II.1 PENCELUPAN KONTINYU Proses pencelupan sistem
thermosol merupakan proses pencelupan kontinyu, yakni proses dimana fiksasi zat
warna didalam serat dilakukan dengan menggunakan panas. Berhubung proses ini
proses kontinyu, maka bahan tekstil yang mau diproses harus mempunyai jumlah
yang besar untuk satu item warna, sehingga akan ekonomis dalam biaya prosesnya.
Pada dasarnya proses pencelupan methoda thermosol ini terdiri dari 4 tahapan,
yaitu :
1. Tahap padding
larutan zat warna
2. Tahap pengeringan
3. Tahap fiksasi zat warna dalam serat dengan
panas
4. Tahap proses
pencucian
II.2 SEJARAH ZAT WARNA DISPERSI
Zat warna
dispersi pertama-tama dibuat pada tahun 1923 oleh Baddlley dan Shephardson dari
British dyestuffs sebagai zat warna Dispersol dan Ellls dari British Celanese
menemukan zat warna S.R.A. (Sulpho ricinoleic Acid).
Zat warna ini mula-mula ditemukan untuk mencelup
serat selulosa asetat. Serat selulosa asetat tidak dapat dicelup langsung
dengan zat warna direk, atau asam karena seratnya hidrofob. Serat asetat baru
dapat dicelup dengan zat warna direk setelah seratnya dihidrolisa kembali
menjadi selulosa dengan soda kostik, tetapi hasilnya tidak memuaskan.
Dari
penyelidikan ternyata bahwa selulosa asetat mampu menyerap zat organik yang
tidak larut dalam air, dengan membuatnya dalam bentuk suspensi. Maka Green dan
Saunders (tahun 1922 ) memperkenalkan zat warna Ionamine KA, sebagai senyawa
azo dari metil-w-sulfonat. Di dalam air senyawa ini terhidrolisa dan
membebaskan senyawa azo (senyawa 47) yang terserap oleh serat asetat dan
melepaskan bisulfitformaldehida. Kedudukan Ionamine segera tergeser oleh zat
warna Dispersol dan S.R.A, karena zat warna dispersi ini lebih mudah mencelup
serat dan warnanya lebih tahan luntur.
Zat warna
Dispersol yang pertama-tama adalah suatu senyawa antrakinon dan S.R.A. adalah
pigmen yang didispersikan. Kedua zat warna tersebut mencelup serat dengan
bantuan zat pendispersi. Zat warna S.R.A diberi nama dari zat pendispersi yang
dipakai, yaitu asam sulforisinolat (sulforicinollcacid) yang kemudian diganti
dengan zat warna pendispersi buatan yang lebih baik. Penemuan zat warna
dispersi ini menjadi sangat penting dengan ditemukannya serat sintetik yang
sifatnya lebih hidrofob dari pada serat selulosa asetat, seperti serat poliamida,
poliester dan poliakrilat. Terutama untuk serat poliester, yang kebanyakan
hanya dapat dicelup dengan zat warna dispersi.
Zat warna
dispersi adalah zat warna non ion yang terdiri dari inti kromofor azo dan
antrakinon, sedangkan untuk beberapa warna kuning yang penting mengandung gugus
difenilamina. Meskipun azobenzena, antrakinon dan difenilamina dalam bentuk
dispersi dapat mencelup ke dalam serat hidrofob, dalam perdagangan kebanyakan
zat warna dispersi mengandung gugus aromatik dan alifatik yang mengikat gugusan
fungsional (-OH, - NH2, NHR, dan sebagainya) dan bertindak sebagai gugus
pemberi (donor) hidrogen.
Gugusan
fungsional tersebut merupakan pengikat dipole (dwi kutub) dan juga membentuk
ikatan hidrogen dengan gugusan karbonil (>C=O) atau gugus asetil dari serat
yang dicelup (senyawa 48 dan 49 ).
Gugusan
aromatik -OH dan alifatik -NH2 dan gugusan fungsional yang sejenis, menyebabkan
zat warna dispersi sedikit larut di dalam air. Disamping itu zat warna dispersi
sebaiknya molekulnya kecil supaya mudah terdispersi. Karena molekulnya cukup
kecil, zat warna dispersi mudah menyublim pada suhu tinggi. Maka untuk mencelup
serat poliester harus dipilih zat warna dispersi yang tahan suhu tnggi (sampai
220 Derajat Celcius).
II.3 PROSES PENCELUPAN SERAT POLYESTER DENGAN ZAT
WARNA DISPERSI
Proses pencelupan poliester dengan zat warna
dispersi dapat dilakukan dengan beberapa cara (methoda), yakni :
1. Methoda zat pengemban (carrier)
2. Methoda suhu
tinggi (HT/HP)
3. Methoda thermo fiksasi (thermosol)
1.
Methoda Zat Pengemban (Carrier)
Proses pencelupan dengan methoda zat pengemban
adalah pencelupan yang menggunakan zat pengemban sebagai mediator yang akan
membantu penyerapan zat warna kedalam serat. Poliester mempunyai gugusan yang
memungkinkan terjadi pengikatan seperti gugusan ester, hidroksil dan karboksil,
tetapi karena molekulnya sangat kompak mengakibatkan difusi zat warna kedalam
serat menjadi lambat. Untuk mempercepat penyerapan perlu dilakukan hal-hal
berikut: Gunakan zat warna yang sangat kecil
molekulnya.-
Gunakan zat-zat pengemban untuk mempertinggi-
permeabilitas serat. Gunakan temperatur
yang tinggi. Pada kesempatan ini methoda zat- pengemban yang dilakukan
dengan menggunakan zat-zat yang akan membantu difusi zat warna kedalam serat lebih
cepat. Zat pengemban atau Carrier adalah merupakan senyawa-senyawa fenol,
amina, asam, hidrokarbon aromatik, ester dan eter
Dalam perdagangan zat pengemban (carrier)
sudah dicampur dengan zat pendispersi atau emulgator. Pada dasarnya fungsi
carrier adalah :
1. Mempertinggi kelarutan zat warna Zat warna
dispersi didalam larutan akan terdispersi dan dijaga sejenuh mungkin, sehingga
konsentrsi zat warna dalam larutan lebih besar dibandingkan dengan konsentrasi
didalam serat. Dengan demikian akan terjadi difusi zat warna kedalam serat,
karena terjadinya difusi diakibatkan adanya perbedaan konsentrasi zat warna
dari konsentrasi yang tinggi ke konsentrasi yang rendah didalam.
2. Memperbesar penggelembungan serat
Zat pengemban bersifat hirdofyl dan mempunyai
afinitas terhadap serat serta akan memperbesar penggelembungan serat. Zat
pengemban akan berdifusi lebih cepat dibandingkan zat warna dan akan membentuk
ikatan Van der Waals dengan serat sama sekali tidak mengadakan ikatan dengan
zat warna, hanya membuka peluang untuk zat warna berdifusi kedalam serat.
3.Membuat serat jadi plastis
Zat pengemban akan menempel pada permukaan
serat sebagai pelumas dan akan berpenetrasi kedalam serat. Serat akan menjadi
plastis dan dengan adanya penetrasi zat pengemban rantai molekul serat akan
mengalami pemutusan, ikatan-ikatan molekul serat akan bergeser dan rusak.
Dengan demikian adanya lubang-lubang yang terbuka pada serat akan memudahkan
zat warna berdifusi.
Zat pengemban (Carrier) yang dapat
digunakan pada proses pencelupan harus mempunyai syarat- syarat tertentu yakni
:
Murah, efisien, mudah dihilangkan kembali,
tidak beracun, tidak mempengaruhi warna dan ketahanan zat warna dan mudah
dilarutkan atau didispersikan dalam air.
Beberapa jenis zat pengemban
(carrier) yang dapat digunakan pada proses pencelupan antara lain : Carrier
jenis aromatic hydrocarbons Nama dagang jenis carrier ini antara lain : Delatin
NAN liquid dan Delatin EN liquid produk SANDOZ Pemakaiannya 6-18 % Deltin NAN
pada suhu 95 oC Mesin yang digunakan adalah winch machine, haspel, jet flow
Carrier jenis Chlorobenzol Nama dagang jenis carrier ini antara lain : Delatin
TCR liquid (SANDOZ) atau Levegal (BAYER) Pemakaiannya 2-10 % pada suhu 95 oC
Mesin yang digunakan harus yang tertutup Carrier jenis Pheenylphenol Nama
dagang jenis carrier ini antara lain : Tumescol OP (ICI), Levagal ON (BAYER)
Carrier jenis Carboxylic acid ester Nama dagang jenis carrier ini antara lain :
Levegal PT BAYER Carrier jenis aromatic eter Penggunaan carrier dalam pencelupan
jumlahnya tergantung dari bahan yang diproses, karena penggunaan carrier
diperhitungkan terhdap berat bahan, namun untuk celup warna muda jumlah carrier
dapat dikurangi sampai 50 %.
Resep yang digunakan
X % Samaron Blue FBL-E
2.0 – 10 % Levegal DTE
0.5 – 2.0 g/l Avolan IS
0.5 – 1.0 g/l Levegal HTC
0.5 – 1.0 cc/l Acetic acid (pH 4-5)
0.5 – 1.0 g/ l
Ladiquest (bila perlu)
1.0 – 3.0 g/l Imacol J (bila perlu)
Liquor ratio (vlot) 1:10
Temperature 98oC
Waktu fiksasi 60
menit
Fungsi zat-zat
yang digunakan Samaron Blue FBL-E = zat warna
Levegal DTE = zat pengemban (carrier)
Avolan IS =
Dispersing agent
Levagal HTC = Levelling agent
Acetic acid = Asam
Ladiquest =
Squestering agent
Imacol J =
Anti kris Untuk menghasilkan tahan cuci (wet fastness) yang baik terutama untuk
warna-warna tua dilakukan proses akhir (after treatment), yakni dengan proses
reduction clearing.
R/
1.0 – 2.0 g/l
Hydrosulphite
2.0 – 5.0 ml/l Caustic soda 38oBe
0.5 ml/l Imerol XN liquid
Kerjakan selama 20 menit pada suhu 70-80 oC
kemudian bilas dengan air dingin dan netralisir Kerugian dari pencelupan
methoda Tendensi ketidak rataan cukup
besar terutama-ini
adalah : Perbedaan bath to bath-dari
segi bentuk noda-noda yang terjadi. Zat
pengemban-
Waktu relatif lebih lama -sangat memungkinkan
(carrier) relatif sulit untuk dihilangkan dan menyebabkan penurunan
pada Kadang-kadang menyebabkan efek
pegangan-tahan
sinarnya kurang baik
2.
Methoda Temperatur Tinggi (HT/HP) Poliester pada suhu
tinggi akan menggelembung sehingga akan memudahkan zat warna berdifusi
kedalamnya. Proses pencelupan methoda temperatur tinggi dilakukan pada suhu
diatas 100 oC, suhu tersebut dapat dicapai apabila ada tekanan lebih dari 1
atmosfir, oleh karena itu proses dengan methoda ini dilakukan pada peralatan
mesin yang tertutup. Pada prinsipnya antara temperatur dan tekanan berbanding
lurus, artinya suhu naik maka tekananpun akan naik seiring dengan kenaikan
temperatur. Temperatur pencelupan dilakukan pada 130 – 135 oC dengan tekanan
antara 3 – 3,5 Zat warna akan-Bar
(atm). Keuntungan dari proses methoda ini adalah : mudah terdispersi pada suhu tinggi, sehingga
konsentrasi zat warna dalam larutan celup akan lebih tinggi yang
menyebabkan Gerakan thermal-terjadinya
migrasi dari larutan kedalam serat.
polimer poliester pada suhu tinggi lebih aktif sehingga pori-pori serat
lebih banyak peluang untuk membuka yang akan
Dari kondisi ini pencelupan lebih-memudahkan zat warna
berdifusi. Semua type atau golongan zat
warna dapat-cepat. Warna yang dihasilkan bisa tua dibanding
methoda-digunakan. Wash fastness lebih baik. Kekurangan dari
proses pencelupan-lain. methoda ini
Hasil proses bath to bath cenderung- Ongkos produksi tinggi -adalah
:
Waktu proses relatif lama Resep yang digunakan-beda
X % Foron yellow 4GSL Y
% Foron red GL Z
% Foron blue GL
0,5-2,0 g/l Avolan IS
0,5-1,0 g/l Leophen RM- 70
0 ,5-1,0 g/l Ladiquest
0,5-3,0 g/l Imacol J
1,0 cc/l Acetic acid (PH 4-5)
0,5-2,0 g/l Sodium asetat
1:10 Liquor ratio (vlot)
Dikerjakan pada temperature : 130 oC Waktu
pengerjaan : 45-60 menit
Fungsi obat-obatan
Foron = zat warna dispersi (Sandoz)
Avolan IS = Dispersing agent
Leophen RM-70 = Levelling agent
Acetic acid = Asam Sod.
Asetat = Buffer (penyangga)
Ladiquest = Squestering agent
Imacol J = Anti krismark
Untuk pencelupan warna tua dilakukan
proses reduction clearing, proses, obat-obatan dan cara- caranya sama seperti
pencelupan methoda zat pengemban. Dengan perkembangan teknologi para ahli
mencari methoda dan pengembangan zat warna untuk menghasilkan yang lebih baik.
Rapid dyeing adalah salah satunya hasil dari perkembangan tadi.
Proses pencelupan sistem rapid lebih efektif
dan produktivitas lebih tinggi. Zat warna yang digunakan adalah hasil
modifikasi dari zat warna yang sifatnya konvensional. Zat warna yang satu ini
mempunyai sifat-sifat yang lebih baik dibandingkan dengan yang sifatnya
konvensional. Contoh zat warna rapid dyeing antara lain Foron RD (Sandoz) dan
resolin K (Bayer).
Kelebihan zat warna rapid dyeing ini Sifat- Penanganannya lebih
sederhana dan lebih mudah -adalah :
-
Mempunyai afinitas yang
- Fastnessnya tinggi.
-thermomigrasinya rendah
Pembentukan warnanya seragam dalam
- Terdispersi dengan stabil
-baik semua
Reproducibility
- Waktu celupnya pendek
- Kerataannya baik
-kombinas Dapat dikerjakan
disemua methoda Disamping zat warna dispersi-baik rapid dyeing,
ada zat warna dispersi yang bersifat lebih
khusus lagi terutama digunakan untuk warna-warna muda. Contoh nama dagang zat
warna seperti ini antara lain : Foron ED product Sandoz (clariant) Dianix ACE
product Dystar (Hoechst)
3.
Methoda Pad Thermofiksasi (Thermosol) Proses pencelupan
sistem thermosol merupakan proses pencelupan kontinyu, yakni proses dimana
fiksasi zat warna didalam serat dilakukan dengan menggunakan panas. Berhubung
proses ini proses kontinyu, maka bahan tekstil yang mau diproses harus
mempunyai jumlah yang besar untuk satu item warna, sehingga akan ekonomis dalam
biaya prosesnya.
Pada dasarnya proses pencelupan methoda
thermosol ini terdiri dari 5 tahapan, yaitu:
1) Tahap padding larutan zat warna
2) Tahap pengeringan
3) Tahap fiksasi zat warna dalam sera
4) Tahap proses pemanasan
5) Tahap proses pencucian
1) Tahap Padding Tahap padding adalah tahapan
dimana zat warna dan zat-zat pembantu dapat berpenetrasi kedalam bahan dengan
bantuan rol padder. Bahan tekstil yang akan diproses bisa dalam kondisi kering
maupun basah. Pada umumnya bahan tekstil yang mau diproses padding kondisinya
kering. Ada beberapa hal yang harus diperhatikan pada Bahan tekstil harus-proses padding ini, yakni
1. Kondisi bahan mengalami proses
heat Temperatur padding pada-setting
dengan tingkat kelembaban yang sama
Usahakan kondisi bahan jangan sampai terjadi-suhu kamar Kondisi bahan pada waktu padding-krismak
atau terjadi lipatan usahakan rileks -jangan
terlalu banyak tention
2. Peralatan Padding dan lainnya Didalam proses pencelupan sistem kontinyu
untuk kain tenun pada prakteknya menggunakan sistem padding two-dip two-nip
sebagai proses penetrasi zat warna pada bahan, selain itu dapat digunakan
sistem padding one-dip two-dip. Bentuk rol mangle harus dibuat sedemikian rupa
agar dapat memberi tekanan terhadap bahan disemua sisi sama besarnya. Besar tekanan
ditengah rol dan disisi kanan kirinya harus sama Rol karet yang dibuat harus mempunyai-besar. kelenturan yang dapat menambah tekanan sesuai
dengan pick up yang diinginkan dan harus seragam Penentuan besarnya pick up-baik
di kedua sisi maupun ditengahnya. harus
disesuaikan dengan besarnya diameter roll karet dan kekuatan hardnessnya dari
karet tersebut, disamping itu ada ketergantungan dari jenis kain dan
konstruksinya. Pada umumnya pick up yang disarankan adalah : Untuk poliester
dan poliester/cotton Pembuatan rol-adalah
= 50 – 65 % Untuk poliester/rayon = 55 – 70 %
karet harus dirancang sedemikian rupa agar pada waktu terjadi
pengepresan menghasilkan pressure yang sama dikedua sisi dan tengah. Untuk itu
pembuatan rol karet itu biasanya berbentuk kendang yang diameter sisi dan
tengah berbeda.
2) Pengeringan Pada tahap pengeringan
sifatnya hanya mengeringkan bahan agar tidak terjadi migrasi, yang selanjutnya
akan terjadi fiksasi ditahap berikutnya. Proses pengeringan ini temperatur yang
digunakan hanya 110 – 130 oC agar zat warna yang nempel pada bahan sesuai
dengan waktu padding. Pada proses pengeringan ada beberapa hal yang perlu
diperhatikan, yakni : Mesin pengering Hot-flue dryer atau kombinasi antara
infrared pre dryer dan hot flue dryer adalah mesin pengering yang digunakan
pada proses pencelupan kontinyu. Hot flue dryer pada umumnya menggunakan uap
kering yang dihembuskan kedalamnya secara merata, sedangkan infrared pre dryer
adalah api yang dihasilkan dari elpiji yang akan memanggang bahan hasil
padding. Migrasi Kejadian migrasi zat warna dapat diklasifikasikan Yang pertama terjadinya pergerakan partikel
zat-sebagai
berikut : warna ke zat lain di dalam
serat pada waktu Yang kedua terjadinya
pergerakan molekul zat-pengeringan warna
didalam serat pada waktu termosoling proses
3) Proses Fiksasi Proses fiksasi
dalam pencelupan metoda kontinyu yaitu pada waktu proses thermosol. Proses
thermosol dilakukan dengan temperatur tinggi pada mesin khusus yang dibuat
sedemikian rupa, sehingga pada proses itu akan terjadi fiksasi zat warna dengan
serat, maka proses ini pada umumnya dinamakan proses thermo-fiksasi. Pada
proses ini diharapkan dengan pemanasan zat warna dispersi akan tetap tinggal
(fix) didalam serat poliester, dan proses ini umumnya dilakukan pada proses
pencelupan metoda kontinyu.
Mesin yang digunakan Mesin yang digunakan
untuk proses ini ada dua tipe, yaitu : Tipe hot flue dan Tipe kontak langsung
Persamaannya adalah pendistribusian temperatur, kecepatan udara dan volume
udara, karena hal itu sangat penting, sebab proses thermosoling adalah sangat
pendek waktunya dikedua mesin itu. Roller type heat setter Sifat-sifat dari
mesin ini adalah : Proses dapat menggunakan kecepatan yang tinggi, karena
kapasitas bahan bisa besar. Bisa untuk proses kain tebal, karena perpindahan
panasnya bagus. Mesin ini dapat digunakan untuk bahan stret baik kearah lusi
maupun kearah pakan, karena sistem pemanasannya dari arah pinggir ke pinggir.
Cylinder type setter Sifat-sifat dari mesin ini adalah : Kecepatannya bisa
lebih cepat, karena memungkinkan sebab pemindahan panasnya bagus Karena sistem
panasnya kontak langsung, maka bahan yang dihasilkan akan lebih kilau, tetapi
bahan akan relatif kaku Masalah yang paling mendasar adalah dilebar. Pin tenter
type thermosol dyeing machine (hot- flue system) Sifat-sifat dari mesin ini
adalah : Tingkat kerataannya cukup baik dan pendistribusian tempertur lebih
seragam kesemua tempat, karena udara panas yang dihembuskannya kearah vertikal
dan merata kedalam bahan. Tidak ada mengkeret kearah lusi maupun pakan dan
tidak mengkilap, karena tidak terjadi kontak langsung dengan rol pemanas
seperti cylinder dryer waktu pemanasan. Kapasitas mesin relatif kecil dengan
lebar yang terbatas, karena pinggir kain tergantung pada pins (klip/jarum) 4)
Proses pemanasan Setelah mengalami padding dan drying bahan dilanjutkan dengan
proses pemanasan (thermosoling) pada suhu antara 200-220 oC guna mengembangkan
zat warna dispersi didalam serat poliester. Masalah yang paling dominan pada
proses pemanasan sistem ini adalah pengembangan zat warna dispersi didalam
serat poliester tidak teratur diakibatkan karena pendistribusian temperatur
yang bervariasi, kecepatan udara dan kurangnya efek reproducibilitas penambahan
warna zat warna dispersi oleh oksidasi udara. Masalah ini berakibat terjadinya
efek fastness yang kurang baik, bahkan apabila proses bahan campuran akan
terjadi staining pada poliester itu oleh zat warna dari serat campurannya.
5) Proses pencucian Proses pencucian
adalah proses akhir dari pencelupan methoda kontinyu. Tujuan proses akhir ini
adalah untuk menghilangkan zat warna yang tidak terfiksasi dan zat-zat lain
yang tidak diperlukan. Pada proses pencucian ini digunakan air dingin dan panas
dan zat-zat pencuci reduksi pada bak-bak yang terpisah. Air yang digunakan
pakai over flow, sehingga pada proses ini memerlukan air yang lebih banyak.
BAB. III PENUTUP A. KESIMPULAN
Proses pencelupan sistem thermosol
merupakan proses pencelupan kontinyu, yakni proses dimana fiksasi zat warna
didalam serat dilakukan dengan menggunakan panas. Berhubung proses ini proses
kontinyu, maka bahan tekstil yang mau diproses harus mempunyai jumlah yang
besar untuk satu item warna, sehingga akan ekonomis dalam biaya prosesnya. Pada
dasarnya proses pencelupan methoda thermosol ini terdiri dari 5 tahapan, yaitu
:
1. Tahap padding larutan zat warna
2. Tahap pengeringan
3. Tahap fiksasi zat warna dalam
serat
4. Tahap proses pemanasan
5. Tahap proses pencucian
B. SARAN Dalam memakai suatu
pencelupan untuk penelitian, sebaiknya diketahui terlebih dahulu sifat yang
dimiliki oleh teknik pencelupan, zat warna yang dipakai dan serat yang sesuai
dengan teknik pencelupan tersebut. Untuk melakukan Pencelupan Serat Polyester
dengan Teknik Kontinyu dengan Zat Warna Dispersi, ikutilah prosedur yang ada
dengan tujuan untuk mengantisipasi adanya kesalahan-kesalahan dalam pelaksanaan
praktikum. Tapi jangan pernah berputus asa jika menghadapi kegagalan, karna
kegagalan akan memberikan kita pengalaman, dan pengalaman adalah guru yang
sangat langka. Jangan pernah takut untuk melakukan eksperimen – eksperiman
dalam dunia pertekstilan.
