Apa yang menentukan apakah produk silikon terasa lembut dan elastis atau kaku dan kencang?
Jawabannya terletak pada kekerasan Shore. Ini adalah cara standar untuk mengukur seberapa keras atau lembutnya silikon. Baik Anda mendesain untuk kenyamanan, fleksibilitas, daya tahan, atau dukungan, mendapatkan kekerasan Shore yang tepat adalah kunci kinerja dan kepuasan pengguna.
Dalam artikel ini, kami akan menguraikan apa itu kekerasan Shore silikon, cara pengukurannya, berbagai skala seperti Shore 00, A, dan D, serta cara memilih kekerasan yang tepat untuk berbagai aplikasi. Panduan ini akan memberi Anda pemahaman yang jelas dan praktis tentang bagaimana kekerasan Shore memengaruhi produk silikon.
Apa itu Kekerasan Pantai Silikon?
Kekerasan pantai adalah cara standar untuk mengukur seberapa keras atau lunaknya silikon. Jika Anda ingin tahu seberapa keras silikon terasa, kami menggunakan Durometer pantaiAlat ini menekan pin ke permukaan dengan gaya tertentu dan memberikan pembacaan dari 0 hingga 100, berdasarkan kedalaman pin.
Dalam industri silikon, kami paling sering menggunakan skala Shore 00, Shore A, atau Shore D. Angka yang lebih rendah berarti silikon lebih lunak dan lebih fleksibel. Angka yang lebih tinggi berarti lebih keras dan kurang elastis.
Kekerasan Shore bukan sekadar angka teknis. Kekerasan ini memengaruhi bagaimana produk terasa, berfungsi, dan sesuai dengan tujuannya. Itulah mengapa memilih dan mengendalikan kekerasan yang tepat sangat penting saat merancang dan membuat produk silikon.
Bagaimana Kekerasan Pantai Silikon Diklasifikasikan?
Silikon memiliki rentang kekerasan yang luas, mulai dari lunak seperti jeli hingga kaku seperti plastik. Hal ini dapat disesuaikan dengan mengubah formula. Untuk mengukurnya, kami terutama menggunakan tiga skala standar: Shore 00, Shore A, dan Shore D. Setiap skala berkisar dari 0 hingga 100. Semakin tinggi angkanya, semakin keras silikonnya.
Shore 00: Untuk Bahan yang Sangat Lembut
Shore 00 dirancang khusus untuk mengukur bahan yang sangat lunak.
Kisaran Khas: 10 hingga 90 Pantai 00
Aplikasi: Gel medis lembut, bantalan pereda tekanan, riasan efek khusus
Shore A: Skala yang Paling Umum Digunakan
Shore A adalah skala yang paling umum untuk silikon. Skala ini mencakup segala hal, mulai dari karet lunak hingga komponen semi-kaku.
Kisaran Khas: 10 hingga 95 Pantai A
Aplikasi:
- Kekerasan Rendah (10A – 30A): Dot bayi, casing ponsel lembut, tabung medis
- Kekerasan Sedang (40A – 60A): Penutup telepon, peralatan dapur, cincin-O
- Kekerasan Tinggi (70A – 90A): Tombol silikon, segel mobil, paking industri
Shore D: Untuk Material Keras
Untuk silikon yang sangat keras, kami menggunakan skala Shore D. Skala ini ditujukan untuk karet dan plastik keras.
Kisaran Khas: 20 hingga 90 Pantai D
Aplikasi: Segel keras, gagang alat, rol industri
Faktor Apa Saja yang Mempengaruhi Kekerasan Pantai Silikon?
Kekerasan pantai merupakan salah satu sifat penting silikon. Kekerasan ini memengaruhi rasa, kinerja, dan kesesuaian produk dengan aplikasi tertentu. Namun, apa sebenarnya yang menentukan seberapa lunak atau keras silikon tersebut? Beberapa faktor, mulai dari formulasi kimia hingga penggunaan di dunia nyata, dapat membuat perbedaan besar.
Formulasi Bahan Baku
Komposisi kimia silikon merupakan fondasi kekerasannya. Bahkan perubahan kecil pada formula dasar dapat menyebabkan perbedaan nyata pada rasa dan kinerja produk akhir.
- Tulang punggung siloksana: Berat molekul dan kerapatan ikatan silang secara langsung memengaruhi kekerasan. Kerapatan ikatan silang yang lebih tinggi meningkatkan kekerasan, tetapi dapat mengurangi elastisitas.
- Pengisi: Jenis dan jumlah pengisi seperti silika dan kalsium karbonat membantu menyesuaikan kekerasan. Misalnya, meningkatkan kandungan silika dapat meningkatkan kekerasan hingga sekitar 70 Shore A, tetapi dapat mengurangi kekuatan sobek.
- Bahan pengawet: Sistem curing peroksida sering digunakan untuk silikon vulkanisasi suhu tinggi (HTV), yang cocok untuk produk yang lebih keras. Katalis platinum umum digunakan dalam karet silikon cair (LSR), ideal untuk barang-barang medis yang lebih lunak.
Proses Manufaktur
Kekerasan tidak hanya ditentukan oleh kandungan silikonnya. Proses produksinya juga berperan penting.
- Kondisi penyembuhan: Proses curing suhu tinggi (150–200°C) meningkatkan ikatan silang dan kekerasan. Vulkanisasi suhu ruang (RTV) lebih cocok untuk produk yang lebih lunak.
- Proses pencampuran: Dispersi pengisi yang buruk dapat menyebabkan kekerasan yang tidak merata dan memengaruhi kualitas produk.
- Pasca-pengeringan: Pengeringan sekunder dapat menyempurnakan kekerasan dan melepaskan tegangan sisa.
Kondisi Lingkungan dan Penggunaan
Silikon tidak ada dalam ruang hampa. Setelah digunakan, lingkungan dan tekanan yang dihadapinya dapat mengubah kekerasannya secara bertahap seiring waktu.
- Suhu: Silikon dapat melunak di bawah suhu tinggi dan menjadi sedikit lebih keras pada suhu dingin. Misalnya, silikon 20 Shore A dapat terasa seperti 25A pada suhu -40°C.
- Penuaan: Paparan sinar UV atau bahan kimia dalam jangka panjang dapat mengubah kekerasan dan memperpendek masa pakai produk.
- Menekankan: Kompresi atau peregangan berulang dapat mengubah kekerasan, terutama pada silikon yang lebih lunak.
Bagaimana Kekerasan Berkaitan dengan Elastisitas, Kekuatan Tarik, dan Kekuatan Sobek?
Kekerasan, modulus elastisitas, kekuatan tarik, dan ketahanan sobek silikon semuanya saling terkait. Ini bukanlah sifat-sifat yang berdiri sendiri. Sifat-sifat ini mencerminkan betapa eratnya jaringan molekul silikon saling terikat.
Modulus Elastisitas
Ini mengukur seberapa besar bahan menahan peregangan dan kembali ke bentuk aslinya.
Silikon yang lebih keras biasanya memiliki modulus yang lebih tinggi. Silikon lebih tahan terhadap deformasi dan terasa lebih kaku.
Itu karena silikon yang lebih keras cenderung memiliki kepadatan ikatan silang yang lebih tinggi, yang membatasi pergerakan rantai dan membuat bahan kurang fleksibel tetapi lebih stabil.
Daya tarik
Ini adalah tekanan maksimal yang dapat ditangani silikon sebelum putus saat ditarik.
Hubungan antara kekerasan dan kekuatan tarik tidak linear.
Ketika kekerasan meningkat, kekuatan tarik biasanya meningkat.
Namun, kekerasan yang berlebihan justru dapat menjadi bumerang. Material menjadi rapuh dan lebih mudah patah karena tekanan tidak dapat didistribusikan secara merata ke rantai yang terlalu kaku.
Jadi, menemukan keseimbangan yang tepat itu penting. Casing ponsel, misalnya, membutuhkan kekerasan yang cukup untuk melindungi, tetapi juga kekuatan untuk mencegah robek atau retak.
Kekuatan Sobek
Ini menunjukkan seberapa baik silikon menahan retakan agar tidak menyebar begitu retakan itu dimulai.
Untuk silikon lunak hingga sedang (20A–40A), menambahkan sedikit kekerasan biasanya akan meningkatkan kekuatan sobek.
Namun, jika kekerasannya terlalu tinggi (di atas 60A–70A), kekuatan sobeknya bisa menurun. Rantai akan kehilangan fleksibilitasnya, sehingga setelah terpotong, rantai tersebut dapat cepat robek.
Kekuatan sobek sangat penting untuk barang yang tipis, sensitif terhadap tepi, atau lentur, seperti segel, sarung tangan, atau komponen yang sering dirakit dan dibongkar.
Apa yang Terjadi Jika Silikon Terlalu Keras atau Terlalu Lunak?
Bagaimana jika silikon terlalu keras? Bagaimana jika terlalu lunak? Ini adalah kekhawatiran yang valid. Nilai kekerasan yang ekstrem, baik di sisi mana pun, dapat sangat memengaruhi kinerja dan pengalaman pengguna suatu produk.
Tidak ada solusi yang cocok untuk semua. Casing ponsel, segel, atau keypad semuanya membutuhkan keseimbangan yang berbeda. Kekerasan yang terlalu tinggi dapat mengurangi kenyamanan atau fleksibilitas, sementara kekerasan yang terlalu rendah dapat menyebabkan ketidakstabilan dan keausan.
Untuk membantu memperjelas risiko ini, tabel di bawah menguraikan masalah apa yang mungkin terjadi ketika silikon terlalu keras atau terlalu lunak, beserta potensi kerugian yang perlu Anda pertimbangkan saat membuat pilihan material.
| Kondisi Kekerasan | Potensi Masalah | Dampak pada Kinerja |
| Terlalu Sulit | Rasa sentuhan yang buruk dan ketidaknyamanan pada produk yang dihadapi pengguna | Kenyamanan berkurang, terutama untuk barang-barang yang digenggam atau dapat dikenakan |
| Penyerapan guncangan lemah | Perlindungan yang kurang efektif saat terjatuh atau terkena benturan | |
| Penyegelan yang tidak memadai pada permukaan yang tidak rata | Meningkatnya risiko kebocoran atau bypass udara/cairan | |
| Kerapuhan yang lebih tinggi | Rawan retak atau pecah karena tekanan atau tekukan | |
| Cetakan yang sulit | Mungkin robek atau berubah bentuk selama proses produksi | |
| Fleksibilitas suhu rendah yang buruk | Mungkin menjadi kaku di lingkungan dingin, sehingga membatasi fungsi | |
| Terlalu Lembut | Kurangnya dukungan struktural | Mudah berubah bentuk, kehilangan stabilitas bentuk |
| Ketahanan abrasi dan sobek yang buruk | Cepat usang, umur produk lebih pendek | |
| Rebound lambat, rasa penekanan tombol buruk | Umpan balik sentuhan yang tidak memuaskan untuk tombol atau sakelar | |
| Sulit diproses selama pencetakan atau pasca-pemrosesan | Mungkin tidak mengisi cetakan dengan baik, atau terlalu lunak untuk ditangani setelah proses pengeringan | |
| Set kompresi tinggi | Tidak pulih setelah kompresi jangka panjang, menyebabkan hilangnya fungsi | |
| Permukaan mudah menarik debu | Tekstur yang lengket dapat mengumpulkan debu, sehingga mengurangi daya tarik visual dan higienis. |
Bagaimana Memilih Kekerasan Silikon yang Tepat?
Memilih tingkat kekerasan silikon yang tepat bukanlah pilihan sembarangan. Hal ini bergantung pada bagaimana produk akan digunakan, bagaimana rasanya, dan bagaimana produk tersebut perlu dibuat. Sama seperti memilih sol sepatu. Ada yang perlu memberikan bantalan, ada pula yang perlu memberikan dukungan.
Berikut panduan untuk memilih tingkat kekerasan yang tepat berdasarkan penggunaan yang berbeda.
Produk yang Bersentuhan dengan Kulit: Mengutamakan Rasa “Ramah di Kulit”
Untuk produk yang menyentuh kulit, kenyamanan dan keamanan adalah yang utama.
Kekerasan silikon yang direkomendasikan biasanya berkisar antara 10A dan 40A, terkadang bahkan selembut Shore 00.
Produk bayi seperti dot, teether, dan aspirator hidung biasanya menggunakan silikon dengan kadar 20A hingga 30A. Kelembutan ini menyerupai tekstur kulit dan menjamin keamanan serta kenyamanan bagi mulut dan kulit bayi yang sensitif.
Alat kesehatan, seperti kateter, masker pernapasan, dan liner prostetik, memiliki rentang kekerasan yang lebih luas, mulai dari 10A hingga 50A, tergantung fungsinya. Misalnya, kateter seringkali membutuhkan tingkat kekerasan sekitar 20A agar fleksibel, sementara liner prostetik mungkin membutuhkan hingga 50A agar ringan. Beberapa plester bekas luka ultra-lunak bahkan menggunakan silikon Shore 00 untuk mencapai tingkat kekerasan maksimal dan melekat erat pada kulit.
Perangkat yang dapat dikenakan seperti tali jam tangan pintar dan ujung earphone umumnya berada di antara 30A dan 50A. Rentang ini menyeimbangkan kenyamanan dan stabilitas—terlalu lembut dapat terasa longgar, sementara terlalu keras dapat menyebabkan ketidaknyamanan.
Barang Konsumsi Harian & Peralatan Dapur: Menyeimbangkan Fungsi dan Rasa
Barang konsumsi sehari-hari dan peralatan dapur membutuhkan silikon yang praktis, tahan lama, dan nyaman digunakan.
Kisaran kekerasan yang disarankan untuk produk ini umumnya antara 40A dan 70A.
Peralatan dapur seperti spatula, cetakan kue, dan tutup biasanya menggunakan silikon dengan kadar 40A hingga 60A. Kadar ini cukup kuat untuk mengaduk dan memasak, namun tetap fleksibel sehingga mudah digunakan. Cetakan juga harus mudah mengeluarkan makanan dan mempertahankan bentuknya dengan baik.
Pelindung perangkat, termasuk casing ponsel dan tablet atau pelindung remote, biasanya berada dalam kisaran 40A hingga 60A. Tingkat kekerasan ini menawarkan kelembutan yang cukup untuk menyerap guncangan dan mencengkeram, sekaligus cukup kuat untuk mempertahankan bentuknya.
Barang-barang rumah tangga seperti gagang sikat gigi, alas meja, dan tutup cangkir bervariasi dari 40A hingga 70A, tergantung pada pegangan, tekstur, dan dukungan yang dibutuhkan.
Aplikasi Industri: Menekankan Kinerja dan Adaptasi Lingkungan
Silikon industri harus tahan terhadap tekanan, panas, getaran, dan keausan.
Kekerasan yang disarankan di sini berkisar antara 50A hingga 90A, dengan Shore D digunakan untuk bagian yang lebih kaku.
Segel seperti cincin-O, gasket, dan strip penyegel umumnya memiliki kekerasan antara 50A dan 70A. Tingkat kekerasan yang tepat diperlukan untuk menjaga segel tetap rapat di bawah tekanan dan mencegah kebocoran. Untuk lingkungan yang keras, tingkat kekerasan yang lebih tinggi lebih disukai.
Bantalan peredam dan penyangga biasanya berada di antara 50A dan 65A, menawarkan kelembutan yang cukup untuk menyerap guncangan sekaligus tetap cukup kuat untuk menahan deformasi.
Bahan isolasi kabel dan pot listrik sangat bervariasi dalam kekerasannya, tergantung pada fungsinya, tetapi fokusnya adalah pada isolasi, ketahanan panas, dan daya tahan.
Rol industri dan ban berjalan sering kali memerlukan kekerasan 70A atau lebih tinggi, terkadang bahkan Shore D, untuk memberikan kekuatan yang sangat baik, ketahanan abrasi, dan stabilitas di bawah beban berat.
Komponen Struktural & Material Komposit: Kekerasan untuk Dukungan
Bila silikon menjadi bagian dari suatu struktur atau dilapisi dengan bahan lain, silikon harus tetap kuat dan stabil.
Untuk aplikasi ini, kekerasan yang disarankan adalah 70A atau lebih tinggi, atau Shore D.
Tombol keras atau penutup tombol harus memberikan umpan balik sentuhan yang jelas dan tahan lama, biasanya menggunakan silikon dengan kekerasan antara 70A dan 85A.
Komponen pendukung internal memerlukan kekerasan yang lebih tinggi, biasanya antara 80A dan 90A, atau Shore D, untuk mempertahankan bentuk dan menahan gaya.
Untuk cetakan silikon pada perkakas atau perangkat, tingkat kekerasannya bergantung pada cengkeraman dan fungsi yang dibutuhkan. Gagang perkakas sering kali menggunakan silikon dengan tingkat kekerasan antara 60A dan 80A, yang menyeimbangkan kenyamanan dengan kekuatan dan daya tahan.
Kesimpulan
Kekerasan Shore bukan sekadar angka. Ini merupakan faktor krusial yang membentuk bagaimana silikon terasa, berfungsi, dan berfungsi dalam penggunaan sehari-hari. Dengan memahami berbagai tingkat kekerasan dan kaitannya dengan kebutuhan spesifik, Anda dapat membuat pilihan material yang lebih cerdas dan efektif.
Dengan pengalaman puluhan tahun di bidang manufaktur silikon, kami memiliki keahlian dan teknologi untuk menghasilkan produk silikon berkualitas tinggi dan berkinerja tinggi yang disesuaikan dengan kebutuhan Anda. Baik Anda memproduksi perangkat medis, barang konsumsi, maupun komponen industri, kami dapat membantu Anda mewujudkan ide-ide Anda dengan presisi dan keandalan. Hubungi kami hari ini untuk memulai solusi silikon khusus Anda.
