Bahan utama dalam pembuatan keramik adalah
tanah liat. Tanah liat sebagai bahan pokok untuk pembuatan keramik, merupakan
salah satu bahan yang kegunaanya sangat menguntungkan bagi manusia karena
bahannya yang mudah didapat dan pemakaian hasil jadinya yang sangat luas.
Sifat tanah liat yang sangat menguntungkan
adalah mudah dibentuk bila tanah liat ini telah dicampur dengan air dalam
perbandingan tertentu. Artinya penambahan air pada tanah tersebut tidak terlalu
banyak ataupun kurang, dengan demikian tanah tersebut akan cukup plastis untuk
dapat dibentuk tanpa retak-retak. Apabila barang yang telah dibentuk itu
dikeringkan maka akan cukup kuat dalam menjalani proses pengerjaan selanjutnya.
Misalnya pada waktu diangkat untuk dikeringkan, didekorasi, ataupun disusun
dalam tungku maka barang tersebut tidak akan pecah atau rusak.
Walaupun tanah liat terdapat di mana-mana
di seluruh dunia, tetapi satu dengan lainya mempunyai sifat yang berbeda-beda.
Beberapa diantaranya dapat di pakai begitu saja untuk pembuatan keramik.
Sedangkan yang lainya jika hendak dipakai harus dimurnikan terlebih dahulu atau
dicampur dengan bahan lain agar mudah dikerjakan.
1 Kaolin
Nama
kaolin berasal dari bahasa cina, kauling yang berarti pegunungan tinggi,
yaitu gunung yang terletak dekat Jakhau Cina yang tanah lempungnya sudah
dimanfaatkan dalam pembuatan keramik sejak beberapa abad lalu. Kaolin adalah
tanah liat putih yang mempunyai mutu penyusutan yang baik selama pengeringan
dan pembakaran. Clay jenis ini merupakan
clay yang paling penting dalam pembuatan keramik dan paling putih di antara
clay lainnya, karena kandungan besinya yang paling rendah (Hadi 1995: 70).
Sifat-sifat
kaolin :
1)
Tidak terlalu plastis,
2)
Kekuatan keringnya rendah,
3)
Titik leburnya 1700oC-1785oC,
4) Dalam keadaan kering berwarna putih,
5) Memberi warna putih pada masse
badan keramik, dan
6)
Setelah dibakar berwarna putih.
Rumus kimia kaolin sama dengan kaolinite
yakni Al Atau biasa disebut aluminium silika hidrat. Dalam kaolin masih terdapat pengotor-pengotor besi
dalam bentuk hematit (Fe2O3), pirit (FeS), dan magnetit.
Kaolinit (Al2O3.SiO2.2H2O)
mempunyai perbandingan berat dari unsur-unsurnya yaitu 47% oksida silinium (SiO2),
35% oksida aluminium (Al2O3), dan 24% air. Kaolin
merupakan bahan baku utama pembuatan barang keramik halus. Perlu ditambahkan
ballclay untuk menambahkan sifat plastis dan feldspar untuk
mengurangi sifat refraktorinya. Untuk semua kelas, kaolin yang dipakai harus
mengandung kaolinite sebesar 80%. Berdasarkan analisis kimia, analisis besar butiran
dan sifat fisisnya kaolin dapat dibagi menjadi 4 kelas yaitu:
1) Kelas porselin (porcelain) adalah
keramik vitrifikasi translusen dengan glasir keras yang tahan abrasi
pada tingkat maksimum.
2) Kelas keramik saniter (sanitary ware),
dulu dibuat dari lempung, biasanya berpori;
karena itu sekarang menggunakan komposisi kekaca. Kadang-kadang bersama
komposisi triaksial ditambahkan oleh juga grog kekaca ukuran tertentu yang
telah mengalami pembakaran pendahuluan.
3) Kelas keramik batu (stone ware),
adalah jenis yang tertua di antara barang keramik, dan telah digunakan jauh sebelum
pengembangan porselin; bahkan, keramik ini dapat dianggap sebagai porselin
kasar yang pembuatanya tidak dilakukan dengan teliti dan terbuat dari bahan
baku bermutu rendah.
4) Kelas keramik tanah (earthen ware),
kadang-kadang disebut barang pecah belah kekaca (semivitreous dinnerware) adalah
keramik berpori dan translusen dengan lunak semi glasir (Austin 1984:
159).
2 Ballclay
Kaolin merupakan tulang punggung industri keramik
halus, tetapi karena kaolin keplastisannya sangat kurang maka memerlukan
lempung lain yang mempunyai sifat-sifat keplastisannya tinggi, kekuatan
keringnya juga tinggi dan setelah dibakar berwarna putih.
Lempung
yang memenuhi persyaratan itu adalah ballclay. Kemudian apa yang
dinamakan ballclay, pertanyaan tersebut sangat sukar dijawab secara
kwantitatip karena apa yang dinamakan ballclay mempunyai kisaran
komposisi dan sifat-sifat yang lebar yaitu dari lempung tahan api pada satu
sisi–sisinya dan pada sisi lain adalah kaolin.
Suatu
definisi umum dari pada ballclay adalah suatu lempung sedimentair yang
mempunyai butiran-butiran sangat halus biasanya mengandung bahan organik dan ballclay
mempunyai keplastisan yang tinggi.
Ballclay merupakan sejenis tanah liat dengan kadar silika
dan alumina tinggi.
Ballclay biasanya berwarna abu-abu tua karena adanya
karbon. Makin banyak karbon yang dikandung ballclay makin bersifat
plastis. Sifat plastis ini akan memberikan pertolongan selama pembentukan, karena
kuarsa dan feldspar tidak plastis.
Alasan menggunakan ballclay di dalam
badan keramik adalah:
1) Meningkatnya workability masa plastis,
terutama dalam proses pengeringan,
2) Meningkatnya kekuatan kering, sehingga
dapat mengurangi kerugian didalam pengangkutan
dan penyusunan barang setengah jadi,
3)
Meningkatnya fluiditas masse cor, dan
4) Mengandung bahan pelebur yang dapat
membantu sintering.
Kerugian penggunaan ballclay antara
lain:
1) Karena umumnya kadar besi oksida dan
titania agak tinggi maka akan mempengaruhi derajat putihnya dari badan keramik,
2) Akan banyak mengurangi sifat daya tembus
dari badan keramik, dan
3) Umumnya ballclay mempunyai
sifat-sifat yang sangat variable sehingga sangat sukar diperoleh masse
cor yang baik.
Sifat-sifat
ballclay adalah:
1)
Mempunyai plastisitas tinggi,
2) Mempunyai susut kering antara 4% smpai
15%,
3) Memiliki ukuran butiran halus dari pada
kaolin,
4) Penyusutan selama pengeringan dan
pembakaran sebesar 20%,
5)
Mempunyai kekuatan kering tinggi, dan
6) Tahan suhu bakar sampai 1500oC.
Ballclay merupakan bahan tidak murni, bercampur dengan
oksida pengotor. Oleh karena itu diusahakan pemakaian clay sesedikit
mungkin.
3 Feldspar
Feldspar merupakan senyawa alumina silikat yang mengandung
satu atau lebih unsur basa K, Na, dan Ca.
Menurut Vhiteware Division of The American
Ceramik Sociaty definisi feldspar adalah suatu kelompok mineral
batuan beku yang terutama terdiri dari senyawa silikat
dari K, Na, dan Ca dalam mana pada umumnya satu
kation basa merupakan kation utama (Anonim 1986: 83).
Rumus umum feldspar adalah MZ4O8.
Dengan R adalah K, Na,
dan Ca.
Ada tiga jenis feldspar yaitu:
1)
Potash (K2O
) dengan rumus K2O. Al2O3. 6SiO2
2)
Soda (Na2O
) dengan rumus Na2O. Al2O3. 6SiO2
3)
Lime ( Ca2O)
dengan rumus Ca2O. Al2O3. 6SiO2
Dari
ketiga jenis feldspar diatas, potash paling banyak digunakan dalam
pembuatan bodi keramik, K-feldspar sangat aktif melarutkan kuarsa
dalam clay membentuk massa gelas yang sangat kental yang akan merekatkan
bahan-bahan yang tidak larut, dan menyebabkan bodi padat, tidak tembus air dan
tidak tembus cahaya. Feldspar berfungsi sebagai bahan pelebur (fluks)
yang akan memberikan kemungkinan terbentuknya masse badan yang lebih
padat dan rapat setelah dibakar, baik untuk komposisi badan keramik maupun
untuk pembuatan glasir. Pada saat dibakar feldspar akan meleleh dan
membentuk lelehan gelas yang menyebabkan partikel-partikel clay bersatu
bersama. Partikel-partikel gelas ini
memberikan kekerasan dan kekuatan pada masse badan keramik. K-feldspar
merupakan pelebur terbaik dibandingkan Na-feldspar dan Ca-feldspar.
Terdapat bukti bahwa dibawah titik
leburnya, feldspar telah mulai bereaksi dengan lempung. Pada kenaikan
temperature, feldspar menjadi lebih aktip, mula-mula akan melarutkan
bahan-bahan lempung dan kemudian butir-butir kuarsa.
K-feldspar banyak dipergunakan
dalam keramik halus, feldspar jenis ini sangat aktip melarutkan bahan kuarsa
dan lempung, membentuk masa gelas yang sangat kental, bila mana akan merekatkan
bahan-bahan tak larut dan membuat badan
(barang) padat, tidak tembus air dan tidak tembus
cahaya. K-feldspar tidak segera berubah bentuk selama pembakaran bahkan
diatas titik leburnya. Karena alasan ini feldspar sangat identik sebagai
pelebur dalam keramik halus
Na-feldspar mempunyai kemampuan
melarutkan sama dengan K-feldspar, tetapi sifat-sifat bahan gelas yang
terbentuk tidak begitu baik. Benda (barang) Keramik yang mengandung Na-feldspar
mudah mengalami perubahan bentuk dan cenderung lebih regas (brittle).
Ca-feldspar meningkatkan fluiditas
bahan gelas dan menyebabkan perubahan bentuk suatu badan (barang) keramik
(Anonim 1986: 87).
Sifat-sifat
feldspar adalah:
1)
Tahan pada temperatur 1250oC-1280oC,
2)
Sebagai bahan pelebur (fluks),
3)
Tidak plastis,
4) Mengurangi susut kering dan kekuatan
kering, dan
5) Merendahkan temperatur bakar dari bahan
lain.
4 Kuarsa
Kuarsa adalah mineral yang berasal dari
batuan beku asam metamorf dan sedimen, dalam bentuk dengan komposisi sebagian
besar berupa silika dan terdapat pada sebagian batu pasir kuarsa.
Fungsi kuarsa di dalam pembuatan keramik
pengarah benang adalah :
1) Tidak mengurangi keplastisan dan
penyusutan pada bodi keramik,
2) Mengurangi susut kering dan susut bakar
dari tanah liat,
3) Memudahkan air untuk menguap sewaktu
proses pengeringan dan proses pembakaran,
4) Memberi sifat kuat pada barang-barang yang
dibuat dan dapat mencegah perubahan bentuk pada waktu dibakar, dan
5) Dapat mengurangi daya memuai dari benda
yang sudah jadi.
2.3 Bahan-Bahan
untuk Campuran Masse
Di
dalam pembuatan suatu bodi keramik memerlukan suatu bahan sebagai campuran masse
antara lain.
1 Air
Air
(H2O) sebagai salah satu bahan penunjang, air mempunyai peranan yang
sangat penting dalam proses pengolahan dan pembentukan masse bodi
keramik. Prosentase kadar air dalam bodi maupun glasir yang akan ditambahkan
perlu diperhitungkan terlebih dahulu, karena akan sangat berpengaruh terhadap
pembentukan masse dan glasir tersebut. Air dapat dipandang sebagai bahan mineral,
dan di dalam lempung mungkin terdapat dalam bentuk antara lain:
1) Air higroskopis, jumlahnya tergantung pada
luas permukaan lempung.
2)
Air terabsorbsi, yang berkaitan dengan “ex
changeable cation” pada lempung
“broken bond water”, yang mana berkaitan dengan valensi yang
tidak jenuh pada ujung-ujung
kristal.
3) Air terikat atau kristal yang merupakan
bagian-bagian penting didalam struktur lempung.
2 Waterglass
Waterglass
mempunyai rumus kimia Na2O.SiO2 berfungsi sebagai bahan
pencampur pada pembentukan masse. Apabila waterglass yang
dipergunakan dalam jumlah banyak, masse akan mengendap dan mengakibatkan
kelengketan pada cetakan, sedangkan apabila digunakan dalam jumlah sedikit maka
masse akan sulit mencair.
2.4 Bahan untuk Pembuatan Cetakan Keramik Pengarah
Benang
Sebelum
membuat suatu produk keramik hal yang perlu dilakukan adalah pembuatan cetakan
terlebih dahulu. Didalam pembuatan cetakan ini terdapat 2 jenis cetakan yaitu
cetakan dari bahan steel untuk pembuatan produk keramik dengan
menggunakan
sistem press, dan untuk pembuatan produk keramik dengan sistem casting
bahan yang digunakan adalah dari gips.
2.4.1 Gips
Gips
adalah suatu bagian dari calsium yang mempunyai rumus CaSO4. 2H2O.
Dengan kekerasan antara 1,5-2. Umumnya berwarna putih dan diketemukan sebagai
bahan kompak atau massive (pejal), dapat dibelah dari tiga jurusan
(cleavage dari 3 jurusan). Apabila
dipanaskan pada temperatur-temperatur tertentu sebagian atau seluruh air yang
terkandung dapat dilepaskan.
Jika tepung
gips yang telah dibakar itu dicampur dengan air, gips akan segera menjadi keras
kembali dan jika kering akan meninggalkan struktur yang berpori dan dapat menghisap
air (Anonim 1954: 24).
2.4.2 Jenis dan sifat-sifat gips
Gips mempunyai beberapa jenis dan diantara
jenis-jenis tersebut mempunyai sifat-sifat yang berbeda antara satu dengan yang
lainnya,antara lain:
1) Alabaster :
berwarna putih bersih, dan berbutir halus.
2) Selenite :
berbentuk kristal, berwarna putih setengah transparant. Dan tidak
diketemukan dalam jumlah yang banyak tetapi biasanya diketemukan dalam keadaan
yang tersebar.
3) Satin spar :
berjenis serat dengan kilau (luster) seperti sutera.
4) Gypsite : gips
jenis ini tidak murni tercampur dengan tanah atau tercampur dengan pasir.
5) Anhydride : jenis ini tidak mengandung air, diketemukan
dalam jumlah yang tidak banyak, dan sebagai campuran pada tiap-tiap pengendapan
gips (Anonim 1986: 102).
2.4.3 Mekanisme proses pengerasan gips
Plaster untuk model dan cetakan-cetakan
harus mempunyai permukaan yang halus tetapi cukup keras untuk tahan waktu
pemakaiannya, sehingga dapat ditambahkan lagi bahan untuk merubah bentuknya
apabila diperlukan
Syarat-syarat gips untuk pembuatan cetakan
induk :
1)
Daya muai sangat rendah,
2) Perbandingan air dengan plaster rendah,
3)
Jangka plastis cukup lama.
Syarat-syarat
gips untuk cetakan process casting :
1) Perbandingan air dengan plaster rendah,
2) Daya muai rendah tetapi harus merata, dan
3) Cukup lama berada dalam keadaan dapat
dituang dan jangka plastis cukup lama untuk memudahkan waktu menuang.
Syarat-syarat gips untuk keperluan industri
gelas :
1)
Dapat dengan mudah dan cepat dicampur dengan air,
2)
Daya muai rendah, dan
3)
Daya penahan tinggi.
Waktu
mengerjakan atau menuang gips dibutuhkan kelebihan air agar dapat diperoleh suatu bubur atau campuran
yang dapat dituang atau suatu bahan yang plastis. Gips dimasak dalam atmosphere
terdiri dari bagian-bagian yang mengandung pori-pori kecil. Sebagian dari air
yang dicampurkan itu dihisap oleh butiran-butiran karena adanya daya kapiler,
sedangkan sisa dari kelebihan air memisahkan butiran dengan butiran untuk kemudian,
setelah bubur gips menjadi keras dan kering menghasilkan lubang-lubang udara
yang dapat menghisap air pada waktu cetakan dipakai.
2.5 Bahan Penunjang untuk Pembuatan Keramik
Pengarah Benang
Di dalam pembuatan suatu produk keramik
terdapat bahan-bahan penunjang untuk menghasilkan suatu produk keramik yang
bagus dan memudahkan di dalam proses produksinya, bahan tersebut antara lain:
2.5.1 Silika
Silika
merupakan bahan penting kedua didalam industri keramik setelah lempung. bahan ini
dipergunakan secara besar-besaran didalam industri gelas, industri baja, dan
industri barang-barang keramik halus.
Seperti halnya dengan lempung,
silika ini di alam terdapat bercampur dengan berbagai impuritas. Impuritas ini
akan mempengaruhi sifat-sifat silika baik dalam keadaan mentah maupun didalam
pembakaran. Impuritas yang paling merugikan adalah besi oksida, impuritas lain
seperti lempung, dan feldspar tidak begitu mengganggu di dalam pembuatan
suatu produk keramik (Anonim 1986: 70).
2.5.2 Alumina
Alumina (Al2O3)
merupakan bahan penunjang didalam pembuatan keramik halus. Alumina murni
merupakan bahan yang sangat refraktori atau bahan tahan api dan merupakan bahan
yang sangat stabil baik secara phisik maupun kimia. Alumina sangat keras dan
ulet, Gelas yang mengandung 5% Al2O3 mempunyai kekerasan
dan keawetan yang tinggi. Didalam keramik senyawa alumina akan meningkatkan
titik lebur, mencegah kristalisasi dan menstabilkan suatu bahan (Anonim 1986:
82).
2.5.3 Talc
Pada tahun-tahun belakangan ini talc
menjadi bahan keramik yang sangat penting. Terutama digunakan sebagai bahan
penting dalam pembuatan keramik halus.
Penggunaan lain dari talc :
1)
Pembuatan ubin dinding,
2)
Pembuatan alat bantu bakar,
3) Pembuatan alat-alat masak dari keramik
halus, dan
4) Pembuatan barang-barang keramik lainnya.
Talc mempunyai rumus kimia 3Mg0. 4 SiO2. H2O.
Dan mempunyai sifat-sifat phisis:
Kekerasan (sekala mohs): 1 kadang-kadang
hingga 1,5, densitas: 2,7-2,8, dan bentuk kristal: pipih dan tidak teratur.
Talc untuk keramik halus mengandung Fe2 O3
rendah dan impuritas lainnya tidak begitu bahaya. Untuk refaktori
impuritas tersebut tidak begitu berbahaya asal jumlahnya rendah.
Talc dibakar pada temperatur diatas 5500C
akan kehilangan air. Talc merupakan pelebur yang baik, dan badan kearamik
yang mengandung bahan ini akan cepat padat, disamping itu talc dicampur lempung
dipakai untuk pembuatan alat-alat bantu bakar, cooking ware dan
barang-barang refraktori yang tidak perlu bekerja pada temperature yang sangat
tinggi, tetapi juga harus mempunyai sifat tahan kejut yang baik.
Di Indonesia talc
di ketemukan di Halmahera, dan irian jaya (Anonim 1986: 99).