1
Serat/2012
Oleh : Susinggih Wijana & Ika Atsari Dewi Jurusan Teknologi Industri Pertanian FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
22/08/2016
SERAT ALAM
DEFINISI KAYU 22/08/2016
Serat adalah senyawa selulosa, merupakan senyawa polisakarida dari monomer glukosa yang berikatan dengan Kayu adalah untaian serat yang direkatkan oleh senyawa lignin sehingga berbentuk memanjang dan kokoh.
Serat/2012
2
Kayu adalah bagian batang atau cabang serta ranting tumbuhan yang mengeras karena mengalami lignifikasi (pengayuan). Kayu digunakan untuk berbagai keperluan, mulai dari memasak, membuat perabot (meja, kursi), bahan bangunan (pintu, jendela, rangka atap), bahan kertas, dan banyak lagi. Kayu juga dapat dimanfaatkan sebagai hiasan-hiasan rumah tangga dan sebagainya. Penyebab terbentuknya kayu adalah akibat akumulasi selulosa dan lignin pada dinding sel berbagai jaringan di batang. Ilmu perkayuan (dendrologi) mempelajari berbagai aspek mengenai klasifikasi kayu serta sifat kimia, fisika, dan mekanika kayu dalam berbagai kondisi penanganan. Batang pohon yang dipotong melintang akan memperlihatkan bagian-bagian kayu, yang kerap kali berbeda warna. Bagian terdalam adalah empulur yang lunak, lalu ke luar adalah kayu teras, kayu gubal, dan terakhir adalah pepagan (kulit kayu). Bagian percabangan akan memperlihatkan pola khusus, yang biasa dianggap sebagai "mata".
Serat/2012
22/08/2016
3
DEFINISI SERAT
Sumber : http://nurilmaputri.blogspot.com/2010/04/ potensi-serat-alam.html
Sumber :
Sumber :
http://aubree.blog.stisitelkom.ac.id/201 2/02/29/serat-tekstil-aubrietia21112006-ktm-2011-kelompok-3/
http://fabricstockexchange.co m/blog/fabric/appareltextiles/polyester-fabric-yayor-nay/
Serat/2012
Serat adalah suatu jenis bahan berupa potonganpotongan komponen yang membentuk jaringan memanjang yang utuh. Contoh serat yang paling sering dijumpai adalah serat pada kain. Serat dapat digolongkan menjadi dua jenis yaitu serat alami dan serat sintetis.
22/08/2016
4
KLASIFIKASI SERAT ALAM Mineral
-Kapas
- Biri-biri
- Asbes
-Jute
- Kelinci
-Kenaf
- Ulat Sutera
Serat/2012
Hewan (Protein)
22/08/2016
Tumbuhan (Selulosa)
-Rami - Sabut kelapa - Kayu 5
NILAI
Menguntungkan dari sisi lingkungan Syarat: Nilai guna sama tetapi biaya produksi lebih rendah Nilai guna lebih tinggi tetapi biaya sama
Serat/2012
KELEMAHAN
22/08/2016
GUNA SERAT ALAM :
SERAT ALAM :
Kandungan air tinggi dapat dihilangkan dengan biaya tambahan meningkatkan biaya total produksi Diameter dan panjang serat bervariasi
6
TEKNOLOGI KOMERSIAL 22/08/2016
Penggunaan
Serat/2012
serat alam dalam bidang otomotif (Daimler Chrysler.co ) PLA (poly lactic acid) produk turunan jagung digunakan: Dow Cargill biodegradable plastic Ford Atap dan alas mobil Toyota PLA + Kenaf untuk interior
7
COMERCIAL DEVELOPMENT 22/08/2016
Microcrystalline keratin protein fiber (schmidt USA) Keratin fiber nonwoven for erosion control (George USA) Keratin fiber for nanofilrattion (Misra, USA) Bamboo fiber reinforced Plastic (Yamaguci, JPN) Regenerate Celulose Reinforced Plastic (Netravali, USA)
Serat/2012
8
22/08/2016
RECENT RESEARCH ADVANCE Spider fiber by biomimicry (turner, Canada) Engineering properties of spider fiber (Ko, USA) Nanoparticel reinforced plastic (Fisher, NL) Chitosan and albinate fibers for medical use (Struszczyk, Poland) Chitosan biopolymer-silica hybrid aerogel (Risen, USA)
Serat/2012
9
A. SERAT TUMBUHAN 22/08/2016 Serat/2012
Biasanya tersusun atas selulosa, hemiselulosa, dan kadang-kadang mengandung pula lignin. Selulosa merupakan isomer β-glukan dari pati, dan bersifat tidak larut. Hemiselulosa tersusun dari sejumlah polimer yang berbeda. Struktur utama hemiselulosa terdiri dari arabinosa, galaktosa, dan glukosa dengan rantai sisi terdiri dari arabinosa, galaktosa, dan asam glukoronat.
10
22/08/2016 Serat/2012
Serat tumbuhan digunakan sebagai bahan pembuat kertas dan tekstil. Lignin adalah senyawa aromatik yang tersusun dari polimer fenil propan. Contoh dari serat jenis ini yaitu katun dan kain ramie.
11
SELULOSA
Selulosa merupakan serat-serat panjang yang bersamasama hemiselulosa, pektin, dan protein membentuk struktur jaringan yang memperkuat dinding sel tanaman.
22/08/2016
Serat/2012
12
22/08/2016 Serat/2012
13
1. SERAT KAPAS (GOSSYPIUM ARBOREUM) Paling banyak digunakan sebagai bahan busana. Bahan tekstil sejak 5000 tahun SM. Kapas diperoleh dari tanaman semak dengan tinggi sekitar 30-120 cm. Penggolongan serat kapas : kapas serat panjang, medium, dan pendek. Serat kapas rambut biji tanaman jenis Gossypium. Spesies yang berkembang menjadi tanaman industri ialah kapas Gossypium Hirsutum (kapas Upland atau kapas
22/08/2016 Serat/2012
Amerika) karena menghasilkan kapas dengan mutu tinggi . Kapas Upland 87% dari produksi kapas dunia. Pemetikan : dengan tangan (lebih bersih tetapi pengerjaannya lama) dan mesin (batang dan daun kapas ikut terbawa). Pasca panen kapas : dibersihkan (ginning)
14
Grade warna kapas berdasar United States Standard Act : 1. Strict good middling (SGO) 2. Good middling (GM) 3. Strict middling (SM) 4. Middling (M) 5. Strict low middling 6. Low middling 7. Strict good ordinary 8. Good ordinary Kotoran hasil panen kapas : daun, ranting, kulit batang, biji, pecahan biji, rumput, pasir, minyak dan debu.
22/08/2016 Serat/2012
15
Serat/2012
22/08/2016
Faktor penentu mutu : grade, panjang stapel dan karakter. Grade kapas : warna, kotoran dan persiapan persiapan serat kapas.
Pembagian grade dalam kelompok warna berdasarkan atas derajat warna cerah atau kusam, artinya grade yang lebih tinggi mempunyai warna yang lebih cerah dari grade yang lebih rendah.
16
2. SERAT KAPUK RANDU (CEIBA PERTANDRA) Sifat serat getas, tidak menyerap air, meng-embang, tidak elastik dan kelentingannya (resiliency) tinggi.
22/08/2016
Serat/2012
17
3. SERAT JUTE (CORCORUS OLIOTIRUS) Serat/2012
Diambil dari batang kecil, tinggi dan lurus. Dipakai sebagai bahan kemasan untuk pembungkus atau karung.
22/08/2016
18
4. SERAT KENAF (HIBISCUS CANNABINUS) Serat/2012
Produk hanya untuk kemasan, karung, dan tali. Dapat dijadikan bahan kertas. Batang kenaf menghasilkan dua jenis serat, yaitu bagian luar batang seratnya lebih kasar dibandingkan bagian dalam batang.
22/08/2016
19
5. SERAT RAMI (BOEHMERIA NIVEA) 22/08/2016 Serat/2012
Putih, kuat, saat basah kekuatan akan bertambah, berkilau seperti sutera, kaku, kelentingan rendah, mudah kusut, keelastikan rendah, rapuh, merupakan serat batang yang terpanjang. Rami banyak dipakai untuk kain celana, baju, taplak meja dan sapu tangan Kekuatan 4X linen, 6X sutera dan 7X kapas.
20
Tanaman Rami
22/08/2016 Serat/2012
21
SIFAT MEKANIS BEBERAPA SERAT ALAM 22/08/2016
Serat
Diamete r (mm)
Massa jenis (kg/m3)
Modulus young (Gpa)
Kekuata n tarik (Mpa)
Reganga n
Bambu
-
0,1-0,4
1500
27
575
3
Pisang
-
0,8-2,5
1350
1,4
95
5,9
Sabut
50-350
0,1-0,4
1440
0,9
200
29
Flax
500
NA
1540
100
1000
2
Jute
18003000
0,1-0,2
1500
32
350
1,7
Kenaf
30-700
0,04-0,09
-
22
295
-
Sisal
-
0,5-2
1450
100
1100
-
Serat/2012
Panjan g (mm)
22
KOMPOSISI KIMIA SERAT ALAM 22/08/2016 Serat/2012
23
B. SERAT HEWAN (PROTEIN)
Serat/2012
hewan, umumnya tersusun atas protein tertentu. Contoh dari serat hewan yang dimanfaatkan oleh manusia adalah serat laba-laba (sutra), beraneka rambut, kulit, dan bulu domba (wol). Domba, Kelinci, Kambing (keluarga caprinae) Protein ini tersusun atas: Karbon, Hidrogen, Oksigen. Nitrogen dan Sulfur Dikombinasikan menjadi 19 asam amino polipeptida
22/08/2016
Serat
24
22/08/2016 Serat/2012
25
22/08/2016 Serat/2012
26
1. SUTERA dari sarang kepompong ulat sutera (Morus
alba) mori (kualitas baik) dan ulat tussah (kurang
baik) Sifat-sifat sutera sebagai berikut : 1. Jika diremas berbunyi gemerisik 2. Licin, halus dan berkilau 3. Sangat higroskopis 4. Sangat kuat dan akan berkurang kekuatannya dalam keadaan basah 5. Terasa dingin kalau dipakai
Serat/2012
Bombyx
22/08/2016
Berasal
27
22/08/2016 Serat/2012
6. Tidak tahan panas tinggi dan sinar matahari, dapat merusak kain sutera dan menyebabkan warna kuning. 7. Tahan ngengat, tetapi tidak tahan obat kelantang dan asam pekat.
28
2. WOL 22/08/2016 Serat/2012
Dari bulu domba keriting atau biri-biri (Ovis aries) Terbaik : dari bagian bahu dan lambung. Terburuk : dari bagian kaki dan kepala. Sifat-sifat wol yaitu :
1. Sangat pegas atau kenyal (elastis) sehingga wol tidak kusut 2. Mudah dibentuk dalam keadaan panas dan lembab 3. Dapat menyerap air banyak tetapi perlahan-lahan dan bila sudah basah, lama untuk kering. 29
22/08/2016 Serat/2012
4. Hangat, karena bulunya yang keriting 5. Tidak tahan ngengat dan chloor serta obat kelantang 6. Jika dibakar seperti bau rambut terbakar, ujungnya bundar dan rapuh
30
Domba Merino
•
Kegunaan
Serat/2012
22/08/2016
Textil Melapisi permukaan pemukul piano Menyerap bau dan suara dari mesin berat Yunani kuno sebagai pelindung dada dan Helm Popok wol + lanolin
Total produksi 1,3 juta ton Australia : 25% produksi wol Cina : 18% Selandia baru : 11%
Jenis Domba: Merino : menghasilkan jenis serat yang lebih halus Lincoln & Romney : serat kasar untuk karpet
31
KARAKTERISTIK WOL dan Kerutan
Serat/2012
Sisik kemudahan di sambung Kerutan ketebalan (Isolasi panas) Daya pegas (serat wol 20.000, katun 3000 sutra 2000 kali) Absorbansi
22/08/2016
Sisik
Wol higroskopis Menyerap air sampai 30%
32
KUALITAS WOL
Kehalusan serat Panjang serat Struktur Warna Kebersihan Tingkat kerusakan
Serat/2012
oleh:
22/08/2016
Dipengaruhi
33
PANJANG SERAT
•
Pedaging
•
3-5 inci diameter 12-24 mikron
1,5-6 inci
Serat/2012
22/08/2016
Merino
Kerusakan:
Stress pada domba muncul titik pada pertumbuhan bulu mudah patah
34
PENGGOLONGAN WOL (DIAMETER) 22/08/2016 Serat/2012
< 17,5 – 22,6 mikron merino < 24,5 mikron fine 24,5 – 31,4 mikron medium 31,5 – 35,4 mikron fine crossbred 35,5 mikron coarse crossbred Secara umum serat dengan diameter < 25 mikron digunakan untuk garmen
35
KLASIFIKASI WOL Woolens
Worsteds
Panjang serat yang digunakan 1-3 inci
Lebih dari 3 inci
Benang
Lebih tebal, keeratan rendah, ketahanan tarik rendah
Benang lebih tipis Keeratan tingi Ketahana tarik tinggi
Kenampakan kain
Kain lebih lembut Kain lebih berat
Kain lebih berserabut Ukuran lebih tipis dan ringan
Kegunaan
Sweater, karpet, jas wol
Baju, gaun
Serat/2012
Proses
22/08/2016
Jenis Perbedaan
36
TEKNOLOGI PROSES
Serat/2012
Dilakukan pada musim semi Tempat pencukuran : Shearing shed Pencukur cepat : gun shearer Pencukuran non mekanik CSIRO
22/08/2016
Pencukuran
Protein perusak serat + penahan
Pegelompokan
Panjang serat Tingkat kekotoran (sisa makanan dan rumput) diameter 37
Pencucian
Membersihkan minyak dan lemak Minyak lanolin mentah byproduct Tingkat kemurnian bulu domba dari 30%-70%
(blending)
Benang wol dapat dicampur denan serat alami / sintesis ALMERA = wol + katun Wol-polyester Wol-nylon Wol-rayon Wol-sutra
Serat/2012
Pencampuran
22/08/2016
38
Serat/2012
Dyeing Pencelupan Stock dyeing = pewarnaan awal Yarn dyed = pewarnaan setelah dibuat benang
22/08/2016
Pewarnaan
39
C. SERAT MINERAL Serat/2012
mineral, umumnya terbuat dari asbestos karena saat ini asbestos adalah satu-satunya mineral yang secara alami terdapat dalam bentuk serat. Memiliki sifat karsinogenik sehingga dilarang dari tekstil konsumen.
22/08/2016
Serat
40
II. SERAT SINTETIK 22/08/2016 Serat/2012
Serat buatan yang bahan dasarnya tidak tersedia secara langsung dari alam, salah satu bahan kain dari serat sintetis ialah Polyester. Diameter serat sintetik ditentukan menurut keperluannya. Hal ini disebabkan karena ukuran seratnya dapat diatur dengan ukuran lubang spinneret pada pemintalan serat dan besarnya peregangan sewaktu atau setelah proses pemilinan. Kehalusan serat atau benang sintetik dinyatakan dalam satuan denier.
41
22/08/2016 Serat/2012
Serat sintetik sendiri ada yang dari bahan alam disebut serat setengah buatan (half synthetics) dan dari bahan hasil pengolahan residu minyak bumi disebut serat sepenuhnya buatan (full synthetics). Pembentukan filamen dipengaruhi oleh viskosatas larutan, tegangan permukaan cairan dan waktu pengerjaan.
42
SERAT SINTETIS/BUATAN 22/08/2016
Organik
An-organik Polimer buatan
Alginat
Kimia/bahan tambang
Serat/2012
Polimer alam
Gelas logam silikat
Sellulosa Ester Sellulosa : - Asetat (skunder) - Triasetat Sellulosa Regenerasi (Rayon) : - Kupramonium - Asetat-sellulosa disabun kan - Viskosa Protein : - Casein - Zein
43
1. RAYON Rayon
22/08/2016 Serat/2012
berasal dari bahan dasar selulosa kayu atau selulosa linters pendek. Pada proses pembuatannya, dari selulosa kayu atau linters dicampur dengan bahan kimia, lalu dikembalikan menjadi selulosa dalam bentuk lois yaitu dalam bentuk benang. Bila sudah menjadi kain maka permukaan rayon ini seperti sutera tetapi lebih berkilau.
44
Sifat-sifat rayon sebagai berikut : 22/08/2016 Serat/2012
1. Sangat licin dan berkilau tajam permukaannya. 2. Kurang kuat jika dibandingkan dengan serabut selulosa. 3. Dalam keadaan basah kekuatannya berkurang sekitar 50%. 4. Tidak tahan asam, cendawan dan ngengat. 5. Lebih mudah dan banyak mengisap air. 6. Pengantar panas yang baik, jika diraba terasa dingin. 7. Kurang kenyal dan lekas kusut 8. Agak tahan setrika dan sinar matahari.
45
2. POLIESTER 22/08/2016 Serat/2012
Polimer yang diperoleh dari reaksi senyawa asam dan alkohol. Sifat –sifat nya : 1. Mudah penanganannya (easy care) 2. Dicuci langsung dipakai (wash and wear) 3. Tahan kusut dan awet 4. Kekuatan dan ketahanan terhadap gosokan serat poliester tinggi
46
22/08/2016 Serat/2012
5. Tahan terhadap asam maupun basa yang lemah 6. Tahan terhadap serangga, jamur dan bakteri 7. Serat poliester : memanjang seperti silinder dan penampang lintangnya bulat.
47
III. TEKSTIL
Dapat berasal dari serat alam dan sintetis. Ciri serat tekstil : 1. Ukuran panjang pada umumnya beberapa ratus kali lebih besar dari pada ukuran diameternya. 2. Diameter kecil. 3. Lembut dan liat. Benang : monofil dan multifilamen
Serat/2012
non-woven fabrics).
22/08/2016
Tekstil adalah material lembaran yang fleksibel terbuat dari benang dari hasil pemintalan serat pendek (stapel) atau serat berkesinambungan (filamen) yang kemudian ditenun, dirajut atau dengan cara penyatuan serat berbentuk lembaran menggunakan atau tanpa bahan perekat yang dipres (disebut
48
Penyimpanan 2-5 tahun : Warna kapas akan makin tua dan dapat ditumbuhi jamur. Sifat Kapas : 1. Mulur : berkisar antara 4-13% dengan rata-rata 7%. 2. Afinitas besar terhadap air. 3. Serat kapas kering : kasar, rapuh dan kekuatannya rendah. 4. Moisture regain : bervariasi sesuai perubahan kelembaban relatif, pada kondisi standar antara 7-8,5%. 5. Berat jenis kapas 1,50 – 1,56.
22/08/2016 Serat/2012
49
22/08/2016 Serat/2012
50
