Waktu dan Tempat Penelitian Bahan dan Alat Penelitian Rancangan Percobaan dan Analisis Data

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Biokomposit dan pengujian sifat fisis dan mekanis dilaksanakan di Laboratorium Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Penelitian dilakukan pada bulan Oktober sampai Desember 2010.

3.2 Bahan dan Alat Penelitian

Dalam penelitian ini dipergunakan bahan-bahan yang terdiri dari kayu lapis meranti putih dengan berat jenis ± 0.66, dan perekat urea formaldehyda. Sedangkan peralatan yang dipergunakan terdiri dari, oven, desikator, gelas ukur, gelas aqua, paku, karet gelang, timbangan digital, cetakan berukuran 30 cm x 30 cm, kain teflon, hot press, plat besi dengan tebal 0.9 cm, gergaji, caliper, dan alat uji sifat mekanis Universal Testing Machine merk Instron.

3.3 Pembuatan Kayu lapis

3.3.1 Persiapan bahan baku

Kayu lapis berjenis meranti putih berukuran tebal 3 mm dipotong panjang dan lebar 35 cm, pembuatan bagian core berukuran panjang dan lebar 35x1 cm sebanyak 120 buah.

3.3.2 Persiapan Perekat

Perekat yang digunakan yaitu urea formaldehyda UF, dihitung berdasarkan berat labur yaitu 150 gm 2 , 175 gm 2 , 200 gm 2 .

3.3.3 Pembentukan dan Pengempaan

Lapisan papan terdiri dari tiga lapis lembar pertama dan ketiga yaitu kayu lapis berukuran tebal 3 mm, lembar ke dua susunan kayu lapis sebanyak 120 buah yang ukurannya panjang 35x 1 cm tebal 3 mm disusun tegak lurus dengan kayu lapis lebar pertama dan ketiga. Pembentukan lembaran setelah bagian tengah disusun tegak lurus dengan bagian pertama dan ketiga yang telah diberikan perekat. Penyusunan pembuatan papan dapat dilihat seperti pada Gambar 2. Gambar 2 Sketsa konstruksi papan kayu lapis Lembaran dikempa dengan menggunakan kempa panas pada suhu 120 C dengan waktu kempa 7 menit dan tekanan kempa sebesar 12 kgcm 2 .

3.3.4 Pengkondisian

Setelah proses pengempaan, lembaran-lembaran papan diberi perlakuan conditioning dengan cara penumpukan rapat solid files selama ± 14 hari agar sebelum dilakukan pengujian sifat fisis dan mekanisnya perekat mengeras dan kadar air berada dalam kondisi kesetimbangan Lembar pertama, kayu lapis dengan tebal 3 mm Bagian core disusun oleh kayu lapis dengan tebal 3 mm dan lebar 1cm disusun secara tegak lurus Lembar ke tiga,kayu lapis dengan tebal 3 mm

3.4 Pengujian Kualitas Papan Komposit

Parameter sifat fisis dan mekanis yang diuji meliputi : kerapatan, kadar air, daya serap air, pengembangan tebal, keteguhan patah atau modulus of rupture MOR, modulus of elasticity MOE, dan keteguhan rekat internal bond. Pola pemotongan contoh uji disesuaikan dengan standar pengujian JIS A 5908 2003 pada setiap lembaran papan disajikan pada Gambar 3. 11 35 cm 35 cm Gambar 3 Sketsa contoh uji pengujian papan kayu lapis. Keterangan : 1 = contoh uji untuk determinasi keteguhan patah MOR dan modulus elastisitas MOE sejajar core 30 cm x 5 cm 1 2 3 4 5 6 7 2 = contoh uji untuk determinasi keteguhan patah MOR dan modulus elastisitas MOE tegak lurus core 30 cm x 5 cm 3 = contoh uji determinasi kerapatan dan kadar air 5 cm x 5 cm 4 = contoh uji determinasi daya serap air dan pengembangan tebal 5 cm x 5 cm 5 = contoh uji cadangan determinasi daya serap air dan pengembangan tebal 5 cm x 5 cm 6 = contoh uji determinasi internal bond 5 cm x 5 cm 7 = contoh uji cadangan determinasi internal bond 5 cm x 5 cm

3.4.1 Pengukuran kerapatan

Pengukuran kerapatan papan komposit dihitung berdasarkan berat dan volume kering udara dengen menggunakan rumus Tsoumis 1991 : Keterangan : Kr = Kerapatan gcm 3 m 1 = Berat contoh uji kering udara g V = Volume contoh uji kering udara cm 3

3.4.2 Pengukuran Kadar Air

Pengukuran kadar air papan dilakukan dengan menghitung selisih berat awal dengan berat setelah dikeringkan dalam C. Kadar air tersebut dihitung dengan rumus Tsoumis 1991 : Keterangan : KA = Kadar air m 1 = Berat awal contoh uji setelah pengkondisian g m 2 = Berar tetap contoh uji setelah dikeringkan dalam oven g

3.4.3 Pengukuran Pengembangan Tebal Thickness swelling

Pengukuran pengembangan tebal berdasarkan atas selisih tebal dan panjang sebelum dan setelah perendaman dalam air dingin selama 2 jam dan 24 jam. Pengembangan tebal tersebut dihitung dengan rumus Tsoumis1991 : Keterangan : P = Pengembangan tebal t 1 = Tebal atau panjang awal contoh uji setelah pengkondisian cm t 2 = Tebal atau panjang contoh uji setelah perendaman 2 jam dan 24 jam cm

3.4.4 Pengukuran Daya Serap Air Water absorpsion

Pengukuran daya serap air dilakukan dengan menghitung selisih berat sebelum dan setelah perendaman dalam air selama 24 jam. Daya serap air tersebut dihitung dengan rumus Tsoumis 1991 : Keterangan : WA = Daya serap air m 2 = Berat contoh uji setelah perendaman 2 jam dan 24 jam g m 1 = Berat awal contoh uji setelah pengkondisian g

3.4.5 Pengukuran Modulus Lentur Modulus of Elasticity = MOE

Pengujian MOE dilakukan dengan menggunakan Universal Testing Machine merk Instron dengan menggunakan lebar bentang jarak penyangga 15 kali tebal nominal, tetapi tidak kurang dari 15 cm. Contoh uji yang digunakan berukuran 5 x 30 cm sejajar core dan tegak lurus core. Pembebanan contoh uji diberikan dengan kecepatan 10 mmmenit. Nilai MOE dihitung dengan persamaan Tsoumis 1991: Keterangan : MOE : modulus of elasticity kgfcm 2 ΔY : defleksi cm ΔP : beban dibawah batas proporsi kgf b : lebar contoh uji cm L : jarak sangga cm h : tebal contoh uji cm

3.4.6 Pengukuran Modulus Patah Modulus of Rupture = MOR

Pengujian MOR dilakukan bersama-sama dengan pengujian MOE dengan memakai contoh uji yang sama. Pada pengujian ini, pembebanan pada pengujian MOE dilanjutkan sampai contoh uji mengalami kerusakan patah. Nilai MOR dihitung dengan persamaan Tsoumis 1991: Keterangan : MOR : modulus of rupture kgfcm 2 b : lebar contoh uji cm P : beban maksimum kgf h : tebal contoh uji cm L : jarak sangga cm Pengujian MOE dan MOR pada dua posisi yang berbeda yaitu sejajar core Gambar 5 dan tegak lurus core Gambar 4, dengan sketsa bagian core sebagai berikut: Gambar 4 Contoh uji MOE dan MOR tegak lurus core Gambar 5 Contoh uji MOE dan MOR sejajar core

3.4.7 Pengukuran Internal Bond IB

Contoh uji berukuran 5 x 5 cm berdasarkan standar JIS A 5908 2003 direkatkan pada dua buah blok alumunium dengan perekat dan dibiarkan mengering selama 24 jam. Kedua blok ditarik tegak lurus permukaan contoh uji dengan kecepatan 2 mmmenit sampai beban maksimum. Nilai IB dihitung dengan persamaan sebagai berikut Tsoumis 1991 : Keterangan : IB : internal bond strength kgfcm 2 b : lebar contoh uji cm P : beban maksimum kgf L : panjang contoh uji cm

3.5 Rancangan Percobaan dan Analisis Data

Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap RAL dengan satu faktor adalah berat labur terdiri dari 150 g m 2 , 175 g m 2 , 200 g m 2 dengan ulangan sebanyak 3 kali. Model umum rancangan yang digunakan adalah sebagai berikut : Y ij = µ + A i + ε ij Keterangan : Y ij = nilai respon pada taraf ke-i faktor kombinasi tiga jenis kayu dan taraf ke-j faktor kadar perekat µ = nilai rata-rata pengamatan A i = pengaruh sebenarnya faktor berat labor pada taraf ke-i i = 150 gm 2 , 175 gm 2 , 200 gm 2 j = ulangan 1, 2, 3 εij = kesalahan galat percobaan pada faktor kombinasi berat labur taraf ke- i Pengolahan data dilakukan dengan menggunkan Microsoft excel 2007 dan SPSS 19.0 for windows. Sedangkan kriteria ujinya yang digunakan adalah jika P value lebih kecil dari α 0,05 maka perlakuan berpengaruh nyata pada suatu tingkat kepercayaan 95 dan jika P value lebih besar dari α 0,05 maka perlakuan tidak berpengaruh nyata pada suatu tingkat kepercayaan tertentu. Untuk mengetahui faktor-faktor yang berpengaruh nyata dilakukan uji lanjut dengan menggunakan uji beda Duncan.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Sifat Fisis Kayu Lapis 4.1.1 Kerapatan Kerapatan papan komposit merupakan salah satu sifat fisis yang sangat berpengaruh terhadap sifat mekanis. Kerapatan adalah suatu ukuran kekompakan bahan dalam lembaran Haygreen dan Bowyer, 1989. Secara teoritis jika berat bahan yang digunakan dalam pembentukan suatu lembaran papan komposit dengan ukuran tertentu, maka kerapatan papan yang akan diperoleh relatif sama. Nilai rata-rata kerapatan kayu lapis hasil penelitian berkisar antara 0,54-0,58 gcm 3 . Nilai rata-rata kerapatan terendah 0,54 gcm 3 terdapat pada kayu lapis dengan berat labur 175 gm 2 , sedangkan nilai kerapatan tertinggi 0,58 gcm 3 terdapat pada kayu lapis dengan berat labur 150 gm 2 . Nilai kerapatan rata-rata tertera pada Gambar 6 berikut ini. Gambar 6 Kerapatan kayu lapis pada berbagai kombinasi berat labur. Berdasarkan uji statistik nilai kerapatan tidak berbeda nyata untuk semua tipe kombinasi berat labur perekat. Menurut Kelly 1977 besar kecilnya kerapatan dipengaruhi oleh besarnya kerapatan bahan baku asal dan kandungan perekat yang 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,58 0,54 0,57 K e rap at an g c m 3 150 175 200 Tipe Kombinasi Berat Labur Perekat gm 2