web viewbab i. pendahuluan. latar belakang
TRANSCRIPT
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Industri cat adalah salah satu industri tertua di dunia. Sekitar 20.000 tahun lalu,
manusia sudah menggunakan cat untuk kegiatan komunikasi, dekorasi dan proteksi.
Mereka menggunakan meterial-material yang tersedia di alam seperti arang (karbon),
darah, susu, dan sadapan dari tanaman-tanaman yang memiliki warna yang menarik
sebagai bahan dasar cat. 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 mengekstrasi akar tanaman
tertentu dengan kasein sebagai perekatnya. Seiring dengan perkembangan teknologi,
manusia mulai menemukan minyak tanaman dan resin dari fosil untuk mengganti
darah dan susu sebagai perekat cat. Walaupun telah ditemukan perekat atau resin
yang semakin baik dengan berkembangnya teknologi kimia, resin-resin natural
hingga kini masih banyak dipakai.
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 (Susyanto, 2009b).
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) (Anonim, 2009).
Makalah ini membahas mengenai struktur, komposisi, jenis-jenis cat, dampak,
proses pembuatan cat dan kelegalan yang ditimbulkan oleh bahan cat dan pigmen.
1
B. Rumusan Masalah
Dari latar belakang diatas dapat diambil beberapa rumusan masalah, diantaranya:
1. Bagaimana sejarah perkembangan cat?
2. Bagaimana struktur dan komposisi bahan cat?
3. Apa saja jenis-jenis bahan cat?
4. Apa dampak dari penggunaan bahan cat?
5. Bagaimana tahapan dari proses pembuatan cat?
6. Bagaimana kelegalan dari bahan cat menurut Undang-Undang yang berlaku?
C. Tujuan
Adapun tujuan berdasarkan rumusan masalah tersebut adalah sebagai berikut:
1. Menjelaskan sejarah perkembangan cat.
2. Mengidentifikasi struktur dan komposisi cat.
3. Menjelaskan jenis-jenis cat.
4. Menjelaskan dampak dari penggunaan cat
5. Menjelaskan tahapan dalam proses pembuatan cat.
6. Mengidentifikasi kelegalan dari bahan cat yang digunakan menurut Undang-
Undang yang berlaku.
2
BAB II
PEMBAHASAN
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 (Susyanto, 2009b).
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) (Anonim, 2009).
A. Sejarah Cat
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).
Sejak 30.000 SM orang-orang di Perancis dan Spanyol sudah menggambar
dengan cat di gua-gua. Zat pewarna yang pertama terbuat dari tanah liat, batu-batuan,
dan bijih logam. Zat pembawa yang pertama terbuat dari lemak binatang, kemudian
digunakan getah Arab, agar-agar, putih telur, dan lilin lebah.
Ditemukan pula bahwa 35.000 tahun yang lalu terdapat gambar “Bison” di
dinding gua daerah Lascaux, Prancis. Pigmen atau bahan warna yng digunakan
berasal dari saliva dan lemak binatang. Selain itu, batu – batuan juga digunakan
sebagai bahan baku pigmen, diantaranya hematite dan cinnabar untuk warna merah,
3
lazurit untuk warna biru cerah, zurite untuk warna biru kehijauan, orpiment dan
realgar untuk warna kuning dan orange, serta malasit untuk warna hijau.
Pada abad Pertengahan orang menciptakan zat pembawa yang baru dari tumbuh-
tumbuhan dan mineral yang dibakar. Bangsa Mesir membuat zat pewarna dengan
menghaluskan mineral Azurit untuk warna biru. Malasit untuk warna hijau. Cinabar
untuk warna merah terang.
Bangsa Yunani membuat verdigris (sebuah campuran warna antara biru dan
hijau) dari tembaga yang dipisahkan oleh cuka. Mereka mengambil warna ungu dari
siput laut. Pada Abad Pertengahan warna biru laut diambil dari mineral lapis lazuli.
Warna merah dibuat dari akar pohon Madder dan warna lain diambil dari buah berry
dan bunga.
Cat minyak muncul pada abad 15,pada awalnya Leo Battista Alberta
menggunakan cat minyak yang kental dan dapat diencerkan dengan turpentine.Dan
tidak terlalu lama digunakan juga diseluruh Eropa.Mereka telah menemukan tipe cat
yang revolusioner. Pada saat itu di jajahan Amerika Serikat cat menjadi simbul
kemewahan. Hanya warga kaya yang berhak mencat rumah mereka. Dan para artis
cat terlebut menjadi titik awal evolusi cat dimana dari pengalaman mereka ragam
warna dikembangkan.
Warna pertama yang digiling muncul di Eropa selama abad ke 17. Pada tahun
1828 dibuat warna biru laut sintetik yang dibuat dari soda, tanah liat cina, batu bara
dan belerang. Pada tahun 1858-an ter batu bara dipergunakan sebagai bahan celup.
Pada abad 19, industri cat dan pernis bukan lagi bersifat seni. Industri cat sudah
menjadi bagian dari industri kimia. Dengan kemajuan tersebut pabrik cat sudah dapat
membuat cat yang siap pakai.
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.
Seiring dengan berkembangnya waktu, ditemukan bahwa pigmen bisa berasal
dari garam anorganik yaitu melalui proses presipitasi dari ion aqueous dalam larutan.
Diantaranya reaksi Pb(NO3)2 + Na2CrO4 PbCrO4 + 2NaNO3 yang menghasilkan
4
warna kuning, atau reaksi antara zink hidroxida dan NaOH yang menghasilkan warna
putih, dan lain sebagainya.
Pada abad 20 kita sudah dapat menyaksikan perkembangan yang luar
biasa.Pengetahuan kimia telah menunjukan pada kita bahan-bahan lain dan proses
lain seperti pemasakan minyak dengan resin alam,penemuat resin sintetis/resin
buatan yang mana acrylic termasuk didalamnya.
B. Struktur dan Komposisi
Cat berupa cairan yang kental, cat terdiri dari beberapa komponen yaitu resin,
pigment, solvent, dan bahan tambah lainnya. Cat biasanya dilarutkan dengan thinner,
agar mudah penggunaannya, dalam hal cat tipe dua komponen cat ditambahkan
dengan hardener.
1. Struktur Cat
Sumber:Gambar 2.1 Struktur alkyd
Sumber:Gambar 2.2 Struktur acrylic
5
Sumber:Gambar 2.3 Struktur melamin formaldehide
2. Komponen Cat
Cat memiliki beberapa komponen yaitu:
a. Resin
Resin adalah unsur utama cat yang berbentuk cairan kental yang dapat
membentuk lapisan yang padat dan transparan yang membentuk film atau
lapisan setelah diaplikasi pada suatu obyek dan mengering. Kandungan resin
mempunyai pengaruh langsung pada kemampuan cat seperti misalnya:
kekerasan, ketahanan solvent serta ketahanan cuaca. Demikian pula
berpengaruh atas kualitas akhir misalnya tekstur, kilap (gloss), daya rekat
suatu cat, serta kemudahan penggunaan diantaranya waktu pengeringan.
Resin yang digunakan pada cat, secara garis besar terbagi menjadi tipe-
tipe sebagai berikut (Anonim, tth: 3):
1) Klasifikasi menurut material:
a) Resin Netral, diekstrak terutama dari tumbuh-tumbuhan,
digunakan untuk membuat vernish dan lacquer.
b) Resin Sintetik, resin buatan manusia, karena tersedia dalam
jumlah banyak, maka cat modern sebagian besar dibuat dari resin
sintetik
2) Klasifikasi menurut tipe lapisan (film):
a) Thermoplastik Resin, pengerasan thermoplastic resin adalah
melalui penguapan solvent, tanpa melibatkan reaksi kimia.
Apabila dipanaskan, maka akan menjadi lunak dan akhirnya
mencair. Thermoplastic resin sangat fleksibel dan sangat mudah
larut dalam solvent.
6
b) Thermosetting Resin, thermosetting resin bila dipanaskan akan
mengeras melalui reaksi kimia. Apabila telah mengeras tidak
akan melunak lagi oleh pemanasan kembali.
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). Struktur dari masing – masing jenis resin pun berbeda.
Tabel 2.1 Ciri-ciri Resin
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
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),
7
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.
b. Pigment
8
Pigment adalah zat pewarna yang tidak bercampur dengan air, oli, atau
solvent. Pigment tidak dapat melekat pada obyek lain, akan tetapi pigment
dapat melekat pada obyek lain apabila telah tercampur dengan resin dan
komponen lain dalam bentuk cat. Pigment dibagi menjadi beberapa tipe yaitu
(Anonim, tth: 4):
1) Pigment warna, untuk menambah warna pada cat dan meningkatkan daya
sembunyi (hiding power) cat.
2) Pigment terang, menambah wana-warni metalik pada coat.
3) Pigment extender, menambah kekuatan dan body pada coat,
meningkatkan viskositas dan mencegah sedimentasi.
4) Pigment pencegah karat, digunakan pada cat dasar untuk mencegah
karat.
5) Pigment flatting, digunakan untuk mengurangi kilap pada coat. Pigment
ini dicampur dengan cat apabila dikehendaki kurang kilap.
Pigmen berasal dari bahan organik maupun anorganik. Contoh dari
pigmen anorganik adalah dari garam anorganik yaitu melalui proses
presipitasi dari ion aqueous dalam larutan. Diantaranya reaksi Pb(NO3)2 +
Na2CrO4 PbCrO4 + 2NaNO3 yang menghasilkan warna kuning, atau
reaksi antara zink hidroxida dan NaOH yang menghasilkan warna putih.
c. Zat pengencer (Solvent/Thinner)
“Solvent adalah suatu cairan yang dapat melarutkan resin dan
memungkinkan pencampuran pigment dan resin dalam proses pembuatan
cat.” (Herminanto Sofyan, tth: 41). Solvent dan thinner adalah sama-sama zat
pengencer atau pelarut, bedanya dengan thinner adalah solvent digunakan
ketika dalam pembuatan cat sedangkan thinner digunakan untuk menentukan
tingkat kekentalan cat sebelum cat tersebut diaplikasikan. Menurut
Herminanto Sofyan (tth: 41) komponen pembentuk solvent meliputi:
1) Diluent, merupakan larutan yang membantu melarutkan resin lacquer.
2) Laten solvent, juga digunakan untuk mencampur pelarut yang baik,
hasilnya sama dengan pelarut yang berkualitas baik.
3) Solvent murni, adalah larutan yang mampu melarutkan sesuatu yang
mengakibatkan cairan tersebut masuk ke dalam larutan. Solvent murni
melarutkan bahan residu dan binder.
Penggolongan solvent berdasarkan struktur kimia adalah sebagai berikut: HIDROKARBON
9
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.
Tabel 2.2 Penggolongan Hidrokarbon
GOLONGAN UTAMA
SUB GOLONGAN KETERANGAN CONTOH DAN
PENGGUNAANNYA
ALIPHATIS JENUH, tidak mempunyai ikatan rangkap dalam strukturnya, disebut juga ALKANA atau PARAFFIN.Terbagi menjadi 3 golongan: RANTAI LURUS, RANTAI BERCABANG dan SIKLIS.SIKLIS (NAPHTENE), ikatanya melingkar, atom karbon pertama bertemu dengan atom carbon terakhir.
Hasil-hasil distilasi minyak bumi berupa campuran beberapa alkana dan mungkin beberapa jenis hidrokarbon lain.Titik didihnya dinyatakan dalam range. Komposisi dinyatakan dalam persentasi alkana yang ada.Alkana yang penting dalam industri cat adalah antara C6=hexana hingga C10=dekana.
Dari hasil distilasi minyak bumi (produksi PERTAMINA):Special Boiling Point XX, campuran senyawa hidrokarbon aliphatis, naphtenis dan sedikit aromatis. Boiling range-nya: 55 - 120oC. Mudah terbakar dan sangat volatile.Low Aromatic White Spirite (LAWS), campuran senyawa hidrokarbon paraffin, cycloparafin dan aromatis. Boiling range antara 145 - 195oC. Stabil dengan warna jernih.Minasol-M, Pertasol CA, Pertasol CB, Pertasol CC dan minyak tanah (kerosene).Contoh lain adalah petroleum ether (40-60oC), naphta (70-90oC), petroleum
10
benzine (120-150oC)Contoh jenis siklis yang diperoleh dari hasil ekstraksi tanaman adalah terpentin.Biasanya dipakai untuk solvent cat jenis alkyd (varnish, synthetic enamel) dan polyurethane.
TIDAK JENUH, mempunyai ikatan rangkap dua, ALKENA/OLEFIN (ethylene, propylene, dll) atau rangkap tiga, ALKYNE (etuna/acetylene, propuna, dll). Karena sifatnya reaktif dan hampir sebagian besar senyawanya dalam kondisi gas, maka tidak umum dipakai sebagai solvent dalam cat.
AROMATIS
Struktur molekulnya mengandung ikatan aromatis (benzene), C6H6
Daya larutnya lebih kuat dibanding senyawa-senyawa hidrokarbon aliphatis.
Toluena (methyl benzene), mempunyai titik didih 111° C, merupakan pelarut yang sangat kuat.Xylene (dymethyl benzene), merupakan campuran dari tiga macam isomer: ortho, metha dan para-xylena yang mempunya titik didih hampir sama (144, 139 dan 139oC) sehingga sulit dipisahkan dengan proses distilasi.Solvent-solvent jenis aromatis dipakai hampir pada semua jenis cat, terutama cat jenis acrylic, polyurethane, epoxy atau nitrocellulose.
HALOGENATED HIDROKARBON
Hidrokarbon dimana satu atau lebih atom hidrogen-nya diganti oleh atom halogen, seperti klorine (Cl) atau fluorine (F)
Methylene klorida atau diklormethane, cairan tak berwarna dengan titik didih 40oC. Dipakai untuk pembersih logam, solvent untuk cat jenis lacquer dan pembersih/penghilang cat (paint
11
remover).
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.
Tabel 2.3 Penggolongan Oksigenated Solvent
GOLONGAN UTAMA KETERANGAN CONTOH DAN
PENGGUNAANNYA
ESTER
Senyawa organik hasil reaksi kondensasi antara asam karboksilat dan alkohol (esterifikasi), karenanya nama ester dimulai dari alkil alkohol dan diikuti nama asam karboksilat-nya, seperti: methyl acetat.
Bau yang wangi adalah ciri khas senyawa ini.
Makin sedikit atom karbon dan/atau makin banyak cabangnya, maka makin mudah menguap.
Ethyl acetateIsopropil acetateIso dan butyl acetate
Dipakai sebagai solvent pada cat jenis acrylic dan nitro cellulose.
ETHER
Senyaw organik hasil reaksi kondensasi alkohol. Senyawa ini mengandung gugus fungsional oksigen yang diapit oleg dua buah lakil.
Ethyl methyl ether (methyl "cellosolve")
Butyl ethyl ether (butyl "cellosolve")
Dipakai sebagai solvent pada cat jenis acrylic dan nitro cellulose.
KETONE Senyawa organik hasil reaksi oksidasi alkohol. Senyawa ini mengandung gugus fungsional karbonil.
Merupakan solvent yang sangat kuat daya larutnya dan juga sangat volatile.
Acetone Methyl ethyl ketone (MEK)Methyl methyl ketone (MMK)Methyl isobutyl ketone (MIBK)Dipakai sebagai solvent pada
cat jenis acrylic dan nitro cellulose.
12
ALKOHOL Adalah senyawa organic yang mempunyai gugus fungsional hidroksil (OH) yang melekat pada sebuah alkil dari hidrokarbon, baik aliphatis maupun aromatis.
Ethyl alkohol (ethanol) Isopropyl alkohol (2-propanol)ButanolDipakai sebagai latent solvent
pada cat jenis nitro cellulose
d. Additives
Aditif adalah suatu bahan yang ditambahkan pada cat dalam jumlah yang
kecil untuk meningkatkan kemampuan cat sesuai tujuan atau aplikasi cat.
Berbagai tipe bahan yang ditambahkan pada cat dalam jumlah yang kecil
untuk meningkatkan kemampuan cat sesuai dengan tujuan atau aplikasi cat.
Zat additif berfungsi untuk mencegah terjadinya buih pada saat
penyemprotan (anti foaming), mencegah terjadinya pengendapan cat pada
saat dipergunakan (antisetting), meratakan permukaan cat sesaat setelah
disemprotkan (flow additif), menambah kelenturan cat, dll.
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.
13
Additive biasanya dibagi berdasarkan fungsinya.Berikut ini adalah
beberapa additive yang biasa dipakai dalam industri cat.
1) Wetting agent (agen pembasah) dan dispersing agent.
Agen pembasah dan agen penyebar mendorong penyebaran cairan
saampai permukaan. Lechithin soya adalah agen pembasah dan penyebar
yang banyak digunakan dan memiliki fungsi sebagai agen antar muka
yang efektif untuk aplikasi cat, lacquer, printing ink dan juga sebagi
waterbase coating. Lecithin soya sangaat efektif untuk kasus pewarna
Prussian blue, ultra marine blue atau pigmen titanium dioksida dalam
varnish linseed oil. Selain letichin soya ada juga yang menggunakn Zinc
naqpthenate dan octoate yang mempunyai kemampuan sebagai wetting
agen dan dispersion agen yang lebih baik.
2) Anti skinnig agent
Anti skinning agent digunakan untuk memperlambat oksidasi dan
juga pembentukan radikal bebas dan hidro peroksida. Anti oksidan yang
sering digunakan untuk daalam cat harus mempunyai daya evaporasi
yang tinggi sehingga mudah menguap tanpa meninggalkan bekas.
Berikut ini adalah anti oksidan yang digunakan seperti Quinones dengan
hidroquinones, phenols, amines, oximes. Merupakan anti oksidan yang
menghambat oksidasi tetapi tidak seara utuh menguap dari film coating.
Oximes secara luas digunakan pada coating merupakan anti oksidan
paling ideal yang digunakan sebagai skinning. Bahan ini menguap
dengan cepat tanpa menunda waktu pengeringan.
3) Anti setting agent
Laju pengendap[an partikel meningkat sebanding dengan ukuran dan
grafitasi tetapi menurunkan apabila viskositas meningkat. Pigmen akan
cendrung mengendap membentuk sediment dari partikel pigmen
sehingga sulit untuk membuatnya menyebar. Untuk mrngatasi hal
tersebut maka ditambahkan oleat sampai 1% untuk menghindari
pengendapan atau setting. Selain itu juga digunakan turkey red, calcium
linoleat dan aluminium napthenate sampai 2%.
4) Anti floating dan anti flooding agent
Floating adalah pemisahan lapisan pigmen baik dalam keadaan cair
atau dalam permukaan coating. Floating dipercepat manakala satu atau
lebih pigmen yangmendukung viskositas structural. Bahan yang sering
14
digunakan untuk mengatasi floating dan flooding seperti china clay,
silica persipitasi dan kalsium carbonat.
5) Leveling dan flow control agent
Leveling merupakan kemampuan film basah untuk menjadi mulus
seragam selama proses pengeringan. Bahan yang sering digunakan untuk
membuat cat supaya menjadi mulus adalah zinc benzoate, zinc oksida
dan asam benzoate.
15
6) Defoaming agent
Foaming atau pembusaan sering muncul akibat adanya bahan coating
cairan yang mana menurunkan tegangan permukaan cairan dan
mempunyai efektivitas permukaan. Agen anti defoaming yang banyak
digunakan adalah suefaktan yang memiliki HLB rendah seperti silicon,
alcohol , tupentene dan minyak pinus.
7) Preservatif dan fungicidas
Pada kasus coating berbasis solvent serangan bakteri bukan menjadi
penyebab tetapi diganti dengan serangan jamur. Bahan yang biasanya
digunakan untuk mengatasinya adalah merkuri asetat, phenyl merkuri,
naphenat, penta chlorophenol sodium salt, tetra chlorophynel sodium salt
dan copper napthenat.
Pemilihan additive dilakukan secara trial dan error , additive dapat
mendukung salah satu sifat namun terkadang juga dapat menjadi perusak dari
sipaty coating yang diharapkan. Oleh karena itu penambahan additive harus
diperhitungkan dan memerlukan ahli teknis yang berpengalaman.
C. Jenis-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 2.4 Dasar Pengelompokan Jenis-Jenis Cat
DASAR
PENGELOMPOKANJENIS 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,
16
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:
Tabel 2.5 Jenis-Jenis Cat yang Beredar di Pasaran
JENIS
CAT
CONTOH
CATDIPRODUKSI 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 PT. PROPAN RAYA Industrial Coatings & Chemicals
17
Anti
Corrosion
PRIMTOP
PT – 88
D. Fungsi Bahan Cat
Tabel 2.6 Fungsi dari Bahan Kandungan Cat
Bahan Fungsi
Bahan pembentuk lapisan (film-forming
materials) : Linseed oil, Soybean oil,
Tung oil, dehydrated caster oil, fish oil,
oiticica oil, perila oil, casein, latex
emultion, varnishes
Membentuk lapisan pelindung melalui
oksidasi dan polimerisasi minyak tak jenuh
Tiner (thinners) : Hidrokarbonalifatik,
naptha, fraksi petroleum lain Turpentine
Hidrokarbon aromatic, toluene silol
(xylol), methylated naphthalene
Sebagai suspensi pewarna cat, konsentrasi
sedikit
Pengering (driers) : Co, Mn, Pb, Zn,
naphthalene, resin, otocates, linoleat,
talates
Mempercepat pengeringan lapisan melalui
oksidasi dan polimerisasi
Antiskining agent : Polyhydroxy phenols Mencegah penggumpalan dan pengelupasan
cat
Plasticzser : Beberapa macam minyak Memberikan elastisitas dan mencegah proses
penguraian
Tabel 2.7 Fungsi dari Bahan Dasar Pigmen
Bahan FungsiPewarna putih : timah putih, titanium
dioksida, Zn oksida, litophene, Zn
sulfide, basic lead sulphate
Pewarna hitam : karbon hitam,
lampblack, graphite, magnetite black
Pewarna biru : Ultramarine, cobalt blue,
copper pthalocyanine, iron blue
Untuk melindungi lapisan cat dari sengatan matahari, menguatkan lapisan dan memberi tampilan menarik
18
Pewarna merah : timah merah, iron
oxides, cadmium merah, toners dan
lakes
Pewarna metalik : aluminium, debus
eng, bubuk tembaga
Pewarna kuning : litharge, ochre, timah
atau Zn kromat, hansa yellow, ferrite
yellow, cadmium lithopone
Pewarna jingga : basic lead chromate,
cadmium orange, molybdenum orange
Pewarna hijau : kromium oksida, kromat
hijau, hydrated kromium oxide,
pthalocyanine green, permansa green
Pewarna coklat : burnt sienna, burn
amber, Vandyke brown
Metal protective pigment : timah merah,
timah biru, seng basic lead, barium
potassium chromat
Pigment extenders : china clay, talk,
asbestos, silica, gips, mika, barites,
blanc fixe
Mengurangi biaya perawatan, ketahanan
warna
Tabel 2.8 Fungsi Additive pada Penambahan CatKategori Nama Keterangan
Mempercepat atau mempermudah proses
Wetting Agent Berguna untuk mempermudah atau mempercepat proses penggantian udara dan air oleh resin pada permukaan pigment atau extender
Dispersing Agent
Berguna untuk mempermudah distribusi pigment dan extender ke dalam cairan resin
Mengurangi akibat kerusakan selam penyimpanan
Anti Skinning Agent
Berguna untuk mencegah proses pengulitan pada permukaan cat (oil atau alkyd base resin) selama penyimpanan
Thickening Agent
Berguna untuk mempertahankan kekentalan cat atau melindungi cat selalu dalam kondisi koloid
Anti Settling Agent
Berguna untuk mempertahankan pigment selalu berada pada kondisi dispersi yang stabil dalam campuran, sehingga tidak mengendap.
Mengurangi akibat selama
Anti Sagging Berguna untuk mencegah turunnya atau melelehnya cat jika dipakai pada permukaan tegak
19
pemakaian Levelling Agent Berguna untuk meningkatkan kualitas permukaan cat, sehingga permukaannya rata tidak bergelombang
Anti Flooding & Floating
Berguna untuk mencegah pemisahan pigment baik secara vertikal maupun horisontal
Anti Foaming Berguna untuk mencegah atau menghilangkan timbulnya busa pada permukaan cat
Memperbaiki atau Merubah Sifat Flim Anti Static Agent
Berguna untuk mencegah atau mengurangi timbulnya arus listrik static selama pemaikaian
DryedBerguna untuk mempercepat reaksi oksidasi dan polymerisasi dari ikatan tak jenuh pada cat jenis alkyd atau synthetic (mengandung drying oil).
Catalyst Berguna untuk mempercepat reaksi crosslinking antara resin amino dan alkyd polyol (atau turunannya), biasanya dipakai senyawa-senyawa asam organik maupun anorganik
Plasticizer Berguna untuk meningkatkan fleksibilitas cat, terutama pada cat yang mempunyai berat molekul yang besar, seperti NC.
Anti Fouling Agent
Berguna untuk mencegah timbulnya atau melekatnya tumbuhan air laut pada dasar dinding kapal
Matting Agent Berguna untuk menurunkan derajad kilap lapisan cat (dari gloss ke semi gloss atau dari semi ke dof/matt)
Anti Fungus Berguna untuk mencegah timbulnya jamur
E. Dampak dari Penggunaan Bahan Cat
1. Binder/ Resin / formaldehida
Binder yang dapat menyebabkan masalah kesehatan adalah resin (epoxy resin
dan urethane resin) menimbulkan iritasi hidung, mata, tenggorokan dan kulit.
Formaldehida merupakan salah satu polutan dalam ruangan yang sering
ditemukan karena resin formaldehida dipakai dalam bahan konstruksi ini
melepaskan formaldehida pelan-pelan. Apabila kadar di udara lebih dari 0,1
mg/kg, formaldehida yang terhisap bisa menyebabkan iritasi kepala dan membran
mukosa, yang menyebabkan keluarnya air mata, pusing, teggorokan serasa
terbakar, serta kegerahan.
Ada studi yang menunjukkan formaldehida dalam kadar yang lebih sedikit,
seperti yang digunakan dalam bangunan, tidak menimbulkan pengaruh
karsinogenik terhadap makhluk hidup yang terpapar zat, akan tetapi jika kadarnya
berlebih bisa menimbulkan kanker. Jika terpapar formalidehida dalam jumlah
banyak semisal terminum, asam format yang terkandung bisa meningkatkan
20
keasaman darah, membuat tarikan napas menjadi pendek dan sering, hipotermia,
koma, bahkan sampai kematian. Formaldehida menimbulkan terikatnya DNA dan
protein sehingga mengganggu ekspresi genetik. Sangat berbahaya pada ibu hamil
karena bisa merusak sistem saraf pada janin penyebab kecacatan.
Percobaan pada tikus, menunjukkan bahwa inhalasi bahan selama 30 hari
dengan dosis 70, 300, 540 ppm menunjukkan tingginya angka kematian, terutama
pada dosis 540 ppm. Efek terhadap fungsi paru pada manusia , dari beberapa
studi kasus menunjukkan bahawa acrylic resin menyebabkan serangan asma pada
pekerja.
2. Dampak Solvent / Thinner
Semua cat mengandung pelarut/ solvent yang biasanya berupa tiner. Tiner
akan menguap segera setelah cat dioleskan, saat itu pekerja cat dapat menghisap
bahan berbahaya yang terkandung dalam solvent. Thinner terbuat dari senyawa
toulena yang berbahaya.
Tabel 2.9 Dampak dari Paparan Thinner
Organ yang terpapar Dampak
Kulit Kontak berkepanjangan dan berulang kali dapat
menyebabkan dermatitis (merah, gatal, kulit kering
Sistem syaraf Sejumlah penelitian pada pekerja printer
rotogravure, tukang cat dan pekerja pada
industrirubberized-matting dengan paparan toluena
jangka panjang menunjukan tentang potensi
kerusakan sistem saraf pusat (SSP). Kebanyakan
penelitian tidak memiliki data eksposur yang baik.
Namun beberapa tes neurobehavioural yang
direkomendasikan oleh Organisasi Kesehatan
Dunia dapat digunakan mengetahui besarnya
paparan toluena dalam tubuh. Hasil beberapa
penelitian melaporkan akibat paparan toluena
berlebih bisa menimbulkan akibat seperti
kehilangan memori, gangguan tidur, kehilangan
kemampuan untuk berkonsentrasi, atau ketiadaan.
Akan tetapi ada juga yang melaporkan tidak ada
21
efek dari Toluena.
Mata Sebuah penelitian menemukan hasil jika paparan
toluena berdampak pada menurunnya penglihatan
warna. Pandangan sesorang menjadi lebih kabur dan
bahkan buta warna.
Pendengaran Gangguan pendengaran telah diamati pada pekerja.
Dalam beberapa studi menjelaskan jika paparan toluena
yang sangat tinggi bisa mengganggu pendengaran. Hal
ini didukung dengan penelitian penggunaan toluena
pada hewan yang mengakibatkan kebisingan dan
penurunan pendengaran.
Paru-paru Beberapa peneliti telah melaporkan adanya efek dari
tiner sebagai pelarut / solvent terhadap gangguan fungsi
paru. Pengukuran volume ekspirasi paksa selama detik
pertama (FEV1) pada pekerja yang terpapar tiner
menunjukkan adanya tanda obstruksi paru. Pengamatan
pada pekerja pengecatan menunjukkan bahwa paparan
tiner ini menunjukkan tanda-tanda iritasi pada saluran
pernafasan. Iritasi ini selanjutnya menyebabkan
terjadinya fibrosis paru sehingga pada akhirnya terjadi
gangguan fungsi paru.
3. Dampak Zat Kimia Pigmen
a. Timbal (Pb)
Lead atau lebih dikenal dengan timbal sejenis logam berat yang terdapat
secara alami di dalam kerak bumi. Keberadaan timbal bisa juga berasal dari
hasil aktivitas manusia, yang mana jumlahnya 300 kali lebih banyak
dibandingkan Pb alami yang terdapat pada kerak bumi. Timbal (Pb) adalah
logam yang mendapat perhatian khusus karena sifatnya yang toksik (beracun)
terhadap manusia.Timbal (Pb) dapat masuk ke dalam tubuh melalui konsumsi
makanan, minuman, udara, air, serta debu yang tercemar Pb. Timbal banyak
digunakan industri cat untuk member pigmen cat. Banyak jenis pigmen
berbahaya seperti Lead chromate: digunakan untuk memberi warna hijau,
kuning dan merah; dapat menyebabkan kerusakan sistem saraf pusat.
22
Paparan Pb dosis tinggi mengakibatkan kadar Pb darah mencapai 80
µg/dL pada orang dewasa dan 70 µg/dL pada anak-anak sehingga terjadi
ensefalopati, kerusakan arteriol dan kapiler , edeme otak, meningkatkanya
tekanan zalir serebrospinal, degenerasi neuron, serta perkembangbiakan sel
gliayang disertai dengan munculnya ataksia, koma, kejang-kejang, dan
hiperaktivitas. Kandungan Pb dalam darah berkorelasi dengan tingkat
kecerdasan manusia. Semakin tinggi kadar Pb dalam darah, semakin rendah
poin IQ.Apabila dalam darah ditemukan kadar Pb sebanyak tiga kali batas
normal (intake normal sekitar 0,3 mg/hari), maka akan terjadi penurunan
kecerdasan intelektual.
Penyerapan melalui inhalasi partikel Pb ini dipengaruhi oleh 3 proses,
yaitu dimana partikel tersebut terdeposisi, mucociliary clearance, dan
alveolar clearance. Paparan partikel ini dapat menyebabkan kelainan obtruksi
sebagai hasil dari meningkatnya partikel yang terdeposisi di alveoli. Keadaan
ini diperparah bila pekerja juga merokok, oleh karena mekanisme clearance
yang kurang baik
b. Kadmium
Kadmium pada cat akan memberi warna hijau, kuning, oranye dan
merah. Kadmium (Cd) dalam tubuh terakumulasi dalam hati dan terutama
terikat sebagai metalotionein mengandung unsur sistein, dimana Kadmium
(Cd) terikat dalam gugus sufhidril (-SH) dalam enzim seperti karboksil
sisteinil, histidil, hidroksil, dan fosfatil dari protein purin. Kemungkinan
besar pengaruh toksisitas kadmium (Cd) disebabkan oleh interaksi antara
kadmium (Cd) dan protein tersebut, sehingga menimbulkan hambatan
terhadap aktivitas kerja enzim dalam tubuh (Darmono, 2001).
Kadmium (Cd) merupakan salah satu jenis logam berat yang berbahaya
karena elemen ini berisiko tinggi terhadap pembuluh darah. Kadmium (Cd)
berpengaruh terhadap manusia dalam jangka waktu panjang dan dapat
terakumulasi pada tubuh khususnya hati dan ginjal (Palar, 2004).
Gejala akut dan kronis akibat keracunan kadmium (Cd) yaitu (Sudarmaji
dkk, 2006):
Gejala akut :
Sesak dada.
Kerongkongan kering dan dada terasa sesak (constriction of chest).
Nafas pendek.
23
Nafas terengah-engah, distress dan bisa berkembang kearah penyakit
radang paru -paru.
Sakit kepala dan menggigil.
Mungkin dapat diikuti kematian.
Gejala kronis:
Nafas pendek.
Kemampuan mencium bau menurun.
Berat badan menurun.
Gigi terasa ngilu dan berwarna kuning keemasan.
Menurut Palar (2004), efek kronis akibat toksisitas kadmium (Cd) pada
manusia dapat dikelompokkan menjadi lima kelompok yaitu :
1) Efek kadmium (Cd) terhadap ginjal
Logam kadmium (Cd) dapat menimbulkan gangguan dan bahkan mampu
menimbulkan kerusakan pada sistem yang bekerja di ginjal. Kerusakan yang
terjadi pada sistem ginjal dapat dideteksi dari tingkat jumlah atau jumlah
kandungan protein yang terdapat dalam urine. Petunjuk kerusakan yang dapat
terjadi pada ginjal akibat logam kadmium (Cd) yaitu terjadinya asam
amniouria dan glokosuria, dan ketidaknormalan kandungan asam urat
kalsium dan fosfor dalam urine.
2) Efek kadmium (Cd) terhadap paru
Keracunan yang disebabkan oleh peristiwa terhirupnya uap dan atau debu
kadmium (Cd) juga mengakibatkan kerusakan terhadap organ respirasi paru-
paru. Kerusakan paru-paru tersebut dapat terjadi sebagai akibat dari
keracunan kronis yang disebabkan oleh kadmium (Cd).
3) Efek kadmium (Cd) terhadap tulang
Efek keracunan kadmium (Cd) juga dapat mengakibatkan kerapuhan
pada tulang. Gejala rasa sakit pada tulang sehingga menyulitkan untuk
berjalan. Terjadi pada pekerja yang bekerja pada industri yang menggunakan
kadmium (Cd). Penyakit tersebut dinamakan “itai-itai”.
4) Efek kadmium (Cd) terhadap sistem reproduksi
Daya racun yang dimiliki oleh kadmium (Cd) juga mempengaruhi sistem
reproduksi dan organ-organya. Pada konsentrasi tertentu kadmium (Cd) dapat
mematikan sel-sel sperma pada laki-laki. Hal inilah yang menjadi dasar
bahwa akibat terpapar oleh uap logam kadmium (Cd) dapat mengakibatkan
impotensi.
24
Metabolisme cadmium dalam tubuh sangat lambat, meskipun
progresivitasnya dapat meningkat apabila terjadi akumulasi. Penyerapan
cadmium ke dalam tubuh dapat melalui inhalasi dan oral. Melalui inhalasi
cadmium tergantung pada ukuran partikelnya. Sekitar 10 – 50% cadmium
yang terinhalasi akan terdeposit dalam alveoli paru-paru. Sebagian dari
cadmium yang terdeposit tersebut akan dikeluarkan melalui mekanisme
clearance. Efek terhadap saluran pernafasan, inhalasi partikel cadmium akan
menyebabkan gangguan fungsi paru, yang berupa emphysema, kelainan
obstruktif, dan fibrosis paru. Kelainan tersebut akan terjadi terutama pada
pekerja yang terpapar partikel cadmium secara kronis.
c. Kromium
Kromium pada cat memberikan warna hijau, kuning, dan oranye. Logam
krom (Cr) adalah salah satu jenis polutan logam berat yang bersifat toksik,
dalam tubuh logam krom biasanya berada dalam keadaan sebagai ion
Cr3+. Krom dapat menyebabkan kanker paru-paru, kerusakan hati (liver) dan
ginjal. Jika kontak dengan kulit menyebabkan iritasi dan jika tertelan dapat
menyebabkan sakit perut dan muntah. Usaha-usaha yang dilakukan untuk
mengurangi kadar pencemar pada perairan biasanya dilakukan melalui
kombinasi proses biologi, fisika dan kimia. Pada proses fisika, dilakukan
dengan mengalirkan air yang tercemar ke dalam bak penampung yang telah
diisi campuran pasir, kerikil serta ijuk. Hal ini lebih ditujukan untuk
mengurangi atau menghilangkan kotoran-kotoran kasar dan penyisihan
lumpur. Pada proses kimia, dilakukan dengan menambahkan bahan-bahan
kimia untuk mengendapkan zat pencemar misalnya persenyawaan karbonat.
Kromium (III) adalah esensial bagi manusia dan kekurangan dapat
menyebabkan kondisi jantung, gangguan dari metabolisme dan diabetes. Tapi
terlalu banyak penyerapan kromium (III) dapat menyebabkan efek kesehatan
juga, misalnya ruam kulit. Kromium (VI) adalah bahaya bagi kesehatan
manusia, terutama bagi orang-orang yang bekerja di industri baja dan tekstil.
Orang yang merokok tembakau juga memiliki kesempatan yang lebih tinggi
terpapar kromium Kromium (VI) diketahui menyebabkan berbagai efek
kesehatan. sebuah senyawa dalam produk kulit, dapat menyebabkan reaksi
alergi, seperti ruam kulit. Pada saat bernapas ada krom (VI) dapat
menyebabkan iritasi dan hidung mimisan. Masalah kesehatan lainnya yang
disebabkan oleh kromium (VI) adalah:
25
kulit ruam
sakit perut dan bisul
Masalah pernapasan
Sistem kekebalan yang lemah
Ginjal dan kerusakan hati
Perubahan materi genetik
Kanker paru-paru
Kematian
Bahaya kesehatan yang berkaitan dengan kromium bergantung pada
keadaan oksidasi. Bentuk logam (krom sebagaimana yang ada dalam produk
ini) adalah toksisitas rendah. Bentuk yang hexavalent beracun. Efek samping
dari bentuk hexavalent pada kulit mungkin termasuk dermatitis, dan reaksi
alergi kulit. Gejala pernafasan termasuk batuk, sesak napas, dan hidung gatal.
Partikel ini dalam bentuk trivalent dan hexavalent secara signifikan dapat
menyebabkan gangguan fungsi paru. Gangguan fungsi paru dapat terjadi
terutama pada paparan dengan dosis cukup, yaitu akan terjadi iritasi saluran
pernafasan, dengan nasal septal perforation. Pulmonary sensitization pernah
dilaporkan juga terjadi akibat paparan partikel ini meskipun kejadiannya
jarang.
4. Additive
Adapun dampak penggunaan bahan additive pada cat akan menimbulkan efek
gangguan pernapasan pada pekerja. Penggunaan zat additive pada cat yang berlebih
jika terhirup akan terakumulasi pada tubuh sehingga bersifat karsinogenik.
F. Proses Pembuatan Cat
1. Peralatan dalam Pembuatan Cat
Dalam pembuatan cat dibutuhkan berbagai peralatan yang diperlukan untuk
mencampur semua bahan yang diperlukan untuk membuat cat. Alat – alat
tersebut antara lain.
a. Timbangan.
Untuk mengukur berat dari bahan yang padat atau caair seperti pigmen,
solven, rekeasing agent dan air.Timbangan untuk mengukur adonan yang
jumlah totalnya kurang lebih satu kilogram maka diperlukan timbangan
dengan keteliutian seperseribu.Kelebihan releasing 10 gr saja dapat
26
menyebabkan adonan menjadi terlalu basah atau malah tidak bisa dihapus
jika realizing agennya sedikit. Penggunaan timbangan sangat mempengaruhi
kualitas cat yang dihasilkan.
b. Grinding
Grinding digunakan untuk menghaluskan atau memperkecil ukuran yang
ditujukan untuk mengurangi ukuran suatu padatan agar diperoleh luas
permukaan yang besar.Dengan luas permukaan yang bertambah maka
didapat keuntungan seperti mempercepat pelarutan, mempercepat reaksi
kimia, mempertinggi kemmpuan penyerapan dan menambah kekuatan warna.
c. Ball mill
Ball mill merupakan salah satu alat yang digunakan untuk memperkecil
ukuran padatan yang mana merupakan tabung yang berputar dengan bola –
bola pejal didalamnya, bahan dikecilkan dengan penekanan, penggesekan dan
pemukulan.
Setelah semua bahan siap maka selanjutnya dilakukan mixing atau
pencampuran. Mixing merupakan operasi dasar untuk menyebarkan bahan –
bahan dengan sifat dan kimia yang berbeda secara merata dibawah pengaruh gaya
mekanik. Suatu penyebaran merata dari komponen tercapai bila dalam suatu
system tidak lagi terdapat perbedaan konsentrasi, besar butiran dan suhu. Proses
pencampuran adalah proses mekanik untuk penyatuan bahan .jenis campuran
diarahklan kepada keadaan fisik bahan dimana terdapat komponen campuran.
Untuk mencampur bahan dibutuhkan pengetahuan tentang konsistensi bahan
adalah yang paling penting seperti bahan kental, semi kental dan encer. Mixer
dibagi menjadi dua cara yaitu kecepatan dan performance kerja.
2. Jenis Pencampuran dalam Pembuatan Cat
Ada beberapa jenis pencampuran atau mixing yang dilakukan dalam
pembuatan cat yaitu :
a. Cone blender mixer
Proses pencampuran bahan padat ini dilakukan setelah proses pengecilan.
Untuk mendapat derajat pencampuran yang tinggi dengan waktu yang
singkat, bahan harus memiliki ukuran partikel yang kecil sehingga dapat
bergerak secara turbulan dalam alat pencampur. Pencampur V merupakan
sebuah bejana dengan sebelah atau kedua sisinya berbentuk V dan berputar
mengelilingi sumbu horizontal.Pada pencampuran ini bahan diangkat
27
kemudian dijatuhkan kebawah.Pada saat jatuh bahan terdistribusi dan
termamfaatkan sehingga meningkatkan derajat pencampuran dan waktu yang
lebih singkat.
b. Planetary paste mixer
Merupakan messin pencampur multi purpose, satu lebih sumber
pengaduk dicampur secara konsentris , eksentris atau menyilang. Biasanya
sumbu ini memiliki arah perputaran yang saling berlawanan sehingga
menimbulkan gaya geser yang besar.
c. Colloid mill
Colloid mill berguna untuk milling, dispersing, homogenizing dan untuk
memecah agglomerate dalam industri pasta , emulsi, coating, ointment,
cream, pulp, pelumas pasta dan lain – lain. Fungsi utamanya adalah untuk
menjamin pecahnya agglomerate untuk memperoduksi droplet dengan
ukuran 1 micron
Bahan yang akan diproses dimasukan ke hopper dengan bantuan gravitasi
dipompa sedemikian rupa masuk melalui elemen rotor dan stator yang mana
bahan tersebut menjadi sasaran gaya gesek dan gaya hidrolik. Bahan dengan
kandungan padatan fiber yang lebih tinggi akan lebih baik menggunakan disc
berujung kerucut.
3. Proses Produksi Cat
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.
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.
28
Sumber : google.images.comGambar 2.4 Skema pembuatan cat
Bahan baku utama yang digunakan dalam proses produksi cat adalah resin,
solvent (pelarut), pigmen dan ekstender.
a. Resin : Alkid, aklirik, vinil, dan lain-lain
b. Solvent : Aromatik, alifatik, keton, alkohol, dan lain0lain
c. Pigemn : TiO2 organik dan anorganik
d. Ekstender : Kalsium Karbonat, Kapurm Tanah liat
e. Bahan pembantu : Minyak goreng, Plasticizer, dan lain lain
Bahan baku pigmen yang biasanya digunakan mengandung 60% FeO, ZnO,
bubuk Zn, dan pasta alumunium; 27% mengandung senyawa Pb dan Cr dan 13%
senyawa lainnya.
Ada dua jenis cat yang dihasilkan berdasarkan pemanfaatnya, yaitu cat
solvent based fan cat water based. Pada prinsipna proses produksi pembuatan cat
utuk cat solvent based dan water based dama, namun proses pembuatannya
masing-masing terpidah dan tidak menggunakan alat yang sama. Perbedaannya
ganya pada bahan aditip pada tahap pra pencampuran pada proses penggilingan
dan proses percampuran awal.
Untuk cat solven based bahan yang dimasukkan adalah resin, pigmen,
ekstender, pelarut dan plasticizer, sedangkan pada cat water based bahan yang
dimasukkan adalah air, amonia, dispersan, pigmen dan ekstender.
a. Proses pembuatan cat solvent based
Bahan baku resin, pigmen kering dan ekstender digiling dan diaduk
dengan kecepatan tinggi pada tangki pengaduk atau pencampur. Selama
proses ini berlangsung, bahan pelarut dan plasticizer simasukkan ke dalam
tangki pencampur. Proses ini disebut tahap pra pencampuran. Kemudian hasil
dari proses pra pencampuran dimasukkan ked tangki penggiling dan
29
pengadukan lanjut untuk tahap proses pendispersian bahan yang telah
dicampur.Selanjutnya dilakukan tahap stabilisasi dalam tangki pengaduk
dengan penambagan zat pewarna dan tiner (cairan yang mudah menguap).
Proses selanjutnya adalah tahap stabilisasi dengan penambahan bahan resin
untuk menghasilkan kualitas cat yang diinginkan kemudian hasilnya
dimasukkan dalam proses penyaringan. Produk dari hasil proses penyaringan
kemudian memasuki proses pengalengan cat, penyegelan dan pengemasan
produk akhir.
b. Proses pembuatan cat water based
Bahan baku air, amonia, dispersan, pigmen, dan ekstender figiling dan
diaduk dalam tangki pengaduk. Selama proses ini berlangsung, bagan pigmen
kering dan ekstender pigmen dimasukkan kedalam tangki pencampuran.
Proses ini disebut tahap pra pencampuran. Kemudian hasil dari proses
pencampurandimasukkan ketaangki penggiling dan pengadukan lanjut untuk
tahap proses dispersi bahan yang telah dicampur dengan penambahan bahan
penolong seperti resin, plasticizer, bahan pengawet, antifoaming, bahan
pengemulsi polivinil asetat (PVA) dan air sebagai tinner. Proses selanjutnya
adalah tahap stabilisasi dalam tangki pencampur untuk menghasilkan kualitas
cat yang diinginkan kemudian hasilnya dimasukkan dalam proses
penyaringan.Hasil proses penyaringan kemudian memasuki proses
pengalengan cat, penyegelan, dan pengemasan.
30
31
G. Kelegalan
1. Resin / Formaldehida
Turunan formaldehida yaitu metilena difenil diisosianat juga merupakan
elemen dalam pembuatan cat. Kita mengenal Formalin yang sesungguhnya
berasal dari larutan formaldehida dalam air, dengan kadar antara 10%-40% atau
bisa dikatakan. Formalin adalah nama dagang dari formaldehida ( HCHO ).
Formalin juga biasa digunakan sebagai bahan pembuat zat pewarna. Sebenarnya
batas toleransi Formaldehida dapat diterima tubuh manusia dengan aman adalah
dalam bentuk air minum, menurut International Programme on Chemical
Safety (IPCS), adalah 0,1 mg per liter atau dalam satu hari asupan yang
dibolehkan adalah 0,2 mg.
2. Thinner
Toluena sangat lipofilik yang dapat mempengaruhi system pusat saraf jika
kita terpapar, oleh karena itu Badan Keselamatan dan Kesehatan Pekerja (OSHA)
menetapan batas maksimum konsentrasi toluene di udara yaitu 200 ppm.
3. Pigmen
- Kadmium
Berdasarkan Keputusan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia
No 51 tahun 1995 tentang Bahan Baku Limbah Cair pada Industri Cat kadar
maksimum kadmium pada cat adalah 0,1 mg/l dengan beban pencemaran
maksimum 0,80 gram/m3
- Kromium
Berdasarkan Keputusan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia
No 51 tahun 1995 tentang Bahan Baku Limbah Cair pada Industri Cat kadar
maksimum kromium pada cat adalah 0,25 mg/l dengan beban pencemaran
maksimum 0,20 gram/m3
- Timbal
Berdasarkan Keputusan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia
No 51 tahun 1995 tentang Bahan Baku Limbah Cair pada Industri Cat kadar
maksimum kromium pada cat adalah 0,40 mg/l dengan beban pencemaran
maksimum 0,32 gram/m3
4. Additive
Batas maksimum penambahan zat additive pada cat di sesuaikan dengan
keperluan penggunaan atau sesuai dengan kebutuhan.
32
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Sejarah cat dimulai dari tahun 30.000 sebelum masehi yang ditandai dengan
ditemukannya lukisan – lukisan di dinding gua, contohnya di Luscaux Prancis
dimana pigmen cat didapatkan dari tanaman dan batu – batuan maupun dari
bagian hewan. Selanjutnya penggilingin warna pertama yaitu di eropa pada abad
17. Industri kimia cat dimulai pada abad ke 19. Pada abad ke 20 ditemukan cat
sintetis. Industri cat terus berkembang hingga sekarang.
Komponen cat terdiri dari resin, pigmen, dan solvent, serta additive. Resin
sebagai perekat memiliki banyak jenis, diantaranya Natural Oil, Alkyd, Nitro
Cellulose, Polyester, Melamine, Acrylic, Epoxy, Polyurethane, Silicone,
Fluorocarbon, Venyl, Cellolosic. Masing – masing jenis resin memiliki struktir
kimia yang berbeda. Sedangkan pigmen berasal dari bahan organik maupun
anorganik. Pigmen sintetis maupun alami. Contoh pigmen sintesis adalah
Diantaranya reaksi Pb(NO3)2 + Na2CrO4 PbCrO4 + 2NaNO3 yang
menghasilkan warna kuning, atau reaksi antara zink hidroxida dan NaOH yang
menghasilkan warna putih. Struktur kimia solvent tergantung dari bahan baku
penyusunnya. Bahan baku solvent terbagi menjadi hidrokarbon (mengandung
unsur hidrogen dan karbon) dan oxigen solvent (mengandung unsur oxigen).
Jenis-jenis cat digolongkan berdasarkan bahan baku utama, mekanisme
pengeringan, letak dan dimana cat itu dipakai, kondisi cat, jenis dan keberadaan
solvent, fungsi, methode pengecatan, jenis substratnya, mekanisme pengeringan,
ada tidaknya solvent, serta kondisi dan bentuk campuran.
Fungsi bahan cat resin yaitu membentuk lapisan pelindung melalui oksidasi dan
polimerisasi minyak tak jenuh, thinner sebagai suspensi pewarna cat, konsentrasi
sedikit, Pigmen Untuk melindungi lapisan cat dari sengatan matahari,
menguatkan lapisan dan memberi tampilan menarik dan additive mencegah
penggumpalan dan pengelupasan cat serta mempercepat pengeringan lapisan
melalui oksidasi dan polimerisasi.
Dampak penggunaan resin yaitu menimbulkan iritasi hidung, mata, tenggorokan
dan kulit. Solvent akan menyebabkan dermatitis (kulit merah, gatal dan kering),
menurunnya penglihatan, dan iritasi saluran pernafasan.Adapun dampak timbal
33
yang terkandung pada pigmen yaitu gangguan pada syafat pusat, kadmium
menyebabkan sesak dada, nafas pendek, sakit kepala , kemampuan mencium bau
menurun, dan gangguan fungsi paru, kromium menyebabkan kanker paru-paru,
kerusakan hati dan ginjal.
Tahapan pembuatan cat dapat diantaranya: pre-mixing, grinding, let-down,
filtering, color matching, dan packaging.
Adapun kelegalan resin menurut International Programme on Chemical
Safety (IPCS), adalah 0,1 mg per liter, thinner menurut Badan Keselamatan dan
Kesehatan Pekerja (OSHA) menetapan batas maksimum konsentrasi toluene di
udara yaitu 200 ppm, kadmium berdasarkan Keputusan Menteri Lingkungan
Hidup Republik Indonesia No 51 tahun 1995 tentang Bahan Baku Limbah Cair
pada Industri Cat kadar maksimum kadmium pada cat adalah 0,1 mg/l, kromium
berdasarkan Keputusan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia No 51
tahun 1995 tentang Bahan Baku Limbah Cair pada Industri Cat kadar maksimum
kromium pada cat adalah 0,25 mg/l, timbal berdasarkan Keputusan Menteri
Lingkungan Hidup Republik Indonesia No 51 tahun 1995 tentang Bahan Baku
Limbah Cair pada Industri Cat kadar maksimum kromium pada cat adalah 0,40
mg/l dan additive batas maksimum penambahan zat additive pada cat di
sesuaikan dengan keperluan penggunaan atau sesuai dengan kebutuhan.
B. Saran
Dengan semakin berkembangnya teknologi maka perkembangan bahan kimia
semakin meluas maka hendaknya mengeksplorasi dan mengeksploitasi sumber daya
alam juga harus mempertimbangkan kelestarian ekosistem. Penggunaan bahan cat
juga harus mengutamakan kelestarian lingkungan dengan cara mengolah limbah-
limbah hasil pembuatan cat agar tidak mencemari lingkungan demi keberlangsungan
hidup ekosistem didalamnya.
34
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. Teori tentang Cat Lengkap http://www.scribd.com/doc/92225354/Teori-
Tentang-Cat-Lengkap diakses pada tanggal 15 Mei 2014 pukul 03.00 WIB.
Anonim. 2011. Pengertian Cat. http://hunter-science.blogspot.com/2011/06/pengertian-
cat.html . Diakses tanggal 17 Mei 2014.
Anonim. 2012. Zat-zat kimia berbahaya pada cat. http://bioindustries.co.id/zat-zat-kimia-
berbahaya-dalam-cat-3064/ . Diakses tanggal 17 Mei 2014.
Anonim. 2012. Logam kadmium. http://kesmas-unsoed.info/2012/11/logam-berat-
kadmium-cd.html . Diakses tanggal 17 Mei 2014.
Anonim. 2012. Kromium. http://aprysilver.wordpress.com/2012/09/06/kromium-cr/ .
Diakses tanggal 17 Mei 2014.
Anonim. 2012. Kegunaan Formalin. http://kimiafarmasi.wordpress.com/tag/kegunaan-
formalin/. Diakses tanggal 17 Mei 2014.
Febrita, Rahmi. 2013. Toulena.
http://rahmifebritadewi.blogspot.com/2013/11/toluena.html. Diakses tanggal 17 Mei
2014.
Budiono, Erwan. 2007. Tesis “Faktor resiko gangguan paru pada pekerja pengecatan
mobil”. http://eprints.undip.ac.id/17854/1/IRWAN_BUDIONO.pdf. Semarang:
Universitas Diponegoro.
Keputusan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia No 51 tahun 1995.
Chemical, Duroposita. 2007. http://www.scribd.com/doc/12325179/ebook-Produksi-Cat-
Tembok-Berkualitasdiakses pada tanggal 15 Mei 2014 pukul 03.22 WIB
Gilbert, Joseph. Bahan Cat Tembok http://www.scribd.com/doc/11467566/Bahan-Cat-
Tembok diakses pada tanggal 15 Mei 2014 pul 03.00 WIB
35