Download - Dyeing for Natural Fiber
TUGAS RESUME
DYEING FOR NATURAL FIBER
Diajukan untuk Memenuhi salah satu tugas
Mata Kuliah Teknologi Pencelupan 1
Nama : Adi Arisman
Npm : 08. K40002
Grup : K-1
Dosen : Nono Chariono C. S.Teks., M.Si
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TEKSTIL
BANDUNG
2010
By: R. Nithyanandan and M. Subramanian Senthil Kannan
ABSTRACT
In conventional Method of dyeing of cotton with reactive dyes, alkali pH is should
maintain in the dye bath. This method requires more electrolytes for exhaustion and alkali for
fixation. In this paper the fibre modification technique based on polyacrylamide was discussed.
When the fabric is treated with polyacrylamide, the primary hydroxyl groups of cellulose is
(partially) modified into a amide groups, which intern leads the cellulose to act like as wool fibre
and hence reactive dyes can be dyed on cotton at neutral PH in the absence of electrolyte and
alkali.
INTRODUCTION
In current practice, cellulosic fibres are predominantly dyed with reactive dyes in the
presence of a considerable amount of salt and fixed under alkaline conditions. However, dye
fixation efficiency on cellulosic fibres is generally low (varying from 50 – 90%). This, results in
a highly coloured dye effluent, which is unfavorable on environmental grounds. Furthermore, the
high concentrations (40 – 100g/I) of electrolyte and alkali (5 – 20 g/I) required in cellulose fiber
dyeing may pose additional effluent problems.
In this work, a new fiber –modification technique based on cationic acrylic copolymer.
Pretreatment of cellulosic fiber with Polymer is believed to offer an opportunity for increasing
both the substantivity and reactivity of fibers towards reactive dyes under neutral conditions. The
nature of a reactive polymer resin is such that it may react with nucleophilic sites in cellulosic
fibers or in the polymer itself, thus fixing the polymer to the substrate. During subsequent
dyeing, further reactions between the polymer and the dyestuff, the fiber and the dyestuff, and
the fibre and the polymer and can be expected to take place, forming crosslink within the fibers.
MATERIALS AND METHODS:
MATERIALS:
Plain fabric of count 32 of warp and weft is used throughout the process. The weight of the
fabric is 123 GSM, its cover factor is 21.63, and Ends/inch is 98, Picks/ inch is 64.
Were Polyacrylamide resin, reactive dyes, Remazol Brill.Orange 3 R, Remazol Brill.Red 5B,
Remazol Brill.Violet 5R, Remazol Turquiose Blue G, Procion Red M5B, Cibacron Green LS – 3
B, Cibacron Navy LS – G, Cibacron Red FN – R Cibacron Yellow FN – R are used.
METHODS:
The material is first Desized using enzyme, scoured with caustic soda and then bleached
with hydrogen peroxide. The fabric neutralized and goes for dyeing.
DYEING
CONVENTIONAL METHOD:
The dye bath is set with calculated amount of dye solution and water using MLR 1:20.
Enter the wetted well bleached fabric into the bath, raise the temperature to 40o c and work for
10 min then add the calculated quantity of salt in three portions at regular intervals (10 min).
Raise the temperature to 50 o c and continue dyeing for 30 min, add the calculated quantity of
soda ash and continue the dyeing for further 30 min. Finally take the material out, wash the
material with cold water and then give soaping treatment to remove the unfixed dyestuffs and
chemicals. The dyeing temperature and recipe of various reactive dyes are shown in table 1
Note:
Incase of vinylsulphone reactive dyes neutralization is very important before soaping.
Neutralization is carried out with 0.5% HCl at room temperature
FIBRE MODIFICATION TECHNIQUE
Treatment with polyacrylamide:
Pad the material with calculated quantity of polyacrylamide and water with 70%
expression. After padding the material is dried at ambient temperature and then cured at 120oc
for 7 min.
Dyeing of pretreated fabric:
Set the bath with calculated amount of dye solution and water. Enter the pretreated fabric
into the bath. Raise the temperature to a specified level at 1.5o c / min, and dyeing continue at
the set temperature for the further 60 min. Finally take out the material, soaped thoroughly and
washed with cold water and dried.
RESULTS:
Determination of fastness to washing:
The wash fastness was tested following ISO (standards) test no: 2
DISCUSSION:
The probable mechanism for the fixation of reactive dye on the polymer treated cotton
sustain may be expressed as follows:
The pretreatment of cotton fabric with polyacrylamide demonstrates the introduction of
functional amino groups which increase the substantivity and also the reactivity of cotton. The
cationic charged amino groups may be involved in the adsorption of anionic chromophore of
reactive dyes.
The improved dye ability is postulated due to the presence of amide groups (-CONH2)
available from the polyacrylamide which also tents to improve the reactivity of cellulosic
substrate. The attachment of the dye molecules onto the partially-modified cellulosic substrate is
by covalent bonding since no dyes strips out from the dyed sample. This is also indicative
through the fastness properties wash fastness.
The fastness values (given in table 1 and 2) of all such dyed samples are quite satisfactory
and comparable with those of conventional dyed samples. The dry crease recovery angle values
of the polymer treated samples are 80o while that of conventional dyed sample is 68o. Therefore,
as expected, the polymer treated dyed samples indicate an improvement in the wrinkle recovery.
A high level of dye exhaustion on the treated fabric can be achieve in the absence of salt
and alkali at a temperature as low as (Normally at 60-80oc) that used in the conventional dyeing
process. Further increases in temperature may improve dye bath exhaustion, but only to a limited
extent. However higher temperatures (90-100oc) are generally recommended for dyeing modified
fabrics to obtain better penetration and fixation.
CONCLUSIONS:
Pretreatment of cotton with polyacrylamide enhances the possibility of dyeing cotton at
neutral pH with various commercial reactive dyes. Such pretreatment, as applied through pad –
dry – cure process, brings about some chemical changes in the treated fabric.
Fastness properties are adequate and quite comparable with conventionally dyed samples.
The wrinkle resistance of the dyed fabric also improves. The dyeing of cotton with reactive dyes
using polyacrylamide in the dye bath improves the dye ability of cellulosic fabrics with reactive
dyes and reducing effluent discharge.
When dyeing the modified substrates, reactive dyes can be much more efficiently
exhausted and fixed onto cellulosic fabrics under neutral conditions in the absence of salt. The
modifications show an overall suitability for different reactive dyes. The modified dyeing do not
suffer either from a significant drop in light fastness, wash fastness or from duller shades.
REFERENCES:
1) Burkinshaw , S.M.,Lei,X .P., and Lewis, D.M. Modification of Cotton to Improve its
Dyebility , Part I : Pretreating Cotton with Reactive Polyamide - epichlorohydrin Resin.
J,Soc.Dyers Colour.105 (11),391 – 398 (1989)
2) Burkinshaw , S.M.,Lei,X .P., Lewis, D.M., Easton, J.R., Parton, B., and Philips, D.A.s.,
Modification of Cotton to improve its Dye ability, Part 2: Pretreating Cotton with a Thiourea
Derivative of Polyamide – epichlorohydrin Resins, J.Soc.Dyers and Colours.106 (10),307 –
315 (1990)
3) Booth J.E, principles of textile testing, [Butterworth scientific publishers, London, 1987.
4) Bhattacharya S.D.& B.J Agarwal , A novel technique of cotton dyeing at reactive dyes at
neutral pH , IJF & TR ,vol 26, Dec 2001, PP 418 - 424
5) Cai.Y, M.T.Pailthorpe and S.K.David , A new method of improving the dye ability of cotton
with reactive dyes, TRJ (440 – 446).
6) Lewis, D.M.. New Possibilities to improve Cellulose Fibre Dyeing Processes with fibre-
reactive systems:J .Soc.Dyers Colour .106 (11), 352 – 357 (1990).
7) Lewis, D.M.,and Lei, X.P., New methods of improving the dye ability of cellulose Fibres with
reactive dyes, J.Soc.Dyers colour . 107 (3), 102- 109 (1991)
8) Texincon,vol 14, No 2, Page no 14.(World Textile Abstract)
Pencelupan Kain Kapas dengan Zat Warna
Reaktif Tanpa Penggunaan Garam dan AlkaliOleh: R. Nithyanandan and M. Subramanian Senthil Kannan
ABSTRAK
Dalam Metode konvensional pencelupan kapas dengan zat warna reaktif, pH alkali harus
dijaga dalam bak celup. Metode ini membutuhkan banyak elektrolit untuk perendaman dan alkali
untuk fiksasi. Dalam makalah ini teknik modifikasi serat berdasarkan poliakrilamida
didiskusikan. Ketika kain disempurnakan dengan poliakrilamida, gugus hidroksil primer selulosa
(sebagian) diubah menjadi gugus amida, yang mengarah pada selulosa untuk bertindak sebagai
serat wol dan oleh sebab itu zat warna reaktif dapat dicelup pada kapas pada pH netral tanpa
adanya elektrolit dan alkali.
PENDAHULUAN
Saat ini, sebagian besar serat selulosa dicelup dengan zat warna reaktif dilakukan dengan
penambahan garam yang banyak dan diserap dalam kondisi basa. Bagaimanapun, efisiensi
fiksasi zat warna pada serat selulosa umumnya rendah (bervariasi 50-90%).Ini mengakibatkan
pencemaran zat warna, yang tidak baik terhadap kesehatan lingkungan. Selanjutnya, konsentrasi
tinggi (40 - 100 g/l) elektrolit dan alkali (5 - 20 g/l) diperlukan untuk pencelupan serat selulosa
mengkin dapat menimbulkan masalah tambahan limbah cair.
Dalam karya ini, teknik modifikasi serat baru berdasarkan akrilik kopolimer kationik.
Persiapan penyempurnaan serat selulosa dengan Polimer dipercaya untuk memberikan sebuah
kesempatan untuk peningkatan baik substansivitas maupun kereaktifan dari serat terhadap zat
warna reaktif dalam kondisi netral. Sifat dasar dari suatu resin polimer reaktif adalah bereaksi
dengan komponen nukleofilik dalam serat selulosa atau dalam polimer itu sendiri, sehingga
memperbaiki polimer pada substrat. Selama pencelupan berikutnya, reaksi lebih lanjut antara
polimer, zat warnadan serat diharapkan dapat mengambil tempat, membentuk ikatan silang
(crosslink) dalam serat.
BAHAN DAN METODE:
BAHAN:
Kain yang digunakan selama proses berlangsung yaitu kain polos dengan nomor benang
lusi dan pakan 32. Berat kain 123 GSM, faktor penutupnya adalah 21,63, dan 98 ends/inci, tetal
64 helai/inci. Digunakan Resin Polyacrylamide, zat warna reaktif, Remazol Brill. Orange 3 R,
Remazol Brill. Red 5B, Remazol Brill.Violet 5R, Remazol Turquiose Blue G, Procion Red M5B,
Cibacron Green LS – 3 B, Cibacron Navy LS – G, Cibacron Red FN – R Cibacron Yellow FN –
R.
METODE:
Pertamama-tama bahan dihilangkan kanjinya dengan enzim, pemasakan dengan soda
kostik (NaOH) dan kemudian dikelantang dengan hydrogen peroksida. Kain yang telah
dibersihkan dan siap dicelup.
PENCELUPAN:
METODE KONVENSIONAL:
Celup diatur dengan banyaknya zat warna sesuai resep dan volt 1:10. Masukkan kain basah
yang telah dikelantang ke dalam bak, naikkan temperatur sampai 40oC dan rendam selama 10
menit lalu masukkan garam sesuai resep dalam tiga tahap dengan interval yang teratur (10 menit.
Naikkan temperature menjadi 50oC dan lanjutkan pencelupan sampai 30 menit, masukkan soda
ash (Na2CO3) sesuai resep dan lanjutkan proses pencelupan sampai 30 menit. Terakhir keluarkan
bahan, cuci dengan air dingin dan beri sabun netral untuk mengeluarkan sisa zat warna dan zat
kimia yang tidak terfiksasi. Temperature pencelupan dan variasi resep zat warna reaktif
ditunjukkan dalam table.
Catatan:
Penetralan vinilsulfon zat warna reaktif sangat penting dilakukan sebelum cuci ringan.
Penetralan dilakukan dengan 0,5% HCl pada suhu kamar.
TEKNIK MODIFIKASI SERAT
Penyempurnaan dengan poliakrilamida:
Pad bahan dengan poliakrilamid sesuai resep dan WPU 70%. Setelah di pad bahan
dikeringkan pada suhu kamar dan di curing pada suhu 120OC selama 7 menit.
Dyeing of pretreated fabric: Pencelupan kain umpan dengan pemanasan:
Siapkan bak dengan larutan zat warna sesuai resep dan air. Masukkan kain yang telah
dibersihkan kedalam bak. Naikkan temperatur secara bertahap 1,5oC/menit, dan pencelupan
dilanjutkan pada temperature yang telah ditetapkan selama 60 menit. Terakhir keluarkan bahan,
cuci dengan sabun dan cuci dengan air dingin dan keringkan.
HASIL:
Penetapan tahan luntur terhadap pencucian:
Tahan cuci terhadap pencucian di tes berdasarkan ISO (standar) tes no: 2
DISKUSI:
Kemungkinan mekanisme untuk fiksasi zat warna reaktif dalam penyempurnaan polimer
kapas dapat dinyatakan sebagai berikut:
Persiapan penyempurnaan kain kapas dengan poliakrilamida menunjukkan pengenalan
gugus fungsional amina yang dapat meningkatkan substantifitas dan juga kereaktifan kapas.
Penggantian kationik gugus amina mungkin disertakan dalam adsorbsi kromofor anion zat
warna.
Peningkatan kemampuan celup dipostulasikan karena adanya gugus amida (-CONH2-)
yang ada dari poliakrilamida yang juga berperan untuk meningkatkan reaktifitas selulosa.
Tambahan dari molekul substrat selulosa diatas sebagian diubah dengan ikatan kovalen karena
tidak ada zat warna yang keluar dari sampel. Ini juga menunjukkan sifat ketahanan luntur
terhadap pencucian.
Nilai ketahanan luntur (diberikan dalam table 1 dan 2) dari seluruh sampel pencelupan
tersebut cukup memuaskan dan setara dengan sampel yang dicelup dengan cara konvensional.
Pengeringan lipatan memperbaiki nilai-nilai sudut sampel penyempurnaan polimer sebesar 80o
sementara itu sampel pencelupan cara konvensional 680. Oleh karena itu, diharapkan, polimer
menyempurnakan sampel pencelupan yang menyatakan peningkatan dalam perbaikan kerutan.
Sebuah mutu tinggi pencelupan dengan perendaman dalam kain yang telah disempurnakan
dapat dilakukan tanpa adanya garam dan alkali pada temperatue yang sama rendahnya
(umumnya 60-80oC) dengan yang digunakan dalam prose pencelupan konvensional. Selanjutnya
peningkatan temperature mungkin meningkatkan perendaman pencelupan, tapi hanya sampai
batas tertentu. Bagaimanapun temperature yang lebih tinggi (90-100oC) biasanya
direkomendasikan untuk kain yang dimodifikasi dengan pencelupan untuk mendapatkan
penetrasi dan fiksasi yang lebih baik.
KESIMPULAN:
Persiapan penyempurnaan kapas dengan poliakrilamida meningkatkan kemungkinan
pencelupan kapas dilakukan dalam keadaan pH netral dengan berbagai zat warna yang dijual.
Persiapan penyempurnaan tersebut, sebagaimana diigunakan melalui proses pad-dry- cure,
membawa perubahan mengenai beberapa zat kimia dalam penyempurnaan kain.
Sifat ketahanan luntur memadai dan cukup sebanding dengan sampel pencelupan
konvensional. Kekuatan tahan mengkeret kain pencelupan juga meningkat. Pencelupan kain
kapas dengan zat warna reaktif yang menggunakan poliakrilamida dalam bak pencelupan
meningkatkan kemampuan pencelupan kain selulosa dengan zat warna reaktif dan menurunkan
pembuangan limbah cair.
Ketika proses pencelupan pencelupan substrat yang telah dimodifikasi, zat warna reaktif
dapat lebih effisien digunakan dan tetap masik ke dalam kain selulosa pada kondisi netral dan
tanpa menggunakan garam. Modifikasi itu menunjukkan suatu kesesuaian keseluruhan zat warna
untuk berbagai zat warna reaktif. Proses pencelupan yang telah dimodifikasi tidak akan
mengurangi salah satu dari penurunan yang signifikan dalam ketahanan luntur cahaya, tahan
luntur terhadap pencucian atau dari warna kusam.
DAFTAR PUSTAKA:
1) Burkinshaw , S.M.,Lei,X .P., and Lewis, D.M. Modification of Cotton to Improve its
Dyebility , Part I : Pretreating Cotton with Reactive Polyamide - epichlorohydrin Resin.
J,Soc.Dyers Colour.105 (11),391 – 398 (1989)
2) Burkinshaw , S.M.,Lei,X .P., Lewis, D.M., Easton, J.R., Parton, B., and Philips, D.A.s.,
Modification of Cotton to improve its Dye ability, Part 2: Pretreating Cotton with a Thiourea
Derivative of Polyamide – epichlorohydrin Resins, J.Soc.Dyers and Colours.106 (10),307 –
315 (1990)
3) Booth J.E, principles of textile testing, [Butterworth scientific publishers, London, 1987.
4) Bhattacharya S.D.& B.J Agarwal , A novel technique of cotton dyeing at reactive dyes at
neutral pH , IJF & TR ,vol 26, Dec 2001, PP 418 - 424
5) Cai.Y, M.T.Pailthorpe and S.K.David , A new method of improving the dye ability of cotton
with reactive dyes, TRJ (440 – 446).
6) Lewis, D.M.. New Possibilities to improve Cellulose Fibre Dyeing Processes with fibre-
reactive systems:J .Soc.Dyers Colour .106 (11), 352 – 357 (1990).
7) Lewis, D.M.,and Lei, X.P., New methods of improving the dye ability of cellulose Fibres with
reactive dyes, J.Soc.Dyers colour . 107 (3), 102- 109 (1991)
8) Texincon,vol 14, No 2, Page no 14.(World Textile Abstract)
Dari : http://www.fibre2fashion.com/industry-article/textile-industry-articles/salt--alkali-
free-reactive/salt--alkali-free-reactive1.asp