Pencelupan Kain Kapas dengan Zat Warna Reaktif / Cotton Fabric Dyeing with Reactive Dyes

Zat Warna Reaktif

Pencelupan dengan Zat Warna Reaktif

Zat warna ini dapat bereaksi dengan selulosa atau protein sehingga memberikan tahan luntur warna yang baik. Reaktifitas zat warna ini bermacam-macam, sehingga sebagian dapat digunakan pada suhu rendah sedangkan yang lain harus digunakan pada suhu tinggi.

Zat warna reaktif adalah suatu zat warna yang dapat mengadakan reaksi dengan serat (ikatan kovalen) sehingga zat warna tersebut merupakan bagian dari serat. Zat warna reaktif yang pertama diperdagangkan dikenal dengan nama Procion. Zat warna ini terutama dipakai untuk mencelup serat selulosa, serat protein seperti wol dan sutera dapat juga dicelup dengan zat warna ini.

Selain itu serat poliamida (nilon) sering juga dicelup dengan zat warna reaktif untuk mendapatkan warna muda dengan kerataan yang baik. Nama dagang zat warna reaktif adalah :

− Procion (I.C.I)

− Cibacron (Ciba Geigy)

− Remazol (Hoechst)

− Levafix (Bayer)

− Drimarine (Sandoz)

− Primazine (BASF)

 Sifat –sifat

Zat warna reaktif termasuk golongan zat warna yang larut dalam air. Karena mengadakan reaksi dengan serat selulosa, maka hasil pencelupan zat warna reaktif mempunyai ketahanan luntur yang sangat baik. Demikian pula karena berat molekul kecil maka kilapnya baik.

Berdasarkan cara pemakaiannya, zat warna reaktif digolongkan menjadi dua golongan, yaitu :

1.    Zat warna reaktif dingin

Yaitu zat warna reaktif yang mempunyai kereaktifan tinggi, dicelup pada suhu rendah. Misalnya procion M, dengan sistem reaktif dikloro triazin.

2.    Zat warna reaktif panas

Yaitu zat warna reaktif yang mempunyai kereaktifan rendah, dicelup pada suhu tinggi. Misalnya Procion H, Cibacron dengan sistem reaktif mono kloro triazin, Remazol dengan sistem reaktif vinil sulfon.

Di dalam air, zat warna reaktif dapat terhidrolisa, sehingga sifat reaktifnya hilang dan hal ini menyebabkan penurunan tahan cucinya. Hidrolisa tersebut menurut reaksi sebagai berikut :

D - Cl +H2O D – OH + HCl

 Mekanisme Pencelupan

Dalam proses pencelupan reaksi fiksasi zat warna reaktif dengan serat terjadi simultan dengan reaksi hidrolisis antara zat warna dengan air. Kereaktifan zat warna reaktif meningkat dengan meningkatnya pH larutan celup.

Oleh karena itu pada dasarnya mekanisme pencelupan zat warna reaktif terdiri dari dua tahap. Tahap pertama merupakan tahap penyerapan zat warna reaktif dari larutan celup ke dalam serat. Pada tahap ini tidak terjadi reaksi antara zat warna dengan serat karena belum ditambahkan alkali. Selain itu, karena reaksi hidrolisis terhadap zat warna lebih banyak terjadi pada pH tinggi, maka pada tahap ini zat warna akan lebih banyak terserap ke dalam serat dari pada terhidrolisis. Penyerapan ini dibantu dengan penambahan elektrolit.

Tahap kedua, merupakan fiksasi, yaitu reaksi antara zat warna yang sudah terserap berada dalam serat bereaksi dengan seratnya. Reaksi ini terjadi dengan penambahan alkali.

D – Cl + Selulosa OH D – O – Selulosa + HCl

Na OH + HCl NaCl + H2O

Reaksi antara gugus OH dari serat selulosa dengan zat warna reaktif dapat

digolongkan menjadi dua, yaitu :

1.    Reaksi substitusi

Membentuk ikatan pseudo ester (ester palsu) misalnya pada pencelupan serat selulosa dengan zat warna reaktif Procion, Cibacron dan Levafix.

2.    Reaksi adisi

Membentuk ikatan eter, misalnya pada pencelupan serat selulosa dengan zat warna reaktif Remazol.

 Faktor-faktor yang Berpengaruh

Pada pencelupan dengan zat warna reaktif, 4 faktor utama perlu mendapatkan perhatian agar dapat diperolah hasil yang memuaskan. Keempat faktor tersebut dijelaskan sebagai berikut.

Pengaruh pH Larutan

Fiksasi zat warna reaktif pada serat selulosa terjadi pada pH 10,5 – 12,0. Pada pH tersebut zat warna reaktif yang sudah terserap di dalam serat akan bereaksi dengan serat.

Seperti telah diterangkan diatas bahwa reaksi zat warna reaktif dengan serat selulosa terjadi pada pH tinggi oleh adanya penambahan alkali. Walaupun reaksi hidrolisis zat warna reaktif dengan air terjadi pada pH yang tinggi, namun reaksi hidrolisis tersebut sangat sedikit kemungkinan terjadinya karena zat warna telah terserap kedalam serat.

Oleh karena itu, penambahan alkali dilakukan pada tahap kedua setelah zat warna terserap oleh serat. Apabila penambahan alkali tersebut dilakukan pada awal proses, maka kemungkinan besar akan terjadi hidrolisa.

 Pengaruh Perbandingan Larutan Celup

Perbandingan larutan celup artinya perbandingan antara besarnya laruta terhadap berat bahan tekstil yang diproses, penggunaan perbandingan larutan yang kecil akan menaikan konsentrasi zat warna dalam larutan. Kenaikan konsentrasi zat warna dalam larutan tersebut akan menambah besarnya penyerapan. Maka untuk mencelup warna-warna tua diusahakan untuk memakai perbandingan larutan yang kecil.

Pengaruh Suhu

Pada pencelupan dengan zat warna reaktif maka penambahan suhu akan menyebabkan zat warna mudah sekali bereaksi dengan air, sehingga dapat menyebabkan berkurangnya afinitas zat warna dan kemungkinan terjadi penurunan daya serap (substantivitas) juga lebih besar sehingga dapat menurunkan efisiensii fiksasi.

Kerugian karena penurunan efisiensi fiksasi ini dapat diatasi dengan pemakaian pH yang terlalu tinggi, oleh karena itu faktor suhu pencelupan dan pH larutan celup memegang peranan penting di dalam proses pencelupan dengan zat warna reaktif.

Zat warna reaktif yang mempunyai kereaktifan tinggi, dicelup pada suhu kamar. akan tetapi zat warna reaktif yang mempunyai kereaktifan rendah memerlukan suhu pencelupan minimal 700C.

Pengaruh Elektrolit

Pengaruh elektrolit pada pencelupan dengan zat warna reaktif seperti halnya pada zat warna direk. Makin tinggi pemakaian elektrolit, maka makin besar penyerapannya. Jumlah pemakaian elektrolit hampir mencapai sepuluh kali lipat dari pada pemakaian pada zat warna direk.

Cara Pemakaian Pencelupan pada Bahan dari Serat Selulosa Cara Perendaman

Pada pencelupan cara ini, dapat dipakai alat seperti Haspel, Jigger dan alat lain yang mempunyai perbandingan larutan celup yang tinggi, terutama untuk benang, kain rajut dan juga kain tenun.

Mula-mula zat warna reaktif dingin dibuat pasta dengan air dingin, kemudian ditambah air hangat hingga larut sempurna.

Bahan yang telah dimasak, dikerjakan dalam larutan zat warna pada suhu 400C selama 30 menit. Kemudian ditambahkan 30 – 60 g/l natrium klorida dan pencelupan diteruskan selama 30 menit.

Selanjutnya ditambahkan alkali, misal natrium karbonat dan pencelupan diteruskan 30 – 45 menit.

Setelah selesai bahan dicuci dengan air dingin kemudian dengan air mendidih. Selanjutnya bahan dicuci dengan sabun mendidih dan dibilas sampai bersih, untuk menghilangkan sisa-sisa warna yang terhidrolisis di permukaan bahan.

Pencucian ini sangat memegang peranan, karena apabila sisa zat warna yang terhidrolisis tersebut masih menempel pada bahan, maka akan dapat mewarnai bahan dari serat selulosa yang dicuci bersama.

Jumlah pemakaian natrium karbonat untuk fiksasi zat warna tergantung kepada macam alat celup yang dipakai dan bahan yang dicelup.

Untuk pencelupan zat warna reaktif panas cara pemakaiannya sama dengan zat warna reaktif dingin, hanya suhu pencelupan adalah 85 - 950C setelah penambahan alkali. Kadang-kadang sebagai alkali dipakai campuran soda kostik dan antrium karbonat.

Read More

Silk fabric dyeing with Bases Dyes / Pencelupan Kain Sutera dengan Zat Warna Basa

Read More

Rayon fabric dyeing with Direk Dyes / Pencelupan Kain Rayon dengan Zat Warna Direk

Definisi Pencelupan

Yang dimaksud dengan persiapan proses pencelupan dan pencapan (pre treatment) adalah cara–cara mempersiapkan bahan yang akan dilakukan pencelupan maupun pencapan.

Persiapan ini meliputi membuka dan menumpuk kain yaitu membuka kain dalam bentuk gulungan kemudian ditumpuk di atas palet, penyambungan kain yaitu menyambung kain antar gulungan dengan mesin obras, pemeriksaan kain yaitu pemeriksaan terhadap kain grey untuk mengetahui panjang dan lebar kain, cacat kain dan kotoran lainnya.

Pencelupan Kain Rayon dengan Zat Warna Direk

Zat warna ini menyerupai zat warna asam, yakni merupakan garam natrium dari asam sulfonat dan hampir seluruhnya merupakan senyawa-senyawa azo. Zat warna ini mempunyai daya tembus langsung terhadap serat-serat selulosa, maka kadang-kadang juga disebut zat warna substanstif. Meskipun zat warna ini dapat dipergunakan untuk mewarnai serat-serat protein tetapi jarang dipergunakan untuk maksud tersebut. Golongan zat warna ini memiliki macam warna yang cukup banyak, tetapi tahan luntur warnanya kurang baik.

Zat warna direk dikenal karena dapat mencelup kembali serat-serat kapas dan viskosa dalam suasana alkali dan memberikan warna tua. Zat warna direk luntur dengan cepat dalam ekstraksi dengan larutan campuran piridin dan air dan pada uji kelarutan akan tetap tinggal dalam lapisan air

Zat warna direk dikenal juga sebagai zat warna substantif, mempunyai afinitas yang tingi terhadap serat selulosa. Beberapa diantaranya dapat mencelup serat protein, seperti wol dan sutra.

Nama dagang zat warna direk adalah :

− Benzo (Bayer)

− Diazol (Francolor)

− Solar (Sandoz)

− Cuprophenyl (Ciba Geigy)

− Direct (Sumitomo)

− Chlorasol (I.C.I)

Sifat-sifat  Zat Warna Direk

Zat warna direk termasuk golongan zat warna yang larut dalam air. Sifat utama dari zat warna direk adalah ketahanan cucinya kurang baik, ketahanan sinarnya cukup, beberapa di antaranya cukup baik.

Untuk memperbaikinya sesudah pencelupan sering dilanjutkan dengan pengerjaan iring. Selain itu zat warna direk juga tidak tahan terhadap oksidasi dan reduksi. Kerataan pencelupannya berbeda-beda, sehingga zat warna direk dapat digolongkan menjadi 3 golongan yaitu :

    

    1.   Golongan A

Zat warna direk yang termasuk golongan ini mudah bermigrasi, sehingga mempunyai daya perata yang tinggi. Pada permulaan pencelupannya mungkin tidak rata akan tetapi dengan pendidihan yang cukup akan diperoleh hasil pencelupan yang rata.

    

    2.   Golongan B

Zat warna direk yang termasuk golongan ini mempunyai daya perata yang rendah, sehingga pada penyerapannya perlu diatur dengan penambahan suatu elektrolit. Apabila pada permulaan pencelupannya memberikan hasil yang kurang rata, maka akan sulit untuk memperbaikinya.

    

    3.   Golongan C

Zat warna direk yang termasuk golongan ini mempunyai daya perata yang rendah dan sangat peka terhadap elektrolit. Penyerapan sangat baik walaupun tanpa penambahan elektrolit, akan tetapi perlu pengaturan suhu pencelupan.

Mekanisme Pencelupan

Serat selulosa tidak mengandung gugus polar yang dapat mengadakan suatu ikatan dengan zat warna direk, sehingga antara zat warna direk dengan selulosa merupakan ikatan yang disebabkan oleh gaya fisika saja. Selain itu terjadi juga ikatan hidrogen antara gugus hidroksil dalam molekul serat selulosa dengan gugusan amina pada zat warna direk, seperti reaksi berikut :

                  R – N – H --------------- O – selulosa atau

                              I                       I

                              H                      H

                  R – H ------------------- HO selulosa

                        I

                      N.R

Faktor-faktor yang Berpengaruh

   1.   Pengaruh Elektrolit

Penambahan elektrolit ke dalam larutan celup akan menambah penyerapan zat warna, walaupun kepekaan tiap zat warna berbeda-beda. Pada gambar terlihat bahan zat warna direk A kurang peka terhadap penambahan elektrolit, sedang zat warna direk B sangat peka. Di dalam larutan, selulosa bermuatan negatif sehingga akan menolak ion negatif dari zat warna direk. Penambahan elektrolit akan mengurangi atau menghilangkan muatan negatif dari serat, sehingga molekul-molekul zat warna akan tertarik oleh serat. Semakin banyak gugusan sulfonat terkandung dalam zat warna direk tanpa penambahan elektrolit akan mencelup dengan hasil yang sangat muda.

    2.   Pengaruh Suhu

Peristiwa pencelupan adalah peristiwa keseimbangan yang eksotermik. Pada suhu yang lebih tinggi, jumlah zat warna yang dapat diserap oleh serat pada keadaan setimbang akan berkurang.

Apabila suhu dinaikkan, jumlah zat warna yang dapat terserap oleh serat akan bertambah sampai mencapai harga tertentu, kemudian akan berkurang kembali.

   3.   Pengaruh Perbandingan Larutan Celup

Apabila konsentrasi zat wana di dalam larutan lebih besar, maka jumlah zat warna yang dapat terserap juga akan bertambah. Untuk penghematan pemakaian zat warna, maka pencelupan pada perbandingan larutan yang kecil akan lebih menguntungkan

    4.    Pengaruh pH

Pada umumnya pencelupan zat warna direk dilakukan dalam suasana netral. Penambahan alkali lemah seperti natrium karbonat kadang-kadang dapat menghambat penyerapan zat warna, sehingga warna lebih rata. Selain itu penambahan natrium karbonat dapat berfungsi untuk mengurangi kesadahan air dan menambah kelarutan zat warna.

Mekanisme Pencelupan

Pencelupan pada umumnya terdiri dari melarutkan atau mendispersikan zat warna dalam air atau medium lain, kemudian memasukkan bahan tekstil kedalam larutan tersebut, sehingga terjadi penyerapan zat warna ke dalam serat.

Penyerapan ini terjadi karena reaksi eksotermik (mengeluarkan panas) dan keseimbangan. Jadi pada pencelupan terjadi tiga peristiwa penting, yaitu :

   1. Melarutkan zat warna dan mengusahakan agar larutan zat warna bergerak menempel pada bahan. Peristiwa ini disebut migrasi. 

   2. Mendorong larutan zat warna agar dapat terserap menempel pada bahan. Peristiwa ini disebut adsorpsi.

    3.   Penyerapan zat warna dari permukaan bahan ke dalam bahan. Peristiwa ini disebut difusi, kemudian terjadi fiksasi.

    4. Pada tahap ini diperlukan bantuan luar, seperti : menaikkan suhu, menambah zat pembantu lain seperti garam dapur, asam dan lain-lain.

Baik tidaknya hasil pencelupan sangat ditentukan oleh ketiga tingkatan pencelupan tersebut. Apabila zat warna terlalu cepat terfiksasi maka kemungkinan diperoleh celupan yang tidak rata.

Sebaliknya, apabila zat warna memerlukan waktu yang cukup lama untuk fiksasinya, agar diperoleh waktu yang sesuai dengan yang diharapkan, diperlukan peningkatan suhu atau penambahan zat-zat pembantu lainnya.

Berdasarkan hal-hal tersebut di atas, maka dalam pencelupan faktor-faktor pendorong seperti suhu, penambahan zat pembantu dan lamanya pencelupan perlu mendapatkan perhatian yang sempurna. Zat warna dapat terserap ke dalam bahan sehingga mempunyai sifat tahan cuci.

Read More

Identification of Fibers with The Burning / Identifikasi Serat dengan Pembakaran

       Cara Pembakaran

Uji pembakaran ini adalah cara yang paling tua untuk identifikasi serat. Golongan serat dapat diperkirakan secara umum dengan cara ini dan tidak dapat dipertanggungjawabkan untuk campuran serat.

Alat yang dipakai untuk pemeriksaan cara pembakaran ini hanyalah nyala api. Nyala api yang baik adalah nyala api yang diperoleh dari pembakar bunsen yang menggunakan bahan bakar gas (lihat gambar 1 – 3). Korek api merupakan sumber yang tidak baik, sebab korek api sendiri mengeluarkan bau yang keras, yang akan mengganggu bahan yang diperiksa.

Serat yang akan diperiksa dibuat kira-kira sebesar benang Ne1 10 dengan panjang 4 – 5 cm dan diberi puntiran. Contoh serat didekatkan pada api dari samping perlahan-perlahan. Diamati apakah bahan waktu dekat api meleleh, menggulung atau terbakar mendadak.

Pada saat serat menyala, perhatikan di mana terjadinya nyalat api. Bila nyala api sudah padam, maka segera dicatat bau dari gas yang dikeluarkan oleh serat yang terbakar itu. Perlu dicatat apakah serat mengeluarkan asap atau tidak. Akhirnya perlu dicatat pula banyaknya, bentuknya, warnanya dan kekerasan dari abu sisa pembakaran.

Bila serat terbakar cepat, meninggalkan abu berbentuk serat dan berbau seperti kertas terbakar, maka keadaan ini menunjukkan serat selulosa.

Bila serat tidak terbakar sama sekali maka keadaan ini menunjukkan serat gelas atau asbes.

Bila serat terbakar tanpa ada abu, berbau rambut terbakar meninggalkan bulatan kecil hitam diujungnya, maka ini menunjukkan serat protein.

Bila bau yang ditimbulkan sama tetapi tidak meninggalkan abu, maka ini adalah sutera.

Bila serat meleleh dan membentuk bulatan kecil diujungnya tanpa berbau rambut terbakar, maka keadaan ini menunjukkan serat dacron, asetat rayon, dynel atau orion atau nylon. Bau seperti amida menujukkan nylon, bau segak dengan bulatan kecil tak teratur menunjukkan dynel atau vinyon. Bau yang keras dan adanya bulatan kecil tak teratur menunjukkan dacron atau saran.

Read More