BAB I
PENDAHULUAN
A.
Latar
Belakang
Industri cat adalah salah satu industri tertua di dunia. Sekitar 20.000
tahun lalu, manusia yang hidup di gua-gua menggunakan cat untuk kegiatan komunikasi,
dekorasi dan proteksi. Mereka menggunakan metrial-material yang tersedia di
alam seperti arang (karbon), darah, susu, dan sadapan dari tanaman-tanaman yang
memiliki warna yang menarik. Yang mengejutkan, cat-cat ini mempunyai keawetan
yang baik, seperti yang ditunjukkan pada lukisan gua di Altamira Spanyol,
Lascaux Spanyol, cat batu orang Aborigin di Arnhem Land Australia, dan
lukisan-lukisan prasejarah lainnya yang ditemukan (Anonim, 2007c).
Orang-orang Mesir kuno mengembangkan cat menjadi lebih kaya warna, mereka
menemukan cat warna biru, merah, dan hitam dengan mengambilnya dari akar
tanaman tertentu. Kemudian orang-orang Mesir itu menemukan kasein sebagai
perekatnya. Seiring dengan waktu, manusia mulai menemukan minyak tanaman dan
resin dari fosil untuk mengganti darah dan susu sebagai perekat cat. Saat ini
walaupun telah ditemukan perekat/resin yang semakin baik dengan berkembangnya
teknologi kimia, resin-resin natural hingga kini masih banyak dipakai.
Salah satu cara meningkatkan nilai tambah suatu bahan adalah dengan
melapisi permukaan bahan tersebut dengan bahan lain yang lebih lebih tinggi
nilainya. Pengetahuan tentang pelapisan permukaan bahan, secara umum dikenal
sebagai surface coating knowledge. Bagian ini meliputi: metal coating (electro
coating, galvanizing), plastic coating, paper coating, powder coating dan
tentang cat itu sendiri. Jadi cat merupakan bagian kecil dari sebuah ilmu yang
jauh lebih besar, yaitu ilmu tentang surface coating.
B.
Tujuan
Penulisan
1. Mengetahui
definisi cat.
2. Mengetahui
jenis atau klasifikasi cat.
3. Mengetahui
cara pembuatan cat.
4. Mengetahui
kegunaan cat.
5. Mengetahui
dampak negatif cat.
C.
Rumusan
Masalah
1. Apakah
definisi dari cat?
2. Apa
saja jenis atau klasifikasi dari cat?
3. Bagaimana
cara pembuatan cat?
4. Apa
saja kegunaan dari cat?
5. Dampak
negatif apakah yang ditimbulkan cat?
D.
Batasan
Makalah
Makalah
ini hanya akan membahas tentang segala hal mengenai cat seperti definisi cat,
jenis cat, cara pembuatan cat dan kegunaan cat serta dampak yang ditimbulkan
dari cat.
BAB II
PEMBAHASAN
A.
Definisi
Cat
Salah
satu cara meningkatkan nilai tambah suatu bahan adalah dengan melapisi
permukaan bahan tersebut dengan bahan lain yang lebih lebih tinggi nilainya.
Pengetahuan tentang pelapisan permukaan bahan, secara umum dikenal sebagai
surface coating knowledge. Bagian ini meliputi: metal coating (electro coating,
galvanizing), plastic coating, paper coating, powder coating dan tentang cat
itu sendiri. Jadi cat merupakan bagian kecil dari sebuah ilmu yang jauh lebih
besar, yaitu ilmu tentang surface coating.
Cat
adalah suatu cairan yang dipakai untuk melapisi permukaan suatu bahan dengan
tujuan memperindah (decorative), memperkuat (reinforcing) atau melindungi
(protective) bahan tersebut. Setelah dikenakan pada permukaan dan mengering,
cat akan membentuk lapisan tipis yang melekat kuat dan padat pada permukaan
tersebut. Pelekatan cat ke permukaan dapat dilakukan dengan banyak cara:
diusapkan (wiping), dilumurkan, dikuas, disemprotkan (spray), dicelupkan
(dipping) atau dengan cara yang lain.
Cat
adalah istilah umum yang digunakan untuk keluarga produk yang digunakan untuk
melindungi dan memberikan warna
pada suatu objek
atau permukaan
dengan melapisinya dengan lapisan berpigmen.
Cat dapat digunakan pada hampir semua jenis objek, antara lain untuk
menghasilkan karya seni
(oleh pelukis
untuk membuat lukisan), salutan industri
(industrial coating), bantuan pengemudi (marka jalan),
atau pengawet
(untuk mencegah korosi atau kerusakan oleh
air).
B.
Jenis
atau Klasifikasi Cat
Banyak teori yang berkembang untuk mengelompokan cat,
diantaranya adalah berdasarkan bahan baku utama, mekanisme pengeringan, letak
dan dimana cat itu dipakai, kondisi cat, jenis dan keberadaan solvent, fungsi,
methode pengecatan, jenis substratnya dan lain-lain. Tabel pengelompokan
berikut memberi kemudahan dalam kita mempelajari cat.
DASAR PENGELOMPOKAN
|
JENIS DAN KETERANGAN
|
Bahan
Baku
|
Berdasarkan jenis resin yang dipakai: cat epoxy,
polyurethane, acrylic, melamine, alkyd, nitro cellulose, polyester, vinyl,
chlorinated rubber, dll
|
Berdasarkan ada tidaknya pigment dalam cat tersebut,
yaitu varnish atau lacquer (transparent, tidak mengandung pigment); duco atau
enamel (berwarna dan menutup permukaan bahan, mengandung pigment).
|
|
FUNGSI
|
Cat dempul (filler), anti karat (anti corrosion),
anti jamur (anti fungus), tahan api, tahan panas (heat resistance), anti
bocor (water proofing), decorative, protective, heavy duty, industrial dll.
|
METHODE
PENGECATAN
|
Cat kuas, spray, celup, wiping, elektrostatik, roll,
dll.
|
LETAK
PEMAKAIAN
|
Cat Primer (sebagai dasar), undercoat, intermediate
(ditengah-tengah), top coat/finishing (pada permukaan paling atas dari
beberapa lapisan cat), interior (di dalam tidak terkena secara langsung sinar
matahari) dan exterior (di luar), dll.
|
JENIS
SUBSTRAT
|
Cat besi (metal protective), lantai (flooring
systems), kayu (wood finishing), beton (concrete paint), kapal (marine
paint), mobil (automotive paint, plastik, kulit, tembok, dll.
|
KONDISI
DAN BENTUK CAMPURAN
|
Cat pasta,
ready-mixed, emulsi, aerosol, dll.
|
ADA
TIDAKNYA SOLVENT
|
Water base, cat solvent base, tanpa solvent, powder,
dll.
|
MEKANISME
PENGERINGAN
|
Cat kering udara (varnish dan syntetic enamel), cat
stoving (panggang), cat UV curing, cat penguapan solvent (lacquer dan duco),
dll.
|
Untuk lebih mengenal jenis-jenis cat yang dijual dipasaran
(retail), berikut ini beberapa contoh cat yang biasa dijual di toko-toko
material:
JENIS CAT
|
CONTOH CAT
|
DIPRODUKSI OLEH
|
Alkyd top coat atau
finish coat untuk metal
|
FTALIT
|
PT Gajah Tunggal
Prakarsa (Kansai Paint)
|
Nippon 9000 Gloss
Finish
|
P.T. Nipsea Paint
and Chemicals Co. Ltd
|
|
Dulux Synthetic
Supergloss
|
ICI Dulux Indonesia
|
|
Novalux Synthetic
|
PT. Warna Indah
Samatex
|
|
Synthetic Anti
Corrosion PRIMTOP
PT – 88 |
PT. PROPAN RAYA Industrial
Coatings & Chemicals
|
1. Bahan-Bahan Penyusun Cat
1.1 Resin Atau Binder
Resin atau binder merupakan komponen utama dalam cat. Resin
berfungsi merekatkan komponen-komponen yang ada dan melekatkan keseluruhan
bahan pada permukaan suatu bahan (membentuk film). Resin pada dasarnya adalah
polymer dimana pada temperatur ruang (atau temperatur applikasi) bentuknya
cair, bersifat lengket dan kental. Ada banyak jenis resin, seperti: Natural
Oil, Alkyd, Nitro Cellulose, Polyester, Melamine, Acrylic, Epoxy, Polyurethane,
Silicone, Fluorocarbon, Venyl, Cellolosic, dll. Resin dibagi berdasarkan
mekanisme mengering atau mengerasnya (pembentukan film).
Tabel 2.1. Pembagian resin berdasarkan mekanisme mengering
atau mengerasnya (pembentukan film)
PENGUAPAN SOLVENT
(Lacquer
dan Duco)
|
Mengering atau
mengerasnya resin terjadi karena penguapan solvent yang ada. Bahan yang padat
akan tertinggal dan menempel merata pada seluruh permukaan bahan yang dicat.
Selama solventnya masih ada maka resin ini belum mengeras. Untuk mempercepat
proses menguapnya solvent, biasanya dibantu dengan pemanasan.
Resin
jenis ini secara alamiah polymer-nya sudah cukup besar sehingga film yang
terbentuk sekalipun tidak terjadi reaksi kimia sudah cukup kuat dan padat.
Kecepatan
mengering, kualitas rata dan kilap dari permukaan film sangat dipengaruhi
oleh pemilihan jenis dan komposisi solventnya. Contoh resin jenis ini adalah
Nitro Cellulosa (NC), Cellolose Acetate Butyrate (CAB), Chlorinated Rubber,
Acrylic Co-polymer, dll
|
|
REAKSI DENGAN UDARA
(Varnish
dan Syntetic Enamel)
|
Mengering atau
mengeras karena ada reaksi kimia antara komponen udara (oksigen atau air)
dengan resin tersebut membentuk molekul-molekul baru yang lebih besar dan
saling berikatan satu sama lain.
Resin
Alkyd atau Natural Oil (atau kombinasi keduanya) mempunyai ikatan rangkap
(tak jenuh) dalam struktur molekulnya, oleh karenanya resin ini bersifat
reaktif terhadap oksigen, namun pada temperatur ruang raktifitasnya masih
kurang, perlu ditingkatkan reaktifitasnya dengan penambahan katalis (dryer)
jika akan dipakai.
Pada
resin Prepolymer Polyisocyanate terjadi reaksi “ moisture cure” antara gugus
fungsional yang reaktif dengan air (kelembaban) di udara.
Ciri
utama cat yang mempergunakan Resin jenis ini adalah akan mudah mengeras pada
permukaannya (atau mengulit), bila kena udara (terbuka kalengnya cukup lama).
|
|
REAKSI POLYMERISASI
|
Campuran akan
mengeras atau mengering karena terjadi reaksi kimia antara dua resin yang ada
dalam campuran cat, reaksi ini sering disebut reaksi polymerisasi.
Reaksi
polymerisasi (baik kondensasi maupun addisi) dapat berlangsung karena adanya
katalis, tanpa katalis (non katalis), panas atau radiasi UV.
Hasil
reaksinya adalah sebuah campuran polymer yang mempunyai berat molekul jauh
lebih besar dan mempunyai ikatan tiga demensi (crosslink) yang jauh lebih
kuat dibanding reaksi yang dijelaskan sebelumnya.
|
|
Tanpa katalis
(2
Pack Enamel)
|
Pada suhu ruang,
dua pasang resin jenis ini sudah cukup reaktif untuk memulai reaksi, maka
pasangan resin jenis ini harus dipisahkan satu sama lain sebelum dipakai,
dicampur satu dengan lainnya jika hanya akan digunakan.
Tergolong
dalam jenis ini adalah resin Epoxy dengan Polyamide dan Polyol dengan
Polyisocyanate. Resin kedua dalam pasangan tersebut, polyamide atau polyisocyanate
biasa disebut sebagai “hardener”, karena setelah resin ini dicampurkan dengan
pasangannya akan terjadi reaksi polymerisasi dimana hasilnya ditandai dengan
mengerasnya campuran tersebut.
|
|
Dengan Katalis
|
Karena pasangan dua
resin ini tidak cukup reactive, maka perlu ditambahkan katalis untuk memulai
reaksinya. Resin jenis ini bisa dicampur dan disimpan dalam satu wadah satu
dengan lainnya.
Selama
katalis belum dicampurkan maka tidak akan terjadi pengerasan pada bahan-bahan
tersebut. Contoh resin ini adalah resin amino (melamine) dan alkyd polyol
yang akan bereaksi atau mengeras bila ditambahkan katalis yaitu berupa asam
organik atau anorganik.
|
|
Panas (Stoving
Enamel)
|
Disamping katalis
seperti sudah disebutkan di atas, panas juga biasa digunakan sebagai alat
untuk mempercepat reaksi kimia. Contohnya adalah resin amino dan alkyd polyol
yang dipakai pada cat jenis stoving (pangggang) pada cat-cat mobil.
|
|
Radiasi UV
|
Beberapa resin
tertentu, seperti: Polyester tidak jenuh, bisa bereaksi satu dengan yang lain
bila diradiasi dengan sinar UV. Pengeringan dan pengerasan terjadi setelah
campuran resin dikenai sinar UV.
|
|
Setiap jenis resin mempunyai banyak sekali type dan
turunanya, bahkan kombinasi antara satu resin dengan resin yang lain juga
menambah perbendaharaan jenis resin baru. Daya tahan, kekuatan dan karakter cat
secara keseluruhan sangat dipengaruhi oleh jenis resin yang dipakai.
Pemilihan resin yang dipakai sangat dipengaruhi oleh banyak
pertimbangan diantaranya adalah sebagai berikut:
- Pemakaian, jika akan digunakan dengan kuas maka sebaiknya dipakai resin yang secara alami encer dan agak lambat keringnya. Resin yang cocok adalah alkyd dengan kadar oil yang cukup banyak (alkyd long oil). Resin dengan kekentalan tinggi dan cepat kering sangat tidak cocok dipakai untuk pemakain dengan kuas, akan menimbulkan permukaan yang tidak rata setelah cat kering. Begitu juga resin yang encer dan lambat kering sangat tidak cocok untuk pemakaian dengan spray pada permukaan vertical.
- Kekuatan, jika dibutuhkan cat dengan daya tahan tinggi terhadap sinar matahari, maka resin yang tepat adalah Acrylic atau Polyurethane, namun jika dibutuhkan cat dengan kekuatan tinggi terhadap kimia, gesekan, benturan, dll namun untuk pemakian di dalam, maka resin Epoxy adalah jawabannya.
- Dan pertimbangan-pertimbangan yang lain seperti ongkos/harga, substrat (permukaan bahan yang akan di cat), lingkungan (berair, kering, korosif,…), dan lain-lain.
1.2. Pigment Dan Extender (Filler)
Pigment dan dyestuff adalah bagian dari colorant. Dyestuff
bersifat larut dalam solvent, sedang pigment tidak.Pigment merupakan padatan
halus (bubuk) yang ditambahkan ke dalam cat dengan beberapa fungsi berikut:
Tabel
2.2. Beberapa fungsi pigment
OPTIS
|
Memberi karakter
khas pada penampakan cat tersebut, seperti: warna, derajat kilap (gloss)
maupun daya tutupnya
|
PROTECTIVE
|
Memberi nilai
tambah pada karakter kekutan cat tersebut, seperti: kekuatan terhadap cuaca,
korosi, panas atau api, dll
|
REINFORCING
|
Meningkatkan sifat,
seperti meningkatkan kekerasan, kelenturan, daya tahan terhadap abrasi, dll
|
Kekuatan, daya tahan dan sifat-sifat lain yang diinginkan
dari cat dapat dibentuk atau diciptakan dengan menambahkan pigment yang tepat
dan konsentrasi yang sesuai. Untuk memilih pigment yang tepat dan benar perlu
dipelajari sifat-sifat umum dari pigment itu sendiri. Sifat-sifat pigment
tersebut adalah:
- Warna dasar
- Bentuk dan ukuran partikel
- Berat jenis, density atau specific gravity
- Oil absorption
- Hiding power (refractive index)
- Daya tahan terhadap panas dan asam basa
- PH
- Muatan Listrik
- Bleeding
Secara
umum pigment terbagi dalam dua kategori besar berikut:
Tabel
2.3. Pembagian pigment
PIGMENT ORGANIK
|
Pigment yang
terbentuk dari senyawa-senyawa organic (karbon)
|
PIGMENT ANORGANIK
|
Terbentuk dari
mineral-mineral atau garam-garaman logam yang terbentuk secara alami (bahan
galian) ataupun dari hasil reaksi kimia di pabrik. Pada jenis ini dikenal
true pigment (atau disebut sebagai pigment saja) dan extender atau filler.
|
Pigment anorganik mempunyai daya tahan solvent, kimia, daya
tutup, kemudahan terdispersi, stabilitas terhadap panas, cahaya dan cuaca yang
lebih bagus dibanding pigment organic. Namun dalam kecerahan dan tinting
strength, pigment organic umumnya lebih bagus dibanding anorganik.
Extender atau filler ditambahkan ke dalam cat dengan tujuan
untuk menurunkan harga, namun dalam hal tertentu extender ditambahkan untuk
memberbaiki sifat cat. Extender umumnya mempunyai refractive index yang kecil
(atau rendah daya tutupnya) dibanding pigment.
1.3. Solvent
Seperti sudah dijelaskan dalam bagian sebelumnya bahwa
masing-masing komponen penyusun cat mempunyai fungsi dan peran yang
berbeda-beda. Resin membentuk film dan memberi kontribusi terhadap karakter
film yang terbentuk, sedang pigment disamping memberi warna juga berfungsi
menambah kekuatan mekanis film.
Bagaimana dengan solvent? Sekalipun setelah pemakaian
solvent akan terbuang ke lingkungan dan tidak menjadi bagian dari lapisan cat,
namun peran solvent selama proses pembuatan, penyimpanan dan pemakaian cat,
memperlihatkan peran yang dominan dibanding komponen lainnya.
Pada saat pembuatan cat, solvent memberi kontribusi
sedemikian rupa sehingga campuran mempunyai kekentalan yang pas untuk diproses:
diaduk, dicampur, digiling dan lain-lain. Dengan penambahan solvent yang tepat
dan cukup akan menurunkan kekentalan dari resin atau campuran pada suatu titik
dimana kekentalannya memenuhi syarat untuk masing-masing proses.
Demikian halnya pada saat pemakaian cat, dengan penambahan
jenis solvent yang tepat dan dengan takaran pas, maka cat bisa dikuas, dispray
atau dilumurkan dengan mudah pada obyek yang akan dicat. Komposi solvent yang
tepat juga memberi pengaruh optimal pula pada mekanisme penguapan dari
solvent-solvent yang ada, sehingga akan membentuk film yang maksimal
karakteristiknya, baik textur permukaannya, sifat kilapnya maupun kecepatan
keringnya.
Cat merupakan sebuah system campuran yang kompleks, ada
padatan (solute) yang terlarut atau terdispersi dalam pelarut cair (solvent),
ada juga cairan (solvent active) yang terlarut dalam cairan lain (diluent).
Jadi definisi solvent adalah cairan (biasanya mudah menguap) yang berperan
melarutkan atau mendispersi komponen-komponen pembentuk film (resin, pigment
dan/atau additive) yang akan menguap terbuang ke lingkungan selama proses
pengeringan.
Membicarakan solvent tidak bisa lepas dari thinner, karena
keduanya saling berkaitan satu dengan yang lain. Thinner adalah campuran
beberapa solvent yang dipakai untuk melarutkan resin di dalam cat atau
mengencerkan cat selama penggunaan. Di dalam prakteknya resin atau cat
dilarutkan oleh tidak hanya satu jenis solvent , tetapi oleh beberapa
macam kategori solvent. Bagaimana dengan cat water base, solvent dan
thinner-nya adalah setali tiga uang atau sama saja, yaitu air. Untuk cat jenis
water base dimana air adalah sebagai pelarutnya, tidak akan dibahas dibagian
ini.
Solvent biasanya dibagi berdasarkan struktur kimia atau
karakteristik fisikanya. Penggolongan solvent berdasarkan struktur kimia adalah
sebagai berikut:
1.3.1
Hidrokarbon
Sesuai namanya maka pada golongan ini terdiri dari
solvent-solvent dimana unsur hidrogen (H) dan carbon (C) menjadi struktur
dasarnya. Golongan ini terbagi lagi menjadi tiga sub golongan, yaitu:
aliphatis, aromatis dan halogenated hidrokarbon. Sedang sub golongan aliphatis
dibagi lagi menjadi aliphatis jenuh (saturated) dan tidak jenuh (unsaturated).
Solvent-solvent golongan hidrokarbon hampir seluruhnya berasal dari hasil
distilasi minyak bumi yang merupakan campuran dari beberapa sub-sub golongan
(bukan senyawa murni), sehingga titik didihnya berupa range dari minimum
sampai maksimum, bukan merupakan titik didih tunggal.
1.3.2
Oksigenated Solvent
Oksigenated sovent atau solvent dengan atom oksigen adalah
solvent-solvent yang struktur kimianya mengandung atom oksigen. Termasuk dalam
kategori ini adalah golongan ester, ether, ketone dan alkohol.
Faktor penting bagaimana solvent menjalankan fungsinga
didalam cat adalah kemampuannya untuk melarutkan resin, kemudian membentuk
larutan yang stabil dan homogen. Beberapa parameter dalam hubungannya terhadap
daya larut solvent adalah sebagai berikut:
Solubility Parameter solvent; solvent hidrokarbon mempunyai
hubungan yang proporsional dengan harga Kauri Butanol (KB); semakin besar harga
KB-nya, semakin besar solubility parameternya atau dengan kata lain semakin
besar pula daya larut solvent tersebut. Range harga KB adalah antara 20 -105.
Untuk beberapa solvent hidrokarbonn aliphatis berkisar antara 28 – 40, sedang
untuk hidrokarbon aromatis lebih besar dari 70. Cara lain untuk menentukan daya
larut solvent-solvent hydrokarbon adalah dengan menentukan Titik Anilin (TA);
makin rendah TA, makin besar daya larut solvent tersebut.
Hidrogen Bonding Index adalah merupakan ukuran kekuatan ikatan antara atom-atom
hidrogen (relatif positif) dan atom-atom negatif seperti oksigen dalam solvent
tersebut, harganya berkisar antara – 15 sampai + 18. Solvent-solvent
hidrokarbon mempunyai harga rendah dan jenis alkohol mempunyai harga yang
tinggi, sedang lainnya berkisar di antara dua jenis solvent tersebut.
Dipole Moment adalah polaritas suatu solvent yang tergantung dengan nilai
konstanta dielektriknya. Pada umumnya makin polar suatu bahan yang dilarutkan
akan membutuhkan semakin polar pula bahan pelarutnya.
Dalam hubungannya dengan resin Nitro Cellulose (NC) ada
beberapa istilah yang berkaitan dengan solvent yang perlu dibahas, yaitu Active
Solvent, Latent Solvent dan Diluent. Active solvent adalah solvent yang secara
nyata melarutkan NC, contoh: hampir semua keton (MEK), ester (ethyl atau butyl
acetate) dan ether (aceton). Latent solvent atau juga disebut co-solvent adalah
solvent yang bila sendirian tidak bisa melarutkan NC, tetapi digunakan untuk
meningkatkan daya larut active solventnya. Peningkatan daya larut active
solvent dapat dilihat dari penurunan kekentalan larutan yang cukup besar
setelah ditambah latent solvent (dibanding dengan penambahan yang sama active
solvent atau solvent jenis lain), contoh latent solvent adalah alkohol. Sedang
diluent adalah solvent yang dipakai untuk melarutkan kedua jenis campuran
solvent tersebut (thinner), sehingga harganya diharapkan lebih murah, dibanding
bila hanya ada dua jenis solvent tersebut (Susyanto, 2009h).
2.4. Additive
Disamping ke tiga komponen seperti sudah dibahas dalam
bab-bab sebelumnya, yaitu: resin, pigment dan solvent, ada beberapa komponen
lain yang ditambahkan dalam jumlah sangat sedikit ke dalam cat.
Komponen-komponen ini, sekalipun ditambahkan dalam jumlah sedikit, namun
memberi kontribusi yang sangat besar terhadap sifat cat, sehingga cat dapat
diproses, disimpan dan dipakai seperti harapan kita.
Penambahan additive yang ada dalam cat tidaklah serta merta
muncul begitu saja, merupakan suatu proses panjang dari beberapa percobaan atau
riset pada cat tersebut. Selama proses pembuatan, penyimpanan dan pemakaian
dinilai kualitasnya secara menyeluruh, kemudian kelemahan dan masalah yang
timbul dicoba untuk diatasi dengan variasi jenis dan takaran beberapa additive,
hingga akhirnya muncul nama jenis dan takaran additive tertentu yang pas untuk
campuran cat tersebut.
Additive ditambahkan ke dalam cat disesuaikan dengan solvent
apa yang dipakai (solvent atau water base), apa jenis resinnya, bagaimana
pemakaiannya dan bagaimana mekanisme pengeringannya. Setiap supplier additive
biasanya memberi informasi yang jelas tentang apa dan bagaimana additive harus
digunakan.Additive biasanya dibagi berdasarkan fungsinya. Berikut ini adalah
beberapa additive yang biasa dipakai dalam industri cat.
Tabel
2.3. Pembagian additive
KATEGORI
|
NAMA
|
KETERANGAN
|
MEMPERCEPAT ATAU
MEMPERMUDAH PROSES
|
WETTING AGENT
|
Mempermudah atau
mempercepat proses penggantian udara dan air oleh resin pada permukaan
pigment atau extender
|
DISPERSING AGENT
|
Mempermudah
distribusi pigment dan extender ke dalam cairan resin
|
|
MENGURANGI AKIBAT
JELEK SELAMA PENYIMPANAN
|
ANTI SKINNING AGENT
|
Mencegah proses
pengulitan pada permukaan cat (oil atau alkyd base resin) selama penyimpanan
|
THICKENING AGENT
|
Mempertahankan
kekentalan cat atau melindungi cat selalu dalam kondisi koloid
|
|
ANTI SETTLING AGENT
|
Mempertahankan
pigment selalu berada pada kondisi dispersi yang stabil dalam campuran,
sehingga tidak mengendap.
|
|
MENGURANGI AKIBAT
JELEK SELAMA PEMAKAIAN
|
ANTI SAGGING
|
Mencegah turunnya
atau melelehnya cat jika dipakai pada permukaan tegak
|
LEVELLING AGENT
|
Meningkatkan
kualitas permukaan cat, sehingga permukaannya rata tidak bergelombang
|
|
ANTI FLOODING &
FLOATING
|
Mencegah pemisahan
pigment baik secara vertikal maupun horisontal
|
|
ANTI FOAMING
|
Mencegah atau
menghilangkan timbulnya busa pada permukaan cat
|
|
MEMPERBAIKI ATAU
MERUBAH SIFAT FILM
|
||
ANTI STATIC AGENT
|
Mencegah atau
mengurangi timbulnya arus listrik static selama pemaikaian
|
|
DRYER
|
Mempercepat reaksi
oksidasi dan polymerisasi dari ikatan tak jenuh pada cat jenis alkyd atau synthetic
(mengandung drying oil).
|
|
CATALYST
|
Untuk mempercepat
reaksi crosslinking antara resin amino dan alkyd polyol (atau turunannya),
biasanya dipakai senyawa-senyawa asam organik maupun anorganik
|
|
PLASTICIZER
|
Meningkatkan
fleksibilitas cat, terutama pada cat yang mempunyai berat molekul yang besar,
seperti NC.
|
|
ANTI FOULING AGENT
|
Mencegah timbulnya
atau melekatnya tumbuhan air laut pada dasar dinding kapal
|
|
MATTING AGENT
|
Menurunkan derajad
kilap lapisan cat (dari gloss ke semi gloss atau dari semi ke dof/matt)
|
|
ANTI FUNGUS
|
Mencegah timbulnya
jamur
|
C. Pembuatan Cat
Tahapan pembuatan cat sangat dipengaruhi oleh seberapa
canggih teknologi yang dipakai untuk menunjang pembuatan cat tersebut, makin
canggih tinggi teknologi yang dipakai maka makin singkat dan mudah proses
pembuatan catnya.
1. Persiapan
Pada tahap ini dimulai dengan mempersiapkan bahan-bahan baku
sesuai dengan formula atau resep cat yang akan dibuat. Bahan-bahan diambil dari
gudang yang sudah teruji kualitasnya, tidak kedaluwarsa dan tidak pula cacat
atau rusak baik fisik maupun kimia (yang ditandai dengan adanya perubahan bau,
warna, bentuk, atau kekentalan pada bahan tersebut).
Mengukur bahan yang akan diproses, bisa dilakukan dengan
cara ditimbang beratnya atau diukur volumenya, tergantung dengan basis apa yang
digunakan dalam formula atau resepnya. Ketelitian dan keakuratan penimbangan
merupakan faktor penting terhadap hasil akhir pembuatan cat, terutama pada
penimbangan additive atau pigment.
Bahan-bahan tersebut kemudian diangkut ke area produksi,
bisa dilakukan dengan tenaga manusia biasa, forklif atau melalui sistim
pemipaan (untuk bahan cair).
2. Produksi
Proses produksi cat dibagi menurut jenis cat yang akan
dibuat:
Cat Tanpa Pigment, Extender atau Filler
Pembuatannya hanya melibatkan proses penuangan, mixing dan
stiring saja, yaitu menuang bahan-bahan dengan urutan dan cara sesuai dengan
jenis cat yang akan dibuat ke dalam sebuah tangki dengan ukuran pas. Kemudian
mencampur bahan-bahan dengan putaran mixer relatif pelan, hingga diperoleh
suatu campuran yang benar-benar merata di semua titik. Waktu stiring dan
kecepatan mixer disesuikan dengan jumlah dan kekentalan campuran.
Perlakuan seperti ini juga dipakai untuk membuat thinner,
hardener, wood stain (solvent + dyestuff) atau campuran bahan lain yang tidak
mengandung pigment atau extender asli (padatan). Namun jika pigment atau
extender-nya sudah diproses menjadi bahan setengah jadi (pasta) terlebih dulu,
maka bahan atau campuran ini bisa diproses seperti tersebut di atas.
Cat Dengan Pigment dan/atau Extender.
Proses pembuatan cat jenis ini juga dibagi berdasarkan pada
seberapa halus padatan (pigment atau extender) terdispersi di dalam campuran.
Jika diinginkan padatan terdispersi secara kasar (dengan kehalusan antara 20 –
50 mikron), maka proses yang dibutuhkan adalah cukup dengan proses dispersi
saja; namun jika dikehendaki padatan terdispersi secara halus (5 – 20 micron)
maka diperlukan proses penggilingan partikel padat dalam mesin giling. Contoh
jenis cat yang dibuat cukup dengan proses dispersi saja adalah : dempul atau
filler, cat primer, undercoat, intermediate atau tembok dimana kehalusan
partikel bukan merupakan sifat yang harus dicapai.
3. Proses Dispersi
Tahapan dispersi merliputi:
·
Proses pembasahan permukaan partikel-partikel pigment
dan/atau extender oleh bahan-bahan cair (millbase).
·
Proses pemecahan secara mekanis terhadap kelompok-kolompok
partikel pigment dan/extender menjadi kelompok-kelompok yang lebih kecil atau
partikel-partikel primernya sesuai dengan derajad kehalusan yang dikehendaki.
·
Mempertahan agar supaya kelompok-kelompok partikel yang
lebih kecil atau partikel-partikel primer ini tetap terpisah satu sama lain,
tidak bersatu kembali.
Proses dispersi akan mendapatkan hasil optimal bila
prinsip-prinsip dispersinya terpenuhi. Adapun prinsip-prinsip dispersi yang
perlu mendapat perhatian adalah: kecepatan peripheral campuran, bentuk cakram,
diameter cakram terhadap tangki, tinggi cakram dari dasar tangki, diameter
tangki, tinggi tangki dan perbandingan padatan dan cairan campuran (kadar
padatan = PVC) serta penambahan secara tepat additive wetting dan
dispersingnya.
Jika kondisi ideal terpenuhi, maka akan terbentuk sebuah
aliran yang menyerupai donat, terbentuk “doughnut effect”. Pada kondisi ini
diperoleh proses dispersi yang optimal.
4. Penggilingan
Dengan hanya dispersi, kita belum mendapatkan kehalusan
partikel lebih rendah dari 20 mikron, yaitu ukuran rata-rata partikel primer
dari pigment dan/atau extender. Untuk itu diperlukan sebuah tahap lanjutan
dimana ikatan fisik partikel-partikel pigment akan dipecahkan lebih lanjut
menjadi patikel-partikel yang lebih kecil lagi. Tahapan ini disebut
penggilingan.
Untuk memudahkan dalam pembuatan cat; biasanya pigmen,
extender, sebagian resin dan additive digiling terlebih dahulu untuk dibuat
pasta (bahan setengah jadi). Pasta ini bisa disimpan dalam gudang atau langsung
diproses untuk dibuat cat, yaitu hanya dengan proses mixing biasa, seperti
dijelaskan pada proses pembuatan cat tanpa pigment di atas.
Alat dan prinsip penggilingan bermacam-macam, diantaranya
adalah:
- Melewatkan millbase diantara dua buah atau lebih silinder yang berhimpitan satu dengan lainnya, dimana jarak diantara dua buah silinder ini bisa diatur sesuai dengan derajad kehalusan yang diinginkan. Contoh dari alat ini adalah Triple roll Mill.
- Melewatkan secara vertical atau horizontal millbase ke dalam mesin giling yang terdiri dari agitator dan banyak glass bead di dalamnya. Di dalam silinder giling, glass bead bersama dengan millbase akan diputar oleh agitator pada kecepatan tertentu, menyebabkan pigment-pigment secara mekanis akan terpecah karena tertumbuk oleh glass bead secara terus menerus. Millbase melalui saringan akan keluar, sedangkan glass bead akan tetap tertahan di dalam silinder giling. Sekalipun glass bead terbuat dari bahan yang keras dan kuat, pada akhirnya juga akan terpecah, ini akan menyebabkan proses penggilingan akan menurun performance-nya dan glass bead harus diganti dengan yang baru. kecepatan putar agitator, kekentalan, kadar padatan dan waktu tinggal millbase di dalam mesin adalah faktor-faktor yang mempengaruhi efektifitasnya proses penggilingan. Jika satu tahap proses penggilingan belum mencapai hasil yang diinginkan, millbase biasanya dikembalikan lagi ke dalam mesin, dilakukan bisa berkali-kali hingga diperoleh derajad kehalusan yang diinginkan.
5. Penyelesaian
Seperti sudah dijelaskan pada bagian di atas bahwa proses
pembuatan cat dibagi menjadi dua bagian besar, yaitu proses yang melibatkan
dispersi dan/atau penggilingan dan proses yang hanya melibatkan proses mixing
saja. Tahap akhir dari kedua proses ini juga berbeda, pada proses yang
melibatkan dispersi dan/atau penggilingan pigment, maka mengukur derajad
kehalusan dari partikel-partikelnya adalah tahap yang penting guna mengakhiri
proses tersebut.
Sedang proses lain, yang hanya melibatkan proses mixing,
maka untuk melihat seberapa jauh campuran sudah tercampur sempurna dan sesuai
komposisi yang ditentukan, cukup mengukur kekentalan atau viskositas campuran
tersebut. Namun bila campuran tersebut mengandung beberapa jenis pasta, maka
menyamakan warna (colour matching) campuran cat secara kasar perlu dilakukan,
agar campuran tidak terlalu jauh berbeda dengan warna standardnya.
Kedua tahapan ini biasanya disebut uji kualitas pendahuluan,
yaitu tahapan antara sebelum cat diuji secara seksama pada tahap paling akhir
dari proses pembuatan cat, yaitu tahap pengujian kualitas cat (Susyanto,
2009e).
6. Proses Pembuatan Cat Secara Umum
Proses produksi cat melalui beberapa proses, yaitu
pre-mixing, grinding, let-down, filtering, color matching, dan packaging.
Pre-mixing yaitu proses pencampuran awal dimana bagian padat dari cat seperti
pigmen dan extender/filler didispersikan ke pelarutnya dengan tambahan aditif
yang sesuai seperti dispersing agent dan wetting agent.
Gambar 3.4. Diagram alir pembuatan cat
Pada proses grinding partikel-partikel pigmen dihaluskan
dengan mesin giling/grinder agar ukuran partikel menjadi lebih kecil dan
diperoleh kehalusan dan warna yang diinginkan. Kemudian selanjutnya adalah
proses finishing yang meliputi let-down, filtering, color matching sampai
packaging. Pada proses ini cat diatur kekentalannya, ditambahkan zat aditif,
disaring dari kotoran saat pengadukan, disesuaikan dan dipilah-pilah warnanya,
dan pada akhirnya di kemas.
D.
Kegunaan
Cat
Dari segi penggunaan, cat rumah diklasifikasikan ke dalam cat interior
dan cat eksterior. Cat eksterior yaitu cat yang diperuntukkan di luar rumah
memiliki sifat protektif terhadap cuaca, sementara cat interior yaitu cat yang
diperuntukkan di dalam rumah lebih menonjolkan aspek keindahan. Karenanya cat
interior kurang cocok digunakan untuk eksterior dan begitu sebaliknya.
Cat interior menghasilkan kehalusan penampilan lapisan cat serta warna,
mudah dibersihkan, mudah dalam perawatan, tidak mudah berjamur untuk
bagian-bagian lembab, lapisan cat dapat menutup retakan-retakan halus pada
dinding, dan bebas kandungan logam berat (heavy metal).
Cat eksterior di samping memberikan aspek keindahan juga berfungsi
melindungi tembok dari cuaca. Dinding tembok adalah bagian yang paling ekstrim
terkena perubahan cuaca seperti terpaan angin dan sinar matahari, guyuran
hujan, serta perubahan suhu. Akibatnya dinding luar lebih cepat
mengalami kerusakan. Karenanya membutuhkan cat yang tahan terhadap cuaca agar
tidak mudah rusak. Kerusakan menyebabkan rembesan air pada saat musim hujan ke
dinding dalam. Hal ini bisa mengakibatkan flek-flek pada dinding dalam.
Cat digunakan mulai dari cat rumah, perabot rumah, dan berbagai peralatan
sampai kepada mobil. Gunanya, selain untuk menambah keindahan barang yang dicat
juga untuk melindungi bahan yang dicat dari karat, khususnya logam. Mulai dari
pagar besi, teralis dan sampai kepada perut kapal laut ataupun tanker.
E.
Dampak
negatif
Dalam kaitan dengan cat, ada beberapa nama yang sering disebut-sebut,
yaitu VOC, timbal, dan merkuri. Bahan apakah ini, dan mengapa digunakan oleh
cat?
Cat, sebagai material yang berfungsi sebagai pelapis, memang dibuat dari
bahan-bahan yang berbahaya bila kandungannya melebihi nilai ambang batas yang
diperbolehkan. Salah satu bahan yang berbahaya adalah VOC (volatile organic
compound) atau kandungan senyawa organik yang mudah menguap. Yang termasuk
dalam kategori VOC di antaranya solvent dan tiner. VOC ditandai dengan bau,
walaupun menurut Chandra Budiono dari Pacific Paint, cat yang tidak berbau
belum tentu bebas VOC.
Mengapa Pakai Solvent? Sejak pembuatan di pabrik, cat sudah menggunakan
solvent atau pelarut. Solvent memegang peranan dalam pembentukan film yang
baik. Solvent digunakan sebagai pencampur cat karena dengan takaran yang pas
bisa membuat cat memiliki kekentalan yang juga pas. Ini membuat cat menjadi
mudah diaduk, mudah diaplikasikan, dan cepat kering.
Namun solvent tidak ramah bagi lingkungan dan juga tidak ramah bagi
kesehatan manusia. Polimerisasi (salah satu tahap dalam pembuatan cat) yang
menggunakan teknologi terbaru memungkinkan proses pembuatan cat tidak
membutuhkan solvent lagi.
Solvent yang ada dalam kandungan cat akan menguap setelah cat diaplikasikan.
Setelah solvent menguap, cat akan mengering dan membentuk lapisan di pemmuaaan
benda. Karena itu cat yang sudah diaplikasikan pada dinding dan sudah
mengering, sebenarnya sudah tidak lagi mengandung solvent.
Tapi gas atau uap yang dihasilkan tersebut membutuhkan waktu untuk
benar-benar hilang dari udara di dalam ruang yang baru dicat. Uap solvent yang
menyebar di udara ini bisa mencemari lingkungan dan menyebabkan gangguan
kesehatan bila terhirup secara berlebihan.
Efek solvent bisa dirasakan secara instan ketika kita memasuki ruang yang
mengandung gas akibat penguapan solvent. Secara instan, bahan ini bisa
menyebabkan gangguan kesehatan ringan seperti seperti mata pedas, kulit perih,
gangguan saluran pernafasan, atau alergi. Sedangkan bila dihfirup dalam jangka
waktu lama, bahan ini bisa menyebabkan kanker, kerusakan hati, dan gangguan
sistem saraf.
Timbal dan Merkuri. Selain VOC, bahan berbahaya lainnya yang terkandung
dalam cat adalah timbal dan merkuri. Menurut Shinta Iswandani Ameldy, Category
Head PT IC Paints Indonesia timbal sering digunakan dalam campuran cat untuk
menghasilkan warna-warna cerah.
Timbal ini terkandung di dalam
pigmen, yaitu bahan untuk memberi warna pada cat. Menurut Chandra, cat warna
kuning dan oranye memiliki kandungan timbal yang lebih tinggi dibandingkan
warna-warna lain. Sementara menurut Aceng, biasanya penambahan timbal ini
berlaku untuk catminyak.
Seperti juga timbal, merkuri merupakan bahan logam berat yang ada dalam
kandungan cat. Di dalam cat, merkuri salah satunya digunakan dalam
campuran antijamur. Bila VOC berbahaya saat uapnya terhirup,
merkuri dan timbal akan memberi efek buruk bila masuk ke dalam
tubuh. Ini bisa terjadi apabila Anda atau anak Anda menyentuh dinding,
serbuknya menempel di tangan Anda dan kemudian Anda memegang makanan tanpa
mencuci tangan terlebih dulu.
Timbal bisa menyebabkan di antaranya gangguan sistem saraf dan organ
reproduksi. Pada tubuh anak-anak, timbal yang melebihi ambang batas akan
memengaruhi tingkat kecerdasan dan prilaku. Sedangkan merkuti bisa
menyebabkan gangguan pada susunan saraf, otak dan ginjal. Lebih parah
lagi, baik VOC, timbal maupun merkuri selain merusak tubuh kita juga merusak
lingkungan.
Hal penting yang harus anda perhatikan saat memilih cat adalah kandungan
zat berbahaya di dalamnya. Beberapa bahan berbahaya, seperti logam berat
biasanya digunakan dalam pewarna dan additive. Jenis pigmen yang berbahaya
dalam kandungan cat adalah lead Chromate yang biasa digunakan untuk memberi
warna hijau, kuning dan merah; Chromium pemberi warna hijau, kuning dan oranye;
serta Cadmium sebagai pemberi warna hijau, kuning, oranye dan merah. Anda harus
memilih cat yang aman yang tidak mengandung bahan-bahan berbahaya tersebut.
Beberapa kiat pemilihan cat berikut bisa dijadikan panduan adalah:
·
Pewarnaan untuk bagian dalam bisa dipakai semua
warna cat dan lebih bebas, karena tidak ada pengaruh dari cuaca.
·
Sementara untuk bagian luar, sebaiknya hindari
warna-warna yang mengandung unsur warna merah, karena ketahanan terhadap sinar (lightfastness)-nya
rendah.
·
Jangan lupa selalu menggunakan color scheme
(skema warna) untuk mengombinasikan jenis-jenis warna dan menciptakan warna
favorit anda, karena ini menyangkut selera juga nuansa ruang yang ingin anda
tampilkan (color psychology).
·
Anda bisa bermain warna untuk menciptakan ruang
yang anda inginkan, seperti penggunaan warna-warna muda untuk ruang sempit
dengan plafon rendah, akan menghadirkan kesan luas pada ruangan anda.
BAB III
PENUTUP
A.
Kesimpulan
Dari makalah ini
dapat diambil kesimpulan bahwa :
1. Cat
adalah suatu cairan yang dipakai untuk melapisi permukaan suatu bahan dengan
tujuan memperindah (decorative), memperkuat (reinforcing) atau melindungi
(protective) bahan tersebut.
2. Cat
dibedakan menjadi Water Based(Meliputi Cat tembok dan cat air) dan Solvent
Based(Meliputi Cat mobil, cat besi, dan cat minyak). Elemen penyusun
cat adalah Pigment, Pigment extender / filler, Liquid, Binder, dan Additive
3. Proses
produksi cat secara umum melalui beberapa proses, yaitu pre-mixing, grinding, let-down,
filtering, color matching, dan packaging.
4. Kegunaan
cat adalah Cat digunakan mulai dari cat rumah, perabot rumah, dan berbagai
peralatan sampai kepada mobil. Gunanya, selain untuk menambah keindahan barang
yang dicat juga untuk melindungi bahan yang dicat dari karat, khususnya logam.
Mulai dari pagar besi, teralis dan sampai kepada perut kapal laut ataupun
tanker.
5. Dampak
negatif cat adalah Efek solvent yang bisa dirasakan secara instan ketika kita
memasuki ruang yang mengandung gas akibat penguapan solvent. Secara instan,
bahan ini bisa menyebabkan gangguan kesehatan ringan seperti seperti mata
pedas, kulit perih, gangguan saluran pernafasan, atau alergi. Sedangkan bila
dihfirup dalam jangka waktu lama, bahan ini bisa menyebabkan kanker, kerusakan
hati, dan gangguan sistem saraf.
B.
Saran
Makalah
ini sekiranya dapat berguna bagi pembaca untuk mengetahui lebih dalam tentang
cat. Selain itu, hal penting yang harus anda perhatikan saat memilih cat adalah
kandungan zat yang berbahaya di dalamnya. Namun Cat yang berkualitas baik pasti
dibuat dari bahan-bahan berkualitas yang harganya juga mahal.
DAFTAR
PUSTAKA
Anonim, 2007b. Proses Teknologi Pembuatan Cat. http://pengecatan.blogspot.com
Anonim, 2007c. Sejarah Cat. http://cattembok.web.id
Anonim, 2009. Cat. http://id.wikipedia.org
Susyanto, Heri. 2009a. Additive. http://www.geocities.com
Susyanto, Heri. 2009b. Apakah Cat. http://www.geocities.com
Susyanto, Heri. 2009c. Jenis Cat. http://www.geocities.com
Susyanto, Heri. 2009d. Kontrol Kualitas Cat. http://www.geocities.com
Susyanto, Heri. 2009e. Pembuatan Cat. http://www.geocities.com
Susyanto, Heri. 2009f. Pigment Extender. http://www.geocities.com
Susyanto, Heri. 2009g. Resin. http://www.geocities.com
Susyanto, Heri. 2009h. Solvent. http://www.geocities.com
Tidak ada komentar:
Posting Komentar