DRAFT ZONE SETTING UNTUK PENINGKATAN KUALITAS BENANG POLYESTER COTTON Ne145 S DENGAN METODE TAGUCHI Oleh: Sulistyadi1), Didik Achadi 2), Totok Wartiono3) 1);2);3) Jurusan Teknik Kimia Tekstil
ABSTRACT Improving the quality is an action taken to improve the product through increasing effectiveness and efficiency as well as efforts to reduce the variability of a process by reducing the production that is not appropriate. Yarn evenness and single yarn tensile strength is one indicator to determine the quality of yarn. Quality of Ring Spinning yarns of a whole includes several factors, namely the number, evenness, strength, twis and yarn grade. Based on SNI, good mixed polyster / cotton Ne 45J has minimum single yarn tensile strenth 288,2 gram while new company standard reaches 276 gram.This can be increased by setting level draft zona method to improve the spacing proces. Good spacing proces is able to improve yarn evenness of 284 gram and it is followed by the reduction of the evennes value. The experimental results show that the Taguchi method, the factors that influence the evenness of the yarn is minimization, the distance bottom roll to front top roll (B), the thickness of the distance clip (D), diameter of top roll (A) and loading weighting arm (C) . Similarly, factors that influence the single yarn tensile strength is the distance bottom roll to front top roll (B), the thickness of the distance clip (D), loading weighting arm (C) and the top roll diameter (A). Optimal conditions achieved in the setting parameter A2 B3 C1 D2 is the diameter of top roll 28 mm, the distance bottom roll to front top roll +3 mm, loading weighting arm 12 kg/cm 2 and a thickness of distance clip 2,5 mm. Value of the company standards for evenness is 10.63% in the experimental optimal values of 9.36%, this suggests the optimal conditions can minimize by 1.27% compared with standard conditions of the company. The value of single yarn tensile strength for the company's standards implanted at 276 grams and the experimental optimal values of 284 grams, meaning the optimal conditions could maximize at 7.66 grams compared with standard conditions of the company. Keyword: top roll diameter, thickness of distance clip, weighting arm, drafting, evenness, yarn tensile strength.
I.
PENDAHULUAN
Industri Tekstil dan Produk Tekstil nasional memiliki struktur industri yang terintegrasi dari hulu hingga ke hilir (up stream, mid stream, dan down stream) dan memiliki keterkaitan yang sangat erat antara satu industri dengan industri lainnya. Sektor industri hulu (upstream) adalah industri yang memproduksi serat baik serat alam atau buatan dan proses pemintalan (spinning) menjadi produk benang (unblended dan blended yarn). Sektor industri menengah (mid stream) meliputi proses penganyaman (interlacing) benang menjadi kain mentah lembaran (grey fabric) melalui proses pertenunan (weaving) dan rajut (knitting) yang kemudian diolah lebih lanjut melalui proses pengolahan pencelupan (dyeing), penyempurnaan (finishing) dan pencapan (printing) menjadi kain-jadi. Sektor industri hilir (downstream) adalah industri manufaktur pakaian jadi (garment) termasuk proses cutting, sewing, washing dan finishing yang menghasilkan ready-made garment. Untuk menghasilkan kain yang berkualitas tentunya dibutuhkan benang yang berkualitas juga. Kualitas benang dalam proses produksinya ditentukan oleh beberapa faktor, salah satu faktor yaitu setting level mesin di mesin Ring Spinning. Mesin Ring Spinning mempunyai kontribusi kualitas yang besar dibanding dengan mesin-mesin lainnya yaitu sebesar 60% (W.Klein 1987, h 2). Dalam penelitian ini dapat diketahui peningkatan kekuatan tarik benang per helai dengan setting level di bagian peregangan (drafting zona), yaitu dengan memvariasikan diameter top roll, jarak bottom roll dengan front top roll , weighting arm dan ketebalan distance clip.
7
Adapun tujuan penelitian ini adalah adalah untuk mengetahui setting level optimal yang tepat dari faktor-faktor yang berbengaruh di daerah peregangan sehingga mampu memperbaiki proses drafting untuk meningkatkan kekuatan tarik benang per helai pada benang campuran polyester/cotton Ne145S.
II. BAHAN DAN METODA A. Bahan dan Peralatan 1. Bahan yang digunakan Bahan yang digunakan adalah benang campuran (blended yarn) Polyester dengan Cotton dengan nomor Ne1 45S 2. Alat yang digunakan a. Mesin Ring Spinning b. Single strength tester c. Uster Eveness Tester
B. Kajian Pustaka 1. Ketidakrataan (U%) Kualitas benang meliputi beberapa faktor yaitu : ketidakrataan benang (U%), kekuatan tarik benang per helai dan per hank, nomor benang, puntiran (twist) benang dan grade benang. Namun tidak semua aspek kualitas tersebut digunakan oleh customer yaitu perusahaan Pertenunan (weaving), biasanya hanya nomor, kekuatan dan ketidakrataan serta twist. Kekuatan tarik benang. perhelai dan ketidakrataan benang merupakan dua aspek kualitas benang yang saling berhubungan. Menurut Salura (1972) mengatakan bahwa ketidakrataan bahan tekstil yang diproduksikan, akan membawa sekurang-kurangnya 3 (tiga) hal yang tidak dikehendaki, yaitu : - Benang cenderung putus pada titik terlemah dan titik-titik ini berada pada rangkaian tempattempat yang tipis pada bahan. - Jumlah dan ukuran frekuensi tempat-tempat yang tebal dan tipis, merupakan ukuran tingkat ketidakrataan yang sangat menurunkan kekuatan bahan . - Sifat ketidakrataan benang akan terbawa terus sampai dengan ditenun dan ini akan merusak kenampakan (appearance) kain.
2. Kekuatan tarik benang per helai. Kekuatan benang dalam pengertian ini adalah kekuatan tarik benang sampai putus. Pada SII 0097-75 kekuatan tarik per helai, yaitu didefinisikan sebagai besarnya gaya yang dibutuhkan untuk memutuskan satu helai benang dalam bentuk lurus , dinyatakan dalam satuan gram. Kualitas untuk benang campuran Polyester dengan Cotton Ne145 sesuai dengan SNI 08-0034-2004 adalah : Tabel 1 Kualitas benang P/C Ne145S
Nomor Benang tex
Ne1
Tenacity minimum cN/tex
13,1
45
22,0
Ketidakrataan maksimum U% CV% 12,0
15,0
Imperfection maksimum Thin -50% 15
Thick + 50% 100
Neps + 200% 170
Draft zone pada mesin Ring Spinning merupakan daerah peregangan atau drafting pada mesin Ring Spinning dan drafting ini secara langsung berpengaruh terhadap ketidakrataan benang (U%). Ketidakrataan yang baik akan menghasilkan distribusi kekuatan tarik benang yang merata pada setiap bagian. Daerah peregangan ini terdiri dari bermacam-macam komponen (part) yang secara individual akan mempengaruhi terhadap proses drafting,
8
diataranya adalah distance clip, rol peregang dan pembebanan (weighting arm) yang masingmasing komponen dapat di-setting untuk mendapatkan posisi yang ideal untuk sehingga menghasilkan drafting yang baik. Drafting yang baik terhadap bahan (roving) yaitu apabila masing-masing serat secara individual telah menjadi lurus baik diujung depan maupun belakang sehingga siap untuk mendapatkan puntiran (twist) sebagai dasar kekuatan benang. Dari draft yang baik diharapkan proses twisting dapat merata disetiap bagian benang sehingga mampu menghasilkan benang dengan kekuatan lebih rata atau dalam arti bahwa tingkat ketidakrataan (U%) benang kecil.
C. Metode Dalam penelitian ini digunakan metode Taguchi yang merupakan suatu sistem dalam rekayasa kualitas yang mempertimbangkan penghematan biaya eksperimen dengan menerapkan konsepkonsep rekayasa dan statistik. Penggunaan metode Taguchi sangat membantu perusahaan dalam meningkatkan kualitas suatu produk karena dengan menggunakan metode Taguchi, perusahaan akan dapat memperoleh informasi statistik tentang kualitas suatu produk dengan menjalankan sejumlah eksperimen yang bertujuan untuk membuat desain proses dan produk dalam membuat suatu produk (off line quality control). Metoda Taguchi ini sangat membantu dalam melakukan pengujian, Genechi Taguchi mengusulkan suatu teknik untuk menyederhanakan eksperimen tanpa mengurangi esensi dari percobaan. Taguchi melakukan pendekatan dengan Fraksional Factorial Eksperimen (FFE) yang standar dan konsisten sehingga meningkatkan efisiensi dari percobaan yang akan dilakukan. Dalam perancangan dan pembuatan produk tidaklah mudah untuk menghasilkan suatu produk yang seragam atau sesuai dengan spesifikasi yang telah ditentukan. Dalam perancangan kualitas Taguchi merekomendasikan beberapa karakteristik dari signal to noise ratio , namun dalam penelitian ini hanya diambil dua(2) saja yaitu : A. Smaller-the-Better (STB) Memiliki karakteristik kualitas yang kontinyu dan tidak negatif yang mempunyai nilai dari 0 sampai ~ dimana nilai deffect yang diinginkan adalah 0 (nol) sehingga signal to noise ratio dapat dihitung dengan rumus : n SNRSTB 10 Log 1 yi 2 .......................................... 1) n i n
dengan : n = jumlah tes di dalam percobaan (trial). yi = nilai respon dari tiap replikasi. B. Larger-the-Better (LTB) Memiliki karakteristik kualitas yang kontinyu dan tidak negatif yang mempunyai nilai dari 0 (nol) ~ dimana nilai target yang diharapkan adalah selain 0 (nol) atau dengan kata lain mempunyai nilai sebesar mungkin, sehingga signal to noise ratio dapat dihitung dengan rumus : n SNRLTB 10 Log 1 1 2 n i n yi ...................................... 2)
9
1. Variabel. Variabel bebas (independent variable) adalah variable yang menjadi sebab berubahnya atau timbulnya variabel terikat/variable respon (Sugiyono 2009, h 39). Dalam penelitian ini variabel bebasnya adalah : diameter top roll, jarak bottom roll dengan front top roll , tekanan weighting arm dan ketebalan distance clip. Variabel terikat (dependent variable) adalah variabel yang dipengaruhi atau yang menjadi akibat karena adanya variabel bebas (Sugiyono 2009, h 39). Variabel terikat merupakan himpunan sejumlah gejala yang memiliki sejumlah aspek atau unsur didalamnya, yang berfungsi menerima atau menyesuaikan diri dengan kondisi lain. Variabel terikat dalam penelitian ini adalah kekuatan tarik benang per helai dan ketidakrataan benang (U%). Variabel bebas pada penelitian ini terdiri dari 4 (empat) faktor utama dan 3 (tiga) level, dapat dilihat pada tabel dibawah ini. Tabel 2 Faktor dan level
Faktor A. Diameter top roll B. Jarak bottom roll dengan top front roll C. Weighting arm D. Ketebalan distance clip
Lv.1 27 mm - 1 mm 12 kg/cm2 2 mm
Lv.2 28 mm + 1 mm 14 kg/cm2 2.5 mm
Lv.3 29 mm + 3mm 16 kg/cm2 3 mm
Dengan memvariasikan antara faktor dengan level diharapkan mampu menemukan variasi yang ideal dari ketiga faktor tersebut. 2. Eksperimen Pada penelitian ini , percobaan dilakukan dengan memvariasikan variabel bebas yaitu diameter top roll ,jarak bottom roll dangan front top roll, weighting arm dan ketebalan distance clip. Array orthogonal dan setting parameter pengujian yang digunakan adalah menggunakan Matriks orthogonal standar dengan 3 level mempunyai pilihan matriks orthogonal seperti ditunjukkan pada tabel dibawah ini. Tabel 3 Matriks orthogonal standar dengan 3 level
L9 (34)
L27 (313)
Matrik Orthogonal 3 level L 81 (340)
-
-
(Sumber : Soejanto, 2009)
Untuk menentukan matriks array orthogonal yang sesuai yaitu pada array matriks orthogonal L9 ( 34 ), artinya bahwa dalam melakukan percobaan dengan 4 faktor dan 3 level seharusnya dilakukan 81 kali percobaan, namun dengan orthogonal L9 dapat diwakili dengan 9 percobaan asalkan dalam percobaan dapat diketemukan variasi yang ideal antara faktor dengan level pada nomor/trial yang sama dan masuk dalam array matriks orthogonal. Dengan array matriks orthogonal L9, maka setting level terhadap variasi antara empat (4) faktor dengan tiga (3) level dapat dilihat dalam tabel dibawah ini : Tabel 4 Setting level pengujian kekuatan tarik benang per helai dan ketidakrataan (U%).
Trial
1
Kombinasi level
faktor
A1B1C1D1
Faktor Front top roll Jarak Bottom roll – Front Top roll Weighting arm Ketebalan distance clip
Level 27 mm - 1 mm 12 Kg/cm2 2 mm
10
2
A1B2C2D2
3
A1B3C3D3
4
A2B1C2D3
5
A2B2C3D1
6
A2B3C1D2
7
A3B1C3D2
8
A3B2C1D3
9
A3B3C2D1
Front top roll Jarak Bottom roll – Front Top roll Weighting arm Ketebalan distance clip Front top roll Jarak Bottom roll – Front Top roll Weighting arm Ketebalan distance clip Front top roll Jarak Bottom roll – Front Top roll Weighting arm Ketebalan distance clip Front top roll Jarak Bottom roll – Front Top roll Weighting arm Ketebalan distance clip Front top roll Jarak Bottom roll – Front Top roll Weighting arm Ketebalan distance clip Front top roll Jarak Bottom roll – Front Top roll Weighting arm Ketebalan distance clip Front top roll Jarak Bottom roll – Front Top roll Weighting arm Ketebalan distance clip Front top roll Jarak Bottom roll – Front Top roll Weighting arm Ketebalan distance clip
27 mm + 1mm 14 Kg/cm2 2.5mm 27 mm +3 mm 16 Kg/cm2 3 mm 28 mm -1 mm 14 Kg/cm2 3 mm 28 mm + 1mm 16 Kg/cm2 2 mm 28 mm +3 mm 12Kg/cm2 2.5 mm 29 mm -1 mm 16 Kg/cm2 2.5 mm 29 mm +1 mm 12 Kg/cm2 3 mm 29 mm +3 mm 14 Kg/cm2 2 mm
3. Hipotesis Variasi diameter top roll, jarak bottom roll dengan front top roll , weighting arm dan ketebalan distance clip berpengaruh terhadap ketidakrataan dan kekuatan tarik benang per helai.
11
Survey kondisi proses pemintalan
Kondisi hasil uji laboratorium pemintalan
Identifikasi variabel penelitian
Rancangan Penelitian
Eksperimen dan Pengumpulan Data
Perhitungan ANOVA Perhitungan SNR Perhitungan Efek Tiap Faktor
Kondisi optimum tiap respon sama Tidak MRSN Ya
Kondisi optimal masuk OA
Tidak
Uji konfirmasi
Uji beda
kesimpulan
Gambar 1 Alur penelitian
III.Hasil dan pembahasan A. Hasil Hasil percobaan untuk ketidakrataan dan kekuatan tarik benang per helai dapat dilihat pada tabel di bawah ini . Tabel 5. Data percobaan ketidakrataan benang ( U%)
L9 (34) No
Data Percobaan
A
B
C
D
1
2
3
4
1
1
1
1
2
1
2
3
1
4
Jumlah
Rata-rata
R1
R2
R3
1
13,85
13,97
13,91
41,73
13,910
2
2
11,12
11,08
11,10
33,3
11,100
3
3
3
12,48
12,31
12,39
37,18
12,393
2
1
2
3
13,95
14,16
14,05
42,16
14,053
5
2
2
3
1
10,88
11,08
10,98
32,94
10,980
6
2
3
1
2
9,42
9,31
9,36
28,09
9,363
7
3
1
3
2
13,45
13,78
13,61
40,84
13,613
8
3 3
2 3
1 2
3 1
11,58 10,72
11,38 10,54
11,48 10,63
34,44 31,89
11,480 10,630
9
12
Tabel 6. Data percobaan kekuatan tarik benang per helai
No 1
L9 (34) A B C 1 2 3 1 1 1
D 4 1
Data Percobaan R1 R2
Jumlah
Rata-rata
R3
266
268
265
799
266,3333
2
1
2
2
2
271
273
273
817
272,3333
3
1
3
3
3
272
274
276
822
274,0000
4
2
1
2
3
262
260
261
783
261,0000
5
2
2
3
1
278
281
282
841
280,3333
6
2
3
1
2
286
287
284
857
285,6667
7
3
1
3
2
270
273
268
811
270,3333
8
3
2
1
3
278
274
273
825
275,0000
9
3
3
2
1
281
276
279
836
278,6667
B. PEMBAHASAN Dari hasil percobaan diatas dapat digambarkan dengan grafik seperti dibawah ini :
Eksperimen Gambar 2 Grafik hubungan ekperimen dengan nilai rata-rata ketidakrataan
Eksperimen Gambar 3. Grafik hubungan eksperimen dengan nilai rata-rata kekuatan tarik per helai
13
Dari grafik percobaan ketidakrataan benang diperoleh hasil yang paling baik pada percobaan yang ke enam (6), demikian juga pada percobaan kekuatan tarik benang per helai juga diperoleh kekuatan yang paling baik pada percobaan ke enam (6) dan keduanya masuk dalam array matriks orthogonal.
IV. SIMPULAN. Dari hasil penelitian dan pembahasan dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Ketidakrataan (U%) yang terendah /baik diperoleh pada percobaan ke enam (6), pada variasi A2B3C1D2 , artinya pada variasi front roll 28 mm, jarak bottom roll – front top roll + 3mm, weighting arm 12kg/cm2 dan ketebalan distance clip 2,5 mm. 2. Kekuatan tarik benang perhelai paling tinggi diperoleh pada percobaan ke enam, pada variasi A2B3C1D2 , artinya pada variasi front roll 28 mm, jarak bottom roll – front top roll + 3mm, weighting arm 12kg/cm2 dan ketebalan distance clip 2,5 mm. 3. Variasi diameter top roll, jarak bottom roll dengan front top roll , weighting arm dan ketebalan distance clip berpengaruh terhadap ketidakrataan dan kekuatan tarik benang per helai.
V. DAFTAR PUSTAKA [1] Anindya,G and Ishtiaque ,S 2005,Predictive Models for Strenght of Spun yarn, AUTEX Research Journal, Vol 5, No 1, March [2] Belavendram, N 1995, Quality by design : Taguchi Techniques for Industrial Experimentation, Prentice Hall, International, New York. [3] Dudheria J.S and Balaar R.S, 2012, Ring Spinning technology : Development in drafting system, dilihat 4 Januari 2012, http:// campus corner.fibre2fashin.com/publication. [4] Gaspersz, Vincent. 2002. Total Quality Management. Gramedia Pustaka Utama: Jakarta. [5] KleinW 1987, A Practical Guide to Ring Spinning, The Textile Institute, 10 Blackfriars street, Manchester [6] Ross, P.J 1998, Taguchi Techniques For Quality Engineering. McGraw-Hill,Inc., New York. [7] Salura 1973, Teori Draft dan Ketidakrataan Benang, Apolo Print, Bandung [8] Soejanto, I. 2009, Desain Eksperimen dengan Metode Taguchi,. Graha Ilmu., Yogyakarta [9] Sudjana 1992, Metode Statistik, Edisi ke 5, Tarsito, Bandung [10] Walpolle,1995, Ilmu Peluang dan Statistika Untuk Insinyur dan Ilmuwan, Institut Teknologi Bandung, Bandung.
14
