Waktu dan Tempat Penelitian Alat dan Bahan Perancangan Percobaan

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan pada bulan April sampai Oktober 2011. Pemotongan kayu dilakukan di Work Shop Laboratorium Peningkatan Mutu Kayu. Pembuatan OSB dilaksanakan di Laboratorium Bio Komposit dan pengujian sifat fisis dan mekanis OSB dilaksanakan di Laboratorium Rekayasa dan Desain Bangunan, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.

3.2 Alat dan Bahan

Dalam penelitian ini digunakan kayu Mangium Acacia mangium, kayu Afrika Maesopsis eminii, perekat PF dan paraffin. Sedangkan peralatan yang dipergunakan terdiri dari Disk Flaker, saringan, kantong plastik, waterbath, oven, desikator, gelas ukur, gelas aqua, timbangan digital, rotary blender, spray gun, cetakan berukuran 30 cm x 30 cm, kain teflon ukuran 35 cm x 35 cm, hot press, plat besi dengan tebal 1 cm, caliper dan alat uji sifat mekanis Universal Testing Machine merk Instron. 3.3 Pembuatan OSB 3.3.1 Persiapan Bahan Baku Strand dibuat dari log segar Kayu Mangium dan Afrika dengan menggunakan disk flaker. Strand yang telah dibuat kemudian disortir, strand yang memiliki ukuran panjang antara 5-7 cm, lebar 1-3 cm dan tebal 0,1-0,3 cm, sedangkan sisanya dibuang. Kemudian, sampel diambil secara acak sebanyak 100 strand dari masing-masing jenis kayu, kemudian diukur panjang dan lebarnya untuk menentukan nilai aspect ratio strand perbandingan panjang dan lebar strand dan nilai slenderness ratio perbandingan panjang dengan tebal strand.

3.3.2 Pengeringan dan Penyimpanan Strand

Strand yang telah dipilih kemudian disimpan dalam keadaan terbuka sampai kadar airnya mencapai kadar air kering udara, kemudian strand tersebut dioven hingga mencapai berat kering tanur BKT. Strand yang telah dioven dimasukkan ke dalam kantung plastik dan disimpan ditempat yang kering.

3.3.3 Persiapan Perekat

Perekat yang dipakai adalah perekat PF, banyaknya perekat PF yang digunakan adalah sebesar 6 dan 8 dari berat kering oven strand. Dalam perhitungannya diberi tambahan 5 dari berat perekat yang dibutuhkan untuk menggantikan perekat yang tersisa pada spray gun dan rotary blender.

3.3.4 Pencampuran Strand dan Perekat

Pencampuran perekat dengan strand dilakukan dengan menggunakan alat rotary blender, sedangkan untuk memasukkan perekat ke dalam rotary blender dilakukan dengan bantuan spray gun.

3.3.5 Pembentukan Lapik Mats OSB

Lapik yang dibuat terdiri dari tiga lapis yaitu lapisan yaitu face, back dan core. Arah strand lapisan face dan back disusun sejajar menurut arah memanjang panil, sedangkan lapisan core arahnya tegak lurus terhadap lapisan face dan back, hal ini bertujuan untuk meningkatkan stabilitas dimensi panil yang dibentuk. Lapik yang dibuat berukuran 30 cm x 30 cm x 1 cm dengan kerapatan target sebesar ± 0,6 gcm 3 . Tebal lapisan core ditargetkan setengah dari tebal papan.

3.3.6 Pengempaan

Tekanan spesifik yang digunakan dalam pengempaan sebesar 15 kgcm 2 dan 25 kgcm 2 dengan waktu kempa 10 menit dan suhu 130 ºC. Pengempaan menggunakan kempa panas karena perekat PF merupakan tipe perekat thermosetting yang dapat mengeras bila terkena panas. Pengempaan diharapkan menghasilkan papan dengan ketebalan 1 cm.

3.3.7 Pengkondisian

Setelah proses pengempaan, lembaran-lembaran OSB diberi perlakuan conditioning dengan cara penumpukan rapat solid files selama ± 14 hari agar perekat dapat mengeras dengan baik dan kadar air berada dalam kondisi kesetimbangan. Setelah dua minggu papan dapat dipotong untuk diuji sifat fisis dan mekanisnya. 3.4 Pengujian Sifat Fisis OSB 3.4.1 Kerapatan KR Pengujian kerapatan OSB dilakukan pada kondisi kering udara dengan contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm berdasarkan standar JIS A 5908 2003. Dimensi panjang dan lebar diukur pada dua sisi yang berbeda kemudian hasilnya dirata-ratakan. Sedangkan dimensi tebal diukur pada keempat sisi berbeda dan hasilnya dirata-ratakan. Hasil rata-rata dari ketiga dimensi tersebut dikalikan sehingga diperoleh nilai volume V. Contoh uji kemudian ditimbang beratnya m1. Nilai kerapatan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

3.4.2 Kadar Air KA

Pengujian kadar air dilakukan dengan menggunakan contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm berdasarkan standar JIS A 5908 2003. Pertama-tama contoh uji ditimbang berat awalnya m1, selanjutnya contoh uji dikeringkan dalam oven dengan temperatur 103 ± 2 ºC selama 24 jam sampai contoh uji mencapai kondisi BKT Berat Kering Tanur. Setelah 24 jam contoh uji dikeluarkan dari oven dan dimasukkan kedalam desicator agar beratnya konstan kemudian ditimbang beratnya m2. Kadar air dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

3.4.3 Daya Serap Air Water absorpsion, WA

Pengujian daya serap air dilakukan dengan menggunakan contoh uji yang sama dengan pengujian pengembangan tebal dengan ukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm berdasarkan standar JIS A 5908 2003 dan ditimbang berat awalnya m1. Kemudian direndam dalam air dingin selama 2 dan 24 jam, setelah itu ditimbang beratnya m2. Nilai Daya serap air Water absorpsion, WA dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

3.4.4 Pengembangan Tebal Thickness swelling, TS

Pengujian pengembangan tebal dilakukan dengan contoh uji yang berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm berdasarkan standar JIS A 5908 2003. Pengembangan tebal berdasarkan pada tebal sebelum t1 yang merupakan rata- rata tebal yang diukur pada keempat sisi dalam kondisi kering udara dan tebal yang diukur setelah perendaman t2 dalam air dingin selama 2 jam dan 24 jam. Nilai Pengembangan tebal Thickness swelling, TS dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut: 3.5 Pengujian Sifat Mekanis OSB 3.5.1 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 cm x 20 cm x 1cm berdasarkan standar JIS A 5908 2003 yaitu, pada arah longitudinal searah dengan orientasi strand pada lapisan permukaan OSB dan pada arah transversal tegak lurus dengan orientasi strand pada lapisan permukaan OSB. Pembebanan contoh uji diberikan dengan kecepatan 10 mmmenit. Nilai MOE dihitung dengan persamaan: 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

3.5.2 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: 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

3.5.3 Internal Bond IB

Contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm x 1 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 : Keterangan : IB : internal bond strength kgfcm 2 b : lebar contoh uji cm P : beban maksimum kgf L : panjang contoh uji cm

3.5.4 Kuat Pegang Sekrup Screw Holding Power

Contoh uji berukuran 5 cm x 10 cm x 1 cm berdasarkan standar JIS A 5908 2003. Sekrup yang digunakan berdiameter 2,7 mm, panjang 16 mm dimasukkan hingga mencapai kedalaman 8 mm. Nilai kuat pegang sekrup dinyatakan oleh besarnya beban maksimum yang dicapai dalam kilogram.

3.6 Perancangan Percobaan

Pengolahan data pada penelitian ini dilakukan dengan Microsoft Excel 2007 dan SPSS 16.0. Model rancangan percobaan yang digunakan adalah RAL Rancangan Acak Lengkap Faktorial dengan tiga faktor yaitu metode standar pengujian CSA dan JIS, beda tekanan spesifik kempa 15 kgcm² dan 25 kgcm² dan kadar perekat 6 dan 8, masing-masing menggunakan empat ulangan. Model rancangan percobaan statistik yang digunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut: Yijkl = µ + αi + j + k + α ij + α ik + jk + α ijk + εijkl i = 1,2 ; j = 1,2,3 ; k = 1,2 dan l = 1,2,3,4 Dimana : Yijkl = Nilai pengamatan pada faktor A taraf ke-i faktor B taraf ke-j faktor C taraf ke-k dan ulangan ke-l. µ = Rataan umum. αi = Pengaruh utama A tekanan 15 kgcm² dan 25 kgcm². j = Pengaruh utama B jenis kayu afrika, mangium dan campuran. k = Pengaruh utama C kadar perekat 6 dan 8 α ij = Komponen interaksi dari faktor A dan faktor B. α ik = Komponen interaksi dari faktor A dan faktor C. jk = Komponen interaksi dari faktor B dan faktor C. α ijk = Komponen interaksi antara faktor A, B dan C. εijkl = Pengaruh acak yang menyebar normal 0,σ ε 2 . Pengujian statistik dilakukan pada selang kepercayaan 95 yaitu kriteria alpha 0,05. Perlakuan dinyatakan berpengaruh nyata apabila P value menghasilkan nilai lebih kecil dari alpha. Sedangkan perlakuan dinyatakan tidak berpengaruh nyata apabila P value menghasilkan nilai lebih besar dari alpha. Analisis dilakukan dengan menggunakan bantuan program computer SPSS 16.0 dan Microsoft Excell 2007.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Sifat Fisis Oriented Strand Board OSB

4.1.1 Kerapatan

Kerapatan adalah salah satu faktor penting yang sangat mempengaruhi sifat-sifat papan yang dihasilkan dan menjadi dasar dalam penentuan kegunaan suatu produk Bowyer et al. 2003. Data lengkap hasil pengujian OSB dapat dilihat pada Lampiran 4 dan Lampiran 5. Sedangkan rata-ratanya disajikan pada Gambar 1. Berdasarkan data pada Gambar 1 diketahui bahwa nilai rata-rata kerapatan OSB hasil penelitian berkisar antara 0,50-0,62 gcm³. Nilai rata-rata terendah 0,50 gcm³ terdapat pada OSB 6PM15 kayu mangium dengan kadar perekat 6 dan tekanan kempa 15 kgcm², sedangkan nilai rata-rata kerapatan tertinggi 0,62 gcm³ terdapat pada OSB 8PM25 kayu mangium dengan kadar perekat 8 dan tekanan kempa 25 kgcm². Gambar 1 Rata-rata nilai kerapatan OSB. Kerapatan OSB hasil penelitian tidak semua mencapai kerapatan yang ditargetkan, yaitu sebesar 0,60 gcm³. Kayu OSB yang tercapai target kerapatannya adalah 8PA25 kayu afrika dengan kadar perekat 8 dan tekanan