Laporan zat warna direk docx
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
BANDUNG
2014
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 1113% 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
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 molekulmolekul 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.
Namun apabila penambahan NaCl dalam proses pencelupan dilakukan dengan
berlebihan maka hasil akhir dari proses tersebut akan menimbulkan warna yang tidak
merata (belang) pada serat yang dicelup, karena terjadi penumpukan muatan di ruas
kanan kesetimbangan reaksi zat warna, hal ini akan menyebabkan reaksi semakin
bergeser kekiri, sehingga akan terdapat molekul zat warna yang tidak terionisasi dengan
sempurna.
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.
Faktor yang menentukan kelarutan zat warna direk adalah ukuran partikel zat warna
direk dan jumlah gugus pelarut dalam struktur zat warnanya. Makin kecil ukuran partikel
warna makin tinggi kelarutannya, demikian pula bila jumlah gugus pelarutnya makin
banyak.
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
III.2.1.Diagram alir proses dengan menggunakan proses iring
dpe
vre
ayrno
lsca
uiel
acslu
spiua
iapc
nrau
bin
an
hg
a
n
e
s
i
p
n
a
n
e
r
t
l
p
III.2.2.Diagram alir proses tanpa menggunakan proses iring
dpe
vre
ayrn
lsca
uiel
aclu
spiua
iapc
nau
bn
a
h
a
n
e
s
p
n
a
III.3. Skema Proses
Zat warna direk
i
e
n
r
t
l
p
900C
Pembasah
Na2CO3
Nacl
30oC
10’
10’
30’
60’
III.4. Resep
Resep pencelupan
Resep
Zw direk (% owf)
Pembasah (ml/l)
Na23 (g/l)
Nacl (g/l)
vlot
Suhu
Waktu
1
1
1
1
1:20
90oC
30’
Resep pencucian
Sabun/ teepol
: 1 ml/l
Na2CO3
: 1 g/l
Vlot
: 1:20
Suhu
: 60oC x 10’
2
1
1
1
30
1:20
90oC
30’
3
1
1
1
30
1:30
90oC
30’
Resep iring
Zat iring kationik : 2 g/l
CH3COOH 30%
: 1 ml/l
Volt
: 1:20
Suhu x waktu
: 70oC x 15’
Fungsi Zat
Zat
Zw direk
pembasah
Na2CO3
Fungsi
Sebagai zat pewarna pada kain.
Meratakan dan mempercepat proses pembasahan kain
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
Untuk memperbaiki ketahanan luntur hasil celup zat warna direk
kationik
CH3COOH
Untuk memperbaiki kelarutan zat pemiksasi kationik agar proses
iringnya merata
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
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
3.
dengan suhu stabil 60oC selama 10 menit
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
3.
4.
dengan suhu stabil 600C selama 10 menit
Mencuci kain dengan air dingin
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
×3,48=0,0348 g x 50/ 0,5=3,48 ml
100
Pembasah
:
1
×69,6=0,0696 ml
1000
1
×69,6=0,0696 g/ l
1000
Na2CO3
:
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%
:
1
×3,35=0,0335 g x 50/0,5=3,35 ml
100
Pembasah
:
1
×67=0,067 ml
1000
Na2CO3
:
1
×67=0,067 gram
1000
NaCl
:
30
×67=2,01 gram
1000
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
Berat bahan
: 3,59 gram
Kebutuhan larutan
: 3,59 x 30 = 107,7 ml
Zat warna direk 1% :
1
×3,59=0,0359 gram x 50/0,5=3,59 ml
100
Pembasah
:
1
×107,7=0,1077 ml
1000
Na2CO3
:
1
×107,7=0,1077 gram
1000
NaCl
:
30
×107,7=3,231 gram
1000
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
×34,8=0,0696 ml
1000
CH3COOH
:
1
×3,48=0,0348 ml
1000
Kebutuhan air
: kebutuhan larutan – ( zat pemiksasi kationik +
CH2COOH)
: 34,8 – (0,038 + 0,0696)
: 34,8 – 0,0786
:3,47214 ml
Resep 2
Berat bahan
:1,67gram
Kebutuhan larutan
: 1,67 x 20 = 3,35 ml
Zat iring kationik
:
2
×3,35=0,067 ml
1000
As. Asetat 30%
:
1
×3,35=0,0335 ml
1000
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
:
2
×35,9=0,072ml
1000
As. Asetat 30%
:
1
×35,9=0,036 ml
1000
Kebutuhan air
: kebutuhan larutan – ( zat pemiksasi kationik +
CH3COOH)
: 35,9– (0,072 + 0,036)
: 35,9 – 0,108
: 35,792 ml
Proses Pencucian
Resep 1
Berat bahan
: 1,74, gram
Volume air
: 1,74 x 20 = 434,8 ml
Na2CO3
:
1
×34,8=0,0348 gram
1000
Sabun
:
0,5
×34,8=0,0348 g
1000
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
:
1
×3,35=0,0335 gram
1000
Sabun
:
1
×3,35=0,0335 gram
1000
Kebutuhan air
: kebutuhan larutan – (sabun +Na2CO3)
: 33,5 – (0,0335 + 0,0335)
: 34,8 – 0,67
:33,43 ml
Resep 3
Berat bahan
: 1,795 gram
Volume air
: 1,795 x 20 = 35,9 ml
Na2CO3
:
1
×35,9=0,036 gram
1000
Sabun
:
1
×35,9=0,036 gram
1000
3.7. Data Hasil dan Evaluasi
3.7.1. Data Hasil
Melalui Proses Iring
Resep 1
Tanpa Proses Iring
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
A
B
C
Rata-rata
Resep 1
Iring
Non Iring
5
4
4
4
5
3
4,6
3,6
Keterangan :
1-5
: Kurang Bagus
6-7
: Cukup Bagus
Resep 2
Iring
Non Iring
9
7
9
8
8
7
8,6
7,3
Resep 3
Iring
Non Iring
8
6
7
7
7
6
7,3
6,3
8-10
: Bagus Sekali
Berdasarkan hasil/data yang diperoleh, kami menyimpulkan data tersebut dalam bentuk table,
yaitu :
Ketuaan
Warna
Kerataan
Warna
Rata-rata
Resep 1
Iring
Non Iring
6
5
6
6
5
5
A
B
C
A
B
C
6
5
6
Resep 2
Iring
Non Iring
9
7
8
8
8
8
5
4
5
8
9
8
Resep 3
Iring
Non Iring
7
6
7
7
7
6
8
7
7
8
6
7
Resep 1
Iring
Resep 2
Non Iring
Iring
5,6
5,3
8,3
7,6
7
6,3
5,6
4,6
8,3
7,3
7
6,6
Ketuaan
Warna
Kerataan
Warna
Keterangan :
Resep 3
Non Iring
Iring
7
7
6
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
Non Iring
IV. Diskusi
Data hasil praktikum menunjukan bahwa resep 2 mempunyai hasil yang lebih baik
dibandingkan dengan resep 1 dan 3, hal ini terjadi karena konsentrasi NaCl dan volt yang
digunakan berbeda-beda antara ketiga resep. Pengaruh garam pada pencelupan zat warna
adalah untuk menambah penyerapan zat warna pada kain, sehingga didapatkan hasil
yang baik/ rata. Kain kapas yang bermuatan negatif dan zat warna yang bermuatan
negatif akan terjadi tolak-menolak. Garam/ elektrolit yang terdapat dalam larutan akan
mengion dan ion positifnya akan menetralkan muatan negatif selulosa sehingga zat
warna akan terserap dengan baik. Vlot yang digunakan juga akan mempengaruhi hasil
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.
2. Kerataan warna dan ketuaan warna yang dihasilkan oleh resep 2 lebih baik
dibandingkan dengan resep 1 dan resep 3.
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/
http://www.scribd.com/doc/43147537/Pencelupan-Kain-Kapas-Cotton-dengan-Zat-WarnaDirek
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
BANDUNG
2014
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 1113% 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
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 molekulmolekul 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.
Namun apabila penambahan NaCl dalam proses pencelupan dilakukan dengan
berlebihan maka hasil akhir dari proses tersebut akan menimbulkan warna yang tidak
merata (belang) pada serat yang dicelup, karena terjadi penumpukan muatan di ruas
kanan kesetimbangan reaksi zat warna, hal ini akan menyebabkan reaksi semakin
bergeser kekiri, sehingga akan terdapat molekul zat warna yang tidak terionisasi dengan
sempurna.
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.
Faktor yang menentukan kelarutan zat warna direk adalah ukuran partikel zat warna
direk dan jumlah gugus pelarut dalam struktur zat warnanya. Makin kecil ukuran partikel
warna makin tinggi kelarutannya, demikian pula bila jumlah gugus pelarutnya makin
banyak.
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
III.2.1.Diagram alir proses dengan menggunakan proses iring
dpe
vre
ayrno
lsca
uiel
acslu
spiua
iapc
nrau
bin
an
hg
a
n
e
s
i
p
n
a
n
e
r
t
l
p
III.2.2.Diagram alir proses tanpa menggunakan proses iring
dpe
vre
ayrn
lsca
uiel
aclu
spiua
iapc
nau
bn
a
h
a
n
e
s
p
n
a
III.3. Skema Proses
Zat warna direk
i
e
n
r
t
l
p
900C
Pembasah
Na2CO3
Nacl
30oC
10’
10’
30’
60’
III.4. Resep
Resep pencelupan
Resep
Zw direk (% owf)
Pembasah (ml/l)
Na23 (g/l)
Nacl (g/l)
vlot
Suhu
Waktu
1
1
1
1
1:20
90oC
30’
Resep pencucian
Sabun/ teepol
: 1 ml/l
Na2CO3
: 1 g/l
Vlot
: 1:20
Suhu
: 60oC x 10’
2
1
1
1
30
1:20
90oC
30’
3
1
1
1
30
1:30
90oC
30’
Resep iring
Zat iring kationik : 2 g/l
CH3COOH 30%
: 1 ml/l
Volt
: 1:20
Suhu x waktu
: 70oC x 15’
Fungsi Zat
Zat
Zw direk
pembasah
Na2CO3
Fungsi
Sebagai zat pewarna pada kain.
Meratakan dan mempercepat proses pembasahan kain
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
Untuk memperbaiki ketahanan luntur hasil celup zat warna direk
kationik
CH3COOH
Untuk memperbaiki kelarutan zat pemiksasi kationik agar proses
iringnya merata
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
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
3.
dengan suhu stabil 60oC selama 10 menit
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
3.
4.
dengan suhu stabil 600C selama 10 menit
Mencuci kain dengan air dingin
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
×3,48=0,0348 g x 50/ 0,5=3,48 ml
100
Pembasah
:
1
×69,6=0,0696 ml
1000
1
×69,6=0,0696 g/ l
1000
Na2CO3
:
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%
:
1
×3,35=0,0335 g x 50/0,5=3,35 ml
100
Pembasah
:
1
×67=0,067 ml
1000
Na2CO3
:
1
×67=0,067 gram
1000
NaCl
:
30
×67=2,01 gram
1000
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
Berat bahan
: 3,59 gram
Kebutuhan larutan
: 3,59 x 30 = 107,7 ml
Zat warna direk 1% :
1
×3,59=0,0359 gram x 50/0,5=3,59 ml
100
Pembasah
:
1
×107,7=0,1077 ml
1000
Na2CO3
:
1
×107,7=0,1077 gram
1000
NaCl
:
30
×107,7=3,231 gram
1000
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
×34,8=0,0696 ml
1000
CH3COOH
:
1
×3,48=0,0348 ml
1000
Kebutuhan air
: kebutuhan larutan – ( zat pemiksasi kationik +
CH2COOH)
: 34,8 – (0,038 + 0,0696)
: 34,8 – 0,0786
:3,47214 ml
Resep 2
Berat bahan
:1,67gram
Kebutuhan larutan
: 1,67 x 20 = 3,35 ml
Zat iring kationik
:
2
×3,35=0,067 ml
1000
As. Asetat 30%
:
1
×3,35=0,0335 ml
1000
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
:
2
×35,9=0,072ml
1000
As. Asetat 30%
:
1
×35,9=0,036 ml
1000
Kebutuhan air
: kebutuhan larutan – ( zat pemiksasi kationik +
CH3COOH)
: 35,9– (0,072 + 0,036)
: 35,9 – 0,108
: 35,792 ml
Proses Pencucian
Resep 1
Berat bahan
: 1,74, gram
Volume air
: 1,74 x 20 = 434,8 ml
Na2CO3
:
1
×34,8=0,0348 gram
1000
Sabun
:
0,5
×34,8=0,0348 g
1000
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
:
1
×3,35=0,0335 gram
1000
Sabun
:
1
×3,35=0,0335 gram
1000
Kebutuhan air
: kebutuhan larutan – (sabun +Na2CO3)
: 33,5 – (0,0335 + 0,0335)
: 34,8 – 0,67
:33,43 ml
Resep 3
Berat bahan
: 1,795 gram
Volume air
: 1,795 x 20 = 35,9 ml
Na2CO3
:
1
×35,9=0,036 gram
1000
Sabun
:
1
×35,9=0,036 gram
1000
3.7. Data Hasil dan Evaluasi
3.7.1. Data Hasil
Melalui Proses Iring
Resep 1
Tanpa Proses Iring
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
A
B
C
Rata-rata
Resep 1
Iring
Non Iring
5
4
4
4
5
3
4,6
3,6
Keterangan :
1-5
: Kurang Bagus
6-7
: Cukup Bagus
Resep 2
Iring
Non Iring
9
7
9
8
8
7
8,6
7,3
Resep 3
Iring
Non Iring
8
6
7
7
7
6
7,3
6,3
8-10
: Bagus Sekali
Berdasarkan hasil/data yang diperoleh, kami menyimpulkan data tersebut dalam bentuk table,
yaitu :
Ketuaan
Warna
Kerataan
Warna
Rata-rata
Resep 1
Iring
Non Iring
6
5
6
6
5
5
A
B
C
A
B
C
6
5
6
Resep 2
Iring
Non Iring
9
7
8
8
8
8
5
4
5
8
9
8
Resep 3
Iring
Non Iring
7
6
7
7
7
6
8
7
7
8
6
7
Resep 1
Iring
Resep 2
Non Iring
Iring
5,6
5,3
8,3
7,6
7
6,3
5,6
4,6
8,3
7,3
7
6,6
Ketuaan
Warna
Kerataan
Warna
Keterangan :
Resep 3
Non Iring
Iring
7
7
6
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
Non Iring
IV. Diskusi
Data hasil praktikum menunjukan bahwa resep 2 mempunyai hasil yang lebih baik
dibandingkan dengan resep 1 dan 3, hal ini terjadi karena konsentrasi NaCl dan volt yang
digunakan berbeda-beda antara ketiga resep. Pengaruh garam pada pencelupan zat warna
adalah untuk menambah penyerapan zat warna pada kain, sehingga didapatkan hasil
yang baik/ rata. Kain kapas yang bermuatan negatif dan zat warna yang bermuatan
negatif akan terjadi tolak-menolak. Garam/ elektrolit yang terdapat dalam larutan akan
mengion dan ion positifnya akan menetralkan muatan negatif selulosa sehingga zat
warna akan terserap dengan baik. Vlot yang digunakan juga akan mempengaruhi hasil
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.
2. Kerataan warna dan ketuaan warna yang dihasilkan oleh resep 2 lebih baik
dibandingkan dengan resep 1 dan resep 3.
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/
http://www.scribd.com/doc/43147537/Pencelupan-Kain-Kapas-Cotton-dengan-Zat-WarnaDirek