LAPORAN PRAKTIKUM
KARAKTERISTIK DAN PENGUJIAN KERTAS
“
Sifat Struktural Kertas: Grammage and Thickness”
Dosen Pengampu:
Syelvia Putri Utami S.T., M.Eng., Ph.D
Anggota Kelompok 1A:
Arya Dwi Mulya (2107024446)
Diana Rosulina (2107035481)
Magfirah Ramadhani (2107035480)
Novita Erawati (2107036663)
PROGRAM STUDI D-III TEKNOLOGI PULP DAN KERTAS JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU
2023
Laporan Praktikum Karakteristik dan Pengujian Kertas Hari/Tanggal: Jum’at, 31 Maret 2023
Nama Kelompok: Arya Dwi Mulya (2107024446) Diana Rosulina (2107035481) Magfirah Ramadhani (2107035480) Novita Erawati (2107036663) Kelas : Teknologi Pembuatan Kertas - A Asisten : Yonada Setya Octamara
MODUL 2
SIFAT STRUKTURAL KERTAS: GRAMMAGE & THICKNESS
A. Latar Belakang
Kertas merupakan bagian penting bagi kehidupan manusia. Kertas menjadi media yang dibutuhkan di dalam banyak aktivitas. Kertas tidak hanya digunakan untuk menulis, namun dapat digunakan sebagai kemasan, undangan, uang kertas, dan lain sebagainya. Kertas juga bermanfaat sebagai media pencatatan dan penyebar luasan data dan informasi, keperluan pembungkusan dan percobaan laboratorium.
Dalam produksi kertas tentunya kualitas dan mutu harus benar benar diperhatikan baik itu dari proses pengolahan sampai dengan menghasilkan produk jadi. Oleh karena itu diperlukan pengujian karakteristik kertas. Salah satu pengujian terhadap sifat struktural kertas yang dapat dilakukan dengan uji grammatur dan uji thickness. Penentuan grammatur kertas sangat penting karena kertas di jual atau di beli berdasarkan berat kertas. Berat kertas dapat mempengaruhi sifat-sifat dari kertas yaitu fisika, mekanik, kimi dan optic pada kertas. Terdapat beberapa faktor yeng mempengaruhi hasil produksi kertas selain kualitas yaitu kecepatan dan ketebalan. Sehingga untuk menghasilkan kertas yang berkualitas maksimal, perlu mengetahui kesetabilan dalam mengatur grammatur dan kecepatan dalam proses pembuatan kertas (Prasetyo dan Mahmudi, 2022).
B. Tujuan
Adapun tujuan pada percobaan ini adalah untuk menentukan grammage dan thickness kertas.
C. Tinjauan Pustaka C.1 Grammatur
Grammatur merupakan massa lembaran kertas dalam gram dibagi dengan satuan luas dalam m2 yang diukur pada kondisi standar (Kurniawan,dkk., 2017).
Grammatur kertas juga dapat diartikan sebagai ukuran berat lembar kertas yang menggambarkan bobot per satuan luas kertas. Semakin besar massa kertas maka akan semakin besar pula grammatur yang diperoleh. Begitu juga sebaliknya, semakin besar luas permukaan pada kertas maka akan semakin kecil grammaturnya. Hal ini dikarenakan grammatur berbanding lurus dengan massa, namun berbanding terbalik dengan luas permukaan. Grammatur kertas dapat dihitung menggunakan rumus berikut.
... (1.1) Keterangan:
G = nilai grammatur, dinyatakan dalam gram per m2 m = massa uji, dinyatakan dalam gram (g)
A = luas permukaan, dinyatakan dalam sentimeter persegi (cm2)
Dari persamaan diatas diketahui bahwa massa (m) dikali dengan 10.000 untuk mengkonversi dari cm2 ke m2. Konversi dilakukan karena satuan dari grammatur adalah gram per m2.
Menurut Sukaryono dan Loupatty, (2018) pemakaian bahan baku dalam pembuatan kertas dapat menyebabkan keragaman grammatur, kragaman tersebut mengindikasikan bahwa adanya fluktuasi dalam penggunaan bahan baku per satuan luas. Apabila nilai grammatur kecil maka konsumsi bahan baku dan energi kecil serta dapat mengurangi polusi pabrik dan biaya penangan produk. Dengan kata lain, grammatur yang semakin kecil akan meningkatkan efektifitas dan efisiensi pda proses pembuatan kertas.
Grammatur kertas dapat mempengaruhi semua sifat-sifat kertas. Nilai grammatur setiap jenis kertas berbeda, hal ini dipengaruhi komposisi bahan yang
digunakan dalam proses pembuatan. Grammatur dan ketebalan memiliki hubungan yang sangat erat satu sama lain, dimana nilai grammatur kertas menurun makan nilai kebalan kertas juga menurun. Hal ini disebabkan karena formulasi grammatur dapat diperoleh dari perbandingan berat kertas (g) dengan luasan kertas (m2). Oleh karena itu, nilai grammatur berbanding lurus dengan nilai ketebalan (Putri, dkk., 2022).
C.2 Thickness
Tebal kertas adalah jarak tegak lurus antara kedua permukaan kertas yang diukur pada kondisi standar. Jika semakin banyak jumlah selulosa yang terperangkap pada suatu sisi, maka ketebalan pada sisi tersebut akan lebih besar sehingga ketebalan kertas tidak seragam. Ketebalan yang tidak seragam juga dipengaruhi oleh penyebaran serat yang tidak merata di setiap sisi. Nilai ketebalan yang tidak seragam menunjukkan distribusi komponen penyusun kertas yang tidak merata dan homogen pada setiap sisi (Putri, dkk., 2022).
Ketebalan adalah salah satu karakteristik penting yang mempengaruhi kekakuan lentur. Ketebalan kertas dipengaruhi oleh proses pengepresan atau penekanan struktur permukaan kertas saat pencetakan. Apabila proses pengepresan dilakukan secara manual akan sangat mungkin ketebalan kertas tidak sama. Jikan ketebalan yang dihasilkan tidak sama tentu kemampuan elastisitas kertas juga akan berbeda (Manasikana, 2019).
Menurut Putuharjo, dkk., (2020) penambahan kalsium silikat pada proses pembuatan kertas mampu mempertahankan dan sedikit meningkatkan performa grammatur dan ketebalan kertas bahkan dengan keadaan kandungan filler yang ditingkatkan. penambahan kalsium silikat mampu menjaga kondisi grammatur dan thickness kertas yang dihasilkan.Ketebalan kertas yang dihasilkan cenderung sama atau sedikit lebih tinggi dengan adanya penambahan kalsium silikat pada pembuatan kertas dengan kandungan filler yang lebih tinggi. Meningkatnya grammatur pada penambahan kalsium silikat yang mana menunjukkan retensi filler yang lebih besar. Hal ini berpotensi sebagai dasar pengurangan konsumsi serat (fiber) dengan meningkatkan jumlah filler pada pembuatan kertas dengan grammatur yang sama tanpa harus khawatir terhadap kurangnya ketebalan kertas yang berujung pada keluhan pelanggan.
C.3 Neraca Analitik
Grammatur adalah massa lembaran kertas dalam gram dibagi dengan satuan luasnya dalam meter persegi, diukur pada kondisi standar (Kurniawan, dkk, 2017). Salah satu alat yang digunakan untuk uji grammatur kertas adalah neraca analitik. Neraca analitik digunakan untuk menimbang massa lembar kertas di laboratorium. Berdasarkan tingkat ketelitiannya, neraca dibagi menjadi dua yaitu neraca kasar dan neraca halus atau mikro. Neraca halus adalah neraca yang biasa digunakan di laboratorium karena memiliki tingkat ketelitian lebih tinggi yaitu 4 digit (0,0001), 5 digit (0,00001) bahkan 6 digit (0,000001). Maka dari itu diperlukan perawatan yang extra terhadap neraca analitik salah satunya yaitu uji kalibrasi. Timbangan analitik dilengkapi dengan kotak tertutup (chamber) dan pintu transparan sebagai kaca depan yang mendukung fungsinya (Tirtasari dan Ni Luh, 2017).
C.4 Jangka Sorong
Proses pengujian ketebalan atau thickness dapat dilakukan dengan menggunakan jangka sorong. Jangka Sorong merupakan suatu alat ukur yang mempunyai ketelitian tinggi hingga seperseratus mm dan digunakan untuk mengukur satuan panjang dengan tingkat ketelitian 0,1 mm dan mengukur diameter (Fidiantara, dkk., 2021). Jangka sorong dan mikrometer sekrup memiliki ketelitian yang tinggi dibandingkan dengan mistar dan rol meter sehingga banyak dimanfaatkan dalam pengukuran benda-benda yang kecil. Diameter luar dan dalam serta kedalaman suatu tabung hanya dapat diukur dengan menggunakan jangka sorong dan mikrometer sekrup. Kalibrasi dilakukan sebelum penggunaan jangka sorong dan alat-alat ukur lainnya agar didapatkan hasil yang valid dalam pengukuran (Amani dan Arief, 2015).
Pada jangka sorong terdapat dua bagian penting yaitu bagian diam dan bergerak. Skala yang ada di alat ukur jangka sorong juga ada dua macam yaitu skala utama dan nonius. Skala utama merupakan nilai yang menunjukkan hasil pengukuran yang satuannya dapat dalam mm, cm dan inchi, sedangkan skala nonius merupakan skala pengukuran untuk meningkatkan ketelitian dengan satuannya dapat berupa mm, cm dan inchi. Nilai skala nonius dibaca dari nilai
yang segaris dengan skala utama, nilai yang didapat kemudian dikalikan dengan ketelitian dari jangka sorong. (Fatiatun, dkk., 2022).
D. Metode Percobaan
D.1 Alat-alat yang Digunakan
Adapun alat yang digunakan dalam praktikum ini, yaitu:
1. Gunting 2. Jangka sorong
D.2 Bahan-bahan yang Digunakan
Adapun bahan bahan yang digunakan dalam praktikum ini, yaitu:
1. Kertas HVS 70 GSM merk CopyPaper 2. Kertas HVS 80 GSM merk Chang Bangpain 3. Kertas HVS 100 GSM merk PaperOne 4. Kertas kalender gantung
5. Kertas koran Riau Pos 6. Sheet Pulp
D.3 Diagram Alir Prosedur Percobaan
Pada praktikum grammatur dan thickness terdapat beberapa prosedur yang dilakukan yaitu:
D.3.1 Prosedur Pengujian Grammatur
Kertas HVS, kertas koran, dan kertas kalender di
potong bulat dengan diameter 17 cm sebanyak 5 sampel untuk tiap kertas
Neraca analitik dihidupkan
Masing-masing sampel ditimbang beratnya pada
neraca analitik dan di catat beratnya Nilai Gramatur
tiap kertas di hitung
Gambar 1 Diagram Alir Prosedur Pengujian Grammatur
D.3.2 Prosedur pengujian Thickness
Disiapkan pulp sheet dan alat jangka sorong
Diukur thickness pada 6 titik berbeda pada pulp
sheet dengan menggunakan jangka
sorong
Dicari hasil pengukuran dengan
memperhatikan skala utama dan
nonius
Sehingga didapat nilai thickness, dan nilai
thickness di catat
Gambar 2 Diagram Alir Prosedur Pengujian Thickness
D.4 Rangkaian alat
Adapun rangkaian alat yang di gunakan pada percobaan ini, yaitu:
Ket erangan:
1. Rahang t etap atas 2. Rahang gerak atas 3. Kunci peluncur 4. Skala utama 5. Rahang t etap bawah 6. Rahang gerak bawah 7. Skala nonius 8. Roda pengatur hal us 051015202525in
0123456778910 123
4
5 3
6 78
Gambar 3 Rangkaian Alat Jangka Sorong
100 gr
0,0000 g
o ON?OFF 0
1 1
2
3
4
5 6
7 8
Keterangan:
1. Pegangan pintu 2. LCD 3. Tombol menu 4. Tombol ON/OFF 5. Tombol tare 6. Piring timbangan 7. Kaki timbangan 8. Pintu kaca
Gambar 4 Neraca analitik
E. Hasil Percobaan
Berdasarkan percobaan penentuan nilai grammatur dan thickness beberapa jenis kertas diperoleh hasil seperti pada Tabel 1 berikut.
Tabel 1. Nilai grammatur dan thickness beberapa jenis kertas
Jenis Kertas Nilai Grammatur (gsm) Nilai Thickness (mm)
HVS 70 gsm 71,74 ± 0,2656 -
HVS 80 gsm 80,176 ± 0,4466 -
HVS 100 gsm 103,714 ± 0,3253 -
Kertas Koran 46,414 ± 0,7659 -
Kertas Kalender 152,188 ± 0,6661 -
Sheet Pulp - 1,45 ± 0
F. Pembahasan
Grammatur merupakan salah satu parameter yang diuji dalam penentuan kualitas kertas. Grammatur adalah ukuran berat kertas per satu meter persegi atau sering disebut gsm (gram per square meter). Grammatur pada tiap jenis kertas akan berbeda sesuai dengan kebutuhannya. Berat kertas akan mempengaruhi tingkat ketebalan (thickness) dari kertas sehingga dapat mempengaruhi jumlah lembaran pada pack kertas. Namun ketebalan ini juga dapat mempengaruhi tingkat kekuatan pada kertas. Semakin tebal maka akan semakin kuat, namun tetap kembali pada tujuan kertas tersebut dibuat. Jika hanya untuk kertas tulis maka tidak membutuhkan kertas dengan grammatur yang tinggi.
Percobaan penentuan nilai grammatur pada beberapa jenis kertas diawali dengan membentuk lingkaran pada kertas dengan diameter 11 cm. Kertas kemudian digunting dan ditimbang beratnya menggunakan neraca analitik.
Setelah diketahui bobot kertas kemudian dihitung grammatur kertas dengan menggunakan rumus sebagai berikut.
Grammatur = ... (1.1) Berdasarkan Tabel 1 diperoleh nilai grammatur untuk kertas HVS 70 gsm dengan merk dagang Copy Paper adalah 71,74 ± 0,2656 g/m2. Jika kertas tersebut memiliki grammatur 70 gsm seharusnya nilai pengukuran yang diperoleh sudah sesuai namun tetap saja beratnya berlebih sebanyak 1,74 gsm. Namun bobot yang berlebih ini dapat disebabkan oleh luas area yang tidak diukur ulang. Sebab dalam pengukurannya, hanya menggunakan mal lingkaran. Kesalahan dalam menggunting kertas saat melakukan penimbangan menjadi faktor utama terjadinya naiknya nilai grammatur kertas.
Pada percobaan penentuan grammatur pada kertas HVS 80 gsm dengan merk dagang Chang Bangpain diperoleh nilai grammatur kertas yakni 80,176 ± 0,4466 g/m2. Berdasarkan grammatur sampel, nilai ini sudah memenuhi standar nilai yang seharusnya. Pada percobaan penentuan grammatur pada kertas HVS 100 gsm merk PaperOne diperoleh nilai grammatur kertas yakni 103,714 ± 0,3253 g/m2. Nilai ini cukup untuk memenuhi standar nilai gsm nya. Namun jika dipertimbangkan kembali, gram yang berlebih artinya semakin banyak fiber atau filler yang digunakan dalam pembuatan kertas tersebut. Perusahan pembuat kertas biasanya mempetimbangkan grammatur ini demi menekan cost yang terlalu banyak. Dari hasil ini dapat terjadi kekeliruan yakni saat penentuan luas area kertas yang hanya menggunakan mal pembantu dan bukannya diukur dari awal.
Pengguntingan kertas dan penimbangan juga dapat menjadi faktor penyebab tingginya nilai grammatur pada kertas yang diuji.
Pada percobaan penentuan grammatur pada kertas Koran Riau Pos diperoleh nilai grammatur kertas yakni 46,414 ± 0,7659 g/m2. Nilai ini sesuai dengan standarnilai grammatur untuk kertas koran yakni berkisar antara 40-49 gsm (Oittinen dan Saarelma, 2009). Nilai kisaran ini menjadi patokan untuk pembuatan kertas koran mulai dari low grammge (40 g/m2) hingga high grammage (49 g/m2). Nilai grammatur kertas koran pada umumnya memang cukup rendah, mengingat kebutuhannya yang tidak terlalu membutuhkan nilai grammatur yang tinggi. Kertas koran umumnya digunakan untuk keperluan
percetakan sekali pakai. Setelah dicetak untuk kebutuhan media, maka kertas koran tidak digunakan lagi. Kertas koran biasanya akan di recycle untuk dapat digunakan kembali sebagai kertas cetak.
Pada percobaan penentuan grammatur pada kertas kalender gantung diperoleh nilai grammatur kertas yakni 152,188 ± 0,6661 g/m2. Nilai ini sesuai untuk kebutuhannya yang tidak terlal berat jika digantung. Kertas kalender yang diuji termasuk kedalam kategori art paper dengan nilai grammatur berkisar antara 100-230 g/m2 (Oittinen dan Saarelma, 2009). Kertas kalender juga dicetak berdasarkan kebutuhan dan tujuan dari permintaan customer. Jenis kertas kalender juga bervariasi. Pada umumnya kertas kalender ada yang berbentuk lembaran digantung, ada pula yang berbentuk seperti buku dan ada pula yang dilipat dan diletakkan di meja. Kertas kalender yang biasa diletakkan pada meja memiliki grammatur yang cukup tinggi. Kertas kalender umumnya dicetak lebih glossy agar memberikan kesan menarik serta memantulkan cahaya yang cukup baik. Diagram nilai grammatur pada masing-masing sampel yang diuji dapat dilihat pada Gambar 1 berikut.
Gambar 5 Diagram grammatur pada beberapa jenis kertas
Berdasarkan Gambar 4 dapat dilihat variasi nilai grammatur pada beberapa sampel yang diuji. Variasi nilai grammatur tergantung pada kebutuhan kertas tersebut dibuat. Nilai grammatur kertas tidak dapat dipatokkan seberapa nilainya, sebab produsen pembuatan kertas tersebut pasti sudah mempertimbangkan kualitas kertas yang dibuat. Terlebih lagi kertas yang dipasarkan pasti telah
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Grammage (g/m2 ) HVS 70 gsm
HVS 80 gsm HVS 100 gsm Koran Kalender
melalui tahap quality control terlebih dahulu. Keterbatasan pada saat melaksanakan percobaan membuat nilai grammatur kadang-kadang tidak sesuai dengan standar yang diketahui.
Pengukuran thickness dilakukan dengan menggunakan jangka sorong.
Pengukuran dilakukan pada 6 titik pengukuran yakni pada bagian sudut-sudut kertas kemudian pada bagian sisi kiri kanan kertas yang paling panjang. Pada percobaan pengukuran thickness pada pulp sheet diperoleh nilai thickness adalah 1,45 mm. Nilai thickness yang diperoleh sesuai dengan standar nilai thickness pada umumnya yakni berkisar antara 1,3-1,5 mm dengan grammatur 600-800 gsm (Levlin dan Soderhjelm, 1999). Tingkat ketebalan kertas sejalan dengan grammatur kertas. Semakin berat bobot kertas maka kertas akan semakin tebal.
Pada pengujian ini, pengukuran pada ke-6 sisi kertas menunjukkan hasil yang sama. Hal ini menunjukkan bahwa tingkat kemerataan ketebalan produk cukup baik. Pengukuran grammatur seharusnya juga dilakukan uji thickness sebagai pembuktian bahwa semakin berat kertas akan semakin tebal.
G. Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang didapatkan dari percobaan yang telah diperoleh, yaitu:
1. Nilai grammatur untuk kertas HVS 70 gsm merk Copy Paper sebesar 71,74 g/m2, nilai grammatur kertas HVS 80 GSM merk Chang Bangpain sebesar 80,176 g/m2, nilai grammtur kertas HVS 100 GSM merk Paper One sebesar 103,714 g/m2, nilai grammatur kertas Koran Riau Pos sebesar 46,414 g/m2 dan nilai grammatur kertas kalender gantung yaitu 152,188 g/m2.
2. Nilai thickness yang diperoleh sebesar 0.145 cm dan kualitas kertas pada sampel pulp sheet seragam untuk ketebalannya.
H. Saran
Adapun saran dari percobaan, yaitu:
1. Pemotongan sampel kertas yang diuji menggunakan alat pemotong khusus agar tidak terjadi kekeliruan terhadap ukuran sampel.
I. Daftar Pustaka
Kurniawan, H., Garchia, C. H., dan Ayucitra, A. (2017). Pemanfaatan kulit buah matoa sebagai kertas serat campuran melalui proses pretreatment dengan bantuan gelombang mikro dan ultrasonik. Widya Teknik, 16(1), 1-10.
Prasetyo, R. A., dan Mahmudi, H. (2022). Analisa Pengaruh Kecepatan Produksi Terhadap Grammatur Pembuatan Kertas. Jurnal Mesin Nusantara. 4(2), 108-113.
Sukaryono, I. D., dan Loupatty, V. D. (2018). Karakteristik Kertas Berbahan Kertas Bekas dan Limbah Rumput Laut Eucheuma cottonii. Majalah Biam, 14(2), 81-85.
Putri, P. G., Ningtyas, K. R., dan Agassi, T. N. (2022). Pembuatan Kertas Komposit bahan Baku Tandan Kosong Kelapa Sawit dan Serabut Kelapa:
Manufacture of Composite Paper Material from Palm Oil Palm Empty Coconut Fiber. Daun: Jurnal Ilmiah Pertanian dan Kehutanan, 9(2), 112- 118.
Levlin, J. A., dan Sodehjelm, L. (1999). Paper Making and Technology Pulp and Paper Testing. Fapet Oy, Finlandia.
Manasikana, O. O. A. (2019). Pemanfaatan Limbah Kulit Jagung Dan Ampas Tebu Sebagai Kertas Kemasan Ramah Lingkungan. Jurnal Zarah, 7(2), 79- 85.
Oittinen, P., dan Saarelma, H. (2009). Print Media- Principles, Process And Quality Second Edition. Paper Engineer’s Association/Paperi ja Puu Oy:
Finland.
Putihardjo, G. C., Zulfansyah, Z., Rionaldo, H., dan Hasudungan, J.(2020).
Analisis Kualitas Sifat Fisik Kertas Dengan Penambahan Kalsium Silikat Pada Kertas Mengandung Filler PCC & GCC. Jurnal Online Mahasiswa (JOM) Bidang Teknik dan Sains, 8(2), 1-5.
Fidiantara, F., Fuadi, H., Ilahi, W. B., dan Jamaluddin, J. (2021).
Karateristik/Spesifikasi Alat Laboratorium Fisika dan Cara Penggunaanya pada Mahasiswa S1 Jurusan Pendidikan MIPA FKIP Universitas Mataram.
Jurnal Pengabdian Magister Pendidikan IPA, 4(2), 42-48.
Fatiatun, F., Naja, F. N., Septyana, A. L., dan Rakhmadhani, A. (2022).
Pengembangan Large Size Vernier Caliper Untuk Pengukuran Benda dalam Kehidupan Sehari-Hari. Jurnal Al-Qalam. Jurnal Kependidikan, 23(1), 47- 52.
J. Lampiran
1. Berat Bobot Sampel (gram)
2. Nilai Grammatur Kertas
3. Nilai Thickness Sheet Pulp
4. Dokumentasi
Percobaan 70 gsm 80 gsm 100 gsm Koran Kalender Sampel 1 0,6847 0,7629 0,9846 0,444 1,4689 Sampel 2 0,683 0,7623 0,9865 0,4346 1,4336 Sampel 3 0,6814 0,7677 0,9884 0,4367 1,4472 Sampel 4 0,6817 0,7545 0,9887 0,4357 1,4518 Sampel 5 0,6771 0,7611 0,9803 0,454 1,4477
70 gsm 80 gsm 100 gsm Koran Kalender 72,07 80,3 103,64 46,73 152,51 71,89 80,24 103,64 45,74 150,9 71,72 80,81 104,04 45,96 152,33 71,75 79,42 104,07 45,86 152,82 71,27 80,11 103,18 47,78 152,38 Rata-Rata 71,74 80,176 103,714 46,414 152,188 S. Deviasi 0,265631 0,446614 0,325306 0,765914 0,666195 Grammage
sheet pulp 1,45 1,45 1,45 1,45 1,45 1,45 Rata-rata 1,45 S. Deviasi 0 Thickness
Gambar A. Sampel Kertas 70 gsm Gambar B. Sampel Kertas 100 gsm
Gambar C. Sampel Kertas 80 gsm Gambar D. Sampel kertas kalender gantung
Gambar E. Sampel kertas koran Riau Pos
Gambar F. Jangka sorong
Gambar G. Pengukuran Thickness Gambar H. Pengujian Grammatur dengan neraca analitik
