1. PENCELUPAN POLIESTER DENGAN ZAT WARNA DISPERSI CARA HT
(Pengaruh pH terhadap hasil celup)
I. MAKSUD dan TUJUAN
Maksud : Untuk melakukan proses pencelupan pada kain
poliester dengan menggunakan zat warna dispersi
cara HT (High Temperature) dengan melihat
pengaruh pH terhadap hasil celup.
Tujuan
o Agar dapat memahami karakter serat poliester,zat warna dispersi,zat
pembantu dan metoda pencelupan yang akan dipakai.
o Mampu melakukan proses pre treatment sampai proses pencelupan serat
poliester.
o Dapat melihat pengaruh pH terhadap hasil celup.
o Mampu mengevaluasi dan menganalisa hasil proses pencelupan.
II. TEORI DASAR
Serat Poliester
Poliester adalah suatu polimer (sebuah rantai dari unit yang
berulang-ulang) dimana masing-masing unit dihubungkan oleh sebuah
sambungan ester. Sebagai suatu poliester sintetis, bahan utama yang
digunakan adalah polyethylene terephthalate (PET), yang di buat dari asam
terephthalic dan ethilene glycol (EG). Serat poliester yang bersifat hidrofobik
umumnya dicelup dengan zat warna dispersi. Zat warna dispersi adalah zat
warna organik yang dibuat secara sintesis, yang kelarutannya dalam air
sedikit dan merupakan larutan dispersi. Zat warna tersebut digunakan untuk
mewarnai serat-serat sintetis atau serat tekstil yang bersifat hidrofob. Dalam
pemakaiannya, zat warna dispersi memerlukan zat pembantu yang berfungsi
untuk mendispersikan zat warna dan mendistribusikan zat warna secara
merata. Zat warna dispersi dapat mewarnai serat poliester dengan baik
2. dengan memakai metoda zat pengemban, dengan temperatur tekanan tinggi
atau dengan cara Thermosol.
Serat polyester merupakan serat sintetis yang banyak digunakan
dalam industri khususnya industri tekstil kerena sifatnya yang mudah, murah
dan dapat diproduksi dalam jumlah banyak. Kelebihan dan kekurangan dari
serat polyester ini akan dapat dioptimalkan dengan mencampurnya dengan
serat – serat alam atau serat sintetis lainnya, sehingga menambah nilai daya
guna. Serat poliester mempunyai sifat hidrofob sehingga untuk mencelupnya
harus menggunakan zat warna yang tepat.
Zat warna yang biasa digunakan adalah zat warna dispersi. Zat
warna dispersi mula-mula diperdagangkan dalam bentuk pasta, tetapi
sekarang dapat diperoleh dalam bentuk bubuk. Efektifitas pemakaiannya
harus menggunakan zat pembantu sehingga dari segi ekonomisnya harus
diperhitungkan.
Zat Warna Dispersi
Zat warna dispersi adalah zat warna organik yang dibuat secara
sintesis, yang kelarutannya dalam air sedikit dan merupakan larutan dispersi.
Zat warna tersebut digunakan untuk mewarnai serat-serat sintetis atau serat
tekstil yang bersifat hidrofob.
Zat warna ini mempunyai berat molekul yang kecil dan tidak
mengandung gugus pelarut. Dalam pemakaiannya diperlukan zat pembantu
yang berfungsi untuk mendispersikan zat warna dan mendistribusikannya
secara merata didalam larutan, yang disebut zat pendispersi.
Zat warna dispersi dapat mewarnai serat poliester dengan baik jika
memakai zat pengemban atau dengan temperatur tekanan tinggi. Zat warna
dispersi mula-mula diperdagangkan dalam bentuk pasta, tetapi sekarang
dapat diperoleh dalam bentuk bubuk.
Sifat-sifat umum zat warna dispersi
a) Tidak larut dalam air, karena tidak mempunyai gugus pelarut didalam
struktur molekul
3. b) Pada umumnya zat warna dispersi berasal dari turunan azo,
antrakwinon/nitro akril amina dengan berat molekul rendah
c) Mempunyai titik leleh yang cukup tinggi yaitu 1500
C dengan ukuran partikel
antara 0,5-2 mikron
d) Bersifat non-ionik, walaupun mengandung gugus-gugus – NH2 – NHR –
OH
e) Selama proses pencapan dengan zat dispersi tidak mengalami perubahan
kimia
Pencelupan serat poliester dengan zat warna dispersi.
Mekanisme pencelupan
Pencelupan serat poliester dengan zat warna dispersi merupakan
peristiwa distribusi zat padat kedalam dua zat pelarut yang tidak dapat
dicampur. Dalam hal ini zat warna dispersi merupakan zat padat yang larut
dalam medium serat. Adsorpsi zat warna sering disebut “solid solution”.
Mekanisme pencelupannya adalah sebagai berikut : zat warna dispersi
berpindah dari keadaan agregat dalam larutan celup masuk kedalam serat
sebagai bentuk molekuler. Pigmen zat warna dispersi larut dalam air dalam
jumlah yang kecil sekali, tetapi bagian zat warna yang terlarut terebut sangat
mudah terserap oleh serat. Sedangkan bagian yang tidak larut merupakan
gudang atau timbunan zat warna yang sewaktu-waktu akan larut untuk
memperthankan kesetimbangan.
Untuk zat warna yang kurang sekali larut waktu setengah celup dan
waktu pencelupan rata – rata pada termperatur 850
C akan lebih besar. Kerja
zat warna lebih tertarik pada fasa larutan sehingga pencelupan mudah
merata walaupun penyerapan kedalam serat berkurang. Serat poliester
mempunyai kristalisasi yang tinggi, bersifat hidrofob dan tidak mengandung
gugusan-gugusan yang aktif sehingga sukar sekali ditembus oleh molekul.
Molekul yang berukuran besar sukar ataupun tidak bereaksi dengan zat
warna anion atau kation.
Dalam praktek serat poliester pada umumnya dicelup dengan zat
warna dispersi, penyerapan zat warna dispersi pada kesetimbangan adalah
baik tetapi pada difusi kedalam serat sangat lambat. Beberapa zat warna
dispersi mempunyai kecepatan difusi yang cukup besar sehingga
4. memungkinkan celupan akan muda atau sedang dalam waktu pencelupan
yang tidak terlalu lama. Pencelupan poliester dengan zat warna dispersi
terbagi dalam tiga cara (cara carrier atau pengemban, cara HT/HP atau
tekanan dan suhu tinggi, dan cara Thermosol).
Konsentrasi zat warna dalam larutan celup tidak mempengaruhi tua
mudanya warna yang dihasilkan karena hubungan tua mudanya warna uang
akan dihasilkan adalah tergantung banyaknya zat warna yang dipakai
terhadap berat bahan yang akan dicelup.
Semakin tinggi konsentrasi zat warna didalam larutan celup, semakin
besar kecenderungan zat warna beragregasi dan menimbulkan
penggumpalan yang akan mengakibatkan pencelupan menjadi tidak
sempurna.
Didalam pencelupan perlu ditambahkan lagi zat pendispersi antara
0.2 – 2 g/L larutan celup tergantung pada vlot atau liquor ratio, kekuatan zat
pendispersi akan membentuk lapisan film (protektive film colloid) pada
partikel zat warna sehingga dapat mudah masik kedalam serat secara
teratur.
III. PRAKTIKUM
1. Alat dan Bahan
• Beaker keramik
• Termometer
• Pengaduk kaca
• Pipet volume
• Timbangan digital
• Zat sesuai resep
• Mesin HT Dyeing
• Kain Poliester
5. 2. Diagram alir praktek
3. Resep
a. Proses Relaksasi,Penghilangan kanji & Pemasakan
* Na2CO3 : 1 g/L
* Pembasah : 1 cc/L
* Suhu : 100o
C
* Waktu : 20 menit
* Vlot : 1 : 20
b. Proses Penetralan
Penetralan
Relaksasi,Penghilangan
kanji,&Pemasakan
Grey poliester
Pengeringan
Heat setting
Pencelupan cara HT
Cuci Reduksi
Pengeringan
Pembilasan
6. * CH3COOH 30% : 0,5 cc/L
* Waktu : 5 menit
* Suhu : 60o
C
* Vlot : 1 : 20
c. Proses Pengeringan
* Suhu : 100o
C
* Waktu : 1 menit
d. Heat Setting
* Suhu :180o
C
* Waktu : 1 menit
e. Proses Pencelupan
* Zat warna Dispersi : 1 %
( Dispanyl Yellow C-6G)
* Pendispersi anionik : 1 cc/L
* CH3COOH 30 % : 2 cc/L
* Suhu : 130o
C
* Waktu : 30 menit
* Variasi pH : pH 3 , 4 , 5 , 6
f. Cuci Reduksi
* Na2S2O4 : 1 g/L
* NaOH 38o
Be : 1 cc/L
* Suhu : 100o
C
* Waktu : 10 menit
* Vlot : 1 : 20
4. Fungsi Zat
Pendispersi anionik : Untuk mendispersikan zat warna dispersi
agar penyerapan zat warna meningkat dan rata.
CH3COOH : untuk menetralkan sisa basa pada kain di
proses penetralan dan Agar pH larutan celup 3, 4, 5, 6 (Untuk
menjaga kerusakan serat selama proses celup).
7. Na2S2O4 : Sebagai reduktor; Untuk mereduksi zat
warna dispersi yang menempel di permukaan serat.
5. Perhitungan resep
1. Proses Relaksasi,Penghilangan kanji,& Pemasakan
Berat kain : 118,64 g
Air : 118,64 x 20/1 = 3559 mL
Na2CO3 : 1 g/L x 3,559 L = 3,6 g
Pembasah : 1 cc/L x 3,559 L = 7,1 mL
2. Penetralan
Berat kain : 118,64 g
Air : 118,64 g x 20/1 = 3559 mL
CH3COOH 30% : 0,5 cc/L x 3,559 L = 1,8 mL
3. Pencelupan
Berat kain : 41,77 g
Air : 41,77 g x 20/1 = 835,4 mL
Zw Dispersi : 1 /100 x 41,77 g = 0,4177 g
0,4177 g/ 1 g x 100 mL = 41,77 mL
Pendispersi anionik : 1 cc/L x 0,835 L = 0,8 mL
CH3COOH 30% : (secukupnya sampai mencapai nilai pH
untuk masing-masing kain)
4. Cuci Reduksi
Berat kain : 41,77 g
Air : 41,77 g x 20/1 = 835,4 mL
Na2S2O4 : 1 g/L x 0,835 L = 0,8 g
NaOH 38o
Be : 1 cc/L x 0,835L = 0,8 mL
8. 6. Skema Proses
• Proses Relaksasi,penghilangan kanji & Pemasakan
Na2CO3 100o
C
Pembasah
30o
C
10 30 menit
• Penetralan
CH3COOH 30%
60o
C
30o
C
10 15 menit
• Pencelupan
ZW Dispersi
Pendispersi anionik
9. CH3COOH 130o
C
80o
C
40o
C
60 30 30 menit
• Cuci Reduksi
Na2S2O4
NaOH 100o
C
30o
C
10 20 menit
7. Cara kerja
• Menyiapkan semua peralatan yang akan digunakan.
• Menyipakan bahan & zat yang diperlukan,menimbangnya sesuai
dengan resep.
• Menyiapkan resep untuk proses relaksasi,penghilangan kanji &
pemasakan.
• Melakukan proses sesuai dengan waktu dan suhu.
• Kemudian dilanjutkan dengan proses penetralan.
• Kain yang sudah melalui proses penetralan,kemudian dikeringkan
pada suhu 100o
C.
• Melakukan proses Heat setting dengan 180o
C.
• Menyiapkan resep untuk proses pencelupan,zat warna dispersi
dibuat pasta dengan air dingin,bila perlu ditambahkan zat
10. pendispersi,kemudian tambahkan air hangat sampai terdispersi
sempurna.
• Kedalam tabung rapid, masukkan air yang bersuhu 90o
C sesuai
vlot yang ditentukan,asam asetat ditambahkan,zat pendispersi dan
larutan zat warna ,lalu diaduk sampai sempurna.
• Masukkan bahan kedalam tabung rapid yang telah berisi larutan
diatas,lalu memasukkan tabung rapid ke dalam mesin dan suhu
dinaikkan sampai 90o
C kira-kira 15 menit,lalu suhu dinaikkan
hingga 130o
C selama 30 menit dilanjutkan dengan proses cooling
selama 30 menit.
• Setelah proses tersebut selesai,dilanjutkan dengan cuci reduksi,
kemudian di bilas dan di keringkan.
• Mengamati dan mengevaluasi kain hasil celup.
15. V. DISKUSI
* Hasil pencelupan serat poliester oleh zat warna disperse dengan cara HT
dapat dipengaruhi pH larutan celup. Serat poliester merupakan serat
yang tahan asam daripada alkali, sehingga pH yang digunakan harus
asam.
* pH pencelupan pun juga tidak boleh terlalu rendah. Apabila pH terlalu
rendah, maka akan menyebabakan belang pada kain hasil celup. Hal ini
dikarenakan pendispersi anionik kurang bagus kerjanya pada pH terlalu
asam. Pendispersi anionik merupakan zat pembantu yang berfungsi
untuk mendispersikan molekul-molekul zat warna sehingga dapat larut.
Pendispersi anionik dapat larut pada pH 5 ,jika pH terlalu rendah maka
pendispersi anionik tidak bisa larut/tidak mengion sehingga tidak bisa
bekerja sebagai pendispersi.
* Pada praktek yang dilakukan, dengan menvariasikan pH, yaitu pH 3, pH
4, pH 5 dan pH 6, kain hasil celup paling bagus adalah kain dengan
kondisi larutan celuppada pH 5. Pada pH 5, pendispersi anionik bekerja
sangat bagus sekali sehingga kain yang dihasilkan mempunyai kerataan
warna yang bagus.
* Pada pH 3 dan pH 4, kain hasil celup terdapat belang, karena pendispersi
anionik tidak larut pada pH rendah, sehingga kain yang dihasilkan belang.
* Untuk pH 6, kain tidak belang, tetapi warna yang dihasilkan kurang bagus
atau tingkat ketuaan warna rendah.
* Kain hasil celup dengan pH 3 warna tua dan kain belang, kain hasil celup
dengan pH 4 warna agak tua dan kain belang, kain hasil celup dengan
pH 5 warna agak tua dan warna hasil celup rata, sedangkan untuk kain
hasil celup dengan pH 6 warna muda dan kain tidak belang.
* Pada pH terlalu asam, kerja pendispersi anionik tidak optimal, sehinga
banyak molekul ZW yang teragregat, maka molekul ZW menjadi lebih
besar. Akhirnya hasil pencelupan lebih tua, tapi kerataan berkurang. Dan
sebaliknya untuk pH asam yang mendekati netral.
* Pengaruh pH pada larutan celup adalah pH semakin rendah, warna kain
hasil celup akan semakin tua, dan tingkat kebelangan pada kain semakin
tinggi.
16. VI. KESIMPULAN
Hasil kain celup paling bagus adalah kain celup dengan pH 5.
VII. DAFTAR PUSTAKA
Djufri, Rasyid. 1976. Teknologi pengelantangan, pencelupan dan pencapan.
Bandung: Institut Teknologi Tekstil
Buku referensi Pencelupan dari Institut Teknologi Tekstil. Bandung.
www.chem.is.try.org
