ZAT WARNA BELERANG SMK TEKSTIL TEXMACO PEMALANG

Zat Warna Belerang

Zat warna belerang merupakan suatu zat warna yang mengandung unsur belerang di dalam molekulnya baik sebagai chromofornya maupun gugusan lain yang berguna dalam pencelupannya. Zat warna ini tidak larut dalam air dan dapat dipakai untuk mencelup serat-serat selulosa. Selain itu juga dipakai untuk mencelup serat wol. Beberapa diantaranya dapat larut dalam air dan ada juga dalam pemakaiannya seperti cara pencelupan dengan zat warna bejana. Golongan terakhir ini sering disebut zat warna bejana belerang.

Nama dagang zat warna belerang adalah :

-        Sulphur    (RRC)

-        Hydrosol  (Hoechst– Casella)

-     Thional    (I.C.I)

-        Immedial  (Hoechst –Casella)

-     Solanen   (Francolor)

-     Hydron    (Casella)

9.12.1. Sifat-sifat

Zat warna belerang termasuk golongan zat warna yang tidak larut dalam air. Beberapa di antaranya ada yang larut dalam air dan menyerupai zat warna bejana. Zat warna ini tidak langsung dipakai untuk mencelup serat selulosa tanpa direduksi terlebih dahulu.

Sebagai reduktor dapat dipakai natrium sulfida, natrium hidrosulfit atau campuran dari keduanya. Sifat tahan cuci dan tahan sinarnya adalah baik dan harganya pun sangat murah. Hasil celupan dengan zat warna belerang dapat menimbulkan kemunduran kekuatan bahan yang dicelupnya.

9.12.2. Mekanisme Pencelupan

Mekanisme pencelupan dengan zat warna belerang terdiri dari 3 pokok, yaitu :

1.   Melarutkan (mereduksi) zat warna

Zat utama yang dapat dipakai untuk melarutkan dalah larutan natrium sulfida (Swafel Natrium = SN), dengan atau tanpa tambahan natrium karbonat.

Reaksinya adalah sebagai berikut :

Na2CO3

D – S – S – D + 2H                 2D – S – Na + H2O + CO2

2.   Mencelup

Bentuk zat warna yang telah tereduksi tersebut mempunyai afinitas terhadap serat selulosa, sehingga dapat mencelupnya.

3. Membangkitkan warna (oksidasi)

Zat warna dalam bentuk tereduksi yang telah berada di dalam serat tersebut harus dirubah kembali menjadi bentuk semula yang mempunyai ukuran molekul yang besar, sehingga tidak dapat keluar kembali.

Reaksinya dalah sebagai berikut :

CO2

2D – S – Na + On              D – S – S – D + Na2CO3

9.12.3. Faktor-faktor yang Berpengaruh

Faktor utama yang berpengaruh pada pencelupan dengan zat warna belerang adalah suhu, elektrolit dan perbandingan larutan. Penyerapan zat warna belerang kurang baik, terutama untuk warna tua. Oleh karena itu penggunaan perbandingan larutan celup yang kecil pada pencelupan warna tua sangat dianjurkan. Jalan lain ialah dengan menggunakan kembali sisa larutan celup dengan penambahan 1/2 - 3/4 jumlah zat warna mula-mula.

Pengaruh suhu dan penambahan elektrolit tidak berbeda, seperti pada pencelupan dengan zat warna direk. Zat warna tersebut akan mempunyai daya serap yang tinggi dengan penambahan elektrolit dan suhu yang tinggi.

Kadang-kadang di dalam larutan celup timbul endapan belerang yang dapat menyebabkan pegangan bahan menjadi kasar dan bahkan dapat menurunkan

kekuatan bahan. Untuk mengatasi perlu penambahan natrium sulfit, menurut reaksi sebagai berikut :

Na2S°3 + S                Na2S2°3 (larut)

Celupan dengan zat warna belerang sering menyebabkan ”bronzing”. Hal tersebut disebabkan beberapa kemungkinan antara lain karena penggunaan zat warna yang berlebihan, kena sinar matahari langsung pada waktu dicelup, kurang bersih dan tidak segera dilakukan pencucian atau kekurangan natrium sulfida dalam larutan celup. Untuk mengatasinya bahan dapat dicuci dengan larutan natrium sulfida.

9.12.4. Cara Pemakaian

9.12.4.1. Pencelupan Serat Selulosa dengan Zat Warna Belerang Biasa (Sulphur)

Mula-mula zat warna dibuat pasta dengan air dingin, kemudian ditambah larutan natrium sulfida dan natrium karbonat.

Bahan yang telah dimasak, dimasukkan ke dalam larutan celup yang mengandung larutan zat warna,2 g/l natrium karbonat, dan 5 – 25% natrium klorida pada suhu hangat. Setelah merata larutan celup dipanaskan sampai 100⁰C dan pencelupan diteruskan selama 60 menit. Selanjutnya bahan dicuci bersih, dioksidasi dengan larutan perborat, disabun dan dibilas.

La ruta n	Zat warna
Natrium karbonat Natrium sulfida Garam dapur		° 100 C

°

60 C

0                                15                                                                  75

Me nit

Gambar 9 - 25

Skema proses pencelupan sellulosa dengan zat warna belerang

9.12.4.2. Pencelupan Serat Selulosa dengan Zat Warna Belerang yang La rut (Hydrosol)

Zat warna bejana belerang merupakan zat warna belerang yang dalam pamakaiannya sama dengan cara pemakaian zat warna bejana. Warna yang utama adalah warna biru dengan sifat ketahanan sinar, tahan cuci dan tahan chlor yang baik.

Mula-mula zat warna dibuat pasta dengan air dingin kemudian ditambah air hangat 70⁰C, diaduk dan ditambah larutan soda kostik 38⁰Be sebanyak 0 ml/l. Kemudian ke dalamnya ditaburkan natrium hidrosulfit 10 g/l sampai larutan berubah warna. Bahan dari serat selulosa yang telah dimasak dicelup dalam larutan zat warna tersebut pada suhu 50 – 60⁰C selama 45 menit. Setelah selesai bahan dicuci, dioksidasi, disabun dan dibilas.

Cara lain yang seringkali dipergunakan pada pencelupan kain dari serat selulosa adalah seperti cara pencelupan zat warna belerang biasa. Mula-mula zat warna diubah pasta dengan air dingin, kemudian ditambah larutan natrium sulfida 25g/l yang telah dilarutkan terlebih dahulu. Selanjutnya ditambah larutan soda kostik sebanyak 15 ml/l diaduk sempurna.

Kain dari serat selulosa yang telah dimasak, dicelup dalam larutan zat warna tersebut pada suhu mendidih selama 45 menit. Suhu pencelupan kemudian diturunkan sampai 60 – 70⁰C dengan penambahan air dingin dan bila perlu ditambahkan natrium hidrosulfit sebanyak berat zat warna. Pencelupan selanjutnya pada suhu tersebut selama 30 menit. Setelah selesai kain dicuci, dioksidasi, disabun dan dibilas.

9.12.4.3. Pencelupan Serat Wol dan Sutera dengan Zat Warna Belerang

Serat wol dan sutera dapat juga dicelup dengan zat warna belerang terutama untuk warna hitam. Untuk menghindari ketuakan, maka alkalinitas larutan celupnya perlu dikurangi.

Mula-mula zat warna belerang dibuat pasta dengan koloid pelindung 5% dan air hangat, kemudian ditambah natrium sulfit sebanyak 2 kali zat warna dan diencerkan dengan air panas. Setelah 10 menit ditambah dengan larutan natrium sulfida sejumlah zat warna, dipanaskan sampai larut. Bahan wol yan telah dimasak, dicelup dalam larutan celup yang mengandung larutan zat warna tersebut dan tambahan amonium sulfat sejumlah 2 kali zat warna pada suhu 80⁰C selama 45 menit. Setelah selesai bahan dicuci bersih.

9.12.5. Cara Melunturkan

Pelunturan zat warna belerang dapat dilakukan apabila hasil celupan tidak sesuai dengan tujuan. Hasil celupan zat warna belerang pada bahan selulosa dapat dilunturkan sebagian atau seluruhnya dengan jalan sebagai berikut. Bahan yang telah dicelup, dididihkan dalam larutan yang mengandung 5 g/l natrium karbonat dan 10 g/l natrium sulfida, selama 1/2 - 1 jam.

Bila diinginkan luntur sama sekali, dapat dilanjutkan dengan pengerjaan dalam larutan hipokrolit yang mengandung 2 g/l khlor aktif dalam keadaan dingin selama 1/2 jam.

ZAT WARNA NAFTOL SMK TEKSTIL TEXMACO PEMALANG

Zat Warna Naftol

Zat warna naftol atau zat warna ingrain merupakan zat warna yang terbentuk di dalam serat dari komponen penggandeng, (coupler) yaitu naftol dan garam pembangkit, yaitu senyawa diazonium yang terdiri dari senyawa amina aromatik. Zat warna ini juga disebut zat warna es atau ”ice colours”, karena pada reaksi diazotasi dan kopling diperlukan bantuan es. Penggunaannya terutama untuk pencelupan serat selulosa. Selain itu juga dapat dipergunakan untuk mencelup serat protein (wol, sutera) dan serat poliester.

Nama dagang zat warna naftol adalah :

-        Naftol                     (Hoechst)

-        Brenthol                 (I.C.I)

-        Youhaothol            (R.R.C)

9.11.1. Sifat-sifat

Zat warna naftol termasuk golongan zat warna azo yang tidak larut dalam air. Untuk membedakan dengan jenis zat warna azo lainnya sering juga disebut zat

warna azoic. Daya serapnya (substantivitas) terhadap serat selulosa kurang baik dan bervariasi, sehingga dapat digolongkan dalam 3 golongan, yaitu yang mempunyai substantivitas rendah, misalnya Naftol AS, substantivitas sedang, misalnya Naftol AS – G dan substantivitas tinggi, misalnya Naftol AS – BO.

Sifat utama dari zat warna naftol ialah tahan gosoknya yang kurang, terutama tahan gosok basah, sedang tahan cuci dan tahan sinarnya sangat baik. Zat warna naftol baru mempunyai afinitas terhadap serat selulosa setelah diubah menjadi naftolat, dengan jalan melarutkannya dalam larutan alkali.

Garam diazonium yang dipergunakan sebagai pembangkit tidak mempunyai afinitas terhadap selulosa, sehingga cara pencelupan dengan zat warna naftol selalu dimulai dengan pencelupan memakai larutan naftolat, kemudian baru dibangkitkan dengan garam diazonium.

Zat warna naftol dapat bersifat poligenik, artinya dapat memberikan bermacam­macam warna, bergantung kepada macam garam diazonium yang dipergunakan dan dapat pula brsifat monogetik, yaitu hanya dapat memberikan warna yang mengarah ke satu warna saja, tidak bergantung kepada macam garam diazoniumnya.

9.11.2. Mekanisme Pencelupan

Mekanisme pencelupan dengan zat warna naftol terdiri dari 4 pokok, yaitu : 1. Melarutkan naftol (membuat naftolat)

Zat utama yang dipergunakan untuk pelarutan zat warna naftol adalah soda kostik. Pelarutan naftol dilakukan dengan dua cara yaitu :

1).   Cara dingin

Zat warna naftol didispersikan dengan spiritus diaduk rata ditambah larutan soda kostik, kemudian ditambah air dingin

2).   Cara panas

Zat warna naftol didispersikan dengan koloid pelindung (TRO) diaduk rata ditambah larutan soda kostik kemudian ditambah air panas.

Zat warna naftol yang larut akan berwarna kuning jernih

Reaksi :

2.    Pencelupan dengan larutan naftolat

Zat warna naftol tidak larut dalam air dan tidak mempunyai afinitas terhadap serat selulosa. Akan tetapi setelah dilarutkan menjadi larutan naftolat yang larut dalam air timbul afinitasnya, sehingga serat dapat tercelup. Bahan yang telah dicelup tersebut perlu diperas, sebelum dibangkitkan dengan garam diazonium untuk mengurangi terjadinya pembangkitan warna pada permukaan serat yang dapat menyebabkan ketahanan gosok yang kurang.

3.    Diazotasi

Garam diazonium yang dipergunakan sebagai pembangkit pada pencelupan zat warna naftol dapat berupa basa naftol, yaitu senyawa amina aromatik maupun garam diazonium, yaitu basa naftol yan telah diazotasi. Apabila telah berupa garam diasonium, maka dengan mudah dapat dilarutkan dalam air dengan jalan menaburkannya sambil diaduk terus. Akan tetapi apabila masih dalam bentuk basa naftol maka perlu didiazotasi terlebih dahulu dengan menggunakan asam chlorida berlebihan dan natrium nitrit pada suhu yang sangat rendah.

Reaksi :

4. Pembangkitan

Naftolat yang telah berada di dalam serat perlu dibangkitkan larutan garam diazonium agar terjadi pigmen naftol yang berwarna dan terbentuk di dalam serat.

Reaksi :

Setelah pigmen Zat warna naftol dalam serat bereaksi pembangkitan selesai, selanjutnya perlu dilakukan penyabunan panas untuk menghilangkan pigmen naftol yang terbentuk pada permukaan serat, sehingga memperbaiki tahan gosok dan mempertinggi kilapnya.

9.11.3. Faktor yang Berpengaruh

9.11.3.1 Pengaruh Elektrolit

Substantivitas zat warna naftol pada umumnya kecil, sehingga pada pencelupannya perlu penambahan elektrolit, misalnya natrium klorida atau natrium sulfat. Kualitas dan kwantitasnya perlu diperhatikan, elektrolit yang ditambahkan tidak boleh terlalu banyak mengandung ion logam penyebab kesadahan, penambahanannya juga harus dalam jumlah tertentu. Zat warna naftol yang mempunyai substantivitas kecil memerlukan penambahan elektrolit: 15 – 30 g/l dan yang mempunyai substantivitas sedang penambahannya berkisar 10 – 20 g/l. Zat warna naftol yang mempunyai substantivitas tinggi tidak memerlukan penambahan elektrolit.

9.11.3.2 Pengaruh Perbandingan Larutan Celup

Karena substantivitas zat warna naftol yang pada umumnya kecil, maka pencelupan dengan perbandingan larutan celup yang kecil dapat meningkatkan su bstanvitasnya.

9.11.3.3 Pengaruh Udara

Larutan naftolat pada umumnya kurang stabil terhadap pengaruh udara, terutama yang lembab. Adapun udara lembab tersebut dapat mengendapkan kembali larutan naftolat tersebut menjadi pig men zat warna naftol.

Reaksi :

Untuk mencegah pengendapan kembali larutan naftolat tersebut, ke dalam larutan celup dapat ditambahkan formaldehida yang dapat mengikat naftolat dengan jembatan metilen, sehingga mempertinggi kestabilannya penambahan formaldehida tersebut pada beberapa jenis naftolat dapat memperlambat pembangkitannya.

9.11.3.4 Pengaruh pH

Reaksi pembangkitan berlangsung sangat lambat pada pH yang rendah. Pada pembangkitan menggunakan base naftol yang diazotasi, maka pH larutan sangat rendah, karena adanya asam chlorida berlebihan. Oleh karena itu kelebihan asam chlorida tersebut perlu dinetralkan dengan menggunakan natrium asetat, sehingga pH larutan berkisar 4,5.

Reaksi pembangkitan juga berjalan lambat dalam larutan yang bersifat alkalis. Soda kostik yang tertinggal pada serat menyebabkan timbulnya pengaruh alkali. °leh karena itu faktor pemerasan sesudah pencelupan dengan larutan naftolat sangat penting peranannya. Untuk mencegahnya, maka pada pembangkitan perlu juga ditambahkan asam asetat. Campuran natrium asetat dan asam asetat tersebut, merupakan larutan penyangga yang dapat menjaga pH agar selalu tetap.

9.11.4. Cara Pemakaian

Cara pencelupan cat warna naftol pada bahan dari serat selulosa ada 2 cara, yaitu cara perendaman biasa dimana sesudah pencelupan sisa larutan naftolat dibuang dan cara ”standing bath”, di mana larutan naftolat sesudah pencelupan tidak dibuang tetapi dipergunakan lagi dengan penambahan naftolat secukupnya.

9.11.4.1. Cara Perendaman Biasa pada Bahan dari Serat Selulosa

Mula-mula zat warna naftol dilarutkan dengan cara membuat pasta dengan penambahan TR°, kemudian ditambah soda kostik dan diencerkan dengan air panas sampai terbentuk larutan jernih. Cara ini dikenal dengan nama pelarutan panas. Cara naftol dibuat pasta dengan spiritus, kemudian ditambah soda kostik, kemudian diencerkan dengan air dingin sampai terbentuk larutan yang jernih.

Bahan dari serat selulosa yang telah dimasak, dicelup dalam larutan celup yang mengandung larutan zat naftol tersebut di atas dengan penambahan 10 – 15 ml/l soda kostik 38⁰Be dan 30 g/l natrium klorida. Selanjutnya bahan diperas dan dibangkitkan di dalam larutan garam diazonium yang sebelumnya telah ditaburkan ke dalam air dingin dengan pengadukan yang sempurna. Ke dalam larutan pembangkit garam diazonium tersebut sering ditambahkan natrium asetat dan asam asetat sebagai larutan penyangga, agar pH larutan pembangkit selalu tetap berkisar 4,5 – 5.

zat warna naptol Soda kostik

Pera s

Garam diazonium

° 25 C

-

° 30 C

0	45                                                                       Menit 60

Gambar 9 - 24
Skema proses pencelupan sellulosa dengan zat warna naptol

Kadang-kadang sebagai larutan pembangkit tidak dipergunakan garam diazonium, tetapi basa naftol. Untuk itu basa naftol tersebut perlu diazotasi terlebih dahulu menjadi garam diazonium. Reaksi diazotasi ini harus dikerjakan di dalam bejana yang bebas logam pada suhu di bawah 18⁰C bila perlu dengan tambahan es atau bejana tersebut direndam dalam es. Mula-mula basa naftol dilarutkan dalam asam klorida dan air mendidih, kemudian ditambah air dingin sampai suhunya mencapai 18⁰C. Natrium nitrit yang sebelumnya dilarutkan ditambahkan ke dalam larutan tersebut dengan diaduk terus menerus selama 30 menit sehingga reaksi diazonium tersebut berlangsung sempurna dan siap dipergunakan sebagai larutan pembangkit.

9.11.4.2. Pencelupan Cara Larutan Baku (Standing Bath)

Karena substantivitas zat warna naftol pada umumnya rendah, maka air larutan celup dapat dipergunakan berulang-ulang dengan penambahan zat warna naftol dan garam diazonium yang lebih sedikit dari pada jumlah yang diperlukan pada permulaan pencelupan.

Substansivitas zat warna naftol berbeda-beda dan besarnya substantivitas tersebut dinyatakan dalam jumlah garam zat warna naftol yang dapat diserap oleh satu kilogram bahan. Konsentrasi larutan celup dari zat warna naftol dinyatakan dalam gram per liter larutan. Demikian halnya untuk garam diazoniumnya.

Jumlah zat warna naftol yang dapat diserap oleh bahan dan jumlah yang perlu ditambahkan untuk pencelupan berikutnya pada umumnya telah dapat disajikan oleh pabrik pembuat zat warna tersebut pada buku penuntunnya, sehingga para pemakai tinggal mengikutinya. Larutan celup tersebut pada umumnya dapat dipakai sampai sepuluh kali atau lebih, bergantung kepada jenis zat warna naftol dan kondisi pengerjaannya.

9.11.4.3. Pencelupan pada Serat Protein

Untuk pencelupan serat protein perlu diperhatikan, karena serat protein akan rusak oleh alkali kuat, yaitu soda kostik. Oleh karena itu dalam hal ini digunakan sabun dan natrium karbonat untuk mencelup serat wol, alkali lemah dan gliserin untuk mencelup serat sutera.

Mula-mula zat warna naftol dilarutkan sebagai berikut :

Campuran 3 gram sabun dan 12 gram natrium karbonat dilarutkan dalam 30 ml air, dan dididihkan sampai jernih. 1,25 gram naftol dibuat pasta dalam sebagian larutan tersebut di atas, kemudian ditambahkan sisanya dan dipanaskan mendidih selama 5 menit. Bahan dari serat wol yang telah dimasak, dimasukkan ke dalam larutan celup yang mengandung larutan naftol tersebut

pada suhu 50⁰C delama 30 menit. Setelah selesai, bahan diperas, dibangkitkan dalam larutan garam diazonium selama 30 menit. Bahan diperas, dicuci air dingin, disabun pada suhu 50⁰C selama 10 menit dan dibilas.

9.11.4.4. Pencelupan pada Bahan Serat Poliester

Pencelupan pada serat poliester terutama untuk warna hitam dan biru tua, dimana warna tersebut sangat sukar diperoleh bila menggunakan zat warna dispersi.

Mula-mula naftol dibuat pasta dengan bantuan zat pendispersi, kemudian dimasukkan ke dalam larutan celup yang mengandung 2 g/l zat pendispersi pada suhu 70⁰C. Bahan dari serat poliester yang telah dimasak, dicelup dalam larutan tersebut pada suhu mendidih selama 20 sampai 30 menit. Asam beta hidroksi naftolat yang telah dilarutkan dalam zat pendispersi ditambahkan ke dalam larutan celup dan pencelupan diteruskan selama 1 jam.

9.11.5. Cara Melunturkan

Bahan yang telah dicelup dengan zat warna naftol dapat dilunturkan dengan jalan mengerjakannya dalam larutan yang mengandung 2% zat aktif (Atexal SCA-50) dan 4% soda kostik padat pada suhu mendidih, selama 30 – 45 menit. Larutan didinginkan sampai 95⁰C, kemudian ditambah 5 – 6% natrium hidrosulfit. Pengerjaan diteruskan selama 30 – 45 menit pada suhu tersebut. Selanjutnya bahan dikelantang dalam larutan natrium hipoklorit 3 g/l khlor aktif