## PENGEMBANGAN FORMULA COMPOUND RUBBER DALAM PEMBUATAN SOL SEPATU

## Suliknyo, Haris Wahyudi
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana Jakarta E-mail: sulicsinyo@gmail.com
Abstrak -- Sol sepatu  adalah  bagian terbawah dari bagian sepatu yang kontak langsung dengan tanah. Sol  ini  harus  memiliki  sifat  fisik  yang  baik  seperti  tegangan  putus,  perpanjangan  putus,  Modulus, kekerasan,  dan  ketahanan.  Sifat  fisik  barang  jadi  karet  sangat  dipengaruhi  oleh  perancangan  awal formula  kompon  karet  sol  sepatu.  Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  mempelajari  pengaruh pemakaian IR 2200 dan KNB 40H sebanyak 10, 10.25, 10.5 phr terhadap sifat mekanik. Bahan digiling menggunakan  dua  rol  terbuka,  sedangkan  pencetakan  digunakan  mesin  hydraulic  press.  Hasil  uji menunjukan  bahwa  vulkanisat  karet  dengan  hasil  terbaik  diperoleh  dengan  pemakaian  IR  2200  dan KNB 40H sebanyak 10.5 phr dengan nilai tegangan putus 13.42 MPa, perpanjangan putus  713,86%, kekerasan 67.8 shore A, ketahanan sobek 16.34 MPa, dan abrasi 0.22 cc. Hasil uji tersebut memenuhi persyaratan Nike Test Method.
Kata kunci: formula, compound rubber, sol sepatu

## 1.  PENDAHULUAN
Sol  sepatu  adalah  salah  satu  bagian  bawahan sepatu  yang  merupakan  unsur  penentu  kualitas sepatu.  Kualitas  sol  karet  sebagai  komponen bawahan  sepatu  atau  alas  kaki  yang  sangat ditentukan  oleh  sifat  –sifat  fisisnya,  antara  lain: tegangan putus, perpanjangan putus, kekerasan, pampatan tetap, bobot jenis, dan ketahanan retak lentur (Rahmawati, 2009). Ikatan utama dari karet adalah  ikatan  tidak  jenuh  (ikatan  rangkap) sehingga  menyebabkan  tidak  tahan  terhadap oksigen,  ozon,  cahaya,  dan  panas.  Karet  alam tidak tahan terhadap minyak, asam pengoksidasi dan  memiliki  ketahanan  terbatas  terhadap  asam mineral  serta  akan  mengembang  jika  terkena senyawa  hidrokarbon  aromatik,  alifatik  dan hidrokarbon  halogen.  Namun,  karet  alam  tahan terhadap beberapa bahan kimia anorganik selain bahan  tersebut.  Karet  alam  dapat  dibuat  ikatan silang (vulkanisasi) dengan menggunakan metode  sulfur,  sistem  donor  sulfur,  peroksida, vulkanisasi  dan  radiasi  isosianat,  tetapi  sulfur adalah  yang  paling  banyak  digunakan.  Dalam proses  pembuatan  barang  jadi  karet,  karet  alam harus  dibuat  menjadi  kompon  terlebih  dahulu (compounding). Kompon karet adalah karet alam padat  yang  ditambah  dengan  berbagai  bahan kimia  untuk  memberikan  sifat  barang  jadi  karet yang diinginkan (Barlow, 1993).

## 2.  METODOLOGI PENELITIAN
Metode  pengambilan  sampel  untuk  di  uji laboratorium  dilakukan  dengan  cara  mengikuti kajian Nike Test Method yaitu:
a)  Nike G76 Tensile, Elongation dan Modulus b)  Nike G9 untuk uji abrasi
c)  Nike G45 untuk uji kekerasan
d)  ASTM D-624 untuk uji kekuatan sobek
Tabel 2.1 Standar pengujian Nike
Untuk mendapatkan hasil fisik vulkanisat karet perlu  diperhitungkan  perbandingan  formula pada kompon.  Komposisi  kompon  berupa  phr  (per hundred rubber).

## 3.  HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Pembuatan Sampel
Setelah bahan-bahan  yang dibutuhkan  diperoleh kemudian dilakukan penimbangan dengan menggunakan timbangan sesuai dengan formulasi  masing-masing  sampel  yaitu  sampel  I, sampel II dan sampel III. Sampel I menggunakan data  original  produksi,  sampel  II  menambah polymer IR2200  +  KNB  40H  sebanyak  0,25  phr dan sampel III penambahan sebanyak 0,5 phr dari data  formula  original.  Satuan  yang  biasa digunakan Phr yaitu per hundred rubber, dimana untuk  penimbangan  dikonversi  kedalam  berat bagian komponen penyusun kompon.
Tabel 3.1 Formula sampel I, Sampel II dan
Sampel III
Untuk proses pencampuran bahan-bahan penyusun kompon dicampur menggunakan mesin
2 rol terbuka  dengan  baik.  Setelah  bahan tercampur semua dan menjadi lembaran kompon kemudian bahan didinginkan minimal 4 jam. Untuk proses  pencampuran  karet  pada  mesin  dua  rol dapat dilihat pada Gambar 3.1
Gambar 3.1 Proses pencampuran pada mesin 2 rol terbuka

## 3.2 Pengujian Rheometer
Dari  ketiga  formula  kompon  karet  yang  sudah dicampur  menggunakan mesin rol  terbuka, karet kemudian
di uji hasil kematangannya menggunakan  rheometer  untuk  mengetahui kecepatan  vulkanisasi  karet.  Proses  pengujian dengan  rheometer  ODR2000  dapat  dilihat  pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2 Pengujian kompon menggunakan mesin Rheometer ODR2000
Hasil  pengujian  sampel  I  dapat  dilihat  pada Gambar  3.3,  sampel  II  pada  Gambar  3.4  dan sampel III pada Gambar 3.5.
Pada  Gambar  3.3  pengujian  kematangan kompon sampel I menggunakan mesin rheometer dengan temperatur 150˚C didapat Time considering atau Tc10 2 menit 22 detik dan Tc90 3  menit  50  detik.  Waktu  kematangan  pada  Tc90 atau  kematangan  90%  sebagai  acuan  produksi yaitu 3 menit 50 detik.
Gambar 3.3 Grafik hasil uji rheometer formula original produksi
Gambar 3.4 Grafik hasil uji rheometer formula sampel II
Pada  Gambar  3.4  pengujian  kematangan kompon  menggunakan  mesin rheometer dengan temperatur 150˚C didapat Time considering atau Tc10 2 menit 26 detik dan Tc90 3 menit 41 detik. Waktu kematangan pada Tc90 atau kematangan 90%  sebagai  acuan  produksi  yaitu  3  menit  41 detik.
Gambar 3.5 Grafik hasil uji rheometer sample III
Pada  Gambar  3.5  pengujian  kematangan kompon  menggunakan  mesin rheometer dengan temperatur 150˚C didapat Time considering atau Tc10 2 menit 26 detik dan Tc90 3 menit 41 detik. Waktu kematangan pada Tc90 atau kematangan 90%  sebagai  acuan  produksi  yaitu  3  menit  41 detik.
Dari hasil pengukuran rheometer pada sampel I,  sampel  II  dan  sampel  III  didapat  data  seperti pada Tabel 3.2
Tabel 3.2 Hasil tes rheometer
Pada  Tabel  3.2  sampel  I  didapat  tingkat kematangan  90%  selama  3  menit  50  detik  lebih lama dibandingkan pada sampel II dan sampel III. Sampel II hasil penambahan IR200 dan KNB 40H sebanyak  0,25 phr ( per hundred rubber ) dengan jumlah  phr  bahan  pengisi  lainya  sama  dengan jumlah  phr  formula  original  didapatkan  hasil kematangan  lebih  cepat  9  detik  dari  sampel  I. Pada  sampel  III  dengan  menambahakan  IR200 dan  KNB  40H  sebanyak  0,5  phr  dari  jumlah  phr bahan  pengisi  lainya  sama  dengan  jumlah  phr formula  original  didapatkan  hasil  kematangan lebih cepat 45 detik dari sampel I.

## 3.3 Pemberian Bentuk (Molding)
Proses vulkanisasi kompon ini dilakukan menggunakan alat hot press dengan membentuknya  serperti  lembaran  flat.  Kompon dibentuk  lembaran  dan  dipotong  seperti  ukuran cetakan (mold). Mesin hot press diset pada suhu 150˚C.  Untuk  proses  vulkanisasi  kompon  karet dapat dilihat pada Gambar 3.6
Gambar 3.6 Pemasukan kompon kedalam
cetakan
Sampel  kompon  yang  berada  didalam cetakan  kemudian  di  press  dengan  tekanan  100 kgf/cm²  selama  7  menit.  Sampel  yang  telah terbentuk merupakan kompon yang telah mengalami  vulkanisasi  (karet  vulkanisat).  Untuk proses  vulkanisasi  kompon  dapat  dilihat  pada Gambar 3.7
Gambar 3.7 Pemasukan cetakan kompon ke mesin hot press
Proses  pemasakan  kompon  menggunakan mesin hot press dengan temparatur 150˚C selama 7  menit.  Dilakukan  7  menit  karena  dalam
pembuatan  sol  sepatu  terdapat  2  warna  karet sehingga  dilakukan  pembetukan  warna  pertama kemudian  cetakan  dibuka  untuk  membersihkan batas  warna,  setelah  bersih  warna  kedua dimasukan  kedalam  cetakan  kemudian  cetakan masuk ke mesin hot press .
3.4 Pengujian Sifat Mekanik (Pengujian Tensile Strength, Strain dan Modulus elastic)
a)  Sampel I (Formula original produksi)
Tabel 3.3 Hasil uji tensile , strain dan modulus elastic sampel 1
Berdasarkan Tabel 3.3 dengan pengujian tiga kali  tarikan  didapat  nilai  uji  tarik  yang  kedua sangat  tinggi  nilainya  karena  pada  saat  proses buffing /dibuka  pori-pori  menggunakan  gerinda batu  kurang rata.  Pada formula  original  produksi ini  didapat  tegangan  rata-rata  57,60  kgf/cm², regangan  rata-rata  580.61%  dan  modulus  rata- rata  28.13 kgf/cm².
b)  Sampel 2 (penambahan polymer IR2200 dan KNB 40H 0,25 phr)
Tabel 3.4 Hasil uji tensile , strain dan modulus elastic sampel II
Berdasarkan  Tabel  3.4  menggunakan  komposisi formula  sampel  II  didapat  tegangan  rata-rata 133.15 kgf/cm², regangan rata-rata 743.51% dan modulus rata-rata 40.79 kgf/cm² lebih baik nilainya dibandingkan pada sampel I.
c)  Sampel 3 (penambahan polymer IR2200 dan KNB 40H 0,5 phr)
Tabel 3.5 Hasil pengujian sampel III
Berdasarkan  Tabel  3.5  menggunakan  komposisi formula  sampel  III  didapat  tegangan  rata-rata 136.89 kgf/cm², regangan rata-rata 713.86% dan
modulus  rata-rata  43.33  kgf/cm²  lebih  baik  nilai tegangan  dan  modulusnya  dibanding  sampel  I dan sampel II.

## 3.5 Pengujian Sobek (ASTM D624)
Ketahanan  sobek  adalah  parameter  untuk mengetahui ketahanan vulkanisat  terhadap robekan  atau  sobekan.  Ketahanan  sobek merupakan  salah  satu  faktor  penting  dalam parameter uji sol sepatu.  Katahanan sobek yang tinggi  menghasilkan  vulkanisat  sol  sepatu  yang semakin  baik  sehingga  waktu  pakai  produk semakin  lama.  Hasil  analisa  penambahan polymer  IR2200  dan  KNB  40H  terhadap ketahanan  sobek  dapat  dilihat  pada  Tabel  3.6 sampel  I,  Tabel  3.7  sampel  II  dan  Tabel  3.8 sampel III.
a) Pengujian sobek sampel I
Tabel 3.6 Hasil pengujian sobek sampel I spesimen 1-3
Hasil  uji  sampel  I  didapat  kekuatan  sobek  rata- rata 31.59 kgf/cm² dengan maksimum beban 6.8 kgf kurang dari standar ASTM D624 yaitu minimal 35 kgf/cm².
b) Pengujian sobek sampel II
Tabel 3.7 Hasil pengujian sobek sampel II spesimen 1-3
Hasil  uji  sampel  II  didapat  kekuatan  sobek  rata- rata  63.39  kgf/cm²  lebih  baik  karena  melebihi standar ASTM D624 yaitu minimal 35 kgf/cm².
c) Pengujian sobek sampel III
Tabel 3.8 Hasil pengujian sobek sampel III spesimen 1-3
Hasil  uji sampel  III didapat  kekuatan sobek rata- rata  166.8  kgf/cm²  dengan  maksimum  beban 34.19 kgf lebih baik dari standar ASTM D624 yaitu minimal 35 kgf/cm².
3.6 Pengujian Hardness (kekerasan)
Kekerasan  merupakan  ukuran  kekakuan  dari kompon karet. Semakin lentur produk karet maka semakin  rendah  kekerasan  produk  tersebut. Untuk  mengukur  kekerasan  karet  yang  sudah  di vulkanisasi  digunakan  alat  Durometer  Shore  A. Pada  pengukuran  kekerasan  karet  dilakukan  5 kali  pengukuran  pada  tempat  yang  berbeda. Untuk  hasil  pengukuran  kekerasan  dapat  dilihat pada Tabel 3.9.
Tabel 3.9 Hasil pengujian kekerasan sampel I, II dan III.
Dari  Tabel  3.9  didapat  hasil  sampel  II  dan  III dengan  penambahan  polymer  IR2200  dan  KNB 40H sebanyak 0,25  dan  0,5 phr menambah nilai kekerasan pada karet.

## 3.7 Pengujian  Berat  Jenis  atau  Specific Gravity
Pengujian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui  nilai ketahanan kikis pada karet vukanisat karena nilai pembagi  hasil  abrasinya  adalah  berat  jenis. Berikut  adalah  hasil  nilai  berat  jenis  sampel  I sampai dengan sampel III.
Tabel 3.10 Hasil pengujian berat jenis Model Specify Gravity Nike G43 1,14-1,18 (g/cc) Avg Sampel I 1,17 1,17 1,17 1,17 Sampel II 1,11 1,11 1,11 1,11 Sampel III 1,11 1,11 1,11 1,11

## 3.8 Pengujian Abrasi
Ketahanan  kikis  merupakan  kemampuan  produk jadi  karet  untuk  menahan  abrasi  akibat  adanya gaya  gerak.  Berikut  adalah  hasil  dari  pengujian ketahanan kikis karet vulkanisat.
Tabel 3.11 Hasil ketahanan abrasi Model Ketahanan Abrasi Nike G9 Max 0.35 (cc loss) Avg Sampel I 0,31 0,32 0,33 0,32 Sampel II 0,26 0,25 0,25 0,25 Sampel III 0,22 0,21 0,23 0,22

## 4.  KESIMPULAN DAN SARAN

## 4.1 Kesimpulan
Dari  hasil  analisa  pengembangan  formula compound rubber dalam pembuatan sol sepatu di peroleh kesimpulan, yaitu:
 Penambahan polymer IR2200 dan  KNB  40H sebanyak  0,5  phr  memperbaiki  nilai  tensile strength  136.89  kgf/cm²,  elongation  at  break 713,86 % dan modulus elastic 43.33 kgf/cm² pada sampel III.
 Pengaruh  pengembangan  formula  terhadap kekuatan sobek menjadi lebih baik yaitu 166.8 kgf/cm² pada sampel III. Pengaruh pengembangan  formula  sampel  III  terhadap kekerasan menjadi lebih baik yaitu 67,8 shore A  sehingga  semakin  tinggi  nilai  kekerasan maka nilai abrasi semakin kecil yaitu 0.22 cc.

## 4.2 Saran
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan pada formula yang sudah ada (sampel I) memiliki sifat mekanik yang lebih rendah. Untuk meningkatkan
sifat mekanik maka disarankan untuk menggunakan  formula  yang  sudah  ditambahkan polymer IR2200 dan KNB 40H sebesar 0,5 phr.

## DAFTAR PUSTAKA
[1].  Barlow,  F.W.  (1993). Rubber Compounding . New York : Marcel Dekker Inc.
[2].  Callister  Jr.,William  D.  1997. Materials Science  and Engineering  an Introduction 4th Edition . Canada : John Willey & Sons, Inc.
[3].  Heinisch,  K.  F.  (1994).  " Vulcanisation" Dictionary  of  Rubber,  Applied  Science Publisher Ltd.
[4].  Rahmawati.  (2009).  Pengaruh  Komposisi Arang  Cangkang  Kelapa  Sawit  dan  Hitam Arang (Carbon  Black) Terhadap  Kualitas Kompon  Karet  Sol  Sepatu.  Universitas Sumatera Utara. Medan.
[5].  Rodgers, Brendan. (2004). Rubber Compounding,  Chemistry  and  Applications . New York Marcel Dekker, Inc.
[6].  Sommer, John G. (2009). Engineered Rubber Product, Introduction to Design, Manufacture and Testing . German: Hanser Publications.