HASIL DAN PEMBAHASAN
2. Ciri anatomi
Bidang Kayu Kalimuru dapat Dilihat pada Gambar 2, 3 dan 4 Berikut:
Gambar 3. Bidang longitudinal Gambar 4. Bidang Radial
Gambar 5. Bidang Tangensial
Pada Gambar 2 disajikan preparat bidang longitudinal / aksial kayu kalimuru dengan pembuluh/pori tipe baur sebagian besar soliter, lainnya berpasangan radial atau diagonal. Penyebaran. Bentuk bidang perforasi foraminate, berdiameter sampai 233,36 mikron dan rata-rata 167, 14 mikron.
Parenkim paratrakea (berhubungan langsung dengan pembuluh), berbentuk Aliform (sayap) dan konfluen.
Pada Gambar 3. Disajikan preparat bidang radial kayu kalimuru pada gambar tersebut penyebaran noktah opposite.
Pada Gambar 4. Disajikan preparat bidang tangensial kayu kalimuru pada gambar tersebut terlihat jari-jari heteroselular dengan hanya 1 jalur sel tegak, lebar hampir seluruhnya 1 seri dan ada beberapa 2 seri.
Berdasarkan sifat anatomi, kayu kalimuru mirip kayu Anggerit (Neonauclea schlechteri) (val.) Merr. Et Perry, Family Rubiaceae. Jenis kayu ini tersebar luas di jawa, sumatera, Kalimantan, Sumbawa, sulewesi, dan Maluku.
Pengukuran Dimensi Serat
Pada Gambar 5 disajikan teknik pengkuran panjang serat dan Gambar 6 diameter serat dan diameter lumen kayu kalimuru, dimensi serat meliputi beberapa bagian, termasuk panjang serat, diameter lumen dan tebal dinding serat.
Antara bagian–bagian serat ini memiliki hubungan yang kompleks, dimana satu dan yang lainnya saling mempengaruhi, pengaruhnya itu sendiri mengarah terhadap tujuan penggunaannya. Pengukuran dimensi serat diperoleh dari hasil rata-rata masing-masing dimensi serat.
Tabel 2. Nilai rata-rata dimensi serat kayu kalimuru Jenis (2012), kalimuru termasuk kelas serat medium yaitu 900-1600 mikron. Sedangkan yang termasuk kelas serat cukup panjang yaitu 1600-2200 mikron. Panjang serat jenis kayu kalimuru disajikan pada Gambar 5.
Gambar 6. Panjang serat kayu kalimuru
Semakin panjang serat kayu maka pulp yang dihasilkan memiliki kekuatan yang tinggi. Hal ini disebabkan serat panjang memberikan bidang persentuhan yang lebih luas dan anyaman lebih baik antara satu serat dengan lainnya, yang memungkinkan lebih banyak terjadi ikatan hidrogen antar serat-serat tersebut.
Lebih lanjut, pulp serat panjang lebih sulit lolos saringan, sehingga lebih mudah dicuci. Panjang serat mempengaruhi sifat-sifat tertentu pulp dan kertas, termasuk ketahanan sobek, kekuatan tarik dan daya lipat.
Diameter serat dari kayu kalimuru tersebut berkisar 33,56 mikron. . Berikut disajikan diameter serat dari kayu kalimuru.
Gambar 7. Diamter serat dan Diameter Lumen
Kayu kalimuru mempunyai dinding serat berkisar 5,80 mikron. Serat yang berdinding tipis mengakibatkan serat tersebut mudah menggepeng sehingga menghasilkan lembaran pulp dan kertas yang lebih padat dan lebih baik dibandingkan dengan serat berdinding tebal. Untuk memperoleh keteguhan retak dan sobek yang tinggi, serat yang berdinding tebal perlu dicampur dengan serat yang panjang dan berdinding tipis, misalnya dengan serat kayu daun jarum, atau digiling sesudah diolah menjadi pulp selama beberapa waktu seminggu terjadi penipisan dinding serat.
Turunan Dimensi Serat
Selain panjang serat, persyaratan serat untuk bahan baku pulp dan kertas juga ditentukan oleh nilai turunan dimensi serat. Dimensi serat dan turunannya
merupakan salah satu sifat penting kayu yang dapat digunakan untuk menduga sifat-sifat pulp yang dihasilkan.
Nilai turunan dimensi serat (bilangan Runkle Ratio, Felting Power/Slenderness (Daya Tenun), Mulhsteph Ratio (Bilangan Muhlsteph), Coefficient og Rigidity (Koefisien Kekakuan), dan Flexibility Ratio (Bilangan Fleksibilitas).
Tabel 3. Turunan dimensi serat kayu kalimuru
No Nilai Panjang RR(Runkle Ratio); DT(Daya Tenun); BM(Bilangan Mulsteph); KK(Koefisien Kekakuan); BF(Bilangan Fleksibilitas.
Pada Tabel 3 terlihat bahwa bilangan Runkel kayu kalimuru berkisar 0,52.
Berdasarkan kriteria penilaian serat kayu Indonesia untuk bahan baku pulp dan kertas (Anonim, 1976 dalam Siregar, 2012) bilangan Runkel yang kecil atau sama 0,50-1,00 termasuk kelas III yang menunjukkan bahwa kayu kalimuru termasuk kayu kelas III. Kayu untuk pembuatan pulp serat yang baik yaitu memiliki bilangan Runkel kecil menunjukkan bahwa kayu memiliki dinding sel yang tipis dan diameter lumen lebar sehingga serat dalam lembaran pulp menggepeng seluruhnya dan ikatan antar serat baik.
Nilai daya tenun yang dihasilkan dari kayu kalimuru berkisar 38,19.
Berdasarkan kriteria penilaian serat kayu Indonesia untuk bahan baku pulp dan kertas (Anonim, 1976 dalam Siregar, 2012), daya tenun yang kecil <40 termasuk kelas IV. Hal ini menunjukkan bahwa kayu kalimuru termasuk kayu kelas IV karena berkisar 38,19 mikron. Nilai daya tenun merupakan perbandingan panjang serat dengan diameter serat. Semakin besar perbandingan tersebut maka semakin
tinggi kekuatan sobek dan semakin baik daya tenun seratnya. Dengan kekuatan sobek yang tinggi itu juga berarti panjang serat juga semakin panjang karena dalam menjalin antara serat semakin panjang dan gaya sobek akan terbagi dalam luasan yang lebih besar (Syafii dan Siregar, 2006).
Perbandingan Muhlsteph serat kayu kalimuru berkisar 57,22%. Kayu kalimuru termasuk kedalam kelas II menurut (Anonim, 1976 dalam Siregar, 2012) perbandingan Muhlsteph 50-70 masuk kedalam nilai serat kelas II. Besarnya perbandingan Muhlsteph berpengaruh terhadap kerapatan lembaran pulp yang pada akhirnya berpengaruh pula pada kekuatan pulp yang dihasilkan. Semakin kecil perbandingan Muhlsteph maka kerapatan lembaran pulp yang dihasilkan akan semakin tinggi dengan sifat kekuatan tinggi pula. Sebaliknya, perbandingan Muhlsteph yang tinggi menghasilkan lembaran pulp dengan kerapatan yang rendah dan kekuatan rendah pula.
Koefisien kekakuan yang dihasilkan dari ketiga jenis kemenyan berkisar 0,17. Berdasarkan kriteria penilaian serat kayu untuk bahan baku pulp dan kertas (Anonim, 1976 dalam Siregar, 2012), koefisien kekakuan 0,15-0,20 termasuk kelas III. Hal ini menunjukkan bahwa jenis kayu kalimuru termasuk kayu kelas III. Perbandingan Koefisien Kekakuan ini menunjukkan korelasi negatif terhadap kekuatan panjang putus (kekuatan tarik), artinya semakin tinggi koefisien kekakuan maka semakin rendah kekuatan tarik dari kertas tersebut. Sebaliknya semakin rendah koefisien kekakuan maka semakin tinggi kekuatan tarik kertas bersangkutan. Maka untuk pembuatan pulp sebaiknya mempunyai nilai koefisien kekakuan yang rendah (Syafii dan Siregar, 2006).
Bilangan fleksibilitas kayu kalimuru berkisar 0,65 . Menurut (Anonim, 1976 dalam Widiarty, 2003) bilangan fleksibilitas 0,60-0,80 termasuk kelas II.
Hal ini menunjukkan jenis kayu kalimuru termasuk ke dalam kelas II.
Perbandingan fleksibilitas adalah perbandingan diameter lumen dengan diameter serat, dimana perbandingan tersebut mempunyai hubungan parabolis dengan kekuatan tarik. Artinya serat dengan perbandingan fleksibilitas tinggi berarti serat tersebut mempunyai tebal dinding yang tipis dan mudah berubah bentuk.
Kemampuan berubah bentuk ini menyebabkan persinggungan antara permukaan serat lebih leluasa sehingga terjadi ikatan serat yang lebih baik dan akan menghasilkan lembaran pulp dengan kekuatan baik (Syafii dan Siregar, 2006).
Maka jumlah nilai panjang serat dengan nilai turunan dimensi serat menghasilkan nilai kualitas serat untuk kayu kalimuru berdasarkan Tabel 2 di atas jumlah nilai 325, menurut klasifikasi dari (Anonim, 1976 dalam Siregar, 2012) jumlah nilai 301-450 masuk ke kelas II. Maka kayu kalimuru termasuk kedalam kelas II. Karakteristik kelas mutu II adalah jenis kayu agak ringan sampai berat, dinding sel tipis sampai sedang dan lumen agak lebar. Dalam pembentukan lembaran pulp, serat mudah menggepeng dengan ikatan antar serat dan tenunan baik, menghasilkan lembaran dengan keteguhan sobek dan tarik yang sedang dan dapat diinformasikan mempunyai potensi untuk menghasilkan pulp yang cukup baik. Dan jenis bahan yang diuji diambil secara acak tidak diketahui pangkal, tengah, ataupun ujung.
Pengujian sifat pemesinan
Pemesinan kayu (wood machining) adalah proses pembentukan atau pemotongan kayu dengan menggunakan mesin, yang didalamnya terdapat mata
pisau (cutting toll), melalui satu kombinasi operasi yaitu penggegajian (sawing) ,pembentukan (shaping atau moulding), pengampelasan (sanding), pembubutan (turning) dan sebagainya. Berikut merupakan rata-rata permukaan cacat dan bebas cacat pada kayu kalimuru pada seluruh proses pengerjaan disajikan pada Tabel 4.
Tabel 4. Persentase Rata-rata Permukaan cacat dan Bebas cacat pada kayu
Penyerutan adalah proses pemesinan yang paling umum nomor dua setelah penggeregajian. Penentuan kualitas permukaan kayu hasil dari proses penyerutan pada umumnya berdasarkan permukaan bebas cacat Davis (1962) dalam Siwanto (2002). Berdasarkan proses penyerutan yang telah dilakukan, diperoleh nilai bebas cacat dan kelas mutu yang disajikan pada Tabel 4. Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa kayu kalimuru menunjukkan kualitas penyerutan mutu sangat baik (kelas I), dengan persentase permukaan bebas cacat 81,97 %. Pada kayu kalimuru, cacat yang terbesar adalah Tanda serpih (chip mark) dengan persentase sebesar 11,47 % dan diikuti Bulu halus (fuzzy grain) sebesar 6,25%. Hasil penelitian yang dilakukan oleh Roger, (2011) cacat yang timbul pada proses penyerutan adalah
cacat bulu halus, serat tersepih, serta tanda serpih. Sedangkan cacat serat terangkat sangat kecil akibat proses penyerutan.
Gambar 8. Cacat Tanda serpih hasil proses penyerutan
Gambar 9. Cacat bulu halus hasil proses penyerutan
Menurut Darmawan (1997) dalam Adha (2005), cacat tanda serpih terbentuk akibat rendahnya kekerasan kayu, sehingga tatal-tatal kayu yang terbentuk akan sangat mudah dilekukan pada permukaan papan yang telah
diketam oleh pisau-pisau pengetam. Cacat jenis ini dapat dikurangi dengan cara menyemprotkan permukaan mata pisau dengan suatu larutan pelicin dan juga disarankan agar pipa penghisap tatal berfungsi dengan sempurna.
Tanda serpih kemungkinan terjadi dikarenakan mata pisau kayu tidak tajam (tumpul) sehingga pada saat pemotongan kayu tidak terpotong sempurna.
Darmawan (1997) dalam Sitinjak (2008) mengatakan tanda serpih dapat disebabkan oleh adanya kayu yang menempel pada ujung pisau sehingga ujung pisau menjadi tumpul dan disebabkan oleh resin kayu terlalu tinggi.
Menurut SNI 01-500.4-1999 dalam Ruhendi dan Sucipto (2003) bekas tanda serpih adalah cacat berupa cekungan dangkal pada permukaan kayu yang disebabkan oleh adanya serpih yang tertinggal, baik pada saat penyerutan maupun pada saat pembentukan. Tanda serpih kemungkinan terjadi dikarenakan mata pisau pemotong kayu tidak tajam (tumpul) sehingga pada saat pemotongan kayu tidak terpotong sempuma. Darmawan (1997) dalam Sitinjak (2008) mengatakan tanda serpih dapat disebabkan oleh adanya kayu yang menempel pada ujung pisau sehingga ujung pisau menjadi tumpul dan disebabkan oleh resin kayu terlalu tinggi.
Meskipun jumlah persentase yang ditunjukkan pada Tabel 4 menyatakan bahwa cacat bulu halus pada kayu kalimuru dari hasil penyerutan sebesar 6,25%.
Bulu halus merupakan cacat berupa kekasaran permukaan kayu karena adanya sekelompok serabut yang berdiri (tidak terpotong sempurna) pada contoh uji.
Cacat ini biasanya ditemukan pada perbatasan kayu gubal dan kayu teras serta pada pinggir kayu. Timbulnya cacat ini diduga adanya perbedaan kadar air pada kayu gubal (KA tinggi) dan kayu teras (KA rendah), sehingga terjadi pemotongan
yang tidak sempuma pada daerah tersebut dan timbul cacat bulu halus. Cacat bulu halus terjadi diduga juga karena mesin ketam yang digunakan sudah tumpul.
Seperti yang dinyatakan oleh Darmawan (1997) dalam Siswanto (2002), banyak faktor yang memainkan peranan penting dalam menentukan kualitas hasil pengetaman. Salah satu dari faktor tersebut berasal dari jenis kayu yang sedang diserut dimana jenis kayu yang bagus menghasilkan serutan yang bagus pula dan jenis kayu yang kurang bagus menghasilkan serutan yang kurang bagus pula, sedangkan beberapa faktor lainnya dapat berasal dari mesin ketam yang dipergunakan. Sehingga dimungkinkan bisa menjadi penyebab serat kayu tidak terpotong sempurna, sehingga dengan terdapat sekelompok serat bulu halus yang masih berdiri. Cacat bulu halus juga sering ditemukan pada permukaan papan gergajian yang berasal dari kayu reaksi. Diduga karena kayu reaksi memiliki berat jenis yang lebih tinggi dari pada kayu biasa. Kayu dengan berat jenis yang tinggi akan sulit dikerjakan meskipun akan menghasilkan kayu gergajian dengan kualitas pemesinan yang baik tetapi dalam pengerjaannya membutuhkan tenaga yang berkali-kali lipat dari pengerjaan kayu biasa. Pengerjaan jenis kayu ini membuat mata pisau yang digunakan menjadi panas sehingga menyulitkan penyelesaian akhir yang memuaskan.
Menurut Siswanto (2002), kayu reaksi sukar untuk dikerjakan menjadi bentukan lain, susah untuk digergaji, diketam dan hasil ketamannya berbulu atau berbulu halus.Menurut Lerch (1987) bahwa untuk meratakan benda kerja, arah serat dan tebal benda kerja harus diperhatikan. tebal benda kerja juga diukur, agar ketebalaan benda kerja yang diketam dapat ditentukan. Menurut Maloney et al.(1995) dalam Siswanto (2002), kecepatan pengumpanan, kadar air kayu dan
sudut potong kayu adalah variabel-variabel penting yang diketahui sebagai penduga kualitas penyerutan. Hasil terbaik pada proses penyerutan akan dicapai pada tebal serutan akhir tidak kurang dari 1 mm dan tidak lebih dari 2 mm.
Pembentukan (Shaping)
Sekilas kayu kalimuru memiliki kualitas pembentukan buruk (kelas IV), dengan rata-rata persentase bebas cacat sebesar 33,75%. Cacat permukaan dan nilai bebas dapat dilihat pada Tabel 4. Cacat-cacat yang timbul akibat proses pembentukan hanya terdapat cacat bulu halus. Persentase cacat permukaan pada kayu ekaliptus untuk cacat bulu halus sebesar 66,25% . Hasil penelitian yang dilakukan Mulyono (2000), jenis cacat yang ditimbulkan pada proses pembentukan didominasi oleh jenis cacat serat bulu. Seperti halnya pengetaman, bahwa cacat serat berbulu timbul karena adanya kelembaban kayu.
Gambar 10. Cacat Bulu Halus Hasil Proses Pembentukan
Cacat bulu halus diduga timbul karena serat-serat kayu yang berpadu tidak terpotong sempuma oleh mata pisau sehingga terjadi kerusakan serat-serat kayu
yang mengakibatkan terbentuknya cacat serat berbulu pada bidang pemotongan.
Berdasarkan hasil penelitian Adha (2005), bahwa proses pembentukan menyebabkan sudut potong pisau dengan arah serat kayu menjadi tegak lurus, sehingga serat kayu yang tidak terpotong sempurna akan berdiri dan membentuk bulu-bulu halus. Hal ini dikuatkan dengan adanya bagian kayu dengan arah serat berpadu pada ciri umum kayu kalimuru.
Pengeboran (boring)
Pada Tabel 4. dapat dilihat bahwa kayu kalimuru menunjukkan kualitas pengeboran sangat baik (kelas I) dengan persentase permukaan bebas cacat sebesar 95,25%. Cacat-cacat yang muncul pada hasil uji pengeboran adalah bulu halus dan serat tersobek. Cacat yang paling banyak muncul adalah serat tersobek sebesar 2,52% , diikuti serat tersobek sebesar 2,42%. Priyatno (2003) dalam Sitinjak (2008) menambahkan bahwa adanya serat patah, terjadi karena pada saat pemesinan permukaan papan uji tercabut dengan paksa. Hal ini terjadi diduga mata bor yang kurang tajam. Pengamatan selama proses pengeboran dilakukan, menunjukkan adanya kecenderungan bahwa kestabilan tapak/alat saat mengebor sangat mempengaruhi munculnya cacat tersebut. Berbeda dengan proses pengetaman dan pengamplasan, kondisi kayu sebelum dilakukan pengeboran juga sangat mempengaruhi hasil akhir pengeboran. Hal ini diduga terjadi karena mekanisme dan arah potong pada proses pengeboran sedikit berbeda dengan kedua proses tersebut.
Gambar 11. Cacat bulu halus hasil proses pengeboran
Gambar 12. Cacat penyobekan hasil proses pengeboran
Priyatno (2003) dalam Sitinjak (2008) menjelaskan bahwa pada mata bor terdapat dua sisi tajam yang bekerja, dimana sisi yang satu bekerja untuk membuat tapak dan melubangi workpiece secara tegak lurus/cross cutting (arah potong 90-90), sedang sisi lainnya berfungsi untuk mendesak dan memotong
bagian dalam kayu yang dibor hingga terbentuk lubang bor sesuai ukuran mata bor yang digunakan.
Pengampelasan (Sanding)
Sekilas hasil pengampelasan yang diperoleh untuk kayu kalimuru termasuk kedalam kelas sangat baik (kelas I). Dengan cacat teramati adalah bulu halus sebesar 0,85% seperti pada Tabel 4. Nilai rata-rata persentase bebas cacat terbesar 99,14%.
Gambar 13. Cacat bulu halus hasil pengampelasan
Timbulnya cacat bulu halus kadang-kadang dipengaruhi oleh karakteristik kayu, ukuran grit ampelas yang digunakan serta arah pengumpanan kayu saat memasukkan kayu pada mesin ampelas. Jika arah pengumpanan berlawanan dengan arah serat kemungkinan terjadinya cacat bulu halus akan semakin besar, karena pada saat proses pengampelasan serat tidak terpotong sempurna akan bangun oleh gesekan ampelas (Koch, 1964 dalam Siswanto, 2002). Prayitno (2003) dalam Ramawati (2006) menjelaskan bahwa berat jenis berpengaruh
terhadap hasil pengampelasan, dimana berat jenis kayu yang rendah hasil pengampelasan menunjukkan cendrung luasan cacatnya besar dan sebaliknya.
Pelubang Persegi (Mortising)
Sekilas hasil pelubang persegi yang diperoleh pada kayu kalimuru termasuk kedalam mutu sangat baik (kelas I). Pada Tabel 4 menyatakan nilai persentase rata-rata cacat permukaan kayu dan permukan bebas cacat pada kayu kalimuru dari hasil pelubang persegi dengan persentase bebas cacat sebesar 91,95%. Pada kayu kalimuru, cacat-cacat yang timbul dari proses pelubang persegi adalah bulu halus dan serat tersobek. Cacat yang paling banyak timbul adalah serat tersobek 6,92%, diikuti bulu halus sebesar 1,2%. Hal ini terjadi diduga mata bor yang kurang tajam. Pengamatan selama proses pengeboran dilakukan, menunjukkan adanya kecenderungan bahwa kestabilan tapak/alat saat mengebor sangat mempengaruhi munculnya cacat tersebut. Hal ini terjadi juga pada proses pelubang persegi. Seperti yang dikemukakan pada proses pengeboran bahwa adanya serat patah, terjadi karena pada saat pemesinan permukaan papan uji tercabut dengan paksa.
Gambar 14. Cacat bulu halus hasil proses pelubang persegi
Gambar 15. Cacat penyobekan hasil proses pelubang persegi Pembubutan (Turning)
Berdasarkan proses mesin bubut yang mesin bubut yang dilakukan,diperoleh nilai bebas cacat dan kelas mutu yang disajikan pada Tabel 4.
Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa kayu kalimuru menunjukkan kualitas Baik (kelas II), dengan persentase 69,97%.
Cacat-cacat yang muncul pada hasil uji pembubutan bulu halus dan tanda serpih. Cacat yang paling banyak timbul adalah bulu halus sebesar 22,98 % dan
diikuti tanda serpih sebesar 7,05%. Seperti yang dikemukakan pada proses pembentukan bahwa cacat bulu halus diduga karena serat-serat kayu yang berpadu tidak terpotong sempurna oleh mata pisau sehingga terjadi kerusakan serat-serat kayu yang mengakibatkan terbetuknya serat berbulu pada bidang pemotongan sama halnya terjadi pada proses pebubutan.
Tanda serpih kemungkinan terjadi seperti halnya pada penyerutan dikarenakan mata pisau kayu tidak tajam (tumpul) sehingga pada saat pemotongan kayu tidak terpotong sempurna. Darmawan (1997) dalam Sitinjak (2008) mengatakan tanda serpih dapat disebabkan oleh adanya kayu yang menempel pada ujung pisau sehingga ujung pisau menjadi tumpul dan disebabkan oleh resin kayu terlalu tinggi.
Gambar 16. Cacat bulu halus hasil proses pembubutan
Gambar 17. Cacat tanda serpih hasil dari proses pembubutan
Maka jumlah rata-rata nialai bebas cacat pada Tabel 4 di atas bernilai 78,67, menurut klasifikasi dari (Ginoga 1995 dalam Sucipto 2009) jumlah nilai 61-80 masuk ke kelas II. Maka kayu kalimuru termasuk kedalam mutu sifat pemesinan kelas II. Sifat pemesinan kayu didasarkan pada besar kecilnya persentase permukaan bebas cacat setelah proses pemesinan.
Perekatan
Perbesaran sayatan arah longitudinal kayu kalimuru dapat dilihat pada Gambar 18 dan 19:
Gambar 18. Penetrasi Perekat (10x) Gambar 19. Penetrasi Perekat (40x) Dua mikrograf cahaya dari bagian yang sama diambil pada pengaturan intensitas cahaya yang berbeda untuk menyoroti perekat menembus sel (a) dengan perbesaran 10 kali dan (b). dengan perbesaran 40 kali.
Penetrasi adalah kemampuan perekat untuk pindah ke rongga pada permukaan substrat atau ke dalam substrat itu sendiri. Pengisian lumen adalah salah satu ukuran penetrasi, tapi penetrasi juga dapat melibatkan gerakan perekat ke dalam dinding sel. Ukuran rata-rata penetrasi perekat pada kayu kalimuru adalah 23,67. Penetrasi sangat dipengaruhi oleh pengempahan, penyayatan, pemberian safranin, dan pada saat pengujian di mikroskop.