MENGENAL BAHAN POLYESTER DAN TEKNOLOGI POLYESTER - PEMBAHASAN DAN PENJELASAN ANALISA DALAM PROSES PEMBUATAN POY

PEMBAHASAN DAN PENJELASAN ANALISA DALAM PROSES PEMBUATAN POY

 

Kita lanjutkan pembahasan mengenai apa saja hal-hal yang harus di kontrol dalam pembuatan benang POY ( lanjutan ) bab sebelumnya :

B. PRASARANA UNTUK PENUNJANG PROSES:
I. Spinnerete
   Seperti kita ketahui bahwa Spinneret adalah logam yang memeiliki sejumlah lubang-lubang yang sangat- sangat kecil, dan lubang-lubang tersebut tidak boleh ada kotoran sedikitpun karena apabila ada kotoran maka akan menjadikan filament tidak smepurna bahkan bisa putus, spinnerete dapat digunakan ulang setelah dilakukan pembersihan, namun baik masih baru maupun yang sudah dibersihkan harus tetap di cek keadaan lubangnya di bawah Mikrokop khusus.

II. Papaer tube ( Penggulung benang )

   1. Berat ( gr )
       Paper tube merupakan bahan terbuat dari kertas yang fungsinya untuk menggulung benang POY yang dibuat, karena untuk mengetahui berat POY yang dihasilkan nilai berat papertube harus diketahui dengan pasti dalam range tertentu, tidak bolah terlalu tinggi deviasinya.

   2.Compression Strength
      Dikarenakan pembuatan benang POY dalam kecepatan tinggi 4000m/menit maka paper tube harus mampu menahan tekanan dari berat benang dengan tension tegangan tertentu, adapun secara umum paling tidak paaper tube mampu menahan tekanan 1400 N/ cm, karena apabila terlalu lembek maka bisa menyebabkan macet saat proses winding.

    3.Edge Crush
      Perlunya diuji ini untuk mengetahui kekatan ikatan lapisan lem pada apisan per lapisan kertas paper tube apabila kekuatan rekat lem tidak kuat maka akan sangat berbahaya, bisa terkelupas saat winding kece patan tinggi.

    4.Dimensi ( panjang, diameter dalam, diameter luar )
       Paper tube harus seragam panjangnya karena saat pemosisian pada winder apabila panjang bervariasi maka akan menyulitkan saat trnsfer benang dari doff sebelum dan berikutnya, kemudian diameter dalam juga sanagt penting jangan samapai terlalu lebar atau terlalu sempit, kalau terlalu semput tidak bisa masuk ke dalam winder, dan kalau terlalu lebar maka akan longgar tidak bisa untuk menggulung benang.

     5. Warna
       Warna sangatlah penting untuk membedakan lot produk benang yang satu dengan yang lainya, dan warna harus jelas, tidak boleh kusam.

     6. Lebar dan jumlah Notching
       Untuk lebar dan Jumlah Notching akan berpengarus saat transfer pergantian produk benang ke berikutnya, apabial jarak, lebar dan jumlah tidak seragam maka bsai jadi saat transfer benang akan mengalami kegagalan.

C.  PARAMETER PROSES
     1. Temperatur melting,disetting  harus selalu dipantau melalui komputer  jangan sampai variasi, karena temperaturre melting sangat berpengaruh terjadinya degradasi polimer.
     2. Pack Pressure, apabila pack pressure tiba-tiba melonjak sangat tinggi bisa jadi adanya nila IV yang terlalu tinggi atau terjadinya penyumbatan dalam filter.
     3. Velocity quenching air ( kecepatan alir udara pendingin ) apabila kecepata udara pendinin terlalu cepat maka akan terjadi fliying filament sehingga akan terjadi masalah dalam proses finding apabila terlalu lambat maka pendinginan filamen tidak sempurna sehingga bisa menyebabakan benang putus.
     4. Speed winder, disisni benang POY di gulung, kecepatan penggulungan harus terpantau, harus sinkron dengan perhitungan kecepatan polymer keluar dari spinnerete.
     5. Speed Godet rol juga harus seimbang dengan kecepatan windr apabila tidak maka akan terjadi benang jumping sehingga sangat berbahaya saat di winding


D. INTERMEDIATE
     1. IV ( Intrinsic Viscosity ), tujuan dilakukan pengecekan IV adalah untuk mengetahui apakah terjadi degradasi polimer setelah dilakukan pembetukan filament.
     2. Gugus karboksilat, sebagaimana dengan IV karena gugus karboksilat merupakan hasil dari teroksidasinya atau terdegradasinya polymer saat proses panas ,sehingga ini juga akan mengindikasikan terjadinya degradasi pada polimer sehingga bisa menyebabkan turunnya kualitas.
     3. Flying filamen saat terbentuknya filament apabila terjadi maka benang POY yang diwinding bisa jadi jumlah filamennya akan berkurang.

E. PRODUK POY
    1. Denier, adalah berat benang dalam gram sepanjang 9000 meter atau 1 yard ,dengan mengetahui denier maka bisa diketahui panjang benang POY dalam satu winding ( Gulungan )
    2.Tenacity adalah kekuatan tarik dari filamen-filamen benang dengan tarikan pada beban tertentu, dan nilainya dalam satuan gram/denier.
    3.Elongation, adalah nilai kemuluran dari filamen setelah dilakukan penarikan dengan beban tertentu, dan perhitunganya nilai dalam persen.
    4. Cross section atau penampang benang,adalah penampang benang dipotong melntang dan diamati di bawah mikroskop, dengan tujuan untuk mengatahui apakah tipe Filamen sesuai dengan spesifikasi misal , trilobal atau circular atau yang lain dan juga bisa untuk mengetahui apakah ada Filamen yang ukuranya abnormal apa tidak.
    5. Oil Pick Up ( % OPU ), adalah kandungan oil yang terdapat pada POY dalam satuan persen, adapun fungsi dari Oil dalam benang untuk agar benang lembut bisa digulung, juga menghilangkan elektrostatik.
    6. Jumlah Filamen, setiap produk mPOY harus diyakinkan bahwa jumlah filamen dalam satu helai benang apakah sesuai dengan spunneret yang di pasang atau berkurang karena ini juga bisa mempengaruhi nilai Denier apabila ada filamen yang kurang.
    7.Loop, adalah sejumlah filamen yang menyembul membentuk lingkaran kecil pada permukaan samping POY yang disebabkan oleh variasi tension atau ketidak rataan OPU saat pendistribusian oil pada roll oil.
    8.Broken Filamen, yaitu filamen putus dalam proses penggulungan, dan bisa diketahui dengan munculnya filamen pada permukaan sisi POY, ini akan menyebabkan putus saat proses di Texture.
    9. Berat benang, dilakukan penimbangan untuk mengetahui berapa jumlah POY yang telah di produksi. 
   10.Pengkodean setiap bobin POY yang dihasilkan, dalam pengkodean ini sangat unik, namun biasanya akan diberi kode tanggal produksi, nomor mesin, nomor posisi bobin, shift saat produksi ( karena ada shift dalam satu hari ) sehingga dengan kode tersebut akan mudah penelusuran apabila ada permasalahan baik termonitor dari test Laboratorium, maupun pada proses pembuatan benang Texturized pada proses di Texturizing.
   

 

CARA MENGENAL BAHAN POLYESTER DAN TEKNOLOGI POLYESTER - YANG HARUS DICONTROL DAN DIANALISA PADA PROSES POY

HAL-HAL YANG HARUS DI CONTROL DALAM PROSES POY

Karena proses pembuatan POY berjalan secara kontinyu dan tidak boleh berhenti, maka kekonstanan parameter proses harus dipantau, dan disini peran Proses Control sangatlah vital dan juga pemantauan parameter ada yang dengan system Computerized, dan ada yang menggunakan isntrument-instrument, kita bahas satu persatu hal - hal yang harus di kontrol sebagai berikut :
A.BAHAN UNTUK PROSES

I. Chips Drier / Crystalizer/ Hopper drier
   Untuk proses ini yang kita uji adalah :
   1. Kandungan air ( Moisture )
   2. IV

II. Larutan Spin Finish Oil
    1. Spin Finish Original
        1.1. Viscosity ( Cps/Cst )
        1.2. Kadar air
        1.3. pH
        1.4. Volatile matter
        1.5. Appearance.
     2. Air untuk membuat larutan Spin Finish
        2.1. pH
        2.2. SiO2 ( silikat )
        2.3. Total Hardness
        2.4. Conductivity
      3.Emulsi spin Finish Oil
        3.1. Konsentrasi larutan
        3.2. pH
III. Gas Nitrogen
      di check dew point ( titik embun )

B. PRASARANA PENDUKUNG PROSES
   I. Spinnerete
       Spinneret baru maupun yang bekas dipakai dan sudah dibersihkan dilakukan pengechekan kondisi lobang-lobang , apakah benar-benar bersih apa belum.
   II. Paper Tube ( Penggulung benang )
        Adapun yang harus di uji :
        1. Berat ( gr )
        2. Compression Strength
        3. Edge Crush
        4. Dimensi ( Panjang, diameter luar, diameter dalam, ketebalan )
        5. Lebar dan jumlah Notching
        6. Warna

C. PARAMETER PROSES
    1. Temperatur melt polimer
    2. Pack Pressure
    3. Velocity Quench Air ( udara pendingin )
    4. Speed winder
    5. Speed Godet Roll

D. Intermidiate
    1. Free Fall
       1.1.IV
       1.2.Gugus Karbokssilat ( - COOH )
       1.3. Flying filamen
       
E. POY ( Produk )
    1.Denier
    2. Tenacity ( kekuatan tarik )
    3. Elongation ( kemuluran )
    4. Cross Section ( penampang )
    5. % Oil pick Up ( OPU )
    6. Jumlah Filamen
    7. Loop
    8. Broken Filamen
    9. Berat.

Ok, kita bahas satu persatu-satu tujuan dan pengaruh dari kualitas produk dari langkah-langkah tersebut di atas :
I. Chip Drier / Cristalyzer/Hopper
1. Analisa Moisture dalam Dry Chips, ini hal yang sangat vital karena sebagaiman telah kami jelaskan pad bab sebleumnya mengenai pengaruh air dalam reaksi polieaster, dimana air akan sangat mengganggu saat pelelehan kembali poliester, dia akan beraksi yang bisa menyebabkan terbentuknya gugus Karboksilat dan Di Ethylene Glycol yang mana ini menyebabkan terdegradasinya rantai Polymer, dan akan berpengaruh terhadap Dyieng up take atau penyerapan zat warna saat dilakuakn pencelupan.Untuk itu dalam proses drying, harus benar- benar kering dengan batas maksimum kandungan air dalam Chips polyester kering maksimum 0.0030 % atau 30 ppm.
2.Analisa IV dalam Dry Chip, hal ini perlu dilakukan untuk memantau kestabilan nilai IV apakah terjadi perubahan secara drastis akibat pemanasan apa tidak.

II. Spin Finish Oil
1.Spin Finish original
   1.1 Analisa Viscosity, karena spin finish original memiliki nilai viskositas, ini harus kita tentukan standartnya kekentalan atau kepekatan akan sangat berpengaruh terhadap daya lengket dalam benang.

   1.2. Kadar air dalam Spin finish Oil original jelas sangat berpengaruh terhadap kemurnianya, dan juga sangat penting untuk diketahui karena akan berpengaruh dalam perhitungan untuk konsentrasi emulsi oil yang akan di buat.

   1.3. pH adalah derajat keasaman dari material tersebut, perlunya pengontrolan ini karena apabila Spin Finish oil terlalu asam ( di bawah 7 ) jelas bersifat korosive, sehingga akan sangat berepengaruh terhadap keawetan pipa-pipa.

    1.4. Volatile matter yaitu material-material impuritis yang mudah menguap yang terkanding dalam Spin Finis Oil, apabila terdapat senyawa yang mudah menguap terlalu banyak mestinya juga mempenagruhi kemurnian dari material tersebut, sehingga mempengaruhi konsentrasi emulsi oil yang di buat.

    1.5.Appearance adalah warna visual dari material tersebut, yang seharusny jernih/bening tapi sedikit kekuningan diperbolehkan, dan biasanya warna kekuningan bahkan cenderung coklat diakibatkan oleh kandungan Fe, dan ini bisa menyebabkan terkontaminasinya oil oleh bakteri.

  2. Air demin untuk membuat emulsi oil
    2.1. pH sangat berpengaruh terhadap daya larut spin finish oil juga apabial terlalu asam akan menyebabkan korosif pada tangki maupun pipa.
    2.2. Kandungan Silikat ( SiO2 ) ini juga sangat fatal, karena silikat dalam emulsi akan membentuk lapisan film keras pada permukaan Godet rol, sehingga menyebabkan benang akan sering putus, maka dipersyaratkan kandungan silikat pada air demin harus-benar-benar Nol.

    2.3. Total Hardness adalah nila kesadahan, yang mana merupakan kandungan kapus Ca dan Mg, sehingga akan menyebabkan timbulnya kerak pada pipa juga pada Godet roll yang bisa menyebabakan benang putus saat proses kecepatan tinggi, maka dari itu Total Hardness dalam air juga harus Nol.

    2.4. Conductivity adalah daya hantar listrik air demin tersebut, karena Polyester bersifat plastis, yang mana pada pergerakan dan gesekan akan menimbulkan arus listrik, untuk itu air demin yang digunakan tidak boleh memiliki nilai Conduktivity.

 3. Emulsi oil
    3.1. Konsentrasi
           perlu sekali dilakukan test konsentrasi hasil pembuatan emulsi oil ini untuk meyakinkan bahwa nantinya kandungan Oil dalam benang sesuai dalam perhitungan.
     3.2. pH, sebagimana sudah dijelaskan sebelumnya, jangan sampai pH emulsi oil terlalu asam.
  
III. Gas Nitrogen
      Gas Nitrogen dalam proses ini sebagai carier, untuk mendorong proses transfer Chips baik masih raw chips maupun dried chips, maka Gas tersebut tidak boleh mengandung uap air, dimana bisa diketahui dengan cara dilakukan penegcekan titik embunya ( dew Point ) yaitu sekitar -17°C apabila nilai dew point masih sekitar 0 atau 4°C berarti gas Nitrogen tersebut mengandung uap air.
Berikut contoh gambar benang POY

     

        Gambar Helaian Filamen POY

   

POLYESTER DAN TEKNOLOGI POLYESTER - PEMBUATAN BENANG SYNTHETICS ( FILAMEN ) POLYESTER POY LINE

PEMBUATAN BENANG SYNTHETICS POLYESTER

DIAWALI DARI POY LINE

Perlu diketahui bahwa PET ( Polyethylene Terepthalate ) yang dikenal sebagai Polyester  ada dua jenis grade yaitu Bottle Grade dan Textile Grade, yang dimaksud  jenis Bottle Grade adalah Poyester yang memiliki IV ( Intrinsic Viscosity ) tinggi antara 0.8 – 1 dl/gr, ini dibuat dengan cara dilakukan proses kristalisasi kering pada suhu kisaran 170°C dari bahan PET.) ini akan kita bahas lebih jelas di lain bab )

 

Mari sekarang kita bahas tentang PET Textile Grade, yaitu PET yang diaplisikan untuk bidang tekstil, tentunya PET tersebut kita buat benang terlebih dahulu dan PET yang tergolong ini adalah PET yang memiliki IV ( Intrinsic Viscosity ) rendah kisaran 0.630 – 0.640 dl/gr.

BACA JUGA ARTIKEL TENTANG PROSES ESTERIFIKASI : 

PROSES ESTERIFIKASI ALL STAGE  

Adapun prosesnya adalah PET leleh cair kita buat benag POY ( Partially Oriented Yarn ) yang mana benang jenis ini sebenarnya belum bisa dijadikan kain akan tetapi harus dilakukan proses tahap selanjutnya, bisa juga dikatakan sebagai benag mentah, dikatakan Partially Oriented Yarn karena benang jenis masih bisa diorientasi, masih mempunyai daya kemuluran sangat tinggi dan kekuatan tarik rendah yang disebabkan masih mengandung Amorphous dalam rantai-rantai Polymernya,karena belum terkrisatlisasi sempurna.

Dalam pembuatan POY ini ada 2 sytem yaitu : Contineous dan Batch System.

BACA JUGA ARTIKEL INI :

SKEMA PROSES PRODUKSI POLYESTER 

Kita bahas skema dan proses yang Contineous terlebih dahulu sebagai berikut :

 

Mari kita jabarkan urut-urutan prosesnya :

Polmer cair dari reaktor DRR dikirim ke Extruder, tentu saja suhu selalu di jaga kisaran 288°C,didalam Extruder polymer didistribusi merata keseluruh ruangan oleh SCREW yang sebelumnya dilewatkan Filter untuk menghindari partikel-partikel logam yang kecil atau debu yang mana paertikel tersebut akan mempengaruhi mudah putusnya benang juga menyumbat di spinneret, dengan pengaturan kecepat gear pump untuk mendorong keluaran Polymer cair menuju Spinnerete,(sebelumnya melewati Filter yang dinamakan Pack Filter yaitu sejenis filter yang tersusun dari pasir dan Screen dengan mesh tertentu ), dan kecepatan putar gear pump diatur sedemikian sesuai perhitungan untuk mendapatkan denier yang diinginkan, sebelum melangkah lebih jauh, kita jelas tentang Spinnerete, yaitu logam berbentuk bundar pipih dengan ketebalan tertentu dan dilobang kecil-kecil untuk membentuk Filamen benang, adapun bahan Spinnerete biasanya dari Platinum atau ada yang dicampur dengan emas, adapun jenis lobang tergantung pada type benang yang akan dihasilkan nantinya misalanya benang Circular, Trilobal, Hollow, dll sedangkan jumlah lobang berdasar berapa jumlah filamen yang dikehendaki dalam satu helai benang, ada yang 24, 36, 48, 72, 144 dst, berikut contoh gambar Spinnerete :

 

Istilah Denier nanti akan kami jelaskan pada proses analysa properties POY, kita lanjutkan mengenai prose pembuatanya, setelah Polymer cair kelura melalui lbang-lobang spenirete maka terbentuk filament-filamen, yang didinginkan menggunakan udara pendingin diruang Quenching air , adapun suhu udara pendingin kisaran 18 – 22°C, dan velocity ( kecepatan alir ) udara pendingin harus juga di atur antara 0.36-.042 m/s namun setiap type denier dan jumlah filament harus benar-benar disesuikan, filamn-filamen ini biasa disebut FREE FALL YARN, karena free fall yarn ini merupakan jenisa plastik maka ini masih kaku, agar menjadi benang yang lemas dan dapat digulung maka perlu diberi Oil yang di sebut Spin Finish Oil, adapun Spin Finish Oil harus diencerkan dnegan konsentrasi tertentu sekitar 10 – 15 % dalam larutan air demin, tergantung dari dari jumlah filamen yang dibuat.

 

Akan kami jelaskan lebih detail mengenai Spin Finish Oil pada materi terpisah,kita lanjutkan untuk langkah berikutnya, yaitu benang yang sudah diberi oil dilewatkan ke Godet Roll yang fungsinya untuk mengatur tegangan benang dan harus disesuaikan dengan kecepatan winder ( penggulung benang ) dan juga kecepatan Gear pump.selanjutnya benang digulung pada winder menggunakan penggulung namanya PAPER TUBE ( ini juga akan kami jelaskan spesifikasinya di bab yang lain )

Selanjtnya kita bahas mengenai proses pembuatan POY dengan System Batch, system batch di sini yang dimaksud, bahan dasar polimer sistem asupanya tidak secara kontinyu akan tetapi dengan cara bag per bag dengan jeda waktu tertentu :

 

Dalam proses terbentuknya POY tidaklah jauh berbeda hanya saja adanya perlakuan awal sebelum dilakukan pelelehan biji Plastik PET :

 

 

PET Chip dituangkan ke dalam Silo ( penampung sementara ) kemudian di transfer ke Tangki Dryer ( pengering ) dan panaskan menggunakan Nitrogen panas pada suhu ± 140-150 °C sambil di sirkulasi dengan waktu tinggal tertentu, setelah diuji % Miosture dan memenuhi spesifikasi, Chips kering di kirim ke Silo penampungan chips kering, kemudain daitransfer ke Cristalizer untuk dilakukan kristalisasi pada suhu ± 170°C, dengan waktu tinggal tertentu ( diketahui terkristalisasi sempurna dengan nila IV nya )dengan waktu tinggal tertentu, kemudian ditransfer ke Melting MC dimana dilakuakn pelelehan PET Chips pada suhu ± 288-290°C, kemudian  polymer cair ditransfer ke Extruder selanjutnya dibuat POY seperti  pada proses Contineous di atas.

 Nah tentunya produk benang setengah jadi ini harus diuji kualitasnya untuk menjamin proses selanjutnya berjalan dengan baik dan memenuhi kriteria atau spesifikasi yang diinginkan , untuk itu bagaimana dan apa yang harus dikontrol dari produk ini silahkan buka artikel ini :

ANALISA KUALITAS POY ATAU BENANG SETENGAH JADI

Contoh benang POY: