SKRIPSI
ANALISIS KARAKTERISTIK FISIS DAN MEKANIS PAPAN SERAT KENAF (Hibiscus cannabinus L) DENGAN PEREKAT POLYPROPYLENE DI PT. TOYOTA MOTOR MANUFACTURING INDONESIA, JAKARTA
Oleh : HENI FAUZIAH F14052912
2009 DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Analisis Karakteristik Fisis dan Mekanis Papan Serat Kenaf (Hibiscus canabinus L) dengan Perekat polypropylene.
Nama NIM Tanggal lulus Dosen Pembimbing
: : : :
Heni Fauziah F14052912 27 agustus 2009 Prof. Dr. Ir. Hadi Karya Purwadaria, M.Sc dan Wingky Kurniawan, ST,M.Eng
RINGKASAN Kemajuan teknologi mulai mengembangkan berbagai produk alternatif yang berasal dari bahan-bahan alami. Teknologi ini diharapkan dapat memberikan suatu modifikasi dalam meningkatkan kualitas, daya saing produk dalam bidang industri dan menjaga kelestarian lingkungan. Saat ini, serat alam banyak digunakan sebagai bahan baku serat komposit pada papan serat. Salah satunya adalah aplikasi papan serat kenaf dengan perekat polypropylene yang digunakan sebagai interior mobil (door trim, dashboard, karpet, dll.). Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis sifat fisis dan mekanis papan serat kenaf dengan perekat polypropylene, serta membandingkannya dengan Toyota Standard (TS) untuk papan serat. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah serat kenaf dan polypropylene berbentuk serat (fiber) dengan diameter serat (Ø) 6 denier. Perbandingan jumlah polypropylene dan serat kenaf yang digunakan sebesar 50 : 50 %. Metode pembuatan papan serat ini terdiri dari beberapa tahapan antara lain proses pembuatan matras, proses pembuatan papan serat, serta pengujian fisis dan mekanis untuk menentukan kualitas papan serat yang dihasilkan. Proses pembuatan matras dilakukan dengan beberapa tahapan proses, yakni pemotongan serat (Cutting), pembukaan serat (Fiber Bale Opener), pembentukan lapisan (Carding), pengatur kelebaran (Cross laper), dan pengatur kepadatan (densitas) kain (Preneedle punching). Sedangkan proses pembuatan papan serat dilakukan dengan proses pengempaan. Pengempaan panas dilakukan pada campuran serat kenaf dan polypropylene yang telah berbentuk matras. Proses ini dilakukan dengan mesin pengempa pada kondisi suhu yang diatur hingga 200°C pada tekanan 50 kgf/cm2 selama ± 2 menit. Setelah proses pengempaan panas selesai kemudian dilakukan proses pengempaan dingin selama 5-7 menit. Mesin pengempa yang digunakan adalah Hot and Cold Press.
Papan serat kenaf dengan perekat polypropylene yang dihasilkan memiliki karakteristik fisis dan mekanis berupa kerapatan jenis 0.67 g/m3, kadar air 1.02 % bk, daya serap air 18.53 %, perubahan dimensi -0.21 % (setelah pemanasan) dan -0.08 % (setelah penyerapan air), kekuatan lentur 8481 N/50mm/m dengan kemampuan beban maksimum 65.98 N/50mm (pada suhu ruang), 3982 N/50mm/m dan 30.24 N/50mm (pada 110°C), 7273 N/50mm/m dan 58.02 N/50mm (pada 50°C, 95%RH, 48 jam). Selain itu papan serat kenaf juga memiliki kemampuan terbakar 0.031 cm/s dan laju pengkabutan sebesar 94.8%. Setelah melalui beberapa tahapan pengujian serta membandingkannya dengan Toyota Standard untuk kualitas papan serat maka secara keseluruhan produk papan serat kenaf yang dihasilkan telah memenuhi persyaratan yang ditentukan, sehingga untuk selanjutnya dapat dikembangkan sebagai bahan baku alternatif pada industri otomotif.
ANALISIS KARAKTERISTIK FISIS DAN MEKANIS PAPAN SERAT KENAF (Hibiscus cannabinus L) DENGAN PEREKAT POLYPROPYLENE DI PT. TOYOTA MOTOR MANUFACTURING INDONESIA, JAKARTA
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh : Heni Fauziah F14052912
2009 DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
ii
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN ANALISIS KARAKTERISTIK FISIS DAN MEKANIS PAPAN SERAT KENAF (Hibiscus cannabinus L) DENGAN PEREKAT POLYPROPYLENE DI PT. TOYOTA MOTOR MANUFACTURING INDONESIA, JAKARTA
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat mendapatkan gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh : HENI FAUZIAH F14052912 Dilahirkan pada tanggal 25 Desember 1986 Di Jakarta Tanggal lulus : Menyetujui, Bogor,
Prof. Dr. Ir. Hadi K. Purwadaria, M.Sc
Wingky Kurniawan, ST. M.Eng
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II Mengetahui,
Dr. Ir. Desrial, M.Eng Ketua Departemen Teknik Pertanian
iii
Heni Fauziah. F14052912. Analisis Karakteristik Fisis dan Mekanis Papan Serat Kenaf (Hibiscus cannabinus L) dengan Perekat Polypropylene Di PT. Toyota Motor Manufacturing Indonesia. 2009. Dibawah bimbingan : Prof. Dr. Ir. Hadi Karya Purwadaria, M.Sc. dan Wingky Kurniawan, ST. M.Eng. RINGKASAN Kemajuan teknologi mulai mengembangkan berbagai produk alternatif yang berasal dari bahan-bahan alami. Teknologi ini diharapkan dapat memberikan suatu modifikasi dalam meningkatkan kualitas, daya saing produk dalam bidang industri dan menjaga kelestarian lingkungan. Saat ini, serat alam banyak digunakan sebagai bahan baku serat komposit pada papan serat. Salah satunya adalah aplikasi papan serat kenaf dengan perekat polypropylene yang digunakan sebagai interior mobil (door trim, dashboard, karpet, dll.). Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis sifat fisis dan mekanis papan serat kenaf dengan perekat polypropylene, serta membandingkannya dengan Toyota Standard (TS) untuk papan serat. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah serat kenaf dan polypropylene berbentuk serat (fiber) dengan diameter serat (Ø) 6 denier. Perbandingan jumlah polypropylene dan serat kenaf yang digunakan sebesar 50 : 50 %. Metode pembuatan papan serat ini terdiri dari beberapa tahapan antara lain proses pembuatan matras, proses pembuatan papan serat, serta pengujian fisis dan mekanis untuk menentukan kualitas papan serat yang dihasilkan. Proses pembuatan matras dilakukan dengan beberapa tahapan proses, yakni pemotongan serat (Cutting), pembukaan serat (Fiber Bale Opener), pembentukan lapisan (Carding), pengatur kelebaran (Cross laper), dan pengatur kepadatan (densitas) kain (Preneedle punching). Sedangkan proses pembuatan papan serat dilakukan dengan proses pengempaan. Pengempaan panas dilakukan pada campuran serat kenaf dan polypropylene yang telah berbentuk matras. Proses ini dilakukan dengan mesin pengempa pada kondisi suhu yang diatur hingga 200°C pada tekanan 50 kgf/cm2 selama ± 2 menit. Setelah proses pengempaan panas selesai kemudian dilakukan proses pengempaan dingin selama 5-7 menit. Mesin pengempa yang digunakan adalah Hot and Cold Press. Papan serat kenaf dengan perekat polypropylene yang dihasilkan memiliki karakteristik fisis dan mekanis berupa kerapatan jenis 0.67 g/m3, kadar air 1.02 % bk, daya serap air 18.53 %, perubahan dimensi -0.21 % (setelah pemanasan) dan 0.08 % (setelah penyerapan air), kekuatan lentur 8481 N/50mm/m dengan kemampuan beban maksimum 65.98 N/50mm (pada suhu ruang), 3982 N/50mm/m dan 30.24 N/50mm (pada 110°C), 7273 N/50mm/m dan 58.02 N/50mm (pada 50°C, 95%RH, 48 jam). Selain itu papan serat kenaf juga memiliki kemampuan terbakar 0.031 cm/s dan laju pengkabutan sebesar 94.8%. Setelah melalui beberapa tahapan pengujian serta membandingkannya dengan Toyota Standard untuk kualitas papan serat maka secara keseluruhan produk papan serat kenaf yang dihasilkan telah memenuhi persyaratan yang ditentukan, sehingga untuk selanjutnya dapat dikembangkan sebagai bahan baku alternatif pada industri otomotif.
iv
RIWAYAT HIDUP
Penulis bernama lengkap Heni Fauziah, dilahirkan di Jakarta pada tanggal 25 Desember 1986, dan merupakan anak ketiga dari tiga bersaudara. Penulis memulai pendidikan pada tahun 1993 di Sekolah Dasar Negeri 13 Grogol Selatan. Pada tahun 1999. melanjutkan pendidikan ke SLTP Negeri 66 Jakarta dan lulus pada tahun 2002. Kemudian penulis melanjutkan pendidikan ke SMU Negeri 29 Jakarta. Pada tahun 2005 melalui Ujian Seleksi Masuk IPB (USMI) penulis diterima di Institut Pertanian Bogor dan menepuh pendidikan Sarjana di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian (FATETA). Selama pendidikan penulis aktif pada beberapa organisasi kemahasiswaan seperti Himpunan Mahasiswa Teknik Pertanian (HIMATETA) (2006-2009), AGRI FM 107.7 (2007-2008), dan FORSA IPB (2005-2009). Pada tahun 2008 penulis melaksanakan kegiatan Praktek Lapang (PL) di PT. Perkebunan Nusantara VIII Gunung Mas, Bogor. Selain itu pada tahun 2009 penulis juga melaksanakan kegiatan magang di PT. Toyota Motor Manufacturing Indonesia, Jakarta. Saat ini penulis tengah menyelesaikan tugas akhirnya untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknologi Pertanian dengan judul ” Analisis Karakteristik Fisis dan Mekanis Papan Serat Kenaf (Hibiscus cannabinus L) dengan Perekat Polypropylene” di bawah bimbingan Prof. Dr. Ir. Hadi Karya Purwadaria, M.Sc dan Wingky Kurniawan, ST. M.Eng.
v
KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Analisis Karakteristik Fisis dan Mekanis Papan Serat Kenaf (Hibiscus cannabinus L) dengan Perekat Polypropylene di PT. Toyota Motor Manufacturing Indonesia, Jakarta”, guna mendapatkan gelar Sarjana Teknologi Pertanian di Institut Pertanian Bogor. Selain itu ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada: 1. Mimih tercinta, kakak-kakakku Syaifulloh dan Khaerul Umam, beserta seluruh keluarga besar M. Djais Abdullah yang selalu memberikan dukungan, cinta dan doa. 2. Prof. Dr. Ir. Hadi Karya Purwadaria, M.Sc., sebagai dosen pembimbing akademik yang selalu memberikan bimbingan dan pengarahan. 3. Bpk. Irwan Nurbi dan Wingky Kurniawan, sebagai pembimbing yang telah banyak memberikan pengarahan serta dukungannya, beserta seluruh rekanrekan Divisi Engineering atas segala bantuannya. 4. Segenap direksi PT. Toyota Motor Manufacturing Indonesia (TMMIN) atas kesempatan yang telah diberikan untuk dapat melakukan kegiatan magang guna menyelesaikan tugas akhir penulis, serta pihak instansi terkait yang telah membantu penulis untuk melaksanakan penelitiannya. 5. Teman-teman seperjuangan di Teknik Pertanian 42 atas kebersamaan dan dukungannya selama 4 tahun (Deni, Ade, Ali, Stefy, Putie, dll). Gursaaaa…. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih terdapat berbagai kekurangan, untuk itu diharapkan saran maupun kritik yang dapat membangun dalam menyempurnakan tugas akhir ini. Semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat. Bogor, Agustus 2009 Penulis
vi
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ......................................................................................
v
DAFTAR ISI ....................................................................................................
vi
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
viii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
ix
DAFTAR LAMPIRAN .....................................................................................
x
I.
II.
PENDAHULUAN A. Latar Belakang ..................................................................................
1
B. Tujuan................................................................................................
2
PROFIL PERUSAHAAN A. Sejarah dan Perkembangan Perusahaan ............................................
3
B. Proses Produksi Mobil .....................................................................
5
1. Proses Pembuatan Mesin (Engine manufacture) ..........................
5
2. Proses Pengepresan (Stamping) ....................................................
5
3. Proses Pengelasan (Welding) ........................................................
6
4. Proses Pengecatan (Painting)........................................................
7
5. Proses Perakitan (Assembling) ......................................................
8
6. Proses Pengepakan (Packing and Vanning)....................................
9
C. Ruang Lingkup Usaha ........................................................................ III.
10
TINJAUAN PUSTAKA A. Serat Alam........................................................................................
12
B. Tanaman Kenaf (Hibiscus cannabinus L.) .......................................
13
C. Polypropylene...................................................................................
17
IV. METODE PENELITIAN A. Tempat dan Waktu ............................................................................
19
B. Bahan ................................................................................................
19
1. Serat Kenaf...................................................................................
19
2. Polypropylene ..............................................................................
19
C. Prosedur Penelitian ..........................................................................
19
1. Pembuatan Matras .......................................................................
20
vii
V.
2. Pembuatan Papan Serat ................................................................
21
3. Uji Fisis dan Mekanis ..................................................................
22
HASIL DAN PEMBAHASAN A. Proses Pembuatan Papan Serat........................................................
27
1. Pembuatan Matras ........................................................................
27
2. Pembuatan Papan Serat ................................................................
32
B. Sifat Fisis dan Mekanis Papan Serat ...............................................
33
1. Kerapatan (Spesific gravity) .........................................................
33
2. Kadar Air (Moisture content).......................................................
34
3. Daya Serap Air (Moisture absorption) ........................................
36
4. Perubahan Dimensi (Dimensional change)..................................
37
5. Uji Kelenturan (Bending test) ......................................................
39
6. Uji Pengkabutan (Fogging test) ...................................................
41
7. Uji Kemampuan Terbakar (Flammability test) ............................
42
C. Aplikasi Papan Serat Kenaf pada Industri Otomotif .......................
43
VI. PENUTUP A. Simpulan .......................................................................................
46
B. Saran ..............................................................................................
47
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
48
LAMPIRAN ....................................................................................................
50
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.
Komposisi kimia serat kenaf......................................................
16
Tabel 2.
Komposisi kimia batang kenaf ..................................................
16
Tabel 3.
Sifat-sifat polypropylene............................................................
18
Tabel 4.
Hasil pengujian kerapatan papan serat kenaf .............................
34
Tabel 5.
Hasil pengujian kadar air papan serat kenaf ..............................
35
Tabel 6.
Hasil pengujian daya serap air papan serat kenaf ......................
36
Tabel 7.
Hasil pengujian perubahan dimensi setelah penyerapan air ......
37
Tabel 8.
Hasil pengujian perubahan dimensi setelah pemanasan ............
38
Tabel 9.
Hasil pengujian kekuatan lentur papan serat kenaf....................
39
Tabel 10.
Hasil uji pengkabutan papan serat kenaf....................................
40
Tabel 11.
Hasil uji kemampuan terbakar papan serat kenaf ......................
43
Tabel 12.
Perbandingan karakteristik fisis dan mekanis papan serat kenaf dengan Toyota Standard (TS) .....................................................
45
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.
Proses pembuatan mesin ............................................................
5
Gambar 2.
Pengepresan lempeng baja menjadi part body mobil ................
6
Gambar 3.
Proses pengelasan ......................................................................
7
Gambar 4.
Proses pengecatan dengan robot ................................................
8
Gambar 5.
Proses perakitan komponen mobil .............................................
9
Gambar 6.
Proses pengepakan .....................................................................
10
Gambar 7.
Jenis-jenis serat alam..................................................................
12
Gambar 8.
Kategori serat alam ....................................................................
13
Gambar 9.
Tanaman Kenaf (Hibiscus cannabinus L.).................................
14
Gambar 10. Kuat tarik dan modulus elastisitas beberapa jenis serat .............
15
Gambar 11.
Struktur polimer polypropylene .................................................
18
Gambar 12.
Cetakan papan serat....................................................................
21
Gambar 13.
Alur proses pembuatan matras serat ..........................................
20
Gambar 14. Pengujian kekuatan lentur ..........................................................
25
Gambar 15.
Mekanisme uji pengkabutan ......................................................
26
Gambar 16.
Titik pengukuran pada uji pengkabutan .....................................
26
Gambar 17.
Mekanisme uji kemampuan terbakar .........................................
27
Gambar 18. Proses pemotongan serat ............................................................
28
Gambar 19.
Unit mesin pembuka serat ..........................................................
29
Gambar 20.
Pisau pembuka serat ...................................................................
29
Gambar 21. Proses pengaturan gramasi serat kenaf dan polypropylene........
30
Gambar 22.
Proses pembuatan matras ...........................................................
31
Gambar 23.
Mesin pengempa panas dan dingin ............................................
32
Gambar 24.
Proses pengempaan panas ..........................................................
33
Gambar 25.
Hasil pengujian kuat lentur papan serat ......................... ............
40
Gambar 26.
Hasil pengujian beban maksimum papan serat ........................... 41
Gambar 27. Rekayasa sinar hasil uji pengkabutan ........................................
42
Gambar 28. Papan serat kenaf untuk back seat board .................................... 44
x
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1.
Jadwal kegiatan magang di PT. TMMIN ...............................
51
Lampiran 2.
Peta lokasi PT. TMMIN ..........................................................
52
Lampiran 3.
Layout Sunter I ........................................................................
53
Lampiran 4.
Layout Sunter II.......................................................................
54
Lampiran 5.
Struktur organisasi PT. TMMIN ............................................
55
Lampiran 6.
Struktur organisasi Divisi Engineering ...................................
56
Lampiran 7.
Skema bisnis PT. TMMIN ......................................................
57
Lampiran 8.
Data produksi Toyota ..............................................................
58
Lampiran 9
Data penjualan Toyota di dalam negeri. ..................................
59
Lampiran 10. Beberapa karakteristik tanaman serat ......................................
60
Lampiran 11. Hasil pengujian ketebalan........................................................
61
Lampiran 12. Hasil pengujian kerapatan jenis papan serat ............................
62
Lampiran 13. Hasil pengujian kadar air dan daya serap air papan serat ........
63
Lampiran 14. Hasil pengujian perubahan dimensi A .....................................
64
Lampiran 15. Hasil pengujian perubahan dimensi akibat pemanasan ...........
65
Lampiran 16. Hasil pengujian kuat lentur papan serat....................................
66
Lampiran 17. Hasil pengujian kemampuan terbakar ......................................
67
Lampiran 18. Hasil pengujian pengkabutan ...................................................
68
xi
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Dewasa ini tanaman penghasil serat alam sudah banyak dilihat oleh berbagai industri, seperti industri otomotif maupun industri elektronik. Serat alam khususnya tanaman kenaf (Hibiscus cannabinus L) merupakan bahan baku yang ramah lingkungan karena mudah terdegradasi dan memiliki kemampuan yang tinggi dalam menyerap CO2 (Sudjindro, 2003). Kemajuan teknologi mulai mengembangkan berbagai produk alternatif yang berasal dari bahan-bahan alami. Teknologi ini diharapkan dapat memberikan suatu modifikasi dalam meningkatkan kualitas, daya saing dan menjaga kelestarian lingkungan. Saat ini serat alam banyak digunakan sebagai bahan baku serat komposit untuk papan serat. Salah satunya adalah aplikasi papan serat kenaf dengan perekat polypropylene yang digunakan sebagai bahan baku interior mobil (door trim, dashboard, karpet, dll). Kenaf (Hibiscus cannabinus L) merupakan salah satu tanaman serat yang mengandung lignoselulosa dengan kandungan hemiselulosa 74.45 % dan lignin 15.37 % (BBLIS, 1989). Dengan diameter batang mencapai 35 mm, kenaf dapat menghasilkan serat mencapai 4.4 ton/ha. Serat kenaf dapat dimanfaatkan untuk pembuatan karung, permadani, kertas, kerajinan tangan, dan saat ini mulai banyak dikembangkan untuk industri otomotif. Pemanfaatan serat alam sebagai bahan baku produk papan serat masih membutuhkan berbagai penelitian untuk mendapatkan sifat produk yang memenuhi standar. Produk kombinasi antara serat kenaf dan polypropylene diharapkan dapat meningkatkan nilai tambah bagi kedua komoditas ini. Salah satunya adalah sebagai bahan baku alternatif pengganti papan resin (100% resin) pada industri otomotif. Kombinasi antara serat kenaf dan polypropylene membuat prospek usaha serat alam dimasa depan cukup menjanjikan.
1
B. Tujuan Tujuan Manufacturing
penelitian Indonesia
ini –
adalah
membantu
Material
PT.
Toyota
Motor
Engineering
Section
dalam
pengembangan part komponen yang berbasis bahan alam, yakni antara lain : 1.
Mengembangkan papan serat dari serat kenaf (Hibiscus cannabinus L) dengan polypropylene sebagai perekat.
2.
Menganalisis sifat fisis dan mekanis papan serat kenaf dengan perekat polypropylene serta membandingkannya dengan Toyota Standard (TS).
2
II.
PROFIL PERUSAHAAN
A. Sejarah dan Perkembangan Perusahaan PT. Toyota Motor Manufacturing Indonesia adalah bagian dari perusahaan besar yaitu Toyota Motor Corporation (TMC), Jepang. Diawali dengan berdirinya PT Toyota Astra Motor (PT. TAM) yang merupakan perusahaan yang bergerak di bidang industri otomotif. Perusahaan ini diresmikan pada tanggal 12 April 1971 dan mulai beroperasi pada 1 Januari 1972. Peranan TAM semula hanya sebagai importir kendaraan Toyota, namun setahun kemudian TAM sudah berfungsi sebagai distributor. Pada tanggal 31 Desember 1989, TAM melakukan penggabungan bersama tiga perusahaan, antara lain PT. Multi Astra (pabrik perakitan, didirikan tahun 1973), PT Toyota Mobilindo (pabrik komponen bodi, didirikan tahun 1976), dan PT Toyota Engine Indonesia (pabrik mesin, didirikan tahun 1982). Gabungan semuanya diberi nama PT Toyota Astra Motor. Penggabungan ini dilakukan guna membangun kerjasama dalam menghadapi tuntutan akan kualitas serta ketatnya persaingan di dunia otomotif. Selama lebih dari 30 tahun, PT. Toyota Astra Motor telah memiliki peranan penting dalam pengembangan industri otomotif di Indonesia serta membuka lapangan pekerjaan termasuk dalam industri pendukungnya. Untuk meningkatkan kualitas produk dan kemampuan produksi, pada tahun 1998 diresmikan pabrik di Karawang yang menggunakan teknologi terbaru di Indonesia. Sejak tanggal 15 Juli 2003, TAM direstrukturisasi menjadi dua perusahaan, yaitu : 1.
PT. Toyota Motor Manufacturing Indonesia disingkat TMMIN yang merupakan perakit kendaraan produk Toyota dan eksportir kendaraan dan suku cadang Toyota. Komposisi kepemilikan saham di perusahaan ini adalah Astra International 5 % dan TMC 95%. Dalam hal ini PT. TMMIN adalah perusahaan yang memproduksi mobil Toyota.
3
2.
PT. Toyota Astra Motor sebagai agen penjualan, importir dan distributor produk Toyota di Indonesia. Komposisi kepemilikan saham di perusahaan ini adalah Astra International (AI) 51 % sedangkan TMC 49%. PT. Toyota Motor Manufacturing Indonesia (TMMIN) memiliki
kantor pusat di daerah Sunter II, Jakarta Utara (Lampiran 2). Selain itu TMMIN juga memiliki 3 pabrik (plant) yakni di kawasan Sunter I, Sunter II, dan Karawang. Pabrik Karawang (Karawang plant) berdiri di area tanah seluas 1.000.000 m2 dengan luas bangunan 300.000 m2, yang berlokasi di Karawang International Industrial City (KIIC), Teluk Jambe, Jawa Barat. Pabrik ini dibangun pada 29 Mei 1996 dengan nilai investasi sebesar Rp. 462,2 miliar. Walaupun mulai beroperasi pada tahun 1998, namun pabrik Karawang baru diresmikan pada tahun 2000. Pada saat ini, pabrik Karawang memiliki kapasitas produksi 100.000 unit mobil per tahun. Proses produksi yang terdapat di pabrik Karawang antara lain proses pengepresan (stamping), pengelasan (welding), dan pengecatan (painting). Pabrik Sunter (Sunter plant) merupakan salah satu dari pabrik otomotif yang dimiliki oleh PT. Toyota Motor Manufacturing Indonesia bersama dengan pabrik Karawang. Pabrik ini dibangun pada bulan April 1973 dan berlokasi di Sunter, Jakarta Utara. Kawasan ini berdiri di area tanah seluas 310.898 m2 dengan luas bangunan 175.986 m2. Pabrik Sunter adalah pabrik otomotif pertama yang dimiliki oleh PT. Toyota Motor Manufacturing Indonesia. Komponen part dan mesin yang ditujukkan untuk pasar domestik dan eksport diproduksi di pabrik Sunter. Layout pabrik Sunter I dan Sunter II dapat dilihat pada Lampiran 3 dan 4. PT. Toyota Motor Manufacturing Indonesia dipimpin oleh seorang Presiden Direktur dengan tiga orang Wakil Presiden. Struktur organisasi PT. TMMIN dapat dilihat pada lampiran 5. Setiap Wakil Presiden Direktur membawahi beberapa divisi, termasuk Divisi Engineering (Lampiran 6) tempat mahasiswa melakukan kegiatan magang.
4
B. Proses Produksi Mobil 1. Proses Pembuatan Mesin (Engine Manufacture) Pabrik mesin (engine plant) memproduksi mesin tipe 7K dan 14B untuk Kijang Pick Up dan Truk Dyna dengan kapasitas produk 4.400 unit/bulan. Beberapa pekerjaan yang silakukan di pabrik mesin, seperti : a.
Pembuatan komponen mesin (Gambar 1).
b.
Perakitan mesin tipe 7K.
c.
Perakitan dan pengepakan dari mesin tipe TR (IMV Series) dan komponen mesin TR dimana akan dikirim ke Thailand (komponen), dan Venezuela, Afrika Selatan, dan Filiphina (rakitan mesin). Pabrik ini memiliki luas area sebesar 19.000 m2, memiliki
kapasitas produksi 15.000 unit /bulan untuk jalur permesinan dan 13.000 unit/bulan untuk jalur perakitan.
Gambar 1.
Proses pembuatan mesin.
2. Proses Pengepresan (Stamping) Proses pengepresan merupakan proses pembuatan badan (body) kendaraan (Gambar 2). Pada proses ini lempengan-lempengan baja dicetak menjadi bagian-bagian dari body kendaraan seperti kerangka, tangki bahan bakar, dan komponen sub perakitan body (kabin, dek, rangka). Pembuatan pressed part untuk membentuk body kendaraan bermula dari lembar baja
5
yang kemudian dilakukan proses pengepresan menjadi press part yang siap dikirim ke bagian pengelasan untuk disatukan menjadi body kendaraan utuh. Bengkel pengepresan memiliki fasilitas dua proses yakni A line tonase 2.400 ton dengan 450 stroke/jam dan C line kapasitas 700 ton dengan 620 stroke/jam. Disamping itu guna menjamin keamanan dan keselamatan kerja serta tingkat produktifitas, digunakan sistem robot untuk setiap perpindahan pressed part antar mesin.
Gambar 2.
Pengepresan lempengan baja menjadi part body mobil.
3. Proses Pengelasan (Welding) Proses pengelasan merupakan penyambungan bagian-bagian badan kendaraan untuk menghasilkan satu bagian utuh (Gambar 3). Pada bagian ini dibentuk body dan kerangka kendaraan dengan jalan menyatukan panel-panel (pressed part) melalui proses pengelasan di dalam alat bantu yang disebut jig. Jig berguna untuk memegang masing-masing komponen pada tempat yang telah ditentukan dan komponen-komponen tersebut baru boleh dilepaskan dari jig setelah proses pengelasan selesai dilakukan. Setelah proses pengelasan terdapat proses metal finish yang berfungsi untuk memperbaiki keretakan permukaan panel dan juga celah-celah antar
6
komponen agar memenuhi standar yang ditentukan. Hasil akhir dari proses ini adalah satu body kendaraan utuh. Untuk menjamin tingkat presisi dan keakuratan yang tinggi bengkel pengelasan dilengkapi fasilitas Welding Main Body line, Coordinate Measuring Machine dan Shell Body Line dengan Slat Conveyor. Disamping itu juga dilengkapi dengan 34 buah robot las (MB 16, UB 6 dan Fr 12) dan GBL (Global Body Line) yang memberikan jaminan kualitas permukaan luar (proses clamp dari sisi dalam).
Gambar 3. Proses pengelasan.
4. Proses Pengecatan (Painting) Setelah melewati metal finish, satu body kendaraan utuh memasuki bengkel pengecatan untuk menjalankan proses anti karat (electro deeping coating), pengisian celah sambungan dan pengecatan. Proses pengecatan dibagi atas beberapa tahapan, yakni : a. Proses pretreatment dan CED, berfungsi sebagai lapisan. b. Proses surfacer dan sealer, berfungsi untuk meratakan dan menghaluskan permukaan. c. Proses wet sanding dan top coat, berfungsi sebagai pelindung terhadap cahaya matahari dan sebagai decorator.
7
Pabrik pengecatan memiliki fasilitas pengecatan Primer and Top Coat Process dengan sistem robot (Gambar 4) untuk mendapatkan hasil pengecatan yang berkualitas tinggi. Selain itu, kedua puluh robot yang digunakan juga memberikan jaminan keamanan proses serta ramah lingkungan.
Gambar 4.
Proses pengecatan dengan robot.
5. Proses Perakitan (Assembling) Bengkel perakitan merupakan tempat perakitan satu body kendaraan utuh menjadi sebuah kendaraan utuh siap jalan. Di bengkel inilah dilakukan proses perakitan atau pemasangan seluruh komponen kendaraan pada satu body kendaraan (Gambar 5) mulai dari mesin hingga roda kendaraan. Bengkel perakitan ini memiliki fasilitas Main Assembly Line dengan door less system assembly yang dapat memberikan jaminan kualitas dan peningkatan produktifitas kerja. Selain itu juga dilengkapi dengan Final Test Facility yang berfungsi untuk mengecek setiap unit kendaraan agar sesuai dengan kualitas yang diinginkan.
8
Gambar 5.
Proses perakitan komponen mobil.
6. Proses Pengepakan (Packing and Vanning) Pengepakan untuk pasar ekspor dilakukan di pabrik pengepakan (Packing Plant) dengan kapasitas mencapai 4.200 unit/bulan untuk komponen Avanza dan 5.000 unit/bulan untuk komponen Innova (Gambar 6). CKD (Completely Knock Down) dari Avanza dan Innova dikirim ke Filiphina, Malaysia, Vietnam, Argentina, Afrika Selatan, Venezuela, dan Brazil. Sementara itu, CKD dari kendaraan berpenumpang dikirim ke Thailand, India, Vietnam, Taiwan, dan Afrika Selatan.
Gambar 6.
Proses pengepakan.
9
C. Ruang Lingkup Usaha Pada awalnya PT Toyota hanya bergerak di bidang distribusi mobil Toyota. Kegiatan ini dilakukan sejak berdirinya pada tahun 1971 hingga tahun 1977. Setelah tahun 1977 maka perusahaan ini mencoba untuk merakit mobil sendiri, hal ini dikarenakan pihak Toyota melihat adanya peluang pasar yang menjanjikan di Indonesia. Sebagai produk pertamanya Toyota meluncurkan kijang. Setelah itu perusahaan ini mencoba melakukan ekspor ke berbagai negara Asia Pasifik. Skema bisnis PT. TMMIN dapat dilihat pada Lampiran 7. Pada saat ini pihak Toyota melakukan perakitan mobil yang tempat perakitannya terletak di kawasan industri Karawang. Jenis mobil yang dirakit adalah Innova dan Fortuner. Dalam hal ini beberapa komponennya diproduksi oleh beberapa perusahaan lain, namun ada juga yang diproduksi oleh pihak Toyota sendiri. Data jumlah produksi Toyota dapat dilihat pada lampiran 8. Kapasitas produksi dari pabrik TMMIN (Toyota Motor Manufacturing Indonesia) adalah 80.000 unit pertahun. Disamping memproduksi mobil, TMMIN setiap tahunnya juga memproduksi lebih dari 180.000 mesin bensin Kijang Innova. Disamping untuk memenuhi pasar domestik (Lampiran 9), Kijang Innova dan mesin bensin tersebut juga akan diekspor
ke pasar
mancanegara dengan masing-masing volume ekspor 10.000 dan 130.000 unit. Seperti halnya komponen body (exterior maupun interior body) untuk komponennya diproduksi oleh perusahaan lain seperti halnya PT. Sugity, untuk komponen Air Conditioner diproduksi oleh pihak PT. Denso. Dan untuk beberapa komponen elektroniknya diproduksi oleh PT. Anugrah Valova Electrindo. Masih banyak vendor-vendor lainnya baik dalam negeri maupun luar negeri yang mendukung kegiatan perakitan mobil yang dilakukan oleh pihak Toyota. Setelah melakukan perakitan, maka pihak Toyota akan mengirim produknya ke pihak TAM. Distribusi dilakukan di dalam negeri maupun ke luar negeri. Untuk kebutuhan dalam negeri pihak TAM melakukan pengiriman ke beberapa distributor besar. Setelah itu barulah didistribusikan ke beberapa distributor kecilnya.
10
PT. Toyota Motor Manufacturing Indonesia menitikberatkan pada produksi Innova yang ditujukan untuk pasar domestik dan internasional. Untuk CBU (Completely Built Up) tujuan ekspornya adalah ke negara-negara Timur Tengah (Saudi Arabia, Uni Emirat Arab, Kuwait, Bahrain, Qatar, Oman, Yordania, Syria, dan Libanon), negara-negara kepulauan Pasifik (Fiji dan Solomon), serta ke negara-negara Asia (Brunei Darussalam dan Thailand). Sedangkan untuk CKD (Completely Knock Down) memiliki tujuan ekspor ke Malaysia, Filiphina, dan Vietnam.
11
III. TINJAUAN PUSTAKA
A. Serat Alam Penggunaan serat alam sebagai bio-komposit dengan beberapa jenis komponen perekatnya baik berupa termoplastik maupun termoset saat ini tengah mengalami perkembangan pesat. Kelebihan serat alam antara lain memiliki harga produksi yang relatif murah, massa jenis rendah, sifat-sifat khusus yang dapat diterima, mengurangi bahaya kesehatan akibat penggunaan bahan kimia, serta dapat terurai secara alami. Drzall et al (2003) menyatakan bahwa bio-komposit yang berasal dari serat alam tidak sepenuhnya ramah lingkungan. Hal tersebut karena penggunaan komponen resin yang yang tidak dapat terurai. Keseimbangan antara
ekonomi
dan
lingkungan
mendorong
industri
dalam
mempertimbangkan penggunaan serat alam untuk berbagai aplikasi seperti pada industri otomotif, bangunan, furniture, dan industri pengemasan. Di bawah ini merupakan beberapa jenis serat alam yang bisa dimanfaatkan sebagai bahan baku bio-komposit (Gambar 7), kategorinya (Gambar 8) serta karakteristik umumnya pada Lampiran 10.
Gambar 7. Jenis-jenis serat alam.
12
Gambar 8. Kategori serat alam.
B. Tanaman Kenaf (Hibiscus cannabinus L) Tanaman kenaf (Hibiscus cannabinus L) termasuk tanaman hari pendek yang berasal dari Afrika, dimana tanaman berserat ini digunakan sebagai bahan makanan maupun produk serat. Kenaf merupakan tanaman tropis dan subtropis yang banyak digunakan sebagai sumber bahan baku serat untuk pembuatan pulp, kertas, dan produk serat lainnya. Nama kenaf berasal dari Persia yang kemudian diakui di berbagai negara seperti Amerika Serikat, Kuba, serta banyak negara Eropa lainnya. Dibelahan dunia lain, kenaf memiliki banyak nama diantaranya Deccan hemp, Bimliapatan jute, Mesta, dan Guinea hemp. Di Indonesia, serat kenaf sudah banyak dimanfaatkan sebagai bahan baku karung goni. Selain itu banyak pula yang memanfaatkannya sebagai bahan baku tekstil, permadani, bahkan sebagai bahan subtitusi fiberglass, serat sintetis maupun industri otomotif lainnya. Bahkan beberapa negara seperti USA, Italy, Uni Eropa, dan Jepang memproduksi kenaf untuk keperluan remediasi tanah, absorban kimia, pulp, kertas, kertas uang, tekstil, geo-tekstil,
13
papan partikel, papan serat, dll (Kozlowski, et al. 2003). Budidaya tanaman kenaf (Gambar 9) sangat menguntungkan, selain karena seratnya banyak diminati oleh para pengguna di Eropa dan Amerika, bijinya yang dapat menghasilkan minyak untuk keperluan industri, serta bagian batangnya yang merupakan bahan yang sangat baik untuk kayu bakar. Sejauh ini kenaf dapat diterima dengan perhatian yang besar karena tanaman ini mudah beradaptasi dibandingkan tanaman serat lainnya.
Gambar 9. Tanaman Kenaf (Hibiscus cannabinus L).
Kenaf sudah ditemukan di Indonesia sejak tahun 1978. Tanaman ini mudah ditanam pada iklim dan tanah yang berbeda dibanding tanaman serat lain yang ditanam untuk keperluan komersil. Sekarang ini jumlah area penanaman kenaf di Indonesia telah mencapai 2500-3000 hektar. Kenaf termasuk famili Malvaceae satu famili dengan tanaman rosella dan kapas yang merupakan tanaman semusim dan cepat tumbuh. Tanaman ini juga merupakan tumbuhan tropis dan subtropis yang banyak terdapat di Filipina, Brasil, Hawai, India dan Indonesia. Tanaman kenaf sudah banyak dimanfaatkan negara maju untuk bahan baku berbagai industri. Menurut Dempsey (1975), kenaf termasuk tanaman yang memiliki penyebaran yang cukup luas mulai 30 °LS hingga 48 °LS dengan kelembaban relatif 68-82 %. Temperatur selama musim pertumbuhan yakni 22.5-33 °C,
14
dengan curah hujan 10-329 mm perbulan. Kenaf dapat tumbuh hampir pada semua tipe tanah, tetapi yang paling ideal yakni tanah lempung berpasir atau tanah lempung liat berpasir dengan drainase yang baik. Tanaman berserat ini selain mudah dibentuk juga memiliki kekuatan yang tinggi. Bagian tanaman kenaf yang dapat dimanfaatkan untuk papan serat adalah kulit batang yang banyak mengandung serat. Di Indonesia tanaman yang merupakan salah satu sumber daya alam yang cukup berpotensi ini terdapat di Propinsi Jawa Timur, Jawa Barat, Jawa Tengah, Lampung dan Kalimantan Selatan.
Sumber : Mokhtar, et al , 2007.
Gambar 10. Kuat tarik dan modulus elastisitas beberapa jenis serat.
Kenaf (Hibiscus cannabinus L) dapat menghasilkan serat halus dari batangnya yang hampir sama dengan rami. Kenaf dapat tumbuh di lingkungan tropis dan sub tropis, dengan ketinggian hingga 1000 m dpl. Tanaman kenaf dibiakkan dengan menggunakan benih yang dihasilkan dari tanaman penghasil benih. Benih tersebut kemudian ditanam sebagai tanaman penghasil serat. Kenaf merupakan tanaman yang tahan kekeringan. Tanaman ini harus dipanen pada umur 3-4 bulan (Balittas, 1996).
15
Pada kondisi normal, kenaf dapat tumbuh optimal pada umur 60-98 hari, dan dapat dipanen setelah umur 4 bulan. Tinggi batang kenaf saat dipanen mencapai 2.5-4.2 meter dengan diameter hingga 2.7 cm, dengan tebal kulit 1-2 mm. Secara fisik tanaman kenaf terdiri atas serat pendek pada bagian kayu, serat panjang pada bagian kulitnya, dengan komposisi tertentu. Sumber serat panjang dalam kenaf yang berasal dari bagian kulitnya sebesar 32.5 % sedangkan serat pendek dari kayunya sebesar 64.7%. Komposisi kimia serat kenaf dan batang kenaf disajikan pada Tabel 1 dan 2. Tabel 1. Komposisi kimia serat kenaf
Sumber : Hobir et al, 1989.
Tabel 2. Komposisi kimia batang kenaf
Sumber : Hobir et al, 1989.
16
C. Polypropylene Plastik adalah polimer rantai-panjang atom yang mengikat satu sama lain. Rantai ini membentuk banyak unit molekul berulang, yang disebut monomer. Plastik yang umum terdiri dari polimer karbon saja atau dengan oksigen, nitrogen, chlorine atau belerang. Plastik merupakan senyawa polimer dari turunan-turunan monomer hidrokarbon yang membentuk molekulmolekul dengan rantai panjang dari reaksi polimerisasi adisi atau polimerisasi kondensasi. Sifat-sifat plastik sangat tergantung dengan jumlah molekul dan susunan atom molekul. Secara umum plastik digolongkan dalam dua kategori yaitu termoseting dan termoplastik. Termoseting adalah polimer yang berbentuk permanent (irreversible) setelah diproses, meskipun di bawah pengaruh panas dan tekanan. Setelah polimerisasi bahan-bahan termoset tetap stabil dan tidak dapat kembali ke bentuk awal, karena sudah membentuk ikatan tiga dimensi yang kokoh dan kuat. Contoh termoseting adalah phenolik, melamin, urea, alkid, dan epoksi. Termoplastik adalah bahan plastik yang sensitif terhadap panas, berwujud padat pada suhu ruang seperti kebanyakan logam. Pemberian panas pada termoplastik akan menyebabkan plastik melunak dan akhirnya meleleh menjadi cair. Golongan ini mempunyai sifat mudah larut dalam pelarut (solvent) tertentu, misalnya dalam benzene. Contoh termoplastik adalah polyethylene, polypropylene, dan polystyrene. Polypropylene (PP) merupakan jenis polimer termoplastik yang sangat luas penggunaannya karena sangat mudah diproses dengan berbagai macam cara, antara lain proses cetakan, ekstrusi, film, dan serat. Beberapa sifat keunggulan polypropylene antara lain memiliki densitas yang rendah, tahan terhadap suhu tinggi dibanding polyethylene, dan memiliki sifat mekanik yang baik.
Polypropylene
yang
digunakan
dalam
penelitian
ini
adalah
polypropylene jenis homopolimer. Sifat polypropylene dapat dilihat pada Tabel 3.
17
Tabel 3 . Sifat-sifat polypropylene
Sumber : Mokhtar, et al , 2007.
Polypropylene sangat rentan terhadap sinar ultra violet dan oksidasi pada suhu tinggi. Senyawa ini dapat terdegradasi membentuk produk dengan berat molekul rendah. Perbaikan dapat dilakukan dengan menambahkan zat aditif yang digunakan dalam semua komponen polypropylene komersil (Beck, 1980). Umumnya polypropylene memiliki kekakuan (stiffness) tinggi, kuat tarik (tensile strength) tinggi, dan kekerasan (hardness) yang juga tinggi. Struktur molekul polypropylene dapat dilihat pada Gambar 11.
Gambar 11 . Struktur polimer polypropylene.
18
IV. METODOLOGI PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu Pelaksanaan 1. Tempat
: PT. Toyota Motor Manufacturing Indonesia Jl. Yos Sudarso, Sunter II Jakarta 14330
2. Waktu
:Penelitian dilakukan selama 4 bulan (Maret-Juni 2009) (Lampiran 1)
B. Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah serat kenaf dan polypropylene. 1. Serat Kenaf Serat kenaf yang digunakan berasal dari para petani di daerah Malang, Jawa Timur, yang merupakan hasil kerjasama antara pihak Balittas (Balai Penelitian Tanaman Tembakau dan Serat) dengan PT. TMMIN. Batang kenaf mengalami proses pengelupasan kulit oleh bakteri dengan proses perendaman selama dua minggu, kemudian dilakukan penjemuran dengan bantuan sinar matahari hingga serat berada dalam kondisi kering. Serat kenaf yang digunakan sudah bersih dari kotoran seperti kerikil kecil dan memiliki ukuran serat yang seragam. 2. Polypropylene Polypropylene (PP) yang digunakan sebagai perekat dalam penelitian ini adalah jenis polypropylene homopolimer yang berbentuk serat (fiber) dengan diameter serat (Ø) 6 denier (6 gram/9000meter). Dalam penelitian ini perbandingan jumlah polypropylene dan serat kenaf yang digunakan sebesar 50 : 50 %. Perbandingan ini merupakan komposisi terbaik yang dihasilkan berdasarkan literatur dan percobaan.
19
C. Prosedur Penelitian Metode yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari beberapa tahapan antara lain proses pembuatan matras, proses pembuatan papan serat, serta pengujian fisis dan mekanis untuk menentukan kualitas papan serat yang dihasilkan. 1. Pembuatan matras Proses pembuatan matras dilakukan melalui beberapa tahapan proses seperti pada Gambar 12.
Gambar 12. Alur proses pembuatan matras serat.
20
Serat kenaf dipotong dengan ukuran ± 5 cm untuk mempermudah proses pembukaan serat pada mesin fiber opener. Proses pencampuran serat kenaf dengan resin PP dilakukan secara otomatis pada saat memasuki bale opener pada proses pembuatan matras. Proses gramasi dilakukan dengan perbandingan antara serat kenaf dan polypropylene sebesar 50 : 50 %. Selanjutnya serat dengan polypropylene dicampur sambil membuang serpihan debu dengan dust collector untuk kemudian masuk ke dalam penampungan (hopper). Campuran serat Kenaf dimasukkan ke dalam carding machine hingga membentuk satu lapisan dan diatur kelebarannya pada mesin crosslaper. Kemudian memasuki preneedle punching untuk membentuk matras. 2. Pembuatan papan serat Proses pembuatan papan serat yang digunakan dalam penelitian ini adalah : a. Cetakan Cetakan papan serat dibuat dengan ukuran 300 mm x 300 mm untuk pembuatan sampel pengujian. Cetakan terbuat dari bahan alumunium dengan Ø 2.5 mm. Cetakan dibuat sepasang yakni bagian atas dan bawah. Selain itu cetakan juga dilapisi oleh kertas teflon agar papan serat tidak lengket pada cetakan (Gambar 13). Pembuatan cetakan ini berdasarkan pada keterbatasan dimensi mesin pengempa panas.
Alumunium
Kertas teflon
Matras
Gambar 13. Cetakan papan serat 21
b. Proses pengempaan Proses pengempaan panas dilakukan pada campuran serat kenaf dan polypropylene yang telah berbentuk matras. Proses ini dilakukan dengan mesin pengempa pada kondisi suhu yang diatur hingga 200°C pada tekanan 50 kgf/cm2 selama ±2 menit. Mesin pengempa yang digunakan adalah Hot and Cold Press. Setelah proses pengempaan panas selesai kemudian dilakukan proses pengempaan dingin selama 5-7 menit. Setelah dilakukan proses pendinginan, papan serat dikeluarkan dari cetakan dan dilakukan pengkondisian dengan didiamkan pada suhu ruang selama minimum satu minggu sebelum dilakukan pengujian. 3. Uji fisis dan mekanis a. Pengukuran ketebalan (Thickness) Pengukuran ketebalan dilakukan pada sampel berukuran 150 mm x 150 mm menggunakan mikrometer dengan beberapa posisi. b. Pengukuran berat jenis (Spesific gravity) Sampel yang digunakan adalah 300 mm x 300 mm. Berat jenis dari papan serat dihitung dengan persamaan (1) di bawah ini. Spesific Gravity (g/cm3) :
= dimana :
W LST
........................................ (1)
L : panjang sampel (cm) S : lebar sampel (cm) T : tebal sampel (cm) W : berat sampel (g)
c. Pengukuran kadar air (Moisture content) Kadar air papan serat ditentukan dengan basis kering (bk) menggunakan massa sampel dengan ukuran 150 mm x 150 mm.
22
Sampel tersebut dikeringkan pada suhu 100 ± 2 °C selama 24 jam. Setelah terjadi penurunan kadar air massa sampel diukur kembali dan perhitungan kadar air dilakukan dengan persamaan (2) berikut ini : Kadar air (% bk) : =
W1 − W2 x100 W2
.............................................. (2)
Dimana : W1 : massa sebelum pengeringan (g) W2 : massa sesudah pengeringan (g) d. Pengukuran penyerapan air (Water absorption) Test perendaman dengan air menunjukkan kemampuan papan serat untuk dapat menyerap air. Massa sampel pertama ditimbang sebagai W1. Setelah perendaman pada suhu 23 ± 2 °C selama 24 jam, sampel kembali ditimbang setelah kelebihan air dihilangkan (W2). Sampel yang diujikan sebanyak 5 buah dengan dimensi 300 mm x 300 mm. Berdasarkan metode standar (TS) yang digunakan, pengukuran penyerapan air dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (3), adalah : Penyerapan air (%) =
(W2 − W1 )x100 W1
.................................. (3)
Dimana : W1 = massa sebelum penyerapan air (g) W2 = massa sesudah penyerapan air (g)
c. Perubahan dimensi (Dimensional change) Test perendaman dengan air tidak hanya menunjukkan kemampuan papan serat dalam menyerap air, tetapi juga dampak penyerapan air tersebut terhadap dimensi papan serat. Sampel diukur sebesar 300 mm x 300 mm. Kemudian sampel ditandai pada sepasang
23
garis dengan arah lateral dan longitudinal pada pusat setiap sampel. Jarak longitudinal dan lateral diukur antara garis yang berhubungan pada tiga titik. Pengukuran pertama dianggap sebagai panjang awal (L0). Sampel diletakkan pada ruang thermo-hygrostatic terkontrol dengan suhu 50 ± 2 °C dan RH 95 ± 5 % selama 48 jam. Kemudian sampel dikeluarkan selama 30 menit dan diukur panjangnya (L1). Selanjutnya sampel diletakan pada ruang termostat terkontrol pada suhu 80 ± 2 °C selama 24 jam. Kemudian dikeluarkan kembali dan diukur panjangnya (L2). Perubahan dimensi A dan B diukur berdasarkan perbedaan pengukuran sebelum dan sesudah penyerapan air pada setiap sampel dengan persamaan (4) dan (5). Perubahan dimensi A (%) =
(L1 − L0 )x100 L0
............................. (4)
Perubahan dimensi B (%) =
(L2 − L0 )x100 L0
............................. (5)
Dimana : L0 : ketebalan awal (mm) L1 : ketebalan (mm) setelah penyerapan (50±2°C, RH 95±5%, 48 jam) L2 : ketebalan (mm) setelah penyerapan air (50±2°C, RH 95±5%, 48 jam dan 80±2°C, RH 95±5%, 24 jam)
d. Uji Kelenturan (Bending test) Uji kelenturan disesuaikan berdasarkan Toyota Standard (TS) untuk papan serat pada kondisi suhu ruang, suhu panas 110°C, dan setelah penyerapan air dengan suhu 50°C, RH 95%, selama 48 jam. Pengujian dilakukan dengan menggunakan Universal Testing Machine, pada tiga sampel dengan ukuran 50 mm x 150 mm. Pengujian dilakukan pada tiga titik bengkok dengan kecepatan tekan 50 mm/menit (Gambar 14). Kemudian dilakukan pengukuran terhadap
24
beban maksimum yang dibutuhkan, kekuatan lentur (bending strength) dan keteguhan lentur (bending elastic modulus) dari papan serat dengan persamaan (6) dan (7). Beban
Sampel
Gambar 14. Pengujian kekuatan lentur.
Kekuatan lentur
S=
3PL (Mpa ) 2Wt 2
......................................... (6)
Modulus elastisitas L3 Eb = x(P' / γ ")(Mpa ) 3 4Wt
........................... (7)
Dimana : W
= lebar sampel (mm)
t
= tebal sampel (mm)
P
= beban maksimum yang diperlukan (N)
L
= jarak antara fulcrums (mm)
P’/γ’ = nilai inklinasi pada kurva defleksi (N/mm) e. Uji pengkabutan (Fogging test)
Proses pengujian dilakukan berdasarkan TS untuk papan serat (Gambar 15). Sampel diletakan dalam fogging tester, kemudian dipanaskan pada suhu 100 °C.
25
Plat kaca Termometer dan pengontrol suhu
Agitator
Tinggi fluida Botol kaca Benamkan botol kaca dalam minyak atau gliserin hingga batas fluida yang ditentukan yakni 110 mm dari dasar botol
Sampel
Minyak atau gliserin
Pemanas
Gambar 15. Mekanisme uji pengkabutan.
Pengukuran dilakukan pada 5 titik (Gambar 16) dan kemudian perhitungan laju pengkabutan dengan persamaan (8) di bawah ini:
Kabut
Plat kaca
Gambar 16. Titik pengukuran uji pengkabutan.
Persentase pengkabutan B (%) R1 + R2 + R3 + R4 + R5 x100 5 = ....... (8) R0 Keterangan : R0 – R5 : titik pengujian kabut
26
f. Uji kemampuan terbakar (Flammability test)
Uji kemampuan terbakar merupakan pengujian mengenai kemampuan
suatu
memungkinkan
material
material
untuk
tersebut
tahan
terhadap
terbakar
atau
api
yang
menyebabkan
kebakaran. Pada penelitian ini metode pengujian yang digunakan berdasarkan pada Toyota Standard. Standar ini melingkupi metode pengujian kemampuan terbakar untuk material non-metal yang digunakan sebagai interior mobil. Ukuran sampel yang digunakan pada pengujian adalah 350 x 100 x 12 mm3, sampel diambil dalam bentuk papan dan part. Sampel pengujian dikondisikan dengan meletakkannya pada kondisi suhu 20 ± 5°C dan 50 ± 5% RH terkontrol selama 24 jam. Proses pembakaran dilakukan seperti Gambar 17.
Pembakar Diameter dalam 9.2 ± 0.5
Sampel
Pembakar
Gambar 17. Mekanisme uji kemampuan terbakar.
Laju pembakaran ditentukan dengan persamaan (9) berikut. Laju Pembakaran : rate(mm / min) =
Dis tan ce(mm) x60 time( s )
............................ (9)
27
V.
HASIL DAN PEMBAHASAN
B. Tahapan Proses Pembuatan Papan Serat 1. Pembuatan Matras a. Pemotongan serat
Serat kenaf memiliki ukuran panjang rata-rata 40-60 cm (Gambar 18), untuk mempermudah proses pembuatan matras maka dilakukan pemotongan serat dengan ukuran ±5.5 cm dengan menggunakan mesin pemotong Laros sebanyak dua kali pengulangan untuk memastikan bahwa semua serat telah terpotong. Pemotongan serat berfungsi untuk mempermudah proses pembukaan serat dan proses pembuatan matras selanjutnya.
Gambar 18. Proses
pemotongan serat.
b. Pembukaan serat
Setelah pemotongan, serat dimasukkan ke dalam Fiber Opening
Machine (Gambar 19) untuk membentuk
serat menjadi
helaian yang lebih halus. Dalam mesin pembuka serat ini juga dilengkapi dengan oven pengering yang berfungsi untuk mengeringkan
28
serat yang masih lembab. Serat dibuka menggunakan pisau pembuka serat seperti pada Gambar 20.
Gambar 19. Unit mesin pembuka serat.
Gambar 20. Pisau pembuka serat.
c. Pembuatan matras
Setelah melalui proses pembukaan serat serat, kemudian dilakukan proses pengepresan dengan mesin Balling Press. Proses ini dilakukan untuk mengetahui rendemen hasil pembukaan serat dan mempermudah penyimpanan. Rendemen serat yang dihasilkan setelah melalui proses pemotongan dan pembukaan serat yakni sebesar 80%,
29
sedangkan sisanya berupa debu. Pada proses pembuatan matras, serat giling dimasukkan ke dalam Bale Opener sebagai areal pemasukan sekaligus pengaturan komposisi serat kenaf dan polypropylene yang digunakan (Gambar 21). Pada penelitian ini digunakan perbandingan serat dan polypropylene yakni 50 :50 %.
Gambar 21. Proses gramasi kenaf dan dan polypropylene. Pada Balepengaturan Opener juga terjadiserat proses blowing pemisahan
Pada Bale Opener juga terjadi proses blowing dan pemisahan debu oleh dust collector. Selanjutnya campuran serat memasuki Hopper (Gambar 22.a) dan masuk ke mesin Carding untuk menghaluskan dan meratakan serat serta membentuk satu lapisan (layer). Kemudian lapisan tersebut melewati top conveyor (Gambar 22.b) dan memasuki cross laper untuk mengatur kelebaran.
30
a
b
c
Gambar 22. Proses pembuatan matras, a. Proses penampungan di Hopper, b. Top conveyor, c. mesin preneedle punching.
Serat dari top conveyor selanjutnya memasuki mesin preneedle punching untuk mengatur kepadatan matras yang dihasilkan. Lapisanlapisan yang dihasilkan disatukan untuk memperoleh ketebalan dan
31
kepadatan matras seperti yang diinginkan. Proses pengerasan dilakukan dengan menggunakan preneedle punching (Gambar 22.c). 2. Pembuatan Papan Serat
Proses pembuatan matras dilakukan dengan menggunakan mesin pengempa panas dan dingin (Gambar 23). Setelah pembuatan matras, serat disiapkan dalam ukuran sampel sebesar 300 mm x 300 mm. Kemudian campuran serat diletakkan dalam cetakan dan dimasukkan ke dalam mesin pengempa panas. Pengempaan dilakukan pada kondisi suhu ± 200 °C dan tekanan 50 kgf/ cm2. Proses pengempaan dilakukan selama ±2 menit (Gambar 24).
Cold Press
Hot Press
Gambar 23. Mesin pengempa panas dan dingin.
Setelah dilakukan pengempaan panas, selanjutnya cetakan dikeluarkan dan diletakkan pada mesin pengempa dingin. Proses pendinginan dilakukan selama 5-7 menit. Kemudian papan serat dikeluarkan dan didiamkan pada suhu ruang selama ± dua minggu, sebelum dilakukan proses pengujian. Papan dikeluarkan dari cetakan dan dilakukan perataan dengan memotong pinggiran papan serat untuk mempermudah pengukuran dimensi.
32
a
c b
Gambar 24. Proses pengempaan panas, a). Tekanan, b). Suhu, c). Cetakan papan.
C. Sifat Fisis dan Mekanis Papan Serat
Beberapa pengujian perlu dilakukan untuk mengetahui karakteristik fisik maupun mekanis papan serat. Hal tersebut diperlukan untuk mengetahui bahwa papan serat kenaf memiliki kualitas yang baik dan tepat bila digunakan sebagai bahan baku interior boards pada industri otomotif sehingga layak digunakan. Adapun beberapa parameter penting yang digunakan dalam pengujian antara lain : 1. Kerapatan (Spesific gravity)
Kerapatan merupakan suatu ukuran kekompakan suatu partikel dalam lembaran. Nilainya sangat tergantung pada kerapatan bahan awal yang digunakan dan besarnya tekanan kempa yang diberikan selama pembuatan papan serat, semakin tinggi kerapatan papan serat yang akan dibuat maka semakin besar pula tekanan kempa yang dberikan pada proses pengempaan papan serat. Kerapatan merupakan sifat fisis yang sangat berpengaruh terhadap sifat fisis dan mekanis lainnya. Kerapatan didefinisikan sebagai massa atau berat persatuan volume. Kerapatan papan serat dihitung dari berat volume tanpa memperhatikan kandungan air, sehingga pengujian yang dilakukan berdasarkan berat dan volume udara kering.
33
Berdasarkan TS (Toyota Standard) 2006, untuk kualitas papan serat mensyaratkan nilai kerapatan papan serat sebesar 0.55 – 0.75 g/cm3. Dari hasil pengujian kerapatan
papan serat memperlihatkan nilai
kerapatan sebesar 0.67 g/cm3 (Tabel 4).
Tabel 4. Hasil pengujian kerapatan jenis papan serat kenaf
Haygreen dan Bowyer (2003) menyatakan bahwa pada saat kempa panas ditutup, lapisan permukaan menerima panas yang lebih cepat daripada bagian inti. Selain itu jenis serat yang digunakan juga mempengaruhi kerapatan papan, serat yang memiliki kerapatan lebih rendah akan lebih termampatkan ketika diberi tekanan dengan suhu yang tinggi, sebaliknya serat yang memiliki kerapatan tinggi umumnya lebih sukar termampatkan. Selain itu juga proses pembentukan matras yang tidak merata menyebabkan perbedaan ketebalan sehingga menyebabkan perbedaan variasi kerapatan dalam arah horisontal papan. Nilai kerapatan papan serat yang hasil penelitian seluruhnya telah memenuhi standar kerapatan yang ditetapkan.
2. Kadar Air (Moisture Content)
Kadar air didefinisikan sebagai banyaknya air yang terkandung dalam suatu bahan. Kadar air papan serat sangat tergantung pada kondisi udara sekitar. Kadar air papan serat akan semakin rendah dengan semakin
34
banyaknya perekat yang diberikan dalam pembuatan papan. Hal ini disebabkan karena ikatan antar serabut serat akan semakin rapat sehingga air akan semakin kesulitan untuk menembus ruang kosong antar serabut. Hasil penelitian memperlihatkan bahwa kadar air papan serat berkisar antar 0.74-1.20 % bk, dengan kadar air rata-rata sebesar 1.02 % bk. Semakin besar kadar air papan maka akan semakin rendah kualitasnya (Tabel 5).
Tabel 5. Hasil pengujian kadar air papan serat kenaf
TS (2006) mensyaratkan nilai kadar air papan serat maksimal sebesar 10%. Oleh karena itu papan serat hasil penelitian telah memenuhi standar yang digunakan. 3. Daya Serap Air (Water Absorption)
Daya serap air merupakan banyaknya air yang terserap oleh produk terhadap massa awalnya setelah dilakukan perendaman selama waktu yang ditentukan dan dinyatakan dalam persen. Penyerapan air terjadi karena adanya gaya adsorpsi yang merupakan gaya tarik molekul air pada tempat ikatan hidrogen yang terdapat dalam selulosa, hemiselulosa, dan lignin (Haygreen dan Bowyer, 1996). Papan serat mudah menyerap air pada arah tebal, terutama pada kondisi basah dengan suhu yang lembab. Untuk perendaman selama 24 jam pada suhu 23 ±2 °C, daya serap air papan serat yang dihasilkan adalah 14.79-21.31 % dengan rata-rata daya serap air papan serat sebesar 18.53%.
35
Meskipun demikian daya serap air papan serat yang dihasilkan masih memenuhi standar yang ditetapkan oleh Toyota Standard (TS) untuk kualitas papan serat dengan daya serap air maksimum sebesar 90 % (Tabel 6).
Tabel 6. Hasil pengujian daya serap air papan serat kenaf
Sifat Kenaf yang sangat higroskopis juga menyebabkan daya serap air produk menjadi tinggi. Hal tersebut disebabkan karena kadar αselulose dan lignin yang terdapat pada serat kenaf yakni sebesar 39.29 % dan 15.37 % (Komposisi kimia serat kenaf dapat dilihat pada Tabel 1), sangat mempengaruhi penyerapan air pada papan. Volume ruang kosong yang dapat menampung air di antara serat, saluran kapiler yang menghubungkan antara ruang satu dengan ruang lainnya, dan penetrasi perekat pada papan serat. 4. Perubahan dimensi (Dimensional change)
Perubahan dimensi merupakan penambahan maupun pengurangan dimensi contoh uji setelah mengalami perlakuan, yakni berupa perubahan dimensi setelah penyerapan air dan perubahan dimensi setelah pemanasan dengan suhu 80 ± 2 °C. Perubahan dimensi dapat terjadi dalam arah lateral maupun longitudinal dan dinyatakan dalam persen. Perubahan dimensi dipengaruhi oleh faktor besarnya tekanan yang diberikan kepada produk selama proses pembuatan papan. Dari hasil pengujian Perubahan dimensi yang dihasilkan setelah penyerapan air pada suhu 50 ± 2 °C dan RH 95 ± 2 % selama 48 jam, dihasilkan perubahan dimensi sebesar -0.25 – 0 %.dengan perubahan dimensi rata-rata sebesar – 0.08 % (Tabel 7).
36
Tabel 7. Hasil pengujian perubahan dimensi setelah penyerapan air
Sedangkan pada kondisi setelah perlakuan pemansan pada suhu 80±2 °C. dan 95±2 % selama 24 jam menghasilkan perubahan dimensi sebesar -0.33 – 0 % dengan rata-rata perubahan dimensi -0.21 % (Tabel 8). Hasil pengujian tersebut seluruhnya telah memenuhi standar TS yang ditetapkan untuk kualitas papan serat sebesar -0.2 - +0.4 % untuk perubahan dimensi setelah penyerapan air dan -0.6 – 0 % untuk perubahan dimensi setelah perlakuan panas. Papan serat yang dibuat dengan bahan asal berkerapatan tinggi akan mengalami pengempaan yang lebih besar saat penekanan, sehingga ketika direndam dalam air akan terjadi pembebasan tekanan yang besar yang dapat menyebabkan perubahan dimensi papan menjadi lebih tinggi.
37
Tabel 8. Hasil pengujian perubahan dimensi setelah pemanasan
5. Uji Kelenturan (Bending Test)
Modulus elastisitas merupakan ukuran ketahanan bahan dalam mempertahankan perubahan bentuk akibat adanya perubahan beban yang diberikan. Modulus elastisitas berhubungan langsung dengan kekuatan bahan. Pada penelitian ini dilakukan tiga kondisi pengujian yang berbeda, yakni pengujian pada suhu kamar, setelah pemanasan pada suhu 110°C serta setelah penyerapan air pada suhu 50°C dengan RH 95% selama 48 jam. Selain itu juga ditentukan kemampuan pembebanan maksimum (bending load) pada setiap kondisi pengujian. Hasil pengujian kekuatan lentur dapat dilihat pada Tabel 9. Toyota Standard mensyaratkan nilai gradien modulus elastisitas untuk papan serat pada suhu kamar yakni minimum 4400 (N/50mm/m), minimum 3400
38
(N/50mm/m) pada 110°C, dan minimum 2300 (N/50mm/m) pada kondisi setelah penyerapan air selama 48 jam
Tabel 9. Hasil pengujian kekuatan lentur papan serat
Berdasarkan grafik (Gambar 25) diketahui bahwa gradien elastisitas terkecil dihasilkan pada kondisi produk setelah pemanasan. Hal tersebut dikarenakan pada proses pemanasan partikel-partikel serat serta berbagai
komponen
penyusunnya
mengalami
pemuaian
yang
menyebabkan komponennya merenggang sehingga kemudian mudah patah/bengkok. Begitu pula dengan kondisi kelembaban yang tinggi dapat menyebabkan terjadinya difusi uap air dari udara ke dalam permukaan produk. Kondisi kandungan air yang meningkat menyebabkan kekuatan produk berkurang dibandingkan kekuatan lentur produk pada kondisi suhu ruang (room temperature). Sedangkan untuk kemampuan pembebanan maksimum papan serat kenaf secara keseluruhan memiliki nilai yang lebih besar dibanding nilai yang telah ditetapkan sebagai standar (TS).
39
/
Gambar 25. Hasil pengujian kuat lentur papan serat.
Gambar 26. Hasil pengujian beban maksimum papan serat.
Begitupun dengan kemampuan pembebanan maksimum (Gambar 26) yakni memiliki karakteristik yang hampir sama dengan gradien modulus elastisitas dengan nilai terbesar dihasilkan pada kondisi udara normal (suhu ruang). Semakin besar ketahanan produk terhadap beban maksimum yang digunakan maka semakin besar kekuatannya.
40
6. Uji Pengkabutan (Fogging test)
Uji pengkabutan dilakukan khusus untuk industri otomotif. Pengujian in dimaksudkan untuk mengetahui apakah proses penguapan yang dihasilkan akibat pemanasan part dapat menimbulkan efek keruh pada kaca yang dapat menggangu penglihatan. Proses pengujian ini dilakukan berdasarkan metode B pada TS yang mengacu kepada seberapa besar cahaya yang lolos pada kaca yang telah mengalami penguapan akibat pemanasan (Gambar 27).
Gambar 27. Rekayasa sinar hasil uji pengkabutan.
Besarnya nilai uji pengkabutan yang distandarkan oleh TS yakni minimum 90% sinar yang datang dapat diteruskan oleh kaca keruh yang dihasilkan oleh pengkabutan part. Sedangkan berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan didapatkan hasil sebesar 94.8 %, sehingga hasil tersebut dapat memenuhi nilai standar yang ditetapkan (Tabel 10).
Tabel 10. Hasil pengujian pengkabutan papan serat kenaf
41
7. Uji Kemampuan Terbakar (Flammability test)
Uji kemampuan terbakar didefinisikan sebagai kemampuan suatu bahan untuk terbakar atau membakar dan menyebabkan kebakaran, khususnya pada industri otomotif. Produk yang dihasilkan memiliki kemampuan untuk terbakar, baik disebabkan karena kecelakaan maupun proses pemanasan yang terlalu lama di lapangan. Pengujian ini menunjukkan seberapa cepat produk papan serat yang dihasilkan untuk merambat dan habis terbakar ketika terjadi kebakaran.
Tabel 11. Hasil pengujian kemampuan terbakar papan serat kenaf
Dari hasil pengujian kemampuan bakar papan serat kenaf ini didapatkan laju pembakaran rata-rata sebesar 0.031 (cm/s) untuk papan sedangkan 0.021 (cm/s) untuk part (Tabel 11). Nilai pengujian tersebut telah memenuhi standar yang ditetapkan yakni
mensyaratkan nilai
maksimum sebesar 0.167 (cm/s).
D. Aplikasi Papan Serat Kenaf pada Industri Otomotif
Kemajuan teknologi mulai mengembangkan berbagai produk alternatif yang berasal dari bahan-bahan alami yang dapat memberikan suatu modifikasi dalam meningkatkan kualitas, daya saing produk dalam bidang industri maupun meningkatkan peran dalam menjaga kelestarian lingkungan. Saat ini, serat alam banyak digunakan sebagai bahan baku serat komposit pada papan
42
serat. Salah satunya adalah aplikasi papan serat kenaf dengan perekat polypropylene.yang digunakan sebagai bahan baku interior mobil (back seat board, door trim, dashboard, karpet, dll.).
Gambar 28. Pembuatan papan serat kenaf untuk back seat board, Potongan papan (a), Peletakan papan pada jok (2), Jok dengan papan serat kenaf (3).
43
Setelah melalui beberapa tahapan pengujian untuk menentukan karakteristik fisis dan mekanis papan serat kenaf serta membandingkannya dengan Toyota Standard (Tabel 12) untuk kualitas papan serat maka secara keseluruhan produk papan serat Kenaf yang dihasilkan telah memenuhi persyaratan yang ditentukan, sehingga untuk selanjutnya dapat dikembangkan sebagai bahan baku alternatif pada industri otomotif, khususnya sebagai interior boards. Beberapa aplikasi yang dapat diterapkan pada penggunaan papan serat kenaf sebagai bahan baku interior board yakni berupa back seat board (Gambar 28) dan door trim, keuntungan yang didapatkan dari penggunaan papan serat kenaf antara lain adalah dapat menghasilkan produk dengan penurunan biaya produksi, serta peningkatan katahanan lingkungan melalui produk yang ramah lingkungan. Meskipun demikian, pengaplikasian papan serat kenaf pada papan belakang jok mobil masih memiliki beberapa kekurangan, yakni berupa papan timbul dan perubahan dimensi dari 2.1 mm menjadi 2.5 mm. Selain itu produk papan komposit tersebut menghasilkan bau yang mengganggu. Bau ini disebabkan karena proses pembusukan yang terjadi pada pembuatan serat kenaf, dan proses pengeringan yang kurang merata karena dilakukan secara manual dengan menggunakan matahari. Saat ini bentuk papan serat yang dihasilkan hanya terbatas pada bentuk datar, sehingga mengakibatkan papan serat ini belum dapat dimanfaatkan secara maksimal.
44
Tabel 12. Perbandingan sifat fisis dan mekanis papan serat kenaf dengan Toyota
Standard
45
VI. SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan
1. Dari hasil analisis sifat fisis dan mekanis dapat disimpulkan bahwa papan serat kenaf dengan perekat polypropylene telah memenuhi standar Toyota (TS) untuk papan serat. 2. Papan serat kenaf dengan perekat polypropylene yang dihasilkan memiliki karakteristik fisis dan mekanis berupa kerapatan jenis 0.67 g/m3, kadar air 1.02 % bk, daya serap air 18.53 %, perubahan dimensi -0.21 % (setelah pemanasan) dan -0.08% (setelah penyerapan air), kekuatan lentur 8481 N/50mm/m dengan beban maksimum 65.98 N/50 mm (pada suhu ruang), 3982 N/50 mm/m dan 30.24 N/50 mm (pada 110°C), 7273 N/50 mm/m dan 58.02 N/50 mm (pada 50°C, 95%RH, 48 jam). Selain itu papan serat kenaf juga memiliki kemampuan terbakar 0.031 cm/s dan laju pengkabutan sebesar 94.8%.
B.
Saran
Papan serat kenaf sudah memenuhi standar Toyota (TS). Walaupun demikian masih terdapat beberapa kekurangan yang harus diperbaiki, yakni : 1. Untuk beberapa part tertentu papan serat kenaf belum bisa digunakan karena tidak cukup memiliki modulus elastisitas yang diperlukan, seperti pada papan penutup ban cadangan. Untuk menurunkan modulus elastisitas papan antara lain dapat dilakukan dengan penggunaan bahan tambahan berupa coupling agent seperti MAPP (Maleic Anhydride Polypropylene) untuk meningkatkan kekuatan ikatan antara serat kenaf dengan polypropylene. 2. Perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk mendapatkan komposisi optimal dengan menggunakan variasi kompon selain 50:50%. 3. Papan serat kenaf yang dihasilkan memiliki bau yang mengganggu yang disebabkan karena proses pembusukan kulit batang kenaf dan pengeringan
46
yang kurang merata pada proses pembuatan serat. Untuk itu diperlukan penelitian lanjutan untuk mereduksi bau yang dihasilkan, yakni dengan menggunakan mikroorganisme lain (aerob) pada proses pengupasan kulit kenaf, serta penggunaan alat pengering untuk mengeringkan serat kenaf sehingga proses pengeringan lebih merata, dan bau yang dihasilkan akan berkurang. 4. Untuk saat ini penggunaan papan serat kenaf hanya terbatas pada bentuk datar. Oleh karena itu perlu dilakukan modifikasi melalui proses injeksi partikel kompon dan penelitian lanjutan untuk mengetahui apakah hasil modifikasi tersebut masih memiliki karakteristik yang sama.
47
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2007. Polypropylene. http://id.wikipedia.org. (Diakses 1 April 2009). Anonim. 2007. Final Report Survey on Natural Fiber of Indonesia. Kerjasama antara Indonesian Tobacco and Fiber Crops Research Institute dan PT. Toyota Motor Manufacturing Indonesia. BBLIS. 1989. Prospek Penggunaan Batang Kenaf Untuk Pulp. Prosiding Simposium I Hasil Penelitian dan Pengembangan Tanaman Industri Buku IX, Caringin, 25-27 Juli 1989. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Industri. Bogor. Caulfield, D., Sanadi, A. R. 2008. Thermoplastic Polyolefinsas Formaldehyde Free Binders in Highly Filled Lignocellulosic Panel Boards: Using Glycerine as a Processing Aid in Kenaf Fiber Polypropylenee Boards. Jurnal Material Research Vol. 11(4): 487-492. Universitas Copenhagen, Denmark. Dempsey, J.M. 1975. Fiber Crops. The University Presses of Florida Gainesville. Drzal, L. T., Burgueno A. K dan. Misra M. 2003. Biobased Structural Composite Materialsfoe Housing and infrastructure Applications: Opportunities and Challenges. Composite Science and Technology. 63 :129-140. Haygreen J.G., Bowyer J.L. 1989. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu Suatu Pengantar. Sutjipto A.H., penerjemah, Soenardi P, editor. Forest Product and Wood Science, An Introduction. Yogyakarta : Gajah Mada University Press. Kirby, R.H. 1963. Vegetable Fibers. Great Britain University Press, London. Kozlowsky, R., M Rawluk dan J. Barriga. 2003. World Production of Bast Fibrous Plants and Their Diversivied Uses. Prosiding Seminar dan Symposium Internasional Kenaf, 19-21 Agustus. Beijing, China. zMokhtar, M., Rahmat A.R., dan Hassan A. 2007. Characterization and Treatments of Pineapple Leaf Fibre Thermoplastic Composit for Construction Application. Universitas Teknologi Malaysia.
48
Munawar S.S., K. Umemura, dan S. Kawai. 2006. Characterization of the Morphological, Physical, and Mechanical Properties of Seven Nonwood Plant Fiber Bundles. Prosiding Symposium International Wood Science, 29-31 Agustus 2006. Bali, Indonesia. Subiyanto, B., Subyakto,M. Gopar dan S.S. Munawar. 2004. Pembuatan Papan Partikel Berukuran Komersial dari Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit dengan Perekat Urea Formaldehida. Jurnal Ilmu dan Teknologi Kayu, Vol. 3 (3): 9-14. Masyarakat Peneliti Kayu Indonesia. Bogor. Sudjindro. 2003. Kenaf Development and Prospect in Indonesia
Prosiding
Seminar dan Symposium Internasional Kenaf, 19-21 Agustus, Beijing, China. Suhardi. 2008. Production of Particle Board from Banana Leaves. Thesis. School of Material Engineering, University Malaysia Perlis. Syamani, F.A., I. Budiman, Subyakto, B. Subiyanto. 2006. Pemanfaatan serat Abaca (Musa textilis) dan Serat Sisal (Agave Sisalane) Untuk Produk Komposit.
Prosiding
Seminar
Nasional
MAPEKI.
Banjar
Baru,
Kalimantan Selatan. Syamani, F.A., I. Budiman, Subyakto, B. Subiyanto. 2006. Sifat Fisis Mekanis Papan Partikel dari Serat Sisal atau Serat Abaka setelah Perlakuan Uap. Prosiding Seminar Nasional MAPEKI. Banjar Baru, Kalimantan Selatan. Toyota Standard. (TS). 2008. Quality of Fiberboard. Toyota Motor Manufacturing Indonesia. Jakarta. Zamri, M. 2008. Production of Particle Board from Sugarcane Bagasse. Thesis. School of Material Engineering, University Malaysia Perlis.
49
LAMPIRAN
50
Lampiran 1. Jadwal Kegiatan Magang di PT. Toyota Motor Manufacturing Indonesia.
51
Lampiran 2. Peta Lokasi PT. Toyota Motor Manufacturing Indonesia
52
Lampiran 3. Layout Pabrik Sunter I
53
Lampiran 4. Layout Pabrik Sunter II
54
Lampiran 5. Struktur Organisasi PT. Toyota Motor Manufacturing Indonesia.
55
Lampiran 6. Struktur Organisasi Divisi Engineering
56
Lampiran 7. Skema Bisnis PT. Toyota Motor Manufacturing Indonesia
57
Lampiran 8. Data Produksi Toyota
58
Lampiran 9. Data Penjualan Toyota Dalam Negri
59
Lampiran 10. Karakteristik Tanaman Penghasil Serat
60
Lampiran 11. Hasil Pengujian Ketebalan
61
Lampiran 12. Hasil pengujian kerapatan jenis papan serat.
62
Lampiran 13. Hasil Pengujian Daya Serap Air dan Kadar Air Papan Serat Kenaf.
63
Lampiran 14. Hasil Pengujian Perubahan Dimensi A
64
Lampiran 15. Hasil Pengujian Perubahan Dimensi Akibat Pemanasan.
65
Lampiran 16. Hasil Pengujian Kuat Lentur Papan Serat
66
Lampiran 17. Hasil uji kemampuan terbakar.
67
Lampiran 18. Hasil uji pengkabutan papan serat kenaf.
68
