Alternatif Penghilangan Kanji Pada Proses Pertenunan

BULETIN TEKSTIL,COM/Jakarta-Tenunan kain berbahan kapas (selanjutnya disebut sebagai kain katun) merupakan salah satu material yang sangat umum ditemui di kehidupan kita sehari-hari. Kain katun terkenal dengan sifatnya yang nyaman saat digunakan, sehingga kain katun sangat umum dijumpai sebagai bahan tekstil sandang.

Pada proses produksi kain tenun berbahan kapas, pemberian kanji sangat umum dilakukan. Pemberian kanji telah secara luas diakui manfaatnya dalam mengurangi jumlah hairiness pada benang serta mampu meningkatkan kekuatan benang untuk meminimalisir kerusakan saat pertenunan. Hal tersebut memiliki tujuan utama yaitu untuk meningkatkan kualitas dan efisiensi pada proses produksi kain tenun.

Pati (atau biasa disebut juga starch) banyak digunakan sebagai salah satu zat kanji (sizing agent) untuk proses lusi pada pertenunan. Namun setelah proses pertenunan telah selesai dilakukan, kanji pada kain tersebut harus dihilangkan karena dapat menghambat proses pencelupan dan penyempurnaan selanjutnya. Proses penghilangan kanji tersebut secara umum disebut sebagai proses desizing. Pada umumnya proses desizing amilase telah secara luas dikenal sebagai salah satu metode penghilangan kanji dari kain tenun. Akan tetapi proses desizing amilase dapat menyebabkan pencemaran lingkungan yang cukup besar karena mengkonsumsi sejumlah besar air, energi dan bahan kimia. Hal tersebut membuka peluang terhadap pengembangan teknologi penghilangan kanji yang lebih ramah lingkungan dan efisien pada proses pembuatan kain tenun.

Alternatif penghilangan kanji

Treatment menggunakan plasma bertekanan atmosfir telah menarik perhatian di industri tekstil sebagai proses yang relatif sederhana dan ramah lingkungan dalam beberapa tahun terakhir. Plasma dapat memodifikasi karakteristik permukaan suatu bahan dan tidak akan mempengaruhi sifat keseluruhan dari kain, karena kedalaman interaksi pada permukaan kain terbatas pada kedalaman 10 nm. Terdapat beberapa potensi pengaplikasian plasma, yang dapat digunakan pada proses perlakuan tekstil, diantaranya untuk meningkatkan sifat hidrofil pada bahan, meningkatkan sifat hidrofilisitas, pemberian gugus fungsional tertentu pada kain, termasuk potensinya dalam proses penghilangan kanji (yang akan dibahas pada artikel ini).

Keunggulan plasma diantaranya adalah prosesnya yang tidak memerlukan air pada saat memberikan perlakuan pada kain, memiliki proses dengan konsumsi energi yang rendah, serta tidak menghasilkan produk samping berupa limbah seperti proses konvensional kebanyakan. Berdasarkan hal tersebut, plasma menawarkan banyak kemungkinan untuk diterapkan sebagai metode alternatif penghilangan kanji yang lebih ramah lingkungan.

Starch (Pati) merupakan zat kanji yang sudah sangat umum digunakan untuk proses sizing benang lusi pada pertenunan kapas. Pada proses penghilangan kanji dengan metode enzimatik, jumlah enzim yang digunakan bergantung pada jumlah molekul enzim per gram kain. Selain itu stabilitas termal enzim akan bergantung pada strain bakteri yang menjadi asal usul enzim tersebut. Enzim tersebut hanya akan bereaksi dengan molekul pati dan tidak mempengaruhi polimer glukosa yang lainnya (seperti selulosa), karena enzim hanya menyerang ikatan 1,4 alfa-glukosida pada pati dan tidak menyerang ikatan 1,4 beta-glukosida pada molekul selulosa.

Reaksi penghilangan kanji dengan proses enzimatik membutuhkan waktu yang lebih lama dan biaya yang lebih mahal dibandingkan dengan bahan desizing lainnya seperti alkali dan zat pengoksidasi yang menyerang baik selulosa maupun pati. Pada proses penghilangan kanji dengan alkali, biasanya kanji akan dapat dihilangkan dengan air panas + NaOH. Akan tetapi proses penghilangan kanji dengan alkali masih memiliki masalah, yaitu NaOH merupakan salah satu basa kuat yang keberadaan limbahnya tidak ramah lingkungan.

Para peneliti telah menemukan adanya fenomena degradasi pada polivinil alkohol dan pati yang telah terpapar oleh perlakuan plasma. Rantai makromolekul polivinil alkohol dan pati dapat terdegradasi akibat adanya radikal pada proses pajanan plasma, sehingga mengalami pemutusan rantai-rantai molekul menjadi molekul yang lebih pendek. Reaksi berantai dapat terjadi apabila kontak radikal tersebut masih terjadi dalam jangka waktu tertentu hingga makromolekul tersebut menjadi lebih mudah untuk larut dalam air tanpa menggunakan bantuan enzim amilase.

Zat kanji akan berubah sifatnya agar dapat mudah larut dalam air akibat terpapar plasma, sehingga proses penghilangan kanji dapat dilakukan hanya cukup menggunakan proses pencucian dengan air panas. Hal ini menunjukan keunggulan signifikan dari teknologi plasma untuk penghilangan kanji karena dapat menggantikan penggunaan enzim dan bahan kimia pada proses desizing.

Prototipe mesin penghilangan kanji dengan menggunakan plasma yang dikembangkan oleh tim peneliti Qingdoo University

Perbandingan penghilangan kanji

Para peneliti saat ini sedang mengembangkan mesin desizing berbasis teknologi plasma ini agar selanjutnya dapat digunakan dalam proses produksi massal. Hingga saat tulisan ini dimuat, proses penghilangan kanji dengan melibatkan teknologi plasma masih sangat jarang dilakukan dan belum umum ditemui di industri.

Para peneliti dari Universitas Qingdoo telah melakukan uji pembuktian penghilangan kanji dengan metode plasma bertekanan atmosfer, serta telah berhasil menunjukan hasil positif dari eksperimen tersebut. Dengan menggunakan plasma berdaya rendah dan berfrekuensi pada ordo kHz, peneliti menemukan bahwa kanji pada kain dapat didegradasi secara efektif. Setelah mengalami proses plasma, para peneliti mencuci kain tersebut hanya dengan menggunakan air hangat untuk membilas kanji pada permukaan kain.

Hasil penghilangan kanji dengan teknologi plasma diklaim sama efektifnya dengan proses penghilangan kanji dengan enzim. Sebagai pembanding efektifitas penghilangan kanji, peneliti juga melakukan proses enzimatik dengan resep 5 g/L amilase, 2 g/l NaCl, dan 0,2 g/l zat pembasah, dengan material to-liquor ratio sebesar 1:40 selama 60 menit dengan suhu 70^oC.

Perbandingan sifat wicking pada kain katun yang telah mengalami desizing dengan teknologi plasma dan metode enzim

Peneliti juga mengklaim bahwa plasma Helium/Oksigen dapat efektif memberikan dampak penghilangan kanji dengan durasi paparan selama 2 menit dengan persentase penghilangan kanji mencapai 88%. Dampak penghilangan kanji dengan plasma Helium/Oksigen diklaim jauh lebih besar dibandingkan plasma dengan gas lainnya seperti Helium, Helium/Argon, Helium/CF4.

Perbandingan efektifitas penghilangan kanji dengan teknologi plasma dengan berbagai jenis gas dan variasi durasi paparan plasma

Peneliti juga telah melakukan pengamatan visual lebih detil menggunakan perangkat Scanning electron microscope untuk melihat perbandingan kenampakan kain yang telah dihilangkan kanjinya dengan metode plasma dan metode enzimatik. Peneliti mengkonfirmasi melalui pengamatan visual bahwa penghilangan kanji dengan metode plasma dapat memberikan dampak yang serupa dengan metode enzimatik.

Citra SEM dari kain katun yang belum mengalami desizing (a dan b), kain katun yang telah di-desizing menggunakan amilase (c dan d) dan kain katun yang telah di-desizing dengan menggunakan plasma (e dan f)

Peneliti lebih lanjut telah melakukan analisis lebih mendalam terhadap karakteristik kain yang telah di-desizing dengan menggunakan metode plasma dan metode enzimatik. Beberapa karakteristik yang diamati diantaranya pada parameter whiteness, efek kapilaritas, mulur putus serta kekuatan tarik kain. Berikut merupakan perbandingan karakteristik kain yang telah di-desizing dengan masing-masing metode.

Meskipun hasil penelitian telah menunjukan bahwa proses penghilangan kanji dengan metode plasma memiliki potensi keberhasilan yang besar, namun proses tersebut masih memiliki kelemahan dalam segi penurunan kekuatan kain apabila parameter plasma tidak terkontrol dengan baik.

Parameter seperti duty cycle (%) dan tegangan plasma memiliki peran yang sangat massif terhadap efektifitas penghilangan kanji dan penurunan kekuatan pada bahan kain. Hal ini diakibatkan plasma memiliki kecenderungan untuk mendegradasi kanji dan juga kain secara bersamaan, namun hal yang berbeda ditemui pada proses enzimatik yang tidak merusak kain dan menimbulkan penurunan kekuatan pada kain secara signifikan.

Pengaruh parameter plasma terhadap efektifitas penghilangan kanji dan penurunan kekuatan kain

Peneliti menambahkan pada hasil laporannya bahwa efek penurunan tersebut masih bisa dioptimasi agar tetap dapat menghilangkan kanji tanpa kehilangan banyak potensi kekuatan dari bahan. Dengan kata lain bahwa plasma telah menawarkan potensi alternatif sebagai metode penghilangan kanji meskipun penerapannya masih harus dikaji lebih lanjut untuk mendapatkan hasil yang lebih optimal.

(Red B-Teks/Agung Haryanto)

Diolah dari berbagai sumber

Hits: 59