LAPORAN PRAKTIKUM PRAKTEK TEKNIK PEWARNAAN PENGUJIAN pH CAT DASAR KULIT DAN PENGUJIAN KETAHANAN CAT DASAR TERHADAP ASAM, BASA DAN AIR SADAH
I. DASA DASAR R TEO TEORI RI 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 Bila kromof kromofor or berika berikatan tan dengan dengan sistem sistem aromat aromatik ik akan akan dipero diperoleh leh senyaw senyawaa yang 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 lebi lebih h gugu guguss auks auksok okro rom m maka maka akan akan menj menjad adii zat zat warn warna. a. Dilt Dilthe hey y dan dan Wizi Wizing nger er 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 konyugasi zat warna, sehingga sehingga selain meningkatkan meningkatkan intensitas 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 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 siste sistem m kony konyug ugasi asi dala dalam m stru strukt ktur ur zat warn warna. a. Seir Seirin ing g deng dengan an dite ditemu muka kann nnya ya kons konsep ep 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
diseb isebut ut kro kromoge mogen n
sert sertaa
gugu guguss
subs substa tant ntiv ivee
yang ang
berf berfun ung gsi seba sebaga gaii
peng enguat uat
/
mengintensifkan warna dan memperbaiki substantifitas ikatan dengan substratnya (serat kulit, kertas, poliamida, katun, sutera dll) yang disebut ausokrome. (ON Witt, 1876)
Penggolongan Dyestuff Berdasarkan Dyestuff Berdasarkan muatan.
Auksok Auksokrom romee dapat dapat menyeb menyebabk abkan an intens intensifik ifikasi asi ikatan ikatan cat dasar dasar dengan dengan substra substratt meningkat, disamping itu auksokrom juga berfungsi meningkatkan kelarutan cat dalam air. Auksokrom juga merupakan komponen pembawa muatan dimana pada saat terjadi disosi disosiasi asi terben terbentuk tuk muatan muatan anioni anionik k atau kation kationik, ik, sehing sehingga ga pewarn pewarnaa dyes dyes juga juga dapat dapat dikategorikan sebagai cat dasar anionik atau kationik. Anionic Dyestuff . Adalah pewarna dyes yang memiliki memiliki satu satu atau lebih lebih gugus gugus auksokrom auksokrom SO 3 Na Na atau SO3H yang juga berfungsi sebagai gugus penentu tingkat kelarutan dyes, dyes, dimana semakin banyak gugus sulfon, maka tingkat kelarutan cat dasar akan semakin tinggi, selain akan semakin semakin anionik dan reaktif reaktif terhadap terhadap kulit wet blue yang bersifat kationik. kationik. Hampir 90 % pewarna kulit merupakan kelompok ini. Berikut ini contoh salah satu gambar struktur kimia cat anionik CI anionik CI acid red 301 ( The Analytical Synteytic Dyes ). Cationic Dyestuff . Adalah pewarna pewarna dyes yang yang memil memiliki iki satu atau lebih lebih gugus gugus auksok auksokro rom m
yang yang
merupakan garam dari ammonium, sulfonium atau oxonium. oxonium. Kelarutannya lebih rendah dibandingkan dengan cat anionik sehingga perlu penambahan sedikit asa m asetat. Pewarna kationik jarang digunakan apabila digunakan hanya 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 dyestuff menurut aplikasinya dapat dikelompokan menjadi: 1. Acid Acid Dyes Dyes ( cat asam asam). ). 2. Direct/Catto Direct/Catton/ n/ Substabtiv Substabtivee Dyes ( cat direk). direk). 3. Metal complex/ complex/Pre-met Pre-metal al dyes ( cat matal matal kompleks kompleks ) 4. Reak Reakti tive ve Dye Dyess 5. Disp Dispers ersed ed Dyes Dyes 6. Solv Solven entt Dye Dyess 7. Vat Vat Dyes Dyes.. 8. Fur Fur Dye Dyes. s. 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 (-SO 3-), 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 (2,53), 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, SO 3 Na 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 Dyes II
99.45 98.97
82.76 80.13
65.39 65.09
50.83 50.00
45.29 44.75
40.51 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 (K diss) 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
10
4,7.10-1
Amida Yellow E
5
2,9.10-2
Orange II
5
5,6.10-2
Brown RHE
4
3,9.10-3
4
1,6.10-3
Fast Brown GB 10= difusi sempurna
Semakin kecil nilai tetapan diisosiasi menunjukan difusi semakin kecil dan sebaliknya. Garam dengan K diss 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
pH I.P
Tanned by Mean of
Shift of IP Produced
Volt Surface
by Tanned pH
Potential at pH =6,5
Untanned
5,2
-
-0,031
Formaldehida
4,6
-0,6
-0,041
Cathechine
3,8
-1,4
-0,076
Mimosa
4,0
-1,2
-0,085
Syntan
3,2
-2,0
-0,119
Masked Chrome
3,8-4,8
(-0,2)-(-1,4)
(-0,01)-(0,05)
Basic Crome Sulfat
6,7
+1,5
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 NO 2 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 ionkalsium (Ca) dan magnesium (Mg) dalam bentuk garamkarbonat. 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 garamgaram 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. H+ + HCOO- α < 1 ( derajat disosiasi rendah )
HCOOH H2SO4
2H+ + SO42- α = 1 ( derajat disosiasi tinggi )
Dilihat dari jumlah H+ yang disuplai H 2SO4 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
λ
Invisible
= 400 nm
λ =
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 (Na 2CO3) 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 ( Na 2HCO3 ), tetapi Natrium bikarbonat mempunyai harga yang lebih mahal. Untuk dapat menghasilkan kulit seperti 13
yang diharapkan dan dengan biaya yang tidak terlalu mahal biasanya penggunaannya dicampurkan antara Natrium Bikarbonat dan Natrium Karbonat. 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 14
4. Dilakukan pengadukan dengan seker selama 5 menit 5. Dilakukan tes pH aquades dengan perulangan 3 kali 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 15
11. 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 60 0 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 H 2SO4 10% ,0,5 ml HCOOH 10%, 0,5 ml asam oksalat 10%, 0,5 ml asam asetat ( CH 3COOH 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% 16
11.
Kertas whatman
b. Alat yang digunakan
1. Propipet 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 60 0 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 Na 2CO3 10% ,0,5 ml NaHCO 3 10%, 0,5 ml NaCOOH 10%, 0,5 ml NaCH 3COO 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
17
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
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 18
6. Dihomogenkan selama 5 menit dengan menggunakan vortex 7. Diamkan larutan tersebut,diamati pada menit ke 10,dan 60 8. Dilakukan drop test dan diamati juga pergeseran warnanya dengan menggunakan grey scale
III. PENGAMATAN A. Pengujian pH Cat Dasar Kulit a. Test pH
Nilai pH NO
Jenis Cat Dasar
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
5,80
4,99
4,73
4,61
4,57
4.
( Coriacide Red NR ) 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
Pergeseran warna No
Jenis Cat Dasar
1.
Luganil black
1%
2%
NT
2.
Yellow nabati
19
3%
4%
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 As.oksalat As.formiat As.sulfat pH: 1,20 pH: 1,70 pH: 0,16 1 1 1/2
1.
Luganil Black
aquadest pH: 5,50 1
As.asetat pH: 2,11 1
2.
NT Yellow nabati
3/4
4
3/4
3
4/5
3.
Direct red
5
3/4
4/5
½
4/5
4.
Asam
3/4
4
4
4
2/3
3
2/3
3
2
3
(Coreacide red 5.
NR) Reactive yellow
20
b. Drop test
No
Jenis cat dasar
Pergeseran warna aquadest
1.
Luganil
As.oksalat
As.formiat
As.sulfat
As.asetat
black
NT
2.
Yellow nabati
3.
Direct Red
4.
Coreacide
Red
NR
5.
Reactive yellow
c. Homogenitas test
Homogenitas test No
Jenis cat dasar
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
2
Yellow nabati
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
3
Direct Red
5
5
2
3
3
3
3
4
2
2
21
5
5
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
Nilai grey scale No
Jenis cat dasar
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
5
3/4
4
5
4
3
4
3/4
2/3
3
Red NR) 5.
Reactive yellow
b. Drop test
Pergeseran warna No
Jenis cat dasar
aquadest
Na.asetat
Luganil black 1.
NT
Yellow nabati 2.
3.
Direct Red
22
Na.formiat
Na.karbonat
Na.bikarbonat
4.
Asam (Coreacide Red NR)
5.
Reactive yellow
c. Homogenitas test
No
Jenis cat dasar aquadest
Na.asetat
Homogenitas test Na.formiat Na.karbonat
Na.bikarbonat
Luganil black 1.
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
5
5
5
5
5
5
4
5
5
5
5.
NR Reactive
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
yellow
D. Pengujian Cat Dasar Terhadap Air Sadah a. Nilai kestabilan
No
Jenis Cat Dasar
Nilai kestabilan terhadap cat
keterangan
dasar 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
23
menit kemudian hilang 4.
Asam ( Coriacide Red NR)
5
5
Tidak terjadi endapan
5.
Reactive yellow
5
5
Tidak terjadi endapan
b. Drop test
Pergeseran warna No
Jenis Cat Dasar
1.
Luganil black NT
2.
Yellow nabati
3.
Direct red
4.
Asam
200 mg CaO/L
aquadest
400 mg CaO/ L
pH: 5,23
pH:5,48
pH: 5,73
(coreacide red NR)
24
5.
Reactive yellow
c. Grey scale
No
Jenis Cat Dasar
1. 2. 3. 4.
Luganil black NT Yellow nabati Direct Red Asam
Nilai grey scale 200 mg CaO/L 3/4 4/5 3/4 4/5
5.
(coreacid Red NR) Reactive yellow
4
25
Aquadest 4 4/5 5 5
400 mg CaO/L 3 4 4 5
¾
4
