Prosiding Pertemuall limiah limu Pengetahuan don Teknologi Bahan '99Serpong, 19 -20 Oktober 1999 ISSN 1411-2213

POLIVINIL ASETAT DAN POLIVINIL ALKOHOLSEBAGAI PENGUA T BAHAN PEKA CAHAYA AMONIUM

BIKROMA T PADA KASA POLIESTER

Santoso SastrosoeparnoBalai Besar Litbang Industri Tekstil JI. AYani 390 Bandung 40281

E-mail: texird@bdg.centrin.id

ABSTRAK

POLIVINIL ASETA T DAN POLIVINIL ALKOHOL [,EBAGAI PENGUA T BAHAN PEKA CAHA YA AMONIUM

BIKROMA T P ADA KASA POLIESTER. Lapisan peka cahaya digunakan dalam pembuatan motif pacta kasa pencapan bahantekstil. Pasta emulsi bahan peka cahaya biasanya dibuat dari gelatin clan senyawa bikromat ditambah lak untuk penguat motif.Namun bahan peka cahaya konventional ini tidak berumur panjang hila dipakai untuk produksi pencapan secara masal, karenalapisan lak menjadikan kasa pencapan sangat kaku clan menurunkan kekuatan sobek, sehingga efisiensi pencapan rendah. Untukmengatasi kondisi yang kurang menguntungkan tersebut, perlu diusahakan penggunaan lapisan peka cahaya yang tidak kaku clanlebih kuat. Dalam penelitian ini emulsi bahan peka cahaya dibuat darisenyawa bikromat dengan campuran polivinil asetat (PV Ac)clan prepolimer vinil alkohol (VA) sebagai penguat motif, dengan variasi komposisi campuran dari 100 gli VA tanpa PVAc, sampaidengan 50 g/l VA clan 50 gli PV Ac, dengan selang 10 g/l. Setelah pembuatan emulsi peka cahaya, kemudian dilakukan urutan

proses berikut : pelapisan pacta kasa poliester, pengeringan, afdruk (penyinaran) film negatif dari motif pacta kasa, pembangkitanmotif, pemanas awetan untuk polimerisasi VA menjadi polivinil alkohol (PV A), clan pengeringan untuk menjadi kasa siap pakai.Kasa dengan lapisan peka cahaya kemudian diuji terhadap kekakuan, kekuatan tarik clan kekuatan sobek, serta membandingkanhasilnya terhadap bahan peka cahayakonventional clan bahan import. Dari pengujian-pengujian tersebut, disimpulkan bahwalapisan peka cahaya dengan senyawa bikromat clan campuran 80gll VA clan 20 gli PVAc, telah memberikan hasil terbaik dibandingdengankomposisicampuranlainnya.Campuranbahan tersebutjuga menghasilkanlapisanpeka cahayayang lebih lemas(kekakuanlebih rendah), dengan kekuatan tarik yang lebih rendah clan kekuatan sobek lebih tinggi dibandingkan bahan campuran konventionalclan bahan import.

ABSTRACT

POLIVINIL ACETATE AND POLIVINIL ALCOHOL AS AMONIUM BICHROMAT PHOTO EMULSION

SUPPORTING COMPOUND ON POLIESTER SCREEN PRINTING. Photosensitive coating was applied on screen materialin preparing design for textile printing. The photosensitive emulsion was generally contained of gelatine and bechromate compoundwith additional of lacquer for design enforcement. However, this conventional coating material did not last long for mass printingproduction, as the lacquer in the screen printing become very "tiff, decreasing its tearing strength, and reducing the printingefficiency. In order to overcome this defficiency, it is nedessary to use photosensitive film with less stiffer but stronger enforcedmaterial. In this research activity, photosensitive emulsion was prepared from bechromate compound, enforced by polyvinilacetate (PV Ac) and prepolymer vinyl alcohol (VA) in various mixtures from 100 gli VA without PV Ac to 50 gli VA and 50 gliPV Ac, with 10 g/l range. After preparation of photosensitive emulsion, it was then subjected to various process sequence:coating on polyester screen, drying, light exposure through screen design, developing of design, curing for polymerization of VAinto polyvinyl alcohol (PV A), and drying to be ready for screen printing. The coated screen was then eveluated to its chenges instiffness, breaking and tearing strength, as well as comparing those results to the conventional photosensitive and the importedones. From the verification, it is concluded that the photosensitive coating of be chromate compound with mixture of 80 gli VAand 30 g/l PVAc, has produced the best result compared to the other mixture. It has also exhibited photosensitive coating withless stiffness and lower breaking strength, but higher tearing strength, compared to the conventional and imported ones.

Kala kunci : Bahan peka cahaya, Penguat Motif, Kekuatan sobek

PENDAHULUANpermukaan. Desain struktur umurnnya dikembangkandalam menentukan rancangan pembuatan kain,sedangkan desain permukaan lebih mudahdikembangkan dalam proses pewamaan, baik prosespewamaan dengan cara pencelupan maupun dengancara pencapan(1-5].Dengansemakinbanyaknyaindustri

Pasta peka cahaya digunakan sebagai pelapispada permukaan kasa, untuk membuat motif, pada prosespencapan tekstil. Motif yang dibuat sesuai dengandesain yang telah ditentukan. Ada duajenis desain dalamindustri tekstil yaitu desain struktur clan desain

61

~/

Polivinil Asetat dun Polivinil Alkohol sebagai Penguat Bahan Peka Cahaya Amonium Bikromat pada Kasa Poliester

tekstil yang bergerak dalam bidang pencapan, makakebutuhan pasta peka cahaya juga sang,at banyak,sedangkan saat ini untuk memenuhi kebutuhan tersebutmasih didatangkandaTinegara lain (impor).

Prosespencapanmelipu~ibeberapa sub kegiatan,yaitu proses persiapan kain, proses pencarian wama,proses persiapan pasta cap, proses persiapan kasa cap,proses persiapan mesin cap, proses pencapan, prosesfiksasiwama, proses pencucian, proses penyempumaanclan sebagainya, satu dengan yang lainnya salingberhubungan clanmemiliki ketergantungan yang kuat.Dari sekianbanyak sub kegiatandalam prosespencapan,yang berhubungan erat dengan penggunaan emulsipekacahaya adal~h sub kegiatan persiapan kasa cap. Untukmempersiapkan kasa cap sesuai dengan desain yangdiingink'anada beberapa urutan pengerjaan yang barnsdilakukan, salah satunya adalah proses pelapisan pastapeka cahaya pada permukaan kasa. Syarat emulsi peka

, cahaya yang baik diantaranya adalah tidak mudah lepasatau kuat daya lekatnya'pada kasa, tahan gosokan, tidakmerusak kasa, mudah dalam pemakaiannya, tidak

, mengganggulingkungan,clansebagainya.Pasta peka cahaya mutlak ada dalam proses

persiapan kasa cap, karena tanpa lapis peka cahayapembentukan motif pada kasa cap tidak mungkinterlaksana.Pastapeka cahayabisadibuatdaTibermacam-macam bahan, yang umum dipakai adalah jenis kromgelatin [3-6]. Pasta peka cahaya jenis khrom gelatinmempunyai kekurangan diantaranya adalah dayalekatnya pada kasa kurang baik. Sehingga dalampemakaiannya sering mengalami banyak hambatan,diantaranya lepasnya lapisanmotif daTipermukaankasa.Dari unsur kekurangan inilah timbul keinginan untukmembuat lapis peka cahaya yang lebih baik, denganmempergunakan bahan prepolimer atau prekondensat.

Dalam penelitian ini dipakai polivinil asetatsebagaipolimer PVAc rlicampurdenganprepolimervinilalkohol (VA) yang diharapkan bisa berpolimerisasidengan sempurna pada saat pengeringan (pemanasawetan) setelah pelapisan pada permukaan kasa. Reaksipolimerisasi yang sempuma daTipolivinil alkohol yangtercampurdengan polivinil asetat pada permukaankasakemungkinan akan memperbaiki kekuatan lekat larutanpeka cahaya pada permukaankasa, sehingga diharapkanlapispekacahayayangterbuatdaTipolimerpolivinilasetatclanpolivinilalkoholakan lebihbaikdaTilapispekacahayajenis krom gelatin (konvensional).

PERCOBAAN

Bahan:

Polivinil asetat. Polivinil asetat termasuk dalam

jenis polimer termoplastis, Biasa digunakan dalampembuatanperekat,cat clanfilm.Rumusmolekulpolivinilasetat adalah sebagai berikut [6]:

I ,I~- r- lI Il. ICHJCOOlI In' -' '

Polivinil asetat diperdagangkan dalam bentuklarutan kental, tidak berwama, tidak berbau, transparan,mempunyaiberatjenis 1,19(150C).denganmerekdagangApretanEM,buatanHOECST. Bisadipakaidalamprosespenyempumaan tekstil.

Vinil alkohol: Vinil alkohol adalah prepolimeryang terbuat daTiasetilena clanasam asetat yang biasadiproduksimenjadipoli (vinil alkohol) atau PVA denganrumus molekul sebagaiberikut [6]:

rTl n II

J-.R n

I' I I--I- C -c- c=c

I I 1 'I~ R' 00 m H R" OR

Vinil alkohol umumnya berbentuk bubuk putih, mudahlarutdalam airmerupakan larutanyang tembus pandang,dengan wama putih sampai krem. VA banyak diprosesmenjadi poli (vinil alkohol) atau PVA clanbisa dipakaisebagai bahan baku kanji untuk serat buatan, sepertiserat poliester, nylon clan sebagainya. Dalam prosestekstil penggunaan PVA disamping untuk prosespenganjian, juga digunakan dalam prosespenyempurnaan akhir. Produk vinil alkohol yangdigunakan dalam penelitian ini adalah Gohsenol, buatanNihon Gohsei Co Ltd , Japan.

Diagram alir percobaan :

Percobaan dilakukan sesuai dengan bagan alirGambarla.Pengujian clanAnalisisI. Pengukuran viskositas.

Tata kerja:- Masukkanlarutanpeka cahayakedalambeaker

glass- Pilih ring yang sesuai dengan kekentalan

Jalankan viscosimeter sesuai petunjuk,kemudian distopCatat angka viskositas tepat pada jarumpenunjuk.

Namaalat :BrookfieldViscometer.Tempat pelaksanaan: Lab. KimiaPolimer,BalaiBesarTekstil, Bandung.

2. Analisis termal dengan alat DSC (DifferentialScanning Calorimeter), DT-40 daTi Shimadzu.Pemanasan dilakukan dengan laju 10°C/menit,daTisuhu 30 °C- 220 °C.

3. Uji kekakuan kasa[7]berdasarkan cara uji menurutSNI-O8-0314-89/ASlM-D.1388

4. Ujikekuatantarikkasa[7]berdasarkancaraujimenurutSNI-08-0276-89/ASlM D.226I

5. Uji kekuatan sobek kasa(7]berdasarkan tara ujimenurutSNI-0521-89/ASlM D.1682

Pros/ding Pertemuan llmiah llmu Pengetahuan dan Teknologi Bahan '99Serpong, 19 -20 Oktober 1999 ISSN 1411-2213

IPolivi.iluetal(IOOgll) '.-1 Polivi.illlkohol(IOOgll

Pe.gujil.Keklkul., kekuIII. tarik, kekuIII. sobek) O)

Gambar 10. Diagram Alir Percobaan

Persiapan contoh

Pengukuran kekentalan larutan

Tabell menunjukkan persiapan eontoh daDdatabasil pengukuran viskositas pasta eampuran antarapo(1ivinil asetat) atau PVAe clan vinil alkohol (VA).

Tabel 1. Pengukuran kekentalan pasta campuranpolivinil asetat dan vinil alkohol denganperbandingan tertentu

Masing-masingeampurantersebutdiaduksampailarutanbetul-betul homogen, kemudian diukur viskositasnya.Dari data pengukuran tersebut tampak bahwa semakin

tinggi jumlah pemakaian larutan PVAe dalam larutaneampuran,kekentaIanlarutansemakinnaik. Hal inisesuaidengan sifat PVAe dalam larutan yaitu eenderungbersifat kaku clan keras. Pada pelaksanaan pelapisanpermukaan kasa, diperlukan kekentalan pasta pekaeahaya yang tepat. Pasta terlalu kental akan menyulitkangnat proses pelapisan, sebaliknya pasta terlalu eneermenyebabkan pasta banyak terbuang sehingga kurangekonomis.Pastaterlalu kental ataupun terlalu eneer akanmenyebabkan ketidakrataan pelapisan pada permukaankasa clanwaktu pelapisan relatif lama sehingga tidakeffisien. Oleh karena itu perlu dipilih pada komposisieampuran mana ( PVAe clan VA ) yang dapat meng-hasilkanviskositasyang tepat untuk pelapisan, sehinggadidapat basil motif yang baik, waktu pelapisan yangsingkat.

Analisis termal

Hasil analisis termal dengan alai DSC dilakukanterhadap kasa pliester yang telah dilapisi dengan PVA,PVAe clandengan keduanya. Hasil analisis dapat dilihatpadaGambar lb.

DariGambar1b. terlihatbahwakasapoliester(pEl)yang dilapisi PVA menunjukkan adanya puneakeksotermikpada sOOu190DC,sebagai suhu polimerisasi,sedangkan pada PET + PVAc tidak terjadi polimerisasi.Hal tersebut membuktikanbahwa PVA merupakan basilpolimerisasidaTiresinvinilalkohol (VA),sehinggaselainsebagai bahan pengisi juga bahan penguat terhadapemulsi bahan peka cahaya.

Sesuai basil analisa termal dengan alai DSC(Gambar I) terhadap vinil alkohol yang menunjukkansuhu polimerisasi pada (190 °C-200 °q, maka prosespemanas awetan dilakukan pada suhu tersebut selama60 detik.

Pf!T+PYA f'IfI+PVAC Pf!T+P'!A+P'(AC

'"

~.!0

,,-0~.:i!

11

i v

..

..

..

30 40 50 80 70 80 8010011012013014015018017018018020021022

Suhu PemenasatO)

Gambar 1b. Termogram DSC dari kasa poliesteryang dilapisi polivinil alkohol dan polivinil asetat

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kekakuan Kasa

Kekakuan kasa poliester merupakan faktor yangpentingdalammenentukandaya pakai daD baiktidaknya

6~

Kude Konsentrasi awal Lamlan campuran Kekentalan

conloh PYA daD PVAc PYA PVAc Lamlan

(g/l) (g/l) (g/l) (cps)

1 100 100 0 8000

2 100 90 10 8600

3 100 80 20 9200

4 100 70 30 10600

S 100 60 40 12900

6 100 SO SO 13200

7 Pembanding 1 - - 1600

8 Pembanding 2 - - 4600

Polivinil Asetat don Polivinil Alkohol sebagai Penguat Bahan Peka Cahaya Amonium Bikromat pada Kosa Poliester

suatu kasa cap (screen printing) sarnpai pacta batastertentu. Kasa,yang terlalu kaku akan mudah patah atausobek, sedangkan kasa yang terlalu lemas akan kurang-kuat menanggung beban perakelan pasta pencapan daDmudah terganggu motifuya. Kekakuan kasa dipengaruhioleh banyak sedikitnya jumlah PVAc yang digunakandalarn carnpuran bahan peka cahaya yang bersangkutan.Hal ini sesuai dengan sifatdari PV Ac seperti yang telahdiutarakan sebelumnya. I '

Pacta Garnbar 2. terlihat bahwa kekakuan kasa

setelah dilapis dengan bahan peka cahaya denganvariasi perlakuan confab 1-6 tampak berkisar antara 900mg.cm sarnpai sekitar 1400 mg.cm, jauh lebih rendahdibanding dengan kasa berlapis gelatin daD bahan pekacahaya (variasi 7) daD kasa dengan lapis peka cahayaimpor (variasi 8) yang mencapai kekakuan sarnpai lebihdari 2000 mg~cm. Dari kasa basil percoban terlihat bahwakekakuan kasa pacta komposisi pencarnpuran vinilalkohol = 70 g/I daDpoli (vinil asetat) = 30 g/I (variasi 4)mempunyai nilai kekakuan yang paling tinggi. Hal inimungkin disebabkanjumlah molekul PVAc cukup besarsehingga hasilnya menjadi kaku setelah bergabungdengan VA yang pada suhu tinggi membentuk PVA, dancarnpuran tersebut memberikan kekakuan yang maksimal,selebihnya daTikomposisi itu, sejumlah molekul PVAckurang menghasilkan tambahan kekakuan kasa meskipunjumlah VA makin besar, seperti terlihat pacta variasi 5dengan kekakuan relatif sarna dengan variasi 4, sedangvariasi 6 malahan kekakuannya sedikit menurun.

:11O(~u!/llUI"-

SIlO

i ..,,-zE '110or~~.."e 'DIll"~-ill"

, ".

YMlASlc:ormJll

Gamba, 2. Kelakuan kasa pencapan dengan lapis pekacahaya dan penguat PV Ac-PV A

Kekuatan Tarik Kasa

Kekuatan tarik kasa dalam proses pencapansangat diperlukan, karena kasa yang kuat akan marnpudipakai secara terns menerus sehingga menghasilkanproduk yang lebih banyak, dan bisa dipakai berproduksisecara berulang-ulang "repeat". Dilakukannya ujikekuatan tarik kasa ini diharapkan sesuai denganperlakuan terhadap kasa sehari-hari dalam prosespencapan. Karena dalarn proses pencapan kasa banyak '

mengalami perlakuan mekanis, baik perlakuan kearahlebar maupun kearah panjang. Proses perakelanmengakibatkankasamengalarnitegangan,arabperakelanbisa kearah lebar kasa maupun kearah panjang kasa,sehingga uji kekuatan tarik kasa sangat diperlukan.

Gambar 3. menunjukkan basil pengujian kekuatan tarikkasa setelah mengalarni pelapisan dengan bahan pekacahaya. Dari data tersebut dapat dilihat bahwa ' pactakomposisi polivinil alkohol (80 gll) dan polivinil asetat(20 gll), mempunyai kekuatan tarik yang paling rendah.Hal ini kemungkinan disebabkan oleh adanya interaksiantara polovinil alkohol daD polivinil asetat pactakomposisitersebutmenghasilkankelenturan yang paling

.baik. Sehingga pactakomposisi tersebut pori-pori kasaterlapis oleh lapisan' peka cah~ya dan menghasilkankelenturan kasa yang optimal. Kemudian pacta saatnya .kasa mampu menahan gaya yang lebih besar hiladibanding dengan kasa yang dilapis pasta peka cahayadengan komposisi yang lain. Kekuatan tarik confabpembanding (variasi 7 daD8) menunjukkan basil yanglebih tinggi dibandingconfab basil percobaan. Kekuatantarik yang lebih rendah pacta basil percobaan dibanding ,

variasi 7 daD 8, mungkin disebabkan acta komponenpenentUyangbelum ditambahkanpada resep percobaan,misalnya bahan pelemas yang dapat melenturkansekaligus menguatkan kasa pencapan. Percobaan iniperlu dilanjutkan. lagi dengan variasi resep percobaandaDpercobaan pencapan. '

~_IN,

4 .

VIlU8lCOIIIIIII

Gamba, 3. Kekuatan tarik kasa, pencapan dengan lapispeka cahaya dan penguat PVAc-PVA

Kekuatan Sobek Kasa .'

Padasaatpemakaiandi mesin pencapanbaik kasadatar maupun kasa putar, diperlukan kasa siap pakaidengan syarat-syarattertentu,diantaranya adalah lapisanpeka l.ahaya tidak mudah lepas, kasa dalam kondisiflexibeI.Hal iniuntukmenghindariagarkasa tidakmudahpatah, tidak mudah sobek, untuk itu perin kasa yangpunya kekuatan sobek yang memenuhi syarat. Untuk

. mengetahui apakah kasa tersebut memenuhi syarat atautidak, maka perIn adanya uji kekuatan sobek dari kasayang bersangkutan. DaTi Gambar 4. terlihat datapengukuran kekuatan sobek kasa setelah pelapisandengan pastapeka cahaya bahan polimer polivinil asetat,temyata didapat basil kekuatan sobek lebih tinggi hiladibandingkan dengan kasa yang dilapis dengan larutanpeka cahayadaTijenis gelatin ( variasi 7 ) daDjenis impor( variasi 8 ). Hal ini disebabkan oleh karena daya lekatlapisan film peka cahaya pada permukaan kasa, antarapeka cahayabahan polivinil asetat lebih tinggi daTijeniskrom gelatindanjenis impor.Halini menunjukkanbahwatarutaopeka cahaya hasil penelitian ini mempunyai nilai

Prosiding Pertemuan lim/ah limu Pengetahuan don Teknologi Bahan '99Serpong, 19 -20 Oktober 1999

kekuatan sobek yang lebih baik clan sangat menentukanuntuk menahan perakelan zat wanta saat poses pencapan.Kemudian bila dilihat dari masing-masing komposisitemyata pada komposisi campuran polivinil asetat (20g!I) clanpolivinil alkohol (80 g!1)mempunyai nilai kekuatansobek kasa lebih tinggi, bila dibanding dengan komposisilainnya, baik kekuatan sobek arab lusi maupun arabpakan. Hal ini kemungkinan disebabkan pengisian pori-pori kasa pada komposisi ini lebih sempurna biladibandingkan dengan komposisi yang lain, sehinggakemampuan menahan gaya sobeknya lebih tinggi biladibanding dengan komposisi yang lainnya , serta bahanpeka cahaya darijenis khrom gelatin danjenis impor.

'IKJoWJIIK-

V_CONIIJH

Gambar 4. Kekuatan sobek kasa pencapandengan lapis peka cahaya dan penguatPVAc-PVA

KESIMPULAN

1. Polivinilasetat temyata dapat dipergunakansebagaibahan penguat dalam pembuatan bahan pekacahayadenganamoniumbikromat.DaIampembuatannya perlu adanya zat tambahan vinil alkohol, yangakan berpolimerisasi isasi membentuk polivivilalkohol pada suhu 190 DC-200 DC

2. Dari berbagai variasi komposisi campuran polivinilasetat clanpolivinil alkohol, temyata komposisiVA(80gIl):PVAc(20gIl)mempunyaikelemasanyanglebihbaik dengan kekuatantarik dankekuatansobekyang lebih tinggi bila dibanding dengan komposisiyang lain. Komposisi tersebut lebih lemas dengankekuatan tarik lebihrendah clankekuatansobeklebihtinggi daTibahan peka cahaya pembanding.

ISSN 1411-2213

SARAN

Untuk mendapatkan bahanpenguat pada lapispeka cahaya yang mutunya mendekati atau lebih baikdaribahan impor,perlu dilakukan percobaan lebih lanjutdengan menambahkan komponen pelemasan ataukomponen lain yang dapatmeningkatkan kekuatan tarikkasa poliester.

DAFTARACUAN

[1]. JOHN.W.PALMER, Textile Processing andFinishing Aids, Noyes Data Corporation, ParkRidge,New Yersey,USA, 1977.

[2]. TYRONE L. VIGO, Textile Processing AndProperties, Preparation, Dyeing, Finishing andPerformance,Amsterdam-london-NewYoIk- Tokyo1994.

[3]. KELER, K.H.., Der Einsatz und WirkungsMechanisme,Textile Veredlung, N.T. 1978.

[4]. YUYUK RUKMANT ARA, PerbandinganPenggunaan Larutan Peka Cahaya DasarPo/ivinil Alkohol dan Dasar Gelatin untuk KasaCap Po/iester, Institut TeknologiTekstil,Bandung,1984.

[5]. SANTOSO, S., Pembuatan Larutan Peka Cahayadengan Bahan Po/imer Po/ivinil Asetat , LaporanPenelitian,Balai,BesarTekstil, Bandung, 1998.

[6]. RHONE POULENC, Guide de la ChimieInternational, Produit Chimique, L'lmprimerieNouvelle,France, 1978.

[7]. WIBOWOMURDOKO,dankawan-kawan,EvaluasiTekstil Bagian Fisika, Institut Teknologi Tekstil,Bandung,1980.

L..