Proses Pemintalan Leleh / Melt Spinning Process

Digunakan untuk serat polimer atau polimer yang dapat mencair. Pertama Polimer akan mencair dan kemudian dipompa melalui spinneret. Serat cair didinginkan dan dipadatkan menggunakan udara untuk dikumpulkan pada roda pengambil.

Serat Pemintalan Leleh dapat dipaksa melalui spinneret dalam berbagai bentuk, seperti cross-sectional seperti bulat, trilobal, pentagonal, antara lain segi delapan.

Adapun Serat berbentuk trilobal mampu mencerminkan lebih banyak cahaya yang memberikan kilauan untuk kain. Serat berbentuk pentagonal dan berongga digunakan untuk membuat karpet dan permadani. Serat berbentuk segi delapan menawarkan efek glitter-bebas sedangkan serat berongga perangkap udara, menciptakan isolasi. Polimer seperti polietilena tereftalat dan 6,6 nilon dipintal-leleh dalam volume tinggi. Serat nilon, serat olefin, serat poliester, serat Saran, dll juga diproduksi melalui Pemintalan leleh.

Hasil Pemintalan  Leleh :

a-   Serat Poliamida (nylon)

Kegunaan serat : kekuatan nylon yang sangat tinggi maka nylon sangat baik untuk dibuat kain parasut, tali temali yang memerlukan kekuatan tinggi, benang ban terpal, jala dan untuk tekstil industri lainnya. Selain untuk keperluan industri, nylon juga dapat dipakai untuk bahan pakaian, terutama untuk pakaian wanita, kaus kaki dan tekstil rumah tangga seperti gorden jendela atau pintu. Selain itu nylon juga digunakan untuk kain kursi, permadani dan kain penyaring.

        

        b-   Serat Poliester

poliester banyak dipakai untuk bahan pakaian dan dasi. Untuk pakaian tipis poliester sangat baik dicampur dengan kapas dengan perbandingan 2:1. Selain itu poliester juga banyak digunakan untuk kain tirai, karena ketahanannya terhadap sinar di balik kaca. Poliester juga digunakan sebagai pipa pemadam kebakaran, tali temali, jala, kain layar, dan terpal. Sebagai tali temali kapal, poliester lebih tahan lama dibanding nylon atau sisal. Sifat poliester yang tahan asam, membuat poliester baik digunakan sebagai pakaian pelindung dalam pabrik yang banyak memakai asam-asam. Akhir-akhir ini poliester mulai digunakan sebagai benang ban.

Read More

Proses Pemintalan Kering / Dry Spinning

Hal ini juga digunakan untuk polimer yang harus dicampur dalam pelarut. Namun, hasil pemadatan dari penguapan pelarut, Setelah melarutkan polimer dalam pelarut yang mudah menguap, kemudian dipompa melalui spinneret. Lalu Serat akan muncul dari spinneret dan dikeringkan / dipadatkan mengguakan udara panas atau gas inert guna menguapkan pelarut yang akan menghasilkan pemadatan serat sehingga dapat dikumpulkan pada roda pengambil.

Serat Hasil Pemintalan Kering

Pemintalan kering dapat digunakan untuk pembuatan serat rayon asetat (pelarut:Aceton, TD=52⁰C), serat rayon triasetat (pelarut:metilena chlorid, TD=42⁰C), serat akrilik, serat modakrilik, PBI, serat spandex, dan vinyon

Kegunaan Serat :

Rayon asetat sangat banyak dipergunakan untuk pakaian wanita dan untuk bahan tekstil keperluan rumah tangga, bahan untuk lapisan pengeras kain, misalnya untuk leher kemeja, untuk isolasi listrik dan untuk penyaring pada rokok.

Read More

Proses Pemintalan Basah / Wet Spinning Process

Dari tiga proses pemintalan, pemintalan basah adalah proses tertua. Spinneret tetap terendam dalam bak mandi kimia dan kemudian ditekan agar keluar melalui lubang spinneret. Nama proses ini yaitu pemintalan basah. dinamakan pemintalan basah karena pada proses pembekuan serat yang telah melaluli spineret dibekukan menggunakan air yang disemprotkan. Serat akrilik, serat rayon, serat aramid, serat modakrilik, dan serat spandex, semuanya diproduksi melalui pemintalan basah.

1-   Polimer dilarutkan

2-   Pemadatan menggunakan zat kimia

Hasil  pemintalan-basah ini misalnya adalah :

a-   Rayon Kupramonium        dengan menggunakan :

Koagulan : Asam/Air

Pelarut     : Kupra Amonium Hidrokili

Kegunaan serat : terutama digunakan untuk pakaian, kaus kaki wanita, pakaian dalam dan kebanyakan untuk kain-kain dengan mutu baik.

b-   Rayon Viskosa                   dengan menggunakan :

Koagulan : Air

Pelarut     : Na Selulosa xantat dalam NaOH

Kegunaan serat : Rayon viskosa digunakan untuk pakaian dan tekstil keperluan rumah tangga seperti kain tirai, kain penutup kursi, taplak meja, seprai, kain renda. Kain-kain yang halus digunakan untuk pakaian dan pakaian dalam.

Read More

PROSES PEMBUATAN CHIP SERAT FILAMENT

Chip adalah suatu bentuk dari pliester polimer berupa padatan.

Serat Poliester merupakan serat buatan yang dibuat dengan mereaksikan asam tereftalat dengan etilena glikol dan proses pembuatannya dengan pemintalan leleh dimana reaksi dari asam tereftalat dengan etilena glikol akan dihasilkan chip serat yang padat berbentuk butiran selanjutnya akan dilelehkan dan dilakukan proses penarikan untuk menghasilkan serat tekstil.

Pada industri pemintalan polister yang modern, bahan baku pemintalan leleh tidak lagi berbahan baku chip poliester, melainkan dapat berasal dari monomer atau bahkan senyawa asam tereftalat dan etilena glikol langsung sebagai bahan baku monomer, sehingga proses produksi bisa berjalan lebih singkat dan efisien.

Proses polimerisasi yakni penggabungan monomer-monomer membentuk rantai dalam membentuk poliester berlangsung dalam 2 tahap pembentukan yaitu esterifikasi dan polikondensasi.

1. Esterifikasi

Esterifikasi merupakan tahap pembentukan monomer. Proses ini disebut langsung karena gugus karboksil (-COOH-) dari asam tereftalat dapat dengan mudah bereaksi dengan etilena glikol, sehingga tidak memerlukan katalis/pempercepat rekasi.

Proses esterifikasi diawali dengan pemompaan larutan homogen yang mengandung asam tereftalat murni, etilena glikol, kobalt asetat, asam fosfit, diantimontrioksida, dan titaniumoksida ke dalam reaktor. Proses ini berlangsung selama kurang lebih 45 menit pada reaktor bersuhu proses 10-20^OC. Dalam proses ini akan dihasilkan produk sampingan berupa air yang dapat menghambat kesetimbangan reaksi dan menghambat hasil, untuk itu air perlu dihilangkan dari proses dengan dipompa, agar dihasilkan berat molekul monomer yang besar, selain itu juga jumlah pereaksi (etilena glikol) yang ditambahkan harus berlebih 10-20% karena etilena glikol akan mengalami banyak kehilangan akibat destilasi kontinyu selama tahap reaksi.

Proses ini berkahir ketika seluruh air sebagai produk samping dapat di destilasi (dipisahkan dari larutan murni yang diinginkan) seluruhnya dan produk reaksi berupa BHET (bishidroksi etlena tereftalat) yang kemudian akan dipindahkan ke dalam reaktor polikondensasi  bersuhu 260^OC dengan cara didorong menggunakan tekanan gas nitrogen 2,3 kg/cm3 melalui suatu filter untuk menyaring kotoran.  Selain air, hasil samping yang harus dihindari adalah terbentuknya asetaldehida yang terbentuk akibat terdegradasi suhu yang tinggi, yang akibatnya akan berpengaruh pada sifat akhir polimer poliester yang terbentuk.

2.  Polikondensasi

Polikondensasi merupakan proses penggabungan monomer-monomer membentuk suatu polimer. Panjang rantai polimer yang terbentuk dari reaksi ini dinyatakan dalam derajat polimerisasi yang sangat dipengaruhi oleh suhu dan lama reaksi melalui putaran pengadukan yang dilakukan secara bertahap. Dalam proses ini dapat juga terjadi kerusakan rantai polimer yang sudah terbentuk yang diakibatkan oleh adanya Oksigen, yang berasal dari dalam maupun dari luar reaktor walaupun jumlahnya sangat sedikit karena terjadinya kerusakan rantai akan menjadi besar sebab ini terjadi pada waktu proses reaksi penggabungan monomer.

Sifat Poliester atau Polietilenatereftalat (PET) yang terbentuk dari hasil reaksi polimerisasi dipengaruhi oleh jumlah gugus penghubung pada rantai. Misalkan, adanya senyawa dietilenaglikol (DEG) pada rantai polimer akan meningkatkan daya serap serat terhadap zat warna tetapi jika terlalu banyak maka akan menurunkan kekuatan tarik dan menurunkan ketahanan suhu dari serat. Disamping DEG yang dapat mempengaruhi sifat serat adalah adanya gugus ujung asam (karboksil) yang terbentuk pada proses polimerisasi, keberadaan gugus asam yang terlalu banyak mengindikasikan bahwa proses reaksi polimerisasi belum sempurna atau terjadi kerusakan rantai polimer akibat fotooksidasi oleh panas atau oksigen sehingga terjadi pemutusan rantai polietilenatereftalat (PET) dan berdampak kekuatan serat yang terbentuk menurun.

Seri kuliah Pembuatan Serat Tekstil, STT Tekstil Bandung

Proses pembuatannya melalui suatu rangkaian proses kimia yang memerlukan waktu panjang dan dapat dilakukan dengan beberapa metode, antara lain;b

    

   1.   Ester Interchange Reaction and Polycondensation (EL-Method)

   

   2.   Direct Esterification and Polycondensation (DE-Method)

Proses Pembuatan Chip dengan DE-Method)

    

    a.    Proses pembuatan slurry (TA + EG)

Bahan baku utama adalah asam tereptalat (TA) dan etelin glikol (EG) dengan ratio tertentu membentuk slurry (bubur).

Bahan tambahan (katalis dan aditif) #

Untuk mengendalikan kualitas chip yang akan diproses pada proses hilir (SF, FOY, POY) serta untuk mempercepat proses reaksi kimia diperlukan bahan tambahan senyawa kimia antara lain; senyawa amina (N1), senyawa pospat (SS), Oksida titanium (TiO2) dan Oksida Antimoni (C2) 

   

    b.    Proses reaksi “Direct Esterification and Polycondensation

Prinsip => polimer bentuk cairan dirubah secara fisika menjadi bentuk padatan melalui suatu tahapan proses => chip cutting

PRODUKSI

Ada lima jenis produksi chip yang diproduksi dibagian polimer antara lain:

Jenis semi dull   (SD)=> TiO2  = 0,34%

Jenis bright  (BR)=> TiO2  = 0,08%

Jenis Brilliant Bright   (BB) atau Super Bright => TiO2 = 0%

Jenis Cationic dye-able   (CD)

Jenis full bull         (FD)

Produksi chip dilakukan dengan proses batch arti hasil akhirnya berupa biji plastic dengan ukuran tertentu, dan untuk proses selanjutnya digunakan sebagai bahan baku pembuatan filament.

Dari proses diatas, produk yang dihasilkan keluar dalam bentuk sebuah ban atau beberapa benang Serat yang berdiameter cukup besar dan masih bertekstur lembek dan kemudian dikoogulasi (dikakukan/ dipadatkan) dalam bak air dan dipotong-potong menjadi ukuran panjang 5-8 mm x 5-8 mm, lebar 2 mm atau 3 mm   panjang x diameter 3mm. Potongan-potongn kecil dari polimer yang diekstrudir ini masing-masing disebut flake atau chip.

Chip-chip ini kemudian siap untuk diproses pada mesin pemintalan serat sintetis. Secara teori dasar, mesin Pemintalan serat sintetis terdiri dari Tiga macam, yaitu :

   

    1.   Dry Spinning

    2.   Wet Spinning

    3.   Melt Spinning

Read More

Proses Pembuatan Botol Plastik

Read More

Proses Pembuatan Chip FIlament

Sumber :A. Kautsar dan Dimas Febrianto

Read More

Komposisi dan Sifat-Sifat Serat Kapas

Gambar 01 : Susunan Serat Kapas dan Komposisinya

Tabel Komposisi Serat Kapas

Susunan	Persen terhadap berat kering
Selulosa Pektat Protein Lilin Debu Pigmen dan zat-zat lain	94 1,2 1,3 0,6 1,2 1,7

v     Selulosa

Analisa menunjukan bahwa kapas tersusun atas selulosa. Selulosa merupakan polimer Linear (polimer tidak bercabang) yang tersusun dari kondensiasi (perubahan dari bentuk gas ke padat) molekul-molekul glukosa.

Glukosa C₆H₁₂O₆, Selulosa (C₆H₁₀O₅)

Dinding skunder terdiri dari selulosa murni, dinding primer juga mengandung selulosa.

v    Pektat

Pektin adalah zat penting selain selulosa yang berfungsi menyusun serat. Pektin  adalah karbohidrat dengan BM (berat molekul) dan struktur yang hampir sama dengan selulosa. Perbedaannya adalah, jika selulosa pecah menjadi glukosa, sedangkan pektin terurai menjadi galaktosa, pentosa, metil alkohol.

Dengan pemasakan dalam larutan Natrium Hidroksiada (NaOH) pektin hampir semuanya dapat hilang sedangkan selulosa tidak. Hilangnya pektin tidak mempengaruhi kekuatan serat dan kerusakan serat.

  

v    Protein

Protein yang ada dalam kapas adalah sisa protoplasma yang tertinggal dalam lumen setelah selnya mati ketika buah membuka. Sifat dan komposisi protein dalam kapas jarang diketahui.

v    Lilin

Lilin tersebar diseluruh dinding primer sehingga merupakan lapisan pelindung yang tahan air, saat serat kapas mentah. Lilin dalam serat akan berfungsi juga sebagai pelumas saat serat dipintal.

v    Debu

Berasal dari daun, kulit buah dan kotoran-kotoran yang menempel pada serat. Proses pemasakan dan pengelantangan akan mengurangi kadar debu dalam serat.

Sifat Kimia Serat Kapas

v  Kekuatan menurun pada zat pengoksidasi  karena terjadi oksi-selulosa, biasanya dalam proses pemutihan dan pengerjaan pada suhu diatas 140⁰C.

v  Kekuatan menurun pada zat penghidrolisa. Asam-asam menyebabkan terjadinya hidroselulosa.

v  Alkai berpengaruh kecil pada serat, kecuali alkali dengan kosentrasi tinggi yang menyebabkan penggelembungan. Seperti pada proses merserisasi yang menggunakan natrium Hidroksida dengan kosentrasi diatas 18%.

v  Kapas mudah terserang bakteri dan jamur dalam suasana lembab dan suhu hanggat.

Kerusakan Serat Selulosa

Setelah mengalami berbagai proses, ada kemungkinan selulosa mengalami kerusakan baik secara mekanik maupun secara kimia.

Hidroselulosa

Selulosa dapat dipengaruhi oleh asam kuat, oksidator, alkali kuat pekat maupun jamur dan hama. Asam akan menghidrolisa selulosa menjadi hidroselulosa. Oksidator akan mengoksidasi selulosa menjadi oksiselulosa. Alkali pekat akan menggelembungkan selulosa, Jamur hama dapat memutuskan rantai-rantai selulosa.

Gambar 02 : Hidroselulose

Oksiselulosa

Ada beberapa tingkatan reaksi oksidasi seperti terlihat pada gambar. 

Pada oksidasi sederhana misalnya oleh NaoCl dalam suasana asam, tidak terjadi pemutusan rantai tetapi hanya terjadi pembukaan cincin glukosa seperti jenis D. Dalam hal ini pernurunan kekuatan tarik tidak besar seperti jenis D. Dalam hal ini penurunan kekuatan tarik tidak besar, oleh karena itu pengelantangan rayon biasanya dilakukan dalam keadaan asam. Pengerjaan lebih lanjut dengan alkali, sudah pasti akan mengakibatkan pemutusan rantai molekul dan memberikan hasil jenis F. Dengan demikian kekuatan tarik akan turun. Kedua jenis senyawa ini mempunyai daya reduksi karena mempunyai gugus aldehida.

Bila pengerjaan dengan alkali tersebut berhubungan dengan udara, maka oksidasi terjadi serentak memberikan hasil jenis G yang mempunyai gugus COOH, sehinggga mempunyai daya absorbsi terhadap Metylene-blue.

Pada pengerjaan dengan alkali secara normal, dengan adanya udara, pada umumnya terjadi hasil campuran sedikit jenis G disamping jenis F. Pada oksidasi yang komplex misalnya oleh NaOCl dalam suasana alkali, reaksireaksi di atas terjadi bersama-sama terutama terbentuk jenis G dengan campuran jenis F.

Untuk Oksiselulosa jenis D dan E, kekuatan tariknya hampir tidak berubah, tetapi viskositasnya dalam kupro amonium hidroksida menunjukkan penurunan. Hal ini disebabkan karena alkali yang ada dalam larutan tersebut masih cukup untuk memutuskan rantai selulosa yang cincin glukosanya telah terbuka, walaupun penurunan viskositasnya ini tidak sebesar jenis F dan G.

Gambar 03 : Oksiselulose

Read More

Serat Kapas / Cotton Fiber

          

Gambar 01 : Serat Kapas

Jenis Tanaman Kapas
          
Serat kapas dihasilkan dari rambut biji tanaman jenis Gossypium. Ada 4 macam jenis Gossypium, yaitu :

- Gossypium Arboreun (dari India)

- Gossypium Herbaceum (tidak diketahui)

- Gossypium Barbadence (dari Peru)

- Gossypium Hirsutum (dari Mexico, Amerika dan Kepulauan Hindia)

Penanaman, Pertumbuhan dan Pemetikan Kapas     

Sebelum ditanam sebagai tanaman industri, kapas merupakan tumbuhan semak yang hidup didaerah tropik, berbentuk piramida dengan tinggi 1-2 meter. Didalam perkebunan kapas ditanam dengan bentuk barisan, dengan jarak 1 meter, dengan 2-6 tanaman setiap barisnya.

Pertumbuhan kapas sangat dipengaruhi oleh susunan, iklim, suhu, dan pemeliharaannya. Pertumbuhan kapas memerlukan panas sekitar 6-7 bulan cuaca panas, dengan suhu yang baik antara 15-30⁰C.

Penanaman biasanya dilakukan pada pertengahan bulan April. Biji yang ditanam akan tumbuh setelah + 15 hari. 2^1/2 bulan kemudian (Juni) tanaman akan mulai berbungan, terus berbungan selama 2 - 2^1/2 bulan lamanya (Agustus). Setelah berbunga maka akan tumbuh buah, buah ini akan terus membesar, sampai besar maksimum pada 17-20 hari berikutnya, saat besar maksimum ini pulan serat-serat yang tumbuh pada biji kapas mencapai panjang maksimum. Kemudian bunga dengan biji kapas didialamnya itu akan menjadi dewasa dan akan membuka pada waktu 45-50 hari sesudahnya. Biasanya buah akan membuka pada pertenghana – akhir September. Serat tumbuhu menutupi seluruh biji kapas (satu buah kapas mengandung + 20 biji kapas).

Pemetikan kapas dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu pemetikan secara tradisional dan pemetikan menggunakan mesin. Pemetikan secara tradisional adalah pemetikan menggunakan tangan, dilakukan sebelum seluruh buah kapas membuka dan sisanya dilanjutkan menggunakan mesin.

Pemetikan secara tradisional menghasilkan kapas yang putih dan bersih dibandingkan menggunakan mesin, karena pemetikan menggunakan mesin mempunyai beberapa kerugian-kerugian diantaranya :

- kapas yang dipanen sering berbeda-beda tingkat pertumbuhannya, jika dipanen dengan mesin, itu berarti pemanenan secara serentak. Sehingga kerugiannya adalah kedewasaan serat yang tidak seragam

- banyak batang-batang dan daun-daun yang akan menodai kapas

- daun dan ranting kapas akan tercampur dengan kapas dan menurunkan kualitas kapas

Adapun pemetikan secara tradisional juga mempunyai beberapa kekurangan, diantaranya proses pemetikan secara tradisional membutuhkan banyak tenaga, sehingga terkadang sebuah industri tekstil atau pegusaha kapas menilai proses pemanenan secara tradisional kurang efisien.

Pemisahan Serat Kapas

Sebelum serat kapas diproses menjadi benang, serat kapas terlebih dahulu harus dipisahkan dari biji dan kotoran-kotoran yang ikut bercampur dengan serat kapas saat pemanenan.

Pemisahan kapas dari bijinya ini disebut dengan proses Ginning. Proses Ginning meliputi beberapa pengerjaan, yaitu proses pengerigan, pembersihan kapas berbiji, pembersihan kapas dari bijinya dan pembersihan serat. Biji kapas yang telah dipisahkan dari serat bukanlah limbah, karena biji kapas ini bisa menghasilkan kapas jika diperas. Tidak hanya itu, ampas hasil pemerasan masih bisa digunakan untuk dijadikan makanan ternak atau pupuk. Dengan demikian tidak ada limbah yang terbuang sia-sia.

Alat atau mesin yang digunakan untuk memisahkan kapas dari bijinya ada 2 jenis, yaitu jenis gergaji dan jenis rol.

Mesin pemisah jenis gergaji

Mesin ini memiliki 80-120 gergaji bulat dengan diameter 12-18 inci. Pemasangan gergaji diatur dengan posisi berjajar pada sebuah sumbu dengan jarak + ¾ inci. Gergaji tersebut menonjol diantara rusuk-rusuk, yang mana lubang antara gergaji dan rusuk-rusuk tersebut tidak bisa dilalui oleh biji kapas, sehingga denga pengerjaan seperti ini biji akan dipaksa lepas dari serat-serat kapas. Pada prinsipnya kapas berbiji ditekan pada gergaji-gergaji tersebut, serat kapas akan terbawa oleh gergaji-gergaji yang sedang berputar, adapun biji-biji kapas akan tertahan dan terlepas dari kapas hingga akhirnya terjatuh.

Proses tersebut menyebabkan serat-serat kapas melekat pada gigi-gigi gergaji, lalu Serat-serat yang melekat pada gigi-gigi gergaji bulat itu akan dipisahkan oleh sikat yang terletak dibelakang gergaji. Sikat ini berputar dengan kecepatan yang lebih besar dari pada kecepatan putaran gergaji. Dapat juga pemisahan serat-serat kapas melekat pada gigi-gigi gergaji menggunakan semprotan udara yang kuat, melalui peneymprot udara yang diletakan didekat gergaji.

Proses akhir pemisahan searat dari bijinya adalah penarikan serat-serat yang telah lepas dari gergaji oleh sikat atau udara, dengan cara menyedot/menghisapnya dan ditarik dengan udara yang kuat untuk disatukan ketempat penumpulan seart kapas.

Mesin pemisah jenis rol

Mesin pemisah ini terdiri dari rol kayu yang dilapisi kulit dengan permukaannya yang beralur dan dipasang dengan bentuk spiral mengelilingi rol. Dihadapan rol dipasang sebuah lempeng logam (pisau) yang tetap dan sebuah pisau lain yang dapat bergerak naik turun. Pisau yang tetap posisinya tegak lurus dihadapan rol, dengan ujung bawah segaris dengan pusat rol, sedangkan pisau yang bergerak naik turun berada dibawah pisau tetap.

Gerakan pisau yang naik turun akan melepaskan biji-biji dari serat kapas. Sedangkan serat-serat kapas akan terbawa oleh rol berputar yang ada didepannya ketempat pengumpulan serat. Adapun biji-biji serat kapas tidak bisa masuk melewati pisau tetap dan rol. Dengan demikian biji-biji serat kapas akan tertinggal dan kapas masuk ketempat pengumpulan serat.

Gambar 02 : Hasil Pemisahan Biji Kapas

Gulungan kapas ini kemudian akan diproses untuk dijadikan benang atau pakaian dalam industri-industri tekstil. Secara garis besar proses pengolahan Kapas atau Cotton ini dijelaskan pada gambar ini. 

Read More