PENGARUH KERAPATAN PAPAN PARTIKEL TERHADAP SIFAT FISIKA MEKANIKA PAPAN PARTIKEL DARI LIMBAH KETAMAN KAYU JENIS AKASIA (Acacia mangium)
Oleh : RATNA MINTORA NIM. 100 500 061
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL HUTAN JURUSAN TEKLNOLOGI PERTANIAN POLITEKNIK PERTANIAN NEGERI SAMARINDA SAMARINDA 2013
PENGARUH KERAPATAN PAPAN PARTIKEL TERHADAP SIFAT FISIKA MEKANIKA PAPAN PARTIKEL DARI LIMBAH KETAMAN KAYU JENIS AKASIA (Acacia mangium)
Oleh : RATNA MINTORA NIM. 100 500 061
Karya Ilmiah Sebagai Salah SatuSyarat Untuk Memperoleh Sebutan Ahli Madya Pada Program Diploma III Politeknik Petanian NegeriSamarinda
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL HUTAN JURUSAN TEKLNOLOGI PERTANIAN POLITEKNIK PERTANIAN NEGERI SAMARINDA SAMARINDA 2013
PENGARUH KERAPATAN PAPAN PARTIKEL TERHADAP SIFAT FISIKA MEKANIKA PAPAN PARTIKEL DARI LIMBAH KETAMAN KAYU JENIS AKASIA (Acacia mangium)
Oleh : RATNA MINTORA NIM. 090 500 048
Karya Ilmiah Sebagai Salah SatuSyarat Untuk Memperoleh Sebutan Ahli Madya Pada Program Diploma III Politeknik Petanian Negeri Samarinda
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL HUTAN JURUSAN TEKLNOLOGI PERTANIAN POLITEKNIK PERTANIAN NEGERI SAMARINDA SAMARINDA 2013
HALAMAN PENGESAHAN
Judul Karya Ilmiah : Pengaruh Kerapatan Papan Partikel Terhadap Sifat Fisika Mekanika Papan Partikel Dari Limbah Ketaman Kayu Jenis Akasia (Acacia mangium) Nama
: Ratna Mintora
NIM
: 100 500 061
Program Studi
: Teknologi Hasil Hutan
Jurusan
: Teknologi Pertanian
Pembimbing,
Penguji I
Penguji II
Ir. Yusdiansyah,MP NIP. 195912161989031002
Eva Nurmarini, S.Hut, MP 197508081999032002
Ir. H. Joko Prayitno, MP 196607041992031005
Menyetujui, Ketua Program Studi Teknologi Hasil Hutan
Mengesahkan, Ketua Jurusan Teknologi Pertanian
Ir. Syafi’i, MP NIP. 196806101995121001
Heriad Daud Salusu, S.Hut., MP NIP. 197008301997031001
Lulus Pada Tanggal :………………………..
ABSTRAK
RATNA MINTORA. Pengaruh Kerapatan Papan Partikel Terhadap Sifat Fisika Mekanika Papan Partikel Dari Limbah Ketaman Kayu Jenis Akasia (Acacia mangium). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui apakah papan partikel yang dibuat dari limbah hasil ketaman kayu akasia yang dibuat dengan menggunakan bahan perekat Polyvinyl Acetate(PVAc) memiliki kerapatan yang berbeda dari yang diharapkan dan pengaruhnya terhadap sifat fisika mekanika papan partikel tersebut. Dengan sifat-sifat yang diteliti meliputi sifat fisik dan mekanik papan partikel yaitu kadar air, pengembangan tebal, keteguhan lentur (MoE), keteguhan patah (MoR), kuat cabut sekrup, dan keteguhan rekat internal dari papan partikel yang terbuat dari limbah hasil ketaman dari industry pengolahan kayu dengan menggunakan perekat Polyvinyl Acetate (PVAc). Dari proses pembuatan papan partikel yang berbahan dasar limbah hasil ketaman kayu sebanyak 3.629,36 gram menghasilkan 5 buah sampel papan partikel berkerapatan 0,82 gram/cm3 dan dari limbah ketaman kayu sebanyak 3.842,85 gram menghasilkan 5 buah papan partikel berkerapatan 0,87 gram/cm3 . Papan yang dihasilkan adalah papan satu lapis dengan ukuran panjang, lebar, dan tebal 30,5 cm x 30,5 cm x 0,9 cm dan dengan kerapatan masing -masing 0,82 gram/cm3 dan 0,87 gram/cm3 . Partikel yang digunakan adalah berukuran sama (homogen). Partikel dimasukkan kedalam ember pengaduk dan dicampur dengan bahan perekat yang sudah dimasukkan kedalam tabung sprayer, partikel dan perekat dicampur hingga sampai tercampur merata kemudian campuran tersebut dimasukkan kedalam cetakan dan diberi tekanan awal dan dilanjutkan dengan dimasukkan kedalam mesin Hotpress yang telah dipanaskan kira-kira 15 menit sebelumnya dan kemudian di diamkan selama 24 jam di dalam mesin Hotpress setelah itu papan dikeluarkan dari cetakan. Hasil papan partikel dari limbah hasil ketaman kayu Akasia (Acacia mangium ) setelah dilakukan pengujian secara garis besar sudah memenuhi standard SNI, namun ada beberapa parameter yang diuji yang tidak termasuk kedalam standard SNI yaitu pengujian keteguhan lentur (MoE) dan pengujian kadar air. Sehingga papan partikel yang dihasilkan ini cocok untuk konstruksi ringan.
RIWAYAT HIDUP
Ratna Mintora lahir pada tanggal 13 September 1991 di Semarang, Jawa Tengah. Merupakan anak Kedua Belas dari Dua Belas bersaudara dari pasangan Alm.BapakH. Ahmad Ikhsan Putra dan Ibu Rohayati. Pendidikan dasar dimulai tahun 1997 di Madrasah Ibtidaiyah AlKhoiriyyah I Semarang, Jawa Tengah sampai tahun 2003 kemudian melanjutkan pendidikannya di Madrasah Tsanawiyah Al-Khoiriyyah I Semarang, pada tahun 2003 sampai tahun 2006. Pada tahun yang sama melanjutkan ke Sekolah Menegah Atas Negeri (SMAN) 6 Semarang dan lulus pada tahun 2009. Pendidikan tinggi dimulai pada tahun 2010 di Politeknik Pertanian Negeri Samarinda Jurusan Teknologi Pertanian (TP) Program Studi Teknologi Hasil Hutan (THH). Pada bulan April – Mei melaksanakan Praktek Kerja Lapang di PT.Intracawood Manufacturing Juata Tarakan Kalimantan Timur. Sebagai syarat memperoleh predikat Ahli Madya Kehutanan, penulis mengadakan penelitian dengan judul Penelitian“Pengaruh Kerapatan Papan Partikel Terhadap Sifat Fisika Mekanika Papan Partikel Dari Limbah Ketaman Kayu Jenis Akasia (Acacia mangium )”.
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT, yang memberikan taufik, rahmat serta hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Karya ilmiah ini disusun berdasarkan hasil penelitian yang dilaksanakan di lingkungan Politeknik Pertanian Negeri Samarinda Jurusan Teknologi Pertanian, tepatnya di Laboratorium Rekayasa Pengolahan Kayu dan Laboratorium Sifat Kayu dan Analisis Produk Hasil Hutan Politeknik Pertanian Negeri Samarinda. Penelitian dan penyusunan karya ilmiah ini dilaksanakan dari bulan Juni – Juli tahun 2013 yang merupakan syarat untuk menyelesaikan tugas akhir di Politeknik Pertanian Negeri Samarinda dan mendapat sebutan Ahli Madya. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih dan penghargaan kepada : 1. Orang tua, saudara dan seluruh keluarga tercinta yang telah banyak memberikan dukungan baik segi moril maupun materiil sehingga penulis bisa menyelesaikan karya ilmiah ini. 2. Dosen Pembimbing, yaitu Bapak Ir. Yusdiansyah, MP
yang telah
membimbing dan memberikan saran sehingga membantu penulis dalam menyelesaikan penyusunan karya ilmiah ini. 3. Dosen Penguji, yaitu Bapak Ir. H. Joko Prayitno, MP dan Ibu Eva Nurmarini, S.Hut, MP. yang telah banyak memberikan saran untuk kesempurnaan karya ilmiah ini. 4. Ketua Program Studi Teknologi Hasil Hutan, yaitu Bapak Ir Syafii, MP. 5. Ketua Jurusan Teknologi Pertanian, yaitu Bapak Heriad Daud Salusu S. Hut, MP. 6. Direktur Politeknik Pertanian Negeri Samarinda, yaitu Bapak Ir. Wartomo. MP beserta para staf pengajar, administrasi dan teknisi di Program Studi Teknologi Hasil Hutan. 7. Seluruh teman-teman atas dukungannya serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu.
Walaupun sudah berusaha dengan sungguh-sungguh, penulis menyadari masih terdapat banyak kekurangan dan kelemahan dalam penulisan ini, namun semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi siapa saja yang membacanya. Aamiin.
RATNA MINTORA
Kampus Sei Keledang, Agustus 2013
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ KATA PENGANTAR ....................................................................................
i
DAFTAR ISI ...................................................................................................
iii
DAFTAR TABEL ...........................................................................................
iv
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
v
I.
1
PENDAHULUAN ....................................................................................
II. TINJAUAN PUSTAKA A. Pengertian Sifat Fisika Mekanika Papan Partikel ........................ B. Pengertian Limbah Kayu .................................................................. C. Risalah Kayu Akasia (Acacia mangium )........................................ D. Pengertian Partikel dan Papan Partikel ......................................... E. Klasifikasi dan Standar Papan Partikel .......................................... F. Proses Pembuatan Papan Partikel................................................. G. Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Sifat Papan Partikel............. H. Pengertian Perekat............................................................................ I. Risalah Perekat Polyvinyl Acetate (PVAc) .................................... III. METODE PENELITIAN A. B. C. D.
Waktu dan Tempat Penelitian.............................................................. Alat dan Bahan Penelitian ................................................................... Prosedur Penelitian.............................................................................. Prosedur Pengujian .............................................................................
3 5 6 7 8 10 14 15 15 18 18 19 20
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil.................................................................................................. B. Pembahasan ...................................................................................
25 26
V. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan....................................................................................... B. Saran .................................................................................................
30 31
DAFTAR PUSTAKA.....................................................................................
32
LAMPIRAN................................................................................................33
DAFTAR TABEL Nomor
Tubuh Utama
Halaman
1
Standar Nasional Indonesia Untuk Papan Partikel (SNI – 03-2105-2006) ........................................................................
10
Nilai Rata-rata Sifat Fisik dan Mekanik Papan Partikel Dari Limbah Hasil Ketaman Kayu Akasia ......................................
25
3
Analisis Nilai Kadar Air yang Diteliti .......................................
26
4
Analisis Nilai PengembanganTebal yang Diteliti ...................
27
5
Analisis Nilai MoE Yang Diteliti...............................................
28
6
Analisis Nilai MoR Yang Diteliti...............................................
28
7
Analisis Nilai Keteguhan Rekat Internal Yang Diteliti..............
29
8
Analisis Nilai Daya Kuat Cabut Sekrup Yang Diteliti...............
29
2
Lampiran 9
10
11 12 13
14 15
Data Perhitungan Mencari Nilai Rataan Kerapatan Papan Partikel Dari Limbah Hasil Ketaman Kayu Akasia .................
37
Data Perhitungan Kadar Air Papan Partikel Dari Limbah Hasil Ketaman Kayu Akasia…................................................
37
Data Perhitungan Pengembangan Tebal Maksimum Papan Partikel Dari Limbah Hasil Ketaman Kayu Akasia .....
37
Data Perhitungan Keteguhan Rekat Internal Papan Partikel Dari Limbah Hasil Ketaman Kayu Akasia ..............................
38
Data Perhitungan Daya Kuat Cabut Sekrup Papan Partikel Dari Limbah Hasil Ketaman Kayu Akasia ..............................
38
Data Perhitungan Keteguhan Lentur / MoE Papan Partikel Dari Limbah Hasil Ketaman Kayu Akasia................................
38
Data Perhitungan Keteguhan Patah / MoR Papan Partikel Dari Limbah Hasil Ketaman Kayu Akasia ..............................
39
DAFTAR GAMBAR Nomor
Tubuh Utama
1 2
Cara Pengambilan Contoh Uji Pada Setiap Lembaran ......... Cara Perhitungan Komposisi Partikel dan Perekat................
Halaman 12 34
1
BAB I PENDAHULUAN
Saat ini sulit mendapatkan kayu yang berdiameter besar memaksa industry pengolahan kayu untuk memanfaatkan kayu semaksimal mungkin dengan membuat produk-produk yang dapat menghemat penggunaan bahan baku kayu, memanfaatkan jenis-jenis kayu yang bernilai rendah dan kayu yang mempunyai potensi cepat tumbuh serta menambah kekuatan dan meningkatkan mutu kayu dengan memperindah segi dekoraratif kayu. Sehingga berkembanglah industry papan buatan, salah satunya yaitu papan partikel. Berkembangnya industry papan partikel diiringi dengan banyaknya penelitian-penelitian yang dilakukan oleh berbagai kalangan mengenai bahan-bahan limbah yang berasal dari kayu yang dapat digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan papan partikel yang dalam pemakaiannya disesuaikan dengan mutu papan partikel yang dihasilkan. Menurut Haygreendan Bowyer (1989), tipe partikel yang digunakan sebagai bahan baku pembuatan papan partikel antara lain shaving (pasahan), flake (serpih), wafer (biskit), chip (tatal), strand (untaian), sliver (kerat), wood wool, serbuk gergaji, dan lain-lain. Untuk mengetahui lebih banyak lagi mengenai papan partikel, maka penulis mengadakan pengamatan mengenai pemanfaatan limbah hasil ketaman sebagai bahan baku dalam pembuatan papan partikel, sebagai alternative selain penggunaan kayu solid. Tujuan pembuatan papan partikel dengan menggunakan bahan baku limbah hasil ketaman kayu akasia adalah untuk mengetahui pengaruh dari kerapatan papan partikel dengan sifat fisik dan mekaniknya serta kualitas papan
2
yang dihasilkan, papan yang dibuat dengan menggunakan perekat Polivinyl Acetate (PVAc). Hasil yang diharapkan dari pengamatan adalah dapat memberikan informasi tentang kemungkinan papan partikel yang berbahan dasar limbah hasil ketaman kayu Akasia (Acacia mangium) dan menggunakan perekat Polyvinyl Acetate (PVAc) dengan parameter yang diuji layak digunakan untuk bahan konstruksi ringan.
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Pengertian Sifat Fisika Mekanika Papan Partikel
1.
Sifat Fisika a. Kadar Air Kadar air kayu menunjukkan banyaknya air yang terdapat didalam kayu, dinyatakan dalam persen terhadap berat kayu kering.(Anonim, 1999). b. Kerapatan Menurut Sastradimadja (1997) dalam Yudiansyah (2000), kerapatan papan partikel yang dihasilkan dipengaruhi oleh jumlah partikel per satuan luas, semakin sedikit partikel kayu untuk ketebalan yang sama akan memberi kerapatan papan yang rendah. c. Pengembangan Tebal Pengembangan tebal bertujuan untuk mengetahui adanya perubahan tebal akibat adanya sejumlah volume air yang masuk setelah dilakukan perendaman dalam periode tertentu (Sastradimadja, 1997) dalam Yusdiansyah (2000).
2.
Sifat Mekanika a. Keteguhan Patah (MoR) Sastradimadja (1997) dalam Yusdiansyah (2000), menyatakan bahwa bila gaya yang diberikan pada suatu benda diperbesar sampai tercapai batas maksimum, maka akan terjadi perubahan dimensi pada kayu tersebut, artinya bahwa apabila beban atau gaya tersebut dilepas
4
kayu tidak akan kembali pada keadaan semula dan bila diteruskan akan terjadi kepatahan atau Modulus of Rupture(MoR). b. Keteguhan Lentur (MoE) Menurut penyataan Sastradimadja (1997) dalam Yusdiansyah (2000), kayu dapat diberikan beban atau gaya mencapai batas maksimum akan terjadi perubahan dimensi tetapi apabila beban atau gaya tersebut dilepas maka kayu akan kembali ke keadaan semula atau Modulus of Elastisity (MoE). c. Keteguhan Rekat Internal Pengujian
keteguhan
rekat
internal
merupakan
upaya
pengendalian kualitas yang penting karena menunjukkan kesempurnaan pencampuran, pembentukan, dan pengepressan papan partikel, serta merupakan ukuran terbaik tentang kualitas pembuatan suatu papan partikel karena menunjukkan ikatan antar papan partikel.(Anonim, 1999) d. Daya Kuat Cabut Sekrup Pada dasarnya semua kayu atau bahan yang terbuat dari kayu apabila akan dibuat barang jadi harus disambung dengan suatu benda antara lain dengan sekrup atau paku. Tentu saja untuk mengetahui daya pegang sekrup atau paku harus dilakukan suatu metode pengujian tertentu.Nilai daya kuat cabut sekrup atau paku dipengaruhi oleh kualitas
papan
partikel
dipakai.(Anonim, 1999).
dan
tipe
sekrup
atau
paku
yang
5
B. Pengertian Limbah Kayu Sunarso dan Simarmata (1990) dalam Iriawan (1999) menjelaskan bahwa limbah kayu adalah sisa-sisa kayu atau bagian kayu yang dianggap tidak bernilai ekonomi lagi dalam proses tertentu, pada waktu tertentu dan tempat tertentu yang mungkin masih dapat dimanfaatkan pada proses dan waktu yang berbeda. Jenis-jenis Limbah Kayu antara lain : Berdasarkan asalnya limbah kayu dapat digolongkan sebagai berikut : 1.
Limbah kayu yang berasal dari daerah pembukaan lahan untuk pertanian dan perkebunan antara lain berupa kayu yang tidak terbakar, akar, tunggak, dahan dan ranting.
2.
Limbah kayu yang berasal dari daerah penebangan pada areal HPH dan IPK antara lain potongan kayu dengan berbagai bentuk dan ukuran, tunggak, kulit, ranting pohon yang berdiameter kecil dan tajuk dari pohon yang ditebang.
3.
Limbah hasil dari proses industri kayu lapis dan penggergajian berupa serbuk kayu, potongan pinggir, serbuk pengamplasan, log end (hati kayu) dan veneer (lembaran triplek). C. Risalah Kayu Akasia (Acacia mangium)
Akasia (Acacia mangium Willd.) termasuk dalam sub famili Mimosoideae, famili Leguminose dan ordo Rosales. Penyebaran jenis ini mencakup Australia Timur Laut, Papua Nugini, Maluku dan Irian Jaya (Anonim, 1999).Jenis ini merupakan jenis pohon cepat tumbuh yang relatif berumur pendek (30-50 tahun).Akasia tumbuh pada daerah dengan curah hujan tahunan dengan variasi
6
antara 1.000 mm/th sampai lebih dari 4.500 mm/th dan mempunyai suhu ratarata 12-16 ºC (Anonim, 1999). Akasia termasuk kedalam kelompok pohon yang hijau sepanjang tahun (evergreen).Tinggi pohon dapat mencapai 30 meter dengan tinggi bebas cabang mencapai setengah dari tinggi total.Kulit Akasia berwarna abu-abu atau cokelat dengan tekstur yang kasar dan berkerut. Daun berupa philodia (daun palsu) yang berukuran besar berwarna hijau gelap, dengan ukuran panjang mencapai 25 cm dan lebar antara 3-10 cm. Bunga berkelamin ganda dengan warna putih atau kuning. Kayu Akasia memiliki ciri umum antara lain kayu teras berwarna cokelat pucat sampai cokelat tua, kadang-kadang cokelat zaitun sampai cokelat kelabu, batasnya tegas dengan gubal yang berwarna kuning pucat sampai kuning jerami. Sifat fisik kayu Akasia yaitu berat jenis rata-rata 0,63 (0,43-0,66) termasuk kedalam kelas awet III dan kelas kuat II-III. (Anonim, 1996).
D. Pengertian Partikel dan Papan Partikel Ada
dua
pendapat
mengenai
arti
dari
partikel,
yaitu
Maloney
(1976)dalamYusdiansyah (2000) yang mengatakan bahwa partikel adalah potongan kayu atau bahan yang berlignoselulosa hasil pekerjaan mekanik dalam penggunaan
bahan
baku
partikel.
Sedangkan
menurut
Sastradimadja
(1997)dalamYusdiansyah (2000), partikel adalah suatu serpih yang diproses secara mekanik dengan menggunakan alat mekanis seperti planner, chipper atau alat mekanis lainnya untuk digunakan sebagai bahan baku papan partikel. Sedangkan
untuk
papan
partikel,
menurut
Sastradimadja
(1997)dalamYusdiansyah (2000) yang mengatakan bahwa papan partikel
7
adalah satu bentuk dari papan majemuk atau papan buatan yang tersusun dari partikel/serpih kayu yang berukuran kecil atau bahan berlignoselulosa lainnya yang diikat dengan bahan-bahan tambahan atau perlakuan akhir lainnya, kemudian dilakukan metode penekanan atau press baik dingin maupun panas, sehingga akan terbentuk lembaran papan dengan luas permukaan tertentu. Anonim (2000) mengatakan bahwa papan partikel adalah papan tiruan yang dibuat dari partikel/serpihan kayu atau bahan-bahan berlignoselulosa lainnya dimana bahan pengikatnya berasal dari bahan baku yang bersangkutan. Bahan lain dapat ditambahkan untuk memberikan sifat-sifat khusus, seperti kekuatan, ketahanan terhadap kelembaban air, serangan jamur dan serangga.Adapula yang mengatakan bahwa papan partikel adalah lembaran hasil pengempaan panas campuran partikel kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya, dengan perekat organik atau bahan lainnya. E. Klasifikasi dan Standar Papan Partikel Menurut Maloney (1976)dalamYusdiansyah (2000) klasifikasi papan partikel dibagi menjadi tiga, diantaranya :
1.
Papan partikel dengan kerapatan rendah (Low density particleboard) : papan partikel yang memiliki kerapatan kurang dari 37 lbs/feet3 (berat jenis < 0,59 gr/cm3)
2.
Papan partikel dengan kerapatan sedang (Medium density particleboard) : papan partikel yang memiliki kerapatan dengan kisaran 37-50 lbs/feet3 (berat jenis antara 0,59 gr/cm3 sampai dengan 0,80 gr/cm3)
8
3.
Papan partikel dengan kerapatan tinggi (High density particleboard) : papan partikel yang memiliki kerapatan lebih dari 50 lbs/feet3 (berat jenis > 0,80 gr/cm3) Papan partikel mempunyai kelemahan stabilitas dimensi yang rendah.
Pengembangan tebal papan partikel sekitar 10-25 % dari kondisi kering ke basah melebihi pengembangan kayu utuhnya serta pengembangan liniernya sampai 0,35 %. Pengembangan panjang dan tebal pada papan partikel ini sangat besar pengaruhnya terhadap pemakaian terutama jika digunakan sebagai bahan bangunan (Bowyer et al. 1993)dalam Yusdiansyah (2000). Berdasarkan
cara
pengempaannya,
baik
Sastradimadja
(1997)dalamYusdiansyah (2000)maupun SNI (2006) membedakan papan ini menjadi dua macam, yaitu : 1.
Papan partikel datar (flat pressed particle board), yaitu papan partikel yang dibuat dengan pengempaan datar, sehingga arah seratnya sejajar dengan permukaan papan partikel.
2.
Papan partikel ekstrusi (ekstrused particle board), yaitu papan partikel yang dibuat dengan pengempaan ekstrusi, sehingga arah seratnya sejajar dengan permukaan papan partikel. Berdasarkan
komposisi
lapisan
papan,
Haygreen
dan
Bowyer
(1989)membagi papan ini menjadi dua golongan, yaitu : 1.
Papan partikel homogen (single layer board), yaitu papan partikel yang terdiri dari satu lapis. Susunannya tidak ada perbedaan ukuran partikel antara permukaan, tengah maupun belakang.
9
2.
Papan partikel berlapis banyak (multiple layer board), yaitu papan partikel yang berlapis banyak, dan tersusun atas partikel yang mempunyai ukuran bervariasi pada bagian permukaan, tengah, dan belakang. Papan partikel selain mempunyai klasifikasi juga mempunyai standar, baik
standar internasional (yang ditetapkan oleh suatu negara tertentu), maupun Standar Nasional Indonesia (SNI).Standar papan partikel menurut Standar Nasional Indonesia (SNI 03-2105-2006) dapat dilihat pada tabel 1. Tabel 1.Standar Nasional Indonesia (SNI 03-2105-2006) Untuk PapanPartikel No Sifat Fisik dan Mekanik Persyaratan Sifat Fisik a. Kadar Air Maks 14 % 1 b. Kerapatan 0,40 gr/cm3– 0,90 gr/cm3 c. Pengembangan Tebal Maks 20 % Sifat Mekanik a. Keteguhan Lentur (MoE) 17500 – 35100 kg/cm2 2 b. Keteguhan Patah (MoR) Min 100 kg/cm2 c. Keteguhan Rekat Internal >3 kg/cm2 d. Daya Kuat Cabut Sekrup > 40 kg F. Proses Pembuatan Papan Partikel Menurut Yusuf (1999) dalam Yusdiansyah (2000) proses pembuatan papan partikel secara garis besar dibagi dalam beberapa tahapan, yaitu : 1.
Pembuatan partikel Partikel dapat dibuat dengan dua cara, yaitu : a. Secara pemotongan dengan alat khusus, sehingga terbentuk partikel (flakes) dengan ukuran tertentu. b. Secara
pecahan
atau
sobekan/penyobekan,
kadang-kadang
di
kombinasi dengan pemotongan. Bentuk potongan partikel yang dihasilkan tidak tentu.
10
2.
Penyaringan Penyaringan ini dimaksudkan untuk memisah-misahkan partikel yang kasar, sedang, dan halus.
3.
Pengeringan Pengeringan dilakukan agar dapat diperoleh daya rekat dan kerapatan yang baik.Pengeringan ini dilakukan sampai mencapai berat konstan.
4.
Pencampuran partikel dengan perekat Proses
pencampuran
perekat
dengan
partikel
dilakukan
dengan
menggunakan alat berupa drum yang dilengkapi dengan semprotan (sprayer). Perekat yang digunakan dalam pembuatan papan partikel ini adalah jenis perekat sintetis yaitu Polyvinyl Acetate (PVAc). 5.
Pembentukan lembaran Partikel ditempatkan dalam ember kemudian disemprot dengan perekat menggunakan
sprayer,
hingga
partikel
dan
perekat
bercampur
merata.Kemudian dimasukkan ke dalam cetakandan diberi tekanan awal. Selanjutnya dimasukkan ke dalam presser panas dengan kempa hingga sebatas sesuai dengan yang diinginkan ketebalannya yaitu 0,9 cm dengan suhu berkisar antara 1200 C – 1500C selama kurang lebih 3 menit kemudian pemanasnya dimatikan dan dilanjutkan dengan tekanan selama 24 jam. Lembaran papan yang dibuat sebanyak 10 sampel yang meliputi 5 sampel untuk masing-masing perlakuan.
11
6.
Pengkondisian Papan setelah dikeluarkan dari presser kemudian diletakkan ke dalam ruangan dengan suhu kamar hingga mencapai kadar air kesetimbangan, sebaiknya digunakan ruangan yang ber-AC.
7.
Pembuatan contoh uji Papan partikel yang telah mencapai kadar air kesetimbangan, dibuat contoh uji sesuai dengan parameter yang akan diuji. Cara pengambilan contoh uji dapat dilihat pada gambar 1 dibawah :
2 1 4 3 1
3
5
Gambar 1. Pola pemotongan contoh uji Keterangan : 1. 2. 3. 4. 5.
Contoh uji Kerapatan & Kadar air(10 cm x 10 cm) Contoh uji pengembangan tebal (5 cm x 5 cm) Contoh uji MoE dan MoR (5 cm x 20 cm) Contoh uji kekuatan rekat internal (5 cm x 5 cm) Contoh uji kuat cabut sekrup (5 cm x 10 cm)
12
8.
Pengujian Papan Partikel a. Kadar air Pengujian kadar air dilakukan dengan menimbang masing-masing contoh
uji
untuk
mendapatkan
berat
kering
udara
(BKU),
kemudiandimasukan ke dalam oven dengan suhu 103 ± 20Cselama 24 jam, setelah dioven kemudian sampel dimasukan ke dalam desikator selama 10 menit, lalu dioven lagi selama ± 3 jam setelah itu dimasukan lagi ke dalam desikator, kemudian dikeluarkan dan ditimbang. Demikian selanjutnya hingga mendapatkan berat konstan/Berat Kering Oven (BKO). b. Kerapatan Kerapatan ditentukan dengan cara menimbang papan partikel dalam kondisi kering udaralalu dilakukan pengukuran dimensi meliputi panjang, lebar dan tebal untuk mengetahui volume contoh uji. c. Pengembangan Tebal Uji ini berhubungan dengan uji daya serap air, dengan ukuran sampel 5 cm x 5 cm x 0,9 cm. Papan partikel yang telah terbentuk kemudian direndam dalam air selama 24 jam. d. Pengujian Modulus Elastisitas (MOE) Pengujian
keteguhan
modulus
elastisitas
ini
dilakukan
denganmenggunakan alat Universal Testing Machine.Ukuran contoh uji adalah panjang 20 cm dan lebar adalah 5 cm sedangkan dengan jarak sanggah 15 kali tebal.
13
e. Keteguhan patah (MOR) Pengujian keteguhan patah contoh uji mempunyai ukuran yang sama dengan pengujian MOE. f.
Pengujian Keteguhan Rekat Internal Uji ini merupakan upaya pengendalian kualitasyang penting karena menunjukkan
kesempurnaan
pencampuran,
pembentukan,
dan
pengepresan papan partikel, serta merupakan ukuran terbaik tentang kualitas pembuatan suatu papan partikel karena menunjukkan ikatan antar papan partikel. Contoh uji yang direkatkan adalah berukuran 5 cm x 5 cm dengan perekat dan biarkan mengering selama 24 jam agar proses perekatan sempurna. g. Penentuan Kuat Cabut Sekrup Sekrup yang digunakan berdiameter 0,31 cm, panjang 1,3 cm dimasukan ke dalam contoh uji hingga kedalaman ±0,4 cm. Proses pengujian dilakukan dengan cara contoh uji dijepit pada sisi kanan dan kiri. Kemudian sekrup ditarik ke atas hingga beban maksimum sampai sekrup tercabut.Besarnya beban maksimum yang tercapai dalam satuan Kilogram. G. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Sifat Papan Partikel Menurut Sastradimadja (1997)dalam Yusdiansyah (2000), faktor-faktor penting yang dapat menentukan mutu atau kualitas dari papan partikel antara lain : 1.
Jenis,kadar air, dan kerapatan bahan baku.
2.
Tipe, ukuran, penyebaran dan orientasi partikel.
14
3.
Jenis, jumlah dan campuran bahan dan perekat (mat).
4.
Metode pencampuran partikel dengan perekat.
5.
Kadar dan sifat keasaman papan.
6.
Cara pengepressan papan.
7.
Ketebalan dan kerapatan papan.
8.
Tipe papan yang dihasilkan.
9.
Kualitas pembuatannya.
10. Perlakuan-perlakuan akhir lainnya setelah pembentukan papan. H. Pengertian Perekat
Definisi perekat : 1.
Shield (1970) dalam Sulistiyo(2000)mendefinisikan perekat sebagai suatu bahan yang dapat menyatukan bahan-bahan lainnya melalui ikatan permukaan.
2.
Anonim (1951) dalam Yusdiansyah (2000) mendefinisikan perekat sebagai bahan yang mampu menyambungkan atau menyatukan kedua permukaan benda yg terpisah sehingga mempunyai kekuatan yang memadai saat dikenai beban tertentu.
3.
Wake
(1976)
dan
Ruhendi
(1986)
dalam
Yusdiansyah
(2000)mendefinisikan perekat sebagai bahan yang mampu menyatukan benda sejenis atau tidak sejenis melalui ikatan atau sentuhan permukaan & menjadikan benda tsb memiliki sifat tahan terhadap usaha pemisahan.
15
I.
Risalah Perekat Polyvinyl Acetate (PVAc)
Menurut Ruhendi dan Hadi (1997) dalam Mariana (2002), polyvinyl asetat diperoleh dari polimerisasi vinyl asetat dengan cara polimerisasi massa, polimerisasi larutan, maupun polimerisasi emulsi. Yang paling banyak digunakan dalam proses produksi adalah polimerisasi emulsi. Reaksinya dimulai dan dikontrol dengan penggunaan radikal bebas atau katalis ionik, sedangkan untuk tujuan percobaan dapat dilakukan dengan metoda katalis, termasuk katalis redox atau aktivasi dengan cahaya.Secara garis besar reaksinya ada tiga tahap yaitu pemulaan, pertumbuhan polimer dan terminasi.Tingkat polimerisasi ini akan sangat berpengaruh terhadap sifat PVAc -nya, dimana berat molekul yang tinggi akan memberikan kekentalan yang lebih tinggi juga. Untuk perekat kayu biasanya digunakan PVAc dengan berat molekul sekitar 100.000 yang akan larut dalam toluena dan pelarut organik lainnya. Kelebihan polyvinyl asetat yaitu mudah penanganannya, storage life-nya tidak terbatas, tahan terhadap mikroorganisme, tidak mengakibatkan bercak noda pada kayu, serta tekanan kempanya rendah.Kekurangan polyvinyl asetat yaitu sangat sensitif terhadap air, sehingga penggunaanya hanya untuk interior saja, kekuatan rekatnya menurun cepat dengan adanya panas dan air serta sifat visco-elastisitasnya tidak baik, sehingga creep besar dan ketahanan terhadap fatigue rendah. Pizzi (1993) dalam Mariana (2002) menyatakan bahwa faktor-faktor yang harus diperhatikan dalam penggunaan perekat polyvinyl asetat meliputi komponen-komponen perekat (substrate), permukaan bahan yang direkat, viskositas, masa tunggu, kondisi pemakaian, kondisi penyimpanan dan harga. Menurut Pizzi (1993) dalam Mariana (2002), perekat polyvinyl asetat tidak
16
memerlukan kempa panas.Dalam penggunaan secara luas dapat menghasilkan keteguhan rekat yang baik, dengan biaya yang relatif rendah.Keuntungan utama dari polyvinyl asetat melebihi perekat urea formaldehida, karena kemampuannya menghasilkan ikatan rekat yang cepat pada suhu kamar.Keuntungan lainnya yaitu dapat menghindari kempa panas yang memerlukan biaya tinggi.Perekat polyvinyl asetat mempunyai sifat termoplastik, yang penting untuk menjaga tekanan kempa selama pembentukan ikatan sampai ikatan rekat mempunyai kekuatan yang memadai.Penggunaan khusus polyvinyl asetat dipakai pada pembuatan kayu lapis dan papan blok, karena perekat ini mampu meningkatkan kekuatan rekat secara ekstrim dan cepat.
17
BAB III METODE PENELITIAN A. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian di mulai dari bulan Juni- Juli 2013 dengan tahapan mulai dari persiapan penelitian, pengambilan bahan baku, pelaksanaan kegiatan penelitian, analisis data dan pelaporan hasil akhir penelitian. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Rekayasa Pengolahan Kayu dan Laboratorium Sifat Kayu dan Analisis Produk Hasil Hutan Politeknik Pertanian Negeri Samarinda. B. Alatdan Bahan Penelitian 1.
Alat a.
Mesin Universal Testing Machine
b.
Alat tulis menulis
c.
Alat penyaring dengan ukuran 20 mesh dan 36 mesh
d.
Wadah untuk mencampur bahan
e.
Karung
f.
Lempeng alumunium 4 buah
g.
Timbangan Digital
h.
Desikator
i.
Mikro caliper
j.
Ember plastic
k.
Sprayer/Alat penyemprot
l.
Cetakan Kayu ukuran 30 cm x 30 cm
m. Mesin Kempa n.
Kalkulator
18
2.
Bahan a.
Limbah ketaman/pasahan kayu Akasia
b.
Perekat Polivinyl Acetate (PVAc)
c.
Perekat Epoxy C. Prosedur Penelitian
1.
Persiapan Bahan Baku Limbah ketaman kayu yang akan digunakan sebagai bahan baku pembuatan papan partikel harus disaring dengan kawat penyaring kemudian harus dikeringkan terlebih dahulu dengan kadar air mencapai < 5 %.
2.
Pencampuran Bahan Baku Partikel dan perekat ditimbang sesuai dengan kebutuhan yang didasarkan pada kadar perekat dan target kerapatan papan partikel, dalam penelitian ini menggunakan perbandingan partikel dan perekat sebesar 85 % : 15 %. Partikel dan perekat yang telah ditimbang kemudian dimasukan kedalam wadah pengaduk dan dicampur hingga merata.
3.
Pembuatan Lembaran Campuran partikel dan perekat yang telah tercampur secara merata kemudian dimasukkan kedalam alat pencetak yang berukuran (30 cm x 30 cm x 1 cm) dan kemudian dipadatkan. Pelat alumunium diletakkan diantara sisi alat pencetak. Campuran yang dimasukkan harus dipastikan tersebar secara merata di dalam cetakan agar menghasilkan papan dengan kerapatan yang seragam.
19
4.
Pengempaan Pengempaan yang dilakukan pertama kali adalah pengempaan panas yaitu dengan cara mat yang telah siap (dicetak) kemudian dimasukkan kedalam presser panas hingga sebatas sesuai dengan yang diinginkan ketebalannya yaitu 0,9 cm dengan suhu berkisar antara 1200 C – 1500C selama kurang lebih 3 menit kemudian dilanjutkan dengan dingin selama 24 jam. Menurut Kollman (1975) dalam
Yusdiansyah (2000), tujuan
pembentukan mat adalah untuk menyiapkan bentuk dasar yang tetap dari partikel dan siap untuk dikempa. 5.
Pengkondisian Pengkondisian dilakukan selama 7 hari pada suhu kamar supaya kadar air pada lembaran papan partikel yang dibuat seragam pada seluruh bagian papan partikel, selain itu pengkondisian juga berfungsi untuk melepaskan tegangan pada papan setelah pengempaan sekaligus memungkinkan proses perekatan lebih sempurna.
6.
Pemotongan Contoh Uji Papan partikel yang telah dilakukan pengkondisian kemudian dipotong sesuai dengan pola yang mengacu pada standar pengujian. D. Prosedur Pengujian
1.
Pengujian Papan Partikel a. Kadar air Pengujian kadar air dilakukan dengan menimbang masing-masing contoh uji untuk mendapatkan berat kering udara (BKU), kemudian dimasukan kedalam oven dengan suhu 103 ± 20C selama 24 jam,
20
setelah dioven kemudian sampel dimasukan kedalam desikator selama 10 menit, lalu dioven lagi selama ± 3 jam setelah itu dimasukan lagi kedalam desikator, kemudian dikeluarkan dan ditimbang. Demikian selanjutnya hingga mendapatkan berat konstan/Berat Kering Oven (BKO). Nilai Kadar Air dihitung dengan rumus :
KA ?
BA ? BKO ? 100% BKO
dimana : KA= Kadar air (%) BA=Berat awal (gram) BKO = Berat kering oven (gram) b. Pengembangan Tebal Uji ini berhubungan dengan uji daya serap air, dengan ukuran sampel 5 cm x 5 cm x 1 cm. Papan partikel yang telah terbentuk kemudian direndam dalam air selama beberapa waktu tertentu. Pengembangan tebal dapat dihitung dengan rumus : Pengembangan tebal : Pengembangan tebal (%) =
? ?? ? ? ??
Keterangan : T0 :Tebalawal (cm) T1 :Tebal setelah perendaman (cm)
21
c. Pengujian Keteguhan Lentur (MOE) Pengujian keteguhan modulus elastisitas ini dilakukan dengan menggunakan alat Universal Testing Machine. Ukuran contoh uji adalah panjang 20 cm dan lebar adalah 5 cm sedangkan dengan jarak sanggah 15 kali tebal. Pengujian modulus elastisitas dihitung dengan rumus : MOE = ? PL3 4? ybh3 Keterangan : ? P = Selisih beban (kg) ? Y= Perubahan defleksi (cm) L
= Jarak sanggah (cm)
b
= Lebar contoh uji (cm)
h = Tebal contoh uji (cm) d. Keteguhan Patah (MOR) Pengujian keteguhan patah contoh uji mempunyai ukuran yang sama dengan pengujian MOE. Nilai MOR dapat dihitung dengan menggunakan rumus : MOR = 3PL 2bh2 Keterangan : P =Beban maksimum (kg) L =Jarak sanggah (cm)
22
b =Lebar contoh uji (cm) h=Tebal contoh uji (cm) e. Pengujian Keteguhan Rekat Internal Uji ini merupakan upaya pengendalian kualitas yang penting karena menunjukkan kesempurnaan pencampuran, pembentukan, dan pengepresan papan partikel, serta merupakan ukuran terbaik tentang kualitas pembuatan suatu papan partikel karena menunjuk kaikatan antar papan partikel. Contoh uji yang direkatkan adalah berukuran 5 cm x 5 cm dengan perekat dan biarkan mongering selama 24 jam agar proses perekatan sempurna. Nilai kekuatan rekat internal dapat dihitung dengan menggunakan rumus seperti dibawah : IB =Pmax A Keterangan : Pmax :Beban maximum (kg) A
: Luas permukaan contoh uji (cm)
f. Penentuan Kuat Cabut Sekrup Sekrup yang digunakan berdiameter 0,31 cm, panjang 1,3 cm dimasukan kedalam contoh uji hingga kedalaman 0,8 cm. Proses pengujian dilakukan dengan cara contoh uji dijepit pada sisi kanan dan kiri. Kemudian sekrup ditarik keatas hingga beban maksimum sampai sekrup tercabut. Besarnya beban maksimum yang tercapai dalam satuan Kilogram. Pada pengujian sifat fisik dan mekanik papan partikel dari limbah ketaman kayu akasia (Acacia mangium) menggunakan perekat Polyvinyl Acetate
23
(PVAc) ini pengolahan datanya dilakukan dengan menghitung nilai rataan pengujian tersebut.
24
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil
Dari hasil penelitian dan pengolahan data dari papan partikel yang dibuat dari bahan limbah hasil ketaman kayua kasia (Acacia mangium) dan dengan menggunakan perekat Polyvinyl Acetate (PVAc), pada sifat fisik meliputi Kadar air dan Pengembangan tebal, sedangkan pada sifat mekanik meliputi MoE, MoR, Keteguhan rekat internal, serta Daya kuat cabut sekrup diperoleh nilai rata-rata dari masing-masing pengujian, yang dapat dilihat pada table dibawah ini ; Tabel 2. Nilai Rata-rata Pengujian Sifat Fisik dan Mekanik Papan Partikel Dari Limbah Hasil Ketaman Kayu Akasia (Acacia mangium) Dengan Perekat Polyvinyl Acetate (PVAc) Kerapatan No Parameter Pengujian ? 0,82 gr/cm3 ? 0,87 gr/cm3 SIFAT FISIK a. Kadar air (%) 18,28 % 17,10 % 1 b. PengembanganTebal 7,19 % 4,08 % (%)
a. b. 2
c. d.
SIFAT MEKANIK Keteguhan Patah (MoR) (kg/cm2) Keteguhan Lentur (MoE) (kg/cm2) Keteguhan Rekat Internal (kg/cm2) Daya Kuat Cabut Sekrup (kg)
179,254 kg/cm2
242,516 kg/cm2
5.516,67 kg/cm2
18.974,206 kg/cm2
7,12 kg/cm2
8,61 kg/cm2
45,8 kg
53,8 kg
Dari tabel 2 menunjukkan bahwa papan partikel memiliki Kadar air diatas standar SNI yaitu maksimal 14%. Untuk pengembangan tebal papan ini sesuai dengan standar SNI yaitu maks. 20 %. Dan dapat dilihat juga dari table diatas untuk nilai rata-rata sifat mekanika papan partikel yang diuji berupa keteguhan lentur (MoE), keteguhan patah (MoR), keteguhan rekat internal, dan daya cabut
25
sekrup pada beberapa parameter sudah termasuk sesuai dengan Standar Nasional Indonesia (SNI 03-2105-2006). B. Pembahasan Untuk
mengetahui
data
perhitungan
masing-masing
para
meter
sebenarnya adalah sebagai berikut : 1.
Kadar Air Kondisi nilai kadar air dari papan partikel yang diteliti memberikan angka rataan untuk papan partikel berkerapatan 0,82 gram/cm3sebesar 18,28 %, sedangkan untuk papan partikel berkerapatan 0,87 gram/cm3 memiliki rataan sebesar 17,10 %. Hasil nilai rataan kadar air ini jika dibandingkan dengan standar SNI, keduanya tidak memenuhi persyaratan pada nilai yang ditetapkanya itu maksimal 14 % dikarenakan mungkin pada proses pembuatan papan partikel terjadi human error atau kesalahan perlakuan tanpa disengaja seperti penambahan jumlah air pada perekat yang terlalu banyak atau kadar air partikel yang masih tinggi sehingga menyebabkan nilai rataan kadar air tidak memenuhi standar SNI. Nilai perhitungan rataan kadar air dapat dilihat pada tabel 3 dibawah: Tabel 3.AnalisisNilai Kadar Air yang Diteliti No. Kerapatan Kadar Air (%) 1. ? 0,82 gram/cm3 18,28 % 2. ? 0,87 gram/cm3 17,10 %
2.
Standar SNI Maks. 14 %
PengembanganTebal Pengembangan tebal merupakan salah satu sifat fisik paling penting pada papan partikel. Dari hasil penelitian didapatkan bahwa pengembangan tebal rata-rata papan dari kedua jenis papan partikel yang diteliti yaitu
26
mempunyai kerapatan 0,82 gram/cm 3 dan 0,87gram/cm 3 yaitu masingmasing 7,19 % dan 4,08 %. Hasil nilai rataan pengujian pengembangan tebal ini jika dibandingkan dengan standar SNI, keduanya memenuhi persyaratan pada nilai yang ditetapkan yaitu maksimal 20 %. Ini dikarenakan adanya faktor atau hubungan dengan proses absorpsi air, semakin rendah nilai kerapatan suatu bahan maka semakin mudah air masuk ke dalam struktur serat bahan tersebut, sehingga semakin banyak air yang diserap dan semakin besar perubahan dimensi yang dihasilkan. Analisis nilai pengembangan tebal dapat dilihat pada table 4 dibawah : Tabel4. Analisis Nilai Pengembangan Tebal yang Diteliti No. Kerapatan PengembanganTebal Standar SNI (%) 3 1. ? 0,82 gram/cm 7,19 % Maks. 20 % 2. ? 0,87 gram/cm3 4,08 %
3.
Keteguhan Lentur (MoE) Dari hasil pengukuran dan perhitungan keteguhan lentur papan partikel dari kedua jenis papan partikel yaitu papan partikel dengan berkerapatan 0,82 gram/cm3dan papan partikel berkerapatan 0,87 gram/cm3 menunjukkan nilai rataanya itu 5.516,67 kg/cm2 dan 18.974,20 kg/cm2, sedangkan Standar Nasional Indonesia mensyaratkan nilai MoE papan partikel adalah 17500 – 35100 kg/cm2. Karena nilai MoE papan partikel berkerapatan 0,82 gram/cm3 bernilai rendah dan tidak memenuhi Standar Nasional Indonesia yaitu memiliki nilai rataan sebesar 5.516,67 kg/cm2, hal ini dapat terjadi diakibatkan beberapa faktor, antara lain waktu kempa yang kurang optimal, besar tekanan kempa yang kurang, ukuran partikel,
27
kandungan dan jenis bahan perekat yang digunakan, dan daya rekat perekat. Analisis nilai MoE dapat dilihat pada table 5 dibawah : Tabel5. Analisis Nilai MoE Yang Diteliti No. Kerapatan MoE 3 1. ? 0,82 gram/cm 5.516,67 kg/cm2 2. ? 0,87 gram/cm3 18.974,20 kg/cm2
4.
Standar SNI 17500 – 35100 kg/cm2
KeteguhanPatah (MoR) Dari hasil pengukuran dan perhitungan keteguhan patah papan partikel dari kedua jenis papan partikel yaitu papan partikel berkerapatan 0,82 gram/cm 3 dan papan partikel berkerapatan 0,87 gram/cm3 menunjukkan nilai rataan yaitu 179,254 kg/cm2 dan 242,516 kg/cm2, sedangkan Standar Nasional Indonesia mensyaratkan nilai MoR papan partikel adalah Min. 100 kg/cm2. Hasil nilai rataan pengujian keteguhan patah ini jika dibandingkan dengan standar SNI, keduanya memenuhi persyaratan pada nilai yang ditetapkanya itu minimal 100 kg/cm2. Ini dikarenakan semakin tinggi kerapatan maka semakin banyak partikel yang terkandung dalam papan partikel tersebut sehingga semakin tinggi pula kekuatan dari papan partikel tersebut, dan semakin tinggi kerapatan maka semakin rapat dan semakin luas daerah kontak antar partikel akan menghasilkan kekuatan papan partikel yang semakin tinggi. Analisis nilai MoR dapat dilihat pada table 6 dibawah : Tabel6. Analisis Nilai MoR Yang Diteliti No. Kerapatan MoR 1. ? 0,82 gram/cm3 179,254 kg/cm2 2. ? 0,87 gram/cm3 242,516 kg/cm2
Standar SNI Min. 100 kg/cm2
28
5.
Keteguhan Rekat Internal Nilai rataan keteguhan rekat internal menunjukkan nilai yaitu papan partikel yang berkerapatan 0,82 gram/cm3 yaitu 7,12 kg/cm2 dan papan partikel yang berkerapatan 0,87 gram/cm3 yaitu 8,61 kg/cm2. Berdasarkan hasil perhitungan nilai keteguhan rekat internal kedua papan partikel ini dinilai cukup tinggi dan memenuhi Standar Nasional Indonesia yaitu minimal 3 kg/cm2. Ini dikarenakan semakin tinggi kerapatan maka semakin banyak partikel yang terkandung pada papan tersebut dan semakin banyak pula kebutuhan akan jumlah perekat sehingga menghasilkan dugaan bahwa semakin banyak jumlah perekat yang digunakan maka nilai keteguhan rekatnya semakin tinggi. Analisis nilai keteguhan rekat internal dapat dilihat pada table 7 dibawah ini : Tabel7. Analisis Nilai Keteguhan Rekat Internal Yang Diteliti No. Kerapatan Keteguhan Standar SNI Rekat Internal 1. ? 0,82 gram/cm3 7,12 kg/cm2 3 2. ? 0,87 gram/cm 8,61 kg/cm2 > 3 kg/cm2
6.
Daya Kuat Cabut Sekrup Hasil nilai rata-rata pengujian daya kuat cabut sekrup untuk papan partikel yang berkerapatan 0,82 gram/cm3 yaitu 45,8 kg, sedangkan untuk papan partikel yang berkerapatan 0,87 gram/cm 3 yaitu 53,8 kg. Karena nilai daya kuat cabut sekrup kedua papan partikel ini dinilai cukup tinggi dan memenuhi Standar Nasional Indonesia yaitu minimal 40 kg. Ini dikarenakan semakin tinggi kerapatan maka semakin banyak partikel yang terkandung pada papan tersebut dan semakin banyak pula kebutuhan akan jumlah perekat sehingga menghasilkan dugaan bahwa semakin banyak jumlah
29
perekat yang digunakan maka nilai dayakuat cabut sekrupnya semakin tinggi. Analisis nilai daya kuat cabut sekrup dapat dilihat pada table 8 dibawah ini : Tabel8. Analisis Nilai Daya Kuat Cabut Sekrup Yang Diteliti No. Kerapatan Daya Kuat Standar SNI Cabut Sekrup 1. ? 0,82 gram/cm3 45,8 kg 2. ? 0,87 gram/cm3 53,8 kg > 40 kg
30
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan
1.
Limbah ketaman kayu akasia (Acacia mangium) dapat digunakan sebagai bahan baku alternatif pembuatan papan partikel jika ditinjau dari beberapa parameter sifat fisik dan mekaniknya. Bentuk partikel yang homogen serta kerapatan yang berbeda akan sangat mempengaruhi kekuatan dari papan partikel itu sendiri.
2.
Papan partikel yang berkerapatan 0,82 gram/cm 3 dan 0,87 gram/cm 3 setelah dilakukan pengujian secara garis besar masuk kedalam standar SNI, namun ada beberapa parameter yang diuji tidak masuk atau tidak sesuai dengan standar SNI.
3.
Papan partikel yang berkerapatan 0,82 gram/cm3 mempunyai kadar air 18,28 %, pengembangan tebal7,19 %, keteguhan lentur (MoE) 5.516,67 kg/cm2, keteguhan patah (MoR) 179,254 kg/cm2, keteguhan rekat internal 7,12 kg/cm2, dan daya kuat cabut sekrup 45,8 kg. Sedangkan papan partikel yang berkerapatan 0,87 gram/cm3 mempunyai kadar air 17,10 %, pengembangan tebal4,08 %, keteguhan lentur (MoE) 18.974,206 kg/cm2, keteguhan patah (MoR) 242,516 kg/cm2, keteguhan rekat internal 8,61 kg/cm2, dan daya kuat cabut sekrup 53,8 kg.
31
B. Saran
1.
Dengan adanya penelitian ini, bagi kalangan industry pengolahan kayu dapat memanfaatkan limbah hasil ketaman kayu akasia (Acacia mangium) sebagai bahan baku papan partikel berkerapatan tinggi.
2.
Diharapkan perlu adanya penelitian lebih lanjut dengan bahan baku yang sama tetapi menggunakan perekat dan komposisi perekat yang berbeda.
3.
Penggunaan papan partikel sebagai salah satu kebutuhan produk papan buatan, untuk tujuan tertentu harus disesuaikan pada sifat akhir papan yang bersangkutan.
4.
Sebaiknya papan partikel yang berasal dari limbah hasil ketaman kayu akasia (Acacia mangium) dengan campuran perekat Polyvinyl Acetate (PVAc), digunakan untuk didalam ruangan karena tidak tahan terhadap kelembaban dan hanya cocok untuk penggunaan konstruksi ringan dikarenakan tidak semua parameter yang ada dalam standar SNI 2006 terpenuhi.
32
DAFTAR PUSTAKA
ANONIM, 1991. Standar Nasional Indonesia :Mutu Papan Partikel. Dewan Standarisasi Nasional-DSS. Jakarta. ...............,
1996. Sifat Fisik Press.Yogyakarta.
Kayu
Akasia.
Gadjah
Mada
University
..............., 1999. Mutu Papan Partikel. Dewan Standarisasi Nasional. Bandung. ..............., 2000. Vademecum Kehutanan Indoenesia. Direktorat Jendral Kehutanan Indonesia. Jakarta. HAYGREEN & BOWYER,1989. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu, Suatu Pengantar Gadjah Mada University Press.Yogyakarta. IRIAWAN, 1999. Pemanfaatan Limbah Kayu Sebagai Bahan Baku Papan Partikel Dengan Perekat Phenol Formaldehide. Universitas Mulawarman. Samarinda. MARIANA,2002. Sifat Fisik dan Mekanik Papan Partikel dari Batang dan Cabang Kayu Kapuk.Politeknik Pertanian Negeri Samarinda. Samarinda SULISTIYO, 2000. Definisi Perekat dan Perekatan. Gadjah Mada University Press.Yogyakarta. YUSDIANSYAH, 2000. Studi Sifat Fisika Dan Mekanika Papan Partikel Dari Jenis Kayu Gmelina (Gmelinaarborea), Kayu Makaranga (Macaranga gigantean).Jurusan Pengolahan Hasil Hutan. Politeknik Pertanian Negeri Samarinda. Samarinda
LAMPIRAN
Lampiran2. Perhitungan Komposisi Partikel dan Perekat.
A. Berat papan yang diinginkan Kondisi Kering Tanur= 1. Papan partikel dengan kerapatan 0,85 gram/cm3 = Panjang x Lebar x Tebal x Kerapatan; = 30,5 cm x 30,5 cm x 0,9 cm x 0,85=>711,64gram 2. Papan partikel dengan kerapatan 0,90 gram/cm3 = Panjang x Lebar x Tebal x Kerapatan ; = 30,5 cm x 30,5 cm x 0,9 cm x 0,90 => 753,50 gram B. Perbandingan Partikeldan Perekat = 85 : 15 1. Papan partikel dengan kerapatan 0,85 gram/cm3 ??
? Partikel = ? Perekat =
??? ??
???
? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?
KA 0 %
? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?
? Berat Partikel dalam 1x adukan (asumsi KA 2%) : ??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??? ? Berat Mat (KA 20%) =
??? ???
? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?
Jadi Partikel + Perekat = 725,872 gram + 106,746 gram = 832,618 gram 2. Papan partikel dengan kerapatan 0,90 gram/cm3 ??
? Partikel = ? Perekat =
??? ??
???
? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?
KA 0%
? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?
? Berat partikel dalam 1x adukan (asumsi KA 2%) : ??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??? ? Berat Mat (KA 20%) = Jadi Patikel + Perekat
??? ???
? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?
= 768,57 gram + 113,025 gram = 881,595 gram
1. Papan partikel dengan kerapatan 0,85 gram/cm3 Mencari Resin Content = Contoh = ? ? ? ? ? ?
Berat awal perekat(1) Berat kertas (1) Berat KeringTanur (1) Berat awal perekat (2) Berat kertas (2) Berat Kering Tanur (2)
? P (1)
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?
? ??? ?
=21,97 gram = 1,03 gram = 7,2522 gram = 36,31 gram = 1,003 gram = 11,8735 gram
= Berat awal perekat (1) – Berat kertas (1) = 21,97 gram – 1,03 gram = 20,94 gram = Berat Kering tanur – Berat kertas = 7,2522 gram – 1,03 gram = 6,22 gram
P (1)
? P (2)
= Berat awal perekat (2) – Berat kertas (2) = 36,31 – 1,003 gram = 35,31 gram = Berat Kering tanur – Berat kertas = 11,8738 gram – 1,003 gram = 10,8705 gram
P (2)
Jadi Resin Content (RC) rata-rata dapat dihitung dengan cara : ? ? ? ? ? ??????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ??????? ? ? ? ? P (1) = P (2) =
? ?? ? ? ? ? ?
? ? ?? ? ? ? ? ?
? ??? ? ? ?? ?
? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?
? ??? ? ? ?? ?
? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? RC =
??? ??
? ? ? ? ? ? ? ???? ?????? ? ?
??? ??
? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?
2. Papan partikel dengan kerapatan 0,90 gram/cm3 Mencari Resin Content = Contoh = ? ? ? ? ? ?
Berat awal perekat(1) Berat kertas (1) Berat Kering Tanur (1) Berat awal perekat (2) Berat kertas (2) Berat Kering Tanur (2)
? P (1)
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?
? ??? ?
= 21,97 gram = 1,03 gram = 7,2522 gram = 36,31 gram = 1,003 gram = 11,8735 gram
= Berat awal perekat (1) – Berat kertas (1) = 21,97 gram – 1,03 gram = 20,94 gram = Berat Kering tanur – Berat kertas = 7,2522 gram – 1,03 gram = 6,22 gram
P (1)
? P (2)
= Berat awal perekat (2) – Berat kertas (2) = 36,31 – 1,003 gram = 35,31 gram = Berat Kering tanur – Berat kertas = 11,8738 gram – 1,003 gram = 10,8705 gram
P (2)
Jadi Resin Content (RC) rata-rata dapat dihitung dengan cara : ? ? ? ? ? ??????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ??????? ? ? ? ? P (1) = P (2) =
? ?? ? ? ? ? ?
? ? ?? ? ? ? ? ?
? ??? ? ? ?? ?
? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?
? ??? ? ? ?? ?
? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? RC =
??? ??
? ? ? ? ? ? ? ?????????? ? ?
??? ??
? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?
Tabel9. Data Perhitungan Mencari Nilai Rataan Kerapatan Papan Partikel Dari Limbah Hasil Ketaman Kayu Akasia Berat Kering Udara Volume (cm3) Kerapatan (gram/cm3) No (gram) ? 0,85 ? 0,90 ? 0,85 ? 0,90 ? 0,85 ? 0,90 3 3 3 1 78 gram 76 gram 88,748 cm 85 cm 0,878 gram/cm 0,894 gram/cm3 3 3 2 93 gram 99 gram 105,080 cm 106,09 cm 0,885 gram/cm3 0,933 gram/cm3 3 87 gram 94 gram 101 cm3 112,476 cm3 0,861 gram/cm3 0,835 gram/cm3 3 4 101 gram 85 gram 128,992 cm 108,07 cm3 0,782 gram/cm3 0,786 gram/cm3 3 3 5 66 gram 94 gram 91,91 cm 106 cm 0,718 gram/cm3 0,886 gram/cm3 0,82 gram/cm3 0,87 gram/cm3 Nilai Rataan Tabel10. Data Perhitungan Kadar Air PapanPartikel Dari Limbah Hasil Ketaman Kayu Akasia BeratAwal BKO Kadar Air (%) No ? 0,82 ? 0,87 ? 0,82 ? 0,87 ? 0,82 ? 0,87 1 108 gram 95 gram 88 gram 83 gram 22,727 % 14,457 % 2 87 gram 68 gram 74 gram 61 gram 17,567 % 11,475 % 3 91 gram 75 gram 78 gram 67 gram 16,666 % 11,940 % 4 86 gram 95 gram 73 gram 78 gram 17,808 % 21,794 % 5 91 gram 107 gram 78 gram 85 gram 16,666 % 25,882 % Rata-rata 18,28 % 17,10% ? ? ? ?
? 0,82 = Papan Partikel Kerapatan 0,82 gram/cm3 ? 0,87 = Papan Partikel Kerapatan 0,87 gram/cm3 BKO = BeratKering Oven BKU = BeratKeringUdara
Tabel11. Data Hasil Perhitungan Pengembangan Tebal Maksimum Papan Partikel Dari Limbah Hasil Ketaman Kayu Akasia Tebal Awal Tebal Setelah Direndam PT (%) No ? 0,82 ? 0,87 ? 0,82 ? 0,87 ? 0,82 ? 0,87 1 1,03 cm 1,05 cm 1,1 cm 1,1 cm 6,796 % 4,761 % 2 0,99 cm 1,07 cm 1,03 cm 1,1 cm 4,040 % 2,803 % 3 0,89 cm 0,76 cm 0,94 cm 0,78 cm 5,617 % 2,631 % 4 1,1 cm 1,08 cm 1,22 cm 1,14 cm 10,909 % 5,555 % 5 1,16 cm 0,86 cm 1,26 cm 0,90 cm 8,620 % 4,651 % Rata-rata 7,196 % 4,080 %
Tabel12..
Data Perhitungan Keteguhan Rekat Internal Papan Partikel Dari Limbah Hasil Ketaman Kayu Akasia ? 0,82 ? 0,87 ? 0,82 ? 0,87 KTI ? 0,82 Sisi 1 Sisi 2 Sisi 1 Sisi 2 (kg/cm2) 5 cm 5,03 5,01 5,05 140 kg 254 kg 5,56kg/cm2 cm cm cm 5,13 5,18 5,10 5,07 160 kg 254 kg 6,02kg/cm2 cm cm cm cm 5,03 5,10 5,11 5,10 170 kg 356 kg 6,62kg/cm2 cm cm cm cm 5,14 5,15 5 cm 5,2 cm 210 kg 50 kg 7,93kg/cm2 cm cm 5,01 5,05 5,1 cm 5,4 cm 240 kg 210 kg 9,48kg/cm2 cm cm Rata-rata 7,12 kg/cm2
No 1 2 3 4 5
Tabel13.Hasil Pengujian Daya Kuat Cabut Sekrup (DKCS) No 1 2 3 4 5 Ratarata
? 0,82 58kg 59kg 54kg 38kg 20kg 45,8 kg
? 0,87 51kg 60kg 55kg 51kg 52kg 53,8 kg
Tabel14. Hasil Pengujian Modulus of Elasticity (MoE) No 1 2 3 4 5 Ratarata
? 0,82 6752,47 kg/cm2 9122,29 kg/cm2 5378,51 kg/cm2 3874,67 kg/cm2 2455,43 kg/cm2
? 0,87 20.680,147 kg/cm2 21.224,746 kg/cm2 16.533,85 kg/cm2 16.241,57 kg/cm2 20.190,72 kg/cm2
5.516,67 kg/cm2
18.974,206
Tabel15. Hasil Pengujian Modulus of Reture (MoR) No 1 2 3 4 5 Ratarata
? 0,82 2 187,97 kg/cm 2 192,67kg/cm 2 189,74kg/cm 2 163,25kg/cm 2 162,64kg/cm 2 179,254 kg/cm
? 0,87 2 246,84kg/cm 2 262,33kg/cm 2 233,82kg/cm 2 226,22kg/cm 2 243,37kg/cm 2 242,516 kg/cm
KTI ? 0,87 (kg/cm2) 10,03 kg/cm2 9,82kg/cm2 13,66kg/cm2 1,92 kg/cm2 7,62kg/cm2 8,61 kg/cm2
