SOLVENT

Seperti sudah dijelaskan dalam bagian sebelumnya bahwa masing-masing komponen penyususun 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.

PENGGOLONGAN SOLVENT
Solvent biasanya dibagi berdasarkan struktur kimia atau karakteristik fisikanya. Penggolongan solvent berdasarkan struktur kimia adalah sebagai berikut:

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.

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.

3. KELARUTAN (SOLUBILITAS)
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
• Hidrogen Bonding Index
• Dipole Moment

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. Klasifikasi detilnya adalah sbb.:
CLAS I - ikatan hydrogennya lemah (<> 7.5) : alkohol dan air

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. Untuk kepolaran beberapa jenis solvent dinyatakan dalam klasifikasi berikut:
• Paling tinggi Polaritasnya - Air
• Alkohol
• Ketone dan Ester
• Halogenated Hidrokarbon
• Ether
• Hidrokarbon Aromatis
• Paling rendah polaritasnya - Hidrokarbon Aliphatis

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.

SIFAT-SIFAT LAIN SOLVENT
VOLATILITY atau kemudahan untuk menguap adalah sifat kedua yang terpenting dari solvent. Kecepatan kering cat secara keseluruhan sangat ditentukan oleh derajad volatility dari solventnya dan sifat resin itu sendiri. Volatility solvent ditentukan oleh sifat distilasi, seperti titik didih dan tekanan uap solvent tersebut.
TITIK DIDIH ATAU RANGE TITIK DIDIH
BERAT JENIS
FLASH POINT
DAYA RACUN (TOXICITY)
BAU & WARNA (ODOR & COLOR)
DAN LAIN-LAIN

Selengkapnya...

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.

1. 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

2. 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.

3. 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 horizontal
• ANTI FOAMING Mencegah atau menghilangkan timbulnya busa pada permukaan cat

4. 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

Untuk memperdalam pengetahuan tentang additive, pembaca disarankan untuk mengunjungi website-website berikut ini:

• BYK-Chemie

• Tego Additives

• Sasol Servo BV Coating Additives

Selengkapnya...

RESIN

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).

1. 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 mongering, 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

2. 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).
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.

3. REAKSI POLYMERISASI

• Tanpa Katalis (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.

Selain dibagi berdasarkan mekanisme pembentukan filmnya, juga bisa dibagi berdasarkan sifat film yang terbentuk, yaitu:

• THERMOPLASTIC Film yang terbentuk dapat dikembalikan ke sifat semula dengan melarutkan ke dalam solvent

• THERMOSETING Film tidak bisa dikembalikan ke komponen asal, karena sudah membentuk ikatan tiga demensi yang kokoh dan kuatSetiap 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.

Beberapa website berikut perlu dikunjungi untuk mendapatkan gambaran lebih jelas tentang resin:
• http://www.batavindo.co.id/index_products.html
• http://www.bayer-ls.com/LS/LSWebCMS.NSF/all/Homepage_EN
• http://www.scanz.org.nz/meetings/mtngs00/confer00/binder.htm
• http://www.eastman.com/Product_Information/polymers.asp
• http://www.psrc.usm.edu/macrog/epoxy.htm
• http://www.huntsman.com/ShowPage.cfm?PageID=2416
• http://www.pardic.co.id/
• http://www.eterindo.com/ebc.html
• http://resinweb.com/directory.php?hk=2
• http://www.basf.de/en/produkte/
• http://www.lautan-luas.com/
• http://www.jana-ksa.net/products.html

Selengkapnya...

PIGMENT DAN EXTENDER

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:

• 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
  

CONTOH LARUTAN DYESTUFF
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:

1. Warna dasar
2. Bentuk dan ukuran partikel
3. Berat jenis, density atau specific gravity
4. Oil absorption
5. Hiding power (refractive index)
6. Daya tahan terhadap panas dan asam basa
7. PH
8. Muatan Listrik
9. Bleeding


Secara umum pigment terbagi dalam dua kategori besar berikut :

• 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.


CONTOH-CONTOH PIGMENT

Pigment Organik
• Fast Red 2R - Pigment Red 21
• Lithol Rubine BK (Carmine 6B) - Pigment Red 57:1 (15850:1)
• Phthalocyanine Blue
• Toluidine Fast Red RN - Pigment Red 3 (12120)
• Toluidine Marron - Pigment Red 13 (12395)
• Fast Yellow G - Pigment Yellow 1(11680)
• Fast Yellow 10G - Pigment Yellow 3(11710)
• Phthalocyanine Green G - Pigment Green 7(74260)
• Benzidine Yellow G - Pigment Yellow 12 (21090)
• Lithol Red B - Pigment Red:49:1 (15630:1)
• Lake Red C - Pigment Red 53:1(15585:1)

Pigment Anorganik

True Pigment
• Middle Chrome - Pigment Yellow 34
• Lemon Chrome - Pigment Yellow 34
• Scarlet Chrome - Pigment Red 104
• Primrose Chrome - Pigment Yellow 34
• Zinc Chrome - Pigment Yellow 36
• Chromocynine Green3 - Pigment Green 48
• Yellow Oxide - Pigment Yellow 42
• Red Oxide - Pigment Red 101
• Chrome Oxide Green - Pigment Green 17
• Titanium Oxide (Rutile and anatase)
• Zinc Oxide
• Zinc Chromate
• Milori Blue (Prussian Blue)
• Ultramarine Blue

Extender
• Diatomaceous Earth
• Synthetic Calcium Silicates
• Perlite
• Ground Silica
• Calcined Clays
• Calcium Carbonates
• Talcs (Magnesium Silicate)
• Microspheres
• Colored Quartz
• Fumed Silicas
• Treated Fumed Silicas
• Wet Ground Micas
• Snobrite Clay
• Bentonite Clay
• Micronized Micas
• Kaolin Clay
• Attapulgite Clays
• Alumina Trihydrate

Metallik
• Zinc Dust
• Gold powders and pastes (Nonleafing and Leafing)
• Bronze powders and pastes (Nonleafing and Leafing)
• Aluminum powders and pastes (Nonleafing and Leafing)

Beberapa website berikut disarankan untuk dikunjungi:
Organik
• http://www.sinodye.com/pigment.html
• http://www.shamachemicals.com/organicpigments.html
• http://www.meghmani.com/pigments/pigments.html
• http://www.chembrill.com/organic_b.htm
True Pigment
• http://www.harold-scholz.de/lackuk.html
• http://www.kronostio2.com/
• http://www.kemira.com/pigments/pigments.html
Extender
• http://seegott.com/products/index.htm
• http://www.camcoomya.com/
Metallik
• http://www.eckartamerica.com/
• http://www.mdboth.com/products.asp

Selengkapnya...

JENIS 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.

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. Untuk memberi gambaran jelas bagaimana cat dibuat, berikut ini adalah tahapan pembuatan cat dengan teknologi sedang:

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).

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.

Tahapan dispersi meliputi:
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.


Prosses 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 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.

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. Tahap ini akan dijelaskan lebih lengkap pada bab yang lain.

Selengkapnya...

KOMPOSISI CAT

Cat (Paint) pada umumnya memberikan dampaknya hanya setelah mengalami perubahan dari kondisi cair menjadi lapisan tipis dan padat melalui proses pengeringan/pengerasan.Komposisi cat secara umum mencakup beberapa bahan di bawah ini.

Resin: salah satu komponen dasar pembuatan cat (minyak) yang berfungsi untuk mengikat pigmen yang membentuk lapisan tipis kontinyu untuk menghasilkan kekerasan, kilap,lekat dan masih banyak lagi fungsinya. Resin ada yang berasal dari alam (berupa getah-getahan dari tumbuhan sebagai contoh pohon damar) dan dewasa ini banyak resin sintetis yang dibuat secara kimia dan di buat dengan bahan minyak bumi mauun minyak nabati.

Pigment: adalah bahan serbu organik atau anorganik yang digunakan untuk menghasilkan warna dan sering sebagai kekuatan yang tersembunyi, bahan ini tidak dapat larut dalam air ataupun pelarut.

Pelarut/Thinner: cairan transparant yang digunakan untuk melarutkan resin untuk pencampuran dan mendapatkan kekentalan (viscosity) yang sesuai untuk proses pengecatan. Pelarut ini biasa disebut sebagai thiner dan dibuat dari bahan minyak bumi. Namun banyak juga cat-cat tradisional dan juga cat modern yang menggunakan ar sebagai bahan pelarutnya.

Aditif: berfungsi sebagai bahan pelengkap yang digunakan untuk meningkatkan properti dari cat dalam hal kekuatan, ketahanan dan aplikasi saat melakukan pengecatan.

Selengkapnya...