DYEING TECHNOLOGY

TEKNOLOGI PENCELUPAN TEKSTIL

DYEING/PENCELUPAN

Pencelupan merupakan suatu upaya dalam meningkatkan nilai komersil dari barang tekstil, yang menyangkut nilai indra seperti warna, pola dan mode, dan nilai-nilai guna yang tergantung dari apakah produk akhir dipakai untuk pakaian, barang rumah tangga dll.

Sejarah Pencelupan Tekstil

Pewarnaan bahan tekstil dikenal sejak 2500 tahun sebelum masehi, di negeri Cina, India dan mesir.

Dikerjakan dgn zat-zat warna berasal dr alam, misalnya dr tumbuhan, binatang, dan mineral2.

Memerlukan waktu yg lama dan sulit, warna terbatas, kadar tidak tetap dsb

Baru pada tahun 1856 William Henry, pertama kali menemukan sebuah senyawa, yang merupakan Zat warna sintetik , yang digunakan untuk mencelup serat2 binatang secara langsung.Dan pada tahun 1884 ditemukan zat warna Direk pertama, disebut Congo Red. Kemajuan Zat warna sintetik , lebih menonjol lagi setelah diketemukannya Zat warna Reaktiv untuk serat selulosa, pada tahun 1956, oleh Imperial Chemical Industry (ICI), dg nama dagang Procion.

TEORI PENCELUPAN

Pencelupan pada umumnya, terdiri dari melarutkan/mendispersikan zat warna dalam air, kemudian memasukan bahan tekstil kedalam larutan tsb, sehingga terjadi penyerapan zat warna ke dalam serat. Penyerapan Zat warna ke dalam serat merupakan reaksi eksotermik dan reaksi keseimbangan.

Beberapa Zat pembantu e.g : garam, asam , alkali dan zat pembantu lainnya ditambahkan kedalam larutan celup dan kemudian pencelupan di lanjutkan, hingga diperoleh warna yg dikehendaki.

Tahapan Utama dalam Pencelupan

1. Zat warna dalam larutan, molekul zat warna selalu bergerak, semakin cepat pd suhu tinggi. Serat tekstil dalam larutan bersifat negatif, sehingga akan ada 2 kemungkinan, molekul zat warna akan tertarik atau tertolak menjauhi serat. Perlu penambahan zat2 pembantu utk mendorong zat warna lebih mudah mendekati serat.

2. Zat warna teradsorpsi, molekul zat warna yg mempunyai tenaga cukup besar, dapat mengatasi gaya tolak, sehingga dapat menempel dan terserap dalam serat.

3. Difusi zat warna , tahapan terpenting, penetrasi zat warna dari permukaan serat, ke pusat. Dijadikan acuan lamanya proses pencelupan. Dalam pencelupan, sifat2 zat warna yg memberikan proses yang sangat cepat/sangat lambat tidak dikehendaki. Kalau terlalu cepat, berpengaruh pada kerataan, terlalu lambat, berpengaruhh pada efesiensi. Maka perlu penambahan zat pembantu(auxilliaries), agar dicapai hasil pencelupan yang paling optimum.

DYESTUFF

Yang dimaksud dengan Dyestuff/zat warna : Semua zat berwarna yg memiliki kemampuan untuk dicelupkan pada serat tekstil dan memiliki sifat permanent(tahan luntur)/kemampuan mengadakan ikatan dengan serat tekstil. Zat-zat seperti cat tembok, pewarna kue, cat besi dll, tidak dapat dikategorikan sebagai zat warna tekstil karena tidak dapat mengadakan ikatan(afinity), dengan serat. Dalam perdagangan zat warna itu memiliki nama yang bermacam2 bergantung pabrik pembuatnya. Pemberian nama mengandung 3 pengertian pokok :

1. Nama pokok merek dagang e.g PROCION2. Warna e.g Yellow/red/blue3. arah warna, konsentrasi, mutu, cara pemakaiannya, misalnya

M, X, RM : Jenis warna ( e.g. Procion dingin)X : Cara aplikasi ( cara exhaustion/perendaman)R : Arah warna (e.g Red)

Penggolongan Textile dyes

Penggolongan berdasarkan cara penggunaan dan sifat-sifat pencelupannya:

1. Zat warna asam(acid dyes)Digunakan dalam suasana acid, dipakai untuk mencelup serat2 protein atau polyamide(nylon)

2. Zat warna BasaWarnanya cerah, tapi tahan lunturnya kurang baik.

3. Zat warna direk (direct dyes)Macam warna cukup banyak, ketahanan luntur kurang. Daya tembus langsung khususnya untuk serat selulosa.

4. Zat warna mordan dan kompleks logamBersenyawa dengan oksida logam, membentuk senyawa yg tidak larut dalam air. Dipergunakan utk mewarnai serat wol dan polyamide, dengan ketahanan luntur yang baik

5. Sulfur dyesDigunakan untuk mewarnai serat2 selulosa, dengan ketahanan luntur yang baik, namun dengan biaya yg murah. Warna2 yg dihasilkan biasanya agak suram(umumnya spesial untuk warna hitam)

6. VAT Dyes(zat warna bejana/indanthrene)Tidak larut dalam air.Digunakan untuk pencelupan serat selulosa.

7. Zat warna Disperse(Disperse Dyes) Tidak larut dalam air, tapi mudah untuk

didispersikan/disuspensi kan dalam air, Dipakai untuk mencelup serat2 yang

Hydrofob.

8. Zat warna Reaktiv (reactive dyes)Digunakan untuk mencelup serat2 selulosa/protein, dengan ketahanan luntur yg baik. Reaktifitasnya bermacammacam, sehingga dapat digunakan pada suhu rendah dan ada pula pada suhu tinggi.

9. Zat warna Naphtol(naftol dyes)Tidak larut dalam air, terutama untuk mewarnai serat selulosa, dgn warnanya yg cerah, terutama warna merah, tapi ketahanan gosoknya kurang(rubbing fastness), umumnya untuk mewarnai batik (traditional fabrics)

10. Zat warna Pigmen (pigmen dyes)Tidak larut dalam air, dan tidak memiliki daya tembus terhadap serat, dlm pemakaiannya digunakan resin sbg pengikat, sehingga dapat menempel pada serat, ini menyebabkan pegangan kain menjadi kaku ( biasa digunakan untuk sablon)

11. Zat warna oksidasi (oxidation dyes)Merupakan senyawa antara dengan berat molekul rendah, yang dicelupkan kemudian dioksidasikan dalam serat dalam suasana asam, untuk membentuk molekul warna yang lebih besar dan tidak larut.

Dari uraian di atas, dapat dilihat bahwa tiap-tiap dyestuff, memiliki kegunaan tertentu dan sifat2 tertentu pula, dipakai berdasarkan faktor-faktor :

1. Jenis serat yg akan diwarnai2. Macam warna dan warna yg tersedia

dalam zat warna.3. Tahan luntur warna 4. Peralatan produksi yang tersedia5. Biaya

1. Pencelupan dg Direct Dyes

Direct dyes/Substantif dyesMemiliki afinitas yang tinggi terhadap serat selulosa, larut dalam air.Merk dagang yg beredar al :

- Benzo (bayer)- Diazol (francolour)- Solar (sandoz)- Cuprophenyl(CIBA Geigy)- Chlorasol ( ICI)- etc

1.1 Penggolongan Direct dyes

1. Golongan AMudah bermigrasi, daya perata tinggi, dengan pengaturan suhu yang baik akan diperoleh hasil yang rata.

2. Golongan BDaya peratanya rendah, sehingga perlu diatur dengan penambahan elektrolit (e.g sodium Sulfat)

3. Golongan CDaya peratanya rendah, sangat peka terhadap elektrolit, Penyerapannya sangat baik, akan tetapi perlu pengaturan suhu pencelupan.

Faktor yg berpengaruh pada pencelupan Direct Dyes

SUHU

Pengaruh elektrolit

Penambahan elektrolit akan berpengaruh pada penyerapan zat warna, Elektrolit yang biasa digunakan al. Sodium Sulphate

Metoda pencelupan Direct Dyes

Mula-mula zat warna dibuat pasta dengan air dingin dengan ditambah wetting agent, kemudian ditambah air mendidih.

Diaduk hingga larut sempurna, lalu dimasukan dalam larutan celup, ditambahkan elektrolit ( sodium sulphate), 5 – 20%, bergantung pada tua/mudanya warna.

Bahan celulosa, di celupkan, 40-50ºC, sambil dinaikkan suhunya hingga mendidih, selama 30 – 40 menit.

Pencelupan diteruskan ¾ - 1 jam pada suhu mendidih tersebut.

2. Pencelupan dengan ACID Dyes

Dalam pemakainnya memerlukan bantuan asam mineral untuk membantu penyerapan

Banyak digunakan untuk mencelup seratPoliamide (nylon)/ Protein ( wol)

Nama dagang yg beredar al :- Nylosan (sandoz)- NYLOMINE (ICI)- Textilan ( Ciba )- Dimacide ( francolor )- ACID ( MITSUI ) , Etc

Metoda pencelupan Acid Dyes

Zat warna dibuat pasta dg air dingin, tambahkan air hangat, hingga larut sempurna

Bahan dikerjakan dalam larutan celup yang mengandung 10 – 20% sod. Sulphate, 2 – 4% Asam sulphate/acetic acid, pada suhu 40ºC, selama 10-20menit. Sehingga diperoleh pH yg merata pada bahan.

Zat warna yg telah dilarutkan di masukkan, suhu dinaikkan sampai mendidih selama 45 menit, selanjutnya tambahkan 1-3% Acetic acid, dan pencelupan diteruskan selama beberapa menit.

3. Pencelupan dengan Reactive dyes

Zat warna yg dapat bereaksi dengan serat. Terutama digunakan untuk mewarnai serat celulosa

( kapas), selain itu serat protein seperti wol/sutera/nylon, dapat pula di celup dg zat warna ini, terutama untuk warna muda, untuk mendapatkan kerataan yang baik.

Merk dagang yg lama beredar al;- PROCION (ICI)- Cibacron (CIBA)- Remazol ( Hoechst)- Levafix ( Bayer)- Drimarene ( Sandoz), dll

3.1 Penggolongan Reactive Dyes

1. Reactive Dingin

mempunyai ke reaktifan tinggi, dapat dicelup pada suhu rendah.

2. Reactive panas

Kereaktifannya rendah, harus dicelup pada suhu tinggi.

Metode pencelupan Reactive dyes

Zat warna di buat pasta dengan air dingin, kemudian ditambah air panas, hingga larut sempurna.

Bahan yg telah di scouring , dikerjakan dalam larutan zat warna, pada suhu 40ºC, selama 30 menit, kemudian ditambahkan 30-60 g/l elektrolit (e.g Sod. Sulphate), dilanjutkan 30 menit, tambahkan nat.carbonate, dilanjutkan hingga 45 menit.

Setelah selesai , bahan dicuci dengan air dingin, lalu air panas, dibilas dengan soaping agent mendidih, terakhir dibilas hingga bersih.

4. Pencelupan dengan VAT Dyes

Terutama digunakan untuk mencelup serat celulosa. Tidak larut dalam air, sehingga harus di reduksi dulu,

agar memiliki afinitas terhadap serat, setelah ada dalam serat, di oksidasi kembali kebentuk semula yang tidak larut dalam air, oleh karena itu, hasil celupannya memiliki ketahanan cuci yang sangat baik.

Merk dagang yg lama beredar al :- Indanthrene ( I.G. Farben)- Caledone ( ICI )- Cibanone ( Ciba )- Sandonthrene ( sandoz), dll

Metoda pencelupan VAT dyes

Mula2 zat warna di bejanakan dahulu dgn penambahan air hangat dan kostik soda, kemudian sodium hidrosulfite ditambahkan, dan diaduk selama 10-20menit.(larutan leuco)

Kemudian larutan leuco tsb dimasukkan kedalam larutan celup, dengan penambahan alkali dan reduktor ( hidrosulfite), seperlunya, suhu pencelupan dimulai pada 40-50ºC dan dg penambahan elektrolit(sod.sulfate), larutan celup dibiarkan turun suhunya, untuk menambah penyerapannya.

5. Pencelupan dengan Zat warna belerang ( Sulphur Dyes) Mengandung unsur belerang pada gugusannya,

dan tidak larut dalam air. Terutama untuk mencelup serat selulosa, dapat

pula untuk mencelup serat Wol. Beberapa diantaranya dapat pula larut dalam air

(soluble sulfur dyes) Nama dagang yang lama beredar al :

- Sulphur (R.R.C)- Hydrosol ( Hoechst)- Thional ( ICI )- Immedial ( Hoechst). dll.

Metoda pencelupan Sulfur Dyes

Zat warna dibuat pasta dg air dingin, kemudian di tambah sod. Sulfat, dan natrium carbonate

Bahan dimasukan kedalam larutan celup, yang mengandung, zat warna, 2g/l Natrium carbonate, 5-25% sod.sulfate, pada suhu hangat

Setelah merata larutan dipanaskan sampai mendidih,pencelupan diteruskan hingga 1 jam

Selanjutnya bahan dicuci bersih, dioksidasi dg H2O2, di sabun dan dibilas.

6. Pencelupan dengan DISPERSE Dyes

Terutama digunakan untuk mewarnai serat-serat buatan yang Hidrofob, seperti :Polyakrilat, Polyamide, dan polyester.

Tidak larut dalam air Nama dagang yg lama beredar al :

- Foron (sandoz)- Resolin (Bayer)- Palanil ( BASF )- Dispersol (ICI)- Miketon ( Sumitomo)- Terasil ( CIBA ), Dll

3.1. Penggolongan disperse dyes

1. Disperse dyes yg memiliki kerataan yang cukup baik, tapi mudah bersublimasi pada suhu yg tidak terlalu tinggi.

2. Disperse dyes yg mempunyai sifat kerataan pencelupan dan sifat sublimasi yg medium.

3. Disperse dyes yg mempunyai sifat kerataan dan sublimasi yg sangat baik.

Metoda pencelupan Disperse dyes

Disperse dyes sebenarnya tidak dapat mewarnai serat polyester, namun dengan bantuan zat pengemban (carrier) atau dgn suhu tinggi, maka dapat mewarnai polyester.

Metoda pencelupan Disperse dyes

Metoda carrier- kedalam larutan celup ditambahkan Carrier 5-10% O.W.F, dispersing agent, pada suhu 70ºC, Bahan polyester dikerjakan dalam larutan tersebut selama 15 menit, tambahkan disperse dyes, lanjutkan proses hingga 2 jam, setelah selesai bahan di reduksi, dicuci, bilas.- Metoda carrier dapat dilakukan dengan alat sederhana dan terbuka, tetapi warna yang diperoleh hanya terbatas pada warna muda/sedang. Waktu pencelupan relatif lama, dan tendensi ketidakrataan sangat besar.

Metoda High TemperatureBahan polyester, dikerjakan dalam larutan celup, yg mengandung disperse dyes, acetic acid 90%, dispersing agent,pada suhu 60ºC. 15 menit kemudian suhu dinaikan hingga 130ºC, selama 30menit. Setelah selesai bahan di reduksi, dicuci, dan di bilas. Pencelupan dg High temperature, dapat menghemat pemakaian zat warna, dengan kerataan yang baik, dan waktu yang singkat, tanpa penggunaan zat carrier yang relatif mahal.

THANK YOU