PENGARUH UKURAN CONTOH UJI TERHADAP BEBERAPA SIFAT PAPAN PARTIKEL DAN PAPAN SERAT DEVINA ROFI AH PUTRI

PENGARUH UKURAN CONTOH UJI TERHADAP BEBERAPA SIFAT PAPAN PARTIKEL DAN PAPAN SERAT

DEVINA ROFI’AH PUTRI

DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

PENGARUH UKURAN CONTOH UJI TERHADAP BEBERAPA SIFAT PAPAN PARTIKEL DAN PAPAN SERAT

DEVINA ROFI’AH PUTRI E24103013

SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Kehutanan pada Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor

DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

Judul Skripsi

: Pengaruh Ukuran Contoh Uji Terhadap Beberapa Sifat Papan Partikel dan Papan Serat

Nama Mahasiswa

: Devina Rofi’ah Putri

NIM

: E24103013

Menyetujui: Komisi Pembimbing

Ketua

Anggota

Prof. Dr. Ir. Yusuf Sudo Hadi, M.Agr

Ir. I. M. Sulastiningsih, M.Sc

NIP 130 687 459

NIP 710 001 006

Mengetahui, Dekan Fakultas Kehutanan IPB

Dr. Ir. Hendrayanto, M.Agr. NIP 19611126 198601 1 001

Tanggal lulus :

RINGKASAN Devina Rofi’ah Putri. E24103013. Pengaruh Ukuran Contoh Uji Terhadap Beberapa Sifat Papan Partikel dan Papan Serat. (Dibawah bimbingan: Prof. Dr. Ir. Yusuf Sudo Hadi, M.Agr dan Ir. I. M. Sulastiningsih, M.Sc) Jenis produk komposit yang saat ini sedang dikembangkan secara pesat sebagai pengganti penggunaan kayu adalah papan partikel dan papan serat. Papan partikel dan papan serat diproduksi oleh pabrik komposit yang memanfaatkan sisa-sisa kayu yang tidak terpakai dan kayu-kayu dengan kualitas yang rendah. Kedua jenis papan tersebut saat ini mudah sekali didapatkan di pasaran dengan berbagai ukuran dan ketebalan. Untuk mengetahui mutu dan kekuatan dari papan partikel dan papan serat yang akan digunakan, perlu dilakukan pengujian terhadap papan partikel dan papan serat yang dimiliki yang didasarkan pada standar pengujian yang ada, misalnya standar Indonesia (SNI), standar internasional (ISO), dan standar Amerika (ASTM). Tiap standar yang ada, memiliki kriteria tersendiri mengenai ukuran contoh uji. Papan partikel dan papan serat yang digunakan berasal dari Laboratorium Produk Majemuk Kelompok Peneliti Pemanfaatan Hasil Hutan Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Bogor. Contoh uji SNI dan ISO untuk pengujian kerapatan, kadar air, penyerapan air, dan pengembangan tebal berukuran 50 mm × 50 mm. Sedangkan contoh uji ASTM untuk pengujian kerapatan dan kadar air berukuran 76 mm × 152 mm, pengujian penyerapan air dan pengembangan tebal 152 mm × 152 mm. Ukuran contoh uji pengujian modulus elastisitas dan modulus patah SNI 50 x {50 + (15 x tebal)}, ISO 50 x {50 + (20 x tebal)}, dan ASTM 76 x {50 + (24 x tebal)}. Penelitian ini menggunakan rancangan percobaan pola acak lengkap dilanjutkan dengan uji beda Tukey. Perbedaan ukuran contoh uji (SNI, ISO, dan ASTM) merupakan perlakuan. Banyaknya pengamatan untuk setiap sifat yang diuji adalah 12. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perbedaan ukuran contoh uji tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap hasil pengujian kerapatan papan partikel dan papan serat. Kerapatan rata-rata papan partikel adalah 0,666 g/cm3, sedangkan kerapatan rata-rata papan serat adalah 0,707 g/cm3. Perbedaan ukuran contoh uji memberikan pengaruh yang nyata terhadap hasil pengujian kadar air, penyerapan air, pengembangan tebal, modulus elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) papan partikel dan papan serat. Dibandingkan dengan persyaratan Standar Nasional Indonesia (SNI) dan FAO maka sifat fisis dan mekanis papan partikel yang diuji dengan SNI, ISO, dan ASTM semuanya memenuhi persyaratan yang ditentukan. Sifat fisis dan mekanis papan serat kerapatan sedang yang diuji dengan SNI, ISO, dan ASTM semuanya memenuhi persyaratan yang ditentukan dalam Standar Nasional Indonesia. Dibandingkan dengan persyaratan FAO, maka hanya sifat penyerapan air saja yang tidak memenuhi persyaratan karena nilai penyerapan airnya lebih dari 40 %. Besarnya nilai penyerapan air papan serat kerapatan sedang menurut FAO adalah 6 – 40 %, sedangkan nilai rata-rata hasil pengujian penyerapan air papan serat kerapatan sedang yang diuji menurut SNI, ISO, dan ASTM adalah 65 %.

Perbedaan ukuran contoh uji sangat berpengaruh terhadap nilai pengujian sifat fisis dan mekanis papan partikel dan papan serat kecuali kerapatan. Perbedaan hasil yang cukup signifikan terlihat pada pengujian modulus elastisitas (MOE), dimana ukuran contoh uji dan jarak sangga yang paling kecil memberikan hasil pengujian yang paling kecil juga.

PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pengaruh Ukuran Contoh Uji Terhadap Beberapa Sifat Papan Partikel dan Papan Serat adalah benarbenar hasil karya sendiri dengan bimbingan dosen pembimbing dan belum pernah digunakan sebagai karya ilmiah pada 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 di bagian akhir skripsi ini.

Bogor, September 2009 Devina Rofi’ah Putri NRP E24103013

RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Banjarnegara, Jawa Tengah pada tanggal 24 November 1985 sebagai anak kedua dari empat bersaudara pasangan Nur Achmad Rosyadi dan (almarhumah) Musfirotun. Pada tahun 2003 penulis lulus dari SMU Muhammadiyah I Banjarnegara Jawa Tengah dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Penulis memilih Program Studi Teknologi Hasil Hutan, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan. Selama menuntut ilmu di IPB, penulis aktif di organisasi kemahasiswaan sebagai staff Departemen Fund Rissing Asean Forestry Student Association (AFSA) tahun 2004-2005, panitia Bina Corps Rimbawan (BCR) Fakultas Kehutanan tahun 2004, panitia Kompak Departemen Hasil Hutan tahun 2004 dan 2005. Penulis juga telah mengikuti beberapa praktek lapang antara lain : Praktek Pengenalan dan Pengelolaan Hutan (P3H) pada bulan Juli-Agustus 2007 di Perum Perhutani Unit I Jawa Tengah (KPH Banyumas Barat, BKPH Rawa Timur dan KPH Banyumas Timur, BKPH Gunung Slamet Barat) dan Perum Perhutani Unit II Jawa Timur, KPH Ngawi. Selain itu, pada tahun 2008 penulis juga melakukan Praktek Kerja Lapang (PKL) di PT. Kota Jati Furindo II Jepara, Jawa Tengah. Untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan IPB, penulis menyelesaikan skripsi dengan judul Pengaruh Ukuran Contoh Uji Terhadap Beberapa Sifat Papan Partikel dan Papan Serat dibimbing oleh Prof. Dr. Ir. Yusuf Sudo Hadi, M. Agr dan Ir. I. M. Sulastiningsih, M. Sc.

KATA PENGANTAR Penulis memanjatkan puji dan syukur ke hadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat, hidayah dan kasih sayangNya sehingga penulis berhasil menyelesaikan karya ilmiah ini. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan pada bulan Desember 2008 sampai Februari 2009 adalah tentang pengujian sifat fisis dan mekanis papan partikel dan papan serat, dengan judul penelitian Pengaruh Ukuran Contoh Uji Terhadap Beberapa Sifat Papan Partikel dan Papan Serat. Penulis mengucapkan terimaksih kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Yusuf Sudo Hadi, M.Agr. dan Ibu Ir. I. M. Sulastiningsih, M.Sc selaku pembimbing. Selain itu, penghargaan penulis disampaikan kepada Bapak Agus, Bapak Momo, Bapak Eman dan Bapak Kuswandi dari laboratorium Produk Majemuk Kelompok Peneliti Pemanfaatan Hasil Hutan Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Bogor yang telah banyak membantu dalam pengumpulan data penelitian dan pengolahan data. Ungkapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada ayah, (almarhumah) ibu, kakak dan adik tercinta, serta keluarga besar penulis atas curahan cinta dan kasih sayangnya selama ini. Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi semua pihak dan untuk kemajuan ilmu pengetahuan di masa yang akan datang.

Bogor, September 2009

Penulis

UCAPAN TERIMA KASIH Skripsi ini ditulis untuk memenuhi syarat kelulusan pada Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Ayah, almarhumah ibu, kakak, adik serta keluarga tercinta

atas semua

curahan kasih sayang dan pengertiannya yang diberikan serta dukungan dan doa-doanya. 2. Prof. Dr. Ir. Yusuf Sudo Hadi, M.Agr dan Ir. I. M. Sulastiningsih, M.Sc. selaku dosen pembimbing atas bimbingan, arahan dan kritik-kritiknya. 3. Dr. Ir. M. Buce Saleh, MS yang mewakili departemen MNH dan Dr. Ir. Yanto Santosa, DEA yang mewakili departemen KSH selaku dosen penguji pada ujian komprehensif. 4. Pak Agus, Pak Momo, Pak Eman dan Pak Kuswandi Litbang Hasil Hutan Bogor atas bantuan dan masukannya selama penelitian berlangsung. 5. Mas Rusan dan keluarga, mas Alan, Rivan dan Ais yang selalu memberikan doa, dukungan, dan semangatnya selama ini. 6. Teman-teman THH, KSH, MNH, dan BDH angkatan 39, 40 dan 41 yang telah menjadi teman di IPB tercinta ini. 7. Teman-teman kosan Pondok Delima yang senantiasa memberikan bantuan, dukungan dan semangat selama penulis menjalankan penelitian ini. 8.

Pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu dalam semua kegiatan selama di IPB tercinta ini.

DAFTAR ISI Halaman DAFTAR ISI ..................................................................................................... i DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... iii DAFTAR TABEL ............................................................................................ iv DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... v BAB I PENDAHULUAN 1. 1 Latar Belakang .................................................................................. 1 1. 2 Tujuan ............................................................................................... 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2. 1 PAPAN PARTIKEL ........................................................................ 2. 1.1 Definisi dan Pengertian ............................................................ 2. 1.2 Sifat-sifat Papan Partikel .......................................................... 2. 1. 2. 1 Kerapatan papan partikel ......................................... 2. 1. 2. 2 Kadar air papan partikel .......................................... 2. 1. 2. 3 Penyerapan air ......................................................... 2. 1. 2. 4 Pengembangan tebal ................................................ 2. 1. 2. 5 Modulus elastisitas dan modulus patah (MOE dan (MOR) ..................................................................... 2. 1. 2. 6 Keteguhan rekat internal ......................................... 2. 1.3 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Mutu Papan Partikel ........ 2. 1. 3. 1 Berat jenis kayu ........................................................ 2. 1. 3. 2 Zat ekstraktif kayu ................................................... 2. 1. 3. 3 Jenis partikel dan campuran jenis partikel .............. 2. 1. 3. 4 Ukuran partikel ....................................................... 2. 1. 3. 5 Kulit kayu ................................................................ 2. 1. 3. 6 Perekat ..................................................................... 2. 1. 3. 7 Proses pengolahan ................................................... 2. 1.4 Kelebihan, Kekurangan, dan Persyaratan-persyaratan Papan Partikel .....................................................................................

3 3 4 4 5 5 5 6 6 7 7 7 7 7 8 8 8 9

2. 2 PAPAN SERAT .............................................................................. 10 2. 2.1 Definisi dan Pengertian ............................................................ 10 2. 2.2 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Mutu Papan Serat ............ 12 2. 2. 2. 1 Bahan baku ............................................................... 12 1) Berat jenis .............................................................. 12 2) Kandungan kimia ................................................... 13 3) Dimensi serat ......................................................... 13 2. 2. 2. 2 Bahan penolong ....................................................... 14 1) Perekat ..................................................................... 14 2) Bahan tambahan (additives) .................................... 14 2. 2. 2. 3 Pengempaan ............................................................ 15

2. 2.3 Kelebihan, Kekurangan, dan Persyaratan-persyaratan Papan Serat ......................................................................................... 16 BAB III METODE 3. 1 Lokasi dan Waktu Penelitian ............................................................ 18 3. 2 Alat dan Bahan ................................................................................. 18 3. 3 Metode Pengumpulan Data ............................................................... 18 3. 3.1 Pengambilan Contoh Uji .......................................................... 18 3. 3.2 Pengujian .................................................................................. 19 3. 3. 2. 1 Sifat fisis papan ........................................................ 19 1) Kerapatan ................................................................. 19 2) Kadar air ................................................................... 19 3) Penyerapan air dan pengembangan tebal ................ 19 3. 3. 2. 2 Sifat mekanis papan ................................................. 20 1) Modulus elastisitas (MOE) ..................................... 20 2) Modulus patah (MOR) ............................................ 21 3. 4 Rancangan Percobaan ....................................................................... 22 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4. 1 PAPAN PARTIKEL ....................................................................... 4. 1.1 Sifat Fisis Papan Partikel ......................................................... 4. 1. 1. 1 Kerapatan ................................................................. 4. 1. 1. 2 Kadar air ................................................................... 4. 1. 1. 3 Penyerapan air ......................................................... 4. 1. 1. 4 Pengembangan tebal ................................................ 4. 1.2 Sifat Mekanis Papan Partikel ................................................... 4. 1. 2. 1 Modulus elastisitas (MOE) ...................................... 4. 1. 2. 2 Modulus patah (MOR) ............................................

24 24 24 25 27 29 31 31 33

4. 2 PAPAN SERAT .............................................................................. 4. 2.1 Sifat Fisis Papan Partikel .......................................................... 4. 2. 1. 1 Kerapatan ................................................................. 4. 2. 1. 2 Kadar air ................................................................... 4. 2. 1. 3 Penyerapan air ......................................................... 4. 2. 1. 4 Pengembangan tebal ................................................ 4. 2.2 Sifat Mekanis Papan Partikel .................................................... 4. 2. 2. 1 Modulus elastisitas (MOE) ...................................... 4. 2. 2. 2 Modulus patah (MOR) ............................................

35 35 35 36 38 39 41 41 43

4. 3 HASIL PENGUJIAN DAN PEMBANDINGNYA ...................... 44 4. 3.1 Papan Partikel ........................................................................... 44 4. 3.2 Papan Serat ................................................................................ 45 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5. 1 Kesimpulan ....................................................................................... 47 5. 2 Saran ................................................................................................. 47 DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 48

DAFTAR TABEL No.

Halaman

1.

Persyaratan Sifat Fisis Mekanis Papan Partikel (SNI 03-2105-1996) ...

9

2.

Persyaratan Sifat Fisis Mekanis Papan Partikel (FAO, 1966) ..............

10

3

Klasifikasi Papan Serat Berdasarkan Kerapatan. ...................................

11

4.

Syarat Sifat Fisis Mekanis Papan Serat Kerapatan Sedang (SNI 01-4449-2006) ...............................................................................

16

Syarat Sifat Fisis Mekanis Papan Serat Kerapatan Sedang (FAO, 1966) ...........................................................................................

17

Ukuran Contoh Uji Papan Serat dan Papan Partikel Berdasarkan SNI, ISO, dan ASTM .............................................................................

18

7.

Analisis Keragaman Kerapatan Papan Partikel......................................

24

8.

Analisis Keragaman Kadar Air Papan Partikel ......................................

26

9.

Analisis Keragaman Penyerapan Air Papan Partikel .............................

28

10. Analisis Keragaman Pengembangan Tebal Papan Partikel ...................

30

11. Analisis Keragaman Modulus Elastisitas (MOE) Papan Partikel ..........

33

12. Analisis Keragaman Modulus Patah (MOR) Papan Partikel .................

34

13. Analisis Keragaman Kerapatan Papan Serat Kerapatan Sedang............

35

14. Analisis Keragaman Kadar Air Papan Serat kerapatan Sedang .............

37

15. Analisis Keragaman Penyerapan Air Papan Serat Kerapatan Sedang ...

39

16. Analisis Keragaman Pengembangan Tebal Papan Serat Kerapatan Sedang ....................................................................................................

40

17. Analisis Keragaman Modulus Elastisitas (MOE) Papan Serat Kerapatan Sedang ..................................................................................

42

18. Analisis Keragaman Modulus Patah (MOR) Papan Serat Kerapatan Sedang ....................................................................................................

44

19. Perbandingan Hasil Pengujian Sifat Fisis Mekanis Papan Partikel dengan Standar yang Ada ......................................................................

45

20. Perbandingan Hasil Pengujian Sifat Fisis Mekanis Papan Serat Kerapatan Sedang dengan Standar yang Ada ........................................

46

5. 6.

DAFTAR GAMBAR No. 1.

Halaman Skema Sederhana Proses Basah (A) dan Proses Kering (B) dalam Pembuatan Papan Serat .........................................................................

12

2.

Pengujian Modulus Elastisitas dan Modulus Patah Papan .....................

21

3.

Diagram Nilai Kerapatan Papan Partikel yang Diuji dengan SNI, ISO dan ASTM . ............................................................................

25

Diagram Nilai Kadar Air Papan Partikel yang Diuji dengan SNI, ISO dan ASTM . ............................................................................

26

Diagram Nilai Penyerapan Air Papan Partikel yang Diuji dengan SNI, ISO dan ASTM . ............................................................................

28

Diagram Nilai Pengembangan Tebal Papan Partikel yang Diuji dengan SNI, ISO dan ASTM . ...............................................................

30

Diagram Nilai Modulus Elastisitas (MOE) Papan Partikel yang Diuji dengan SNI, ISO dan ASTM . . .............................................................

32

Diagram Nilai Modulus Patah (MOR) Papan Partikel yang Diuji dengan SNI, ISO dan ASTM . . .............................................................

34

Diagram Nilai Kerapatan Papan Serat Kerapatan Sedang dari Pengujian dengan Standar SNI, ISO dan ASTM . .................................

36

10. Diagram Nilai Kadar Air Papan Serat Kerapatan Sedang yang Diuji dengan SNI, ISO dan ASTM . . .............................................................

37

11. Diagram Nilai Penyerapan Air Papan Serat Kerapatan Sedang yang Diuji dengan SNI, ISO dan ASTM . . ....................................................

38

12. Diagram Nilai Pengembangan Tebal Papan Serat Kerapatan Sedang yang Diuji dengan SNI, ISO dan ASTM .. ............................................

40

13. Diagram Nilai Modulus Elastisitas (MOE) Papan Serat Kerapatan Sedang yang Diuji dengan SNI, ISO dan ASTM .. ................................

42

14. Diagram Nilai Modulus Patah (MOR) Papan Serat Kerapatan Sedang yang Diuji dengan SNI, ISO dan ASTM .. ............................................

43

4. 5. 6. 7. 8. 9.

DAFTAR LAMPIRAN No.

Halaman

1.

Dokumentasi Penelitian .........................................................................

50

2.

Pengujian Kerapatan Papan Partikel ......................................................

52

3

Pengujian Kadar Air Papan Partikel. .....................................................

53

4.

Pengujian Penyerapan Air Papan Partikel..............................................

54

5.

Pengujian Pengembangan Tebal Papan Partikel ....................................

55

6.

Pengujian Modulus Elastisitas (MOE) Papan Partikel ..........................

56

7.

Pengujian Modulus Patah (MOR) Papan Partikel ..................................

57

8.

Pengujian Kerapatan Papan Serat ..........................................................

58

9

Pengujian Kadar Air Papan Serat. ..........................................................

59

10. Pengujian Penyerapan Air Papan Serat ..................................................

60

11. Pengujian Pengembangan Tebal Papan Serat ........................................

61

12. Pengujian Modulus Elastisitas (MOE) Papan Serat……………………

62

13. Pengujian Modulus Patah (MOR) Papan Serat ………………………..

63

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kendala yang dihadapi Indonesia saat ini adalah bahan baku kayu yang jumlahnya semakin sedikit. Oleh karena itu diciptakan suatu produk yang mampu digunakan sebagai alternatif untuk pengganti penggunaan bahan baku kayu atau produk yang menggunakan bahan dasar dari sisa-sisa kayu maupun memanfaatkan kayu-kayu yang kualitasnya rendah. Jenis produk yang saat ini telah dikembangkan adalah papan serat dan papan partikel. Kedua jenis papan tersebut saat ini banyak digunakan dalam kehidupan manusia sehari-hari misalnya untuk bahan penutup dalam suatu sistem konstruksi (dinding interior), ataupun digunakan sebagai komponen pintu, almari, dan peralatan meubeler lainnya. Papan serat dan papan partikel tersebut diproduksi oleh pabrik komposit yang memanfaatkan kayu-kayu dengan kualitas yang tergolong rendah maupun dari sisa-sisa kayu yang tidak terpakai. Kedua jenis papan tersebut saat ini mudah sekali didapatkan di pasaran dengan berbagai ukuran dan ketebalan. Untuk mengetahui mutu dan kekuatan dari papan partikel dan papan serat yang akan digunakan, perlu dilakukan pengujian terhadap papan partikel dan papan serat yang dimiliki. Pengujian yang dilakukan didasarkan pada standar pengujian yang ada, misalnya standar Indonesia yaitu SNI (Standar Nasional Indonesia). Tiap standar yang ada, memiliki kriteria tersendiri mengenai ukuran contoh uji. Untuk mengetahui pengaruh perbedaan ukuran contoh uji terhadap hasil pengujian mutu dan kekuatan papan partikel dan papan serat, maka penelitian ini dilakukan. Standar yang digunakan untuk pengujian papan partikel dan papan serat adalah standar Indonesia (SNI), standar internasional (ISO) dan standar Amerika (ASTM). Sedangkan sifat-sifat papan partikel dan papan serat yang diuji adalah kerapatan, kadar air, penyerapan air, pengembangan tebal, modulus elastisitas dan modulus patah dalam kondisi kering.

1.2 Tujuan Penelitian ini mempunyai tujuan untuk mengetahui pengaruh perbedaan ukuran contoh uji dari berbagai standar pengujian yaitu standar Indonesia (SNI), standar internasional (ISO) dan standar Amerika (ASTM) terhadap beberapa sifat papan partikel dan papan serat.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 PAPAN PARTIKEL 2.1.1 Definisi dan Pengertian Papan partikel adalah suatu produk kayu yang dihasilkan dari hasil pengempaan panas antara campuran partikel kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya dengan suatu perekat organik serta bahan pelengkap lainnya yang dibuat dengan cara pengempaan mendatar dengan dua lempeng datar (SNI 03-21051996). Maloney (1993) mendefinisikan papan partikel sebagai salah satu jenis produk komposit atau panel kayu yang terbuat dari partikel-partikel kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya, yang diikat dengan menggunakan perekat sintetis atau bahan pengikat lain dan dikempa dengan kempa panas. Berdasarkan kerapatannya FAO (1966) mengklasifikasikan papan partikel menjadi tiga golongan, yaitu : 1. Papan partikel berkerapatan rendah (Low Density Particleboard), yaitu papan partikel yang mempunyai kerapatan kurang dari 0,4 g/cm3. 2. Papan partikel berkerapatan sedang (Medium Density Particleboard), yaitu papan partikel yang mempunyai kerapatan antara 0,4 – 0,8 g/cm3. 3. Papan partikel berkerapatan tinggi (High Density Particleboard), yaitu papan partikel yang mempunyai kerapatan lebih dari 0,8 g/cm3. Pembagian golongan seperti di atas juga disampaikan Sutigno (2006), bahwa ada tiga kelompok kerapatan papan partikel, yaitu rendah, sedang dan tinggi. Terdapat perbedaan batas antara setiap kelompok tersebut, tergantung pada standar uji yang digunakan. Sedangkan berdasarkan ukuran partikel dalam pembentukan lembarannya, Maloney (1993) membedakannya menjadi tiga macam, yaitu sebagai berikut : 1. Papan partikel homogen (Single-Layer Particleboard). Papan jenis ini tidak memiliki perbedaan ukuran partikel pada bagian tengah dan permukaan.

2. Papan partikel berlapis tiga (Three-Layer Particleboard). Ukuran partikel pada bagian permukaan lebih halus dibandingkan ukuran partikel bagian tengahnya. 3. Papan

partikel

bertingkat

berlapis

tiga

(Graduated

Three-Layer

Particleboard). Papan jenis ini mempunyai ukuran partikel dan kerapatan yang berbeda antara bagian permukaan dengan bagian tengahnya.

2.1.2

Sifat-sifat Papan Partikel

2.1.2.1 Kerapatan papan partikel Kerapatan adalah suatu ukuran kekompakan partikel dalam satu lembaran yang sangat tergantung pada kerapatan kayu asal yang digunakan dan tekanan yang diberikan selama proses pengempaan. Semakin tinggi kerapatan papan partikel, maka semakin banyak partikel yang dibutuhkan untuk membuat papan pada ukuran yang sama. Kerapatan juga akan meningkat dengan naiknya penggunaan perekat (Widarmana 1979 dalam Zakaria 1996). Kekuatan papan partikel dapat diukur melalui kerapatannya. Makin tinggi kerapatan papan partikel, maka makin tinggi pula kekuatannya. Besarnya kerapatan akhir papan partikel yang dihasilkan dipengaruhi oleh faktor tekanan, waktu dan suhu kempa yang digunakan. Tekanan kempa yang optimal akan menghasilkan kualitas papan yang baik. Jika tekanan kempa terlalu tinggi maka akan merusak partikel-partikelnya, sedangkan jika tekanan terlalu rendah maka ikatan yang terjadi antara partikel dan perekat tidak terlalu kuat (http://www.republika.co.id). Kerapatan merupakan salah satu sifat yang penting bagi papan partikel, makin tinggi kerapatan makin baik kekuatannya. Kerapatan papan partikel akan selalu lebih tinggi dibandingkan kerapatan kayu asalnya. Bila kerapatan papan partikel sama dengan kerapatan kayu asalnya maka papan partikel tersebut tidak baik dan tidak kuat, karena papan partikel dibentuk melalui proses pengempaan (Widarmana 1979 dalam Zakaria 1996).

2.1.2.2 Kadar air papan partikel Kadar air papan partikel tergantung pada kondisi udara di sekelilingnya, karena papan partikel ini terdiri atas bahan-bahan yang mengandung lignoselulosa sehingga bersifat higroskopis. Kadar air papan partikel akan semakin rendah dengan semakin banyaknya perekat yang digunakan, karena kontak antar partikel akan semakin rapat sehingga air akan sulit untuk masuk di antara partikel kayu (Widarmana 1977). Tsoumis (1991) menyebutkan pula bahwa kadar air partikel merupakan salah satu faktor terpenting dalam pembuatan papan partikel. Kadar air yang tinggi dapat menyebabkan terbentuknya kantong-kantong uap (steam pocket/blister) selama pemrosesan dengan tekanan panas. 2.1.2.3 Penyerapan air Papan partikel sangat mudah menyerap air pada arah tebal terutama dalam keadaan basah dan suhu udara lembab (Widarmana 1977). Johnson dan Halligan dalam Djalal (1981), menyebutkan bahwa selain desorpsi (proses pelepasan air dari bahan baku) dan ketahanan perekat terhadap air, ada faktor-faktor lain yang mempengaruhi papan partikel terhadap penyerapan air, yaitu : 1. Volume ruang kosong yang dapat menampung air di antara partikel, 2. Adanya saluran kapiler yang menghubungkan ruang satu dengan ruang yang kosong lainnya, 3. Luas permukaan partikel yang tidak dapat ditutupi oleh perekat, dan 4. Dalamnya penetrasi perekat terhadap partikel. 2.1.2.4

Pengembangan tebal Salah satu

kelemahan

papan partikel adalah besarnya tingkat

pengembangan dimensi tebal. Pengembangan tebal ini akan menurun dengan semakin banyak parafin yang ditambahkan dalam proses pembuatannya, sehingga kedap airnya akan lebih sempurna. Halligan (1970) dalam Rosid (1995), menyebutkan bahwa faktor terpenting yang mempengaruhi pengembangan tebal papan partikel adalah kerapatan kayu pembentuknya.

Papan partikel yang dibuat dari kayu dengan kerapatan rendah akan mengalami pengempaan yang lebih besar pada saat pembuatan, sehingga bila direndam dalam air akan terjadi pembebasan tekanan yang lebih besar yang mengakibatkan pengembangan tebal menjadi lebih tinggi. 2.1.2.5 Modulus elastisitas dan modulus patah Sifat yang dimaksud adalah tingkat keteguhan papan partikel dalam menerima beban tegak lurus terhadap permukaan papan partikel. Semakin tinggi kerapatan papan partikel, maka akan semakin tinggi sifat keteguhan dari papan partikel yang dihasilkan (Haygreen dan Bowyer 1989). 2.1.2.6 Keteguhan rekat internal Keteguhan rekat internal adalah suatu ukuran ikatan antar partikel dalam lembaran papan partikel. Keteguhan rekat internal merupakan suatu petunjuk daya tahan papan partikel terhadap kemungkinan pecah atau belah. Sifat keteguhan rekat internal akan semakin sempurna dengan bertambahnya jumlah perekat yang digunakan dalam proses pembuatan papan partikel (Haygreen dan Bowyer 1989). Pada dasarnya sifat papan partikel dipengaruhi oleh bahan baku kayu pembentuknya, jenis perekat dan formulasi yang digunakan, serta proses pembentukan papan partikel tersebut mulai dari persiapan bahan baku kayu, pembentukan partikel, pengeringan partikel, pencampuran perekat dengan partikel, proses pengempaan dan pengerjaan akhir. Penggunaan papan partikel yang tepat juga akan berpengaruh terhadap lama dan manfaat yang diperoleh dari papan partikel yang digunakan tersebut. Sifat bahan baku kayu sangat berpengaruh terhadap sifat papan partikelnya, sifat kayu tersebut antara lain jenis dan kerapatan kayu, bentuk dan ukuran bahan baku kayu, penggunaaan kulit kayu, tipe, ukuran dan geometri partikel kayu, kadar air kayu, dan kandungan zat ekstraktif (Hadi, Febrianto dan Herliyana 1994).

2.1.3

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Mutu Papan Partikel

2.1.3.1 Berat jenis kayu Berat jenis kayu sangat berpengaruh terhadap berat jenis papan partikel yang dihasilkan. Berat jenis papan partikel dibandingkan dengan berat jenis kayu (Compression Ratio) harus lebih dari satu. Biasanya sekitar 1,3 agar mutu papan partikelnya baik karena pada kondisi tersebut proses pengempaan berjalan optimal, sehingga kontak antar partikel baik (Sutigno 2006). 2.1.3.2 Zat ekstraktif kayu Kandungan zat ekstraktif yang tinggi akan menghambat pengerasan perekat. Akibatnya muncul pecah-pecah pada papan, yang dipicu oleh tekanan ekstraktif yang mudah menguap pada proses pengempaan. Zat ekstraktif yang seperti inilah yang akan mengganggu proses perekatan. Zat ekstraktif juga dapat mempengaruhi kemampuan perekatan (pematangan perekat) dan warna papan partikel yang dihasilkan (Tsoumis 1991). 2.1.3.3

Jenis partikel dan campuran jenis partikel Antara jenis partikel yang satu dengan jenis partikel yang lainnya antara kayu dan bukan kayu, akan menghasilkan kualitas papan partikel yang berbeda-beda. Sedangkan papan partikel yang dibuat dari satu jenis bahan baku, akan memiliki kualitas struktural yang lebih baik dari papan partikel yang dibuat dengan campuran berbagai jenis partikel (Sutigno 2006).

2.1.3.4 Ukuran partikel Papan partikel yang dibuat dari tatal akan lebih baik dari pada yang dibuat dari serbuk, karena ukuran tatal lebih besar dari serbuk. Oleh karena itu ukuran partikel yang semakin besar memiliki kualitas struktural yang lebih baik. Bentuk dan ukuran partikel akan berpengaruh terhadap kekuatan dan stabilisasi dimensi papan partikel. Di samping bentuk partikel, perbandingan panjang dan tebal (nisbah kelangsingan) dan perbandingan panjang dan lebar (nisbah aspek) juga berpengaruh terhadap penyerapan air, pengembangan tebal, pengembangan linear dan

keteguhan papan partikel (Lehmann 1974 dalam Zakaria 1996). Aspek yang paling penting adalah nisbah panjang dan tebal partikel. Partikel yang ideal untuk mengembangkan kekuatan dan stabilitas dimensi ialah serpih yang ketebalannya seragam dengan nisbah antara panjang dan tebal yang tinggi (Haygreen dan Bowyer 1989). 2.1.3.5 Kulit kayu Kulit kayu akan mempengaruhi sifat papan partikel karena kulit kayu banyak mengandung zat ekstraktif sehingga akan mengganggu proses perekatan antar partikel. Banyaknya kulit kayu maksimum adalah sebesar 10%. Menurut Tsoumis (1991), kulit kayu dapat mempengaruhi penampilan papan partikel (titik-titik gelap dapat terlihat pada permukaan) dan di atas proporsi tertentu keberadaan kulit akan menyebabkan efek yang merugikan terhadap kekuatan dan stabilitas dimensi papan. 2.1.3.6 Perekat Penggunaan perekat eksterior akan menghasilkan papan partikel eksterior, sedangkan penggunaan perekat interior akan menghasilkan papan partikel interior. Walaupun demikian, masih mungkin terjadi penyimpangan, misalnya karena ada perbedaan dalam komposisi perekat dan terdapat banyak sifat papan partikel. Sebagai contoh, penggunaan perekat urea formaldehida yang kadar formaldehidanya tinggi akan menghasilkan papan partikel yang keteguhan lentur dan keteguhan rekat internalnya lebih baik, tetapi emisi formaldehidanya akan jauh lebih tinggi (Sutigno 2006). 2.1.3.7

Proses pengolahan Dalam pembuatan papan partikel, kadar air hamparan (campuran partikel dengan perekat) yang optimum adalah 10-14%. Apabila terlalu tinggi, keteguhan lentur dan keteguhan rekat internal papan partikel akan menurun. Selain itu tekanan kempa dan suhu optimum yang digunakan juga akan mempengaruhi kualitas papan partikel (Sutigno 2006).

2.1.4 Kelebihan, Kekurangan dan Persyaratan-persyaratan Papan Partikel Haygreen dan Bowyer (1989) menerangkan bahwa papan partikel yang ada di pasaran akan tampak berbeda karena ukuran partikel yang digunakan. Tetapi banyak papan yang nampaknya sangat serupa namun sangat berbeda dalam kekuatan, ketahanan, dan stabilitas dimensinya. Salah satu keuntungan papan partikel sebagai bahan industri adalah dapat dibuat untuk memenuhi variasi yang luas mengenai persyaratan penggunaannya. Sedangkan salah satu kelemahan papan partikel terutama sebagai bahan bangunan adalah stabilitas dimensinya yang rendah sehingga kebanyakan papan partikel hanya digunakan untuk keperluan interior. Maloney (1993) menyatakan bahwa dibandingkan dengan kayu asalnya, papan partikel mempunyai beberapa kelebihan seperti : 1. Papan partikel bebas mata kayu, pecah dan retak. 2. Ukuran dan kerapatan papan partikel dapat disesuaikan dengan kebutuhan. 3. Tebal dan kerapatannya seragam dan mudah dikerjakan. 4. Mempunyai sifat isotropis. 5. Sifat dan kualitasnya dapat diatur. Selanjutnya dikatakan juga bahwa pembuatan papan partikel akan turut menunjang perbaikan lingkungan hidup, karena limbah dan sampah yang tadinya mengganggu lingkungan dapat dijadikan sebagai bahan yang bermanfaat. Papan partikel yang dibuat, telah disesuaikan dengan standar sifat fisis dan mekanisnya. Untuk standar Indonesia, papan partikel yang dibuat harus sesuai dengan kriteria dari SNI 03-2105-1996. Kriteria tersebut yaitu : Tabel 1 Persyaratan Sifat Fisis Mekanis Papan Partikel (SNI 03-2105-1996) Klasifikasi Papan partikel Tipe 200

Density (g/cm3)

MC (%)

TS maksimal (%) 12

MOE min. 104 kg/cm2 2,5

MOR kg/cm2 180

IB min kg/cm2 3,0

Tipe 150

0,5 - 0,9

< 14

12

2

130

2,0

-

1,5

80

1,5

Tipe 100

Selain pengujian dengan standar Indonesia (SNI), ada juga pengujian dengan standar-standar lain misalnya standar Amerika (ASTM) dan standar internasional (ISO). Pada ISO dan ASTM yang digunakan hanya mencantumkan

kriteria ukuran contoh uji. Dengan demikian nilai persyaratan sifat fisis dan mekanis hasil pengujian mengacu pada FAO 1966. Persyaratan sifat fisis dan mekanis papan partikel menurut FAO adalah sebagai berikut : Tabel 2 Syarat Sifat Fisis Mekanis Papan Partikel (FAO, 1966) Sifat Papan Partikel

Nilai dalam satuan metric units

Density

0,40 - 0,80 g/cm3

Moisture content

10 – 12 %

WA (water absorption)

20- 75 % dari berat awal

TS (thickness swelling)

5 -15 %

MOE (modulus elasticity)

1,0 - 5,0 × 104 kg/cm2

MOR (modulus of rupture)

100 - 500 kg/cm2

2.2 PAPAN SERAT 2.2.1 Definisi dan Pengertian Papan serat merupakan suatu panel yang dihasilkan dari pengempaan serat kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya dengan ikatan utama berasal dari bahan baku yang bersangkutan (khususnya lignin) atau bahan lain (khususnya perekat) untuk memperoleh sifat khusus (SNI 01-4449-2006). Papan serat berkerapatan sedang adalah suatu jenis produk yang termasuk ke dalam kelompok papan serat yang kerapatannya 0,4 – 0,8 g/cm3. Papan serat kerapatan sedang terbuat dari serat-serat kayu atau bahan lain yang mengandung lignoselulosa dan pada proses pembuatannya ditambahkan resin sintetis sebagai perekat (Maloney 1977 dalam Amurwaraharja 1996). Klasifikasi papan serat menurut Kollmann et. al. (1975) dibedakan atas dasar tipe bahan baku, metode pembuatan lembaran, kerapatan dan fungsi atau kegunaan. Klasifikasi untuk jenis papan serat berdasarkan kerapatannya adalah sebagai berikut :

Tabel 3 Klasifikasi Papan Serat Berdasarkan Kerapatan. No 1

2

Jenis Papan Serat

Kerapatan (g/cm3)

Non Compressed Fiberboard (insulation board) a. Semi rigid insulation

0,02 – 0,15

b. Rigid insulation board

0,15 – 0,40

Compressed Fiberboard a. Intermediate/Medium Density Fiberboard

0,40 – 0,80

(MDF) b. Hardboard

0,80 – 1,20

c. Special Density Fiberboard

1,20 – 1,45

Sumber : Kollmann et. al. (1975)

Selain klasifikasi tersebut di atas, menurut SNI 01-4449-2006 papan serat juga diklasifikasikan berdasarkan proses produksinya. Klasifikasi menurut SNI 01-4449-2006 adalah sebagai berikut : 1. Papan serat proses basah, yaitu pembentukan lembaran papan serat yang dilakukan dengan bantuan media air. 2. Papan serat proses kering, yaitu pembentukan papan serat yang tidak dilakukan dengan media air tetapi dengan bantuan udara. Dalam kedua proses ini, serpih-serpih kayu direduksi menjadi serat dan dibentuk menjadi lapik yang kaku (rigid sheets) melalui penggabungan dan pengempaan. Kedua tahapan tersebut membutuhkan aplikasi energi. Proses basah, memerlukan air yang banyak sebagai media pembawa dan penyalur serat sewaktu pembentukan lapik. Ikatan alami antar serat-serat dalam lapik terbentuk dengan cara mengaktifkan lignin pada saat pengempaan. Proses ini mereduksi atau mengurangi keperluan pemakaian perekat resin atau agen-agen pengikat lainnya. Akan tetapi, perlakuan daur ulang dan pemakaian kembali air prosesan (process water) merupakan permasalahan yang penting dan sulit dari segi lingkungan (Suchland dan Woodson 1986 dalam Gandara 1997). Sedangkan untuk proses kering, udara merupakan media pembawa dan penyalur serat dalam pembentukan lapik. Kondisi tidak adanya air, menyebabkan ikatan alami serat-serat tidak terbentuk. Pembentukan sifat-sifat fisis maupun mekanis panil, secara keseluruhan bertumpu kepada pemakaian perekat yang

digunakan untuk pengikat serat-serat (Suchland dan Woodson 1986 dalam Gandara 1997). Di bawah ini disajikan skema sederhana proses kering dan proses basah dalam pembuatan papan serat : Energy

Energy Board

Wood A

Pulping

sheet formation

Pulp

Water

Water

Energy B

Wood

pulping

Energy Pulp

Adhesive

sheet formation

Board

Gambar 1 Skema sederhana proses basah (A) dan proses kering (B) dalam pembuatan papan serat (Suchland dan Woodson 1986 dalam Gandara 1997). Salah satu jenis papan serat yang ada adalah MDF (Medium Density Fiberboard). Papan MDF biasanya diproduksi dengan ketebalan berkisar antara 8 sampai 40 mm (5/16 inci – 13/8 inci). Sedangkan ukuran papan ditentukan oleh permintaan pasar. Namun demikian panjang panil pada umumnya lebih dari 2500 mm (98 inci) (Anonimous 1982).

2.2.2 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Mutu Papan Serat 2.2.2.1 Bahan baku 1) Berat Jenis Kayu sebagai sumber serat dalam pembuatan papan serat, lebih disukai yang berat jenisnya rendah sampai sedang karena sifat fisis dan mekanis panilnya akan lebih baik dan juga proses pengempaannya akan lebih mudah. Maloney (1977) dalam Amurwaraharja (1996) mengatakan bahwa secara umum panil yang dibuat dari kayu yang berat jenisnya rendah

biasanya memiliki kekuatan yang lebih tinggi dibandingkan dengan panil yang dibuat dari kayu dengan berat jenis tinggi. Kayu dengan berat jenis tinggi umumnya akan menyebabkan bulk density pada serat sehingga rasio kerapatan papan serat dengan berat jenis kayu (compression ratio) akan lebih rendah. Compression ratio yang tinggi diperoleh dari kayu yang berat jenisnya lebih kecil sehingga ikatan antar serat lebih baik (Suchland 1986 dalam Dharma 1996). Sifat keteguhan MDF berbanding terbalik dengan berat jenis dan bulk density lembaran. Kayu dengan berat jenis yang tinggi akan menurunkan kekuatan lembaran papan serat. Selain itu kayu dengan berat jenis tinggi mempunyai serat yang lebih kaku, sukar untuk digepengkan dan cenderung mempertahankan bentuk asalnya (Pedusin 1964 dalam Dharma 1996). 2) Kandungan kimia Kayu dengan berat jenis yang tinggi mempunyai kandungan lignin yang lebih besar dari pada kayu yang berat jenisnya rendah. Kandungan kimia kayu yang banyak berpengaruh pada papan serat yang dihasilkan adalah zat ekstraktif dan lignin. Jumlah zat ekstraktif yang terkandung dalam kayu berkisar antara 3-10% berupa tannin, resin, lemak, lilin dan zat warna. Zat ekstraktif berupa minyak dan lemak mengurangi kekuatan ikatan antar serat. Zat ekstraktif dapat bertindak sebagai penghambat karena menyebabkan penyempitan rongga sel sehingga menghalangi penetrasi larutan pelunak ke dalam serpih. Selain itu zat ekstraktif juga dapat menimbulkan noda pada papan serat yang dihasilkan serta meningkatkan pemakaian perekat dan daya serap air (Maloney 1993). 3) Dimensi serat Kayu daun jarum lebih disukai sebagai bahan baku untuk produksi MDF karena memiliki serat yang panjang dan kuat. Namun demikian industri MDF di Amerika Utara dan Eropa telah membuktikan bahwa kayu daun lebar dapat digunakan juga sebagai bahan baku MDF dan menghasilkan sifat-sifat lembaran yang baik (Larsson 1993).

Bentuk dan ukuran dimensi serat seperti panjang serat, diameter serat, tebal dinding dan lumen mempengaruhi kualitas dan kekuatan pulp dan kertas. Koch (1985) dalam Amurwaraharja (1996) mengatakan bahwa panjang serat memberikan pengaruh kecil terhadap sifat mekanis MDF yang dibuat dengan proses kering, tetapi lebih berpengaruh terhadap stabilitas dimensi. Serat panjang meningkatkan stabilitas dimensi panil selama penyerapan dan pengeluaran air. Di samping itu, serat yang panjang juga memungkinkan untuk membentuk orientasi serat yang sejajar permukaan lembaran. 2.2.2.2 Bahan penolong 1) Perekat Penambahan perekat ke dalam campuran serat pada pembuatan MDF dengan proses kering sangat diperlukan, sedangkan pada proses basah perekat ditambahkan hanya untuk memperbaiki ikatan antar serat. Kadar perekat yang digunakan dalam proses kering berkisar antara 8-11% dari berat kering serat, sedangkan proses basah berkisar antara 1-2% dari berat kering serat. Perekat yang biasa digunakan dalam pembuatan papan serat adalah urea formaldehida (UF), melamin formaldehida (MF), dan phenol formeldehida (PF). UF lebih disukai karena harganya lebih murah, waktu reaksi yang cepat dalam kempa panas, dan warna perekat yang putih sehingga tidak menimbulkan pewarnaan pada produk akhir serta cocok untuk keperluan interior. Perekat PF cocok untuk keperluan eksterior. Perekat phenol berwarna merah sehingga memberikan warna gelap pada papan serat atau mungkin dapat menimbulkan bercak-bercak merah (red spot) yang mempengaruhi kualitas papan serat. Pengaruh bercak-bercak merah dapat dihilangkan dengan pengamplasan (Maloney 1993). 2) Bahan tambahan (additives) Pemberian bahan tambahan (additives) dimaksudkan untuk memperbaiki sifat-sifat tertentu papan serat. Bahan tambahan yang digunakan pada pembuatan MDF yaitu parafin (wax) sebagai bahan penolak air (water repellent). Penambahan emulsi parafin dalam jumlah 0,2-0,5% dari berat

kering oven serat memberikan pengaruh kecil terhadap kekuatan papan serat. Untuk mengatur pH dan pengerasan perekat, ke dalam campuran serat dan resin pengikat pada awal tahap ditambahkan sejumlah 1-2% larutan sulfuric acid, selanjutnya 5-10% larutan sodium karbonat (Koch 1985 dalam Amurwaraharja 1996). 2.2.2.3 Pengempaan Sistem pemanasan dalam rangka pengempaan panas yang banyak digunakan dalam industri MDF saat ini adalah yang menggunakan uap panas, air panas dan frekuensi tinggi (high frequency heating). Kempa panas dengan frekuensi tinggi memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan jenis kempa lainnya, yaitu waktu kempa yang lebih singkat (waktu kempa berbanding lurus dengan kerapatan papan serat yang dikempa), suhu pelat kempa lebih rendah, serta dapat menghasilkan MDF yang sifat fisis dan mekanisnya baik pada seluruh ketebalan. Kelemahan kempa panas dengan frekuensi tinggi adalah memerlukan modal dan biaya operasi yang lebih besar dibandingkan dengan sistem kempa panas lainnya (Maloney 1993). Suhu pengempaan mempengaruhi penyerapan air dan pengembangan tebal papan serat. Penggunaan suhu kempa yang tinggi akan menghasilkan papan serat dengan penyerapan air dan pengembangan tebal yang rendah. Suhu kempa optimum berkisar antara 170-1900 C (Kollmann et. al., 1975). Pada umumnya semakin tinggi tekanan kempa maka semakin kompak ikatan antar serat, lembaran semakin padat, dan penyerapan air papan serat yang dihasilkan semakin kecil. Tetapi tekanan kempa tidak berpengaruh nyata terhadap kekuatan tarik sejajar permukaan papan serat. Tekanan kempa yang biasa digunakan dalam pembuatan papan serat adalah 10 kg/cm2, pada suhu kempa optimal 170-190 (Kollmann et. al., 1975).

0

C selama 8-10 menit

2.2.3 Kelebihan, Kekurangan dan Persyaratan-persyaratan Papan Serat Papan serat banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari karena mempunyai kelebihan-kelebihan sebagai berikut : 1. Tidak ada perbedaan sifat keteguhan dalam arah panjang dan lebar, 2. Dapat dihasilkan dalam ukuran lembaran yang lebar, 3. Permukaan papan halus, kuat dan cukup keras, 4. Tahan aus dan tidak mudah pecah atau retak, 5. Tidak mengandung cacat kayu, 6. Memiliki sifat isolasi yang baik, dan 7. Mudah dibentuk. Sedangkan kelemahannya adalah kurang tahan terhadap kelembaban, dan keteguhannya relatif lebih rendah dibanding kayu solid (Suchland dan Woodson 1986 dalam Gandara 1997). Penggunaan papan serat dalam kehidupan sehari-hari adalah digunakan untuk : 1. Bahan isolasi atau penyekat, 2. Bahan penutup dalam suatu sistem konstruksi (dinding interior), 3. Komponen pintu, almari, dan peralatan meubeler lainnya, 4. Komponen rangka radio, komponen pintu mobil, dan lain-lain. Persyaratan dari standar Indonesia (SNI) untuk sifat fisis dan mekanis papan serat khususnya papan serat berkerapatan sedang (MDF) dapat dilihat pada SNI 01-4449-2006, yaitu sebagai berikut : Tabel 4 Syarat Sifat Fisis Mekanis Papan Serat Kerapatan Sedang (SNI 01-4449-2006) Tipe Papan serat

Density (g/cm3)

MC (%)

TS maksimal (%) < 17

MOE min. 104 kg/cm2 ≥ 2,55

MOR kg/cm2

IB kg/cm2

≥ 306

≥ 5,1

< 12

≥ 2,04

≥ 255

≥ 4,1

Tipe 15

< 10

≥ 1,33

≥ 153

≥ 3,1

Tipe 5

-

≥ 0,82

≥ 51

≥ 2,1

Tipe 30 Tipe 25

0,40 - 0,84

≤ 13

Selain pengujian dengan standar Indonesia (SNI), ada juga pengujian dengan standar-standar lain misalnya standar Amerika (ASTM) dan standar internasional (ISO). Pada ISO dan ASTM yang digunakan hanya mencantumkan kriteria ukuran contoh uji. Dengan demikian nilai persyaratan sifat fisis dan mekanis hasil pengujian mengacu pada FAO 1966. Persyaratan sifat fisis dan mekanis papan partikel menurut FAO adalah sebagai berikut : Tabel 5 Syarat Sifat Fisis Mekanis Papan Serat Kerapatan Sedang (FAO, 1966) Sifat Papan Serat Kerapatan Sedang

Nilai dalam satuan metric units

Density

0,42 - 0,80 g/cm3

WA (water absorption)

6 - 40 % dari berat awal

Linear expansion

0,2 – 0,4 % dari panjang awal

MOE (modulus elasticity)

1,4 - 4,9 × 104 kg/cm2

MOR (modulus of rupture)

105 - 280 kg/cm2

BAB III METODOLOGI 3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian Penelitian dilaksanakan di laboratorium Produk Majemuk Kelompok Peneliti Pemanfaatan Hasil Hutan Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Bogor. Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Desember 2008 sampai bulan Februari 2009.

3.2 Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah gergaji tangan, gergaji mesin, kaliper, timbangan elektrik, bak perendaman, oven, desikator, Universal Testing Machine Lohmann (UTM), penggaris, kalkulator, dan alat tulis. Bahanbahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah dua lembar papan partikel dengan ketebalan 1,2 cm, dua lembar papan serat dengan ketebalan 1,5 cm yang didapatkan dari Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Bogor.

3.3 Metode Pengumpulan Data 3.3.1 Pengambilan Contoh Uji Lembaran papan partikel dan papan serat yang ada dipotong-potong sesuai dengan ukuran contoh uji yang tercantum pada Tabel 6. Tabel 6 Ukuran Contoh Uji Papan Partikel dan Papan Serat Berdasarkan SNI, ISO dan ASTM Sifat yang diuji

Ukuran contoh uji (mm) SNI

ISO

ASTM

1. Kerapatan dan kadar air

50 × 50

50 × 50

76 × 152

2. Penyerapan air dan pengembangan tebal

50 × 50

(50 ± 1) × (50 ± 1)

152 × 152

3. Modulus elastisitas dan modulus patah kondisi kering

50 × {50 + (15 × tebal)}

(50 ± 1) × {50 + (20 × tebal)}

76 × {50 + (24 × tebal)}

3.3.2 Pengujian 3.3.2.1 Sifat Fisis Papan 1) Kerapatan Panjang, lebar dan tebal contoh uji diukur dalam kondisi kering udara dalam satuan centimeter. Dari hasil pengukuran dimensi tersebut dapat dihitung volumenya (V). Kemudian berat contoh uji juga ditimbang dalam kondisi kering udara dengan menggunakan timbangan elektrik dengan ketelitian 2 desimal dalam satuan gram. Kerapatan dihitung dengan menggunakan rumus : K=

B( g ) V (cm 3 )

Keterangan : K

: kerapatan (g/cm3)

B

: berat (g)

V

: volume (cm3)

2) Kadar air Contoh uji dalam keadaan kering udara ditimbang (BA) contoh uji kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 103 + 2 0C sampai beratnya konstan. Nilai kadar air dapat dihitung dengan menggunakan rumus : KA =

BA BKO 100 0 0 BKO

Keterangan : KA

: kadar air (%)

BA

: berat awal sebelum dioven (g)

BKO

: berat kering oven (g)

3) Penyerapan air dan pengembangan tebal Contoh uji dalam kondisi kering udara ditimbang beratnya, dan kemudian diukur tebalnya dengan menggunakan kaliper. Contoh uji kemudian direndam dalam air pada suhu 25 + 1 0C secara horisontal pada kedalaman

kira-kira 3 cm di bawah permukaan air selama 24 jam. Kemudian setelah 24 jam, contoh uji diukur kembali berat dan tebalnya. Nilai penyerapan air dihitung dengan menggunakan rumus : Penyerapan Air (%) =

Bt Ba 100% Ba

Keterangan : Ba

: berat awal sebelum perendaman (g)

Bt

: berat setelah perendaman (g)

Sedangkan besarnya pengembangan tebal yang terjadi dihitung dengan rumus : Pengembangan Tebal (%)

Tt Ta 100% Ta

Keterangan : Ta

: tebal awal sebelum perendaman (mm)

Tt

: tebal setelah perendaman (mm)

3.3.2.2 Sifat Mekanis Papan 1) Modulus elastisitas (MOE) Pengujian sifat modulus elastisitas ini dilakukan dengan menggunakan Universal Testing Machine (UTM). Sebelum pengujian, contoh uji diukur dimensi lebar, dan tebalnya dengan menggunakan kaliper digital pada satuan cm dengan ketelitian 3 desimal. Setelah diukur, contoh uji dalam kondisi kering udara dibentangkan pada

mesin penguji dengan jarak

sangga untuk pengujian dengan SNI adalah 15 × tebal contoh uji, ISO 20 × tebal contoh uji, dan ASTM 24 × tebal contoh uji. Setelah itu contoh uji diberikan beban tepat di tengah-tengah jarak sangga seperti terlihat pada Gambar 2. Selang pembebanan yang diberikan adalah 2 kg untuk semua standar. Pembebanan dilakukan sampai contoh uji tersebut patah. Catat beban maksimum yang mampu ditahan oleh contoh uji dan catat juga defleksi yang terjadi.

P S h G

L1

L2

G

L Gambar 2. Pengujian modulus elastisitas dan modulus patah papan. Keterangan : P

: posisi dan arah pembebanan

S

: contoh uji

h

: tebal contoh uji (cm)

G

: penyangga contoh uji

L

: jarak sangga contoh uji

L1,L2 : jarak sangga dari titik sangga ke titik pembebanan (cm) Setelah melakukan pengujian, nilai modulus elastisitas dihitung dengan rumus :

MOE

PL3 4 ybh 3

Keterangan : MOE

: modulus elastisitas (kg/cm2).

ΔP

: selisih beban (kg)

L

: jarak sangga (cm)

Δy

: perubahan defleksi setiap perubahan beban (cm)

b

: lebar contoh uji (cm)

h

: tebal contoh uji (cm)

2) Modulus patah (MOR) Pengujian modulus patah dilakukan bersamaan dengan pengujian modulus elastisitas, hanya rumus yang digunakan berbeda. Rumus modulus patah adalah :

3PL 2bh 2

MOR

Keterangan : MOR : modulus patah (kg/cm2) P

: beban maksimum yang diberikan (kg)

L

: jarak sangga (cm)

b

: lebar contoh uji (cm)

h

: tebal contoh uji (cm)

3.4 Rancangan Percobaan Penelitian ini menggunakan rancangan percobaan pola acak lengkap. Perbedaan ukuran contoh uji (SNI, ISO, dan ASTM) merupakan perlakuan. Banyaknya pengamatan untuk setiap sifat yang diuji adalah 12. Model linier untuk percobaan ini adalah sebagai berikut :

Yij

i

ij

Keterangan : Yij

: nilai pengamatan

μ

: nilai rata-rata harapan

σi

: pengaruh perlakuan ke i

ij

: kesalahan percobaan

Kemudian dilanjutkan dengan prosedur Tukey (beda nyata tulus/honestly significant difference). Rumus prosedur Tukey :

q ( p, n 2 ) S x

dan

Sx

S e2 r

Keterangan : qα

: diperoleh dari tabel untuk tingkat nyata 5 % atau 1 %, tergantung dari besar kecilnya nilai F hitung

p

: jumlah perlakuan (standar uji yang digunakan)

n2

: derajat bebas dari kesalahan percobaan

Sx

: kesalahan baku

S e2

: keragaman dari kesalahan percobaan

r

: banyaknya ulangan

Nilai ω dipakai untuk menilai setiap perbedaan yang dapat dilihat dalam penelitian. Prosedur ini mudah digunakan karena hanya memerlukan satu nilai ω untuk menilai beda harga rata-rata dengan suatu nilai tetap. Prosedur ini juga memperhitungkan jumlah perlakuan dalam penelitian, memungkinkan untuk mengambil kesimpulan tentang nilai beda mana yang nyata dan yang tidak, menggunakan derajat bebas kesalahan percobaan dan dapat dipergunakan untuk menentukan selang kepercayaan.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 PAPAN PARTIKEL 4.1.1

Sifat Fisis Papan Partikel

4.1.1.1 Kerapatan Kerapatan menunjukkan banyaknya massa per satuan volume. Semakin tinggi kerapatan menyeluruh suatu papan dari suatu bahan tertentu, maka akan semakin tinggi kekuatannya tetapi sifat-sifat papan seperti kestabilan dimensi mungkin terpengaruh jelek oleh kerapatan (Haygreen dan Bowyer 1989). Nilai rata-rata kerapatan yang diuji dengan SNI (ukuran contoh uji 50 mm × 50 mm) adalah sebesar 0,668 g/cm3, ISO (ukuran contoh uji 50 mm × 50 mm) sebesar 0,659 g/cm3 dan dengan ASTM (ukuran contoh uji 76 mm × 152 mm) sebesar 0,670 g/cm3. Secara garis besar, nilai kerapatan yang didapat dari ketiga standar tersebut telah memenuhi standar yang disyaratkan oleh FAO 1966 yaitu sebesar 0,4-0,8 g/cm3, sedangkan untuk nilai kerapatan yang disyaratkan oleh SNI 03-2105-1996 yaitu sebesar 0,5-0,9 g/cm3. Untuk mengetahui pengaruh perbedaan ukuran contoh uji dari standarstandar tersebut terhadap nilai kerapatan, dilakukan analisis keragaman yang hasilnya disajikan pada Tabel 7. Tabel 7 Analisis Keragaman Kerapatan Papan Partikel Source of Variation Between Groups Within Groups

SS 0,0030 0,0623

df 2 33

Total

0,0652

35

MS 0,0015 0,0019

F 0,7845

F table 3,285

Dari hasil analisis keragaman dapat dilihat nilai F hitung jauh lebih kecil dibandingkan dengan nilai F tabel. Hal ini berarti bahwa hasil pengujian dari ketiga standar tersebut tidak berbeda nyata satu sama lain. Hasil pengujian ini menunjukkan bahwa perbedaan ukuran contoh uji dari masing-masing standar

untuk pengujian kerapatan papan partikel tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai kerapatannya. Variasi nilai kerapatan papan partikel disajikan pada Gambar 3, yaitu sebagai berikut :

Gambar 3 Diagram nilai kerapatan papan partikel yang diuji dengan SNI, ISO dan ASTM. 4.1.1.2 Kadar air Kadar air menunjukan banyaknya persentase air yang diikat oleh papan komposit terhadap berat komposit kering ovennya. Menurut Sudrajat (1979) dalam Mulyadi (2001), kemampuan mengikat dan mengeluarkan air dari papan partikel tergantung pada kelembaban dan suhu di sekitarnya. Apabila kelembaban dan suhu di sekitarnya lebih rendah, maka akan terjadi pelepasan air (desorpsi). Sebaliknya apabila kelembaban di sekitarnya lebih tinggi, maka akan terjadi penyerapan air (absorpsi). Kadar air terendah diperoleh dari papan partikel yang diuji dengan SNI yaitu sebesar 8,7 %, sedangkan kadar air tertinggi didapatkan dari pengujian dengan ASTM yaitu sebesar 9,7 %. Kadar air papan partikel yang disyaratkan pada SNI adalah sebesar < 14 %, sedangkan FAO sebesar 10-12 %. Dengan demikian hasil pengujian kadar air dengan ketiga standar tersebut, telah memenuhi standar yang disyaratkan SNI dan FAO.

Secara skematis variasi nilai kadar air papan partikel disajikan pada Gambar 4, yaitu sebagai berikut :

Gambar 4 Diagram nilai kadar air papan partikel yang diuji dengan SNI, ISO dan ASTM Selanjutnya untuk mengetahui pengaruh perbedaan ukuran contoh uji terhadap nilai kadar air, dilakukan analisis keragaman yang hasilnya disajikan pada Tabel 8. Tabel 8 Analisis Keragaman Kadar air Papan Partikel Source of Variation Between Groups Within Groups Total

SS 214,08 389,65 603,74

df 2 33 35

MS 107,04 11,81

F 9,065**

F table 3,285

Keterangan : ** = sangat nyata (F hitung > F tabel)

Berdasarkan analisis keragaman pada Tabel 8, dapat dilihat bahwa perbedaan ukuran contoh uji memberikan pengaruh yang sangat nyata terhadap nilai kadar air papan partikel. Hasil uji beda Tukey menunjukkan bahwa pengujian kadar air dengan ISO tidak berbeda nyata dengan hasil pengujian dua standar lainnya. Sedangkan hasil pengujian kadar air dengan SNI berbeda nyata dengan ASTM.

Kadar air papan partikel tergantung pada kondisi udara di sekelilingnya, karena papan partikel

terdiri

atas bahan-bahan

yang mengandung

lignoselulosa sehingga bersifat higroskopis. Nilai kadar air dari pengujian dengan ASTM menghasilkan nilai yang tertinggi di antara ketiga standar pengujian yang digunakan. Hal ini diduga terjadi karena ukuran contoh uji dari ASTM adalah yang paling berbeda. Ukuran contoh uji ASTM lebih besar dari ukuran contoh uji standar lain. Ukuran contoh uji ASTM adalah sebesar 76 mm × 152 mm, ukuran contoh uji SNI adalah sebesar 50 mm × 50 mm, dan ukuran contoh uji ISO sebesar 50 mm × 50 mm. Karena ukuran contoh uji yang relatif lebih besar, maka air yang keluar dari permukaan papan partikel akan cenderung lebih maksimal dan lebih banyak jumlahnya. Hal ini menyebabkan nilai kadar air yang dihasilkan dari pengujian dengan ASTM lebih besar dari hasil pengujian dengan standar lain. Jadi dapat disimpulkan bahwa perbedaan ukuran contoh uji memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai kadar air papan partikel.

4.1.1.3 Penyerapan air Penyerapan air menyatakan banyaknya air yang diserap oleh papan partikel dalam satuan persen terhadap berat awalnya setelah contoh uji direndam dalam air pada suhu kamar selama 24 jam. Air tersebut akan mengisi ruang-ruang kosong yang ada di dalam papan partikel. Semakin tinggi kerapatan papan komposit, maka ikatan antar partikel akan semakin kompak sehingga rongga udara dalam lembaran papan semakin kecil, dan keadaan tersebut akan menyebabkan air atau uap air menjadi sulit untuk mengisi rongga tersebut. Nilai rata-rata penyerapan air papan partikel disajikan pada Gambar 5 di bawah ini :

Gambar 5 Diagram nilai penyerapan air papan partikel yang diuji dengan SNI, ISO dan ASTM Hasil pengujian penyerapan air papan partikel selama 24 jam, menunjukkan bahwa nilai penyerapan air tertinggi dimiliki oleh contoh uji ISO yaitu sebesar 74,2 %, sedangkan nilai yang terendah dimiliki oleh contoh uji ASTM yaitu sebesar 65,5 %. Berdasarkan ketentuan dari FAO 1966, nilai penyerapan air papan partikel yang diperbolehkan adalah antara 20 % sampai 75 %, sedangkan SNI tidak mencantumkan persyaratan untuk nilai penyerapan air. Hasil pengujian penyerapan air papan partikel dengan tiga standar tersebut, semuanya memenuhi persyaratan FAO. Di bawah ini adalah analisis keragaman yang dilakukan untuk mengetahui pengaruh perbedaan ukuran contoh uji terhadap nilai penyerapan air papan partikel. Tabel 9 Analisis Keragaman Penyerapan Air Papan Partikel Source of Variation Between Groups Within Groups Total

SS 214,08 389,65 603,74

df 2 33 35

MS 107,04 11,81

F 9,065**

F table 3,285

Keterangan : ** = sangat nyata (F hitung > F tabel)

Berdasarkan hasil analisis keragaman, didapatkan bahwa nilai F hitung > dari F tabel. Dari hasil uji beda Tukey, nilai penyerapan air dari contoh uji SNI tidak berbeda nyata dengan nilai penyerapan air dari contoh uji ISO.

Sedangkan nilai penyerapan air ASTM berbeda nyata dengan dua standar lainnya. Hal ini diduga karena ukuran contoh uji ASTM adalah yang paling besar yaitu 152 mm × 152 mm, sedangkan ukuran dari dua standar lain yaitu SNI dan ISO adalah 50 mm × 50 mm. Perendaman contoh uji dilakukan dalam waktu 24 jam. Dengan ukuran yang jauh lebih besar dari contoh uji yang lain, ternyata contoh uji dari ASTM menghasilkan nilai penyerapan air yang jauh lebih kecil dibandingkan hasil pengujian dari contoh uji ISO dan SNI. Hal ini berhubungan dengan mekanisme aliran air pada papan partikel saat perendaman. Air masuk ke dalam papan partikel melalui sisi tebalnya. Aliran air ini biasa disebut dengan aliran air horizontal. Semakin luas sisi tebal yang akan dimasuki air, akan membuat aliran air menjadi lebih lambat untuk masuk ke dalam pori-pori papan partikel. Sehingga jumlah air yang masuk pada contoh uji ASTM lebih sedikit dibandingkan dengan jumlah air yang masuk pada contoh uji SNI dan ISO. Untuk mengurangi penyerapan air pada papan partikel, biasanya pada pembuatan papan partikel akan ditambahkan zat additive yaitu parafin yang dapat berfungsi sebagai water repellent yang akan menimbulkan daya tahan terhadap air dan stabilitas dimensi yang tinggi pada papan komposit

4.1.1.4 Pengembangan tebal Pengembangan tebal merupakan besaran yang menyatakan pertambahan tebal contoh uji yang dinyatakan dalam persen terhadap tebal awalnya, setelah contoh uji tersebut direndam dalam air pada suhu kamar selama 24 jam. Nilai rata-rata pengembangan tebal papan partikel setelah direndam dalam air selama 24 jam disajikan pada Gambar 6.

Gambar 6 Diagram nilai pengembangan tebal papan partikel yang diuji dengan SNI, ISO dan ASTM Nilai pengembangan tertinggi dihasilkan oleh pengujian dengan SNI yaitu sebesar 9,5 %, sedangkan nilai yang terkecil dihasilkan dari pengujian dengan ASTM yaitu sebesar 8,7 %. Nilai pengembangan tebal yang disyaratkan SNI untuk papan partikel adalah maksimal 12 %, sedangkan syarat dari FAO adalah sebesar 5-15 %. Dengan demikian ketiga hasil pengujian tersebut memenuhi persyaratan dari SNI dan FAO. Hasil analisis keragaman pengembangan tebal papan partikel disajikan pada Tabel 10.

Tabel 10 Analisis Keragaman Pengembangan Tebal Papan Partikel Source of Variation Between Groups Within Groups Total

SS 4,56 12,35 16,91

df 2 33 35

MS 2,28 0,37

F 6,087*

F table 3,285

Keterangan : * = nyata (F hitung > F tabel)

Berdasarkan analisis keragaman terhadap pengembangan tebal papan partikel, didapatkan hasil bahwa F hitung > F tabel. Nilai pengembangan tebal yang dihasilkan dari pengujian dengan ISO tidak berbeda nyata dengan standar lainnya, sedangkan nilai pengujian SNI berbeda nyata dengan nilai pengujian dengan ASTM.

Pengembangan tebal papan partikel merupakan gabungan dari dua komponen, yaitu pengembangan dari kayu itu sendiri dan pengembangan akibat pembebasan tegangan tekan yang diberikan saat pengempaan. Pembebasan tekanan ini terjadi pada saat kadar air tinggi dan bagian pengembangan ini tidak dapat pulih lagi apabila papan partikel dikeringkan. Selain itu pengembangan tebal ini diduga ada hubungannya dengan absorpsi air, karena semakin banyak air yang diabsorpsi dan memasuki struktur papan partikel, maka semakin banyak pula perubahan dimensi yang dihasilkan. Air masuk ke dalam papan partikel melalui sisi tebal papan tersebut. Semakin luas atau lebar sisi tebal papan yang akan dimasuki air, maka akan membuat aliran air yang masuk ke dalam papan menjadi lebih lambat. Hal ini menyebabkan jumlah air yang masuk pada contoh uji yang ukuran luas dimensi tebalnya lebih besar, jauh lebih sedikit dibandingkan dengan contoh uji yang ukuran luas dimensi tebalnya kecil. Sehingga pengembangan tebal yang terjadi pun akan lebih kecil dibandingkan dengan contoh uji yang ukuran luas dimensi tebalnya kecil.

4.1.2

Sifat Mekanis Papan Partikel

4.1.2.1 Modulus elastisitas (MOE) Modulus elastisitas (MOE) menunjukan sifat elastisitas suatu material termasuk di dalamnya papan partikel. Nilai rata-rata MOE yang didapatkan untuk pengujian dengan SNI adalah sebesar 1,8 × 104 kg/cm2, sedangkan nilai pengujian ISO sebesar 3,7 × 104 kg/cm2, dan pengujian dengan ASTM sebesar 4,6 × 104 kg/cm2. Ukuran contoh uji dari ketiga standar yang digunakan berbeda satu sama lain. Ukuran contoh uji untuk masing-masing standar adalah SNI sebesar 50 mm × 230 mm dengan jarak sangga pengujian 180 mm, ISO sebesar 50 mm × 290 mm dengan jarak sangga 240 mm, dan ASTM sebesar 76 mm × 338 mm dengan jarak sangga 288 mm. Antara SNI dan ISO memiliki perbedaan pada ukuran panjang contoh uji dan jarak sangga pengujian. Antara SNI dan ASTM, ukuran lebar dan panjang contoh uji serta jarak sangganya berbeda semua. Begitu juga antara ISO dan ASTM, semua faktor ukuran dimensi yang

ada nilainya berbeda. Pengujian contoh uji yang telah dilakukan, menghasilkan nilai MOE yang berbeda satu sama lain. Hal ini terjadi diduga karena ada perbedaan ukuran dari masing-masing contoh uji dan perbedaan pada jarak sangga yang digunakan dalam pengujian. Nilai ukuran contoh uji dan jarak sangga yang besar, cenderung menghasilkan nilai pengujian yang berbeda juga. Sehingga dapat disimpulkan bahwa perbedaan ukuran contoh uji dan perbedaan jarak sangga mempengaruhi hasil MOE yang didapatkan. Nilai MOE papan partikel yang disyaratkan SNI adalah sebesar 1,5 – 2,5 × 104 kg/cm2, sedangkan FAO menyebutkan nilai MOE yang disyaratkan untuk papan partikel adalah sebesar 1 – 5 × 104 kg/cm2. Nilai pengujian MOE yang didapatkan dari ketiga standar memenuhi persyaratan yang ditentukan oleh FAO dan SNI. Nilai rata-rata pengujian MOE papan partikel dapat dilihat pada Gambar 7, sedangkan untuk analisis keragaman nilai MOE nya, disajikan pada Tabel 11.

Gambar 7 Diagram nilai modulus elastisitas (MOE) papan partikel yang diuji dengan SNI, ISO dan ASTM

Tabel 11 Analisis Keragaman Modulus Elastisitas (MOE) Papan Partikel Source of Variation Between Groups Within Groups Total

SS 50,08 4,50 54,58

df 2 33 35

MS 25,04 0,14

F 183,437**

F table 3,285

Keterangan : ** = sangat nyata (F hitung ≫ F tabel)

Nilai F hitung yang didapat jauh lebih besar dari nilai F tabel. Hasil uji beda Tukey, menunjukkan bahwa pengujian MOE dengan tiga standar tersebut sangat berbeda nyata satu sama lain. Dengan demikian perbedaan ukuran contoh uji dan jarak sangga yang digunakan sangat berpengaruh terhadap nilai MOE yang dihasilkan. Hal ini diduga karena pengaruh perbedaan luasnya permukaan yang diberi beban dan panjang jarak sangga yang digunakan dalam pengujian. Semakin luas permukaan yang menahan beban, maka nilai MOE yang dihasilkan akan semakin besar. Semakin besar jarak sangga yang digunakan maka nilai MOE yang dihasilkan juga akan semakin besar.

4.1.2.2 Modulus patah (MOR) Modulus patah (MOR) merupakan besaran dalam bidang teknik yang menunjukan beban maksimum yang dapat ditahan oleh material termasuk dalam hal ini papan partikel per satuan luas sampai material tersebut patah. Nilai MOR yang tertinggi dihasilkan dari contoh uji SNI yaitu sebesar 139,8 kg/cm2, sedangkan yang terendah dihasilkan dari contoh uji ASTM yaitu sebesar 104,5 kg/cm2. Nilai MOR yang disyaratkan oleh SNI adalah sebesar 80 – 180 kg/cm2, sedangkan yang disyaratkan oleh FAO adalah sebesar 100500 kg/cm2. Jadi hasil pengujian dengan ketiga standar tersebut memenuhi syarat dari FAO dan SNI. Diagram hasil nilai rata-rata pengujian MOR dari tiga standar disajikan dalam Gambar 8.

Gambar 8 Diagram nilai modulus patah (MOR) papan partikel yang diuji dengan standar SNI, ISO dan ASTM Tabel 12 Analisis Keragaman Modulus Patah (MOR) Papan Partikel Source of Variation SS Between Groups 8197,66 Within Groups 22705,01 Total 30902,68

df 2 33 35

MS 4098,83 688,03

F 5,957*

F table 3,285

Keterangan : * = nyata (F hitung > F tabel)

Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa pada selang kepercayaan 95% atau taraf 5%, perbedaan ukuran contoh uji memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai MOR yang dihasilkan. Dari uji beda Tukey dapat dilihat bahwa hasil pengujian SNI tidak berbeda nyata dengan hasil pengujian dengan ISO, sedangkan hasil pengujian dengan ASTM berbeda nyata dengan dua standar lainnya. SNI memiliki ukuran dimensi panjang yang paling kecil dibandingkan standar lainnya. Selain itu, jarak sangga yang digunakan pada SNI jauh lebih pendek dari ISO dan ASTM. Ukuran dimensi panjang, lebar dan jarak sangga, mempengaruhi besarnya nilai beban maksimum yang dihasilkan. Semakin kecil ukuran dimensi panjang dan lebar contoh uji serta semakin pendek ukuran jarak sangga yang digunakan, akan menghasilkan nilai beban maksimum pengujian yang lebih besar. Dan semakin besar nilai beban maksimum yang dihasilkan, akan menghasilkan nilai MOR yang besar

juga. Jadi dapat disimpulkan bahwa perbedaan ukuran contoh uji dan jarak sangga, berpengaruh nyata terhadap nilai MOR papan partikel.

4.2 PAPAN SERAT 4.2.1

Sifat Fisis Papan Serat

4.2.1.1 Kerapatan Kerapatan papan serat ditentukan oleh derajat kekompakan lembaran selama pengempaan. Nilai kerapatan yang diperoleh dari hasil pengujian adalah 0,703 g/cm3 untuk contoh uji SNI, 0,709 g/cm3 untuk contoh uji ISO, dan 0,710 g/cm3 untuk contoh uji ASTM. Persyaratan nilai kerapatan papan serat kerapatan sedang (MDF) menurut SNI adalah sebesar 0,40 – 0,84 g/cm3, sedangkan menurut FAO adalah sebesar 0,42 – 0,80 g/cm3. Jadi berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan, ketiga contoh uji tersebut memenuhi ketentuan dari SNI dan FAO. Tabel 13 Analisis Keragaman Kerapatan Papan Serat Kerapatan Sedang (MDF) Source of Variation Between Groups Within Groups Total

SS 0,001508 0,007709 0,009216

df 2 33 35

MS 0,000754 0,000234

F 3,2273

F table 3,285

Variasi nilai kerapatan papan serat dapat dilihat pada diagram di bawah ini :

Gambar 9 Diagram nilai kerapatan papan serat yang diuji dengan SNI, ISO dan ASTM Berdasarkan analisis keragaman pada Tabel 13, karena nilai F hitung < F tabel maka itu berarti nilai kerapatan yang dihasilkan dari pengujian dengan tiga standar yang berbeda yaitu SNI, ISO, dan ASTM tidak berbeda nyata satu sama lain. Dengan demikian perbedaan ukuran contoh uji tidak berpengaruh nyata terhadap nilai kerapatan papan serat yang dihasilkan.

4.2.1.2 Kadar air Kadar air merupakan berat air yang terdapat di dalam papan serat yang dinyatakan dalam persen (%) terhadap berat papan serat dalam keadaan kering oven. Nilai kadar air tertinggi dihasilkan oleh ASTM yaitu sebesar 8,6 %, sedangkan yang terkecil dihasilkan oleh SNI yaitu sebesar 7,7 %. Ketentuan nilai kadar air papan serat kerapatan sedang yang disyaratkan dari SNI adalah ≤ 13 %, sedangkan dari FAO tidak mencantumkan persyaratan untuk nilai kadar airnya. Dengan demikian hasil pengujian kadar air ketiga standar tersebut memenuhi persyaratan SNI. Diagram nilai kadar airnya dapat dilihat pada Gambar 10, sedangkan analisis keragamannya disajikan pada Tabel 14.

Gambar 10 Diagram nilai kadar air papan serat yang diuji dengan SNI, ISO dan ASTM Hasil analisis keragaman menunjukkan nilai F hitung yang didapat lebih besar dari nilai F tabel itu artinya nilai kadar airnya berbeda nyata. Hasil uji beda Tukey dapat diketahui bahwa hasil pengujian SNI nilai kadar airnya tidak berbeda nyata dengan ISO. Sedangkan hasil pengujian ASTM nilai kadar airnya berbeda nyata dengan dua standar uji lain. Tabel 14 Analisis Keragaman Kadar air Papan Serat Kerapatan Sedang (MDF) Source of Variation Between Groups Within Groups Total

SS 6,94 6,60 13,54

df 2 33 35

MS 3,47 0,20

F 17,352**

F table 3,285

Keterangan : ** = sangat nyata (F hitung > F tabel)

Ukuran contoh uji ASTM lebih besar dari ukuran contoh uji standar lain. Ukuran contoh uji standar ASTM adalah sebesar 76 mm × 152 mm, ukuran contoh uji SNI adalah sebesar 50 mm × 50 mm, dan ukuran contoh uji ISO sebesar 50 mm × 50 mm. Karena ukuran contoh uji yang relatif lebih besar, maka air yang keluar dari permukaan papan serat akan cenderung lebih maksimal dan lebih banyak jumlahnya. Hal ini menyebabkan nilai kadar air ASTM lebih besar dari nilai kadar air standar lain. Dengan demikian

perbedaan ukuran contoh uji memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai kadar air papan serat yang dihasilkan.

4.2.1.3 Penyerapan air Nilai penyerapan air yang tertinggi dihasilkan oleh ISO yaitu sebesar 74,5 %, sedangkan nilai terendah dihasilkan oleh ASTM yaitu sebesar 66,4 %. Nilai penyerapan air yang disyaratkan oleh FAO adalah 6 – 40 %, sedangkan SNI tidak mencantumkan persyaratan untuk nilai penyerapan air. Dengan demikian hasil pengujian penyerapan air ketiga standar tersebut tidak ada satu pun yang memenuhi persyaratan dari FAO. Nilai penyerapan air yang didapatkan jauh lebih besar dari nilai yang ditentukan. Hal ini diduga karena papan serat terbuat dari serat yang sangat higroskopis, sehingga banyak air yang diabsorpsi oleh papan serat untuk memasuki struktur serat yang ada di dalam papan serat. Variasi nilai penyerapan airnya dapat dilihat pada Gambar 11.

Gambar 11 Diagram nilai penyerapan air papan serat yang diuji dengan SNI, ISO dan ASTM Analisis keragaman untuk pengujian penyerapan air papan serat dapat dilihat pada Tabel 15 di bawah ini :

Tabel 15 Analisis Keragaman Penyerapan Air Papan Serat Kerapatan Sedang (MDF) Source of Variation Between Groups Within Groups Total

SS 171,66 328,27 499,93

df 2 33 35

MS 85,83 9,95

F 8,629**

F table 3,285

Keterangan : ** = sangat nyata (F hitung > F tabel)

Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa nilai F hitung > F tabel. Hasil uji beda Tukey menunjukkan penyerapan air dengan SNI menghasilkan nilai yang tidak berbeda nyata dengan dua standar lainnya. Sedangkan ASTM menghasilkan nilai penyerapan air yang berbeda nyata dengan ISO. Ukuran contoh uji yang mempunyai dimensi lebar yang lebih luas, akan menyerap air lebih lambat dibandingkan dengan contoh uji yang ukuran luas dimensi tebalnya lebih kecil. Hal ini disebabkan oleh mekanisme aliran air horizontal yang terjadi pada saat perendaman. Dengan waktu perendaman yang sama, air yang masuk ke dalam contoh uji yang luas dimensi tebalnya lebih lebar akan jauh lebih lambat dibandingkan dengan contoh uji yang lain. Sehingga jumlah air yang masuk akan lebih sedikit.

4.2.1.4 Pengembangan tebal Pengujian pengembangan tebal dilakukan dengan merendam papan serat selama 24 pada air dengan suhu kamar. Nilai pengembangan tertinggi dihasilkan oleh contoh uji SNI yaitu sebesar 17,0 % dan yang terendah adalah contoh uji ASTM yaitu sebesar 16,2 %. Syarat nilai pengembangan tebal pada SNI adalah sebesar 10 – 17 %, sedangkan FAO tidak mencantumkan persyaratan untuk pengembangan tebal. Hasil pengujian pengembangan tebal ketiga standar tersebut semuanya memenuhi persyaratan SNI. Variasi nilai pengembangan tebal dapat dilihat pada Gambar 12, sedangkan analisis keragamannya disajikan pada Tabel 16.

Gambar 12 Diagram nilai pengembangan tebal papan serat yang diuji dengan SNI, ISO dan ASTM Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa F hitung > F tabel, artinya ukuran contoh uji berpengaruh nyata terhadap pengembangan tebal yang terjadi. Berdasarkan uji beda Tukey dapat diketahui bahwa hasil pengujian pengembangan tebal ISO tidak berbeda nyata dengan hasil pengujian dua standar lain, sedangkan SNI menghasilkan nilai pengembangan tebal yang berbeda nyata dengan ASTM. Tabel 16

Analisis Keragaman Pengembangan tebal Papan Serat Kerapatan Sedang (MDF)

Source of Variation Between Groups Within Groups Total

SS 3,01 10,65 13,65

df 2 33 35

MS 1,50 0,32

F 4,650*

F table 3,285

Keterangan : * = nyata (F hitung > F tabel)

Perbedaan pada hasil uji pengembangan tebal ini diduga karena absorpsi air yang terjadi pada contoh uji SNI lebih baik, karena ukuran contoh uji SNI lebih kecil dari ukuran contoh uji ASTM. Ukuran contoh uji ASTM adalah yang paling besar yaitu 152 mm × 152 mm, sedangkan ukuran dari dua standar lain yaitu SNI dan ISO adalah 50 mm × 50 mm. Air yang masuk ke dalam contoh uji yang luas dimensi tebalnya lebih kecil akan jauh lebih banyak dibandingkan dengan contoh uji yang luas dimensi tebalnya lebih

lebar. Hal ini terjadi karena aliran air horizontal, dimana air yang masuk ke dalam contoh uji yang ukuran luas dimensi tebalnya lebih kecil akan lebih maksimal dan mempengaruhi perubahan dimensi yang terjadi. Dengan demikian perbedaan ukuran contoh uji memberikan pengaruh yang nyata terhadap pengembangan tebal papan serat. 4.2.2

Sifat Mekanis Papan Serat

4.2.2.1 Modulus elastisitas (MOE) Prinsip dari pengujian modulus elastisitas dan modulus patah adalah untuk mengetahui kemampuan papan serat menahan beban terpusat yang diberikan pada saat pengujian. Nilai modulus elastisitas diperlukan terutama bila papan serat atau papan komposit tersebut digunakan sebagai komponen yang dipasang secara horizontal. Nilai MOE yang didapat dari hasil pengujian SNI sebesar 1,7 × 104 kg/cm2, ISO sebesar 3,6 × 104 kg/cm2, dan ASTM sebesar 4,2 × 104 kg/cm2. Nilai MOE yang disyaratkan oleh SNI adalah sebesar 0,82 – 2,55 × 104 kg/cm2, sedangkan yang disyaratkan oleh FAO sebesar 1,4 – 4,9 × 104 kg/cm2. Dengan demikian hasil pengujian MOE papan serat dengan ketiga standar tersebut memenuhi persyaratan SNI dan FAO. Variasi nilai modulus elastisitas papan serat dapat dilihat pada Gambar 13, sedangkan analisis keragaman MOE papan serat dapat dilihat pada Tabel 17.

Gambar 13 Diagram nilai modulus elastisitas (MOE) papan serat yang diuji dengan SNI, ISO dan ASTM Tabel 17 Analisis Keragaman Modulus elastisitas (MOE) Papan Serat Kerapatan Sedang (MDF) Source of Variation Between Groups Within Groups Total

SS 40,34 3,98 44,31

df 2 33 35

MS 20,17 0,121

F 167,389**

F table 3,285

Keterangan : ** = sangat nyata (F hitung ≫ F tabel)

Nilai F hitung yang didapat jauh lebih besar dari nilai F tabel. Hasil uji beda Tukey menunjukkan bahwa nilai MOE dari tiga standar tersebut sangat berbeda nyata satu sama lain. Dengan demikian perbedaan ukuran contoh uji dan jarak sangga yang digunakan sangat berpengaruh terhadap nilai MOE papan serat

yang dihasilkan. Hal ini diduga karena pengaruh perbedaan

luasnya permukaan yang diberi beban dan panjang jarak sangga yang digunakan dalam pengujian. Semakin luas permukaan yang menahan beban, maka nilai MOE yang dihasilkan akan semakin besar. Semakin besar jarak sangga yang digunakan maka nilai MOE yang dihasilkan juga akan semakin besar.

4.2.2.2 Modulus patah (MOR) Nilai modulus patah suatu papan komposit, biasanya tergantung pada berat jenis dan sifat bahan baku yang dipakai. Hasil dari pengujian untuk papan serat adalah sebesar 197,2 kg/cm2 untuk SNI, 228,0 kg/cm2 untuk ISO, dan 217,5 kg/cm2 untuk ASTM. Nilai MOR papan serat kerapatan sedang yang ditentukan oleh SNI adalah sebesar 51 – 306 kg/cm2, sedangkan FAO sebesar 105 – 280 kg/cm2. Nilai MOR ketiga standar tersebut memenuhi persyaratan FAO. Jika dibandingkan dengan persyaratan menurut SNI maka hasil pengujian MOR untuk contoh uji SNI memenuhi syarat untuk papan serat kerapatan sedang tipe 15, sedangkan untuk contoh uji ISO dan ASTM memenuhi syarat untuk papan serat kerapatan sedang tipe 25. Variasi nilai MOR nya dapat dilihat pada Gambar 14, sedangkan analisis keragaman dari pengujian modulus patah (MOR) papan serat dapat dilihat pada Tabel 18.

Gambar 14 Diagram nilai modulus patah (MOR) papan serat yang diuji dengan SNI, ISO dan ASTM

Tabel 18 Analisis Keragaman Modulus Patah (MOR) Papan Serat Kerapatan Sedang (MDF) Source of Variation SS Between Groups 5912,050 Within Groups 10962,68 Total 16874,73

df

MS

F

F table

2 33 35

2956,03 332,20

8,898**

3,285

Keterangan : ** = sangat nyata (F hitung > F tabel)

Hasil analisis keragaman nilai F hitung > F tabel, artinya nilai MOR ketiga standar tersebut berbeda nyata satu sama lain. Hasil uji beda Tukey menunjukkan pengujian MOR dengan ISO berbeda nyata dengan SNI, sedangkan ASTM tidak berbeda nyata dengan dua standar lainnya. Contoh uji SNI memiliki ukuran dimensi panjang yang paling kecil dibandingkan standar lainnya. Selain itu, jarak sangga yang digunakan pun jauh lebih pendek dari ISO dan ASTM. Ukuran dimensi panjang dan jarak sangga, mempengaruhi besarnya nilai beban maksimum yang dihasilkan. Semakin kecil ukuran dimensi

panjang contoh uji dan semakin pendek

ukuran jarak sangga yang digunakan, akan menghasilkan nilai beban maksimum pengujian yang lebih besar. Semakin besar nilai beban maksimum yang dihasilkan, akan menghasilkan nilai MOR yang besar juga. Dengan demikian dapat diketahui bahwa perbedaan ukuran contoh uji dan perbedaan jarak sangga yang digunakan berpengaruh nyata terhadap nilai MOR papan serat yang dihasilkan.

4.3 HASIL PENGUJIAN DAN PEMBANDINGNYA 4.3.1 Papan Partikel Tabel berikut adalah perbandingan antara hasil pengujian dengan ketentuan dari SNI dan FAO. Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa semua hasil pengujian dengan SNI, ISO dan ASTM memenuhi persyaratan SNI dan FAO. Sedangkan perbedaan ukuran contoh uji sangat berpengaruh terhadap nilai pengujian sifat fisis dan mekanis papan partikel kecuali kerapatan. Perbedaan hasil yang cukup signifikan terlihat pada pengujian modulus elastisitas (MOE), dimana ukuran contoh uji dan jarak sangga yang paling kecil memberikan hasil pengujian yang paling kecil juga.

Tabel 19 Perbandingan Hasil Pengujian Sifat Fisis Mekanis Papan Partikel dengan Standar yang ada Sifat Fisis Mekanis yang Diuji 1. Kerapatan

Persyaratan Sifat Fisis Mekanis SNI FAO 0,5 – 0,9 0,4 – 0,8

Nilai rata-rata dari hasil pengujian SNI ISO ASTM 0, 668 0,659 0,670

Keterangan √√

TN

(g/cm3) 2. Kadar air (%)

< 14

10 - 12

8,7

9,4

9,7

√√

**

3. Penyerapan air

×

20 - 75

73,1

74,2

65,5

√√

**

Maks. 12

5 - 15

9,5

9,0

8,7

√√

*

1,5 – 2,5

1-5

1,8

3,7

4,6

√√

**

80 - 180

100 - 500

139,8

112,7

104,5

√√

*

(%) 4. Pengembangan tebal (%) 5. MOE ( 104 kg/cm2) 6. MOR (kg/cm2)

Keterangan : × = tidak disyaratkan ; √√ = memenuhi ketentuan SNI dan FAO ; TN = tidak berpengaruh nyata ; * = berpengaruh nyata; ** = berpengaruh sangat nyata

4.3.2 Papan Serat Untuk pengujian papan serat kerapatan sedang, ada satu pengujian yang hasilnya tidak memenuhi persyaratan yang telah ditetapkan. Pengujian itu adalah pengujian penyerapan air. Besarnya nilai penyerapan air papan serat kerapatan sedang menurut FAO adalah 6 – 40 %, sedangkan nilai rata-rata hasil pengujian penyerapan air papan serat kerapatan sedang yang diuji menurut SNI, ISO, dan ASTM adalah 65 %. Berdasarkan data pada Tabel

20 dapat diketahui bahwa sifat fisis dan

mekanis papan serat kerapatan sedang yang diuji dengan tiga standar (SNI, ISO dan ASTM) semuanya memenuhi persyaratan yang telah ditetapkan oleh SNI dan FAO kecuali sifat penyerapan air. Perbedaan ukuran contoh uji sangat berpengaruh terhadap nilai pengujian sifat fisis dan mekanis papan serat kerapatan sedang kecuali kerapatan. Perbedaan hasil yang cukup signifikan terlihat pada pengujian modulus elastisitas (MOE), dimana ukuran contoh uji dan jarak sangga yang paling kecil memberikan hasil pengujian yang paling kecil juga.

Tabel 20 Perbandingan Hasil Pengujian Sifat Fisis Mekanis Papan Serat dengan Standar yang ada Sifat Fisis Mekanis yang Diuji 1. Kerapatan

Persyaratan Sifat Fisis Mekanis SNI FAO 0,40 – 0,84 0,42 – 0,80

Nilai rata-rata dari hasil pengujian SNI ISO ASTM 0, 703 0,709 0,710

Keterangan √√

TN

(g/cm3) 2. Kadar air (%)

≤ 13

×

7,7

7,7

8,6

√√

**

3. Penyerapan air

×

6 - 40

72,4

74,5

66,4

--

**

10 - 17

×

17,0

16,9

16,2

√√

*

0,82 – 2,55

1,4 – 4,9

1,7

3,6

4,2

√√

**

51 - 306

105 - 280

197,2

228,0

217,5

√√

**

(%) 4. Pengembangan tebal (%) 5. MOE ( 104 kg/cm2) 6. MOR (kg/cm2)

Keterangan : × = tidak disyaratkan ; √√ = memenuhi ketentuan SNI dan FAO ; -- = tidak memenuhi persyaratan; TN = tidak berpengaruh nyata; * = berpengaruh nyata; ** = berpengaruh sangat nyata

BAB V KESIMPULAN 5.1. Kesimpulan 1. Perbedaan ukuran contoh uji tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap hasil pengujian kerapatan papan partikel dan papan serat. Kerapatan rata-rata papan partikel adalah 0,666 g/cm3, sedangkan kerapatan rata-rata papan serat adalah 0,707 g/cm3. 2. Perbedaan ukuran contoh uji memberikan pengaruh yang nyata terhadap hasil pengujian kadar air, penyerapan air, pengembangan tebal, modulus elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) papan partikel dan papan serat. 3. Dibandingkan dengan persyaratan Standar Nasional Indonesia (SNI) dan FAO maka sifat fisis dan mekanis papan partikel yang diuji dengan SNI, ISO, dan ASTM semuanya memenuhi persyaratan yang ditentukan. 4. Sifat fisis dan mekanis papan serat kerapatan sedang yang diuji dengan SNI, ISO, dan ASTM semuanya memenuhi persyaratan yang ditentukan dalam Standar Nasional Indonesia. Dibandingkan dengan persyaratan FAO, maka hanya sifat penyerapan air saja yang tidak memenuhi persyaratan karena nilai penyerapan airnya lebih dari 40 %.

5.2. Saran Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang pengaruh perbedaan ukuran contoh uji terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel dan papan serat dengan menggunakan berbagai macam ketebalan papan partikel dan papan serat yang ada di pasaran.

DAFTAR PUSTAKA American Society for Testing and Materials. 1993. Standard Test Methods for Evaluating Properties of Wood-Base Fiber and Particle Panel Materials D1037-93. ASTM Committee : Philadelphia, Amerika Amurwaraharja, I. P. 1996. Sifat Fisis Mekanis Papan Serat Berkerapatan Sedang. [skripsi]. Jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Tidak dipublikasikan. Anonimous. 1982. US Wood-Based Panel Industry : Research and Technological Innovations. Forest Products Journal. Vol. 32, No. 8 Anonim.

2006. Limbah Kayu Dibuang Jangan, http://www.repulika.co.id/koran_detail.asp?id=244907&kat_id=13. [07 Mei 2006].

[BSN] Badan Standardisasi Nasional. 1996. Mutu Papan Partikel SNI 03-21051996. Badan Standardisasi Nasional : Jakarta. -------------------. 2006. Papan Serat SNI 01-4449-2006. Badan Standardisasi Nasional : Jakarta. Dharma, T. 1996. Pengaruh Perlakuan Jenis Perekat dan Ketebalan Terhadap Keawetan Papan Serat. [skripsi]. Jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Tidak dipublikasikan. Djalal, M. 1981. Pengaruh Orientasi Partikel dan Kadar Perekat Terhadap Sifatsifat Flakeboard dari Kayu Albizia dan Getah Perca. [Tesis]. Fakultas Kehutanan Pasca Sarjana IPB. Tidak Dipublikasikan. FAO. 1966. Plywod and Other Wood Base Panels. Food and Agriculture Organization of United Nations : Rome. Gandara, G. 1997. Pengaruh Level Resin UF Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Serat Berkerapatan Sedang. [Skripsi]. Fakultas Kehutanan, IPB. Tidak dipublikasikan. Hadi, Y.S. , F. Febrianto, dan N. E. Herliyana, 1994. Asetilasi Selumbar Sebagai Usaha Peningkatan Ketahanan Papan Partikel dari Serangan Rayap Tanah, Rayap Kayu Kering, dan Jamur Perusak Kayu. Laporan Penelitian Proyek Peningkatan Penelitian dan Pengabdian Masyarakat. Pusat Antar Universitas Institut Pertanian Bogor : Bogor Haygreen, J. G and J. L. Bowyer. 1989. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu Suatu Pengantar. Diterjemahkan oleh Dr. Ir. Sutjipto A. Hadikusumo. Gajah Mada University Press : Yogyakarta. Kollmann, F. J. P., E. W. Kuenzi and A. J. Stamm. 1975. Principles of Wood Science and Technology. Volume II. Wood Based Materials. Springer-Verlag : New York Larsson, L. 1993. MDF Industry Updated. Sunds Defibrator AB, Sundsvall : Sweden

Maloney, T. M. 1993. Modern Paritcleboard and Dry-Process Fiberboard Manufacturing. Miller Freeman Inc : San fransisco. Mulyadi. 2001. Sifat-sifat Papan Partikel Dari Limbah Kayu dan Plastik. [skripsi]. Jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Tidak diterbitkan. Rosid, I. K. 1995. Sifat-sifat Papan Partikel Menggunakan Perekat Lateks Alam Iradiasi Polistiren Kopolimer. [Skripsi]. Fakultas Kehutanan, IPB. Tidak dipublikasikan. Sudjana. 1980. Desain dan Analisis Eksperimen. Penerbit Tarsito : Bandung Sutigno,

P. 2006. Mutu Papan Partikel. (www.dephut.go.id/INFORMASI/SETJEN/PUSSTAN/INFO_V102/ IV.htm-32k). [06 Mei 2006].

Tsoumis, G. 1991. Science and Technology of Wood (Structure, Properties, Utilization). Van Nostrand : New York Widarmana, S. 1977. Panil-panil Berasal Dari Kayu Sebagai Bahan Bangunan. Proceding Seminar Persaki di Bogor tgl 23-24 Juni 1977. Pengurus Pusat Persaki : Bogor. Zakaria. 1996. Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Produksi PT. Paparti Pratama Cibadak Sukabumi. [Skripsi]. Fakultas Kehutanan, IPB. Tidak dipublikasikan.

LAMPIRAN

Lampiran 1 Dokumentasi Penelitian

Lampiran 1 (lanjutan)

Lampiran 2 Pengujian Kerapatan Papan Partikel Data Pengujian (dalam g/cm³) A1 A2 A3 0,642 0,635 0,656 0,646 0,657 0,641 0,638 0,634 0,685 0,646 0,672 0,646 0,683 0,687 0,649 0,691 0,654 0,687 0,695 0,635 0,666 0,696 0,692 0,678 0,674 0,638 0,664 0,692 0,642 0,709 0,643 0,688 0,675 0,672 0,679 0,688

SUMMARY Groups Column 1 Column 2 Column 3

Count 12 12 12

Anova: Single Factor Source of Variation SS Between Groups 0,0030 Within Groups 0,0623 Total

0,0652

Sum Average Variance 23,4104 1,9509 0,0021 23,2095 1,9341 0,0020 23,4617 1,9551 0,0016

df 2 33

MS 0,0015 0,0019

F 0,7845

P-value 0,4647

F crit 3,285

35

Keterangan : ≫ A1 = SNI ; A2 = ISO ; A3 = ASTM ≫ nilai yang dihitung dengan menggunakan Anova adalah nilai hasil transformasi data pengujian ≫ Dari hasil pengujian ANOVA, dapat diketahui bahwa ketiga standar uji yang digunakan menghasilkan nilai kerapatan yang tidak berbeda satu sama lain.Oleh karena itu, tidak perlu dilakukan uji lanjutan.

Lampiran 3 Pengujian Kadar Air Papan Partikel Data Pengujian (dalam %) A1 A2 A3 8,567 8,668 9,415 8,558 8,888 9,441 8,612 11,042 9,826 8,747 9,032 9,822 9,498 9,659 10,508 9,404 8,814 10,239 8,551 8,661 9,793 8,449 8,934 9,298 8,858 10,751 9,380 8,269 10,992 9,605 8,693 8,628 9,409 8,490 8,906 9,616 Keterangan :

SUMMARY Groups Column 1 Column 2 Column 3

Count 12 12 12

Anova: Single Factor Source of Variation Between Groups Within Groups

SS 5,63 12,18

df 2 33

Total Keterangan : ** =

17,80 taraf nyata

35 1%

Sum Average Variance 206,23 17,19 0,13 214,22 17,85 0,84 217,53 18,13 0,12

MS 2,81 0,37

F 7,629**

P-value 0,00189

F crit 3,285

A1 = SNI ; A2 = ISO ; A3 = ASTM ≫ Kesalahan Baku Percobaan

Sx

S

2 e

r

≫ Hasil Uji A1 17,17

A2 17,85

A3 18,13



= √ (0,37/12) = 0,1756 ≫ Uji Beda Tukey ω = ɋα(p,n2) S x ASTM. = ɋα(3,33) S x = 4,426 × 0,1756

Hasil pengujian contoh uji ISO memiliki nilai kadar air yang tidak berbeda nyata dengan dua standar lainnya. Sedangkan hasil pengujian contoh uji SNI berbeda nyata dengan

= 0,777 Lampiran 4 Pengujian Penyerapan Air Papan Partikel 53

Data Pengujian (dalam %) A1 A2 A3 74,317 73,346 62,437 79,224 77,788 62,423 67,418 69,950 67,086 64,714 81,761 70,269 75,194 76,765 69,323 68,140 68,406 68,140 79,021 73,128 54,296 74,364 75,127 55,301 65,555 77,746 67,152 84,393 75,851 68,746 72,027 74,468 70,614 71,735 65,828 69,610 Keterangan :

SUMMARY Groups Column 1 Column 2 Column 3

Count 12 12 12

Anova: Single Factor Source of Variation Between Groups Within Groups Total Keterangan : ** =

SS 214,08 389,65

Sum Average Variance 705,95 58,83 15,67 714,44 59,54 84,59 648,56 54,05 11,30

df 2 33

MS 107,04 11,81

F 9,065**

P-value 0,000728

F crit 3,285

603,74 35 taraf nyata 1%

A1 = SNI ; A2 = ISO ; A3 = ASTM ≫ Kesalahan Baku Percobaan

Sx 

S

2 e

r

= √ (11,81/12) = 0,9921 ≫ Uji Beda Tukey ω = ɋα(p,n2) S x = ɋα(3,33) S x = 4,426 × 0,9921

≫ Hasil Uji A3 54,05 59,54

A1

A2 58,83

Hasil pengujian contoh uji ASTM memiliki nilai penyerapan air yang berbeda nyata dengan dua standar lainnya. Sedangkan hasil pengujian contoh uji SNI berbeda nyata dengan ISO.

= 4,391 Lampiran 5 Pengujian Pengembangan Tebal Papan Partikel Data Pengujian (dalam %) A1 A2 A3 9,339 9,349 9,632 8,864 8,486 9,408 10,528 9,019 9,747 9,413 8,313 8,811 9,913 9,121 7,743 10,097 10,087 7,789 9,161 9,251 9,195 8,961 8,598 8,907 9,644 8,704 7,662 8,438 9,076 8,190 9,952 9,422 8,218 9,814 8,916 8,534 Keterangan :

SUMMARY Groups Column 1 Column 2 Column 3

Count 12 12 12

Anova: Single Factor Source of Variation Between Groups Within Groups

SS 4,56 12,35

df 2 33

Total Keterangan : * =

16,91 taraf nyata

35 5%

Sum Average Variance 215,43 17,95 0,33 209,73 17,48 0,23 204,99 17,08 0,56

MS 2,28 0,37

F 6,087*

P-value F crit 0,00562 3,285

A1 = SNI ; A2 = ISO ; A3 = ASTM ≫ Kesalahan Baku Percobaan

Sx

S

2

A3 17,08 17,95

e

r



= √ (0,37/12) = 0,1756 ≫ Uji Beda Tukey ω = ɋα(p,n2) S dengan = ɋα(3,33) S

≫ Hasil Uji A2

A1 17,48

Hasil pengujian contoh uji ISO memiliki nilai pengembangan tebal yang tidak berbeda nyata dengan dua standar lainnya. Sedangkan hasil pengujian contoh uji SNI berbeda nyata

x

x

ASTM.

= 3,468 × 0,1756 = 0,6090

Lampiran 6 Pengujian Modulus Elastisitas (MOE) Papan Partikel Data Pengujian ( dalam 104 kg/cm2) A1 A2 A3 2,0700 3,4667 4,2437 2,2484 4,1156 4,7427 2,0701 3,8307 5,1778 2,2577 3,8269 4,3854 2,0217 3,2408 4,6532 1,4695 4,4213 4,8460 1,5255 3,8692 4,3534 1,3402 3,6819 4,0939 1,6883 3,5854 4,3420 1,6936 3,3640 4,3924 1,4730 3,7085 5,6934 1,8661 3,6004 4,7668 Keterangan :

SUMMARY Groups Column 1 Column 2 Column 3 Anova Single Factor Source of Variation Between Groups Within Groups Total Keterangan

: **

Count 12 12 12

Sum 21,72 44,71 55,69

Average 1,81 3,73 4,64

Variance 0,11 0,11 0,20

SS 50,08 4,50

df 2 33

MS 25,04 0,14

F 183,437**

54,58 = taraf nyata 1%

P-value 1,33E-18

35

A1 = SNI ; A2 = ISO ; A3 = ASTM ≫Kesalahan Baku Percobaan

Sx

S

2 e

r

≫ Hasil Uji A1 1,810

A2 3,726

A3 4,641



= √ (0,14/12) = 0,1080 ≫ Uji Beda Tukey ω = ɋα(p,n2) S x = ɋα(3,33) S x = 4,426 × 0,1080 = 0,4781

 Hasil pengujian MOE dengan ketiga standar berbeda nyata satu sama lain

F crit 3,285

Lampiran 7 Pengujian Modulus Patah (MOR) Papan Partikel Data Pengujian ( dalam kg/cm2) A1 A2 A3 115,594 110,511 93,394 215,096 140,015 77,007 136,431 105,007 66,715 107,872 107,554 75,959 119,902 81,450 89,964 116,179 100,939 104,784 147,361 103,109 134,415 165,213 110,878 99,523 147,523 113,872 125,783 120,703 106,478 122,456 160,901 173,929 139,986 124,882 99,233 123,617 Keterangan :

SUMMARY Groups Column 1 Column 2 Column 3 Anova Single Factor Source of Variation Between Groups Within Groups Total Keterangan

: *

Count 12 12 12

Sum 1677,66 1352,98 1253,60

SS 8197,66 22705,01

df 2 33

30902,68 = taraf nyata 5%

Average Variance 139,81 912,29 112,75 547,02 104,47 604,79

MS 4098,83 688,03

F 5,957*

P-value F crit 0,006181 3,285

35

A1 = SNI ; A2 = ISO ; A3 = ASTM ≫Kesalahan Baku Percobaan

Sx

S

2 e

r

≫ Hasil Uji A3 104,467

A2 112,748

A1 139,805



= √ (688,031/12) = 7,5720 ≫ Uji Beda Tukey ω = ɋα(p,n2) S x = ɋα(3,33) S x = 3,468 × 7,5720 = 26,260

Hasil pengujian contoh uji SNI memiliki nilai MOR yang berbeda nyata dengan dua standar lainnya. Sedangkan pengujian contoh uji ASTM tidak berbeda nyata dengan ISO.

Lampiran 8 Pengujian Kerapatan Papan Serat Data Pengujian (dalam g/cm³) A1 A2 A3 0,705 0,701 0,715 0,706 0,705 0,711 0,710 0,696 0,717 0,715 0,708 0,717 0,691 0,710 0,719 0,720 0,715 0,720 0,704 0,710 0,702 0,706 0,712 0,705 0,696 0,709 0,702 0,698 0,708 0,703 0,692 0,712 0,706 0,693 0,720 0,707 Keterangan :

SUMMARY Groups Column 1 Column 2 Column 3

Count 12 12 12

Anova: Single Factor Source of Variation SS Between Groups 0,001508 Within Groups 0,007709 Total

0,009216

Sum 24,2369 24,3804 24,4168

Average 2,0197 2,0317 2,0347

Variance 0,000342 0,000157 0,000202

df 2 33

MS 0,000754 0,000234

F 3,22725

P-value 0,05247

F crit 3,285

35

A1 = SNI ; A2 = ISO ; A3 = ASTM ≫ Dari hasil pengujian ANOVA, dapat diketahui bahwa ketiga standar uji yang digunakan menghasilkan nilai kerapatan yang tidak berbeda satu sama lain. Oleh karena itu, tidak perlu dilakukan uji lanjutan.

Lampiran 9 Pengujian Kadar Air Papan serat Data Pengujian (dalam %) A1 A2 A3 7,743 7,481 8,492 7,444 8,045 8,454 7,981 7,757 8,424 7,601 7,712 8,564 9,053 7,717 8,595 7,577 7,703 8,466 7,402 7,381 8,708 7,528 7,355 10,189 7,880 7,793 8,031 7,411 7,855 8,096 7,292 7,777 8,533 7,378 7,844 8,462 Keterangan :

SUMMARY Groups Column 1 Column 2 Column 3

Count 12 12 12

Anova: Single Factor Source of Variation Between Groups Within Groups

SS 6,94 6,60

df 2 33

Total Keterangan : ** =

13,54 taraf nyata

35 1%

Sum Average Variance 193,14 16,09 0,27 193,42 16,12 0,04 204,45 17,04 0,29

MS 3,47 0,20

F 17,352**

P-value 7,08667E-06

F crit 3,285

A1 = SNI ; A2 = ISO ; A3 = ASTM ≫ Kesalahan Baku Percobaan

Sx

S

2 e

r

≫ Hasil Uji A1 16,09

A2 16,12

A3 17,04



= √ (0,20/12) = 0,1291 ≫ Uji Beda Tukey ω = ɋα(p,n2) S x ISO. = ɋα(3,33) S x = 4,426 × 0,1291

Hasil pengujian contoh uji ASTM memiliki nilai kadar air yang berbeda nyata dengan dua standar lainnya. Sedangkan hasil pengujian contoh uji SNI tidak berbeda nyata dengan

= 0,5714 Lampiran 10 Pengujian Penyerapan Air Papan Serat Data Pengujian (dalam %) A1 A2 A3 76,335 78,801 61,900 67,746 79,653 63,207 72,591 73,191 70,098 81,737 75,346 70,269 71,894 66,944 68,318 68,289 65,758 61,562 67,592 83,259 61,902 75,664 79,378 66,848 79,506 70,488 68,757 69,940 79,287 64,613 68,156 67,037 68,811 69,128 74,475 70,837 Keterangan :

SUMMARY Groups Column 1 Column 2 Column 3

Count 12 12 12

Anova: Single Factor Source of Variation Between Groups Within Groups

SS 171,66 328,27

df 2 33

Total Keterangan : ** =

499,93 taraf nyata

35 1%

Sum Average Variance 700,54 58,38 10,24 717,45 59,79 14,92 655,37 54,61 4,69

MS 85,83 9,95

F 8,629**

P-value 0,000968

F crit 3,285

A1 = SNI ; A2 = ISO ; A3 = ASTM ≫ Kesalahan Baku Percobaan

Sx

S

2

≫ Hasil Uji A3 54,61

e

r

A1 58,38

A2 59,79



= √ (9,95/12) = 0,9106 ≫ Uji Beda Tukey ω = ɋα(p,n2) S ISO. = ɋα(3,33) S

Hasil pengujian contoh uji SNI memiliki nilai penyerapan air yang tidak berbeda nyata dengan dua standar lainnya. Sedangkan hasil pengujian contoh uji ASTM berbeda nyata dengan

x

x

Data Pengujian (dalam %) A1 A2 A3 16,920 18,222 15,650 16,355 17,238 16,401 16,277 15,360 15,648 17,836 15,747 15,661 17,560 16,790 16,032 17,526 16,329 15,505 17,044 17,762 16,439 16,918 17,577 16,526 18,155 16,212 17,162 16,346 16,540 17,268 15,879 16,729 15,790 17,570 17,691 15,800 Keterangan :

60

= 4,426 × 0,9106 = 4,0303 Lampiran 11 Pengujian Pengembangan Tebal Papan Serat SUMMARY Groups Column 1 Column 2 Column 3

Count 12 12 12

Sum 292,46 290,67 284,38

Anova: Single Factor Source of Variation Between Groups Within Groups

SS 3,01 10,65

df 2 33

Total Keterangan : * =

13,65 taraf nyata

35 5%

Average Variance 24,37 0,30 24,22 0,45 23,70 0,22

MS 1,50 0,32

F 4,650*

P-value 0,017

F crit 3,285

A1 = SNI ; A2 = ISO ; A3 = ASTM ≫ Kesalahan Baku Percobaan

Sx

S

2

A3 23,70 24,37

e

r



= √ (0,32/12) = 0,1633 ≫ Uji Beda Tukey ω = ɋα(p,n2) S dengan

≫ Hasil Uji

x

A2

A1 24,22

Hasil pengujian contoh uji ISO memiliki nilai pengembangan tebal yang tidak berbeda nyata dengan dua standar lainnya. Sedangkan hasil pengujian contoh uji SNI berbeda nyata

= ɋα(3,33) S ASTM. x = 3,468 × 0,1633 = 0,5663 Lampiran 12 Pengujian Modulus Elastisitas (MOE) Papan Serat Data Pengujian ( dalam 104 kg/cm2) A1 A2 A3 1,6089 3,0733 4,5253 1,9514 3,4541 4,7014 1,5506 3,9333 3,8824 1,3809 3,4831 4,1677 1,4492 3,5502 3,9316 1,4277 3,5799 3,7704 1,4885 3,6802 4,4463 1,4747 4,6741 4,5772 1,9717 3,5711 3,9498 1,9899 3,4998 3,8014 2,4480 3,7458 4,0515 1,7060 3,3322 4,2307 Keterangan :

SUMMARY Groups Column 1 Column 2 Column 3 Anova Single Factor Source of Variation Between Groups Within Groups Total Keterangan

: **

Count 12 12 12

Sum 20,45 43,58 50,04

Average 1,70 3,63 4,17

SS 40,34 3,98

df 2 33

MS 20,17 0,121

44,31 = taraf nyata 1%

Variance 0,10 0,15 0,11

F P-value 167,389** 5,29E-18

35

A1 = SNI ; A2 = ISO ; A3 = ASTM ≫ Kesalahan Baku Percobaan

Sx

S

2

≫ Hasil Uji A1 1,704

e

r

A2 3,631

A3 4,170



= √ (0,1205/12) = 0,1002 ≫ Uji Beda Tukey ω = ɋα(p,n2) S x = ɋα(3,33) S

 Hasil pengujian MOE dengan ketiga standar berbeda nyata satu sama lain x

F crit 3,285

= 4,426 × 0,1002 = 0,4435

Lampiran 13 Pengujian Modulus Patah (MOR) Papan Serat Data Pengujian ( dalam kg/cm2) A1 A2 A3 187,850 248,723 220,598 181,724 220,572 196,391 221,006 257,232 229,740 227,258 199,636 229,740 219,163 245,107 202,857 187,247 201,648 212,609 190,584 202,890 206,956 203,279 244,264 206,956 192,584 219,460 250,988 206,831 251,005 228,102 166,792 219,940 216,155 181,652 226,025 208,837 Keterangan :

SUMMARY Groups Column 1 Column 2 Column 3

Count 12 12 12

Sum 2365,97 2736,50 2609,93

Average 197,17 228,04 217,49

Variance 339,98 426,98 229,65

SS 5912,050 10962,68

df 2 33

MS 2956,03 332,20

F 8,898**

16874,73 = taraf nyata 1%

35

Anova Single Factor Source of Variation Between Groups Within Groups Total Keterangan

: **

P-value 0,000811

F crit 3,285

A1 = SNI ; A2 = ISO ; A3 = ASTM ≫ Kesalahan Baku Percobaan

Sx

S

2 e

r

≫ Hasil Uji A1 197,17

A3 217,4

A2 228,04



= √ (332,2024/12) = 5,2615 ≫ Uji Beda Tukey ω = ɋα(p,n2) S x = ɋα(3,33) S x = 4,426 × 5,2615 = 23,2873

Hasil pengujian contoh uji ASTM memiliki nilai MOR yang tidak berbeda nyata dengan dua standar lainnya. Sedangkan pengujian contoh uji SNI berbeda nyata dengan ISO.