Celup poliester disperse carrier

13
LAPORAN Pencapan Kapas dengan ZW Nafthol Praktikum Pencapan Sekolah Tinggi Teknologi Tekstil 4/1/2008 Lindayanti 07.K30021 M. Rendi 07.K30022 Nefeg L 07.K30024 Novita F 07.K30027 Ratih R.S 07.K30028 DOSEN: Agus S, S.Teks,. M.Si Sukirman, S.ST Dessiriana

Transcript of Celup poliester disperse carrier

LAPORAN

Pencapan Kapas dengan ZW Nafthol Praktikum Pencapan

Sekolah Tinggi Teknologi Tekstil 4/1/2008

Lindayanti 07.K30021

M. Rendi 07.K30022

Nefeg L 07.K30024

Novita F 07.K30027

Ratih R.S 07.K30028

DOSEN:

Agus S, S.Teks,. M.Si

Sukirman, S.ST

Dessiriana

Pencelupan Poliester dengan ZW Disperse Cara Carrier | 2

I. MAKSUD DAN TUJUAN

Maksud : Untuk melakukan proses pencelupan pada kain poliester dengan menggunakan zat warna

dispersi cara carrier

Tujuan :

Agar dapat memahami karakter serat poliester, zat warna dispersi, zat pembantu dan metoda

pencelupan yang akan dipakai.

Dapat melihat pengaruh jumlah carrier yang dipakai terhadap hasil celup.

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 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.

Pencelupan Poliester dengan ZW Disperse Cara Carrier | 3

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

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 1500C 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

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 850C 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 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).

Pencelupan Poliester dengan ZW Disperse Cara Carrier | 4

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.

Metoda Pencelupan zat pengemban

Dalam pencelupan dengan sistem ini diperlukan suatu zat pembantu khusus yaitu zat

pengemban yang berfungsi memperbaiki kelarutan zat warna dalam laruan celup,

menggelembungkan serat sehingga memperbesar pori-pori dan juga membawa zat warna masuk

ke dalam serat.

Pencelupan dengan zat pengemban dapat dilakukan pada suhu 85 0C atau mendidih.

Disamping zat pengemban diperlukan pula zat pembantu yang lain, yaitu zat pendispersi untuk

mendapatkan dispersi zat warna yang stabil. Dan Karena kebanyakan zat warna dispersi

mencelup dalam suasana agak asam (pH 5 – 5,5), maka ke dalam larutan celup perlu

ditambahkan asam, misalnya yang biasa dipergunakan adalah asam asetat atau asam formiat.

Mekanisme pencelupan yang terjadi adalah sebagai berikut : zat pengemban

menggelembungkan serat sehingga pori-pori serat terbuka. Kristal-kristal besar atau agregat

kristal zat warna terdispersi dalam air, dari dispersi ini kemudian terpecah molekul-molekul

tunggal zat warna yang berada dalam medium tersebut akan melekat di permukaan serat

kemudian berdifusi dan larut ke dalam serat.

Ikatan antara zat warna dan serat dapat merupakan iaktan hydrogen yang dibentuk oleh

gugus-gugus pemberi (donor) atom hydrogen dari zat warna dengan gugus karbonil dari serat.

Disamping itu gaya-gaya Van der Walls dan interaksi dua kutub dapat pula terjadi.

Mencelup dengan metoda zat pengemban mempunyai keuntungan-keuntungan sebagi

berikut :

tidak menggunakan tekanan,

tidak memerlukan peralatan yang khusus, dapat menggunakan mesin jigger, haspel

atau bak,

penyerapan zat warna lebih besar dan cepat

Pencelupan Poliester dengan ZW Disperse Cara Carrier | 5

III. PRAKTIKUM

1. Alat dan Bahan

Beaker 500 ml & pengaduk kaca

Termometer

Pipet volume 1 ml & 10 ml

Gelas ukur 100 ml & gelas piala

100 ml

Timbangan digital

Bunsen, kaki tiga, kasa

Mesin stenter

Zat sesuai resep

Kain Poliester

2. Diagram alir praktek

3. Resep

a. Heat Setting

180 oC ; 1 menit

b. Proses Pencelupan

Zat yang dipakai Resep 1 Resep 2 Resep 3 Resep 4

ZW dispersi (%)

(Acetran Red SE 3B) 1

Pendispersi anionik (ml/L) 2

Asam asetat (ml/L) 2

Carrier (ml/L) 0,5 1,0 1,5 2,0

Vlot 1 : 30

Suhu ; Waktu 100 0C ; 30 menit

Poliester bersih

Heat setting (180 0C ; 1 ‘)

Pencelupan cara carrier

Cuci Reduksi

Pengeringan

Pembilasan

Evaluasi

Heat setting (170 0C ; 1 ‘)

Pencelupan Poliester dengan ZW Disperse Cara Carrier | 6

c. Cuci Reduksi

* Na2S2O4 : 2 g/L

* NaOH 38o Be : 1 cc/L

* Sabun (tahan reduktor) : 1 cc/L

* Vlot 1 : 20

* 100 oC ; 10 menit

d. Heat Setting

170 0C ; 1 menit

4. Fungsi Zat

CH3COOH : memberi suasana asam pada proses pencelupan.

Pendispersi : Untuk mendispersikan zat warna dispersi agar penyerapan zat warna

meningkat dan rata.

Na2S2O4 : Sebagai reduktor; Untuk mereduksi zat warna dispersi yang menempel di

permukaan serat.

NaOH : beri suasana alkali pada proses pencucian

Sabun : meningkatkan daya detergensi serta penghilang bau sisa carrier pada kain.

5. Perhitungan resep

Proses Pencelupan

Zat yang dipakai Resep 1 Resep 2 Resep 3 Resep 4

Berat bahan (g) 10,62 10,07 11,40 10,52

ZW dispersi (ml)

(diencerkan 100/1 ml) 10,62 10,07 11,40 10,52

Pendispersi anionik (ml) 0,64 0,60 0,68 0,64

Asam asetat (ml) 0,64 0,60 0,68 0,64

Carrier (ml) 0,16 0,15 0,51 0,64

Volume larutan (ml) 318,6 302,1 34,0 315,6

Proses Cuci Reduksi

Zat yang dipakai Resep 1 Resep 2 Resep 3 Resep 4

Berat bahan (g) 10,62 10,07 11,40 10,52

Na2S2O4 (g) 0,42 0,40 0,46 0,42

Sabun (ml) 0,21 0,20 0,23 0,21

NaOH 38 0Be (ml) 0,21 0,20 0,23 0,21

Volume larutan (ml) 212,4 201,4 228,0 210,4

Pencelupan Poliester dengan ZW Disperse Cara Carrier | 7

6. Skema Proses

Proses Pencelupan

Proses Cuci Reduksi

7. Cara kerja

Menyiapkan semua peralatan & mesin yang akan digunakan.

Menyetel mesin stenter untuk proses Heat Setting yang pertama 180 0C untuk 1 menit.

Melakukan proses Heat Setting.

Menyiapkan bahan & zat yang diperlukan, menimbangnya sesuai dengan resep.

Menyiapkan resep untuk pencelupan, buat larutan induk terlebih dahulu untuk

pelarutan ZW disperse. Kemudian tambahkan zat yang lain dan sempurnakan volume

larutan sesuai vlot.

Melakukan proses sesuai dengan waktu dan suhu.

Kemudian dilanjutkan dengan proses cuci reduksi.

Bilas kemudian dikeringkan pada suhu 100o C.

Melakukan proses Heat setting dengan 170o C selama 1 menit.

Mengamati dan mengevaluasi kain hasil celup.

100 0C

30 0C

40 menit 30 menit 5 menit

ZW disp NaOH pendips carrier

100 0C

30 0C

20 menit 10 menit 5 menit

Na2S2O4 Sabun NaOH

Pencelupan Poliester dengan ZW Disperse Cara Carrier | 8

IV. DATA PRAKTIKUM

A. Resep 1 (carrier 0,5 ml/L)

Pencelupan Poliester dengan ZW Disperse Cara Carrier | 9

B. Resep 1 (carrier 1,0 ml/L)

Pencelupan Poliester dengan ZW Disperse Cara Carrier | 10

C. Resep 1 (carrier 1,5 ml/L)

Pencelupan Poliester dengan ZW Disperse Cara Carrier | 11

D. Resep 1 (carrier 2,0 ml/L)

Pencelupan Poliester dengan ZW Disperse Cara Carrier | 12

V. DISKUSI

Hasil pencelupan serat poliester oleh ZW disperse dengan cara HT dapat dipengaruhi

pH larutan celup. Serat poliester merupakan serat yang lebih tahan asam daripada

alkali, sehingga pH yang digunakan harus asam.

pH pencelupan pun juga tidak boleh terlalu rendah. Apabila pH terlalu rendah, maka

akan menyebabkan 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 ZW sehingga dapat

larut.

Zat lain yang jadi fokus utama pada praktikum ini adalah carrier yang berfungsi sebagai

zat pengemban. Carrier dalam larutan celup akan mengemban ZW agar bisa masuk

kedalam serat poliester yang bersifat hidrofob.

Kelebihan pencelupan dengan cara carrier ini adalah:

a. Lebih rata

b. Alat yang digunakan cukup sederhana, sehingga dapat diterapkan di industri kecil

(tidak memerlukan mesin yang spesifik seperti HT)

Kelemahan pencelupan dengan cara carrier ini adalah:

a. Sering terdapat sisa carrier pada hasil akhir pencelupan sehingga kain berbau

menyengat

b. Adanya sisa carrier juga bisa menurunkan daya tahan luntur kain (poliester

umumnya daya tahan lunturnya menempati grade 5 sampai dengan 5/4, tapi

dengan adannya sisa carrier bisa turun sampai grade 4)

c. Carrier yang terbuang, maupun limbah proses pencelupan dapat mencemari

lingkungan

ZW disperse yang digunakan dalam praktikum ini adalah Acetron Red SE 3B yang

berjenis SE, berarti memiliki ukuran molekul sedang, sehingga kadar carrier yang paling

tepat antara 1-2 ml/L.

Kain yang menunjukkan warna paling tua adalah kain resep 2 dengan carrier 1,0 ml/L.

Sesuai dengan poin diatas, bahwa 1 ml/L adalah jumlah yang tepat. Dari keempat resep

dengan kadar carrier berbeda-beda, resep 2 kadarnya sangat tepat dengan jumlah zat

warna. Sehingga bisa digambarkan jumlah molekul carrier sebanding dengan ZW maka

hampir 100% ZW dalam larutan berhasil diemban masuk kedalam serat.

Kain yang menunjukkan kerataan warna paling tinggi adalah kain resep 3 dengan carrier

1,5 ml/L. Kembali pada poin sebelumnya, nilai kadar carrier 1,5 ml/L termasuk dalam

jumlah yang tepat untuk ZW disperse jenis SE. Memang sedikit lebih banyak daripada

resep 2 dengan carrier 1,0 ml/L yang warnanya paling tua, tapi kain yang dihasilkan oleh

resep 3 dengan carrier 1,5 ml/L yang warnanya paling rata.

Dengan jumlah yang sedikit lebih banyak, jumlah molekul ZW yang berhasil diemban

masuk kedalam serat kurang optimum, tapi kerataannya lebih tinggi.

Pencelupan Poliester dengan ZW Disperse Cara Carrier | 13

Kain resep 1 menggunakan kadar carrier 0,5 ml/L yang nilainya kurang dari yang

dibutuhkan untuk ZW disperse jenis SE. Oleh karena itu, tidak semua ZW berhasil

diemban kedalam serat. Sehingga hasil celupannya lebih mudah.

VI. KESIMPULAN

Kain yang warnanya paling tua dari resep 2 dengan kadar carrier 1,0 ml/L

Kain yang warnanya paling rata dari resep 3 dengan kadar carrier 1,5 ml/L

VII. 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