ZAT WARNA BEJANA SMK TEKSTIL TEXMACO PEMALANG

Zat warna Bejana

Zat warna bejana merupakan salah satu zat warna alam yang telah lama digunakan orang untuk mencelup tekstil. Zat warna ini terutama dipakai untuk mencelup bahan dari serat selulosa. Selain itu juga untuk mencelup serat wol. Nama dagang zat warna bejana adalah :

-        Indanthren       (I.G. Farben)

-        Caledon          (I.C.I)

-        Cibanone        (Ciba-Geigy)

-        Sandonthren   (Sandoz)

-        M.N.Thren      (Mitsui)

-        Solanthren      (Francolor)

9.10.3       Sifat-sifat

Zat warna bejana termasuk golongan zat warna yang tidak larut dalam air dan tidak dapat mewarnai serat selulosa secara langsung. Dalam pemakaiannya, zat warna ini harus dibejanakan (direduksi) terlebih dahulu membentuk larutan yang mempunyai afinitas terhadap serat selulosa.

Setelah berada di dalam serat, maka bentuk leuko tadi dioksidasi kembali

menjadi bentuk semula yang tidak larut dalam air. Oleh          karena itu hasil

celupannya mempunyai tahan cuci yang sangat baik.             Selain itu juga
mempunyai sifat tahan sinar dan tahan larutan hipoklorit dengan baik.

Larutan zat warna yang dibejanakan tersebut, disebut juga larutan leuko. Warnanya lebih muda atau berbeda dengan warna pigmen aslinya. Afinitas larutan leuko terhadap serat selulosa sangat besar, sehingga sering menimbulkan celupan yang tidak rata. Untuk mengatasinya sering dilakukan pencelupan cara ”pigmen padding” di mana zat warna yang tidak mempunyai afinitas tersebut didistribusikan merata pada bahan sebelum direduksi dan d ioksidasi.

Ukuran molekul zat warna bejana ada 4 macam, yaitu :

-        Bentuk bubuk (powder), mempunyai kadar tinggi, digunakan untuk mencelup dalam mesin-mesin dengan perbandingan larutan celup yang besar, seperti bak, Jigger atau Haspel.

-        Bentuk bubuk halus (Fine powder), lebih mudah dibejanakan dari pada bentuk bubuk dan penggunaannya sama dengan bentuk bubuk.

-        Bentuk bubuk sangat halus (micro fine powder), terutama digunakan untuk pencelupan cara “pigmen padding”.

-        Bentuk colloidal, digunakan untuk pencelupan kontinyu.

Berdasarkan cara pemakaiannya, maka zat warna bejana digolongkan menjadi 4 golongan sebagai berikut.

1.   Golongan IK (Indanthren Kalt)

Mempunyai afinitas yang kurang baik, sehingga memerlukan tambahan elektrolit. Pemakaian reduktor dan alkali sedikit, dibejanakan dan dicelup pada suhu rendah (20 – 25⁰C).

2.   Golongan IW (Indanthren Warn)

Memerlukan penambahan elektrol it untuk penyerapannya. Pemakaian reduktor dan alkali agak banyak dibejanakan dan dicelup pada suhu hangat (40 – 50⁰C).

3. Golongan IN (Indanthren Normal)

Tidak memerlukan penambahan elektrolit, karena mempunyai daya serap yang tinggi. Pemakaian reduktor dan alkali banyak, dibejanakan dan dicelup pada suhu panas (50 – 60⁰C).

4. Golongan IN Special (Indanthren Normal Special)

Menyerupai golongan      IN,   hanya pemakaian alkali dan reduktor, suhu
pembejanaan dan pencelupannya lebih tinggi (60⁰C).

Menurut struktur kimianya zat warna bejana dapat digolongkan menjadi dua, yaitu golongan antrakwinon dan golongan indigoida. Golongan antrakwinon pada pembejanaan warna larutannya lebih tua dari pada warna sesungguhnya, sedangkan golongan dindigoida mempunyai warna kuning muda

9.10.2 Mekanisme Pencelupan

Mekanisme pencelupan dengan zat warna bejana terdiri dari 3 pokok sebagai berikut.

1. Pembejanaan (membuat senyawa leuko) Zat utama yang digunakan adalah reduktor kuat dan soda kostik.

Reaksinya adalah sebagai berikut :

2H2O

Na2S2O4 + 2NaOH            2Na2SO4 + 6Hn

D = C = O + Hn               D = C – OH

Zat warna bejana

D – C – OH + NaOH             C = C – Ona + H2O

(senyawa leuko)

2. Pencelupan dengan senyawa leuko

Bentuk senyawa leuko ini mempunyai afinitas terhadap selulosa, sehingga dapat mencelupnya.

3. Oksidasi

Senyawa leuko yang telah berada di dalam serat selulosa tersebut, agar tidak keluar kembali perlu dioksidasi, sehingga berubah menjadi molekul semula yang berukuran besar. Oksidasi dapat dilakukan dengan larutan oksidator ataupun dengan sinar matahasi

Reaksinya adalah sebagai berikut :

CO2

2D = C – O – Na + On          2D = C = O + Na2CO3

9.10.3 Faktor-faktor yang Berpengaruh

Zat warna bejana berikatan dengan serat selulosa, secara ikatan hidrogen dan van der walls. Pada umumnya molekulnya berbentuk bidang datar (planar) sehingga memungkinkan mengadakan ikatan dengan serat selulosa.

Di dalam pembejanaan, golongan indigoida hanya memerlukan alkali lemah. Afinitasnya terhadap selulosa rendah, sehingga untuk memperoleh warna

celupan yang tua pencelupan harus dilakukan berulang-ulang dengan konsentrasi zat warna yang makin menaik. Bantuan elektrolit pada larutan celupnya akan dapat membantu penyerapan. Pemakaian konsentrasi zat warna yang tinggi akan menghasilkan celupan dengan sifat tahan gosok yang kurang. Golongan antrakwinon di dalam pembejanaan memerlukan alkali kuat.

Jumlah pemakaian alkali harus tepat, karena kemungkinan terbentuknya isomer dengan adanya pemakaian alkali yang berbeda-beda. Apabila hal ini terjadi, maka larutan leuko tersebut sukar dioksidasikan kembali dan memberikan warna yang berbeda dengan warna aslinya. Selain itu suhu pembejanaan perlu diperhatikan juga. Suhu yang terjadi terlalu rendah menyebabkan pembejanaan yang kurang sempurna, sedang apabila terlalu tinggi dapat merubah warna.

Penambahan zat pendispersi di dalam larutan celup akan menambah penetrasinya, akan tetapi menurunkan penyerapan. °leh karena itu celupan warna tua tidak perlu penambahan zat pendispersi. Selama pencelupan jumlah alkali dan reduktor harus dijaga tetap, sehingga afinitasnya tetap besar.

9.10.4. Cara Pemakaian

9.10.4.1. Pencelupan pada Bahan Selulosa Cara Perendaman .

Mula-mula zat warna bejana dibejanakan dahulu dengan penambahan air hangat 50⁰C dan soda kostik. Kemudian natrium hidrosulfit ditaburkan sambil terus diaduk selama 10 – 20 menit.

Selanjutnya larutan leuko tersebut dimasukkan ke dalam larutan celup dengan penambahan alkali dan reduktor seperlunya. Bahan dari serat kapas yang telah dimasak, dikerjakan dalam larutan celup tersebut.

Untuk zat warna bejana IK, suhu pencelupan dimulai pada 40 – 50⁰C dan dengan penambahan elektrolit kemudian larutan celup dibiarkan turun suhunya, sehingga akan menambah penyerapannya.

Leuko zat warna
Soda kostik
Natrium hid rosulfit

°

25 C

°

30 C

0                                                                        15

45 menit

Gambar 9 - 17

Skema pencelupan sellulosa dengan zat warna bejana IK

Zat warna bejana golongan IW, IN atau IN Special pencelupannya dimulai pada uhu 20 – 30⁰C, kemudian dinaikkan perlahan-lahan sampai pada suhu yang diharapkan. Pencelupan pada umumnya berlangsung selama 30 – 60 menit. Setelah selesai bahan dicuci, dioksidasi, disabun panas dan dibilas.

Gambar 9 - 19
Skema pencelupan sellulosa dengan zat warna bejana IN

Leuko zat warna
Soda kostik
Natrium hid rosulfit

°

25 C

°

30 C

0                                                                            15

45 Menit

Gambar 9 - 20

Skema pencelupan sellulosa dengan zat warna bejana IN Sp

9.10.4.2. Pencelupan pada Bahan Selulosa, Cara Setengah Kontinyu (Pad-Jig)

Pencelupan cara ini terutama untuk mencelup kain yang tebal dengan hasil yang mempunyai ketuaan warna dan kerataan yang baik.

Mula-mula bahan yang telah dimasak, direndam peras dalam larutan zat warna yang telah didispersikan dengan baik memakai zat pendispersi sebanyak 5 g/l pada suhu 30 – 35⁰C dengan efek pemerasan 70 – 80%.

Selanjutnya bahan dikeringkan perlahan-lahan agar warna tidak berpindah tempat. Setelah selesai bahan dikerjakan dalam larutan reduktor dengan memakai mesin Jigger. Larutan reduktor tersebut mengandung natrium – hidroksida, natrium hidrosulfit dan natrium klorida, bergantung kepada tua mudanya warna dan macam bahannya.

Selain itu juga ditambahkan larutan pigmen zat warna sejumlah konsentrasi zat warna kali pangkat dua efek pemerasan dibagi 10.000. Hal ini diperlukan untuk menjaga agar ketuaan warna tidak berubah menurun. Pencelupan dimulai pada suhu 30⁰C dan perlahan-lahan dinaikkan sampai 80 – 90⁰C selama 30 menit. Selanjutnya diteruskan selama 30 menit lagi. Setelah selesai bahan dicuci, dioksidasi dan disabun.

Gambar 9 – 21
Skema Pencelupan dengan Zat Warna Bejana Cara Kontinyu (Pad Jig)

Keterangan :

1.    Rendam peras larutan celup.

2.    Pengeringan

3. Fixasi basah dan penyiraman

9.10.4.3. Pencelupan pada Bahan Selulosa Cara Kontinyu

Pencelupan cara ini terutama untuk mencelup kain dalam jumlah besar dengan hasil warna yang tetap sama dan rata.

Mula-mula bahan yang telah dimasak, direndam peras dalam larutan yang mengandung zat warna jenis bubuk halus, bubuk sangat halus atau koloidal yang didispersikan sempurna pada suhu 30⁰C dengan efek pemerasan 70 – 80%. Selanjutnya bahan dikeringkan dan direndam peras dalam larutan natrium hidrosulfit, soda kostik, natrium klorida dengan efek pemerasan 70 –

80%. Jumlah pemakaian zat-zat tersebut bergantung kepada tua muda warna dan efek pemerasannya.

Setelah selesai bahan terus diuap dengan suhu uap 102 – 105⁰C selama 25 – 40 detik diikuti dengan pencucian oksidasi, penyabunan dan pembilasan. Proses pencelupan cara kontinyu dapat dilihat pada gambar 8 – 9.

Gambar 9 – 22
Skema Pencelupan dengan Zat Warna Bejana Cara Kontinyu (Pad Stream)

Keterangan :

1.    Rendam peras larutan celup

2.    Pengeringan

3.    Rendam peras larutan alkali

4.    Fiksasi

5. Penyabunan

9.10.4.4. Pencelu pan pada Bahan dari Serat Wol

Serat protein seperti wol dapat dicelup dengan zat warna bejana jenis indigoida. Afinitas lebih kecil dari pada untuk mencelup serat selulosa, sehingga suhu pencelupannya lebih tinggi. Selain itu untuk menghindarkan kerusakan serat wol karena pengaruh alkali, maka sebagai alkali dipakai amonia atau larutan kalsium hidroksida.

Pembejanaan dilakukan langsung di dalam larutan celup. Mula-mula larutan celup diisi air hangat 50⁰C. Ke dalamnya ditambahkan 3 ml/l amonia 15%,

4 ml/l larutan perekat 10% dan 1 g/l natrium hidrosulfit, diaduk rata selama

5 men it.

Kemudian zat warna indigoida sebanyak 4 g/l ditambahkan. Setelah berlangsung 30 menit larutan akan berwarna kuning kehijauan. Bahan dari serat wol yang telah dimasak, dicelup pada suhu 50⁰C selama 30 menit. Pencelupannya dilakukan berulang-ulang, sampai diperoleh ketuaan warna seperti yang diharapkan. Setelah selesai bahan dicuci dengan air hangat, dioksidasi dengan udara, disabun dan dibilas.

9.10.4.5. Pencelupan pada Bahan dari Serat Sutera

Beberapa zat warna bejana (terbatas) dapat dipergunakan untuk mencelup serat sutera, terutama untuk warna muda. Mula-mula ke dalam larutan celup

dimasukkan : 10 ml/l soda kostik 30⁰Be, natrium hidrosulfit sebanyak 10% dari berat sutera, pada suhu 40⁰C. Zat warna yang telah dibuat pasta dengan air dingin dimasukkan ke dalamnya diaduk sempurna selama 20 men it.

Bahan dari serat sutera yang telah didegumming dicelupkan pada suhu 70⁰C selama 60 menit. Selesai diperas, dioksidasi di udara selama 1 jam, dicuci dengan larutan asam asetat, dicuci, disabun pada suhu 95⁰C dan dibilas.

9.10.4.6. Pencelupan dengan Zat Warna Bejana Larut pada Bahan dari Serat Selulosa

Zat warna bejana larut merupakan garam ester dari zat warna bejana biasa dan larut dalam air. Zat warna ini dikenal dengan nama dagang:

-        Indigosol    (Durand & Heugenine)

-        Sandozol   (Sandoz)

-        Solasol      (Francolor)

-        Anthrasol   (Hoechst)

-        Soledon     (I.C.I)

Di dalam pemakaiannya tidak memerlukan pembejanaan, sehingga lebih sederhana. Mula-mula zat warna dibuat pasta dengan air dingin, kemudian ditambah air hangat sampai larut sempurna. Bahan yang telah dimasak, dicelup dalam larutan zat warna, 20 g/l natrium klorida 4 g/l natrium nitrit pada suhu 40⁰C selama 30 – 45 men it.

Selanjutnya bahan diperas dan dibangkitkan dalam larutan yang mengandung 10 ml/l asam sulfat 1% pada suhu dingin selama 15 menit. Setelah selesai bahan dicuci, dinetralkan dalam larutan 2 g/l natrium karbonat, disabun dan dibilas.

zat warna bejana larut

Soda abu Pembasah

Garam dapur

Natrium hid rosulfit

°

25 C

°

30 C

0                                   25

35                       45                           60 Menit

Gambar 9 - 23
Skema pencelupan sellulosa dengan zat warna bejana larut

9.10.4.7. Pencelupan Zat Warna Bejana Larut pada Bahan dari Serat Wol

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

Bahan yang telah dimasak, dicelup dalam larutan celup yang mengandung 2 – 4% asam formiat 1% sulfoksilat dan 5% natrium sulfat pada suhu 40⁰C selama 45 menit. Setelah selesai bahan diperas, dioksidasi dengan larutan natrium bikarbonat yang diberi asam pH 4, dicuci, disabun dan dibilas.

9.10.4.8. Pencelupan Zat Warna Bejana Larut pada Bahan dari Serat Sutera

Pencelupan pada bahan dari serat sutera dilakukan dalam suasana asam lemah. Mula-mula zat warna bejana larut dibuat pasta dengan air dingin, kemudian ditambah air hangat sampai larut sempurna. Ke dalam larutan celup ditambahkan 5% asam asetat 30% dan 1% formosul.

Pencelupan dimulai pada suhu dingin selama 15 menit. Kemudian ke dalamnya ditambahkan 3% asam formiat 80% dan pencelupan diteruskan selama 15 menit, suhu dinaikkan dengan perlahan-lahan sampai 80⁰C dan pencelupan diteruskan selama 30 menit setelah selesai, celupan dibangkitkan dalam larutan 1g/l kalium bikromat dan 1 ml/l asam sulfat pada suhu dingin, hangat atau panas tergantung kepada macam zat warnanya dilanjutkan dengan pencucian, penyabunan dan pembilasan.

9.10.5. Cara Melunturkan

Hasil pencelupan dengan zat warna bejana sukar sekali dilunturkan. Pada umumnya cara melunturkannya dengan pendidihan pada suhu yang tinggi dalam larutan soda kostik, natrium hidrosulfit dan polivinilpirolidon (Albigen A – BASF) 3 ml/l berulang-ulang sampai dapat dilunturkan sesuai dengan keinginan.