1. Latar belakang
Dari segi fisika kaca adalah zat cair lewat dingin yang tegar dan tidak mempunyai titik cair tertentu serta mempunyai viskositas cukup tinggi sehingga tidak megalami kristalisasi. Di pihak lain dari segi kimia, kaca adalah gabungan berbagai oksida anorganik yang tak mudah menguap, yang di hasilkan dari dekomposisisi dan peleburan senyawa alkali dan alkali tanah, pasir serta berbagia penyusun lainnya sehingga menghasilkan produk yang mengahasilkan struktur atom yang acak. Kaca adalah pruduk yang mengalami vitrifikasi sempurna, atau setidak-tidaknya produk yang mengandung amat sedikit bahan nonvitreo dalam keadaan suspensi.
Kaca banyak sekali di gunakan dalam sifat-fatnya yang khas, yaitu transparan, tahan terhadap serangan kimia, efektif sebagai isolator listrik, dan mampu menahan vacum. Tetapi kaca adalah bahan yang rapuh dan secara khas mempunyai kekuatan kompresi lebih tinggi dari kekuatan tariknya. Dewasa ini ada sekitar 800 macam kaca yang di hasilkan ada yang dengan keunggulan pada satu sifat tertentu, dan ada pula yang lebih mementingkan keseimbangan pada seperangkat sifat tertentu.
1. Sebagaimana halnya dengan bahan-bahan yang sangat banyak di gunakan dalam peradaban modern, riwayat penemuan kaca tidaklah jelas sama sekali. Salah satu rujukan yang paling tua mengenai bahan ini di buat oleh pliny, yang menceritakan bagaimana pedagang-pedagang Phonesia purba menemukan kaca tatkala memasak makanan. Periuk yang di gunakannya secar tidak sengaja di letakan di atas massa trona di suatu pantai, penyatuan yang terjadi antara pasir dan alkali menarik perhatian dan orang kemudian berusaha menirunya.
untuk memperkecil distorsi optik kaca lembaran (kaca jendela) dan menurunkan biaya pembuatan kaca lembaran gosok dan poles.
Bermacam-macam mesin otomatis di ciptakan pula untuk mempercepat produksi botol, bola lampu dan sebagainya. Akibatnya, industri kaca dewasa ini telah tumbuh menjadi suatu industri yang sangat terspesialisasi.
2. Bahan Baku
Walupun terdapat ribuan macam formulasi kaca yang di kembangkan dalam 30 tahun terakhir namum perlu di catat bahwa pasir kaca, gamping, silika, dan soda masih merupakan bahan baku dari 90 persen dari seluruh kaca yang di produksi di dunia.
1. Pasir
Pasir yang di gunakan haruslah kuarsa yang hampir murni, oleh karena itu, lokasi pabrik kaca biasanya di tentukan oleh lokasi endapan pasir kaca,kandungan besinya tidak boleh melebihi 0,45 % untuk barang gelas pecah belah atau 0,015 % untuk kaca optik, sebab kandungan besi ini bersifat merusak warna kaca pada umumnya.
2. Soda (Na2O)
Soda terutam di dapat soda abu padat Na2 CO3. sunber lainnya adalah bikarbonat, kerak garam, dan natrium nitrat.yang tersebut terakhir ini sangat berguna untuk mengoksidasi besi dan unutk mempercepat pencairan.
3. Kaca Soda Gamping (soda lime glass)
Merupakan 95 % dari semua kaca yang di hasilkan. Kaca ini di gunkan untuk membuat segala macam bejana, kaca lembaran, jendelamobil, atau lain-lain, gelas atau barang pecah belah
Sebagai fluks dari silika, di pakai soda abu, kerak garam, batu gamping dan gamping. Di samping itu, banyak pula di pakai oksida timbal, abu mutiara (kalsium karbonat), salpeter, boraks, asam borat, asam trioksida, feldspar, dan fluorspar bersam berbagai oksida, karbonat serta garam-garam logam lain untuk membuata kaca berwarna.
Dalam operasi penyelesaian, banyak pula di pakai berbagai produk lain seperti abrasif dan asam fluorida.
1. Feldspar
Mempunyai rumus umum P2O.Al2O3 6SiO2.feldspsr mempunyai banyak keunggulan di banding produk lain, karena murah, murni dan dapat di lebur dan seluruhnya terdiri dari oksidasi pembentuk kaca
2. Borax
Borax adalh perawis tambahan yang menambahkan Na2O dan boron oksida kepada kaca. Walaupun jarang di pakai dalam kaca jendela atau kaca lembaran, boraks sekarang banyak di gunkan di dalam berbagai jenis kaca pengemas.
3. Kerak Garam ( salt cake )
Sudah lama digunakan dalm perawis tambahan pada pembuatan kaca, demikian pula beberapa sulfat lain amonium sulfat dan barium sulfat, dan sering di tentukan pada. Kerak garam ini di perkirakan dapat membersihkan buih yang mengganggu pada tanur tangki. Sulfat ini harus di pakai bersama karbon agar tereduksi menjadi sulfit.
4. Arsen Trioksida
Dapat pula di tambahkan untuk menghilangkan gelombang-gelombang dalam kaca.
Baik dari natrium maupun kalium di gunkan untuk mengoksidasi besi sehingga tidak terlalu kelihatan pada kaca produk.
6. Kalium Nitrat
Digunakan pada berbagai jenis kaca meja, kaca dekorasi dan kaca optik.
7. Kulet (Cullet)
Adalah kaca hancuran yang di kumpulkan dari barang-barang rusak, pecahan kaca beling dan berbagai kaca limbah. Bahan ini dapat di pakai 10% atau bahkan sampai 80% dari muatan bhan baku.
8. Blok Refraktori
Zirkon, alumina, mulit, mulit alumina sinter dan zirkonia alumina elektrokast banyak di gunakan sebagai refraktor pada tanki kaca.
4. Bahan Bakar
Pada proses peleburan kaca sarana yang di gunakan adalah api yang sangat panas untuk memanaskan tungku pemanas agar kaca dapat melelbur sesuai dengan suhu yang di inginkan atau tergantung pada jenis bahan yang di kehendaki.
5. Proses Pembuatan
Urutan proses pembuatan kaca pada umumnya dapt di pecah-pecah menjadi langkah-langkah sebagai berikut :
1. Transportasi bahan baku ke pabrik
2. Pengaturan ukuran bahn baku
3. Penimbunan bahan baku
4. Pengangkutan, penimbangan, dan pencampuran bahn baku, dan pemuatannya ke tanur kaca
6. Penghematan kalor melalui regenarasi dan rekuperasi
7. Pembuatan bentuk produk kaca
8. Penyelesaian produk kaca
langkah-langkah tersebut di lakukan dalam pabrik kaca modern dengan menggunakan peralatan otomatis unutk produksi secar kontinyu, dan tidak lagi dengan sekop dan gerobak sebagaimana halnya dengan pabrik-pabrik lama. Namun, dalam pabrik modern itu, pengisian tanur-tanur kecil masih di lakukan dengan tangan sehingga banyak sekali menimbulkan debu beterbangan dimana-mana. Kecenderungan dewasa ini adalh unutk menggunakn sistem transportasi dan pencampuran secara tumpak dan mekanis yang tertutup sama sekali sehingga tidak ada lagi debu yang berterbangan selama penanganan kaca atau bahn bakunya.
6. Proses Dari Bahan Baku Menjadi Produk
Prosedur pembuatan kaca dapat di bagi menjadi empat tahap utama yaitu :
1. Peleburan
Tanur kaca dapat di klasifikasikan sebagai tanur periuk dan tanur tanki. Tanur periuk (pot furnace), dengan kapasitas sekitar 2 t atau kurang dapt di gunakan secara menguntungkana untuk membuat kaca khusus dalam jumlah kecil di mana tumpak cair itu harus di lindungi terhadap hasil pembakaran. Tanur ini digunakann dalam pembuatan kaca optik dan kaca seni melalui proses cetak. Periuknya sebetulnya ialah suatu cawan yang terbuat dari lempung pilihan atau platina. Sulit sekali melebur kaca didalm bejana ini tanpa produknya terkontaminasi atau tanpa sebagian bejana itu sendiri meleleh, keculai biola bejana itu terbuat dari bejana platina.
juga dalam tanki periuk, dindingnya mengalami korosi karena kaca panas, kulaitas panas dan umur tanki bergantung pada kualitas blok kontruksi. Karena itu, perhatian biasanya di tujukan pada reflaktori tanur kaca.
Tanur tanki kecil disebut tanki harian (day tank) dan berisi persediaaan kaca cair untuk satu hari sebanyak 1 t sampai 10 t. Tanki ini di panasi secara elektrotermal atau dengan gas.
Tanur-tanur yang disebautkan di atas adalah tergolong tanur regenerasi (regenerative furnace) dan beroperasi dalam dua siklus dengan dua perangkat ruang berisis susunan bata rongga. Gas nyala setelah memberiakan kalornya pada waktu melalui tanur berisi akca cair, megalir ke bawah melalui satu perangkat ruang yang diisi penuh denagn pasangan baja terbuka atau bata rongga (checkerwork). Sebagian besar dari kandungan kalor sensibel gas keluar dari situ , dan isian itu berkisar antara 15000C di dekat pintu keluar. Bersamaan dengan itu, udara di panaskan dengan melewatkannya melalui ruang regemerasi yang telah di panaskan sebelumnya dan telah di campur denagn gas bahan bakar yang telah terbakar, sehingga suhu nyalanya menjadi lebih tinggi lagi, (di bandingkan dengan jika udara tidak di panaskan terlebih dahulu). Pada selang waktu yang teratur, yaitu antara 20 sampai 30 menit, aliran campuran udar bahan bakar, atau siklus itu di balik, dan sekarang masuk tanur dari ujung yang berlawanan melaui isian yang tealh mendapat pemanasan sebelumnya, kemudian melalui isian semula, dan mencapai suhu yang lebih tinggi.
mengurangi aksi kaca cair, pada dinding tanur kadang-kadang di pasang pipa air pendingin.
2. Pembuatan Bentuk Atau Pencetakan
Kaca dapat di bentuk dengan mesin atau denagn cetak tangan. Faktor yang terpenting yang harus di perhatikan dalam cetak mesin (machine molding) ialah bahwa rancang mesin itu haruslah sedemikian rupa sehingga percetakan barang kaca dapat di selesaikan dalm tempo beberapa detik saja. Dalam waktu yang sangat singkat itu kaca berupa dari zat cair viscos menjadi zat cair yang berwarna bening. Jadi, jelas sekali bahwa masalh rancang yang harus di selesaikan, seperti aliran kalor stabilitas logam, dan jarak bebas bantalan merupakan masalh yang rumit sekali. Keberhasilan mesin cetak kaca merupakan prestasi besar bagi para insinyur kaca.
Berikut ini akan di bahas jenis-jenismesin pembentuk kaca yang umum yaitu kaca jendela, kaca plat, kaca apung, botol, bola lampu, dan tabung.
a. Kaca Jendela
PPG industri es mengoperasikan proses fourcault yang di modifikasi dan menghasilkan kaca pennvernon. Lembaran-lembaran kaca sebesar 3 m denagn ketebalan sampai 0,55 cm. Pada proses ini dibitense apung di ganti dengan batangan tarik yang terbenam, yang mengendalikan dan mengarahkan lembran itu. Setelah di tarik ke atas sepanjang 8 m, dimana sebagian besarnya ada di dalm lehr penyangai, kaca itu di potong untuk ketebalan di atas kekuatan tunggal atau rangkap dua, dilakukan penyangaian kedua di dalam lehr horizontal standar 36 m.
b. Kaca Plat
Bahan baru di tumpahkan ke satu ujung tanur, dan kaca cair pada suhu cair pada suhu sampai setinggi 15950C, kemudian di lewatkan melalui zone pemurnian dan keluar melalui ujung yang satu lagi dalam bentuk aliran yang tak putus-putus. Dari keluaran refraktori yang lebar itu, kaca cair dilewatkan melalui dua rol pembentuk yang didinginkan dengan air, sehingga mengambil konfigurasi pita plastik. Pita kaca itu di tarik di atas sederetan rol yang lebih kecil, yang juga didinginkan dengan air dengan kecepatan permukaan sedikit lebih tinggi dari rol pembentuk. Efek peregangan yang di akibatkan oleh perbedaan kecepatan dan pencairan kaca pada waktu mendingin menyebabkan pita itu menjadi lebih tipis pada waktu memasuki lehr. Setealh mengalami penyangaian, pita itu di potong-potong menjadi lembaran yang kemudian di gerinda dan di poles. Atau, boleh pula pita itu bergerak terus secara otomatis sepanjang 50 sampai 100 m, melalui operasi penyangaian, gerinda, poles, dan inspeksi sebelum di lewatkan ke mesin potong yang memotong-motongnya menjadi ukuran yang cocok unutk pemanasan. Operasi gerinda dan poles membuang kira-kira 0,8 mm, kaca dari masing-masing permukaan.
c. Kaca Apung
zone pemurnian dan masuk ke kanal sempit yang menghubungkan tanur dengan penangas. Laju aliran di kendalikan secarra presisis dengan cara menaikan dan menurunkan pintu yang membentang kanal itu secara otomatis, kaca cair lalu lewat ke dalam kolam timah cair, di atas permikaaan tiamah itu, dalam atmosfir yang tak mengoksidasi, dan di bwah kondisis suhu yang di kontrol dengan ketat. Pemanasan terkendali itu di menyebabkan cairnya semua ketakrataan sehingga menghasilkan kaca yang kedua sisinya rata dan sejajar.
d. Kaca Berkawat Dan Berpola
