Pembuatan Ban dari Bahan Baku Karet Remah (Crumb Rubber)

Tugas Makalah Mata kuliah Kimia Industri

Oleh:

Shofi Fajriah Ilmi G44110014

Astrid Harfera Passadana G44110076

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2013

DAFTAR ISI

PENDAHULUAN

Karet

Karet merupakan polimer alam terpenting dan dipakai secara luas dilihat dari sudut industri.

Karet merupakan politerpena yang disintesis secara alami melalui polimerisasi enzimatik

isopentilpirofosfat. Karet guayule merupakan kekecualian, yang diperoleh melalui pulping dan

parboling tumbuhan sebelum dimurnikan. Residu panen selulosik (bagasse) merupakan sumber

alkohol fermentasi yang potensial. Karet termasuk polimer dengan berat molekul sangat tinggi

(rata-rata sekitar 1 juta) dan amforsus, meskipun menjadi terkristalisasi secara acak pada suhu

rendah.

Macam-Macam Karet

Terdapat dua jenis golongan karet secara umum yaitu karet alam dan karet sintetis, masing-

masing golongan mempunyai perbedaan sifat fisik maupun kimianya. Karet alam dihasilkan dari

penyadapan getah pohon karet Hevea brasiliensis, sedangkan karet sintetis merupakan suatu

polimer yang dibentuk dari monomer-monomer tertentu.

1. Karet Alam

Hampir semua karet alam diperoleh sebagai lateks yang terdiri dari sekitar 32-35% karet dan

sekitar 5% senyawa lain, termasuk asam lemak, gula, protein, sterol, ester, dan garam. Karet

termasuk polimer dengan berat molekul sangat tinggi (rata-rata sekitar 1 juta) dan amorfus,

meskipun menjadi terkristalisasi secara acak pada suhu rendah (Stevens, 2001).

Secara umum karet alam merupakan bahan yang tepat untuk pembuatan barang-barang yang

membutuhkan ketahanan kikis dan ketahanan sobek yang sangat tinggi.

Gambar cis-1,4-poliisoprena

Sifat kimia karet alam, yaitu:

a. Bila terbakar di udara akan berubah menjadi karbondioksida dan air.

b. Mudah teroksidasi oleh udara.

c. Karet dapat bereaksi dengan ozon, air brom, dan air jika ada bantuan katalis.

Sifat fisik karet alam, yaitu:

a. Bersifat amorf (tidak memiliki bentuk yang tetap),

b. Suhu penggunaan paling tinggi sekitar 99oC,

c. Warna setelah terjadinya koagulasi putih hingga berwarna coklat,

d. Elastisitas bertambah setelah proses vulkanisasi,

e. Tidak larut dalam air,

f. Proses vulkanisasi yang menggunakan sulfur berlebihan akan menyebabkan karet

menjadi keras yang dikenal dengan ebonite,

g. Berpengaruh terhadap perubahan suhu, dan

h. Bila menggunakan sulfur 2-5 % pada saat pemanasan, maka sifat fisiknya akan

bertambah (Abednego dkk., 1989).

Jenis-jenis karet alam antara lain:

a. Bahan olah karet

Bahan olah karet adalah lateks kebun serta gumpalan lateks kebun yang diperoleh dari

pohon karet Hevea brasiliensis. Bahan olah karet berdasarkan pengolahannya dibagi menjadi

empat macam yaitu lateks kebun, sheet angin, slab tipis, dan lump segar. Pemerintah melalui

Badan Standardisasi Nasional telah merevisi SNI Bokar menjadi SNI 06-2047-1998 berdasarkan

Surat Keputusan No. 102/BSN-I/KH/05/98 tanggal 26 Mei 1998. Penerapan SNI bersifat wajib

(mandatory) yang diharapkan berdampak lanjut sampai ke tingkat petani untuk menghasilkan

bokar bermutu baik. 

b. Karet alam konvensional

Karet olahan yang tergolong karet alam konvensional pada dasarnya hanya terdiri dari golongan

karet sheet dan creep. Jenis-jenis karet alam konvensional menurut Green Book yang

dikeluarkan oleh International Rubber Quality and Packing Conference (IRQPC) yaitu Ribbed

Smoked Sheet, White Crepe dan pale crepe, estate brown crepe, compo crepe, thin brown crepe

remills, thick blanket crepe ambers, flat bark crepe, pure smoked blanket crepe, off crepe.

c. Lateks pekat

Lateks pekat adalah jenis karet yang berbentuk cairan pekat, tidak berbentuk lembaran atau

padatan lainnya. Lateks pekat biasanya banyak digunakan untuk pembuatan bahan-bahan karet

yang tipis dan bermutu tinggi.

d. Karet bongkah

Karet bongkah adalah karet remah yang telah dikeringkan dan dikilang menjadi bandela-

bandela dengan ukuran yang telah ditentukan.

e. Karet spesifik teknik

Karet spesifik teknik adalah karet alam yang dibuat khusus sehingga terjamin mutu

teknisnya.

f. Karet siap olah

Karet siap olah adalah bentuk lain dari karet alam yang dihasilkan sebagai barang setengah

jadi sehingga bisa langsung dipakai oleh konsumen, baik untuk pembuatan ban atau barang yang

menggunakan bahan baku karet alam lainnya.

g. Karet Reklim

Karet reklim adalah karet yang diolah kembali dari barang-barang karet bekas, terutama

ban-ban mobil bekas dan ban-ban berjalan. Kelemahan karet ini adalah kurang kenyal dan

kurang tahan terhadap gesekan sesuai dengan sifatnya sebagai karet bekas pakai (Setiawan &

Andoko, 2008).

2. Karet Sintetis

Karet sintesis yaitu karet yang terbuat dari minyak bumi. Karet buatan tidak sebaik karet alam

karena mudah robek namun lebih tahan terhadap bensin. Karet sintetis memiliki sifat yang khas

yaitu ada yang tahan terhadap minyak, tahan terhadap suhu tinggi, tahan terhadap pengaruh

cuaca dan ada yang tahan terhadap udara. Berdasarkan tujuan pemanfaatannya, karet sintetis

dibagi menjadi dua macam, yaitu:

a.) Karet sintetis untuk kegunaan umum

Karet sintetis ini dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Bahkan, banyak fungsi karet alam

yang dapat digantikannya. Jenis-jenis karet sintetis untuk kegunaan umum di antaranya sebagai

berikut :

- SBR (styrena butadiene rubber)

Jenis SBR merupakan jenis karet sintetis yang paling banyak diproduksi dan digunakan. Jenis ini

memiliki ketahanan kikis yang baik dan kalor atau panas yang ditimbulkan juga rendah.

- IR (isoprene rubber)

Jenis karet ini mirip dengan karet alam karena sama-sama merupakan polimer isoprene. Dapat

dikatakan, banyak sifat IR yang mirip sekali dengan karet alam, walaupun tidak secara

keseluruhannya. Jenis IR memiliki kelebihan lain dibanding karet alam, yaitu lebih murni dalam

bahan dan viskositasnya lebih mantap.

b.) Karet sintetis untuk kegunaan khusus

Jenis karet sintetis ini tidak terlalu banyak digunakan dibanding karet sintetis yang pertama. Jenis

ini digunakan untuk keperluan khusus karena memiliki sifat khusus yang tidak dipunyai karet

sintetis jenis pertama. Sifat yang menjadi kelebihannya ini adalah tahan terhadap minyak,

oksidasi, panas atau suhu tinggi, serta kedap terhadap gas. Beberapa jenis karet sintetis untuk

kegunaan khusus yang banyak dibutuhkan di antaranya sebagai berikut :

- IIR (isobutene isoprene rubber)

IIR sering disebut butyl rubber dan hanya mempunyai sedikit ikatan rangkap sehingga

membuatnya tahan terhadap pengaruh oksigen dan ozon. IIR juga dikenal karena kedap gas. IIR

yang divulkanisir dengan damar fenolik menjadikan bahan tahan terhadap suhu tinggi serta

proses pelapukan/penuaan.

- NBR (nytrile butadiene rubber)

NBR adalah karet sintetis untuk kegunaan khusus yang paling banyak dibutuhkan. Sifatnya yang

sangat baik adalah tahan terhadap minyak. Sekalipun di dalam minyak, karet ini tidak

mengembang. Sifat ini disebabkan oleh adanya kandungan akrilonitril di dalamnya.

Perbedaan Karet Alam dan Karet Sintetis

Karet alam sekarang ini jumlah produksi dan konsumsinya berada jauh di bawah karet

sintetis atau karet buatan pabrik, tetapi pada dasarnya keunggulan yang dimiliki karet alam masih

sulit ditandingi oleh karet sintetis.

Adapun kelebihan-kelebihan yang dimiliki karet alam dibandingkan dengan karet sintetis

adalah :

1. Memiliki daya elastis atau daya lenting yang sempurna

2. Memiliki plastisitas yang baik sehingga pengolahanya mudah,

3. Mempunyai daya aus yang tinggi,

4. Tidak mudah panas, dan

5. Memiliki daya tahan yang tinggi terhadap keretakan.

Walaupun demikian, karet sintetis memiliki kelebihan seperti tahan terhadap berbagai zat

kimia dan harganya cenderung bisa dipertahankan supaya tetap stabil.

Crumb Rubber

Crumb rubber adalah karet kering yang proses pengolahannya melalui tahap peremahan. Bahan

baku berasal dari lateks yang diolah menjadi koagulum (bongkahan lateks) dan dari lump (lateks

yang telah membeku). Bahan baku yang paling dominan adalah lump karena pengolahan crumb

rubber bertujuan untuk mengangkat derajat bahan baku mutu rendah menjadi produk yang lebih

bermutu.

Karet remah (crumb rubber) adalah karet alam yang dibuat secara khusus sehingga terjamin

mutu teknisnya. Penetapan mutu pada karet remah (crumb rubber) didasarkan pada penilaian

sifat-sifat teknis dimana warna atau penilaian visual yang menjadi dasar penentuan golongan

mutu pada jenis karet sheet, crepe maupun lateks pekat crumb rubber. Karet remah tergolong

dalam karet spesifikasi teknis karena penilaian mutunya didasarkan pada sifat teknis dari

parameter dan besaran nilai yang dipersyaratkan dalam penetapan mutu karet remah.

1. Cup Lump (Lump Mangkok)

Cup Lump atau populer juga dengan sebutan "Lump Mangkok" adalah bekuan lateks yang

menggumpal secara alami didalam mangkok pengumpul lateks.

2. Slab

Slab adalah bekuan lateks yang digumpalkan dengan sengaja dengan cara menambah zat

koagulan/penggumpal. Koagulan yang biasa digunakan (dan disarankan) adalah asam semut.

METODE PENGOLAHAN

Tahap pengolahan Crumb Rubber :

Bak Blending I

Bak blending I ini merupakan proses pengolahan pertama yang bertujuan untuk mempermudah

pencampuran antara Slab dan Cup Lump. Bak blending diisi air yang fungsinya mencuci bahan

baku. Pencucian ini bertujuan untuk mengurangi kontaminasi dan menjamin efektifitas bahan

baku.

Prebreaker

Dengan Bucket Conveyor, bahan baku dipindahkan dari Bak Blending I ke mesin Prebreaker. Di

Prebreaker bahan baku tadi akan diremahkan menjadi ukuran-ukuran yang lebih kecil. Apabila

ukuran sebelumnya seukuran "bantal tidur" maka setelah lewat dari Prebreaker ukurannya akan

menjadi seukuran "jempol kaki".

Sesuai dengan sebutannya yaitu Pabrik Crumb Rubber maka proses yang dominan terjadi di

pabrik adalah proses peremahan. Peremahan bertujuan untuk memperluas bidang permukaan

sehingga pencucian menjadi lebih efektif. Pada saat proses peremahan ini juga akan terjadi "

tekanan" terhadap bahan baku yang akan memaksa kontaminasi memisahkan diri dari bahan

baku.

Bak Blending II

Remahan-remahan yang keluar dari Prebreaker selanjutnya masuk ke dalam Bak Blending II.

Bak Blending II juga berfungsi sebagai pencampur. Seluruh remahan-remahan akan diaduk

sehingga diharapkan bahan baku menjadi homogen. Air yang ada dalam bak blending yang

menjadi media pencampur.

Hammer mill

Bucket Conveyor kemudian akan memindahkan remahan di Bak Blending II ke mesin Hammer

Mill. Hammer Mill juga berfungsi untuk meremahkan bahan baku yang ada di Bak Blending II.

Remahan yang sebelumnya berukuran sebesar "jempol kaki" akan diperkecil lagi ukurannya

menjadi 0,5 - 1 cm. Hammer Mill juga memiliki tujuan yang sama dengan Prebreaker yaitu

memperluas bidang permukaan bahan baku.

Semakin luas permukaan bahan baku maka bidang kontak air dengan bahan baku juga akan

semakin besar sehingga proses pecucian menjadi lebih optimal. Di Hammer Mill bahan baku

diremahkan dengan mekanisme "pemukulan". Pemukulan ini juga akan memaksa kontaminasi

memisahkan diri dari bahan baku.

Bak Blending III

Bak blending III selanjutnya menerima hasil remahan yang keluar dari mesin Hammer Mill.

Fungsinya hampir sama dengan fungsi Bak Blending yang sebelumnya yaitu sebagai pencampur

dan pencuci untuk mengurangi kontaminasi yang masih ada.

Penggilingan Remahan

Tujuan utama penggilingan remahan adalah untuk mendapatkan keseragaman bahan baku

dengan proses mikro dan menjadikannya dalam bentuk lembaran. Proses ini sering juga disebut

proses Mikro Blending. 

Maturasi (Pemeraman)

Blangket yang dihasilkan oleh mesin Crepper selanjutnya dibawa ke Gudang Maturasi untuk

proses "Pemeraman". Proses Maturasi berlangsung selamat 6 - 8 hari.

Schreding (Peremahan)

Tujuan peremahan ini adalah untuk mendapatkan luasan permukaan yang cukup bagi bahan baku

untuk kontak dengan udara panas di mesin Dryer. 

Drying (Pengeringan)

Remahan-remahan yang dihasilkan oleh Schreder selanjutnya akan masuk ke bak panjang berisi

air bersih (berfungsi sebagian pencuci dan media transport) didepan Schreder. Pengeringan

bertujuan untuk mendapatkan produk SIR 10 yang bebas dari kadar air. Kadar air yang lebih

tinggi akan menurunkan ketahanan produk terhadap pembusukan. Kandungan air memungkinkan

produk ditumbuhi oleh jamur. Menghilangkan kandungan air akan meningkatkan keawetan dari

produk dan menjadi syarat agar dapat diolah pada proses selanjutnya. Produk SIR 10 sendiri

adalah produk yang setengah jadi dan akan diproses lebih lanjut menjadi produk bahan jadi

seperti ban mobil, belt conveyor, dock fender dan lain sebagainya.

Packing (Pengepakan)

Setelah Box yang berisi remahan keluar dari mesin Dryer, maka selanjutnya box dryer akan

didinginkan isinya sampai 40 derajat Celcius. 

Proses Pembuatan Ban :

1. Mixing / Banbury

Dalam pembuatan produk ban unggulan, baik untuk kendaraan mobil maupun motor,

Tire Manufacturing  menggunakan beberapa material sebagai bahan baku utama dan beberapa

bahan kimia sebagai bahan pelengkap produksi. Material yang digunakan antara lain Natural dan

Synthetic Rubber, Carbon Black, Silica, Zinc Oxide, Sulfur, Oli, dan beberapa material kimia

lain. Pada tahap awal, proses yang dilakukan adalah pencampuran Natural &Synthetic Rubber

dengan Ingredient yang sebelumnya sudah ditimbang sesuai dengan berat yang ditentukan pada

spesikasi produk yang ingin dibentuk. Kemudian diberikan tambahan Carbon dan Oli pada saat

material tersebut masuk kedalam mesin Banburry. Dalam mesin tersebut terdapat alat yang

berfungsi untuk menggiling campuran menjadi lapisan yang disebut compound. Sebelum

compound tersebut disusun pada rak, terlebih dahulu melewati proses pendinginan dan diberi

cairan adhesive agar compound tersebut tidak lengket setelah tersusun.

2. Extruding

Adonan hasil mixing  tadi dibuat menjadi tread  dan sidewall.  Prosesnya adalah injeksi

dan extruding hingga terbentuk profil. Hasil akhir dari tahapan ini adalah side wall, tread dan

filler. Side wall merupakan salah satu bagian ban yang berfungsi sebagai pelindung terhadap

benturan dari arah samping atau serempetan, bahan untuk menambah fleksibilitas ban, lapisan

karet pembungkus carcass dari shoulder area ke rim cushion dan bead area, berfungsi untuk

fashion jika dihias dengan white ribbon atau white letter, penahan tekukan untuk beban berat,

daya tahan lama dan tahan retakan dan juga berfungsi untuk kekerasan dan keempukan radial.

3. Calender

Proses aplikasi lain adalah untuk pembuatan material ply & steel belt, JLB & cap ply.

Aplikasi tersebut dibentuk oleh mesin Calender dengan bahan dasar benang (polyester dan

nylon) juga steel cord. Polyester maupun nylon yang akan diproses, sebelumnya harus melalui

proses pelebaran terlebih dahulu agar material tersebut terbuka untuk kemudian di masukan ke

dalam oven dengan suhu 160°C agar pada saat diberikan compound dan bahan-bahan seperti

polyester, nylon, dan steel cord dapat merekat dengan sempurna.

4. Bead

Sementara proses calender  berjalan, di bagian lain ada pembuatan bead wire  yaitu

melapisi kawat baja dengan karet. Proses ini berjalan otomatis dan begitu keluar dari mesin, bead

wire  sudah berbentuk lingkaran sesuai dengan ukuran rim. 

5.  Cutting

Proses cutting ini merupakan proses lanjutan dari mesin Callender, hasill akhir  dari

proses ini biasa disebut dengan Ply dan Cap Ply. Ply merupakan lembaran material yang terdiri

dari Polyester, Nylon, dan compound yang telah diproses sebelumnya dalam bentuk gulungan

panjang di mesin Calender yang kemudian di potong – potong untuk merubah arah atau sudut

benang dari 0° menjadi 90°. Ply berfungsi sebagai carcass atau kerangka untuk menahan,

membentuk sistem suspensi dan beban ban.Sedangkan Cap Ply merupakan lembaran material

yang terdiri dari nylon dan compound yang dipotong – potong menjadi beberapa bagian di mesin

TTO. Cap Ply berfungsi sebagai bahan untuk mempertahankan bundar ban waktu berjalan,

meredam suara bising dari steel belt, membuat nyaman, dan untuk memperkecil rolling

resistance.

5. Building

Kemudian sampailah pada tahap perakitan semua komponen-komponen  aplikasi yang

telah dibuat pada proses semi manufaktur. Semua komponen seperti rakitan bead, lembaran ply

yang telah di potong dengan sudut 90°, steel belts, innerliner, tread dan side wall semua di rakit

menjadi satu kesatuan utuh sebagai bagian dari ban setengah jadi atau biasa disebut dengan

Green Tire (GT). Proses perakitan (Tire Building) terdiri dari 2 tahap, tahap pertama sering

disebut dengan istilah 1st stage yang kemudian menghasil produk berupa carcass, kemudian

carcass diproses kembali di tahap kedua atau 2nd stage dengan menambahkan steel belt, cap ply

dan tread menjadi GT. Tahap ini dilakukan dengan menggunakan mesin yang dioperasikan oleh

satu operator di masing – masing tahap.

7.    Curing 

Proses selanjutnya adalah tahap akhir dari proses pembentukan ban. GT yang dihasilkan

dari proses perakitan kemudian di kirim ke area Curing untuk dimasak. Proses Curing sendiri

terdiri dari beberapa tahap. Pertama GT datang dari bagian Perakitan, sebelum masuk ke proses

curing, GT harus diperiksa terlebih dahulu untuk menghindari adanya cacat pada GT. Setelah

GT selesai diperiksa diambil 4 ban setiap 1 rak GT untuk dilakukan proses painting Chem Trend

yaitu pengolesan cairan tire-lubricant pada bagian dalam GT yang bertujuan agar GT tidak

menempel di bagian karet bladder pada saat proses curing berlangsung. Kemudian GT dikirim ke

masing-masing operator untuk di proses di mesin press curing. Proses curing sendiri merupakan

pemasakan atau vulkanisasi yaitu penyatuan polimer (rubber) dengan carbon black dan sulphur

dengan dibantu oleh persenyawaan bahan kimia untuk mendapatkan beberapa karakteristik

compound yang diperlukan dari bagian-bagian ban. Proses curing (pemasakan) ini membutuhkan

suhu panas dan sejumlah tekanan steam yang sangat tinggi, GT akan ditempatkan pada cetakan

(mold) dengan temperatur sesuai dengan yang diinginkan untuk produksi. Setelah cetakan

tertutup, GT akan melebur ke dalam cetakan tread dan side wall. Cetakan tersebut tidak dapat

dibuka sampai proses curing selesai secara keseluruhan. Setelah proses pemasakan selesai, mold

akan terbuka secara otomatis. Ban yang sudah jadi akan jatuh dan masuk ke dalam conveyor

untuk kemudian sampai di bagian Pemeriksaan (Finishing).

8.    Finishing / quality control

Setelah selesai, ban diperiksa secara visual apakah ada cacat atau tidak. Proses ini tentu

saja tidak menggunakan mesin, jadi ketelitian pekerja sangat dibutuhkan. Selain visual, kontrol

juga dilakukan dengan pemeriksaan balance  dan menggunakan sinar X.

Ban tidak mungkin bisa 100% balance  seperti pelek, namun ada batasannya. Jika melebihi batas,

berarti ada kesalahan pada proses produksi. Selain itu, kami juga memiliki laboratorium untuk

memeriksa sampel ban yang diambil secara acak demi menjaga kualitas.

9. Wrapping/Packaging

Proses Wrapping / Packaging Merupakan proses terakhir. Setelah dinyatakan OK, setiap

ban dibungkus seluruh permukaannya dengan lilitan plastik secara mekanis,