PEMANFAATAN KARTON DUPLEX SEBAGAI ALTERNATIF BAHAN BAKU PAPAN KOMPOSIT
NOVA LESTARI
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pemanfaatan Karton Duplex Sebagai Alternatif Bahan Baku Papan Komposit adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, September 2014 Nova Lestari NIM E24100028
ABSTRAK NOVA LESTARI. Pemanfaatan Karton Duplex sebagai Alternatif Bahan Baku Papan Komposit. Dibimbing oleh MUH YUSRAM MASSIJAYA. Papan komposit sangat ideal dikembangkan sebagai pengganti produk utama kayu, karena memiliki keunggulan antara lain bahan bakunya bisa dari berbagai limbah nonkayu (limbah pertanian, perkebunan, dan rumah tangga). Pemanfaatan karton duplex sebagai bahan baku papan komposit merupakan salah satu alternatif pemecahan masalah kekurangan bahan baku kayu yang berkualitas tinggi. Penelitian ini bertujuan mengetahui kemungkinan pemanfaatan karton duplex sebagai bahan baku produk komposit, membandingkan sifat fisis dan mekanis dengan standar SNI. Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian sifat fisis dan mekanis. Hal yang dapat disimpulkan dari penelitian ini adalah jenis karton duplex yang digunakan berpengaruh terhadap kualitas papan komposit. Pengujian sifat fisis papan komposit dari karton duplex untuk nilai kadar air dan delaminasi memenuhi standar SNI 01-5008.2-2000. Sedangkan untuk pengujian kembang susut tidak memenuhi standar SNI 01-5008.2-2000. Nilai uji tarik terbesar yaitu jenis karton E menggunakan perekat isosianat dengan nilai kekuatan tarik sebesar 48.22 kgf/cm2. Papan komposit menggunakan perekat isosianat memiliki sifat fisis dan mekanis lebih baik dibandingkan perekat PVAc dan kanji. Kata kunci: papan komposit, karton duplex, sifat fisis, sifat mekanis. ABSTRACT NOVA LESTARI. The utilization of cardboard duplex as an alternative composite board raw material. Supervised by MUH YUSRAM MASSIJAYA. Composite boards are ideal developed wood products subtitution. It can be made from kinds of non-wood waste such as (agricurtural, plantation, and household waste). Utilization of cardboard duplex as raw material of composite board is one of alternatives to solve lack of high quality wood product. The objective of this research is to knowing the possibility of utilization of duplex cardboard as raw materials of composite product and compare the physical and mechanical properties with SNI standard. The test included physical and mechanical properties. Hence the conclution of this research was measure by type of raw materials which affected to the quality of composite boards. Value of moisture content and delamination of composite duplex cardboard from physical properties test are appropriate with SNI 01-5008.2-2000 standard. However, value of shrinkage-swelling test not eligible with SNI 01-5008.2-2000 standard. The largest tensile strength value (48.22kgf/cm2) was type E carton, with isocyanate adhesive. The composite boards which using isocyanate adhesive has better value of physical and mechanical properties test than PVAc glues and starch adhesive. Keywords: duplex cardboard, composite board, physical properties, mechanical properties.
PEMANFAATAN KARTON DUPLEX SEBAGAI BAHAN BAKU PAPAN KOMPOSIT
NOVA LESTARI Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Departemen Hasil Hutan
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
Judul Skripsi : Pemanfaatan Karton Duplex Sebagai Alternatif Bahan Baku Papan Komposit Nama : Nova Lestari NIM : E24100028
Disetujui oleh Dosen Pembimbing
Prof Dr Ir Muh Yusram Massijaya, MS NIP. 19641124 198903 1 004
Diketahui oleh Ketua Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan, IPB
Prof Dr Ir Fauzi Febrianto, MS NIP. 19630209 198903 1 002
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Atas segala bantuan dari semua pihak, penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya kepada : 1. Bapak Prof. Dr. Ir. Muh Yusram Massijaya, MS selaku dosen pembimbing atas kesabaran dan keikhlasannya dalam memberikan bimbingan ilmu, nasehat, motivasi, dukungan kepada penulis. 2. Bapak Suhada, Bapak Mahdi Mubarok, S.Si dan Bapak Muhamad Irfan selaku laboran atas bantuan dan dukungan kepada penulis. 3. Orang tua tercinta Bapak Jusman S.Pkp dan Ibu Isminarhayati, saudarasaudara tersayang Ayuk Evi Dwi Jayanti dan Ade Mella Wulandari atas kasih sayang, cinta, doa, dan dukungan yang telah diberikan selama ini. 4. Seluruh keluarga besar Fakultas Kehutanan khususnya Departemen Hasil Hutan (dosen pengajar, para staf, para laboran, rekan-rekan mahasiswa DHH serta mamang bibi) yang selalu membantu selama ini. 5. Darmi Joepandri atas kasih sayang, kesabaran,, motivasi dan do’a yang telah diberikan. 6. Keluarga dan teman terdekat penulis Emni Pusfita Sari, Zerra Diajeng Taurisieta Putri S.pd dan Nova Kurnia Anggraini S.pd, atas kebersamaan yang sangat menyenangkan, kasih sayang, bimbingan, motivasi selama penulis menjalani masa perkuliahan hingga penelitian dan lulus. 7. Teman-teman THH 47 : Catur, Adi, Mimi, Deska, Zudi, Syaiful, Sintia, Dilla, dan lainnya yang tidak mungkin disebutkan satu persatu, serta Kakak dan Adik kelas yang selama ini membantu penulis selama perkuliahan dan penelitian. 8. Keluarga besar WJ : Wa Icha, Deska, Auli, Dila, Risna, Rida, Mimi, Ferra, Reynilda dan yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu terima kasih atas kebersamaan serta motivasinya selama ini. 9. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu kelancaran studi penulis, baik selama kuliah maupun dalam penyelesaian skripsi ini. Bogor, September 2014 Nova Lestari
DAFTAR ISI ABSTRACT DAFTAR GAMBAR PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
1
Tujuan Penelitian
1
Manfaat Penelitian
1
Ruang Lingkup Penelitian
2
METODE PENELITIAN
2
Waktu dan Tempat
2
Bahan
2
Alat
2
Prosedur Penelitian
2
Persiapan Bahan Baku
3
Persiapan Perekat
4
Pencampuran Bagian Perekat
4
Pembuatan Papan Komposit
4
Pengempaan
4
Pengkondisian
4
Pengujian
4
Kadar Air
5
Kerapatan
6
Kembang Susut
6
Delaminasi
6
Pengujian Tarik (SNI 03-3399-1994)
7
Prosedur Analisis Data
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
7
Kadar air
7
Kerapatan
8
Kembang Susut
9
Delaminasi
10
Pengujian Tarik
11
SIMPULAN DAN SARAN
12
Simpulan
12
Saran
12
DAFTAR PUSTAKA
12
RIWAYAT HIDUP
14
LAMPIRAN
16
DAFTAR GAMBAR Gambar 1 Diagram alir prosedur penelitian Gambar 2 Pola pemotongan contoh uji Gambar 3 Bentuk contoh uji tarik Gambar 4 Kadar air papan dengan perekat yang berbeda Gambar 5 Kerapatan papan dengan perekat yang berbeda Gambar 6 Kembang susut papan dengan jenis perekat yang berbeda Gambar 7 Contoh uji karton jenis C dengan perekat kanji Gambar 8 Contoh uji karton jenis E dengan perekat kanji Gambar 9 Uji tarik papan dengan perekat yang berbeda Gambar 10 Penampakan mikroskopis karton duplex A Gambar 11 Penampakan mikroskopis karton duplex B Gambar 12 Penampakan mikroskopis karton duplex C Gambar 13 Penampakan mikroskopis karton duplex D Gambar 14 Penampakan mikroskopis karton duplex E
3 5 7 8 9 10 11 11 12 19 19 20 20 20
DAFTAR TABEL Tabel 1 Nilai kerapatan awal karton duplex Tabel 2 Nilai kadar air papan Tabel 3 Nilai kerapatan papan Tabel 4 Nilai kembang susut Tabel 5 Nilai uji tarik Tabel 6 Hasil analisis uji ANOVA nilai kadar air (taraf 5%) Tabel 7 Hasil analisis uji ANOVA nilai kerapatan (taraf 5%) Tabel 8 Hasil analisis uji ANOVA nilai pengembangan (taraf 5%) Tabel 9 Hasil analisis uji ANOVA nilai penyusutan (taraf 5%) Tabel 10 Hasil analisis uji ANOVA nilai tarik (5%)
16 16 16 17 17 17 17 18 18 18
PENDAHULUAN Latar Belakang Kebutuhan manusia terhadap kayu semakin meningkat dengan bertambahnya jumlah penduduk. Kayu dalam kehidupan sehari-hari sudah menjadi kebutuhan pokok bagi manusia, salah satunya untuk bahan meubel. Akan tetapi kebutuhan kayu tidak diimbangi dengan ketersediaan kayu yang ada di hutan. Kekurangan bahan baku kayu ini cenderung semakin besar dimasa yang akan datang sebagai akibat dari kerusakan hutan alam yang semakin parah dan disertai dengan permintaan kayu yang semakin meningkat. Mengingat ketersediaan kayu yang semakin berkurang, maka perlu adanya alternatif pengembangan produk komposit. Menurut Massijaya et al. (2006) papan komposit merupakan salah satu produk yang dapat menggunakan limbah kayu, kertas, plastik sebagai bahan baku. Menurut Wulandari (2013) papan komposit sangat ideal dikembangkan sebagai pengganti produk utama kayu karena memiliki keunggulan antara lain adalah bahan bakunya bisa dari berbagai limbah non kayu (limbah pertanian, limbah perkebunan dan limbah rumah tangga). Pemanfaatan karton duplex sebagai bahan baku papan komposit merupakan salah satu alternatif pemecahan masalah kekurangan bahan baku kayu yang berkualitas tinggi. Penelitian ini diharapkan dapat meningkatkan diversifikasi produk dari karton serta membantu menemukan pemecahan masalah kekurangan bahan baku kayu untuk keperluan bahan bangunan, perabot rumah tangga dan produk komposit. Selain itu penelitian ini juga diharapakan terciptanya produk komposit dari karton yang setara atau lebih baik dari produk panel kayu yang selama ini banyak ditemukan dipasaran. Perumusan Masalah Kebutuhan kayu yang semakin meningkat akan tetapi tidak diimbangi dengan jumlah pasokan kayu yang tersedia. Maka perlu adanya alternatif pengembangan produk komposit. Pemanfaatan karton duplex sebagai bahan baku komposit dapat membantu menemukan solusi kekurangan bahan baku kayu untuk keperluan produk komposit. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik papan komposit di kertas karton duplex. Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat memberikan pengetahuan pemanfaatan karton duplex sebagai bahan baku papan komposit.
tentang
2 Ruang Lingkup Penelitian Ruang lingkup dari penelitian ini adalah menguji sifat fisis (kadar air, kerapatan, kembang susut, delaminasi) dan sifat mekanis (pengujian kekuatan tarik) papan komposit yang dihasilkan.
METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Teknologi Peningkatan Mutu Kayu Hasil Hutan, Laboratorium Biokomposit Hasil Hutan dan Laboratorium Rekayasa Desain Bangunan Kayu Hasil Hutan, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Penelitian dilaksanakan sejak bulan Januari – Maret 2014. Bahan Bahan utama yang digunakan adalah karton duplex. Perekat yang digunakan adalah perekat isosianat, perekat PVAc, perekat kanji, ekstender. Alat Alat yang digunakan adalah timbangan elektrik, alat kempa dingin, jangka sorong, papan, plastik, oven, water bath, kamera, alat tulis. Pengujian tarik menggunakan alat UTM (Universal Testing Machine) merek Instron. Prosedur Penelitian Persiapan bahan baku
Pemotongan karton (30x30 cm)
Persiapan perekat
Pencampuran bagian perekat
3
Berat Labur 13 g/cm2, Metode Single
Pelaburan perekat
Assembly Time 5 menit
Penyetingan 3 lapisan papan komposit 15 kg/cm2
Kempa dingin
2 minggu, suhu ruangan
Pengkondisia n Pengujian
Pemotongan contoh uji
Sifat Fisis : - Kadar air, Kerapatan, Kembang Susut, Delaminasi
Sifat Mekanis : - Uji tarik
SNI 03-3399-1994
SNI 01-5008.22000
Gambar 1 Diagram alir prosedur penelitian
Persiapan Bahan Baku Papan komposit yang dibuat berasal dari karton duplex. Karton duplex tersebut dibutuhkan sebanyak 30 lembar karton dan terdiri dari lima jenis karton (A, B, C, D, dan E). Bahan baku perekat diperoleh dari PT. Pamolite Adhesive Industry. Pemotongan Karton
4 Karton yang didapat masih dalam ukuran 100 cm x 140 cm. Setelah itu karton dipotong menjadi ukuran 30 cm x 30 cm karton dengan menggunakan cutter. Persiapan Perekat Perekat yang digunakan adalah isosianat, PVAc dan kanji. Kebutuhan perekat setiap papan komposit dihitung dengan cara berikut : Kebutuhan perekat (g) = Luas permukaan core x Glue spread x 2 garis rekat Keterangan : - Luas permukaan core - Glue spread
= Panjang core x lebar core (cm2) = Nilai berat labur (g/cm2)
Pencampuran Bagian Perekat Perekat yang akan digunakan tersusun dari 2 bagian. Bagian-bagian tersebut diantaranya ekstender dan air. Pada penelitian ini, untuk pelaburan dilakukan dengan metode single spread. Pembuatan Papan Komposit Papan komposit tersusun dari tiga lapis. Masing-masing lembaran dibuat dengan ukuran panjang dan lebar 30 cm. Bagian core disusun dengan bagian face dan back. pembentukan lembaran disusun secara tegak lurus, lalu diberi perekat sesuai dengan kebutuhan perekat yang sudah ditentukan. Berat labur yang digunakan sebesar 13 g/cm2. Pengempaan Pengempaan menggunakan kempas dingin. Tekanan kempa yang digunakan sebesar 15kg/cm2 dengan waktu kempa selama 24 jam. Pengkondisian Setelah proses pengempaan, papan komposit dikeluarkan dari alat kempa. Waktu pengkondisian dilakukan selama ± 14 hari sebelum dilakukan pengujian sifat fisis dan mekanis. Pengkondisian ini bertujuan untuk menghilangkan tegangan-tegangan dalam karton setelah pengempaan. Pengujian Pemotongan dan Pengujian Contoh Uji (SNI 01-5008.2-2000)
5
1 30 cm
2
3
30 cm
Gambar 2 Pola pemotongan contoh uji Keterangan : - 1 = Kadar air dan Kerapatan - 2 = Kembang Susut - 3 = Delaminasi
(100 mm x 100 mm) (25 mm x 50 mm) (75 mm x 75 mm)
Kadar Air Kadar air dihitung berdasarkan berat awal dan berat kering tanur selama 24 jam pada suhu 103 ± 20C. Nilai kadar air papan dihitung berdasarkan rumus :
Keterangan : - KA = Kadar Air - BA = Berat Awal (g) - BKT = Berat Kering Tanur (g)
6 Kerapatan Contoh uji berukuran 100 mm x 100 mm ditimbang dalam kondisi kering udara, lalu diukur rata-rata panjang, lebar dan tebalnya untuk mendapatkan nilai volume. Kerapatan papan komposit dihitung dengan rumus :
Keterangan : -
= Kerapatan (g/cm3) = Massa Contoh Uji (g) = Volume Contoh Uji (cm3)
Kembang Susut Contoh uji berukuran 25 mm x 50 mm pada kondisi kering udara diukur dimensi panjang, lebar, dan tebal dengan menggunakan kaliper, selanjutnya direndam dalam air (suhu kamar) selama 24 jam setelah itu contoh uji diukur kembali dimensinya. Besar nilai pengembangan diperoleh dari perhitungan : -
Keterangan : - P - Db - Dku
%
= Pengembangan (%) = Tebal Keadaan Basah (mm) = Tebal Keadaan Kering Udara (mm)
Contoh uji yang telah direndam kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 60±30c selama 24 jam, kemudian diukur kembali dimensinya. penentuan nilai penyusutannya ditentukan dengan perhitungan : - o
Keterangan : - St - Dku - Do
= Penyusutan (%) = Tebal Keadaan Kering Udara (mm) = Tebal Keadaan Kering Oven (mm)
Delaminasi Berdasarkan jenis perekat yang digunakan, pengujian keteguhan rekat dilakukan dengan dua cara, yaitu untuk pengujian perekat PVAc dan kanji menggunakan tipe interior dua dimana contoh uji direndam air hangat pada suhu 35±30C selama dua jam, kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 60±30C selama tiga jam. Sampel diperiksa dan diukur panjang bagian yang mengelupas dalam satuan mm. Pada perekat isosianat pengujian dilakukan dengan tipe eksterior satu. Contoh uji direbus dalam air mendidih selama empat jam,
7 kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 60±30C selama dua puluh jam, direbus kembali dalam air mendidih selama empat jam. Selanjutnya, dikeringkan dalam oven pada suhu 60±30C selama dua puluh jam. Sampel diperiksa dan diukur panjang bagian yang mengelupas. Pengujian Tarik (SNI 03-3399-1994) Contoh uji dibuat ramping dibagian tengahnya, supaya terjadinya kerusakan di daerah ini. Pada daerah yang ramping ini terletak kekuatan yang paling lemah dari keseluruhan contoh uji (Mardikanto et al. 2011). Bentuk contoh uji dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3 Bentuk contoh uji tarik Besarnya kekuatan tarik dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut : g Keterangan : - ft = Kuat Tarik (kgf/cm2) - P = Beban Maksimum - b = lebar (mm) - h = (mm) Prosedur Analisis Data Proses pengolahan data penelitian ini dilakukan dengan Microsoft Excel 2010 dan SAS 9.1.3. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) terdiri dari satu faktor dengan tiga taraf yaitu tiga perekat dan jenis karton duplex sebagai kelompok. Pada penelitian ini digunakan RAK dikarenakan karton yang digunakan diduga memiliki kualitas yang berbeda.
HASIL DAN PEMBAHASAN Kadar air Kadar air kayu menunjukkan persentase banyaknya kandungan air yang terdapat dalam papan pada kondisi berat kering udara dibandingkan dengan berat papan pada kondisi kering tanur setelah pengovenan Bowyer et al. (2003).
8 Berdasarkan hasil pengujian menunjukkan bahwa kadar air papan komposit berkisar antara 11.29−10.15%. Di dalam SNI 01-5008.2-2000, nilai kadar air ditetapkan maksimal 14%. Dengan demikian, seluruh papan yang dibuat memenuhi standar tersebut. Pada grafik terlihat bahwa papan jenis karton E dengan menggunakan perekat isosianat memiliki nilai kadar air paling tinggi yaitu 11.29%. Menurut Ruhendi (1997) hal ini dikarenakan faktor kekentalan perekat isosianat yang menyulitakan dalam penyebaran perekat secara merata sehingga ada bagian permukaan sirekat yang miskin akan perekat yang menyebabkan kekuatan perekatan antara perekat dan sirekat menjadi lemah dan menimbulkan rongga-rongga kosong yang mempermudah penyerapan air. Menurut Arsad (2011) kadar air dipengaruhi oleh jenis bahan baku yang digunakan. Selain itu proses pengeringan yang kurang sempurna juga berpengaruh terhadap kadar air. Begitu juga dengan berat labur berpengaruh terhadap kadar air. Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa jenis karton yang digunakan berpengaruh nyata terhadap kadar air papan. Begitu pula dengan faktor perekat berpengaruh nyata terhadap kadar air papan pada taraf nyata 5%. Sehingga harus dilakukkan Uji lanjut Duncan terhadap ketiga jenis perekat. Nilai rata-rata kadar air dapat dilihat pada Gambar 4. 14
SNI 01-5008.2-2000
Kadar Air (%)
13 12 11 10 9 A
B
C
D
E
Jenis Perekat Perekat Isosianat
Perekat PVAc
Perekat Kanji
Gambar 4 Kadar air papan dengan perekat yang berbeda Kerapatan Berdasarkan hasil pengujian, nilai kerapatan papan komposit berkisar dari 0.84−0.93 g/cm3. SNI (2000) tidak mensyaratkan nilai kerapatan dalam kriteria standar kayu lapis penggunaan umum sehingga sampai saat ini belum ada batasan yang jelas mengenai nilai kerapatan yang dapat menghasilkan papan komposit yang berkualitas baik. Perbandingan kerapatan untuk setiap jenis papan disajikan pada Gambar 5. Berdasarkan penelitian Massijaya et al. (2006) kerapatan papan komposit dari karton gelombang berkisar antara 0.69-0.79 g/cm3. Apabila dibandingkan dari hasil penelitian tersebut nilai kerapatan papan komposit dengan
9 menggunakan karton duplex lebih tinggi dibandingkan dengan papan komposit menggunakan karton gelombang. Hal ini terjadi karena kerapatan bahan baku pembuatan karton duplex lebih tinggi dibandingkan karton gelombang. Dari grafik terlihat bahwa jenis karton E memiliki nilai kerapatan paling tinggi (0.93 g/cm3). Kerapatan merupakan salah satu indikator penting bagi kualitas papan komposit. Maloney (1993) menyatakan bahwa kerapatan sangat berpengaruh terhadap sifat-sifat papan komposit. Peningkatan kerapatan akan memperbaiki hampir semua sifat papan komposit kecuali stabilitas dimensi. Menurut Suhasman (2005) kerapatan yang tinggi akan menghasilkan kontak yang intensif antara perekat dengan partikel sehingga penggunaan perekat lebih efisien. Hasil sidik ragam yang dilakukan diketahui bahwa jenis karton dan perekat perpengaruh nyata terhadap kerapatan pada taraf nyata 5%. Kerapatan ditentukan pula oleh bahan perekat, jenis bahan baku yang digunakan untuk vinir dan berat berat labur (Arsad 2011). 1 0.9
Kerapatan (g/cm3)
0.8 0.7 0.6 0.5
0.4 0.3 A
B Isosianat
C PVAc
D
E Kanji
Jenis Karton Gambar 5 Kerapatan papan dengan perekat yang berbeda Kembang Susut Grafik pada Gambar 6 menunjukkan bahwa nilai pengembangan tebal seluruh jenis papan tidak memenuhi standar SNI 01-5008.2-2000 yaitu maksimal 20%. Nilai pengembangan tertinggi yaitu pada karton jenis B dengan perekat PVAc sebesar 41.67%. Hal ini diakibatkan karena perekat PVAc memiliki sifat yang mudah menyerap air dan uap (sehingga resistensi terhadap air rendah), yang menyebabkan ikatan rekat yang rendah sehingga kestabilan dimensi karton yang direkat dengan perekat lebih rendah dari perekat isosianat dan kanji. Faktor pelaburan perekat dan pengempaan juga berperan penting pada pengembangan, bagian papan yang miskin akan perekat akan memberikan ruang kosong sehingga air lebih mudah masuk. Maloney (1993) menyatakan bahwa compression ratio yang tinggi akan meningkatkan sifat mekanis papan. Tetapi di sisi lain akan menurunkan stabilitas dimensi. Hasil sidik ragam yang telah dilakukan terlihat
10 bahwa jenis karton dan perekat tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap pengembangan papan pada taraf nyata 5%. Menurut Bowyer et al. (2003) penyusutan terjadi saat molekul-molekul air terikat melepaskan diri dari molekul-molekul selulosa berantai panjang dan molekul-molekul hemiselulosa. Nilai penyusutan terbesar terjadi pada karton jenis B, C dan E sebesar 14.29%. Dilihat dari nilai penyusutannya karton jenis A dengan perekat isosianat memiliki nilai penyusutan yang lebih rendah dibandingkan perekat kanji dan PVAc yaitu -7.14%. Menurut Marra (1992) keuntungan menggunakan perekat isosianat dibandingkan dengan perekat lainnya yaitu memiliki stabilitas dimensi yang dihasilkan lebih stabil. Hasil sidik ragam penyusutan menunjukkan bahwa faktor jenis karton dan perekat tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap penyusutan pada taraf nyata 5%.
Kembang Susut (%)
40 30 A 20
B
10
C D
0 Isosianat
PVAc
Kanji
SNI 01-5008.2-2000
50
E
-10 -20
Jenis perekat
Gambar 6 Kembang susut papan dengan jenis perekat yang berbeda Delaminasi Delaminasi adalah mengelupasnya vinir pada bagian tepi papan (SNI 015008.2-2000). Pada pengujian yang telah dilakukan terdapat dua sampel uji yang mengelupas dengan menggunakan perekat kanji, yaitu karton jenis E sepanjang 11 mm dan karton jenis C dengan sepanjang 24 mm. Berdasarkan SNI 01-5008.22000 mensyaratkan contoh uji delaminasi dianggap memenuhi syarat apabila bagian yang mengelupas pada setiap garis rekat kurang dari 25 mm. Sehingga, semua papan memenuhi standar SNI 01-5008.2-2000. Terkelupasnya contoh uji tersebut bisa disebabkan karena perekat kanji yang tidak tahan air. Contoh uji yang mengelupas dapat dilihat pada Gambar 7 dan 8.
11
Gambar 7 Contoh uji karton jenis C dengan perekat kanji
Gambar 8 Contoh uji karton jenis E dengan perekat kanji Pengujian Tarik Kekuatan tarik adalah kemampuan benda (kayu) untuk menahan beban yang bersangkutan (Mardikanto et al. 2011). Nilai uji tarik tertinggi dimiliki oleh jenis karton A dengan menggunakan perekat isosianat sebesar 48.22 kgf/cm2. Hal ini diduga karena distribusi perekat yang cukup baik dibandingkan dengan menggunakan perekat PVAc dan kanji. Berdasarkan penelitian Massijaya (2006) nilai kekuatan tarik papan komposit dari limbah kayu dan karton gelombang dengan jumlah lapisan face dan back 4 lapis tertinggi sebesar 121.39 kgf/cm2 dan nilai rata-rata terendah dimiliki oleh papan dengan jumlah lapisan face dan back 2 lapis yaitu sebesar 69.88 kgf/cm2. Nilai kekuatan tarik papan dari karton duplex lebih kecil dibandingkan dengan papan dengan karton gelombang. Menurut Massijaya (2006) nilai kekuatan tarik sejajar permukaan meningkat dengan bertambahnya jumlah lapisan karton. Distribusi perekat juga akan memberikan pengaruh terhadap kekuatan tarik. Berdasarkan hasil sidik ragam yang telah dilakukan diketahui bahwa jenis karton dan perekat tidak berpengaruh nyata terhadap kekuatan nilai uji tarik pada taraf nyata 5%. SNI 03-3399-1994 tidak mensyaratkan nilai uji tarik pada papan komposit sehingga pengujian ini dilakukan hanya untuk mengetahui nilai kekuatan tarik pada papan komposit yang
12
Uji Tarik (Mpa)
terbuat dari lima jenis karton dengan menggunakan tiga jenis perekat. Nilai kekuatan uji tarik papan dapat dilihat pada Gambar 9. 60.00 55.00 50.00 45.00 40.00 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 A
B
C
D
isosianat kanji Jenis Karton
E PVAc
Gambar 9 Uji tarik papan dengan perekat yang berbeda
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Dari hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa jenis karton duplex yang digunakan berpengaruh terhadap kualitas papan komposit. Pengujian sifat fisis papan komposit dari karton duplex untuk nilai kadar air, delaminasi memenuhi standar SNI 01-5008.2-2000. Sedangkan untuk pengujian kembang susut tidak memenuhi standar SNI 01-5008.2-2000. Nilai uji tarik terbesar yaitu jenis karton E menggunakan perekat isosianat dengan nilai kekuatan tarik sebesar 48.22 kgf/cm2. Kualitas papan komposit menggunakan perekat isosianat memiliki sifat fisis dan mekanis lebih baik dibandingkan perekat PVAc dan kanji. Saran Perlu adanya penelitian lebih lanjut pembuatan papan komposit dari jenis karton yang berbeda, banyaknya lapisan papan dan menggunakan perekat isosianat.
DAFTAR PUSTAKA Arsad E. 2011. Sifat fisik kayu lapis berbahan baku kayu akasia (Acacia mangium Willd.) dan kelampayan (Anthocephalus spp.). J Riset Industri Hasil Hutan. (3)(2):1−6. Bowyer JL, Shmulsky R, Haygreen JG. 2003. Forest Products and Wood Science An Introduction Fourth edition. United State of Amerika (US): Iowa State University Pr.
13 Maloney TM. 1993. Modern Particleboard and Dry-Process Fiberboard Manufacturing. Revised edition. USA: Miller Freeman Inc San Fransisco. Mardikanto TR, Karlinasari L, Bahtiar ET. 2011. Sifat Mekanis Kayu. Bogor (ID): IPB Pr. Marra AA. 1992. Technology of Wood Bonding :Principles in Practice. New York (US): Van Nostrand Reinhold. Massijaya MY, Hadi YS, Marsiah H. 2006. Pemanfaatan Limbah Kayu Dan Karton Sebagai Bahan Baku Papan. Bogor (ID):Institut Pertanian Bogor. Ruhedi S, Hadi YS. 1997. Perekat dan Perekatan. Bogor (ID):Teknologi Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. [SNI] Standar Nasional Indonesia. 1994. Metode Pengujian Kuat Tarik Kayu di Laboratorium . Jakarta (ID): BSN. [SNI] Standar Nasional Indonesia. 2000. Kayu Lapis dan Papan Blok Penggunaan Umum. Jakarta (ID): BSN. Suhasman, Massijaya MY, Hadi YS. 2005. Kualitas papan komposit yang terbuat dari limbah sengon dan karton daur ulang. J Perennial. (2)(1):6−11. Wulandari FT. 2013. Produk papan komposit dengan pemanfaatan limbah non kayu. Media Bina Ilmiah. (7)(6).
14
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Kabupaten Kedurang Provinsi Bengkulu, pada tanggal 29 November 1991, dari pasangan Bapak Jusman S.Pkp dan Ibu Isminarhayati. Penulis merupakan putri kedua dari tiga bersaudara. Penulis memulai pendidikan formal pada tahun 1998 di SDN 17 Kota Manna. Kemudian penulis melanjutkan ke SMPN 2 Kota Manna dan lulus pada pada tahun 2007. Setelah itu, penulis melanjutkan ke SMAN 2 Bengkulu Selatan lulus pada tahun 2010. Pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan ke perguruan tinggi melalui jalur USMI (Undangan Seleksi Masuk IPB) di program studi Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Penulis melakukan kegiatan Praktikum Pengenalan Ekosistem Hutan (PPEH) di Sancang Timur dan Papandayan serta melakukan Praktik Pengelolaan Hutan (P2H) di Hutan Pendidikan Gunung Walat (HPGW) dan sekitarnya. Penulis juga telah melakukan Praktik Kerja Lapang di PT. Sumber Mas Indah Plywood di Gresik pada bulan Juli 2013. Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif di Unit Kegiatan Mahasiswa (UKM), Organisasi Mahasiswa Daerah (OMDA) dan Organisasi Himpunan Mahasiswa Hasil Hutan (HIMASILTAN) khususnya di bagian Biokomposit. Penulis juga pernah menjadi ketua dari Program Kreativitas Mahasiswa (PKM) yang didanai DIKTI pada tahun 2013.
LAMPIRAN
16 Tabel 1 Nilai kerapatan awal karton duplex Jenis karton A1 A2 B1 B2 C1 C2 D1 D2 E1 E2
Panjang (cm) 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
Lebar (cm) 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
Tebal (cm) 0.04 0.04
BKU (g) 3.25 3.23
Kerapatan (gr/cm3) 0.81 0.81
0.043 0.043
3.19 3.18
0.74 0.74
0.04 0.04
2.95 3.31
0.74 0.83
0.042 0.042
3.17 3.17
0.75 0.75
0.04 0.04
3.26 3.29
0.82 0.82
Tabel 2 Nilai kadar air papan Jenis Karton A B C D E
Perekat Isosianat 11.18 10.75 10.99 11.08 11.29
Kadar Air (%) Perekat PVAc 10.76 10.34 10.47 10.25 10.52
Perekat Kanji 10.35 10.15 10.31 10.19 10.41
Tabel 3 Nilai kerapatan papan Jenis Karton A B C D E
Kerapatan (g/cm) Isosianat PVAc 0.91 0.88 0.89 0.85 0.91 0.86 0.92 0.84 0.93 0.87
Kanji 0.87 0.85 0.86 0.84 0.87
17 Tabel 4 Nilai kembang susut Jenis karton A B C D E
Isosianat Kembang Penyusutan 33.33 -7.14 37.50 -10.99 37.50 -7.69 37.50 -7.69 33.33 -14.29
Kembang susut (%) PVAc Kembang Penyusutan 33.33 -7.69 41.67 -10.99 33.33 -10.99 37.50 -10.99 33.33 -7.69
Kanji Kembang Penyusutan 33.33 -13.85 33.33 -14.29 33.33 -14.29 33.33 -13.85 33.33 -10.99
Tabel 5 Nilai uji tarik Jenis karton A B C D E
Uji Tarik (Mpa) Isosianat Kanji 48.22 30.74 39.67 26.51 33.26 24.22 44.99 31.84 29.64 31.33
PVAc 33.66 35.28 36.39 17.36 35.42
Tabel 6 Hasil analisis uji ANOVA nilai kadar air (taraf 5%) Source DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F Model 6 1.91435667 0.31905944 25.60 <.0001 Error 8 0.09968667 0.01246083 Corrected Total 14 2.01404333 R-Square Coeff Var Root MSE ka Mean 0.950504 1.053162 0.111628 10.59933 Source DF Type I SS Mean Square F Value Pr > F perekat 2 1.64466333 0.82233167 65.99 <.0001 blok 4 0.26969333 0.06742333 5.41 0.0208
Tabel 7 Hasil analisis uji ANOVA nilai kerapatan (taraf 5%) Source DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F Model 6 0.01181035 0.00196839 27.50 <.0001 Error 8 0.00057272 0.00007159 Corrected Total 14 0.01238308
18
R-Square Coeff Var Root MSE rho Mean 0.953749 0.964803 0.008461 0.876979 Source DF Type I SS Mean Square F Value Pr > F perekat 2 0.01007684 0.00503842 70.38 <.0001 blok 4 0.00173351 0.00043338 6.05 0.0152
Tabel 8 Hasil analisis uji ANOVA nilai pengembangan (taraf 5%) Source DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F Model 6 60.18518528 10.03086421 2.17 0.1539 Error 8 37.03703710 4.62962964 Corrected Total 14 97.22222238 R-Square Coeff Var Root MSE p Mean 0.619048 6.147593 2.151657 35.00000 Source DF Type I SS Mean Square F Value Pr > F perekat 2 20.83333337 10.41666668 2.25 0.1678 blok 4 39.35185191 9.83796298 2.12 0.1691
Tabel 9 Hasil analisis uji ANOVA nilai penyusutan (taraf 5%) Source DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F Model 6 58.7320373 9.7886729 1.62 0.2576 Error 8 48.3291069 6.0411384 Corrected Total 14 107.0611441
R-Square Coeff Var Root MSE st Mean 0.548584 -22.56218 2.457873 -10.89377 Source DF Type I SS Mean Square F Value Pr > F perekat 2 49.05848737 24.52924368 4.06 0.0606 Blok 4 9.67354990 2.41838747 0.40 0.8035
Tabel 10 Hasil analisis uji ANOVA nilai tarik (5%)
19 Source DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F Model 6 362.9018791 60.4836465 1.04 0.4639 Error 8 463.7575422 57.9696928 Corrected Total 14 826.6594213 R-Square Coeff Var Root MSE ft Mean 0.438998 22.90838 7.613783 33.23580 Source DF Type I SS Mean Square F Value Pr > F perekat 2 281.1157984 140.5578992 2.42 0.1503 blok 4 81.7860807 20.4465202 0.35 0.8354
Gambar 10 Penampakan mikroskopis karton duplex A
Gambar 11 Penampakan mikroskopis karton duplex B
20
Gambar 12 Penampakan mikroskopis karton duplex C
Gambar 13 Penampakan mikroskopis karton duplex D
Gambar 14 Penampakan mikroskopis karton duplex E
