PENINGKATAN KUALITAS KETAHANAN LUNTUR WARNA PADA PROSES DYEING KAIN KAPAS

PENINGKATAN KUALITAS KETAHANAN LUNTUR WARNA PADA PROSES DYEING KAIN KAPAS

1)

Didik Achadi Wedyatmo, 2)Sulistyadi, 3)Subiyati 1)2)

Akademi Teknologi Warga Surakarta

ABSTRACT

This studyaims to determinethe value ofthe colorfastnessto washingis one ofthe indicators for determining the quality offabricdyeingresults. Assessmentof colorfastnessto washing the fabric, that is to test the discoloration and disfigurement of color in the test sample. Value discoloration and disfigurement color cotton fabric dyeing results with dye Chloranyl BlueH-ERD influenced bythe concentration ofNa2SO4, Na2CO3concentration, process temperature, and time offixation. Factors that influence thevalueof minimizing∆% R(Reflectance) color change is temperature process, the concentration ofNa2SO4, fixationtime, andthe concentration ofNa2CO3. Factors that influencethe value of % R memaximasi white cloth upholsteryon the desecration ofthe coloristhe concentrationof Na2CO3.Optimal conditions achieved inA3B1C3D2parameter settings, it means to getthe value of the colorfastnessto washing in dyeing cotton fabric with dye Chloranyl BlueH-ERD exhaustsystem, it takesa combination offactor levelsof Na2SO4concentrationof 60g/l, the concentrationof Na2CO310g/l, process temperatureof 900Candfixationtime45minutes.

Key word :Resistance to wear off, Sodium Sulfate, Sodium Carbonate, Temperature, Fixation.

PENDAHULUAN

Subiyati (2004)

menjelaskan dalam penelitiannya bahwa untuk mengetahui kualitas suatu produk tekstil harus ditinjau dari 2 aspek, yaitu aspek fisika maupun kimia. Aspek fisika ditinjau melalaui pengujian – pengujian yang meliputi: pengujian kekuatan tarik kain,

kekuatan sobek kain dan

mengkeret kain. Sedangkan dari aspek kimia ditinjau melalui pengujian misalnya daya serap kain dan ketahanan luntur warna

kain. Pada pencelupan zat warna reaktif, untuk mendapatkan nilai ketahanan luntur warna yang

cukup baik, harus

memperhatikan faktor-faktor yang mempengaruhi pencelupan. Faktor –faktor tersebut antara lain: konsentrasi Na2SO4,

konsentrasi Na2CO3, temperatur

proses dan waktu fiksasi.

Perkembangan teknologi pewarnaan tekstil, khususnya teknologi pencelupan, akhir – akhir ini telah mengalami

POLITEKNOSAINS VOL. XIII NO. 2 September 2014 Peningkatan teknologi tersebut

diantaranya dalam hal

permesinan, pereaksi –pereaksi pendukung, sistem dan cara proses dan proses persiapan bahan bakunya. Peningkatan teknologi pencelupan dilakukan guna menjawab tuntutan para konsumen, Tuntutan tersebut menyangkut kualitas produk hasil pencelupan baik yang bersifat fisika maupun kimia.

Dari beberapa penelitian yang telah dilakukan, rata – rata belum diketahui mengenai nilai optimal dari faktor yang

mempengaruhi proses

pencelupan zat warna reaktif dalam hal ketahanan luntur warna terhadap pencucian. Penelitian yang akan dilakukan,

yaitu merancang dengan

mengintegrasikan beberapa

faktor yang mempengaruhi

proses pencelupan zat warna reaktif. Pengintegrasian faktor –

faktor diharapkan akan

mengetahui nilai optimalnya sehingga akan mendapatkan nilai ketahanan luntur warna terhadap

pencucian yang lebih

baik.Berdasarkan uraian diatas , penelitian optimasi ketahanan luntur warna pada pencucian

adalah untukmengetahui :

Faktor-faktor apa saja yang berpengaruh signifikan terhadap

nilai perubahan warna

danpenodaan warna pada

pengujian ketahanan luntur warna terhadap pencucian dan bagaimana kombinasi level

faktor optimal untuk

mendapatkan nilaiketahanan luntur warna terhadap pencucian. BAHAN DAN METHODE

1. Bahan yang digunakanpadapeneliti aniniadalah : - Kainkapasputih yang telahdiproses pre treatment - ZatwarnaChloranyl Blue H-ERD 2. Peralatan yang digunakanadalah : - Mesin jigger - MesincuciLoundry Tester - Alatuji Spectrophotometer CM-3600 d - METODE PENELITIAN Variabel Variabel bebas

(Independent Variable) adalah variabel yang menjadi sebab berubahnya atau timbulnya variabel terikat/variable respon.Sugiyono (2009). Dalam Penelitian ini variabel bebas yang digunakan adalah : Konsentrasi Na2SO4,

konsentrasi Na2 CO3,

Temperatur proses, dan Waktu Fiksasi.

Variabel terikat (

Dependent Variable ) adalah variabel yang dipengaruhi atau yang menjadi akibat karena adanya variabel bebas . Variabel terikat merupakan

himpunan sejumlah gejala yang memiliki sejumlah aspek atau unsur didalamnya, yang berfungsi menerima atau menyesuaikan diri dengan kondisi lain. Variabel terikat pada Penelitian ini adalah nilai ketahanan luntur warna terhadap pencucian pada pencelupan kain kapas dengan zat warna chloranyl blue H – ERD

Eksperimen.

Percobaan ini dilakukan

dengan memvariasikan

variable bebas yaitu

Konsentrasi Na2SO4,

Konsentrasi Na2

CO3,Temperatur Proses dan

Waktu Fiksasi dengan setiap faktor terdiri dari 3 level.

Tabel. 1 Setting Parameter

PengujiaanKetahananLunturWarnaterhadapPencucian EKSP. KombinasiFaktor Level Faktor Level 1. A1,B1,C1,D1. Konsentrasi Na2 SO4 ( g/l ) Konsentrasi Na2 CO3 ( g/l ) Temperatur Proses ( 0C ) WaktuFiksasi ( menit ) 40 10 70 30 2. A1, B2, C2, D2. Konsentrasi Na2 SO4 ( g/l ) Konsentrasi Na2 CO3 ( g/l ) Temperatur Proses ( 0C ) WaktuFiksasi ( menit ) 40 20 80 45 3. A1, B3, C3, D3 Konsentrasi Na2 SO4 ( g/l ) Konsentrasi Na2 CO3 ( g/l ) Temperatur Proses ( 0C ) WaktuFiksasi ( menit ) 40 30 90 60 4. A2, B1, C2, D3 Konsentrasi Na2 SO4 ( g/l ) Konsentrasi Na2 CO3 ( g/l ) Temperatur Proses ( 0C ) Waku Fiksasi ( menit )

50 10 80 60 5. A2, B2, C3, D1 Konsentrasi Na2 SO4 ( g/l ) Konsentrasi Na2 CO3 ( g/l ) Temperatur Proses ( 0C ) WaktuFiksasi ( menit ) 50 20 90 30 6. A2, B3, C1, D2 Konsentrasi Na2 SO4 ( g/l )

Konsentrasi Na2 CO3 ( g/l )

50 30

POLITEKNOSAINS VOL. XIII NO. 2 7. A3, B1, C3, D2 8. A3,B2,C1,D3 9. A3, B3, C2, D1 KAJIAN PUSTAKA SeratKapas

Struktur kimia serat kapas merupakan polimer linier yang tersusun dari kondensas

molekul-molekul anhidro

glukosa yang dihubungkan oleh

Gambar 1 Struktur kimia serat ZatwarnaReaktif

Struktur kimia zat warna reaktif terdiri dari gugusan-gugusan dengan fungsi-fungsi tertentu. Gugusan reaktifnya

S - K - P - R

Gambar 2 Struktur kimia zat warna reaktif Keterangan :

POLITEKNOSAINS VOL. XIII NO. 2 September 2014 Temperatur Proses ( 0C )

WaktuFiksasi ( menit )

70 45 Konsentrasi Na2 SO4 ( g/l )

Konsentrasi Na2 CO3 ( g/l ) Temperatur Proses ( 0C ) WaktuFiksasi ( menit ) 60 10 90 45 Konsentrasi Na2 SO4 ( g/l )

Konsentrasi Na2 CO3 ( g/l ) Temperatur Proses ( 0C ) WaktuFiksasi ( menit ) 60 20 70 60 Konsentrasi Na2 SO4 ( g/l )

Konsentrasi Na2 CO3 ( g/l ) Temperatur Proses ( 0C ) WaktuFiksasi ( menit ) 60 30 80 30

Struktur kimia serat kapas merupakan polimer linier yang tersusun dari kondensas

molekul anhidro

glukosa yang dihubungkan oleh

jembatan oksigen. Sellulosa mempunyai rantai molekul yang panjang terdiri dari mata rantai terbuka yang terdiri dari buah anhidrida glukosa sehingga susunan sebenarnya adalah n (C6 H10 O6 ) (n-1) H2O.

ktur kimia serat-serat selulosa

Struktur kimia zat warna fungsi tertentu. Gugusan reaktifnya

merupakan bagian dari zat warna yang mudah lepas sehingga bagian yang berwarna mudah mengadakan reaksi dengan serat.

R - X

Struktur kimia zat warna reaktif

S = gugusan pelarut, misalnya gugusan asam sulfonat

K = gugusan khromofor,

misalnya gugusan azo,

sulfoamida dan amida

P = gugusan penghubung

khromofor dengan system

reaktif, misalnya amina

R = system yang reaktif, misalnya triazin, vinyl dan kinoksalin

X = gugusan reaktif, misalnya gugusan khlor dan sulfat

Zat warna Chloranyl Blue H-ERD. Pengertiannya adalah :

Chloranyl = zat warna

reaktif yang mempunyai sistem reaktif monoklorotriazin Blue = warna dominan biru H (Hot) = kondisi proses panas E (Exhaust) = sistem

proses exhaust/ perendaman R (Red) = arah warna kemerah-merahan

D (Duller) =

menunjukkan tingkat kecerahan Damayanti (2007), fiksasi

merupakan proses ikatan antara zat warna dengan serat. Waktu fiksasi sangat mempengaruhi kekuatan ikatandimana waktu yang terlalu pendek akan menghasilkan ikatan yang lemah, sedang waktu fiksasi yang terlalu

lama akan menyebabkan

hidrolisa zat warna reaktif sehingga dibutuhkan waktu fiksasi yang optimal. Hasil

penelitian Irfan (2004),

menjelaskan bahwa pemakaian konsentrasi elektrolit tidak hanya mempengaruhi penyerapan zat warna reaktif kedalam serat kapas ,tetapi juga mempengaruhi nilai ketahanan luntur warna hasil pencelupan. Penelitian Reni (2008) menjelaskan, bahwa konsentrasi alkali berpengaruh terhadap nilai ketahanan luntur warna terhadap pencucian dan

gosokan. Penggunaan

konsentrasi alkali yang

berlebihan akan menyebabkan terjadinya hidrolisa zat warna

reaktif, dimana zat warna reaktif tidak mengadakan reaksi dengan serat selulosa, tapi bereaksi dengan alkali. Sehingga zat warna reaktif sudah tidak mempunyai reaktifitas lagi.

Ketahanan luntur warna terhadap pencucian merupakan salah satu indikator kualitas produk tekstil baik untuk tekstil rumah tangga maupun komersial. Pengujian ketahanan luntur warna terhadap pencucian adalah pengujian tahan luntur warna bahan tekstil dalam larutan pencuci dengan menggunakan salah satu kondisi pencucian komersial yang dipilih, untuk mendapatkan nilai perubahan warna dan penodaan pada kain pelapis. Nilai perubahan warna adalah nilai perbedaan warna pada contoh uji sebelum dan sesudah mengalami pencucian. Nilai penodaan warna adalah nilai kecerahan warna kain putih pelapis pada contoh uji sesudah mengalami pencucian. Nilai

POLITEKNOSAINS VOL. XIII NO. 2 September 2014 kualitas ketahanan luntur warna

terhadap pencucian baik, apabila nilai perubahan warna (∆%R) bahan tekstil sebelum dan sesudah dicuci kecil, dan nilai %R kain putih pelapis pada penodaan warna lebih besar. IV. HASIL DAN

PEMBAHASAN Besarnyanilaiperubahanwarnada npenodaanwarnapadapengujiaan ketahananlunturwarnaterhadappe ncucian, yang dihasilkandarieksperimendengan menvariasikankonsentrasi Na2SO4 ( A ) , Konsentrasi Na2CO3 ( B ), Temperatur Proses ( C ) danWaktuFiksasi ( D ) masing-masing 3 (tiga) level faktorpada Spectrophotometer CM – 3600

Tabel 2. Data PerubahanWarna

EKSP Faktor PerubahanWarna (∆%

R ) X A B C D n1 n2 n3 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1 1 1 2 2 2 3 3 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 2 3 1 3 1 2 1 2 3 3 1 2 2 3 1 0,67 1,46 0,48 3,01 0,98 1,66 0,46 0,82 1,55 0,78 1,27 0,46 3,12 0,94 1,66 0,46 0,83 1,54 0,97 1,83 0,47 3,17 0,96 1,66 0,46 0,81 1,55 0,80 1,52 0,47 3,10 0,96 1,66 0,46 0,82 1,54

Tabel 3. Data PenodaanWarna

EKSP Faktor PenodaanWarna ( % R ) _X

A B C D n1 n2 n3 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1 1 1 2 2 2 3 3 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 2 3 1 3 1 2 1 2 3 3 1 2 2 3 1 129,40 130,20 130,16 130,70 130,65 129,95 131,15 130,80 130,06 130,20 131,00 130,17 130,69 130,66 129,95 131,15 130,79 130,05 131,30 130,90 130,15 130,68 130,64 129,95 131,15 130,78 130,07 130,30 130,70 130,16 130,69 130,65 129,95 131,15 130,79 130,06

Tabel. 4.Daftar ANOVA PengujianPerubahanWarna

SumberVariasi dk SS MS F hitung F tabel

Faktor A B C D Kekeliruan (error) 2 2 2 2 18 5,6393 0,5853 9,3868 0,6095 0,3478 2,8197 0,2927 4,6934 0,3047 0,0193 146,0984 15,1658 243,1813 15,7875 - 3,55 3,55 3,55 3,55 - Kriteriapengujian :

- Bila Fhitung<Ftabel, H0 diterima,

artinya faktor tidak

berpengaruh terhadap respon - Bila Fhitung>Ftabel, H0 ditolak,

artinya factor berpengaruh terhadap respon

Berdasarkan hasil perhitungan yang tercantum pada tabel. 4 diperoleh faktor-faktor yang berpengaruh secara signifikan

terhadap variable respon

perubahan warna adalah

Konsentrasi Na2 SO4 ( A),

Konsentrasi Na2 Co3 ( B),

Temperatur Proses ( C ), dan Waktu Fiksasi ( D ) , dimana F hitung dari keempat factor utama> F tabel.

- ANOVA Respon Penodaan Warna.

Untuk mengetahui factor utama

yang berpengaruh secara

signifikan terhadap variable respon penodaan warna, maka hasil perhitungan ANOVA nya ditunjukkan pada table dibawah ini

Tabel 5.Daftar ANOVA PengujianPenodaanWarna.

SumberVariasi Dk SS MS F Hitung F tabel

Faktor A B C D Kekeliruan (error) 2 2 2 2 18 0,4 2,58 0,42 0,33 2,19 0,2 1,29 0,21 0,17 0,12 1,66 10,75 1,75 1,41 - 3,35 3,35 3,35 3,35 - Kriteriapengujian :

- Bila Fhitung<Ftabel, H0 diterima,

artinya factor tidak

berpengaruh terhadap respon - Bila Fhitung>Ftabel, H0ditolak,

artinya factor berpengaruh terhadap respon

Berdasarkan hasil perhitungan yang ditunjukkan padatabel 5, faktor yang berpengaruh secara signifikan terhadap variable

respon penodaan warna adalah Konsentrasi Na2 CO3 (B),

dimana F hitung> F tabel. Untuk

ketiga faktor yang lain

Konsentrasi Na2 SO4 (A),

Temperatur Proses (C), dan

Waktu Fiksasi (C) tidak berpengaruhsecarasignifikanterh

ada p variable respon penodaan warna, karena F hitung untuk ketiga factor tersebut< F tabel.

POLITEKNOSAINS VOL. XIII NO. 2 September 2014

Signal to Noise Ratio

Signal to noise ratio (SNR) merupakan logaritma dari suatu

fungsi kerugian kuadratik dan digunakan untuk

mengevaluasi kualitas suatu produk. Karakteristik kualitas yang digunakanadalah Smaller The Better untuk perubahan warna, dimana semakin rendah nilai perubahan warna (∆%R),

maka kualitas ketahanan luntur

warnanya semakin baik.

Sedangkan untuk penodaan

warna, karakteristik kualitas yang digunakan adalah Large The Better, dimana semakin tingginilai % R kain putih pelapis ,maka kualitas ketahanan luntur semakin baik. Nilai S/N untuk kedua jenis karakteristik tersebut adalah :

n

S/N – STB = -10 log [ 1/n ∑ Yi2 ] i=1

SNR1 = - 10 log 1/3 [ ( 0,67 )2 + ( 0,78 )2 + (0,97 )2 = 1,7648 Tabel 6 Signal to Noise Ratio PerubahanWarna

EKS Faktor. Data ( ∆ % R ) SNR

A B C D n1 n2 n3 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1 1 1 2 2 2 3 3 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 2 3 1 3 1 2 1 2 3 3 1 2 2 3 1 0,67 1,46 0,48 3,01 0,98 1,66 0,46 0,82 1,55 0,78 1,27 0,46 3,12 0,94 1,66 0,46 0,83 1,54 0,97 1,83 0,47 3,17 0,96 1,66 0,46 0,81 1,55 1,7648 -3,7373 6,558 -9,8293 0,3536 -4,4021 6,7448 1,7237 -3,8066 Nilai S/N untukjeniskarakteristik LTB adalah :

      _∑_ ]

SNR1 = - 10 log 1/3





Hasil perhitungan SNR untuk kesembilan percobaan ditunjukkan pada tabel 7

Tabel 7 Signal to Noise Ratio PenodaanWarna.

EKS Faktor. Data ( % R ) SNR

A B C D n1 n2 n3 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1 1 1 2 2 2 3 3 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 2 3 1 3 1 2 1 2 3 3 1 2 2 3 1 129,4 130,2 130,16 130,7 130,65 129,95 131,15 130,8 130,06 130,2 131,0 130,17 130,69 130,66 129,95 131,15 130,79 130,05 131,3 130,9 130,15 130,58 130,64 129,95 131,15 130,78 130,07 42,298 42,325 42,291 42,328 42,321 42,276 42,358 42,335 42,284 EfekFaktorpadarespon - PerubahanWarna.

Berikut ini perhitungan efek tiap factor pada perubahan warna,

berdasarkan atas hasil

perhitungan S/N Ratio

Perubahan Warna, maka dapat diketahui faktor-faktor yang

dapat memberikan respon

terendah sampai yang tertinggi pada nilai perubahan warna.

Faktor A1 =,"#$%&,""% #,''$



= 1,5285

Tabel. 8 Nilai Optimal tiap Faktor pada Perubahan Warna.

Level Faktor A. B. C. D 1. 2 3 Selisih Ranking 1,5285 -4,5259 1,5540 6,1799 2 0,4399 -0,5531 -0,5502 0,1132 3 -0,3045 -5,7911 4,5521 10,3432 1 -0,5627 -0,4649 -0,5159 0,0978 4

Grafik respon factor utama perubahan warna yang optimal dari Signal to Noise Ratio dalam setiap

level yang berpengaruh signifikan ditunjukkan pada gambar3.

POLITEKNOSAINS VOL. XIII NO. 2 September 2014

Gambar. 3 GrafikResponPerubahanWarna Optimal. Dengan demikian kombinasi

level faktor optimal adalah A3B1C3D2, artinya untuk

meminimasikan nilai

perubahan warna (∆%R) dibutuhkan kombinasi level faktorKonsentrasi Na2 SO4 60 g/l, Konsentrasi Na2 CO3 10 g/l, Temperatur proses 900 C danWaktuFiksasi 45 menit. - PenodaanWarna.

Berikut ini perhitungan efek tiap factor pada penodaan

warna, berdasarkan atas hasil perhitungan S/N Ratio PenodaanWarna, maka dapat diketahui faktor-faktor yang dapat memberikan respon

terendah sampai yang

tertinggi pada nilai penodaan warna.

Faktor A1 =

,$%,'%, 

= 42,305

Tabel 9Nilai optimal tiapfaktorpadaPenodaanWarna.

Level Faktor A. B. C. D. 1 42,305 42,328 42,303 42,301 2 42,308 42,327 42,312 42,320 3 42,326 42,284 42,323 42,318 Selisih 0,021 0,044 0,020 0,019 Ranking 2 1 3 4 GrafikresponfaktorutamaPenoda anWarna yang optimal dari Signal to Noise Ratio

dalamsetiap level faktor yang berpengaruhsignifikanditunjukka npadagambar 4

Gambar, 4 Grafik Respon Penodaan Warna Optimal Dengan demikian kombinasi

level faktor optimal

adalahA3B1C3D2, artinya untuk memaksimasikan nilai %R kain putih pelapis pada Penodaan Warna dibutuhkaan kombinasi level-faktor Konsentrasi Na2SO4

60 g/l, Konsentrasi Na2CO3 10

g/l, Temperatur Proses 900 C dan waktu Fiksasi 45 menit. Dilihat dari nilai SNR, maka kombinasi level faktor optimal untuk respon

perubahan warna dan penodaan warna adalah sama, sehingga tidak perlu dilakukan optimasi multi respon. Dilihat dari kombinasi level faktor optimal kedua respon yaitu perubahan warna dan penodaan warna sama, yaituA3 B1 C3 D2 sudah masuk dalam matriks array orthogonal L9(34), sehingga tidak

perlu dilakukan uji konfirmasi.

KESIMPULAN

1. Faktor-faktor yang

berpengaruh signifikan

terhadap nilai∆%R perubahan warna pada uji ketahanan

luntur warna terhadap

pencucian adalah Temperatur proses,Konsentrasi Na

2. Kombinasi level faktor optimal untuk menghasilkan nilai perubahan warna dan penodaan warna pada uji ketahanan luntur warna terhadap pencucian adalah A3

B1 C3 D2 yaitu pada

Konsentrasi Na2SO4 60 g/l,

Konsentrasi Na2CO3 10 g/l,

Temperatur Proses 900 C dan Waktu Fiksasi 45 menit. DAFTAR PUSTAKA Belavendram, N 1995, Quality by design : Taguchi Techniques for Industrial Experimentation, Prentice Hall, International, New York Damayanti,2007, Optimalisasi Waktu dan Temperatur Proses Fiksasi Pada Pencelupan Zat Warna Reaktif,

POLITEKNOSAINS VOL. XIII NO. 2 September 2014

Jurnal Teknika

ATW, Vol 1 No 4 ,hal 20-23

Irfan, W 2004, Pemilihan Jenis Elektrolit Pada Pencelupan Zat Warna Procion Panas, Jurnal Teknika ATW, Vol 1 No 1, hal 15-18 Safira, R 2009, Penilaian

Ketahanan Luntur Warna dan Ketuaan Zat Warna Reaktif di

tinjau dariAspek Teknis, Jurnal Teknika ATW, Vol 1 No 6, hal 15-19 Soejanto,I 2009, Desain Eksperimen dengan Metode Taguchi, Graha ilmu, Surabaya Sugiyono, 2009, Metode Penelitian Kuantitatif, Kualitatif dan R & D, Bandung