PENGARUH SUSUNAN KARTON GELOMBANG DAN ANYAMAN BAMBU TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS PANEL SANDWICH SHINTA OKTAVIA KUSUMAH DEWI

101 

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Teks penuh

(1)

PENGARUH SUSUNAN KARTON GELOMBANG DAN

ANYAMAN BAMBU TERHADAP SIFAT FISIS DAN

MEKANIS

PANEL SANDWICH

SHINTA OKTAVIA KUSUMAH DEWI

DEPARTEMEN HASIL HUTAN

FAKULTAS KEHUTANAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

PENGARUH SUSUNAN KARTON GELOMBANG DAN

ANYAMAN BAMBU TERHADAP SIFAT FISIS DAN

MEKANIS

PANEL SANDWICH

Shinta Oktavia Kusumah Dewi

E24050131

Skripsi

Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Kehutanan

pada Fakultas Kehutanan

Institut Pertanian Bogor

DEPARTEMEN HASIL HUTAN

FAKULTAS KEHUTANAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(3)

RINGKASAN

SHINTA OKTAVIA KUSUMAH DEWI. Pengaruh Susunan Karton

Gelombang dan Anyaman Bambu terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Panel Sandwich. Di bawah bimbingan Dr. Ir. Naresworo Nugroho, MS dan Prof. Dr. Ir. Muh. Yusram Massijaya, MS.

Kebutuhan kayu sebagai bahan bangunan dan perabot rumah tangga terus meningkat sedangkan ketersediaan kayu di alam semakin menurun. Oleh karena itu, dibutuhkan suatu alternatife substitusi pengganti kayu yang memiliki kekuatan baik. Salah satu teknologi yang sedang berkembang adalah teknologi papan komposit yang dapat mensubtitusi penggunaan kayu dengan bahan lain yang potensinya cukup besar tetapi masih terbatas atau masih kurang dimanfaatkan seperti karton gelombang. Karton gelombang dan anyaman bambu digunakan untuk membuat produk panel sandwich.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui sifat fisis dan mekanis

panel sandwich dan untuk mengetahui pengaruh susunan karton gelombang dan anyaman bambu terhadap sifat fisis dan mekanis panel sandwich. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai pemanfaatan karton gelombang dalam bentuk panel-panel untuk memenuhi kebutuhan akan bahan bangunan.

Penelitian ini menggunakan karton gelombang sebagai bahan baku core panel sandwich dan anyaman bambu betung dan bambu tali sebagai lapisan face-back dengan menggunakan perekat Urea Formaldehyde. Faktor perlakuan dalam penelitian ini adalah susunan karton gelombang yang terdiri dari susunan

corrugating medium tegak lurus, tegak lurus-sejajar, sejajar, dan sejajar-tegak lurus dan jenis anyaman bambu yaitu bambu betung dan bambu tali. Produk yang dihasilkan berupa panel sandwich tujuh lapis berukuran (30 x 30 x 0,5) cm dengan tiga kali ulangan untuk tiap perlakuan sehingga jumlah panel yang dihasilkan sebanyak 24 buah. Pengujian produk meliputi sifat fisis dan mekanis panel, masing-masing mengacu pada SNI 01-5008.2-2000. Sifat fisis meliputi kadar air, kerapatan, pengembangan tebal dan linier, daya serap air, dan delaminasi. Pengujian sifat mekanis meliputi keteguhan geser rekat, internal bond, modulus elastisitas, dan modulus patah. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kualitas panel yang dibuat memenuhi persyaratan SNI 01-5008.2-2000 yaitu untuk nilai kadar air dan MOR, kecuali untuk nilai delaminasi dan modulus elastisitas, sedangkan untuk nilai internal bond yang mengacu pada standard JIS A5904-1994 belum memenuhi standard.

Faktor perlakuan susunan karton gelombang dan anyaman bambu memberikan pengaruh yang tidak berbeda nyata terhadap parameter sifat fisis dan mekanis. Produk panel sandwich dengan kombinasi anyaman bambu tali dan karton corrugating medium tegak lurus memiliki nilai yang terbaik untuk sifat fisis dan mekanis. Saran yang dapat diberikan untuk penelitian selanjutnya adalah perlu dilakukan penelitian mengenai faktor perbedaan suhu, tekanan, dan lama pengempaan dalam pembuatan panel sandwich dan ketahanan panel terhadap organisme perusak.

Kata kunci : Corrugating medium, karton gelombang, panel sandwich, Urea Formaldehyde.

(4)

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pengaruh Susunan Karton Gelombang dan Anyaman Bambu terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Panel Sandwich adalah benar-benar hasil karya saya sendiri dengan bimbingan dosen pembimbing dan belum pernah digunakan sebagai karya ilmiah pada perguruan tinggi atau lembaga manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan atau tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Bogor, Desember 2009

Shinta Oktavia Kusumah Dewi NRP E24050131

(5)

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Penelitian : Pengaruh Susunan Karton Gelombang dan Anyaman Bambu Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Panel Sandwich

Nama Mahasiswa : Shinta Oktavia Kusumah Dewi

NRP : E24050131

Departemen : Hasil Hutan

Fakultas : Kehutanan

Menyetujui, Dosen Pembimbing

Pembimbing I Pembimbing II

Dr. Ir. Naresworo Nugroho , MS. Prof. Dr. Ir. Muh. Yusram Massijaya, MS NIP : 19650122 198903 1 002 NIP : 19641124 198903 1 004

Mengetahui,

Ketua Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor

Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc. NIP : 19630711 199103 1 002

(6)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Allah SWT penulis panjatkan atas segala rahmat dan hidayah-Nya sehingga karya ilmiah yang berjudul Pengaruh Susunan Karton Gelombang dan Anyaman Bambu terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Panel Sandwich dapat terselesaikan. Penelitian ini dilakukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi yang berguna dalam pengembangan pemanfaatan karton. Penulis menyadari bahwa hasil penelitian ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, saran dan kritik yang bersifat membangun sangat diharapkan demi penyempurnaan karya ini. Akhirnya semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pihak-pihak yang membutuhkan.

Bogor, Desember 2009

(7)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bandung, Jawa Barat pada tanggal 3 Oktober 1987 sebagai anak kedua dari tiga bersaudara pasangan Tatang Hadikusumah dan Yaya Suryamah.

Pada tahun 2005 penulis lulus dari SMU Negeri 20 Bandung dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB. Penulis memilih Program Studi Teknologi Hasil Hutan, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan. Pada tahun 2006 penulis mengambil Sub-Program Studi Pengolahan Hasil Hutan dan pada tahun 2008 memilih Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu sebagai bidang keahlian.

Selama menuntut ilmu di IPB, penulis aktif di sejumlah organisasi kemahasiswaan yakni sebagai Ketua Divisi Gunung Hutan Rimbawan Pecinta Alam Fahutan IPB 2007-2008 dan Kesekretariatan AFSA 2008-2009. Penulis juga pernah melaksanakan Praktek Pengenalan Ekosistem Hutan (PPEH) di Cilacap dan Batur Raden, melaksanakan Praktek Pengelolaan Hutan di Hutan Pendidikan Gunung Walat Sukabumi, dan Praktek Kerja Lapang (PKL) di Kesatuan Bisnis Mandiri Industri Kayu Cepu (KBMIK Cepu), Perum Perhutani Unit I Jawa Tengah.

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor, penulis melaksanakan penelitian dalam bidang Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu dengan judul Pengaruh Susunan Karton Gelombang dan Anyaman Bambu terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Panel Sandwich

dibawah bimbingan Dr. Ir. Naresworo Nugroho, MS dan Prof. Dr. Ir. Muh. Yusram Massijaya, MS.

(8)
(9)

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan sesuai waktunya. Ucapan terima kasih dan penghargaan tidak luput penulis sampaikan kepada:

1. Bapak Dr. Ir. Naresworo Nugroho, MS dan Prof. Dr. Ir. Muh. Yusram Massijaya, MS atas kesabaran dan keikhlasan dalam memberikan bimbingan ilmu dan nasehat kepada penulis.

2. Laboran Lab. Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu, Lab. Bio-Komposit, dan Lab. Peningkatan Mutu Kayu Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB.

3. Keluarga besar penulis, Ayah, Ibu, Kakak, Ade atas dukungan, motivasi serta kasih sayangnya kepada penulis.

4. Rekan-rekan mahasiswa Laboratorium Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu : Dian, Ridho, Oki, Rentry, Vivin, Irfan serta teman-teman angkatan 42 Departemen Hasil Hutan: Lita, Ardiansyah, Raefa, Aini, Sakti, Ali, Dony, Puji, Raudah, Rohani, Reiza, dan teman-teman mahasiswa Fahutan angkatan 42 yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

5. Rekan-rekan Wisma Shambala : Devi, Winy, Suci, Syifa, dan Winda. 6. Kepada semua pihak yang telah membantu, penulis mengucapkan terima

kasih sebesar-besarnya atas semua dukungannya.

Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pihak-pihak yang membutuhkan.

Bogor, Desember 2009

(10)

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR ISI ... . i

DAFTAR TABEL ... . iii

DAFTAR GAMBAR ... . iv DAFTAR LAMPIRAN ... . vi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Tujuan Penelitian... 1 1.3 Manfaat Penelitian... 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Panel Sandwich ... 3

2.2 Karton Gelombang ... 4

2.3 Bambu ... 9

2.3.1 Bambu Tali ... 10

2.3.1 Bambu Betung ... 10

2.4 Perekat dan Perekatan ... 11

2.4.1 Perekat Urea Formaldeyde (UF) ... 12

BAB III BAHAN DAN METODE 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ... 14

3.2 Alat dan Bahan Penelitian ... 14

3.3 Metode Penelitian... 14

3.4 Prosedur Pengujian ... 16

3.4.1 Sifat Fisis ... 17

3.4.2 Sifat Mekanis ... 19

3.5 Analisis Data ... 21

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Sifat Fisis Panel Sandwich ... 23

4.2 Sifat Mekanis Panel Sandwich ... 36

(11)

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ... 45

5.2 Saran ... 45

DAFTAR PUSTAKA ... . 46

(12)

DAFTAR TABEL

No. Halaman

1. Standard gramatur umum kertas kraftliner dan flutingmedium... .... 6

2. Standard flutes dalam industri corrugated board.. ... 8

3. Formulasi Urea Formaldehyde (UF) untuk kayu lapis.. ... 13

4. Spesifikasi perekat Urea Formaldehyde (UF)... 13

5. Analisis keragaman (Anova) ... 22

6. Analisis ragam kadar air panel sandwich ... 24

7. Analisis ragam kerapatan panel sandwich ... 26

8. Analisis ragam pengembangan tebal 2 jam panel sandwich ... 28

9. Analisis ragam pengembangan tebal 24 jam panel sandwich ... 28

10. Analisis ragam pengembangan linier 2 jam panel sandwich ... 31

11. Analisis ragam pengembangan linier 24 jam panel sandwich ... 31

12. Analisis ragam daya serap air 2 jam panel sandwich ... 32

13. Analisis ragam daya serap air 24 jam panel sandwich ... 33

14. Analisis ragam delaminasi panel sandwich ... 35

15. Analisis ragam keteguhan geser rekat panel sandwich ... 37

16. Analisis ragam internal bondpanel sandwich ... 39

17. Analisis ragam modulus elastisitas panel sandwich ... 40

18. Analisis ragam modulus patah panel sandwich ... 42

(13)

DAFTAR GAMBAR

No. Halaman

1. Karton Gelombang ... 4

2. Karton gelombang berdasarkan susunan kertas medium dan kertas linier… .. 7

3. Bentuk karton untuk lapisan core ... 15

4. Sketsa penampang lintang panel sandwich ... 15

5. Susunan karton gelombang ... 16

6. Pola pemotongan contoh uji papan komposit ... 16

7. Contoh uji keteguhan geser rekat ... 19

8. Contoh uji internal bond... 20

9. Contoh uji MOE/MOR ... 20

10. Histogram kadar air panel sandwich ... 23

11. Histogram kerapatan panel sandwich ... 25

12. Histogram pengembangan tebal panel sandwich selama 2 jam ... 27

13. Histogram pengembangan tebal panel sandwich selama 24 jam ... 27

14. Pengembangan arah tebal ... 29

15. Histogram pengembangan linier panel sandwich selama 2 jam... 29

16. Histogram pengembangan linier panel sandwich selama 24 jam ... 30

17. Histogram daya serap air panel sandwich selama 2 jam ... 32

18. Histogram daya serap air panel sandwich selama 24 jam ... 33

19. Daya serap air ... 34

(14)

21. Delaminasi ... 36

22. Histogram keteguhan geser rekat panel sandwich ... 36

23. Kerusakan pengujian keteguhan geser rekat panel ... 37

24. Histogram internal bond panel sandwich ... 38

25. Histogram modulus elastisitas (MOE) panel sandwich ... 39

26. Histogram modulus patah (MOR) panel sandwich ... 41

(15)

DAFTAR LAMPIRAN

No. Halaman

1. Nilai pengujian sifat fisis panel sandwich ... 50

2. Nilai pengujian sifat mekanis panel sandwich … ... 51

3. Nilai kadar air panel sandwich … ... 52

4. Nilai kerapatan panel sandwich … ... 53

5. Nilai daya serap air panel sandwich … ... 54

6. Nilai pengembangan tebal dan linier panel anyaman bambu betung … ... 55

7. Nilai pengembangan tebal dan linier panel anyaman bambu tali … ... 56

8. Nilai delaminasi panel sandwich anyaman bambu betung … ... 57

9. Nilai delaminasi panel sandwich anyaman bambu tali … ... 59

10. Nilai keteguhan geser rekat panel sandwich anyaman bambu betung … ... 61

11. Nilai keteguhan geser rekat panel sandwich anyaman bambu tali … ... 62

12. Nilai internal bondpanel sandwich anyaman bambu betung … ... 63

13. Nilai internal bond panel sandwich anyaman bambu tali … ... 64

14. Nilai MOE dan MOR panel sandwich anyaman bambu betung … ... 65

15. Nilai MOE dan MOR panel sandwich anyaman bambu tali … ... 66

16. Faktorial uji kerapatan … ... 67

17. Faktorial uji pengembangan linier 2 jam … ... 70

18. Faktorial uji pengembangan linier 24 jam … ... 73

19. Faktorial uji daya serap air 24 jam … ... 76

(16)

21. Scoring sifat mekanis panel sandwich …... 82 22. Scoring sifat fisis panel sandwich … ... 83 23. Scoringpanel sandwich berdasarkan standard SNI 01-5008.2-2000… ... 84

(17)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Laju pertumbuhan penduduk di Indonesia sangat tinggi yang menyebabkan kebutuhan kayu sebagai bahan bangunan dan perabot rumah tangga terus meningkat sedangkan ketersediaan kayu di alam semakin menurun. Adanya kesenjangan antara pasokan kayu dengan permintaan bahan baku mendorong dilakukannya suatu inovasi dalam pemenuhan kebutuhan bahan baku yang sifat-sifatnya hampir setara dengan kayu. Salah satu teknologi yang sedang berkembang adalah teknologi papan komposit yang dapat mensubstitusi penggunaan kayu dengan bahan lain yang potensinya cukup besar tetapi masih terbatas atau masih kurang dimanfaatkan seperti karton gelombang. Beberapa penelitian skala laboratorium yang menggunakan limbah kayu dan karton menunjukkan sifat fisis dan mekanis yang cukup baik kecuali dalam hal stabilisasi dimensi yang dihasilkan (Massijaya 1997).

Panel sandwich merupakan konstruksi berlapis yang didapatkan dengan merekatkan dua lapisan tipis (face dan back) pada suatu teras (core) tebal. Panel sandwich dapat diaplikasikan untuk dinding, plafon, pintu serta lantai dari kayu (Yap 1997).

Karton yang digunakan dalam penelitian ini adalah karton gelombang

single wall yang dimanfaatkan dalam pembuatan produk panel sandwich. Produk ini terdiri dari kombinasi antara anyaman bambu dan karton gelombang. Anyaman bambu digunakan sebagai lapisan muka dan belakang (face-back) dan karton gelombang sebagai lapisan inti (core). Perekat yang digunakan adalah perekat sintetis yaitu perekat Urea Formaldehyde (UF).

1.2Tujuan Penelitian

a. Mengetahui sifat fisis dan mekanis panel sandwich.

b. Mengetahui pengaruh susunan karton gelombang terhadap sifat fisis dan mekanis panel sandwich.

(18)

c. Mengetahui pengaruh face-back anyaman bambu terhadap sifat fisis dan mekanis panel sandwich.

1.3Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai pemanfaatan karton gelombang dalam bentuk panel–panel serta pengembangannya dalam memenuhi kebutuhan bagi masyarakat.

(19)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Panel sandwich

Yap (1997) menyatakan bahwa konstruksi sandwich adalah konstruksi berlapis yang didapatkan dengan merekatkan dua lapisan tipis (face-back) pada suatu teras (core) tebal. Lapisan tipis (face-back) biasanya terbuat dari bahan kuat dan padat sebagai pemikul utama dalam konstruksi, sedangkan corenya dibuat dari bahan ringan dengan tujuan untuk menyeimbangkan kedua lapisan tipis serta memikul gaya geser. Susunan tersebut memberikan elemen konstruksi yang kuat dan kaku dibandingkan dengan beratnya.

Bahan yang digunakan sebagai face-back dalam pembuatan panel sandwich diantaranya plywood, hardwood, asbestos board, single veneer atau

plywood yang direkat dengan resin-treated paper, material logam (alumunium, kertas magnesium, baja, enameled steel), wallboard, fiber-reinforced plastics or laminates dan veneer bonded to metal. Kekakuan, stabilitas, dan sebagian besar kekuatan dari panel sandwich ditentukan oleh karakteristik dari lapisan-lapisannya.

Bahan yang digunakan sebagai lapisan core yaitu bahan yang ringan namun kuat. Bahan ringan seperti kayu balsa, karet, styrofoam, metal, dan kertas telah dipergunakan sebagai core untuk konstruksi sandwich.

Keuntungan panel sandwich adalah bahan lapisan yang digunakan relatif murah dan kemungkinan luas dalam pemilihan bahan sebagai lapisan face-back

maupun core. Aplikasi penggunaan panel sandwich diantaranya untuk dinding, meja, pintu, plafon serta lantai kayu. Dilihat dari segi ekonomi, pembuatan secara masal panel sandwich dengan menggunakan core kertas dan synthetic resin

mempunyai harapan yang besar di pasar luar negeri. Core kertas dibuat sedemikian rupa sehingga membentuk bahan semacam rumah tawon (honey comb) yang sangat ringan (Yap 1997).

(20)

2.2 Karton Gelombang

Kertas karton (paperboard) merupakan kertas yang memiliki ketebalan diatas 0,3 mm. Di dalam kehidupan sehari-hari kertas karton disebut sebagai karton dan digolongkan pada dua jenis yaitu karton gelombang dan karton tidak bergelombang. Karton gelombang (corrugating board) adalah karton yang dibuat dari satu atau beberapa lapisan kertas medium dengan kertas liner sebagai penyekat dan pelapisnya (Gambar 1) (Darmawati 1994).

Gambar 1 Karton gelombang.

Karton gelombang adalah material kemasan yang dibuat dari kertas liner

dan kertas medium melalui proses pembentukan gelombang medium (fluting), pengeleman, dan liner dimesin corrugator. Pertama kali karton gelombang dipatenkan di Inggris tahun 1856 oleh Edward C. Healey dan Edward E. Allen. Di Amerika karton gelombang dipatenkan tahun 1871 oleh Albert L. Jones. Karton gelombang di Indonesia baru mulai dikembangkan pada tahun 1970 (Triyanto 1991). Menurut ISO dalam Smook (1992) karton adalah materi (kertas) dengan gatur diatas 224 g/m2 dan untuk materi dengan gatur yang lebih rendah disebut kertas.

Smook (1992) menyatakan bahwa kertas karton adalah semua kertas dengan ketebalan di atas 0,3 mm, kaku, dan tebal. Smook membagi karton menjadi 5 kelompok, yaitu :

a. Linearboard; karton yang mempunyai lapisan minimal dua lapis dimana lapisan permukaannya terbuat dari pulp berkualitas baik, biasanya menggunakan 100% pulp alam (virgin pulp).

b Foodboard; karton yang digunakan untuk mengemas makanan, mempunyai konstruksi selapis atau banyak, biasanya terbuat dari 100% pulp alam yang telah diputihkan (bleached virgin pulp).

Linerboard

Adhesive Corrugating medium

(21)

c. Folding boxboard (carton board); karton dengan banyak lapisan digunakan untuk kotak pengemas, lapisan permukaannya terbuat dari pulp alam dan lapisan lainnya dari pulp daur ulang (secondary pulp).

d. Chip board; karton dengan banyak lapisan yang terbuat dari 100% pulp daur ulang (secondary pulp).

e. Baseboard; karton yang biasanya diputihkan atau dilapisi.

f. Gypsum board; karton dengan banyak lapis yang terbuat dari 100% pulp daur ulang (secondary pulping) kualitas rendah, digunakan untuk lapisan luar untuk plester (plaster board).

Kertas liner luar dan dalam karton gelombang biasanya dibuat dari kayu

soft wood fibres yang memiliki sifat kekakuan sesuai dengan keperluan. Liner

dibuat dengan proses sulphate pulping yang dikenal dengan nama kertas liner

kraft dengan warna natural coklat. Kertas liner dapat juga mengandung sejumlah macam-macam kertas bekas yang dikenal dengan nama testiliner. Kertas liner

inilah yang umumnya dibuat dan dipasarkan di Indonesia dengan nama kraftliner

(Darmawati 1994).

Smook (1992) menyatakan bahwa kertas liner adalah kertas yang bergramatur tinggi yang biasanya digunakan sebagai lapisan terluar karton gelombang atau sebagai kertas bungkus. Kertas liner biasanya menggunakan pulp kraft dicampur kertas kantong bekas dan bekas kotak karton gelombang atau OCC (Old Corrugated Container). Jika bahan bakunya menggunakan pulp kraft atau

virgin pulp disebut liner kraft dan jika dicampur dengan kertas bekas disebut liner jute.

Kertas gelombang antara dua permukaan liner dari karton gelombang dinamakan kertas medium (fluting medium) atau corrugating medium. Kertas medium mutu terbaik dibuat dari short hard wood fibres dengan pemasakan pulp metode khusus (CTMP/Chemical Thermo Mechanical Pulping, Semi kimia). Kertas medium dapat juga dibuat dengan campuran dari bekas kertas kraftliner

bersih dan kertas bekas lainnya (OCC). Kertas medium yang terbuat dari campuran tersebut dikenal dengan nama bogus medium (Triyanto 1991).

(22)

Sifat-sifat dari karton gelombang itu sendiri adalah murah tetapi kuat, permukaannya halus mudah dibentuk dan dilipat dalam penyimpanannya, memiliki sifat bantalan yang baik, printable terutama jika dibleaching, serta dapat dipergunakan kembali atau didaur ulang (Peleg 1985). Akan tetapi karton gelombang ini juga memiliki kelemahan karena sifatnya yang sangat mudah menyerap air (higroskopis) sehingga akan mempengaruhi kekuatan dari karton gelombang tersebut (Asian Packaging Directory 1988).

Menurut Barker (1989) dalam Haryadi (1994), beberapa keuntungan yang didapat dari pemakaian karton gelombang yaitu versalitas (kemampuan yang beraneka ragam, tergantung dari keinginan), kuat tapi ringan, kemudahan beradaptasi dalam hal pembuatan, sifat perlindungannya, sifat penyimpanannya, dan mudah dipindahkan, serta dapat dipergunakan kembali.

Khan dan Rahim (1985), sifat penting dari karton gelombang adalah kombinasi antara ketebalan, kekakuan, dan kemampuan bantalan karena struktur yang hampir sama dengan struktur jembatan gantung yang mana medium pada karton gelombang mengikat dua lapisan luar secara bergelombang. Hal ini menambah kuat ketiga lapisan tersebut dibandingkan jika ketiga lapisan dilem sekaligus.

Di Indonesia dan negara lain seperti Amerika, Jepang, Eropa dan Australia, jenis bahan baku kertas gelombang dikelompokan berdasarkan gatur (satuan berat per satuan luasan). Standard gatur umum untuk kraft liner dan

flutingmedium disajikan pada Tabel 1.

Tabel 1 Standard gramatur umum kertas kraftliner dan fluting medium

Nama kertas Lokal/Impor Gatur

Kraftliner Lokal (g/m2)

Impor (lbs/1000 inch2)

125 150 200 300 26 33 38 42 69

Fluting Medium Lokal (g/m2)

Impor (lbs/1000 inch2)

125 150 23 26 31

(23)

Berdasarkan ada tidaknya muka (liner) dan jumlah muka, karton gelombang dikelompokan kedalam lima jenis yaitu karton gelombang.

(a)

(b) (c)

(d) (e)

Gambar 2 Karton gelombang berdasarkan susunan kertas medium dan kertas linier.

Keterangan :

(a) Tanpa Muka (b) Muka Tunggal (Single Faced) (c) Dinding Ganda (Double Wall) (d) Muka dua (Double Faced) (e) Dinding Tiga (Triple Wall)

Karton gelombang muka tunggal (Single Faced) terdiri atas satu lapis kertas medium dan satu lapis liner yang direkatkan ke kertas medium. Jenis ini biasa dipakai untuk bantalan, partisi, atau pembungkus.

Karton gelombang muka dua (Double Wall) yaitu karton gelombang muka tunggal dengan menambahkan liner pada sisi yang lain, akan tercipta suatu karton gelombang yang lebih kaku. Liner bagian dalam biasanya terbuat dari kertas daur ulang murni. Karton gelombang jenis ini memiliki hasil akhir yang lebih baik, dimana karton lebih mudah dilipat dan permukaannya baik untuk ditulisi atau dilakukan proses printing. Karton jenis ini adalah yang paling banyak dipakai dalam karton standard.

Karton gelombang dinding ganda (Double Faced), jenis ini merupakan penggabungan dari karton gelombang muka tunggal dan karton gelombang

(24)

dinding tunggal dengan mengemas barang berat.

Karton gelombang dinding tiga

merupakan penggabungan antara karton gelombang dinding lapis karton gelombang muka tunggal

gelombang jenis ini sifatnya sangat khusus dan diproduksi dalam jumlah yang terbatas sehingga harganya mahal. Karton ini biasa digunakan untuk mengemas barang saat pengapalan.

Flute adalah gelombang pada media kertas yang dihasilkan melalui prosess pembentukan, aplikasi perekat,

kertas lapisan luar. Gelombang atau

memberikan daya tahan dan daya absorbsi pada Lestari Mikronet 2005).

Penggolongan jenis karton gelombang berdasarkan bahan dan sifat kertas mediumnya dikenal dengan penggolongan berdasarkan tipe

gelombang berdasarkan tipe Tabel 2 Standard flutes

Flute

A B C E

Sumber : Bumi Lestari Mikronet 2005

Keterangan :

Flute A, dipakai pada aplikasi dimana (cushioning

pakai di Indonesia.

Flute B, memberikan ketahanan terhadap dilipat dan gelombang

Flute C, memiliki kualitas antara A dan B, menyerap kelebihan dari kedua jenis sehingga sangat banyak dipakai.

dengan flute yang berbeda. Karton ini digunakan untuk mengemas barang berat.

Karton gelombang dinding tiga (Triple Wall), karton gelombang jenis ini merupakan penggabungan antara karton gelombang dinding ganda dengan satu karton gelombang muka tunggal sehingga tercipta tiga lapisan. Karton gelombang jenis ini sifatnya sangat khusus dan diproduksi dalam jumlah yang terbatas sehingga harganya mahal. Karton ini biasa digunakan untuk mengemas

t pengapalan.

adalah gelombang pada media kertas yang dihasilkan melalui prosess pembentukan, aplikasi perekat, pemanasan, dan penggabungan dengan kertas lapisan luar. Gelombang atau flute yang terbentuk dalam media kertas memberikan daya tahan dan daya absorbsi pada corrugated board

Lestari Mikronet 2005).

Penggolongan jenis karton gelombang berdasarkan bahan dan sifat kertas mediumnya dikenal dengan penggolongan berdasarkan tipe flute

gelombang berdasarkan tipe flute tersaji pada Tabel 2. flutes dalam industri corrugated board

Flutes/m Ketebalan 33 + 3 4.8 mm 47 + 3 2.4 mm 39 + 3 3.6 mm 90 + 4 1.2 mm Lestari Mikronet 2005

dipakai pada aplikasi dimana crushing atau penyerap benturan cushioning) adalah tujuan utama. Flute tipe ini jarang sekali di pakai di Indonesia.

, memberikan ketahanan terhadap tumpukan (stacking dilipat dan gelombang flute lebih kuat dari A maupun C.

, memiliki kualitas antara A dan B, menyerap kelebihan dari kedua jenis sehingga sangat banyak dipakai.

Karton ini digunakan untuk

gelombang jenis ini ganda dengan satu sehingga tercipta tiga lapisan. Karton gelombang jenis ini sifatnya sangat khusus dan diproduksi dalam jumlah yang terbatas sehingga harganya mahal. Karton ini biasa digunakan untuk mengemas

adalah gelombang pada media kertas yang dihasilkan melalui pemanasan, dan penggabungan dengan yang terbentuk dalam media kertas corrugated board (PT Bumi

Penggolongan jenis karton gelombang berdasarkan bahan dan sifat kertas flute. Jenis karton

atau penyerap benturan tipe ini jarang sekali di

stacking), lebih mudah lebih kuat dari A maupun C.

(25)

Flute E, adalah flute khusus yang sangat mudah dilipat dan digunakan sebagai pengganti karton tebal. Biasanya dipakai pada kotak yang bercetakan halus untuk memberi kesan eksklusif.

2.3 Bambu

Tanaman bambu termasuk dalam keluarga Graminae, suku Bambuseae

dan sub famili Bambusoideae yang memiliki karakteristik seperti kayu. Di Indonesia ada sekitar 143 jenis bambu yang telah diketahui (Widjaja 2001). Bambu merupakan salah satu hasil hutan bukan kayu yang termasuk dalam tanaman serbaguna dan sering digunakan untuk berbagai keperluan dan cukup menjanjikan sebagai alternatif pengganti kayu dan merupakan tanaman cepat tumbuh yang mempunyai daur relatif pendek (3-4 tahun).

Tanaman bambu di Indonesia ditemukan mulai dari dataran rendah sampai dataran tinggi, dari pegunungan berbukit dengan lereng curam sampai landai (Sastrapraja, et al 1977). Beberapa daerah di Indonesia telah dikenal memiliki sumberdaya bambu yang cukup besar seperti Taman Nasional Kerinci Seblat (Sumatera), Taman Nasional Alas Purwo (Jawa), Loksado (Kalimantan Tengah), dan lain-lain (Widjaja 1998).

Bambu dikenal oleh masyarakat memiliki sifat-sifat yang baik, antara lain: batangnya kuat, lurus, rata, keras, mudah dibelah, mudah dibentuk, mudah dikerjakan serta mudah diangkut (Batubara 2002). Batang bambu berbentuk buluh, beruas, berongga, mempunyai cabang, berimpang, dan mempunyai daun buluh yang menonjol. Tanaman bambu hidup merumpun, mempunyai ruas dan buku. Pada setiap ruas tumbuh cabang-cabang yang berukuran jauh lebih kecil dibandingkan dengan buluhnya sendiri. Pada ruas-ruas ini tumbuh akar-akar sehingga pada bambu dimungkinkan untuk memperbanyak tanaman dari potongan-potongan ruasnya, di samping tunas-tunas rumpunnya (Batubara 2002).

Bambu merupakan tanaman yang sangat flexible, mudah menyesuaikan diri dengan kondisi tanah dan cuaca yang ada. Dari ratusan jenis yang ada di dunia, ada yang tumbuh di daerah yang sangat kering sampai yang sangat lembap, ada yang tumbuh pada tinggi permukaan laut sampai dengan 3800 mdpl (Frick 2004).

(26)

2.3.1 Bambu Tali (Gigantochloa apus (J. A. & J. H. Schulte)

Bambu tali termasuk ke dalam genus Gigantochloa yang memiliki rumpun yang rapat. Bambu ini diperkirakan berasal dari daerah Burma dan Thailand Bagian Selatan. Bambu ini lalu dibudidayakan di seluruh kepulauan Indonesia. Bambu tali dikenal dengan nama awi tali (Sunda), pring tali atau pring apus (Jawa). Habitat tumbuhnya yaitu di daerah tropis yang lembap juga di daerah yang kering (Widjaja 2001).

Menurut Dransfield dan Widjaja (2005) nama latin dari bambu tali adalah

Bambusa apus J.A & J.H. Schultes (1830), Gigantochloa kurzii Gamble (1896). Selanjutnya dikemukakan bahwa bambu tali termasuk tanaman bambu simpodial, berdiri tegak, tinggi batang 8-30 m dengan diameter buluh 4-13 cm tebalnya bisa mencapai 1,5 cm. Berwarna hijau terang sampai kuning. Panjang ruas 20-60 cm, dengan buku sedikit membengkok pada bagian luar. Panjang serat sekitar 0,9-5,5 mm. Diameter dinding serat 5,3 µm, tebal dinding sel 1-3 µm. Kadar air rata-rata batang bambu segar adalah 54,3% dan batang bambu kering 15,1%. Komponen kimia dari batang bambu tali di antaranya holloselulosa 52,1-54,7%, pentosan 19,1-19,3%, lignin 24,8-25,8%, kadar abu 2,7-2,9%, silika 1,8-5,2%. Kelarutan dalam air dingin 5,2%, air panas 5,4-6,45%, alkohol benzena 1,4-3,2% dan NaOH 21,2-25,1%. Kadar pati berfluktuasi antara 0,24-0,71%, tergantung pada musim. Bambu tali mempunyai buluh yang berwarna hijau kekuningan dengan lapisan lilin pada bagian bawah buku-bukunya ketika masih muda. Bambu ini mudah dibedakan dengan jenis-jenis yang lain dari pelepah buluhnya yang selalu melekat pada buluhnya. Di samping itu kuping pelepah buluhnya yang sangat kecil sehingga hampir tidak nampak (Dransfield dan Widjaja 2005).

Bambu tali banyak digunakan oleh masyarakat setempat untuk bahan bangunan (dinding, lantai, langit-langit, dan atap), keranjang tradisional, dan kerajinan tangan (Widjaja 2001).

2.3.2 Bambu Betung (Dendrocalamus asper Backer)

Bambu betung termasuk ke dalam genus Gigantochloa. Nama latin dari bambu betung adalah Bambusa aspera Schultes f. (1830), Dendrocalamus

(27)

flagellifer Munro (1866), Gigantochloa aspera (Schultes f.) Kurz (1876),

Dendrocalamus merrillianus (Elmer) Elmer (1915). Tiap daerah memiliki nama sendiri untuk bambu betung, diantaranya Giant bamboo (English), Indonesia : bambu betung (Indonesia), awi bitung (Sunda), buluh batung (Batak), Malaysia : buloh beting, buloh beteng, buloh panching, Philipines : bukawe (Tagalog), botong (Bikol), butong (Visaya), Singapore : rebong china, Laos : hok, Thailand : phai-tong, Vietnam : manh tong (Dransfield dan Widjaya 2005).

Asal dan penyebaran bambu betung tidak diketahui secara pasti namun diperkirakan berasal dari sekitar Asia Tenggara. Bambu betung banyak ditaman di daerah tropis Asia dan di sebagian besar Malaysia seperti Sabah dan Serawak. Di Indonesia, bambu betung banyak ditanam di kawasan Sumatra, Jawa Tengah, Sulawesi Selatan, Seram, bagian barat Irian Jaya. Bambu ini juga ditanam di negara tropis seperti Madagaskar dan Sri Langka bahkan telah ditanam di kebun pribadi dan kebun penelitian di Australia (Dransfield dan Widjaya 2005).

Bambu betung memiliki tipe simpodial, merumpun yang terdiri dari beberapa batang. Batang tegak dengan ujung melengkung. Tinggi batang 20-30 m dengan diameter 8-20 cm dan tebal 11-36 mm. Panjang ruas 10-20 cm (bawah) sampai 30-50 cm (atas). Buku-buku menggembung, batang muda berwarna coklat keemasan.

Panjang serat sekitar 3,78 mm, diameter dinding serat 19 µm, lebar lumen 7 µm, dan tebal dinding sel 6 µm. Kadar air rata-rata batang bambu segar adalah 55% (76% bagian bawah dan 36% bagian atas) dan batang bambu kering udara 15% (15-17% bagian tengah bawah dan 13-14% bagian atas). Komponen kimia dari batang bambu betung di antaranya holloselulosa 53%, pentosan 19%, lignin 25%, kadar abu 3%, dan silika 1,8-5,2%. Kelarutan dalam air dingin 4,5%, air panas 6%, alkohol benzena 1%, dan NaOH 22% (Dransfield dan Widjaja 2005).

2.4 Perekat dan Perekatan

Perekat (adhesive) adalah suatu substansi yang dapat menyatukan dua buah benda atau lebih melalui ikatan permukaan. Dilihat dari reaksi perekat terhadap panas, maka perekat dapat dibedakan atas perekat thermosetting dan

(28)

perekat thermoplastic. Perekat thermosetting merupakan perekat yang dapat mengeras bila terkena panas atau reaksi kimia dengan sebuah katalisator yang disebut hardener dan bersifat irreversible. Perekat jenis ini jika sudah mengeras tidak dapat lagi menjadi lunak. Contoh perekat yang termasuk jenis ini adalah

Phenol Formaldehyde (PF), Urea Formaldehyde (UF), Melamine Formaldehyde (MF), isocyanate, resorcinol formaldehyde. Perekat thermoplastic adalah perekat yang dapat melunak jika terkena panas dan menjadi mengeras kembali apabila suhunya telah rendah. Contoh perekat yang termasuk jenis ini adalah polyvynil adhesive, cellulose adhesive, dan acrylic resin adhesive (Pizzi 1983).

Dalam penggunaan perekat harus dipilih perekat yang dapat memberikan ikatan yang baik dalam jangka waktu yang panjang pada suatu struktur. Perekat yang ideal untuk kayu mempunyai persyaratan tertentu yaitu harganya murah, mempunyai waktu kadaluarsa yang panjang, cepat mengeras dan cepat matang hanya dengan temperatur yang rendah, mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap kelembapan, tahan panas dan mikroorganisme, serta dapat dipergunakan untuk berbagai keperluan. Untuk penggunaan papan komposit, perekat yang digunakan adalah jenis perekat yang tergolong perekat thermosetting seperti urea formaldehyde, phenol formaldehyde dan melamine formaldehyde (Ruhendi 1988).

Menurut Ruhendi (1988) proses perekatan sangat tergantung dari viskositas dari bahan perekat karena akan mempengaruhi kekuatan dari perekat. Semakin kental zat perekat semakin sulit untuk terjadinya kontak dan semakin encer zat perekat semakin mudah untuk mengadakan kontak dengan bahan yang akan direkat (adherent), tetapi kekuatan atau daya rekatnya semakin berkurang sehingga perlu kekentalan yang cukup. Jadi dalam perekatan banyak dilakukan dalam bentuk cair, hal ini disebabkan bahwa diperlukan kontak antara bahan perekat dengan permukaan bahan yang akan direkat dan karena peristiwa terjadi dalam keadaan cair.

2.4.1 Perekat Urea Formaldehyde (UF)

Perekat Urea Formaldehyde (UF) adalah perekat sintesis yang dibuat dari

urea dan formaldehyde dengan perbandingan tertentu, perekat ini hanya cocok untuk interior. Urea formaldehyde merupakan hasil kondensasi dari urea dan

(29)

formaldehyde dengan perbandingan molar 1 : (1,5-2). Urea Formaldehyde ini larut dalam air dan dalam proses pengerasannya akan terbentuk pola ikatan jaringan (cross link). Urea akan cepat mengeras dengan naiknya temperatur dan atau turunnya pH.

Perekat UF memiliki kelebihan diantaranya berwarna putih pada kemasan dan berwarna transparan jika sudah direkat sehingga tidak mempengaruhi warna papan pada penggunaannya, harga lebih murah dari perekat sintetis lain, tidak mudah terbakar dan mempunyai sifat panas yang baik, mudah beradaptasi selama pengkondisian (conditioning), cepat mengeras dibandingkan resin PF pada suhu yang sama, dapat dicampur dengan perekat Melamine formaldehyde agar lebih baik kualitas perekatnya, dan tahan terhadap biodeteriorasi dan air dingin. Adapun kelemahan dari UF adalah tidak tahan terhadap asam dan basa serta hanya digunakan sebagai interior saja (Ruhendi dkk 2007). Sekitar 90% atau lebih produksi papan komposit dunia menggunakan perekat ini. Perekat ini tidak cocok untuk penggunaan eksterior (Maloney 1993).

Tabel 3 Formulasi Urea Formaldehyde (UF) untuk kayu lapis

No. Bahan Bagian berat

1. Urea formaldehyde cair 100

2. Pengeras (NH4Cl) 0,5

3. Ekstender (tepung gandum untuk industri) 20

4. Air 5

Sumber : SNI 06-0060-1998

Tabel 4 Spesifikasi perekat Urea Formaldehyde (UF)

No. Spesifikasi

1 Appearance Milky white liquid

2 pH (pH meter/25⁰C) 7,0-8,0

3 Viscosity (Poise/25⁰C) 0,8-1,6

4 Spesific Gravity (25⁰C) 1,180-1,195

5 Resin Content (%/105⁰C) 49,0-51,0 6 Gelation Time (min./35⁰C) 60-130 7 Water solubility (x/25⁰C) More than 10 8 Free formaldehide (%) Less than 1,3

Sumber : PT. Pamolite Adhesive Industry

(30)

BAB III

BAHAN DAN METODE

3.1Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu, Laboratorium Biokomposit, dan Laboratorium Peningkatan Mutu Kayu Hasil Hutan, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Penelitian dilaksanakan lebih kurang selama enam bulan, dimulai dari bulan Mei 2009 sampai dengan bulan Oktober 2009.

3.2Alat dan Bahan Penelitian

Alat-alat yang digunakan terdiri dari alat tulis, kalkulator, cutter, kuas,

caliper, oven, desikator, gelas ukur, timbangan digital, kamera digital, alat kempa dingin, plastik, gelas ukur, alat kempa panas, wadah seng, dan alat uji mekanis (Universal Testing Machine merk Instron). Bahan- bahan yang digunakan adalah karton gelombang single wall yang didapat dari PT. Sentosa, anyaman bambu betung (Dendrocalamus asper Backer) dan bambu tali (Gigantochloa apus (J. A. & J. H. Schulte) berkulit yang dibeli dari daerah Cibanteng, dan perekat Urea Formaldehyde (UF) dari PT. Pamolite Adhesive Industry.

3.3Metode Penelitian

3.3.1 Persiapan Bahan

Papan yang dibuat berukuran 30 cm x 30 cm. Core terdiri dari lima lembar karton gelombang sedangkan face – back dari anyaman bambu. Perekat yang digunakan adalah Urea formaldehyde dengan berat labur 170 g/m². Solid content

perekat yang digunakan adalah 19%.

3.3.2 Pembuatan Core

Pembuatan lapisan core diawali dengan pencelupan karton gelombang berukuran 30 cm x 30 cm ke dalam perekat UF yang telah diencerkan sampai

(31)

selama 5 menit. Selanjutnya karton dikeringkan dalam oven bersuhu 60°C selama 24 jam. Setelah semua perlakuan tersebut, karton gelombang telah siap digunakan sebagai lapisan core. Berikut ini disajikan Gambar 3a karton sebelum dikempa (sebelum dihilangkan bagian yang bergelombang) dan Gambar 3b karton setelah proses pengempaan (setelah dihilangkan bagian yang bergelombang).

Gambar 3a Karton sebelum dikempa. Gambar 3b Karton setelah dikempa.

Gambar 3 Bentuk karton untuk lapisan core. 3.3.3 Pembuatan Papan

Tahap berikutnya adalah perekatan core karton gelombang dengan face-back anyaman bambu menggunakan kempa panas. Suhu yang digunakan sebesar 1400C dengan tekanan 35 kg/cm2 selama tujuh menit. Pelaburan perekat menggunakan kuas dengan teknik single spread.

3.3.4 Pengkondisian (Conditioning)

Guna menyeragamkan kadar air lembaran papan yang telah dibentuk dan untuk melepaskan tegangan sisa yang terdapat dalam lembaran sebagai akibat pengempaan panas, maka dilakukan pengkondisian selama tujuh hari pada suhu kamar.

3.3.5 Pembuatan Contoh Uji

Papan yang dibuat berukuran 30 cm x 30 cm. Jenis papan yang dibuat adalah jenis papan komposit yang pada bagian face-back-nya merupakan anyaman bambu sedangkan corenya menggunakan karton gelombang. Ukuran contoh uji tergantung pada ketebalan contoh uji. Sketsa konstruksi penampang lintang papan untuk face dan back-nya dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4 Sketsa penampang lintang panel sandwich.

Core dari limbah karton

Face-back

dari anyaman bambu

(32)

e a d c b f

Jumlah papan komposit yang diproduksi sebanyak tiga papan untuk masing – masing perlakuan.

(a) (b)

(c) (d)

Gambar 5 Susunan karton gelombang ; (a). corrugating medium tegak lurus (T), (b). corrugating medium tegak lurus-sejajar (T-S), (c). corrugating medium sejajar (S), (d). corugating medium sejajar-tegak lurus (S-T).

3.3.6 Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis

Sifat-sifat yang diuji meliputi sifat fisis yang terdiri dari kadar air, kerapatan, pengembangan tebal dan linier, daya serap air, dan delaminasi. Sifat mekanis berupa keteguhan geser rekat, keteguhan rekat (internal bond), modulus patah (MOR), dan modulus elastisitas (MOE). Pengujian dilakukan berdasarkan standard SNI 01-5008.2-2000 dan JIS A5904-1994.

3.4 Prosedur Pengujian

Sebelum diadakan pengujian sifat fisis dan mekanis, papan harus dipotong menurut ukuran yang telah ditetapkan oleh SNI 01-5008.2-2000. Pola pemotongan contoh uji dilukiskan oleh Gambar 6.

(33)

Kerapatan (g/cm3) =

Keterangan :

a = Contoh uji kadar air dan kerapatan (10 cm x 10 cm) b = Contoh uji delaminasi (10 cm x 10 cm)

c = Contoh uji keteguhan geser ( 2,5 cm x 10 cm)

d = Modulus elastisitas dan modulus patah ((24 h + 5 cm) x 5 cm)

e = Contoh uji daya serap air dan pengembangan tebal-linier (10 cm x 10 cm)

f = Contoh uji internal bond (5 cm x 5 cm)

Prosedur pengujian sifat fisis dan mekanis papan komposit dari karton dan anyaman bambu adalah sebagai berikut:

3.4.1 Sifat Fisis 3.4.1.1 Kadar air

Kadar air yang diuji adalah pengujian kadar air produk panel. Untuk contoh uji panelnya disesuaikan dengan ketebalan karton. Contoh uji ditimbang untuk mengetahui berat awalnya (bo), kemudian dikeringkan di dalam oven dengan suhu 103±2°C sampai beratnya konstan selama 24 jam. Contoh uji dikeluarkan dari oven dan didinginkan di dalam desikator selama kurang lebih 15 menit. Selanjutnya contoh uji ditimbang kembali untuk memperoleh berat kering oven (b1). Besarnya nilai kadar air dihitung dengan persamaan :

Kadar Air (%) = x 100%

Keterangan : KA = kadar air (%) bo = berat awal (g)

b1 = berat kering oven (g)

3.4.1.2Kerapatan

Kerapatan dilakukan pada keadaan kering udara. Contoh uji kering udara ditimbang beratnya (Bku) dan dihitung volumenya (Vku).

(34)

3.4.1.3Pengembangan Tebal dan Linier

Pengembangan tebal dan linier didasarkan atas tebal atau panjang sebelum dan sesudah perendaman dalam air selama 2 jam dan 24 jam. Pengembangan tebal dan linier dinyatakan dalam persen dan dihitung dengan rumus :

S (%) = %

Keterangan :

S = pengembangan tebal atau linier (%)

T1 = tebal atau panjang contoh uji sebelum perendaman (mm) T2 = tebal atau panjang contoh uji setelah perendaman (mm)

3.4.1.4Daya Serap Air

Daya serap air didasarkan pada banyaknya air yang diserap oleh papan dalam persen terhadap berat awalnya setelah contoh uji direndam di dalam air selama 2 jam dan 24 jam. Nilai daya serap air diperoleh dari rumus :

DSA (%) =

x 100%

Keterangan :

DSA = Daya serap air (%)

bo = berat contoh uji sebelum perendaman (g) b1 = berat contoh uji setelah perendaman (g)

3.4.1.5Delaminasi

Delaminasi adalah proses lepasnya garis rekat. Delaminasi terkait dengan lepasnya garis rekat papan pada bidang panelnya terhadap garis rekat awal, setelah contoh uji direndam pada suhu 60ºC selama 3 jam, kemudian direndam dalam air sampai mencapai suhu kamar. Nilai delaminasi didapatkan dengan rumus :

Delaminasi (%) =

x 100%

Keterangan :

D = Panjang garis rekat sebelum direndam D’ = Panjang garis rekat setelah direndam

(35)

KGT = . IB = . 3.4.2 Sifat Mekanis

3.4.2.1 Keteguhan Geser Rekat

Pengujian dilakukan dengan metode kering artinya tidak ada perlakuan pendahuluan. Bentuk sampel dari keteguhan rekat ini dapat dilihat pada Gambar 7 dibawah ini.

Nilai keteguhan geser rekat dihitung dengan menggunakan rumus:

Keterangan :

KGT = keteguhan geser rekat ( kg/cm2 ) B = beban makimum (kg)

P = panjang (cm) L = lebar (cm)

100 mm

34,5 mm 25 mm 34,5mm

Gambar 7 Contoh uji keteguhan geser rekat.

3.4.2.2Keteguhan Rekat (Internal Bond)

Nilai keteguhan rekat dihitung dengan menggunakan rumus :

Keterangan :

IB = keteguhan rekat (kg/cm2) P = beban maksimum (kg) b1, b2 = lebar contoh uji (cm)

(36)

Gambar 8 Contoh uji internal bond. 3.4.2.3Modulus Elastisitas (MOE)

Pengujian nilai MOE menggunakan pembebanan terpusat (one point loading) dengan memakai alat uji UTM (Universal Testing Machine) merk Instron. Nilai MOE diperoleh dari persamaan :

MOE = ³

³ ∆

Keterangan :

MOE = modulus elastisitas (modulus of elasticity) P = beban dibawah batas proporsi (kg)

L = panjang bentang (cm) ∆ = perubahan defleksi (cm) b = lebar penampang (cm) h = tinggi penampang (cm) L/2 L/2 L

Gambar 9 Contoh uji MOE/MOR.

P

L /

L /

L

Blok kayu Blok kayu Contoh uji

(37)

3.4.2.4Modulus Patah (MOR)

Pengujian nilai MOR memakai contoh uji hasil pengujian MOE. Pengujian dilanjutkan hingga contoh uji mengalami kerusakan/patah. Nilai MOR diperoleh dari persamaan :

MOR =

²

Keterangan :

MOR : modulus patah (modulus of rupture) Pmaks : beban maksimum (kg)

L : panjang bentang (cm) b : lebar penampang (cm) h : tinggi penampang (cm)

3.5 Analisis Data

Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah rancangan faktorial dengan pola acak lengkap (RAL). Model yang digunakan tersusun atas 2 faktor, yaitu faktor susunan karton gelombang sebagai core (A) dan faktor anyaman bambu sebagai face-back (B). Faktor A terdiri dari 4 taraf yaitu susunan karton corugatting medium tegak lurus, corugatting medium tegak lurus-sejajar, corugatting medium sejajar, corugatting medium sejajar- tegak lurus sebagai core. Sedangkan faktor B terdiri dari 2 taraf yaitu anyaman bambu betung dan bambu tali sebagai face-back. Masing-masing contoh uji dilakukan sebanyak 3 kali ulangan. Untuk mengetahui perlakuan dilakukan analisis keragaman (Anova) dan dilanjutkan dengan uji wilayah berganda Duncan. Sifat fisis dan mekanis panel yang diperoleh kemudian dibandingkan dengan standard yang dipakai dalam penelitian ini (SNI 01-5008.2-2000). Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan software SAS 6.12 for Windows.

Model umum rancangan yang digunakan adalah sebagai berikut : Yijk = µ + Ai + Bj + (AB)ij + εijk

Dimana :

Yijk = nilai respon pada taraf ke-i faktor susunan karton gelombang dan taraf

ke-j faktor anyaman bambu µ = nilai rata-rata pengamatan

Ai = pengaruh sebenarnya faktor susunan karton gelombang pada taraf ke-i

(38)

i = 1, 2, 3 j = 1, 2, 3

k = ulangan (1, 2, 3, 4)

(AB)ij = pengaruh interaksi faktor susunan karton gelombang pada taraf ke-i dan faktor anyaman bambu pada taraf ke-j

εijk = kesalahan (galat) percobaan pada faktor susunan karton gelombang taraf ke-i dan faktor anyaman bambu pada taraf ke-j

Untuk melihat adanya pengaruh perlakuan terhadap respon maka dilakukan analisis keragaman dengan menggunakan uji F pada tingkat kepercayaan 95% (nyata) dan 99% (sangat nyata).

Tabel 5 Analisis keragaman (Anova) Sumber Keragaman Db JK KT Fhitung Perlakuan A B A*B Sisa Total A-1 B-1 (A-1)(B-1) AB(n-1) ABn-1 JKA JKB JKAB JKS JKT JKA/A-1 JKB/B-1 JKAB/(A-1)(B-1) JKS/AB(n-1) KTA/KTS KTB/KTS KTAB/KTS

Adapun hipotesis yang diuji adalah sebagai berikut : H0 : δ2 = 0 ; Ragam dari semua perlakuan sama.

H1 : δ2 = 1; Minimun ada satu perlakuan yang ragamnya tidak sama dengan yang

lain.

Kriteria uji yang digunakan adalah jika Pr>F lebih besar dari 0,05 maka perlakuan tidak berpengaruh nyata pada suatu tingkat kepercayaan tertentu, jika Pr>F lebih kecil dari 0,05 maka perlakuan berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan tertentu, dan jika Pr>F lebih kecil dari 0,01 maka perlakuan berpengaruh sangat nyata pada tingkat kepercayaan tertentu. Untuk mengetahui faktor-faktor yang berpengaruh nyata dilakukan uji lanjut dengan menggunakan uji wilayah Duncan.

(39)

T = Corrugating medium tegak lurus S = Corrugating medium sejajar

TS = Corrugating medium tegak lurus-sejajar ST = Corrugating medium sejajar-tegak lurus

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Sifat-sifat panel yang diukur meliputi sifat fisis dan sifat mekanis panel. Sifat fisis yang diukur meliputi kerapatan, kadar air, daya serap air, pengembangan tebal dan linier, dan delaminasi. Sifat mekanis yang diukur meliputi keteguhan geser rekat, keteguhan rekat (internal bond), modulus elastisitas (MOE), dan modulus patah (MOR).

4.1 Sifat Fisis Panel sandwich 4.1.1 Kadar Air

Kadar air didefinisikan sebagai banyaknya air di dalam produk kayu (Haygreen dan Bowyer 1996). Nilai kadar air rata-rata panel berkisar antara 7,58%-8,24% dengan rataan 7,90%. Standard SNI 01-5008.2-2000 mensyaratkan kadar air panel komposit <14%. Histogram nilai kadar air secara lengkap tersaji pada Gambar 10.

Gambar 10 Histogram kadar air panel sandwich.

Gambar 10 menunjukkan bahwa panel dengan anyaman bambu tali dan susunan karton corrugating medium tegak lurus (T-T) memiliki nilai kadar air tertinggi, sedangkan panel anyaman bambu tali dengan susunan karton

corrugating medium tegak lurus-sejajar (T-TS) memiliki nilai kadar air terendah.

T TS S ST Betung 7.83 7.84 8.05 8.06 Tali 8.24 7.58 7.80 7.81 0 3 6 9 12 15 K a d a r A ir ( %) Susunan karton SNI 01-5008.2-2000 = < 14%

(40)

SNI menetapkan nilai kadar air produk panel kayu yang dijadikan acuan adalah <14%. Berdasarkan literatur ini maka semua panel sandwich dengan variasi susunan karton gelombang dan anyaman bambu telah memenuhi standard yang ditetapkan.

Berpedoman pada hasil penelitian comply dari limbah kayu dan karton gelombang lima lapis dengan perekat UF nilai kadar airnya rata-rata sebesar 9,3% (Kusumaningrum 2003), maka nilai kadar air produk comply menunjukkan nilai yang lebih tinggi dari panel sandwich (7,9%). Panel memiliki nilai kadar air yang tinggi dan beragam dikarenakan karton memiliki kelemahan yaitu sifatnya yang mudah menyerap air (Asia Packaging Directory 1988).

Analisis keragaman (ANOVA) dilakukan untuk mengetahui pengaruh perlakuan susunan karton gelombang dan anyaman bambu terhadap kadar air panel dengan menggunakan selang kepercayaan 95% dan 99%. Hasil analisis ragam untuk nilai kadar air menunjukkan bahwa jenis anyaman bambu, susunan karton gelombang, dan interaksi keduanya memberikan pengaruh yang tidak nyata terhadap kadar air panel (Tabel 6).

Tabel 6 Analisis ragam kadar air panel sandwich

Sumber DB JK KT F Pr > F

Jenis 1 0,0465 0,0465 0,17 0,6829tn

Karton 3 0,3289 0,1096 0,41 0,7491tn

Jenis*Karton 3 0,4954 0,1651 0,62 0,6151tn

Keterangan :

DB : Derajat Bebas JK : Jumlah Kuadrat KT : Kuadrat Tengah * : nyata ** : sangat nyata tn : tidak nyata

4.1.2 Kerapatan

Kerapatan adalah ukuran kekompakan suatu partikel dalam lembaran dan sangat bergantung pada kerapatan kayu asal dan besarnya tekanan kempa yang diberikan selama proses pembuatan lembaran. Makin tinggi kerapatan panel yang akan dibuat, akan semakin besar tekanan yang diberikan selama proses pembuatan lembaran, Widarmana (1977) dalam Raditya (2004). Nilai kerapatan panel berkisar antara 0,78 g/cm3–0,88 g/cm3 dengan rataan sebesar 0,84 g/cm3. SNI

(41)

01-T = Corrugating medium tegak lurus S = Corrugating medium sejajar

TS = Corrugating medium tegak lurus-sejajar ST = Corrugating medium sejajar-tegak lurus

5008.2-2000 tidak mensyaratkan besarnya nilai kerapatan panel. Histogram nilai kerapatan secara lengkap tersaji pada Gambar 11.

Gambar 11 Histogram kerapatan panel sandwich.

Kerapatan panel tertinggi terdapat pada panel dengan kombinasi anyaman bambu tali dan susunan karton corrugating medium sejajar-tegak lurus (T-ST) yaitu sebesar 0,88 g/cm3, sedangkan kerapatan panel terendah terdapat pada panel dengan kombinasi anyaman bambu betung dan susunan karton corrugating medium sejajar (B-S) yaitu sebesar 0,78 g/cm3. Hal ini diduga karena tekanan dan waktu kempa pada saat pembuatan panel yang masih kurang mencukupi sehingga ketebalan panel yang dihasilkan beragam.

Bila dibandingkan dengan produk comply dari limbah kayu dan karton gelombang hasil penelitian Kusumaningrum (2003) dengan kisaran antara 0,77 g/cm3-0,87 g/cm3, kerapatan produk panel sandwich ini memiliki nilai kerapatan yang hampir sama. Demikian pula bila dibandingkan dengan produk comply dari empat lapis karton sebagai face-back dengan perekat UF yang berkisar antara antara 0,75 g/cm3-0,81 g/cm3 (Widaningsih 2003).

Hasil analisis ragam untuk nilai kerapatan menunjukkan bahwa jenis anyaman bambu memberikan pengaruh sangat nyata terhadap kerapatan panel,

T TS S ST Betung 0.80 0.81 0.78 0.84 Tali 0.84 0.88 0.86 0.88 0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 ρ ( g /c m ³) Susunan karton

(42)

sedangkan susunan karton dan interaksi susunan karton gelombang dengan anyaman bambu berpengaruh tidak nyata terhadap kerapatan panel (Tabel 7). Tabel 7 Analisis ragam kerapatan panel sandwich

Sumber DB JK KT F Pr > F

Jenis 1 0,0204 0,0204 11,33 0,0039**

Karton 3 0,0070 0,0023 1,29 0,3116 tn

Jenis*Karton 3 0,0013 0,0004 0,24 0,8651tn

Keterangan :

DB : Derajat Bebas JK : Jumlah Kuadrat KT : Kuadrat Tengah * : nyata ** : sangat nyata tn : tidak nyata

Hasil uji lanjut Duncan (Lampiran 16) menunjukkan bahwa jenis anyaman bambu yang digunakan sebagai lapisan face-back tidak berbeda nyata. Haygreen dan Bowyer (1996) menyatakan bahwa dalam memproduksi panel, kerapatan tinggi bukanlah target utama, melainkan bagaimana memproduksi panel dengan kerapatan serendah mungkin tetapi kekuatannya memenuhi standard. Kliwon (2008) menyatakan bahwa kerapatan kayu lapis tergantung pada faktor-faktor kerapatan vinir yang menyusunnya, jenis perekat dan besarnya kadar air, suhu dan besarnya tekanan.

4.1.3 Pengembangan Tebal

Pengembangan tebal adalah besaran yang menyatakan pertambahan tebal contoh uji dalam persen terhadap dimensi awal, setelah contoh uji direndam pada suhu kamar selama 2 jam dan 24 jam. Nilai pengembangan tebal panel pada perendaman 2 jam berkisar antara 24,99%-52,09% dengan rataan 41,75% .

Pada Gambar 12 terlihat bahwa nilai kerapatan yang dimiliki panel dengan kombinasi anyaman bambu tali dan karton corrugating medium tegak lurus (T-T) memiliki nilai pengembangan tebal terendah sebesar 24,99%, sedangkan pengembangan tebal terbesar terdapat pada panel kombinasi anyaman bambu betung dan karton corrugating medium tegak lurus-sejajar (B-TS) sebesar 52,09%.

(43)

T = Corrugating medium tegak lurus S = Corrugating medium sejajar

TS = Corrugating medium tegak lurus-sejajar ST = Corrugating medium sejajar-tegak lurus

T = Corrugating medium tegak lurus S = Corrugating medium sejajar

TS = Corrugating medium tegak lurus-sejajar ST = Corrugating medium sejajar-tegak lurus

Gambar 12 Histogram pengembangan tebal panel sandwich selama 2 jam. Pengembangan tebal panel pada perendaman 24 jam berkisar antara 47,80%-67,68% dengan rataan 61,29% (Gambar 13). Nilai pengembangan terbesar terdapat pada panel anyaman bambu tali dan karton corrugating medium

tegak lurus-sejajar (T-TS) sebesar 67,68% dan pengembangan tebal terendah terdapat pada panel anyaman bambu tali dan karton corrugating medium tegak lurus (T-T) sebesar 47,80%. SNI 01-5008.2-2000 tidak mensyaratkan besarnya nilai pengembangan tebal.

Gambar 13 Histogram pengembangan tebal panel sandwich selama24 jam.

T TS S ST Betung 36.79 52.09 46.03 33.33 Tali 24.99 47.75 47.29 45.72 0 10 20 30 40 50 60 P en g em b a n g a n T eb a l 2 ja m ( %) Susunan karton T TS S ST Betung 60.17 67.32 63.78 60.14 Tali 47.80 67.68 65.40 58.05 0 10 20 30 40 50 60 70 80 P en g em b a n g a n T eb a l 2 4 ja m (%) Susunan karton

(44)

Hasil pengembangan tebal panel sandwich cukup tinggi bila dibandingkan dengan comply dari limbah kayu dan karton gelombang 5 lapis dengan perekat UF nilai pengembangan tebal rata-rata sebesar 27,06% (2 jam perendaman). Perendaman selama 24 jam didapatkan nilai pengembangan tebal rata-rata sebesar 38,27% (Kusumaningrum 2003).

Analisis ragam untuk nilai pengembangan tebal selama 2 jam menunjukkan bahwa susunan karton gelombang, jenis anyaman bambu, dan interaksi keduanya berpengaruh tidak nyata terhadap pengembangan tebal panel (Tabel 8).

Tabel 8 Analisis ragam pengembangan tebal 2 jam panel sandwich

Sumber DB JK KT F Pr > F

Jenis 1 2,3337 2,3337 0,01 0,9164 tn

Karton 3 1282,5874 427,5291 2,08 0,1431tn

Jenis*Karton 3 467,2932 155,7644 0,76 0,5338tn

Keterangan :

DB : Derajat Bebas JK : Jumlah Kuadrat KT : Kuadrat Tengah * : nyata ** : sangat nyata tn : tidak nyata

Tabel 9 Analisis ragam pengembangan tebal 24 jam panel sandwich

Sumber DB JK KT F Pr > F

Jenis 1 58,4594 58,4594 0,39 0,5429tn

Karton 3 646,0249 215,3416 1,42 0,2726tn

Jenis*Karton 3 181,9843 60,6614 0,40 0,7542tn

Keterangan :

DB : Derajat Bebas JK : Jumlah Kuadrat KT : Kuadrat Tengah * : nyata ** : sangat nyata tn : tidak nyata

Berdasarkan Table 9, untuk pengembangan tebal 24 jam, perlakuan jenis anyaman bambu, susunan karton, dan interaksi keduanya memberikan pengaruh yang tidak nyata.

Nilai pengembangan tebal yang tinggi disebabkan karena pengaruh penyerapan air dan dipengaruhi juga oleh distribusi perekat yang masuk bagian

core. Semakin banyak perekat yang masuk ke karton, maka ikatan antar karton akan semakin kuat dan perekat mampu mengisi rongga-rongga udara yang terbentuk. Hal ini akan menghambat masuknya air ke dalam panel. Panel memiliki

(45)

T = Corrugating medium tegak lurus S = Corrugating medium sejajar

TS = Corrugating medium tegak lurus-sejajar ST = Corrugating medium sejajar-tegak lurus

nilai pengembangan tebal yang tinggi dikarenakan karton memiliki kelemahan yaitu sifatnya yang mudah menyerap air (Asia Packaging Directory 1988).

Gambar 14 Pengembangan arah tebal.

4.1.4 Pengembangan Linier

Pengembangan linier terkait dengan perubahan dimensi panel pada bidang panelnya terhadap dimensi awal, setelah contoh uji direndam pada suhu kamar selama 2 jam dan 24 jam. Berdasarkan hasil pengujian diperoleh nilai pengembangan linier rata-rata panel pada perendaman 2 jam berkisar antara 0,07%-0,26% dengan rataan 0,18% (Gambar 15).

Gambar 15 Histogram pengembangan linier panel sandwich selama 2 jam.

T TS S ST Betung 0.16 0.26 0.23 0.19 Tali 0.07 0.11 0.21 0.21 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 P en g em b a n g a n L in ie r 2 ja m ( %) Susunan karton

(46)

T = Corrugating medium tegak lurus S = Corrugating medium sejajar

TS = Corrugating medium tegak lurus-sejajar ST = Corrugating medium sejajar-tegak lurus

Nilai pengembangan terkecil terdapat pada panel anyaman bambu tali dan susunan karton corrugating medium tegak lurus (T-T), sedangkan nilai terbesar terdapat pada panel anyaman bambu betung dan susunan karton corrugating

medium tegak lurus-sejajar (B-TS) (Gambar 15).

Gambar 16 Histogram pengembangan linier panel sandwich selama 24 jam.

Pengembangan linier panel pada perendaman 24 jam berkisar antara 0,24%-0,53% dengan rataan 0,35%. Pengembangan linier terkecil pada perendaman selama 24 jam diperoleh pada panel anyaman bambu tali dengan susunan karton corrugating medium tegak lurus-sejajar (T-TS), sedangkan pengembangan linier terbesar terdapat pada kombinasi anyaman bambu betung dan susunan karton corrugating medium sejajar (B-S).

Penyebabnya serupa dengan pengembangan tebal dimana faktor karton yang bersifat higroskopis (mudah menyerap air). Berdasarkan histogram di atas dapat dilihat bahwa pengembangan linier panel tergolong kecil. Meski demikian, hal tersebut dapat menimbulkan masalah apabila panel tidak dipasang dengan tepat tanpa memberikan kelonggaran (Haygreen dan Bowyer 1996). Adanya lapisan face-back panel diharapkan mampu untuk menstabilkan perubahan dimensi liniernya. Lapisan face-back pada arah panel berfungsi untuk membatasi perubahan dimensi terhadap perubahan kandungan air.

T TS S ST Betung 0.35 0.39 0.53 0.33 Tali 0.25 0.24 0.37 0.35 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 P en g em b a n g a n L in ie r 2 4 ja m ( %) Susunan karton

Figur

Memperbarui...

Referensi

Memperbarui...

Related subjects :