PENGARUH PENAMBAHAN BAHAN PENGISI ARANG TEMPURUNG KELAPA SAWIT TERHADAP KUALITAS KAYU LAPIS RINA SEPTININGSIH

PENGARUH PENAMBAHAN BAHAN PENGISI ARANG TEMPURUNG KELAPA SAWIT TERHADAP KUALITAS KAYU LAPIS

RINA SEPTININGSIH

DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2013

LEMBAR PENGESAHAN Judul Penelitian

: Pengaruh Penambahan Bahan Pengisi Arang Tempurung Kelapa Sawit terhadap Kualitas Kayu Lapis. Nama Mahasiswa : Rina Septiningsih NRP : E24080066

Disetujui oleh

Dr. Ir Dede Hermawan M.Sc Pembimbing I

Prof. Dr. Ir. Subyakto M.Sc Pembimbing II

Diketahui oleh

Prof . Dr. Ir. I Wayan Darmawan, M.Sc Ketua Departemen

Tanggal Lulus :

PENGARUH PENAMBAHAN BAHAN PENGISI ARANG TEMPURUNG KELAPA SAWIT TERHADAP KUALITAS KAYU LAPIS

RINA SEPTININGSIH

Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan Pada Departemen Hasil Hutan

DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2013

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2013 Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang

Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan,penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah, dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB. Dilarang mmgumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pengaruh Penambahan Bahan Pengisi Arang Tempurung Kelapa Sawit terhadap Kualitas Kayu Lapis adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi atau lembaga manapun. 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 dibagian akhir skripsi. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

Bogor, April 2013

Rina Septiningsih NRP E24080066

ABSTRAK RINA SEPTININGSIH. Pengaruh Penambahan Bahan Pengisi Arang Tempurung Kelapa Sawit terhadap Kualitas Kayu Lapis. Dibimbing oleh Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc dan Prof. Dr. Ir. Subyakto, M.Sc. Kelapa sawit merupakan komoditi andalan perkebunan dengan hasil produk utama minyak kelapa sawit. Produksi Sawit yang tinggi akan menghasilkan limbah pabrik sawit yang tinggi. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui pengaruh penambahan bahan pengisi arang tempurung kelapa sawit pada beberapa berat labur terhadap sifat fisis dan mekanis kayu lapis sehingga dapat meningkatkan kualitas kayu lapis. Kayu lapis dengan menggunakan perekat campuran arang tempurung kelapa sawit secara umum memenuhi SNI 06-00601998 untuk penggunaan umum kayu lapis, dan SNI 1999 untuk penggunaan kayu lapis struktural. Kayu lapis dengan penambahan berat labur dengan bahan pengisi memenuhi kualifikasi interior I dan interior II sedangkan untuk nilai Modulus of Elasticity dan Modulus of rupture sangat bervariasi. Berdasarkan hasil uji kualitas kayu lapis terbaik pada penambahan berat labur 300 g/m2 dan bahan pengisi 12%. Kata kunci : kayu lapis, filler, arang tempurung kelapa sawit. ABSTRACT RINA SEPTININGSIH. Effect of Adding Fillers Charcoal Shell Oil Palm about a Quality of Plywood. Under directly of Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc and Prof. Dr. Ir. Subyakto, M.Sc. Palm oil is the main commodities of the plantation products of palm oil. High product of palm oil will result higher oil mill effluents. The purpose of this research is to determine the effect of adding fillers palm shell charcoal on some glue spreads on the physical and mechanical properties of plywood in order to improve the quality of plywood. Plywood which using adhesive mix with oil palm shell charcoal generally has been fulfilled SNI 06-0060-1998 for general use of plywood, and SNI 01-5008.7-1999 for the use of structural plywood. Plywood with added glue spreads and fillers comply qualify of interior I and II while the value of Modulus of Elasticity and Modulus of rupture get many varies. Based on the test results, the best quality plywood glue spread 300 g/m2 and filler 12%. Key word : plywood, filler, choarcoal shell oil palm.

PRAKATA Puji Syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat, dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksananakan sejak bulan Juni 2013 sampai September 2013 dengan judul Pengaruh Penambahan Bahan Pengisi Arang Tempurung Kelapa Sawit terhadap Kualitas Kayu Lapis. Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc dan Bapak Prof. Dr. Ir. Subyakto, M.Sc selaku pembimbing skripsi, Bapak Dr. Ir. Basuki Wasis, MS dan Bapak Ir. Bintang C.H. Simangunsong, MS., PhD yang telah banyak memberi saran. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Wikya (Ayah), Warsini (Ibu), serta seluruh keluarga atas doa dan kasih sayangnya. Disamping itu, penulis ucapkan terima kasih kapada staff UPT Balai Litabang Biomaterial LIPI Cibinong, sahabat penulis seperti Yuliani, Rahmi Nurhidayah, Silva Dwika Maretha, Laela Nur Baity, Jamilatun Nisa, Imun Mulyaningsih serta rekan satu pembimbing skripsi seperti Apreiska Gilang Ramadhan, Duma Kintan Prameswari atas bantuan dan motivasi yang diberikan. Ucapan terima kasih untuk teman-taman hasil hutan angkatan 45 yang turut membantu baik secara langsung maupun tidak langsung. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, April 2013 Rina Septiningsih

DAFTAR ISI DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR LAMPIRAN

vi

PENDAHULUAN Latar Belakang

1

Tujuan Penelitian

1

Manfaat Penelitian

1

METODOLOGI Waktu dan Tempat Penelitian

2

Bahan dan Alat

2

Prosedur Penelitian

2

Analisis Data

9

HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Pengujian Perekat Campuran

9

Pengujian Kayu Lapis Penggunaan Umum

10

Pengujian Kayu Lapis Penggunaan Struktural

11

Pembahasan Sifat Perekat

10

Sifat Fisis Kayu Lapis

12

Sifat Mekanis Kayu Lapis Penggunaan Umum

14

Sifat Mekanis Kayu Lapis Penggunaan Stuktural

20

SIMPULAN DAN SARAN Simpulan

24

Saran

25

DAFTAR PUSTAKA

25

LAMPIRAN

27

RIWAYAT HIDUP

28

DAFTAR TABEL 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.

Rasio antara tebal lapisan dan koefisiennya Spesifikasi perekat urea formaldehida campuran Hasil penelitian kayu lapis penggunaan umum dengan hasil penelitian kayu lapis sumber lain Hasil penelitian kayu lapis penggunaan struktural Analisis keragaman kerapatan kayu lapis Analisis keargaman kadar air Persyaratan keteguhan rekat kayu lapis Analisis keragaman keteguhan rekat tegak lurus serat interior I Analisis keragaman keteguhan rekat sejajar serat interior I Analisis keragaman keteguhan rekat tegak lurus serat interior II Analisis keragaman keteguhan rekat sejajar serat interior II Analisis keragaman modulus of elasticity sejajar serat Analisis keragaman modulus of elasticity tegak lurus serat Analisis keragaman modulus of rupture sejajar serat Analisis keragaman modulus of rupture tegak lurus serat

6 10 10 11 13 14 14 15 17 18 19 21 22 23 24

DAFTAR GAMBAR 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.

Contoh uji keteguhan rekat Pengujian sifat mekanis Pola pemotongan contoh uji Grafik hubungan antara kerapatan terhadap berat labur dan penambahan kadar bahan pengisi Grafik hubungan antara kadar air terhadap berat labur dan penambahan kadar bahan pengisi Grafik hubungan antara keteguhan rekat tegak lurus serat interior I dengan variasi berat labur dan kadar bahan pengisi Grafik hubungan antara keteguhan rekat sejajar serat interior I dengan variasi berat labur dan kadar bahan pengisi Grafik hubungan antara keteguhan rekat tegak lurus serat interior II dengan variasi berat labur dan kadar bahan pengisi Grafik hubungan antara keteguhan rekat sejajar serat interior II dengan variasi berat labur dan kadar bahan pengisi Grafik modulus of elasticity sejajar serat antara variasi berat labur dan kadar bahan pengisi Grafik modulus of elasticity tegak lurus serat antara variasi berat labur dan kadar bahan pengisi Grafik modulus of rupture sejajar serat antara variasi berat labur dan kadar bahan pengisi Grafik modulus of rupture tegak lurus serat antara variasi berat labur dan kadar bahan pengisi

7 8 8 12 13 15 16 17 19 20 21 22 23

DAFTAR LAMPIRAN 1. Data hasil penelitian

28

1

PENDAHULUAN Latar Belakang Permintaan kayu lapis di Indonesia tahun 2009 mengalami kenaikan ekspor mencapai 20%. Kenaikan permintaan ekspor akan mempengaruhi produksi kayu lapis dalam negeri (Hasniawati 2010). Kondisi tersebut dirasakan dapat menyebabkan pasokan kayu bulat (log) mengalami penurunan. Berdasarkan data Badan Pusat Statistika (2012), produksi kayu bulat oleh perusahaan Hak Pengusahaan Hutan (HPH) untuk semua jenis kayu tahun 2010 mencapai 7.3 juta m3, dan tahun 2011 mencapai 6.4 juta m3. Produksi bahan baku kayu lapis saat ini menggunakan kayu berdiameter kecil, kayu cepat tumbuh serta jenis kayu yang belum teridentifikasi (unknown spesies). Penggunaan bahan baku kayu tersebut bertujuan agar industri pengolahan kayu lapis dapat bertahan baik di pasar lokal maupun internasional. Produksi kayu lapis Indonesia tidak terlepas dari penggunaan perekat. Perekat yang yang digunakan pada umumnya menggunakan campuran bahan pengisi. Bahan pengisi perekat yang ramah lingkungan merupakan salah satu pengendalian dari penggunaan perekat beremisi formaldehida. Arang tempurung kelapa sawit merupakan alternatif penggunaan bahan pengisi yang ramah lingkungan. Menurut data Badan Pusat Statistik (2012), luas perkebunan kelapa sawit tahun 2011 mencapai 5.31 juta Ha, sedangkan produksi minyak kelapa sawit mencapai 14.6 juta ton. Menurut Kurniati (2008), kelapa sawit merupakan salah satu komoditi andalan Indonesia yang perkembangannya sangat pesat. Selain produksi minyak kelapa sawit yang tinggi, produk sampingan dan limbah pabrik kelapa sawit juga tinggi berupa limbah padat dan cair. Menurut Indriyati (2008), persentase limbah kelapa sawit menghasilkan tandan kosong sawit (23%), cangkang/ tempurung (8%), serat (12%), dan limbah cair (66%). Cangkang atau tempurung kelapa sawit pada umumnya oleh industri dimanfaatkan sebagai bahan bakar saat proses penggilingan minyak sawit dan hanya dibuang di dekat pabrik. Sisa pembakaran (arang) yang belum termanfaatkan secara baik oleh penulis digunakan sebagai bahan pengisi (filler) perekat. Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui sifat fisis dan sifat mekanis kayu lapis akibat adanya pengaruh penambahan kadar bahan pengisi dengan berat labur sehingga akan meningkatkan kualitas kayu lapis yang dihasilkan. Manfaat Penelitian Memberikan informasi mengenai sifat fisis dan sifat mekanis kayu lapis dengan menggunakan perekat urea formaldehida dan bahan pengisi berupa sisa hasil pembakaran tempurung kelapa sawit serta meningkatkan nilai guna bahan pengisi dari arang tempurung kelapa sawit.

2

METODOLOGI Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan pada bulan Juli − September 2012 di UPT Balai Litbang Biomaterial Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Cibinong dan Laboratorium Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor (IPB). Bahan dan Alat Bahan yang di gunakan untuk melakukan penelitian yakni vinir kayu Karet (Hevea brasiliensis Muell.Arg), tepung umbi jalar, bahan pengisi arang tempurung kelapa sawit, NH4Cl, HCl 0.1 N, NH4OH 10%, NaOH 0.1 N dan NaOH 1 N, indikator methylen merah dan anilinblue, air suling (akuades), ammonium asetat. Alat yang digunakan yakni timbangan elektrik, preparat, caliper, seng, teflon, piknometer, oven, viscometer, kertas lakmus, UTM merk SHIMADZU, waterbath, erlemeyer, hot press hidrolik, aluminium foil, cawan abu, gelas kaca, pengaduk kaca, kape, alat hitung, kamera, MS.Office 2007, SAS 9.1 dan alat tulis. Prosedur Penelitian Persiapan Bahan Baku Kayu Lapis Vinir diambil sampel kemudian timbang sampel sebagai bobot awalnya (BB). Vinir dioven selama 24 jam dengan suhu 103 ± 2 oC, kemudian dimasukkan kedalam desikator selama 10-15 menit. Timbang sampel vinir hingga mencapai bobot konstan (BKO). Perhitungan kadar air yakni:

Keterangan : BB = Bobot awal (g) BKO = Berat kering Oven (g) Sampel vinir yang telah ditimbang berat awalnya, kemudian ukur dimensi panjang, lebar, dan tebal. Nilai Kerapatan yang dihitung yakni sebagai berikut: Kerapatan (g/cm3) Keterangan : BKU = Berat kering udara (g) P = Panjang (cm) L = Lebar (cm) T = tebal (cm)

3

Kebutuhan Bahan Baku Vinir Lembaran vinir yang siap dipotong menjadi ukuran 30 cm x 30 cm dengan kadar air maksimum 10 %. Kayu lapis karet yang akan dibuat dengan masing masing 3 kali ulangan. Pembuatan kayu lapis dengan tiga lapis vinir yang disusun tegak lurus dan direkatkan dengan menggunakan perekat urea formaldehida. Variabel menggunakan berat labur 200 g/m2, 250 g/m2, 300 g/m2 pada suhu 160oC selama 5 menit. Sehingga jumlah vinir yang dibutuhkan adalah 3 (jumlah lapisan) x 3 (berat labur) x 4 (bahan pengisi) x 3 (jumlah ulangan) adalah 108 lembar vinir karet sehingga total kebutuhan kayu lapis sebanyak 36 papan. Persiapan Perekat Formulasi pencampuran antara perekat urea formaldehida (UF) dengan ekstender, bahan pengisi (filler), dan NaCl. Untuk mendapatkan kualitas perekat terbaik perlu dilakukan pengujian berdasarkan SNI 06-0060-1998. Adapun pengujian perekat campuran yakni sebagai berikut: 1. Uji kemasaman: pengujian kemasaman perekat diuji dengan menggunakan kertas lakmus. 2. Uji kekentalan: pengujian kekentalan dengan menggunakan sistem rotor putar dengan viscometer, semakin kental perekat maka semakin lambat putaran rotor. Sampel perekat yang digunakan sebanyak ± 100 ml (400 g). Penilaian jika angka yang tertera pada alat rotor menunjukkan nilai yang kostan. Satuan dalam poise. 3. Uji kadar padatan: wadah yang telah ditimbang bobot awalnya (BB0) kemudian dimasukkan perekat cair sebanyak ± 1.5 gram (BB1). Wadah + perekat di oven dengan suhu 103 ± 2 oC selama 24 jam. Wadah + perekat yang telah dikeluarkan dari oven kemudian dipindahkan ke desikator selama 10-15 menit, setelah itu ditimbang bobotnya (BB2). Perhitungan kadar padatan yakni:

Keterangan : BBo = Berat awal cawan (g) BB1 = Berat perekat cair (g) BB2 = Berat setelah oven (g) 4. Uji berat jenis: picnometer ditimbang kemudian isi dengan air sesuai dengan volume picnometer kemudian ditimbang. Ulangi tahapan tersebut dengan cara mengganti air dengan perekat. Perhitungan berat jenis yakni:

4

Keterangan : Bo = Berat picno kosong (g) Bp = Berat picno+perekat (g) Ba = Berat picno+air (g) 5. Uji kenampakan: pengujian dilakukan dengan mengamati homogenitas dari campuran perekat yang akan mempengaruhi kualitas perekat. Dengan cara menuangkan perekat di atas permukaan kaca objek hingga membentuk lapisan film. 6. Uji sisa penguapan: berat cawan kosong (wo) ditimbang terlebih dahulu, kemudian berat perekat campuran ditimbang sebanyak 1.5 gram (w1), oven dengan suhu 25OC selama 3 jam. Kemudian sampel dimasukkan ke dalam desikator hingga 10-15 menit, setelah itu ditimbang berat akhir (w2). Perhitungan sisa penguapan yakni

Keterangan : wo = berat cawan (g) w1 = berat perekat (g) w2 = berat abu (g) 7. Uji Gelatinasi: timbang perekat ± 10 gram perekat campuran kedalam tabung reaksi, siapkan penangas air dengan suhu air ± 95 oC masukkan ke penangas sampai sampel terendam dan jarak antara ketinggian perekat dengan permukaan air yakni 1 cm. amati waktu dan suhu ketika perekat campuran tergelatin. 8. Uji formaldehida bebas: erlemeyer 200 ml yang dimasukkan perekat campuran ± 20 gram dengan penambahan 50 ml air kemudian kocok hingga tercampur menjadi homogen. Tambahkan campuran indicator metilen biru dan metil merah sebanyak 2 atau 3 tetes kemudian netralkan dengan larutan HCL 0.1 N atau NaOH 0.1 N. tambahkan 10 ml NH4OH 10% dengan 10 ml NaOH 1 N, tutup dan kocok dengan baik. Panaskan di atas penangas air dengan suhu 30oC selama 30 menit. Larutan campuran perekat titrasi dengan HCL 1 N sehingga akan terjadi warna dari hijau menjadi biru kelabu kemudian menjadi merah ungu. Lakukan hal yang sama untuk blangko.

Keterangan: f = formaldehid bebas v1 = volum HCl yang digunakan untuk titrasi blanko (ml) v2 = volum HCl yang digunakan untuk titrasi contoh uji (ml) W = berat contoh uji (g) N = normalitas HCl 30.03 = bobot molekul formaldehid

5

Pembuatan Kayu Lapis Vinir yang telah siap kemudian disusun secara tegak lurus arah serat. Kadar bahan pengisi (filler) yang digunakan adalah 0%, 8%, 10%, 12% dengan berat labur (glue spread) 200 g/m2, 250 g/m2, 300 g/m2. Formulasi perekat yang telah dihitung kebutuhannya per satu contoh uji kayu lapis, dengan menggunakan metode pelaburan double spread pada sisi permukaan vinir yang akan direkatkan kedua bidangnya. Contoh uji yang digunakan untuk pengujian mekanis terdapat dua jenis tipe arah serat untuk vinir inti yakni sejajar arah serat dan tegak lurus arah serat. Vinir yang telah disusun tiga lapis kemudian kempa dengan menggunakan kempa panas pada tekanan 7 kg/cm2, suhu kempa 160 oC selama 5 menit. Kayu lapis yang telah mendapat perlakuan pengempaan kemudian dibiarkan papan selam 1−2 minggu. Tujuan pengkondisian adalah untuk melepaskan tegangan sisa yang masih terdapat di dalam papan. Pengujian Kayu Lapis Adapun pengujian pada kayu lapis yakni pengujian secara fisis dan mekanis. Pengujian secara fisis berupa uji kerapatan papan, dan uji kadar air. Sedangkan pengujian secara mekanis berupa pengujian keteguhan rekat, sifat kekakuan kayu (MOE) dan tegangan lentur maksimum (MOR). Adapun pengujian secara fisis dan mekanis yakni : 1. Kerapatan Contoh uji dengan ukuran 10 cm x 10 cm ukur dimensi panjang, lebar, dan tebal serta berat papan. Perhitungan volume papan: Volume (cm3 keterangan : p = Panjang (cm) l = lebar (cm) t = tebal (cm) Perhitungan kerapatan papan :

Keterangan : ρ = Kerapatan (g/cm3) m = massa papan (g) V = volume papan (cm3) 2. Kadar Air Contoh uji ditimbang massa awalnya yang berukuran 10 cm x 10 cm, kemudian masukkan ke dalam oven dengan suhu 103±2°C (kurang lebih 24 jam). Setelah itu timbang kembali sampai beratnya konstan untuk mengetahui massa kering tanurnya (BKT). Nilai kerapatan dihitung dengan menggunakan rumus :

6

Keterangan : BA = Berat awal (g) BKO = Berat kering oven (g) 3. Keteguhan Rekat Pengujian keteguhan rekat menggunakan UTM merk SHIMADZU dengan contoh uji yang berukuran 10 cm x 2.5 cm dengan perlakuan kering dan basah. Perhitungan pengujian menurut SNI 01-5008.2-1999, yakni : Nilai kerusakan kayu

Keterangan : KK = nilai kerusakan kayu (%) LK = luas kerusakan kayu pada bidang geser (mm2 ) LB = luas bidang geser (mm2) Nilai Keteguhan Geser Tarik

Keterangan : B = Beban Tarik (kg) P = panjang bidang geser (cm) L = lebar bidang geser (cm) Nilai keteguhan rekat diperoleh dengan rumus:

Keterangan : KR = nilai keteguhan Rekat (kg/cm2) KGT = nilai keteguhan geser tarik (kg/cm2) Koefisien rasio antara tebal lapisan inti dengan lapisan muka kayu lapis berdasarkan SNI 06-0060-1998. Koefisien tersebut ditampilkan pada Tabel 1. Tabel 1 Rasio antara tebal lapisan dan koefisiennya No. Rasio antara tebal lapisan inti dengan lapisan muka 1. 1.5 − < 2.0 2. 2.0 − < 2.5 3. 2.5 − < 3.0 4. 3.0 − < 3.5 5. 3.5 − < 4.0 6. 4.0 − < 4.5 7. ≥ 4.5

Koefisien 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.7 2.0

Contoh uji keteguhan rekat yang digunakan sesuai dengan SNI 06-00601998 ditampilkan pada Gambar 1.

7

Gambar 1 Contoh uji keteguhan rekat Tipe kayu lapis untuk interior dibagi menjadi 2 yakni interior I (pengujian basah kayu lapis) dan interior II (pengujian kering kayu lapis). Tipe interior menurut SNI 06-0060-1998, yakni: 1) Interior I - Contoh uji direndam dalam air panas pada suhu 600C selama 3 jam. - Contoh uji dicelupkan kedalam air dingin, sampai mencapai suhu kamar. - Contoh uji kemudian diuji dengan alat uji geser tarik pada waktu masih basah. 2) Interior II Contoh uji diuji dengan menggunakan alat uji geser tarik dalam keadaan kering tanpa perlakuan pendahuluan. 4. Sifat Kekakuan Kayu (Modulus of Elasticity) Pengujian sifat fisis dilakukan dengan menggunakan UTM merk SHIMADZU. Contoh uji yang berukuran 20 cm x 5 cm dibentangkan dengan jarak sangga 15 cm. Kemudian tepat pada bagian tengahnya dikenai beban sampai pada batas titik elastis papan tersebut. Nilai keteguhan lentur dengan satuan kg/cm2 dan dihitung dengan rumus :

Keterangan : P ∆P L B H ∆Y

= = = = = =

Beban pada saat kayu rusak (kg) Perubahan beban yang mengakibatkan perubahan defleksi (kg) Jarak sangga (cm) Lebar penampang contoh uji (cm) Tinggi penampang contoh uji (cm) Perubahan defleksi pada beban P (cm)

8

5. Tegangan Lentur Maksimum (Modulus of Rupture) Pengujian keteguhan lentur maksimum dilakukan bersamaan dengan pengujian modulus elastis kayu. Hanya saja pada pengujian MOR ini pemberian beban diteruskan sampai contoh uji patah. Nilai keteguhan lentur maksimum memiliki satuan kg/cm2 dan di hitung sebagai berikut :

Keterangan : P L B H

= Beban lentur maksimal (Kg; lbs) = Jarak bentang balok (cm; in) = Dasar balok (cm; in) = Tebal balok (cm; in)

Pengujian mekanis dengan menggunakan UTM merk SHIMADZU untuk pengujian modulus elastis (MOE) dan modulus lentur maksimum (MOR) ditampilkan oleh Gambar 2.

Gambar 2 Pengujian sifat mekanis

Sampel contoh uji ukuran 30 cm x 30 cm untuk masing-masing pengujian sifat fisis dan sifat mekanis kayu lapis ditampilkan pada Gambar 3.

a1 b1

d c1

a2

b2

C2

30 cm

Gambar 3 Pola pemotongan contoh uji

30 cm

9

Keterangan : a1 = Contoh uji MOE dan MOR tegak lurus serat (20 cm x 5 cm). a2 = Contoh uji MOE dan MOR sejajar serat (20 cm x 5 cm). b1 = Contoh uji keteguhan rekat basah tegak lurus serat (10 cm x 2.5 cm). b2 = Contoh uji keteguhan rekat basah sejajar serat (10 cm x 2.5 cm). c1 = Contoh uji keteguhan rekat kering tegak lurus serat (10 cm x 2.5 cm). c2 = Contoh uji keteguhan rekat kering sejajar serat (10 cm x 2.5 cm). d = Contoh uji kerapatan dan kadar air (10 cm x 10 cm). Analisis Data Penelitian ini menggunakan model rancangan faktorial dengan 3 (tiga) kali ulangan. Faktor yang diteliti meliputi faktor A yakni kadar berat labur 200 g/m2 (A1), berat labur 250 g/m2 (A2), dan berat labur 300 g/m2 (A3). Faktor B yakni kontrol bahan pengisi (B1), kadar bahan pengisi 8% (B2), kadar bahan pengisi 10% (B3), dan kadar bahan pengisi 12% (B4), model statistika rancangan percobaan yakni sebagai berikut: Yijk= µ + αi + βj + (αβ)ij+ εijk Keterangan : Yijk = nilai pengamatan ke- l yang disebabkan oleh taraf ke- i faktor α, dan taraf ke- j faktor β. µ = nilai rata-rata sebenarnya. α = berat labur perekat (faktor 1). β = kadar bahan pengisi (faktor 2). i = 1, 2, 3 (α). j = 1, 2, 3, 4 (β). k = ulangan 1, ulangan 2, dan ulangan 3. αi = pengaruh faktor berat labur perekat pada taraf ke- i. βj = pengaruh faktor kadar bahan pengisi pada taraf ke- j. (αβ)ij = pengaruh interaksi pada faktor α pada taraf ke- i dengan faktor β pada taraf ke- j. εijk = kesalahan percobaan (galat).

10

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Pengujian Perekat Campuran Tabel 2 Spesifikasi perekat urea formaldehida campuran Spesifikasi Warna PH Kekentalan Berat jenis Waktu gelatinasi Kadar padatan (SC) Formaldehid bebas

Satuan Poise menit % %

UF campuran Abu-abu 7.0–8.0 6.9–8.9 1.154–1.208 15–136 57–69 0.04–0.14

UF Murni* Putih susu 7.0–8.0 0.8–1.6 1.180–1.195 50–120 49–51 < 1.3

*Sumber : Anonim (2012)

Pengujian Kayu Lapis Penggunaan Umum Tabel 3 Hasil penelitian kayu lapis penggunaan umum dengan hasil penelitian kayu lapis sumber lain Sumber SNI Penelitian ini Pari et al. (2004) Elpia (2012) Prameswari (2012)

Kerapatan Kadar KR ┴ 3 (g/cm ) air Basah (%) (kgf/cm2) – < 14 8 0.31–0.37 8.76– 8.51– 11.38 13.65 – – 6.20– 12.23 0.55–0.79 9.16– 3.75– 11.73 18.76 0.43–0.51 9.75– 5.10– 11.36 8.12

KR // Basah (kgf/cm2) 8 20.24– 27.54 – 3.24– 25.58 13.4– 19.28

KR ┴ Kering (kgf/cm2) 10 7.57– 13.80 11.68– 15.69 16.61– 23.4 7.65– 15.13

KR // Kering (kgf/cm2) 10 21.46– 47.47 – 13.97– 25.83 20.14– 26.20

11

Pengujian Kayu Lapis Penggunaan Struktural Tabel 4 Hasil penelitian kayu lapis penggunaan struktural Sumber SNI Penelitian ini Pari et al. (2004) Elpia (2012) Prameswari (2012)

MOE // serat (kg/cm2) 80.000 56338–131169

MOR // serat (kg/cm2) 320 770–1580

MOE ┴ serat (kg/cm2) 10.000 2187–5642

MOR ┴ serat (kg/cm2) 140 64.26–128.31

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

.

Pembahasan Sifat Perekat Kayu lapis merupakan suatu produk yang diperoleh dengan cara menyusun secara bersilangan arah orientasi serat atau tegak lurus serat yang direkatkan dengan menggunakan perekat (SNI 1999). Kayu lapis yang direkatkan menggunakan perekat urea formaldehida (UF) dengan penambahan ekstender, filler, dan katalis merupakan perekat tipe interior (Tsoumis 1991). Berdasarkan hasil penelitian (Tabel 2) bahwa pengujian perekat dengan penambahan bahan pengisi arang tempurung kelapa sawit tidak mempengaruhi sifat kemasaman perekat yakni pada pH 7−8, sedangkan nilai kadar padatan, kekentalan, dan waktu gelatinasi perekat UF campuran mengalami peningkatan yang semakin tinggi, masing-masing 57−69%, 6.9−8.9 Poise dan 15−136 menit . Menurut Pari et al. (2004), bahwa sifat arang yang polar mampu mengadsorpsi air yang terkandung dalam perekat, selain itu sifat arang yang bersifat basa akan memperlambat waktu pengerasan sehingga meningkatkan waktu gelatinasi. Kadar formaldehida bebas dalam perekat UF campuran memiliki nilai berkisar antara 0.04-0.14%, nilai tersebut lebih rendah dari 1.3% perekat UF murni. Berdasarkan persyaratan mutu urea formaldehida cair untuk kayu lapis dalam SNI 06-0060-1998 bahwa nilai formaldehida bebas maksimum 2%. Hal tersebut dapat dimungkinkan bahwa bahan pengisi mampu mengadsorbsi dan memiliki peranan sebagai bahan penangkap formaldehida. Berat jenis perekat UF campuran yang diperoleh kisaran 1.154−1.208 dari nilai persyaratan mutu SNI 060060-1998 sebesar 1.190−1.200. Menurut Ruhendi (2007) bahwa berat jenis perekat berkaitan dengan komponen yang terkandung di dalam perekat. Semakin

12

banyak komponen perekat yang berat jenisnya tinggi, maka berat jenis perekat akan semakin tinggi juga. Sifat Fisis Kayu Lapis 1. Kerapatan Menurut Vick (1999) bahwa kerapatan jenis kayu bervariasi dalam satu jenis kayu, variasi tersebut akibat adanya perbedaan ketebalan dinding serat, sehingga kecenderungan pada kerapatan kayu yang tinggi akan menunjukan dinding serat yang tebal, dan kerapatan kayu yang memiliki dinding serat tipis dengan lumen yang besar akan menunjukan kerapatan yang rendah. Kerapatan merupakan perbandingan antara massa suatu bahan dengan unit volume tertentu, dalam satuan g/cm3 atau lb/ft3 (Tsoumis 1991). Pada umumnya kerapatan kayu karet berkisar antara 0.61g/cm3 (Pandit dan Kurniawan 2008), tetapi kerapatan kayu karet yang digunakan pada penelitian ini berkisar antara 0.27–0.3 g/cm3. Hal tersebut dapat disebabkan oleh beberapa faktor baik dari tempat tumbuh, lama penyimpanan, umur pohon, dan bagian sortimen kayu. Hasil nilai kerapatan kayu lapis ditampilkan pada Gambar 4.

ρ kayu solid (0.27-0.30 g/cm3)

Gambar 4 Hubungan antara kerapatan terhadap berat labur dan penambahan kadar berat labur Nilai kerapatan kayu lapis berkisar antara 0.31–0.37 g/cm3 dibandingkan dengan penelitian lain berkisar antara 0.55–0.79 g/cm3 untuk kayu Meranti (Elpia 2012) dan 0.43–0.51 g/cm3 untuk kayu Afrika (Prameswari 2012). Penambahan kadar bahan pengisi 8% pada variasi berat labur menunjukan peningkatan nilai kerapatan kayu lapis. Pemberian kadar bahan pengisi 10% menunjukan perubahan yang tidak signifikan dan cenderung konstan pada kerapatan kayu lapis, sedangkan kadar bahan pengisi 12% yang diberikan pada variasi berat labur hampir konstan nilanya, dan terjadi penurunan nilai kerapatan kayu lapis pada kadar berat labur semakin tinggi. Besarnya nilai kerapatan kayu lapis dari kerapatan vinir dapat diduga adanya pemadatan serat vinir kayu karet pada proses pengempaan sehingga lumen kayu tertutup, adanya pengisian rongga pada bagian

13

permukaan vinir sehingga menjadi komponen yang kompak, serta distribusi bahan pengisi pada perekat saat pelaburan yang tidak merata. Berdasarkan hasil uji analisis keragaman dengan menggunakan model rancangan faktorial pada selang kepercayaan 95% menunjukkan bahwa interaksi antara berat labur dengan bahan pengisi serta perlakuan tunggal dari berat labur terhadap kerapatan kayu lapis tidak berpengaruh nyata terhadap kerapatan kayu lapis. Sedangkan perlakuan tunggal dari bahan pengisi memberikan pengaruh yang nyata sehingga perlu dilakukan uji lanjut Duncan. Berdasarkan uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa pemberian kadar bahan pengisi 8% akan memiliki pengaruh yang sama dengan kadar bahan pengisi 12% dan 10%, namun akan berbeda dengan kontrol. Analisis keragaman untuk nilai kerapatan kayu lapis ditampilkan pada Tabel 5. Tabel 5 Analisis keragaman kerapatan kayu lapis Parameter berat labur bahan pengisi berat labur*bahan pengisi

Derajat Bebas 2 3 6

Anova jumlah kuadrat 0.00026667 0.02449722 0.01137778

Nilai tengah kuadrat 0.00013333 0.00816574 0.00189630

F Pr > F hit 0.09 0.9181x 5.25 0.0063* 1.22 0.3310x

* nyata; x tidak nyata

2. Kadar Air Berdasarkan SNI 06-0060-1998 bahwa kadar air yang diperkenankan kurang dari 14%, kadar air yang diperoleh dari hasil penelitian telah memenuhi syarat SNI 06-0060-1998. Peningkatan kadar air terjadi pada penambahan bahan pengisi 8% untuk semua variasi berat labur, sedangkan penambahan bahan pengisi 10% dan 12% memiliki perubahan yang konstan. Hasil penelitian disajikan pada Gambar 5.

SNI 06-0060-1998 KA < 14%

Gambar 5 Hubungan antara kadar air terhadap berat labur dan penambahan kadar bahan pengisi

14

Hasil penelitian kadar air yang diperoleh (Gambar 5), nilai kadar air berkisar antara 8.76%−11.36%. Nilai kadar air dari sumber penelitian lain berkisar 9.16−11.73% (Elpia 2012) dan 9.75−11.36% (Prameswari 2012). Nilai hasil penelitian ini memberikan konstribusi jumlah kadar air kayu lapis yang hampir seragam antara kadar bahan pengisi 8%, 10%, dan 12% dengan variasi berat labur. Keragaman kadar air dapat diduga oleh kondisi pengempaan dengan suhu tinggi sehingga terjadi penguapan air. Menurut Tsoumis (1991), bahwa variasi kadar air dapat dipengaruhi oleh perbedaan faktor yakni jenis kayu, tempat tumbuh, dan cuaca per tahun. Sifat kayu yang dapat mengikat air dari udara dalam bentuk cairan mapun uap air merupakan sifat yang sangat penting karena akan mempengaruhi sifat kayu lainnya. Sifat-sifat tersebut dapat mempengaruhi stabilitas perekat ketika jumlah kadar air yang disyaratkan melebihi, sehingga akan mempengaruhi kekuatan ikatan perekat yang secara perlahan lahan akan terjadi penurunan kualitas kayu lapis. Berdasarkan hasil uji analisis keragaman dengan menggunakan model rancangan faktorial pada selang kepercayaan 95% menunjukkan bahwa interaksi antara berat labur dengan bahan pengisi serta perlakuan tunggal dari berat labur terhadap kadar air kayu lapis tidak memberikan pengaruh nyata. Perlakuan tunggal dari bahan pengisi memberikan pengaruh yang berbeda nyata, sehingga perlu dilakukan uji lanjut Duncan. Berdasarkan uji lanjut Duncan menujukkan bahwa pada kontrol memiliki pengaruh yang berbeda dengan kadar bahan pengisi 8%, 10%, dan 12%. Pada kontrol memiliki nilai kekentalan yang relatif rendah sehingga perekat lebih banyak berpenetrasi ke dalam kayu. hal tersebut menyebabkan jumlah kadar air lebih besar dibandingkan dengan adanya penambahan bahan pengisi. Analisis keragaman kadar air disajikan pada Tabel 6. Tabel 6 Analisis keragaman kadar air Parameter berat labur bahan pengisi berat labur*bahan pengisi

Derajat Bebas 2 3 6



F hit

Pr > F

1.23 6.21 0.74

0.3106x 0.0028* 0.6250x


Sifat Mekanis Kayu Lapis Penggunaan Umum Keteguhan rekat kayu lapis dibagi menjadi keteguhan rekat interior I (keadaan basah) dan interior II (keadaan kering). Berdasarkan SNI 06-0060-1998, persyaratan nilai keteguhan rekat kayu. Lapis yang diperkenankan disajikan pada Tabel 4. Tabel 7 Persyaratan keteguhan rekat kayu lapis No. Parameter 1. 2.

Keadaan kering (Interior I) Keadaan basah (Interior II)

Nilai keteguhan rekat rata-rata (kg/cm2) min 10 min 8

15

1. Keteguhan Rekat Tegak Lurus Serat Interior I Keteguhan rekat tegak lurus serat interior I memiliki nilai terbesar pada kadar bahan pengisi 12% dengan berat labur 300 g/m2 sebesar 13.65 kg/cm2, sedangkan nilai keteguhan rekat terendah pada kontrol dengan berat labur 300 g/m2 sebesar 8.51 kg/cm2. Hasil penelitian menunjukkan nilai keteguhan rekat dari arang tempurung sawit lebih tinggi dibandingkan dengan nilai yang diperoleh dari sumber Jurnal Teknologi Industri Pertanian berkisar antara 6.20–12.23 kgf/cm2 dan Prameswari (2012) bekisar antara 5.10–8.12 g/cm2, sebaliknya nilai keteguhan rekat memiliki nilai pada kisaran antara 3.75–18.76 g/cm2 (Elpia 2012). Nilai keteguhan rekat interior I akan memenuhi SNI 06-0060-1998 sebesar lebih dari 8 kgf/cm2, hasil penelitian disajikan pada Gambar 6.

SNI 06-0060-1998 min 8 kgf/cm2

Gambar 6 Hubungan antara keteguhan rekat tegak lurus serat interior I dengan variasi berat labur dan kadar bahan pengisi Besarnya nilai keteguhan rekat dapat diduga oleh peran bahan pengisi pada campuran perekat yang mengatur penetrasi perekat dan mengisi rongga kosong perekat campuran sehingga perekat tidak terdistribusi langsung ke dalam kayu melainkan berpenetrasi dengan bahan pengisi sehingga ikatan perekat menjadi kompak dan kekuatan keteguhan rekat kayu lapis maksimal. Berdasarkan SNI 060060-1998, menyebutkan bahwa nilai keteguhan rekat memenuhi standar indonesia. Hasil analisis keragaman keteguhan rekat tegak lurus interior I disajikan pada Tabel 8. Tabel 8 Analisis keragaman keteguhan rekat tegak lurus interior I Parameter berat labur bahan pengisi berat labur*bahan pengisi * nyata; x tidak nyata

Derajat Bebas 2 3 6



F hit

Pr > F

3.47 0.47 0.10

0.0474* 0.7066x 0.9958x

16

Berdasarkan hasil uji analisis keragaman dengan menggunakan model rancangan faktorial pada selang kepercayaan 95% bahwa perlakuan tunggal dari berat labur berbeda nyata, sedangkan interaksi antara bahan pengisi dengan berat labur tidak memberikan pengaruh nyata sama halnya dengan pemberian kadar bahan pengisi. Uji lanjut Duncan pemberian berat labur 250 g/m2 memberikan pengaruh yang sama terhadap berat labur 200 g/m2 dan 300 g/m2, namun pada berat labur 200 g/m2 memberikan pengaruh yang berbeda terhadap berat labur 300 g/m2. 2. Keteguhan Rekat Sejajar Serat Interior I Keteguhan rekat sejajar serat interior I (Gambar 7) diperoleh nilai kontrol mengalami peningkatan, hal tersebut berbanding terbalik dengan nilai keteguhan rekat tegak lurus (Gambar 6). Menurut Mardikanto et al. (2009), hal tersebut disebabkan oleh sifat orthotropi kayu (tiga sumbu simetri kayu) yang menyebutkan bahwa sifat kekuatan dan elastisitas kayu berbeda besarnya tergantung pada arah sumbunya. Pada arah sumbu memanjang serat (aksial) kekuatan lenturnya lebih besar dibandingkan arah sumbu tegak lurus (transversal), sehingga yang mempengaruhi kekuatan keteguhan rekat tidak hanya perekat saja namun arah orientasi kayu sangat berperan penting pada kekuatan mekanis kayu. Nilai keteguhan rekat sejajar serat interior I yang diperoleh pada penelitian berkisar antara 20.24−27.54 kgf/cm2, sehingga memiliki nilai keteguhan rekat yang lebih tinggi dibandingkan dengan hasil penelitian lain yakni 3.24−25.58 kgf/cm2 (Elpia 2012) dan 13.45−19.28 kgf/cm2 (Prameswari 2012). Hasil penelitian disajikan pada Gambar 7.

SNI 06-0060-1998 min 8 kgf/cm2

Gambar 7 Hubungan antara keteguhan rekat sejajar serat interior I dengan variasi berat labur dan kadar bahan pengisi Nilai keteguhan rekat tertinggi pada pemberian berat labur 300 g/m2 dengan kadar bahan pengisi 12% sebesar 27.54 kgf/cm2 dan nilai terendah pada berat labur 200 g/m2 pada kontrol sebesar 20.24 kgf/cm2 . Pada kadar bahan pengisi 8%, nilai keteguhan rekat konstan dan perlahan-lahan mengalami penurunan. Peningkatan terjadi pada kadar bahan pengisi 12% untuk variasi berat labur.

17

Berdasarkan syarat SNI 06-0060-1998 bahwa semua perlakuan pemberian berat labur dan kadar bahan pengisi memenuhi syarat tersebut. Hasil analisis keragaman keteguhan rekat sejajar serat interior I ditampilkan pada Tabel 9. Tabel 9 Analisis keragaman keteguhan rekat sejajar serat interior I Parameter berat labur bahan pengisi berat labur*bahan pengisi

Derajat Bebas 2 3 6



F hit

Pr > F

0.68 0.63 0.15

0.5184x 0.6018x 0.9869x


Berdasarkan hasil uji analisis keragaman dengan menggunakan model rancangan faktorial pada selang kepercayaan 95% bahwa interaksi antara berat labur dengan bahan pengisi maupun perlakuan tunggal dari keduanya tidak memberikan pengaruh nyata terhadap kekuatan keteguhan rekat sejajar serat, sehingga tidak perlu dilakukan uji lanjut Duncan. 3. Keteguhan Rekat Tegak Lurus Serat Interior II Keteguhan rekat tegak lurus serat interior II menurut SNI 06-0060-1998 bahwa nilai keteguhan rekat yang memenuhi standar jika diperoleh nilai lebih dari 10 kgf/cm2. Berdasarkan hasil penelitian nilai keteguhan rekat tegak lurus serat interior II, nilai tertinggi pada penambahan berat labur 300 g/m2 dengan kadar bahan pengisi 12% yakni sebesar 13.80 kgf/cm2. Sedangkan nilai terendah pada pemberian berat labur 300 g/m2 untuk kontrol sebesar 7.57 kgf/cm2. Nilai keteguhan rekat tegak lurus serat ditampilkan pada Gambar 8.

SNI 06-0060-1998 min 10 kgf/cm2

Gambar 8 Hubungan antara keteguhan rekat tegak lurus serat interior II dengan variasi berat labur dan kadar bahan pengisi Berdasarkan SNI 06-0060-1998 bahwa nilai kontrol pada variasi berat labur tidak memenuhi standar, sedangkan pembarian kadar bahan pengisi 8%, 10%, dan 12% memenuhi standar. Penambahan kadar bahan pengisi 8% terhadap berat

18

labur sangat bervariasi, nilai keteguhan rekat mengalami penurunan yang tidak signifikan dan hampir memberikan nilai konstan, sedangkan kadar bahan pengisi 10% cenderung konstan. Pada kadar bahan pengisi 12% mengalami peningkatan nilai keteguhan rekat yang sangat signifikan. Dibandingkan dengan sumber lain dari Jurnal Teknologi Industri Pertanian berkisar 11.68−15.69 g/cm2, sedangkan dari penelitian lain berkisar 16.61−23.4 g/cm2 (Elpia 2012) dan 7.65−15.13 g/cm2 (Prameswari 2012). Adapun yang mempengaruhi perbedaan nilai keteguhan rekat tegak lurus tipe interior II adalah penambahan komponen pada formulasi perekat seperti resin, ekstender, bahan pengisi, dan katalis dapat memberikan kualitas kayu lapis meningkat. Hasil analisis keragaman keteguhan rekat tegak lurus serat interior II disajikan pada Tabel 10. Tabel 10 Analisis keragaman keteguhan rekat tegak lurus interior II Parameter berat labur bahan pengisi berat labur*bahan pengisi

Derajat Bebas 2 3 6



F hit

Pr > F

4.91 1.31 0.35

0.0163* 0.2950x 0.9054x


Berdasarkan hasil uji analisis keragaman dengan menggunakan model rancangan faktorial pada selang kepercayaan 95% bahwa interaksi antara berat labur dengan bahan pengisi serta pada perlakuan kadar bahan pengisi tidak berpengaruh nyata terhadap keteguhan rekat tegak lurus interior II. Namun, pemberian berat labur memberikan pengaruh nyata terhadap keteguhan rekat, sehingga perlu dilakukan uji lanjut Duncan. Berdasarkan uji lanjut Duncan, pemberian variasi berat labur akan memberikan pengaruh nyata terhadap keteguha rekat kayu lapis. Pada berat labur 200 g/m2 memberikan pengaruh yang berbeda terhadap berat labur 250 g/m2 dan 300 g/m2 sedangkan pada berat labur 250 g/m2 dan 300 g/m2 memberikan pengaruh yang sama. 4.

Keteguhan Rekat Sejajar Serat Interior II

Keteguhan rekat sejajar serat interior II menurut SNI 06-0060-1998 bahwa nilai keteguhan rekat yang diperoleh memenuhi standar pengujian lebih dari 10 kg/cm2. Nilai keteguhan rekat sejajar serat diperoleh nilai tertinggi pada pemberian berat labur 300 g/m2 dengan kadar filler 12% yakni sebesar 47.47 kg/cm2 dan nilai terendah pada pemberian berat labur 250 g/m2 untuk kontrol sebesar 21.46 kg/cm2. Variasi nilai keteguhan rekat kayu lapis dapat dipengaruhi oleh kekuatan tarik pada sumbu orientasi serat sejajar lebih besar dibandingkan dengan tegak lurus. Selain itu, peran bahan pengisi sebagai pengisi rongga kosong berfungsi sebagai penetrasi perekat yang mempengaruhi kekuatan rekat antar permukaan vinir. Penambahan bahan pengisi pada kadar 8%, 10%, dan 12% meningkatkan nilai keteguhan rekat jika dibandingkan dengan nilai kontrol. Hasil penelitian jika dibandingkan dengan hasil penelitian lain berkisar 13.97−25.83 kg/cm2 (Elpia

19

2012) dan 20.14−26.20 g/cm2 (Prameswari 2012). Nilai keteguhan rekat sejajar serat interior II dapat ditampilkan pada Gambar 9.

SNI 06-0060-1998 min 10 kg/cm2

Gambar 9 Hubungan antara keteguhan rekat sejajar serat interior II dengan variasi berat labur dan bahan pengisi Berdasarkan hasil uji analisis keragaman dengan menggunakan rancangan faktorial pada selang kepercayaan 95% bahwa interaksi antara berat labur dengan bahan pengisi serta pada perlakuan kadar bahan pengisi tidak berpengaruh nyata terhadap keteguhan rekat tegak lurus interior II. Namun, pemberian berat labur memberikan pengaruh nyata terhadap keteguhan rekat, sehingga perlu dilakukan uji lanjut Duncan. Analisis keragaman ditampilakan pad Tabel 11. Tabel 11 Analisis keragaman keteguhan rekat tegak lurus interior II Parameter berat labur bahan pengisi berat labur*bahan pengisi

Derajat Bebas 2 3 6



F hit

Pr > F

4.91 1.31 0.35

0.0163* 0.2950x 0.9054x


Berdasarkan uji lanjut Duncan, pemberian variasi berat labur akan memberikan pengaruh nyata terhadap keteguha rekat kayu lapis. Pada berat labur 200 g/m2 memberikan pengaruh yang berbeda terhadap berat labur 250 g/m2 dan 300 g/m2 sedangkan pada berat labur 250 g/m2 dan 300 g/m2 memberikan pengaruh yang sama.

20

Sifat Mekanis Kayu Lapis Penggunaan Stuktural 1. Sifat Kekakuan Kayu (Modulus of Elasticity) Sifat kekakuan kayu atau yang biasa disebut sebagai modulus of elasticity (MOE) merupakan rasio antara beban persatuan luas dengan perubahan bentuk per satuan panjang. MOE adalah nilai indikator untuk kekakuan bahan (kayu) yang hanya berlaku sampai batas proporsi saja (Mardikanto et al. 2009). Pengujian sifat kekakuan kayu dibedakan menjadi dua yakni sebagai berikut: a.

Modulus of Elasticity Sejajar Serat

Berdasarkan syarat SNI 01-5008.7-1999 tentang kayu lapis struktural bahwa nilai sifat kekakuan kayu dengan arah orientasi sejajar serat akan memenuhi kriteria kayu lapis struktural jika memiliki nilai lebih dari 80.000 kg/cm2. Nilai modulus of elasticity kayu lapis dari hasil penelitian ditampilkan pada Gambar 10. SNI 01-5008.7-1999 MOE > 8 x 10 4 kg/cm2

Gambar 10 Hubungan sifat kekakuan kayu sejajar serat antara variasi berat labur dan kadar bahan pengisi Nilai MOE yang diperoleh cukup beragam dari kadar bahan pengisi kontrol, 8%, 10%, dan 12% dengan variasi berat labur. Nilai MOE terbesar pada kadar bahan pengisi 12% dengan berat labur 250 g/m2, sedangkan nilai terendah pada kadar bahan pengisi kontrol dengan berat labur 200 g/m2. Persebaran variasi nilai MOE dipengaruhi oleh beragamnya kadar bahan pengisi yang diberikan pada komposisi masing-masing bagian berat perekat campuran. Pada kadar bahan pengisi 10% dan 12% dengan berat labur 250 g/m2 memberikan hasil yang lebih tinggi dibandingkan pada berat labur 200 g/m2 dan 300 g/cm2. Hal tersebut dapat diduga oleh bagian kayu seperti kayu gubal dan kayu teras juga dapat mempengaruhi. Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) bahwa kayu teras memiliki masa hidup yang lebih tua daripada kayu gubal, dan mengering secara perlahan-lahan sehingga kayu teras lebih baik. Berdasarkan sifat anatomi, kayu teras dikenal sebagai kayu yang lebih berat dan lebih kuat dan lebih tahan terhadap pembusukan daripada kayu gubal.

21

Berdasarkan uji analisis keragaman rancangan faktorial bahwa interaksi masing-masing perlakuan dan interaksi keduanya tidak memberikan pengaruh yang berbeda, sehingga tidak perlu dilakukan uji Duncan. Analisis keragaman modulus of elsaticity sejajar serat ditampilkan pada Tabel 12. Tabel 12 Analisis keragaman modulus of elasticity sejajar serat Parameter berat labur bahan pengisi berat labur*bahan pengisi

Derajat Bebas 2 3 6

Anova jumlah kuadrat 7109271889 7218729029 4110069938

Nilai tengah kuadrat 3554635945 2406243010 685011656

F hit

Pr > F

1.28 0.87 0.25

0.2968x 0.4726x 0.9560x


b.

Modulus of Elasticity Tegak Lurus Serat

Berdasarkan syarat SNI 01-5008.7-1999, nilai kekakuan kayu akan memenuhi standar jika memiliki nilai lebih dari 10.000 kg/cm2. Nilai MOE tegak lurus berkisar antara 2187–5642 kg/cm2. Semua perlakuan dari kombinasi berat labur dan bahan pengisi tidak memenuhi standar. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai MOE tegak lurus serat tidak memenuhi standar, hasil penelitian ditampilkan pada Gambar 11. SNI 01-5008.7-1999 MOE > 10 4 kg/cm2

Gambar 11 Hubungan sifat kekakuan kayu tegak lurus serat antara variasi berat labur dan kadar bahan pengisi Kerapatan kayu lapis yang diperoleh dari hasil penelitian berkisar antara 0.32–0.37 g/cm3 sehingga kerapatan memiliki korelasi sebanding dengan kekuatan kayu, hal tersebut dapat ditunjukan pada nilai MOE yang kurang dari standar. arah orientasi serat juga memiliki peranan penting pada sifat mekanis kayu. Namun pada pengujian kekuatan elastis sejajar serat terdapat beberapa kriteria yang memenuhi standar. Kekuatan sumbu arah memanjang serat (aksial) dianggap lebih besar kekuatan mekanisnya dibandingkan sumbu arah tegak lurus (tranversal), sehingga sifat orthoropi kayu sangat berperan dalam kekuatan mekanis. Berdasarkan uji analisis keragaman rancangan faktorial pada selang kepercayaan 95% bahwa interaksi antara berat labur dengan bahan pengisi dan

22

peengaruh perlakuan tunggal dari bahan pengisi tidak memberikan pengaruh yang nyata, sehingga tidak perlu dilakukan uji Duncan. Sedangkan pengaruh pemberian variasi berat labur memberikan pengaruh nyata, sehingga perlu dilakukan uji lanjut Duncan. Berdasarkan uji lanjut duncan menunjukkan bahwa pemberian berat labur 250 g/m2 memberikan pengaruh yang sama pada berat labur 200 g/m2 dan 300 g/m2, namun pada berat labur 200 g/m2 memberikan pengaruh yang berbeda dengan berat labur 300 g/m2. Hasil analisis keragaman MOE tegak lurus serat ditampilkan pada Tabel 13. Tabel 13 Analisis keragaman modulus of elasticity tegak lurus Parameter berat labur bahan pengisi berat labur*bahan pengisi * nyata; x tidak nyata

Derajat Bebas 2 3 6



F hit

Pr > F

3.05 1.47 0.29

0.0663* 0.2488x 0.9369x

2. Tegangan Lentur Maksimum (Modulus of Rupture) Tegangan lentur maksimum atau yang biasa disebut sebagai modulus of rupture (MOR) merupakan tiga per dua dari perbandingan antara beban lentur maksimum dengan dimensi penampang balok. MOR merupakan kapasitas beban maksimum yang dapat diterima oleh kayu (Mardikanto et al. 2009). a.

Modulus of Rupture Sejajar Serat

Nilai tegangan lentur maksimum sejajar serat memenuhi syarat SNI 015008.7-1999 tentang kayu lapis struktural. Adapun nilai yang diizinkan dalam SNI 01-5008.7-1999 tidak kurang atau sama dengan 320 kg/cm2. Nilai berkisar antara 758–1580 kg/cm2. Hasil penelitian ditampilkan pada Gambar 12.

SNI 01-5008.7-1999 MOR > 320 kg/cm2

Gambar 12 Hubungan tegangan lentur maksimum sejajar serat antara variasi berat labur dan kadar bahan pengisi Pemberian berat labur 300 g/m2 memberikan nilai pada kadar bahan pengisi 10% menurun, dan dimungkinkan pemberian kadar bahan pengisi 8% mengalami peningkatan. Hal tersebut dapat diduga oleh komposisi kayu dari kayu teras dan

23

kayu gubal, sehingga mempengaruhi perubahan nilai keteguhan lentur maksimum. Kadar bahan pengisi 8% Menurut Mardikanto et al. (2009) bahwa besarnya perubahan bentuk sebanding dengan besarnya beban yang terjadi. Semakin besar beban yang dikenakan pada benda, maka akan semakin besar pula perubahan bentuk yang terjadi. Pada daerah plastis benda akan mengalami perubahan bentuk permanen bahkan kerusakan akan terjadi. Nilai tegangan lentur maksimum kayu lapis memenuhi syarat SNI 01-5008.7-1999 untuk penggunaan kayu lapis struktural. Arang aktif memiliki peranan yang penting sebagai pengisi celah atau rongga serat yang menyebabkan permukaan vinir secara langsung kontak dengan perekat dapat tertutupi dan terjadi pemadatan. Hasil keragaman uji statistika ditampilkan pada tabel 14. Tabel 14 Analisis keragaman modulus of rupture sejajar Parameter berat labur bahan pengisi berat labur*bahan pengisi * nyata; x tidak nyata

Derajat Bebas 2 3 6



F hit

Pr > F

3.05 1.47 0.29

0.0663* 0.2488x 0.9369x

Berdasarkan uji analisis keragaman rancangan faktorial pada selang kepercayaan 95%, menunjukkan bahwa interaksi antara berat labur dengan bahan pengisi dan pengaruh perlakuan tunggal dari bahan pengisi tidak memberikan pengaruh yang nyata, tetapi pada berat labur memberikan pengaruh yang nyata sehingga perlu dilakukan uji Duncan. Berdasarkan uji lanjut duncan bahwa pada berat labur 250 g/m2 akan memberikan pengaruh yang sama terhadap berat labur 200 g/m2 dan 300 g/m2, namun pada berat labur 200 g/m2 akan memberikan pengaruh yang berbeda terhadap berat labur 300 g/m2. b.

Modulus of Rupture Tegak Lurus Serat

Nilai keteguhan lentur maksimum kayu lapis untuk arah orientasi tegak lurus serat akan memenuhi syarat SNI 01-5008.7-1999 tentang penggunaan kayu lapis struktural jika lebih dari 140 kg/cm2. Adapun hasil penelitian ditampilakan pada Gambar 13. SNI 01-5008.7-1999 MOR > 140 kg/cm2

Gambar 13 Hubungan tegangan lentur maksimum tegak lurus serat antara variasi berat labur dan kadar bahan pengisi

24

Berdasarkan histogram tersebut kayu akan terjadi deformasi ketika dikenai beban berkisar antara 64.26–128.31 kg/cm2 untuk arah orientasi tegak lurus serat. Adanya deformasi karena benda mendapatkan beban yang berada diatas batas elastis kayu. Nilai tegangan lentur maksimum tertinggi terdapat pada berat labur 250 g/m2 dengan kadar bahan pengisi 8%. Perubahan nilai MOR pada kadar bahan pengisi 8% mengalami perubahan yang signifikan, dan terjadi penurunan ketika berat labur 300 g/m2. Pada kadar bahan pengisi 10% MOR akan meningkat dan cenderung konstan untuk variasi berat labur, sedangkan untuk kadar bahan pengisi 12% tegangan lentur maksimum mengalami peningkatan yang signifikan. Hasil analisis keragaman MOR tegak lurus serat ditampilkan pada Tabel 15. Tabel 15 Analisis keragaman modulus of rupture tegak lurus serat Parameter berat labur bahan pengisi berat labur*bahan pengisi

Derajat Bebas 2 3 6



F hit

Pr > F

3.53 0.44 0.21

0.0451* 0.7274x 0.9709x


Berdasarkan uji analisis keragaman rancangan faktorial pada selang kepercayaan 95% bahwa interaksi antara berat labur dengan bahan pengisi dan pengaruh dari kadar bahan pengisi tidak memberikan pengaruh yang nyata, tetapi pada berat labur memberikan pengaruh yang nyata sehingga perlu dilakukan uji Duncan. Berdasarkan uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa pada berat labur 300 g/m2 memberikan pengaruh yang sama terhadap berat labur 250 g/m2, tetapi pada berat labur 200 g/m2 memberikan pengaruh yang berbeda terhadap pemberian berat labur 250 g/m2 dan 300 g/m2.

SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Kayu lapis yang direkatkan menggunakan perekat urea formaldehida dengan campuran arang tempurung kelapa sawit memiliki karakter sifat perekat yang mampu mengadsopsi dengan baik sebagai bahan penangkap. Kayu lapis yang dicampuran dengan bahan pengisi arang tempurung kelapa sawit secara umum memenuhi SNI 06-0060-1998 untuk kadar air dan keteguhan rekat. Pengujian modulus of elasticity dan modulus of rupture sejajar serat memenuhi standar, sedangkan Pengujian modulus of elasticity dan modulus of rupture tegak lurus serat tidak memenuhi standar kayu lapis struktural (SNI 01-5008.7-1999). Hal tersebut disebabkan oleh sifat ketiga bidang diagonal kayu untuk arah aksial lebih besar kekuatan lentur dibandingkan arah tangensial atau radial. Berdasarkan analisis keragaman statistika bahwa bahan pengisi yang ditambahkan mempengaruhi sifat fisis, sedangkan yang berpengaruh pada sifat mekanis adalah berat labur. Namun, untuk analisis statistika menunjukkan bahwa kekuatan keteguhan rekat sejajar serat tidak memiliki signifikasi pengaruh nyata

25

terhadap penambahan bahan pengisi dan berat labur. Kayu lapis yang diperoleh merupakan tipe dari penggunaan kayu lapis interior, baik interior I maupun interior II. Kualitas kayu lapis yang diperoleh terhadap pemberian kadar bahan pengisi dan berat labur cukup beragam. Berdasarkan hasil pengujian kualitas terbaik pada pemberian kadar bahan pengisi 12% dengan berat labur 300 g/m2. Saran Perlu dilakukan penelitian mengenai karakteristik sifat kimia arang tempurung kelapa sawit, dan kadar emisi formaldehida yang dihasilkan dari perekat campuran bahan pengisi arang tempurung kelapa sawit dengan menggunakan perekat selain urea formaldehida.

DAFTAR PUSTAKA [BPS] Badan Pusat Statistika. 2012. Perkebunan Kelapa Sawit, 2004-2012. [diunduh 2012 Februari 3]. Tersedia pada: www.bps.go.id. [BPS] Badan Pusat Statistika. 2012. Produksi Kayu Bulat oleh Perusahaan Hak Pengusahaan Hutan Menurut Jenis Kayu, 2004-2012. [Di unduh 2012 Desember 30]. Tersedia pada: ww.bps.go.id. [SNI] Standar Nasional Indonesia. 1998. Spesifikasi Pengujian Perekat Urea Formaldehid untuk Kayu Lapis. Jakarta (ID): Badan Standarisasi Nasional. [SNI] Standar Nasional Indonesia. 1999. Kayu Lapis Struktural. Jakarta (ID): Badan Standarisasi Nasional. Anonim. 2012. Spesifikasi Perekat Urea Formaldehida PT Pamolite Adhesive. Jakarta (ID): Pamolite adhesive Industry. Elpia Y. 2012. Pengaruh Pemberian Filler Cangkang Sawit terhadap Keteguhan Rekat Kayu Lapis Meranti (Shorea spp.)[Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Hasniawati AP. 2010. Produksi Kayu Lapis Indonesia Laris di Pasar Internasional. Industri [Internet]. [diunduh 2013 April 10]. Tersedia pada: http://industri.kontan.co.id/news/produksi-kayu-indonesia-laris-di-pasarinternasional/2010/03/09. Haygreen JG, Bowyer JL. 1989. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu. diterjemahkan oleh Hadikusumo SA. Yogyakarta (ID): UGM Press. Kurniati E. 2008. Pemanfaatan Cangkang Kelapa Sawit Sebagai Arang Aktif. Jurnal Penelitian Ilmu Teknik, vol.8 : 2 hal 96-103.

26

Mardikanto TR, Karlinasari L, Bahtiar ET. 2009. Sifat Mekanis Kayu. Bogor (ID): IPB Press. Pandit IK, Kurniawan D. 2008. Struktur Kayu: Sifat Kayu sebagai Bahan Baku dan Ciri Diagnostik Kayu Perdagangan Indonesia. Bogor (ID): Fakultas Kehutanan IPB. Pari G, Sofyan K, Syafii W, Buchari. 2004. Arang Aktif sebagai Bahan Penangkap Formaldehida Pada Kayu Lapis. Jurnal Teknologi Industri Pertanian Vol 14(1), 17-23. Prameswari DK. 2012. Kualitas Kayu Lapis Manii (Maesopsis eminii) pada Berbagai Kadar Perekat dan Ekstender[Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Ruhendi S. 2007. Analisis Perekatan Kayu. Departemen Hasil Hutan. Fakultas Kehutanan IPB. Bogor (ID): ISBN 978-979-9337-48-1. Tsoumist G. 1991. Science and Technology of Wood: Structure, Properties, Utilization. New York (US): Van Nostrand Reinhold. Vick CB. 1999. Adhesive Bonding of Wood Material. In: Wood Handbook: wood as an Engineering Material Forest Product Technology. Wisconsin (US): USDA Forest Service.

27

LAMPIRAN Lampiran1 Data Hasil Penelitian Pengujian

Kadar filler

Kerapatan

0 8 10 12 0 8 10 12 0 8 10 12 0 8 10 12 0 8 10 12 0 8 10 12 0 8 10 12 0 8 10 12 0 8 10 12 0 8 10 12

Kadar air

Keteguhan Rekat ┴ Basah

Keteguhan Rekat // Basah

Keteguhan Rekat ┴ Kering

Keteguhan Rekat // Kering

MOE //

MOE ┴

MOR //

MOR ┴

200

250

300

0.32 0.34 0.31 0.33 0.35 0.37 0.34 0.36 0.34 0.36 0.37 0.34 10.77 11.38 11.06 8.76 9.86 10.47 9.53 9.54 9.66 9.54 9.73 9.31 9.04 8.62 8.51 10.04 10.32 12.13 10.15 11.25 13.11 9.58 11.02 13.65 20.24 22.04 23.29 25.98 25.69 23.97 24.05 26.20 25.22 21.52 27.06 27.54 8.59 7.84 7.57 16.68 11.63 9.08 15.37 12.79 11.72 13.15 14.33 14.34 22.71 21.46 23.95 42.08 42.41 33.48 41.29 41.16 41.57 36.17 37.00 47.47 56337.94 61142.67 68022.83 99414.45 74948.84 81296.90 94569.03 119002.88 98757.88 74359.32 131168.56 110208.10 2186.85 3188.34 2329.60 2977.99 5641.98 3877.90 3476.09 4833.25 4712.77 3713.56 3994.10 4839.96 770.2 797.2 757.5 1372.5 1277.5 1355.8 1182.4 1407.2 1187.5 982.2 1420.2 1580.0 66.45 78.39 64.26 89.16 128.31 102.61 94.71 120.87 112.37 101.54 112.53 122.71

28

RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Slawi, Jawa Tengah tanggal 03 September 1990 sebagai putri ke tujuh dari tujuh bersaudara pasangan Bapak Wikya dan Ibu Warsini. Penulis bersekolah di SD Negeri Kudaile 01 dan lulus tahun 2002, penulis melanjutkan pendidikan di MTs Negeri Slawi hingga tahun 2005, kemudian melanjutkan pendidikan ke SMA Negeri 2 Slawi dan lulus tahun 2008. Penulis melanjutkan pendidikan ke perguruan tinggi melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dengan mayor Teknologi Hasil Hutan Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB. Selama menjadi mahasiswa penulis aktif pada kegiatan Organisasi Mahasiswa Daerah Ikatan Mahasiswa Tegal (OMDA IMT) selama dua tahun kepengurusan tahun 2008/2009 dan 2009/2010, Dewan Keluarga Mushola (DKM) Ibaadurrahmaan selama dua tahun kepengurusan 2009/2010 dan 2010/2011 serta pernah menjabat sebagai bendahara umum. Selain itu penulis juga aktif di Badan Eksekutif Mahasiswa Fakultas Kehutanan IPB (BEM-E) selama satu tahun kepengurusan 2009-2010. Penulis melakukan Praktek Pengenalan Ekosistem Hutan (PPEH) pada tahun 2010 di Gunung Kamojang − Sancang Barat Garut serta Praktek Pengolahan Hutan (PPH) di Hutan pendidikan Gunung Walat Sukabumi tahun 2011. Penulis juga melakukan Praktek Kerja Lapang (PKL) di PT. Cosma Cipta Sejahtera Bogor tahun 2012. Penulis pernah menjadi asisten praktikum mata kuliah Tekhnologi Papan Serat tahun 2012. Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan di Fakultas Kehutanan IPB, penulis melakukan penelitian dengan judul Perngaruh Penambahan Bahan Pengisi Arang Tempurung Kelapa Sawit terhadap Kualitas Kayu Lapis dibawah bimbingan Bapak Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc dan Prof. Dr. Ir. Subyakto, M.Sc.

PENGARUH PENAMBAHAN BAHAN PENGISI ARANG TEMPURUNG KELAPA SAWIT TERHADAP KUALITAS KAYU LAPIS RINA SEPTININGSIH

Recommend Documents