Laminasi Bantalan

Latar Belakang

Bungkus gelembung adalah nama merek dagang untuk bahan pengepakan yang terdiri dari dua lembar plastik yang dilaminasi bersama sedemikian rupa sehingga memerangkap gelembung udara dalam kantong kecil yang seragam. Rakitan lembaran plastik ini digunakan sebagai bantalan fleksibel untuk melindungi benda-benda rapuh selama penyimpanan atau pengiriman. Nama Bubble wrap didaftarkan oleh Sealed Air Corporation dari Saddle Brook, New Jersey, namun nama tersebut menjadi identik dengan bahan kemasan itu sendiri. Bahan serupa dikenal di industri sebagai bantalan laminasi.

Kebutuhan akan bahan kemasan pelindung yang efisien telah lama dikenal. Awalnya, kertas robek dan kain lap digunakan untuk tujuan ini. Bahan lain yang telah digunakan secara historis termasuk mika bubuk dan karton bergelombang. Sebagai teknologi plastik matang pada 1950-an dan 1960-an, bahan kemasan baru dan lebih baik dikembangkan. Manik-manik busa yang terbuat dari plastik polistirena adalah salah satu contoh populer dari bahan kemasan plastik; ini lebih dikenal sebagai kacang styrofoam. Inovasi lain berdasarkan teknologi plastik adalah bantalan laminasi, bahan kemasan yang mengandalkan udara untuk melindungi dan melindungi benda-benda yang sangat rapuh. Penggunaan pertama laminasi ini dimulai pada awal 1970-an ketika metode yang digunakan untuk memproses plastik menjadi semakin canggih, memungkinkan pembuatan yang murah dan cepat. Saat ini, mereka dibuat oleh sejumlah perusahaan baik di Amerika Serikat maupun di luar negeri. Sementara berbagai metode manufaktur digunakan, proses dasarnya melibatkan perangkap gelembung udara di antara dua lembar plastik yang dilaminasi.

Bahan Baku

Resin plastik

Laminasi bantalan terutama terbuat dari film plastik atau lembaran tipis yang dibentuk dari resin seperti polietilen dan polipropilen. Resin ini banyak digunakan karena kinerjanya baik dan relatif murah. Mereka dapat dicetak menjadi film yang kuat dan fleksibel, yang memiliki kemampuan menahan udara tanpa bocor. Selain itu, resin ini adalah bahan termoplastik, yang berarti mudah dicairkan dan dicetak. Ini adalah properti penting karena lembaran plastik dapat dipanaskan kembali selama pemrosesan. Berbagai jenis resin dapat digunakan untuk membuat lembaran atas dan bawah untuk memberikan sifat khusus bantalan laminasi. Misalnya, satu lapisan dapat dibuat dengan bahan yang lebih kaku untuk meningkatkan kekakuan pada produk jadi.

Aditif lainnya

Film polipropilen atau polietilen dibentuk dengan berbagai aditif yang dicampur dengan polimer dasar untuk memodifikasi sifat-sifatnya dan untuk memfasilitasi pemrosesan. Aditif ini termasuk pelumas dan plasticizer yang mengontrol fleksibilitas campuran resin; peredam sinar ultraviolet, penstabil panas, dan antioksidan yang menghambat berbagai jenis degradasi; dan agen kopling dan pengubah kekuatan yang meningkatkan ikatan antara polimer dan pengisi. Selanjutnya, agen antistatik ditambahkan untuk mengurangi penumpukan listrik statis dan biosida dapat dimasukkan untuk menghambat pertumbuhan mikroba.

Manufaktur
Proses

Laminasi bantalan diproduksi dalam proses yang terdiri dari tiga langkah utama: Saat resin cair diperas melalui cetakan, resin tersebut dibentuk menjadi lembaran yang kemudian diproses lebih lanjut. Setelah diekstrusi, lembaran melewati serangkaian rol baja tahan karat, yang dikenal sebagai pelapis tiga gulungan atau tumpukan tiga gulungan. peracikan plastik dan ekstrusi lembaran, laminasi, dan operasi finishing.

Peracikan plastik dan ekstrusi lembaran

• 1 Resin plastik yang telah dicampur dengan spesifikasi pabrikan dibeli dalam jumlah besar dari pemasok. Dalam proses peracikan ini, resin polietilen dipanaskan dan dicampur dengan aditif yang dijelaskan di atas. Campuran ini kemudian dilebur dan dibentuk menjadi pelet kecil berdiameter 0,125 in (0,3175 cm). Pada awal proses manufaktur, pelet ini dimasukkan ke dalam mesin cetak, yang dikenal sebagai ekstruder. Di salah satu ujung ekstruder adalah hopper tempat pelet dibuang. Hopper ini memasukkan pelet ke dalam tong panjang yang dipanaskan. Laras ini dilengkapi dengan mekanisme sekrup, yang mendorong plastik ke depan. Di ujung laras yang lain adalah pelat baja tahan karat yang dapat menghasilkan lembaran hingga lebar 10 kaki (3 m).
• 2 Resin meleleh saat bergerak di sepanjang laras yang dipanaskan, dan saat mencapai ujungnya, resin dapat dengan mudah dipaksa keluar melalui lubang di cetakan. Saat resin cair diperas melalui cetakan, resin tersebut dibentuk menjadi lembaran yang kemudian diproses lebih lanjut. Tergantung pada prosesnya, lembaran dapat segera dilaminasi ke lapisan lain saat masih hangat atau dapat didinginkan dan dilaminasi nanti. Dalam kedua kasus, setelah diekstrusi, lembaran melewati serangkaian rol baja tahan karat, yang dikenal sebagai pelapis tiga gulungan atau tumpukan tiga gulungan. Rol ini berdiameter 10-16 inci (25,4-41 cm) dan didinginkan secara internal dengan air. Saat lembaran plastik keluar dari cetakan, ia memasuki nip, titik di mana dua rol teratas bertemu. Lembaran ditarik oleh gerakan rol dan dilewatkan melalui rol atas, tengah, dan bawah. Rol ini mendinginkan lembaran sambil membantu mempertahankan ukuran dan bentuk yang benar. Setelah melewati tumpukan tiga gulungan, lembaran memasuki rangkaian rol lain yang dikenal sebagai gulungan tarik, yang menyeret lembaran melalui sisa pemrosesan.

Laminasi

• 3 Laminasi adalah proses yang digunakan untuk merekatkan dua lembar sedemikian rupa Laminasi adalah proses yang digunakan untuk merekatkan kedua lembaran sedemikian rupa sehingga memerangkap gelembung udara. yang menjebak gelembung udara. Penempatan seragam gelembung-gelembung ini di seluruh permukaan lembaran dapat dicapai dengan meregangkan atau melubangi lembaran substrat dalam pola yang ditentukan. Deformasi yang ditempatkan secara seragam di lembaran ini akan menahan udara dan membentuk kantong individu. Proses deformasi lembaran substrat membutuhkan panas untuk melunakkan plastik. Sebagaimana dicatat, langkah ini dapat dilakukan segera setelah ekstrusi saat lembaran masih hangat atau lembaran dapat dipanaskan kembali dan dicetak di lain waktu. Gelembung kemudian dapat dicetak ke dalam lembaran yang dilunakkan dengan memaparkannya ke permukaan pembentuk. Permukaan ini dapat berupa rol atau pelat dengan tonjolan dalam bentuk dan distribusi yang diinginkan. Ketika lembaran cair dibawa ke dalam kontak dengan permukaan pembentuk, plastik dicetak dalam pola yang diinginkan.
• 4 Salah satu metode untuk membuat kantong udara ini menggunakan sabuk yang berputar sebagai permukaan pembentuk. Sabuk ini memiliki sejumlah lubang yang tersebar di atasnya. Saat lembaran substrat bergerak di sepanjang sabuk, hisap diterapkan dari sumber vakum ke lubang di sabuk. Perbedaan tekanan udara menyebabkan plastik meregang ke dalam lubang di sabuk, sehingga menciptakan serangkaian kantong. Metode lain menggunakan pelat cetakan sebagai permukaan pembentuk. Lembaran plastik dipindahkan ke tempatnya di bawah pelat ini melalui mana ruang hampa ditarik. Hisap menyebabkan lembaran menyesuaikan dengan tonjolan di pelat cetakan dan menghasilkan lembaran cetakan yang memiliki permukaan tidak beraturan yang diinginkan. Metode ketiga menggunakan silinder cetakan yang berputar untuk membentuk kantong udara di dalam plastik.
• 5 Setelah kantong udara dibentuk dengan salah satu metode yang dijelaskan di atas, lembaran substrat dan lembaran kedua diumpankan bersama melalui satu set rol laminating. Setidaknya salah satu lembaran harus pada suhu yang tepat untuk memastikan ikatan akan terjadi. Tekanan dan panas menyegel lembaran dan gelembung udara tetap terperangkap.

Operasi khusus

• 6 Setelah laminasi selesai, lembaran didinginkan, jika perlu, dengan sistem udara terbuka atau paksa. Udara dapat dihembuskan dari atas dan bawah lembaran. Pendinginan air terkadang dilakukan tetapi ini membutuhkan waktu ekstra untuk pengeringan dan dapat menyebabkan masalah pembersihan. Tergantung pada jenis bantalan laminasi yang dibuat, pemrosesan khusus lainnya mungkin diperlukan. Misalnya, beberapa jenis bantalan laminasi diperlakukan dengan lapisan perekat di satu sisi. Yang lain dibentuk menjadi amplop untuk menampung benda-benda kecil yang rapuh. Bergantung pada pemrosesan yang terlibat, operasi tambahan ini dapat dilakukan sebelum atau sesudah proses laminasi.

Menyelesaikan operasi

• 7 Setelah bantalan laminasi selesai, bahan lembaran dipotong dengan ukuran yang sesuai. Ini dapat dilakukan sebagai bagian dari pemrosesan utama atau bungkus yang belum dipotong dapat disimpan pada gulungan besar dan dipotong sesuai ukuran nanti. Proses pemotongan ini dikenal sebagai slitting dan dilakukan dengan pisau khusus yang dapat memotong lapisan plastik yang tebal. Laminasi dapat dikemas dan dijual dalam bentuk gulungan atau lembaran.

Produk Sampingan/Limbah

Produk limbah utama dari pembuatan bantalan laminasi adalah resin plastik. Resin yang terkontaminasi, terlalu panas, atau rusak harus dibuang. Namun, lembaran yang gagal dalam pemeriksaan kualitas karena alasan yang berkaitan dengan masalah pencetakan fisik dapat dikerjakan ulang. Proses daur ulang ini dikenal sebagai regrinding dan merobek-robek lembaran, melebur kembali, dan mengekstrusi kembali sebagai lembaran baru. Untuk memastikan plastik memenuhi spesifikasi fisik, regrind dapat dicampur dengan resin murni. Ini dapat dilakukan tanpa kehilangan kualitas karena sifat termoplastik polipropilen.

Kontrol Kualitas

Seperti proses manufaktur plastik lainnya, ada beberapa area utama yang harus dikontrol secara ketat untuk memastikan produk yang dihasilkan berkualitas. Selama proses peracikan, resin dan aditif harus ditambahkan dengan hati-hati untuk memastikan komponen formula dicampur dalam rasio yang tepat. Resin jadi dapat dianalisis untuk memastikan sifat kimia dan fisiknya memenuhi spesifikasi sebelum operasi ekstrusi lembaran dimulai. Pada awal proses ekstrusi, sejumlah kecil dapat dialirkan melalui laras alat ekstruder. Proses pembersihan ini membersihkan laras dan mengungkapkan masalah apa pun dengan sistem pencetakan.

Selama ekstrusi, sangat penting bahwa resin disimpan pada suhu yang tepat. Laju aliran polimer akan bervariasi sesuai dengan berat molekul dan suhu. Jika suhu terlalu dingin, resin tidak akan bergerak melalui cetakan dengan benar. Jika suhu terlalu tinggi, polimer dapat mengalami degradasi termal. Terlalu panas dapat menyebabkan perubahan kimia pada resin, membuatnya tidak dapat digunakan. Interaksi kimia yang tidak diinginkan juga dapat mempengaruhi kualitas lembaran plastik selama proses ekstrusi. Salah satu masalah adalah oksidasi, reaksi dengan udara yang dapat berdampak negatif pada plastik. Demikian pula, interaksi dengan kelembaban mempengaruhi kualitas plastik. Jika kelembapan terlalu sedikit, campuran plastik tertentu bisa menjadi terlalu rapuh.

Setelah proses ekstrusi selesai, ekstruder harus dibersihkan dengan benar. Pembersihan menyeluruh diperlukan sebelum bekerja dengan resin yang berbeda karena jejak resin yang digunakan sebelumnya dapat mencemari batch baru. Pembersihan cetakan paling baik dilakukan saat mesin masih hangat dan resin yang tersisa dapat dengan mudah dikikis.

Faktor lain juga harus dipantau. Misalnya, dalam metode pembuatan tertentu, penting agar lembaran plastik atas dan bawah merespons panas secara berbeda sehingga selama proses laminasi satu lembar terdistorsi tetapi yang lain tidak. Untuk jenis operasi ini, sangat penting bahwa distorsi panas dari dua lembar berbeda setidaknya 77° F (25 ° C) atau masalah akan terjadi selama laminasi.

Setelah bantalan laminasi selesai, sampel dapat dievaluasi untuk memastikan lembaran memenuhi spesifikasi kekuatan, titik pecah gelembung dan kriteria lainnya.

Masa Depan

Perbaikan dalam teknologi plastik terus terjadi dengan cepat. Kemajuan ini kemungkinan akan menghasilkan senyawa plastik yang lebih baik yang lebih mudah diproses, memberikan kemampuan bantalan yang lebih baik, dan dapat terurai secara hayati. Kualitas yang terakhir ini sangat penting mengingat bahan kemasan adalah produk sekali pakai dan digunakan dalam jumlah yang cukup besar. Laminasi bantalan yang terbuat dari plastik, yang dapat rusak dengan aman tanpa berdampak negatif terhadap lingkungan, akan menjadi aset besar bagi industri ini. Sementara perbaikan peralatan yang digunakan dalam proses manufaktur terus dilakukan, mereka mungkin lambat datang ke pasar karena mengganti mesin yang ada mungkin sangat mahal. Salah satu metode manufaktur baru menghindari kebutuhan akan peralatan pembentuk yang mahal. Sebagai gantinya, metode ini menggunakan lembaran substrat plastik sebagai pola untuk membentuk gelembung tanpa peralatan cetakan yang mahal. Dalam proses ini, lembaran plastik tipis pertama dilubangi dalam pola gelembung yang diinginkan. Lapisan ini dilaminasi ke lembaran substrat dan kombinasinya kemudian dilewatkan melalui gulungan penjepit yang dipanaskan. Vakum atau tekanan gas diterapkan untuk menarik film melalui perforasi di substrat. Proses ini menciptakan gelembung tanpa menggunakan permukaan pembentuk. Masih harus dilihat apakah ini, atau metode manufaktur baru lainnya, akan dianut oleh industri di masa depan.