Serat logam, yang merupakan material buatan terdiri dari logam atau paduannya, memegang peranan penting dalam sejarah aplikasi tekstil hingga industri modern. Dari benang emas dan perak pada kain dekoratif zaman kuno, evolusi berlanjut dengan munculnya benang aluminium, benang plastik aluminisasi, dan benang nilon aluminisasi.
Industri serat logam saat ini menghadirkan berbagai varian, termasuk serat dalam baja tahan karat, nikel, titanium, tembaga, dan aluminium, sesuai dengan kebutuhan beragam. Filamen logam juga dapat dilapisi dengan film transparan untuk mengurangi potensi noda.
Proses produksi serat logam mencakup metode yang beragam, mulai dari pencukuran dari batangan besar, pengecoran langsung dari logam cair, hingga penanaman di sekitar biji.
Setiap metode memiliki keunggulan dan keterbatasannya sendiri, menciptakan keragaman aplikasi serat logam dalam berbagai sektor industri. Dengan sejarah panjangnya, serat logam terus mengukir inovasi dan memberikan kontribusi yang berharga dalam berbagai bidang.
Sejarah
Emas dan perak, sebagai hiasan pakaian zaman kuno, mencitrakan kemegahan raja dan bangsawan. Benang metalik historis terbuat dari strip logam melilit inti serat, menghasilkan tekstil elegan yang kini menjadi pameran museum global.
Kain emas, ditenun sejak abad ke-7 di Bizantium, meluas ke Sisilia, Siprus, Lucca, dan Venesia. Pertumbuhan pesat tenun abad ke-12 di bawah Genghis Khan memengaruhi seni dan perdagangan di Tiongkok dan Timur Tengah. Modernitas serat logam dimulai pada 1946 oleh Perusahaan Dobeckmum.
Sejak awal 1960-an, Brunswick Corp. menggelar riset untuk menciptakan filamen logam ekonomis, menghasilkan serat logam halus dari baja tahan karat tipe 304 pada 1964. Produksi skala besar dimulai pada 1966 di AS.
Saat ini, serat logam menjadi krusial dalam berbagai teknologi, menandai pertumbuhan sektor yang matang. Aluminium yang dominan dahulu, kini digantikan oleh baja tahan karat yang, tergantung pada paduannya, memberikan sifat tertentu untuk aplikasi teknologi tinggi.
Karakteristik
Serat logam hadir dalam beragam bentuk dan diameter, umumnya berkisar dari 100μm hingga 1μm. Variasi mencakup serat panjang, kontinu, dan serat pendek dengan rasio panjang/diameter kurang dari 100.
Dibandingkan dengan serat lainnya, seperti karbon, kaca, aramid, atau alami, serat logam menonjol dengan hambatan listrik rendah, ideal untuk aplikasi yang memerlukan konduktivitas listrik.
Ketahanan termalnya yang luar biasa membuatnya mampu bertahan pada suhu ekstrem. Menggunakan paduan berkualitas tinggi pada baja tahan karat atau logam lainnya meningkatkan ketahanan terhadap korosi.
Keunggulan mekanik serat ini termasuk regangan kegagalan tinggi, keuletan, ketahanan guncangan, ketahanan api, dan isolasi suara. Meskipun struktur dan produk serat logam yang disinter menunjukkan tingkat porositas yang tinggi, mereka tetap kuat dan tahan lama secara struktural. Ini memberikan keunggulan khusus dalam aplikasi seperti filtrasi atau elektroda.
Filamen metalik yang dilapisi membantu mencegah noda, sementara pemilihan perekat dan film yang sesuai menjaga kekekalan bahan terhadap air asin, klor di kolam renang, atau perubahan iklim.
Sebagai catatan perawatan, serat logam sebaiknya dicuci kering jika tidak ada label perawatan. Menyetrika perlu dilakukan dengan hati-hati, karena panas dari setrika, terutama pada suhu tinggi, berpotensi melelehkan serat, sehingga perlu perhatian ekstra dalam perawatan.
Metode Produksi
Terdapat beberapa proses yang dapat digunakan dalam pembuatan serat logam yang inovatif ini. Salah satu teknologi utama adalah gambar bundel, di mana ribuan filamen diikat menjadi satu dalam kawat komposit, kemudian ditarik melalui cetakan untuk mengurangi diameter.
Proses ini memungkinkan produksi serat logam kontinu hingga beberapa kilometer dengan penyebaran diameter setara yang sangat sempit. Teknologi laminasi menggabungkan lapisan aluminium di antara film asetat atau poliester, menciptakan serat dengan warna dan efek yang bervariasi.
Proses pencukuran foil menghasilkan serat dengan diameter hingga 14 μm, sementara pemesinan serat stapel memberikan serat semikontinu dengan penyebaran diameter yang relatif kecil.
Metalisasi, melibatkan pemanasan logam hingga menguap dan menyimpannya dalam film poliester, menghasilkan serat tipis, fleksibel, tahan lama, dan nyaman. Serat ini juga dapat dihasilkan dengan cara diserut, dicukur, atau dibundel dari kawat. Dengan beragam metode ini, serat logam menyajikan solusi yang inovatif dan serbaguna.
Klasifikasi
1. Serat Logam yang Disinter
Serat mengalami transformasi menjadi media serat yang tak hanya sebagai bulu bukan tenunan, tetapi juga sebagai struktur sinter yang terdiri dari serat dengan diameter 1,5 hingga 80 μm. Media serat logam berpori ini menjadi pilihan utama dalam aplikasi yang sangat menuntut.
Keunggulannya meliputi kombinasi bahan permeabel yang luar biasa, dengan porositas mencapai 90% untuk struktur sinter dan hingga 99% untuk struktur non-anyaman, sambil tetap memiliki ketahanan terhadap korosi dan suhu tinggi yang sangat dihargai.
Struktur berpori hasil sinter tidak memerlukan bahan pengikat karena setiap serat terikat kuat melalui ikatan difusi antar logam. Tidak hanya itu, struktur sinter 3D juga telah menjadi produk standar, menunjukkan kemajuan dalam penggunaan serat logam.
Inovasi terkini melibatkan pengembangan media filter yang memadukan serat logam dan non-logam, membuka peluang baru dalam aplikasi serat logam di berbagai bidang.
2. Serat Pendek
Proses produksi serat logam yang dirancang khusus memungkinkan pembuatan serat pendek dengan rasio panjang melebihi diameter (L/D) 100, dikenal sebagai bubuk logam. Serat pendek ini dapat digunakan sendiri atau dikombinasikan dengan bubuk logam untuk menciptakan struktur filtrasi sinter dengan tingkat filtrasi yang sangat tinggi.
Keistimewaan dari proses ini tidak hanya terletak pada kemampuannya mencapai tingkat filtrasi yang superior, tetapi juga pada permeabilitas yang unik yang dapat dihasilkannya. Inovasi ini membuka pintu untuk berbagai aplikasi di berbagai sektor, memenuhi kebutuhan industri modern dengan solusi yang efisien dan berkualitas.
3. Pelet Polimer
Serat logam hadir dalam berbagai bentuk, termasuk pelet atau butiran polimer yang terbuat darinya. Proses pembuatan melibatkan penggabungan beberapa bundel serat logam dengan berbagai ukuran dan penerapan lapisan ekstrusi yang sesuai.
Setelah bundel berlapis ini dipotong menjadi pelet, hasilnya dapat digunakan sebagai bahan tambahan dalam produksi potongan plastik konduktif atau pelindung.
Teknik pencetakan injeksi dan ekstrusi digunakan dalam menghasilkan produk akhir yang direkayasa. Keunggulan unik dari serat logam terletak pada kemampuannya membentuk jaringan konduktif dengan volume aditif konduktif yang terbatas, memberikan solusi inovatif dalam pengembangan material konduktif.
4. Serat Non-Tenun
Kain yang tidak dihasilkan melalui proses tenunan atau kempa konvensional dapat kini diproduksi dengan memanfaatkan serat logam, sebagaimana yang dilakukan pada serat tekstil konvensional.
Dalam situasi tertentu yang sangat terbatas, teknik peninjauan jarum dapat digunakan untuk menjalin serat tersebut, menghasilkan kain kempa yang memiliki lubang-lubang kecil dengan presisi menggunakan jarum khusus.
Pendekatan ini membuka pintu untuk inovasi dalam desain tekstil yang unik dan memberikan sentuhan artistik pada kain, menawarkan alternatif yang menarik di dalam industri tekstil yang terus berkembang.
5. Benang Logam
Kumpulan serat baja tahan karat bertransformasi menjadi benang melalui proses pemintalan tekstil yang canggih. Terdapat dua varian benang: satu dengan jumlah filamen yang sedikit, dan yang lainnya dengan jumlah filamen yang tinggi. Benang pertama, yang memiliki sekitar 275 filamen, dapat diubah menjadi benang filamen dengan menambahkan pelintiran pada bundelnya.
Untuk bundel yang mengandung beberapa ribu serat, prosesnya melibatkan teknik pemutusan regangan dan teknologi pemintalan benang konvensional. Hasilnya adalah benang logam murni sebanyak 100%. Selama proses pemintalan, derek dapat dicampur, dan benang campuran dengan katun, poliester, dan wol dapat dihasilkan.
Benang logam ini dapat diterapkan dalam berbagai produk tekstil melalui proses seperti merajut (melingkar, datar, melengkung), menenun, dan mengepang. Adapun produk tekstil campuran dapat dicapai dengan menggabungkan benang logam dengan jenis benang lain atau menggunakan benang yang sudah mencakup dua jenis serat, menciptakan keberagaman dalam hasil akhirnya.
6. Kabel Listrik
Proses pembuatan kabel melibatkan penggabungan dua atau lebih filamen, yang kemudian dipilin secara berulang. Pada tahap ini, torsi dan kelurusan kabel diperhatikan secara cermat untuk memastikan kualitasnya.
Keunikan kabel dapat diatur sesuai kebutuhan aplikasi dengan mengombinasikan filamen yang memiliki kekuatan, diameter, atau jumlah lilitan yang berbeda, atau melalui pembentukan awal yang sesuai. Dengan demikian, setiap langkah dalam pembuatan kabel memiliki peran krusial dalam menciptakan produk yang memenuhi standar kualitas dan spesifikasi yang diinginkan.
7. Komposit yang Diperkuat Serat
Serat logam membawa revolusi pada penggunaan serat penguat dalam material komposit. Dalam aplikasinya, serat logam tidak hanya meningkatkan ketahanan terhadap benturan, tetapi juga meningkatkan konduktivitas listrik.
Sebagai pelengkap ideal terhadap serat karbon atau kaca tradisional, serat logam memberikan keunggulan dengan kemampuan pemanjangan yang lebih besar, menghasilkan perilaku putus yang lebih tahan lama dan kurang rentan terhadap kerusakan.
Pengolahan serat ini mirip dengan serat penguat lainnya, memungkinkan pembentukan struktur komposit yang kuat. Terlebih lagi, kombinasi serat logam dengan serat lain dalam struktur komposit ‘hibrida’ menghadirkan manfaat yang optimal, menggabungkan keunggulan karbon, kaca, dan baja dalam satu kesatuan yang kuat dan serbaguna.
Produsen
Serat logam kini diproduksi utamanya di Eropa, dengan Bekaert sebagai produsen terbesar dan terintegrasi global, berkantor pusat di Belgia dan operasi di Eropa, Asia, dan Amerika. Di Amerika Serikat, Metlon Corporation masih menjadi salah satu produsen utama, bersama dengan Brightex Corporation dan Reiko.
Sementara perusahaan dari Jepang dan Korea Selatan, seperti Hwa Young, juga turut memproduksi serat logam. Di Tiongkok, terdapat lebih dari 100 pabrik di Dongyang, meskipun sebagian di antaranya bukan pabrik konvensional. Salu Metallic Yarn dan Aoqi Textile menjadi dua pabrik yang cukup populer.
Pada tahun 2020, perusahaan rintisan Jerman, Fibrecoat, memulai produksi Serat Basalt berlapis Aluminium dengan teknik pelapisan yang dipatenkan, menjanjikan peningkatan kecepatan produksi dan efisiensi proses yang signifikan.
Merek Dagang
Bekaert, sebagai produsen terkemuka serat logam, menghadirkan beragam produk termasuk serat kontinu, media sinter, struktur bukan tenunan, hingga kain tenun, kabel, dan serat pendek. Merek-merek unggulannya, seperti Bekipor, Beki-shield, dan Bekinox, menandakan kualitasnya.
Perusahaan Eropa, Lurex, telah mendominasi produksi serat logam selama lebih dari lima puluh tahun. Mereka menghasilkan berbagai produk serat logam untuk berbagai kebutuhan, mulai dari pakaian, bordir, kepang, rajutan, hingga perlengkapan militer.
Serat Lurex sering dilapisi poliamida, meskipun poliester dan viscose juga digunakan, dan diolah dengan pelumas P.W., sebuah minyak mineral yang meningkatkan kelenturan penggunaan.
Metlon Corporation, merek dagang Benang Metalik di Amerika Serikat, telah menjadi pemain utama dalam produksi benang metalik selama lebih dari enam puluh tahun.
Mereka menggunakan teknik khusus dengan melilitkan benang celah tunggal dengan dua ujung nilon, menciptakan benang metalik berkualitas tinggi. Nilon dengan berat 15 denier atau 20 denier umumnya digunakan, tetapi untuk keperluan khusus, denier yang lebih berat juga tersedia.
