Nanjiba Nur
Artikel ini menjelaskan kimia pengikat dan aksinya dalam pencetakan pigmen tekstil katun. Mencetak bahan tekstil mungkin paling baik digambarkan sebagai seni industri, memiliki sejarah panjang dan masa depan yang terjamin. Pencetakan tekstil adalah metode yang paling serbaguna dan penting yang digunakan untuk memperkenalkan warna dan desain pada kain tekstil. Dalam pencetakan pigmen, pigmen yang tidak larut, yang tidak memiliki afinitas terhadap serat, dilekatkan pada serat dengan bahan pengikat atau pengikat. Dalam pencetakan tekstil, pewarna atau pigmen dipindahkan ke kain tekstil dengan mencetak pasta. Pengikat adalah mekanisme yang digunakan untuk menjaga warna pada kain saat menggunakan pigmen untuk mencetak tekstil. Pilihan pengikat akan selalu bergantung pada persyaratan tahan luntur akhir serta persyaratan biaya proses. Tinjauan makalah ini lebih menekankan pada kebutuhan dan fungsi pengikat dalam pencetakan pigmen dan juga kimia pengikat dan aksinya dalam fiksasi pigmen ke substrat tekstil.
Apa itu Binder?
Pengikat adalah produk kimia yang mengikat pigmen dengan serat selulosa dalam pencetakan pigmen tekstil. Hampir semua pengikat yang digunakan dalam pencetakan pigmen tekstil adalah produk polimerisasi tambahan. Ini adalah zat pembentuk film yang terdiri dari makromolekul rantai panjang, yang bila diterapkan pada tekstil bersama dengan pigmen, menghasilkan jaringan tiga dimensi. Pengikat yang berbeda juga dikembangkan untuk tujuan tersebut, yang akhirnya menghasilkan penggunaan emulsi air dalam minyak, dan minyak dalam air. Ini sangat mempercepat penggunaan pigmen dalam pencetakan tekstil dan kemudian pigmen telah menjadi bahan pewarna utama yang digunakan dalam pencetakan.
Pencetakan Pigmen
Saat ini, pencetakan pigmen mungkin merupakan teknik yang paling umum dan banyak digunakan untuk mencetak tekstil. Dalam pencetakan pigmen, pigmen yang tidak larut, yang tidak memiliki afinitas terhadap serat dan melekat pada tekstil dengan zat pengikat dalam pola yang diperlukan. Gambaran ini mungkin terlalu disederhanakan, tetapi jelas membedakan pigmen dari pewarna yang diserap ke dalam serat dan difiksasi di sana sebagai hasil reaksi spesifik terhadap pewarna. Pasta cetak adalah unsur utama pencetakan yang memungkinkan pembentukan pola yang telah ditentukan sebelumnya. Pasta cetak untuk pencetakan pigmen umumnya mengandung pigmen, pengemulsi, pengikat, pelembut, pengental, zat antibusa, dan zat pengikat silang.
Namun, pencetakan pigmen memiliki beberapa masalah – pengeringan suhu yang relatif tinggi, tangan yang kaku, dan barang cetakan yang kurang tahan luntur. Kerugian ini terkait dengan bahan pengikat yang digunakan. Dengan demikian, untuk meningkatkan kualitas barang pigmen, sifat pengikat secara keseluruhan perlu ditingkatkan. Metode untuk menurunkan suhu curing mendapat banyak perhatian karena proses curing suhu tinggi tidak hanya membuang energi tetapi juga berisiko merusak substrat yang tidak tahan proses suhu tinggi.
Klasifikasi Binder dan Fungsinya
Secara umum bahan pengikat untuk percetakan tekstil diklasifikasikan menjadi dua yaitu reaktif dan non-reaktif. Pengikat non-reaktif tidak mengandung gugus reaktif. Karena tidak adanya kelompok reaktif, mereka tidak melakukan ikatan silang sendiri selama fiksasi atau penyembuhan. Dengan demikian penambahan zat pengikat diperlukan untuk membentuk film pengikat yang stabil pada substrat. Pengikat reaktif mengandung gugus reaktif biasanya dari kopolimerisasi dengan monomer seperti N-metil akrilamida atau senyawa serupa. Pengikat ini mampu untuk self-crosslinking dan membentuk film yang stabil selama fiksasi.
Pengikat biasanya ditambahkan ke pasta cetak untuk:
Lapisi pigmen dan biarkan pencetakan dispersi yang sangat halus,
Lindungi pigmen dari abrasi mekanis,
Perbaiki pigmen ke serat dan
Kualitas penting dari pengikat
Binder yang digunakan dalam pencetakan pigmen harus memiliki kualitas tertentu. Binder tidak boleh menggumpal karena gaya geser yang bekerja selama pencetakan. Jika koagulasi terjadi, penyumbatan layar dan pemblokiran ukiran rol pencetakan terjadi selama pencetakan yang sebenarnya. Film pengikat harus bening, dengan ketebalan rata, halus, dan tidak terlalu keras dan tidak lunak. Itu harus bersifat elastis, harus memiliki daya rekat yang baik ke substrat tanpa lengket. Ini harus memiliki ketahanan yang baik terhadap tekanan kimia dan mekanik dan harus mudah dilepas dari ukiran rol pencetakan, layar, abu-abu belakang dan selimut. Di antara sifat-sifat ini, seseorang dapat ditingkatkan dengan biaya yang lain. Pengikat yang baik harus merupakan senyawa yang tidak berwarna dan tidak berbau yang mudah dan lancar terdispersi dalam pasta cetak tanpa mempengaruhi viskositas dan mudah dihilangkan dari peralatan pencetakan, seperti layar dan rol. Pengikat harus membentuk film fleksibel yang merangkum partikel pigmen dan menempel pada kain tanpa pembengkakan selama pencucian dan pembersihan kering.
Pengikat tekstil diperlukan untuk membentuk matriks untuk menjebak partikel pigmen dan harus stabil terhadap kekuatan luar yang cenderung melepaskan pigmen dari substrat tekstil, seperti mencuci atau menggosok. Pengikat harus cocok untuk aplikasi dan memiliki karakteristik lain untuk meningkatkan efek pewarnaan pigmen. Karena pewarnaan pigmen merupakan efek tambahan pada substrat, komponen penambahan ini akan cenderung mengubah nuansa substrat kain.
Fakta Pengikat Pencetakan Pigmen
Sebagian besar pengikat pencetakan pigmen di pasaran adalah kopolimer makromolekul yang dibentuk oleh proses polimerisasi emulsi dari monomer berbasis vinil. Mereka mengandung bagian hidrofilik, yang membuatnya terdispersi dalam formulasi pasta cetak dan gugus fungsi rantai samping, beberapa di antaranya mampu membentuk film dengan reaksi pengikatan silang. Tautan silang adalah "lem" yang memberi struktur pada film pengikat yang membungkus dan di sini pigmen pada kain. Gugus fungsi yang biasanya tidak membentuk ikatan silang adalah gugus metil, etil, dan butil akrilat, akrilonitril, stirena, dan etil, sedangkan gugus yang bereaksi membentuk ikatan silang adalah akrilamida, metilolakrilamida, hidroksil etil akrilat, asam akrilat, asam meth akrilat, dan asam fumarat. Banyak dari kelompok ini bersifat hidrofobik dan membantu mencegah pembengkakan pasta cetak di dalam air.
Penggunaan gluten gandum yang dimodifikasi secara kimia sebagai pengikat dalam pasta cetak pigmen untuk tekstil diselidiki bahwa sifat kinerja yang dibutuhkan dalam pengikat pencetakan pigmen tekstil untuk aplikasi pakaian dan interior dapat dicapai dengan metode modifikasi kimia yang ekonomis. Studi ini meningkatkan kelarutan dalam larutan basa dan sifat teknis yang dihasilkan dari modifikasi kimiawi gluten untuk pengikat kertas. Gluten gandum terdiri dari dua protein tidak larut air yang ditemukan dalam tepung terigu, glutenin dan gliadin. Molekul glutenin memiliki konfigurasi linier dan berpotensi membentuk disulfida dan ikatan silang lainnya. Gliadin terdiri dari molekul globular kecil, lunak dan memiliki sifat perekat yang baik.
Sifat tahan luntur kain cetak pigmen kurang dari tahan luntur kain cetak reaktif, karena ketidaklarutan pigmen. Namun, tahan luntur dapat ditingkatkan dengan memilih bahan pengikat yang sesuai. menyelidiki bahwa beberapa oligomer berair (pengikat) poliuretan akrilat baru yang dibuat berdasarkan polietilen glikol atau gliserol etoksilat-ko-propoksilat yang memiliki nol senyawa organik yang mudah menguap dapat digunakan dengan aman untuk menyiapkan pasta cetak untuk sablon semua jenis kain tekstil menggunakan pewarna pigmen . Kekuatan warna tertinggi (K/S) diperoleh dan sifat tahan luntur berkisar antara baik dan sangat baik untuk sampel yang dicetak menggunakan poliuretan akrilat berdasarkan kopropoksilat gliserol etoksilat, hal ini berlaku terlepas dari jenis kain cetakan. K/S terendah diperoleh jika menggunakan Ebecryl 2002 sebagai pengikat komersial. Pengikat PUA berdasarkan PEG2000 memberikan K/S lebih baik daripada pengikat PUA berdasarkan PEG1000 plus 2000 untuk semua jenis kain cetakan kecuali untuk wol cetak, kebalikannya benar.
Sekali lagi, ketahanan luntur kain poliester bergantung pada elastisitas pengikat, daya rekat pada bahan tekstil, dan penyebaran pigmen yang tidak merata pada pasta cetak. Pengikat terdispersi dengan baik dan memiliki elastisitas yang sama; hasil ini menunjukkan bahwa perawatan plasma meningkatkan daya rekat kain pada pasta cetak dan juga pengikat. Hasil tahan luntur gesekan dapat dikaitkan dengan kekuatan film pengikat yang lebih baik dari kain yang diberi perlakuan plasma daripada kain yang tidak diberi perlakuan. Setelah perlakuan plasma, jumlah ikatan antara pengikat dan serat dan ketahanan ikatan kimia meningkat karena meningkatnya gugus polar.
Dalam fiksasi pigmen ke tekstil dengan menggunakan bahan pengikat; UV, serta teknologi penyembuhan radiasi digunakan dalam industri tekstil, karena konsumsi energi yang rendah, periode awal yang singkat, penyembuhan yang cepat dan andal, polusi lingkungan yang rendah, pengeringan pada suhu kamar, penghematan ruang, dll.
Aksi pengikat dalam fiksasi pigmen
Perbedaan antara proses pencelupan dan pigmentasi adalah tekstil berwarna pigmen memerlukan prosedur pengawetan. Karena pigmen tidak memiliki kedekatan dengan tekstil. Fiksasi pigmen pada tekstil bergantung pada pengikat yang membutuhkan proses curing untuk menahan pigmen pada tekstil. Curing konvensional adalah proses termal di mana tekstil berwarna pigmen harus dikeringkan dan kemudian diawetkan dengan panas untuk mengubah basa organik lunak (monomer dan/atau oligomer) menjadi polimer yang keras. UV curing adalah alternatif untuk proses termal. Formulasi resin pengawet UV mengandung oligomer, monomer, dan inisiator foto. Komponen-komponen ini dapat dipolimerisasi (dikeraskan) oleh mekanisme radikal bebas yang menggunakan inisiator foto memicu reaksi penyembuhan yang hampir seketika saat terpapar sinar UV. Jadi UV curing menghasilkan jaringan terpolimerisasi lengkap dalam hitungan detik dan lebih cepat daripada curing termal. UV curing untuk pencetakan pigmen telah dipelajari, Masalah yang terkait dengan proses ini meliputi ketahanan kuali yang rendah, tangan kain yang kaku, dan efisiensi curing resin yang rendah saat melibatkan pigmen. Pencetakan dengan pigmen yang terdispersi dalam komposisi cairan yang dapat disembuhkan dengan radiasi dan pengawetan dengan sinar ultraviolet meniadakan langkah pengeringan dan sangat mengurangi energi yang diperlukan untuk pengawetan. Kecepatan curing yang tinggi, densitas cross-linking yang tinggi, dan tidak adanya pelarut organik membuat UV curing menjadi teknologi yang mapan untuk semua jenis aplikasi pelapisan dan tinta.
Saat ini banyak monomer dan oligomer yang dapat disembuhkan UV seperti polieter, poliester, epoksi, poliakrilat, dan uretan akrilat tersedia. Dengan pemilihan bahan baku yaitu oligomer sebagai pengikat dan monomer yang menyertainya, dan foto inisiator sifat film seperti kekerasan, fleksibilitas, ketahanan dan adhesi dapat dikontrol dengan cara yang sangat fleksibel. Sifat tahan luntur cetakan bergantung pada jenis pengikat yang digunakan serta jenis kain tekstil yang dipilih. Baik konsentrasi dan jenis pengikat mempengaruhi kekuatan warna cetakan UV cured.
Referensi Utama:
Peran Binder dan Sifat Kimiawinya dalam Pencetakan Pigmen Tekstil, Jurnal Sains & Teknik Tekstil
Teori Pewarnaan Tekstil." Masyarakat Pencelup dan Pewarna
Perkembangan pencetakan pigmen selama 50 tahun terakhir". Tinjauan kemajuan dalam pewarnaan dan topik terkait
