BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Bogor untuk pembuatan dan pengeringan vinir, sedangkan untuk
pembuatan kayu lapis dilakukan di Laboratorium Bio-komposit dan pengujian sifat fisis dan mekanis dilakukan di Laboratorium Teknologi Peningkatan Mutu
Kayu, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Penelitian dilaksanakan dari bulan Mei sampai dengan bulan Agustus 2010.
3.2 Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan dalam pembuatan vinir dan pengeringan vinir adalah mesin rotary spindle, hot-press dan oven, sedangkan alat untuk pembuatan
kayu lapis ialah mesin hot-press, circular saw, moisture meter, caliper, kuas, kamera dan alat tulis. Pada pengujian kayu lapis alat yang dipergunakan adalah
timbangan elektrik, oven dan desikator untuk pengujian sifat fisis kayu lapis sedangkan untuk pengujian sifat mekanis kayu lapis adalah water bath, universal
testing machine merek instron. Bahan yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah log kayu sengon
Paraserianthes falcataria L. Nielsen dan sungkai Peronema canescens Jack. yang berasal dari kayu yang berdiameter kecil small diameter log. Perekat yang
digunakan ialah Urea Formaldehyde UF, Phenol Formaldehyde PF dan Melamin Formaldehyde MF yang diperoleh dari PT. Pamolite Adhesive
Industri.
3.3 Metode Kerja Penelitian 3.3.1 Persiapan Bahan baku
Kayu sengon dan kayu sungkai diperoleh dari industri pengolahan dan pemasok kayu di daerah Ciampea, Kab. Bogor. Bahan baku perekat didapat dari
PT. Pamolite Adhesive Industri.
3.3.2 Pembuatan Vinir
Pembuatan vinir dilakukan dengan cara pengupasan. Pengupasan dilakukan dengan mesin rotary. Pada awal pengupasan dilakukan round up untuk
membuat kayu bulat menjadi silindris dan membuang bagian vinir awal yang tidak dapat digunakan. Log dikupas dengan ketebalan 2 mm untuk bagian core
dan 1 mm untuk bagian face dan back. Kayu lapis yang akan dibuat memiliki ketebalan 4 mm. Setelah dikupas, vinir dikeringkan dengan mesin hot press dan
oven pada suhu 100±3ºC. Setelah dikeringkan, Vinir dipotong hingga berukuran
30 cm x 30 cm untuk pembuatan kayu lapis skala laboratorium. 3.3.3 Pembuatan Kayu lapis
Setelah dilakukan proses pengeringan, vinir didiamkan selama 5 menit pada suhu ruangan untuk menghindari terjadinya penyerapan perekat yang terlalu
banyak boros apabila vinir terlalu panas dan kering. Bagian core disusun dengan bagian face dan back. Bagian core dilaburkan perekat sesuai dengan berat labur
masing-masing tipe perekat Tabel 1.
3.3.3.1 Pelaburan Perekat
Berat labur yang digunakan untuk perekat UF dan MF adalah 32 gft² . Ukuran vinir 30 cm x 30 cm, maka kebutuhan perekat untuk UF dan MF sebanyak
31 gkayu lapis, sedangkan untuk perekat PF berat labur yang digunakan adalah 34 gft², maka kebutuhan perekat PF sebanyak 32.9 gkayu lapis. Metode
pelaburan yang dilakukan adalah single spread yaitu perekat dilaburkan hanya pada bagian vinir core.
Tabel 1 Glue Spread berat labur berdasaran tipe perekat
Jenis Ketebalan Core
mm Glue Spread gft
2
UF PF
MF
Sengon 1,5
– 2,0 28
– 32 30
– 34 28
– 32
Sungkai 1,5
– 2,0 28
– 32 30
– 34 28
– 32
Sumber : Technical Data PT Pamolite Adhesive Industry
Nilai Kebutuhan perekat kayu lapis dihitung menggunakan rumus : Kebutuhan Perekat g = Luas Permukaan core x Glue Spread
Keterangan : Luas Permukaan core
= Panjang core x lebar core cm
2
Glue Spread = Nilai berat labur gcm
2
3.3.3.2Pengempaan Panas hot press
Pengempaan panas hot press dilakukan selama 5 menit dengan tekanan sebesar 10 kgcm
2
dan dengan suhu untuk perekat UF 110-115ºC, perekat MF 120-125ºC dan perekat PF 130-135ºC. Pengempaan panas ini mengunakan alat
mesin hott press.
3.3.3.3 Pengkondisian Kayu Lapis
Kayu lapis disimpan conditioning selama satu-dua minggu sebelum dibuat contoh uji.
3.3.4 Pengujian Kayu Lapis
Pengujian kayu lapis berdasarkan standar JAS Japanese Agricultural Standard for Plywood no. 232 tahun 2003.
3.3.4.1 Pembuatan Contoh Uji
Pengujian yang dilakukan meliputi uji kadar air, kerapatan, keteguhan rekat serta kerusakan kayu. Pengambilan contoh uji untuk setiap lembar kayu lapis masing-masing
lima buah untuk pengujian keteguhan rekat dan dua buah untuk pengukuran kerapatan dan kadar air kayu lapis. Contoh uji diambil dari beberapa bagian panel kayu lapis yang
dianggap dapat mewakili seluruh bagian panel kayu lapis tersebut. 30 cm
30 cm
Gambar 1 Pola Pemotongan contoh uji
A B
C
Keterangan: B,C
= Keteguhan rekat dan Kerusakan Kayu 2.5 cm x 8.14 cm
A = Kadar air dan Kerapatan
7,5 cm x 7,5 cm
3.3.4.2 Pengujian Kadar Air
Pengujian kadar air kayu lapis berdasarkan JAS No. 232 Tahun 2003 yaitu contoh uji sebanyak dua buah dengan ukuran 7,5 cm x 7,5 cm
. Contoh uji diambil dari beberapa bagian panel kayu lapis yang dianggap dapat mewakili seluruh bagian
panel kayu lapis tersebut
. Timbang berat awal sampel uji kemudian masukan kedalam oven dengan suhu 103±3°C sampai berat sampel uji konstan dan timbang
berat kering tanur sampel tersebut. Nilai kadar air dihitung dengan menggunakan rumus :
Kadar air = − ��
�� � 100
Keterangan : KA
= Kadar air BA
= Berat awal g BKT = Berat kering tanur g
3.3.4.3 Pengujian Kerapatan
Contoh uji berukuran 7,5 cm x 7,5 cm ditimbang dalam kondisi kering udara, lalu diukur panjang, lebar dan tebal untuk mendapatkan nilai volume
contoh uji kayu lapis. Kerapatan kayu lapis dihitung dengan rumus:
� = �
Keterangan:
� =
Kerapatan gcm³
m =
Massa contoh uji g
v =
Volume contoh uji cm³
3.3.4.4 Pengujian Keteguhan Rekat dan Kerusakan Kayu
Ukuran contoh uji keteguhan rekat menurut
standar JAS No. 232 Tahun 2003 yaitu lebar 2,5 cm dan panjang 8,14 cm. Takik uji dibuat dengan kedalaman 23
dari tebal vinir inti dengan panjang bidang geser 2,5 cm.
A. Pengujian Keteguhan Rekat untuk Tipe I Perlakuan pendahuluan sebelum pengujian dilakukan adalah sebagai
berikut: a. Contoh uji direbus pada air mendidih dengan suhu 100°C
selama 5 jam b. Contoh uji dikeringkan dalam oven 60°C selama 16-20 jam
c. Contoh uji kemudian direbus kembali pada air mendidih dengan suhu 100°C selama 5 jam
d. Contoh uji kemudian direndam dalam air dingin selama 16-20 jam
B. Pengujian Keteguhan Rekat untuk Tipe II Perlakuan pendahuluan sebelum pengujian dilakukan adalah sebagai
berikut: a. Contoh uji direndam dalam air pada suhu 60±3°C selama tiga
jam b. Contoh uji kemudian didinginkan dalam air dingin sampai
mencapai suhu kamar c. Pengujian dilakukan segera setelah dingin dalam keadaan
basah.
1. Untuk menghitung nilai keteguhan rekat diperoleh dengan rumus :
KR = KGT x Koefisien Keterangan :
KR = Nilai keteguhan rekat kgmm
2
KGT = Nilai keteguhan geser tarik kgmm
2
2. Nilai Keteguhan geser tarik diperoleh dengan dengan rumus : ��� = ��
Keterangan : KGT = Nilai keteguhan geser tarik kgmm
2
B = Beban tarik kg
p = Panjang bidang geser mm
l = Lebar bidang geser mm
2.5 cm
2.5 cm 2.5 cm 2.5 cm
4 cm
Gambar 2Contoh uji keteguhan rekat Nilai kerusakan kayu dihitung dengan rumus:
Kerusakan Kayu = Luas kerusakan cm
2
Luas Bidang geser cm
2
Berikut adalah diagram alir proses pembuatan sampai pengujian kayu lapis prosedur penelitian.
Persiapan Log
Pemotongan Log
Vinir Kering KA 6-8 Pengupasan Log
Pengeringan Vinir
Perekatan Vinir
Pengempaan Panas
Vinir
Conditioning Kayu Lapis UF, MF, PF
Pengujian JAS 2003
Pemotongan Vinir
- Kadar Air
- Kerapatan
- Keteguhan Rekat
- Kerusakan Kayu
Assembly Time 5 menit
T=UF 110 °C, MF 120 °C PF 130 °C: P = 10 kgcm
2
, t = 5 menit
2 minggu, suhu ruangan
Gambar 3 Diagram alir prosedur penelitian
Tabel 2 Rasio antara tebal lapisan core dengan lapisan face dan koefisiennya
No. Rasio antara tebal lapisan inti
dengan lapisan muka Koefisien
1 1,5 - 2,0
1,1
2
2,0 - 2,5 1,2
3
2,5 - 3,0 1,3
4 3,0 - 3,5
1,4
5 3,5 - 4,0
1,5
6
4,0 - 4,5 1,6
7
≥ 4,5 1,7
Sumber : Standar JAS Japanese Agricultural Standard for Plywood No.232 Tahun 2003
3.4 Analisis Data
Pengolahan data sifat fisis dan mekanis kayu lapis dilakukan dengan menggunakan Microsoft Excel 2007 dan SPSS v 16. Model rancangan percobaan
yang digunakan pada penelitian ini adalah faktorial RAL Rancangan Acak Lengkap. Analisis data sifat fisis dan mekanis kayu lapis menggunakan dua
faktor, yaitu faktor A jenis log yaitu log Sengon dan Sungkai dan faktor B jenis perekat yaitu UF, MF, dan PF yang masing-masing menggunakan 5 ulangan.
Model rancangan percobaan statistik yang digunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut :
Dimana :
�
= Nilai pengamatan pada jenis kayu ke-i, jenis perekat ke-j, dan ulangan ke-k
= Rataan umum = Pengaruh utama jenis kayu ke-i sengon dan sungkai
= Pengaruh utama jenis perekat ke-j UF, MF, PF = Pengaruh interaksi antara jenis kayu ke-i dan jenis perekat ke-j
�
= Pengaruh acak yang menyebar normal θ, σ
ε 2
Perlakuan yang dinyatakan berpengaruh terhadap respon dalam analisis statistik, kemudian diuji lanjut dengan menggunakan Duncan Multiple Range Test
DMRT. Analisis dilakukan dengan menggunakan bantuan program komputer SPSS v 16.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Kadar Air Kayu Lapis
Kadar air didefinisikan sebagai banyaknya air yang terdapat dalam kayu, yang besarnya dinyatakan dalam persen terhadap berat kering tanur kayu tersebut
Haygreen and Bowyer 2003. Kadar air dipengaruhi oleh faktor kayu dan faktor di luar kayu. Faktor dari kayu adalah sifat higroskopis kayu, dimana kayu
mempunyai kemampuan untuk menyerap dan mengeluarkan air baik dalam bentuk uap air maupun dalam bentuk cairan, sehingga kadar air sewaktu-waktu
dapat berubah sesuai kondisi lingkungannya. Kemampuan air dalam kayu untuk menyerap dan melepasakan air tergantung pada suhu dan kelembaban udara
disekelilingnya Sam 2001. Menurut Ruhendi et al. 2000 kadar air kayu lapis akan stabil setelah
berada dalam kondisi kesetimbangan dengan kadar air lingkungannya. Pengukuran kadar air yang dilakukan menunjukkan nilai kadar air yang
terkandung berkisar 9,27 hingga 13,78. Histogram nilai kadar air rata-rata secara lengkap tersaji pada Gambar 4.
Gambar 4 Histogram nilai kadar air kayu lapis
Berdasarkan Gambar 4 hasil nilai rata-rata kadar air kayu lapis paling tinggi adalah kayu lapis sungkai perekat PF dengan nilai rata-rata kadar air
2 4
6 8
10 12
14
Sengon Sungkai
11,00 11,24
10,79 10,95
11,18 13,42
K ad
ar A
ir
Jenis Kayu
UF MF
PF
JAS 2003