nip gauge 2

BAB II

PENDEKATAN TEORI

2.1       Tinjauan Tentang Mesin Gill

2.1.1    Mesin Gill Pada Sistem Pemintalan Worsted

Berbeda dengan sistem pemintalan kapas, pada sistem pemintalan Worsted tidak menggunakan mesin Drawing, tetapi mempergunakan Mesin-Mesin Gill untuk penyesuaian dengan bahan bakunya. Namun pada prinsipnya, dilihat dari fungsi dan cara kerja di Mesin Gill tidak jauh berbeda dengan Mesin Drawing. Perbedaan utama pada kedua mesin tersebut adanya deretan sejumlah sisir yang disebut Faller yang terdapat diantara pasangan rol peregang depan dan pasangan rol peregang belakang.

Sistem peregangan yang terjadi pada Mesin Drawing pada dasarnya adalah perbedaaan kecepatan permukaan antara rol peregang depan dan rol peregang belakang. Jarak antara dua pasangan rol peregang tersebut adalah tergantung dari panjang stapel serat yang diproses. Tetapi apabila sliver yang diregangkan adalah terdiri dari serat-serat staple panjang dan variasi panjang stapel seratnya sangat besar, maka agar gerakan serat dapat terkendali dengan baik diantara dua pasangan rol peregangnya harus terdapat alat yang dapat mengantarkan serat-serat tersebut.

Mesin Gill pada sistem pemintalan Worsted adalah mesin yang diantara dua pasang rol peregangnya terdapat sisir-sisir sebagai alat pengantar hingga dapat memproses sliver dengan variasi panjang stapel serat yang sangat besar. Disebut demikian karena diantara dua pasang rol peregangnya terdapat alat pengantar yaitu faller yang bentuknya mirip insang pada ikan.

2.1.2    Jenis-Jenis Mesin Gill

Semua Mesin-Mesin Gill pada prinsipnya mempunyai bagian pokok yang sama yaitu “Gill Box”, sehingga mempunyai fungsi pokok yang sama pula. Tetapi diantaranya ada yang mempunyai kekhususan peralatan yang disesuaikan dengan keperluannya. Mesin-Mesin Gill yang dipergunakan pada sistem pemintalan Worsted ini terdiri dari 5 tahap, yaitu :

1.    After Gill (AG)

Mesin ini adalah Mesin Gill pertama yang dilalui bahan setelah Mesin Roller Card. Disini tidak terdapat perlengkapan khusus. Disamping fungsi pokoknya untuk mensejajarkan serat, pada Mesin After Gill ini dilakukan rangkapan        (doubling) sebanyak 8 atau 10 dengan hasil akhir berupa gulungan sliver dalam bentuk top ball.

2.    Mixing Gill (MG)

Sesuai dengan namanya, Mesin Gill ini diutamakan pada masalah pencampuran antara hasil mesin seydel (sebagai komponen yang mengkeret besar) dengan hasil dari mesin after Gill (merupakan komponen yang tidak mengkeret) untuk mencapai kerataan yang lebih baik. Rangkapan yang dilakukan disini disesuaikan hasil yang diinginkan. Hasil proses dari Mesin Mixing Gill adalah berupa gulungan sliver dalam can.

3.    Auto Leveller Gill (ALG)

Berbeda dengan Mesin Gill yang lain, pada mesin ini dilengkapi dengan peralatan pengontrol dan pengeluaran sehingga diharapkan hasilnya akan jauh lebih rata. Yang mengatur kerataan ini adalah rol pengukur (Measuring Roller) dan rol pengontrol (Checking Roller). Peralatan tersebut bekerja secara otomatis, sehingga kesalahan hasil mesin ini dapat diperkecil supaya proses selanjutnya dapat mencapai tujuan. Di Mesin After Leveller Gill ini dilakukan rangkaian sebanyak 6 atau 8 dengan hasil akhir berupa sliver dalam can.

4.    High Speed Gill (HSG) dan Bi Coiler Gill (BCG)

Kedua mesin ini mempunyai fungsi yang sama yaitu menyempurnakan proses pada Mesin-mesin Gill sebelumnya dan menyesuaikan hasil akhirnya yang berupa sliver untuk keperluan proses selanjutnya. Perbedaan dari kedua mesin ini terletak pada penyuapan dan banyaknya delivery. Pada Mesin High Speed Gill penyuapan rangkap 5 dan mempunyai 2 delivery dengan menghasilkan sliver dalam 1 can, sedangkan pada Mesin Bi Coiler Gill penyuapan rangkap 3 dan mempunyai 4 delivery dan menghasilkan sliver dalam 2 can. Pada mesin ini juga putaran cannya berputar bolak balik setiap setengah putaran, dengan maksud menghindari penumpukan sliver satu sama lainnya.

2.1.3    Intersextor Gill Box

Berbagai macam bentuk atau tipe Gill Box pada Mesin Gill diciptakan sesuai dengan jenis bahan baku yang dip roses Gill Box dari Mesin Bi coiler Gill yang digunakan dalam pengamatan ini adalah Intersextor Gill Box. Disini jumlah Fallernya di bagi dua, yaitu sebagian terletak di atas dengan jarumnya menghadap ke bawah, dan sebagian lagi terletak di bawah dengan jarumnya menghadap ke atas. Apabila Mesin Gill ini bekerja, sliver yang diproses terletak atau terselip diantara jarum-jarum Faller tersebut. Untuk lebih jelasnya skema dari Gill Box dapat dilihat pada Gambar II.2.1 di bawah sedangkan jalannya proses di mesin Bi Coiler Gill dapat dilihat pada Gambar II.2.2 pada halaman 8.

Gambar II.2.1 SKEMA GILL BOX

Sliver yang diproses oleh pasangan rol peregang disuapkan diantara jarum-jarum Faller yang bergerak ke depan sesuai dengan anak panah pada gambar diatas dengan kecepatan relatif sama atau sedikit lebih besar dari kecepatan permukaan rol belakang. Jarum-jarum Faller mula-mula menembus sliver, kemudian menyertai gerakan sliver ke depan kearah pasangan rol peregang depan. Setelah serat-serat mencapai pasangan rol peregang depan, serat-serat tersebut mengalami proses penarikan atau pencabutan oleh rol tersebut, hal ini terjadi Karen serat-serat dijepit oleh Nip Roll dan Top Front Roll, dimana rol-rol ini mempunyai kecepatan permukaan jauh lebih besar dari kec Faller.

Gambar II.2.2 JALANNYA PROSES DI MESIN BI COILER GILL

Keterangan Gambar :

1.        Can Feeding.

2.        Sliver High Speed Gill.

3.        Penghantar.

4.        Separator.

5.        Rol belakang.

6.        Separator.

7.        Feed Widht.

8.        Fallers.

9.        Nip Roll.

10.      Rol depan bawah.

11.      Rol depan atas.

12.      Guide.

13.      Guide rol.

14.      Stop Motion.

15.      Coiller.

16.      Delivery Can.

2.1.4    Prinsip Gilling

Pada dasarnya proses yang terjadi di dalam Gill Box dapat dijelaskan sebagai berikut :

1.          Pengantar serat dari jepitan rol belakang ke jepitan rol depan yang dilakukan oleh jarum-jarum Faller yang terletak diantara rol depan dan rol belakang.

2.          Proses penyisiran serat (Combing Operation)

Proses penyisiran serat (Combing Operation) dilakuakan untuk meluruskan dan meningkatkan pensejajaran serat. Penyisiran dapat mempengaruhi keragaman panjang serat yang dihasilkan karena adanya proses pensejajaran serat tadi. Proses penyisiran ini terjadi setelah sliver disuapkan oleh rol belakang. Jarum-jarum Faller menembus sliver dan menyisir ujung-ujung serat. Hal ini tidak selalu terjadi, dan hanya terjadi bila Faller mempunyai kecepatan yang lebih besar dari pada kecepatan rol belakang.

3.          Proses pelurusan serat (Straightening Operation)

Proses pelurusan serat (Straightening Operation) terjadi di daerah depan sewaktu sliver diregangkan. Serat-serat dijepit dan ditarik oleh nip rol dan rol depan. Sewaktu ujung depan serat-serat ditarik, ujung belakangnya masih berada diantara jarum-jarum Faller. Peristiwa penarikan ini menyebabkan adanya gesekan antar serat-serat dengan jarum-jarum Faller, atau terjadi gesekan antara seratnya sendiri. Saat seperti inilah terjadinya proses pelurusan serat tadi. Gambar II.2.3 di bawah ini menunjukan daerah terjadinya proses pelurusan serat terhadap serat-serat yang sedang diproses pada Mesin Gill.

Gambar II.2.3. TEMPAT PELURUSAN SERAT PADA MESIN GILL

2.2       Tinjauan Tentang Faller

2.2.1    Jarum-Jarum pada Faller

Dilihat dari fungsinya Faller memegang peranan yang sangat penting dalam Mesin Gill. Faller sendiri merupakan deretan jarum-jarum yang terpasang secara melintang pada celah batang Faller, jarum Faller pada Mesin Gill ini memegang peran bukan hanya alat pengantar serat-serat dari rol penyuap ke rol depan, namun dikatakan pula sebagai alat yang dapat mengontrol gerakan serat-serat dalam sliver yang sedang diregangkan dalam Gill Box. Pada saat bekerja jarum-jarum tersebut berjalan ke depan dengan kecepatan yang dapat diatur disesuaikan dengan bahannya.

Apabila diperhatikan lebih seksama, ternyata Faller-Faller yang digunakan pada masing-masing Mesin Gill mempunyai jarum-jarum yang berbeda, dari mulai kasar menjadi makin halus. Jumlah Faller pada tiap mesin ada 84 buah, 42 buah di atas menghadap ke bawah dan 42 buah di bawah menghadap ke atas, dan pada saat bekerja 48 buah,24 buah di atas dan 24 buah di bawah sedangkan yang lainnya dalam posisi tidak bekerja. Posisi jarum-jarum yang sedang bekerja untuk tahap awal masuknya lebih dalam sedang pada tahap berikutnya makin merenggang. Hal tersebut dilakukan dengan tujuan untuk mencapai effektivitas kerja penyisiran dan pelurusan yang berlangsung secara bertahap.

2.2.2    Gerakan Faller

Pada Mesin Gill posisi dari batang-batang Faller yang lengkap dengan jarum-jarumnya terletak berjajar diantara rol depan dan rol belakang. Faller-faller tersebut dapat bergerak ke depan karena bertumpu pada saddle, dan didorong ke depan oleh ulir dari screw shaft yang berputar, setelah sampai di ujung depan dari screw shaft. Faler–faller tersebut dilempar ke atas atau dijatuhkan ke bawah oleh         cam-cam yang terletak di ujung depan screw shaft. Kemudian Faller-faller ini diterima oleh screw shaft yang lain. Karena screw shaft yang menerima faller ini berputar dengan arah yang berlawanan, akibatnya Faller-faller dapat dibawa kembali ke belakang dalam posisi tidak bekerja. Demikian seterusnya seperti hasilnya pada Gambar II.2.4 yang menunjukan alat penggerak faller yang bekerja pada sebuah Gill Box.

Gambar II.2.4 DIAGRAM ALAT PENGGERAK FALLER

Keterangan Gambar :

1.      Top Front Conductor

2.      Bottom Front Conductor

3.      Tension Spring

4.      Saddle

5.      Faller

6.      Top Back Conductor

7.      Bottom Back conductor

Pada bagian bawah diperlukan dua pasang Screw Shaft, demikian pula pada bagian atasnya. Jadi jumlah Screw Shaft yang terpasang pada sebuah Gill Box adalah empat pasang. Kemudian pada Gambar II.2.5 pada halaman 12 menunjukan Faller yang telah mencapai ujung depan dari Screw Shaft. Cam-cam mendorong Faller arah screw Shaft yang lain, dan Front Conductor mempunyai tugas menahan Faller agar tidak terlempar lepas. Perpindahaan Faller di bagian belakang dari Screw Shaft dilakukan dengan cara yang sama dengan perpindahan Faller di bagian depan dari Screw Shaft.

Gambar II.2.5 DIAGRAM PERPINDAHAN FALLER OLEH CAM TRIPLE THREAD

Keterangan Gambar :

1.      Top Screw Shaft.

2.      Cam Middle Top Screw Shaft.

3.      Cam Middle Bottom Screw Shaft.

4.      Bottom screw Shaft.

5.      Top Front Conductor.

6.      Bottom From Conductor.

7.      Faller.

2.2.3    Kecepatan Faller

Besarnya kecepatan Faller dapat diatur disesuaikan dengan ketentuan yang telah ditetapkan atas dasar pertimbangan tahap proses yang dikehendaki. Namun kecepatan tersebut dapat diketahui dari perhitungan : Faller drops per menit x Pitch dari Screw Shaft dimana nilai dari faller drops per menit didapat dari Rpm Screw Shaft x jumlah ulir Screw Sahft

 2.2.4   Penyetingan Pada Mesin Gill         

Pada dasarnya semua setingan pada Mesin Gill hampir sama kecuali untuk peralatan khusus yang tersedia pada masing-masing Mesin Gill. Salah satu penyetelan yang sama pengerjaannya adalah pada bagian Nip gauge ini. Apabila penyetelan terlalu terbuka, control terhadap serat-serat yang pendek akan menjadi berkurang, sebab sewaktu terjadi peregangan serat-serat pendek tidak terjepit oleh rol depan dan tidak pula terkontrol oleh jarum-jarum Faller. Sedangkan bila penyetelan terlalu dekat, kontrol terhadap serat-serat panjang akan menjadi berlebihan, karena sewaktu terjadi peregangan bila ujung depan serat panjang sudah mulai dijepit dan ditarik oleh rol depan, ujung belakang dari serat terletak diantara jarum-jarum Faller masih panjang. Keadaan seperti ini akan menimbulkan reaksi yang besar terhadap peregangan, karena adanya friksi yang besar antara serat dengan jarum Faller atau Friksi anatar serat sendiri. Akibat dari keadaan seperti ini adalah kemungkinan terjadinya serat untuk putus menjadi semakin besar, dan yang paling parah adalah jarum Faller sendiri yang bengkok dan patah.

Untuk penyetelan Nip gauge ini sendiri memegang peranan yang sangat penting, karena pada daerah ini terjadi regangan yang besar. Menurut H. Walker dalam bukunya “Worsted Drawing and Spinning” disebutkan bahwa Front Setting dalam hal ini jarak Nip gauge merupakan pengaturan yang paling utama karena menentukan tingkatan dimana serat yang pendek dikendalikan, sehingga konsekuensinya penyesuaian ini memerelukan perhatian yang lebih. Namun sampai sekarang belum ada ketentuan tegas mengenai hal ini, apalagi untuk jenis serat yang berbeda. Sehingga dari kenyataan ini agak sulit untuk menetapkan jarak ideal yang dapat mengontrol serat-serat pendek yang berada diantara rol depan dan jarum-jarum faller. Untuk dapat membuat sliver dengan mutu baik, caranya hanyalah dengan sistem mencoba tanpa melupakan spesifikasi mesin ataupun komposisi bahan bakunya.

2.3       Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Penyetelan Nip Gauge

Terlepas dari hal diatas, perlu diperhatikan juga faktor-faktor yang dapat mempengaruhi terhadap penyetelan Nip Gauge itu sendiri, diantaranya :

1.         Panjang serat yang diproses

          Semakin panjang serat yang diproses, maka semakin jauh pula penyetelan jarak Nip gaugenya.

2.         Kondisi sliver yang diproses

          Untuk masalah ini ditentukan oleh dua hal. Yang pertama adalah besarnya berat per satuan panjang sliver yang diolah, atau berat sliver yang diproses. Kemudian yang kedua adalah tebal tipisnya sliver yang disuapkan oleh rol belakang. Menurut “Manual Book High Speed Gill” tebal tipisnya sliver yang disuapkan dapat diatur oleh lebar daerah penyuapan sliver atau feed wide. Makin lebar feed wide, maka makin tipis sliver yang disuapkan diantara jarum-jarum faller. Bila sliver yang disuapkan makin tipis, maka makin pendek jarum faller yang menembus sliver. Keadaan ini menyebabkan gesekan antara jarum faller dengan serat semakin berkurang. Hingga lebih memungkinkan untuk memprkecil jarak front setting.

3.         Mutu sliver yang diproses

          Mutu sliver ini sebagian besar ditentukan oleh proses sebelumnya. Dalam kondisi ideal, makin banyak passage mesin yang mengolah sliver, maka makin bagus mutu dari sliver tersebut. Sliver yang bermutu bagus ialah sliver yang serat-seratnya telah sejajar dan searah dengan sumbu sliver atau telah berorientasi terhadap sumbu slivernya. Keadaan sliver seperti ini, lebih memungkinkan untuk memperpendek jarak setting.

2.4       Tinjauan Bahan Baku

2.4.1    Serat Akrilik

Berbeda dengan serat-serat alam yang sifatnya diciptakan oleh alam, maka sifat-sifat serat akrilik dibuat sesuai dengan kebutuhan pada sifat yang dikehendaki misalnya panjang, kehalusan, bentuk penampang, crimp, warna, dan lain-lain. Serat akrilik dibuat dengan menggunakan minyak, batubara, gas alam, udara, dan air. Bahan baku pembuatan serat akrilik adalah akrilonitril yang dibuat dengan metode petrokimia. Menurut Gohl, E. P. G dalam bukunya “textile For Modern Living” serat akrilik adalah serat buatan yang diproduksi mempunyai beberapa ciri-ciri yang mirip dengan wol dan penampilan yang unggul seperti kekuatan, daya tahan, resistansi terhadap mikro organisme, daya resistansi terhadap sinar matahari, serta tahan kusut. Namun demikian, dilain pihak serat akrilik mempunyai kekurangan terutama daya absorbsinya yang sangat rendah. Hal ini akan mengakibatkan kenyamanan pakainya juga rendah.

2.4.2    Vonnel

Sebenarnya ada beberapa macam serat lainnya yang juga dibuat dengan polimerisasi aktrionitril dan dibagi dalam dua grup. Grup pertama adalah akrilik, dimana terdapat Vonnel, Exlan, Acrilan, Orlon, dan sejenisnya. Sedangkan grup kedua adalah Kanekalon, Dynex, Verel, dan sejenisnya. Semua jenis serat-serat ini mempunyai sifat yang sama atau kalaupun ada perbedaan tidaklah begitu besar. Atas dasar kemiripan sifat-sifat serat ilmiah inilah maka dapat dikatakan bahwa penelitian terhadap karakteristik salah satu serat ini dapat dikatakan bahwa penelitian terhadap karakteristik salah sarut serat ini dapat mewakili jenis yang lainnya. Vonnel sendiri mempunyai sifat yang hampir sama dengan serat wool serat banyak memiliki kelebihan-kelebihan khas yang tidak dimiliki serat lainnya.

2.4.2.1 Sifat-Sifat Serat Vonnel

Serat-serat Vonnel yang digunakan pada pengujian kali ini mempunyai beberapa macam sifat fisika dan kimia yaitu :

1.        Sifat Fisika

Sifat-sifat fisika sera Vonnel, diantaranya :

1.      Memiliki  spesifikasi seperti tertera pada Tabel II.2.1 berikut ini :

Tabel II.2.1 SIFAT FISIKA SERAT VONEL

Sumber : Dyeing and Finishing of Vonnel. Chort Company, Ltd, Osaka, Japan, 1974

2.      Berwarna putih dan bersifat bulky, sehingga mempunyai kenampakan dan pegangan yang berat.

3.      Memiliki sifat elektronik.

4.      Sangat tahan terhadap sinar matahari.

5.      Tahan terhadap jamur dan serangga.

6.      Mempunyai pegangan yang penuh dan hangat dan tidak mudah kusut.

7.      Dapat dibuka dan diuraikan dengan mudah.

2.        Sifat Kimia

Sifat-sifat kimia yang dimiliki oleh serat Vonnel, diantaranya :

1.      Dapat dicelup dengan zat warna disperse, kation, serta asam.

2.      Daya tahan baik terhadap asam kuat, asam lemah, dan akali lemah.

3.      Daya tahan yang kurang baikterhadap alkali kuat.

4.      Mempunyai daya serap yang baik sekali.

5.      Mempunyai sifat termoplastik sehingga akan mudah meleleh bila dipanaskan.

2.4.2.2 Mutu Benang Vonnel

 Pada akhirnya, proses pembuatan benang di harapkan untuk menghasilkan mutu yang baik. Mutu benang adalah keadaan benang yang di tentukan oleh sifat-sifatnya. Diantara beberapa sifat yang dimaksud adalah :

1.      Nomor Benang

Nomor benang adalah ukuran yang memperlihatkan kehalusan benang yang ditentukan oleh perbandingan antara panjang dan beratnya. Penomoran benang sendiri terdiri dari dua macam, yaitu penomoran secara langsung dan penomoran secara tidak langsung.

2.      Ketidakrataan Benang

Ketidakrataan benang adalah nilai yang menunjukan penyimpangan berat per satuan panjang dari harga rata-ratanya. Tingkat ketidakrataan benang ini ditandai dengan adanya bagian yang menipis (thin) dan bagian yang menebal (thick).

3.      Kekuatan Benang

Kekuatan Benang yang dinyatakan dalam kekuatan per helai adalah besarnya gaya yang diperlukan untuk memutuskan satu helai benang contoh uji kekuatan benang ditentukan oleh beberapa factor, antara lain :

1.      Panjang Serat

Makin panjang serat, maka makin baik pula kekuatan benangnya.

2.      Kekuatan Serat

Makin kuat seratnya, secara langsung menunjang pula kekuatan benangnya.

3.      Kahalusan Serat

Makin halus seratnya, makin kuat pula benangnya dengan bertambahnya gesekan antar serat karena makin banyak serat dalam benang

4.     Mulur Benang

Mulur benang adalah pertambahan panjang benang sewaktu benang putus karena adanya gaya tarik.

2.5       Pengolahan Data

Dalam pengolahan data hasil pengujian dipakai perhitungan-perhitungan seperti dibawah ini :

2.5.1    Nilai Rata-Rata

Rata-rata perhitungan adalah sebagai berikut :

 dimana :

 = nilai rata-rata hitung

 = nilai pengamatan ke-i

n = banyaknya pengamatan

2.5.2    Standar Deviasi

Perhitungan Standar Seviasi adalah :

SD =

 dimana :

SD = standar deviasi (simpangan baku)

 = nilai pengamatan ke-i

 = nilai rata-rata hitung

n = banyaknya pengamatan

2.5.3    Koefisiensi Variasi

Perhitungan Koefisiensi Variasi adalah :

CV =

dimana :

CV = koefisien variasi

SD = standar deviasi

 = nilai rata-rata hitung

2.5.4    Error

Perhitungan Error adalah :

 Dimana :        

E          = kekeliruan (%)

 t          = faktor probabilitas, dengan t = 1,96

 CV      = koefesien variasi (%)

 n         = banyak pengamatan

untuk vahan tekstil dengan nilai Error berkisar 2% - 5% diasumsikan sampel masih bisa ditindaklanjuti.

2.6       Analisis Statistik

2.6.1    F test

Analisa F test dapat digunakan sebagai kriteria untuk menguji hipotesa bahwa variansi dari dua populasi berbeda atau sama. Untuk mendapatkan harga F test digunakan rumus :

1.  F hitung

F hitung = , jika S₁ > S2

F hitung = , jika S₁ < S₂

2.   F tabel

F tabel = F α (n₁ – 1, n₂ – 1)

dimana :

1.   Tingkat kepeercayaan = 95% (α = 5%)

2.   Hipotesa :

     H₀ = harga kedua variasi sama.

     H_i = harga kedua variasi berbeda

3.   Kesimpulan :

     H_o diterima jika F_hitung < F_tabel (a=5%), artinya kedua variasi sama.

     H_i diterima jika F_hitung > F_tabel artinya kedua variasi berbeda.

2.6.2    T test

analisa t test digunakan untuk mengetahui apakah harga rat-rata dari variansi pengujian yang dilakukan berbeda atau sama. Adapun untuk mengetahui harga dari t test digunakan rumus :

Rumus t test untuk variasi yang sama :

1.      t hitung

t hitung

2.      t tabel

t tabel = tα (dk), dengan dk = - 2

Rumus t test untuk variasi yang berbeda :

1.      t hitung

       t hitung

2.      t tabel

t tabel = tα (dk), dengan

dk =

 dimana :

1.      dk = derajat kebebasan

2.      Tingkat kepercayaan = 95% (α = 5 %)

3.      Hipotesa

 H₀ = harga kedua variasi sama.

        H_i = harga kedua variasi berbeda

4.      Kesimpulan

H_o diterima jika F_hitung < F_tabel (a=5%), artinya kedua variasi sama.

H_i diterima jika F_hitung > F_tabel artinya kedua variasi berbeda