pencelupan kain T/C

Teknologi Pencelupan II 2011

PENCELUPAN KAIN T/C DENGAN ZAT WARNA DISPERSI

&

ZAT WARNA REAKTIF

“FORRON RED E-2GL dan REMAZOL GOLD YELLOW RNL”

MELALUI METODA EXHAUST

I. MAKSUD dan TUJUAN

a. Maksud

Studi tentang pencelupan kain campuran Tetoron-Cotton (T/C) dengan zat warna

dispersi dan zat warna reaktif melalui metode exhaust.

b. Tujuan

Studi tentang pengaruh konsentrasi alkali (Na2CO3) dan NaCl terhadap warna hasil

pencelupan.

II. TEORI PENDEKATAN

Dalam pencelupan kain T/C dengan zat warna dispersi dan zat warna reaktif, bahan

diwarnai dengan zat warna tersebut, sehingga diperoleh hasil celup dengan warna tertentu

yang merata dan mempunyai ketahanan luntur optimal.

Dalam proses ini diperlukan pemilihan zat warna dan zat pembantu tekstil yang sesuai

dengan bahan yang akan dicelup, penentuan skema proses dan resep yang tepat,

perhitungan kebutuhan zat yang tepat, pelaksanaan proses pencelupan yang baik sesuai

skema proses, sehingga proses dan hasil celupnya sesuai dengan target yang diinginkan.

Serat sellulosa

Serat selilosa merupakan serat hidrofil yang strukturnya berupa polimer selubiosa,

dengan derajat polimerisasi (DP) yang bervariasi, contoh DP rayon 500-700, sedangkan DP

kapas sekitar 3000, makin rendah darajat polimerisasi, daya serap airnya makin besar,

contoh moisture regain (MR) rayon 11 - 13 % sedangkan kapas hanya sekitar 7 – 8 %.


Struktur kimia serat selulosa adalah sebagai berikut:

Gugus OH primer pada selulosa merupakan gugus fungsi yang berperan untuk

mengadakan ikatan dengan zat warna. Serat selulosa pada umumnya lebih tahan alkali,

tetapi kurang tahan suasana asam, sehingga pengerjaan proses pencelupanya dilakukan

dalam suasana alkali.

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 poliester 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 akan 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.

Sifat Fisika Poliester

1. Elektrostatik

Serat poliester sangat menimbulkan elektrostatik 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, atau

sesuai dengan bentuk spineret yang digunakan pada saat pembuatanya.

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 daya serap zat warna, mulur,

kekeuatan tarik, stabilitas dimensi, serta sifat-sifat lainya.

6. Pengaruh panas

Serat poliester tahan terhadap panas sampai pada suhu 220 0C, diatas suhu ini

akan memepengaruhi kekuatan, mulur, dan warnanya menjadi kekuningan. Suhu

230-240 C menyebabkan poliester melunak, suhu 2600 C menyebabkan poliester

meleleh.

7. Sifat Elastis

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

Sifat Kimia Poliester

Poliester tahan asam lemah meskipun pada suhu mendidih, dan tahan asam kuat

dingin. Poliester tahan basa lemah tapi kurang tahan basa kuat. Poliester tahan zat

oksidator, alkohol, keton, sabun, dan zat-zat untuk pencucian kering. Poliester larut dalam

metakresol panas, asam trifouro asetat-orto-cloro fenol.

Heat setting

Heat setting merupakan proses yang dilakukan pada serat-serat sintetik yang

bertujuan untuk memperbaiki stabilitas dimensinya. Serat-serat sintetik bersifat termo plastik,

yaitu serat tersebut akan melunak pada suhu mendekati titik lelehnya yaitu suhu transisi

kedua serat tercapai. Pada suhu ini akan terjadi pergerakan rantai melekul serat sehingga

rantai molekul yang semula dalam keadaan tegang menjadi kendur, karena banyak ikatan

hidrogen yang terputus membentuk struktur rantai baru. Besarnya pengenduran dan

perubahan struktur tersebut tergantung dari suhu dan lamanya waktu pemantapan panas,

serta tegangan yang diberikan. Setelah didinginkan, ikatan hidrogen akan terbentuk kembali

sehingga bentuk struktur yang baru ini akan stabil pada proses selanjutnya selama tidak

dilakukan proses pemanasan yang melebihi suhu pemantapan panansnya.

Proses pemantapan panas dapat dilakukan pada benang, kain tenun maupun kain

rajut. Pemantapan panas pada benang dilakukan pada rol-rol panas, kain tenun dan rajut


datar mengunakan mesin stenter, sedangkan kain rajut bundar pada mesin

beugel..Pemantapan Panas dapat dilakukan dengan tiga cara :

1. Pemantapan panas awal (pre-setting), pemantapan pada bahan yang masih

mentah/grey. Tujuan dari pre-setting ini adalah untuk menstabilkan dimensi

bahan tekstil yang terbuat dari serat polyester agar tidak berubah pada proses

selanjutnya.

2. Pemantapan panas antara (intermediate setting) bahan dimantapkan setelah

pemasakan.

3. Pemantpan panas akhir (pos/ final setting) bahan dimantapan setelah proses

pencelupan ataupun pencapan.

Zat warna dispersi

Zat warna ini tidak larut dalam air, warnanya beraneka ragam dan cerah

ketahananya baik, digunakan untuk pencelupan serat-serat tekstil yang hidrofob, seperti

serat sintetik dan asetat.

Menurut struktur kimianya zat warna dispersi merupakan zat warna azo atau

antrakuwinon dengan berat molekul yang kecil dan tidak mengandung gugus pelarut.

Dalam perdagangan zat warna dispersi merupakan senyawa-senyawa aromatik

yang mengandung gugus-gugus hidroksi atau amina yang berfungsi sebaai donor atom

hidrogen untuk mengadakan ikatan dengan gugus-gugus karbonil dalam serat.

Zat warna dispersi di klasifikasikan menjadi 4 golongan berdasarkan ukuran molekul

dan tahanan sublimasi:

1. Tipe A ,ukuran molekulnya kecil ,menyublim sekitar suhu 130oC pada umumnya di

celup dengan cara carrier dan HT/HP (high temperature /high pressure).

2. Tipe B ,ukuran molekulnya sedang , menyublim pada suhu sekitar 150oC pada

umumnya di celup dengan cara HT/HP dan carrier.

3. Tipe C, ukuran molekul besar , menyublim pada suhu sekitar 190oC pada

umumnya dicelup dengan cara HT/HP dan transfer printing.

Tipe D, ukuran molekul besar sekali menyublim pada suhu 230oC di celup

dengan cara termosol.

Contoh struktur zat warna dispersi:


Golongan zat warna dispersi:

Bentuk

molekulKelompok

Sumitomo

BASF

Suhu

sublimasi

Metoda Celup

ThermosolHT/HP

1300C

Carrier

1000CA 1700C

B E 1900C 2000C x V

C SE 2000C 2100C V V

D S 2100C 2200C V x

Zat Warna Reaktif

Zat warna reaktif panas merupakan zat warna yang larut dalam air dan berikatan

dengan serat selulosa melalui ikatan kovalen sehingga tahan luntur warna hasil

pencelupanya baik. Contoh strukturnya adalah jenis Mono Cloro Triazin (MCT), sebagai

berikut:

Beberapa contoh zat warna reaktif panas antara lain Procion H, Drimarene X, Sumifik,

Remazol, Sumifik supra dan Drimarene Cl.

Selama proses pencelupan zat warna reaktif dapat terjadi reaksi hidrolisis sehingga zat

warna menjadi rusak dan tidak dapat berfiksasi dengan serat

D-Cl + H-O-H D-O-H

Reaksi hidrolisis ini sangat dipengaruhi pH, suhu dan konsentrasi air, artinya bila ph,

suhu dan konsentrasi air meningkat maka reaksi hidrolisis juga akan semakin besar.

Namun reaksi hidrolisis ini lebih kecil dari reaksi fiksasi, karena kenukleofilan OH-lebih

lemah dari Sell-O-, akan tetapi dalam proses pencelupan perlu diusahakan agar reksi


hidrolisis yang terjadi dapat sekecil mungkin antara lain dengan cara memodifikasi skema

proses.

Kelemahan lain dari zat warna reaktif, selain mudah rusak terhidrolisis, juga hasil

celupnya kurang tahan terhadap pengerjaan asam, yang akan menyebabkan ketuaan

warnanya akan turun.

Salah satu kelompok zat warna reaktif panas yang lain adalah jenis Sumifik dan

Remazol yang merupakan jenis zat warna reaktif yang bereaksi dengan serat melalui

mekanisme adisi nukleofilik.

Zat warna tersebut dijual dalam bentuk sulfatoetilsulfon yang tidak reaktif dan baru

berubah menjadi vinil sulfon yang reaktif setelah ada penambahan alkali, vinil sulfon bersifat

reversible. Kelebihan zat warna vinil sulfon adalah relatif lebih tahan alkali, tetapi

kelemahanya adalah hasil celupanya mudah rusak oleh pengerjaan dalam suasana alkali,

contoh bila terhadap hasil pencelupan dilakukan proses pencucian dengan sabun dalam

suasana alkali dengan suhu yang terlalu panas, maka ketuaan warnanya akan sedikit turun

lagi.

Pencucian

Untuk menghilangkan zat warna asam yang tidak dapat berikatan dengan serat

nylon maka harus dihilangkan melalui proses pencucian agar ketahanan luntur zat wananya

baik.

III. PERCOBAAN / PRAKTIKUM

1. Alat dan Bahan

Persiapan Pencelupan

Pembuatan Larutan Pencelupan

Pencelupan

Pencucian

Pengeringan


ALAT BAHAN

1buah piala gelas ukrn. 500 ml Kain T/C

1buah pengaduk kaca Air secukupnya (sesuai dengan

perhitungan)

1 buah gelas ukur 100 ml

Zat warna dispersi

(Forron Red E-2GL) dan zat warna

reaktif (Remazol Gold Yellow RNL)

1 set kasa + kaki tiga + Bunsen Zat pembantu pencelupan

1buah termometer

1 buah pipet volume

1 buah timbangan digital

2. Diagram Alir Proses Pencelupan

3. Skema Proses

-. Zw.Reaktif

Evaluasi:

1. Kombinasi warna


-. Alkali -. Sabun

-. Na2CO3

-. Zw. Dispersi NaCl

-. Pendispersi

-. Asam 600C

-. Carrier

10’ 40’ 40’ 10’ 40’ 10’

4. Resep yang digunakan

Resep Celup

Nama Zat SatuanKonsentrasi

Resep I Resep II

1. Zat Warna dispersi % 1 1

2. Zat pendispersi cc/l 1 1

3. Asam asetat 30 % cc/l 1 1

4. Carrier cc/l 1 1

5. Zat warna reaktif % 1 1

6. Na2CO3 g/l 10 15

7. NaCl g/l 30 40

Waktu 40 Menit

Vlot 1: 30

Resep Cuci

Nama Zat SatuanKonsentrasi

Resep I Resep II

1. Sabun Netral cc/l 1 1

2. Na2CO3 g/l 1 1

Suhu 900C

Waktu 10 Menit

Vlot 1:30

5. Fungsi zat yang digunakan

1000C

900C


1. Zat warna dispersi Memberikan warna pada serat poliester secara merata

dan permanen

2. Zat warna reaktif Memberikan warna pada serat selulosa secara merata

dan permanen

3. Zat pendispersi Mendispersikan zat warna dispersi menjadi molekul-

molekul kecil sehingga dapat tersebar secara merata

dalam larutan celup.

4. Asam asetat Mengatur pH larutan

5. NaCl Mendorong penyerapan zat warna reaktif oleh serat

6. Na2CO3 Pada pencelupan akan membantu proses fiksasi zat

warna reaktif dengan selullose, sedangkan pada

pencucian akan membantu kelarutan sabun dan

mengurangi tingkat kesadah larutan.

7. Carrier Menggelembungkan serat poliester dan membawa

molekul-molekul zat warna dispersi untuk masuk

kedalam serat.

8. Sabun netral Berfungsi untuk menghilangkan sisa-sisa zat warna

yang menempel dipermukaan dan tidak berfiksasi

dengan serat, agar tahan luntur zat warna menjadi

baik.

6. Prosedur kerja

a. Pencelupan

1. Mempersiapkan alat dan bahan T/C yang akan dicelup, memastikan agar

bahan tersebut dalam keadaan bersih.

2. Menentukan resep dan sekema proses terbaik yang akan digunakan dalam

pencelupan.

3. Menghitung kebutuhan zat.

4. Menimbang zat yang telah dihitung kebutuhanya.

5. Menimbang bahan.

6. Membuat larutan induk, yaitu dengan memastakan 0,5 gram zat warna

dispersi dalam 10 ml air dan mengencerkanya menjadi 50 ml air

7. Bahan yang akan dicelup di heat setting terlebih dahulu.

8. Masukan zat-zat yang telah dihitung kebutuhanya kedalam piala gelas yang

telah berisi air, diaduk-aduk terus sampai homogen sempurna. Kemudian


masukan bahan T/C yang telah di heat setting kedalam larutan celup, diaduk

kembali selama 10 menit

9. Setelah 10 menit naikan suhu perlahan lahan sampai 40 menit hingga

mencapai suhu 1000C, dan stabilkan selama 40 menit

10. Turunkan suhu larutan hingga mencapai suhu 600C, kemudian masukan zat

warna reaktif panas yang telah dibuat larutan induknya dan masukan juga

alkali

11. Stabilkan dalam suhu 600C selama 10 menit, kemudian masukan NaCl.

12. Stabilkan terus suhunya selama 40 menit. Dan turunkan suhunya kemudian

bahan dipersiapkan untuk dilakukan pencucian.

b. Pencucian

1. Mempersiapkan alat dan zat yang telah dihitung kebutuhanya

2. Menimbang zat tersebut sesuai kebutuhan

3. Masukan zat-zat yang telah ditimbang tersebut kedalam piala gelas yang

telah berisi air.

4. Aduk-aduk terus sampai homogen

5. Masukan bahan yang telah dicelup tersebut.

6. Aduk-aduk dan naikan suhu hingga mencapai 900C.

7. Stabilkan suhu selama 10 menit.

8. Turunkan suhu dan bilas dengan air dingin.

9. Keringkan bahan yang telah dicuci dan lakukan evaluasi.

7. Perhitungan resep

- Resep Pencelupan

Resep I

Berat bahan : 7,00 gram

Volume air : 7,00 x 30 = 210 cc

Zat warna dispersi 1% : 1100

x7,00=0,07 gram

Dipipet sebanyak : 0.071x 100=7,00cc

Zat pendispersi : 11000

x210=0 ,21cc

Asam asetat 30 % :11000

x210=0,21cc

Carrier :11000

x210=0,21cc


Zat warna reaktif 1 % : 1100

x7,00=0,07 gram

Na2CO3 :101000

x210=2,1gram

NaCl : 301000

x210=6,3 gram

Resep II


Volume air : 7,23 x 30 = 216,9 cc

Zat warna dispersi 1% : 1100

x7,23=0,0723 gram

Dipipet sebanyak : 0.07231

x 100=7,23cc

Zat pendispersi : 11000

x216,9=0 ,22cc

Asam asetat 30 % :11000

x216,9=0,22cc

Carrier :11000

x216,9=0,22cc

Zat warna reaktif 1 % : 1100

x7,23=0,0723 gram

Na2CO3 :151000

x216,9=3,25 gram

NaCl : 401000

x216,9=8,6 gram

-. Resep Pencucian

Resep I


Volume air : 7,00 x 30 = 210 cc

Sabun netral : 11000

x210=0,21cc

Natrium Karbonat : 11000

x210=0,21 gram

Resep II



Volume air : 7,23 x 30 = 216,9 cc

Sabun netral : 11000

x216,9=0,22cc

Natrium Karbonat : 11000

x216,9=0,22 gram

8. Kain hasil praktikum

Kain dengan resep I Kain dengan resep II

Data pengamatan

IV. DISKUSI

Pada pencelupan bahan yang terdiri dari serat campuran antara serat poliester

dan serat selullosa, bahan diwarnai dengan dua macam zat warna yang mampu untuk

berfiksasi dengan kedua jenis serat tersebut, sehingga pada praktikum ini kami

menggunakan zat warna dispersi jenis “Forron Red E-2GL” untuk mewarnai serat poliester

dan zat warna reaktif jenis “Remazol Gold Yellow RNL” untuk mewarnai serat selullosa,

karena dalam komposisinya perbandingan antara serat poliester dan serat selullosa dalam

bahan adalah 65 % : 35 %, maka warna yang akan dominan pada hasil akhir pencelupan

adalah warna yang ditimbulkan oleh zat warna dispersi yang berwarna merah.

KainKombinasi

Warna

1. Resep I Cukup baik

2. Resep II Sangat baik


Penambahan konsentrasi NaCl dan alkali (Na2CO3) dalam larutan celup akan

membantu dalam mendorong penyerapan dan fiksasi zat warna reaktif sehingga mampu

untuk mewarnai serat selullosa yang terdapat didalam bahan secara merata dan permanen.

Pada kain dengan resep II dimana konsentrasi NaCl yang ditambahkan kedalalam larutan

celup sebanyak 40 g/l dan Na2CO3 sebanyak 15 g/l maka konsentrasi zat warna reaktif yang

dapat terserap dan berfiksasi dengan serat sellulosa akan semakin banyak, karena saat

NaCl dimasukan kedalam larutan, NaCl tersebut akan mengion menjadi Na+ dan Cl-, ion Na+

akan mendekati serat selullosa yang bermuatan negatif sehingga muatan negatifnya menjadi

berkurang dan bahkan sedikit bermuatan positif sehingga mampu untuk menyerap zat warna

reaktif yang bermuatan negatif, setelah zat warna terserap masuk kedalam serat maka

dengan adanya Na2CO3 zat warna tersebut akan berfiksasi / berikatan dengan serat.

Sehingga warna hasil celup pada kain dengan menggunakan resep II warnanya

cenderung menjadi orange, karena warna merah yang ditimbulkan oleh zat warna dispersi

yang sebelumnya telah berfiksasi dengan serat poliester menjadi berkurang ketuaannya

akibat adanya zat warna reaktif yang berwarna kuning dalam serat selullosa.

Akan tetapi pada kain T/C yang dicelup dengan menggunakan resep I, dimana

konsentrasi NaCl yang ditambahkan hanya sebesar 30 g/l dan Na2CO3 yang ditambahkan

hanya sebesar 10 g/l, menyebabkan molekul-molekul zat warna reaktif yang dapat terserap

dan mengadakan ikatan dengan serat selullosa menjadi lebih sedikit, sehingga warna merah

yang ditimbulkan oleh zat warna dispersi yang mewarnai serat poliester tetap dominan,

artinya warna merahnya masih tetap tua.

Proses penambahan alkali untuk pencelupan zat warna reaktif dapat dilakukan

bersamaan dengan penambahan zat warna reaktif karena zat warna reaktif yang digunakan

adalah zat warna reaktif jenis vinil sulfon yang tahan terhadap alkali.

V. KESIMPULAN

Untuk mendapatkan kombinasi warna yang baik, yang dihasilkan oleh

pewarnaan zat warna dispersi pada serat poliester dan zat warna reaktif pada serat selullosa

pada bahan T/C maka sebaiknya menggunakan resep II. Tetapi jika menghendaki agar

warna yang dihasilkan oleh zat warna dispersi yang mewarnai serat poliester lebih dominan

dibandingkan dengan warna yang dihasilkan oleh zat warna reaktif yang mewarnai serat

selullosa, maka menggunakan resep I.


DAFTAR PUSTAKA

1. Karyana Dede, 2005. Bahan Ajar Praktek Pencelupan I: sekolah Tinggi Teknologi

tekstil Bandung.

2. www.wikipedia.com/poliester

3. www.wikipedia.com/cotton .

http://www.wikipedia.com/cotton

http://www.wikipedia.com/poliester

Documents

pencelupan kain T/C