A-83
OPTIMALISASI PEWARNAAN LOGAM TEMBAGA DENGAN AMONIUM SULPHIDE
Lies Susilaning1), Dwi Suheryanto2)
1) 2)
Peneliti pada Balai Besar Kerajinan dan Batik
Badan Pengkajian Kebijakan Iklim dan Mutu Industri, Kementerian Perindustrian RI Jl. Kusumanegara 7 Yogyakarta 55166. Telp. (0274) 512456. Fax (0274) 543582,
E-mail:hastuti2121@gamail.com, pringgading04@yahoo.com
ABSTRAK
Kualitas dan mutu produk kerajinan logam dari bahan baku tembaga perlu ditingkatkan, kaitannya terhadap peningkatan daya serap konsumen. Penelitian pewarnaan logam tembaga merupakan hasil reaksi antara amonium sulphide dengan logam tembaga dalam suatu perlakuan, sehingga menghasilkan suatu warna kearah warna-warna tertentu. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk meningkatkan daya sain produk kerajinan tembaga. Dalam penelitian ini digunakan variasi konsentrasi amonium sulphide 100 gram, 150 gram dan 200 gram, dengan variasi waktu pengerjaan 30 menit, 45 menit dan 60 menit pada temperatur kamar. Prosedurnya adalah setelah logam tembaga dibersihkan dari kotoran dan minyak, kemudian direaksikan dengan amonium sulphide dengan kosentrasi dan waktu tertentu pada suhu kamar.Hasil penelitian menunjukkan bahwa arah warna yang terbentuk mengarah kearah warna ungu kemerahan, dari hasil pengujian ketuaan warna dan perubahan warna. Dari hasil pengamatan ketuaan warna dan ketahanan warna, penggunaan konsentrasi amonium sulphide 150 g/l dengan waktu 45 menit memberikan hasil yang paling baik.
Kata kunci : arah warna, amonium sulphide, pewarnaan, tembaga.
ABSTRACT
Quality and product quality metal crafts of copper raw materials needs to be improved, related to increased absorption of consumers. This study aims to improve the quality of handicraft products of copper through the coloring process of reaction of ammonium sulphide with copper metal. So it will produce a color towards certain colors. This study used variation of the concentration of ammonium sulphide 100 grams, 150 grams and 200 grams, with a variation of processing time 30 minutes, 45 minutes and 60 minutes at room temperature. The results showed that the direction of the color formed leading towards reddish purple, the color of the test result of aging and discoloration. From the observation of aging color and durability of color, the use of ammonium sulphide concentration of 150 g/l with a time of 45 minutes gave the best result, the views of durability and color intensity.
Keywords: ammonium sulphide, color direction, coloring, copper.
PENDAHULUAN
Industri kerajinan logam tembaga kontribusinya terhadap nilai ekspor sangat menonjol ini dapat dilihat dari penyebarannya yang menunjukkan komoditi tersebut menempati urutan kesepuluh dari komoditi yang diunggulkan. Potensi industri kerajinan logam tembaga banyak tersebar disentra-sentra industri di wilayah Indonesia seperti di Kabupaten Bangil, Kabupaten Celuk Denpasar,Kecamatan Pacitan, Lamongan, Kotagede DIY serta Ujung Pandang. Pemenuhan akan kebutuhan pasar sangat tergantung kepada produk yang dihasilkan dan kendala yang terjadi dan kendala yang terjadi pada perajin logam tembaga selama ini berkaitan dengan dengan arah warna yang diinginkan konsumen selalu berubah-ubah, proses tersebut terjadi pada proses akhir yaitu proses pewarnaan produk ( degradasi warna ) yang berkesan warna-warna antik atau tua. Sehingga apabila kualitas produk yang dihasilkan dapat ditingkatkan, diharapkan akan memberikan nilai tambah produk. Perolehan arah warna dari proses pewarnaan kerajinan logam tembaga dapat terjadi melalui proses reaksi bahan kimia tertentu dengan benda kerja dan arah warna yang terjadi dipengaruhi oleh perlakuan dan kondisi kerja. Permasalahan yang ada selama adalah para perajin mengalami kesulitan
A-84
berkaitan dengan arah warna yang diinginkan para konsumen yang selalu berubah-ubah. Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk meningkatkan kualitas dan daya saing produk kerajinan tembaga melalui proses pewarnaan.
Logam tembaga (Cu) dengan nomor atom 29, adalah logam yang padat dan tidak bereaksi dengan udara kering pada temperatur kamar, akan tetapi bubuk tembaga secara perlahan-lahan akan membentuk oksida yang berwarna violet atau biru. Tembaga apabila dibiarkan diudara yang lembab pada temperatur kamar dengan tidak adanya CO2 akan membentuk tembaga oksidasi secara lambat. Tembaga mempunyai titik leleh 1083 °C dengan berat jenis 7,48 . Bahan pewarna yang digunakan untuk pewarnaan logam tembaga sangat variatif tergantung pada warna yang dikehendaki dan benda kerja yang akan dikerjakan. Untuk warna-warna hitam pada logam tembaga dapat digunakan bahan kimia yang mengandung sulfida, seperti natrium thiosulfat, copper sulphate atau bahan lain seperti copper carbonat dan amoniak, sedang untuk warna biru (blue –black ) dapat digunakan bahan kimia lead acetate dan natrium thiosulphate. Untuk pewarnaan logam tembaga dengan warna merah menggunakan bahan kimia copper sulphate dan amonium chloride. Untuk warna hitam dan coklat dapat digunakan bahan copper carbonate, potasium sulfida,amonia. Prinsip kerjanya benda kerja direaksikan dalam suatu larutan bahan kimia dengan waktu, konsentrasi, dan temperatur tertentu.
HipotesaArah warna akan tergantung kepada penggunaan konsentrasi amonium sulphide dan waktu pengerjaan.
METODE
Bahan yang digunakan
Logam tembaga dengan ketebalan 0,2-0,4 mm, ukuran 3 cm x 6 cm, amonium sulphide, detergen, natrium hidroksida, larutan asam khlorida10 %.
Peralatan yang digunakan
Timbangan obat, kompor gas, beker gelas, bak larutan, gelas ukur, thermometer, stop watch, pengaduk kaca, sikat tembaga, sikat plastik, alat poles, dan kompor teko.
Tahap pengerjaan
Secara garis besar pengerjaan penelitian arah warna pada pewarnaan produk kerajinan tembaga meliputi 3 (tiga) tahap yaitu; (1) Tahap persiapan, (2) Tahap pewarnaan, dan (3) Tahap pengerjaan akhir.
Tahap persiapan; yaitu proses pembersihan logam tembaga (benda kerja) dari pengotor, seperti kotoran organik (oli, minyak), karat dan kotoran lainya dengan detergen dan natrium hidroksida. Tahap ini bertujuan untuk menghilangkan pengotor yang ada pada permukaan benda kerja dan mendapatkan keadaan fisik yang baik. Adapun tahap persiapan meliputi: pemolesan, penghilangan lemak, penghilangan oksida logam (karat) dengan larutan asam khlorida 10%. Tahap pewarnaan; yaitu tahap pewarnaan logam tembaga (benda kerja) dengan mereaksikan senyawa amonium sulphide dengan berbagai konsentrasi dan waktu pengerjaan. Tahap pengerjaan akhir; yaitu proses penutupan permukaan dengan lapisan tipis transparan (coating).
Diagram alir pewarnaan logam tembaga dan formulasi
Tabel 1. Penggunaan variasi konsentrasi amonium sulphide dan waktu No Waktu
( menit )
Variasi konsentrasi amonium sulphide (g/l) Temperatur (oC) 1 30 100 150 200 27 2 45 100 150 200 27 3 60 100 150 200 27 Cara kerja
Setelah benda kerja melalui proses pembersihan, kemudian lakukan penimbangan amonium sulphide sesuai dengan variasi yang ditentukan. Larutkan bahan-bahan kimia kedalam beker glass, masukan air sesuai , aduk hingga rata kemudian. Masukan benda kerja kedalam larutan, waktu pengerjaan
A-85
disesuaikan dengan variasi waktu yang ditentukan. Perhatikan dan catat perubahan warna yang terjadi dan ikuti perubahan-perubahan warna secara gradual kearah lamanya waktu. Setelah selesai, benda kerja dibilas kedalam air dingin kemudian keringkan dan lapisi (proses coating). Akan terjadi perubahan warna redish purple selama pewarnaan.
BENDA KERJA
TAHAP PENGOLAHAN MEKANIS Pemolesan
PENGHILANGAN LEMAK Costic Soda/detergen/ Bensin
PEMBILASAN AIR
CUCI ASAM HCl/H2SO4/HNO3
PEMBILASAN A I R
PEWARNAAN Amonium Sulphide
PEMBILASAN A I R HANGAT/DINGIN
PENGERINGAN & COATING PENGUJIAN
PEMBAHASAN
Hasil pelaksanaan penelitian pewarnaan logam tembaga sangatlah tergantung dari kebersihan benda kerja, sehingga didalam pengerjaannya harus dilakukan proses pengerjaan mekanik dan kimia. Setelah benda kerja (lembaran logam tembaga) bersih baru kemudian dilakukan pewarnaan. Pewarnaan dilakukan dengan menggunakan variasi konsentrasi bahan pewarna dan waktu pelaksanaan kemudian masing-masing variasi diamati warna yang terjadi, intensitas warna dan perubahan warna. Untuk pewarnaan dengan arah warna Red purple/Reddish brown (untuk warna coklat kemerah-merahan) Reddish purple semi gloss/matt
Tabel 2. Contoh hasil rata-rata pengamatan pengujian ketuaan warna
No Konsentrasi waktu ( menit ) Konsentrasi Amoniumsulphide100 gramPengamat I II III IV Konsentrasi Amonium sulphide150 gram Pengamat I II III IV Konsentrasi Amoniumsulphide200 gramPengamat I II III IV 1 30 1 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 2 2 45 1 2 1 1 1 1 2 1 1 1 2 1 3 60 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
A-86 Keterangan :
1 : paling tua 2 : cukup tua 3 : sedang
4 : baik (sedikit tua )
Tabel 3. Contoh hasil rata-rata pengamatan pengujian ketahanan/perubahan warna
No Konsentrasi Amonium sulphide
(g/l )
Waktu (menit) Waktu(menit) Waktu ( menit)
30 45 60
Pengamat Pengamat Pengamat I II III IV I II III IV I II III IV 1 100 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 2 150 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 200 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 Keterangan :
1 : Belum ada perubahan warna 2 : Sedikit ada perubahan warna 3 : Ada perubahan warna
Perubahan warna akan terjadi kearah ungu kemerah-merahan selama periode pencelupan, setelah tidak adanya perubahan warna yang terjadi pada waktu yang ditentukan, benda kerja diangkat dan dicuci dengan air dingin dan dikeringkan.Seperti terlihat pada Tabel 3 untuk ketuaan warna penggunaan konsentrasi dan waktu yang singkat menghasilkan warna yang relatif hampir sama baiknya dengan penggunaan waktu dan konsentrasi yang tinggi,akan tetapi pada penggunaan konsentrasi dan waktu yang relatif besar memberikan ketuaan warna yang lebih baik dibanding dengan lainnya, begitu pula untuk ketahanan warnanya (Tabel 3) menunjukkan angka rata-rata yang baik.
Terjadinya proses pewarnaan pada logam tembaga akan bereaksi dengan amonium sulphide membentuk warna coklat kemerah-merahan, kemungkinan reaksinya yang terjadi seperti terlihat dibawah ini :
4 Cu + 2 (NH4)S 2 Cu2S + 2 NH3 + H2
Cu + (NH4)2Sx CuS + 2 NH3 + H2 + S3 Cu + CuS Cu2S (warna)
Pada saat logam tembaga dimasukan kedalam larutan amonium sulphide akan tampak perubahan warna kearah gelap , kemudian setelah berjalan cukup lama warna akan kearah warna kecoklat kemudian berubah menjadi coklat kemerahan, jalannya perubahan warna dimungkinkan terjadinya kesempatan berekasi hingga mencapai titik kesetimbangan dan membentuk senyawa berwarna (brown redish powder). Seperti terlihat pada Tabel 2 rata-rata nilai ketuaan warna menunjukan bahwa semakin besar penggunaan konsentrasi ammonium sulphide cenderung semakin memperlihatkan ketuaan warna sejalan dengan pemakaian waktu yang lebih besar, optimalnya pada pengunaan ammonium sulphide pada kosentrasi 150 dan 200 cc pada waktu 45 menit dan 60 menit menunjukan nilai rata-rata ketuaan yang sama, yaitu rata-rata 1. Hasil lain juga menunjukan bahwa untuk ketahahan/perubahan warna seperti terlihat pada Table 3 memperlihatkan nilai rata-rata yang sama untuk setiap perlakuan, ini menunjukan pengaruh warna yang dihasilkan relatip tidak berpengaruh terhadap pengaruh udara (oksidasi).
KESIMPULAN
Kondisi optimal pewarnaan logam tembaga dengan amonium sulphide, dilihat dari ketuaan dan ketahanan warna, adalah pada konsentrasi 150 g/l dengan waktu 45 pada suhu kamar (27 oC).
A-87
DAFTAR PUSTAKA
Hughes R dan M.Rowe, (1986), “The Colouring Bronzing and Patination of Metal Craft”, Counsil, London.
Jacobson CA, (1994), Encyclopedia of Chemical Reaction, Reinhold Publishing Corporation, New York 330 West 42 nd street, 1994.
NN, (1972),”Metal Finishing”, London
NN, (1972), “Electroplating Proses”, LIPI, Jakarta.
Salura, (1972), “Metoda Rangking Dalam Penelitian Tekstil”, Institut Teknologi Tekstil Bandung. Tim McCreight, (1991), “The Complete Metalsmith, An Illustrated Handbook”, Davis Publication,
