Penanganan Proses Polyethylene Terephthalate (PET) dengan Metode Analisa Statistik pada Injection Stretch Blow Moulding ( ISBM )

Penanganan Proses Polyethylene Terephthalate (PET) dengan Metode Analisa Statistik pada Injection Stretch Blow Moulding ( ISBM )

Disusun oleh : Yohanes Dody Widyatmawan 4130412 – 012

FAKULTAS TEHNIK INDUSTRI UNIVERSITAS MERCUBUANA JAKARTA

LEMBAR TANDA SELESAI PENULISAN TUGAS AKHIR

Nama

:

Yohanes Dody Widyatmawan

NIM

:

4130412-012

Fakultas

:

Tehnik Industri

Jurusan

:

Tehnik Mesin

Topik Penulisan

:


Telah diperiksa dan disetujui oleh Pembimbing Penulisan Tugas Akhir Tehnik Mesin, Universitas Mercu Buana.

Jakarta, Januari 2007

Ir, Rulli Nutranta, M.M Dosen Pembimbing

ii

LEMBAR PERNYATAAN

Nama

:


NIM

:

4130412-012

Topik Penulisan

:


Bersama ini saya mennyatakan bahwa isi yang terkandung dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah murni merupakan hasil penulisan dan pemikiran sendiri dan bukan merupakan dupliukasi dari karya orang lain kecuali yang telah disebut sumbernya.



iii

ABSTRAK

Plastik merupakan material yang mulai merambah di segala sektor kehidupan manusia. Bukan tidak mungkin untuk masa-masa yang akan datang plastik akan menggatikan material-material yang lain. Perkembangan yang pesat dan kemungkinan munculnya material plastik untuk jenis yang baru akan bertambah banyak. Maka dari itu, didalam penulisan ini sedikit ada hikmah untuk memahami jenis material yang baru. Ada beberapa proses yang bisa dipakai untuk mengolah material plastik sehingga menjadi produk yang sesuai dengan keinginan. Ada dengan injection, blow, extrusion, atau dengan stretch blow ( gabungan antara injection dan blow). Dalam hal ini penulis mau menuangkan langkah proses produksi untuk Injection Stretch Blow Molding ( ISBM ). Langkah – langkah yang bisa menghasilkan produk yang maksimum yang mengurangi jumlah reject pada produk. Kita ambil contoh untuk produk Kalbe 50 ml dengan data spek dari customer : berat 16±1 gr, volume brimfull 63.3±2.5 ml, diameter outer thread 27.1±0.15 mm, tinggi neck 15.5±0.1 mm, diameter snap 27.7±0.15 mm dan inner diameter 22.2±0.1. Berbagai hal yang dibahas disini, dari bentuk raw material hingga sampai final produk dituangkan penulis berdasarkan pengalaman dan pendidikan yang didapat dari instruktur ahli dan sumber – sumber buku.

iv

KATA PENGANTAR

Kami panjatkan puji dan syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat, berkah, anugrah dan perlindunganNya serta karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini, dengan segala kekurangan dan kelebihannya. Selain secara akademis untuk menambah pengetahuan, Tugas Akhir ini juga merupakan salah satu persyaratan untuk meraih gelar Sarjana Tehnik pada Universitas Mercu Buana ( UMB ). Pada kesempatan ini penulis juga menyampaikan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada semua pihak, diantaranya : 1.

Bp Ir, Rulli Nutranta, MM, selaku Ketua Jurusan FTI UMB dan sebagai dosen pembimbing

2.

Seluruh staff dan dosen serta rekan – rekan mahasiswa UMB

3.

Dukungan moril yang diberikan oleh teman – teman seangkatan dan teman kerja yang sudi membantu dalam pembuatan Tugas Akhir ini.

Dan juga kepada semua orang yang tidak bisa penulis sebutkan, yaitu baik berupa bantuan secara langsung maupun tidak langsung sehingga dapat terselesaikannya Tugas Akhir ini. Perlu penulis sampaikan disini bahwa data – data yang di bawah ini diambil dari pengalaman penulis setelah menggeluti di bidang ini, studi ke Jepang tetang proses, dan juga buku dan modul yang dari ASB dan buku penunjang yang lain. Dengan penuh kerendahan hati, penulis mengakui jika tulisan ini belum seberapa, masih jauh dari sempurna. Untuk itulah, penulis berharap kiranya para pembaca tidak berkeberatan untuk memberikan kritik dan saran demi memperbaiki dan melengkapi isi tulisan ini hingga dapat memenuhi kaidah penulisan yang baik seperti pada umumnya.



v

DAFTAR ISI

1. Judul……………………………………………………………………… i 2. Lembar Tanda Selesai…………………………………………………… ii 3. Lembar Pernyataan……………………………………………………… iii 4. Abstrak...................................................................................................... iv 5. Daftar Isi……………………………………………………………….. v 6. Daftar Gambar………………………………………………………….. ix 7. Daftar Tabel…………………………………………………………….. xi 8. Daftar Diagram………………………………………………………….. xii 9. Bab I : Pendahuuan……………………………………………………… 1 A. Alasan Pemilihan Judul…………………………………………. 1 B. Latar Belakang…………………………………………………… 2 C. Rumusan Masalah……………………………………………….. 2 D. Batasan Masalah………………………………………………… 3 E. Tujuan…………………………………………………………… 3 F. Sistematika Penulisan…………………………………………… 3 1. Bab I : Pendahuluan……………………………... 4 2. Bab II : Tinjauan Pustaka……………………….. 4 3. Bab III : Metodologi…………………………….. 4 4. Bab IV : Hasil dan Diskusi……………………… 4 5. Bab V : Kesimpulan…………………………….. 4 6. Bab VI : Daftar Pustaka…………………………. 4 10. Bab II : Tinjauan Pustaka……………………………………………….. 5 A. Apa itu polyethylene Terephthalate ( PET ) ?............................... 5 B. Manufaktur PET………………………………………………… 6 C. Sifat Dari PET…………………………………………………… 9 D. Intrisic Viscocity ( IV )………………………………………….. 10 E. Introduction ASB 70 – DPH Machine…………………………... 13 1. Dryer…………………………………………….. 14 2. Injection Unit……………………………………. 15 3. Injection Mold dan Hot Runner…………………. 17 4. Conditioning…………………………………….. 20

vi

5. Blowing…………………………………………. 24 6. Ejecting………………………………………….. 25 11. Bab III : Metodologi…………………………………………………….. 26 A. The Four Physical State of PET………………………………… 26 B. Proses Drying…………………………………………………… 27 1. Mengapa Harus Memanasi Material ?................... 27 2. Metode Proses Drying…………………………... 28 3. Sistem Drying yang Baik………………………... 29 4. Air Flow Rate……………………………………. 30 5. Drying Time……………………………………... 31 6. Dew Point………………………………………...32 C. Proses Pencairan di Injection Screw……………………………...33 D. Pembentukan Preform…………………………………………… 36 1. Temperatur Cair…………………………………. 40 2. Kecepatan Screw ( RPM )………………………..41 3. Back Pressure……………………………………. 42 4. Injection Speed Time……………………………. 42 5. Injection Pressure………………………………... 43 6. Change – Over Point……………………………...43 7. Holding Pressure……………………………….... 44 8. Curing Time……………………………………... 45 9. Shot weight and Cushion ( Volume Material )…...45 10. Jenis Defect Preform yang Lain…………………. 47 E. Proses Conditioning……………………………………………... 49 F. Proses Blowing…………………………………………………...49 G. Proses Ejecting…………………………………………………... 52 12. Bab IV : Hasil dan Diskusi……………………………………………… 53 A. Kualitas Produk………………………………………………….. 53 1. Diameter Inner……………………………………54 2. Diameter Snap…………………………………… 56 3. Tinggi Neck………………………………………58 4. Diameter Outer Thread…………………………...61 5. Berat……………………………………………... 63 6. Volume Brimfull………………………………… 66 vii

B. Standard Setting Parameter……………………………………… 68 13. Bab V : Kesimpulan……………………………………………………... 72 14. Daftar Pustaka…………………………………………………………… 73 15. Lampiran

viii

DAFTAR GAMBAR

1. Gambar 2.0 : Molekul PET…………………….……………………….. 5 2. Gambar 2.1 : Proses Manufaktur PET………………………………….. 8 3. Gambar 2.2 : Perbandingan PET dengan Material Plastik yang Dipakai di Blow Molding…………………………………………………………… 10 4. Gambar 2.3 : Mesin ASB 70 - DPH ……………………………………. 13 5. Gambar 2.4 : Bagian dari Dryer Mesin…………………………………....14 6. Gambar 2.5 : Screw dari ASB 70 - DPH ………………………………… 17 7. Gambar 2.6 : Bagian dari screw injection ASB 70-DPH……………….... 17 8. Gambar 2.7 : Injection Cavity Block………………………………………18 9. Gambar 2.8 : Injection Hot Runner………………………………………..19 10. Gambar 2.9 : Injection Core……………………………………………….19 11. Gambar 2.10 : Lip Cavity………………………………………………... 20 12. Gambar 2.11 : Conditioning Core……………………………………….. 22 13. Gambar 2.12 : Heating Core……………………………………………….22 14. Gambar 2.13 : Conditioning Pot…………………………………………...23 15. Gambar 2.14 : Heating Pot………………………………………………...23 16. Gambar 2.15 : Blow Cavity………………………………………………..24 17. Gambar 2.16 : Blow Core………………………………………………….25 18. Gambar 2.17 : Ejector……………………………………………………...25 19. Gambar 3.0 : Empat tahapan fisik dari PET……………………………… 26 20. Gambar 3.1 : Proses Dryer……………………………………………….. 28 21. Gambar 3.2 : Screw Zone…………………………………………………33 22. Gambar 3.3 : Alur Panas dati PET………………………………………...35 23. Gambar 3.4 : Sistem Hot Runner Standard Nissei ASB NF………………37 24. Gambar 3.5 : Sistem Hot Runner Kona………………………………….. 37 25. Gambar 3.6 : Sistem Injection…………………………………………… 38 26. Gambar 3.7 : Preform keriput…….………..………………………………39 27. Gambar 3.8 : Preform Flashing…………..………………………………...41 28. Gambar 3.9 : Preform sumbing…..……..……………………………….…41 29. Gambar 3.10 : Preform keriput……..…..……………………………...…. .41

ix

30. Gambar 3.11 : Preform Bengkok...………………………………………...44 31. Gambar 3.12 : Preform Flashing…………………………………………..44 32. Gambar 3.13 : Preform gelombang…..……………………………………45 33. Gambar 3.14 : Preform kerut…..…………………………………………..45 34. Gambar 3.15 : Bodi berawan………………………………………………48 35. Gambar 3.16 : String………………………………………………………48 36. Gambar 3.17 : Bottom preform putih…..…………………………………48 37. Gambar 3.18 : Bottom Gate tidak senter..………………………………...50 38. Gambar 3.19 : Botol Hancur………………………………………………50 39. Gambar 3.20 : Bodi Botol tidak molded…………………………………..51 40. Gambar 3.21 : Bagian leher melipat..……………………………………..51 41. Gambar 3.22 : Crater / Bottom Melipat…………………………………...52

x

DAFTAR TABEL

1. Tabel 2.0 – Karakteristik PET …………………………………………… 7 2. Tabel 2.1 – Perbandingan PET dengan material plastik di industri blow molding ………………………………………………………………….. 9 3. Tabel 2.2 – Variasi tingkat kandungan IV PET dalam berbagai macam produk………………………………………………………... ………… 11 4. Tabel 2.3 – Pengaruh IV dan temperature pada kekuatan tarik dari PET ……………………………………………………………………...…… 12 5. Tabel 3.0 – Empat tahapan fisik dari PET ……………………………… 26 6. Tabel 3.1 – Standard temperatur heater barrel dan sprue………………...36 7. Tabel 3.2 – Hasil pengecekan diameter inner………………………………………………………………………55 8. Tabel 3.3 – Hasil pengecekan diameter snap…………………………………………………………………….... 57 9. Tabel 3.4 – Hasil pengecekan tinggi neck…………………………………………………………………….... 60 10. Tabel 3.5 – Hasil pengecekan diameter outer thread……………………………………………………………………. 62 11. Tabel 3.6 – Hasil pengecekan berat………………………………………………………………………65 12. Tabel 3.7 – Hasil pengecekan volume brimful…………………………………....................................................68

xi

DAFTAR DIAGRAM

1. Diagram 3.0 – Hubungan antar penurunan IV dan kandungan air dalam material…………………………………………………………………...28 2. Diagram 3.1 – Estimasi yang benar untuk aliran udara yang melalui dryer……………………………………………………………………... 30 3. Diagram 3.2 – Referensi temperature drying and drying time…………...31 4. Diagram 3.3 –Kandungan air yang dapat diserap kembali saat proses drying PET……………………………………………………………………….32 5. Diagram 3.4 –Hystogram diameter inner………………………………...56 6. Diagram 3.5 –Hystogram diameter snap…………………………………59 7. Diagram 3.6 –Hystogram tinggi neck…………………………………… 61 8. Diagram 3.7 –Hystogram diameter outer thread…………………………64 9. Diagram 3.8 –Hystogram berat………………………………………….. 67 10. Diagram 3.9 –Hystogram volume brimful………………………………. 70

xii

BAB I PENDAHULUAN

A. ALASAN PEMILIHAN JUDUL

Plastik sudah merambah di segala aspek kehidupan sebagai bahan dasar untuk membuat peralatan atau kemasan-kemasan yang sering kita gunakan sehari-hari. Selain keuntungan utamanya yaitu jauh lebih ringan dari material yang lain masih banyak lagi sifat-sifat material plastik yang mungkin sesuai dengan kebutuhan kita sehari-hari. Banyak jenis dari material plastik ini yang juga memiliki sifat-sifat yang spesifik dari jenis material tersebut. Sebut saja jenisnya antara lain Polietilen (PE), Polipropilen (PP), Polivinil Khlorida (PVC), Polikarbonat (PC), HDPE, PET dan masih banyak lagi yang lain.

Dalam hal ini penulis akan membahas tentang PET ( Polyethylene Terephthalate) yang sebagian besar hasil produksinya untuk pembuatan botol-botol kemasan. Perkembangan yang begitu pesat dari material PET inilah yang membuat penulis untuk dijadikan materi dalam tugas akhir ini.

Proses handling dari material PET ini sendiri hingga jadi finish good harus memperhatikan berbagai aspek yang harus diperhatikan supaya produk yang dihasilkan tidak menjadi produk yang reject (out of spec) . Handling proses yang perlu diperhatikan aspek-aspek yang sangat berpengaruh dalam pencapaian hasil akhir misalnya saja pemilihan material yang dipakai harus sesuai dengan IV (Intrisic Viscosity), pemanasan material yang benar hingga proses akhi pembentukan menjadi finish good.

Untuk pemrosesan material PET hingga menjadi finish good, penulis mengambil handling process di mesin

Injection Stretch Blow Machine ASB

70-DPH. Mesin

tersebut sebagai media penulis untuk mengandakan penelitian untuk material PET tersebut, bagaimana ‘tingkah laku’ dari virgin material hingga proses akhir.

1

B. LATAR BELAKANG

Material PET untuk saat ini menjadi tren untuk perindustrian yang bergerak di bidang plastik. Kemajuan yang pesat dalam satu tahun terakhir ini yang semakin memberikan hasil produk yang sangat bervariatif. Sangat memungkinkan untuk tahuntahun yang akan datang akan muncul produk yang lebih bervariatif lagi yang akan dihasilkan dari material PET ini.

Di sektor industri sendiri,untuk tahun-tahun ini ada suatu persaingan untuk mengolah material ini hingga menjadi produk yang sesuai dengan keinginan customer. Handling process yang baik yang akan memberikan hasil yang maksimum yang sangat berpengaruh sekali untuk menciptakan kepuasan pelanggan sebelum kita memperhatikan aspek yang lain diluar itu.

Hal ini didukung juga dengan mesin yang dipakai untuk proses material PET. Kebanyakan prosesnya berlangsung di Injection Stretch Blow Molding karena struktur dari material PET ini.

Berdasarakan pertimbangan-perimbangan tersebut di atas maka penulis tertarik untuk mengambil pembahasan tentang PET dan prosesnya.

C. RUMUSAN MASALAH

Bagaimana kita membuat suatu produk dengan material PET dengan hasil yang baik, tingkat kestabilan yang baik sehingga menurunkan reject product yang berpengaruh dengan kepuasan pelanggan.

Kestabilan proses untuk menghasilkan finish good yang sesuai dengan keinginan customer yang harus dicari dan yang paling sulit mempertahankan kestabilan tersebut

2

sehingga hasil dari awal awal produksi hingga akhir produksi hasil produknya tetap sama.

D. BATASAN MASALAH

Dalam pembuatan tugas akhir ini penulis hanya membatasi pada masalah-masalah selama handling process material PET ini. Dari “virgin” material, pemanasan material, proses injection dan blowing hingga menjadi produk akhir sesuai dengan keinginan customer.

E. TUJUAN

Tujuan dari ‘Handling Process Polyethylene Terephthalate (PET) dengan Injection Stretch Blow Molding ( ISBM )’ ini adalah untuk menjelaskan bagaimana cara yang benar untuk handling process material PET ini. Hasil produk yang sesuai dengan spec dan keinginan dari customer yang dicari sehingga akan memiiki harga jual yang sesuai.

F. METODOLOGI PENULISAN

Metode yang digunakan dalam penulisan ini adalah analisa di mesin yang bersangkutan, study literature tentang teori dasar, dan data-data yang langsung didapat dari Nissei ASB Jepang.

G. SISTEMATIKA PENULISAN

Dalam penyusunan tugas akhir ini akan diuraikan secara singkat dan sistematis ikhtisar dari keseluruhan bab. Laporan ditulis dan disusun menjadi lima bab dengan rincian sebagai berikut :

3

1. BAB I PENDAHULUAN Dalam bab ini penulis membahas tentang latar belakang, tujuan penulisan, rumusan masalah tentang perkembangan industri plastik., batasan masalah,metodologi penulisan yang dipakai dan sistematika yang akan dituangkan penulis.

2. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Dalam bab ini penulis membahas tentang teori dasar yang mendukung materi tugas akhir ini. Teori yang diambil difokuskan tentang material PET itu sendiri.

3. BAB III METODOLOGI Dalam bab ini penulis membahas tentang proses dari resin material PET hingga menjadi finish good yang sesuai dengan keinginan customer. Dari pemanasan awal, menjadi bentuk preform, preheating dan proses blow untuk mendapatkan produk.

4. BAB IV HASIL DAN DISKUSI Dalam bab ini berisi tentang tentang pencapaian hasil dari proses bab metodologi dan beberapa diskusi tetntang kestabilan yang akan didapat untuk material PET.

5. BAB V KESIMPULAN

6. BAB VI DAFTAR PUSTAKA

4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

A. APA ITU POLYETHYLENE TEREPHTHALATE ( P E T )? Polyethylene Terephthalate juga disebut sebagai polyester atau PET adalah suatu jenis material thermoplastic. Polyethylene Terephthalate ( PET ) is a crystallizable thermoplastic polymer. Crystalizable berarti akan terjadi pengkristalan dibawah kondisi yang normal. Thermoplastic yang berarti dapat dilunakkan dengan panas dan akan mengeras kembali dengan didinginkan. Polymer merupakan suatu rantai molekul yang besar yang dibentuk oleh monomer.

PET yang lebih dikenal sebagai polyester adalah suatu material thermoplastik. Yang mana material tersebut memiliki sifat seperti air yaitu dapat dipanaskan ke bentuk cair, shaped, kemudian didinginkan dan dibentuk menjadi padat. Karakteristik ini memberikan kemampuan manufaktur untuk dapat didaur ulang, dari segi ekonomis membuat penurunan yang significant dalam cost manufacturing selama produk reject dapat diproses ulang dengan digiling. Tetapi bagamaimanapun PET sangat berbeda dengan air, dapat dilihat secara langsung dari struktur molekulnya.

O

O

C

C

OCH2CH2

O n

Gambar 2.0 – Molekul PET

5

Dari struktur molekul diatas, sifat PET yang lunak didapat dari struktur ring terephthalate dan ethylene memberikan sifat yang fleksibel ke dalam PET, sedangkan‘ n ‘ adalah jumlah pengulangan unit molekul per rantai PET.

B. MANUFAKTUR PET

PET dibuat dari minyak mentah. Dari pengilangan minyak tersebut, banyak bahan kimia yang dihailkan dan dipakai untuk membuat semua jenis thermoplastik. Diantaranya adalah Para-Xtlene dan Ethylene Glycol, yang dipakai untuk membuat PET. Resin PET dibuat dalam tiga langkah yaitu : 1. Molekul dasar dibuat dengan cara salah satu di bawah ini : a. Trans-esterification of Dimethyl Terephthalate ( DMT ) b. Direct esterification of Terephthalic Acid ( TPA ) dengan ethylene glycol ( dijelaskan dibawah ini ). Proses di atas menghasilkan PET monomer.

2. Proses dari penghubungan molekul disebut polymerisasi. Ini melibatkan pemanasan monomer di hadapan katalisator di bawah kondisi ruang hampa untuk mendapatkan suatu molekul rantai yang berisi di sekitar 100 repeat unit. PET yang dicairkan ini kemudian didinginkan dengan cepat dengan extruding melalui suatu die yang memiliki banyak lubang untuk membentuk untaian dari material dengan diameter sekitar 2~3 mm ( yang serupa ke spaghetti ). Kemudian mengalir ke dalam suatu arus air untuk didinginkan kemudian dikeringkan dan berubah menjadi suatu pelletizer di mana untaian tersebut dipotong dengan mata pisau yang berputar untuk membentuk butiran ( pellet ). Butiran ( pellet ) ini tidak cocok untuk memproduksi atau untuk membuat botol karena : a. Kandungan IV ( Intrisic Viscosity ) terlalu rendah ( rantai molekulnya terlalu pendek ). b. Sifatnya masih seperti struktu amorphous ( transparan dan bening )

6

c. Memiliki kandungan acetaldehyde yang tinggi yaitu bahan kimia organik ( CH3CHO ) yang terbentuk secara natural di dalam bahan mentah. Ini terbentuk kitika PET mencair dan terperangkap dalam material yang padat ( solid ) pada saat pendinginan. Dalam jangka waktu yang lama ini dapat menguapkan PET dan dapat menyebabkan perubahan rasa di dalam air mineral dan minuman cola. 3. Langkah

terakhir

dalam

proses

produksi

adalah

Solid

Phase

Polymerization ( SPP ) ( juga disebut sebagai Solid State Plymerization atau SSP ) dimana pellet dipanaskan di dalam atmosfir yang lembam untuk skitar 16 jam, maka iaktan rantai yang pendek itu akan menjadi panjang. Panjang rantai atau IV dari polymer akhir ini tergantung dari bagaiman proses ini berlangsung, waktu yang lama, membentuk IV yang tinggi. Pemanasan ini memiliki efek samping yang menguntungkan yaitu terbentuk cristalisasi dari bentk pellet dan penguapan beberapa sisa acetaldehyde ( AA ) yang baru saja terbentuk.

Karakteristik dan sifat yang ada dalam resin PET diantaranya : Tabel 2.0 – Karaktristik PET

Sifat PET Intrisic Viscosity ( IV ) [ dl/g ]

0.82

Density Bulk [ g/cm3 ]

0.84

Amorphous [g/cm3 ]

1.33

Crystalline [g/cm3 ]

>1.37

Residual Acetaldehde [ ppm ]

<1.5

Crystallinity [ % ] measured by density

>48

Melting point ( peak ) , Tm [ oC ]

253

Glass Transition Temperatur, Tg [ oC ]

70

7

Berikut ini diagram manufaktur/pembuatan material PET dari minyak mentah hingga menjadi material PET.

Gambar 2.1 – Proses Manufaktur PET

8

C. SIFAT DARI PET

Dibandingkan

dengan material plastik yang lain terutama material yang

digunakan untuk industri blow molding, PET mempunyai suatu karakteristik yang unik dibandingkan dengan yang lain. Tabel 2.1 – Perbandingan PET dengan material plastik di industri blow molding

Material

Density

Melt

Glass

Tensile

(g/cm3)

Temperatur

Transition

Strength

Temperatur

(kg/cm2)

o

( C)

(Tg)(oC) PET

1.33

260

76

583

HDPE

0.96

135

-123

281

LDPE

0.92

110

-60

105

PP

0.91

165

-10

337

PC

1.35

250

147

668

Dilihat dari data tabel diatas, PET berada di tengah-tengah dari material yang memiliki struktur yang paling rendah (HDPE) dan struktur yang paling tingggi (PC). Secara visual botol kemasan yang dibuat dari material HDPE terihat buram atau tidak bisa transparant karena struktur molekul yang ada dalam HDPE. Sedangkan untuk PC struktur molekul yang ada pada dirinya, akan membuat hasil

produknya terlihat

transparant atau bening. Tetapi untuk material PET sendiri bisa kita perlakukan sifatnya sehingga sesuai dengan HDPE atau sesuai dengan PC. Untuk lebih jelasnya kita lihat gambar di bawah ini.

9

PC

PET

HDPE

Gambar 2.2 – Perbandingan PET dengan Material Plastik yang Dipakai di Blow Molding

Gambar diatas menunjukkan aliran cahaya yang masuk ke dalam setiap material, dari struktur diatas juga yang menunjukkan material mana yang bisa tembus pandang (transparant). Untuk material PC, struktur yang ada di dalam material tersebut membuat sifat transparan atau clear ( bening ) untuk produk yang dibuat dengan material ini. Hasil produk dari material ini tidak bisa kita ubah menjadi buram karena struktur yang ada dalam material tersebut. Sedangkan untuk material HDPE struktunya kebalikan dengan struktur PC. Hasil produk yang dihasilkan dari material ini akan buram tidak tembus pandang dan kita tidak mungkin bahkan tidak bisa untuk membuanya menjadi transparan atau bening. Untuk material PET sendiri memilki sifat kedua material tersebut, bisa dibuat transparan, bisa dibuat buram tergantung keinginan dari customer. Sifat aslinya setelah menjadi finish good adalah transparan, kalau kita akan merubahnya menjadi buram atau tidak transparan kita tinggal menambahkan aditif ( bahan tambah ) ke dalam material PET tersebut.

D. INTRISIC VISCOSITY ( IV )

Struktur rantai molekul PET secara langsung mempengaruhi aliran dari PET yang sudah meleleh. Pada kecepatan aliran yang rendah, viskositasnya akan tetap konstan tetapi jika aliran tersebut dinaikkan maka akan terjadi perubahan viskositas pada material tersebut, yaitu pengurangan viskositas. Tidak hanya viskositas yang berubah karena kecepatan proses yang kita lakukan tetapi juga oleh temperatur. Parameter untuk

10

mengukur kandungan material PET ini disebut Intrisic Viscosity (IV) yang dipakai untuk mengklasifikasikan tingkatan dari PET. Tabel 2.2 – Variasi tingkat kandungan IV PET dalam berbagai macam produk

Application

Intrisic Viscosity

Repeat Units

Molecular Weight

Fiber

0.6

105

20,000

Film

0.65

120

23,000

0.72 – 0.85

125 – 165

24,000 – 31,500

0.85

170

32,000

Bottles Tire Cord

Kadar IV yang rendah memiliki rantai molekul yang pendek sedangkan IV tinggi mempunyai rantai molekul yang panjang. Untuk IV rendah, fiber grade PET memiliki tempeatur leleh yang rendah dan akan sulit ( atau sebenarnya tidak mungkin) untuk diproses di mesin

Injection Stretch Blow Moulding ( ISBM ). Material ini akan

cenderung mengalir ke mold dengan sangat mudah dan akan sangat sulit untuk dikontrol di dalam proses stretch-blow. Temperatur leleh yang meningkat maka IV juga bertambah ( rantai molekul bertambah panjang ) sampai material ini menjadi terlalu kaku ( stiff ) maka material tersebut tidak dapat diproses di ISBM. Jika diteruskan akan dapat merusak injection screw dan akan sangat sulit sekali untuk untuk proses inject atau blowing. Maka dari itu, tingkatan resin PET yang memungkinkan untuk dapat diproses di ISBM biasanya memiliki kadar IV antara 0.72 sampai 0.85.

Untuk botol Carbonated Soft Drink ( CSD ), material PET yang dipakai cukup hanya memiliki kandungan IV sekitar 0.74 sampai 0.78. Untuk aplikasi yang lebih critcal misalnya botol CSD yang bisa diisi kembali, kandungan IV yang harus dipakai antara 0.82 sampai 0.84. Dengan material PET yang memiliki IV tinggi, polymer yang mencair akan lebih lunak ( yang berarti kondisi pemrosesan yang berbeda sangat diperlukan dan preform akan lebih sulit untuk ditarik atau stretching ) tetapi impact strength dan kekuatan pada saat menjadi produk akan bertambah. Jumlah stretching yang diperlukan untuk mencapai titik strain hardening tergantung dua faktor yaitu

11

1. Temperatur dari preform, pada temperatur yang rendah perbandingan peregangan yang normal biasanya lebih rendah dari pada temperatur yang tinggi. 2. Kandungan IV dari resin PET, IV yang tinggi akan lebih sulit diregangkan ( stretch ) dan akan mencapai strain hardening point lebih cepat.

Strain hardening point merupakan suatu titik yang sangat penting selama hal ini dapat menyebabkan kesulitan dalam pendistribusian material jika desain preform yang tidak optimal untuk dipakai membuat suatu produk botol.

Tabel 2.3 – Pengaruh IV dan temperature pada kekuatan tarik dari PET

12

Diagram diatas menunjukkan kualitas dari material PET dipengaruhi oleh kandungan IV atau temperatur yang kita berikan untuk pemrasesannya di dalam mesin. Tetapi tidak selamanya kita harus menngunakan kandungan IV yang paling tinggi atau paling baik, kita harus sesuaikan dengan kebutuhan atau produk yang akan kita hasilkan apakah itu memelukan material dengan kandungan IV yang tinggi atau cukup dengan kandungan IV yang rendah. Karena untuk setiap material dengan kandungan IV yang tinggi atau rendah mempunyai keuntungan dan keburukan sendiri-sendiri. Yang sangat penting adalah bagaimana cara kita memperlakuan material PET tersebut dengan benar dengan mengatur semua setting parameternya.

E. INTRODUCTION ASB 70 – DPH MACHINE

Gambar 2.3 – Mesin ASB 70 - DPH

Nissei ASB 70-DPH merupakan salah satu Injection Stretch Blow Machine

(

ISBM ) yang termasuk single-stage machine yang terdiri dari Preform Molding System dan Stretch Blow Molding System yang dikemas dalam satu mesin. Keuntungan dari single stage machine ini adalah sebuah peningkatan keseluruhan efisiensi dalam produksi botol. Ini semua dapat dilihat tidak hanya di efisiensi pengoperasian yang lebih tinggi yang mungkin cukup dengan memakai satu mesin daripada dua dan bukan hanya kebutuhan energi yang lebih rendah tetapi kebutuhan tempat yang lebih sedikit, maintenance yang lebih fokus dan pelatihan operator yang lebih sederhana.

13

Secara garis besar injection stretch blow machine Nissei ASB – 70 DPH terdiri dari enam bagian yang paling utama dalam pembentukan produk yaitu : 1. Dryer 2. Injection Unit 3. Injection Mold dan Hot Runner 4. Conditioning 5. Blowing 6. Ejecting Dari enam bagian utama diatas mempunyai tugas dan fungsi-fungsi yang berbedabeda dan harus dilakukan dengan optimal sehingga dapat menghasilkan produk yang maksimal.

1. DRYER

Dalam mesin ASB 70-DPH, dryer merupakan alat yang paling pokok dalam proses pembentukan produk ( berupa botol atau jar ). Disini merupakan awal dari proses pembentukan produk yang kita inginkan. Fungsi utama dari dryer adalah meminimalkan atau menghilangkan kandungan air yang ada pada material PET pellet. Dryer memiliki bagian beberapa bagian yang penting dalam proses drying antara lain:

Gambar 2.4 – Bagian dari Dryer mesin

14

a. Hopper Merupakan tempat tampungan material pellet PET sebelum masuk ke dalam injection screw. Disini material dipanasi untuk menghilangkan atau meminimalkan kandungan air yang ada di dalam material tersebut. b. Automatic Hopper Loader Alat ini sebagai penyedot material pellet PET dari silo atau tampungan material. c. Filter Filter disini merupakan filter udara. Terdiri dari dua filter yaitu process filter, yang berfungsi untuk menyaring udara panas yang keluar dari hopper yang akan disirkulasi lagi masuk ke dalam hopper.sedangakn yang kedua adalah regeneration filter, yang berfungsi menyaring udara yang berasal dari luar yang dipakai untuk mengganti udara yang disirkulasi. d. After Cooler ( Heat Exchanger ) Untuk mendinginkan udara yang keluar dari hopper sebelum masuk ke regeneration system. e. Regeneration System Regeneration system memastikan proses desiccant sudah cukup untuk mendapatkan dewpoint yang tepat. Akan terjadi penggantian udara di sistem ini untuk mencapai dewpoint yang sempurna. f. Blower Sebagai peniup/penghisap udara. g. Heater Ada dua heater yaitu process heater dan regeneration heater yang semuanya berfungsi untuk memanaskan udara supaya kandungan air berkurang.

2. INJECTION UNIT

Fungsi dari injection unit adalah untuk menghasilkan polymer plastik yang sudah mix yang berbentuk cair dan untuk menginject-nya melewati hot runner system sampai injection cavities. Aliran, tekanan udara, proses pencairan, mixing, dan injection dari

15

bentuk PET yang sudah cair dilakukan dalam satu lintasan screw yang bolak-balik yang dihubungkan ke radial piston hydraulic oil motor. Nissei ASB machine biasanya disuplai dengan screw, mempunyai fungsi yang umum yang cocok dengan check ring untuk mencegah aliran balik selama injection dan dilengakapi dengan shut-off valve untuk mencegah melernya material selama screw charging. Screw biasanya dibuat dari alloy steel yang dilapisi dengan lapisan chrome yang keras untuk mencegah terjadinya abrasi dan korosi. Ukuran screw berhubungan dengan diameter internal dari barrel – diameter screw biasanya agak lebih sedikit kecil daripada ukuran normalnya. Di dalam injection unit bagian utamanya adalah screw. Typical Injection Screw biasanya hanya memutar hanya sekali material di dalam barrel yan sudah mencapai temperatur yang diinginkan. Untuk mencegah pengoperasian yang kurang hati-hati, sistem kontrol mesin sudah mencegahnya dengan memberikan toleransi temperatur barrel sekitar ± 20oC dari temperatur yang diinginkan. Buka baut yang akan rusak sebelum screw rusak, set dulu temperatur rendah dan coba untuk mulai memutar screw sebelum material di dalam barrel mencair. Injection screw dihitung dari panjang/dimeter ( L / D ) dan ratio kompresi. Untuk memberikan RPM, screw yang type panjang akan memberikan lebih banyak ruangan untuk pemanasan, sedangkan screw dengan diameter yang besar akan mengalirkan menembakkan material maksimal lebih berat.

( Total )

Jarak dari belakang ulir

Panjang barrel L/D Ratio

= Diameter dalam barrel Panjang feed zone

Compression Ratio = Panjang metering zone

16

Gambar 2.5 – screw dari ASB 70 - DPH

Gambar 2.6 – Bagian dari screw injection ASB 70-DPH

3. INJECTION MOLD DAN HOT RUNNER

Injection Mold merupakan kumpulan parts atau bagian yang ada di dalam injection mold yang berpengaruh ketika material PET di-inject. Pengaruh ini memberikan

17

bentuk dari preform sesuai dengan injectin cavity yang dibuat. Disini juga terdapat hot runner yang berfungsi sebagai jalan masuknya cairan material sehingga dapat masuk ke dalam injection cavity. Hal ini dibentuk oleh beberapa mold parts : a. Cavity, merupakan bagian female yang utama dari mold, membentuk body preform yang bagian luar.

Gambar 2.7 – Injection cavity block

18

Gambar 2.8 – Injection hot runner

b. Core, merupakan bentu male dari mold, membentuk bagian dalam preform.

Gambar 2.9 – Injection core

19

c. Lip cavity, bentuk female dari mold, membentuk sisi luar dari neck preform.

Gambar 2.10. – Lip cavity

Injection mold dibuat dari material pre-hardened tool steel. Kesejajaran dari beberapa parts injection mold ddapat dijamin dengan matching tapers ( bentuk taper ) yang memberikan guide untuk mold parts saat mold closed ( menutup ), dan saat mencapai posisi yang menyakinkan mold langsung mengunci dan ditahan oleh tekanan pengekleman ( clamping pressure ). Jika mold parts tidak pada posisi yang benar ketika diklem/dikunci injection core kemungkinan akan bebas bergerak selama injection akan membentuk preform dengan ketebalan yang tidak rata. Hal ini akan mempengaruhi hasil produk/botol yang akan kita hasilkan.

4. CONDITIONING

Ketika permukaan dan body preform sudah sesuai settingannya, preform panas ini bergerak dari injection cavity dan temperatur preform tersebut diatur kembali untuk mendapatkan level panas yang tepat untuk blow molding oleh Conditioning Station. Untuk mencapai distribusi material sesuai yang diinginkan di dalam botol memerlukan desain preform yang benar dan temperatur preform yang tepat sehingga bagian yang lebh 20

panas dari preform dapat ditarik lebih mudah daripada bagian yang dingin. Jika temperatur preform terlalu tinggi, preform akan ditiup dengan tidak rata karena tingkat desain yang sebagai orientasi tidak akan ada dan botol mungkin akan terlihat kabur/buram sampai crystal akan muncul. Jika temperatur preform terlalu rendah, akan terdapat seperti ‘air mata’ yang kecil di material PET ( terlalu kecil untuk dilihat dengan mata telanjang ) akan terbentuk didalam pemukaan dari botol yang dihasilkan kelihatan seperti ‘mutiara’, atau mengembangkan preform yang mungkin akan meledak di dalam blow cavity. Temperatur preform dapat diatur dengan menggunakan conditioning station untuk mendapatkan temperatur yang optimum. Sejak desain botol berbeda dan preforma spesifikasi memerlukan distribusi material yang berbeda dalam finish good, Nisssei ASB telah mengembangkan range conditioning system dan metode untuk memberikan settingan temperatur yang tepat untuk setiap permintaan : a. Electric heated core and heating pots, untuk menakkan temperatur di bagian dalam di bawah neck dan di bagian luar permukaan preform. b. Conditioning core pin and heating pots, untuk menaikkan dan menurunkan temperatur di bagian dalam permukaan dan menaikkan temperatur di permukaan luar dari preform. c.

Electric heated core pieces and conditioning-blow pots, untuk menaikkan temperatur di bagian dalam di bawah neck dari preform dan menaikkan atau menurunkan temperatur di permukaan luar.

d. Electrically heated core piece and split-type conditioning blow pots, untuk menaikkan temperatur di bagian dalam di bawah neck dari preform, dengan memastikan kontak thermal yang bagus antara pot dan desain preform dengan tapre yang terbalik, menaikkan atau menurunkan temperatur di permukaan luar.

21

Gambar 2.11 – Conditioning core

Gambar 2.12 – Heating core

22

Gambar 2.13 – Conditioning pot

Gambar 2.14 – Heating pot

23

5. BLOWING

Preform panas saat di blowing station ditarik ( stretched ) dan ditiup blowing )

(

sampai didinginkan secara langsung oleh blow mold yang terbuat dari

alumunium alloy. Terdapat dua settingan tekanan udara, yaitu P-1 dan P-2. waktu yang tepat di dalam rangkaian stretch – blow ketika P1- dan P-2 merupakan inisiatif dari operator mesinnya sendiri selama distribusi material dalam botol terjaga tidak hanya dengan temperatur preform saja tapi juga saat proses blowing.

Gambar 2.15 – Blow cavity

24

Gambar 2.16 – Blow core

6. EJECTING

Bagian terakhir dari proses ini yang ada di mesin yaitu proses ejecting untuk menekan ke bawah melewati lubang pengeluaran untuk segera disusun atau di-packing.

Gambar 2.17 – Ejector

25

BAB III METODOLOGI

A. THE FOUR PHYSICAL STATE OF PET

Dalam proses Injection Stretch Blow Molding terjadi perubahan bentuk material untuk menjadi produk sesuai dengan yang diinginkan. Secara garis besar proses tersebut dibagi menjadi empat bagian / bentuk hingga sampai menjadi botol / oriented. Tabel 3.0 – Empat tahapan fisik dari PET

Melt

Amorphous

Crystalline

Oriented

Appearance/Bentuk Clear Viscous

Clear solid

Opaque white

liquid

(Glassy)

solid

Clear solid

Chain molecule Condition/Kondisi Rantai Molekul random

random

mobile

Fixed

spherulytic

aligned in two

crystals

directions

fixed-increased

fixed-linked by

density

crystallites

Physical Strength/ Kekuatan Fisik N/A

very tough

hard & brittle

high strength and toughness

Heat Resistance/Daya Tahan Panas no softening until N/A

Softens at ~70° C

near to melting

softens at ~70° C

point N/A

Melts at ~ 250° C

melts at ~ 250° C

melts at ~250° C

26

Masing-masing benuk tersebut terjadi selama proses berlangsung di bagian yang berbedabeda.

B. PROSES DRYING

1. MENGAPA HARUS MEMANASI MATERIAL ?

Butiran pellet PET merupakan hygroscopic material yang berarti material tersebut dapat menyerap air dari atmosfer. Dari penyerapan tersebut, akan dapat menyebarkan air ke semua material yang ada dalam kantong material tersebut dan kemungkinan besar terjadi dalam proses penyimpanan di gudamg. Dari penelitian yang telah dilakukan kandungan air yang ada dalam 1 ton material PET yaitu 2% ~ 5% liter air. Sangat penting sekali dan sangat dianjurkan untuk mengurangi kandungan air yang ada dalam material sebelum mencairkannya atau sebelum dipakai dalam proses produksi. Karena kandungann air tersebut akan menyebabkan terjadinya reaksi kimia yang disebut hydrolysis di dalam cairan PET. Reaksi ini memiliki dampak mematahkan rantai molekul PET, yang mana akan menurunkan kandungan IV material tersebut dan rangkaian yang kuat dari material tersebut. Reaksi hydrolysis ini hanya dapat dihilangkan jika dipanaskan pada suhu sekitar 250oC. Dalam prakteknya kita tidak dapat menghilangkan kandungan air 100% dalam material PET tersebut, pasti masih ada yang sisa kandungan air di dalam kantong material, kita hanya bisa meminimalisasikannya. Sekitar 50 ppm dari air (sekitar 0.005%) masih dapat kita terima untuk bisa diproses. Sebagai contoh, kita memakai material PET dengan kandungan 0.76 IV PET, IV loss 0.01 akan terjadi setiap 16 ppm maka total IV yang hilang : 0.01 x ( 50 / 16 ) = 0.03 IV PET. Untuk meminimalkan turunnya kandungan IV antara lain dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut : 1. Mengurangi kandungan air sampai level yang ditentukan dengan proses drying yang benar. 2. Menggunakan temperatur cair yang serendah mungkin 3. Mempunyai material PET dalam kondisi cair untuk waktu yang singkat.

27

0.05

IV Reduction

0.04 0.03 0.02

Jumlah kandungan air yang masih diijinkan

0.01 0 0

10

20

30

40

50

60

Retained Water ( ppm )

Diagram 3.0 – Hubungan antar penurunan IV dan kandungan air dalam material ( dari Modul Training Nissei ASB Jepang )

2. METODE PROSES DRYING

Gambar 3.1 – Proses Dryer

28

Beberapa thermoplastic memerlukan proses drying yang sederhana untuk menghilangkan kandungan air dari material yang masih berbentuk pellets yang mungkin dapat dibentuk karena kondensasi selama penyimpanan pada suhu yang berbeda. Dalam kasus ini, sangat memungkinkan untuk meniupkan udara panas didalam hopper. Proses drying PET secara teknikal tergantung dari keadaan hygroscopic dari material tersebut. Ketka PET diunjukkan ke air( kelembaban di udara), air diserap ke dalam butir/pil di mana material tersebut akan terikat ke rantai molekular. Proses ini lambat dan perpindahan air juga akan lambat sebaliknya permukaan pellet akan rusak oleh proses drying yang berlebihan sebelum inti dari pellet sudah dikeringkan dengan benar. Untuk mengeringkannya dengan benar, sangat dibutuhkan sekali untuk menggunakan udara yang mengalir yang sudah dikeringkan dan dipanaskan mencapai temperatur untuk mempercepat proses drying. Dengan kombinasi yang optimum dari waktu drying dan temperatur yang dipakai, memberikan proses drying yang mungkin paling baik dengan kemungkinan kerusakan pellet sangat kecil. Dilihat dari dryer-nya sendiri proses pemanasannya yang paling penting adalah menjaga aliran udara yang masuk supaya tetap konstan dan tanpa kandungan air didalamnya. Material yang ada di dalam hopper ditiup dengn udara panas yang keluar dari blower setelah melewati heater yang ada. Dari hopper udara tersebut dikeluarkan melalui saluran udara yang berada di atas hopper kemudian masuk ke dalam filter untuk dilakukan pembersihan karena kemungkinan udara tersebut masih bisa dipakai kembali masih ada. Dari sini udara tersebut memasuki after cooler untuk mendapatkan udara yang layak seperti awal masuk sebelumnya. Kemudian masuk di dalam proses regeneration, di sini dilakukan proses penggantian udara untuk mendapatkan dewpoint yang layak untuk dipakai. Udara yang sudah tidak bagus dibuang melewati air exhaust dan yang baik masuk kedalam blower dan heater untuk selanjutnya masuk kembali ke dalam hopper.

3. SISTEM DRYING YANG BAIK Untuk temperatur normal sekitar 150oC sampai dengan 170oC diukur di saluran udara masuk ke dalam hopper. Pemanasannya sendiri berlangsung dalam jangka waktu 4 jam. Hal ini bagus karena pada temperatur tersebut kondisi material sudah berada diatas

29

temperatur transisi glass ( Glasss Transition Temperatur = Tg ). Proses akan lebih mudah jika

kita

bisa

mendapatkan

material

yang

sudah

crystalline sehingga hasil yang dicapai bisa maksimal. Jika mesin dihentikan selama kurang lebih satu jam, maka dryer perlu diturunkan temperaturnya hingga 100oC ~ 120oC, hal ini berguna untuk mengatur proses pemanasan di dalam hopper supaya tidak merusak butiran/pellets yang disebabkan oleh kondisi panas yang buruk.

4. AIR FLOW RATE

Air flow rate yang melewati hopper merupakan faktor yang sangat penting dalam sistem drying untuk mendapatkan hasil yang proses pemanasan yang baik. Jika air flow rate yang diberikan ke hopper tidak cukup, maka material yang ada di bagian atas hopper mungkin tida akan mencapai temperatur sesuai yang diinginkan karena ada faktor heat loss yang terjadi karena sistem yang tidak benar. Dengan kata lain tidak terjadi proses drying yang baik di dalam hopper. Minimum air flow rate yang digunakan sekitar 0.062 m3/min/kg/hr ( 1 cfm/lb/hr ) diukur dari kondisi ketika hopper diisi dengan material

3

Calculated Air Flow (m /min/kg/hr)

penuh. Berikut data diagram air flow yang benar yang melalui hopper. 0.1000 0.0950 0.0900 0.0850 0.0800 0.0750 0.0700 0.0650 0.0600 0.0550 0.0500 0.0450 0.0400 0.0350 0.0300 0.0250 0.0200 0.0150 0.0100 0.0050 0.0000

min.rec.air flow (0.062 m3/min/kg/hr)

4

5

6

7

8

9

10

Residence Time In The Dryer Diagram 3.1 – Estimasi yang benar untuk aliran udara yang melalui dryer ( dari Modul Training Nissei ASB Jepang )

30

5. DRYING TIME

Waktu pemanasan material yang tepat akan mempengaruhi terbentuknya air flow rate yang baik. Sebagian besar supplier material PET menganjurkan untuk menggunakan drying time tidak kurang dari 4 jam. Waktu ini didapat dari membagi kapasitas dari hopper ( dalam kg ) dengan kecepatan pengisian PET ( dalam kg/hr ) atau dapat dicari dengan melakukan experiment dengan mematikan hopper loader- nya dan tunggu hingga sampai kosong. Kapasitas hopper ini diukur dari kapasitas dari hopper ( dalam liter ) dengan mengalikan dengan density dari pellet yang bagian besar (normalnya sekitar 0.84). Waktu pendek dengan temperatur yang tinggi. Reaksi hydrolysis mulai terjadi saat temperatur 150oC meskipun dalam range ini reaksinya akan sangat lambat. Penggunaan temperatur drying yang sangat tinggi akan mempercepat proses drying tapi juga akan memulai reaksi hydrolysis dengan air yang masih terjadi pada saat itu. Waktu yang lama dengan temperatur yang rendah. Jika resin PET ditahan pada temperatur sekitar diatas 120oC dalam waktu yang lama, resin akan menurunkan kandungannya dengan oksidasi. Hal ini akan menghasilkan karbon dalam jumlah yang kecil yang meningkat hingga pellets akan mulai kelihatan kuning atau coklat. Warna ini kemudian akan dapat kelihatan di preform dan botol.

TEMPERATURE( oC )

180 175 170 165 160 155 150 145 140 135 4

5

6

7

8

9

10

11

DRYING TIME ( hour )

Diagram 3.2 – Referensi temperatur drying and drying time ( dari Modul Training Nissei ASB Jepang )

31

6. DEWPOINT

Temperatur udara yang kering disebut dengan istilah dewpoint temperatur. Temperatur ini adalah pada saat air didalam udara akan menjadi kelihatan atau tetesan dari air diatas permukaan dingin. Normal dewpoint tidak boleh diatas -20oC di dalam saluran udara masuk ke hopper setelah empat jam. Hal ini sangat mempengaruhi kandungan air yang ada dalam material. Untuk sampai saat ini sebagian besar pihak pembuat dryer mendesain dengan kondisi dewpoint sekitar -40oC. Proses drying ini merupakan proses yang tertutup. Jika ada kebocoran udara dari satu titik yang kemudian akan menyebabkan udara masuk kedalamnya. Pengeringan yang dilakukan di dryer dilakukan dengan sangat cepat bahkan penyerapan material PET tersebut terhadap butiran atau tetesan yang diakibatkan kebocoran yang terjadi dan ketika itu harus dilakukan perbaikan sehingga kembali ke normal kembali. Dapat diambil data untuk penyerapan yang dilakukan ketika pengeringan PET berlangsung.

Water Content ( ppm )

90 80 70 60 50

max kandungan air yang boleh disimpan

40 30 20 10 0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

Time ( min )

Diagram 3.3 – Kandungan air yang dapat diserap kembali saat proses drying PET ( dari Modul Training Nissei ASB Jepang )

Dan juga untuk proses drying tidak mungkin kita tidak akan mendapatkan hasil yang sangat sempurna tanpa ada kandungan air atau embun dalam material tersebut. Pasti 32

ada setidaknya masih ada toleransi yang masih dapat digunakan untuk proses injection stretch blow molding. Standar maksimal untuk kandungan air yang ada di dalam material yang masih diperbolehkan atau masih dapat dipakai adalah 50 ppm ( part per million ).

C. PROSES PENCAIRAN DI INJECTION SCREW

Setelah proses pemanasan dan pengeringan yang terjadi di dalam dryer, material yang masih berupa pellet masuk ke dalam screw dengan melewati lubang yang ada di dalam hopper. Material ini jatuh dengan karena beban dia sendiri dan gravitasi serta dorongan material yang sudah penuh di dalam hopper kecil yang ada di atas screw. Hopper kecil ini adalah tempat tampungan sementara untuk material yang siap untuk proses selanjutanya setelah proses drying. Jangan sampai di dalam hopper ini terjadi kekosongan material, karena akan bisa menghambat proses selanjutanya. Sistem di dalam hopper kecil ini adalah vakum, yaitu menyedot material dari hopper besar supaya dapat ditampung secara berkala.

Gambar 3.2 – Screw zone

Didalam screw sendiri dibagi menjadi tiga zone yang utama yaitu : feed zone, compression zone dan metering zone. Awal material masuk ke screw turun ke dalam feed zone. Selama pengisian material tersebut terjadi pemadatan terhadap material PET yang masih berupa pellet dan kemudian akan bergerak ke depan mendekati nozzle. Dan jika panjang aliran PET jadi berkurang maka material yang di belakangnya akan menambahakannya dan akan dipadatkan kembali. Di sini terjadi pergesekan dan

33

kompresi yang akan menyebabkan terjadinya panas sehingga membuat material tersebut meleleh/melebur/mencair. Sebagian besar energi yang dipakai untuk proses pencairan adalah energi mekanik yang dihasilkan dari proses kompresi dan pemotongan atau gesekan material plastik oleh screw. Kebanyakan peleburan material terjadi di dalam compression zone. Konsistensi cairan dijamin oleh percampuran dan pergesekan yang terjadi antara material dan screw yang diterima di metering zone. Hal yang sangat penting untuk diketahui adalah bahwa temperatur cairan material dapat menjadi lebih tinggi daripada temperatur settingan yang kita kehendaki, hal ini disebakan karena proses pergesekan tesebut. Maka di bagian sini dibutuhkan pendinginan yang ekstra untuk menjaga temperatur stabil. Di screw ditambahkan cooling fan yang sudah menempel di heater band yang ada di depan. Dan ketika cairan PET sudah berkumpul di bagian depan screw, tekanan didesak oleh cairan tersebut yang semakin bertambah dan mendorong screw ke belakang. Saat screw bergerak ke belakang kemungkinan ada material lebih yang keluar pasti ada, dan untuk meminimalisasikannya dari segi mekanik ditambahkan shut-off nozzle yang bekerja secara hidraulik. Shut-off nozzle ini juga yang mengatur masuknya cairan material ke dalam hot runner. Kemudian pada saat material cair sudah sesuai dengan setingan ukuran material yang diinginkan diposisi depan screw dan injection unit sudah bergerak maju kedepan sehingga terjadi kontak dengan hot runner sprue,

tekanan

hidraulik dipakai oleh injection ram untuk meng-inject material. Selama injection, tekanan menahan shut-off nozzle tertutup posisinya dan akan terbuka ketika tekanan cairan lebih besar dari tekanan tersebut. Aliran balik yang terjadi dari cairan material PET sepanjang screw selama injection akan dijaga atau diatur oleh check ring yang ada di screw. Setelah proses injection selesai, hydraulic air pressure akan menutup kembali nozzle sebelum rangkaian proses injection kembali dari awal lagi. Proses peleburan diatas merupakan rangkaian normal yang terjadi di ASB 70DPH. Rangkaian tersebut akan berlangsung terus-menerus untuk menghasilkan bentuk preform yang sesuai dengan cavitynya. Sebagai sumber pemanas, di screw dipasang heater band yang berfungsi untuk mencairkan material PET. Ada tiga buah heater band dan satu heater sprue yang akan menunjang proses tersebut, yaitu heater barrel front, middle dan rear. Untuk standard temperatur yang dipakai untuk proses yang terjad di

34

screw yaitu 270oC untuk semua heater. Temperatur tersebut adalah temperatur titik lebur dari material PET. temperatur tersebut harus dijaga kestabilannya karena bila ada penanganan yang salah terhadap material yang ada di barrel tersebut akan dapat mengakibatkan kerusakan kualitas dari material dan mempengaruhi kualitas produk yang akan kita hasilkan. Bukan tidak mungkin lagi, untuk proses selanjutnya kita akan mendapatkan kesulitan untuk membentuk produknya.

Gambar 3.3 –Alur Panas dati PET ( dari Modul Training Nissei ASB Jepang )

35

Dari diagram diatas kita dapat menentukan standard temperatur untuk heater barrel front, middle, dan real serta heater sprue. Titik cair untuk material PET adalah 250oC. Tabel 3.1 – Standard temperatur heater barrel dan sprue

Standard Temperatur Heater Barrel dan Sprue Standard Temperatur ( oC )

Tolerance ( ± )

Heater Barrel Rear

270

5

Heater Barrel Middle

270

5

Heater Barrel Front

270

5

Heater Sprue

270

5

Heater

D. PEMBENTUKAN PREFORM

Setelah keluar dari injection screw, cairan material PET akan masuk ke dalam hot runner untuk melakukan proses pembentukan preform sesuai dengan cavity dan injection core yang sudah dibuatkan berdasarkanberat produk yang diminta customer. Cairan tersebut masuk ke dalam hot runner terlebih dahulu sebelum memasuki cavity. Di dalam hot runner cairan material PET dijaga agar supaya tetap cair dengan temperatur dijaga pada titik leburnya. Sebelum masuk ke hot runner sendiri cairan material tersebut masih ditampung di dalam blok sebelum nantinya akan dibagi ke masing-masing hot runner sesuai dengan jumlah cavity yang ada. Disini ada pembagian material untuk setiap hot runner, jadi untuk desain hot runner nya sendiri harus sesuai dengan standar. Untuk mendapatkan aliran yang seragam untuk setiap hot runner perlu diketahui bahwa cairam material PET akan sesegera mungkin didinginkan setelah masuk ke dalam cavity. Dan juga preform dari salah satu cavity yang diisi oleh cairan material PET akan didinginkan lebih cepat daripada preform yang dihasilkan lebih lambat. Nissei ABSB sendiri mengeluarkan standard hot runner yang dibedakan dari aliran cairan material PET nantinya. Bisa disebutkan yaitu Hot Runner Standard Nissei ASB NF ( Nomex Free ) dan Optional Kona Hot Runner.

36

Gambar 3.4 – Sistem hot runner standard Nissei ASB NF

Gambar 3.5 – Sistem hot runner Kona

Yang membedakan dari dua system hot runner diatas selain system alirannya yaitu dimana untuk standard Nissei ASB NF menggumakan ukuran nozzle yang berbedabeda untuk mendapatkan tekanan yang berkurang sesuai yang diinginkan dan karakteristik aliran material. Dimana karakteristik diameter nozzle yaitu ∅A = ∅H > ∅B = ∅G > ∅C = ∅F > ∅D = ∅E. demikian untuk Kona hot runner, dimana disini disediakan flow channels yang sama panjangnya dan diameter yang juga sama. Keseimbangan tekanan dijaga ketika melewati block hot runner melalui diameter flow channel dari setipa nozzle yang dibuat identik dan untuk setipa nozzle dapat digunakan di setiap posisi di dalam hot runner block.

Di dalam hot runner terdapat 2 bagian yang paling penting yaitu block dan hot runner nozzle. Dimana disitu dipasang heater band yang menjadi sumber panas untuk menjaga material PET tetap dalam kondisi cair. Di dalam block ini merupakan tampungan material PET yang cair untuk dimasukkan ke dalam cavity. Temperatur disini sekitar 280 oC ~ 285oC, sedangakan hot runner–nya sendiri sebagai jalur material PET untuk masuk ke dalam cavity. Jumlah hot runner tergantunga dari jumlah cavity yang

37

dibuat diantaranya ada 2, 4, 6, 10 yang biasa di pakai untuk ASB 70 DPH. Di hot runner ini sendiri juga terpasang heater band yang teikan di setiap runner yang membantu aliran material tersebut. Untuk standard temperatur hot runner-nya yatu 280oC ~ 285oC.

Gambar 3.6 – Sistem Injection

38

Injection molding cycle disusun dari beberapa elemen dan sangat mungkin sekali untuk mengontrol dengan akurat dari durasi, temperatur dan tekanan dari setiap elemen. Cepat lambatnya cycle time sangat tergantung oleh berap besar atau kecil, berat atau ringan produk yang akan dibuat. Terjadi mulai ketika injection mold close dan material mulai di-inject hingga injection mold open dan screw charging. Volume yang tepat dari cairan material adalah yang ada di bagian depan screw yang sudah siap untuk di-inject dan ketika nozzle tersambuang dengan sprue. Ada tiga hal yang penting dalam system disini yaitu injection stroke, holding period dan cooling period. Injection stroke adalah pressure atau tekanan yang dikerahkan di belakang injection ram yang dipakai untuk medorong screw ke depan. Pressure ini berupa putaran yang mendorong cairan PET melewati hot runner dan hingga mencapai cavity. Injection stroke berakhir ketika cavity hamper penuh dengan cairan material. Holding period, ketika injection strole berakhir, cairan PET yang ada di dalam cavity menjadi dingin dan akan mulai proses perubahan menjadi solid dan biasanya injection pressure yang tinggi diturunkan menjadi holding pressure yang rendah. Holding pressure mmiliki dua fungs yaitu : ( i ) untuk menambahkan material tambahan untuk mengganti volume yang hilang yang diakibatkan penyusutan dari pendinginan PET dalam cavity. Jika holding pressure tidak digunakan untuk memperbaiki ini, preform yang dihasilkan akan kelihatan shink marks dan pasti ada penurunan berat dan ukurannya.

Gambar 3.7 – Preform keriput

39

( ii ) Efek dari penambahan dari injection pressure adalah untuk menetralkan sebagian pembengkakan volume yang diganti ketika PET dipanaskan, oleh memadatkan material. Holding pressure menjaga pressure yang di material selama gate-nya membeku. Disini waktu merupakan faktor yang sanga penting. Cooling period, selama periode ini pendinginan terakhitr dari material PET adalah di dalam cavity. Sebagai catatan saja bahwa untuk tebal tipis preform ditentukan oleh seluruh durasi injection molding cycle selama preform tidak dapat diambil dari cavity sampai keseluruhan dari preform sudah didinginkan dengan cukup tidak samapi cryztalize dan permukaannya sudah didinginkan dan dikeraskan secukupnya supaya tidak rusak saat proses pengambilan. Dan juga selama cycle tersebut, screw berputar dan mendorong cairan material ke depan screw untuk cycle selanjutnya. Idealnya charging time ini akan komplet hanya sebelum injection stroke selanjutnya dimulai, hal ini unutk meminimalkan material PET diam di dalam barrel.

1. Temperatur Cair Viskositas dari cairan material yang paling utama diatur oleh temperatur pemanasannya, yang tergantung pada temperatur dari material pellet yang masuk ke dalam feed throat ( rongga screw ), temperatur barrel, kecepatan putaran screw, back pressure dan kecepatan injection ( injection speed ). Adapun hal yang perlu diperhatikan, jika temperatur lebih tinggi material lebih tipis dan jika temperatur lebih rendah material akan menjadi lebih tebal. Temperatur cair yang rendah akan terjadi pembekuan yang lebih cepat di dalam mold ( kemungkinan ini akan menyebabkan short shots atau sumbing ) dan akan membutuhkan pressure yang lebih tinggi untuk mengisi di cavity dengan waktu yang sudah diberikan, sedangkan material dengan temperatur cair yang tinggi akan menimbulkan aliran material lebih mudah tapi akan menghasilkan flashing atau sink mark.

40

Gambar 3.8 – Preform flashing

Gambar 3.9 – Preform sumbing

Gambar 3.10 – Preform keriput

Jadi untuk pengoperasiannya gunakan sebisa mungkin dengan dengan menggunakan temperatur cair yang serendah mungkin dengan syarat harus konsisten dengan kondisi preform yang acceptabel dan kualitas botolnya.

2. Kecepatan Screw ( RPM ) Untuk mencegah overheating karena terjadinya gesekan antara material dengan screw di dalam barrel, kecepatan screw harus dijaga serendah mungkin. Maka dari itu kecepatan permukaan screw menjadi sangat penting, screw yang

41

dipakai untuk mesin dengan ukuran yang besar seharusnya memakai putaran yang lebih pelan daripada mesin dengan ukuran kecil. Normalnya, kecepatan putaran yang dipakai 80 ~ 120 RPM.

3. Back Pressure Pressure ini memberikan tahanan untuk gerakan mundur dari screw dengan membagi aliran keluar oli hidrolik dari injection silinder selama charging ( pengisian ) dan dengan demikian pemakaian pressure ini untuk mencegah mudahnya pergerakan mundur screw, jadi kerja screw akan lebih berat jika terdapat material. Hal ini dapat memperbaiki stabilnya cairan material PET, dan juga akan memberikan hasil yang lebih baik saat kiat memakai material atau cairan pewarna misalnya, tapi pasti masih resiko kemungkinan terjadinya penurunan di material PET – nya. Biasanya single-stage machine yang dikeluarkan oleh Nissei ASB harus berjalan dengan back pressure yang settingan paling minimum.

4. Injection Speed Time Sebagai perbandingan untuk beberapa produk injection mold, sebuah preform biasanya berupa bentuk yang sederhana yang lurus dan kecil dan di bagian body preform memiliki ketebalan yang konstan, jadi bahwa sebuah profil injection dengan perubahan kecepatannya merupakan hal yang menjadi kebutuhan yang mutlak diperlukan tapi jika diminta maka itu merupakan option control injection yang akan diberikan oleh pihak Nissei ASB. Perubahan kecepatan injection yang tepat dari botol ke botol dan tergantung dari panjang preform dan tebal tipisnya. Normalnya, yang paling baik menggunakan kecepatan yang tinggi, tapi dengan kecepatan yang konstan dari pengisian akan lebih menjaga preform dengan keadaan temperatur tinggi dan tetap. Jika injection speed rendah, temperatur preform akan berubah dengan membutuhkan waktu yang sangat lama untuk mencapai panjang keseluruhan dengan yang pertama kali bagian yang keisi akan lebih dingin daripada di bagian neck nya. Jika injection speed terlalu rendah bagaimanapun di bagian gate dari

42

preform akan menjadi keras selama injection, sedangka untuk injection speed yang sangat cepat akan menghasilkan temperatur cair yang lebih tinggi karena akan meningkatnya pergesekan antara material dengan screw.

5. Injection Pressure Dalam injection unit disusun dengan menggunakan sebuah flow control valve dan pressure relief valve, hanya salah satu dari valve ini dipakai untuk mengontrol setiap saat. Selama pengisian di dalam injection mold, screw bergerak dengan kecepatannya yang ditentukan oleh flow control valve dan pressure yang ada di dalam sistemnya hanya mencapai yang tetap sesuai dengan yang diinginkan. Selama pengisian di mold injection pressure sedikit demi sedikit akan naik. Jika ini dilanjutkan, kenaikan pressure ini akan mencapai ukuran yang telah ditentukan yang diatur oleh relief valve dan situasijnya akan berubah, dengan pergerakan screw kemudian untuk selanjutnya akan diatur oleh relief valve. Di dalam prakteknya, titik perubahan biasanya dicapai sebelum penagturan pressure relief valve tercapai. Sebagai standard pressure relief valve harus di set maksimum dan untuk injection speed yang diatur oleh flow control valve harus diatur untuk mendapatkan kualitas preform yang diinginkan. Dengan demikian pressure yang dibutuhkan, baik itu maksimum, akan disediakan oleh mesin dengan mengatur kecepatan yang dipakai.

6. Change – Over Point Perubahan dari injection ke holding pressure dibuat berdasarkan dari posisi screw. Jika perubahan tersebut terjadi terlalu dini maka sbagian cavity akan keisi dengn sebagian dengan holding pressure yang lebih rendah sehingga menghasilkan temperatur tinggi yang sangat ekstrim sepanjang preform. Jika perubahan terjadi terlambat pressure yang di cavity akan naik dengan cepat hingga sampai suatu saat cavity sudah keisi penuh yang akan menghasilkan flashing pada preform dan terjadi tegangan dalam yang ada di preform yang akan menyebabkan bengkok di preform. Kondisi yang paling normal, perubahan terjadi ketika cavity keisi sudah mencapai sekitar 98% ~ 100%.

43

Gambar 3.11 – Preform bengok

7. Holding Pressure Pressure ini menjaga supaya material dapat diteruskan masuk ke dalam cavity hingga bagian gate-nya mengeras. Kondisi normal, holding pressure harus sekitar 50% dari actual injection pressure di titik perubahannya. Jika terlalu rendah akan mengakibatkan turunnya berat preform dan sinks. Jika terlalu tinggi akan terjadi flashing, berat preform semakin tinggi dan akan membuat sulit dalam pelepasan dari injection core.

Gambar 3.12 – Preform flashing

44

Gambar 3.13 – Preform gelombang

Gambar 3.14 – Preform kerut

8. Curing Time Curing time adalah waktu dimana perubahan preform dari panas menjadi dingin. PET mulai didinginkan secepat mungkin ketika masuk ke cavity yang dingin jadi actual cooling time = curing time + holding time. Dengan demikian jika cavity diisi dengan injection speed yang semakin meningkat maka actual cooling time nya juga akan meningkat den demikian sebaliknya.

9. Shot Weight and Cushion ( Volume Material ) Setting ukuran volume yang tepat adalah sangat penting karena tergantung dari “bantalan”, atau jarak rentang antara screw tip dan barrel head disaat akhir

45

dari hold time. Bantalan screw sangat diperlukan karena dipakai untuk menyalurkan pressure dari system hidrolik hingga sampai mold dengan tujuannya untuk menghilangkan sink marks. Terlalu besar suatu bantalan material membutuhkan jarak yang lebih panjang daripada yang dibutuhkan dan jika ada waktu diam di suatu titik ketika ada material akan membuat paling banyak penurunan kualitas dari material. Ukuran minimum bantalan harus konsisten dengan kualitas preform dan botol sesuai dengan yang diatur. Normalnya sekitar 5 ~ 6 mm sudah cukup. Untuk volume material sendiri dapat dihitung secara matematis, misalnya saja berat botol 57 gr diproses dengan 4 cavity. Perhitungan volume ini tujuannya untuk mengatur metering paling minimal yang diperlukan sehingga dapat membentuk preform dengan kondisi yang baik. Perhitungan disini dibagi menjadi dua bagian yaitu perhitungan untuk material PET nya dan perhitungan untuk screw yang dipakai. Untuk material, diketahui kadar density ketika berbentuk amorphous adalah 1.3 gr/cm3 sedangkan untuk material PET dengan kondisi cair, kadar densitynya berubah menjadi 1.2 gr/cm3. Untuk screw yang dikeluarkan oleh Nissei ASB dengan diameter 44 mm, 54 mm dan 64 mm. Untuk type ASB 70DPH biasanya menggunakan ukuran screw diameter 54 mm. Perhitungan material : Shot weight

=

jumlah cavity x berat

=

4

=

228 gr

x 57 gr

shot weight Volume material

= density

228 gr = 1.2 gr/cm3

=

190 cm3

46

Perhitungan screw : Untuk diameter dipakai dengan 54 mm Luas screw

=

π x

r2

=

π x

( 2.7 cm )2

=

22.9 cm2 190 cm3

Jadi untuk shot size

= 22.9 cm2 =

8.3 cm

=

83 mm

Di Nissei sendiri mengeluarkan dua type untuk penyettingan volume atau bisa disebut metering atau shot size yaitu satu dengan manual yaitu dibantu oleh dua limit switch yang memiliki selang atau jarak antar keduanya sesuai dengan hasil perhitungan tadi. Dan yang kedua dengan menggunakan linier tranduscer dimana kita hanya memasukkan hasil perhitungannya saja. Disini kita kenal V/P point ( Velocity / Pressure ) yaitu titik perubahan yang terjadi selama proses injection dan juga ada S/S yaitu shot size. Biasanya untuk V/P harus 98 ~ 98 % dari total vplume yang dihitung tadi. Sehingga untuk di mesin kita akan memakai shot size yaitu

=

98 % x 83 mm = 81 mm. Kalau di type manual untuk

metering untuk V/P misal kita ambil pada titik 19 mm ( pada limit switch yang kedua ) maka untuk S/S tinggal kita menambahkan dengan 81 mm sehingga hasilnya 100 mm ( pada limit switch yang pertama). Sebagai catatan untuk V/P minimal harus 10 mm jangan sampai terlalu mepet atau di posisi 0 ( nol ) karena akan memberikan beban tambahan pada screw yang disebabkan terbenturnya screw dengan rumahnya.

10. Jenis defect preform yang lain Biasanya yang terjadi didalam pembentukan preform disini yang muncul yaitu diantaranya preform berkabut ( hazy ) di bodynya. Hal ini bisa disebabkan

47

karena holding time nya terlalu pendek atau juga bisa karena kecepatan pengisian material di dalam cavity terlalu lambat sehingga pendinginan di dalam cavity sudah terjadi.

Gambar 3.15 – Hazy body

Defect yang lain yaitu string, yaitu ada material halus seperti serabut yang panjang dari gate nya. Hal ini bisa jadi disebabkan oleh temperatur hot runner nozzle yang terlalu tinggi dan juga karena holding time dan pressurenya terlalu minim.

Gambar 3.16 – String

Ada juga yang bagian gate nya ada tonjolan kristalisasi yang diakibatkan karena material sudah lebih dulu dingin. Hal ini disebabkan karena temperatur hot runner yang terlalu rendah dan juga bisa karena holding pressure yang terlalu tinggi.

Gambar 3.17 – bottom perform putih

48

E. PROSES CONDITIONING

Proses selanjutnya setelah preform terbentuk di injection cavity adalah proses conditioning. Disini preform dikondisikan untuk dapat diatur yang paling utama adalah distribusi material yang akan dibentuk sehingga dapat membentuk botol dengan dengan kondisi ketebalan yang rata atau sesuai dengan keinginan dan kehendak dari customer. Seperti yang telah disebutkan di bab sebelumnya, untuk alat conditioning ada beberapa pilihan sesuai dengan settingan dari pihak Nissei setelah dilakukan beberapa kali trial. Ada conditioning core atau heating core dan ada pula conditioning pot dan heating pot. Temperatur standard atau maksimal disini tidak bisa dipastikan harus lebih dulu me;ihat kondisi dari botol yang dibuat. Maksimum temperatur adalah 250oC untuk heating pot dan untuk heating core – nya sendiri biasanya pengaturan pemanasannya dengan menggunakan prosentase dari 0% sampai 99% sesuai dengan yang dikehendaki. Untuk conditioning core atau conditioning pot pengaturannya dengan menggunakan MTC ( Mold Temperatur Control ) yang pemanasannya dengan menggunakan media oli sebagai perantara panas. Pengaturan disini dibutuhkan untuk mendapatkan kondisi yang ideal untuk persiapan proses blowing di stage selanjutnya. Jadi usahakan pertama dulu lihat kondisi botol sebelum mengatur temperatur yang ada di conditioning station.

F. PROSES BLOWING

Setelah kondisi preform sudah dikondisikan selanjutnya akan masuk ke dalam proses blowing, disini preform dibentuk sesuai dengan cetakan yang dipakai. Keluar dari conditioning station normal temperaturnya yaitu sekitar 95oC ~ 105 oC sehingga dalam proses stretching dalam cetakan. Tidak hanya tempeatur preform saja yang penting tapi juga di blow station ini. Disini distribusi material diatur supaya dapat terbagi dengan rata dengan stretching oleh stretch rod. Ada dua pressure udara yang dipakai untuk membentuk produk dan satu settingan blow time dan decompressure. Untuk blow time dan decompressure tidak terlalu berpengaruh untuk produk, tapi pressure yang primary (

49

P1 ) dan secondary ( P2 ) sangat sensitive sekali dalam pengaruh ke produk. Untuk pressure P1 lebih rendah daripada pressure P2 sesuai dengan settingan yang ada di mesin ( kondisi actual P1 sekitar 8 bar dan P2 yaitu 35 bar ). Normalnya untuk settingan delay untuk kedua pressure ini adalah delay primary ditambah dengan 0.1 second maka akan menghasilkan secondary delay. Jika delay secondary nya lebih kecil daripada delay primary maka produk akan kelihatan jelek di bagian gatenya ( gate not centre ).

Gambar 3.18 – Bottom gate tidak senter

Kondisi yang paling parah jika primary terlalu besar daripad secondary, produk akan hancur tidak akan terbentuk botol seperti gambar 3.13 dibawah ini.

Gambar 3.19 – Botol hancur

50

Dan jika primary delay sama dengan secondary cenderungnya akan terbentuk juga di bagian bottom gate not centre. Untuk kondisi delay secondary terlalu besar daripada delay primary, akan terbentuk kondisi bodi atau bottom produk unmolded.

Gambar 3.20 – Bodi botol tidak molded

Defect yang lain yang sering terjadi karena disebabkan oleh pressure ini diantaranya pundak melipat ( constriction ). Diakibatkan karena diantaranya primary blow nya tidak bekerja atau kerjanya terlambat saat proses didalam cetakan. Sehingga yang bekerja hanya secondary nya saja. Yang lain misalnya bottom melipat ( crater ) yang disebabkan karena settingan delay atau pressure primary yang kurang tepat sehingga di bagian bawah bottom kelihatan tidak bagus.

Gambar 3.21 – bagian leher melipat

51

Gambar 3.22 – Crater/bottom melipat

G. PROSES EJECTING

Proses ejecting adalah proses yang terakhir yaitu diman produk yang sudah jadi siap untuk dipack ke dalam box atau tempat yang lain. Disini tidak ada sesuatu yang berhubungan khusus denga kualitas dari produk karena hanya mendorong produk supaya keluar dari pemeganganya. Hal yang perlu diperhatikan adalah jangan samapai botol sudah didorong masih menyangkut di lip cavitynya karena akan dapat menghambat proses produksi keseluruhan.

52

BAB IV HASIL DAN DISKUSI

Dari segi proses untuk mesin Injection Stretch Blow Molding sudah dijelaskan semuanya di bab sebelumya, dan sekarang hasil produknya sendiri kita lihat dari berbagai segi untuk mengetahui dimana letak kestabilan dan range kualitas sehingga dapat menekan jumlah reject yang timbul. Hal ini juga sangat diperlukan untuk pembuatan approvement product dan standard proses untuk setting parameter yang akan dipakai untuk proses selanjutnya. Kalau sudah ada pembuatan standarisasi atau validasi yang dilakukan kita akan lebih mudah untuk menganalisa suatu masalah yang terjadi dari proses produksi yang menghasilkan output atau produk yang tidak baik.

A. KUALITAS PRODUK

Kualitas dari produk didapat dari hasil trial atau produksi pertama kali yang akan dipakai sebagai acuan untuk produksi selanjutnya. Hasil disini seterusnya akan dimintakan approvement ke customer supaya dapat diproduksi untuk kemudian hari. Approvement ini didasarkan dari data-data yang diambil dari hasil trial dan produknya itu sendiri. Data yang diambil antara lain pengukuran dari produk yang sudah menjadi hasil akhir yang berupa botol atau jar. Pengukuran itu sendiri terdiri dari dua yaitu hasil ukuran dari dimensi produk dan pengetesan dari produk tersebut. Missal saja untuk pengukuran yang dilakukan pada diameter inner, diameter snap, tinggi neck, diameter outer thread, tinggi total, berat dan volume brimfull yaitu volume sat diisi air secara penuh. Pengetesan sendir yang dilakukan antara lain drop test, test kebocoran, rocking, torsi, top load, vacumm, burst test dan lain sebagainya sesuai dengan permintaan dari customer atau bisa dilihat dari fungsional dari produk itu sendiri. Tingkat kestabilan dari produk sendiri dapat dipertahankan dalam kondisi standard dari semua yang berpengaruh kepada hasil produk. Untuk pengukuran kestabilannya dipakai statistik untuk mencarinya. Untuk UCL ( Upper Control Limit )

53

dan LCL ( Lower Control Limit ) sudah ada standard untuk membandingkannya. Untuk statistic yang dipakai yaitu dengan prses capability analysis yang dimana berfngsi untuk mengetahui apakah proses kerja yang sedang berlangsung memenuhi spesifikasi atau tidak. Pada proses ini dipakai capability index untuk menggambarkan seberapa jauh proses tersebut memenuhispesifikasi yang dihrapkan. Capability index sendiri ada dua jenis yaitu proses capability index ( Cp ) yang dipakai untuk menunjukkan presisi sebaran data produk terhadap lebar spec, dalam hal ini dirumuskan sebagai berikut : USL

: ukuran spec atas

LSL

: ukuran spec bawah

σ

: standard deviasi

Xi

: data yang diukur

X

: data rata – rata

n

: jumlah data

Cp =

σ =

− LSL 6σ

USL

n

∑

i =1

( Xi − X ) 2 n −1 n

Target untuk Cp yaitu lebih besar dari 1,33.

X

=

∑

Xi

I =1

n

Dan untuk capability index yang kedua yaitu real capability index ( Cpk ) dimana idex ini akan menunjukkan kemampuan proses dalam memenuhi spesifikasi limit dimana perhitungannya memperhatikan sebaran data dan centering proses. Target untuk Cpk ini adalah lebih besar dari 1,33. perhitungannya dirumuskan sebagai berikut :

Cpk = min [ CPU or CPL ]

USL − X X − LSL  Cpk = min  or  3σ   3σ

Bisa dilihat disini data-data yang diambil untuk mengetahui tingkat kestabilannya dan pelaksanaan validasi. Misalnya untuk produk botol Kalbe 50 ml. Kalbe 50 ml produksi dengan 8 cavity, diambil data pengukuran dari 25 buah botol tersebut.

1. Diameter Inner Untuk standard diameter inner botol Kalbe 50 ml ini yaitu 22.2 ± 0.1 mm.

54

Tabel 3.2 – Hasil pengecekan diameter inner

NO

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

DATE 4/7/2005 12:32 4/8/2005 11:00 4/9/2005 12:02 4/11/2005 12:20 4/12/2005 16:34 4/28/2005 12:22 4/29/2005 11:36 5/2/2005 10:21 5/3/2005 11:49 5/4/2005 12:23 5/6/2005 15:00 5/9/2005 10:32 5/31/2005 14:40 6/2/2005 16:14 6/3/2005 15:38 6/21/2005 14:53 6/22/2005 13:12 6/23/2005 13:16 6/24/2005 14:06 6/27/2005 13:14 6/28/2005 13:34

I01

I02

I03

I04

I05

I06

I07

I08

22.1

22.11

22.1

22.14

22.15

22.11

22.11

22.17

22.13

22.14

22.12

22.1

22.16

22.11

22.16

22.1

22.11

22.12

22.1

22.1

22.15

22.17

22.16

22.11

22.1

22.15

22.1

22.15

22.1

22.12

22.17

22.17

22.11

22.11

22.1

22.11

22.15

22.12

22.13

22.1

22.12

22.14

22.15

22.13

22.1

22.15

22.21

22.1

22.14

22.15

22.17

22.14

22.14

22.16

22.17

22.18

22.14

22.13

22.13

22.14

22.17

22.17

22.17

22.13

22.15

22.16

22.16

22.16

22.21

22.14

22.2

22.18

22.15

22.1

22.16

22.13

22.19

22.16

22.2

22.17

22.12

22.18

22.14

22.15

22.2

22.11

22.2

22.21

22.15

22.15

22.14

22.15

22.19

22.17

22.2

22.17

22.16

22.13

22.14

22.15

22.15

22.12

22.18

22.18

22.17

22.14

22.14

22.19

22.18

22.11

22.15

22.17

22.12

22.1

22.18

22.15

22.19

22.14

22.17

22.17

22.12

22.18

22.17

22.17

22.15

22.15

22.16

22.17

22.13

22.14

22.11

22.15

22.13

22.1

22.2

22.13

22.14

22.17

22.2

22.14

22.19

22.18

22.19

22.2

22.15

22.12

22.16

22.18

22.19

22.13

22.16

22.16

22.15

22.11

22.13

22.17

22.1

22.14

22.17

22.18

22.18

22.17

22.12

22.19

22.14

22.15

22.15

22.13

55

22 23 24 25

6/29/2005 13:50 6/30/2005 11:41 7/15/2005 14:00 7/18/2005 13:25

22.19

22.18

22.16

22.13

22.15

22.14

22.13

22.16

22.17

22.21

22.18

22.17

22.19

22.16

22.21

22.16

22.16

22.16

22.14

22.18

22.19

22.13

22.21

22.11

22.11

22.19

22.16

22.11

22.19

22.13

22.17

22.15

Dilihat dari hystogramnya untuk mencari validasi dari botol tersebut.

Diagram 3.4 –Hystogram diameter inner

Dari diagram diatas dapat diketahui untuk pengukuran inner diameter yaitu dari total pengukuran sebanyak 392 botol, ukuran maksimum untuk produk ini yaitu 22.26 mm dan minimum 22.10 mm dengan average 22.154 mm. Data ukuran spek yang diberikan oleh customer yaitu 22.30 mm untuk spek atas dan 22.10 mm untuk spek 56

bawah. Dari semua data pengukuran yang dilakukan tersebut, didapat ukuran – ukuran yang dipakai untuk control pengukuran selanjutnya. Kemudian didapat angka CPU 1.488 dan CPL 0.553 sehingga dari dua angka tersebut diambil salah satu yang paling kecil sehingga didapat PPK atau CK atau Cp 0.553 yang berarti data tersebut diatas memiliki range yang besar dan tingkat kestabilannya terjadi di bawah target. Berikut perhitungannya : Ukuran 22,2 ± 0.2 ; USL = 22.3 dan LSL = 22.1 ; n = 43. n

∑ Xi X =

i =1

n

σ=

= 22.154

n

∑ i =1

CPU =

USL − X 22.3 − 22.154 = = 1.488 3σ 3 × 0.033

CPL =

22.154 − 22.1 X − LSL = = 0.553 3σ 3 × 0.033

( Xi − X ) 2 = 0.033 n −1

Cpk = min [ CPU ; CPL ] = 0.553 Cp =

USL − LSL 22.3 − 22.1 = = 1.02 6σ 6 × 0.033

2. Diameter Snap Untuk standard diameter snap botol Kalbe 50 ml ini yaitu 27.7 ± 0.15 mm. Tabel 3.3 – Hasil pengecekan diameter snap

NO

1 2 3 4 5 6 7

DATE 4/7/2005 12:32

4/8/2005 11:00 4/9/2005 12:02 4/11/2005 12:20 4/12/2005 16:34 4/28/2005 12:22 4/29/2005

T01

T02

T03

27.7

27.69

27.68

27.67

27.68

27.69

T04

T05

T06

T07

T08

27.7

27.71

27.62

27.7

27.7

27.64

27.59

27.6

27.71

27.62

27.72

27.67

27.83

27.61

27.6

27.67

27.62

27.72

27.67

27.64

27.67

27.68

27.65

27.66

27.66

27.57

27.64

27.64

27.7

27.66

27.58

27.59

27.64

27.7

27.63 27.73

27.59 27.55

27.61 27.66

27.62 27.67

27.65 27.66

27.76 27.62

27.65 27.59

27.68 27.66

57

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

11:36 5/2/2005 10:21 5/3/2005 11:49 5/4/2005 12:23 5/6/2005 15:00 5/9/2005 10:32 5/31/2005 14:40 6/2/2005 16:14 6/3/2005 15:38 6/21/2005 14:53 6/22/2005 13:12 6/23/2005 13:16 6/24/2005 14:06 6/27/2005 13:14 6/28/2005 13:34 6/29/2005 13:50 6/30/2005 11:41 7/15/2005 14:00 7/18/2005 13:25

27.65

27.66

27.61

27.59

27.6

27.65

27.64

27.67

27.83

27.78

27.69

27.64

27.79

27.62

27.67

27.78

27.67

27.66

27.66

27.64

27.76

27.6

27.62

27.67

27.7

27.7

27.64

27.81

27.85

27.69

27.69

27.64

27.7

27.63

27.79

27.61

27.63

27.59

27.64

27.64

27.61

27.73

27.66

27.61

27.65

27.66

27.7

27.78

27.79

27.67

27.59

27.67

27.63

27.65

27.69

27.75

27.7

27.64

27.62

27.61

27.61

27.65

27.61

27.55

27.64

27.67

27.81

27.66

27.65

27.81

27.62

27.69

27.63

27.66

27.64

27.62

27.67

27.71

27.65

27.69

27.67

27.67

27.82

27.69

27.68

27.69

27.69

27.75

27.66

27.65

27.61

27.61

27.7

27.69

27.69

27.74

27.65

27.63

27.64

27.71

27.71

27.66

27.65

27.66

27.66

27.65

27.62

27.69

27.68

27.67

27.68

27.74

27.66

27.62

27.6

27.7

27.66

27.68

27.66

27.74

27.67

27.66

27.81

27.62

27.65

27.62

27.69

27.66

27.66

27.64

27.66

27.7

27.67

27.69

27.66

27.71

27.67

27.68

27.69

27.66

27.72

27.7

27.7

27.68

58

Diagram 3.5 –Hystogram diameter snap

Dari diagram diatas dapat diketahui untuk pengukuran snap diameter yaitu dari total pengukuran sebanyak 392 botol, ukuran maksimum untuk produk ini yaitu 27.85 mm dan minimum 27.53 mm dengan average 27.661 mm. Data ukuran spek yang diberikan oleh customer yaitu 27.85 mm untuk spek atas dan 27.55 mm untuk spek bawah. Dari semua data pengukuran yang dilakukan tersebut, didapat ukuran – ukuran yang dipakai untuk control pengukuran selanjutnya. Kemudian didapat angka CPU 1.077 dan CPL 0.628 sehingga dari dua angka tersebut diambil salah satu yang paling kecil sehingga didapat PPK atau CK atau Cp 0.628 yang berarti data tersebut diatas memiliki range yang besar dan tingkat kestabilannya terjadi di bawah target. Berikut perhitungannya : Ukuran 22,7 ± 0.15 ; USL = 27.85 dan LSL = 27.55 ; n = 43. n

∑ Xi X =

i =1

n

= 27.661

σ=

n

∑ i =1

( Xi − X ) 2 = 0.059 n −1

59

CPU =

USL − X 27.85 − 27.661 = = 1.077 3σ 3 × 0.059

CPL =

27.661 − 27.55 X − LSL = = 0.628 3σ 3 × 0.059

Cpk = min [ CPU ; CPL ] = 0.628 Cp =

USL − LSL 27.85 − 27.55 = 0.85 = 6σ 6 × 0.059

3. Tinggi Neck Untuk standard tinggi neck botol Kalbe 50 ml ini yaitu 15.4 ± 0.1 mm. Tabel 3.4 – Hasil pengecekan tinggi neck

NO

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

DATE 4/7/2005 12:32 4/8/2005 11:00 4/9/2005 12:02 4/11/2005 12:20 4/12/2005 16:34 4/28/2005 12:22 4/29/2005 11:36 5/2/2005 10:21 5/3/2005 11:49 5/4/2005 12:23 5/6/2005 15:00 5/9/2005 10:32 5/31/2005 14:40 6/2/2005 16:14 6/3/2005 15:38

TN01

TN02

TN03

TN04

TN05

TN06

TN07

TN08

15.22

15.26

15.25

15.23

15.25

15.24

15.25

15.23

15.28

15.24

15.28

15.23

15.21

15.22

15.24

15.33

15.33

15.35

15.34

15.3

15.32

15.35

15.31

15.33

15.37

15.33

15.22

15.24

15.37

15.33

15.36

15.26

15.43

15.32

15.23

15.48

15.34

15.33

15.29

15.23

15.35

15.23

15.3

15.2

15.22

15.21

15.24

15.2

15.34

15.24

15.27

15.2

15.2

15.23

15.31

15.22

15.26

15.21

15.24

15.21

15.24

15.24

15.24

15.23

15.19

15.27

15.27

15.2

15.2

15.23

15.22

15.25

15.24

15.33

15.23

15.23

15.23

15.25

15.25

15.25

15.26

15.26

15.21

15.28

15.19

15.21

15.25

15.21

15.28

15.2

15.21

15.22

15.23

15.22

15.2

15.19

15.33

15.33

15.33

15.36

15.23

15.29

15.33

15.36

15.23

15.25

15.27

15.21

15.24

15.26

15.23

15.12

15.28

15.23

15.26

15.25

15.2

15.27

15.22

15.24 60

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

6/21/2005 14:53 6/22/2005 13:12 6/23/2005 13:16 6/24/2005 14:06 6/27/2005 13:14 6/28/2005 13:34 6/29/2005 13:50 6/30/2005 11:41 7/15/2005 14:00 7/18/2005 13:25

15.31

15.26

15.3

15.23

15.25

15.21

15.22

15.22

15.21

15.26

15.21

15.27

15.22

15.21

15.23

15.21

15.28

15.28

15.28

15.22

15.28

15.24

15.28

15.32

15.27

15.35

15.31

15.26

15.27

15.26

15.2

15.28

15.23

15.24

15.2

15.24

15.24

15.21

15.27

15.26

15.3

15.28

15.27

15.24

15.31

15.28

15.2

15.25

15.27

15.29

15.3

15.29

15.27

15.21

15.28

15.16

15.26

15.21

15.28

15.21

15.2

15.2

15.2

15.22

15.31

15.26

15.23

15.22

15.24

15.24

15.22

15.2

15.26

15.22

15.22

15.23

15.21

15.28

15.26

15.22

Diagram 3.6 –Hystogram tinggi neck

61

Dari diagram diatas dapat diketahui untuk pengukuran tinggi ddari neck yaitu dari total pengukuran sebanyak 392 botol, ukuran maksimum untuk produk ini yaitu 15.48 mm dan minimum 15.10 mm dengan average 15.233 mm. Data ukuran spek yang diberikan oleh customer yaitu 15.50 mm untuk spek atas dan 15.30 mm untuk spek bawah. Dari semua data pengukuran yang dilakukan tersebut, didapat ukuran – ukuran yang dipakai untuk control pengukuran selanjutnya. Kemudian didapat angka CPU 1.614 dan CPL -0.403 sehingga dari dua angka tersebut diambil salah satu yang paling kecil sehingga didapat PPK atau CK atau Cp 0.628 yang berarti data tersebut diatas memiliki range yang besar dan tingkat kestabilannya terjadi di bawah target. Tetapi data kestabilan tersebut ada yang sudah out of spek sebanyak 87.791% di spek bawah. Berikut perhitungannya : Ukuran 15.4 ± 0.1 ; USL = 15.5 dan LSL = 15.3 ; n = 43. n

∑ Xi X =

i =1

n

σ=

= 15.233

n

∑ i =1

CPU =

USL − X 15.5 − 15.233 = = 1.614 3σ 3 × 0.055

CPL =

15.233 − 15.3 X − LSL = = -0.403 3σ 3 × 0.055

( Xi − X ) 2 = 0.055 n −1

Cpk = min [ CPU ; CPL ] = -0.403 Cp =

USL − LSL 15.5 − 15.3 = 0.61 = 6σ 6 × 0.055

4. Diameter Outer Thread Untuk standard diameter outer thread botol Kalbe 50 ml ini yaitu 27.1 ± 0.15 mm. Tabel 3.5 – Hasil pengecekan diameter outer thread

NO

1 2 3

DATE 4/7/2005 12:32 4/8/2005 11:00 4/9/2005 12:02

TO01

TO02

TO03

TO04

TO05

TO06

TO07

TO08

27.16

27.17

27.19

27.12

27.25

27.21

27.21

27.14

27.2

27.15

27.18

27.11

27.21

27.17

27.17

27.2

27.23

27.22

27.03

27.16

27.19

27.11

27.13

27.18 62

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

4/11/2005 12:20 4/12/2005 16:34 4/28/2005 12:22 4/29/2005 11:36 5/2/2005 10:21 5/3/2005 11:49 5/4/2005 12:23 5/6/2005 15:00 5/9/2005 10:32 5/31/2005 14:40 6/2/2005 16:14 6/3/2005 15:38 6/21/2005 14:53 6/22/2005 13:12 6/23/2005 13:16 6/24/2005 14:06 6/27/2005 13:14 6/28/2005 13:34 6/29/2005 13:50 6/30/2005 11:41 7/15/2005 14:00 7/18/2005 13:25

27.19

27.22

27.14

27.18

27.22

27.23

27.16

27.12

27.16

27.21

27.11

27.13

27.23

27.13

27.2

27.14

27.04

27.11

27.1

27.05

27.06

27.13

27.14

27.03

27.1

27.17

27.09

27.03

27.14

27.18

27.14

27.06

27.15

27.14

27.12

27.12

27.2

27.14

27.12

27.19

27.12

27.13

27.12

27.09

27.2

27.13

27.16

27.14

27.13

27.14

27.13

27.1

27.17

27.2

27.22

27.11

27.08

27.17

27.06

27.03

27.17

27.12

27.17

27.13

27.06

27.05

26.99

27.04

27.15

27.1

27.11

27.13

27.1

27.17

27.25

27.11

27.15

27.11

27.15

27.14

27.12

27.19

27.15

27.17

27.18

27.14

27.16

27.14

27.14

27.15

27.15

27.11

27.17

27.14

27.14

27.16

27.19

27.23

27.02

27.1

27.18

27.16

27.2

27.22

27.1

27.18

27.17

27.18

27.21

27.18

27.15

27.2

27.09

27.21

27.02

27.17

27.2

27.14

27.16

27.21

27.2

27.18

27.14

27.12

27.21

27.15

27.18

27.16

27.1

27.21

27.15

27.22

27.2

27.18

27.19

27.17

27.18

27.23

27.15

27.19

27.22

27.21

27.17

27.17

27.17

27.23

27.25

27.18

27.21

27.17

27.16

27.2

27.19

27.2

27.04

27.1

27.2

27.16

27.18

27.19

27.15

27.22

27.2

27.2

27.21

27.1

27.24

27.12

27.18

27.13

27.21

27.14

27.17

27.09

27.16

27.15

63

Diagram 3.7 –Hystogram diameter outer thread

Dari diagram diatas dapat diketahui untuk pengukuran outer thread diameter yaitu dari total pengukuran sebanyak 392 botol, ukuran maksimum untuk produk ini yaitu 27.25 mm dan minimum 26.95 mm dengan average 27.121 mm. Data ukuran spek yang diberikan oleh customer yaitu 27.25 mm untuk spek atas dan 26.95 mm untuk spek bawah. Dari semua data pengukuran yang dilakukan tersebut, didapat ukuran – ukuran yang dipakai untuk control pengukuran selanjutnya. Kemudian didapat angka CPU 0.664 dan CPL 0.876 sehingga dari dua angka tersebut diambil salah satu yang paling kecil sehingga didapat PPK atau CK atau Cp 0.664 yang berarti data tersebut diatas memiliki range yang besar dan tingkat kestabilannya terjadi di atas target. Berikut perhitungannya : Ukuran 27.1 ± 0.15 ; USL = 27.25 dan LSL = 26.95 ; n = 43. n

∑ Xi X =

i =1

n

= 27.121

σ=

n

∑ i =1

( Xi − X ) 2 = 0.065 n −1

64

CPU =

USL − X 27.25 − 27.121 = = 0.664 3σ 3 × 0.065

CPL =

27.121 − 26.95 X − LSL = = 0.876 3σ 3 × 0.065

Cpk = min [ CPU ; CPL ] = 0.664 Cp =

USL − LSL 27.25 − 26.95 = 0.77 = 6σ 6 × 0.065

5. Berat Untuk standard berat botol Kalbe 50 ml ini yaitu 16 ± 1 gr.

Tabel 3.6 – Hasil pengecekan berat

NO

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

DATE 4/7/2005 12:32 4/8/2005 11:00 4/9/2005 12:02 4/11/2005 12:20 4/12/2005 16:34 4/28/2005 12:22 4/29/2005 11:36 5/2/2005 10:21 5/3/2005 11:49 5/4/2005 12:23 5/6/2005 15:00 5/9/2005 10:32 5/31/2005 14:40

W01

W02

W03

W04

W05

W06

W07

W08

15.9

15.8

15.9

15.9

15.8

15.8

15.8

15.8

15.9

15.9

15.9

15.9

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.9

15.8

15.9

15.8

15.8

15.9

15.8

15.9

15.9

15.9

15.9

15.9

15.9

15.9

15.8

15.8

15.7

15.7

15.7

15.6

15.7

15.7

15.6

15.6

15.7

15.7

15.7

15.7

15.7

15.7

15.7

15.7

15.8

15.7

15.8

15.8

15.8

15.7

15.7

15.8

15.8

15.8

15.8

15.7

15.7

15.7

15.7

15.7

15.8

15.7

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.7

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.7

15.9

15.8

15.9

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

65

14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

6/2/2005 16:14 6/3/2005 15:38 6/21/2005 14:53 6/22/2005 13:12 6/23/2005 13:16 6/24/2005 14:06 6/27/2005 13:14 6/28/2005 13:34 6/29/2005 13:50 6/30/2005 11:41 7/15/2005 14:00 7/18/2005 13:25

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.7

15.8

15.8

15.9

15.8

15.8

15.8

15.9

15.8

15.8

15.8

15.9

15.9

15.9

15.9

15.9

15.8

15.8

15.9

15.8

15.7

15.8

15.9

15.8

15.9

15.8

15.9

15.9

15.8

15.9

15.9

15.8

15.9

15.9

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.9

15.8

15.8

15.9

15.9

15.9

15.8

15.9

15.9

15.9

15.9

15.8

15.8

15.8

15.8

15.9

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.9

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.8

15.7

15.8

15.8

15.8

15.7

15.8

15.8

15.8

15.7

15.7

15.8

15.7

15.7

66

Diagram 3.8 –Hystogram berat

Dari diagram diatas dapat diketahui untuk pengukuran outer thread diameter yaitu dari total pengukuran sebanyak 392 botol, ukuran maksimum untuk produk ini yaitu 15.90 gr dan minimum 15.50 gr dengan average 15.752 gr. Data ukuran spek yang diberikan oleh customer yaitu 17 gr untuk spek atas dan 15 gr untuk spek bawah. Dari semua data pengukuran yang dilakukan tersebut, didapat ukuran – ukuran yang dipakai untuk control pengukuran selanjutnya. Kemudian didapat angka CPU 4.685 dan CPL 2.821 sehingga dari dua angka tersebut diambil salah satu yang paling kecil sehingga didapat PPK atau CK atau Cp 2.821 yang berarti data tersebut diatas memiliki range yang kecil dan tingkat kestabilannya terjadi di bawah target. Berikut perhitungannya : Ukuran 16 ± 1 gr ; USL = 17 dan LSL = 15 ; n = 43.

67

n

∑ Xi X =

i =1

n

σ=

= 15.755

n

∑ i =1

CPU =

USL − X 17 − 15.755 = = 4.520 3σ 3 × 0.092

CPL =

15.755 − 15 X − LSL = = 2.739 3σ 3 × 0.092

( Xi − X ) 2 = 0.092 n −1

Cpk = min [ CPU ; CPL ] = 2.739 Cp =

USL − LSL 17 − 15 = 3.63 = 6σ 6 × 0.092

6. Volume Brimfull Untuk standard volume brimfull botol Kalbe 50 ml ini yaitu 63.3 ± 2.5 ml. Tabel 3.7 – Hasil pengecekan volume brimfull

NO

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

DATE 4/7/2005 12:32 4/8/2005 11:00 4/9/2005 12:02 4/11/2005 12:20 4/12/2005 16:34 4/28/2005 12:22 4/29/2005 11:36 5/2/2005 10:21 5/3/2005 11:49 5/4/2005 12:23 5/6/2005 15:00 5/9/2005 10:32

VB01

VB02

VB03

VB04

VB05

VB06

VB07

VB08

60.8

61.1

60.7

60.8

61.1

61.1

61.1

61.4

61.3

61.3

61.2

61.1

61.4

61.4

61.3

61.4

61.4

61.3

61.1

61.1

61.3

61.3

61.2

61.6

61.5

61.5

61.3

61.1

61.5

61.4

61.3

61.9

61.8

61.6

61.1

61.4

61.2

61.1

61.1

61.6

61.5

61.5

61.2

61.2

61.3

61.3

61.4

61.5

61.4

61.5

61.4

61.1

61.2

61.3

61.2

61.6

60.9

61.3

61

60.8

61.1

61

60.9

61.2

61.3

61.2

60.8

61

61.1

61.1

60.9

61.4

61.3

61.1

61

60.9

61.2

61

60.9

61.2

61.3

61.2

61.1

60.8

61.2

60.9

60.8

61.1

61.2

61.3

61.1

60.8

61.2

61

61

61.3

68

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

5/31/2005 14:40 6/2/2005 16:14 6/3/2005 15:38 6/21/2005 14:53 6/22/2005 13:12 6/23/2005 13:16 6/24/2005 14:06 6/27/2005 13:14 6/28/2005 13:34 6/29/2005 13:50 6/30/2005 11:41 7/15/2005 14:00 7/18/2005 13:25

61.1

61.2

60.9

60.8

60.9

60.8

61

61

61

61.2

60.9

60.8

61

61

60.9

61.1

61.1

61.2

60.8

60.9

61

61

60.8

61

60.9

61.2

60.9

60.8

61.1

61

61

61

61.1

61.1

61

60.9

61.1

61.1

61.1

61

61

61

60.9

60.9

60.9

60.8

60.8

61.2

61

61

61

60.9

60.9

60.8

60.8

60.8

61.3

60.9

61

61

61

60.9

60.9

61

61.3

61.1

60.9

60.9

60.8

60.8

60.8

61

61.2

61.1

61.1

61.2

61

61

60.9

61

61.2

61.1

61.1

61.1

61.1

61

60.9

61

61

61.5

60.8

60.8

61.1

60.9

60.9

61.3

61.2

61.5

60.9

60.9

61.2

60.8

60.8

61

69

Diagram 3.9 –Hystogram volume brimfull

Dari diagram diatas dapat diketahui untuk pengukuran outer thread diameter yaitu dari total pengukuran sebanyak 392 botol, ukuran maksimum untuk produk ini yaitu 61.90 ml dan minimum 60.60 ml dengan average 61.171 ml. Data ukuran spek yang diberikan oleh customer yaitu 65.80 ml untuk spek atas dan 60.80 ml untuk spek bawah. Dari semua data pengukuran yang dilakukan tersebut, didapat ukuran – ukuran yang dipakai untuk control pengukuran selanjutnya. Kemudian didapat angka CPU 6.614 dan CPL 0.530 sehingga dari dua angka tersebut diambil salah satu yang paling kecil sehingga didapat PPK atau CK atau Cp 0.530 yang berarti data tersebut diatas memiliki range yang besar dan tingkat kestabilannya terjadi di bawah target. Berikut perhitungannya : Ukuran 63.3 ± 2.5 ml ; USL = 65.80 dan LSL = 60.8 ; n = 43.

70

n

∑ Xi X =

i =1

n

= 61.171

σ=

n

∑ i =1

CPU =

USL − X 65.80 − 61.171 = = 6.614 3σ 3 × 0.233

CPL =

61.171 − 60.8 X − LSL = = 0.530 3σ 3 × 0.233

( Xi − X ) 2 = 0.233 n −1

Cpk = min [ CPU ; CPL ] = 0.530 Cp =

USL − LSL 65.80 − 60.8 = 3.57 = 6σ 6 × 0.233

Data-data diatas diambil dari 25 buah botol yang diambil secara random setiap waktu untuk diambil dimensi dan dilakukan pengetesan yang diperlukan. Dari data tersebut keudian dituangkan dalam bentuk histogram sehingga dapat diketahui variasi ukuran-ukuran dari suatu bagian, apakah sesuai dengan spec atau keluar dari spec. Dari data-data diatas dapat dipakai untuk membuat validasi dari suatu produk yang dapat dijadikan sebagai standard atau acuan untuk produksi selanjutnya.

B. STANDARD SETTING PARAMETER

Standard setting parameter disini diambil ketika sudah ada kestabilan atau dalam perhitungan secara actual reject yang dihasilkan minimal sesuai dengan yang dikehendaki. Parameter disini dipakai supaya untuk mempermudah pelaksanaan produksi selanjutnya. Tetapi untuk setting parameter disini hasil produknya tidak dapat dipastikan sama dengan saat pengambilan atau pencatatan parameter tersebut. Pasti ada perubahan sedikit untuk menghasilkan produk yang baik. Fungsi utamanya untuk memberikan kemudahan kepada operator sehingga tidak memulainya lagi dari awal start. Berikut contohnya :

71

SETTING PARAMETER Customer Mesin Produk

: ___________________ : ___________________ : ___________________

INJECTION SYSTEM Primary Secondary Back Press. Inj. Speed Inj. Time Cooling Temp. Cooling Time Metering Reach Holding Start Screw

kg/cm2 kg/cm2 kg/cm2 scale sec oC sec mm mm rpm

Tanggal : ___________________ Material : ___________________ Dibuat Oleh : ___________________

BLOW SYSTEM Primary Secondary Primary Secondary Stretching Blow Time Chiller Press.

kg/cm2 kg/cm2 sec sec sec sec kg/cm2

TIMER SET ( CYCLE ) 31 ________ Cycle Time 32 ________ Cycle Alarm Time TIMER SET ( INJECTION )

TIMER SET ( HEATING )

33 ________ Injection Time 34 ________ Cooling Time 35 ________ Injection Start 36 ________ Screw Charge Start 37 ________ Screw Decompression Time 38 ________ Gate Pin Up Start 40 ________ Injection Mold Clamp 50 ________ Shut-off Nozzle Close Start

41 ________ Heating Core Down Start 42 ________ Heating Core Up Start 43 ________ Heating Pot Up Start 44 ________ Heating Pot Down Start 45 ________ Conditioning Blow Start 46 ________ Conditioning Blow Time 47 ________ Conditioning Blow Decomp. 48 ________ Heating Pot Down Start ( Cond. Blow )

TIMER SET ( BLOW MOLD ) 51 ________ Stretch Down Start 53 ________ Stretch Up Start 54 ________ Blow Mold Clamp

72

TIMER SET ( BLOW )

126 ________ Secondary Blow Start

55 ________ Blow Time

59 ________ Cooling Blow Time

56 ________ Blow Decomp. Time 101 ________ Primary Blow Start TIMER SET

TIMER SET INJECTION

63 ________ Eject Down Start 64 ________ Eject Up Start

65 ________ Screw Speed Up Time 66 ________ Injection Unit Forward Start 67 ________ Injection Unit Backward Start 99 ________ Time Error V-P 100 ________ Time Error Charge

TIMER SET ( INJECTION MOLD ) 68 ________ Injection Mold Close Start 70 ________ Slide Plate Forward Start 71 ________ Main Ram Forward Start

TIMER SET ( BLOW CORE ) 76 ________ Blow Core Down Start 77 ________ Blow Core Hold Forward Start 78 ________ Blow Core Up Start

72 ________ Injection Mold Decomp. 98 ________ Time Error ( Injection Mold-Close Slowdown )

TIMER SET ( BLOW MOLD ) 78 ________ Blow Mold Decomp. Time 78 ________ Blow Mold Open Start 78 ________ Blow Mold Open Fast Start 78 ________ Blow Mold Open Fast Time 78 ________ Bottom Mold Up Start 78 ________ Bottom Mold Up Start ( Delay ) 78 ________ Bottom Mold Down Start

TIMER SET ROTATION 78 ________ Lock Pin Up Start 78 ________ Lock Pin Down Start 78 ________ Rotation Start

73

HEATER TEMPERATURE HR. BLOCK

HR.NOZZLE

H.POT UP

H.POT DOWN

BARREL SPRUE

Dryer Temperature : ___________ oC

Setelah data diatas diisi, maka data tersebut dapat sebagai acuan untuk produksi selanjutnya, sehingga dapat mempermudah proses produksi dan juga bisa mengurangi jumlah reject produk yang dihasilkan saat strart awal produksi.

74

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Tingkat reject produk yang rendah adalah tujuan dari setiap perusahaan untuk mendapatkan hasil yang maksimal sehingga akan mendapatkan pemasukkan yang besar hingga mencapai profit. Tapi perlu diperhatikan juga, untuk mendapatkan semua itu sangat diperlukan sekali handling process yang bagus dan maintance dari mesin yang bagus juga. Dari proses sendiri yaitu dari dryer, pemanasan barrel, heater dan penanganan dalam proses blow harus dilakukan sesuai dengan standard yang ada. Dari segi perawatan mold dan part-part nya harus dijadwalkan harus direkondisi kembali, paling tidak untuk mendapatkan kondisi mendekati kondisi saat barunya. Dari mesinnya sendiri meskipun tidak dibahas disini harus dilihat juga kondisi untuk setiap part mesin, diusahakan tidak terjadi mesin stop untuk jangka waktu yang lama. Hal ini untuk mendapatkan “process windows” yang besar sehingga akan lebih mudah dalam membuat produk sesuai dengan keinginan. Dari operator juga harus mempunyai kesadaran bagaimana caranya supaya reject yang dihasilkan dapat diminimalisasikan, sehingga hasil produksi dapat maksimal. Efisiensi produksi yang bagus akan dapat dicapai jika hal – hal yang mendasar dapat diterapkan dala setiap produksi dan sehingga income yang masuk ke perusahaan dapat memuaskan juga. Dari data di atas dapat dilihat hasil pengukuran yang sesuai dengan spek yaitu untuk : berat 16±1 gr, volume brimfull 63.3±2.5 ml, diameter outer thread 27.1±0.15 mm, tinggi neck 15.5±0.1 mm, diameter snap 27.7±0.15 mm dan inner diameter 22.2±0.1. tingkat yang paling parah untuk ukuran yang keluar dari spek adalah pengukuran tinggi neck. Didapat sebanyak 87.791 % ukuran masih diluar spek yang diinginkan. Dari data ini juga dapat langsung kita putuskan kemana arah perbaiakan atau improvement yang akan dilakukan untuk meningkatkan suatu hasil.

SARAN Saran dari penulis adalah semoga tulisan ini dapat menjadi bermanfaat bagi orang yang membacanya dan juga harus ada orang yang meneruskan tulisan ini untuk memberikan perkembangan ilmu plastic secara umunya dan ISBM secara khusus. Di masa mendatang plastikakan berkembang pesat dan maju.

75

DAFTAR PUSTAKA

1. Paul Atkin, Nissei ASB Japan, Training Modul Injection Stretch Blow 2. Otmar Brandau, Stretch Blow Moulding A hands – on Guide vol 3 3. Staff of Modern Platics Magazine, Plastics handbook 4. Manual Book ASB - 70 DPH Machine 5. Michael L.G, David Rowlands, Mark Price, John Maxey, Lean Six Sigma Pocket Toolbook.

76

Penanganan Proses Polyethylene Terephthalate (PET) dengan Metode Analisa Statistik pada Injection Stretch Blow Moulding ( ISBM )

Recommend Documents