2.1 Getah Pinus
Getah pinus yang disebut juga pineoleoresin adalah larutan diterpen yang tidak dapat menguap serta larutan monoterpen yang dapat menguap. Komponen yang dapat menguap disebut fraksi terpentin dan yang tidak dapat menguap disebut fraksi rosin atau gondorukem.
Komponen-komponen yang terdapat dalam fraksi yang dapat menguap atau fraksi terpentin terdiri dari hidrokarbon-hidrokarbon monoterpen dan sesquiterpen, yaitu campuran pinene dan terpinol dan borneol. Sedangkan fraksi yang tidak dapat menguap terdiri dari asam-asam yang tidak jenuh, yaitu dari tipe asam abietat serta tipe asam pimarat yang jumlahnya kira-kira 65% dalam getah pinus (Kirk dan Othmer 1972).
2.2 Gondorukem
Gondorukem merupakan residu penyulingan getah pinus (terutama getah dari Pinus merkusii Jungh. Et de Fries) yang berbentuk padat dan berwarna kuning sampai kuning tua (Standar Nasional Indonesia 2001). Gondorukem umumnya berbentuk angular, berwarna amber kuning, tidak larut dalam air, dan larut dalam pelarut organik seperti alkohol, benzena, asam asetat glasial, minyak-minyak, karbon disulfida dan larutan encer basa hidroksida (Djatmikoet al. 1973).
Gondorukem merupakan senyawa kompleks yang larut dalam pelarut organik, terdiri dari 80%-90% asam-asam resin dan sekitar 10% bahan netral. Secara garis besar asam-asam resin ini terbagi dalam dua golongan, yaitu tipe abietat dan tipe pimarat. Tipe abietat terdiri dari asam abietat, livopimarat, neoabietat, palustrat, dehidroabietat dan asam tetraabietat, sedangka tipe pimarat terdiri dari asam pimarat, isopimarat dan asam ∆8,9
isopimarat. Kedua tipe asam tersebut mempunyai rumus empiris yang sama, yaitu C20H30O2 (Kirk dan Othmer 1972).
Warna gondorukem tergantung dari sumber dan metode pembuatannya, warna bisa dari kuning pucat sampai merah tua dan bahkan hampir hitam dengan
4
sedikit warna merah. Biasanya produk ini tembus cahaya, rapuh pada suhu ruangan, serta mengandung bau dan rasa terpentin. Produk ini tidak dapat larut dalam air tetapi dapat larut pada hampir semua pelarut organik, seperti etil alkohol, etil eter, dan benzena (Kirk dan Othmer 1972)
Dalam Standar Nasional Indonesia (SNI) (2001), kualitas gondorukem dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu klasifikasi umum dan klasifikasi khusus. Klasifikasi khusus gondorukem meliputi penilaian warna, titik lunak, kadar abu, komponen menguap dan kadar kotoran. Dalam klasifikasi tersebut, kualitas gondorukem terbagi menjadi empat macam kelas mutu, yaitu: mutu prima, pertama, kedua dan ketiga.
Kegunaan gondorukem adalah untuk bahan baku industri kertas, keramik, plastik, cat, batik, sabun, tinta cetak, politur, farmasi, kosmetik dll. Selain itu gondorukem digunakan secara luas dalam industri perekat, paper-sizing agent,
tinta cetak, solder danfluxes, perlindung permukaan, isolasi listrik, karet sintetik, permen karet, sabun dan deterjen (Boer dan Ella 2001).
2.3 Gondorukem Modifikasi
Saat ini, kesulitan-kesulitan dari penggunaan gondorukem alam telah dihilangkan dengan mengembangkan proses untuk memproduksi gondorukem modifikasi dan gondorukem turunan. Sekarang lebih banyak digunakan gondorukem modifikasi daripada gondorukem alam (Kirk dan Othmer 1972).
Turunan dari gondorukem modifikasi ini meliputi garam, ester, maleat anhidrida, hidrogenasi, disproposonasi dan polimerisasi gondorukem. Gondorukem modifikasi tersebut banyak digunakan di industri perekat, kertas, tinta cetak, solder, karet sintesis, permen karet, sabun dan deterjen (Coppen dan Hone 1995).
Gondorukem fortifikasi adalah salah satu jenis dari gondorukem modifikasi. Gondorukem fortifikasi sendiri merupakan produk olahan lanjutan yang diproses dengan mengolah gondorukem atau getah pinus dengan cara menambahkan asam maleat atau asam fumarat ke dalam proses tersebut. Kelebihan dari gondorukem fortifikasi diantaranya adalah menghemat waktu dan biaya pengolahan, tidak perlu mengolah gondorukem terlebih dahulu, bahan
5
fortifikasi mudah diperoleh di Indonesia dan sifat fisis-kimia gondorukem yang dihasilkan tidak kalah dengan kualitas Cina dan Amerika. Manfaat utama dari gondorukem fortifikasi adalah sebagai bahan baku sabun gondorukem fortifikasi, tinta cetak dan industri cat (Silitonga dan Wiyono 2001).
Gondorukem maleat merupakan hasil reaksi dari gondorukem dengan anhidrida maleat dan sebagian besar komponennya adalah asam maleopimarat. Kegunaan utama gondorukem maleat adalah sebagaisizing agentdalam industri kertas, selain dalam industri tinta cetak dan industri kimia lainnya (Zhaobang 1995). Asam levopimarat dalam jumlah tertentu dalam campuran diasumsikan: asam livopimarat dengan sifat konfigurasi ikatan gandanya berkonjugasi dalam satu cincin dan bereaksi dengan anhidrida maleat pada suhu ruangan tanpa adanya asam mineral untuk membentuk reaksi Diels-Alder Adduct (Kirk dan Othmer 1972).
Pada proses pembuatan gondorukem maleat, ikatan ganda pada asam levopimarat dalam gondorukem bereaksi dengan anhirida maleat. Pemanasan campuran akan menjamin suplai asam levopimarat secara terus menerus yang semula diberikan dalam jumlah sedikit dengan mempertahankan isomerisasi aktif dari tipe asam abietat. Jumlah asam levopimarat-anhidrida maleat yang bereaksi dalam gondorukem kira-kira sama dengan jumlah tipe asam abietat yang diberikan, yang biasanya sekitar 50% dari gondorukem. Modifikasi gondorukem yang dihasilkan disusun lebih dari 50% asam maleopimarat, kira-kira 35% asam-asam resin dasar yang tidak dapat diubah dan 10% bahan netral (Kirk dan Othmer 1972).
2.4 Sizing(pendarihan)
Sizingialah suatu proses penambahan bahan kimia darih pada bubur pulp sehingga kertas yang akan dibuat tahan terhadap basah dan tahan terhadap penetrasi cairan (Casey 1981).
Casey (1981) menyatakan bahwasizeratau bahan perekat atau yang sering disebut dengan bahan darih merupakan bahan penolong yang ditambahkan sebelum atau sesudah pembentukan lembaran kertas yang terutama ditujukan
6
untuk meningkatkan daya tahan kertas terhadap penetrasi cairan. Proses pemberian bahan darih ini disebut dengan pendarihan.
Bahan darih berdasarkan cara pemberiannya dibedakan atas dua macam yaitu pendarihan atau pemberian bahan darih dalam (internal sizing) dan pendarihan permukaan (surface sizing) yang dilakukan dengan mencampurkan bahan darih pada bahan bubur pulp setelah pembentukan lembaran (Casey 1981).
Prosesinternal sizing melibatkan reaksi antara agensizing (seperti bagian
soap rosin size, gondorukem termodifikasi, atau campuran emulsi antara gondorukem dan lilin) dengan aluminium sulfat (paper maker’s alum) yang ditambahkan pada pulp pembuatan kertas. Sedangkan agen surface sizing
digunakan ke kertas atau papan dengan tujuan untuk menambah atau meningkatkan sifat-sifat internal sizing seperti porositas, ketahanan feathering
untuk tinta tulis, ketahanan abrasi, bulu, kekuatan ikatan permukaan, dan sifat
printing.
Darih rosin dapat memberikan ketahanan terhadap air dan beberapa cairan yang bersifat asam, tetapi tidak tahan pada cairan alkali.
Jumlah darih rosin yang digunakan dalam proses internal sizing
tergantung dari kualitas kertas dan fungsinya serta efektifitas yang ingin diperoleh. Beberapa kualitas kertas membutuhkan penggunaan lebih dari satu persen darih rosin dari berat pulp yang digunakan.
Darih rosin dan alum selalu digunakan bersama-sama. Fungsi dari alum adalah sebagai pengendap dan pembantu dalam pengikatan. Jumlah alum yang dibutuhkan untuk melengkapi darih rosin tergantung dari beberapa faktor seperti tipe dan jumlah bahansizingyang digunakan, sifat pulp, pH, air dan jumlah aditif yang lain dalam sistem. Pemakaian alum yang terlalu sedikit menyebabkan timbulnya busa dan terjadinya kerusakan lembaran pada proses pengepresan sedangkan pemakaian alum yang terlalu banyak akan menyebabkan kerugian secara ekonomis dan membuat kertas menjadi sangat asam. Menurut Casey (1981), pada kondisi asam, alum akan membentuk flok koloid alum hidroksilat. Karena flok ini bersifat kationik maka akan menarik partikel-partikel yang bersifat anionik seperti partikel rosin atau serat selulosa.
7
2.5 Pulp dan Kertas
Pulp merupakan bahan setengah jadi dalam pembuatan lembaran kertas, karton, papan serat, dan turunan selulosa lainnya (Roliadi 1989). Menurut Casey (1980), proses pembuatan pulp terdapat tiga jenis pulp yaitu pulp mekanis, kimia, dan semikimia. Pulp mekanis adalah pulp yang dihasilkan dengan menggunakan tenaga mekanis untuk memperoleh serat yang terpisah. Pemisahan serat biasanya dilakukan dengan menggunakan batu penggiling.
Proses pembuatan pulp semi kimia merupakan suatu proses multistage
yang meliputi perlakuan kimia dari serat kayu untuk memperoleh pelunakan dan pelepasan bagian dari ikatan bahan berlignoselulosa dan diikuti dengan proses mekanis untuk menyempurnakan pemisahan serat. Sedangkan proses pulp kimia diperoleh dari pemisahan serat dengan menggunakan bahan kimia. Bahan kimia yang digunakan dalam pembuatan pulp kimia dapat berupa larutan soda, sulfat dan sulfit (Casey 1980).
Kertas merupakan lembaran yang terdiri dari sejumlah serat selulosa yang jalin-menjalin. Pada jenis kertas tertentu ditambahkan pula sejumlah bahan penolong berupa zat organik maupun zat anorganik (Anonim 1980).
Dalam pembuatan kertas dipengaruhi beberapa sifat-sifat kertas. Menurut Ibnusantosa (1991), tidak semua sifat diperlukan kertas, tetapi tergantung apada jenis kertasnya. Sebagian besar sifat-sifat penting kertas yang sering terkait dengan penggunaan adalah sifat fisik dan optik, sedangkan sifat kimia, mikroskopis, dan elektrik hanya bilamana dibutuhkan (Eddi 1991).
Yang tergolong sifat fisik antara lain gramatur, tebal, densitas, kelicinan, kekerasan, porositas, ketahanan tarik, retak, sobek, lipat, kekakuan, stabilitas dimensi, sifat cetak. Sedangkan sifat optik kertas antara lain kecerahan dan opasitas. Sifat optik kertas kadang-kadang dapat menjadi lebih penting daripada sifat fisik lainnya. Hal ini disebabkan karena segi penampilan menjadi sorotan utama yang dapat menarik daya beli si pemakai (Eddi 1991).
Dalam satu pulp untuk kertas, bila ditambahkan bahan kimia, beberapa sifat kekuatan kertas akan naik, tetapi sifat kekuatan kertas lainnya akan turun. Beberapa sifat kekuatan kertas yang menurunnya berlebihan sering disebut sebagai sifat kritis kertas (Ibnusantosa 1991).
8
Upaya untuk mendapatkan kertas dengan kualitas yang baik dari kertas yang mempunyai sifat kritis sering dilakukan dengan mengubah-ubah variabel proses atau dengan menambahkan bahan penolong atau aditif (Ibnusantosa 1991).
Aditif untukpaper stock dapat dikualifikasikan dalam 2 kelompok, yakni : fungsional dan kontrol. Kelompok aditif fungsional dengan sendirinya akan menjadi komponen untuk kertas dan dimaksudkan untuk memperbaiki sifat-sifat fisik kertas (Ibnusantosa 1991).
Menurut Ibnusantosa (1991), beberapa bahan aditif yang termasuk dalam kelompok fungsional ini adalah :
1. Filler atau pigmen yang berfungsi untuk menaikkan opasitas, kecerahan, dan daya cetak kertas
2. Bahan pewarna berfungsi untuk memberi warna kertas 3. Bahansizinguntuk menaikkan ketahanan kertas terhadap air
4. Bahan untuk interfiber bonding seperti starch, gum, dan resin untuk memperbaiki ketahanan kertas.
5. Wet strengthdandry strengthuntuk menaikkan ketahanan kertas pada saat basah dan kering.
Sedangkan bahan kimia aditif yang berfungsi untuk memperbaiki kualitas
stock pada bagian wet end dan mesin kertas agar operasi mesin kertas lancar, pengaruhnya terhadap kekuatan kertas relatif kecil atau tidak secara langsung mempengaruhi kekuatan kertas. Beberapa bahan kimia yang termasuk dalam kelompok ini adalah :
1. bahan kimia untuk membantu retensi dan drainase 2. bahan kimia untuk mengontrolpicth
3. bahan kimia untuk mencegah timbulnya busa
4. bahan kimia untuk mengontrol bakteri,slime, ataupun mikroba lainnya. Menurut Casey (1981), berdasarkan fungsinya, bahan penolong dapat dibedakan atas lima macam yaitusizer,filler,coater, bahan pewarna, dan air.
Menurut Casey (1980), pembentukan lembaran kertas dilakukan dengan mengalirkan pulp yang telah dicampur dengan bahan pengisi maupun bahan aditif lainnya, ke dalam mesin pembentuk lembaran kertas. Pengerjaan akhir meliputi pembentukan ukuran kertas, pembentukan permukaan khusus.