Manufaktur industri
Industri Internet of Things | bahan industri | Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan | Pemrograman industri |
home  MfgRobots >> Manufaktur industri >  >> Manufacturing Technology >> Proses manufaktur

Pelembut Kain

Sejarah

Pelembut kain adalah komposisi cair yang ditambahkan ke mesin cuci selama siklus pembilasan untuk membuat pakaian terasa lebih nyaman saat disentuh. Produk-produk ini bekerja dengan mengendapkan bahan kimia pelumas pada kain yang membuatnya terasa lebih lembut, mengurangi kelengketan statis, dan memberikan aroma segar. Pelembut kain pertama dikembangkan oleh industri tekstil pada awal abad kedua puluh. Saat itu proses pewarnaan serat kapas membuat serat kapas terasa kasar. Pada awal 1900-an, preparat yang dikenal sebagai pelembut kapas dikembangkan untuk meningkatkan rasa serat ini setelah pewarnaan. Sebuah pelembut kapas khas terdiri dari tujuh bagian air, tiga bagian sabun, dan satu bagian minyak zaitun, jagung, atau lemak. Dengan kemajuan dalam kimia organik, senyawa baru diciptakan yang dapat melembutkan kain lebih efektif. Formulasi yang ditingkatkan ini segera menemukan jalan mereka ke pasar komersial.

Pada tahun 1960-an beberapa pemasar besar, termasuk Procter and Gamble, mulai menjual komposisi pelembut kain cair untuk digunakan di rumah. Popularitas produk ini meningkat secara dramatis selama dekade berikutnya karena produsen mengembangkan formulasi baru yang memberikan kelembutan yang lebih baik dan wewangian yang lebih menarik.

Meskipun popularitasnya semakin meningkat, pelembut kain menderita satu kelemahan utama:bahan kimia pelembut tidak kompatibel dengan deterjen dan oleh karena itu mereka tidak dapat ditambahkan ke mesin cuci sampai semua deterjen dihilangkan dalam siklus bilas. Awalnya, pembatasan ini mengharuskan konsumen untuk melakukan perjalanan ekstra ke mesin cuci jika ingin melembutkan pakaiannya. Pada akhir 1970-an, produsen menemukan cara untuk memberikan manfaat pelembutan kain dalam format lembaran pengering. Lembaran ini memberikan beberapa manfaat pelembut kain tetapi memberikan kenyamanan tambahan karena dapat ditambahkan ke dalam pengering alih-alih siklus pembilasan mesin cuci. Namun, meskipun lembaran pengering sangat populer saat ini, pelembut cair masih banyak digunakan karena lebih efektif.

Pada 1990-an, produsen yang berpikiran lingkungan mulai menguji pemasaran formulasi ultra-konsentrat. Formulasi "ultra" ini dirancang sedemikian rupa sehingga hanya sekitar seperempat dari jumlah produk yang harus digunakan dan oleh karena itu mereka dapat dikemas dalam wadah yang lebih kecil. Namun nilai yang dirasakan konsumen lebih rendah karena lebih sedikit produk dan harganya lebih tinggi. Masih harus dilihat apakah konsentrat ultra ini akan berhasil di pasar saat ini.

Pada akhir 1990-an, penjualan tahunan pelembut kain cair di Amerika Serikat mencapai sekitar $700 juta (di supermarket, toko obat, dan pedagang massal). Sebagai perbandingan, sekitar $400 juta lembar pengering terjual setiap tahun. Pabrikan besar seperti Procter and Gamble (Downy) dan Lever Brothers (Snuggle), mendominasi sekitar 90% pangsa pasar sementara merek private label menguasai 10% sisanya.

Desain

Ahli kimia pengembangan produk membuat pelembut kain yang dirancang untuk memenuhi serangkaian persyaratan pemasaran tertentu. Pertama, formulasi harus memberikan berbagai atribut yang diinginkan oleh konsumen seperti kelembutan superior, peningkatan luncuran besi, pengurangan pembentukan kerutan selama siklus pencucian, peningkatan penghilangan kerutan setelah pencucian, retensi warna yang lebih baik, dan perlindungan noda yang ditingkatkan. Selain itu, formula harus aman digunakan, ramah lingkungan, estetis, dan hemat biaya. Ahli kimia menggunakan evaluasi teknis dalam kombinasi dengan pengujian konsumen untuk merancang formulasi yang efektif dan terjangkau.

Bahan Baku

Agen pengkondisian

Formula pelembut kain awal adalah dispersi bahan lemak yang relatif sederhana yang akan menempel pada serat kain setelah dicuci. Salah satu bahan yang paling umum digunakan adalah lemak dihidrogenasi dimetil amonium klorida (DHTDMAC), yang termasuk dalam kelas bahan yang dikenal sebagai senyawa amonium kuaterner, atau quat. Bahan semacam ini berguna karena bagian dari molekul memiliki muatan positif yang menarik dan mengikatnya ke serat kain yang bermuatan negatif. Interaksi muatan ini juga membantu membubarkan gaya listrik yang bertanggung jawab atas kemelekatan statis. Bagian lain dari molekul adalah lemak di alam dan memberikan slip dan pelumasan yang membuat kain terasa lembut.

Meskipun quat ini melembutkan kain dengan sangat efektif, quat juga dapat membuatnya kurang menyerap. Ini adalah masalah untuk barang-barang cucian tertentu seperti handuk dan popok. Untuk mengatasi masalah ini, formulasi modern menggunakan quat yang dikombinasikan dengan bahan lain yang lebih efektif. Senyawa-senyawa yang lebih baru ini memiliki substantifitas yang lebih rendah pada kain yang membuatnya lebih kecil kemungkinannya untuk mengganggu penyerapan air.

Salah satu kelas bahan baru yang digunakan dalam formulasi pelembut kain saat ini adalah polidimetilsiloxane (PDMS). Siloxane adalah cairan berbasis silikon yang memiliki kemampuan untuk melumasi serat untuk memberikan pelunakan yang lebih baik dan kemudahan menyetrika. Silikon lain yang digunakan dalam pelembut termasuk silikon fungsional amina, silikon fungsional amida dan gusi silikon. Turunan silikon ini dimodifikasi menjadi lebih substantif pada kain dan dapat secara dramatis meningkatkan rasa.

Pengemulsi

Bahan pengkondisi yang digunakan dalam pelembut kain biasanya tidak larut dalam air karena sifatnya yang berminyak. Oleh karena itu, jenis bahan kimia lain, yang dikenal sebagai pengemulsi, harus ditambahkan ke dalam formula untuk membentuk campuran yang stabil. Tanpa pengemulsi, cairan pelembut akan terpisah menjadi dua fase, seperti halnya saus salad minyak dan cuka.

Ada tiga jenis pengemulsi yang digunakan dalam formulasi pelembut kain:mikro-emulsi, makro-emulsi, dan polimer emulsi. Makro-emulsi adalah dispersi krim minyak dan air yang mirip dengan lotion tangan atau kondisioner rambut. Molekul pengemulsi mengelilingi minyak hidrofobik atau tetesan silikon dan memungkinkan mereka untuk terdispersi dalam air. Sebuah mikro-emulsi secara kimiawi mirip, tetapi menciptakan partikel minyak yang sangat kecil sehingga cahaya akan melewatinya. Oleh karena itu, mikroemulsi dicirikan oleh kejernihan dan transparansinya dibandingkan dengan warna putih susu. Selain itu, salah satu keunggulan mikroemulsi adalah partikel silikon sangat kecil sehingga akan benar-benar menembus ke dalam serat, sedangkan makroemulsi hanya mengendap di permukaan serat. Jenis ketiga, polimer emulsi, membuat dispersi yang terlihat mirip dengan emulsi makro. Sistem ini tidak menggunakan pengemulsi sejati untuk menangguhkan dan melarutkan fase minyak. Sebaliknya, polimer emulsi menciptakan jaringan molekul yang stabil yang menahan tetesan silikon kecil seperti ikan yang tertangkap dalam jaring.

Sistem pengemulsi yang digunakan dalam pelembut harus dipilih dengan hati-hati untuk memastikan tingkat pengendapan yang sesuai pada kain. Campuran pengemulsi non-ionik (yang tidak memiliki muatan) dan pengemulsi kationik (yang memiliki muatan positif) biasanya digunakan. Surfaktan anionik (yang memiliki muatan negatif) jarang digunakan karena bahan pengkondisi kain memiliki muatan positif yang akan cenderung mengganggu kestabilan emulsi anionik.

Bahan lainnya

Selain bahan pengkondisi dan pengemulsi, pelembut kain mengandung bahan lain untuk meningkatkan daya tarik estetika dan untuk memastikan produk akan stabil di rak. Misalnya, aroma dan warna ditambahkan untuk membuat produk lebih menyenangkan bagi konsumen. Selain itu, penstabil emulsi dan pengawet digunakan untuk memastikan kualitas produk.

Pengemulsi dan kemudian bahan pengkondisi ditambahkan ke air. Batch dipanaskan dan dicampur. Kemudian bahan lainnya ditambahkan.

Manufaktur
Proses

  1. Metode yang disukai untuk membuat pelembut cair melibatkan pemanasan bahan bersama-sama dalam satu wadah pencampur besar. Tangki pencampur harus dibuat dari baja tahan karat bermutu tinggi untuk mencegah serangan dari agen korosif dalam formula. Tangki biasanya dilengkapi dengan cangkang berjaket yang memungkinkan sirkulasi uap dan air dingin, sehingga suhu batch dapat dengan mudah dikontrol. Selain itu tangki dilengkapi dengan mixer tipe baling-baling yang digerakkan oleh motor listrik besar. Pisau pencampur jenis ini memberikan geseran tinggi yang diperlukan untuk membubarkan bahan dengan benar.

    Langkah pertama dalam proses pembuatannya adalah mengisi tangki dengan jumlah air yang ditentukan. Air ditambahkan terlebih dahulu karena berfungsi sebagai pembawa semua bahan lainnya. Air deionisasi digunakan karena bebas dari ion logam yang dapat mempengaruhi kinerja batch. Formulasi konvensional dapat mengandung air sebanyak 80-90%.

  2. Setelah air ditambahkan ke tangki, pemanasan dan pencampuran dimulai. Ketika air telah mencapai suhu yang sesuai, pengemulsi ditambahkan. Karena bahan kimia ini cenderung berupa bahan padat berlilin, bahan kimia ini ditambahkan pada suhu yang relatif tinggi (antara 158-176TF [70-80 °C]). Sementara urutan penambahan tergantung pada formula spesifik, biasanya lebih efektif untuk membubarkan pengemulsi sebelum menambahkan bahan yang kurang larut dalam air. Emulsifier yang digunakan antara 1-10%, tergantung bahan kimia tertentu yang dipilih.
  3. Bahan pengkondisi yang digunakan dalam pelembut biasanya tidak larut dalam air, sehingga ditambahkan ke fase air setelah pengemulsi. Untuk formulasi kekuatan khas sekitar 5% digunakan. Untuk formulasi yang lebih terkonsentrasi, tingkat 10% lebih umum. Ketika campuran quat dan silikon digunakan, silikon digunakan pada tingkat serendah 0,5-1,5%.
  4. Ketika silikon pra-emulsi digunakan dalam formula, mereka ditambahkan di akhir proses ketika suhu lebih rendah dan agitasi mekanis lebih sedikit dalam batch. Jika silikon dengan berat molekul yang lebih tinggi digunakan yang belum diemulsi sebelumnya, mereka harus ditambahkan ke batch pada suhu tinggi dengan tingkat pengadukan yang tinggi untuk memastikan tetesan minyak silikon tersebar merata.
  5. Pemanasan dan pencampuran berlanjut hingga adonan menjadi homogen. Pada titik ini air dingin disirkulasikan di sekitar tangki untuk menurunkan suhu. Saat batch mendingin, bahan yang tersisa, seperti pengawet, pewarna, dan pewangi, ditambahkan. Bahan-bahan ini digunakan pada konsentrasi yang jauh lebih rendah, biasanya di bawah tidak lebih dari beberapa persen untuk wewangian dan kurang dari 1% untuk pengawet dan pewarna. Ketika batch selesai, sampel dikirim ke laboratorium kimia analitik untuk memastikan memenuhi standar kontrol kualitas untuk padatan, pH, dan viskositas. Batch yang telah selesai dapat dipompa ke saluran pengisian atau disimpan dalam tangki sampai siap untuk diisi.
  6. Saat produk siap untuk diisi ke dalam kemasan, produk akan dipindahkan ke jalur pengisian otomatis. Botol plastik dimasukkan ke ban berjalan yang membawanya di bawah nosel pengisian. Di kepala pengisian ada hopper besar yang menampung formulasi dan mengeluarkan jumlah yang terkontrol, biasanya diatur berdasarkan volume, ke dalam botol. Paket yang diisi berlanjut ke jalur konveyor ke mesin capping yang menerapkan penutupan dan mengencangkannya. Akhirnya, botol yang diisi dikemas dalam karton dan palet bertumpuk untuk pengiriman.

Kontrol Kualitas

Formulasi kain jadi yang lebih lembut diuji menggunakan sejumlah protokol berbeda. Uji laboratorium sederhana digunakan untuk menentukan sifat dasar seperti pH, viskositas, dan persen padatan. Tes ini dapat membantu memastikan bahwa bahan yang benar ditambahkan pada tingkat yang sesuai.

Tes lain yang lebih ketat dilakukan untuk memastikan formulasi berfungsi dengan benar. Salah satu evaluasi tersebut adalah tes penyerapan air, kadang-kadang disebut Tes Pembasahan Drayes. Prosedur ini melibatkan menjatuhkan potongan-potongan kecil kain yang dirawat ke air dan mencatat lamanya waktu yang dibutuhkan kain untuk tenggelam. Pengukuran ini dilakukan sebanyak 10 kali untuk mendapatkan hasil rata-rata.

Sifat anti-kerut dapat dievaluasi dengan meminta panelis untuk menilai sampel kain sebelum disetrika. Mereka diminta untuk secara numerik menilai jumlah kerutan antara sampel uji dan sampel yang diberi pelembut kain. Pengujian untuk mengukur kemudahan menyetrika juga dilakukan dengan menggunakan panelis terlatih.

Pengujian ini dilakukan pada contoh kain yang identik dengan satu-satunya perbedaan adalah bahwa satu kain telah diperlakukan dengan pelembut dan yang lainnya hanya dicuci dengan deterjen. Sarung bantal katun 100% digunakan untuk pengujian kerutan dan penyetrikaan, sedangkan handuk katun terry 100% digunakan untuk mengevaluasi kelembutan dan daya serap air. Swatch dikeringkan dalam lingkungan yang terkendali pada 71,6°F (22°C) dan 65% kelembaban relatif selama 24 jam sebelum pengujian.

Masa Depan

Ada dua area terkait formula yang akan mempengaruhi masa depan pelembut kain. Yang pertama adalah dampak ultra-konsentrat di pasar. Pada saat penulisan ini, terlalu dini untuk mengatakan apakah mereka akan diterima oleh konsumen. Area kedua terkait dengan peran multi-fungsi yang akan dimainkan di masa depan. Ketika ahli kimia mengembangkan bahan baru yang lebih manjur, ada lebih banyak potensi untuk manfaat tambahan yang dapat dirasakan konsumen. Pada pergantian milenium, formulasi pelembut kain multifungsi adalah tren terbaru. Produk baru ini tidak hanya melembutkan pakaian tetapi juga meningkatkan kemudahan menyetrika, mengurangi kerutan pada pengering, dan memberikan perlindungan terhadap noda. Baik Lever Brothers maupun Procter and Gamble telah memanfaatkan tren ini dengan formulasi baru yang memberikan berbagai manfaat perawatan kain.

Akhirnya, produsen dapat beralih ke formulir pengiriman baru untuk membuat pelembut lebih mudah digunakan. Salah satu metode baru yang diperkenalkan oleh P&G di akhir tahun 1990-an adalah "Downy Ball". Ini adalah bola tenis plastik berukuran bola yang dapat digunakan kembali yang diisi dengan cairan Downy dan ditambahkan ke mesin cuci di awal siklus. Bola tetap tertutup selama pencucian tetapi putaran siklus pembilasan memicunya untuk membuka dan melepaskan pelembut. Untuk konsumen yang tidak memiliki dispenser pelembut otomatis pada mesin cuci mereka, "Bola Bawah" menyelamatkan mereka dari kesulitan menambahkan cairan dalam langkah terpisah. Perangkat pengeluaran inovatif lainnya seperti ini mungkin menjadi lebih umum karena produsen berusaha untuk membedakan produk mereka dari pesaing.

Tempat Belajar Lebih Lanjut

Majalah

Henault, Benoit. "Tampilan Segar pada Pelembut Kain." Sabun &Kosmetik (Juni 2001).

Turcsik, Richard. "Penjualan Lunak:Supermarket Berharap Formulasi Pelembut Kain Baru dan Iklan Akan Membantu Menghentikan Pengikisan Pangsa Pasar." Berita Supermarket (21 Agustus 1995).

Rendy Schueller


Proses manufaktur

  1. Apa itu Mesin VMC?
  2. Panduan untuk Penandaan Laser Aluminium
  3. Pelembut Kain
  4. Kain, Wewangian dan Rasa
  5. Mesin Pemotong Digital dan Laser – Solusi Pemotongan Terbaik untuk Industri Kain/Tekstil
  6. Apa itu Kain Fiberglass
  7. Bentuk Perubahan Industri:Disatukan Oleh Benang Digital
  8. Kembali ke Apa yang Anda Sukai tentang Data:Memecahkan Sakit Kepala Ilmu Data Umum dengan AI Fabric
  9. Serat Mengubah Kain Menjadi Pakaian Pengatur Nafas
  10. Smart Fabric Mendeteksi dan Mengumpulkan Debu Luar Angkasa