Prosiding Seminar Agroindustri dan Lokakarya Nasional FKPT-TPI Program Studi TIP-UTM, 2-3 September 2015
Ketahanan Tarik Kertas Seni dari Serat Pelepah Nipah (Nypa fruticans) (Kajian Proporsi Bahan Baku dan Perekat) Ika Atsari Dewi (pemakalah)1), Susinggih Wijana, Nur Lailatul Rahmah2), Erwin Sugiarto3), dan Arie Febrianto Mulyadi Jurusan Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Brawijaya Jl. Veteran No. 1-4 Malang, Telp. 0341-583964 Fax. 0341-568917 e-mail: 1)
[email protected], 2)
[email protected], 3)
[email protected]
ABSTRAK Penelitian bertujuan mendapatkan proporsi bahan baku serta proporsi perekat yang sesuai dalam proses pembuatan kertas seni sehingga dihasilkan kertas seni yang memiliki nilai ketahanan tarik yang terbaik. Metode penelitian yang digunakan adalah Rancangan Acak Kelompok faktorial dengan 2 faktor. Faktor pertama adalah proporsi bahan baku (serat pelepah nipah dan kardus) dan faktor kedua adalah proporsi perekat (PVAc). Uji kualitas fisik kertas seni ini menggunakan analisa ragam ANOVA. Hasil perlakuan terbaik diperoleh pada proporsi bahan baku pulp nipah dan kertas kardus bekas (60%:40%) dengan proporsi perekat sebesar 5%. Alternatif ini memiliki rerata ketahanan tarik sebesar 5,74 kN/m. Faktor proporsi bahan baku dan faktor proporsi perekat memberikan pengaruh nyata terhadap ketahanan tarik kertas seni serat pelepah nipah, sementara interaksi kedua faktor proporsi bahan baku dan proporsi perekat tidak berpengaruh nyata terhadap ketahanan tarik kertas seni yang dihasilkan pada taraf 5%. Kata kunci: Kertas kardus bekas; Kertas seni; Pelepah nipah; PVAc
ABSTRACT The aim of this research was to find the influence of raw material proportion and adhesive appropriate in the process of making paper art, so could be obtained art paper which have the best tensile strength value. The research used Randomized Block Design (RBD) method with two factors. The first factor was material proportion (nypa pulp and cardboard), while the second factor was adhesive proportion (PVAc). This physical quality artistic paper used ANOVA analysis. The best treatment result was obtained in raw material proportion of nypa pulp and cardboard (60%:40%) with the adhesive proportion at 5%. This alternative had the average of tensile resistance at 4.66 kN/m. Raw material proportion and adhesive proportion factors gave significant effect to the tensile strength, while the interaction of these two factors did not give significant effect to tensile strength of artpaper derived at 5% level. Keywords: Art paper; Cardboard Paper; Petioles nypa; PVAc
PENDAHULUAN Bagian pohon nipah yang selama ini belum banyak dimanfaatkan adalah pelepah dari pohon nipah. Menurut Akpakpan (2011), pelepah nipah mengandung selulosa sebesar 42,22% dengan panjang serat 1,06 mm. Hal tersebut menunjukkan bahwa pelepah nipah memiliki potensi untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku pulp dan kertas seni. Hal ini diperkuat oleh pernyataan Sakundayanto (2004), yang menyatakan bahwa serat selulosa dari limbah pertanian dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku kertas seni. Kertas seni terbuat dari limbah kertas maupun tanaman yang mengandung selulosa sehingga menghasilkan kertas yang bertekstur kasar. Pembuatan kertas seni merupakan salah satu alternatif pengolahan limbah dan mengurangi penggunaan serat kayu sebagai bahan baku kertas. Untuk mendapatkan kualitas fisik kertas seni seperti kekuatan tarik, maka dalam pembuatan kertas seni dari serat pelepah nipah perlu adanya penambahan kertas bekas dan bahan perekat. Kertas bekas merupakan salah satu sumber serat yang cukup potensial, dimana dapat memberikan sumber serat sekunder pada pembuatan kertas seni dari serat non-kayu. Menurut Wahyudi dan
ISBN: 978-602-7998-92-6
B-128
Prosiding Seminar Agroindustri dan Lokakarya Nasional FKPT-TPI Program Studi TIP-UTM, 2-3 September 2015 Hawasul (2006) penggunaan serat sekunder sebagai bahan baku dalam industri kertas akan memberikan beberapa keuntungan, seperti harganya yang lebih murah, stabilitas dimensi yang tinggi dan formasi lembaran yang dihasilkan lebih baik. Salah satu contoh kertas bekas adalah kertas kardus. Penggunaan kertas kardus bekas sebagai bahan campuran kertas seni dikarenakan sifat kardus mudah untuk diolah kembali atau didaur ulang beberapa kali baik untuk membuat kardus baru ataupun digunakan sebagai bahan campuran pembuatan kertas daur ulang. Selain itu, kertas kardus bekas jika dilakukan pulping ulang (repulping) akan menghasilkan serat yang cukup kuat (Hakim dan Sucipto, 2009). Penambahan bahan perekat pada produksi kertas seni bertujuan memperkuat ikatan antar serat, serta mengawetkan kertas sehingga diperoleh kertas yang berkualitas dengan ketahanan tarik dan ketahanan sobek yang tinggi (Iqlima, 2008). Salah satu perekat yang biasanya digunakan dalam pembuatan kertas adalah polivinil asetat (PVAc) atau dapat disebut juga lem putih PVAc sebagai bahan perekat dalam pembentukan kertas. Kelebihan dari PVAc yaitu mudah penggunaanya, tahan terhadap mikroorganisme dan tidak mengakibatkan bercak-bercak noda saat kering (Fajriani, 2010). Melihat fungsi tersebut PVAc memiliki potensi sebagai bahan perekat dalam pembuatan kertas seni. Proporsi bahan baku (serat pelepah nipah dan kertas kardus) serta perekat yang digunakan dalam proses pembuatan kertas seni dari serat pelepah nipah akan berpengaruh terhadap kualitas kertas seni yang dihasilkan. Oleh karena itu diperlukan adanya penelitian akan kertas seni untuk mendapatkan proporsi bahan baku dan proporsi perekat yang tepat dalam pembuatan kertas seni, sehingga dihasilkan kertas seni dengan kualitas fisik kekuatan tarik yang baik. METODE Bahan yang digunakan pada proses pembuatan kertas seni adalah pulp serat pelepah, kertas kardus, perekat PVAc, dan air PDAM. Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah pisau, timbangan digital, panci, pengaduk, gelas ukur, blender, bak/ember, screen 60 mesh ukuran 20 cm × 15 cm, kain saring, dan oven. Alat yang digunakan untuk pengujian fisik kertas adalah Paper Tensile Strength Tester. Metode penelitian yang digunakan adalah Rancangan Acak Kelompok (RAK) faktorial dengan 2 faktor, yaitu: faktor 1 yang terdiri dari 4 level dan faktor 2 yang terdiri dari 2 level. Setiap perlakuan diulang sebanyak 3 kali ulangan sehingga diperoleh 24 satuan percobaan. Faktor 1: proporsi bahan baku (serat pelepah nipah dan kertas kardus bekas), yang terdiri dari 4 level yaitu: X1 = Pulp pelepah nipah : Kertas kardus bekas (90%:10%) X2 = Pulp pelepah nipah : Kertas kardus bekas (80%:20%) X3 = Pulp pelepah nipah : Kertas kardus bekas (70%:30%) X4 = Pulp pelepah nipah : Kertas kardus bekas (60%:40%) Faktor 2 adalah proporsi perekat, yang digunakan terdiri dari 2 level, yaitu: Y1 = Konsentrasi PVAc 2% (b/b) Y2 = Konsentrasi PVAc 5% (b/b) Data hasil kualitas fisik kertas seni menggunakan analisa ragam ANOVA (Analysis of Variance) untuk mengetahui ada pengaruhnya antar perlakuan. Prosedur uji ketahanan tarik yang dilakukan berdasarkan SNI 14-4737-1998. HASIL DAN PEMBAHASAN Ketahanan tarik merupakan sifat kekuatan kertas yang cukup penting agar pada penggunaanya kertas mampu menahan beban yang diberikan. Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa faktor proporsi bahan baku dan faktor proporsi perekat memberikan pengaruh nyata terhadap ketahanan tarik kertas seni serat pelepah nipah pada taraf 5%. Interaksi kedua faktor proporsi bahan baku dan proporsi perekat tidak berpengaruh nyata terhadap ketahanan tarik kertas seni yang dihasilkan pada taraf 5%. Rerata ketahanan tarik kertas seni dari serat pelepah nipah pada berbagai proporsi perekat dapat dilihat pada Tabel 1.
ISBN: 978-602-7998-92-6
B-129
Prosiding Seminar Agroindustri dan Lokakarya Nasional FKPT-TPI Program Studi TIP-UTM, 2-3 September 2015 Tabel 1. Rerata Ketahanan Tarik Kertas Seni Pada Berbagai Proporsi Perekat. PVAc (%) 2 5
Ketananan Tarik (kN/m) 4,57 5,23
BNT
Notasi a b
0,53
Ket: Notasi yang berbeda menunjukkan perlakuan berbeda nyata pada α =5%
Hal tersebut menunjukkan semakin tinggi perekat yang digunakan maka ketahanan tarik kertas seni yang dihasilkan mengalami peningkatan. Hal ini dikarenakan lapisan film yang terbuat dari bahan berbasis PVAc memiliki kemampuan untuk memanjang saat dikenakan gaya tarikan yang saling berlawanan arah (Hansen et al., 1991). Semakin tinggi proporsi perekat PVAc yang digunakan dalam pembuatan kertas seni serat nipah maka ketahanan tariknya juga mengalami peningkatan. Menurut Wahyuningtias (2007), ketahanan tarik dipengaruhi oleh banyaknya perekat yang digunakan, sehingga menyebabkan kertas menjadi kuat dan tidak mudah putus ketika direntangkan dan ditarik pada sisi yang bersamaan. Hal yang serupa juga didukung oleh Nurminah (2002) yang menyatakan bahwa sifat kekuatan kertas ditentukan oleh penambahan bahan perekat dalam pembentukan lembaran kertas. Hasil rerata bahan baku pulp pelepah dan kertas kardus bekas juga berpengaruh terhadap rerata ketahanan tarik kertas seni yang disajikan pada Tabel 2. Proporsi bahan baku antara pulp pelepah nipah dengan kertas kardus 90%:10% (b/b) dan 60%:40% (b/b) berpengaruh nyata terhadap rerata ketahanan tarik kertas seni yang dihasilkan. Namun pada proporsi bahan baku 80%:20% (b/b) dan 70%:30% (b/b) tidak berpengaruh nyata terhadap rerata ketahanan tarik. Rerata ketahanan tarik tertinggi pada proporsi bahan baku pulp pelepah nipah 60% dan kertas kardus bekas 40% dengan rerata ketahanan tarik sebesar 5,42 (kN/m), sedangkan nilai terendah pada proporsi pulp pelepah nipah 90% dan kertas kardus 10% dengan rerata ketahanan tarik sebesar 4,22 (kN/m). Tabel 2. Nilai Rerata Ketahanan Tarik Kertas Seni Pada Berbagai Proporsi Bahan Baku Pulp Pelepah Nipah : Kardus Bekas (%)
KetahananTarik (kN/m)
90:10 80:20 70:30 60:40
4,22 4,83 5,16 5,42
BNT
Notasi
0,53
a b b c
Ket: Notasi yang berbeda menunjukkan perlakuan berbeda nyata pada α =5%
Semakin tinggi proporsi pulp nipah yang digunakan dalam pembuatan kertas seni, maka ketahanan tarik kertas yang dihasilkan cenderung mengalami penurunan. Hal tersebut diduga karena kandungan lignin pulp pelepah nipah lebih tinggi dibanding dengan kertas bekas sehingga mengakibatkan ketahanan tarik pada kertas menjadi rendah. Kandungan lignin yang terdapat pada pulp pelepah nipah yaitu sebesar 8,45%, sedangkan menurut Rilla (2010) kandungan lignin pada kertas kurang dari 1%. Menurut Citra (2000), lignin juga merupakan senyawa penghambat ikatan antar serat dan menyebabkan serat menjadi kaku dan serat sukar pecah saat penggilingan, bila serat sukar pecah maka akan menyebabkan ikatan antar serat menjadi lebih rendah. Hal tersebut juga didukung oleh pernyataan Casey (1981), ketahanan tarik dipengaruhi oleh total jumlah serat yang terlibat dalam penyobekan lembaran, kemampuan serat pecah saat penggilingan dan kekuatan ikatan antar serat. Hasil rerata ketahanan tarik kertas seni serat pelepah nipah berkisar antara 3,95 sampai 5,74 (kN/m). Semakin tinggi proporsi bahan baku kertas kardus dan perekat yang digunakan dalam pembuatan kertas seni, ketahanan tarik kertas yang dihasilkan cenderung mengalami peningkatan. Peningkatan tersebut dapat dilihat pada Gambar 1.
ISBN: 978-602-7998-92-6
B-130
Prosiding Seminar Agroindustri dan Lokakarya Nasional FKPT-TPI Program Studi TIP-UTM, 2-3 September 2015
Gambar 1. Grafik Hubungan Antara Proporsi Bahan Baku dan Perekat Terhadap Ketahanan Tarik Kertas Seni Gambar 1. menginformasikan nilai R-Square atau koefisien determinasi dari persamaan garis polynomial, yang menunjukkan respon yang paling tepat dari perlakuaan terhadap perlakuanperlakuan yang diberikan antara proporsi bahan baku (pulp nipah dan kertas kardus bekas) dengan proporsi perekat PVAc dari ketahanan tarik kertas seni. Semakin besar nilai R-Square, maka tingkat error yang dihasilkan semakain kecil. Nilai R-Square pada faktor proporsi perekat PVAc 2% dan 5% adalah sebesar 0,993 dan 0,965, yang berarti proporsi bahan baku yang digunakan memiliki pengaruh sebesar 99,3% pada proporsi perekat 2% dan 96,5% pada proporsi PVAc 5% terhadap ketahanan tarik kertas seni yang dihasilkan. Menurut Alexander (2008), nilai R-Square yaitu berkisar antara 0 sampai 1 dan jika nilai tersebut mendekati 1 atau lebih dari 90 persen berarti korelasi dari variabel dan tingkat penelitian semakin baik. Berdasarkan Gambar 1. dapat dilihat bahwa nilai rerata ketahanan tarik tertinggi 5,74 kN/m diperoleh pada proporsi bahan baku pulp pelepah nipah 60% dan kardus bekas 40% dengan menggunakan perekat PVAc 5%. Nilai rerata ketahanan tarik terendah 3,95 kN/m pada proporsi bahan baku pulp pelepah nipah 90% dan kertas kardus bekas 10% dengan menggunakan perekat PVAc 2%. Untuk mengetahui seberapa baik kualitas ketahanan tarik kertas serat nipah hasil penelitian, maka dilakukan perbandingan kualitas kertas seni yang ada dipasaran. Pemilihan kertas seni tersebut berdasarkan kertas yang paling dominan yang menyerupai karakteristik sensoris kertas seni hasil penelitiaan yaitu dilihat dari warna, kenampakan serat dan panjang serat. Hasil perbandingan analisis ketahanan tarik kertas seni serat pelepah nipah dengan produk kertas seni yang ada dipasaran dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. No 1
Perbandingan Kualitas Ketahanan Tarik Kertas Seni Serat Nipah dengan Kertas Seni yang Ada di Pasaran
Kriteria Ketahanan Tarik
Produk Hasil Penelitian
Produk di Pasaran
4,49 kN/m
2,71 kN/m
Diketahui bahwa kertas seni dari serat nipah mempunyai nilai ketahanan tarik yang lebih tinggi. Menurut Iqlima (2008) kualitas kertas seni untuk dijadikan produk handycraft sangat penting dilihat dari ketahanan tarik dan ketahanan sobek. Semakin tinggi nilai ketahanan tarik dan ketahanan sobek suatu kertas seni, maka kualitas kertas yang dihasilkan semakin baik (tidak mudah sobek) khususnya sebagai bahan baku produk seperti kap lampu, kotak hias dan bingkai foto. Selain ketahanan tarik dan sobek, gramatur juga penting untuk menilai kualitas suatu kertas.
ISBN: 978-602-7998-92-6
B-131
Prosiding Seminar Agroindustri dan Lokakarya Nasional FKPT-TPI Program Studi TIP-UTM, 2-3 September 2015 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Kualitas ketahanan tarik tertinggi sebesar 5,74 kN/m diperoleh pada proporsi bahan baku pulp pelepah nipah 60% dan kardus bekas 40% dengan menggunakan perekat PVAc 5%. Saran Diharapkan adanya penelitian lebih lanjut mengenai waktu, suhu dan teknik pengeringan yang tepat pada pembuatan kertas seni serat nipah pada skala laboratorium, agar menghasilkan kertas seni yang tidak mengkerut saat kering. Analisis mengenai gramatur, ketahanan sobek dan kualitas fisik lainnya, serta analisis dari kualitas sensoris juga disarankan. UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih disampaikan kepada Badan Penelitian dan Pengembangan Provinsi Jawa Timur atas pembiayaan yang diberikan. Penelitian ini merupakan rangkaian penelitian dengan judul besar “Inovasi Teknologi Pengembangan Olahan Gula Nipah Menjadi Aneka Pangan dan Kertas Seni“. DAFTAR PUSTAKA Akpakpan, A.E . 2011. Influence of Cooking Variables on the Soda and Soda-Ethanol Pulping of Nypa Fruticans Petioles. Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 5(12): 12021208. Alexander, M. 2008. Model dan Metode Penelitian. Dilihat 25 Januari 2013.
. Casey, J. P. 1981. Pulp and Paper, Vol II Secon Ed. International Publisher Inc. New York. Fajriani, E. 2010. Aplikasi Perekat Dalam Pembuatan Kayu Laminasi. Laporan Akhir Praktikum.Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan. IPB. Bogor. Hakim, L dan Sucipto. 2009. Pengaruh Rasio Semen/Serat dan Jenis Katalis Terhadap Kekuatan Papan Semen-Serat dari Limbah Kertas Kardus Program Studi Teknologi Hasil Hutan Fakultas Pertanian. Vol. 11. No. 1. Hal : 94 – 100. Hansen, E., Michele R., Michael R. and Garcia R. 1991. The Effects of Solutions and Physical Properties of Thermoplastic Amorphous Polymers Used In Conservations. Vol. 3., no. 2., JAIC Journal. Hal 203-213. Iqlima, 2008. Perhitungan Harga Pokok Produksi (HPP) Kertas Seni dari Campuran Jerami Padi (Oryza sativa.L) dan Enceng Gondok (Eichhornia crassipes). Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian. Universitas Brawijaya. Malang. Nurminah. 2002. Penelitian Sifat Berbagai Bahan Kemasan Plastik dan Kertas Serta Pengaruhnya Terhadap Bahan yang Dikemas. Fakultas Pertanian Jurusan Teknologi Pertanian. Universitas Sumatera Utara. Dilihat 5 Agustus 2012. Rilla, 2010. Pengujian Kadar Lignin dalam Pulp. Dilihat 27 Desember 2012. . Sakundayanto, 2004. Pengembangan Kertas Seni Untuk Produk Komersial. Yogyakarta: Balai Besar Kerajinan dan Batik Yogyakarta. Wahyudi, T. dan Hawasul. 2006. Peningkatan Kualitas Serat Sekunder dengan Perlakuaan Enzim dan Polimer. Majalah Ilmiah No. 18/AKRED LIPI/P2MB1/9 /2006. Vol. 42 (2). Hal 8389. Wahyuningtias, E. 2007. Optimasi Konsentrasi NaOH dan Tapioka pada Produksi Kertas Seni dari Pelepah Pisang (Musa paradiciaca). Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian. Universitas Brawijaya. Malang.
ISBN: 978-602-7998-92-6
B-132
