FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA

(1)

SERAT ALAM

Oleh :

Susinggih Wijana & Ika Atsari Dewi Jurusan Teknologi Industri Pertanian FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA 2 2 /0 8 /2 0 1 6 Se rat /2 01 2 1

(2)

D

EFINISI

K

AYU

2 2 /0 8 /2 0 1 6 S e rat/ 2 0 1 2 2  Serat adalah senyawa

selulosa, merupakan senyawa polisakarida dari monomer glukosa yang berikatan

dengan

 Kayu adalah untaian

serat yang direkatkan oleh senyawa lignin sehingga berbentuk memanjang dan

(3)

 Kayu adalah bagian batang atau cabang serta ranting tumbuhan

yang mengeras karena mengalami lignifikasi (pengayuan).

 Kayu digunakan untuk berbagai keperluan, mulai dari memasak,

membuat perabot (meja, kursi), bahan bangunan (pintu, jendela,

rangka atap), bahan kertas, dan banyak lagi. Kayu juga dapat

dimanfaatkan sebagai hiasan-hiasan rumah tangga dan sebagainya.

 Penyebab terbentuknya kayu adalah akibat akumulasi selulosa dan

lignin pada dinding sel berbagai jaringan di batang.

 Ilmu perkayuan (dendrologi) mempelajari berbagai aspek mengenai

klasifikasi kayu serta sifat kimia, fisika, dan mekanika kayu dalam berbagai kondisi penanganan.

 Batang pohon yang dipotong melintang akan memperlihatkan

bagian-bagian kayu, yang kerap kali berbeda warna. Bagian

terdalam adalah empulur yang lunak, lalu ke luar adalah kayu teras,

kayu gubal, dan terakhir adalah pepagan (kulit kayu).

 Bagian percabangan akan memperlihatkan pola khusus, yang biasa

dianggap sebagai "mata".

2 2 /0 8 /2 0 1 6 S e rat/ 2 0 1 2

(4)

D

EFINISI

S

ERAT

 Serat adalah suatu jenis bahan berupa

potongan-potongan komponen yang membentuk jaringan memanjang yang utuh. Contoh serat yang paling sering dijumpai adalah serat pada kain.

 Serat dapat digolongkan menjadi dua jenis yaitu serat

alami dan serat sintetis.

2 2 /0 8 /2 0 1 6 4 S e rat/ 2 0 1 2 Sumber : http://nurilmaputri.blogspot.com/2010/04/ potensi-serat-alam.html Sumber : http://aubree.blog.stisitelkom.ac.id/201 2/02/29/serat-tekstil-aubrietia-21112006-ktm-2011-kelompok-3/ Sumber : http://fabricstockexchange.co m/blog/fabric/apparel- textiles/polyester-fabric-yay-or-nay/

(5)

K

LASIFIKASI

S

ERAT

A

LAM

Tumbuhan (Selulosa) Hewan (Protein) Mineral

-Kapas - Biri-biri - Asbes

-Jute - Kelinci

-Kenaf - Ulat Sutera -Rami - Sabut kelapa - Kayu 2 2 /0 8 /2 0 1 6 S e rat/ 2 0 1 2

(6)



NILAI GUNA SERAT ALAM

_:

 Menguntungkan dari sisi lingkungan  Syarat:

 Nilai guna sama tetapi biaya produksi lebih rendah  Nilai guna lebih tinggi tetapi biaya sama



KELEMAHAN SERAT ALAM :

 Kandungan air tinggi dapat dihilangkan dengan biaya tambahan  meningkatkan biaya total

produksi

 Diameter dan panjang serat bervariasi

2 2 /0 8 /2 0 1 6 6 S e rat/ 2 0 1 2

(7)

T

EKNOLOGI

K

OMERSIAL



Penggunaan serat alam dalam bidang

otomotif (Daimler Chrysler.co )



PLA (

poly lactic acid

)  produk turunan

jagung digunakan:

 Dow Cargill  biodegradable plastic  Ford  Atap dan alas mobil

 Toyota  PLA + Kenaf untuk interior

2 2 /0 8 /2 0 1 6 S e rat/ 2 0 1 2

(8)

C

OMERCIAL

D

EVELOPMENT

 Microcrystalline keratin protein fiber (schmidt USA)

 Keratin fiber nonwoven for erosion control (George USA)  Keratin fiber for nanofilrattion (Misra, USA)

 Bamboo fiber reinforced Plastic (Yamaguci, JPN)

 Regenerate Celulose Reinforced Plastic (Netravali, USA)

2 2 /0 8 /2 0 1 6 8 S e rat/ 2 0 1 2

(9)

R

ECENT

R

ESEARCH

A

DVANCE

 Spider fiber by biomimicry (turner, Canada)

 Engineering properties of spider fiber (Ko, USA)  Nanoparticel reinforced plastic (Fisher, NL)

 Chitosan and albinate fibers for medical use

(Struszczyk, Poland)

 Chitosan biopolymer-silica hybrid aerogel (Risen, USA)

2 2 /0 8 /2 0 1 6 S e rat/ 2 0 1 2

(10)

A. SERAT TUMBUHAN

 Biasanya tersusun atas selulosa, hemiselulosa, dan

kadang-kadang mengandung pula lignin.

 Selulosa merupakan isomer β-glukan dari pati, dan

bersifat tidak larut.

 Hemiselulosa tersusun dari sejumlah polimer yang

berbeda. Struktur utama hemiselulosa terdiri dari arabinosa, galaktosa, dan glukosa dengan rantai sisi terdiri dari arabinosa, galaktosa, dan asam glukoronat.

2 2 /0 8 /2 0 1 6 10 S e rat/ 2 0 1 2

(11)

 Serat tumbuhan digunakan sebagai bahan pembuat

kertas dan tekstil.

 Lignin adalah senyawa aromatik yang tersusun dari

polimer fenil propan.

 Contoh dari serat jenis ini yaitu katun dan kain ramie.

2 2 /0 8 /2 0 1 6 S e rat/ 2 0 1 2

(12)

S

ELULOSA

 Selulosa merupakan serat-serat panjang yang

bersama-sama hemiselulosa, pektin, dan protein membentuk struktur jaringan yang memperkuat dinding sel tanaman.

2 2 /0 8 /2 0 1 6 12 S e rat/ 2 0 1 2

(13)

2 2 /0 8 /2 0 1 6 S e rat/ 2 0 1 2

(14)

1. S

ERAT

K

APAS

(

G

OSSYPIUM ARBOREUM

)

 Paling banyak digunakan sebagai bahan busana. Bahan

tekstil sejak 5000 tahun SM.

 Kapas diperoleh dari tanaman semak dengan tinggi sekitar

30-120 cm.

 Penggolongan serat kapas : kapas serat panjang, medium,

dan pendek.

 Serat kapas  rambut biji tanaman jenis Gossypium.

 Spesies yang berkembang menjadi tanaman industri ialah

kapas Gossypium Hirsutum (kapas Upland atau kapas Amerika) karena menghasilkan kapas dengan mutu tinggi .  Kapas Upland  87% dari produksi kapas dunia.

 Pemetikan : dengan tangan (lebih bersih tetapi

pengerjaannya lama) dan mesin (batang dan daun kapas ikut terbawa).

 Pasca panen kapas : dibersihkan (ginning)

2 2 /0 8 /2 0 1 6 14 S e rat/ 2 0 1 2

(15)

 Grade warna kapas berdasar United States

Standard Act :

1. Strict good middling (SGO)

2. Good middling (GM)

3. Strict middling (SM)

4. Middling (M)

5. Strict low middling

6. Low middling

7. Strict good ordinary

8. Good ordinary

 Kotoran hasil panen kapas : daun, ranting, kulit batang,

biji, pecahan biji, rumput, pasir, minyak dan debu.

2 2 /0 8 /2 0 1 6 S e rat/ 2 0 1 2

(16)

Faktor penentu mutu : grade, panjang stapel dan karakter.

 Grade kapas : warna, kotoran dan persiapan persiapan

serat kapas.

 Pembagian grade dalam kelompok warna berdasarkan atas derajat warna cerah atau kusam, artinya grade yang lebih tinggi mempunyai warna yang lebih cerah dari grade yang lebih rendah.

2 2 /0 8 /2 0 1 6 16 S e rat/ 2 0 1 2

(17)

2. S

ERAT

K

APUK

R

ANDU

(

C

EIBA PERTANDRA

)

 Sifat serat getas, tidak menyerap air, meng-embang,

tidak elastik dan kelentingannya (resiliency) tinggi.

2 2 /0 8 /2 0 1 6 S e rat/ 2 0 1 2

(18)

3. S

ERAT

J

UTE

(C

ORCORUS OLIOTIRUS

)

 Diambil dari batang kecil, tinggi dan lurus. Dipakai

sebagai bahan kemasan untuk pembungkus atau karung. 2 2 /0 8 /2 0 1 6 18 S e rat/ 2 0 1 2

(19)

4. S

ERAT

K

ENAF

(

H

IBISCUS CANNABINUS

)

 Produk hanya untuk kemasan, karung, dan tali. Dapat

dijadikan bahan kertas. Batang kenaf menghasilkan dua jenis serat, yaitu bagian luar batang seratnya lebih kasar dibandingkan bagian dalam batang.

2 2 /0 8 /2 0 1 6 S e rat/ 2 0 1 2

(20)

5. S

ERAT

R

AMI

(

B

OEHMERIA NIVEA

)

 Putih, kuat, saat basah kekuatan akan bertambah,

berkilau seperti sutera, kaku, kelentingan rendah, mudah kusut, keelastikan rendah, rapuh, merupakan serat batang yang terpanjang.

 Rami banyak dipakai untuk kain celana, baju, taplak

meja dan sapu tangan

 Kekuatan 4X linen, 6X sutera dan 7X kapas.

2 2 /0 8 /2 0 1 6 20 S e rat/ 2 0 1 2

(21)

2 2 /0 8 /2 0 1 6 S e rat/ 2 0 1 2 Tanaman Rami

(22)

S

IFAT

M

EKANIS

B

EBERAPA

S

ERAT

A

LAM

Serat Panjan g (mm) Diamete r (mm) Massa jenis (kg/m3₎ Modulus young (Gpa) Kekuata n tarik (Mpa) Reganga n Bambu - 0,1-0,4 1500 27 575 3 Pisang - 0,8-2,5 1350 1,4 95 5,9 Sabut 50-350 0,1-0,4 1440 0,9 200 29 Flax 500 NA 1540 100 1000 2 Jute 1800-3000 0,1-0,2 1500 32 350 1,7 Kenaf 30-700 0,04-0,09 - 22 295 -Sisal - 0,5-2 1450 100 1100 -2 2 /0 8 /2 0 1 6 22 S e rat/ 2 0 1 2

(23)

K

OMPOSISI

K

IMIA

S

ERAT

A

LAM

2 2 /0 8 /2 0 1 6 S e rat/ 2 0 1 2

(24)

B. SERAT HEWAN (PROTEIN)



Serat hewan, umumnya tersusun atas protein tertentu.



Contoh dari serat hewan yang dimanfaatkan oleh

manusia adalah serat laba-laba (sutra), beraneka

rambut, kulit, dan bulu domba (wol).



Domba, Kelinci, Kambing (keluarga

caprinae

)



Protein ini tersusun atas:



Karbon, Hidrogen, Oksigen. Nitrogen dan Sulfur



Dikombinasikan menjadi 19 asam amino polipeptida

2 2 /0 8 /2 0 1 6 24 S e rat/ 2 0 1 2

(25)

2 2 /0 8 /2 0 1 6 S e rat/ 2 0 1 2

(26)

2 2 /0 8 /2 0 1 6 S e rat/ 2 0 1 2 26

(27)

1. S

UTERA



Berasal dari sarang kepompong ulat sutera (

Morus

alba)



Bombyx mori (kualitas baik) dan ulat tussah (kurang

baik)



Sifat-sifat sutera sebagai berikut :

1. Jika diremas berbunyi gemerisik

2. Licin, halus dan berkilau

3. Sangat higroskopis

4. Sangat kuat dan akan berkurang kekuatannya

dalam keadaan basah

2 2 /0 8 /2 0 1 6 S e rat/ 2 0 1 2

(28)

6. Tidak tahan panas tinggi dan sinar matahari, dapat

merusak kain sutera dan menyebabkan warna

kuning.

7. Tahan ngengat, tetapi tidak tahan obat

kelantang dan asam pekat.

2 2 /0 8 /2 0 1 6 28 S e rat/ 2 0 1 2

(29)

2. W

OL

 Dari bulu domba keriting atau biri-biri (Ovis aries)  Terbaik : dari bagian bahu dan lambung.

 Terburuk : dari bagian kaki dan kepala.  Sifat-sifat wol yaitu :

1. Sangat pegas atau kenyal (elastis) sehingga wol tidak kusut

2. Mudah dibentuk dalam keadaan panas dan lembab

3. Dapat menyerap air banyak tetapi perlahan-lahan dan bila sudah basah, lama untuk kering.

2 2 /0 8 /2 0 1 6 S e rat/ 2 0 1 2

(30)

4. Hangat, karena bulunya yang keriting

5. Tidak tahan ngengat dan chloor serta obat

kelantang

6. Jika dibakar seperti bau rambut terbakar,

ujungnya bundar dan rapuh

2 2 /0 8 /2 0 1 6 30 S e rat/ 2 0 1 2 Domba Merino

(31)

• Kegunaan

 Textil

 Melapisi permukaan pemukul piano

 Menyerap bau dan suara dari mesin berat  Yunani kuno sebagai pelindung dada dan Helm  Popok  wol + lanolin

 Total produksi 1,3 juta ton  _{Australia : 25% produksi wol}  Cina : 18%

 Selandia baru : 11%  Jenis Domba:

 Merino : menghasilkan jenis serat yang lebih halus

2 2 /0 8 /2 0 1 6 S e rat/ 2 0 1 2

(32)

K

ARAKTERISTIK

W

OL



Sisik dan Kerutan



Sisik  kemudahan di sambung



Kerutan  ketebalan (Isolasi panas)



Daya pegas (serat wol 20.000, katun 3000

sutra 2000 kali)



Absorbansi

Wol  higroskopis

Menyerap air sampai 30%

2 2 /0 8 /2 0 1 6 32 S e rat/ 2 0 1 2

(33)

K

UALITAS WOL 

Dipengaruhi oleh:

 Kehalusan serat  _{Panjang serat}  Struktur  Warna  Kebersihan  Tingkat kerusakan 2 2 /0 8 /2 0 1 6 S e rat/ 2 0 1 2

(34)

P

ANJANG

S

ERAT



Merino

 3-5 inci diameter 12-24 mikron

•

_Pedaging

 1,5-6 inci

•

_Kerusakan:

 Stress pada domba muncul titik pada

pertumbuhan bulu  mudah patah

2 2 /0 8 /2 0 1 6 34 S e rat/ 2 0 1 2

(35)

P

ENGGOLONGAN WOL

(

DIAMETER

)

 < 17,5 – 22,6 mikron  merino  < 24,5 mikron  fine

 24,5 – 31,4 mikron  medium

 31,5 – 35,4 mikron  fine crossbred  35,5 mikron  coarse crossbred

 Secara umum serat dengan diameter < 25 mikron

digunakan untuk garme

n

2 2 /0 8 /2 0 1 6 S e rat/ 2 0 1 2

(36)

K

LASIFIKASI WOL

Jenis Perbedaan Woolens Worsteds

Proses Panjang serat yang digunakan 1-3 inci

Lebih dari 3 inci

Benang Lebih tebal,

keeratan rendah,

ketahanan tarik rendah

Benang lebih tipis Keeratan tingi

Ketahana tarik tinggi

Kenampakan kain

Kain lebih lembut Kain lebih berat

Kain lebih berserabut

Ukuran lebih tipis dan ringan

Kegunaan Sweater, karpet, jas wol Baju, gaun

2 2 /0 8 /2 0 1 6 36 S e rat/ 2 0 1 2

(37)

T

EKNOLOGI

P

ROSES



Pencukuran

 Dilakukan pada musim semi

 _{Tempat pencukuran : Shearing shed}  Pencukur cepat : gun shearer

 Pencukuran non mekanik CSIRO

 Protein perusak serat + penahan



Pegelompokan

 Panjang serat

 Tingkat kekotoran (sisa makanan dan rumput)

2 2 /0 8 /2 0 1 6 S e rat/ 2 0 1 2

(38)



Pencucian

 Membersihkan minyak dan lemak  Minyak lanolin mentah  byproduct

 Tingkat kemurnian bulu domba dari 30%-70_%



Pencampuran (blending)

 Benang wol dapat dicampur denan serat alami /

sintesis

 ALMERA = wol + katun  _{Wol-polyester}  Wol-nylon  Wol-rayon  Wol-sutra 2 2 /0 8 /2 0 1 6 38 S e rat/ 2 0 1 2

(39)



Pewarnaan

 Dyeing

 _Pencelupan

 Stock dyeing = pewarnaan awal

 Yarn dyed = pewarnaan setelah dibuat benang

2 2 /0 8 /2 0 1 6 S e rat/ 2 0 1 2

(40)

C. SERAT MINERAL



Serat mineral, umumnya terbuat dari asbestos karena

saat ini asbestos adalah satu-satunya mineral yang

secara alami terdapat dalam bentuk serat.



Memiliki sifat karsinogenik sehingga dilarang dari

tekstil konsumen.

2 2 /0 8 /2 0 1 6 40 S e rat/ 2 0 1 2

(41)

II. SERAT SINTETIK

 Serat buatan yang bahan dasarnya tidak tersedia secara

langsung dari alam, salah satu bahan kain dari serat sintetis ialah Polyester.

 Diameter serat sintetik ditentukan menurut keperluannya.

Hal ini disebabkan karena ukuran seratnya dapat diatur dengan ukuran lubang spinneret pada pemintalan serat dan besarnya peregangan sewaktu atau setelah proses pemilinan.

 Kehalusan serat atau benang sintetik dinyatakan dalam

satuan denier. 2 2 /0 8 /2 0 1 6 S e rat/ 2 0 1 2

(42)

 Serat sintetik sendiri ada yang dari bahan alam disebut

serat setengah buatan (half synthetics) dan dari bahan hasil pengolahan residu minyak bumi disebut serat sepenuhnya buatan (full synthetics).

 Pembentukan filamen dipengaruhi oleh viskosatas

larutan, tegangan permukaan cairan dan waktu pengerjaan. 2 2 /0 8 /2 0 1 6 42 S e rat/ 2 0 1 2

(43)

S

ERAT

S

INTETIS

/B

UATAN

Organik An-organik

Polimer alam Polimer buatan

Alginat _{Kimia/bahan tambang} _{Gelas logam}

silikat

Sellulosa

Ester Sellulosa :

- Asetat (skunder) - Triasetat

Sellulosa Regenerasi (Rayon) :

- Kupramonium - Asetat-sellulosa disabun kan - Viskosa Protein : 2 2 /0 8 /2 0 1 6 S e rat/ 2 0 1 2

(44)

1. R

AYON



Rayon berasal dari bahan dasar selulosa kayu atau

selulosa linters pendek.



Pada proses pembuatannya, dari selulosa kayu

atau linters dicampur dengan bahan kimia, lalu

dikembalikan menjadi selulosa dalam bentuk lois

yaitu dalam bentuk benang.



Bila sudah menjadi kain maka permukaan rayon ini

seperti sutera tetapi lebih berkilau.

2 2 /0 8 /2 0 1 6 44 S e rat/ 2 0 1 2

(45)

Sifat-sifat rayon sebagai berikut :

1. Sangat licin dan berkilau tajam permukaannya.

2. Kurang kuat jika dibandingkan dengan serabut

selulosa.

3. Dalam keadaan basah kekuatannya berkurang sekitar

50%.

4. Tidak tahan asam, cendawan dan ngengat.

5. Lebih mudah dan banyak mengisap air.

6. Pengantar panas yang baik, jika diraba terasa dingin.

7. Kurang kenyal dan lekas kusut

2 2 /0 8 /2 0 1 6 S e rat/ 2 0 1 2

(46)

2. P

OLIESTER

 Polimer yang diperoleh dari reaksi senyawa asam dan

alkohol.

 Sifat –sifat nya :

1. Mudah penanganannya (easy care)

2. Dicuci langsung dipakai (wash and wear) 3. Tahan kusut dan awet

4. Kekuatan dan ketahanan terhadap gosokan serat poliester tinggi

2 2 /0 8 /2 0 1 6 46 S e rat/ 2 0 1 2

(47)

5. Tahan terhadap asam maupun basa yang lemah

6. Tahan terhadap serangga, jamur dan bakteri

7. Serat poliester : memanjang seperti silinder dan penampang lintangnya bulat.

2 2 /0 8 /2 0 1 6 S e rat/ 2 0 1 2

(48)

III. T

EKSTIL

 Tekstil adalah material lembaran yang fleksibel terbuat dari

benang dari hasil pemintalan serat pendek (stapel) atau serat berkesinambungan (filamen) yang kemudian ditenun, dirajut atau dengan cara penyatuan serat berbentuk lembaran menggunakan atau tanpa bahan perekat yang dipres (disebut

non-woven fabrics).

 Dapat berasal dari serat alam dan sintetis.  Ciri serat tekstil :

1. Ukuran panjang pada umumnya beberapa ratus kali lebih besar dari pada ukuran diameternya.

2. Diameter kecil. 3. Lembut dan liat.

 Benang : monofil dan multifilamen

2 2 /0 8 /2 0 1 6 48 S e rat/ 2 0 1 2

(49)

 Penyimpanan 2-5 tahun : Warna kapas akan makin tua dan

dapat ditumbuhi jamur.

 Sifat Kapas :

1. Mulur : berkisar antara 4-13% dengan rata-rata 7%. 2. Afinitas besar terhadap air.

3. Serat kapas kering : kasar, rapuh dan kekuatannya rendah.

4. Moisture regain : bervariasi sesuai perubahan kelembaban relatif, pada kondisi standar antara 7-8,5%.

5. Berat jenis kapas 1,50 – 1,56.

2 2 /0 8 /2 0 1 6 S e rat/ 2 0 1 2

(50)

2 2 /0 8 /2 0 1 6 S e rat/ 2 0 1 2 50