DAYA TAHAN LAPISAN
FINISHING
INTERIOR PADA LIMA
JENIS KAYU BAHAN BAKU ALAT PERMAINAN EDUKATIF
GINA APRILLIANA PUTRI
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Daya Tahan Lapisan
Finishing Interior Pada Lima Jenis Kayu Bahan Baku Alat Permainan Edukatif 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.
Bogor, Desember 2013
Gina Aprilliana Putri
ABSTRAK
GINA APRILLIANA PUTRI. Daya Tahan Lapisan Finishing Interior Pada Lima Jenis Kayu Bahan Baku Alat Permainan Edukatif. Dibimbing oleh I WAYAN DARMAWAN.
Minat pasar terhadap kayu hutan rakyat, khususnya produsen mainan berbahan baku kayu terus meningkat, sejalan dengan makin terbatasnya pasokan kayu dari hutan alam. Namun kayu-kayu yang berasal dari hutan rakyat tergolong memiliki kualitas penampilan yang rendah dan tidak awet. Finishing merupakan salah satu solusi untuk mengatasi masalah tersebut. Kini telah dikembangkan bahan finishing berpelarut air (waterbased finishes) yang aman bagi lingkungan dan tidak mengandung bahan kimia berbahaya yang dapat mengancam kesehatan manusia. Suatu penelitian telah dilakukan untuk mengetahui daya tahan lapisan finishing berpelarut air (waterbased lacquer Propan dan acrylic wood paint Treinoc) pada 5 jenis kayu, bahan baku alat permainan edukatif (APE) dari hutan rakyat.
Jenis kayu rakyat yang diteliti adalah kayu Jati, Trembesi, Mahoni, dan Nangka, sebagai pembanding diuji juga jenis kayu yang secara internasional sangat populer sebagai bahan baku APE yaitu Spruce (Picea sitchensis). Jenis pengujian meliputi ketahanan terhadap bahan kimia rumah tangga, hot and cold test, dan cross cut test. Hasil pengujian menunjukkan bahwa lapisan finishing tahan terhadap hot and cold test, sehingga diklasifikasikan ke dalam kelas 10 (dengan permukaan sama sekali tidak bercacat). Lapisan yang terbentuk juga tahan terhadap bahan kimia rumah tangga yang diujikan, berupa susu kental manis, dan selai strawberry sehingga diklasifikasikan ke dalam kelas 10, sementara itu ketahanan lapisan finishing terhadap margarin pada kayu Nangka pada kondisi basah dan kering menggunakan waterbased lacquer, serta pada kondisi basah menggunakan acrylic wood paint tergolong lemah. Pada hasil pengujian daya lekat cat (cross cut test), nilai kekuatan bervariasi dari kelas 0B, sampai dengan 5B. Kayu Nangka dan Jati dalam kondisi basah yang dilapisi waterbased lacquer dan acrylic wood paint memiliki nilai kekuatan daya lekat yang paling lemah sehingga digolongkan ke dalam kelas 0B. Kekuatan daya lekat yang terbesar terdapat pada kayu Spruce dan Trembesi (finishing dengan cat Propan dan Treinoc), Jati (finishing dengan cat Propan), serta Mahoni (finishing dengan cat Treinoc) , sehingga digolongkan pada kelas 5B.
ABSTRACT
GINA APRILLIANA PUTRI. Durability of Water Based Interior Finishes Coating on Five Species Wood for Educational Wooden Toys Materials. Supervised by I WAYAN
DARMAWAN.
The market interest on the community forest wood were increasing, especially wooden toys manufacturers, driven by the limitation of wood supply from natural forest. But the wood which came from community forest generally have a low quality in their finishing appearance and undurable. Wood finishing was one of the solution to overcome that problem. Now, environment friendly water based finishes have been developed, they do not contain any harmful chemical materials which can threaten humans health. Therefore, this research aims to determine the durability of water based finishes coating (Propan water based lacquer and Treinoc acrylic wood coating) against hot and cold test, household chemical properties, and cross cut test on five species of community woods in wet and dry condition, with water addition variation as the solvent.
The kinds of community wood which have been researched are Teak, Monkeypod, Mahogany, and Jackfruit. One of woods is Sitka Spruce, a popular wood came from North America, California, and Alaska, include into one of the material that have been tested. The result from three types of test showed that the finishing layer is resistant to hot and cold test, then classified into the tenth class (with no defect on their surfaces). The formed film layer also resistant to household chemical properties in the test, such as condensed milk, and strawberry jam so that they’re being classified into the tenth class, in the other hand, some wood are being classified into the ninth class in test since they have a lower resistance to margarine. Those wood are Jackfruit in wet condition, coated with water based lacquer, and dry condition coated with acrylic wood coating. The cross cut test results showed a variation of strength value from grade 0B to 5B. Wet Jackfruit and Teak coated with water based lacquer and acrylic wood coatings have a low adhesion strength values so that they were being classified into grade 0B. Spruce and monkeypod coated with water based lacquer and acrylic wood coating, Teak coated with water based lacquer, Mahogany coated with acrylic wood coating are being classified into grade 5B because they have the highest adhesion strength values.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Fakultas Kehutanan
Institut Pertanian Bogor
GINA APRILLIANA PUTRI
E24080056
DAYA TAHAN LAPISAN
FINISHING
INTERIOR PADA LIMA
JENIS KAYU BAHAN BAKU ALAT PERMAINAN EDUKATIF
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Skripsi : Daya Tahan Lapisan Finishing Interior Pada Lima Jenis Kayu Bahan Baku Alat Permainan Edukatif
Nama : Gina Aprilliana Putri
NIM : E24080056
Disetujui oleh
Prof Dr Ir I Wayan Darmawan MSc Dosen Pembimbing
Diketahui oleh
Prof Dr Ir I Wayan Darmawan MSc Ketua Departemen
PRAKATA
Puji dan syukur penulisa panjatkan ke hadirat Allah SWT. Berkat rahmat dan hidayah-Nya lah karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Karya ilmiah ini berjudul Daya Tahan Lapisan Finishing Interior Pada Lima Jenis Kayu Bahan Baku Alat Permainan Edukatif. Penelitian ini dilakukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.
Penulis juga menyadari bahwa hasil penelitian ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun sehingga tulisan ini menjadi lebih baik. Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pihak-pihak yang membutuhkan.
Bogor, Desember 2013
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan. Shalawat serta salam senantiasa tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW. Penulis menyadari karya ilmiah ini dapat terselesaikan dengan baik karena bantuan dan dorongan dari berbagai pihak.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Ibunda tercinta dan seluruh keluarga yang telah memberikan doa, perhatian dan kasih sayang yang tiada henti-hentinya.
2. Bapak Prof. Dr. Ir. I Wayan Darmawan, M.Sc selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis.
3. Bapak Ir. Edje Djamhuri selaku dosen penguji dan Bapak Prof. Dr. Ir. Dodi Nandika, M.S selaku ketua sidang.
4. Bapak Kadiman dan Bapak Syuhada selaku laboran di Laboratorium Teknologi Peningkatan Mutu Kayu Departemen Hasil Hutan Institut Pertanian Bogor.
5. Ibu dan Bapak Yoyok, serta Bapak Luki yang telah membimbing dan mengarahkan selama penelitian berlangsung di CV. Omocha Toys.
6. Ade Rahma Hidayati, S.Hut, Dannis Lakhsita Diastiara, S.Hut, dan Silvya Sherly Lalamentik, S.Hut yang telah membantu dan memberikan dukungan selama penelitian hingga penulisan skripsi ini selesai.
7. Seluruh dosen, staf pegawai, laboran, dan bibi di Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor.
8. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu dan mendoakan dalam menyelesaikan skripsi ini.
DAFTAR ISI
Kayu Nangka (Artocarpus heterophylla Lamk.) 2
Kayu Mahoni (Swietenia macrophylla King.) 3
Kayu Trembesi (Samanea saman (Jacq.) Merr.) 3
Kayu Sitka Spruce (Picea sitchensis) 3
Finishing Kayu 4
Waterbased Acrylic Paints 7
Deskripsi Mainan Edukatif dari Kayu 8
METODE 8
Waktu dan Tempat 8
Bahan 8
Alat 9
Pembuatan Contoh Uji 9
Aplikasi Acrylic Wood Coating Treinoc 10
Aplikasi Impra Aqua Wood Finish Propan 11
Pengujian Daya Tahan Lapisan Cat 11
Pengujian Daya Tahan Lapisan Terhadap Bahan Kimia Rumah Tangga 11
Pengujian Daya Lekat Lapisan Cat 13
Uji Ketahan Terhadap Panas dan Dingin 13
HASIL DAN PEMBAHASAN 14
Bahan Finishing yang digunakan 14
Berat Labur Bahan Finishing yang digunakan 15
Penampilan Kayu Setelah Dilakukan Finishing dengan waterbased lacquer dan
acrylic wood coating 17
Bentuk Cacat yang terjadi Pada Lapisan Finishing Sebelum Pengujian 22
Sags and Runs 22
Mold 22
Uji Daya Lekat Lapisan Cat 22
Pengujian Ketahanan Terhadap Panas dan Dingin 24
Pengujian Ketahanan Terhadap Bahan Kimia Rumah Tangga 25
SIMPULAN DAN SARAN 30
Simpulan 30
Saran 30
DAFTAR PUSTAKA 30
LAMPIRAN 34
RIWAYAT HIDUP 72
DAFTAR TABEL
No. Halaman
1 Kemampuan pengaplikasian finishing pada kayu Spruce 4
2 Kekurangan dan kelebihan dari waterbased finish 7
3 Klasifikasi Nilai Kondisi Cacat Permukaan 12
4 Klasifikasi nilai daya lekat lapisan finishing pada permukaan kayu 13 5 Perbedaan bahan finishing waterbased lacquer dan acrylic wood coating
secara visual 14
6 Rerata berat labur filler untuk setiap contoh uji 15
7 Rerata berat labur wood stain untuk setiap contoh uji 16
8 Rerata berat labur sanding sealer untuk setiap contoh uji 17
9 Rerata berat labur top coat untuk setiap contoh uji 17
10Hasil pengujian daya lekat lapisan cat dengan metode cross cut 24
DAFTAR GAMBAR
No. Halaman
1 Tampilan contoh uji berukuran 2,5 cm x 10 cm x 20 cm untuk tiga jenis
pengujian 12
2 Penampilan Kayu Spruce yang difinishing dengan acrylicwoodcoating 18 3 Penampilan Kayu Spruce yang difinishing dengan waterbased lacquer 19 4 Penampilan Kayu Nangka yang difinishing dengan acrylic wood coating 19 5 Penampilan Kayu Nangka yang difinishing dengan waterbased lacquer 19 6 Penampilan Kayu Trembesi yang difinishing dengan acrylic wood coating 20 7 Penampilan Kayu Trembesi yang difinishing dengan waterbased lacquer 20 8 Penampilan Kayu Jati yang difinishing dengan acrylic wood coating 20 9 Penampilan Kayu Jati yang difinishing dengan waterbased lacquer 21 10Penampilan Kayu Mahoni yang difinishing dengan acrylic wood coating 21 11Penampilan Kayu Mahoni yang difinishing dengan waterbased lacquer 21
12Cacat finishing berupa sags and runs 22
13Timbulnya mold pada contoh uji yang telah difinishing dalam keadaan basah 22 14Permukaan contoh uji pada cross cut test (a)sebelum ditempelkan
tape(b)sesudah ditempelkan tape 23
15(a) Uji dingin dan (b) uji panas 25
16Pengujian Terhadap Bahan Kimia Rumah Tangga 25
17Penampilan kayu nangka dalam kondisi basah yang difinishing dengan cat Treinoc dan Propan sebelum dan setelah pengujian dengan margarin 26 18Penampilan kayu nangka dalam kondisi kering yang difinishing dengan cat
Propan sebelum dan setelah pengujian dengan margarin 27
19Kelas daya tahan lapisan finishing terhadap bahan kimia rumah tanggasetelah
dilakukan pengujian selama 1 jam 28
20Kelas daya tahan lapisan finishing terhadap bahan kimia rumah tanggasetelah
dilakukan pengujian selama 24 jam 29
DAFTAR LAMPIRAN
No. Halaman
1 Berat labur filler dan wood stain contoh uji 34
2 Berat labur sanding sealer dan top coat contoh uji 46
3 Kelas daya tahan Finishing terhadap Bahan Kimia Rumah Tangga 53 4 Kelas daya tahan lapisan finishing terhadap hot and cold test 59 5 Potongan bagian permukaan contoh uji yang mengalami perlakuan pada cross
cut test 62
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Industri mainan kayu merupakan salah satu industri mainan lokal yang masih mampu bertahan di tengah-tengah derasnya serangan produk mainan impor. Produsen mainan edukatif dan tradisional semakin banyak di Indonesia, dengan tingkat produktifitas dan penyerapan tenaga kerja yang semakin meningkat. Penjualan mainan edukatif dan tradisional nasional selama satu semester pada tahun 2012 diperkirakan mencapai Rp 60 miliar. Nilai tersebut mengalami peningkatan sebesar 10-15 % dibandingkan penjualan pada tahun 2011 (Karina 2012). Salah satu kendala yang sering dikemukakan oleh produsen dari industri mainan kayu adalah sulitnya untuk memperoleh bahan baku terutama untuk kayu olahan dan harganya yang semakin mahal (Sutianto 2012). Terbatasnya pasokan kayu dari hutan alam dan permasalahan distribusinya merupakan penyebab dari meningkatnya harga. Hal tersebut mendorong peningkatan peran hutan rakyat sebagai penyedia bahan baku alternatif untuk menggantikan peran hutan alam. Minat pasar terhadap produk kayu hutan rakyat semakin besar, sama halnya dengan produsen industri mainan kayu. Jenis kayu seperti Mahoni, Karet, dan Pinus kerap digunakan sebagai bahan baku untuk membuat mainan kayu. Namun, kualitas kayu yang dimiliki hutan rakyat umumnya lebih rendah jika dibandingkan dengan kayu yang berasal dari hutan alam. Jenis kayu hutan rakyat umumnya merupakan jenis cepat tumbuh dan tidak dirawat seperti dalam hutan tanaman. Selain itu, memiliki umur masak tebang yang bervariasi bergantung pada kebutuhan masyarakat pemilik hutan rakyat. Kayu-kayu tersebut umumnya tidak awet dan memiliki kualitas penampilan yang rendah. Penerapan finishing yang tepat akan meningkatkan keindahan alami yang dimiliki oleh produk kayu hutan rakyat.
2
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk:
1. Menentukan ketahanan lapisan finishing terhadap panas dingin, dan ketahanan lapisan finishing terhadap bahan kimia rumah tangga dari dua tipe bahan finishing berpelarut air yang berbeda.
2. Menentukan perbedaan kualitas lapisan finishing yang dibentuk dua tipe bahan finishing berpelarut air yang berbeda pada lima jenis kayu.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai penggunaan bahan finishing berpelarut air (waterbased finishes) pada kayu Jati, Spruce, Nangka, Trembesi, dan Mahoni dalam kondisi kering dan basah dengan kekentalan bahan finishing yang berbeda untuk diaplikasikan dalam industri pengerjaan kayu Indonesia, khususnya industri mainan kayu edukatif.
TINJAUAN PUSTAKA
Deskripsi Umum Jenis Kayu
Kayu Jati (Tectona Grandis L.f.)
Kayu Jati (Tectona Grandis) termasuk salah satu kayu yang berasal dari pohon hutan tropis yang terkenal di dunia internasional karena sifat-sifat teknis dan dekoratifnya. Jati merupakan salah satu anggota famili Verbenaceae. Pohon jati merupakan tanaman asli daerah-daerah Asia Selatan dan Tenggara, yang secara alami terdapat di India, Myanmar, Thailand dan Laos meliputi kisaran 9- 25o30’ LU dan antara 73o- 104o30’ BT. Terdapat 4 spesies yang tergolong dalam genus Tectona yaitu Tectona grandis L.f, Tectona hamiltoniana Wall, Tectona philippinensis Benth, dan Tectona abdulens (Hedegart 1976). Kayu jati berwana kuning emas kecoklatan sampai coklat kemerahan pada bagian kayu terasnya, mudah dibedakan dengan gubalnya yang berwana putih agak keabu-abuan. Tekstur kayu ini agak kasar sampai kasar dan tidak rata dengan arah serat lurus. Pori-pori pada kayu jati tersusun dalam pola tata lingkar, berisi tylosis dan deposit berwarna putih. Kayu Jati termasuk ke dalam kelas kuat II dan kelas awet I-II, dengan rata-rata berat jenis 0,67 (0,62-0,75).
Kayu Nangka (Artocarpus heterophylla Lamk.)
3
mudah mengkilap apabila diserut dengan halus dan digosok dengan minyak. Mempunyai berat jenis rata-rata sebesar 0,61 dengan kelas awet II-III dan kelas kuat II-III (Seng 1990). Kayu nangka termasuk jenis kayu yang baik untuk dijadikan bahan baku perabot kayu dan dianggap lebih unggul daripada jati untuk pembuatan meubel, konstruksi bangunan pembubutan, tiang kapal, tiang kuda dan kandang sapi, dayung, perkakas, dan alat musik (Prihatman 2000 ).
Kayu Mahoni (Swietenia macrophylla King.)
Mahoni (Swietenia macrophylla King.) termasuk ke dalam famili Meliaceae. Mahoni termasuk pohon besar dengan tinggi pohon mencapai 35-40 m dan diameter mencapai 125 cm. Batang lurus berbentuk silindris dan tidak berbanir. Kulit luar berwarna coklat kehitaman, beralur dangkal seperti sisik. Kulit batang berwarna abu-abu dan halus ketika masih muda, berubah menjadi coklat tua, beralur dan mengelupas multiseriat/heteroselular (Martawijaya et al. 1981). Kayu Mahoni memiliki berat jenis maksimum sebesar 0,76, minimum 0,56, dan rata-rata 0,64 pada kondisi kadar air kering udara. Kerapatannya bervariasi dari 480 sampai dengan 833 kg/m3 dalam kondisi kayu kering udara. Kayu Mahoni ini termasuk bahan mebel bernilai tinggi karena dekoratif dan mudah dikerjakan. Ditanam secara luas di daerah tropis dalam program reboisasi dan penghijauan. Dalam sistem agroforestry digunakan sebagai tanaman naungan dan kayu bakar (Wiemann 2010).
Kayu Trembesi (Samanea saman (Jacq.) Merr.)
Trembesi ( Samanea saman (Jacq.) Merr.) termasuk ke dalam famili Fabaceae. Namanya berasal dari air yang sering menetes dari tajuknya karena kemampuannya menyerap air tanah yang kuat. Trembesi berbentuk melebar seperti payung (canopy) dan umumnya ditanam sebagai tumbuhan pembawa keteduhan. Pohon Trembesi dapat mencapai tinggi 30-38 meter dan diameter 1-1,2 meter. Kayu teras trembesi berwarna coklat tua keemasan dengan garis yang lebih gelap, sedangkan kayu gubalnya tipis berwarna putih kekuning-kuningan terpisah dengan jelas dari kayu teras. Serat kayu lurus, meski terkadang juga bergelombang atau terdapat interlocked grain. Memiliki tekstur sedang sampai kasar dengan pori-pori besar terbuka. Pada umumnya kayu trembesi mudah untuk dikerjakan baik dengan menggunakan tangan maupun mesin, meski adanya interlocked grain dapat menghasilkan serat yang hancur atau berbulu. Dalam kondisi kering udara, kayu trembesi memiliki berat jenis berkisar antara 0,48 sampai dengan 0,57 dan memiliki nilai penyusutan sebesar 2,0 % (radial), 3,4 % (tangensial), dan 6,0% (volumetrik). Kayu trembesi sering dunakan sebagai bahan baku veneer, plywood, furniture, dan alat musik seperti gitar dan ukulele (Meier 2013).
Kayu Sitka Spruce (Picea sitchensis)
4
kedalam famili Pinaceae. Tumbuhan ini juga dikenal dengan nama yellow tideland, western, silver, dan west coast spruce. Bagian kayu teras pada kayu sitka spruce berwarna coklat kemerahmudaan, sedangkan bagian kayu gubalnya berwarna putih krem. Kayu ini memiliki tekstur yang seragam, serat kayu yang lurus, tidak berbau, dan tidak memiliki kandungan resin. Sitka spruce sudah sangat dikenal sebagai kayu yang secara relatif mudah untuk dikerjakan. Kayu ini mudah untuk dibentuk dan dapat menghasilkan permukaan yang sangat halus jika diamplas. Selain itu cepat kering dan memiliki nilai penyusutan yang kecil (Wiemann 2010). Dalam kondisi basah memiliki standar kerapatan sedang yaitu sebesar 347 kg/m3, sedangkan dalam kondisi kering udara sebesar 387 kg/m3. Berat jenisnya dalam kondisi kadar air 12% adalah sekitar 0,35- 0,46. Kayu spruce biasa digunakan sebagai bahan baku lumber, kotak / peti, furniture, millwork, komponen pesawat, soundboard alat musik, pembuatan kapal (tiang dan spar), dan kegunaan khusus lainnya adalah sebagai ladder rails. FPInnovations (2007) secara lebih jelas menerangkan mengenai performa pengaplikasian bahan finishing pada kayu spruce dalam Tabel 1.
Tabel 1 Kemampuan pengaplikasian finishing pada kayu Spruce
Finishing
Proses Performa pengaplikasian Keterangan
Staining Mudah sampai sedang Hasil finishing yang baik bisa didapatkan. Stains berwarna cerah bekerja dengan baik namun stains yang lebih gelap akan memperjelas warna yang tidak biasa dihasilkan. Penggunaan wash coat akan lebih memperjelas warna.
Painting Rata-rata sampai memiliki kemampuan mengikat cat yang baik
Lacquering Baik
Waxing Baik Hasil terbaik didapatkan dengan
menggunakan wax dengan warna yang lebih cerah (contoh: Mellow Pine)
Sumber : FPInnovations (2007)
Finishing Kayu
Finishing kayu merupakan suatu kegiatan melapisi permukaan kayu dengan tujuan memproteksi dan memperindah penampilan kayu. Dalam melakukan finishing terhadap kayu, hal-hal yang harus dipertimbangkan adalah penampilan, proteksi, dan kebersihan serta bagaimana sifat-sifat dari kayu tersebut dapat mempengaruhi aplikasi dan performa finishing yang dilakukan (Williams 2010).
5
finishing berfungsi untuk melindungi permukaan kayu atau perabot rumah tangga, finishing juga berfungsi untuk melindungi kayu agar terhindar dari:
1. Korosi atau pengaruh bahan-bahan kimia yang merusak permukaan kayu. 2. Rusaknya permukaan karena terkelupas atau tergores.
3. Pengaruh cuaca seperti kelembaban, sinar matahari, dan perubahan bentuk. 4. Jamur-jamur pewarna dan pelapuk kayu.
5. Serangga yang sering melubangi dan memakan zat organik pada kayu.
Bahan finishing kayu atau cat merupakan bahan yang terbuat dari bahan pembentuk film (binder) yang dikenal dengan sebutan resin atau polimer, dilarutkan dalam pelarut organik (solvent) ditambahkan dengan bahan pembantu atau additive, pigment dan bahan pengisi (filler). Jenis bahan finishing kayu yang umumnya digunakan sebagai top coat yaitu cat, varnish dan lacquer. Cat dapat digunakan pada semua tipe substrat namun kecocokannya terhadap kayu harus diperhitungkan berdasarkan penggunaan akhir yang berkaitan dengan masalah fleksibilitas, adhesi, dan permeabilitas.
Agar produk dapat bertahan lama, jenis kayu dan aplikasi finishing yang dipilih haruslah sesuai dengan kondisi lingkungan dimana produk tersebut akan digunakan. Hal inilah yang membedakan antara aplikasi finishing pada kayu untuk keperluan eksterior dan aplikasi kayu untuk keperluan interior. Menurut Williams (2010), terdapat 6 tipe produk kayu yang umunya digunakan pada bagian eksterior, yaitu kayu solid, plywood, fingerjoint wood, hardboard atau OSB, produk kayu-plastik komposit, dan produk kayu yang telah diberi perlakuan sehingga tahan api. Finishing eksterior meliputi bahan water repellent (penolak air), transparan dan semi transparan stain serta cat solid (opaque) yang keseluruhannya dibagi dalam dua grup, yaitu bahan yang berpenetrasi dalam kayu dan bahan yang membentuk lapisan pada permukaan kayu. Finishing interior lebih menonjolkan kenampakan dan kemudahan dibersihkan (cleanability) dibandingkan tujuan perlindungan. Berbeda dengan finishing pada eksterior kayu, finishing pada produk interior kayu hanya membutuhkan perlindungan terhadap air dan sinar UV yang lebih sedikit dibandingkan dengan produk kayu eksterior. Sifat-sifat finishing pada prinsipnya dapat dipengaruhi oleh tiga macam faktor diantaranya faktor bahan baku kayu, faktor bahan pelapis yang digunakan, dan faktor aplikasi bahan finishing yang digunakan (USFPL 1974). Aplikasi bahan finishing sangat penting untuk diperhatikan karena akan mempengaruhi hasil akhir suatu finishing kayu. Tahapan pelapisan bahan finishing menurut Darmawan et al. (2011) adalah sebagai berikut: 1. Persiapan Permukaan atau Pengamplasan
Pengamplasan bertujuan untuk meratakan permukaan kayu dan mendapatkan permukaan yang halus, sehingga kayu siap menerima pelapisan berikutnya. Pada tahap pengamplasan dilakukan pembersihan cacat serat berbulu, debu, resin atau getah kayu, goresan pensil dan cacat rakit.
2. Persiapan Kuas
6
bagian kuas. Pemilihan ukuran dan jenis kuas disesuaikan dengan jenis pekerjaan yang dilakukan.
3. Pengisian Permukaan atau Pendempulan (Filling)
Pendempulan bertujuan untuk mendapatkan permukaan bidang kayu yang halus dan seragam, dan khususnya diaplikasikan pada kayu dengan serat terbuka, kayu yang memiliki cacat tergores, serta celah-celah sambungan. Tanpa penambahan filler bahan-bahan seperti vernish dan cat akan meresap kedalam kayu, sehingga mengakibatkan pemborosan vernish dan cat. Pelaburan bahan pengisi dapat dilakukan dengan menggunakan kuas dengan bulu-bulu ujung yang kaku. Pelaburan dilakukan satu arah dengan mengikuti arah serat kayu.
4. Pewarnaan Dasar (Staining)
Pewarnaan dasar digunakan untuk mencerahkan atau mengubah warna alami dari substrat (kayu atau rotan), namun tidak mengubah penampilan alami dari substrat. Dapat diencerkan atau saling dicampurkan untuk memperoleh warna yang dikehendaki. Bahan pewarna dapat diklasifikasikan ke dalam tiga kelompok, yaitu larut air, minyak dan aseton. Pewarna pelarut aseton akan lebih cepat mengering setelah diaplikasikan. Bahan pewarna ini tidak mengembangkan serat-serat kayu. Bahan pewarna minyak menggunakan pelarut dari jenis benzolene, naphtha, turpentine. Pewarna jenis ini memiliki penetrasi yang baik, mudah dipergunakan, dan tidak mengembangkan serat-serat kayu. Bahan pewarna larut air tersedia dalam berbagai pilihan warna dan dibuat dengan mencampur bubuk-bubuk kering dengan air. Bahan ini dapat mengembangkan atau mengangkat serat kayu, dan butuh waktu kurang lebih 12 jam untuk mengering. Pewarnaan tidak selalu diperlukan atau dibutuhkan dalam finishing kayu. Banyak kayu yang menunjukkan penampilan alami yang menarik justru bila difinishing dengan bahan finishing transparan. 5. Penutupan Permukaan (Sealing)
Bahan penyekat (sealer) diberikan dengan tujuan sebagai pemisah antara pewarna dasar (stain) dengan cat akhir (top coat), untuk mencegah migrasi bahan lapisan cat akhir (top coat) kedalam substrat (kayu) atau dari substrat kelapisan cat akhir. Selain itu sealer juga dapat membantu memudahkan pengamplasan, mempercepat pengeringan, dan menjaga kestabilan kayu (menurunkan higroskopis kayu). Sealer yang baik adalah yang mempunyai daya tutup permukaan yang baik dan agak lambat kering. Sealer yang mengandung filler disebut sebagai sanding sealer. 6. Pengecatan Akhir (Top coating)
7
Adanya isu yang sangat kuat mengenai keselamatan lingkungan dan harga solvent yang semakin mahal, telah membuat produk-produk yang berbasiskan air menjadi pilihan yang sangat menarik. Tingginya dorongan untuk mengunakan waterbased material ini juga telah mendorong industri finishing material untuk mengembangkan produk ini sehingga produk yang dihasilkan menjadi semakin baik. Resin, bahan-bahan dan additif yang dibutuhkan sudah semakin banyak tersedia dan dan penelitian-penelitian telah semakin banyak dilakukan sehingga produk-produk waterbased menjadi semakin sempurna.
Waterbased finishing material adalah bahan finishing yang menggunakan air sebagai pelarut utama. Berbeda dengan solvent base finishing material, waterbased finishing ini hanya sedikit mengeluarkan emisi gas pada saat proses pengeringannya sehingga tidak akan mengotori udara lingkungan. Teknologi waterbased coating ini sebenarnya sudah lama dikenalkan pada industri finishing, mulai dari sekitar tahun 1970 an. Dewasa ini pengembangan-pengembangan baru telah dibuat untuk mengatasi masalah-masalah dari waterbased coating yang dulu merupakan penghambat penggunaan bahan ini. Karena itu maka produk-produk waterbased saat ini mempunyai performa yang lebih baik (Wisno 2012).
Menurut Allen (2006) waterbased finish mengandung beberapa komposisi yang sama seperti varnish dan lacquer, komposisi tersebut terutama urethane, alkyd, dan acrylic, namun komposisi yang mengandung bahan yang mudah terbakar serta pollutant telah diganti dengan air. Biasanya dibuat dari resin acrylic (dijual sebagai waterbased lacquer) atau campuran dari acrylic urethane (dijual sebagai waterbased polyurethane). Kelebihan dan kekurangan yang dimiliki oleh waterbasedfinish disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2 Kekurangan dan kelebihan dari waterbased finish
Kelebihan Kekurangan
Tidak berbahaya bagi lingkungan Relatif mahal
Tidak menimbulkan bahaya kebakaran Sulit untuk diaplikasikan, mudah terjadi cacat berupa sags and runs
Sensitif terhadap dingin dan mudah terkontaminasi dengan bahan finishing lain Tidak dapat digunakan dengan grain filler
Sumber : Allen (2006)
Waterbased Acrylic Paints
8
Deskripsi Mainan Edukatif dari Kayu
Mainan edukatif adalah jenis mainan yang besifat mendidik atau dapat memenuhi syarat sebagai perangsang bagi anak untuk terjadinya proses belajar anak (Andang 2006). Mainan kayu biasanya memiliki nilai edukatif karena mainan kayu merupakan permainan yang sederhana yang bisa mendorong anak-anak untuk menggunakan imaginasi mereka, puzzle kayu mendorong perkembangan kognitif dan juga mengembangkan kemampuan motorik mereka. Kualitas dari mainan kayu edukatif harus sangat diperhatikan karena kualitas yang dimiliki mainan edukatif tidak semua sama di setiap produsen mainan, kualitas yang harus diperhatikan adalah kualitas bahan (kayu), cat (cat non toxic) dan juga kualitas permainan (nilai edukatif) dari mainan kayu tersebut.
Sehubungan dengan aspek keamanan dan keselamatan dari mainan kayu, dikembangkan standar mutu produk mainan kayu oleh Badan Standarisasi Nasional Pendidikan yang bertanggungjawab kepada Menteri Pendidikan Nasional. SNI yang dibuat meliputi Spesifikasi sifat fisis dan mekanis SNI 12.6527.1-2001, Spesifikasi sifat mudah terbakar SNI 12.6527.2-2001 Spesifikasi untuk perpindahan elemen-elemen tertentu SNI 12-6527.3-2001 (Badan Standarisasi Nasional 2009). Pemilihan dan pembuatan dari mainan edukatif dari kayu didasarkan dengan kesesuaian terhadap umur anak, kesesuaian dengan minat anak, dan kualitas dari mainan kayu tersebut.
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan selama 6 bulan, yaitu dari bulan Januari- Juni 2013 di workshop CV Omocha Toys dan laboratorium bagian Teknologi Peningkatan Mutu Kayu Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.
Alat dan Bahan Penelitian
Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kayu Nangka (Artocarpus heterophylla Lamk.), kayu Mahoni (Swietenia macrophylla King), kayu Jati (Tectona Grandis), kayu Spruce (Picea sitchanensis), dan kayu Trembesi (Samanea saman). Serta bahan kimia rumah tangga berupa margarine, selai, susu kental manis. Bahan finishing yang digunakan adalah bahan finishing berpelarut air Impra Aqua Wood Filler (AWF-911), Impra Aqua Wood stain (Brown) (AWS-921), Impra Aqua Sanding sealer (ASS-941), Impra Aqua Lacquer (Clear Gloss) (AL-961), Treinoc Acrylic Wood Filler (TRWF212), Treinoc Acrylic Wood stain (Brown) (TRWS221), Treinoc Acrylic Sanding sealer (TRSS231), Treinoc Acrylic Clear Gloss (TRC301), serta air destilata sebagai pengencer.
Alat
9
yaitu circular saw. Alat yang digunakan dalam proses finishing adalah kertas amplas No.80, No.180, No.240, No.400, No.1000, thinner, kape, kain bal, kuas (brittle brush). Dalam melakukan pengujian alat-alat yang digunakan adalah lup, kaliper, cutter, pressure sensitive tape, moisture meter Krisbow untuk mengukur kadar air contoh uji, gelas ukur, dan sendok plastik. Pengolahan dan pengambilan data menggunakan komputer yang dilengkapi dengan program aplikasi Microsoft Office Excel 2007, penyerut, kalkulator, alat tulis, kamera digital Canon EOS 1100D untuk melakukan pengambilan gambar hasil pengujian, dan timbangan digital Kern.
Pembuatan Contoh Uji
Contoh uji dibuat dengan ukuran 2,5 cm x 10 cm x 20 cm dari 5 jenis Kayu yang berbeda, yaitu kayu Jati, Mahoni, Spruce, Nangka, dan Trembesi, masing-masing dengan kadar air sebesar 9- 15% (kering udara) dan kadar air 20- 50% (basah) pada setiap jenis kayu, setelah itu diberi perlakuan finishing. Setiap contoh uji yang telah diberi perlakuan finishing diberikan kode:
Sp : Kayu Spruce Na : Kayu Nangka Jt : Kayu Jati Ma : Kayu Mahoni Tr : Kayu Trembesi
Tk1 : Perlakuan finishing dengan cat Treinoc dengan penambahan volume air sebanyak 5 % pada sanding sealer dan 5 % penambahan volume air pada Top coat dalam kondisi kadar air kering udara.
Tk2 : Perlakuan finishing dengan cat Treinoc dengan penambahan volume air sebanyak 10 % pada sanding sealer dan 10 % penambahan volume air pada Top coat dalam kondisi kadar air kering udara.
Tk3 : Perlakuan finishing dengan cat Treinoc dengan penambahan volume air sebanyak 15 % pada sanding sealer dan 15 % penambahan volume air pada Top coat dalam kondisi kadar air kering udara.
Pk1 : Perlakuan finishing dengan cat Propan dengan penambahan volume air sebanyak 5 % pada sanding sealer dan 25 % penambahan volume air pada Top coat dalam kondisi kadar air kering udara.
Pk2 : Perlakuan finishing dengan cat Propan dengan penambahan volume air sebanyak 10 % pada sanding sealer dan 30 % penambahan volume air pada Top coat dalam kondisi kadar air kering udara.
Pk3 : Perlakuan finishing dengan cat Propan dengan penambahan volume air sebanyak 15 % pada sanding sealer dan 35 % penambahan volume air pada Top coat dalam kondisi kadar air kering udara.
Tb1 : Perlakuan finishing dengan cat Treinoc dengan penambahan volume air sebanyak 5 % pada sanding sealer dan 5 % penambahan volume air pada Top coat dalam kondisi kadar air basah.
Tb2 : Perlakuan finishing dengan cat Treinoc dengan penambahan volume air sebanyak 10 % pada sanding sealer dan 10 % penambahan volume air pada Top coat dalam kondisi kadar air basah.
10
Pb1 : Perlakuan finishing dengan cat Propan dengan penambahan volume air sebanyak 5 % pada sanding sealer dan 25 % penambahan volume air pada Top coat dalam kondisi kadar air basah.
Pb2 : Perlakuan finishing dengan cat Propan dengan penambahan volume air sebanyak 10 % pada sanding sealer dan 30 % penambahan volume air pada Top coat dalam kondisi kadar air basah.
Pb3 : Perlakuan finishing dengan cat Propan dengan penambahan volume air sebanyak 15 % pada sanding sealer dan 35 % penambahan volume air pada Top coat dalam kondisi kadar air basah.
Aplikasi Bahan Finishing pada Contoh Uji
Aplikasi Acrylic Wood Coating Treinoc
1. Persiapan Permukaan Kayu
Permukaan kayu dibersihkan dari kotoran dengan menggunakan kertas amplas No. 180 searah dengan arah serat kayu. Pengampelasan bertujuan meratakan serta menghaluskan permukaan contoh uji dan membersihkan permukaan kayu dari segala kotoran yang menempel seperti debu.
2. Pemberian Filler atau Pengisian Pori- Pori
Treinoc Acrylic Wood Filler (TRWF212) diaplikasikan dengan menggunakan kape secara merata pada permukaan kayu. Bahan filler dipastikan telah mengisi dan menutup seluruh permukaan kayu yang efektif dan dibiarkan dibiarkan selama 60 menit sehingga kering. Lapisan finishing pertama yang terbentuk dan telah kering diamplas dengan amplas No.240 hingga permukaan kayu terlihat kembali.
3. Pewarnaan (Staining)
Treinoc Acrylic Wood stain (Brown) (TRWS221) diaplikasikan dengan menggunakan kuas cat kemudian dibal agar warna masuk ke dalam pori-pori kayu. Dibiarkan hingga mengering selama 60 menit.
4. Pemberian Sealer
Sealer diberikan dengan tujuan untuk membatasi antara stain dengan bahan pelapis akhir (top coat) sehingga dapat mencegah perpindahan bahan lapisan akhir ke dalam kayu atau sebaliknya. Treinoc Acrylic Sanding sealer (TRSS231) diaplikasikan dengan menggunakan kuas dengan 3 variasi penambahan campuran air yaitu 5%, 10%, dan 15%. Standar penambahan air yang disarankan adalah 10% volume air bersih (untuk pengaplikasian dengan menggunakan spray gun). Dibiarkan sampai kering dalam waktu 120 menit setelah itu diamplas dengan kertas amplas No.400.
5. Pengecatan Akhir (Top coating)
11
Aplikasi ImpraAqua Wood Finish Propan
1. Persiapan Permukaan Kayu
Permukaan kayu dibersihkan dari kotoran dengan menggunakan kertas amplas No. 180 searah dengan arah serat kayu. Pengampelasan bertujuan meratakan serta menghaluskan permukaan contoh uji dan membersihkan permukaan kayu dari segala kotoran yang menempel seperti debu.
2. Pemberian Filler atau Pengisian Pori- Pori
ImpraAqua Wood Filler (AWF-911) diaplikasikan dengan menggunakan kape secara merata pada permukaan kayu. Bahan filler dipastikan telah mengisi dan menutup seluruh permukaan kayu yang efektif dan dibiarkan dibiarkan selama 60 menit sehingga kering. Lapisan finishing pertama yang terbentuk dan telah kering diamplas dengan amplas No.240 hingga permukaan kayu terlihat lagi.
3. Pewarnaan (Staining)
Impra Aqua Wood stain (AWS-921) diaplikasikan dengan menggunakan kuas cat dan dibiarkan selama 2-3 menit. Setelah itu permukaan kayu dilap dengan menggunakan kain lap yang halus.
4. Pemberian Sealer
Sealer diberikan dengan tujuan untuk membatasi antara stain dengan bahan pelapis akhir (top coat) sehingga dapat mencegah perpindahan bahan lapisan akhir ke dalam kayu atau sebaliknya. Impra Aqua Sanding sealer (ASS-941) diaplikasikan dengan menggunakan kuas dengan 3 variasi penambahan campuran air yaitu 5%, 10%, dan 15%. Standar penambahan air yang disarankan adalah 10% volume air bersih (untuk pengaplikasian dengan menggunakan spray gun). Dibiarkan sampai kering dalam waktu 120 menit setelah itu diamplas dengan kertas amplas No.400.
5. Pengecatan Akhir (Top coating)
Top coating dilakukan dengan menggunakan Impra Aqua Lacquer Clear Gloss (AL-961) yang ditambahkan dengan variasi penambahan air yaitu 25%, 30%, dan 35% volume air bersih dengan spray gun. Standar penambahan air yang disarankan adalah 30%. Dibiarkan selama 120 menit, setelah itu permukaan kayu diamplas lagi dengan menggunakan amplas No.400 dan dilapisi lagi dengan menggunakan Impra Aqua Lacquer Clear Gloss (AL-961).
Pengujian Daya Tahan Lapisan Cat
Uji kelekatan yang dipilih adalah cross-cut test untuk mengetahui daya lekat bahan finishing terhadap substrat (kayu) dibawahnya, uji efek pemberian bahan kimia rumah tangga pada lapisan cat untuk mengetahui ketahanan lapisan finishing terhadap pemberian bahan-bahan kimia rumah tangga, kemudian uji panas dan dingin (hot and cold test) untuk mengetahui ketahanan terhadap panas dan dingin.
Pengujian Daya Tahan Lapisan Terhadap Bahan Kimia Rumah Tangga
12
dilakukan yaitu:
1. Pembagian contoh uji menjadi 6 bagian seperti yang terlihat pada Gambar 1 dengan menggunakan spidol permanen. Tiga bagian untuk pengujian bahan kimia rumah tangga, dua bagian untuk pengujian air panas dan air dingin, dan satu bagian untuk cross cut test.
Gambar 1 Tampilan contoh uji berukuran 2,5 cm x 10 cm x 20 cm untuk tiga jenis pengujian
2. Setiap bagian dilebur dengan bahan kimia rumah tangga dengan cara dioleskan pada permukaan contoh uji lalu didiamkan selama 5-10 menit.
3. Contoh uji dibersihkan dengan menggunakan kain lap yang bersih, kemudian diamati perubahan fisik cat yang terjadi dengan interval 1 jam dan 24 jam.
4. Perubahan fisik cacat yang terjadi pada permukaan kayu dapat dikalsifikasikan berdasarkan Tabel 3.
Tabel 3 Klasifikasi nilai kondisi cacat permukaan.
Persentase Permukaan
Bercacat (%) Kelas
Tidak bercacat 10
0 – 1 9
2 – 3 8
4 – 7 7
7 – 10 6
11 – 20 5
21 – 30 4
31 – 40 3
41 – 55 2
56 – 75 1
>75 0
13
Pengujian Daya Lekat Lapisan Cat
Peralatan yang digunakan untuk pengujian ini adalah pisau pemotong (penggores, cutter) yang tajam dan pressure-sensitive tape. Lapisan film waterbased paint disiapkan pada panel uji kemudian digores dengan pisau sebanyak 11 baris dengan jarak 2 mm, dalam jarak seragam. Goresan yang sama juga dibuat secara tegak lurus dengan goresan yang pertama sehingga terbentuk pola bujur sangkar dengan bujur sangkar kecil sebanyak 100 buah. Goresan yang dibuat tidak boleh terlalu dalam sampai melukai permukaan kayu, tetapi cukup mencapai permukaan lapisan cat. Tape ditempelkan secara merata di atas goresan yang dibuat, kemudian ujung tape ditarik secara cepat dengan arah 45o terhadap permukaan panel. Tingkat kerusakan film menunjukkan kualitas daya lekatnya. Tingkat kerusakan dapat terlihat dari berapa kotak kecil yang tercabut dari lapisan film cat. Kualitas daya lekat yang kurang baik ditunjukkan dengan tingkat kerusakan sebesar 35- 65% (kelas 1B) dan 65%-100% (kelas 0B). Kualitas daya lekat yang paling baik ditunjukkan dengan garis potongan yang rata tanpa ada kotak-kotak kecil yang terkelupas maupun tercabut sama sekali (kelas 5B) dan jika tingkat kerusakan yang terjadi kurang dari 5% (kelas 4B). Nilai hasil cross cut test diklasifikasikan berdasarkan Tabel 4 mengacu pada standar ASTM D 3359.
Tabel 4 Klasifikasi nilai daya lekat lapisan finishing pada permukaan kayu
Sumber : Pelatihan Training Finishing ACIAR, Jepara
Uji Ketahanan terhadap Panas dan Dingin
14
bahan finishing sehingga dapat mempengaruhi ikatan antar material finishing dan kayu (mengembang atau menyusut). Oleh karena itu perlu dilakukan pengujian ini. Pengujian panas dilakukan dengan cara meletakkan gelas kecil berisi air panas (mendidih) yang didiamkan sampai air dalam gelas menjadi dingin. Pengujian dingin dilakukan dengan meletakkan batu es dalam gelas di atas permukaan uji, kemudian ditunggu sampai seluruh es mencair. Setelah itu dilakukan pengamatan terhadap permukaan contoh uji dan diklasifikasikan dalam 10 kelas seperti yang ditampilkan pada Tabel 3.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bahan Finishing yang Digunakan
Bahan finishing yang digunakan dalam penelitian ini adalah dua jenis bahan finishing berpelarut air yang berbeda, yaitu waterbased lacquer produksi CV. Propan Raya (sistem Impra Aqua Wood Finish) dan acrylic wood coating Treinoc produksi CV. Jaya Perkasa. Kedua jenis bahan finishing tersebut memiliki cara pengaplikasian yang sama dan sama-sama pernah digunakan dalam finishing mainan kayu edukatif produksi CV. Omocha Toys, bahan finishing utama yang saat ini digunakan dalam pembuatan mainan kayu edukatif di CV. Omocha Toys adalah acrylic wood coating Treinoc. Meskipun kedua bahan finishing tersebut sama-sama berpelarut air, terdapat perbedaan terutama dari sisi ekonomi, yaitu harga dari acrylic wood coating jauh lebih murah jika dibandingkan dengan waterbased lacquer. Perbedaan secara visual dari kedua bahan finishing tersebut lebih jelas dipaparkan dalam Tabel 5.
Tabel 5 Perbedaan bahan finishing waterbased lacquer dan acrylic wood coating secara visual
Bahan Waterbased Lacquer (Propan) Acrylic Wood Coating (Treinoc)
Filler Cepat mengering ketika
diaplikasikan
Lama untuk mengering ketika diaplikasikan dan bersifat lebih kental jika dibandingkan dengan filler dari Propan
Stain Bersifat encer Sedikit kental dengan bau yang
agak menyengat Sanding sealer Bersifat encer dan berwarna krem,
cepat mengering ketika diaplikasikan, bau tidak terlalu menyengat
Bersifat sangat kental dan berwarna putih, berbau sangat menyengat
Top Coat (Clear Gloss)
Bersifat encer dan berwarna krem, cepat mengering ketika diaplikasikan, bau tidak terlalu menyengat
15
Berat Labur Bahan Finishing yang Digunakan
Berdasarkan pengukuran, berat labur filler pada contoh uji basah dan kering untuk masing-masing kombinasi perlakuan ternyata menunjukkan perbedaan yang tidak mencolok, yaitu berkisar antara 0,00168 g/cm2-0,00493 g/cm2 pada kayu kering dan 0,00236-0,00459 g/cm2 pada kayu basah. Proses pengamplasan paling mudah dilakukan terhadap permukaan kayu Jati dan Spruce dalam kondisi kering udara. Pengamplasan paling sulit dilakukan pada permukaan kayu trembesi dengan kadar air tinggi karena kondisi basah akan menyebabkan serat-serat kayu terangkat ke permukaan, sehingga permukaan menjadi berserabut dan kasar. Rata- rata berat labur masing-masing contoh uji tersaji pada Tabel 6.
Tabel 6 Rerata berat labur filler untuk setiap contoh uji
Kombinasi
SpPk1 0,002831 JtPk1 0,004831 MaTb3 0,002441
SpPk2 0,00318 JtPk2 0,004548 TrPk1 0,004936
SpPk3 0,002665 JtPk3 0,004594 TrPk2 0,003623
SpTk1 0,002034 JtPb1 0,004318 TrPk3 0,004633
SpTk2 0,002479 JtPb2 0,003786 TrPb1 0,00459
SpTk3 0,002458 JtPb3 0,003569 TrPb2 0,003627
NaPk1 0,001689 JtTk1 0,00446 TrPb3 0,004561
NaPk2 0,002224 JtTk2 0,004162 TrTk1 0,003807
NaPk3 0,00237 JtTk3 0,004328 TrTk2 0,004808
NaPb1 0,002788 JtTb1 0,003919 TrTk3 0,002955
NaPb2 0,00277 JtTb2 0,004031 TrTb1 0,003808
NaPb3 0,002367 JtTb3 0,003397 TrTb2 0,003327
NaTk1 0,00241 MaPk1 0,004251 TrTb3 0,003246
NaTk2 0,002898 MaPk2 0,004108 MaTk1 0,003032
NaTk3 0,002515 MaPk3 0,003637 MaTk2 0,002601
NaTb1 0,003649 MaPb1 0,003102 MaTk3 0,003514
NaTb2 0,003098 MaPb2 0,003081 MaTb1 0,002475
NaTb3 0,003066 MaPb3 0,002496 MaTb2 0,002491
16
Tabel 7 Rerata berat labur wood stain untuk setiap contoh uji
Kombinasi
SpPk2 0,002519 JtPk2 0,002207 TrPb2 0,003043
SpPk3 0,002868 JtPk3 0,001988 TrPb3 0,003894
SpTk1 0,005049 JtPb1 0,002189 TrTk1 0,002785
SpTk2 0,003452 JtPb2 0,002305 TrTk2 0,002203
SpTk3 0,003446 JtPb3 0,001605 TrTk3 0,002605
NaPk1 0,003202 JtTk1 0,002056 TrTb1 0,004938
NaPk2 0,002354 JtTk2 0,002223 TrTb2 0,003882
NaPk3 0,002421 JtTk3 0,002539 TrTb3 0,003401
NaPb1 0,003082 JtTb1 0,00213 MaTk1 0,003028
NaPb2 0,001956 JtTb2 0,002598 MaTk2 0,003439
NaPb3 0,00242 JtTb3 0,002431 MaTk3 0,003347
NaTk1 0,00354 MaPk1 0,00302 MaTb1 0,004394
NaTk2 0,003207 MaPk2 0,003813 MaTb2 0,004164
NaTk3 0,002713 MaPk3 0,003264 MaTb3 0,003399
NaTb1 0,002792 MaPb1 0,003392 TrPk1 0,001756
NaTb2 0,002558 MaPb2 0,003401 TrPk2 0,003824
NaTb3 0,002786 MaPb3 0,003397 TrPk3 0,003499
Variasi penambahan air dilakukan pada tahapan pengaplikasian sealer dan top coat. Hal ini disebabkan karena hanya pada sealer dan top coat memerlukan penambahan air. Variasi penambahan air yang diberikan pada sanding sealer Propan (ASS-941) dan Treinoc (TRSS231) adalah 5%, 10%, dan 15% dari bahan yang digunakan. Penambahan air yang dianjurkan untuk kedua sanding sealer tersebut adalah 10% menurut aturan pemakaian dari masing-masing jenis sanding sealer. Berat labur rata-rata untuk sanding sealer berkisar antara 0,00277 sampai dengan 0,0079 g/cm2 pada kayu kering dan 0,003 sampai dengan 0,0073 g/ cm2 untuk kayu basah. Data rata-rata berat labur sanding sealer untuk setiap contoh uji tersaji pada Tabel 8.
17
Tabel 8 Rerata berat labur sanding sealer untuk setiap contoh uji
Kombinasi
SpPk2 0,003238 JtPk2 0,005183 TrPb2 0,005049
SpPk3 0,003102 JtPk3 0,005565 TrPb3 0,004546
SpTk1 0,007068 JtPb1 0,006273 TrTk1 0,007905
SpTk2 0,004456 JtPb2 0,007307 TrTk2 0,006575
SpTk3 0,002779 JtPb3 0,006584 TrTk3 0,005993
NaPk1 0,004006 JtTk1 0,006914 TrTb1 0,00569
NaPk2 0,004426 JtTk2 0,007824 TrTb2 0,006272
NaPk3 0,004569 JtTk3 0,00618 TrTb3 0,006174
NaPb1 0,003723 JtTb1 0,005764 MaTk1 0,004547
NaPb2 0,003578 JtTb2 0,006535 MaTk2 0,004188
NaPb3 0,003508 JtTb3 0,006192 MaTk3 0,005495
NaTk1 0,004382 MaPk1 0,005038 MaTb1 0,005354
NaTk2 0,004378 MaPk2 0,00585 MaTb2 0,005131
NaTk3 0,003569 MaPk3 0,004931 MaTb3 0,005085
NaTb1 0,003088 MaPb1 0,004171 TrPk1 0,006056
NaTb2 0,003785 MaPb2 0,004541 TrPk2 0,005244
NaTb3 0,003692 MaPb3 0,004969 TrPk3 0,005504
Tabel 9 Rerata berat labur top coat untuk setiap contoh uji
SpPk1 0,003617 JtPk1 0,006162 MaTk1 0,005469
SpPk2 0,002376 JtPk2 0,006103 MaTk2 0,005087
SpPk3 0,003185 JtPk3 0,006049 MaTk3 0,003831
SpTk1 0,003123 JtPb1 0,00666 MaTb1 0,003803
SpTk2 0,003236 JtPb2 0,005926 MaTb2 0,004022
SpTk3 0,00306 JtPb3 0,006649 MaTb3 0,003935
NaPk1 0,005021 JtTk1 0,007706 TrPk1 0,007328
NaPk2 0,004639 JtTk2 0,006367 TrPk2 0,008885
NaPk3 0,003714 JtTk3 0,006884 TrPk3 0,008247
NaPb1 0,004068 JtTb1 0,00676 TrPb1 0,005546
NaPb2 0,003552 JtTb2 0,00656 TrPb2 0,006916
NaPb3 0,004092 JtTb3 0,006029 TrPb3 0,006088
NaTk1 0,004582 MaPk1 0,005087 TrTk1 0,005116
NaTk2 0,004821 MaPk2 0,006202 TrTk2 0,00616
NaTk3 0,004393 MaPk3 0,005127 TrTk3 0,00596
NaTb1 0,004482 MaPb1 0,005305 TrTb1 0,004514
NaTb2 0,003752 MaPb2 0,004759 TrTb2 0,005853
18
Berat labur top coat pada kayu dalam kondisi kering maupun basah relatif sama, yaitu berkisar diantara 0,00237-0,00888 g/ cm2 pada kayu kering dan 0,00355-0,00691 g/ cm2 pada kayu kondisi basah. Nilai rata-rata berat labur tertinggi, yaitu sebesar 0,008885 g/ cm2 terdapat pada kayu trembesi dengan kadar air kering udara yang difinishing dengan menggunakan waterbased lacquer Propan. Nilai rata-rata berat labur terendah adalah 0,002376 g/ cm2 dan merupakan nilai berat labur pada kayu spruce dengan kadar air kering udara.
Penampilan Kayu Setelah Dilakukan Finishing dengan Waterbased Lacquer
dan Acrylic Wood Coating
Penampilan masing-masing kayu setelah dilapisi dengan bahan finishing waterbased lacquer Propan dan acrylic wood coating Treinoc dapat dilihat pada Gambar 2 sampai dengan Gambar 11. Permukaan kayu menjadi berwarna cokelat tua setelah diaplikasikan brown wood stain Treinoc dan kayu yang telah distain dengan stain Propan berwarna cokelat muda. Semakin banyak stain yang diaplikasikan pada permukaan kayu maka semakin gelap warna yang dihasilkan. Penampilan kayu menjadi lebih mengkilap setelah top coat diaplikasikan. Top coat dengan tipe clear gloss menghasilkan permukaan kayu yang licin dan mengkilap. Semakin besar pengenceran pada top coat tersebut, tingkat kehalusan permukaan yang dihasilkan akan semakin berkurang.
19
Gambar 3 Penampilan Kayu Spruce yang difinishing dengan waterbased lacquer
Gambar 4 Penampilan Kayu Nangka yang difinishing dengan acrylic wood coating
20
Gambar 6 Penampilan Kayu Trembesi yang difinishing dengan acrylic wood coating
Gambar 7 Penampilan Kayu Trembesi yang difinishing dengan waterbased lacquer
Gambar 8 Penampilan Kayu Jati yang difinishing dengan acrylic wood coating
21
Gambar 9 Penampilan Kayu Jati yang difinishing dengan waterbased lacquer
Gambar 10 Penampilan Kayu Mahoni yang difinishing dengan acrylic wood coating
22
Bentuk Cacat yang Terjadi Pada Lapisan Finishing Sebelum Pengujian
Sags and Runs
Cacat pada lapisan finishing dapat disebabkan dari kondisi dan karakteristik masing-masing jenis kayu yang berbeda, serta kemampuan pengaplikasian finishing yang kurang tepat. Salah satu cacat yang sangat mudah terjadi ketika menggunakan waterbasedfinish adalah cacat berupa sags and runs. Cacat berupa sags and runs dapat dilihat pada Gambar 12. Kadar solid content yang relatif besar menyebabkan bahan finishing berpelarut air lebih mudah untuk menimbulkan sags and runs jika dibandingkan kebanyakan dengan bahan spray lainnya, sehingga amat penting untuk diperhatikan kekentalan cat yang diaplikasikan. Cara terbaik untuk mengatasi cacat sags and runs adalah dengan menghapus runs atau tetesan cat yang masih basah dengan menggunakan kain bersih dan lembab, lalu melakukan spray kembali pada area tersebut (Charron 1998).
Gambar 12 Cacat finishing berupa sags and runs
Mold
Air merupakan zat yang berperan penting dalam proses biologis bagi makhluk hidup, dan sebagian besar kayu yang kering tahan terhadap serangan organisme perusak. Menurut Bulian dan Graystone (2009), kadar air dibawah 20% umumnya dianggap sebagai batas aman terhadap serangan jamur. Kayu yang telah dilapisi bahan finishing dan memiliki kadar air tinggi tetap dapat terserang mold. Serangan mold dapat diketahui ketika timbul permukaan berbulu dan berupa serbuk halus dengan warna berkisar dari putih sampai dengan hitam pada kayu. Mold yang belum tumbuh terlalu dalam pada permukaan kayu dapat dihilangkan dengan cara menyikat atau mengusap permukaan kayu tersebut. Dalam penelitian ini, mold sebagian besar timbul pada jenis kayu Nangka dan Mahoni yang masih basah (memiliki kadar air diatas 20%). Mold yang menyerang kayu dapat dilihat pada Gambar 13.
23
Pengujian Daya Tahan Lapisan Finishing
Uji Daya Lekat Lapisan Cat
Cross cut tape test merupakan pengujian yang dilakukan untuk mengetahui daya lekat dari suatu lapisan finishing terhadap substrat (kayu, besi, dan lain-lain). Metode pengujian ini sederhana dan praktis untuk dilakukan. Tampilan contoh uji pada metode cross cut dapat dilihat pada Gambar 14.
(a) (b)
Gambar 14 Permukaan contoh uji pada cross cut test (a)sebelum ditempelkan tape (b)sesudah ditempelkan tape
Secara keseluruhan, variasi pengenceran cat tidak mempengaruhi kekuatan ikatan antara lapisan finishing dengan permukaan kayu. Contoh uji yang menggunakan waterbased lacquer Propan memiliki daya lekat lapisan yang lebih kuat jika dibandingkan dengan contoh uji yang menggunakan acrylic wood coating Treinoc. Selain jenis cat, kondisi kadar air pada kayu mempengaruhi kualitas daya lekat lapisan bahan finishing. Pada umumnya kayu yang memiliki kondisi kadar air tinggi (basah) memiliki kekuatan daya lekat yang lebih rendah jika dibandingkan dengan kayu yang memiliki kadar air rendah (kering).
Variasi kualitas daya lekat dari bahan finishing pada setiap kombinasi perlakuan ditunjukkan dalam Tabel 10. Kayu Nangka dan Jati dalam kondisi basah yang dilapisi kedua jenis cat tersebut memiliki nilai kekuatan daya lekat yang paling lemah sehingga digolongkan ke dalam kelas 0B, dengan persentase kerusakan 65%-100%. Kualitas daya lekat bahan finishing yang paling baik terdapat pada kayu Spruce dalam kondisi kering udara, kayu Trembesi yang difinishing dengan cat Propan dan Treinoc (dalam kondisi basah dan kering udara), kayu Jati dalam kondisi kering udara yang difinishing dengan cat Propan, serta kayu Mahoni dalam kondisi kering udara yang difinishing dengan cat Propan dan Treinoc.
24
Tabel 10 Hasil pengujian daya lekat lapisan cat dengan metode cross cut
Kombinasi
Uji Ketahanan Terhadap Panas dan Dingin
25
(a) (b)
Gambar 15 (a) Uji dingin dan (b) uji panas
Uji Ketahanan Terhadap Bahan Kimia Rumah Tangga
Bahan kimia rumah tangga yang digunakan dalam pengujian ini adalah margarin, susu kental manis, dan selai strawberry. Masing-masing bahan kimia tersebut dioleskan secara merata pada permukaan contoh uji, seperti yang tersaji pada Gambar 16. Bahan-bahan tersebut dipilih dalam pengujian ini karena merupakan bahan-bahan kimia rumah tangga yang umumnya digunakan oleh anak-anak dalam kehidupan sehari-hari, sehingga memungkinkan terjadinya kontak secara langsung dengan permukaan kayu yang telah dibuat menjadi mainan kayu edukatif. Selain itu, bahan kimia rumah tangga berupa saos, kecap, cuka, deterjen, madu, coklat pasta dan lain-lainnya telah banyak digunakan untuk pengujian serupa pada penelitian-penelitian terdahulu.
Dari ketiga bahan kimia rumah tangga (margarin, susu kental manis, dan selai strawberry) yang diujikan diperoleh hasil bahwa tidak terjadi perubahan warna maupun kerusakan permukaan lapisan finishing terhadap hampir semua jenis kayu dengan semua variasi perlakuan, kecuali kayu nangka dengan finishing waterbased lacquer (kondisi basah dan kering) dan kayu nangka dengan finishing acrylic wood coating (kondisi basah). Sebagian permukaan contoh uji dengan kombinasi perlakuan tersebut mengalami perubahan warna menjadi agak kemerah-merahan setelah dioleskan margarin dalam waktu 1 jam dan 24 jam, sehingga klasifikasi daya tahannya termasuk
26
ke dalam kelas 9. Hal ini diduga karena terjadinya reaksi kimia antara margarin dan lapisan cat, sehingga merusak struktur film yang dibentuk oleh kedua cat berbahan dasar air tersebut. Warna urat kayu terlihat menjadi lebih gelap dan agak memerah setelah dioleskan dengan margarin.
Warna coklat pada permukaan kayu nangka yang difinishing dengan acrylic wood coating Treinoc lebih gelap dibandingkan dengan kayu yang difinishing dengan waterbased lacquer Propan, sehingga perubahan warna menjadi kemerah-merahan pada kayu tidak terlalu terlihat dengan jelas. Perubahan warna setelah pengujian dengan margarin pada kayu nangka dalam kondisi basah yang difinishing dengan cat Treinoc dan Propan dapat dilihat pada Gambar 17.
Kombinasi Perlakuan
Sebelum pengujian dengan margarin
Setelah pengujian dengan margarine
NaTb1
NaTb2
NaTb3
NaPb1
NaPb2
NaPb3
27
Perubahan warna penampilan kayu nangka dalam kondisi kering yang difinishing dengan tiga variasi pengenceran cat menggunakan cat Propan sebelum dan setelah dilakukan pengujian menggunakan margarin tersaji pada Gambar 18. Permukaan kayu menjadi lebih gelap dan berwarna kemerah-merahan setelah dioleskan dengan margarin. Data hasil pengamatan visual selama 1 jam dan 24 jam untuk seluruh kombinasi perlakuan dalam pengujian dengan ketiga jenis bahan kimia rumah tangga ini (margarine, susu kental manis, dan selai strawberry) tersaji pada Gambar 19 dan Gambar 20. Hasil pada Gambar 19 dan 20 menunjukkan bahwa hampir seluruh kombinasi perlakuan yang diujikan termasuk ke dalam kelas 10 menurut ASTM D 1654-92 (2000) baik dari hasil pengujian selama 1 jam maupun 24 jam. Kelas tersebut merupakan kelas yang terbaik karena lapisan finishing sama sekali tidak mengalami cacat. Hal tersebut menunjukkan bahwa bahan kimia rumah tangga seperti margarin, susu kental manis, dan selai strawberry tidak dapat merusak lapisan bahan finishing yang dibentuk oleh waterbased lacquer dan acrylic wood coating. Cacat lapisan finishing terjadi apabila suatu zat kimia tertentu merusak struktur lapisan bahan finishing pada permukaan kayu (bereaksi secara kimiawi) sehingga lapisan bahan finishing menjadi kasar atau tidak rata.
Kombinasi Perlakuan
Sebelum pengujian dengan
margarine Setelah pengujian dengan margarin
NaPk1
NaPk2
NaPk3
2
Gambar 19 Kelas daya tahan lapisan finishing terhadap bahan kimia rumah tanggasetelah dilakukan pengujian selama 1 jam
3
Gambar 20 Kelas daya tahan lapisan finishing terhadap bahan kimia rumah tanggasetelah dilakukan pengujian selama 24 jam
30
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Berdasarkan data hasil pengamatan dan pengujian yang dilakukan dalam penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa :
1. Finishing kayu dengan menggunakan waterbased lacquer Propan menghasilkan lapisan finishing yang memiliki daya lekat lebih kuat jika dibandingan dengan finishing menggunakan acrylic wood coating Treinoc.
2. Besarnya kadar air dan jenis kayu memiliki pengaruh terhadap daya lekat lapisan finishing. Untuk mendapatkan daya lekat yang baik, kadar air pada kayu tidak boleh melebihi 20%.
3. Permukaan kayu yang difinishing dengan waterbased lacquer dan acrylic wood coating menggunakan 3 variasi kombinasi penambahan air di tahap sealer dan top coat pada kedua cat tersebut tidak memiliki perbedaan penampilan pada permukaan lapisan finishing yang dibentuk.
4. Kayu Nangka yang difinishing dengan acrylic wood coating pada kondisi basah dan waterbased lacquer dalam kondisi basah maupun kering tidak tahan terhadap bahan kimia rumah tangga berupa margarin.
5. Waterbased lacquer dan acrylic wood coating tahan terhadap uji panas dan dingin yang dilakukan selama 2 jam.
Saran
1. Perlu diadakan penelitian lebih lanjut mengenai permukaan lapisan finishing waterbased lacquer dan acrylic wood coating dengan melakukan gloss test untuk mengetahui kemampuan lapisan untuk memantulkan sinar yang mengenai permukaannya.
2. Perlu dilakukan blocking test pada permukaan finishing waterbased lacquer dan acrylic wood coating untuk mengetahui apakah lapisan cat atau bahan finishing tidak lengket sewaktu di atasnya diberi beban.
3. Perlu diadakan penelitian mengenai daya tahan lapisan finishing dengan menggunakan bahan finishing berpelarut air yang mengandung pigment yang sering digunakan pada finishing mainan kayu edukatif.
DAFTAR PUSTAKA
Allen M. 2006. The Complete Guide to Wood Finishes 2nd ed. New York (USA): Quarto Publishing.
Andang I. 2006. Education Games (Menjadi Cerdas dan Ceria dengan Permainan Edukatif). Yogyakarta (ID): Pilar Media.
[ASTM] American Society for Testing and Materials. 2000. Standart Test Method for Evaluation of Painted or Coated Speciment Subject to Corrosive Environments. ASTM D 1654-92.
31
Measuring Adhesion by Tape Test. ASTM D 3359-02.
Badan Standarisasi Nasional (BSN). 2009. 63% Produk Mainan Anak Memenuhi 3 SNI. http://www.bsn.go.id/news_detail.php?news_id=1482 [15 Juni 2012].
Bullian F, Graystone JA. 2009. Industrial Wood Coating Theory and Practice 1st ed. Oxford (UK): Elsevier.
Charron A. 1998. Water-Based Finishes. Connecticut (USA): The Taunton Press, Inc. Darmawan W, Rahayu IS, Padlinurjaji IM, Pandit KN. 2011. Pengerjaan
kayu:Ilmu-ilmu penunjang dan teknologi proses. Bogor (ID): IPB Press.
De Meijer M. 2002. Comparison between laboratory water permeability tests and wood moisture content of full-scale window frames, Surface Coatings International Part B: Coatings Transactions, Vol. 85 (2): 131-137.
Douglas Pierre Home. 1992. Wood Finishing (Art of Woodworking). Canada: Time Life Books.
Ersam T. 2001. Senyawa Kimia Makromolekul Beberapa Tumbuhan Artocarpus Hutan Tropika Sumatera Barat [Disertasi].Bandung (ID): Institut Teknologi Bandung. FP Innovations. 2007. Sitka Spruce [Internet]. [diunduh 2013 Sep 02]. Tersedia pada: Finishing and Other Techniques. Newtown, Connecticut (USA): The Taunton Press, Inc.
Joker D. 2002. Informasi Singkat Benih No. 5 Maret 2001 Swietenia macrophylla King [Internet]. Bandung (ID): Indonesia Forest Seed Project [diunduh 2013 Agustus 05]. Tersedia pada: http://bpthbalinusra.net/images/ISB/swieteniamacrophylla.pdf Karina. 2012. Penjualan Mainan Edukatif Capai Rp 60Milliar. [terhubung berkala]
http://economy.okezone.com/read/2012/10/08/320/700864/penjualan-mainan-edu katif-capai-rp60-miliar [15 Agustus 2013].
Martawijaya A, Kartasujana I, Kadir K, Prawira SA. 1981. Atlas kayu Indonesia jilid I. Bogor (ID): Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan Departemen Kehutanan.
Meier E. 2013. Monkeypod. [terhubung berkala] http://www.wood-database.com/ lumber-identification/hardwoods/monkeypod/ [3 Agustus 2013].
Prihatman K. 2000. Nangka (Artocarpus Heterophyllus Lamk). Sistim Informasi Manajemen Pembangunan di Perdesaan, BAPPENAS.
Purnama S. 2009. Teknik Finishing Mebel Kayu. Edisi Pertama. Cetakan Kesatu. Semarang (ID): Penerbit Prize Semarang.
Seng OD. 1990. Berat jenis dari Jenis-Jenis Kayu Indonesia dan Pengertian Beratnya Kayu untuk Keperluan Praktek. Bogor (ID): Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan.
Sonmez A, Budakci M, Bayram M. 2009. Effect of wood moisture content on adhesion of varnish coatings in 2009: Scientific Research and Essay [Internet]. [diunduh
2013 Sep 02]; Vol. 4 (12) pp. 1432-1437. Tersedia pada:
