Ebook Membuat Tinta White Board

Membuat Tinta White Board Erasable ink Dry erase ink Wipe out ink White board ink

O L E H

Team Duraposit

1. Tentang Tinta White Board Ada banyak definisi tentang tinta sebanyak jenis tinta itu sendiri, mungkin definisi yang paling sederhana tentang tinta adalah merupakan bahan cair atau semi cair yang digunakan untuk menulis, mencetak atau menggambar. Ahli kimia memandang tinta sebagai sistem koloid dari partikel pigmen yang sangat halus menyebar dalam pelarut ( solvent ). Pigmen dapat berwarna atau tidak berwarna dan pelarutnya dapat air atau dari bahan organik ( VOC’s = Volatile Organik Compounds ).

Sejarah tinta sudah dimulai sejak 2500 SM yang mana saat itu menggunakn suspensi karbon, arang atau lampblack dalam air distabilisasi dengan gum atau resin. Formulasi tinta modern lebih kompleks, selain pigmen terdapat bahan lain seperti pH modifier, humectan, resin polimer, defoamer, wetting agen, biocides, thickenner, dan lain lain.

a. Latar belakang. White board ( papan tulis putih ) adalah papan tulis yang didesain untuk tempat menulis dengan pena tulis dan untuk menghapusnyan dengan menggunakan antara lain tisue, kain lunak atau penhapus kering( seperti kain penghapus untuk papan tulis black board ). Papan tulis white board dibuat dari berbagai macam bahan antara lain keramik, plastik, yang mempunyai permukaan yang halus, keras dan mengkilap ( glossy ). Pada kehidupan sehari hari white board telah mengganti black board karena berbagai macam alasan, debu kapur yang dihasilkan ketika menulis. Kemudian beratnya papan tulis black board yang tidak praktis untuk dibawa kemana mana.

b. Tinta White board. Tinta white board dapat dipersiapkan dengan metode yang sudah diketahui, bahwa hasil optimum akan diperoleh apabila menggunakan bangunan komponen yang berikut ini ; 1. Volatile solvent vehicle. 2. Colorant 3. Binder resin. 4. Optional releasing agent.

5.

Optional surfactant.

Diawali dengan mencampur pelarut dan resin diikuti dengan penambahan pewarna akan membuat hasil terbaik dengan sifat pewarnaan, erasability, writability dan stabilitas apabila digunakan sebagai tinta untuk white board. Beberapa sifat dan karakter yang sebaiknya dimiliki oleh tinta white board adalah; 1.Tinta yang dipakai untuk menulis relatif harus mengering dengan cepat, apabila sudah mengering tinta harus dengan mudah dapat dihapus dengan tisue atau kain penghapus. 2. Apabila dihapus tidak mengotori papan tulis dan hanya meninggalkan residu yang sangat sedikit. 3. Pada penggunaannya pemakai mencoba menghabus tinta sesegera mungkin setelah menulis, maka tinta harus cepat mengering secepat mungkin. 4. Tinta yang tertulis pada white board masih dapat dihapus untuk jangka waktu sampai beberapa minggu. c. Solven based ink ( tinta berbasis pelarut ). Pelarut merupakan bahan organik yang mudah menguap digunakan untuk melarutkan bahan tinta dan binder. Apabila solven yang digunakan sebagai pelarut menguap maka tertinggal binder dan pewarna yang mengering. Secara diagram dapat digambarkan skema pembuatan tinta white board sebagaimana berikut ini; Resin

Solven Solution

Pigmen / Aditif

Erasable ink

Gb ( 1 ) Skema pembuatan tinta white board berbasis solven.

d. Water based ink ( tinta berbasis air ). Tinta berbasis air diformulasikan untuk menanggulangi kekurangan dari tinta berbasis solven. Tinta berbasis air besifat relatif non toxic dan low odor ( tidak beracun dan bau tidak menyengat ). Bagaimanapun tinta berbasis air cenderung mengering lebih lama dibanding tinta berbasis solven serta hampir pasti meninggalkan noda jika tinta dihapus kecuali apabila tinta benar benar kering. Sebagai akibatnya tinta berbasis solven masih sering digunakan walaupun harus menghadapi peraturan tentang keamanan dan lingkungan.

Secara diagram dapat digambarkan skema pembuatan tinta berbasis air, sebagaiman berikut ini; Resin

Air

Amine

Solution/ Emulsion

Pigmen / Aditif

Erasable ink

Gb ( 2 ) Skema pembuatan tinta berbasis air.

Kekurangan tinta berbasis air sebagai media pelarut adalah naiknya tegangan permukaan tinta yang mana akan mempersulit pembasahan substrat seperti kertas, plastik enamel dan lain lain. Para formulator mendekati permasalahan tersebut dengan dua cara, penggunaan surfaktan yang khusus digunakan untuk menurunkan tegangan permukaan tinta yang mana sekalian memodifikasi permukaan substrat seperti plastik dengan menaikan energi permukaan akan membuat pembasahan lebih mudah. Surfaktan membantu menurunkan produksi busa yang dapat menghambat aksi pembasahan.

Perkembangan penemuan formulasi tinta berbasis air yang mempunyai kelebihan sama dengan tinta berbasis solven, menjadikan tinta berbasis air lebih diminati. Pada akhirnya tinta berbasis air lebih user friendly dibanding yang berbasis minyak.

2. Kandungan Tinta White Board. Secara umum tinta white board dibagi menjadi dua macam, tinta white board yang berbasis pelarut dan tinta white board yang berbasis air. Keduanya mempunyai keunggulan dan kelemahan. Dibanding tinta yang berbasis solven maka tinta yang berbasis air lebih tidak berbahu dan tidak beracun, tetapi tinta yang berbasis solven relatif lebih cepat mengering dan menghapus tinta yang belum kering tidak akan meninggalkan noda. a. Kandungan utama 1.

Solvent ( pelarut ).

Adalah cairan yang mudah menguap merupakan bahan yang ditambahkan dalam cat, vernis dan lacquer sebagai upaya untuk melarutkan komponen resin dan untuk memodifikasi viskositas bahan. Untuk memenuhi hal itu secara efektif pelarut harus memenuhi kriteria; 1. Harus merupakan larutan yang kekentalannya sesuai untuk penyimpanan dan kebutuhan penerapan pelapisan dalam bentuk cairan. 2. Harus mempunyai laju penguapan yang benar. 3. Harus mendepositkan lapisan dengan karakteristik optimum. 4. Harus tidak mempunyai bau yang tidak menyengat. 5. Harus tidak beracun. 6. Harus tidak bereaksi dengan pigmen. 7. Harus mempunyai harga yang masuk akal. Pelarut untuk tinta white board ada dua macam air dan bahan organik ( VOC’s). Saat ini keduanya telah secara luas digunakan untuk bahan pembuatan tinta cair, pasta dan padat. Bahan pelarut organik ( VOC’s) terbagi dalam berbagai macam klas.

1.1. Hidrokarbon; white spirit, pelerut ini dicirikan dengan laju penguapan yang lambat dengan bau yang sedang saja.Dapat melarutkan minyak, resin alami, vernis oleoresin, dan resin alkyd. Secara umum digunakan untuk pembersihan ( general cleaning purpose

) dan pelarut lemak dan digunakan sebagai pelarut pada kebanyakan formulasi tinta. toluen, Biasanya digunakan bersamaan dengan pelarut yang lain dalam formulasi dari vinyl copolimer pengeringan udara terbuka dan pelapisan klorinasi karet. Toluen secara luas digunakan dalam pelapisan nitroselulose sebagai diluent.Merupakan tipe pelarut yang murah untuk menurunkan harga formulasi pelapisan. xylene, biasanya digunakan sebagai pelarut untuk poliurethan, chlorinated rubber, vinyl copolimer dan resin alkyd dikarenakan kekuatan pelarutan yang baik dan laju penguapan yang rendah yang mana cukup untuk memfasilitasi good flow. Xylen sangat sesuai digunakan coating oven karena laju penguapannya memungkinkan untuk flash off. benzene, adalah pelarut yang tidak berwarna, cairan yang sangat mudah terbakar dengan karakter bau yang khas. Merupakan pelarut yang sangat kuat dan secara alami sangat beracun. Salah satu penggunaan utamanya adalah untuk menghilangkan cat dan vernis ( paint and vernish remover ). Kelebihannya yang lain adalah sebagai pelarut resin yang excellen. Sangat sesuai digunakan untuk lacquer, cat dari karet yang cepat kering.

1.2. Ketone; Acetone, merupakan pelerut yang sangat bagus dengan laju penguapan yang sangat tinggi. Aseton dipertimbangkan sebagai salah satu pelarut komersial terbaik dengan harga murah. Pelarut ini digunakan dalam vinyl kopolimer dan formulasi nitroselulose. Biasanya aseton ditambahkan dalam jumlah yang sedikit untuk dicampur dengan pelarut yang lain, yang mana kekuatan larutnya sangat bagus dan laju penguapannya sangat berguna untuk memodifikasi penerapan coating dan sifat bentukan lapisan film dari coating permukaan. Kecepatan dan kekuatan aksi pelarutan aseton membuatnya menjadi kandungan yang diperlukan untuk penghilangan cat dan varnis dan sebagai larutan pembersih yang digunakan pada bagian manufaktur dan penyimpanan.

MEK, dibandingkan dengan aston maka MEK mempunyai titik didih yang lebih tinggi dan laju penguapan rendah. MEK digunakan secara aktif dalam pelarut lacquer nitro selulose. Mempunyai toleransi larut yang tinggi, resistansi blush yang baik untuk laju penguapannya, dan merupakan pelarut yang sangat baik untuk resin natural dan sintetik. Oleh karena itu maka MEK digunakan dalam formulasi lacquer kepadatan tinggi. Digunakan dalam lacquer vinyl, pelarut untuk selulose asetat dan celulose asetat butirat dalam pembuatan pesawat terbang. MIBK ( methyl Isobutyl Ketone ), mempunyai kekuatan pelarutan yang sangat tinggi dan laju penguapan yang moderat. MIBK mempunyai ketahanan blush yang sangat baik, toleransi diluent yang sangat tinggi dan daya alir bagus ( good flow ) membuatnya menjadi pelarut tunggal yang sangat ideal untuk lacquer semprot nitro selulose dan berbagai macam jenis coating. MIBK secara luas digunakan sebagai pelarut untuk epoxy poliurethan dan sistem coating nitroselulose karena alasan daya larut dan laju penguapan yang baik

1.3. Ester; Ethyl asetat, merupakan pelarut aktif titik didih rendah yang umum untuk nitro selulose. Dicirikan dengan sifat laju penguapan yang cepat dan bau yang enak, karena bau yang agak enak maka sering digunakan untuk mengganti ketone dalam lacquer nitroselulose. amyl asetat, adalah solven aktif untuk nitroselulose, mempunyai bau manis seperti prambors. Membantu meningkatkan resistansi blush, menambah kilap. Digunakan dalam lacquer dimana laju evaporasi rendah yang diperlukan. butyl asetat, mempunyai laju penguapan yang moderat dan berbau khas buah buahan. Sangat mendukung good flow dan blush resistans untuk lacquer nitroselulose. Terutama digunakan sebagai pelarut aktif titik didih moderat untuk lacquer nitro selulose dan resin modifikasi. propil asetat. Juga seperti pelarut ester ang lebih dulu merupakan pelarut yang baik untuk nitroselulose, juga untuk pelarut resin alami dan resin sintetis. Mempunyai titik didih yang rendah.

1.4. Glykol ether; methyl cellosolve, merupakan pelarut yang bagus untuk nitroselulose, selulose asetat dan ethyl selulose, tetapi karena resistansi blushnya kurang maka penerapannya terbatas pada NC lacquer. Digunakan pada pada enamel yang cepat kering dan vernis. cellosolve, atau ethylen glykol monoethyl ether, laju penguapannya lambat dibanding methyl sellosolve. Cellosolve mempunyai toleransi yang sangat tinggi terhadap pelarut aromatiktetapi hanya moderat untuk pelarut aliphatic. Berbau sedang atau mild dan daya larutnya untuk nitro selulose sangat bagus. Cellosolve sangat mendukung untuk viskositas rendah lacquer nitroselulose dan sangat cocok untuk lacquer tipe semprot, lacquer silk screen, cat dan untuk menghilangkan varnis. carbitol. Digunakan secara luas dalam lacquer nitroselulose dan hampir semua resin yang digunakan dalam coating permukaan. Sebagian dari carbitol pelarut yang sangat baik untuk acid dye yang dimanfaatkan pada stain bukan serbuk, yang mana membuat carbitol dipakai dalam industri coating permukaan.

1.5. Alkohol; ethyl alkohol, dikenal secara komersial sebagai alkohol industri ( methylated spirit ). Ethanol merupakan salah satu bahan yangtitik didihnya rendah secara umum digunakan untuk nitroselulose lacquer. Karena kekuatan pelarutannya yang sangat bagus dan laju penguapannya yang cepat membuat ethanol menjadi bahan yang disukai untuk untuk melarutkan shellac. Merupakan pelarut yang baik untuk resin alami dan sintetik. IPA, digunakan secara luas dalam lacquer NC dan thinner. IPA tersedia dalam tiga macam yaitu anhidrous, 95%, dan 91%. Grade anhidrous lebih disukai untuk formulasi coating permukaan dan produk yang sejenisnya. IPA digunakan sebagai pelarut untuk phenol dan resin alami dalam vernis spirit. IPA dicampur dengan toluen atau xylene digunakan sebagai pelarut selulose, resin alkyd dan vernis oleo resin.

Butyl alkohol. Dicirikan dengan bau yang menyengat digunakan sebagai pelarut laten untuk lacquer NC. Merupakan pelarut yang baik untuk banyak jenis minyak dan resin. Butyl alkohol digunakan sebagai pelarut untuk alkyd dan alkyd modifikasi amino dan ditemukan dalam coating basis acrilik dan dalam vernis sebagai pelarut.

1.6. Terpene; Turpentine, Secara komersial tersedia dalam dua jenis gum terpentin dan wood terpentin. Saat ini terpentin diganti oleh pelarut yang lain kaena alasan harga, ketidaktersediaannya, sifat dari tampilannya. Dipentene, digunakan sebagai agen anti shinning dan mempunyai daya larut yang sangat tinggi untuk tujuan khusus seperti untuk penyetabil vernis over-cooked yang mana sangat dekat dengan titik gel. Pine oil. Merupakan bahan yang laju penguapannya lebih lambat dan daya larutnya lebih tinggi dibanding dipentene. Titik didihnya 210° C - 220° C dan berat jenisnya 0.935. Digunakan dalam prosentasi kecil dalam coating permukaaan untuk meningkatkan daya alir, gloss dan sifat yang lain. 2. Resin polimer ( binder ). Polimer mempunyai fungsi yang sangat jamak dalam menentukan sifat dan karakter tinta. Pada zaman dahulu resin polimer yang yang tersedia di alam telah digunakan dalam pembuatan tinta dan cat, tetapi saat ini tinta mengandung lebih banyak polimer sintetis. Salah satu fungsi utama polimer dalam pembuatan tinta adalah untuk menyebarkan partikel pewarna tinta agar merata di semua bagian, prakteknya dapat digunakan secara sendiri atau bersama dengan surfaktan.

Polimer berfungsi juga untuk mengatur vskositas ( kekentalan ) dan untuk rheological modifier. Fungsi lain polimer yang tidak kalah pentingnya adalah untuk membantu pembentukan film dan menaikkan sifat mekanis dan sifat khusus dari tinta seperti kemampuan pembasahan dan ketahanan abrasi ( abrasion resistance ).

Polimer berbasis nitrosellulose adalah pemain utama pada pembuatan tinta berbasis solvent sedangkan poliakrilat lebih dikenal sebagai pendukung modern water based ink ( tinta berbasis air). Berbagai macam poliakrilat baik homopolimer maupun copolimer secara luas telah digunakan dalam pembuatan tinta, walaupun ada klas yang lain seperti poliurethan dan poliester yang berguna juga untuk mendukung sifat khusus dari tinta. Sifat mendasar seperti suhu transisi gelas yang mana polimer berubah dari glassy atau kondisi yang keras menjadi kondisi yang lunak ( flexible state ), kondisi tersebut harus terkontrol untuk mendapatkan ketahanan blocking yang sesuai ( kondisi yang menyebabkan tinta melekat hanya pada substratnya) serta kondisi pembentukan film minimum ( MFFT, Minimum Film Forming Temperature). Aktifitas polimer dengan komponen lain dalam tinta akan menentukan sifat akhir tinta. Misalnya interaksi antara polimer dan surfaktan akan mempengaruhi viskositas dan stabilitas dispersi yang akibatnya akan tampak pada kemampuan untuk mudah digunakan dan tambahan kekuatan warna pada tinta. Berikut ini akan dijelaskan tentang binder atau resin baik yang sintetis maupun resin yang alami ; 1. Resin alami. a. Rosin. Gum rosin relatif merupakan rosin yang murah yang secara luas digunakan dalam industri cat. Gum rosin secara alami diperoleh dari menyadap pohon pinus. Rosin mempunyai titik lebur yang rendah dan acid value tinggi. Sebelum digunakan untuk bahan cat dan vernis rosin perlu untuk dimodifikasi secara kimia. Rosin mengandung 90% asam rosin dan 10 % rosin netral. Asamnya monobasic dan mengandung asam tak jenuh. Kandungan utama asamnya adalah abetic acid yang mana dapat diisomerisasikan menjadi levopimaric acid dengan perlakuan panas. b. Limed Rosin Rosin yang keasamannya tinggi dapat dikurangi dan titik leburnya dapat dinaikkan dengan cara mereaksikannya dengan 4% - 8% hidrated lime. Rosin dipanasi sampai 232° C dan hidrated lime dimasukkan secara perlahan – lahan dengan pengadukan yang konstan. Selanjutnya suhu dinaikkan menjadi 275°

C dan masa dibiarkan pada suhu tersebut sampai sample yang diambil menjadi clear apabila didinginkan. Limed rosin lebih murah dari pada ester gum dan lebih disukai apabila pertimbangan harga murah yang diutamakan. c. Gloss oil. Larutan yang dibuat dari limed rosin dan white spirit dinamakan “Gloss oil”. Gloss oil dapat juga dipersiapkan dengan cara thinning adonan limed rosin setelah mengalami pendinginan sampai suhu 215° C . Gloss oil dapat ditambahkan pada vernis dan resin lain seperti alkyd resin untuk membikin enamel yang lebih murah atau dapat ditambahkan pada pigmen untuk pasta. d. Zinc resinate. Rosin dapat dipanasi dan ditambah zinc oksida untuk membentuk zinc resinate. Resin ini mempunyai titik lebur yang tinggi dan sifat pengeringan yang bagus manakala digunakan dalam industri coating. Banyak digunakan untuk finishing dekoratif interior dan lacquer nitroselulose dan berbagai macam formulasi tinta. e. Ester gum. Ester gum dibuat dengan mencampurkan 3 mol rosin dan 1 mol gliserol. Rosin dimasukkan dalam ketel baja dipanasi sampai suhu 260°C dibawah lingkupan CO2. Gliserol ditambahkan secara perlahan – lahan disertai pengadukan. Kemudian suhu dinaikkan sampai 288°C. Masa dipertahankan sampai diperoleh acid value yang diiginkan dan kemudian dilakukan vaccum untuk menghilangkan kelembaban dan gliserol. Ester gum dengan harga asam yang tinggi digunakan dengan varnesh heavy oil karena lebih baik dalam mengurangi gelation dibanding yang harga asamnya rendah. Juga mempunyai sifat – sufat pembasahan pigmen yang baik. Karena ester gum mengandung gugus yang tidak jenuh akan teroksidasi jika dibiarkan dalam udara terbuka oleh karena itu kontainernya harus yang kedap udara untuk menghindari reaksi okdidasi. f. Penta Erythritol Esters. Apabila gliserol diganti dengan penta erythritol maka titik lunaknya akan naik. Rosin dipanasi sampai 205°C dalam lingkup karbon dioksida, penta

erythritol ditambahkan dengan pengadukan konstan. Suhu dinakkan dari 293°C sampai 296°C dan masa campuran dipertahankan sampai nilai asam yang diharapkan biasanya antara 12 sampai 15. Harus menggunakan ketel baja agar diperoleh warna yang lebih baik. Penta erythritol ester mempunyai sifat yang lebih stabil pada suhu yang lebih tinggi bila digunakan pada pembuatan vernis dan mudah dilarutkan serta keringnya lebih keras. g. Maleic Modified Rosin. Rosin dipanasi sampai 94°C dan ditambahkan maleic anhidrid perlahan – lahan dengan suhu dinaikkan bertahap sampai 149°C sampai reaksi selesai. Maleic modified rosin mempunyai titik lebur, acid value yang tinggi dan larut dalam alkohol dan glikol dan seirng digunakan dalam vernis alkohol, tinta printing dan berbagai jenis lacquer. Karena acid valuenya tinggi membuatnya sangat reaktif dengan bahan coating yang lain. Oleh karena itu diesterifikasi dengan alkohol utnuk penggunakan vernis yang lebih umum. Resin maleic pentamodified dapat digunakan dengan bodying oil yang lambat untuk pembuatan vernis, tetapi tidak akan cocok untuk lacquer dan vernis alkohol. h. Dammar. Damar adalah resin yang tidak keras yang mempunyai aroma yang khas dan dicirikan dengan kelarutannya dalam hidrokarbon tetapi tidak dalam alkohol. Damar sering digunakan pada jenis vernis yang murah, vernis kertas, enamel yang tahan api dan lacquer. Kekurangan yang menonjol dari damar adalah sifat yang kurang keras dan tidak tahan lama apabila digunakan untuk aplikasi di tempat terbuka. Biasanya digunakan untuk mengkilapkan enamel dan cat murah aplikasi interior. Sebagai bahan utama yang digunakan dalam vernis bebas minyak seperti vernis untuk kertas kristal dan vernis map dengan cara melarutkannya dalam terpentin pada kondisi dingin, yang akan menghasilkan vernis yang sangat pucat dan dimana keringnya sangat cepat yang akan menghasilkan film sangat elastis.

i. Amber. Merupakan resin yang sangat keras, rosin ini tidak larut dalam carbon bisulphida, minyak bumi, alkohol, benzene dan asam asetat. Amber yang dalam kondisi lebur dapat larut dalam minyak biji kapuk yang panasa, chloroform, ether, benzene, petroleum, spirtus, dan terpentin tetapi tidak larut dalam alkohol. Amber jarang digunakan dalam pembuatan vernis karena alasan harga yang sangat mahal. j. Copals. Meliputi beberapa resin natural antara lain, manila, congo, kauri dan lain – lain. Secara umum copal mempunyai harga asam yang lebih tinggi dibanding resin alami yang lain. k. Manila. Rosin ini larut dalam alkohol, keton dan hampir cocok utnuk semua pelarut, minyak dan resin. Manila yang tingkatannya lunak dan menengah digunakan sebagai pengganti shellac. Resin manila dapat digunakan untuk industri vernis tetapi masih kurang bagus jika dibanding shellac. Jalan. Manila digunakan dalam pengecatan jalan diapdukan dengan alkohol sebagai pelarutnya yang mana tidak akan membuat bereaksi dengan aspal l. Congo. Merupakan resin fosil yang sangat keras, varietas kongo yang paling baik secara prktis adalah yang tidak berwarna. Sebelumditreatmen kongo tidak larut dalam semua pelarut organik setelah ditreatmen kongo dapat larut dalam pelarut organik, minyak dan resin. Banyak digunakan dalam lacquer dan vernis karet dan dalam indusstri enamel karena mempunyai kemampuan merekat yang kuat pada permukaan logam. m. Kauri. Merupakan resin fosil yang sangat keras, kauri larut pada alkohol, keton minyak dan rosin sebelum ditreatmen tetapi setelah ditreatmen kauri dapat larut hampir dalam semua pelarut digunakan dalam industri lacquer dan vernis. Merupakan resin yang sangat berharga karena dapat dikombinasikan dengan semua minyak dengan sangat mudah.

n. Shellac. India adalah produsen shllac terbesar, hampir 90% permintaan dunia diambil dari sana. Merupakan hasil sintesa dari kelenjar suatu insekta. Shellac dapat larut dalam alkohol dan spirtus membentuk warna kecoklatan yang kebanyakan digunakan dalam french polish. Berbentuk padat dan berjenis T.N., Button Lac, dan Garnet lac. Merupakan resin yang digunakan untuk membuat vernis dan lacquer yang peracikannya menggunakan spiritus, atau menggunakan alkohol manakala sudah kering akan menjadi lapisan yang keras mulus. Walaupun cukup mahal tetapi masih diaplikasikan dalam mebel, lantai rumah, model cor dan pernik pernik dari kayu karena sifatnya yang cepat kering, keras, kuat, transparan dan tahan aus tetapi mempunyai ketahanan terhadap air dan kelembaban yang buruk. o. Natural Asphalt. Aspal alami adalah resin yang sangat keras, rapuh dengan softening point pada 132° C - 205° C. Dari berbagai macam resin aspal maka gilsonit adlah yang paling penting. Gilasonite adalah yang termurah dan digunakan untuk vernis dan cat high gloss, hitam dan gelap. p. Manjak. Merupakan resin aspal yang lain yang mana berwarna hitam dan keras. Digunakan dalam coating yang buram dan coating kulit telur hitam, menghasilkan hasil coating yang kurang kilap dibanding gilsonite. Resin aspal ini mempunyai kecenderungan merembes pada lapis atas. Perembesan ini yang menyebabkan pembatasan penggunaaanya. q. Petroleum Aspahalt. Aspal minyak bumi sering digunakan sebagai bahan impregnasi kertas dan kain dan sebagai bahan tahan air, coting bagian bawah, bahan atap dan cat yang tahan asam dan basa. Kelebihan yang paling utama adalah harga murah dan ketersediaannya yang melimpah. Karena harga yang murah maka sering digunakan sebagai pelapis yang tebal.

Kekurangannya adalah sifat yang

mudah merembes sampai lapisan coating yang paling atas.

r. Coaltar pitches. Merupakan hasil distilasi dari tar batu bara, sangat mudah larut dalam benzene dan carbon bisulphida. Digunakan pada atap rumah, dasar kapal, bahan tahan air dan sering digunakan sebagai vernis insulasi. s. Glue. Merupakan bentuk murni dari gelatin, diturunkan dari kulit, tulang binatang dan tulang ikan. Dapat larut dalam air dan berguna sebagai cat yang mudah larut dalam air. Sebagai binder dalam cat calcimine bubuk kering. Hal yang menonjol dari glue adalah harga yang murah. Hal yang paling merugikan adalah kelarutan permanen dalam air dan sifat pembentukan film yang jelek. t. Casein. Merupakan kandun gan albumen dalam susu. Diendapkan dari susu dengan cara penambahan asam. Casein ditambahkan dalam persentase yang sangat sedikit sebagai koloid pelindung dan thickening agen. Casein kurang larut dalam air tetapi larut dalam larutan alkali. Digunakan sebagai coating dalam kertas dan yang secara relatif mempunyai ketahanan air yang jelek. Media air yang digunakan untuk pengendapan dalan finishing kulit berbasis pada casein. 2. Resin sintetis. a. Phenolics Resin. Resin phenol diracik dari phenol dan formaldehida dengan bantuan katalis, maka terbentuklah resin dengan berat molekul yang rendah. Sedangkan resin resol dibuat dari reaksi antara phenol dengan formaldehida yang berlebihan dibawah kondisi alkali. Resin novolac dibuat dari reaksi antara phenol yang berlebihan dan formaldehida dalam kondisi asam. Resin resol dan novolac digunakan dalam coating permukaan apabila dimodifikasi akan menjadi bahan yang lebih berguna. Modifikasi dari resin phenol ini kebanykandigunakan dalam industri cat dan vernis. Resin phenol mempunyai ciri warna kuning dan cenderung menjadi berwarna kuning jelek dalam aging film. Phenol modifikasi mempunyai ketahanan air dan alkali yang lebih baik. Tetapi secara umum resin phenol mempunyai

ketahanan terhadap alkali yang jelek karena adanya gugus hidrosil bebas. Karakter insulasi listriknya sangat bagus. Resin phenol sering digunakan pada insulasi sukucadang listrik. Yang terbanyak digunakan dalam binder vernis insulasi. Sering juga digunakan dalam perekat dan dalam resin penukar hidrogen sebagai pelunak air. Resin phenol setelah mengalami modifikasi digunakan dalam cat dan vernis. b. Alkyd Resin Diproduksi dengan cara polimerisasi kondensasi ester dari reaksi antara asam policarboxilic dan polihidric alkohol. Glyserol dan asam phtalat atau anhidrous phthalat sebagai bahan utama yang digunakan utnuk membuat resin alkyd. Tahap utama dalam pembuatan adalah proses esterifikasi alkohol atau metode alternatif lain yang digunakan untuk membuat resin alkyd adalah proses alkoholisis. Pada proses alkoholisis ini minyak dan alkohol polihidric dicampur dan dipanasi pada 240° C sampai 260° C dengan keberadaan katalis seperti calsium hidroksida. Minyak yang paling sering digunakan untuk semi drying dan drying oil dari alkyd modifikasi adalah minyak kedelai dan linseed oil walalaupun kadang – kadang digunakan minyak lain juga. Policarboxilic acid

Polihdric alkohol

minyak

Phtalic anhidrid

Glycerol

Soya Bean

Isophtalic acid

Penthaerythritol

Linseed oil

Orthophtalic acid

Sorbitol

Castor

Maleic acid

T.M.E

Coconut

Fumaric acid

T.M.P

Tung

Alkyd resin dibagi menjadi tiga kategori 1. drying. 2. Semi drying. 3. Non drying alkyds. Kategori diatas masih lebih jauh dibagi lagi berdasar kandungan minyak misal banyaknya minyak dalam resin alkyd.

Short drying alkyd ( sd 45% kandungan minyak ) hanya larut dalam pelarut aromatis dan dicuring dengan temperatur tinggi ( dioven atau dipanggang ). Medium oil alkyd ( sd 45 % - 60 % kandungan minyak ) adalah yang terbanyak larut dalam pelarut aromatis atau campuran pelarut aliphatis aromatis dan dapat dicuring baik dengan udara langsung atau melalui suhu tinggi. Resin alkyd yang semi drying dan bukan semi drying yang kandungan minyaknya medium digunakan bersamaan

dengan resin yang lain seperti resin amino,

melamin. Long oil alkyd ( 60 – 80% ) secara umum disiapkan dari drying oil. Semua resinnya larut dalam pelarut aliphatis. Sering digunakan sebagai binder untuk sistem finishing dekorasi dan finishing khusus lainnya. c. Modified Alkyd Resin. Resin alkyd adalah polyester dan kebanyakan mudah untuk diserang oleh alkali. Alkyd apabila dimodifikasi dengan rubber chlorinasi

akan meningkatkan

ketahanan korosi dan api dan mempercepat laju pengeringan. Apabila dimodifikasi

dengan

celulose

nitrat

meningkatkan

kekerasan

dan

laju

oengeringan. Apabila dimodifikasi dengan resin amino akan meningkatkan kekerasan dan ketahanan terhadap alkali. d. Styrenated Alkyd Resin. Proses yang digunakan adalah styrenasi alkyd yang mana resin alkyd direaksikan dengan styren dengan keberadaan katalis peroksida. Penambahan styrene terjadi pada ikatan ganda pada residu asam lemak dari resin alkyd. Alkyd sterenasi meningkatkan laju pengeringn dan ketahanan kimia yang lebih baik dibandingkan dengan resin alkyd yang lain. e. Amino Resin. Resin amino dimbuat dari reaksi kondensasi antara aldehida dan amine. Urea formaldehida dan melamin formaldehida adalah polimer yang paling populer diantara resin amino. Pembuatan resin urea formaldehida melalui beberapa langkah. Pada reaksi awalnya dibawah kondisi alkali methylolurea.

yang akan menghasilakan campuran

Dibawah kondisi asam methyolurea mengalami reaksi kondensasi dan menghasilkan NH – CH2 – NH CO

CO

NH CH2OH NH CH2OH

Tetapi jika senyawa tersebut lebih jauh lagi bereaksi akan menghasilkan copolimer linear. Resin urea formaldehida tak termodifikasi dan resin melamin formaldehida biasanya dimodifikasi dengan butanol untuk membuatnya mudah larut dalam pelarut yang biasa digunakan. Resin urea formaldehida butilated larut dalam pelarut yang biasa dipakai dan secara luas digunakan dalam industri coating bersamaan dengan resin alkyd short dan medium oil length. Resin alkyd butylated amino mempunyai fleksibilitas, adhesi yang bagus dan kilap serta ketahanan kimia yang lumayan. f. Vynil Resin. Adalah resin yang diperoleh dari monomer ethenoid seperti vinyl asetat dan vinyl chloride. Jenis utama dari resin vinyl adalah polivynil chloride, polivynil asetat, polivynildene chloride, vynil chloride dan lain lain. Poli vynil chloride dan polivynil asetat kebanyakan digunakan dalam industri kimia. g. Polyvinyl Chloride. Vynil chloride diperoleh dari treating acetilen dengan hidrogen chloride dengan keberadaan katalis suhu dijaga di 60° C sampai 80° C, katalis yang digunakan adalah larutan hidrochlorida dari metal chlorida.

Cl CH = CH + HCL

H2C = C H

Tekanan gas dari hidrogen chlorida dijaga pada 1 sampai 1.5 atm. Vinyl chlorida dipolimerisasi untuk membentuk polivynil chlorida dengan

memanaskan emulsi air dari vinyl chlorida dengan sedikit tambahan benzoil peroksida atau hidrogen peroksida dalam autoclave dibawah tekanan. Emulsi diperoleh dari agitasi 1000 galon air lunak 400 lbs sabun, 40 lbs ( 40 % ) hydrogen peroksida dan 1100 gallon dari vinyl chlorida. Temperatur daijaga pada 40° C. Waktu reaksinya dalah 24 jam polivinyl yang diperoleh kemudian dispray dried. Sifat dari polivinyl chloride tidak terbakar dan thermoplastik. Tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa dan secara kimia inert. Bentuk serbuk dari PVC mempunyai berat jenit 1.33. h. Polyvynil Acetate. Merupakan reisn yang termoplastik dan polimer dari vinyl asetat. Polivynil asetat dibuat dari vinyl asetat yang berujud cair mendidih pada suhu 72° C dan diperoleh dari interaksi antara acetilene dan asam asetat dengan keberadaan katalis mercury kompleks. Sedangkan polivinyl asetat diperoleh dari pemanasan vinyl asetat dalam keberadaan benzoil peroksida yang sedikit. Polimerisasinya dapat dilakukan dengan berbagai macam cara. Sifat dari polivinyl asestat adalah resin padat sejernih air, tidak berasa, tidak berbau. Mempunyai ketahanan panas yang baik sampai munculnya warna kekuningan hanya setelah mengalami penyimpanan lama diatas suhu 120° C. Polivinyl asetat digunakan dalam industri lacquer, cat, perekat. Secara luas digunakan dalam industi perekat untuk merekatkan kulit dengan kulit, kertas dengan kertas, kulit dengan kayu, logam dengan logam dan lain – lainnya. i. Epoxy Resin. Resin epoksi kebanyakan digunakan pada industri cat, lacquer, perekat dan lain – lain. Epoxi mempunyai sifat yang mantap seperti; 1. kekuatan. 2. Ketahanan kimia. 3. Fleksibilitas dan adhesi. Resin epoxy mempunyai ketahanan kimia yang baik dan digunakan karena sifat ketahanannya tersebut. Resin epoxy digunakan sebagai laminating dan

bahan casting, sebagai bahan untuk peralatan listrik dan untuk stabiliser resin PVC. Resin epoxy dibuat dengan mereaksikan epichlorohydrin dan bisphenol pada temperatur diatas 60°C dengan keberadaan katalis alkalin. Sifat yang menonjol aplikasi khususnya adalah faktor utama pemilihan resin epoxy dari berat molekul yang khusus. Misalnya resin epoxy cair dengan berat molekul rendah sesuai untuk laminasi, casting dan perekat tetapi resin epoxy dengan berat molekul yang lebih tinggi sesuai untuk coting permukaan. Apabila resin epoxy diblending dengan resin yang lain yang mengandung gugus aktif seperti phenol, amino, resin akrilik maka akan muncul kopolimer dengan kedua sifat resin tersebut.epoxy resin dapat juga dimodifikasi dengan esterifikasi oleh karena itu reaksi dari hidroksi dan grup epoksi didalam molekul dengan asam karboksilat menghasilkan ester yang mempunyai ketahanan kimia dan mekanis. Resin epoksi mempunyai ketahanan kimia, air, pelarut, asam dan alkali yang baik disebabkan karena ikatan ethernya. Adanya grup epoxy dan hidroksida menjadikan resin mempunyai fleksibilitas dan hubungan silangnya menambah kekuatannya. j. Silicone Resin. Silikon resin menempati pasar yang luas disebabkan sifat ketahanannya panasnya yang tinggi. Pembuatannta dengan cara mereaksikan antara silikon klorida dan senyawa organik. Resin silikon sangat tahan air dan sangat stabil pada temperatur dimana senyawa organik murni lain akan terdekomposisi. Dengan cara kopolimerisasi resin silikon dengan resin yang lain seperti alkyd, epoxi, dan akrilik maka meningkatkan ketahanan panas dan meningkatkan ketahanan terhadap cuaca.

3. Colorant ( pewarna ). Lebih dari 90% dari tinta adalah tinta untuk printing ( cetak ) yang mana pemakain pewarnanya banyak menggunakan pigmen dari pada dye. Pigmen tidak larut tetapi dye larut, penggunaan istilah dye dan pigmen dalam dunia perdagangan sering tumpang tindih.Pigemen tinta dapat berjenis organik atau an organik. Kebanyakan tinta merah menggunakan larutan dye eosin encer. Sedangkan warna biru dapat diperoleh dari dye triphenyl methane. Sedangkan tinta tulis permanen mengandung besi sulfat dan asam galat atau asam tanat. Tinta untuk ballpoint biasanya lebih pasta mengandung 40 – 50 % dye.

Tinta yang putih mengandung titanium dioksida sebagai pigmen, dapat berujud kristal tetragonal anatase atau rule. Perkembangan terhadap pemahaman tentang bahan yang beracun dari logam berat telah mendorong pergeseran pigmen organik seperti chrome yellow, molybdenum orange dan cadmium red ke arah pigmen organik yang mempunyai sifat yang lebih tahan dan kurang beracun. Perkembangan lebih jauh lagi penggunaan carbon black telah mengganti spinnel black, rutile balack dan iron black pada hampir semua tinta hitam. Kenyataan di lapangan dunia industri tinta telah menjadi konsumen terbesar dari carbon black.

Pigmen diketahui sebagai pendukung utama tinta dan mempengaruhi harga produksi tinta sampai 50%. Secara esensial pigmen adalah partikel padat yang berwarna hitam, putih atau fluorescent yang merubah penampakan suatu obyek dengan cara seleksi menyerap dan atau menyebarkan cahaya. Pigmen tersebut dapat berujud suspensi koloid dalam tinta dan tetap pada struktur kristal atau partikel sampai proses pencetakan selesai.

Pigmen organik tinta modern didindentifikasikan dengan sistem nomor indek warna yang mencerminkan bayangan dan rona warna, dari detail kronolagis dan struktural pigmen. Misalnya yang sangat dikenal adalah pigmen biru tembaga pthalocyanin blue PB 15. Intensitas warna (kekuatan) dari pigmen bertambah apabila ukuran partikel pigmen berkurang dan pucak keburaman ( opacity peaks ) pada ukuran pigmen

sekitar 0.3 μm. Sedangkan struktur molekul pigmen dari empat pigmen yang terpenting yang digunakan dalam produksi tinta adalah;

Ada pigmen yang secara khusus dibutuhkan seperti pigmen fluorescent yang mempunyai banyak fungsi penerapan seperti dalam tinta sekuriti untuk menjaga pemalsuan dokumen, dalam sinyal tanda lalu lintas, papan poster pada adversiting. Pigmen pearlescent digunakan dalam tinta untuk merefleksikan cahaya dengan cara yang sama seperti perl alami. Pigmen logam seperti bubuk aluminium ( aluminium bronze ) dan bubuk alloy tembaga seng ( gold bronze ) digunakan pada novel tinta perak dan emas. Pigmen organik lain dapat memberikan effek luminescent dan pearlescent. d. Releasing agent. Disebut juga scrapping, separating agen. Merupakan bahan yang dimanfaatkan untuk kemudahan pelepasan atau penghapusan dari coating atau tulisan diatas whiteboard. Bahan tersebut dapat berupa lilin, silikon, lemak , minyak atau cairan hidrokarbon. Dengan adanya releasing agen maka tinta yang tertulis di papan whiteboard akan dengan mudah dihapus. Penggunaan releasing agen berkisar 1 – 20% berat komposisi tinta. Releasing agen yang digunakan pada water based ink dan solven based ink berbeda dalam fisiknya saja, penggunaan dalam water based ink aplikasinya dalam bentuk emulsi. Sedangkan dalam solven based ink dipilih releasing agen yang dapat

dilarutkan dalam solven tersebut. Pada prakteknya releasing agen yang digunakan dari berbagai macam golongan yaitu; 1. Aliphatic carboxylic acid ester ( ACAE ), berujud cair dan tidak menguap atau sedikit menguap pada suhu ruang sebagai contohnya adalah; a. Monobasic carboxylic acid ester ( misal, propil myristate, butyl palmitate, butyl stearate, octyl stearate, butyl isostearate ). b. Dibasic carboxylic acid diester ( misal, dodecanedioic acid dioctyl ester, dipropil adipate, dioctyl sebaceate, dioctyl azelate ). c. Mono-, diesters dihydric alcohol. d. Mono-, di-, triester trihydrate alcohol, ( misal gliserin, tri isostearate ). Jumlah ACAE dalam komposisi tinta apabila kurang dari 1 % dari berat tinta maka tinta yang dihasilkan tidak mudah untuk dihapus sebaliknya jika kandunga ACAE lebih dari 20% dari berat tinta maka tinta yang diperoleh bila digunakan untuk menulis akan tidak cepat kering dan bila dihapus akan meninggalkan kotoran, hasil tulisan tidak dapat segera dihapus alias tinta basah terus di papan white board. ACAE lebih efektif dibanding dari PPMAE dalam kemampuan hapus awal ( initial erasability ), masalah tersebut menjadi subyek daei us paten 5316 574. 2. Higher hidrocarbon ( HHC) atau Higher Alcohol Ether ( HAE ), bahan tersebut tidak menguap pada suhu ruang dan berujud cair, apabila digunakan dalam water based ink aplikasinya dalam bentuk emulsi. Golongan HHC yang digunakan untuk releasing agen adalah, parafin, squalene dan oxidized polyethylene wax. Sedangkan golongan HAE yang digunakan sebagai releasing agen adalah Hexyl alcohol, octyl alcohol, lauryl alcohol, cetyl alcohol, stearyl alcohol. Jumlah penggunaan HHC dan HAE tidak lebih dari 10%, kedua bahan tersebut biasa sigunakan sebagai additional releasing agen. 3. Polyoxyethylen Polyoxypropilen Mono Alkyl Ethers ( PPMAE ) block copolimer,dan derivatif lanoline digunakan sebagai asisten releasing agen yang mana berguna untuk membantu primer releasing agen, PPMAE terbukti sangat tangguh untuk penggunaan penulisan yang tidak segera dihapus ( long standing

erasability ). Berbagai merk dagang PPMAE yang diperjual belikan sebagai berikut; 1. Newpol. 2. PE-61, PE-62, PE-71 ( Sanyo Kasei K.K Japan ). 3. Pluronic L-31, L-44, L-61, L64, F-68, P-84, P-83 atau L-101 ( Asahi Denka Kogyo K.K Japan). 4. Epan 420 atau 720 ( Daiichi Kogyo saiyaku K.K Japan ) 5. Emulgen PP-150 atau PP230 ( Kao K.K Japan). 6. Pronon 102 atau 201 ( Nippon Yushi K.K Japan ). 7. Actinol P-3035 ( Matsumoto Yushi Seiyaku K.K Japan ). 8. Lionol PL-32, PL-42 atau PL-712 ( Lion K.K. Japan ). Jumlah PPMAE yang digunakan 0.2 – 3 % berat komposisi tinta. Apabila jumlah PPMAE terlalu kecil maka hasil tinta tidak mudah untuk dihapus sebaliknya jika jumlahnya terlalu banyak maka menghapusnya dapat mengotori white board. Sedangkan lanoline yang digunakan adalah lanolin alcohol, alkoxylation lanoline alcohol, acetylized lanoline alcohol, hydrogenated lanolin alcohol, alkoxylated cholesterol, ethoxylated cholesterol biasa diaplikasikan dalam bentuk alrutan, campuran antara alkohol dan air. Turunan lanoline yang diperjual belikan secara komersial adalah ethoxylated laniline alcohol ( Bellpol A-20 ), ethoxylated cholesterol ( Bellpol A-24 ), ethoxylated cholesterol ( Bellpol L-19, L-30, L75 ). Turunan lanoline tersebut terbukti sangat manjur untuk menambah kemampuan hapus tinta diatas white board yang terbuat dari resin melamin, atau resin polyester tidak jenuh. Jumlah efektif yang sebaiknya digunakan adalah 0.1 – 2 % berat komposisi tinta. 4. Polyhidrc Alcohol ( PA), yang digunakan sebagai eleasing agen adalah golongan, polyalkene glycols seperti ethylene glycol, diethilene glycols, triethylene glycols, propilene glycols, dipropilen glycols, tripropilen glycols, polyethylene glycols yang berat molekul rata – ratanya 200 – 600, propilen glikol yang berat molekul 1000 – 3000, dan trimethylolpropane.

Jumlah yang digunakan tidak lebih dari 10 % berat komposisi tinta jika penggunaan lebih dari 20% berat maka hasil tinta viskositasnya tinggi

dan

menghapusnya menyebabkan whiteboar menjadi kotor. 5. Ester Polyhidric Alcohol ( EPA), 1. ester trimethylol propane ( tri methylol propane ( mono, di, tri ) caproate ). 2. tri 2- ethylhexyl trimethylate ( tri alkyl esters tri methylol ). 3. tri methylol propane tri isopalmitate. 4. ester propilen glycol ( propilen glycol mono caprilate, p g dicaprilate). 5. Fatty acid ( olive oil, safflower oil, coconut oil). 6. Ester Higher Fatty Acid ( EHFA ), merupakan releasing agen yang dapat melerut dalam alkohol berujud cair dan tidak mudah menguap atau sangat mudah menguap misalnya, myristyl caproate, isostearyl caproate, oleyl caproate, isostearyl caprylate, oleyl caprylate, cetyl 2- ethylhexanoate, stearyl 2ethylhexanoate, isostearyl 2- ethyl hexanoate, oleyl 2- ethyl hexanoate, isooctadecyl caproate, oleyl caproate, iso octyl palmitate, isooctadecyl palmitate, isooctyl stearate, isooctadecyl stearate, iso propil myristate, lauryl oleate dan butyl oleate.

b. Kandungan Tambahan ( additif ). 1. Surfaktan. Surfakatan adalah surface aktif agent ( agen aktif permukaan ) berguna untuk menurunkan tegangan permukaan dari pelarut ( solven ) di dalam mana surfaktan dilarutkan. Surfaktan mempunyai fungsi yang bermacam macam dalam formulasi tinta. Aktifitas yang utama adalah sebagai agen stabilisasi utnuk penyebaran pigmen. Selaras dengan kemajuan tinta berbasis air, surfaktan mempunyai fungsi tambahan sebagai wetting agen ( agen pembasah ), menjaga agar tegangan permukaan air tetap rendah sehingga tinta dapat bereaksi lebih leluasa dengan substrat. Pemilihan surfaktan yang tepat sering mencukupi untuk menghindari masalah pembentukan busa dalam tinta. Putusnya aliran tinta sering terjadi apabila da pembentuka gelembung dalam pen tip.

Adanya busa hampir tidak dapat dihindari dalam manufakturing tinta yang mana merupakan hasil pelepasan dari berbagai macam gas, seperti gas yang terserap pada waktu tahapan penyebaran pigmen dan gas yang masuk pada tahap proses mixing. Surfaktan akan menyusup pada antar muka udara air dalam busa dan menyetabilkannya. Pembusaan dapat diatasi dengan dua pendekatan ; Penjagaan dengan agen anti foaming, agen tersebut meliputi berbagai macam padatan hidrophobia, minyak lemak dan surfaktan yang bekerja dengan cara menembus antar muka air udara dalam busa dan menghambat pembentukan busa. Secara umum surfaktan adalah struktur yang mengandung rantai hidrokarbon hidrophobia dan suatu grup polar. Apabila grup polarnya ionik maka ada dua macam klas kationik dan anionik. Surfakta ionik secara khusus baik untuk menyetabilkan busa, yang mana para ahli kimia tinta berusaha untuk menghilangkannya. Klas yang lain adalah surfaktan zwetterionik yang mengandung ion negatif dan ion positif dalam molekul yang sama yang mana merupakan tambahan dari grup hidro pobi. Terakhir adalah surfaktan non ionik adalah grup ethilen oksida yang mendukung polaritasnya. Contoh dari berbagai macam surfaktan diatas adalah ; 1. Sodium dodecyl sulfate, SDS, dikenal sebagai surfaktan anionik, CH3 (CH3)11 OSO3 Na 2. Cethyl trimethyl amonium bromide, CTAB, dikenal sebagai surfaktan kationik, C16H33(CH2)3NBr. 3. Dodecyl octa ethylenglykol mono ether, dikenal sebagai non ionik surfaktan, CH3(CH2)11(OCH2CH2)6OH. 4. N-n Dodecyl N, N Dimethyl betaine dikenal sebagai zwetterionik surfaktan, CH3(CH2)11N (CH3)2 CH2 COO

Apabila konsentrasi surfaktan dalam larutan naik maka beberapa sifat fisis dari larutan akan berubah secara tajam pada konsentrasi yang dinamakan CMC ( Critical Micelle Concentration ) seperti pada gambar( ) berikut. Diatas CMC molekul surfaktan akan bersama ama membentuk

agregat ( micelle )yang mana pusat lingkarannya terisi oleh rantai hidropobhi dan pada bagian luar lingkaran terisi grup polar yang lain. Jumlah rata rata dari molekul surfaktan dalam setiap misel dinamakan aggregation number. Untuk kasus surfaktan SDS jumlahnya 60. Agregat surfaktan berada pada permukaan lapisan yang ada dalam antar muka air udara dan cairan padatan. Diawali dengan berkurangnya tegangan permukaan cairan dan selanjutnya antar muka baian padat ( pigmen ) cairan termodifikasi. Hasil akhirnya adalah penyebaran partikel pigmen menjadi stabil dengan menurunnya energi mekanik yang diperlukan untuk penyebaran. Dengan perpaduan antara polimer dan surfaktan maka masalah penyebaran partikel pigmen dapat diatas. Paduan polimer dan surfaktan menyerab partikel pigmen dan membentuk lapisan film dari berbagai macam komposisi dan ketebalan. Menghasilkan permukaan partikel yang termodifikasi yang mana dapat menarik atau mendorong satu dengan yang lai, mengontrol penggumpalan atau menyetabilkan. Penggumpalan menghambat peyebaran dan daya stabilisasi maka adalah penting untuk menjaga partikel pigmen yang halus agar tidak mengendap. Ukuran dan bentuk dari partikel pigmen menentukan intensitas warna, rona dan ketahanan. Saat ini kecenderungan untuk menghentikan solven organik dari produk komersial dan tidak terkecuali pada tinta. Peraturan membatasi penggunaan volatile organic compounds ( VOC’s ) dimanapun dalam industri manufaktur dari cat sampai plastik. Sebagai dampaknya para ahli kimia tinta berusaha untuk meneliti dan menemukan resep yang menggunakan air sebagai bahan pelarutnya atau dengan sangat mengurangi penggunaan VOC’s dan dangan mencampur air.

Tinta berbasis air

memunculkan klas baru surfaktan dan polimer dalam dunia kimia tinta.

2. Plasticizer. Zat pemlastis pada umumnya mempunyai berat molekul yang rendah, merupakan cairan yang tidak mudah menguap yang mana secara ideal sangat kompatibel dengan lapisan komponen polimer, menaikkan fleksibilitas dan melunakkan polimer. Fungsi utama zat pemlastis untuk meningkatkan fleksibilitas film, secara khusus pada binder yang mempunyai kecenderungan menjadi rapuh karena fleksibilitasnya rendah.

Zat pemlastis eksternal ditambahkan secara fisis kedalam polimer dan zat pemlastis internal secara kimiawi ditambahkan ke dalam polimer yang akan berikatan dengan molekulnya dengan mekanisme kopolimerisasi. Selanjutnya zat pemlastis yang digunakan dalam dunia industri ada berbagai 2 macam; Zat pemlastis primer, dapat dipandang sebagai pelarut dari polimer. Pemlastis primer mengandung gugus kimia yang dapat berinteraksi dengan polimer sedemikian rupa yang mana elastisetas dari pemlastis yang berat molekul rendah masuk diantara rantai polimer dengan berat molekul tinggi yang akan membentuk struktur yang kurang rigid. Pemlastis sekunder tidak reaktif terhadap polimer dan beraksi sebagai pelumas. Pemlastis sekunder mempunyai pengaruh yang berakibat membalik kekuatan film.

Adapun sifat-sifat umum dari pemlastis adalah sebagai berikut ; 1. Compatibility, Zat pemlastis harus kompatibel dengan berbagai macam jenis polimer. Grup fungsional dari molekul pemlastis biasanya secara alami bersifat polar yang akan mendukung untuk kompatibilitasnya. Perbandingan yang paling besar dari grup fungsionalnya terhadap molekul remainder, adalah zat pemlastis yang terbesar kompatibilitas terhadap polimerdari kompatibilitas yang terbatas. Misalnya dimethyl pthalat kompatibel dengan selulose asetat tetapi tidak dengan dibutyl pthalat. 2. Efektif, zat pemlastis yang kan menghasilkan sifat dan karakter yang diinginkan pada coating permukaan pada prosentasi penggunaan yang terkecil akan dipandang sebagai yang paling efektif. 3. Permanen, zat pemlastis harus mempunyai sifat volatilitas rendah untuk mengurangi penguapan coating film. Volatilitas dari pemlastis dipengaruhi oleh beberapa faktor, tekanan uap ( vapor pressure ), suhu, kompatibilitas dan ketebalan film. 4. Stabilitas, zat pemlastis harus tahan terhadap panas, cahaya, air, minyak, bahan kimia dan api, mempinyai solubilitas dalam air yang rendah sehingga tidak dapat terbawa keluar dari lapisan film. 5. Bau, rasa, racun dan warna, zat pemlastis yang digunakan untuk melapis kontainer makanan, pakaian, aplikasi medis harus total bebas dari bau dan racun.

Berbagai macam zat pemlastis yang digunakan dalam industi adalah sebagai berikut ini; 1. Minyak kastor, merupakan minyak non drying, adalah gugus hidroksil yang akan meningkat kompatibilitasnya dengan nitro selulose. Khususnya minyak kastor coklat digunakan sebagai zat pemlasti pada lacquer. Minyak kastor asetilated dipakai sebagai pemlastis pada lacquer nitroselulose dan dalam coating insulasi vinyl. 2. Minyak epoxidised, pemlastis epoksidized dibuat dari munyak drying dan semi drying. Mempunyai sifat yang cukup dalam kompatibilitas, volatilitas yang rendah dan fleksibilitas yang sangat ekselent pada temperatur rendah. Harganya lebih murah yang menggeser stabilser metalik dalam senyawa vinyl mempunyai performans yang lebih baik pada beaya yang lebih hemat. 3. Camphor, Secara alami ada dalam kayu comphore, digunakan sebagai zat pemlastis pada varnish dan lacquer dan secara luas sebagai pemlastis celulose ester. 4. Dibutyl pthalat, digunakan sebagai zat pemlastis dengan ciri kompatibilitas yang baik dalam banyak resin, kekurangannya adalah volatilitasnya yang tinggi. Dibutyl pthalat telah lama digunakan dalam lacquer nitrocelulose. Menguap dari film lacquer lebih cepat oleh karena itu pada lacquer grade tinggi penggunaannya diganti agar tetap terjaga kekerasan dan fleksibilitasnya. Dapat digunakan secara bersama – sama dengan polimer emulsi polivinil asetat dan sebagai perekat general purpose. 5. Di – ( Zethyl hexyl ) pthalat, disebut juga octyl pthalat ( DOP), DOP kurang volatile dan mempunyai stabilitas baik dalam panas dan cahaya. Gambar struktur kimianya adala seperti berikut; DOP secara luas digunakan sebagai pemlastis dalam resin vinyl dan secara ekstesif digunakan pada sistem finishing nitroselulose. Tersedia pada harga yang murah, mempunyai kompatibilitas pada kebanyakan resin, efektifitas yang sangat tinggi, stabilitas yang baik dan sangat mendukung fleksibilitas pada coating temperatur rendah.

6. Butyl benzyl pthalate, merpakan pemlastis hasil perkembangan terakhir, saat ini mengganti posisi di butyl pthalat dalam nitro celulose dan lacquer akrilik. Komposisinya akan menghasilkan lacquer yang superior dalam kekerasan, fleksibilitas yang lebih baik, kepadatan yang baik, permeabilitas air yang baik dan ketahanan pemakaian luar yang hebat. Mempunyai volatilitas yang lebih rendah dibanding dibutyl pthalat dan stabil terhadap panas dan cahaya serta ketahanan yang cukup terhadap pelarut dan minyak. 7. Tricresyl phosfate, pemlastis yang tidak berwarna dan berbau serta mempunyai volatilitas yang sangat rendah. Solubilitas dalam air dan minyak yang rendah dan mendukung permeabilitas uap air yang baik pada lapisan coating. Merupakan pelarut untuk nitroselulose dan dapat digunakan dalam jumlah yang banyak tanpa kuatir akan terjadi sweating. TCP mendukung fleksibilitas yang hebatdan tidak menurunkan tegangan tensile yang diharapkan. Karena mempunyai ketahanan panas dan listrik yang baik maka banyak dimanfaatkan pada enamel kawat dan varnish insulasi. 8. Triphenyl phospat, digunakan untuk sistem finishing nitro selulose yang mana ada sebagian sifat dari plastisnya cenderung untuk mengurangi flammability dari film coating. Kompatibel dengan selulose asetat, vinyl resin, dan karet sintetis dan larut dalam semua pelarut serta minyak vegetable. Mempunyai volatilitas rendah dan fleksibilitas baik, tahan api dan kekerasan. Karena mempunyai sifat yang seperti itu maka banyak ditemukan dalam aplikasi industri. 9. Butyl stearat, merupakan pemlastis sekunder untuk nitroselulose dan lacquer. Butyl stearat menjaga dan meningkatkan ketahanan gesek dan abrasi dari film. Butyl stearat meningkatkan kekerasan film dan efekrif pada suhu rendah.

3.Wetting agent ( Agen Pembasah ) dan dispersing agen. Agen pembasah dan agen penyebar mendorong penyebaran cairan sampai permukaan. Wetting agen dan dispersing agen merupakan bahan yang sama yang berbeda hanya dalam sudut pandang saja. Lecithin soya adalah agen pembasah dan agen penyebar yang secara umu telah digunakan. Fungsi lecithin soya sebagai agen

antar muka yang efektif untuk aplikasi cat, lacquer, printing ink dan juga sebagai agen dispersi dalam waterbased coating. Lecithin soya sangat efektif pada kasus pewarna prussian blue, ultra marine blue atau pigemen titanium dioksida dalam varnish linseed oil. Metalik soap dari asam lemak digunakan dalam surface coating dan beberapa diantaranya zinc napthenate dan octoate yang mempunyai aksi pembasahan lebih baik dibanding yang lain. Zinc napthenate dan octoate merupakan garam dan digunakan sebagai wetting agen dalam banyak aplikasi. Asam oleat digunakan sebagai wetting agen juga.

4. Anti Skinning Agen. Bahan coating ( cat, tinta, lacquer) selama peyimpanan menyerap udara dan membentuk lapisan film tipis pada permukaanya. Apabila kulit permukaan tidak dihilangkan pada prosrs finishingnya akan tidak sempurna. Anti skinning digunakan untuk memperlambat oksidasi. Selam proses oksidasi ada pembentukan radikal bebas dan hidro peroksida. Anti skinning mengontrol radikal bebas, menghambat pemulaian dan berikut oksidasinya oleh karena itu memperlama periode induksinya. Naiknya periode induksi akan menghambat periode pembentukan kulit. Anti oksidan yang digunakan sebagai anti skinning harus mempunyai laju evaporasi yang tinggi sehingga apabila dilakukan coating, anti oksidan akan menguap bersama solven meninggalkan coating tanpa bekas sehingga tidak menghambat waktu pengeringan coating. Beberapa anti oksidan yang digunakan adalah; 1. Quinones dan hidroquinones. 2. Phenols 3. Amines 4. Oxime. Adalah anti oksidan yang menghambat oksidasi tetapi tidak secara utuh menguap dari film coating pada akhirnya menambah waktu pengeringan coating. Kecuali oximes yang secara luas digunakan pada coating adalah anti oksidan yang paling ideal dipakai sebagai anti skinning. Oximes akan menghambat oksidasi selama

bahan ada dalam kontainer ( penyimpanan ). Setelah bahan digunakan oximes akan menguap sangat cepat tidak menunda waktu kering dari coating. Klas oximes yang secara luas digunakan methyl ethyl ketoximes, butyral doximes, cyclo hexamone oxime. 5. Anti Settling Agen. Laju pengendapan partikel meningkat sebanding dengan ukuran dan grafitasi, tetapi menurun apabila viskositas meningkat. Pigmen akan cenderung untuk mengendap dan membentuk sedimen dari partikel pigmen yang menyatu sehingga sulit unutk membuatnya menyebar kembali. Pada coating yang menggunakan barytes ( sejenis ekstender) ditambah larutan oleat sampai 1% untuk menghindari settling ( pengendapan ). Pigmen yang lain dapat menggunakan minyak turkey red untuk mengontrol settling yang berlebihan. Kalsium linoleat dan napthenate efektif untuk menjaga pigmen dari settling. Lecithin soya ditambahkan sebagai agen suspensi dalam kasus coating glossy. Lecithin soya dipakai dalam kisaran 0.2 – 0.4 % dari berat bahan coating. Aluminium napthenate mempunyai sifat suspensi yang ekselent dan dapat dipakai sampai 2 %. 6. Anti Floating Agen dan anti flooding agen. Floating adalah pemisahan lapisan pigmen baik dalam keadaan cair atau dalam permukaan coating. Floating dipercepat manakala satu atau lebih pigmen cenderung untuk mengumpal. Usaha untuk mengontrol flooding atau floating dapat memanfaatkan bahan yang mndukung viskositas struktural yang secara umum efektif dalam aplikasinya. Ekstender seperti china clay, silika persipitasi dan kalsium karbobat dalah bahan yang sangat efektif.

7. Agen levelling dan agen flow kontrol. Levelling adalah kemampuan dari film basah untuk menjadi mulus seragam selama proses pengeringan. Bahan coating dengan levelling yang bagus dan ketahanan sag dapat dapat diformulasikan apabila mempunyai viskositas rendah selama dan setelah

proses pemakaian, tetapi viskositas tinggi medium diperlukan untuk mengurangi atau menjaga sagging Khususnya zinc benzoate, zinc oksida dan asam bensoat mempunyai pengaruh pada levelling. Dalam penggunaan pada lacquer film dengan levelling yang bagus diproduksi dengan cara memadukan pelarut titik didih tinggi dan cairan pemlastis methyl cyclohexanol stearate dan kloroparafin adalh bahan yang sesuai 8. Defoaming agent. Foaming ( pembusaan ) sering muncul oleh adanya dalam bahan coating cairan yang mana akan menurunkan tegangan permukaan cairan dan mempunyai efektifitas kerja permukaan sebagai bahan untuk defoaming adalah kelas alkohol, keton yang menyebabkan busa terjebak didalam tanpa bisa keluar dari permukaan dan mengontrol foaming. Agen anti foaming yang secara luas digunakan dalah suefaktan yang mempunyai nilai HLB rendah seperti silikon, alkohol, turpentene dan minyak pinus.

9. Preservatif dan Fungicides. Coating

untuk

waterbased

dan

marine

coating

merupakan

sasaran

dari

microorganisma dan media pertumbuhannya apabila kemudian terjadi aksi enzimatik dan berakibat memutus sistem coating secara keseluruhan maka lebih jauh lagi akan muncul bau yang tidak enak. Pada kasus coating berbasis solven serangan bakteri bukan menjadi masalah tetapi serangan jamur gantinya sebagai masalah. Pengawet yang umumnya digunakan adalah phenyl merkuri asetat, phenyl merkury napthenat, penta chlorophenol sodium salt, tetra chlorophenyl sodium salt dan copper napthenat. Tri – n – butyl tin merupakan senyawa efektif digunakan untuk preservatif melawan mikroorganisme. Pemilihan aditif dilakukan secara trial and error, aditif dapat mendukung salah satu watak atau sifat tetapi kadang juga dapat menjadi perusak dari sifat coating yang diharapkan. Oleh karena itu asitif harus diperhitungkan setelah pengkajian yang hati – hati dari sifat masing – masing dan hal ini memerlukan ahli teknis yang berpengalaman.

3.Peralatan. A. Measuring. A.1. Timbangan. Untuk mengukur berat dari bahan yang padat atau cair seperti pigmen, solven, releasing agent dan air. Perhatikan ketelitian timbangan, timbangan untuk mengukur adonan yang jumlah total adonannya kurang lebih hanya satu kilogram, diperlukan timbangan dengan ketelitian seperseribunya. Bila menggunakan timbangan dengan ketelitian 10 gr akan sangat besar pengaruhnya pada produk tinta yang total adonannya 1000 gr saja. Tinta dapat terlalu basah jika hanya kelebihan releasing agen 10 gr saja, atau tinta malah tidak bisa dihapus jika releasing agen sedikit. Penggunaan timbangan dengan kapasitas yang berbeda dan ketelitian yang berbeda diperlukan agar selalu tercapai kwalitas tinta yang diharapkan, untuk ketelitian penimbangan pigmen gunakan timbangan dengan ketelitian yang paling bagus. A.2. Literan. Untuk pengukuran volume bahan yang cair maka lebih mudah digunakan literan, gelas ukur dengan kapasitas yang berbeda dapat digunakan untuk mengukur volume bahan yang berbeda. Pengukuran releasing agen yang prosentasenya sedikit dibanding pelarut sebaiknya tidak menggunakan gelas ukur yang sama yang digunakan untuk mengukur solven yang prosentasenya besar dalam tinta. Berbagai macam gelas ukur dari kapasitas 1ml, 5ml, 10ml, sampai kapasitas 2000 ml sebaiknya disediakan untuk kebutuhan ketelitian pengukuran.

b. Grinding. Penghalusan atau dengan kata lain pengecilan ukuran ditujukan untuk mengurangi ukuran suatu padatan agar diperoleh luas permukaan yang lebih besar. Dengan luas permukaan yang bertambah maka akan diperoleh keuntungan; 1. Mempercepat pelarutan. 2. mempercepat reaksi kimia. 3. mempertinggi kemampuan penyerapan. 4. menambah kekuatan warna.

Untuk mengecilkan ukuran padatan diperlukan gaya – gaya mekanis. Gaya – gaya mekanis ini dapat memecahkan padatan secara berbeda beda, merupakan gaya tekan, gaya gesek, dan gaya tumbuk. Ball mill adalah 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. Frekwensi putaran tabung, penempatan bola dan volume yang ditempatinya dan lama penggilingan memainkan peranan yang penting dalam penentuan derajat pengecilan. Apabila frekwensi putaran terlalu tinggi, bola – bola akan tertekan ke dinding karena pengaruh gaya sentrifugal. Pada kecepatan yang rendah, bola – bola hanya bergoyang kian kemari tanpa jatuh kebawah. Volume yang ditempati bola hanya boleh ditingkatkan hingga suatu batas optimum, karena jika terlalu besar aakan mengganggu jatuhnya bola. Dengan memasang benda penghalang didalam tabung selipnya bola dapat dicegah dan bola dirangsang untuk jatuh kebawah.

Cepat

Rendah

Benar

Gambar 4.1. Frekuensi putaran tabung.

Ukuran butir atau derajat pengecilan padatan tergantung daripada lama penggilingan. Waktu tinggal bahan didalam ball mill dapat mencapai beberapa jam. Kecepatan putaran yang sesuai tergantung dari panjang garis tengah tabung, jadi untuk tabung besar dan tabung kecil kecepatannya tidak sama. Berikut ini adalah tabel 4.1 menggambarkan perbandingan garis tengah tabung dan kecepatan pitaran per menit.

Tabel 4.1. Panjang garis tengah versus kecepatan putaran per menit. 1. Garis tengah tabung ( mm)

154

228

254

292

330

2. Panjang tabung (mm )

165

251

286

286

330

3.Isi tabung ( ltr)

1.44

5.8

8.75

12.05

18.1

4.Isi bahan digiling ( ltr)

0.76

3.06

4.56

6.25

9.4

5.Berat peluru ( kg )

0.87

3.49

5.23

7.2

10.9

6. Putaran per menit

88

70

64

61

53

Berikut ini adalah skema ball mill dan bagian bagiannya;

Gambar 4.2 Skeme ball mill komplit 1. Shell

7. Modular Frame

2. Heads

8. Feed Spout

3. Trunnion Bearings

9. Discharge Trommel

4. Gear and Pinion

10. Discharge Chute (Optional)

5. Reduction Unit

11. Liners

6. Electric Motors

12. Trunnion Liners

Ball mill diatas digunakan untuk kapasitas produksi yang besar, tempat untuk memasukkan bahan dan untuk mengeluarkan bahan sudah dirancang sedemikian rupa maka dapat digunakan untuk produksi dengan sistem kontinyu. Untuk kapasitas produksi yang sedikit dapat digunakan ball mil rakitan sendiri seperti berikut ini.

Gambar 4.3 vibration ball mill Bekerja berdasar getaran yang dihasilkan dari arus listrik yang dirubah menjadi gerakan vibrasi, osilasi vertikalnya 3000 permenit dengan ketinggian 0 – 3 mm (frekuensi 50 hz). Ball mill yang sederhana dapat dirangkai sendiri dengan memanfatkan bahan bekas pakai dari peralatan rumah tangga. Berikut ini merupakan ball mill yang bahannya seperti; dinamo sebagai alat penggeraknya didapat dari bekas dinamo mesin cuci, sedangkan tromol / tabing dari pipa pvc bekas.

gambar 4.4 ball mill sederhana dari bahan bekas pakai.

C. Mixing

Mixing adalah opersi dasar untuk menyebarkan bahan – bahan dengan sifat fisik dan kimia yang berbeda – beda secara merata dibawah pengaruh gaya mekanik. Suatu penyebaran merata dari komponen campuran tercapai, bila dalam sistem campuran tidak terdapat lagi perbedaan konsentrasi, besar butiran dan suhu. Prose pencampuran adalah proses mekanik untuk penyatuan bahan – bahan. Jenis campuran diarahkan kepada keadaan fisik bahan dimana terdapat komponen campuran. Untuk mencampur bahan maka pengetahuan tentang konsistensi bahan adalah yang paling penting seperti bahan yang sangat kental, semi kental dan encer. Mixer dibagi berdasarkan dua cara; 1. Kecepatan.( kecepatan tinggi, Kecepatan sedang. Kecepatan rendah.). 2. Performance kerjanya. Mixer dengan kecepatan berbeda didesain untuk penggunaan yang berbeda pula. Sebagian digunakan dalam hanya lacquer yang lain dapat digunakan untuk cat dan lacquer. Pada sisi yang lain mixer tangan diklasifikasikan seperti berikut ini; 1. Mixer yang dapat mencampur secara sederhana pigmen dan vehicle menjadi bahan pasta untuk proses selanjutnya. 2. Mixer yang dapat mencampur sebaik grinder. 3. Mixer yang mencampur bahn mentah sampai menjadi bahan jadi. Berikut ini adalah berbagai macam mixer yang sering digunakan untuk industri coating pemukaan. C.1. Cone blender mixer. Proses pencampuran bahan padat ini dilakukan setelah prose pengecilan ukuran bahan. Dalam hal ini alat penggiling dan pencampuran dapat dijadikan satu dalam satu alat yang lebih besar. Untuk mendapatkan derajat pencampuran yang tinggi dan waktu pencampuran yang singkat bahan – bahan padat yang akan dicampur hendaknya mempunyai ukuran partikel yang kecil, dapat ditaburkan dan digulirkan sehingga bergerak secara turbulen dalan alat pencampur. Pencampur V, berupa sebuah bejana dengan sebelah atau kedua belah sisi berbentuk huruf V berputar mengelilingi sumbu yang horisontal.

gambar 4.5. Cone blender mixer. Pada pencampuran jenis v ini bahan diangkat dan kemudian dijatuhkan ke bawah. Pada saat jatuh, bahan terdistribusi dan termampatkan. Dengan demikian terjadi aliran horisontal yang menguntungkan derajat pencampuran dan waktu pencampuran

C.2. Planetary Paste mixer. Merupakan mesin pencampur all purpose, dua atau lebih sumber pengauk disusun secara konsentris, eksentris dan menyilang. Biasanya sumbu – sumbu ini mempunyai arah putaran yang saling berlawanan, sehingga menimbulkan gaya geser yang besar. Berikut ini adalah gambar dari Planetary Paste mixer;

Gambar 4.6. Planetary Paste mixer

C.3. Portable stirer. Sangat cocok digunakan untuk mengaduk semua jenis cairan. Dipasang diatas roda castor dan dengan mudah dapat dibawa kemana – mana. Unit pengaduknya dapat dinaikkan atau diturunkan dalam waktu beberapa detik saja, dengan mengendorkan dan mengencangkan baut pengencangnya saja. Berikut ini adalah gambar pengaduk portable.

Gambar 4.7 Portable stirrer C.4. Colloid mill. Koloid mill sangat berguna untuk milling, dispersing, homogenizing, dan untuk memecah agglomerat dalam indusrei makanan pasta, emulsi, coating ( tinta ), ointment, cream, pulp, pelumas pasta dan lain – lain. Fungsi utama dari koloid mill adalah untuk menjamin pecahnya agglomerat atau apabila dalam kasus emulsi untuk memproduk droplet dengan ukuran yang sangat kecil sekitar 1 micron.

Gambar 4.8 Koloid mill dan grinding disc.

Bahan yang akan diproses dimasukkan ke hopper dengan bantuan gavitasi atau dipompa sedemikian rupa masuk melalui elemen rotor dan stator yang mana bahan tersebut menjadi sasaran gaya gesek gan gaya hidrolik. Bahan dikelurkan dan dikembalikan lagi melalui hopper untuk proses yang kedua. Bahan dengan kandungan padatan dan fiber yang lebih tinggi akan lebih baik menggunakan disk berujung kerucut.

D. filtering. Setelah proses pencampuran ( mixing ) dan diperoleh bahan yang sudah tercampur dengan baik maka perlu dilakukan penyaringan untuk memisahkan bahan yang masih kasar atau kotoran yang masuk dalam sistem produksi sebelumnya. Setelah dilakukan penyaringan maka akan didapatkan bahan dengan ukuran partikel yang sesuai dengan standar produk yang dinginkan. Kualitas penyaringan tergantung dari; 1. luas permukaan filter. 2. Beda tekanan antara kedua sisi filter. 3. Tahanan media filter. 4. Viskositas cairan. Ada berbagai macam alat yang dapat digunakan untuk penyaringan antara lain, filter press,

Gambar 4.9. FILTER PLATES dan FILTER PRESS

Flter press adalah salah satu filter yang paling sering digunakan secara luas untuk memisahkan padatan dari cairan dalam industri dyestuff, kimia, keramik, makanan, mineral farmasi dan pengolahan limbah. Flter press mempunya dua bagian dudukan yang tetap dan bagian yang bergerak. Diantara bagian tersebut terdapat tangki yang dibentuk oleh plat dan frame. Plat ditutup dengan filter cloth. Plat plat tersebut tergantung pada sepasang as yang horisontal dan ditekan sedemikian rupa selama proses penyaringan untuk membentuk lingkungan diantara plat yang kedap air. Penekanan dapat dilakukan secara manual , hidrolis, atau dengan penggerak dinamo. Bubur atau cairan yang akan diproses dipompa diantara plat dimana filtrat dikumpulkan sepanjang sistem kanal atau melalui tiap bagian plat. Padatan yang merupakan sisa yang berada diantara plat kemudian dicuci sampai bersih, pembuangan padatan tersebut dengan cara membuka peralatan penutupnya. Filtres pres tersedia dalam bentuk kayu, besi cor, baja dan polypropilen. E. Filling. Untuk memasukkan tinta kedalam botol – botol kecil digunkan alat filling. Alat ini menggunakan motor yang dihubungkan dengan pompa untuk mengambil cairan dari bak penampung. Menyalurkan tinta ke dalam botol dengan ukuran tertentu, ukuran volume cairan dikonversi dari putaran motor dikalikan dengan waktu, maka dalam waktu tertentu akan didapatkan volume isian cairan tertentu juga. Berikut ini adalah skema mesin filling sederhana. Dinamo

timer Pompa

Spool Kran pengisi

kontainer Gambar 4.10. Mesin filling sederhana.

4. Formulasi tinta white board.

Tinta white board dapat dipersiapkan dengan metode yang sudah diketahui, bahwa hasil optimum akan diperoleh apabila menggunakan bangunan komponen yang berikut ini ; 6. Volatile solvent vehicle. 7. Colorant 8. Binder resin. 9. Optional surfactant. 10. Optional releasing agent. 11. Agen pemlastis. 12. Wetting agent 13. Anti skinning agent. 14. Levelling agen. 15. Anti floating agen. 16. Defoaming agen. 17. Preservatif dan fungicides. Diawali dengan mencampur pelarut dan resin diikuti dengan penambahan pewarna akan membuat hasil terbaik dengan sifat pewarnaan, erasability, writability dan stabilitas apabila digunakan sebagai tinta untuk white board.

Berikut ini akan dinukilkan pembuatan tinta white board dari beberapa ahli yang telah mendaftarkan penemuannya sebagai hak intelektual. Penemuan tersebut merupakan karya ilmiah yang jenial dari pribadi yang dengan tekun melukan riset dan percobaan untuk mendapatkan produk yang sesuai dengan perkembangan zaman.

Papan tulis white board mulai muncul sejak tahun 60an, maka sejak saat itu pembuatan tinta white board atau erasable ink mulai diproduksi. Awal pembuatan tinta white board tidak menggunakan resin atau polimer, kemudian menggunakan resin alami sebagai binder misalnya sirlak, gum atau lacquer. Akhir akhir ini penggunaan polimer sebagai binder sudah sedemikian maju. Polimer sebagai binder

yang digunakan meliputi polivinil alkohol, polivinil asetat, polivinil chloride, polivinil butyral, polivinil pyrolidone dan gabungan dari resin tersebut unutk mendapatkan hasil yang terbaik. Penggunaan pelarut untuk pembuatan tinta white board, awalnya menggunakan senyawa keton, sepert aseton, metil etil keton atau metil isobutyl keton. Senyawa keton mempunyai bau yang sangat menyengat dan dapat merusak organ dalam khususnya paru – paru. Adanya kekwatiran terhadap masalah tersebut maka para peneliti mulai merumuskan formulasi tinta white board yang tidak menggunakan pelarut dari seenyawa keton tersebut.

Segera dimulai pemburuan tinta white board yang user friendly yaitu yang menggunakan

air

sebagai

pelarutnya.

Formulasi

tinta

white

board

yang

bmenggunakan air sebagai pelarut belum menunjukkan kesempurnaan karena waktu kering yang lama sehingga bila dihapus akan menyebabkan papan white board menjadi kotor. Formulator mulai mengkombinasikan antara pelarut yang bukan keton dengan air. Saat ini berkembang formulasi tinta white board yng menggunakan air dan alkohol sebagai pelarutnya sebagai jawaban atas masalah lingkungan dan kesehatan, maka unutk sesaat dapat dinikmati tinta white board yang lebih aman untuk digunakan, walaupun alkohol sendiri juga merupakan pelarut yang tidak sepenuhnya aman untuk kesehatan.

A.Tinta white board tanpa menggunakan resin. Whiteboard telah lama diguanakan sebagai pengganti blackboard, belajar dari US patent no 3 563 782 atas nama Liberman dan kawan – kawan merupakan hak paten pertama tentang tinta whiteboard. Komposisi tinta whiteboard mengandung pelarut yang mempunyai tegangan permukaan yang rendah sebagai bagian yang paling besar dan sejumlah kecil pewarna ( dye ) tanpa ada komponen resin sebagai binder. Berikut ini merupakan contoh dari formulasi tersebut. Hampir semua dye yang dapat larut dalam alkohol dapat digunakan untuk formulasinya. Contoh dari dye tersebut adalah ; 1. Spirit nigrosin SSB – Color indeks 864. 2. Spirit Soluble Fast Blue –Prototype 40.

3. Luxol Fast Red – Solvent Red 33. 4. Luxol Fast Red L 5. Spirit Soluble Fast Red 2G Tabel 4.1 Formulasi tinta white board tanpa binder resin. Color Black

Blue

Red

Black

Black

Black

Black

Komposisi A Ingredients Range percent Nigrosine SSB 10 -20 Ethyl cellosolve 45 - 80 Pentoxol* 10 - 35 Komposisi B Spirit Soluble Fast Blue RBF 5 – 10 Ethyl Cellosolve 55 - 85 Pentoxol 10 - 35 Komposisi C Spirit Fast Red 3R 10 - 20 Ethyl Cellosolve 80 – 90 Komposisi D Nigrosine SSB Methyl Cellosolve Pent-Oxone* Komposisi E Nigrosin WSB No 50 Water Pentoxol Pluronic L-64** Komposisi F Nigrosin WSB No 50 Water Methyl Cellosolve Komposisi G Nigrosin WSB No 50 Water Methyl Cellosolve Pentoxol

Optimum percent 15 60 25 7.5 67.5 25 20 80 20 70 10 20 65 14 1 15 20 65 10 40 10 40

* Pentoxol dan ** Pent-Oxone adalah pelarut ***Pluronic L-64 merupakan wetting agen

Formula diatas telah dicoba dituliskan diatas plastik polyethylen putih dengan hasil yang bagus, berwarna hitam mengkilap dan mudah dihapus. Kelemahan dari tinta diatas adalah, apabila terkena kulit atau kain sangat sulit untuk dihilangkan, walaupun mudah dihapus dari permukaan yang tidak menyerap seperti keramik, plastik dan whiteboard.

Apabola dimasukkan pada alat tulisnya atau pena, penyimpanannya harus horisontal akibatnya akan makan banyak ruangan ditempat penyimpanan. Penyimpanan secara vertikal yang lama mengakibatkan persipitasi ( pengendapan ) warna pada ujung nib dari pena, sehingga menyebabkan penumpukkan warna yang selanjutnya pada pemakaian seterusnya akan didapati warna yang memudar. b.Tinta white board menggunakan resin alami. Untuk memberikan gambaran yang lebih jelas diberikan tiga contoh formulasi tinta berdasarkan us patent. 1. US Patent 4 097 289 Konsep dasar dari paten ini, tinta dibangun atas komponen volatil organik solven, binder ( resin ) natural, sintetis atau drivatif cellulose, colorant, separating agent dari senyawa ester ( n butyl stearat, isopropil myristat, ethyl laurat dll ).

Tabel 5.2 formulasi tinta menggunakan resin alami a. Black ink. Microlith black C – A Geigy

5 bagian.

Celulose asetat butirat ( lv)

3 bagian.

I propanol

20 bagian.

N butyl asetat

67.5 bagian

N butyl stearat

4.5 bagian

b. Blue ink. Microlith blue 4 G – A Geigy

5 bagian.

Ethyl celulose

1 bagian.

Celulose asetat butyrat

2 bagian.

i. propanol

20 bagian.

Butyl asetat

67.5 bagian.

Isopropil miristat

4.5 bagian

c. Red ink. Microlith scarlet R.A Geygi

5 bagian.

Ethyl celulose

2.5 bagian

Butanol

5 bagian

Ethyl asetat

7 bagian.

Butyl asetat

56 bagian.

I – decyl stearat

4.5 bagian

2. US Patent 4 587 117 Konsep dasar dari paten ini, tinta dibangun atas komponen volatil organik solven, binder ( resin ) natural, colorant, separating agent dari senyawa fatty acid ester

Tabel 5.3 formulasi tinta menggunakan resin alami

1. Blue ink. Fuji IK Blue 2B ( C.I. 69825 )

6.0 ( pewarna biru )

MEK

80.0 ( pelarut )

Uniester H310

14.0 ( Separating agent )

2. Black ink. .

3.

Microlit Black C – A ( C.I.77266)

7.0 ( pewarna hitam )

Ethanol

73.0 ( pelarut )

Ethyl cellosolve

5.5 ( pelarut )

NJLUB TPO

5.0 ( separating agent )

Uniester H312R

5.0 ( separating agent )

Noigen ET-80

4.2 ( surfactan )

Softer 1000

0.3 ( surfactan )

Black ink Fuji IK Black

8.0 ( pewarna hitam )

Methyl Isobutil Keton

83.0 ( pelarut )

UniesterH334R

6.0 ( separating agen )

3. US Patent 4 256 494 Konsep dasar dari paten ini, tinta dibangun atas komponen volatil organik solven, binder ( resin ) natural, sintetis atau derivatif cellulose, colorant, separating agent dari

senyawa ester ( n butyl stearat, isopropil myristat, ethyl laurat dll ). Senyawa glikol propilen glikol, diethilen glikol dan hidrocaebon wax.

Tabel 5.4 formulasi tinta menggunakan resin alami

1. Red ink. Permanent red F4R

3%

Ethyl celulose

3%

Benzene

27 %

I – propanol

30 %

Ethanol

24 %

Triethilen glikol

11.%

Parafin wax

2.%

Drying up time 30 menit.

2. Red ink. Permanent red F4R

3%

Ethyl celulose

3%

Benzene

22 %

I – propanol

30 %

Ethanol

26 %

Triethilen glikol

11.%

α - olefin wax

5.%

Drying up time 20 menit. 3. Blue ink Cyanine blue

3%

Acetyl selulose

4%

Methyl celosolve asetat

53.%

Ethanol

30 %

Liquid parafin

8%

Parafin wax

2%

Drying up time 30 min. 4. Red ink Permanent red F4R

3%

Ethyl celulose

3%

Benzene

28 %

I – propanol

30 %

Ethanol

24 %

Poliethylen polipropilen glikol

10 %

Parafin wax

2.%

Drying up time 30 menit.

c.Formulasi menggunakan alkohol sebagai pelarut. Adanya pengalaman formulasi tinta dengan menggunakan senyawa keton atau senyawa lain yang berbau menyengat atau tidak sehat, formulator kemudian merumuskan suatu formulasi tinta yang lebih sehat, ramah lingkungan dan tidak berbau menyengat. Formulasi tinta whiteboard yang baik harus memenuhi kriteria berikut ini; 1. mudah kering. 2. mudah dihapus. 3. tidak terjadi persipitasi. 4. tidak berbau. 5. tidak beracun.

Formulasi tinta yang seperti diatas dapat dipenuhi dengan menggunakan tinta yang pelarutnya alkohol. Senyawa alkohol dibanding senyawa keton lebih aman, kurang berbau, kurang toksik dan mudah didapat. Tinta yang menggunakan alkohol dan air sebagai pelarut lebih mudah untuk kering jika dibandingkan tinta yang hanya menggunakan air saja sebagai pelarut.

Berikut ini adalah beberapa formulasi tinta yang menggunakan alkohol sebagai pelarut, belajar dari us paten nomor 6 031 023 maka didapatkan formulasi tinta yang berikut ini; Tabel 5.5 formulasi tinta alkohol sebagai pelarut Ingredient 1 2 3 Ethanol 96% 50.2 43.0 52.0 PVP K-30* 12.4 12.0 12.0 FLUOROALIPHTIC 5 5 5 ( C4 – C8 MIXTURE ) oxyethylen adduct surfactan Alkoxylatic phosporic acid 4.0 4.0 4.0 ester TWEEN 60** 1.0 1.5 1.4 VISCOSOFT VP 25395*** 5.0 4.5 4.6 Mykon NRW – 3 1.0 1.0 1.0 Bis(2- ethylhexyl ) sebaceate 9.0 9.0 9.0 Colorant 12.4 20.0 12.0 Total * PVP K-30 = international Spealty Product, 2 – pyrrolidone, 1 ethylhexyl – homo polimer.

4 43.0 12.0 5

4.0 1.4

4.6 1.0 9.0 20.0

** Tween 60 = ICI America Inc ( Poly( ethylene ) 2 sorbitan monostearat. *** Viscosoft VP 2539 = Boehme Filatex INC : Propiertary aminosilicone dan alcohol ethoxylate emulsion.

Formulasi lain menggunakan resin polyvinyl butyral dan polyvynil pyrrolidone, yang menggnakan kombinasi dua resin menghasilkan tinta yang lebih baik, formulasi tersebut adalah seperti berikut,

Tabel 5.6 formulasi tinta alkohol sebagai pelarut Ingredient Ethanol 96% 2 propanol Tween 60 Fluorocarbon Plyvynil butyral Polyvynil pyrrolidone co acrylic acid Colorant Total

1 74.5 4.0 1.0 2.5 15.0 3.0 100.0

2 49.0 32.5 11.5 4.0 3.0 100.0

Formulasi 1 lebih menghasilkan produk tinta white board yang lebih baik dari pada formulasi 2.

5.User friendly white board ink. a.

Bahan VOC’s yang berbahaya.

Volatile organic compounds (VOCs) comprise a major group of organic substances, which have one property in common, they evaporate into the atmosphere under ambient temperature and pressure conditions. Volatile organic compounds constitute substances such as alkanes (e.g. methane, propane and pentane), alkenes (e.g. ethylene), alkynes (e.g. acetylene), aromatics (e.g. benzene), alcohols (e.g. ethanol), aldehydes (e.g. formaldehyde), ethers (e.g. ethyl ether), ketones (e.g. acetone), and chlorinated substances (e.g. dichloromethane and trichloroethane). Volatile organic compounds are often found in mixtures of hundreds or thousands of compounds and the exact composition is often unclear. Examples of such mixtures are gasoline, diesel and turpentine and various exhaust gasses.

Reactions in the environment

In the atmosphere many VOCs react with nitrogen oxides (NOx) and oxygen (O2) in a complex network of photochemical process. The result of these processes is photochemical formation of ozone (O3) and other oxidants which share the term "photochemical smog." Most VOCs do not contribute directly to global warming, but since VOCs are oxidized to CO2 to in the atmosphere and CO2 is absorbing infrared light from the sun, all the VOCs derived from fossil fuels are indirectly contributing to global warming. Halogenated volatile organic compounds such as chloroflourocarbons (CFCs), hydrochloroflourocarbons (HCFCs) and chlorinated compounds (e.g. trichloroethane) contribute significantly to global warming, hundreds or thousands of times more than CO2.

Methane (CH4) has a small contribution to photochemical smog formation (about 100 times less than most other VOCs). However the substance contributes directly and significantly to global warming.

Impacts to humans The group of VOCs covers a whole range of different compound with different characteristics. Some compounds are very toxic to humans, others are less. Certain classes of hydrocarbons such as aromatics may induce cancer.

Impacts to materials Gaseous hydrocarbons do not appear to have any appreciable corrosive impact on materials.

Impacts to plants Ethylene has an adverse effect on plants as it limits the growth. Other substances have not shown any adverse effects.

Sources of VOC emissions Volatile organic compounds are emitted from numerous anthropogenic processes such as oil and coal extraction, oil refining, gasoline filling, plastic production, lacquer production, lacquering, degreasing, cleaning, fermentation etc. But many VOCs are also emitted from natural sources such as plant leaves and flowers, e.g. isoprene and monoterpene from grasslands and forests.

Gasoline is composed of a mixture of VOCs. The smell of these VOCs is well known from the gas station

Solvent based polish remover contains acetone Acetone is a VOC, which evaporates during use

The colored pigment in paint is dissolved in a mixture of VOCs, which evaporate readily during application

VOC emissions from combustion processes Emissions of VOCs from combustion processes arise from incomplete burning of fuels, biomass or waste due to lack of oxygen or incomplete mixing with oxygen in the combustion zone. The composition of VOCs from combustion processes is determined by the character of the source and VOCs from combustion processes are often identified by their source, e.g. VOCs VOCs VOCs VOCs VOCs VOCs

from from from from from from

coal fired power plants oil fired furnace, waste incineration, diesel driven engine, biomass combustion and charcoal fire.

Methane (CH4) is emitted to the atmosphere from anaerobic decomposition processes in landfills and rice fields etc. and from extraction of fossil fuels and the substance is one of the most important VOCs in terms of mass. Methane contributes less to smog formation than most other VOCs and more to global warming and it is in some cases relevant to exclude this compound from the rest of the group. The term Non-Methane Volatile Organic Compounds (NMVOC) refers to all VOCs except CH4.

b.Water based white board ink. ( monggo dipun baca hak patentnya langsung biar lebih jelas )………………. Selamat mencoba

Bab selanjutnya tidak saya kirim membahas tentang keselamatan kerja.