PENGARUH PERLAKUAN PEREBUSAN DAN TEBAL VINIR
TERHADAP KARAKTERISTIK VINIR LAMINA (LVL) KAYU
JABON
(Anthocephalus cadamba Miq)RUMONDANG ULI SEPTIANA
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pengaruh Perlakuan Perebusan dan Tebal Vinir terhadap Karakteristik Vinir Lamina (LVL) Kayu Jabon (Anthocephalus cadamba Miq) adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
ABSTRAK
RUMONDANG ULI SEPTIANA. Pengaruh Perlakuan Perebusan dan Tebal Vinir terhadap Karakteristik Vinir Lamina (LVL) Kayu Jabon (Anthocephalus cadamba Miq). Dibimbing oleh Prof. Dr. Ir. WAYAN DARMAWAN, MScF.
Jabon (Anthocephalus cadamba Miq) merupakan jenis cepat tumbuh yang ketesediaannya menjanjikan sebagai bahan baku industri kayu. Namun kayu jabon memiliki sifat fisis dan mekanis yang buruk sebagai kayu solid, sehingga penggunaannya di industri kayu terbatas. Salah satu upaya untuk mengatasi permasalahan penggunaan kayu solid jabon yang terbatas adalah dengan mengolahnya sebagai vinir lamina.
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan pengaruh perlakuan perebusan log sebelum pengupasan yang dikombinasikan dengan variasi tebal vinir terhadap karakteristik vinir lamina dari kayu jabon. Karakteristik vinir lamina yang diuji berupa sifat fisis serta sifat mekanis. Pengujian pada penelitian ini mengacu pada JAS SE-11 2003 dan SNI 01-6240-2000.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan perebusan yang dikombinasikan dengan variasi ketebalan vinir menggunakan perekat isosianat dapat memperbaiki sifat fisis maupun mekanis vinir lamina kayu jabon. Perlakuan perebusan kayu bulat sebelum pengupasan selama 8 jam pada air bersuhu 75°C dari vinir setebal 1 mm menghasilkan vinir lamina dengan kadar air, kerapatan, susut volume, keteguhan rekat, MOE, dan MOR yang lebih baik daripada vinir lamina dengan perlakuan lainnya.
Kata kunci: kayu jabon, perebusan, tebal vinir, vinir lamina, LVL
ABSTRACT
RUMONDANG ULI SEPTIANA. The Effect of Boiling Treatment and Veneer Thickness on the Characteristics of Laminated Veneer Lumber (LVL) of Jabon Wood (Anthocephalus cadamba Miq). Supervised by Prof. Dr. Ir. WAYAN DARMAWAN, MScF.
Jabon (Anthocephalus cadamba Miq) is a fast growing species which has promising availibility as raw material for wood industries. However, jabon has inferior mechanical and physical properties as solid wood, which makes limited utilization from it’s wood. In order to improve the utilization of jabon wood, this study made laminated veneer lumber from it..
The objective of this study is to determine physical and mechanical characteristics of LVL made of treated rotary cut jabon veneer. This research reffered to JAS SE-11 2003 and SNI 01-6240-2000. The results showed that treated jabon’s LVL made of logs heated by 75°C in 8 hours with 1 mm thickness compiler veneers has the best moisture content, density, volume shrinkage, glue bond, MOE, and MOR amongst the other treatments.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan
pada
Departemen Hasil Hutan
PENGARUH PERLAKUAN PEREBUSAN DAN TEBAL VINIR
TERHADAP KARAKTERISTIK VINIR LAMINA (LVL) KAYU
JABON
(Anthocephalus cadamba Miq)DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Skripsi : Pengaruh Perlakuan Perebusan dan Tebal Vinir terhadap
Karakteristik Vinir Lamina (LVL) Kayu Jabon (Anthocephalus cadamba Miq)
Nama : Rumondang Uli Septiana NIM : E24100077
Disetujui oleh
Prof. Dr. Ir. I Wayan Darmawan, M.ScF Pembimbing
Diketahui oleh
Prof. Dr. Ir. Fauzi Febrianto, MS Ketua Departemen
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan atas berkat dan karunia-Nya sehingga skripsi dengan judul “Pengaruh Perlakuan Lama Perebusan dan Variasi Tebal Vinir terhadap Karakteristik Vinir Lamina Kayu Jabon (Anthocephalus cadamba Miq)” ini berhasil diselesaikan.
Terimakasih penulis ucapkan kepada seluruh pihak yang telah membantu dalam proses penulisan skripsi ini, terutama kepada :
1. Bapak Prof Dr Ir I Wayan Darmawan, MScF selaku pembimbing yang telah memberi masukan, saran, dan dukungan selama penelitian hingga penyusunan skripsi ini.
2. Kedua orangtua (Bpk Abner Simatupang dan Ibu Johana Kristin Estiningsih), Uwe Atiek, Oma dan Opa Turangan, Tante Sussy, Opung Ayang, dan seluruh keluarga atas semua dukungan, doa, dan kasih sayang yang telah diberikan.
3. Pak Kadiman, Pak Suhada, Bu Esti, dan Mas Irfan selaku laboran di Laboratorium Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor.
4. Keluarga besar Fakultas Kehutanan dan Departemen Hasil Hutan, khususnya Bang Robby dan Ka Abie atas segala bantuannya.
5. Keluarga Fahutan 47 (khususnya Rendra, Ilmi, Tiwi, dan Bebet) yang telah membantu proses penelitian, memberi semangat, saran, juga doa kepada penulis.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, September 2014
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR vi
DAFTAR LAMPIRAN vi
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Tujuan Penelitian 1
Manfaat Penelitian 1
TINJAUAN PUSTAKA 2
METODE 2
Bahan 3
Alat 3
Prosedur Analisis Data 7
HASIL DAN PEMBAHASAN 7
Kadar Air 7
Kerapatan 8
Susut Volume 10
Keteguhan Rekat 11
Modulus of Elasticity (MOE) 13
Modulus of Rupture (MOR) 14
SIMPULAN DAN SARAN 16
Simpulan 16
Saran 16
DAFTAR PUSTAKA 17
LAMPIRAN 19
DAFTAR GAMBAR
1 Pembagian blok vinir dari empulur hingga kulit 4
2 Pembagian contoh uji vinir lamina 5
3 Kadar air vinir lamina dari dekat empulur hingga kulit 7
4 Rerata kadar air vinir lamina 8
5 Kerapatan vinir lamina dari dekat empulur hingga kulit 9
6 Rerata Kerapatan vinir lamina 9
7 Susut volume vinir lamina dari dekat empulur hingga kulit 10
8 Rerata susut volume vinir lamina 11
9 Keteguhan Rekat vinir lamina dari dekat empulur hingga kulit 12
10 Rerata Keteguhan Rekat vinir lamina 12
11 MOE vinir lamina dari dekat empulur hingga kulit 13
12 Rerata MOE viir lamina 14
13 MOR vinir lamina dari dekat empulur hingga kulit 15
14 Rerata MOR vinir lamina 16
DAFTAR LAMPIRAN
1 Nilai panjang vinir setiap blok dari kulit ke empulur (Tsoumis 1991) 19 2 Data kadar air, kerapatan, dan susut volume vinir kayu jabon dengan
tebal vinir 1 mm 20
3 Data kadar air, kerapatan, dan susut volume vinir kayu jabon dengan
tebal vinir 1,5 mm 21
4 Data kadar air, kerapatan, dan susut volume vinir kayu jabon dengan
tebal vinir 2 mm 22
5 Data keteguhan rekat, MOE, dan MOR vinir kayu jabon dengan tebal
vinir 1 mm 23
6 Data keteguhan rekat, MOE, dan MOR vinir kayu jabon dengan tebal
vinir 1,5 mm 24
7 Data keteguhan rekat, MOE, dan MOR vinir kayu jabon dengan tebal
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kayu merupakan bahan baku utama bagi industri perkayuan. Namun jumlah kayu yang tersedia di hutan alam tidak sebanding dengan kebutuhan bahan baku industri dan populasi penduduk yang terus meningkat, sehingga dibutuhkan sumber bahan baku lain agar kebutuhan tersebut dapat terpenuhi. Upaya yang dilakukan untuk mengatasi permasalahan tersebut adalah dengan menggunakan kayu yang berasal dari hutan tanaman atau hutan rakyat. Kayu dari hutan tanaman industri atau hutan rakyat pada umumnya merupakan jenis kayu cepat tumbuh yang menarik minat industri perkayuan karena ketersediaannya menjanjikan sebagai bahan baku. Salah satu jenis cepat tumbuh yang banyak digunakan adalah jabon (A. cadamba Miq).
Jabon memiliki berat jenis rata-rata 0,42 (0,29 – 0,56), kelas kuat III - IV, dan kelas awet V (Martawijaya et al. 1989). Seluruh bagian kayu jabon merupakan kayu juvenil yang berkerapatan rendah (Darmawan 2013), sehingga penggunaannya sebagai kayu solid tidak dianjurkan. Salah satu upaya untuk mengatasi permasalahan penggunaan kayu solid jabon yang terbatas adalah dengan mengolahnya sebagai vinir lamina.
Vinir lamina merupakan papan panel dari lembaran vinir yang disusun sejajar serat yang disatukan melalui proses perekatan dan pengempaan (Ozkaya et al 2012). Pada umumnya digunakan kayu berkualitas tinggi untuk memproduksi vinir lamina, karena sebagian besar sifat mekanis produk ini tergantung dari bahan baku yang digunakan (Bowyer et al 2007). Jabon menghasilkan vinir yang berpermukaan kasar dengan keberadaan lathe check yang banyak ketika dikupas karena kandungan kayu juvenilnya yang tinggi (Kellog dan Kennedy 1986 dalam Bowyer et al 2003). Perlakuan awal berupa pemanasan, salah satunya perebusan, dapat mengurangi kerusakan kayu saat pengupasan (Mazela et al 2004), sehingga diharapkan mampu mengubah sifat fisis dan mekanis vinir lamina berbahan baku kayu berkualitas rendah seperti jabon. Dengan demikian perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui pengaruh perlakuan perebusan yang dikombinasikan dengan variasi tebal vinir terhadap karakteristik vinir lamina yang dihasilkan.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan menentukan pengaruh perlakuan perebusan log sebelum pengupasan yang dikombinasikan dengan variasi tebal vinir terhadap karakteristik vinir lamina dari kayu jabon.
Manfaat Penelitian
2
TINJAUAN PUSTAKA
Vinir Lamina
Vinir lamina merupakan papan panel dari lembaran vinir yang disusun sejajar serat yang disatukan melalui proses perekatan dan pengempaan (Ozkaya et al 2012). Pada umumnya digunakan kayu berkualitas tinggi untuk memproduksi vinir lamina, karena sebagian besar sifat mekanis produk ini tergantung dari bahan baku yang digunakan. Vinir lamina memiliki keunggulan dibandingkan dari kayu solid, seperti dimensi yang lebih stabil, cacat yang dapat diminimalisasi hingga dihindari, dan ukuran yang dapat disesuaikan (Bowyer et al 2007). Pada umumnya vinir lamina digunakan sebagai furnitur dan bahan bangunan (Xue dan Hu 2012).
Perebusan Kayu Bulat
Perlakuan awal berupa perebusan dapat mengurangi sifat higroskopis kayu karena akan mengubah sebagian daerah amorph menjadi daerah kristalin (Darmawan et al 2011) serta mengurangi kerusakan kayu saat pengupasan (Mazela et al 2004). Perebusan ditengarai dapat memperbaiki kualitas permukaan vinir karena dapat mengurangi lathe check serta roughness (Kabe et al 2013), sehingga kualitas perekatan menjadi lebih baik. Namun paparan suhu yang terlalu tinggi dalam perebusan dapat mengakibatkan kekuatan kayu rusak secara permanen, sehingga suhu yang digunakan sebaiknya tidak mencapai 100°C (Bowyer et al 2007).
Perekatan
Perekatan merupakan proses penyatuan perekat dengan sirekat. Perekat yang digunakan pada proses perekatan merupakan suatu bahan yang mampu mengikat dua benda melalui ikatan permukaan, serta terbagi menjadi dua jenis yaitu thermosetting dan thermoplastic (Forest Product Society 1999). Perekat merupakan salah satu parameter yang mempengaruhi kualitas fisis dan mekanis produk. Perekat thermosetting lebih diminati karena tidak dapat melunak lagi ketika sudah mengeras, salah satunya perekat isosianat (MDI). Perekat isosianat proses pematangan (curing) lebih cepat daripada perekat lainnya, memiliki toleransi yang tinggi terhadap kadar air, dapat digunakan dengan suhu pengempaan yang rendah, serta menghasilkan produk dengan sifat fisis dan mekanis yang baik (Petrie 2004 dalam Ritzian 2013).
METODE
3
Bahan
Penelitian ini menggunakan 15 log kayu Jabon (A.cadamba Miq) yang setara dengan lima pohon Jabon, berdiameter 26 – 28 cm dan panjang 50 cm yang berasal dari hutan tanaman rakyat Desa Cikarawang, Kecamatan Dramaga, Kabupaten Bogor, Provinsi Jawa Barat. Perekat yang digunakan adalah isosianat sebagai base resin, dengan H-3M sebagai hardener. Mengacu pada petunjuk penggunaan yang disarankan oleh PolyOshika Co Ltd selaku produsen, perbandingan antara base resin dan hardener adalah 100 : 15, dan berat labur sebesar 200 g/m².
Alat
Penelitian ini menggunakan Spindleless Rotary Veneer Machine untuk mengupas log menjadi lembaran vinir. Perebusan log menggunakan drum, kompor gas, dan termometer. Pengujian sifat mekanis (MOE, MOR, dan keteguhan rekat) menggunakan Universal Testing Machine merk Instron® seri IX versi 8.27.00 berkapasitas 5 ton. Alat yang digunakan untuk pengujian sifat fisis (kadar air, kerapatan, susut volume, dan berat jenis) adalah timbangan digital, oven, desikator, kaliper digiital, moisture meter serta alat tulis. Peralatan lain yang digunakan adalah cutter, sarung tangan karet, kamera, karet gelang, masker, dan circular saw.
Prosedur Penelitian
Perebusan Kayu
Kayu jabon berdiamater 26 – 28 cm dan panjang 50 cm dikupas dalam kondisi segar sebagai kontrol, kemudian dilakukan empat perlakuan perebusan terhadap kayu bulat lainnya sebelum proses pengupasan. Suhu pemanasan yang digunakan adalah ±50°C selama 4 jam, ±50°C selama 8 jam, ±75°C selama 4 jam, dan ±75°C selama 8 jam.
Pengupasan Kayu Bulat dan Pengambilan Contoh Uji Vinir
4
Nilai panjang vinir yang diperoleh disajikan pada Lampiran 1. Panjang vinir yang telah dikupas kemudian dibagi menjadi empat blok berdasarkan pengurangan diameter selebar 4 cm dari kulit hingga 8 – 10 cm dekat empulur, seperti yang tersaji pada Gambar 1. Blok 1 merupakan yang posisinya dekat dengan empulur, sedangkan Blok 4 yang posisinya dekat dengan kulit. Pada masing-masing blok dipotong lembaran vinir dengan sampel berukuran 3 cm x 50 cm sebanyak 24 lembar pada vinir setebal 1 mm, 14 lembar pada vinir setebal 1,5 mm, dan 11 lembar pada vinir setebal 2 mm, serta dikeringkan hingga kadar air 8-10 %.
Gambar 1 Pembagian blok vinir dari empulur ke kulit
Pembuatan Vinir Lamina
Vinir setebal 1 mm, 1,5 mm, dan 2 mm masing-masing diproses menjadi vinir lamina dengan ketebalan 2 cm. Setelah itu kedua bidang rekat dilaburi perekat (double spread) dengan berat labur 200 g/m², dan dikempa dingin (cold press) dengan tekanan 10 kg/cm² selama ± 1 jam, sehingga diperoleh produk berukuran 50 cm x 3 cm x 2 cm (panjang, lebar, tebal). Contoh uji untuk sifat fisis dan mekanis vinir lamina terlihat pada Gambar 2. Pengkondisian pada produk dilakukan selama 1 minggu untuk menyetabilkan ikatan rekatnya.Produk yang telah dikondisikan dipotong dengan ukuran 45 cm x 2 cm x 2cm, dan dibagi menjadi beberapa bagian untuk contoh uji.
5
Prosedur Pengujian
Pengujian dilakukan terhadap sifat fisis dan mekanis vinir lamina untuk menganalisis karakteristiknya. Sifat fisis yang diuji adalah kadar air, kerapatan, dan susut volume. Sifat mekanis yang diuji adalah MOE, MOR, dan keteguhan geser rekat yang mengacu pada JAS SE-11 2003 dan SNI 01-6240-2000 yang dimodifikasi.
Pengujian Sifat Fisis
Kadar Air, Kerapatan, dan Susut Volume
Digunakan contoh uji berukuran 5 cm x 2 cm x 2 cm untuk pengujian ini. Berat contoh uji ditimbang menggunakan timbangan digital. Dimensi contoh uji diukur menggunakan kaliper digital. Dimensi dan berat diukur dengan tiga kali pengulangan. Berat kering tanur diperoleh dengan mengoven contoh uji pada suhu (103±2)°C 3 x 24 jam hingga beratnya konstan. Nilai kadar air diperoleh dengan rumus :
KA (%)
=
− TT Keterangan :
KA = Kadar Air (%)
BA = Berat awal (kering udara) contoh uji (gram) BKT = Berat kering tanur contoh uji (gram)
Nilai kerapatan diperoleh dengan rumus : ρ
=
V Keterangan :ρ = Kerapatan contoh uji (gram/cm³)
BA = Berat awal (kering udara) contoh uji (gram) VA = Volume awal (kering udara) contoh uji (gram)
Nilai susut volume diperoleh dengan rumus :
SV
=
V −VV x 100% Keterangan :SV = Susut volume (%)
6
Pengujian Sifat Mekanis
Modulus of Elasticity (MOE)
Pengujian MOE atau kekakuan lentur dilakukan dengan contoh uji berukuran 30 cm x 2 cm x 2 cm menggunakan Universal Testing Machine merk Instron® seri IX versi 8.27.00. Nilai MOE diperoleh dengan rumus :
MOE
=
ΔP ΔY h Keterangan :MOE = Modulus of Elasticity (kg/cm²) L = Jarak bentang (cm)
ΔP = Beban hingga batas proporsi (kg) ΔY = Defleksi yang terjadi (cm) b = Lebar contoh uji (cm) h = Tebal contoh uji (cm)
Modulus of Rupture (MOR)
Pengujian MOR atau keteguhan patah menggunakan contoh uji dan alat yang sama dengan pengujian MOE. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan contoh uji menahan beban lentur maksimum. Nilai MOR diperoleh dengan rumus :
MOR
=
Pm ks h Keterangan :MOE = Modulus of Elasticity (kg/cm²) Pmaks = Beban maksimum (kg)
L = Jarak bentang (cm) b = Lebar contoh uji (cm) h = Tebal contoh uji (cm)
Keteguhan Rekat
Pengujian ketehugan rekat menggunakan contoh uji berukuran 10 cm x 2 cm x 2 cm, yang tebalnya disesuaikan dengan kemampuan alat menggunakan Universal Testing Machine merk Instron® seri IX versi 8.27.00 kapasitas 5 ton, sehingga menjadi berukuran 10 cm x 2 cm x 1.5 cm. Pengujian dilakukan dengan meletakkan contoh uji secara vertikal dengan memberi pembebanan pada bidang rekat searah serat. Nilai keteguhan rekat diperoleh dengan rumus :
Keteguhan Rekat
=
P Keterangan :B = Beban tarik (kg)
7
Prosedur Analisis Data
Penelitian ini menggunakan metode deskriptif untuk menarik simpulan, dengan Microsoft Excel 2010 sebagai alat untuk mengolah data hasil penelitian. Data yang diperoleh disajikan dalam bentuk grafik maupun histogram.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kadar Air
Nilai kadar air vinir lamina hasil pengujian secara keseluruhan berkisar antara 12.2 - 13.82%, dan nilai untuk setiap perlakuan disajikan pada Gambar 3.
8
Hasil pada Gambar 3 menunjukkan adanya penurunan kadar air vinir lamina dari blok satu hingga empat, karena dinding sel pada kayu dekat empulur cenderung lebih tipis, dan rongga sel lebih besar daripada kayu dekat kulit sehingga cenderung terisi air lebih banyak. Selain itu, pada Gambar 4 terlihat bahwa perbedaan ketebalan vinir penyusun pada vinir lamina menunjukkan nilai kadar air yang berbeda pula. Saat proses pengeringan, vinir yang lebih tipis memungkinkan air dari dalam kayu untuk lebih cepat keluar ke permukaan, sehingga vinir tersebut kadar airnya lebih stabil.
Vinir lamina kontrol dari vinir dekat empulur setebal 2 mm memiliki kadar air yang paling tinggi (13,73 %), sedangkan vinir lamina dari vinir dekat kulit setebal 1 mm dengan perebusan 75°C selama 8 jam kadar airnya paling rendah (12,28%). Hal ini terjadi karena kayu menjadi kurang higroskopis ketika terpapar suhu tinggi dalam waktu lama (Bowyer et al 2007), sehingga kadar air vinir lamina yang direbus dengan suhu 75°C selama 8 jam menjadi lebih rendah. Mengacu pada JAS SE-11 2003 dan SNI 01-6240-2000, kadar air vinir lamina dengan kombinasi antara perlakuan perebusan dan variasi tebal vinir telah memenuhi syarat, yaitu di bawah 14%.
Gambar 4 Rerata kadar Air
Kerapatan
Nilai kerapatan vinir lamina yang diperoleh berkisar antara 0.37 - 0.61 g/cm³. Hasil yang diperoleh dari nilai kerapatan tersaji pada Gambar 5. Kerapatan vinir lamina mengalami peningkatan dari dekat empulur hingga kulit, sesuai dengan Bowyer et al (2007) bahwa kerapatan akan meningkat dari empulur hingga kulit dan mencapai nilai hampir konstan.
9
Gambar 5 Kerapatan vinir lamina dari dekat empulur hingga kulit
10
Hasil pada Gambar 6 menunjukkan bahwa rerata kerapatan vinir lamina meningkat seiring dengan semakin tipis ketebalan vinir penyusun yang menyebabkan peningkatan jumlah lapisan vinir penyusunnya. Merujuk pada Kelly (1997) dalam Nugraha (2014) hal ini diduga karena untuk mencapai ketebalan vinir 2 cm, dibutuhkan lebih banyak jumlah lapisan ketika vinir penyusun semakin tipis, yang berarti menggunakan lebih banyak perekat dalam prosesnya. Selain itu, tekanan kempa yang konstan tetapi diberikan pada vinir lamina dengan jumlah lapisan yang berbeda menyebabkan tekanan yang berbeda pada masing-masing lapisan.
Susut Volume
Nilai susut volume yang diperoleh berkisar antara 4 – 5.64%, disajikan pada Gambar 7.
Gambar 7 Susut volume vinir lamina dari dekat empulur hingga kulit
11
Ketika kayu kehilangan air di bawah titik jenuh serat, terjadi penyusutan volume (Pandit dan Kurniawan 2008). Penyusutan volume mengalami peningkatan seiring mendekati empulur, diduga karena menurunnya kerapatan dan meningkatnya kadar air pada segmen tersebut. Vinir lamina kontrol dari vinir dekat empulur setebal 2 mm mengalami susut volume yang terbesar (5,59%), sedangkan vinir lamina dari vinir dekat kulit setebal 1 mm dengan perebusan 75°C selama 8 jam mengalami susut volume terkecil (4,00%). Bowyer et al (2003) menjelaskan bahwa pemanasan dapat mengurangi sifat higroskopi kayu karena akan mengubah sebagian daerah amorph menjadi daerah kristalin, sehingga kembang susut kayu berkurang.
Selain segmen blok dan perlakuan perebusan, Gambar 8 menunjukkan bahwa ketebalan vinir penyusun juga berperan dalam terjadinya kembang susut pada vinir lamina. Vinir lamina yang disusun dari vinir berketebalan 1 mm mengalami penyusutan lebih rendah daripada vinir 1.5 mm dan 2 mm. Vinir lamina yang tersusun dari vinir setebal 1 mm membutuhkan lebih banyak lapisan vinir dan juga lebih banyak perekat. Selain itu diduga bahwa semakin tipis vinir penyusun, akan semakin banyak perekat yang dapat mengisi rongga sel, sehingga volume vinir lamina menjadi lebih stabil (Darmawan et al 2014).
Gambar 8 Rerata susut volume
Keteguhan Rekat
Keteguhan rekat adalah kekuatan rekat antar lapisan vinir. Nilai keteguhan rekat yang diperoleh dari pengujian ini 20.581 – 52.703 kg/cm², tersaji pada Gambar 9. Syarat keteguhan geser rekat vinir lamina struktural mengacu pada JAS SE-11 2003 dan SNI 01-6240-2000 adalah 35 kg/cm².
Vinir lamina kontrol dari vinir dekat empulur setebal 2 mm memiliki kerteguhan rekat yang paling rendah (20,58 kg/cm²), sedangkan vinir lamina dari vinir dekat kulit setebal 1 mm dengan perebusan 75°C selama 8 jam memiliki keteguhan rekat dengan nilai tertinggi (52,27 kg/cm²).
Nilai keteguhan rekat pada setiap perlakuan perebusan mengalami peningkatan dari empulur hingga kulit, diduga karena perlakuan perebusan telah meningkatkan kehalusan permukaan vinir dan menurunkan jumlah retak kupas, sehingga hasil perekatan antar vinir lebih baik (Darmawan et al 2014). Bakar (1996) menyatakan bahwa kehalusan permukaan, variasi ketebalan, dan retak kupas merupakan kriteria yang berpengaruh terhadap karakteristik vinir lamina.
12
Gambar 9 Keteguhan rekat vinir lamina dari dekat empulur hingga kulit
13 Perebusan kayu pada 75°C selama 8 jam secara signifikan mengurangi frekuensi lathe check (Kabe et al 2013) sehingga menghasilkan vinir lamina dengan keteguhan rekat yang tinggi karena distribusi perekat menjadi lebih baik. Pada Gambar 10 terlihat bahwa nilai keteguhan rekat vinir lamina meningkat seiring dengan semakin tipisnya vinir penyusun. Peningkatan ini diduga terjadi karena semakin tipis vinir penyusun untuk mencapai vinir lamina setebal 2 cm, dibutuhkan semakin banyak lapisan vinir dan perekat. Kondisi tersebut menjadikan jumlah garis rekat yang dihasilkan menjadi semakin banyak sehingga berpotensi meningkatkan nilai keteguhan geser rekat dari vinir lamina.
Modulus of Elasticity (MOE)
Nilai MOE yang diperoleh berkisar antara 27015.546 – 55244.953 kg/cm², disajikan pada Gambar 11.
14
Peningkatan nilai MOE dari empulur hingga kulit diduga karena peningkatan nilai kerapatan dari empulur ke kulit. Bowyer et al (2007) menyatakan bahwa kerapatan merupakan salah satu faktor penentu nilai MOE. Selain itu perlakuan pemanasan juga meningkatkan nilai MOE karena pemanasan diketahui dapat mengurangi frekuensi lathe check sehingga memperbaiki sifat fisis vinir lamina yang berimplikasi terhadap peningkatan nilai MOE nya. Hasil pengujian ini memenuhi persyaratan minimal JAS SE-11 2003 dan SMI 01-6240-2000 yaitu 22500 kg/cm². Nilai MOE vinir lamina kayu jabon lebih besar daripada MOE kayu solid jabon yang telah diuji pada penelitian Tobing (2013). MOE kayu solid lebih rendah karena sebagian besar kayu jabon adalah kayu juvenil yang rendah sifat fisis maupun mekanisnya (Darmawan et al 2014)
Ketebalan vinir pada vinir lamina turut berperan terhadap nilai MOE yang diperoleh pada Gambar 12. Vinir setebal 1 mm menghasilkan vinir lamina dengan MOE yang paling tinggi daripada tebal vinir lainnya, diduga karena terdapat lebih banyak jumlah lapisan vinir penyusun dan semakin banyak penggunaan perekat yang menyebabkan meningkatnya jumlah garis rekat. Banyaknya jumlah lapisan, perekat, dan garis rekat pada vinir lamina dapat meningkatkan kerapatan, sehingga vinir lamina menjadi lebih kuat ketika diberikan beban.
Gambar 12 Rerata MOE
Modulus of Rupture (MOR)
Nilai MOR vinir lamina berkisar antara 227.071 – 400.644 kg/cm³, tersaji pada Gambar 13. Hasil pengujian menunjukkan terjadi pengingkatan nilai MOR dari empulur hingga kulit. Vinir lamina kontrol dari vinir dekat empulur setebal 2 mm memiliki nilai MOR yang paling rendah (227,071 kg/cm²), sedangkan vinir lamina dari vinir dekat kulit setebal 1 mm dengan perebusan 75°C selama 8 jam memiliki nilai MOR dengan nilai tertinggi (400,644 kg/cm²).
15
Gambar 13 MOR vinir lamina dari empulur hingga kulit
Perbedaan nilai MOR antar perlakuan diduga karena perlakuan perebusan yang diberi pada kayu bulat menurunkan jumlah retak kupas, sehingga perekatan antar vinir lebih baik dan berdampak pada meningkatnya keteguhan rekat serta kekuatan vinir lamina (Darmawan et al 2013). Nilai MOR pada vinir lamina lebih
16
besar daripada MOR kayu solid jabon yang telah diuji pada penelitian Tobing (2013). MOR kayu solid lebih rendah karena sebagian besar kayu jabon adalah kayu juvenil yang rendah sifat fisis maupun mekanisnya ketika digunakan sebagai kayu solid tanpa perlakuan atau pengolahan apapun.
Pada Gambar 14 terlihat bahwa ketebalan vinir pada vinir lamina turut berperan terhadap nilai MOR yang diperoleh. Vinir lamina yang disusun dari vinir 1 mm memiliki MOR yang lebih besar daripada vinir lamina yang disusun dari vinir setebal 1.5 mm dan 2 mm. Hal ini memungkinkan karena untuk ketebalan vinir lamina yang sama, semakin tipis vinir penyusun akan membentuk garis rekat yang lebih banyak. Vinir lamina dengan garis rekat yang lebih banyak cenderung memiliki keteguhan rekat yang lebih baik, sehingga saat diberi beban vinir lamina menjadi lebih kuat.
Gambar 14 Rerata MOR
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Perlakuan perebusan yang dikombinasikan dengan variasi ketebalan vinir menggunakan perekat isosianat dapat memperbaiki sifat fisis maupun mekanis vinir lamina kayu jabon. Perlakuan perebusan kayu bulat sebelum pengupasan selama 8 jam pada air bersuhu 75°C menghasilkan vinir lamina dengan kadar air, kerapatan, susut volume, keteguhan rekat, MOE, dan MOR yang lebih baik daripada vinir lamina dengan perlakuan lainnya maupun vinir lamina tanpa perlakuan.
Saran
Perlu penelitian lebih lanjut mengenai karakteristik vinir lamina kayu jabon dengan perebusan dan variasi ketebalan vinir jika menggunakan perekat yang banyak digunakan industri. Agar dapat dilihat lebih lanjut potensi vinir lamina kayu jabon untuk diproduksi oleh industri.
17
DAFTAR PUSTAKA
Bakar ES. 1996. Kayu Laminasi Vinir Sejajar. Buletin Teknologi Hasil Hutan. Bogor (ID). Institut Pertanian Bogor. 1(1): 24-30.
Bowyer JL, Schmulsky R, Haygreen JG. 2007. Forest Product and Wood Science : An Introduction 4th Edition. Iowa State Press. Ames, Iowa.
Darmawan W, Rahayu IS, Pdlinurjaji IM, Pandit KN. 2011. Pengerjaan Kayu. IPB Press. Bogor, Indonesia.
Darmawan W, Nandika D, Rahayu IS, Fournier M, Marchal R. 2013. Determination of juvenile and mature transition ring for fast growing sengon adn jabon wood. J Indian Acad Wood Sci. Doi: 10. 1007/s13196-013-0091-x.
De Vallance DB. 2003. Influence of Veneer Roughness, Lathe Check, and Annual Ring Characteristics on Glue-bond Performance of Douglas-fir Plywood. [Thesis] Oregon: Oregon State University.
Kabe A, Darmawan W, Massijaya MY. 2013. Ciri Vinir Kupas Kayu Jabon (Anthocephallus cadamba). Jurnal Ilmu Pertanian Indonesia. 18(3): 133-139. Kelly MW. 1997. Critical Literature Review of Relationship between Processing
Parameters and Physical Properties of Particleboard. General Technical Report FLL-10.
Martawijaya A, Kartasujana I, Mandang YI, Kadir K, Prawira SA. 1989. Atlas Kayu Indonesia Jilid II. Bogor (ID). Departemen Kehutanan Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan.
Massijaya YM, Kabe A, Founier M. 2013. Proceeding The 5th International Symposium of Indonesian Wood Society. Balikpapan. 7-9 November 2013. Mazela B, Zakrzewski R, Grzeskowiak W, Cofta G, Bartkowiak M. 2004.
Resistance of thermally modified wood to basidiomycetes. Wood Technology. 7:253-262.
Nugraha RH. 2014. Pengaruh Perlakuan Perebusan dan Variasi Ketebalan Vinir terhadap Karakteristik Vinir Lamina Jayu Sengon (Falcataria mollucana (Miq.)B. Grimes) [Skripsi] Bogor: Institut Pertanian Bogor.
Ozkaya K, Ayrilmis N, Dizel T, Imirzi HO. 2012. Utilization of extract of fresh tree leaves as extender in synthetic adhesives for laminated veneer lumber (LVL). Industrial Crops and Products. 44:67-70.
Pandit IKN, Kurniawan D. 2008. Anatomi Kayu Perdagangan Indonesia. Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor: Bogor.
Petrie EM. 2004. Reactive Polyurethane Adhesives for Bonding Wood. www.specialchem4adhesives.com/resource/article.
Ritzian GF. Pengaruh Kombinasi Tebal dan Orientasi Sudut Lamina terhadap Karakteristik Cross Laminated Timber Kayu Nangka menggunakan Perekat Isosianat. [Skripsi] Bogor: Institut Pertanian Bogor.
Sam IR. 2001. Pengaruh Ketebalan dan Jenis Sambungan Vinir terhadap Sifat Fisis Mekanis Laminated Veneer Lumber (LVL) beberapa Kayu cepat Tumbuh [Skripsi] Bogor: Institut Pertanian Bogor.
18
Tsoumis G. 1991. Science and Technology of Wood: Structure, properties, utilization. USA.
19
LAMPIRAN
Lampiran 1 Nilai panjang vinir setiap blok dari kulit ke empulur (Tsoumis 1991)
20
Lampiran 2 Data kadar air, kerapatan, dan susut volume vinir lamina kayu jabon dengan tebal vinir 1 mm
Perlakuan Nomor Blok Kadar Air (%) Kerapatan (g/cm³) Volume Susut (%) Kontrol 1 13,619 0,390 4,067
1 mm 2 13,592 0,411 4,066 3 13,585 0,429 4,062 4 13,578 0,430 4,059 Rerata 13,594 0,415 4,064 50°C, 4
jam 1 13,350 0,437 4,056
1mm 2 13,341 0,453 4,043
3 13,330 0,455 4,040 4 13,298 0,465 4,037 Rerata 13,330 0,453 4,044 50°C, 8
jam 1 13,090 0,471 4,034
1mm 2 13,088 0,473 4,031
3 13,084 0,480 4,027 4 13,082 0,489 4,025 Rerata 13,086 0,478 4,029 75°C, 4
jam 1 12,852 0,495 4,023
1mm 2 12,815 0,501 4,017
3 12,802 0,510 4,013 4 12,765 0,515 4,011 Rerata 12,809 0,505 4,016 75°C, 8
jam 1 12,442 0,544 4,009
1mm 2 12,389 0,563 4,007
21
Lampiran 3 Data kadar air, kerapatan, dan susut volume vinir lamina kayu jabon dengan tebal vinir 1,5 mm
Perlakuan Nomor Blok Kadar Air (%) Kerapatan (g/cm³) Volume Susut (%) Kontrol 1 13,666 0,387 4,214 1,5 mm 2 13,655 0,398 4,204 3 13,642 0,403 4,196 4 13,620 0,407 4,191 Rerata 13,646 0,399 4,201 50°C, 4
jam 1 13,414 0,420 4,186 1,5 mm 2 13,389 0,430 4,176 3 13,369 0,433 4,165 4 13,358 0,440 4,155 Rerata 13,383 0,431 4,171 50°C, 8
jam 1 13,169 0,446 4,150 1,5 mm 2 13,146 0,460 4,143 3 13,141 0,460 4,131 4 13,134 0,460 4,124 Rerata 13,148 0,457 4,137 75°C, 4
jam 1 12,908 0,450 4,118 1,5 mm 2 12,900 0,467 4,102 3 12,886 0,470 4,097 4 12,877 0,470 4,091 Rerata 12,893 0,464 4,102 75°C, 8
22
Lampiran 4 Data kadar air, kerapatan, dan susut volume vinir lamina kayu jabon dengan tebal vinir 2 mm
Perlakuan Nomor Blok Kadar Air (%) Kerapatan (g/cm³) Volume Susut (%) Kontrol 1 13,823 0,372 5,590
2 mm 2 13,780 0,393 5,579 3 13,727 0,404 5,640 4 13,725 0,412 5,504 Rerata 13,764 0,395 5,578 50°C, 4
jam 1 13,568 0,418 5,343 2 mm 2 13,550 0,420 5,190 3 13,539 0,430 5,172 4 13,527 0,442 5,151 Rerata 13,546 0,428 5,214 50°C, 8
jam 1 13,282 0,440 5,127 2 mm 2 13,218 0,445 5,081 3 13,211 0,446 4,939 4 13,196 0,453 4,839 Rerata 13,227 0,446 4,997 75°C, 4
jam 1 13,071 0,450 4,792 2 mm 2 13,015 0,472 4,671 3 12,973 0,473 4,583 4 12,951 0,474 4,415 Rerata 13,003 0,467 4,615 75°C, 8
23
Lampiran 5 Data keteguhan rekat, MOE, dan MOR vinir lamina kayu jabon dengan tebal vinir 1 mm
Perlakuan Nomor Blok Keteguhan Rekat (kg/cm²) Rerata 45,566 40807,596 377,438 50°C, 4
jam 1 45,963 41573,987 380,035 1mm 2 46,122 41948,978 381,253 3 46,176 41950,572 383,862 4 46,192 42026,265 384,774 Rerata 46,113 41874,951 382,481 50°C, 8
jam 1 46,320 43924,655 386,258 1mm 2 47,572 45201,545 386,353 3 47,709 45856,906 386,642 4 48,562 46939,001 387,016 Rerata 47,541 45480,527 386,567 75°C, 4
jam 1 48,751 47030,481 393,605 1mm 2 48,751 49030,581 394,834 3 48,754 49309,613 395,752 4 50,218 49476,605 397,692 Rerata 49,118 48711,820 395,471 75°C, 8
24
Lampiran 6 Data keteguhan rekat, MOE, dan MOR vinir lamina kayu jabon dengan tebal vinir 1,5 mm
Perlakuan Nomor Blok Keteguhan Rekat (kg/cm²) Rerata 34,746 33158,324 342,292 50°C, 4
jam 1 39,406 34197,352 345,492 1,5 mm 2 40,299 34816,676 347,066 3 42,325 36209,108 353,006 4 42,799 36289,636 357,250 Rerata 41,207 35378,193 350,703 50°C, 8
jam 1 43,152 36709,863 358,488 1mm 2 43,864 36870,141 358,789 3 46,086 37649,204 360,254 4 44,086 37733,228 360,685 Rerata 44,297 37240,609 359,554 75°C, 4
jam 1 44,122 37943,234 361,626 1,5 mm 2 44,176 38056,390 362,309 3 44,242 38782,135 364,253 4 44,320 39086,867 367,576 Rerata 44,215 38467,156 363,941 75°C, 8
25
Lampiran 7 Data keteguhan rekat, MOE, dan MOR vinir lamina kayu jabon dengan tebal vinir 2 mm
Perlakuan Nomor Blok Keteguhan Rekat (kg/cm²) Rerata 20,941 27289,544 250,735 50°C, 4
jam 1 21,474 27881,786 305,125 2 mm 2 21,660 28094,982 307,823 3 21,850 28376,845 318,913 4 21,964 28449,798 321,378 Rerata 21,737 28200,853 313,310 50°C, 8
jam 1 22,071 28584,446 323,425 2 mm 2 22,300 28822,990 328,863 3 22,554 29082,526 328,921 4 22,822 29586,647 330,382 Rerata 22,437 29019,152 327,898 75°C, 4
jam 1 23,414 29640,389 331,709 2 mm 2 24,381 29746,231 332,150 3 25,071 29808,363 333,554 4 26,041 30953,449 334,267 Rerata 24,727 30037,108 332,920 75°C, 8
26
RIWAYAT HIDUP
Penulis merupakan anak pertama dari pasangan A. Simatupang dan Johanna Kristin Estiningsih yang dilahirkan di Jakarta pada tanggal 30 September 1992. Penulis mengenyam Sekolah Menengah Atas di SMA N 87 Jakarta Selatan. Penulis menjabat sebagai Ketua OSIS SMA N 87 pada periode 2008-2009, dan tamat pada tahun 2010. Penulis melanjutkan pendidikan ke jenjang perguruan tinggi melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) di Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan.
Selama menuntut ilmu di IPB penulis bergabung dengan himpunan mahasiswa Jakarta (Jco), dan aktif pada UKM Softball IPB. Selain itu penulis juga menjadi anggota Himpunan Mahasiswa Hasil Hutan (HIMASILTAN) di bidang internal. Pada tahun 2012 penulis menjadi volunteer pada The 19th Tri-University International Joint Seminar and Symposium di IPB, Indonesia, kemudian menjadi salah satu delegasi IPB pada The 21st Tri-University International Joint Seminar and Symposium di Chiang Mai University,Thailand.
