LAPORAN PRATIKUM PENCELUPAN DAN PEWARNAAN
PENCELUPAN BENANG KAPAS DENGAN ZAT WARNA DIREK
( DIREK BLUE BWS)
Dosen : M. Ichwan, AT, MS,Eng
Disusun oleh Kelompok 3(2B2)
Titik Subadriyah (13050016) Rini Destiana Putri (13050018) Andri Ariya Lesmana (13050020)
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TEKSTIL
TEKNOLOGI PRODUKSI TEKSTIL
PROSES PENCELUPAN KAPAS DENGAN ZAT WARNA DIREK
I. Maksud dan Tujuan I.1. Maksud
Melakukan praktikum pencelupan benang kapas dengan zat warna direk serta mempelajari alur proses pencelupan tersebut.
I.2. Tujuan
Untuk mengetahui pengaruh zat yang digunakan pada saat praktikum.
Untuk mengetahui kerataan dan ketuaan warna pada hasil praktikum dengan memvariasikan perbedaan konsentrasi NaOH, dan volt yang digunakan pada saat praktikum.
II. Teori Dasar Serat Selulosa
Serat selulosa merupakan serat hidrofil yang strukturnya berupa polimer selulosa, dengan derajat polimerisasi (DP) bervariasi, contoh DP rayon 500 – 700, sedang DP kapas sekitar 3000., makin rendah DP daya serap airnya makin besar, contoh: MR rayon 11-13% sedang kapas 7-8%.
Serat kapas
Kapas adalah salah satu jenis serat tumbuh-tumbuhan yang banyak dipergunakan dalam industri tekstil, baik sebagai 100 % serat kapas maupunebagai campuran serat lainnya.Sebagai bahan campuran serat kapas dapat memperbaiki kekurangan dariserat lainnya seperti daya tahan panas dan daya serat air, karena kedua sifattersebut sangat baik pada serat kapas. Serat kapas terutama terutama tersusun darizat selulosa, oleh karena itu sifat kimia dan fisika serat kapas tergantung pada sifatkimia dan fisika selulosa.Zat-zat selain selulosa yang terdapat dalam serat kapas harus dihilangkan.Cara menghilangkannya itu adalah dengan cara pemasakan dalam larutan NaOH.Semua zat kecuali pigmen dan selulosa akan hilang. Pigmen dihilangkan dengan proses pengelantangan yang menggunakan zat oksidator seperti NaOCl, CaOCl2 dan sebagainya.
Zat warna direk adalah zat warna yang dapat mencelup serat selulosa secara langsung karena zat warna ini sangat mudah larut dalam air, atau disebut juga zat warbana substantif karena dapat terserap baik oleh selulosa, bahkan ada juga yang menyebutnya dengan zat warna garam karena dalam pencelupan pada umumnya ditambahkan garam (NaCl) untuk memperbesar penyerapanya, sehingga peran NaCl sangat penting agar zat warna dalam proses pencelupan dapat terserap sempurna oleh serat sehingga dapat meningkatkan kerataan warna pada serat. Hal ini perlu diperhatikan karena selulosa dalam larutan mempunyai muatan negatip pada permukaanya, sehingga anion zat warna direk akan tertolak, elektrolit yang ditambahkan berfungsi untuk mengurangi atau menghilangkan muatan negatip tersebut, hingga pada jarak yang cukup dekat molekul-molekul zat warna akan tertarik karena gaya-gaya van der waalls atau ikatan hidrogen yang telah bekerja dengan baik. Mekanisme penetralan anion (muatan negatip) antara serat dengan zat warna direk oleh NaCl dapat terjadi karena NaCl dalam larutan akan terionisasi menjadi atom Na+ dan atom Cl-, atom Na yang bermuatan positif akan bergabung dengan zat warna direk yang bermuatan negatip sehingga muatan antara serat dan zat warna menjadi berlainan, maka dalam kondisi ini kecenderungan untuk berikatan semakin meningkat.
Struktur kimia dibawah ini adalah contoh dari peran NaCl dalam membantu penyerapan serat terhadap zat warna yaitu pada “Chlorazol Sky BlueF F” (termasuk zat warna direk), pada pencelupan tanpa ditambahkan NaCl hanya akan memberikan penodaan saja (pada serat), tetapi apabila ditambahkan NaCl pada larutan celup maka Chlorazol Sky Blue FF akan memberikan warna tua.
Tahan Luntur dan Ikatan Zat Warna Direk dengan Selulosa
Zat warna direk dalam suhu tinggi akan membentuk ikatan hidrogen dengan gugus hidroksi dari selulosa.
AR1-N=N-AR2SO3Na
Ikatan Hidrogien Sel-OH
Gambar ikatan hidrogen antara zat warna direk dengan selulosa
Kekuatan ikatan hidrogen antara zat warna direk dengan serat selulosa tidak terlalu kuat, dan mudah putus dalam suhu tinggi, sehingga daya tahan luntur zat warna direk rendah terutama dalam pencucian panas, selain membentuk ikatan hidrogen, ikatan antara zat warna direk dengan serat juga ditunjang oleh ikatan dari gaya van der waals, kekuatan ikatan dari gaya van der waals juga relative sangat lemah dan akan meningkat apabila ukuran molekul zat warna direk makin besar.
Ketahanan terhadap pencucian hasil celupan zat warna direk dapat diperbaiki melalui proses iring, dengan zat pemiksasi kationik, dimana pada prinsipnya adalah memperbesar ukruan molekul zat warna dalam serat sehingga zat warna akan lebih sukar bermigrasi, akibatnya tahan luntur hasil celupan menjadi lebih baik., karena zat-zat kation aktif akan bergabung dengan zat warna direk yang bersifat anion membentuk molekul yang lebih kompleks sehingga tahan cucinya menjadi lebih baik, tetapi tahan sinarnya akan berkurang.
Kelarutan zat warna direk
Kelarutan zat warna direk merupakan factor penting yang perlu dipertimbangkan karena zat warna direk yang kelarutannya tinggi akan memudahkan dalam pemakaiannya akan mengurangi substantifitas zat warna dan tahan luntur hasil celupnya lebih rendah.
Proses Pencelupan selulosa dengan Zat warna Direk
Mekanisme pencelupan terdiri dari tahap difusi zat warna dari fasa ruah larutan zat warna ke dekat permukaan serat, kemudian tahap adsorpsi zat warna ke permukaan serat, lalu tahap difusi zat warna ke dalam serat dan fiksasi zat warna. Tahap yang paling lambat dan menentukan laju pencelupan adalah tahap difusi zat warna ke dalam serat yang sangat tergantung pada kerapatan struktur serat dan ukuran partikel zat warna. Semakin tinggi suhu pencelupan semakin cepat laju pencelupan, tetapi afinitas zat warna akan turun karena reaksi fiksasi zat warna dengan serat bersifat eksotherm. Oleh karena itu pada akhir proses pencelupan zat warna direk, penurunan suhu pencelupan sebaiknya diturunkan agak perlahan guna menambah penyerapan zat warna direk.
III. Praktikum
III.1. Alat dan bahan III.1.1.Alat
Gelas ukur 100 ml Gelas piala 500 ml Gelas piala 100 ml Pipet 10 ml
Pipet 1 ml Pengaduk Thermometer Kompor
Kassa
III.1.2.Bahan
Kain kapas
Zat warna direk blue bws
III.2. Diagram Alir
p
III.2.2.Diagram alir proses tanpa menggunakan proses iring
Pembasah Na2CO3 Nacl
30oC
10’ 10’ 30’ 60’ III.4. Resep
Resep pencelupan
Resep pencucian
Sabun/ teepol : 1 ml/l
Na2CO3 : 1 g/l
Vlot : 1:20
Suhu : 60oC x 10’
Resep 1 2 3
Zw direk (% owf) 1 1 1
Pembasah (ml/l) 1 1 1
Na23 (g/l) 1 1 1
Nacl (g/l) - 30 30
vlot 1:20 1:20 1:30
Suhu 90oC 90oC 90oC
Resep iring
Zat iring kationik : 2 g/l CH3COOH 30% : 1 ml/l
Volt : 1:20
Suhu x waktu : 70oC x 15’
Fungsi Zat
III.5. Cara Kerja
III.5.1.Proses Pencelupan
1. Menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan
2. Menyiapkan kain
3. Membuat larutan pencelupan untuk kapas
4. Merendam kain ke dalam larutan celup selama 10 menit
5. Memasukkan garam (NaCl) ke dalam larutan celup resep 3
Zat Fungsi
Zw direk Sebagai zat pewarna pada kain.
pembasah Meratakan dan mempercepat proses pembasahan kain
Na2CO3 Untuk memperbaiki kelarutan zat warna dan meningkatkan kelarutan zat warna
Nacl Mendorong penyerapan zat warna
Sabun/teepol Memudahkan kain terbasahi, larutan masuk ke dalam bahan Zatiring
kationik
Untuk memperbaiki ketahanan luntur hasil celup zat warna direk
6. Memanaskan kain pada larutan celup diatas pembakar Bunsen pada suhu stabil 90oC selama 30 menit
7. Menurunkan suhu menjadi 50oC
8. Memeras kain
III.5.2.Proses Iring
1. Menyiapkan larutan untuk proses iring
2. Memasukkan kain ke dalam larutan dan dipanaskan di atas Bunsen dengan suhu stabil 60oC selama 10 menit
3. Memeras kain
3.5.3. Proses Pencucian dengan Sabun
1. Menyiapkan larutan pencucian dengan sabun
2. Memasukkan kain ke dalam larutan dan dipanaskan di atas Bunsen dengan suhu stabil 600C selama 10 menit
3. Mencuci kain dengan air dingin 4. Mengeringkan kain
3.6. Perhitungan Resep
Larutan induk zat warna ditimbang 1 gram zat warna dan dilarutkan menjadi 50 cc diaduk-aduk diperoleh larutan induk zat warna 0,5 g / 50 cc
Proses Pencelupan Resep 1
Berat bahan : 3,48 gram
Kebutuhan larutan : 3,48 x 20 = 69,6 ml
Zat warna direk 1% : 1
100×3,48=0,0348g x50/0,5=3,48ml
Na2CO3 : 10001 ×69,6=0,0696g/l
Kebutuhan air : kebutuhan larutan – (pembasah + Na2CO3 + zat warna direk )
: 69,6 – (0,069 + 0,069 + 3,48) : 69,6 – 3,618
: 65,982 ml. Resep 2
Berat bahan : 3,35 gram
Kebutuhan larutan : 3,35 x 20 = 67 ml
Zat warna direk 1% : 1001 ×3,35=0,0335g x50/0,5=3,35ml
Pembasah : 10001 ×67=0,067ml
Na2CO3 : 10001 ×67=0,067gram
NaCl : 30
1000×67=2,01gram
Kebutuhan air : kebutuhan larutan – (pembasah + Na2CO3 + zat warna direk + NaCl )
: 67 – (0,067 + 0,067 + 3,35+2,01) : 67 – 8,844
: 58,15 ml. Resep 3
Kebutuhan larutan : 3,59 x 30 = 107,7 ml
Zat warna direk 1% : 1001 ×3,59=0,0359gram x50/0,5=3,59ml
Pembasah : 10001 ×107,7=0,1077ml
Na2CO3 : 1
1000×107,7=0,1077gram
NaCl : 30
1000×107,7=3,231gram
Kebutuhan air : kebutuhan larutan – (pembasah + Na2CO3 + zat warna direk + NaCl )
: 107,7 – (0,1077 + 0,1077 + 3,59 + 3,231) : 107,7 – 7,036
: 100,664 ml. Proses iring
Resep 1
Berat bahan : 1,74 gram
Kebutuhan larutan : 1,74 x 20 = 43,8 ml
Zat iring kationik : 2
1000×34,8=0,0696ml
CH3COOH : 1
1000×3,48=0,0348ml
Kebutuhan air : kebutuhan larutan – ( zat pemiksasi kationik + CH2COOH)
:3,47214 ml Resep 2
Berat bahan :1,67gram
Kebutuhan larutan : 1,67 x 20 = 3,35 ml
Zat iring kationik : 10002 ×3,35=0,067ml
As. Asetat 30% : 10001 ×3,35=0,0335ml
Kebutuhan air : kebutuhan larutan – ( zat pemiksasi kationik + CH3COOH)
: 33,5 – (0,0067 + 0,0335) : 33,5 – 0,1005
:33,39 ml Resep 3
Berat bahan : 1,795 gram
Volume air : 1,79 x 20 = 35,9ml
Zat iring kationik : 10002 ×35,9=0,072ml
As. Asetat 30% : 10001 ×35,9=0,036ml
Kebutuhan air : kebutuhan larutan – ( zat pemiksasi kationik + CH3COOH)
: 35,9– (0,072 + 0,036) : 35,9 – 0,108
Proses Pencucian Resep 1
Berat bahan : 1,74, gram
Volume air : 1,74 x 20 = 434,8 ml
Na2CO3 : 10001 ×34,8=0,0348gram
Sabun : 10000,5 ×34,8=0,0348g
Kebutuhan air : kebutuhan larutan – (sabun +Na2CO3) : 34,8 – (0,0348 + 0,0348)
: 34,8 – 0,786 :34,7214 ml Resep 2
Berat bahan : 1,67 gram
Volume air : 1,67 x 20 = 3,35 ml
Na2CO3 : 10001 ×3,35=0,0335gram
Sabun : 10001 ×3,35=0,0335gram
Kebutuhan air : kebutuhan larutan – (sabun +Na2CO3) : 33,5 – (0,0335 + 0,0335)
: 34,8 – 0,67 :33,43 ml Resep 3
Volume air : 1,795 x 20 = 35,9 ml
Na2CO3 : 10001 ×35,9=0,036gram
Sabun : 10001 ×35,9=0,036gram
3.7. Data Hasil dan Evaluasi 3.7.1. Data Hasil
Resep 1
Resep 2
Resep 3
Berdasarkan data diatas, kami menyimpulkan bahwa Resep 2 Lebih baik hasilnya dibandingkan dengan resep 1 dan 3. Resep 3 mempunyai hasil yang lebih baik daripada resep 1. ( Resep 2 > Resep 3 > Resep 1 ). Ket : (>) = lebih baik
Adapun penilaian yang kami lakukan adalah dengan menggunakan metode ranking. Cara penilaiannya adalah sebagai berikut :
3.7.2. Evaluasi
Resep 1 Resep 2 Resep 3
Iring Non Iring Iring Non Iring Iring Non Iring
A 5 4 9 7 8 6
B 4 4 9 8 7 7
C 5 3 8 7 7 6
Rata-rata 4,6 3,6 8,6 7,3 7,3 6,3
Keterangan :
8-10 : Bagus Sekali
Berdasarkan hasil/data yang diperoleh, kami menyimpulkan data tersebut dalam bentuk table, yaitu :
Resep 1 Resep 2 Resep 3
Iring Non Iring Iring Non Iring Iring Non Iring Ketuaan
Rata-rata Resep 1 Resep 2 Resep 3
Iring Non Iring Iring Non Iring Iring Non Iring Ketuaan
Warna 5,6 5,3 8,3 7,6 7 6,3
Kerataan
Warna 5,6 4,6 8,3 7,3 7 6,6
Keterangan :
Untuk Ketuaan Warna Untuk Kerataan Warna
1-5 : Muda 1-5 : Kurang merata
6-7 : Agak Tua 6-7 : Sedikit merata
8-10 : Tua 8-10 : Rata
IV. Diskusi
praktikum, jika volt yang digunakan terlalu besar maka larutan zat warna akan encer sehingga konsentrasi zat warna pada larutan akan tersebar sehingga penyerapan pada kain akan lama sehingga warna yang dihasilkan akan muda, berbeda dengan volt yang digunakan mencukupi maka konsentrasi zat warna pada larutan akan tersebar merata dan akan menghasilkan warna yang bagus juga merata pada kain.
Pada proses pecelupan sendiri, penambahan NaCl tidak dilakukan di awal karena NaCl dapat meningkatkan tegangan permukaan sehingga pembasah yang berfungsi menurunkan tegangan permukaan tidak dapat berfungsi dengan baik, selain itu fungsi pembasah adalah mempercepat proses pembasahan pada kain oleh sebab itu pembasah ini sangat penting dalam proses ini supaya penyerapan zat warna pada kain lebih merata, jadi alangkah lebih baik pembasah dan NaCl tidak digabungkan karena mempunyai fungsi yang berlawanan.
Pada proses pencucian ditambahkan Na2CO3 untuk meningkatkan kelarutan zat warna berarti menambahkan OH- dalam larutan sehingga gugus pelarut ter ion.
Proses iring sangat dibutuhkan karena dengan adanya proses iring ketuan warna lebih bagus dan tahan lunturnya baik sehingga kerataannya lebih merata, dibuktikan dengan hasil praktikum bahwa resep 1,2, dan 3 proses iring menghasilkan warna yang lebih tua dibandingkan dengan resep 1,2,dan 3 tanpa proses iring, selain menghasilkan warna yang bagus, prose iring ini menghasilkan tahan luntur yang baik pada bahan/kain.
V. Kesimpulan
1. Zat yang digunakan pada saat praktikum akan menentukan hasil yang didapat, misalnya konsentrasi NaCl yang digunakan akan menentukan hasil akhir, begitu juga volt yang kita gunakan akan mempengaruhi atau menentukan hasil akhir.
Daftar Pustaka
Karyana Dede, Elly K. 2005. Bahan Ajar Praktikum Pencelupan 1. Bandung : Sekolah Tinggi Teknologi Tekstil.
http://borosh.blogspot.com/2014/02/zat-warna-direk-smk-tekstil-texmaco.html
http://evgust.wordpress.com/2011/07/12/pencelupan-dengan-zat-warna-direk/