Vulkanisasi adalah pengolahan tahap terakhir pada pembuatan barang
jadi karet. Selama proses vulkanisasi terjadi perubahan sifat kompon karet yang
plastis menjadi elastis dengan cara pembentukan ikatan silang di dalam struktur
molekulnya. Karena itu vulkanisasi merupakan proses irreversible (proses yang
tak dapat dibalik).
Dalam reaksi
pembentukan ikatan silang tersebut diperlukan energi panas dari luar yang
disuplai oleh mesin vulkanisasi ke dalam kompon selama proses vulkanisasi,
antara lain dengan cara radiasi, konveksi, maupun konduksi. Makin besar jumlah
panas yang disuplai mesin ke dalam compound, makin cepat terjadi reaksi
vulkanisasi. Atau dapat dikatakan makin tinggi suhu vulkanisasi makin cepat
berakhir proses vulkanisasi. Media panas yang dilakukan dalam vulkanisasi yaitu
uap jenuh, udara panas, panas listrik, fluid bed, salt- bath, dan gelombang
elektomagnetik. Jadi, suhu adalah faktor yang cukup penting dalam proses
vulkanisasi, namun tanpa adanya panas pun karet tetap dapat divulkanisasi.
Sejak Goodyear
melakukan percobaan memanaskan karet dengan sejumlah kecil sulfur, proses ini
menjadi metode terbaik dan paling praktis untuk merubah sifat fisik dari karet.
Proses ini disebut vulkanisasi. Fenomena ini tidak hanya terjadi pada karet
alam, namun juga pada karet sintetis. Telah diketahui pula bahwa baik panas
maupun sulfur tidak menjadi faktor utama dari proses vulkanisasi. Karet dapat
divulkanisasi atau mengalami proses curing tanpa adanya panas. Contohnya dengan
bantuan sulfur klorida. Banyak pula bahan yang tidak mengandung sulfur tapi
dapat memvulkanisasi karet. Bahan ini terbagi dua yaitu oxidizing agents
seperti selenium, telurium dan peroksida organik. Serta sumber radikal bebas
seperti akselerator, senyawa azo dan peroksida organik.
Banyak reaksi kimia
yang berhubungan dengan vulkanisasi divariasikan, tetapi hanya melibatkan
sedikit atom dari setiap molekul polimer. Definisi dari vulkanisasi dalam
kaitannya dengan sifat fisik karet adalah setiap perlakuan yang menurunkan laju
alir elastomer, meningkatkan tensile strength dan modulus serta preserve its
extensibility. Meskipun vulkanisasi terjadi dengan adanya panas dan sulfur,
proses itu tetap berlangsung secara lambat. Reaksi ini dapat dipercepat dengan penambahan
sejumlah kecil bahan organik atau anorganik yang disebut akselerator. Untuk
mengoptimalkan kerjanya, akselerator membutuhkan bahan kimia lain yang dikenal
sebagai aktivator, yang dapat berfungsi sebagai aktivator adalah oksida-oksida
logam seperti ZnO.
Vulkanisasi dapat
dibagi menjadi dua kategori, vulkanisasi nonsulfur dengan peroksida, senyawa
nitro, kuinon atau senyawa azo sebagai curing agents; dan vulkanisasi dengan
sulfur, selenium atau telurium.
Bahan-bahan tambahan
Akselerator : Hingga tahun 1900-an, vulkanisasi karet masih merupakan proses yang lambat, sehingga lebih banyak sulfur yang digunakan daripada jumlah optimumnya. Waktu curing beberapa jam, oleh karena itu dibutuhkan bahan yang mampu mempercepat proses vulkanisasi. Kalsium, magnesium atau seng oksida (akselerator anorganik) dapat mempercepat proses vulkanisasi. Industri karet mengalami perubahan besar ketika diperkenalkan akselerator organik untuk vulkanisasi. Diantaranya ialah senyawa-senyawa yang mengandung sulfur seperti tiourea, tiofenol, merkaptan, ditiokarbamat, tiuram disulfida ditambah akselerator nonsulfur seperti urea. Selain dengan cara mengawali pembentukan radikal bebas atau dengan mengikat proton, beberapa akselerator dapat bekerja dengan bantuan panas. Beberapa akselerator memerlukan aktivator dalam kerjanya.
Aktivator : Keberadaan oksida logam atau garam dari kalsium, seng atau magnesium diperlukan untuk mencapai efek penuh dari hampir semua jenis akselerator. Kelarutan dari bahan sangat penting. Oleh karena itu, oksida-oksida logam banyak digunakan bersama asam organik seperti asam stearat atau sabun dari logam yang digunakan (stearat, laurat). Disamping kebutuhan akan aktivator, dengan akselerator seperti merkaptobenzotiazol, adanya oksida logam menjadi sangat penting dalam menentukan jenis reaksi ikatan silang yang terjadi. Ikatan yang terbentuk adalah jembatan ion yang kuat yang terbentuk ketika vulkanisasi.
Bahan Pengisi (filler) : Vulkanisat dengan komposisi karet, sulfur, akselerator, aktivator dan asam organik relatif bersifat lembut. Nilainya dalam industri modern pun relatif rendah. Untuk memperbaiki nilai di industri perlu ditambahkan bahan pengisi. Penambahan ini meningkatkan sifat-sifat mekanik seperti tensile strength, stiffness, tear resistance, dan abrasion resistance. Bahan yang ditambahkan disebut reinforcing fillers dan perbaikan yang ditimbulkan disebut reinforcement. Hanya sedikit bahan pengisi yang bersifat memperbaiki satu atau dua sifat karet alam. Sementara yang lainnya melemahkan vulkanisat pada satu atau dua sifat. Bahan tersebut dikenal sebagai inert fillers. Kemampuan filler untuk memperbaiki sifat vulkanisat dipengaruhi oleh sifat alami filler, tipe elastomer dan jumlah filler yang digunakan. Komposisi kimia dari filler menentukan kemampuan kerja dari filler. Karbon hitam adalah filler yang paling efisien meskipun ukuran partikel, kondisi permukaan dan sifat lain dapat dikombinasikan secara luas. Sifat elastomer juga turut menentukan daya kerja dari filler. Bahan yang baik untuk memperbaiki sifat karet tertentu, belum tentu bekerja sama baiknya untuk jenis karet lain. Peningkatan jumlah filler menyebabkan perbaikan sifat vulkanisat. Karbon hitam adalah satu-satunya bahan murah yang dapat memperbaiki ketiga sifat penting vulkanisat yaitu tensile strength, tear resistance dan abrasion resistance.
Bahan-bahan tambahan
Akselerator : Hingga tahun 1900-an, vulkanisasi karet masih merupakan proses yang lambat, sehingga lebih banyak sulfur yang digunakan daripada jumlah optimumnya. Waktu curing beberapa jam, oleh karena itu dibutuhkan bahan yang mampu mempercepat proses vulkanisasi. Kalsium, magnesium atau seng oksida (akselerator anorganik) dapat mempercepat proses vulkanisasi. Industri karet mengalami perubahan besar ketika diperkenalkan akselerator organik untuk vulkanisasi. Diantaranya ialah senyawa-senyawa yang mengandung sulfur seperti tiourea, tiofenol, merkaptan, ditiokarbamat, tiuram disulfida ditambah akselerator nonsulfur seperti urea. Selain dengan cara mengawali pembentukan radikal bebas atau dengan mengikat proton, beberapa akselerator dapat bekerja dengan bantuan panas. Beberapa akselerator memerlukan aktivator dalam kerjanya.
Aktivator : Keberadaan oksida logam atau garam dari kalsium, seng atau magnesium diperlukan untuk mencapai efek penuh dari hampir semua jenis akselerator. Kelarutan dari bahan sangat penting. Oleh karena itu, oksida-oksida logam banyak digunakan bersama asam organik seperti asam stearat atau sabun dari logam yang digunakan (stearat, laurat). Disamping kebutuhan akan aktivator, dengan akselerator seperti merkaptobenzotiazol, adanya oksida logam menjadi sangat penting dalam menentukan jenis reaksi ikatan silang yang terjadi. Ikatan yang terbentuk adalah jembatan ion yang kuat yang terbentuk ketika vulkanisasi.
Bahan Pengisi (filler) : Vulkanisat dengan komposisi karet, sulfur, akselerator, aktivator dan asam organik relatif bersifat lembut. Nilainya dalam industri modern pun relatif rendah. Untuk memperbaiki nilai di industri perlu ditambahkan bahan pengisi. Penambahan ini meningkatkan sifat-sifat mekanik seperti tensile strength, stiffness, tear resistance, dan abrasion resistance. Bahan yang ditambahkan disebut reinforcing fillers dan perbaikan yang ditimbulkan disebut reinforcement. Hanya sedikit bahan pengisi yang bersifat memperbaiki satu atau dua sifat karet alam. Sementara yang lainnya melemahkan vulkanisat pada satu atau dua sifat. Bahan tersebut dikenal sebagai inert fillers. Kemampuan filler untuk memperbaiki sifat vulkanisat dipengaruhi oleh sifat alami filler, tipe elastomer dan jumlah filler yang digunakan. Komposisi kimia dari filler menentukan kemampuan kerja dari filler. Karbon hitam adalah filler yang paling efisien meskipun ukuran partikel, kondisi permukaan dan sifat lain dapat dikombinasikan secara luas. Sifat elastomer juga turut menentukan daya kerja dari filler. Bahan yang baik untuk memperbaiki sifat karet tertentu, belum tentu bekerja sama baiknya untuk jenis karet lain. Peningkatan jumlah filler menyebabkan perbaikan sifat vulkanisat. Karbon hitam adalah satu-satunya bahan murah yang dapat memperbaiki ketiga sifat penting vulkanisat yaitu tensile strength, tear resistance dan abrasion resistance.
A. FUNGSI DAN PRINSIP OPERASI MESIN
VULKANISASI
FUNGSI:
Mesin vulkanisasi digunakan untuk mensuplai
energi panas ke dalam kompon karet, guna menghasilkan karet matang atau
vulkanisat yang elastis.
Vulkanisasi/Prinsip Pemasakan:
Kompon karet yang dibentuk pada matris atau
mesin pembentuk dimasukkan dan dipanasi pada mesin vulkanisasi dalam periode
tertentu, sehingga barang karet mempunyai sifat fisik lebih daripada kompon.
Cara pemanasan kompon dapat dilakukan secara langsung atau tidak langsung, dan
sumber panas dapat diperoleh dari uap, udara panas, atau listrik.
B. MESIN VULKANISASI ACUAN
Pada sat pemasakan dengan mesin vulkanisasi
acuan, kompon karet dimasukkan ke dalam rongga matris (sebagai tahap pembentukan),
lalu matris ditutup dan ditekan rapat pada piston bertekanan tinggi yang
dioperasikan secara hidrolik atau mekanik. Matris/mould dibuat dari nikel
kromium yang tahan terhadap tekanan, suhu tinggi dan tidak berkarat.
Berdasarkan cara pemasukan kompon ke dalam
matris, mesin vulkanisasi acuan dibagi dalam 4 macam yaitu:
Compression
moulding Machine/Mesin acuan kempa
Transfer
Moulding Machine/Mesin acuan alih
Injection
Molding Machine/Mesin acuan injeksi
Blow
moulding Machine/Mesin acuan tiup
B.1. COMPRESSION MOULDING (MESIN ACUAN KEMPA)
Pada compression moulding, mould terdiri dari
dua bagian, yaitu bagian bawah dan atas. Pemasukan kompon ke dalam rongga mould
dilakukan dalam keadaan matris terbuka. Kedua bagian matris dijepit dan ditekan
oleh plat piston yang bergerak vertikal dari bawah ke atas. Plat mesin bagian
atas (plat stationer) mesin berfungsi sebagai penahan atau tumpuan gaya tekan
plat piston (plat bergerak).
Di bagian dalam plat diam dan plat bergerak
dibuat rongga sebagai ruang pemanasan. Kedua plat mesin memanasi kompon karet
dengan mengalirkan panas konduksi melalui dinding mould. Berdasarkan banyaknya
plat-plat pemanas yang dipasang secara bertingkat/bersusun di antara plat diam
dan plat bergerak, mesin acuan tekanan dikelompokkan menjadi mesin acuan kempa
tunggal dan mesin acuan kempa ganda/bersusun.
Mesin acuan kempa tunggal hanya dapat berisi
satu matris, sedangkan mesin acuan kempa ganda dapat berisi lebih dari satu
matris yang diletakkan secara bertingkat pada beberapa pelat pemanas yang dapat
naik turun di antara pelat bergerak dan pelat tetap. Demikian juga dengan pelat
matris, jika hanya mempunyai satu rongga disebut matris berongga tunggal, dan
disebut matris berongga ganda jika mempunya lebih dari satu rongga.
Unit lain yang penting pada mesin acuan kempa,
antara lain motor penggerak dan pompa hidrolik; pengatur suhu dan pengatur
tekanan uap; pengatur hidrolik dan sistem sirkulasi pemanas, pendingin dan
pelumas.
Mesin acuan kempa tunggal hanya dapat berisi
satu mould, sedangkan mesin acuan kempa ganda/bersusun dapat berisi lebih dari
satu mould yang diletakkan secara bertingkat pada beberapa plat pemanas yang
dapat naik turun di antara plat diam dan plat bergerak. Demikian juga plat mould,
jika hanya mempunyai satu rongga disebut mould berongga tunggal. dan jika
mempunyai lebih dari satu rongga disebut mould berongga ganda.
Unit lain yang penting pada mesin acuan kempa,
antara lain motor penggerak dan pompa hidrolik, pengatur suhu dan pengatur
tekanan uap, pengatur hidrolik dan sistem sirkulasi pemanas, pendingin, dan
pelumas.
B.2. TRANSFER MOULDING
MACHINE (MESIN ACUAN ALIH)
Pada mesin acuan alih,
pengisian kompon ke dalam rongga matris dilakukan dalam keadaan matris
tertutup. Sebelum kompon karet dimasukkan ke dalam rongga matris (rongga
pemasakan), kompon lebih dahulu dipanasi atau dilunakkan di dalam ruang
transfer. Biasanya matris mempunyai lebih dari sebuah rongga dan masing-masing
rongga dihubungkan ke ruang transfer dengan saluran yang berbentuk cerat yang
disebut sprue. Sprue ini berfungsi sebagai saluran kompon dari ruang transfer
ke dalam rongga matris.
Kompon karet yang
dipanasi atau dilunakkan di dalam ruang transfer ditekan dan diinjeksikan
melalui cerat penghubung ke dalam rongga matris oleh unit injeksi atau piston
penekan. Matris yang berisi kompon karet ditekan oleh plunger dan ditahan atau
ditumpu oleh pelat penahan.
Dengan menggunakan
transduser tekanan, maka dapat diketahui variasi tekanan pada permukaan plunger
dan rongga matris yang merupakan fungsi dari waktu. Tekanan pada permukaan
plunger naik mendadak pada saat matris tertutup, dan turun lagi pada saat
kompon mengalir melalui cerat di atas rongga. Setelah 8 detik rongga paling
luar (0) mulai terisi dan tekanannya mulai naik, dan setelah 29 detik tekanan
rongga tengah mulai naik. Tekanan pada permukaan matris merata setelah 60
detik.
B.2.1.TRANSFER
MOULDING MACHINE WITH SCREW INJECTION (MESIN ACUAN ALIH DENGAN SEKRUP
PENYEMPROT)
Mesin ini merupakan
kombinasi mesin acuan alih dengan mesin injeksi sekrup. Mesin injeksi sekrup
berfungsi sebagai pengumpan kompon lunak ke ruang transfer. Dari ruang
transfer, kompon lunak diinjeksi oleh piston penekan (plunger) ke dalam
rongga-rongga matris, seperti pada mesin acuan alih tanpa sekrup.
B.3. INJECTION
MOULDING MACHINES (MESIN ACUAN INJEKSI)
Seperti pada mesin
acuan alih, matris (mould) pada mesin acuan injeksi juga diisi dalam keadaaan
tertutup dan dijepit di antara kedua pelat mesin, yaitu pelat bergerk dan pelat
diam. Kompon dimasukkan ke dalam silinder panas melalui pintu umpan (hopper),
dan unit injeksi menekannya melalui sprue, runner, dan gate ke dalam rongga
matris (mould cavity).
Mesin acuan injeksi
dapat diklasifikasikan dalam dua jenis, yaitu mesin acuan injeksi ram dan mesin
acuan injeksi sekrup.
B.3.1. RAM INJECTION
MOULDING MACHINES (MESIN ACUAN INJEKSI RAM)
Pada mesin acuan
injeksi ram, pemindahan (injeksi) kompon lunak dari silinder panas (barrel) ke
dalam rongga-rongga matris dilakukan dengan menggunakan ram (piston), yang
hanya dapat bergerak maju dan mundur di dalam barrel. Piston mendapat tekanan
dari pompa hidrolik yang bertekanan tinggi, sehingga pada saat injeksi piston
dapat mendorong kompon lunak melalui nozzle, sprue, runner, dan gate hingga ke
dalam rongga matris. Kompon yang dimasukkan ke dalam silinder panas melalui
pintu umpan adalah kompon bentuk butiran atau potongan-potongan kecil.
B.3.1. SCREW INJECTION
MOULDING MACHINES (MESIN ACUAN INJEKSI SEKRUP)
Mesin acuan injeksi
sekrup menggunakan batang berulir (sekrup) untuk mengumpan kompon ke dalam
silinder (barrel) melalui hopper, dan mendorong (menginjeksi) kompon lunak ke
dalam rongga matris. Selain mempunyai gerakan maju dan mundur, batang sekrup
juga dapat berputar sambil menarik (mengumpan) kompon ke dalam barrel.
Kompon yang diumpankan
ke dalam barrel berbentuk pita panjang dan tipis. Konstruksi sekrup dibuat
sedemikian rupa sehingga sekrup dapat mengumpan kompon, melunakkan
(menghancurkan), dan menginjeksi kompon. Besar diameter sekrup sepanjang batang
tidak sama, akan tetapi disesuaikan dengan kondisi kompon di dalam silinder di
mana ulir pada pangkal sekrup berdiameter lebih kecil daripada ulir pada ujung
sekrup.
Bagian pangkal sekrup
disebut zona padat (feed section), bagian tengah sekrup disebut zona peralihan
(transition zone), dan bagian ujung sekrup disebut zona lunak (metering zone).
Pada ujung sekrup terdapat katup alir balik yang berfungsi sebagai piston atau
penekan kompon lunak ke dalam rongga matris berturut-turut melalui nozzle,
sprue, runner dan gate, dan pencegah aliran balik kompon melalui alur sekrup
pada saat injeksi. Nozzle yang terdapat pada ujung barrel berfungsi sebagai
pengarah dan pencepat aliran kompon dari barrel ke dalam rongga matris.
B.4. BLOW MOULDING MACHINE
(MESIN ACUAN TIUP)
Barang karet yang
berongga, seperti botol karet, bola karet, dll, dapat dibuat dengan menggunakan
mesin vulkanisasi acuan tiup. Matris yang digunakan adalah matris berongga yang
dapat dibelah (terpisah) dengan bentuk rongga sama dengan bentuk barang karet
yang dibuat.
Cara pembuatannya :
Kompon lunak dari
ekstruder disemprotkan melalui matris berkepala silang (cross head) ke dalam
rongga matris hingga mencapai ujung saluran udara (spigot) pada bagian bawah
matris. Kompon karet yang keluar dari matris cross head berbentuk pipa atau
tabung berongga yang disebut “parison”.
Ujung kompon (parison)
diikat pada spigot dan lobang atas matris tertutup pada saat kedua belahan
matris disatukan. Melalui spigot udara ditiup ke dalam rongga sehingga parison
mengembang dan menyentuh dinding rongga sehingga parison mengembang dan
menyentuh dinding rongga di dalam matris. Di dalam matris, kompon dimasak
selama periode tertentu, dan matris dibuka (dipisah) pada saat pengeluaran
vulkanisat.
C. OTOKLAF
Otoklaf adalah suatu
bejana uap yang bertekanan sedang dengan sumber uap dari ketel uap. Otoklaf
digunakan untuk memvulkanisasi kompon karet yang berbentu k rumit dan tidak
praktis jika divulkanisasi pada mesin vulkanisasi lain, seperti kompon karet
dari mesin extruder dan kalender, sepatu karet olah raga, sepatu karet tinggi,
roll karet, dll.
Suhu vulkanisasi di
dalam otoklaf dapat diatur pada pengatur tekanan uap (steam pressure
regulator), dan kondensat dapat terbuang secara otomatis melalui perangkap uap
(stream trap). Pemasukan kompon ke dalam otoklaf atau pengeluaran vulkanisat
dari otoklaf dilakukan dalam keadaan otoklaf terbuka. Suhu vulkanisasi sekitar
145°C pada tekanan uap jenuh 3 – 3.5 atm, dan lama vulkanisasi ± 40 – 60 menit.
D. MESIN PELAPIS
Mesin pelapis
digunakan untuk memvulkanisasi larutan kompon karet kental yang dilapiskan pada
permukaan tenunan tekstil. Mesin vulkanisasi mempunyai meja berongga yang
berisi uap denga lebar meja 1.8 meter, panjang 6 meter, dan tebal 4,3 cm.
Tenunan tekstil yang
dilapisi larutan kompon dijalankan pada kecepatan ± 6m/menit melalui permukaan
meja panas dengan tarikan rol yang digerakkan motor listrik. Larutan kompon
karet dituang pada permukaan tenunan tekstil sebelum memasuki meja panas.
Selama melalui meja panas, kompon karet sudah masak (tervulkanisasi), dan bahan
pelarut menguap di dalam ruang vulkanisasi. Uap bahan pelarut disedot blower
dari ruang vulkanisasi, lalu diembunkan di dalam kondensor, kemudian
kondensatnya ditampung di dalam bejana untuk digunakan lagi sebagai bahan
pelarut. Tenunan tekstil yang telah berlapis karet dikeluarkan dari mesin dan
digulung pada rol penarik.
E. MESIN VULKANISASI
KONTINU
Untuk memvulkanisasi
kompon karet yang panjang atau lebar digunakan meisn vulkanisasi kontinu.
Biasanya pembentukan kompon karet yang divulkanisasi mesin ini dilakukan pada
mesin ekstruder atau mesin kalender, seperti pada pembuatan selang karet, ban
pengangkut, dll. Mesin vulkanisasi kontinu dikelompokkan dalam 5 jenis
berdasarkan pada cara pemasakan kompon karet yaitu mesin vulkanisasi udara
panas, salt-bath, fluid bed, UHF-channel, dan rotocure.
E.1. Mesin Vulkanisasi
Udara Panas (HAV)
Mesin vulkanisasi ini
sangat sederhana, dan masih digunakan untuk memvulkanisasi karet spons (closed
cell sponge) dan karet padat dengan profil tertentu. Udara yang dipanasi dengan
gas pembakaran atau pembakaran listrik digunakan sebagai media pemanas.
Kompon karetyang
divulkanisasi adalah kompon yang dibentuk dalam ekstruder, dan selama melalui
ruang udara panas, kompon mengalami blow dan curing atau ekspansi dan
vulkanisasi. Metal link (belt) digunakan untuk memindahkan bahan dari ekstruder
hingga keluar dari ruang vulkanisasi.
Panjang produk karet
yang dihasilkan mencapai 100 – 300 feet, kecepatan bergerak 20 – 75 fpm, dan
suhu oven ±350 – 600 °F (162°C – 300°C). Laju pemindahan panas HAV, 5 -10
BTU/hr/ft/°F.
E.2. Mesin Vulkanisasi
Salt-Batch (Liquid Cure Media = LCM)
Mesin salt-batch
terdiri atas bak vulkanisasi, bak pendingin, dan bak pengering. Bak
vulkanisasinya berisi leburan garam campuran yang panas, dengan suhu sekitar
180° – 250°C. Garam-garam tersebut antara lain campuran KNO3 (45 – 55%), NaNO2
(35-45%), dan NaNO3 (5 – 10%). Salt-batch ditempatkan dekat ujung ekstruder,
dan kompon yang divulkanisasi adalah kompon yang keluar dari ekstruder. Panjang
tangki LCM: 40 – 80 ft, kecepatan hingga 100 fpm. Laju pemindahan panas LCM,
antara 240 – 360 BTU/hr/ft2/°F, atau 40 kali lebih besar dari HAV.
Unit-unit LCM umumnya
terdiri atas beberapa tangki logam yang berisi garam lebur dan dipanasi dengan
pemanas “electric immersion”. Ujung-ujung (terminal) elemen pemanas ditempatkan
di bagian luar yang jauh dari garam lebur.
Kompon karet yang
dibentuk dalam matris ekstruder diteruskan melalui bak vulkanisasi dengan cara
mencelupkannya di dalam leburan garam campuran hingga kompon tervulkanisasi.
Vulkanisat diteruskan ke bak pengering untuk dikeringkan. Pemindahan kompon
atau vulkanisat mulai dari ekstruder hingga ke bak pengering berlangsung secara
kontinu dan biasanya dengan menggunakan conveyor atau rol-rol berputar.
E.3. Mesin Vulkanisasi
Fluid Bed (Ballotoni)
Mesin vulkanisasi
fluid bed hanya terdiri dari bak bola (Ballotoni), yang diameternya antara
0,004 – 0,008 inci, dan dilengkapi dengan rol-rol pemindah (pengangkut).
Lapisan butir kaca dipanasi oleh udara atau uap panas yang dialirkan dari bawah
lapisan butir kaca (beads) akibat tiupan udara panas diharapkan secara konstan.
Mesin vulkanisasi ini digunakan untuk memasak kompon yang dibentuk ekstruder,
dan mesin ditempatkan dekat dengan ekstruder. Kompon karet yang keluar dari
ekstruder diteruskan melalui bak vulkanisasi dan kompon telah matang
(tervulkanisasi) pada saat keluar dari bak. Panjang bak antara 50 – 100 ft, dan
kecepatan gerak kompon dan vulkanisat selama vulkanisasi sama dengan kecepatan
kompon yang keluar dari ekstruder yaitu antara 30 – 80 fpm. Laju pemindahan
panas fluid bed, antara 80 – 120 BTU/hr/ft2/°F, atau 14 kali lebih besar dari
HAV.
E.4. Mesin Vulkanisasi
UHF Channel
Mesin Vulkanisasi UHF
Channel terdiri atas sebuah bak UHF (Ultra High Frequency) dan sebuah bak
vulkanisasi. Kompon karet yang divulkanisasi adalah kompon yang dibentuk
ekstruder. Bak vulkanisasi berisi udara panas yang bersuhu ± 250°C.
Pertama-tama kompon
yang keluar dari ekstruder diteruskan melalui bak UHF. Karena pengaruh
gelombang mikromagnetron dalam bak UHF, bahan polar pada karet bergetar, dan
kompon menimbulkan panas dengan suhu sekitar 220 – 250°C. Bahan polar menyerap
energi microwave, dan terjadi eksitasi molekul yang menimbulkan panas. Jumlah
panas yang timbul bergantung kepada karakteristik penyerapan (polar) kompon dan
juga bentuk profil atau komposisi.
Kompon yang panas,
dari bak UHF, diteruskan lagi ke bak vulkanisasi untuk dimasak. Kompon divulkanisasi
selama perjalanan melalui bak vulkanisasi, dan telah menjadi vulkanisat pada
saat keluar dari bak. Pada umumnya pengoperasian UHF channel dibatasi sebagai
berikut:
Pemakaian microwave
915 – 2450 MHz atau 2450 MHz, power supply 0,75 – 10 KW untuk pemanas
microwave. Untuk daya 10 KW, kenaikan suhu antara 160 – 200°F pada laju 600
lbs/hr. Suhu vulkanisasi di dalam UHF oven:
Suhu vulkanisasi di
dalam UHF: 400°F
Suhu masuk UHF: 175 –
220°F
Suhu keluar UHF: 355 –
400°F
Kenaikan suhu ( δT):
180°F.
Hubungan antara
kenaikan suhu dengan kecepatan, daya, dan kapasitas, δT °F/ second/Lb/Kw = 2 –
3°F.
E.5. Mesin Vulkanisasi
Rotocure
Mesin vulkanisasi
rotocure digunakan untuk memvulkanisasi lembaran kompon yang panjang dan lebar,
dan dibentuk pada mesin kalender, seperti lantai karet dan sabuk pengangkut.
Mesin ini mempunyai tiga buah rol panas dan sebuah rol penegang/pengendor
lembaran baja. Rol-rol panas mendapat panas dari uap yang mengalir di dalam
rongga rol dan panas radiasi lampu yang dipasang di atas rol. Lembaran baja
berfungsi sebagai penerus putaran dari rol penggerak ke rol-rol lain dan
sekaligus sebagai dudukan lembaran kompon karet.
Selama vulkanisasi,
rol berputar dan lembaran kompon karet mengikuti gerakan lembaran baja
mengitari rol. Kecepatan berputar dan suhu silinder dapat diatur sedemikian
rupa, sehingga karet akan tepat matang pada saat keluar dari rol. Vulkanisasi
berakhir pada saat lembaran karet mencapai rol peregang di bagian belakang
mesin.
Daftar Pustaka:
Anthony, J.G., (1977) Comperative
Aspects of Continuous Vulcanization Systems. Illionis, Chicago-ACS, Rubber
Division, 84p
Gardiner, RA (1985)
Vulkanization Methods and Equipment. In Harrylong, Basic Compounding and
Processing of Rubber, New Jersey, Goodal Rubber Company Trenton, p. 156 – 169.
Penn, WS. (1969)
Injection Moulding of Elastomer, 1st ed. London, Maclaren and Sons, p. 8 – 15
Walker, JS. ER. Martin
(1966) Injection Moulding of Plastics, 1st ed, London The Plastic Insitute p. 1
– 6
Whelan, JS.A & JL
craft ( 1978 ) Development in Injection Moulding 1, 1st ed, London, Applied
Science Publisher Ltd, p.101 – 131
Willshaw H (1956).
Cavelender For Rubber Processing 1st ed, London, Lakeman Co, 61p
Sumber artikel:
http://pabrikkaret.wordpress.com/
kimiadahsyat.blogspot.com
Tidak ada komentar:
Posting Komentar