Pendidikan Sains Aplikatif, Matematika Menarik dan Karya Ilmiah

Aplikasi Kimia : Cara Membuat Cat

Latar Belakang
Cat adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan sejumlah zat yang terdiri dari pigmen tersuspensi dalam medium cair atau pasta seperti minyak atau air. Dengan sikat, roller, atau pistol semprot, cat diterapkan dalam lapisan tipis ke berbagai permukaan seperti kayu, logam, atau batu. Meskipun tujuan utamanya adalah untuk melindungi permukaan, cat juga digunakan untuk dekorasi.

Sampel dari lukisan pertama yang diketahui, dibuat antara 20.000 dan 25.000 tahun yang lalu, bertahan hidup di gua-gua di Perancis dan Spanyol. Lukisan primitif cenderung menggambarkan manusia dan hewan, dan diagram juga telah ditemukan. Seniman awal mengandalkan bahan alami yang mudah tersedia untuk membuat cat, seperti pigmen alami bumi, arang, jus berry, lemak babi, darah, dan getah milkweed. Kemudian, orang Cina kuno, Mesir, Ibrani, Yunani, dan Romawi menggunakan bahan yang lebih canggih untuk memproduksi cat untuk dekorasi terbatas, seperti lukisan dinding. Minyak digunakan sebagai pernis, dan pigmen seperti kuning dan merah ochres, kapur, arsenik sulfida kuning, dan hijau perunggu dicampur dengan bahan pengikat seperti getah arab, kapur, albumen telur, dan lilin lebah.

gb.tempo.co.id

Di Boston sekitar 1700, Thomas Child membangun pabrik cat pertama kali di Amerika, bola granit di gunakan untuk menghaluskan pigmen. Paten cat pertama dikeluarkan untuk produk warna putih, dimana pada saat itu masyarakat Amerika Serikat masih menggunakan kapur dicampur dengan air. Pada tahun 1865 D.P. Flinn memperoleh paten untuk cat berbasis air yang berisi seng oksida, kalium hidroksida, resin, susu, dan minyak kayu lin. Pabrik cat komersial pertama Child mengganti granit bola dengan roda buhrstone, tapi pabrik ini hanya ditujukan untuk penggilingan pigmen (pemakain pribadi untuk di rumah). dan pada tahun1867 sudah mulai produksi pigmen bagi konsumen umum atau perusahaan

Abad kedua puluh telah terlihat sebagian besar perubahan dalam komposisi dan pembuatan cat. Hari ini, pigmen sintetis dan stabilisator biasanya digunakan untuk produksi massal cat yang seragam. Bahan sintetis baru yang dikembangkan dari polimer seperti polyurethane dan stirena-butadene muncul selama tahun 1940-an. Pembuatan resin alkid membuat bahan ini telah mendominasi produksi sejak sebelum tahun 1930, pigmen waktu itu dihaluskan dengan bola batu, dan kemudian digantikan oleh bola baja. Sekarang pengaduk pasir dengan kecepatan tinggi digunakan untuk mencampur pigmen dan larutanya agar mudah tercampur

Bahan baku
Cat terdiri dari pigmen, pelarut, resin, dan berbagai aditif. Pigmen memberikan warna cat, pelarut membuatnya lebih mudah untuk digunakan, resin membantu kering, dan aditif berfungsi sebagai segala sesuatu dari pengisi ke agen anti jamur. Ratusan pigmen yang berbeda tersedia, ada yang alami dan sintetis, Pigmen putih berbahan dasar titanium dioksida, karena adanya sifat penyembunyian yang sangat baik, dan pigmen hitam umumnya terbuat dari karbon hitam. Pigmen lain yang digunakan untuk membuat cat termasuk oksida besi dan kadmium sulfida untuk merah, garam logam untuk kuning dan jeruk, dan biru besi dan kuning krom untuk biru dan hijau.

Pelarut yang digunakan mempunyai viskositas rendah, mudah menguap. pelarut ini biasanya berasal turunan minyak bumi dan pelarut aromatik seperti bensol, alkohol, ester, keton, dan aseton. Resin alam yang paling sering digunakan adalah Minyak Kayu Lin, kelapa, dan minyak kedelai, sementara alkyds, akrilik, epoxies, dan poliuretan adalah beberapa resin sintetis yang paling populer. Bahan aditif mempunyai tujuan. Beberapa, seperti kalsium karbonat dan aluminium silikat, hanya pengisi yang memberikan badan cat dan zat tanpa mengubah sifat-sifatnya. Aditif lainnya menghasilkan karakteristik tertentu yang diinginkan di cat, seperti agen thixotropic yang memberikan cat tekstur halus, pengering, anti mengedap, defoamers/penghilang busa, dan sifat-sifat lain yang menjadikan cat bisa bertahan lama bila di gunakan

Disain
Cat umumnya custom-made agar sesuai dengan kebutuhan pelanggan industri. Sebagai contoh, salah satu mungkin terutama tertarik pada cat cepat kering, sementara yang lain mungkin menginginkan cat daya cat yang lama. Cat ditujukan untuk konsumen juga dapat custom-made. Produsen cat memberikan seperti berbagai warna yang tidak mungkin untuk memenuhi selera semua orang . Untuk memenuhi permintaan untuk "aquamarine," "kenari kuning," atau "merah marun," produsen akan memilih dasar yang sesuai untuk kedalaman warna yang dibutuhkan. (Cat dasar pastel akan memiliki jumlah titanium dioksida yang lebih tinggi untuk pigmen putih, sementara nada lebih gelap akan memiliki lebih sedikit.) Kemudian, menurut rumus yang telah ditentukan, produsen dapat memperkenalkan berbagai warna lain dari silinder dikalibrasi untuk mendapatkan warna yang tepat.

Proses Pembuatan Skala Pabrik

Membuat pasta
1 Produsen Pigment mengirim butir pigmen butir halus ke pabrik cat. Kemudian pigmen diberi perlakuan awal yaitu dicampur dengan resin (agen pembasahan yang membantu melembabkan pigmen), diberi satu atau lebih pelarut, dan diberi zat aditif untuk membentuk pasta.


Pendispersi pigmen
2 Campuran pasta yang telah di buat dan beberapa cat dimasukan ke bagian mill sand, yaitu silinder besar yang berfungsi untuk menjadikan partikel kecil dari pasir atau silika, digunakan untuk menggiling partikel pigmen, sehingga membuat pigment berukuran lebih kecil dan menyebar ke seluruh campuran. Campuran tersebut kemudian disaring untuk menghilangkan partikel pasir.

3 Campuran yang terdidri dari resin dan pigment kemudian di tambahkan pelarut dan diproses dalam tangki dispersi kecepatan tinggi. Pasta dicampur di aduk melingkar dengan kecepatan agitasi tinggi oleh pisau bergigi yang melekat pada poros berputar. Proses ini memadukan pigmen ke dalam pelarut.


Penipisan pasta
4 Hasil pengadukan ini kemudian dipindahkan ke ceret besar, kemudian diatur jumlah yang tepat dari pelarut untuk jenis cat yang diinginkan.

Pengalengan cat
5 Produk cat selesai kemudian dipompa ke ruang pengalengan. Untuk standar 8 liter (3,78 liter) cat bisa tersedia untuk konsumen, kaleng kosong yang pertama digulung horizontal ke label, kemudian dibuat tegak sehingga cat dapat dipompa ke kaleng. Sebuah mesin akan mengisi kaleng tersebut dengan cat kemudian ditutup dengan kaleng oleh mesin lagi, dan mesin kedua akan menekan pada tutup untuk menutup kaleng tersebut. Sebuah kawat yang dimasukkan ke dalamnya dari gulungan, pemotongan bailometer dan membentuk pegangan sebelum mengaitkan mereka ke lubang kaleng sebelum di potong. Sejumlah kaleng tertentu (biasanya empat) kemudian dimasukan box dan ditumpuk sebelum dikirim ke gudang.

Kontrol kualitas
Produsen cat memanfaatkan array yang luas dari tindakan pengendalian mutu. Bahan dan proses pembuatan menjalani tes yang ketat, dan produk jadi diperiksa untuk memastikan bahwa itu adalah kualitas tinggi. Sebuah cat selesai diperiksa untuk densitasnya, kehalusan penggilingan, dispersi, dan viskositas. Cat kemudian diterapkan ke permukaan kayu atau tembok dan dipelajari untuk ketahanan, kemampuan melekat, laju pengeringan, dan tekstur.

Untuk komponen estetika cat, warna kulit diperiksa dengan pengamat yang berpengalaman dan dengan analisis spektral untuk melihat apakah itu cocok dengan warna standar yang diinginkan. kemampuan warna memudar disebabkan oleh unsur-unsur ditentukan dengan mengekspos cahaya sebagian kepermukaan dicat dengan cahaya busur dan membandingkan jumlah yang memudar ke permukaan dicat yang tidak di cat. Kekuatan bersembunyi cat diukur dengan lukisan di atas permukaan hitam dan permukaan putih. Rasio cakupan pada permukaan hitam untuk cakupan pada permukaan putih kemudian ditentukan, dengan 0,98 menjadi cat berkualitas tinggi. Gloss diukur dengan menentukan jumlah cahaya yang dipantulkan dilepaskan permukaan dicat.

Gb.infohargabangunan.com

Tes untuk mengukur kualitas fungsional cat antara lain untuk ketahanan kerusakan, yang memerlukan menggaruk mantel kering cat. Adhesi diuji dengan membuat crosshatch, dikalibrasi untuk 0,07 inci (2 milimeter), pada permukaan cat kering. Sepotong pita diterapkan crosshatch, lalu dilepas cat yang baik akan tetap di permukaan. Scrubbability diuji oleh sebuah mesin yang menggosok sikat sabun di atas permukaan cat itu. Sebuah sistem juga ada untukmenguji kemampuan mengendap. Cat yang sangat baik bisa duduk selama enam bulan tanpa pengendapan dan dinilai sepuluh. Cat jelek mengendap menjadi gumpalan bercampur pigmen di bagian bawah kaleng dan diberi nilai nol. Pelapukan diuji dengan mengekspos cat untuk kondisi outdoor. Pelapukan buatan mengekspos permukaan dicat dengn sinar matahari, air, suhu ekstrim, kelembaban, atau gas sulfat. Ketahanan api diperiksa dengan membakar cat dan menentukan penurunan berat badan tersebut. Jika jumlah kehilangan lebih dari 10 persen, cat tidak dianggap tahan api.

Sampingan / Limbah
Sebuah peraturan baru (Peraturan California 66) mengenai emisi senyawa organik volatil (VOC) mempengaruhi industri cat, terutama produsen cat berbasis minyak industri. Diperkirakan bahwa semua lapisan, termasuk noda dan pernis, bertanggung jawab untuk 1,8 persen dari 2,3 juta metrik ton VOC dirilis per tahun. Peraturan baru memungkinkan setiap liter cat mengandung tidak lebih dari 250 gram (8,75 ons) pelarut. Produsen cat dapat mengganti pelarut dengan pigmen, pengisi, atau padatan lainnya yang melekat pada formula cat dasar. Metode ini menghasilkan cat tebal yang sulit untuk diterapkan, dan belum diketahui apakah cat tersebut tahan lama. Solusi lain termasuk menggunakan pelapis bubuk cat yang tidak menggunakan pelarut, menerapkan cat dalam sistem tertutup dimana VOC dapat diambil, menggunakan air sebagai pelarut, atau menggunakan akrilik yang kering di bawah sinar ultraviolet atau panas. 

Sebuah pabrik cat besar akan memiliki fasilitas perawatan di rumah air limbah yang memperlakukan semua cairan yang dihasilkan di tempat, bahkan air hujan. Fasilitas ini dimonitor 24 jam sehari, dan Badan Perlindungan Lingkungan (EPA) melakukan catatan dan sistem periodik cek semua fasilitas cat. Bagian cair dari limbah diperlakukan di tempat dengan standar fasilitas pengolahan air limbah milik publik lokal dapat digunakan untuk membuat cat berkualitas rendah. Lateks lumpur dapat diambil dan digunakan sebagai pengisi dalam produk industri lainnya. Pelarut limbah dapat dipulihkan dan digunakan sebagai bahan bakar untuk industri lainnya. Sebuah wadah cat bersih dapat digunakan kembali atau dikirim ke TPA setempat.


No comments:

Post a Comment