikatan Van Der Waals
Dalam gambar di atas dimisalkan atom A adalah atom zat warna, sedangkan
atom B adalah serat poliester. Pada saat atom A mulai berdekatan dengan atom B,
maka salah satu atom cenderung untuk mendekati atom tetangganya. Smapai pada
jarak tertentu maka pada kedua atom akan terjadi antaraksi, dimana awan elektron I
pada atom A akan tertarik pada inti atom B, awan elektron II pada atom B akan
tertarik pada inti atom A, awan elektron I dan awan elektron II saling tolak, dan inti
atom A akan menolak inti atom B. Antaraksi tersebut akan menghasilkan energi
tarik-menarik. Interaksi 2 kutub juga mungkin mengambil peranan penting dalam
mekanisme pencelupannya.
Ikatan dua kutub
Zat warna yang bersifat planar akan lebih mudah terserap daripada zat warna
yang bukan planar. Hal ini menunjukkan pertentangan terhadap teori solid solution.
Mekanisme ini dipengaruhi oleh beberapa faktor :
• Tekanan uap dari zat warna dispersi, relatif terhadap temperatur.
• KualiZtas zat warna dispersi dalam hal luas permukaan dari partikel per unit berat,
sifat kristal atau bentuknya dan kandungan ke tak murnian.
• Konsentrasi zat warna dispersi yang dipakai dan mudahnya penguapan pada waktu
dan temperatur yang terbatas.
=N–N= +N= =N+ – H
I
H
-O=+C – O – C
I
CH3
O-
O-
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 akinon.
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 :
Disamping terjadi reaksi antara zat warna dengan serat yang membentuk ikatan
pseude ester dan eter, molekul air juga dapat mengadakan reaksi hidrolisa dengan
C
CN
NH
N = N
SO3Na
SO3Na
C
N
N
Cl
Cl
molekul zat warna, dengan memberikan komponen zat warna yang tidak reaktif lagi.
Reaksi hidrolisa tersebut akan bertambah cepat dengan penaikan temperatur.
Untuk mengurangi terjadinya reaksi hidrolisis maka digunakan metode penambahan
alkali secara bertahap. Hal ini dimaksudkan agar mendapatkan hasil yang rata dan
tua.
Reaksi fiksasi yang terjadi :
Reaksi hidrolisa yang terjadi :
Pencelupan Kain dari bahan serat campuran
Adanya pencelupan serat campuran tentunya ada hal yang ingin dicapai dimana
tidak dapat didapat pada pencelupan serat tunggal . Misalkan pada pencelupan serat
campuran dimaksudkan untuk mendapatkan hasil pencelupan yang baik dengan
harga yang murah apabila dilihat dari segi ekonomi.
Pada pencelupan serat campuran ada beberapa bentuk campuran yang
digunakan.Bentuk campuran pertama yaitu : campuran bicomponen,campuran ini
terdiri dari serat dalam serat (filamen). Bentuk campuran yang kedua adalah
campuran yarn blends, campuran ini terdiri dari campuran benang yang berbeda
serat. Bentuk-bentuk campuran tersebut dimaksudkan agar pencelupan yang
dilakukan dapat memperoleh hasil pencelupan yang diinginkan dan efek warna yang
diharapkan.
R
SO3Na
NHCl
ZWR
SO3Na
NHO - Sel
ZW HClHO - Sel
R
SO3Na
NHCl
ZWR
NHZW HClH – O – H
OH
Rusak
Dikarenakan adanya campuran –campuran serat yang bervariatif sesuai
bentuknya maka pencelupan serat campuran akan dapat menghasilkan efek warna
yang berfariasi .
Misalkan; efek warna :
Solid/union, yaitu semua komponen serat dicelup dengan warna sama.
Resis/reserve, yaitu minimum satu serat dalam campuran tidak diselup.
Cross, yaitu masing-masing serat dalam campuran dicelup dengan warna
berbeda
Tone in tone, yaitu masing-masing serat dalam campuran dicelup dengan warna
yang sama tetapi berbeda ketuaannya.
Cross staining, yaitu satu atau lebih komponen serat terwarnai oleh larutan celup
serat yang lain.
III. ALAT DAN BAHAN
Bahan-bahan Alat-alat
- Zat warna dispersi sedang / tinggi - Mesin Termosol, Padder, Steam
- Zat warna reaktif panas - Gelas Piala, Pengaduk
- Kain poliester/Kapas - Timbangan
- Pendispersi - Pipet Volume, Gelas Ukur
- Garam dapur - Bak Pad
- Zat Anti Migrasi - Bunsen, kaki tiga dan kasa
- Soda abu - Pengering.
- Urea
- Teepol
IV. RESEP DAN KEBUTUHAN ZAT
Jumlah Larutan : 400 ml
WPU : 65%
Suhu Thermofiksasi : 190oC
Waktu thermofiksasi : 1menit
Variasi
Waktu batching
Kain 1 Kain 2 Kain 3 Kain 4
5 jam 6 jam 7 jam 8 jam
Padding zat warna dispersi
ZAT RESEP KEBUTUHAN
Zat Warna Dispersi 20 g/l 8 gr
Asam asetat 30 % 2 ml/l 0,8 ml
Pendispersi anionik 2 ml/l 0,8 ml
Air 398,4 ml
Padding Zat Warna Reaktif
ZAT RESEP KEBUTUHAN
Zat Warna Reaktif 20 g/l 8 gr
Pembasah 1 ml/l 0,4 ml
Urea 50 g/l 20 gr
Zat Anti Migrasi 1 ml/l 0,4 ml
Air 399,2 ml
Padding Alkali
ZAT RESEP KEBUTUHAN
Na2CO3 10 g/l 4 gr
NaCl 20 g/l 8 gr
Air 400 ml
V. FUNGSI ZAT
Zat warna dispersi : mewarnai serat poliester pada bahan
Zat pendispersi : mendispersikan zat warna dispersi dalam larutan
Asam asetat : memberikan suasana asam pada larutan pencelupan
Zat warna reaktif : mewarnai serat kapas pada bahan
Zat anti migrasi : agar zat warna dispersi dan zat warna reaktif tidak mudah
bermigrasi pada suhu tinggi pada saat thermofiksasi
Natrium karbonat : untuk fiksasi zat warna reaktif dan sebagai pengatur pH alkali
pada larutan cuci sabun
Natrium klorida : menjenuhkan larutan pad alkali agar tidak terjadi blobor
Teepol : membantu proses pembasahan kain dan untuk
menghilangkan zat warnayang tidak terfiksasi pada larutan
cuci sabun
VI. DIAGRAM ALIR
VII. SKEMA PROSES
Padding zat warna dispersi wpu 65%
Pre drying 100oC 1’
Cooling 2’
Thermofiksasi 190oC 1’
Padding zat warna reaktif wpu 65% Pre drying 100oC 1’