Pada proses extrusion coating (Gambar Extrusion coating), lapisan polimer cair (molten polymer) diaplikasikan ke sebuah substrat seperti kertas, plastik, atau aluminium foil. Ketika substrat masuk ke lini ekstrusi, biasanya substrat tersebut dipanaskan terlebih dahulu dan dapat diberi pretreatment untuk meningkatkan daya rekat. Kemudian, sebuah ekstruder memompa plastik cair ke permukaan substrat.
Material yang telah dilapisi kemudian didinginkan oleh chill rolls dan digulung pada wind-up roll. Peralatan tambahan seperti mesin slitter, stasiun corona discharge, dan printing head dapat ditempatkan di antara chill roll dan wind-up roll. Karena extrusion coating menawarkan kecepatan produksi tinggi dan menghilangkan kebutuhan perekat berbasis pelarut, proses ini sering digunakan untuk aplikasi kemasan.
Lini ekstrusi meliputi peralatan pengumpan substrat, ekstruder, die, rakitan chill roll, slitter, sistem wind-up, dan peralatan tambahan lainnya. Die pada extrusion coating mirip dengan die film datar, dan seperti ditunjukkan pada Tabel Extruder and Film Die Sizes, ukuran die harus sesuai dengan ukuran ekstruder. Desain chill roll juga mirip dengan chill roll pada lini film dan lembaran (sheet). Namun, roll yang bersentuhan dengan polimer adalah roll baja, sementara roll di belakang substrat terbuat dari karet. Material biasanya diekstrusi ke arah bawah menuju celah (nip) antara dua roll. Roll karet tidak didinginkan atau dipanaskan secara langsung, tetapi seperti ditunjukkan pada Gambar Extrusion coating, roll tersebut didinginkan oleh roll logam kedua.
Dalam extrusion coating, parameter kontrol utama meliputi temperatur barrel dan die, temperatur substrat, temperatur chill roll, kecepatan lini, dan jarak celah die. Temperatur barrel dan die sangat tinggi sehingga menghasilkan temperatur leleh yang biasanya tepat di bawah temperatur degradasi polimer. Resin extrusion coating biasanya memiliki berat molekul lebih rendah sehingga lebih cair dibandingkan material ekstrusi lainnya. Karena viskositasnya sangat rendah, polimer leleh dapat mengalir dan menempel pada substrat. Temperatur tinggi juga meningkatkan oksidasi pada permukaan polimer cair. Oksidasi ini terjadi di ruang udara (air gap), yaitu ruang antara bibir die dan nip antara chill roll dan pressure roll. Air gap yang lebih besar meningkatkan oksidasi tetapi memungkinkan pendinginan polimer leleh.
Substrat dapat dipanaskan terlebih dahulu, dan kertas dapat dikeringkan sebelum mencapai pressure roll, serta chill roll juga dipanaskan. Substrat dan chill roll yang dipanaskan memungkinkan polimer cair mengalir di atas substrat dan memberi kesempatan bagi rantai polimer untuk relaksasi. Hal ini tidak hanya mempermudah penguncian mekanis antara lapisan coating dan substrat, tetapi juga mengurangi tegangan yang dapat menurunkan daya rekat coating.
Temperatur chill roll juga memengaruhi sifat permukaan coating. Pendinginan cepat akan membekukan cacat pada coating, sehingga permukaannya menjadi kurang mengilap. Karena kecepatan screw yang lebih tinggi meningkatkan output ekstruder, maka menghasilkan coating yang lebih tebal dengan neck-in yang lebih kecil. Sebaliknya, chill roll menarik (draw down) lelehan sehingga mengurangi ketebalan coating dan meningkatkan neck-in. Biasanya drawdown tinggi diperlukan untuk kecepatan lini cepat dan coating tipis, sedangkan kecepatan lebih lambat dipakai untuk coating yang lebih tebal.
Meningkatkan kecepatan chill roll juga meningkatkan tegangan karena proses melt drawing memperbesar uniaxial orientation, tetapi coating yang lebih tipis membekukan rantai polimer dalam kondisi terorientasi. Akibatnya, adhesi berkurang. Coating yang lebih tebal juga menunjukkan penurunan adhesi akibat tegangan tidak seragam yang terbentuk selama pendinginan.
Dua ukuran lain yang dipengaruhi oleh kecepatan chill roll adalah berat coating per satuan luas dan output luas coating. Berat coating menurun saat coating makin tipis, sedangkan output luas meningkat karena lebih banyak polimer tersebar pada area substrat yang lebih luas. Celah die yang lebih besar juga meningkatkan ketebalan coating tetapi mengurangi neck-in. Air gap yang lebih besar meningkatkan neck-in karena jarak yang lebih panjang antara die dan nip chill roll mempermudah regangan polimer cair.
Permukaan chill roll memengaruhi permukaan coating. Roll halus menghasilkan coating halus dan mengilap, sedangkan roll kasar digunakan untuk hasil akhir doff (matte). Tekanan roll yang lebih besar menekan polimer cair dan substrat agar bersentuhan lebih rapat sehingga meningkatkan adhesi. Adhesi juga meningkat dengan penggunaan substrat berpori, adhesion promoter, dan priming pada substrat. (by : niginashq) #plasticpallet #plasticrecycle #bumimulia #paletplastik #blowmolding #injectionmolding #injectionstretchblowmolding #molding #extrusion #extrusionprocess
Source : Modern Plastic Handbook (Charles A. Harper)