LAPORAN PRAKTIKUM PRAKTEK TEKNIK PEWARNAAN

PENGUJIAN pH CAT DASAR KULIT DAN PENGUJIAN KETAHANAN CAT

DASAR TERHADAP ASAM, BASA DAN AIR SADAH

I. DASAR TEORI

Zat Warna

Pada tahun 1876 Otto Witt mengusulkan teori tentang zat warna, bahwa dalam suatu

struktur molekul zat warna akan mengandung gugus tidak jenuh yang disebut kromofor

(Contoh : -N=N-, >C=O, -NO2) dan gugus pembentuk garam yang disebut auksokrom

Contoh : -OH, -NH2, -SO3H.

Bila kromofor berikatan dengan sistem aromatik akan diperoleh senyawa yang

berwarna, contohnya azo bensena berwarna orange, antrakwinon berwarna kuning muda.

Gabungan sistem aromatik dan kromofor tersebut disebut kromogen.

Kromogen seperti azobensena belum bisa dipakai sebagai zat warna karena intensitas

warnanya rendah dan belum mempunyai daya celup. Tetapi bila dimasukkan satu atau

lebih gugus auksokrom maka akan menjadi zat warna. Dilthey dan Wizinger

mengemukakan bahwa auksokrom ada yang bersifat donor elelktron dan ada juga yang

bersifat penarik elektron. Bila auksokrom pemberi elektron diletakan pada arah

berlawanan dengan auksokrom penarik elektron dalam struktur molekul zat warna maka

akan memperbesar sistem konyugasi zat warna, sehingga selain meningkatkan intensitas

warna juga akan menimbulkan efek bathokromik, yaitu panjang gelombang maksimum ( λ

maks) zat warnanya akan semakin besar, contohnya dari kuning menjadi merah.

Pada tahun 1900 Gomberg menemukan radikal trifenil metan yang ternyata berwarna

padahal pada strukturnya tidak ada kromofor maupun auksokrom.

Pada tahun 1907 Hewitt dan Mitchel menyatakan pentingnya sistem konyugasi dalam

struktur zat warna, bahwa penuaan warna akan semakin besar dengan semakin panjangnya

sistem konyugasi dalam struktur zat warna. Seiring dengan ditemukannya konsep

resonansi elektron dalam struktur yang terkonyugasi diperoleh bahwa penyebab timbulnya

warna adalah karena dalam struktur zat warna yang terkonyugasi akan ada resonansi

electron π.

Dyes.

Dyes adalah komponen molekul organik yang memiliki kumpulan senyawa inti tak

jenuh, disebut kromofore yang bergabung dengan komponen lain dimana gabungan ini

1

disebut kromogen serta gugus substantive yang berfungsi sebagai penguat /

mengintensifkan warna dan memperbaiki substantifitas ikatan dengan substratnya (serat

kulit, kertas, poliamida, katun, sutera dll) yang disebut ausokrome. (ON Witt, 1876)

Penggolongan Dyestuff Berdasarkan muatan.

Auksokrome dapat menyebabkan intensifikasi ikatan cat dasar dengan substrat

meningkat, disamping itu auksokrom juga berfungsi meningkatkan kelarutan cat dalam

air. Auksokrom juga merupakan komponen pembawa muatan dimana pada saat terjadi

disosiasi terbentuk muatan anionik atau kationik, sehingga pewarna dyes juga dapat

dikategorikan sebagai cat dasar anionik atau kationik.

Anionic Dyestuff .

Adalah pewarna dyes yang memiliki satu atau lebih gugus auksokrom SO3Na atau

SO3H yang juga berfungsi sebagai gugus penentu tingkat kelarutan dyes, dimana semakin

banyak gugus sulfon, maka tingkat kelarutan cat dasar akan semakin tinggi, selain akan

semakin anionik dan reaktif terhadap kulit wet blue yang bersifat kationik. Hampir 90 %

pewarna kulit merupakan kelompok ini. Berikut ini contoh salah satu gambar struktur

kimia cat anionik CI acid red 301 ( The Analytical Synteytic Dyes ).

Cationic Dyestuff .

Adalah pewarna dyes yang memiliki satu atau lebih gugus auksokrom yang

merupakan garam dari ammonium, sulfonium atau oxonium. Kelarutannya lebih rendah

dibandingkan dengan cat anionik sehingga perlu penambahan sedikit asam asetat. Pewarna

kationik jarang digunakan apabila digunakan hanya dalam kasus tertentu, sebagai aditiv

dalam jumlah yang kecil karena sifat ketahanan cahaya dan kimia yang rendah.

Klasifikasi Dyestuff Berdasarkan Aplikasi.

Klasifikasi dyestuff menurut aplikasinya dapat dikelompokan menjadi:

1. Acid Dyes ( cat asam).

2. Direct/Catton/ Substabtive Dyes ( cat direk).

3. Metal complex/Pre-metal dyes ( cat matal kompleks )

4. Reaktive Dyes

5. Dispersed Dyes

6. Solvent Dyes

7. Vat Dyes.

8. Fur Dyes.

2

9. Mordant Dyes.

10. Silk Dyes dll.

Dari sekian banyak tipe dyes diatas, semuanya termasuk anionic dyes, dewasa ini

yang paling banyak digunakan untuk mewarnai kulit adalah cat asam, cat direk, cat metal

kompleks. Dyes lainnya sangat jarang digunakan kecuali pewarna reaktiv untuk kulit

warna muda dan umumnya yang disamak formalin walaupun kini dengan pertimbangan

lingkungan dan kesehatan yang lebih baik penggunaan cat dasar reaktiv mulai

diperkenalkan untuk kulit yang disamak krom.

1. Acid Dyes.

Cat ini umumnya merupakan garam natrium (Na), dimana dalam susunan molekulnya

mengandung satu atau lebih gugus sulfonat (-SO3-), hanya ada beberapa yang mengandung

gugus karboksilat (-COO- ). Untuk berikatan dengan substrat kulit secara sempurna

(clear/exhausted) dan mencapai warna yang full shade perlu lingkungan yang asam (2,5-

3), sehingga pada akhir proses pewarnaan kulit, ditambah asam ( asam format/ asetat )

untuk mencapai pH tersebut.

Beberapa Contoh Cat Asam.

a. Orange G ( Ethonic Fast G ).

b. Levelling Red (Acetyl Red J.).

c. Acid Bordeaux.

d. Recorcine Dark Brown.

e. Acid Black (Buffalow Black

f. Acid Yellow AJ.( Tartrazine ).

g. Acid Green.

Keuntungan Menggunakan Acid Dyes.

Dewasa ini dapat dikatakan hampir semua pewarna kulit menggunakan acid dyes

karena ada beberapa kelebihan yang dimilik oleh pewarna ini.

a. Ketahanan terhadap air sadah tinggi ( tidak mengendap).

b. Tidak menmbulkan efek bronzing walau penggunaannya berlebihan.

c. Mempunyai ketahanan gosok, cahaya, keringat yang relative baik dengan nilai 3-5.

d. Mempunyai penetrasi yang baik terhadap kulit.

3

2. Direct Dyes.

Cat asam cat direk merupakan garam Na (natrium) dari asam sulpho yang

mengandung dua atau lebih gugus azo, sehingga sering juga disebut sebagai diamina atau

poliamina. Disamping itu cat direk paling sedikit memiliki 3 inti aromatis terikat bersama

dalam dua azo dan dua aromatis yang terikat dalam 1 azo.

Kelebihan

1. Harganya relative murah.

2. Mudah larut dala suasana alkali

Kekurangan.

1. Hampir semua cat direct mengandung benzidine

2. Warnanya lebih tampak buram dibandingkan dengan cat asam.

3. Sensitive terhadap perubaan npH terutama dalam suasana asam.

4. Ketahanan cahaya rendah

5. Tidak tahan terhadap air sadah.

3. Metal Complex Dyes.

Cat dasar metal kompleks adalah dyes yang mengandung komponen metal didalam

struktur kimianya. Fungsi metal sebagai koordinative dari dua atau lebih molekul dyes.

Jenis metal yang sering digunakan adalah krom (Cr), besi (Fe), kobalt (Co), tembaga (Ag).

Ada beberapa kelebihan pewarna ini dibandingkan degan perwarna acid atau direct

diantaranya adalah :

1. Sangat stabil terhadap perubahan pH walaupun pada pH=3, dimana biasanya

merupakan titik krusial bagi dyes terutama jenis direct.

2. Warna sangat rata.

3. Warna lebih tajam dibandingkan pewarna direk tetapi lebih rendah dibandingkan

dengan cat asam.

4. Ketahanan terhadap cahaya, fatliquor, sintan sangat baik.

Contoh cat metal komleks adalah :

Lowapel Black Ex – 1 ( Jos. H. Lowenstein & Sons, Inc.)

Lowapel Black Ex – 1 adalah salah satu dyes yang sering digunakan dalam proses

dyeing pada kulit. Cat ini merupakan cat jenis metal complex yang memberikan warna

hitam pada kulit. Cat ini adalah produksi Jos. H. Lowenstein & Sons, Inc. sebuah

perusahaan kimia yang memproduksi bahan – bahan kimia dan pewarna untuk industry

kulit. Perusahaan ini berdiri tahun 1897 dan berpusat di Brooklyn, New York.

4

Karakteristik Dyes

Selain sifat bawaan karena perbedaan struktur molekul internal yang berbeda untuk

setiap warna, karakteristik dyes juga dipengaruhi oleh factor external terutama oleh:

a. Temperatur.

b. Konsentrasi.

c. pH larutan.

d. TIE.

Temperatur.

Naik turunnya tempaeratur larutan akan menyebabkan terjadinya perubahan pada

secondary valency forse dan ionic force. Sperti kita ketahui susunan atau struktur molekul

dyes merupakan garam atau asam yang berikatan melalui ikatan ionic sehingga akan

mudah mengalami ionisasi dalam larutan. Demikian pula struktur molekul dyes banyak

yang bersifat polar ( COOH, OH, SO3Na dll) sehingga dapat membentuk secondary force.

Pada saat temperature meningkat. SVF (secondary valence force) akan putus sehingga

menyebabkan:

Kelarutan meningkat.

Penetrasi pada kulit semakin dalam.

Molekul dyes mengecil

Sebaran cat semakin merata.

IF (ionic force) akan semakin melemah sehingga menyebabkan:

Disosiasi dan ionisasi akan semakin cepat.

Reaksi terhadap kulit wet-blue yang (+) meningkat /cepat (reaktivitas naik)

Kemampuan penetrasi menurun.

Sebaran cat cenderung kurang rata.

Kenaikan temperature memberikan efek yang bertolak belakang terhadap SVF dan IF,

namun karena pengaruh IF lebih besar dari SVF maka untuk menaikan temperatur lebih

cenderung pada pertimbangan IF dan kondisi kulitnya. Contoh awal pewarnaan untuk kulit

yang memerlukan penetrasi tinggi lebih baik menggunakan air dingin dan pada akhir

proses baru dinaikan tempertarnya. Sebaliknya pada untuk kulit yang dinginkan surface

dyeing maka awal penyamakan dilakukan dengan temperature tinggi.

5

Konsentrasi.

Konsentrasi tinggi berhubungan dengan penggunaan jumlah air dalam proses.

Semakin banyak persentase air digunakan maka konsentrasi akan semakin rendah begitu

pula sebaliknya.

Konsentrasi meningkat / tinggi menyebabkan molekul dyes semakin mendekat

akibatnya SVF antar molekul meningkat.

Molekul mengalami pembesaran.

Proses ionisasi akan terganggu akibatnya reativitas terhadap kulit kan menurun.

Penetrasi dalam kulit akan meningkat.

Aksi mekanik flexing dan squeezing meningkat, difusi tinggi.

pH Larutan.

Dapat dikatakan dari tiga factor diatas pH merukan factor eksternal yang paling

berpengaruh. pH merupakan factor fungsional terikatnya dyes pada serat kulit. Penurunan

pH pada larutan dyes (sebagai garam Na) akan menyebabkan proses disosiasi berjalan

lebih cepat karena terbentuk garam baru dari sisa asam dengan Na dan membentuk

molekul dyes dengan muatan negative yang segera berikatan secara ionic dengan serat

kulit yang bermuatan positive. Penurunan pH menyebabkan:

Meningkatnya afinitas dyes.

Menurunnya penetrasi atau difusi dyes.

Kenaikan pH menyebabkan efek sebaliknya

Menurunnya afinitas dyes.

Meningkatnya kemampuan penetrasi/difusi.

pH sebagai fungsi afinitas dyes.

Penurunan pH menyebabkan jumlah mgrek terikat pada serat / protein kulit akan

meningkat. Contoh atas penelitian menggunakan dyes 3 turunan kromofore azo untuk

setiap 100 gr protein kulit.

Tabel 1.1 Jumlah mgrek dyes terikat / 100 gr kolagen kulit

Dyes pH 1 pH 1.5 pH 2 pH 2.5 pH 3 pH 3.5

Dyes I 99.45 82.76 65.39 50.83 45.29 40.51

Dyes II 98.97 80.13 65.09 50.00 44.75 39.34

Dyes III 96.39 79.91 64.26 49.25 42.21 38.61

6

Dari data diatas tampak terjadinya penuruan afinitas tiga dyes terhadap protein kulit

bersamaan dengan naiknya pH larutan . Semakin tinggi pH larutan maka jumlah dyes

terikat pada serat kolagen semakin rendah tampak terjadi penurunan afinitas dari ketiga

dyes diatas. Hal lain yang perlu diperhatikan berkaitan dengan nilai pH larutan adalah

efeknya terhadap difusi / penetrasi dan afinitas.

pH rendah akan meningkatkan afinitas tetapi menurunkan difusi

pH tinggi akan meningkatkan difusi tetapi menurunkan afinitas.

Sebagai catatan difusi dan afinitas cat dasar juga sangat tergantung dari jenis media

kulitnya. Cat dasar yang sama akan mempunyai afintas berbeda bila medianya berbeda,

atau dapat dikatakan afinitas cat dasar tergantung dari jenis kulitnya apakah kulit wet-blue

yang positip (+++++), nabati yang negative (−−−−−), crust (−−−), atau kombinasi krom

nabati/nabati krom. Selain itu sifat dasar cat sebagai garam yang mempunyai tetapan

disosiasi (Kdiss) berbeda juga mempengaruhi difusi dari cat dasar. Sebagai contoh hasil

penelitian terkait dengan difusi dan tetapan disosiasi garam pewarna dapat dilihat dibawah

ini.

Tabel 1.2 Difusi dan tetapan disosiasi garam pewarna

Dye’s Difusi Kdiss

Orange GG

Amida Yellow E

Orange II

Brown RHE

Fast Brown GB

10

5

5

4

4

4,7.10-1

2,9.10-2

5,6.10-2

3,9.10-3

1,6.10-3

10= difusi sempurna

Semakin kecil nilai tetapan diisosiasi menunjukan difusi semakin kecil dan

sebaliknya. Garam dengan Kdiss yang besar akan terion lebih baik dan sempurna. Untuk

kulit yang memliki muatan yang sangat beroreintasi positif kondisi ini akan meningkatkan

reaktivitas terjadinya ikatan, tetapi apabila kulit memliki sifat yang lebih negative

reaktivitas akan berkurang dan justrunakan membantu terjadinya penetrasi kedalam kulit.

Disini dapat diartikan prilaku cat terutama yang berhubungan dengan difusi akan selalu

berubah tergantung pada sifat kulitnya, seperti telah diuraikan diatas.

7

TIE (IP).

Titik Iso Elektrik atau Iso Elektric Point merupakan nilai pH dimana terjadi

keseimbangan muatan positif dan negatif dalam kulit. Permasalahan muncul ketika TIE

selalu berubah-ubah tergantung kepada zat penyamak yang digunakan akibatnya kulit

selalu berubah TIE nya tergantung zat penyamak yang digunakan. Berikut ini gambaran

perubahan TIE akibat penggunaan zat samak yang berbeda.

Tabel 1.3 Perubahan TIE Kulit.

PeltCollagen

Tanned by Mean of

pH I.P Shift of IP Produced

by Tanned pH

Volt Surface

Potential at pH =6,5

Untanned

Formaldehida

Cathechine

Mimosa

Syntan

Masked Chrome

Basic Crome Sulfat

5,2

4,6

3,8

4,0

3,2

3,8-4,8

6,7

-

-0,6

-1,4

-1,2

-2,0

(-0,2)-(-1,4)

+1,5

-0,031

-0,041

-0,076

-0,085

-0,119

(-0,01)-(0,05)

0,025

Apabila Volt Surface Potential bersifat positif seperti kulit yang disamak dengan

basic chrome sulfat maka difusi akan terganggu, penetrasi rendah, reaktif terhadap acid

atau acid dyes yang anionik, namun sebaliknya apabila Volt Surface Potential negative

difusi akan lebih baik penetrasi tinggi. Dalam contoh diatas dyes yang paling cepat

penetrasi apabila di implementasikan pada kulit yang di retanning dengan synan. Semakin

banyak jumlah syntan yang digunakan maka sifat kulit akan semakin negative, sehingga

reakttifitasnya terhadap pewarna anionik akan semakin rendah, sulit terikat, bahkan dapat

menyebabkan tingkat ketahanan kelunturannya menurun.

Mekanisme Ikatan Dyes dengan Kulit.

Pada dasarnya, pada saat kulit bersentuhan dengan pewarna akan segera terjadi reaksi

parsial antara gugus muatan berlawana antara pewarna yang ter-ion dan bermuatan

negative dengan bagian kulit yang bermuatan positif seperti komponen amina. Kecepatan

reaksi tergantung pada VSF. Semakin negative reaksi semakin lambat ikatan ionik terjadi

juga sangat lemah. Kulit wet-blue yang telah mengalami netralisasi, penyamakan ualng

dan peminyakan VSFnya sangat tinggi sehingga sulit bagi pewarna untuk terikat kecuali

8

dipercepat dengan penambahan asam yang dapat mempercepat proses disosiasi garam

pewarna dan gugus amina pada kulit. Proses ini disebut fiksasi atau pengikatan.

Fiksasi.

Fiksasi juga disebut pengikatan, proses yang dilakukan setelah waktu pewarnaan atau

proses dyeing dianggap cukup. Fiksasi yang menggunakan pewarna asam, direk atau

metal-kompleks umumnya dengan asam dalam hal ini asam formiat (HCOOH) atau asetat

(CH3COOH). Mekanisme fiksasi terjadi dalam tiga tahapan.

Tahap1: Merupakan tahap penetrasi/difusi pewarna dalam kulit. Kecepatan penetrasi

tergantung beberapa factor selain dari kulitnya juga sifat dyestufnya. Waktu penetrasi

biasanya antara 45-90 menit.

Tahap2: Setelah penetrasi tercapai mulai dilakukan fiksasi dengan menambahkan

asam secara bertahap dalam drum perwarnaan. Terjadi penurunan pH cairan dan kulit. pH

yang lebih rendah dari TIE kulit akan menyebabkan kulit bermuatan positif dan reaktif

terhadap muatan anionik.

Tahap3: Bersamaan dengan penurunan pH cairan, dye’s yang merupakan garam akan

terdisosiasi dengan sempurna dan membentuk ion negative yang segera bereaksi dengan

gugus amina kulit, seperti contoh dyes yang terion dibawah ini.

Selain terjadi ikatan ionic yang merupakan representasi ikatan seluruhnya terjadi pula

ikatan karena polaritas dyestuff. Disini gugus polar pada pewarna seperti (OH) atau NO2

potential untuk membentuk ikatan secondary valency dengan kulit. Ikatan ini signifikan

terhadap kekuatan ikatan pewarna dengan kulit sehingga terbentuk mutual binding yang

mempengaruhi tingkat kelunturan kulit secara keseluruhan.

Dari ilustrasi diatas dapat disimpulkan semakin besar molekul dyestuff maka

potensial ikatan co-ordinat valency ( dipoles dan forming hydrogen bond ) semakin besar

yang akan menyebabkan meningkatnya ketahan warna kulit

Fiksasi dilakukan dengan penambahan asam, namun tidak jarang ditambahankan

bahan pembantu fixing atau disebut sebagai fixing agent yang merupakan resin kationik,

garam aluminium, garam chrome, emulsi minyak bermuatan kationik untuk meningkatkan

derajat exhaustion cat dasar, meningkatkan ketahanan gosok, kelunturan warna.

Penggunaannya tidak lebih dari 0,75 % karena bila terlalu banyak memberikan efek

pegangan yang berbeda.

9

KESADAHAN AIR

Kesadahan air adalah kandungan mineral-mineral tertentu di dalam air, umumnya

ion kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) dalam bentuk garam karbonat . Air sadah atau air

keras adalah air yang memiliki kadar mineral yang tinggi, sedangkan air lunak adalah air

dengan kadar mineral yang rendah. Selain ion kalsium dan magnesium, penyebab

kesadahan juga bisa merupakan ion logam lain maupun garam-garam bikarbonat dan

sulfat. Metode paling sederhana untuk menentukan kesadahan air adalah dengan sabun.

Dalam air lunak, sabun akan menghasilkan busa yang banyak. Pada air sadah, sabun tidak

akan menghasilkan busa atau menghasilkan sedikit sekali busa. Cara yang lebih kompleks

adalah melalui titrasi. Kesadahan air total dinyatakan dalam satuan ppm berat per volume

(w/v) dari CaCO3.

Air sadah tidak begitu berbahaya untuk diminum, namun dapat menyebabkan

beberapa masalah. Air sadah dapat menyebabkan pengendapan mineral, yang menyumbat

saluran pipa dan keran. Air sadah juga menyebabkan pemborosan sabun di rumah tangga,

dan air sadah yang bercampur sabun dapat membentuk gumpalan scum yang sukar

dihilangkan. Dalam industri, kesadahan air yang digunakan diawasi dengan ketat untuk

mencegah kerugian. Untuk menghilangkan kesadahan biasanya digunakan berbagai zat

kimia, ataupun dengan menggunakan resin penukar ion.

(http://id.wikipedia.org/wiki/Kesadahan_air)

Air untuk penyamakan kulit harus jernih, tidak berbau, tidak berwarna dan tidak

mengandung zat-zat yang dapat menurunkan mutu kualitas kulit yang diproses, seperti

garam-garam besi, natrium Klorida yang terlalu banyak, garam-garam Ca dan Mg

(kesadahan) dan sebaiknya bereaksi netral. Air yang kesadahannya tinggi biasanya

terdapat pada air tanah di daerah yang bersifat kapur dan juga mengakibatkan konsumsi,

karena adanya hubungan kimiawi antara ion kesadahan dengan molekul sabun

menyebabkan sifat deterjen sabun hilang. Beberapa pengaruh kualitas air untuk

penyamakan kulit yang tidak memenuhi standar mutu air untuk proses penyamakan kulit

adalah sebagai berikut :

Kesadahan dapat mengganggu pada proses penyamakan antara lain :

1. Liming

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3↓ + 2H2O

Flek

2. Pikel

CaCl2 + H2SO4 → CaSO4↓ + 2HCl

10

3. Penyamakan nabati

Ca2+ +Tannin → Ca Tannat (warna lebih tua)

4. Pengecatan

Cat anionik akan mengurangi jumlah cat yang dipakai, sebab bereaksi dengan kalsium

(Ca2+) dengan kulit dapat mengurangi efektifitas kerja cat.

5. Pada proses soaking dapat menyebabkan sulitnya penetrasi kemikalia kedalam kulit.

6. Bilangan permanganat

Pada bilangan permanganate banyak terdapat reduktor didalam air, zat organic dan

mikroorganisme sehingga dikawatirkan dapat terjadi pembusukan.

7. Klorida (Cl)

Dalam kondisi tertentu air dapat bereaksi dengan udara bebas membentuk

H2CO3↔H2O+CO2 + H2O, yang berfungsi menghilangkan kemungkinan endapan

putih dari karbonat

8. Besi (Fe)

FeCl3 + KCNS → FeCl2CNS + KCl

Kadar besi yang berlebihan dapat menagkibatkan :

a. Pada proses soaking bereaksi dengan kulit sehingga warna kulit menjadi

kecoklatan.

b. Pada proses tanning dapat membentuk Feritannat sehingga warna menjadi lebih

tua.

c. Besi juga bersifat kationik sehingga pada prose pengecatan akan bereaksi dengan

zat anionic sehingga mengurangi efisiensi kerja pengecatan.

Ketahanan Cat Dasar Tehadap Air Sadah

Kestabilan cat dasar kulit terhadap air sadah adalah kemampuan cat dasar untuk tidak

mengendap bila direaksikan dengan air sadah, dimana air sadah tersebut mengandung

garam-garam karbonat.

Cat dasar yang bersifat anionic ( bermuatan negative ) jika berikatan dengan garam-

garam karbonat yang bermuatan positif maka akan menimbulkan endapan ( contoh : cat

direct ). Disebabkan cat dasar tidak bisa terpenetrasi sampai kedalam kulit, karena sudah

berikatan dengan garam-garam karbonat, sehingga cat dasar hanya terdispersi di

permukaan kulit saja, selain itu cat juga tidak rata.

11

Na

SO3 +Ca++ SO3-Ca+ + Na

( Cat asam )

Ketahanan Cat Dasar Terhadap Asam

Menurut teori terjadinya perubahan warna pada molekul cat dasar disebabkan karena

perubahan panjang gelombang molekulnya. Asam akan mensuplai H+ yang akan

mempengaruhi pasangan electron menyendiri/electron mobile pada cat dasar. Semakin

tinggi suplai semakin tinggi pengaruhnya.

HCOOH H+ + HCOO- < 1 ( derajat disosiasi rendah )

H2SO4 2H+ + SO42- = 1 ( derajat disosiasi tinggi )

Dilihat dari jumlah H+ yang disuplai H2SO4 akan mempunyai pengaruh yang lebih

besar daripada HCOOH.

Apabila electron mobile dari cat dasar tersebut terpengaruh oleh asam ( berikatan

dengan H+ ) maka terjadi perubahan probabilitas susunan electron, energinyapun berbeda.

Hal ini menyebabkan perubahan serapan panjang gelombang dari molekul cat dasar

sehingga warna berubah.

Perubahan warna bisa menjadi lebih tua dan bisa menjadi lebih muda, tergantung dari

panjang gelombangya. Semakin tinggi panjang gelombangnya akan mengarah ke daerah

warna Red tetapi semakin pendek panjang gelombangnya akan mengarah ke warna violet.

Violet Red

Invisible = 400 nm

= 800 nm Invisible

Efek penambahan asam adalah :

a. Membantu kulit bermuatan positif

b. Membantu cat terionisasi negative

Sehingga keduanya saling berikatan

Pengaruh asam terhadap larutan cat ada hubungannya terhadap proses fiksasi. Proses

fiksasi pada dyeing adalah proses disosiasi garam pewarna dan gugus amina pada kulit.

Fiksasi disebut juga pengikatan, proses yang dilakukan proses yang dilakukan setelah

12

pewarnaan dianggap cukup. Fiksasi yang menggunakan pewarna asam, direct atau metal

komplexs umumnya menggunakan asam, dalam hal ini asam formiat ( HCOOH) atau

asam asetat ( CH3COOH ). Mekanisme fiksasi terjadi dalam 3 tahapan:

1. Merupakan tahap penetrasi / difusi dyes dalam kulit. Kecepatan penetrasi tergantung

beberapa factor selain dari kulitnya juga sifat dyestuffnya.

2. Setelah penetrasi tercapaqi mulai dilakukan fiksasidengan menambahkan asam secara

bertahapdalam drum pewarnaan. Terjadi penurunan pH cairan dalam kulit. pH yang

lebih rendah dari TIE kulit akan menyebabkan kulit bermuatan positif dan reaktif

terhadap muatan anionic.

3. Bersamaan dengan penurunan pH cairan, dyes yang merupakan garam akan

terdisosiasi dengan sempurna dan membentuk ion negative yang segera bereaksi

dengan gugus amina kulit.

Ketahanan Cat Terhadap Basa

Adapun pengaruh basa terhadap larutan cat ada hubungannya terhadap proses

netralisasi. Proses netralisasi atau disebut juga deacidifikasi adalah proses untuk

menghilangkan sebagian sisa asam bebas yang terdapat pada wet blue baik yang berasal

dari proses pengasaman atau yang terbentuk selama reaksi olasi dan oksilasi selama masa

penyimpanan. Asam asam yang dinetralisir tersebut adalah asam yang terdapat diantara

serat – serat kulit atau asam bebas lain yang belum hilang pada waktu pencucian.

Apabila asam ini tidak dihilangkan maka akan berpengaruh pada proses pengecatan

dasar maupun peminyakan. Khusus pada pengecatan dasar apabila asam yang ada dalam

kulit tidak dinetralisir maka dikhawatirkan akan menyebabkan tidak meratanya cat yang

terikat pada permukaan kulit. Basa yang digunakan untuk netralisasi harus mempunyai

kemampuan untuk tidak merubah sifat dari pewarna yang digunakan dan tidak merubah

struktur dari kulit itu sendiri sehingga dampak – dampak negative pada kulit dapat

dihindarkan.

Penggunaan Natrium Karbonat (Na2CO3) dapat menyebabkan kulit menjadi kasar, hal

ini karena timbulnya reaksi antara asam kuat dan basa kuat yang menyebabkan kontraksi

pada serat serat kulit sehingga timbul efek kerutan pada permukaan kulit. Keadaan ini

tidak akan timbul apabila menggunakan Natrium Bikarbonat ( Na2HCO3 ), tetapi Natrium

bikarbonat mempunyai harga yang lebih mahal. Untuk dapat menghasilkan kulit seperti

yang diharapkan dan dengan biaya yang tidak terlalu mahal biasanya penggunaannya

dicampurkan antara Natrium Bikarbonat dan Natrium Karbonat.

13

II. PROSEDUR KERJA

A. Pengujian pH Cat Dasar Kulit

1. Tujuan praktikum

a. Untuk mengetahui berbagai larutan cat dasar sehingga prilaku dalam proses

pewarnaan dapat ditentukan.

b. Metode ini digunakan untuk semua cat dasar kulit yang larut dalam air seperti cat

asam,direct,sulfur,reaktif dan lain-lain

2. Alat dan bahan

a. Bahan yang digunakan

1. Metal complek ( luganil black NT )

2. Direct red

3. Asam ( Coriacide Red NR )

4. Reactive ( Reactive Yellow )

5. Nabati ( yellow nabati )

6. aquadest

b. Alat yang digunakan

1. Gelas arloji

2. Gelas beaker 10 ml,100 ml

3. Pipet volume 10 ml

4. Tabung Reaksi

5. Pipet tetes

6. Timbangan digital

7. Sudip

8. Seker

9. pH meter

10.kertas whatman

11.propipet

3. Cara kerja

1. Dibuat larutan cat dasar Yellow Nabati dengan konsentrasi 1%,2%,3% dan 4%

2. Ditimbang cat dasar dalam timbangan digital

3. Dilarutkan cat dasar kedalam beaker gelas sebanyak 1%,2%,3%,4%, setiap

konsentrasi dibuat sebanyak 10 ml

4. Dilakukan pengadukan dengan seker selama 5 menit

5. Dilakukan tes pH aquades dengan perulangan 3 kali

14

6. Dilakukan tes pH dyestuff dengan perulangan 3 kali

7. Dilakukan drop test pada kertas whatman

B. Pengujian ketahanan Cat Dasar Kulit Terhadap Asam

1. Tujuan praktikum

a. untuk mengetahui ketahanan larutan cat dasar terhadap asam

b. Metode ini dipakai untuk semua cat dasar yang larut dalam air

2. Alat dan bahan yang digunakan

a. Bahan yang digunakan

1. Metal complek ( luganil black NT )

2. Direct red

3. Asam ( Coriacide RED NR )

4. Reactive ( Reactive Yellow )

5. Nabati ( yellow nabati )

6. Aquadest

7. Asam sulfat ( H2SO4 10% )

8. Asam formiat ( HCOOH 10%)

9. Asam oksalat 10%

10.Asam asetat ( CH3COOH 10%)

11.Kertas whatman

b. Alat yang digunakan

1. Erlenmeyer 250 ml

2. Tabung reaksi

3. Pipet tetes

4. Pipet volume 10 ml

5. Pipet volume 1 ml

6. Thermometer

7. Gelas arloji

8. Vortek mixer

9. Sudip

10. Kompor listrik

11. Grey scale

c. Cara kerja

1. Dilakukan test pH pada basa yang digunakan

15

2. Ditimbang 0,5 gram cat yellow nabati,ditambahkan 100 ml aquades, diaduk

sampai rata

3. Didihkan larutan cat dasar tersebut,setelah mendidih biarkan selama 2 menit

4. Dinginkan hingga temperature kurang lebih 600 C

5. Diambil larutan cat dasar tersebut sebanyak 10 ml dan masukkan kedalam

tabung reaksi (buat 5 kali)

6. Tabung reaksi yang berisi larutan cat dasar tersebut dimasukkan sebanyak 0,5

ml aquades, 0,5 ml H2SO4 10% ,0,5 ml HCOOH 10%, 0,5 ml asam oksalat

10%, 0,5 ml asam asetat ( CH3COOH 10% )

7. Dihomogenkan selama 5 menit menggunakan vortex pada masing – masing

tabung

8. Setelah proses homogenitas selesai, diamati larutan tersebut pada menit ke 10

dan 60

9. Dilakukan drop test dan dilakukan grey scale

C. Pengujian ketahanan Cat Dasar Terhadap Basa

1. Tujuan Praktikum

a. Untuk mengetahui ketahanan larutan cat dasar terhadap basa

b. Metode ini dipakai untuk semua cat dasar yang larut dalam air

2. Alat dan Bahan

a. Bahan yang digunakan

1. Metal complek ( luganil black NT )

2. Direct yellow

3. Asam ( Coriacide RED NR )

4. Reactive ( Reactive Yellow )

5. Nabati ( yellow nabati )

6. Aquades

7. Na2CO3 10%

8. NaHCO3 10%

9. NaCOOH 10%

10. NaCH3COO 10%

11. Kertas whatman

b. Alat yang digunakan

1. Propipet

16

2. Pipet volume 1ml,10 ml

3. Vortex mixer

4. thermometer

5. gelas arloji

6. gelas beaker 100 ml

7. Erlenmeyer 250 ml

8. Pengaduk

9. Pipet tetes

10. Tabung reaksi

11. Kompor listrik

12. pH meter

13. grey scale

c. cara kerja

1. Dilakukan test pH pada basa yang digunakan

2. Ditimbang 0,5 gram cat yellow nabati ,ditambahkan 100 ml aquades,diaduk

sampai rata

3. Didihkan larutan cat dasar tersebut,setelah mendidih biarkan selama 2 menit

4. Dinginkan hingga temperature kurang lebih 600 C

5. Diambil larutan cat dasar tersebut sebanyak 10 ml dan masukkan kedalam

tabung reaksi (buat 5 kali )

6. Tabung reaksi yang berisi larutan cat dasar tersebut dimasukkan sebanyak 0,5

ml aquades, 0,5 ml Na2CO3 10% ,0,5 ml NaHCO3 10%, 0,5 ml NaCOOH 10%,

0,5 ml NaCH3COO 10%

7. Dihomogenkan selama 5 menit menggunakan vortex pada masing – masing

tabung

8. Setelah proses homogenitas selesai, diamati larutan tersebut pada menit ke 10

dan 60

9. Dilakukan drop test dan dilakukan grey scale

D. Pengujian cat dasar terhadap air sadah

1. Tujuan praktikum

a. Untuk mengetahui kestabilan larutan cat dasar terhadap air sadah

b. Metode ini dipakai untuk semua cat dasar yang larut dalam air

2. Alat dan bahan

17

a. Bahan yang digunakan

1. Metal complek ( luganil black NT )

2. Direct red

3. Asam ( Coriacide Red NR )

4. Reactive ( Reactive Yellow )

5. Nabati ( yellow nabati)

6. Aquadest

7. Air sadah 200 mg CaO/ lt

8. Air sadah 400 mg CaO/ lt

b. Alat yang digunakan

1. Propipet

2. Pipet volume 1ml,10 ml

3. thermometer

4. gelas arloji

5. gelas beaker 100 ml

6. Erlenmeyer 250 ml

7. Pengaduk

8. Pipet tetes

9. Tabung reaksi

10. pH meter

11. grey scale

12. kompor listrik

c. Cara kerja

1. Ditimbang 0,1 gram cat yellow nabati dilarutkan dengan 50 ml aquades pada

gelas beaker

2. Dipanaskan sampai mendidih, biarkan selama 2 menit

3. Dinginkan hingga temperature ± 20 menit

4. Diambil larutan cat dasar sebanyak 1 ml dan masukkan kedalam tabung

reaksi

5. Dari ketiga tabung reaksi ,tambahkan masing-masing tabung dengan 10 ml

aquades, 10 ml air sadah 200 mg CaO/ lt,10 ml air sadah 400 mg CaO/lt

6. Dihomogenkan selama 5 menit dengan menggunakan vortex

7. Diamkan larutan tersebut,diamati pada menit ke 10,dan 60

18

8. Dilakukan drop test dan diamati juga pergeseran warnanya dengan

menggunakan grey scale

III. PENGAMATAN

A. Pengujian pH Cat Dasar Kulit

a. Test pH

NO Jenis Cat Dasar

Nilai pH

Aquadest 1 % 2% 3% 4%

1. Luganil black NT 5,3 9,22 9,28 9,30 9,31

2. Yellow nabati 5,91 9,92 10,03 10,19 10,22

3. Asam

( Coriacide Red NR )

5,80 4,99 4,73 4,61 4,57

4. Direct Red 5,23 9,43 9,83 9,88 9,94

5. Reactive yellow 5,82 4,82 4,60 4,40 4,29

b. Drop Test

No Jenis Cat Dasar

Pergeseran warna

1% 2% 3% 4%

1. Luganil black

NT

2. Yellow nabati

19

3. Asam

( Coriacide Red

NR)

4. Direct red

5. Reactive yellow

B. Pengujian Cat Dasar Kulit Terhadap Asam

a. Nilai grey scale

No Jenis cat dasar Nilai grey scale

aquadest As.oksalat As.formiat As.sulfat As.asetat

pH: 5,50 pH: 1,20 pH: 1,70 pH: 0,16 pH: 2,11

1. Luganil Black

NT

1 1 1 1/2 1

2. Yellow nabati 3/4 4 3/4 3 4/5

3. Direct red 5 3/4 4/5 ½ 4/5

4. Asam

(Coreacide red

NR)

3/4 4 4 4 2/3

5. Reactive

yellow

3 2/3 3 2 3

20

b. Drop test

No Jenis cat dasar Pergeseran warna

aquadest As.oksalat As.formiat As.sulfat As.asetat

1. Luganil black

NT

2. Yellow nabati

3. Direct Red

4. Coreacide Red

NR

5. Reactive yellow

c. Homogenitas test

No Jenis cat dasar

Homogenitas test

Aquadest As.sulfat As.oksalat As.formiat As.asetat

10 60 10 60 10 60 10 60 10 60

1. Luganil black NT 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

2 Yellow nabati 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

21

3 Direct Red 5 5 2 3 3 3 3 4 2 2

4. Coreacide red NR 5 5 4 4 2 2 2 2 5 5

5. Reactive yellow 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

C. Pengujian Cat Dasar Terhadap Basa

a. Niai grey scale

No Jenis cat dasar

Nilai grey scale

aquadest Na.asetat Na.formiat Na.karbonat Na.bikarbonat

pH: 5,51 pH:9,24 pH:8,82 pH:13,13 pH:10,91

1. Luganil black NT 1/2 3 4 2 2/3

2. Yellow nabati 3 3/4 3/4 4 4/5

3. Direct Red 5 3 3 2 2/3

4. Asam(Coriacide

Red NR)

5 3/4 4 5 4

5. Reactive yellow 3 4 3/4 2/3 3

b. Drop test

No Jenis cat dasar

Pergeseran warna

aquadest Na.asetat Na.formiat Na.karbonat Na.bikarbonat

1.

Luganil black

NT

22

2.

Yellow nabati

3. Direct Red

4. Asam

(Coreacide

Red NR)

5. Reactive

yellow

c. Homogenitas test

No Jenis cat dasar Homogenitas test

aquadest Na.asetat Na.formiat Na.karbonat Na.bikarbonat

1.

Luganil black

NT 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

2. Yellow nabati 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

3. Direct Red 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

4. Coreacide Red

NR

5 5 5 5 5 5 4 5 5 5

5. Reactive

yellow

5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

D. Pengujian Cat Dasar Terhadap Air Sadah

23

a. Nilai kestabilan

No Jenis Cat Dasar Nilai kestabilan terhadap cat

dasar

keterangan

10 menit 60 menit

1. Luganil black NT 5 5 Tidak terjadi endapan

2. Yellow nabati 5 5 Tidak terjadi endapan

3. Direct Red 4 5 Ada endapan pada saat 10

menit kemudian hilang

4. Asam ( Coriacide Red NR) 5 5 Tidak terjadi endapan

5. Reactive yellow 5 5 Tidak terjadi endapan

b. Drop test

No Jenis Cat Dasar

Pergeseran warna

200 mg CaO/L aquadest 400 mg CaO/ L

pH: 5,23 pH:5,48 pH: 5,73

1. Luganil black NT

2. Yellow nabati

24

3. Direct red

4. Asam

(coreacide red NR)

5. Reactive yellow

c. Grey scale

No Jenis Cat Dasar Nilai grey scale

200 mg CaO/L Aquadest 400 mg CaO/L

1. Luganil black NT 3/4 4 3

2. Yellow nabati 4/5 4/5 4

3. Direct Red 3/4 5 4

4. Asam

(coreacid Red NR)

4/5 5 5

5. Reactive yellow 4 ¾ 4

25