S54527-Izzah Dinillah.pdf

UNIVERSITAS INDONESIA

KAJIAN EKSPERIMENTAL PERILAKU LENTUR PAPAN LAMINASI

KARTON MINUMAN DAUR ULANG DENGAN PEREKAT PHENOL

FORMALDEHIDA

SKRIPSI

IZZAH DINILLAH

0906606021

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM TEKNIK SIPIL

DEPOK

JANUARI 2012

Kajian eksperimental..., Izzah Dinillah, FT UI, 2013.

ii

UNIVERSITAS INDONESIA

KAJIAN EKSPERIMENTAL PERILAKU LENTUR PAPAN LAMINASI

KARTON MINUMAN DAUR ULANG DENGAN PEREKAT PHENOL

FORMALDEHIDA

SKRIPSIDiajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

IZZAH DINILLAH

0906606021

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM TEKNIK SIPIL

DEPOK

JANUARI 2012




v

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya panjatkan kepada Allah SWT, karena atas berkat dan rahmat-Nya saya

sebagai penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Kajian Eksperimental Perilaku

Lentur Papan Laminasi Karton Minuman Daur Ulang Dengan Perekat Phenol

Formaldehida”.Penulisan skripsi ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat

untuk mencapai gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik,

Universitas Indonesia.Saya menyadari bahwa, tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai

pihak, dari masa perkuliahan sampai pada penyusunan skripsi ini, sangatlah sulit bagi saya

untuk menyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu, saya mengucapkan terima kasih kepada:

1. Dr. Ir. Heru Purnomo, DEA selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan,

bantuan, ilmu pengetahuan dan saran yang sangat berguna bagi penulis dalam

menyelesaikan skripsi ini.

2. Orang tua beserta seluruh keluarga saya tercinta, dengan doa dan dorongan moral sehingga

penulis lebih semangat dalam menyelesaikan skripsi ini.

3. Teman seperjuanganku “Dodik Widiyono, Siti Aulia, dan Fajar Ardiansyah” dalam

menyelesaikan skripsi ini yang telah memberikan kesabaran dan semangat kepada penulis

dalam menyelesaikan skripsi ini.

4. Teman - teman mahasiswa Teknik Sipil program Ekstensi khususnya angkatan 2009 yang

sama - sama saling memeberi dorongan dan semangat dalam mengerjakan penulisan

skripsi ini.

Akhir kata, saya berharap Allah SWT berkenan membalas segala kebaikan semua pihak

yang telah membantu.Semoga skripsi ini membawa manfaat bagi pengembangan ilmu.

Depok, Januari 2012

Penulis



vii

ABSTRAK

Nama :IZZAH DINILLAH

Program Studi :Teknik Sipil

Judul :Kajian Eksperimental Perilaku Lentur Papan Laminasi Karton

Minuman Daur Ulang Dengan Perekat Phenol Formaldehida

Skripsi ini membahas mengenai perilaku lentur papan laminasi dengan bahan karton

minuman daur ulang/ kotak aseptik yang menggunakan perekat phenol formaldehida. Kotak

aseptik tersebut dipotong menjadi ukuran cacah 50 mm x 5 mm. Dalam pengujian digunakan

persentase phenol formaldehida 0%, 2,5%, 5%, dan 7,5% dengan menggunakan

perbandingan berat terhadap cacah aseptik. Dari hasil pengujian kuat lentur, papan partikel

dengan persentase phenol formaldehida 0% merupakan hasil yang terbaik dibandingkan

dengan papan partikel dengan persentase phenol formaldehida 2,5% ,5%, dan 7,5%.

Selanjutnya papan partikel dengan persentase phenol formaldehida 0% akan direkatkan

menjadi papan laminasi 2 lapis dan 3 lapis dengan perekat panas(phenol formaldehida) yang

akan dibandingkan kekuatannya bila menggunakan perekat dingin (epoksi).

Kata kunci :

Papan laminasi, daur ulang, phenol formaldehida, perekat epoksi.


viii

ABSTRACT

Name :IZZAH DINILLAH

Study Program : Civil Engineering

Title : Experimental Study Of Flexural Behavior Of Recycled Beverage

Carton Of Board Laminates By Phenol Formaldehyde Adhesive

This final project discussed about bending behavior of board laminates of recycled beverage

carton/aseptic using phenol formaldehyd adhesive. The aseptic was cut to be spesific

meassure 50mm x 5 mm in size. In eksperimental used 0%, 2,5%, 5%, and 7,5% of phenol

formaldehyde. From the results of flexural strength testing, particle board with phenol

formaldehyde percentage of 0% was the best result if compared with the percentage of

particle board with 2.5%, 5%, and 7.5% of phenol formaldehyde. Furthermore, particle board

with percentage of phenol formaldehyde 0% would be glued to rise 2 ply and 3 ply of board

laminates with hot glue (phenol formaldehyde) that will be compared its strength when using

cold adhesive (epoxy).

Keywords:

Laminated boards, recycling, phenol formaldehyde, epoxy


ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL...................................................................................................... i

HALAMAN PERNYATAAN OROSINALITAS......................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN.....………………........................................................... iv

KATA PENGANTAR................................................................................................... v

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI..................................... vi

ABSTRAK..................................................................................................................... vii

ABSTRACT................................................................................................................... viii

DAFTAR ISI.................................................................................................................. ix

DAFTAR TABEL.......................................................................................................... ivx

DAFTAR GAMBAR..................................................................................................... xvii

DAFTAR GRAFIK........................................................................................................ xx

DAFTAR NOTASI........................................................................................................ xxi

BAB 1 PENDAHULUAN............................................................................................. 1

1.1. Latar Belakang............................................................................................. 1

1.2. Permasalahan............................................................................................... 2

1.3. Tujuan Penelitian......................................................................................... 2

1.4. Batasan Penelitian....................................................................................... 3

1.5. Hipotesa....................................................................................................... 3

1.6. Metodologi Penelitian................................................................................. 4

1.7. Sistematika Penulisan.................................................................................. 4

BAB 2 LANDASAN TEORI......................................................................................... 6

2.1. Sejarah Kotak Minuman Daur Ulang

(KotakAseptik)............................................................................................ 6

2.2 Cacah Aseptik........................................................................................... 6

2.2.1.Bahan-Bahan Kemasan Aseptik......................................................... 7

2.2.1.1. Karton................................................................................... 8

2.2.1.2. Aluminium............................................................................ 8


x

2.2.1.3. Plastik.................................................................................... 8

2.3. Daur Ulang Tetra Pak Aseptik.................................................................... 9

2.4. Sifat – Sifat Cacah Kotak Aseptik.............................................................. 10

2.5. Kelebihan dan Kekurangan Penggunaan Cacah Kotak Aseptik

Pada Papan Partikel..................................................................................... 11

2.6. Bahan Perekat.............................................................................................. 12

2.6.1. Phenol Formaldehida (tipe P)............................................................ 12

2.6.2. Perekat Epoksi................................................................................... 13

2.7. Syarat-syarat Mutu Papan Partikel.............................................................. 14

2.7.1. Macam-Macam Papan Partikel........................................................ 14

2.7.2. Mutu Bahan Papan Partikel............................................................. 16

2.7.2. Standar Acuan Mutu Papan Partikel............................................... 17

2.7.2. Syarat Lulus Uji.............................................................................. 20

2.8. Papan Laminasi........................................................................................... 21

2.8.1. Kegunaan, Kelebihan, dan Kekurangan Papan Laminasi ............. 21

2.8.1.1. Kegunaan........................................................................ 21

2.8.1.2 Kelebihan dan Kekurangan Papan Laminasi................. 22

2.9. Teknologi Laminasi..................................................................................... 22

2.10. Teori Pengempaan....................................................................................... 24

2.11. Penelitian Sebelumnya................................................................................. 25

2.11.1. Sifat Mekanis Mortar Yang Mengandung Cacah Aseptik”

oleh Purnomo (2009)....................................................................... 25

2.11.2 Physical and Mechanical Properties of Cardboad Panels

Made From Used Beverage Carton With Veneer Overlay

(Nadir Ayrilmis. Zeki Candan, Salim Hiziroglu) (2008)............... 27

2.11.3. Kajian Perilaku Papan Partikel Cacah Kotak Aseptik

Phenol Formaldehida Terhadap Beban Terpusat............................ 28

2.12. Kuat Lentur Balok Komposit...................................................................... 29

2.13. Teori Balok Bernoulli.................................................................................. 29

2.13. Sifat Mekanik Material................................................................................ 30

2.14. Pengujian Sifat Mekanik............................................................................. 31

2.14.1. Kadar Air....................................................................................... 31


xi

2.14.2. Berat Jenis..................................................................................... 31

2.14.3. Keteguhan Patah (MOR)............................................................... 32

2.14.4. Modulus Elastisitas (MOE)........................................................... 32

2.14.5. Keteguhan Tarik........................................................................... 33

2.14.6. Keteguhan Tekan……………………………………………… 34

2.14.7. Keteguhan Geser……………………………………………… 35

2.1.4.8. Heat Transfer…………………………………………………. 36

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN......................................................................... 37

3.1. Pendahuluan................................................................................................. 37

3.2. Sistematika Penelitian.................................................................................. 37

3.2.1. Waktu dan Tempat Pengujian.......................................................... 39

3.3. Bahan dan Alat yang Digunakan................................................................. 40

3.3.1. Persiapan Bahan Baku..................................................................... 40

3.3.2. Persiapan Bahan Perekat.................................................................. 40

3.3.3. Persiapan Alat.................................................................................. 41

3.4. Pembuatan Benda Uji Papan Laminasi........................................................ 42

3.5. Rancang Campur Lembaran Papan dengan Cacah Aseptik........................ 45

3.6. Pengujian Laboratorium............................................................................... 48

3.6.1. Pengujian Lembaran Papan Cacah Aseptik..................................... 48

3.6.1.1. Uji Emisi Formaldehida..................................................... 48

3.6.1.2. Uji Visual........................................................................... 49

3.6.1.3 Uji Mutu Penampilan......................................................... 50

3.6.1.4 Uji Daya Serap Air............................................................ 51

3.6.1.5 Uji Kadar Air..................................................................... 52

3.6.1.6 Uji Kerapatan..................................................................... 52

3.6.1.7 Uji Pengembangan Tebal Setelah direndam Air............... 54

3.6.1.8 Uji Keteguhan Tarik Tegak Lurus Permukaan.....................54

3.6.1.9 Uji Kuat Lentur.................................................................. 56

3.6.1.10 Uji Modulus Elastisitas...................................................... 57

3.6.2. Pengujian Pada Balok/Papan Laminasi........................................... 58

3.6.2.1 Uji Kuat Lentur dan Uji Modulus Elastisitas................... 58


xii

3.6.2.2 Uji Keteguhan Tarik Tegak Lurus Permukaan................. 59

3.6.2.3 Uji Kuat Geser................................................................... 60

3.6.2.4 Uji Tekan Searah dan Tegak Lurus Serat......................... 62

3.6.2.53 Uji Heat Transfer............................................................... 64

3.7. Pemodelan Benda Uji Balok Bernaoulli...................................................... 66

3.8. Kebutuhan Benda Uji.................................................................................. 68

BAB 4 ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN........................................................ 69

4.1. Analisa Perancangan Campuran Papan Partikel.......................................... 69

4.1.1. Perhitungan Benda Uji Aseptik....................................................... 69

4.1.1.1. Aseptik: Phenol Formaldehida = 100% : 0%.................... 69

4.1.1.2. Aseptik : Phenol Formaldehida = 97,5% : 2,5%............... 69

4.1.1.3. Aseptik : Phenol Formaldehida = 95% : 5%..................... 70

4.1.1.4. Aseptik : Phenol Formaldehida = 92,5% : 7,5%............... 71

4.1.2. Analisa Pemotongan dan Kebutuhan Benda Uji............................. 71

4.1.3. Analisa Pengaturan Tekanan dan Suhu........................................... 74

4.1.4. Massa Jenis Bahan........................................................................... 75

4.1.5. Analisa Uji Emisi Formaldehida..................................................... 76

4.1.6. Analisa Uji Visual............................................................................ 76

4.1.7. Analisa Uji Mutu dan Penampilan................................................... 78

4.1.8. Analisa Uji Daya Serap Air............................................................. 79

4.1.9. Analisa Uji Kadar Air...................................................................... 82

4.1.10. Analisa Uji Kerapatan...................................................................... 83

4.1.11. Analisa Uji Pengembangan Tebal.................................................... 85

4.1.12. Analisa Kuat Tarik (Internal Bond)................................................. 88

4.1.13. Analisa Uji Lentur dan Modulus Elastisitas Arah Panjang............ 90

4.2. Analisa Perancangan Campuran Papan Laminasi 2 Lapis dan 3 Lapis...... 106

4.2.1. Perhitungan Benda Uji..................................................................... 106

4.2.1.1. Perhitungan Benda Uji untuk Laminasi 2 Lapis............... 106

4.2.1.2. Perhitungan Benda Uji untuk Laminasi 3 Lapis............... 107

4.2.2. Analisa Pemotongan dan Kebutuhan Papan Laminasi.................... 108


xiii

4.2.3. Analisa Keteguhan Tarik Tegak Lurus Permukaan......................... 109

4.2.4. Analisa Kuat Geser.......................................................................... 115

4.2.5. Analisa Uji Lentur dan Modulus Elastisitas Arah Panjang............ 117

4.2.6. Analisa Kuat Tekan Tegak Lurus dan Sejajar Serat……………. 133

4.2.7. Analisa Uji Heat Transfer………………………………………. 139

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN.......................................................................... 142

5.1. Kesimpulan.................................................................................................. 142

5.2. Saran............................................................................................................ 144

DAFTAR PUSTAKA..................................................................................................... 145

LAMPIRAN…………………………………………………………………………. 147


xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Mutu penampilan papan partikel menurut Menurut JIS A 5908 – 2003...... 18

Tabel 2.2. Toleransi tebal papan partikel...................................................................... 19

Tabel 2.3. Perbandingan kekuatan dari spesimen yang mengandung dua geometri

yang berbeda dari karton aseptik Sumber : Heru P, 2009........................... 25

Tabel 2.4. Perbandingan kekuatan tekan kubus dari semen spesimen yang berbeda,

pasir, air dan persentase komposisi irisan karton asepticSumber : Heru P,

2009.............................................................................................................. 25

Tabel 2.5. Perbandingan kekuatan lentur dari spesimen balok semen yang berbeda,

pasir, air komposisi dan persentase irisan karton aseptik............................. 26

Tabel 2.6. Tipe perekat antara karton dengan lembaran veneer.................................... 27

Tabel 2.7. Tipe ukuran cacah aseptik............................................................................ 28

Tabel 3.1. Kebutuhan Benda Uji untuk Pengujian Papan Partikel................................ 62

Tabel 3.2. Kebutuhan Benda Uji untuk Pengujian Papan Laminasi............................. 63

Tabel 4.1. Jumlah kebutuhan papan partikel untuk masing-masing persentase phenol

formaldehida................................................................................................. 68

Tabel 4.2. Emisi Formaldehida..................................................................................... 70

Tabel 4.3. Hasil Pengamatan Visual............................................................................. 71

Tabel 4.4. Hasil Ketidaksesuaian Visual....................................................................... 71

Tabel 4.5. Hasil Pengamatan Mutu dan Penampilan..................................................... 72

Tabel 4.6. Hasil Pengamatan Mutu dan Penampilan..................................................... 72

Tabel 4.7. Hasil perhitungan daya serap setelah 2 jam................................................. 74

Tabel 4.8. Deviasi perhitungan daya serap setelah 2 jam............................................. 74

Tabel 4.9. Hasil perhitungan daya serap setelah 24 jam............................................... 74

Tabel 4.10. Deviasi hasil perhitungan daya serap setelah 24 jam................................... 75

Tabel 4.11. Hasil perhitungan Kadar air.......................................................................... 76

Tabel 4.12. Deviasi hasil perhitungan Kadar air............................................................. 76

Tabel 4.13. Hasil perhitungan uji kerapatan phenol 0% dan 2,5%.................................. 77


xv

Tabel 4.14. Hasil perhitungan uji kerapatan phenol 5% dan 7,5%.................................. 78

Tabel 4.15. Deviasi hasil perhitungan Kerapatan............................................................ 78

Tabel 4.16. Hasil perhitungan pengembangan tebal setelah 2 jam................................. 80

Tabel 4.17. Deviasi hasil perhitungan pengembangan tebal setelah 2 jam..................... 80

Tabel 4.18. Hasil perhitungan pengembangan tebal setelah 24 jam............................... 81

Tabel 4.19. Deviasi hasil perhitungan pengembangan tebal setelah 24 jam................... 81

Tabel 4.20. Hasil perhitungan uji kuat tarik (Internal Bond).......................................... 82

Tabel 4.21. Deviasi hasil perhitungan uji kuat tarik (Internal Bond).............................. 83

Tabel 4.22. Hasil perhitungan uji kuat tekan................................................................... 84

Tabel 4.23. Deviasi hasil perhitungan uji kuat tekan...................................................... 84

Tabel 4.24. Data beban dan lendutan.............................................................................. 85

Tabel 4.25. Persamaan momen akibat beban P............................................................... 87

Tabel 4.26. Persamaan momen akibat beban merata...................................................... 88

Tabel 4.27. Fungsi lendutan F(x).................................................................................... 91

Tabel 4.28. Tegangan vs Regangan................................................................................. 92

Tabel 4.29. Perbandingan nilai modulus ASTM C-58-02 dan modulus actual.............. 94

Tabel 4.30. Hasil perhitungan modulus elastisitas arah panjang metode Tangent.......... 95

Tabel 4.31. Hasil perhitungan modulus elastisitas arah panjang metode Secant............ 95

Tabel 4.32. hasil perhitungan modulus elastisitas arah panjang metode Actual............. 96

Tabel 4.33. Jumlah kebutuhan papan untuk uji laminasi 2 lapis.................................... 103

Tabel 4.34. Jumlah kebutuhan papan untuk uji laminasi 3 lapis..................................... 103

Tabel 4.35. Hasil Perhitungan Uji Kuat Tarik Papan Laminasi 2 Lapis......................... 103

Tabel 4.36. Hasil Perhitungan Uji Kuat Tarik Papan Laminasi 3 Lapis......................... 104

Tabel 4.37. Standar deviasi uji keteguhan tarik papan laminasi..................................... 104

Tabel 4.38. Hasil perhitungan uji geser papan laminasi 2 lapis...................................... 106

Tabel 4.39. Deviasi hasil perhitungan uji geser.............................................................. 106

Tabel 4.40. Data beban dan lendutan papan laminasi 2 lapis......................................... 108

Tabel 4.41. Persamaan momen akibat beban P papan laminasi...................................... 109

Tabel 4.42. Persamaan momen akibat beban merata papan laminasi............................. 110

Tabel 4.43. Fungsi lendutan F(x).................................................................................... 113

Tabel 4.44. Tegangan vs Regangan................................................................................. 114

Tabel 4.45. Perbandingan nilai modulus ASTM C-58-02 dan modulus actual.............. 115


xvi

Tabel 4.46. Hasil perhitungan modulus elastisitas arah panjang metode Tangent........... 117

Tabel 4.47. Hasil perhitungan modulus elastisitas arah panjang metode Secant............ 117

Tabel 4.48. Hasil perhitungan modulus elastisitas arah panjang metode actual............. 118


xvii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Lapisan Kotak Aseptik................................................................................. 7

Gambar 2.2. Balok komposit............................................................................................ 29

Gambar 2.3. Permodelan balok Bernolli........................................................................... 29

Gambar 3.1. Diagram alir Metode penelitian................................................................... 35

Gambar 3.2. Cacahan aseptik tetrapak.............................................................................. 36

Gambar 3.3. Phenol formaldehida dan Perekat Epoksi...................................................... 37

Gambar 3.4 Peralatan pembuatan dan pengujian lembaran papan partikel..................... 38

Gambar 3.5. Penimbangan cacah Aseptik......................................................................... 38

Gambar 3.6. Pembentukan lembaran papan partikel........................................................ 39

Gambar 3.7. Pengaturan Tekanan..................................................................................... 39

Gambar 3.8. Pengaturan Suhu dan Waktu........................................................................ 40

Gambar 3.9. Lembaran Papan Partikel............................................................................. 40

Gambar 3.10. Pemotongan Lembaran Papan....................................................................... 40

Gambar 3.11. Diagram alir Komposisi dan pelaksanaan penelitian.................................... 42

Gambar 3.12. Pengujian panjang, lebar dan tebal................................................................ 44

Gambar 3.13. Pengukuran siku............................................................................................ 45

Gambar 3.14. Pengukuran contoh uji kerapatan.................................................................. 48

Gambar 3.15. Perekatan Benda Uji.................................................................................... 50

Gambar 3.16. Benda Uji dengan ikatan karet..................................................................... 50

Gambar 3.17. Uji keteguhan tarik tegak lurus permukaan.................................................. 51

Gambar 3.18. Uji kuat lentur kering dan modulus elastisitas lentur.................................... 52

Gambar 3.19. Benda uji hasil pengujian kuat lentur papan laminasi................................. 54

Gambar 3.20. Benda uji hasil pengujian kuat tarik papan laminasi................................... 55

Gambar 3.21. Benda Uji Geser........................................................................................... 56

Gambar 3.22. Uji Geser...................................................................................................... 56

Gambar 3.23. Mesin kuat tekan.......................................................................................... 57

Gambar 3.23. Pengujian kuat tekan................................................................................... 58


xviii

Gambar 3.25. Pengujian kuat tekan................................................................................... 59

Gambar 3.26. Penyusunan Material uji heat transfer......................................................... 59

Gambar 3.27. Penyusunan Material dengan perekat phenol formaldehid........................ 60

Gambar 3.28. Pengujian Heat transfer.............................................................................. 61

Gambar 3.29. Uji balok bernoulli 2 lapis............................................................................ 61

Gambar 3.30. Uji balok bernoulli 3 lapis............................................................................ 61

Gambar 3.31. Pembebanan balok....................................................................................... 62

Gambar 4.1. Pola Pemotongan untuk uji papan partikel ukuran 5 cm x 5 cm.................. 67

Gambar 4.2. Variasi Pola pemotongan papan partikel untuk uji fisik............................... 67

Gambar 4.3. Dial mesin kempa untuk papan partikel dan laminasi 2 lapis...................... 69

Gambar 4.4. Dial mesin kempa untuk laminasi 3 lapis..................................................... 69

Gambar 4.5. Tumpuan sendi rol akibat beban P................................................................ 85

Gambar 4.6. Tumpuan sendi rol akibat beban sendiri....................................................... 86

Gambar 4.7. Penampang benda uji papan partikel............................................................ 86

Gambar 4.8. Bidang momen akibat beban P..................................................................... 87

Gambar 4.9. Bidang momen akibat beban merata............................................................ 88

Gambar 4.10. Momen area akibat beban terpusat............................................................... 88

Gambar 4.11. Momen area akibat beban sendiri................................................................. 89

Gambar 4.12. Diagram tegangan......................................................................................... 90

Gambar 4.13. Pembebanan arah panjang............................................................................ 94

Gambar 4.14. Material Baja dan Papan Aseptik untuk uji heat transfer............................. 99

Gambar 4.15. Material Baja dan Papan Aseptik dengan perekat bijih................................ 99

Gambar 4.16. Pola Pemotongan untuk uji papan laminasi.................................................. 102

Gambar 4.17. Tumpuan sendi rol akibat beban P papan laminasi...................................... 107

Gambar 4.18. Tumpuan sendi rol akibat beban sendiri papan laminasi.............................. 108

Gambar 4.19. Penampang benda uji papan laminasi 2 lapis............................................... 108

Gambar 4.20. Bidang momen akibat beban P papan laminasi............................................ 109

Gambar 4.21. Bidang momen akibat beban merata papan laminasi................................... 110

Gambar 4.22. Momen area akibat beban terpusat papan laminasi...................................... 110

Gambar 4.23. Momen area akibat beban sendiri papan laminasi....................................... 111


xix

Gambar 4.24. Diagram tegangan papan laminasi................................................................ 112

Gambar 4.25. Pembebanan arah panjang papan laminasi................................................... 116


xx

DAFTAR GRAFIK

Grafik 2.1. Daur Ulang tetra pak....................................................................................... 10

Grafik 2.2. tegangan-regangan untuk berbagai material................................................... 30

Grafik 2.3. Tegangan Regangan........................................................................................ 32

Grafik 4.1. Hasil perhitungan daya serap air setelah 2 jam dan 24 jam............................ 75

Grafik 4.2. Hasil perhitungan Kadar air............................................................................ 77

Grafik 4.3. Hasil perhitungan Kerapatan........................................................................... 79

Grafik 4.4. Hasil perhitungan Pengembangan tebal.......................................................... 82

Grafik 4.5. Hasil perhitungan perhitungan uji Kuat Tarik Tegak Lurus........................... 83

Grafik 4.6. Hasil perhitungan perhitungan uji Kuat Tekan............................................... 85

Grafik 4.7. Fungsi lendutan F(x)....................................................................................... 91

Grafik 4.8. Beban vs lendutan........................................................................................... 92

Grafik 4.9. Tegangan vs Regangan.................................................................................... 93

Grafik 4.10. Hasil perhitungan modulus elastisitas arah panjang metode Tangent............. 96

Grafik 4.11. Hasil perhitungan modulus elastisitas arah panjang metode Secant............... 97

Grafik 4.12. Hasil perhitungan modulus elastisitas arah panjang metode Actual............... 97

Grafik 4.13. Hasil rekap perhitungan modulus elastisitas 4 metode.................................... 97

Grafik 4.14. Internal Bonding Laminasi 2 Lapis dan 3 lapis............................................... 105

Grafik 4.15. Hasil perhitungan perhitungan uji geser laminasi 2 lapis............................... 107

Grafik 4.16. Fungsi lendutan F(x) papan laminasi 2 lapis................................................... 113

Grafik 4.17. Beban vs lendutan papan laminasi 2 lapis....................................................... 114

Grafik 4.18. Tegangan vs Regangan papan laminasi 2 lapis............................................... 115

Grafik 4.19. Hasil perhitungan modulus elastisitas arah panjang metode Tangent............. 118

Grafik 4.20. Hasil perhitungan modulus elastisitas arah panjang metode Secant............... 119

Grafik 4.21. Hasil perhitungan modulus elastisitas arah panjang metode Actual............... 119

Grafik 4.22. Hasil rekap perhitungan modulus elastisitas 3 metode................................... 120


xxi

DAFTAR NOTASI

p = panjang

l = lebar

t = tebal

Cc = kesikuan

Ba = berat awal (berat sebelum direndam air)

Bk = berat kering (berat setelah direndam dan dikeringkan dalam oven)

Ta = Tebal awal (Tebal sebelum direndam air)

Tk = Tebal Kering (Tebal setelah direndam air dan dikeringkan dalam oven)

Swelling = Pengembangan Tebal

IB = Internal Bonding (Keteguhan Tarik Tegak Lurus permukaan)

P = Gaya yang bekerja

L = Deformasi

Ix = Momen Inersia sumbu x

Iy = Momen Inersia sumbu y

A = Luas Penampang

VA = Reaksi Perletakan di A

VB = Reaksi Perletakan di B

q = Berat sendiri

Q = Momen Area

E = Modulus Elastisitas

ε = Regangan

P = Akibat Beban P di Tengah Bentang

P + BS = Akibat Beban P dan Berat Sendiri


1

Universitas Indonesia

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sampah merupakan material sisa yang tidak diinginkan setelah berakhirnya

suatu proses.Sampah sejak lama sudah menjadi persoalan kota, berbagai upaya

pun telah dilakukan. Namun hingga kini persoalan sampah tidak juga reda,

demikian pula yang terjadi di beberapa kota di Indonesia. Meningkatnya penghuni

kota, pertambahan jumlah penduduk, tingkat aktivitas dan tingkat sosial ekonomi

masyarakat menyebabkan meningkatnya jumlah timbunan sampah dari hari ke

hari.Penanganan sampah dengan penerapan konsep 3R yaitu (reduce, reuse, dan

recycle) mempunyai kontribusi yang signifikan terhadap pengurangan gas metan.

Salah satu penyumbang sampah terbesar adalah kemasan teh kotak yang

berbahan aseptik atau bahan yang kedap bakteri yang terdiri dari lapisan plastik,

kertas, dan alumunium. Bahan aseptik ini sukar untuk di daur ulang, bila ingin di

daur ulang bahan pelapis aseptik harus dipisahkan dengan proses hydra pulping

yang dimana proses itu membutuhkan biaya yang sangat besar sehingga kemasan

aseptik jarang di daur ulang.

Potensi bahan baku kayu di Indonesia sangat melimpah, namun sekarang ini

sudah sangat sulit untuk memperoleh kayu gergajian dalam ukuran besar dan

berkualitas, karena semakin menipisnya produk kayu hutan alam. Industri papan

partikel (particle board) merupakan industri yang memanfaatkan bahan baku

yang berasal dari kayu yang berkualitas rendah, limbah kayu atau bahan yang

berligno selulosa lainnya. Oleh karena itu, dalam penelitian ini kami

memanfaatkan limbah kotak aseptik sebagai bahan pengganti kayu, sehingga

diharapkan dapat mengurangi penggunaan kayu dan mengurangi sampah yang ada

di Indonesia.

Dalam penelitian ini diberikan variasi phenol formaldehida terhadap cacah

aseptik sebesar 0%, 2,5%, 5% dan 7,5%. Setelah menentukan lembaran papan

partikel aseptik yang terbaik, maka papan tersebut digunakan dalam pembuatan

papan laminasi. Perekat yang digunakan untuk pembuatan papan laminasi yakni


2


perekat panas dan perekat dingin. Perekat panas yang akan digunakan yaitu

phenol formaldehida sedangkan Perekat dingin sebagai pembanding yakni epoksi.

Perekat lembaran papan partikel dengan menggunakan phenol formaldehida

dari segi kekuatan dapat dilihat dengan membandingkan dengan perekat dingin.

Untuk merekatkan cacah aseptik dengan phenol formaldehida rancang campurnya

dilakukan dengan metode trial and error sehingga dapat diketahui komposisi

yang baik dan yang memenuhi syarat kekuatan sesuai persyaratan JIS (Japanese

Industrial Standard) A 5908 – 2003 : Particleboard[16].

Dengan penelitian ini diharapkan akan dapat dipahami kekuatan dan

kekakuan papan laminasi cacah aseptik, kemungkinannya untuk diaplikasikan

sebagai bahan konstruksi dan pemanfaatan limbah cacah aseptik untuk papan

laminasi sehingga dapat diketahui bahwa cacah aseptik mempunyai potensi.

Disamping itu dapat menjadi bahan masukan serta pengkayaan penelitian dalam

bidang teknik struktur.

1.2 Permasalahan

Permasalahan yang ada dalam penelitian ini adalah kekuatan antara perekat

dingin (epoksi) dengan perekat panas (phenol formaldehida) berbeda sehinga

perlu dibandingkan untuk mencari papan laminasi yang terbaik.

1.3 Tujuan Penelitian

Penelitian yang akan dilakukan ini diharapkan dapat memanfaatkan limbah

aseptik menjadi barang yang bermanfaat bagi masyarakat, ekonomis, ramah

lingkungan dan mengurangi jumlah buangan sampah perkotaan.

Tujuan dari penelitian ini :

Mempelajari dan menganalisa papan laminasi dari lembaran papan yang

direkatkan dengan menggunakan perekat phenol formaldehida yang

dihasilkan dari cacah kotak aseptik dan phenol formaldehida sebagai

perekatnya.

Mendapatkan rancang campur papan cacah aseptik yang terbaik berdasarkan

bentuk visual dan penampilan, kadar air, daya serap/kerapatan,


3


pengembangan tebal, kuat lentur, kuat tekan , kuat tarik, modulus elastisitas

dari JIS (Japanese Industrial Standard) A 5908 – 2003: Particleboard ( 16)

Mengetahui efektifitas antara perekat panas phenol formaldehida dengan

perekat dingin epoksi melalui pengujian laminasi lembaran papan aseptik

berdasarkan kuat lentur dan modulus elastisitas dari ASTM C-580-02[2], kuat

geser dari JAS (Japanese Agricultural Standard for Glued laminated)(15), dan

kuat tarik dari JIS (Japanese Industrial Standard) A 5908 – 2003:

Particleboard(16),

1.4 Batasan Penelitian

Penelitian papan laminasi cacah kotak aseptik yang dilakukan memiliki

ruang lingkup sebagai berikut :

Bahan utama pembuatan lembaran papan partikel adalah kotak aseptik yang

digunakan sebagai kemasan minuman seperti tetra pak.

Ukuran cacah aseptic yang digunakan 50 x 5 mm

Phenol formaldehida sebagai perekat cacah aseptik.

Phenol formaldehida sebagai perekat antar lembaran papan partikel dan

epoksi sebagai perekat antar lembaran papan partikel yang digunakan

sebagai pembanding.

Tekanan yang digunakan sebesar 25 kg/cm2 dengan suhu 170oC.

Pengujian yang dilakukan adalah uji bentuk visual dan penampilan, kadar

air, daya serap/kerapatan, pengembangan tebal, kuat lentur, kuat tekan, kuat

tarik, uji geser, modulus elastisitas, dan uji heat transfer.

1.5 Hipotesa

Semakin kecil kadar phenol formaldehida semakin bagus sifat fisik dan

mekanis dari papan cacah aseptik

Perekat phenol formaldehida ternyata memiliki daya rekat yang lebih baik

dibandingkan dengan perekat epoksi.


4


1.6 Metodologi Penelitian

Metodologi penelitian yang akan digunakan berbentuk percobaan di

laboratorium. Percobaan akan dilakukan dengan metode trial and error karena

belum ada perhitungan rancang campur yang pasti. Benda uji adalah papan

partikel yang dihasilkan dari cacah kotak aseptik kemudian direkatkan dengan

menggunakan perekat phenol formaldehida. Variasi campuran yang terbaik

antara cacahan aseptik dengan phenol formaldehida selanjutnya akan dibuat

menjadi papan laminasi. Papan laminasi direkatkan dengan phenol formaldehida

dan perekat epoksi sebagai pembanding.

Uraian kegiatan adalah berdasarkan :

Pemahaman teoritis mengenail kotak aseptik dan perekat phenol formaldehida.

Penentuan komposisi benda uji.

Pengujian laboratorium.

Pengumpulan data hasil laboratorium.

Perumusan kesimpulan.

1.7 Sistematika Penulisan

BAB 1 : PENDAHULUAN

Berisi tentang latar belakang, tujuan penelitian, batasan penelitian,

metodologi penelitian, hipotesa dan sistematika yang dilakukan dalam penulisan

penelitian.

BAB 2 : LANDASAN TEORI

Berisi pengumpulan teori, referensi tentang papan laminasi, cacah kotak

aseptik yang mencakup pengertian papan laminasi, material-material utama

seperti kotak aseptic dan perekat phenol formaldehida. Selain itu, bab ini juag

berisi tentang beberapa penelitian yang dilakukan sebelumnya.

BAB 3 : METODOLOGI PENELITIAN

Berisi Tentang diagram alir metode penelitian yang akan dilakukan, yaitu

bagaimana penulis melakukan rencana penelitian berdasarkan landasan teori yang

sudah ada. Diawali dengan menentukan standar pengujian yang akan digunakan,

penyelidikan dan penelitian bahan papan partikel cacah kotak aseptik,

menentukan jumlah sampel, variasi rancang campur berdasarkan bentuk visual


5


dan penampilan, kadar air, daya serap/kerapatan, pengembangan tebal, kuat

lentur, kuat tekan, modulus elastisitas dan daya dukung yang baik yang sesuai

dengan peraturan masing-masing.

BAB 4 : ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

Berisi tentang analisa dan perhitungan data yang diperoleh dari hasil

pengujian di laboratorium, yaitu bagaimana penulis melakukan penelitian

berdasarkan landasan teori yang sudah ada. Diawali dengan mengumpulkan bahan

yang akan dipakai kemudian membuat benda uji sesuai standar pengujian yang

digunakan, penyelidikan dan penelitian lembaran papan partikel cacah kotak

aseptik, penyelidikan dan penelitian lembaran papan laminasi sesuai dengan

peraturan masing-masing.

BAB 5 : KESIMPULAN DAN SARAN

Berisi tentang kesimpulan umum yang diperoleh dari kajian eksperimental

perilaku lentur papan laminasi karton minuman daur ulang dengan perekat

phenol formaldehida dan saran yang dikemukakan untuk menjadi referensi

penelitian selanjutnya.


6


BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1. Sejarah Kotak Minuman Daur Ulang (Kotak Aseptik)

Kotak aseptik di Brazil sudah dimanfaatkan sebagai genteng karena kotak

aseptik mempunyai sifat yang kedap air dan tahan terhadap cahaya matahari.

Berdasarkan sifat gabungan polimer dan aluminium pada cacah aseptik

memungkinkan untuk memproduksi papan komposit untuk bahan bangunan

rumah murah. Plastik dan aluminium dari kotak aseptik juga dapat di daur ulang

untuk membuat produk-produk komposit seperti genteng atau pot plastik, atau

untuk menggantikan bahan bakar fosil untuk pembangkitan panas dan listrik.

2.2 Cacah Aseptik

Cacah aseptik merupakan bagian dari kemasan minuman kotak yang terdiri

polyethylene layer, kertas (paper) dan aluminium. Minuman kotak aseptik di

Indonesia sebagian besar di produksi oleh PT. Tetra Pak sebagai kemasan

minuman kotak. Kotak aseptik sendiri mempunyai ketahanan terhadap cahaya dan

kedap air, karena itu cocok digunakan sebagai bahan pegisi papan laminasi.

Tetra Pak adalah proses aseptis yang menjamin bahwa makanan dan bahan

pengemas bebas dari bakteri berbahaya pada saat makanan dikemas. Dan

merupakan sebuah teknologi kemasan makanan cair dan minuman kotak.

Kemasan Tetra Pak harus tahan lama dan tahan dari cahaya, dan terbuat dari

karton khusus dengan kekuatan dan kekakuan yang baik. Komposisi bahan Tetra

Pak terdiri dari laminasi kertas, polietilen dan aluminium foil, untuk paket aseptis.

Kombinasi bahan ini bervariasi sesuai masing-masing kategori produk yang

dibuat. Plastik menjadikan mereka ketat dan sebagai segel, dan aluminium foil

menahan cahaya dan oksigen dari luar(10).

Distribusi dan Penyimpanan tidak lagi memerlukan pendinginan, agar

makanan menjadi tahan lama dalam waktu yang panjang. Kebutuhan kemasan

aseptik dengan cepat meningkat dan hasilnya telah terbukti sangat baik dalam

distribusi susu dan produk lainnya dan untuk membuat makan dan bahan

pengemas bebas dari bakteri. Di dalam rantai produksi harus steril dan bukan


7


hanya makanan dan bahan pengemas, tapi juga mencakup semua mesin yang

terlibat dan lingkungan di mana pengisian berlangsung. Kemudian lapisan sangat

tipis aluminium foil menjaga oksigen, bakteri, cahaya dan bau, dari luar tidak

masuk ke dalam kemasan dan memastikan bahwa isi tetap dalam kondisi

sempurna. Seperti yang terlihat pada gambar 2.1. kotak aseptik terdiri dari

beberapa lapis yang dimana masing-masing lapisan mempunyai fungsi tersendiri.(10)

Gambar 2.1. Lapisan kotak aseptik.(10)

Fungsi setiap bagian dari Tetra Pak :

1. Lapisan polyethylene melindungi makanan dari uap air eksternal

2. Paperboard memberikan stabilitas dan kekuatan

3. Aluminium foil memberikan penghalang untuk oksigen, bau dan cahaya dari

luar

4. Polyethylene adhesi lapisan diperlukan untuk proses laminasi

5. Lapisan polietilen internal sebagai segel dari isi kemasan atau cairan.

6. Polyethylene adhesi lapisan diperlukan untuk proses laminasi

7. Desain cetak memberikan informasi produk

Tetra Pak karton terdiri dari 74% kertas, 22% polietilen dan 4% aluminium

(www.tetrapak.com).

2.2.1 Bahan – Bahan Kemasan Aseptik

Didalam kemasan tetrapak terdiri dari bahan-bahan utama kemasan tetra

pak. Kemasan tetra pak terdiri dari karton, aluminium dan plastik. Rata-rata,

dengan, aseptic Tetra Pak terdiri dari 74% kertas, 22% polietilen dan 4%

aluminium (13)


8


2.2.1.1 Karton

karton adalah serat kayu, yang menyerap air. Di pabrik daur ulang, karton

dan kertas bekas diproses menjadi bubur kertas. Karton dapat menyerap air dan

bekerja bebas dari plastik dan aluminium. Pembuatan karton daur ulang di setiap

negara dilakukan setelah digunakan.Peningkatan daur ulang karton selama enam

tahun telah mencapai 64%. Pada tahun 2001, 13% dari karton Tetra Pak dibuat

adalah daur ulang, dan pada tahun 2008 ini telah meningkat menjadi 18% (atau

25.6 Miliar karton). Untuk di Indonesia sendiri Tetra Pak belum mempunyai mitra

yang benar-benar bisa mendaur ulang sampah karton dalam jumlah besar di

karenakan oleh biaya daur ulang yang cukup mahal.

Karton dirancang untuk mempertahankan kualitas makanan yang mereka

lindungi, mengurangi limbah, dan mengurangi biaya distribusi.

2.2.1.2 Aluminium

Aluminium adalah unsur kimia yang mempunyai simbol Al dan nomor

atom 13. Merupakan logam lemah dalam unsur kimia. Aluminium dijumpai

terutamanya dalam bijih bauksit dan terkenal kerana daya tahan pengoksidaannya

(oleh sebab fenomena pempasifan) dan karena ringan. Aluminium digunakan

dalam banyak industri untuk menghasilkan bermacam-macam keluaran kilang dan

sangat penting dalam ekonomi dunia. Aluminium adalah tak bertoksik (dalam

bentuk logam), dan tak bermagnet. tulen mempunyai kekuatan tegangan sebanyak

49 megapascal (MPa).

Aluminium dalam kotak aseptik penghalang untuk oksigen, bau dan cahaya dari

luar sehingga minuman maupun makanan di dalam kemasannya dapat tahan lama.(13)

2.2.1.3 Plastik

Tetra Pak menggunakan etanol yang berasal dari tebu untuk memproduksi

etilen, yang kemudian akan dikonversi menjadi polietilen, yang sering digunakan

sebagai bahan plastik. Plastik adalah bahan yang mempunyai derajat kekristalan

lebih rendah daripada serat, dan dapat dilunakkan atau dicetak pada suhu tinggi

(suhu peralihan kacanya diatas suhu ruang), jika tidak banyak bersambung silang.


9


2.3. Daur Ulang Tetra Pak Aseptik

Cara yang paling umum digunakan untuk mendaur ulang karton minuman

adalah melalui pemulihan serat kertas daur ulang di pabrik. Pabrik daur ulang

kertas dan kardus mengambil dan memasukkan ke dalam tong besar yang berisi

air, di mana tong tersebut diputar-putar. Proses memmutar tersebut menggosok

serat sehingga terpisah, membantu karton "larut" lebih cepat. Serat menyerap air

dan menjadi bagian dari bubur besar dari serat yang berair. Setiap elemen non-

kertas (seperti plastik) akan mengapung atau tenggelam dan dapat diambil, dan

tergores atau diayak keluar . Proses ini biasanya membutuhkan sekitar 15-30

menit dan akan mengembalikan sebagian besar serat. Tetapi proses ini cukup

mahal dan di Indonesia masih kekurangan teknologi daur ulang seperti ini.(5)

Cara daur ulang karton yaitu dengan memisahkan serat dari polietilen dan

aluminium menggunakan air, proses ini dikenal sebagai repulping. Diperkirakan

18 milyar minuman karton dibuat oleh Tetra Pak yang didaur ulang ke dalam

kertas oleh sekitar 100 pabrik kertas di seluruh dunia pada tahun 2004..(5)

Tetra Pak memiliki komitmen untuk menjalankan bisnisnya yang ramah

lingkungan:

Yang utama bahan kemasan Tetra Pak berasal dari hutan, yang alami dan

sumber daya terbarukan. Tetra Pak akan memastikan bahwa hutan-hutan ini

dikelola secara berkelanjutan.

Pengunjung dapat belajar tentang Tetra Pak Iklim. Suatu program untuk

mengurangi emisi CO2 sebesar 10% pada tahun 2010, melalui efisiensi energi

dan penggunaan energi hijau. Program ini telah memenuhi syarat untuk WWF

Climate Savers inisiatif.

Tetra Pak akan menampilkan bagaimana karton yang didaur ulang di gunakan

kembali.


10


Grafik 2.1. Daur Ulang Tetra Pak.(20)

Kotak aseptik ini masih sulit untuk didaur ulang, jadi kebanyakan daur

ulang dilakukan untuk bagian kartonnya untuk digunakan kembali, sedangkan

bagian polyethylennya dibuang. Ada juga yang memanfaatkan aliminium dengan

cara membakar kotak aseptik pada suhu tertentu sehingga yang tersisa hanya

bagian aluminium foilnya saja. Tapi bila dilakukan daur ulang dengan cara itu

menimbulkan pencemaran udara akibat proses pembakaran sehingga

menghasilkan CO2. Untuk proses daur ulang karton biayanya cukup mahal

sehingga banyak kemasan aseptik yang tidak di daur ulang.

2.4 Sifat – Sifat Cacah Kotak Aseptik

Terdapat beberapa persyaratan yang harus dipenuhi oleh cacah kotak aseptik

agar dapat digunakan sebagai bahan pembentuk papan laminasi :

a. Penyerapan air dalam cacah kotak aseptik

Karena kita tahu bahwa kotak aseptik merupakan kemasan minuman yang

sangat kedap air jadi untuk penyerapan air ini tidak begitu bermasalah. Jadi

bisa disimpulkan berdasarkan pengamatan awal bahwa cacah kotak aseptik

memiliki daya penyerapan air yang sangat kecil atau boleh dikatakan kedap air.

b. Kadar air dalam cacah kotak aseptik atau keadaan air dalam agregat dapat

dibedakan atas beberapa hal berikut :

1. Keadaan kering tungku atau kering oven, yaitu keadaan dimana cacah kotak

aseptik benar-benar dalam keadaan kering atau tidak mengandung air.

Keadaan ini menyebabkan dapat secara penuh menyerap air.


11


2. Kering udara, permukaan butir-butir dalam keadaan kering tetapi dalam

butiran masih mengandung air. Pada kondisi ini aggregate masih dapat

menyerap sedikit air.

3. Jenuh kering muka, (saturated and surface-dry/SSD). Pada keadaan ini

permukaan permukaan aggregat kering (tidak ada air), tetapi butiran-butiran

aggregat pada keadaan kering muka tidak menyerap air dan tidak

menambah jumlah air bila dipakai dalam campuran papan partikel.

4. Basah, pada keadaan ini butir-butir aggregat mengandung banyak air, baik

dalam butiran maupun pada permukaannya.

c. Ketahanan tehadap cuaca

Sifat ini merupakan petunjuk kemampuan cacah kotak aseptik untuk menahan

perubahan volume yang berlebihan, yang diakibatkan oleh adanya perubahan

pada kondisi lingkungan. Suatu cacah kotak aseptik dikatakan kekal jika

dengan adanya perubahan tersebut tidak mengakibatkan memburuknya sifat

papan partikel yang dibuat dari cacah kotak tersebut.

d. susunan besar ukuran cacah kotak

Gradasi cacah kotak sangat berpengaruh terhadap beberapa sifat papan partikel,

antara lain :

Terhadap pengadukan, pemadatan dan jumlah perekat papan partikel.

Pada saat papan partikel sudah jadi adalah banyaknya rongga, sehingga akan

berpengaruh juga terhadap kekuatan dan keawetan papan partikel. Dan juga

tidak baik bagi penampilan secara visualnya.

2.5 Kelebihan dan Kekurangan Penggunaan Cacah Kotak Aseptik Pada

Papan Partikel

Kelebihan – kelebihan penggunaan cacah kotak aseptik pada papan partikel:

Cacah kotak aseptik ramah lingkungan karena mampu mereduksi CO2 akibat

berkurangnya volume sampah.

Cacah kotak aseptik relatif murah karena berbahan limbah buangan kemasan

teh kotak yang jarang di daur ulang.

Cacah kotak aseptik tahan terhadap cahaya matahari.

Mudah untuk dibuat dan tahan terhadap rayap.


12


Kekurangan – kekurangan penggunaan cacah kotak aseptik pada papan

laminasi :

Belum ada perhitungan mix design yang pasti antara perbandingan penggunaan

Cacahan aseptik dengan Phenol Formaldehida

Kekuatannya belum teruji karena belum ada percobaan yang di Indonesia yang

menggunakan cacah kotak aseptik sebagai papan laminasi.

2.6 Bahan Perekat

Perekat adalah substansi yang memiliki kemampuan untuk mempersatukan

bahan sejenis/tidak sejenis melalui ikatan permukaannya. Melekatnya dua buah

benda yang direkat terjadi disebabkan adanya gaya tarik menarik antara perekat

dengan bahan yang direkat (gaya adhesi) dan gaya tarik menarik (gaya kohesi)

antara perekat dengan perekat/antara bahan yang direkat (Vick 1999)(28).

Untuk penggunaan papan komposit, perekat yang digunakan adalah jenis perekat

yang tergolong perekat thermosetting seperti urea formaldehyde, phenol

formaldehyde dan melamine formaldehyde (Ruhendi 1988, diacu dalam

Widiyanto 2006) (28).

2.6.1 Phenol Formaldehida (tipe P)

Perekat sintetik komersial di Indonesia yang biasa digunakan untuk

perekatan kayu terdiri atas perekat urea formaldehida, melamine formaldehida,

phenol formaldehida, resorsinol formaldehida, cresol formaldehida. Jenis perekat

komersial yang lain adalah perekat epoxsi, polyvinil asetat, perekat berbasis karet.

Setiap bahan perekat pada umumnya mempunyai keunggulan dan kelemahan

masing-masing, termasuk di dalamnya faktor harga, maka banyak hasil penelitian

terfokus pada modifikasi dengan tujuan mendapatkan bahan perekat yang

mempunyai spesifikasi khusus dengan harga ekonomis. Sebagai contoh, produk

modifikasi bahan perekat konvensional adalah melamin urea formaldehida

(MUF), melamin urea phenol formaldehida (MUPF), tanin urea formaldehida

(TUF), dan lignin sulfonat.

Phenol formaldehida merupakan resin sintetis yang pertama kali digunakan

secara komersial baik dalam industri plastik maupun cat (surface coating). Phenol

formaldehida dihasilkan dari reaksi polimerisasi antara phenol dan formaldehida.


13


Salah satu aplikasi dari resin phenol formaldehida adalah untuk vernis. Vernis

adalah bahan pelapis akhir yang tidak berwarna (clear unpigmented coating).

Istilah vernis digunakan untuk kelompok cairan jernih yang memiliki viskositas 2-

3 poise, yang bila diaplikasikan akan membentuk lapisan film tipis yang kering

dan bersifat gloss (glossy film). Proses pengeringan pada vernis dapat melalui

penguapan (evaporasi) dari solvent, oksidasi dengan udara, dan polimerisasi

sejumlah unsur yang terkandung dalam vernis. Hasil akhir dari vernis adalah

lapisan film transparan yang memperlihatkan tekstur bahan yang dilapisi.(9).

Produk phenol formaldehida ada yang memberikan warna jernih kekuning-

kuningan tetapi ada juga yang kecoklatan sampai kemerah-merahan .Didalam

percobaan yang dilakukan ini, Kami menggunakan bahan perekat Phenol

formaldehida kempa panas (PA-302) yang diperoleh dari pabrik perekat PT.

Pamolite Adhesive Industry (PAI), Probolinggo, Jatim. Pemilihan perekat Phenol

formaldehida didasarkan pada peraturan SNI 03-2105-2006.(22)

2.6.2 Perekat Epoksi

Perekat epoksi dengan system 2 (dua) komponen, yang terdiri atas Resin

dan Hardener termasuk salah satu dari sekian banyak jenis lem epoxy yang ada

saat ini . Keunggulan-keunggulan sesuai dengan sifat teknis yang ditunjukan oleh

karakteristik bahan pembentukya yaitu Epoxy Polyamida, dimana jenis ini dalam

proses finishingnya tidak memerlukan panas dari luar, demikian pula sebaliknya

tidak juga menimbulkan panas ( non Endothernis ataupun non Exothernis )(8).

Berikut merupakan keunggulan lain dari perekat epoksi, yaitu :

Rekatan ke berbagai jenis permukaan bagus,

Curing tanpa hasil samping yang berbahaya,

Curing suhu rendah dan sedang,

Pengerutan kecil,

Tahan goresan.

Perekat Epoxy ini secara luas dipakai pada industri perkayuan, keramik,

industri-industri automotif sampai pada industri yang bergerak pada plastik

thermoset dan bisa digunakan untuk merekatkan logam, kayu, beton, kaca, plastik

dan berbagai media yang memerlukan daya rekat yang extra kuat, penggunaan

pada umumnya pada body kapal laut, pada industri mebel dan pemakaian sehari-


14


hari lainnya. Hal ini dilatarbelakangi sifat lem epoxy yang mempunyai kohesif

tinggi dengan keaktifan permukaan tinggi serta daya pembasahan yang cukup

baik, sangat luwes dan tidak akan pernah mengalami “ creep “.

Secara detail, Epoxy Polyamida ini merupakan syntetis thermoset, dimana

Resin polyamidanya berstruktur cabang dengan gugus-gugus amina difotik, kejut

thermalnya baik dengan daur julat -70°C sampai +200°C , tahan pelarut aromatic

dan alifatik, minyak pelumas, garam alkali lemah serta asam oksidator , dsb(8).

2.7. Syarat-Syarat Mutu Papan Partikel.(23)

Beberapa faktor yang mempengaruhi mutu papan partikel adalah :

Macam papan partikel

Mutu bahan papan partikel

Standard acuan mutu bahan partikel

2.7.1. Macam Papan Partikel

1. Bentuk

Papan partikel umumnya berbentuk datar dengan ukuran relatif panjang, relatif

lebar, dan relatif tipis sehingga disebut Panel. Ada papan partikel yang tidak datar

(papan partikel lengkung) dan mempunyai bentuk tertentu tergantung pada acuan

(cetakan) yang dipakai seperti bentuk kotak radio.

2. Pengempaan

Cara pengempaan dapat secara mendatar atau secara ekstrusi. Cara mendatar ada

yang kontinyu dan tidak kontinyu. Cara kontinyu berlangsung melalui ban baja

yang menekan pada saat bergerak memutar. Cara tidak kontinyu pengempaan

berlangsung pada lempeng yang bergerak vertikal dan banyaknya celah (rongga

antara lempeng) dapat satu atau lebih.

Pada cara ekstrusi, pengempaan berlangsung kontinyu diantara dua lempeng yang

statis. Penekanan dilakukan oleh semacam piston yang bergerak vertikal atau

horizontal.

3. Kerapatan

Ada tiga kelompok kerapatan papan partikel, yaitu rendah, sedang dan tinggi.

Terdapat perbedaan batas antara setiap kelompok tersebut, tergantung pada

standar yang digunakan.


15


4. Kekuatan (Sifat Mekanis)

Pada prinsipnya sama seperti kerapatan, pembagian berdasarkan kekuatanpun ada

yang rendah, sedang, dan tinggi. Terdapat perbedaan batas antara setiap macam

(tipe) tersebut, tergantung pada standar yang digunakan. Ada standar yang

menambahkan persyaratan beberapa sifat fisis.

5. Macam Perekat

Macam perekat yang dipakai mempengaruhi ketahanan papan partikel terhadap

pengaruh kelembaban, yang selanjutnya menentukan penggunaannya. Ada standar

yang membedakan berdasarkan sifat perekatnya, yaitu interior dan eksterior. Ada

standar yang memakai penggolongan berdasarkan macam perekat, yaitu Tipe U

(urea formaldehida atau yang setara), Tipe M (melamin urea formaldehida atau

yang setara) dan Tipe P (phenol formaldehida atau yang setara). Untuk yang

memakai perekat urea formaldehida ada yang membedakan berdasarkan emisi

formaldehida dari papan partikelnya, yaitu yang rendah dan yang tinggi atau yang

rendah, sedang dan tinggi.

6. Susunan Partikel

Pada saat membuat partikel dapat dibedakan berdasarkan ukurannya, yaitu halus

dan kasar. Pada saat membuat papan partikel kedua macam partikel tersebut

dapat disusun tiga macam sehingga menghasilkan papan partikel yang berbeda

yaitu papan partikel homogen (berlapis tunggal), papan partikel berlapis tiga dan

papan partikel berlapis bertingkat.

7. Arah Partikel

Pada saat membuat hamparan, penaburan partikel (yang sudah dicampur dengan

perekat) dapat dilakukan secara acak (arah serat partikel tidak diatur) atau arah

serat diatur, misalnya sejajar atau bersilangan tegak lurus. Untuk yang disebutkan

terakhir dipakai partikel yang relatif panjang, biasanya berbentuk untai (strand)

sehingga disebut papan untai terarah (oriented strand board atau OSB).

8. Penggunaan

Berdasarkan penggunaan yang berhubungan dengan beban, papan partikel

dibedakan menjadi papan partikel penggunaan umum dan papan partikel

structural (memerlukan kekuatan yang lebih tinggi). Untuk membuat mebel,


16


pengikat dinding dipakai papan partikel penggunaan umum. Untuk membuat

komponen dinding, peti kemas dipakai papan partikel structural.

9. Pengolahan

Ada dua macam papan partikel berdasarkan tingkat pengolahannya, yaitu

pengolahan primer dan pengolahan sekunder. Papan partikel pengolahan primer

adalah papan partikel yang dibuat melalui proses pembuatan partikel,

pembentukan hamparan dan pengempaan yang menghasilkan papan partikel.

Papan partikel pengolahan sekunder adalah pengolahan lanjutan dari papan

partikel pengolahan primer misalnya dilapisi venir indah, dilapisi kertas aneka

corak.

2.7.2. Mutu Bahan Papan Parikel

1. Berat jenis kayu

Perbandingan antara kerapatan atau berat jenis papan partikel dengan berat jenis

kayu harus lebih dari satu, yaitu sekitar 1,3 agar mutu papan partikelnya baik.

Pada keadaan tersebut proses pengempaan berjalan optimal sehingga kontak antar

partikel baik.

2. Zat ekstraktif kayu

Kayu yang berminyak akan menghasilkan papan partikel yang kurang baik

dibandingkan dengan papan partikel dari kayu yang tidak berminyak. Zat

ekstraktif semacam itu akan mengganggu proses perekatan.

3. Jenis kayu

Jenis kayu (misalnya Meranti kuning) yang kalau dibuat papan partikel emisi

formaldehidanya lebih tinggi dari jenis lain (misalnya meranti merah). Masih

diperdebatkan apakah karena pengaruh warna atau pengaruh zat ekstraktif atau

pengaruh keduanya.

4. Campuran jenis kayu

Keteguhan lentur papan partikel dari campuran jenis kayu ada diantara keteguhan

lentur papan partikel dari jenis tunggalnya, karena itu papan partikel structural

lebih baik dibuat dari satu jenis kayu daripada dari campuran jenis kayu.


17


5. Ukuran partikel

Papan partikel yang dibuat dari tatal akan lebih baik daripada yang dibuat dari

serbuk karena ukuran tatal lebih besar daripada serbuk. Karena itu, papan partikel

struktural dibuat dari partikel yang relatif panjang dan relatif lebar.

6. Kulit kayu

Makin banyak kulit kayu dalam partikel kayu sifat papan partikelnya makin

kurang baik karena kulit kayu akan mengganggu proses perekatan antar partikel.

Banyaknya kulit kayu maksimum sekitar 10%.

7. Perekat

Macam partikel yang dipakai mempengaruhi sifat papan partikel. Penggunaan

perekat eksterior akan menghasilkan papan partikel eksterior sedangkan

pemakaian perekat interior akan menghasilkan papan partikel interior. Walaupun

demikian, masih mungkin terjadi penyimpangan, misalnya karena ada perbedaan

dalam komposisi perekat dan terdapat banyak sifat papan partikel. Sebagai

contoh, penggunaan perekat urea formaldehida yang kadar formaldehidanya tinggi

akan menghasilkan papan partikel yang keteguhan lentur dan keteguhan rekat

internalnya lebih baik tetapi emisi formaldehidanya lebih jelek.

8. Pengolahan

Proses produksi papan partikel berlangsung secara otomatis. Walaupun demikian,

masih mungkin terjadi penyimpangan yang dapat mengurangi mutu papan

partikel. Sebagai contoh, kadar air hamparan (campuran partikel dengan perekat)

yang optimum adalah 10-14%, bila terlalu tinggi keteguhan lentur dan keteguhan

rekat internal papan partikel akan menurun.

2.7.3. Standar Acuan Mutu Papan Partikel

Mutu papan partikel meliputi cacat, ukuran, sifat fisis, sifat mekanis, dan sifat

kimia. Dalam standar papan partikel yang dikeluarkan oleh beberapa negara

masih mungkin terjadi perbedaan dalam hal kriteria, cara pengujian, dan

persyaratannya. Walaupun demikian, secara garis besarnya sama.

1. Cacat

Pada Standar Indonesia Tahun 1983 tidak ada pembagian mutu papan partikel

berdasarkan cacat, tetapi pada standar tahun 1996 ada 4 mutu penampilan papan

partikel menurut cacat, yaitu :A, B, C, dan D. Cacat yang dinilai adalah partikel


18


kasar di permukaan, noda serbuk, noda minyak, goresan, noda perekat, rusak tepi

dan keropos. Tabel 2.4. menunjukan mutu penampilan papan partikel berdasarkan

Menurut JIS A 5908 – 2003 [16].

Tabel 2.1. Mutu penampilan papan partikel menurut Menurut JIS A 5908 – 2003

2. Ukuran

Penilaian panjang, lebar, tebal dan siku terdapat pada semua standar papan

partikel. Dalam hal ini, dikenal adanya toleransi yang tidak selalu sama pada

setiap standar. Dalam hal toleransi telah, dibedakan untuk papan partikel yang

dihaluskan kedua permukaannya, dihaluskan satu permukaannya dan tidak

dihaluskan permukaannya. Menurut JIS A 5908 – 2003 [16]. toleransi panjang dan

lebar ± 3 mm ; kesikuan ± 2 mm. Sedangkan untuk ketebalan lihat tabel 2.5.

No. Jenis Cacat A B C D

1. Partikel kasar di

permukaan panel

Maksimum

10 buah, tidak

berkelompok

Maksimum

15 buah, tidak

berkelompok

Maksimum 20

buah, tidak

berkelompok

Maksimal 50

buah, tidak

berkelompok

2. Noda serbuk Maksimum

diameter 0,5

cm, 1 buah

Maksimum

diameter 2,0

cm, 1 buah

Maksimum

diameter 4,0

cm, 2 buah

Maksimum

diameter 6,0

cm, 5 buah3. Noda minyak Tidak ada Tidak ada Maksimum

diameter 1 cm,

1 buah

Maksimum

diameter 2 cm,

2 buah4. Noda perekat Maksimum

diameter 1,0

cm, 1 buah

Maksimum

diameter 1,0

cm, 2 buah

Maksimum

diameter 2,0

cm, 2 buah

Maksimum

diameter 4 cm,

4 buah5. Rusak tepi Tidak ada Tidak ada Maksimum lebar

5,0 mm, panjang

maks

100 mm

Maksimum lebar

10,0 mm, panjang

maksimum

200 mm


19


Tabel 2.2. toleransi tebal papan partikel

No Macam papan

partikel

Tebal

(mm)

Toleransi tebal (mm)

Tidak

diamplas

Diamplas Dekoratif

1.

2.

3.

Papan partikel biasa

Papan partikel berlapis

venir

Papan partikel dekoratif

< 15

≥ 15

< 20

≥ 20

< 18

≥ 18

± 1,0

± 1,2

± 1,5

-

-

± 0,3

± 0,3

± 0,3

-

-

-

-

± 0,5

± 0,6

3. Sifat Fisis

Kerapatan papan partikel menurut Standar JIS A 5908 – 2003 adalah 0,40-

0,90 g/cm3.

Kadar air papan partikel yang diperkenankan 5% - 13%. (Sumber : JIS A

5908 – 2003)

Pengembangan tebal papan partikel menurut Standar JIS A 5908 – 2003

adalah maksimum 12%.

4. Sifat Mekanis

Berdasarkan Standar JIS A 5908 – 2003 sebagai berikut :

Uji Kuat Lentur

- Tipe 18 : minimum 184 kgf/cm2




20


MOE (Modulus of Elasticity)

- Tipe 18 : minimum 3,06 x 104 kgf/cm2



Keteguhan Tarik Tegak Lurus Permukaan

- Tipe 18 : minimum 3,1 kgf/cm2



5. Sifat Kimia

Emisi (lepasan) formaldehida dapat dianggap sebagai sifat kimia dan papan

partikel. Pada Standar Indonesia tahun 1983, belum disebutkan mengenai emisi

formaldehida dari papan partikel. Pada Standar Indonesia tahun 1996, disebutkan

bahwa bila diperlukan dapat dilakukan penggolongan berdasarkan emisi

formaldehida. Pada Standar Indonesia tahun 1999 mengenai emisi formaldehida

pada panel kayu terdapat pengujian dan persyaratan emisi formaldehida pada

papan partikel.

2.7.4. Syarat Lulus Uji

a. Contoh papan partikel

Contoh uji dinyatakan lulus uji bila memenuhi persyaratan sifat fisik dan

mekanisnya.

b. Partai papan partikel

Partai papan partikel dinyatakan lulus uji apabila memenuhi ketentuan sebagai

berikut:

1) Apabila 90% atau lebih dari jumlah contoh lulus uji maka partai tersebut

dinyatakan lulus uji.

2) Apabila 70 – 90% dari jumlah contoh lulus uji, maka dilakukan uji ulang

dengan jumlah contoh 2 kali contoh pertama. Apabila 90% atau lebih dari hasil

uji ulang lulus uji, maka partai tersebut dinyatakan lulus uji.


21


3) Apabila kurang dari 70% dari jumlah lulus uji maka partai tersebut dinyatakan

tolak uji.

2.8. Papan Laminasi

Papan Laminasi adalah suatu papan yang diperoleh dari perekatan kayu,

dapat berbentuk lurus, melengkung atau gabungan dari keduanya, dengan arah

serat sejajar atau tidak satu dengan lainnya (Wirjomartono, 1958). Bentuk-bentuk

kayu laminasi mempunyai variasi dalam jenis , jumlah, lapisan, ukuran, bentuk

dan ketebalannya.

Beberapa contoh bentuk papan laminasi dilihat dari cara penempatannya

terhadap beban yaitu papan laminasi horizontal dan papan laminasi vertikal.

Adapun berdasarkan bentuk penampangnya, balok laminasi dapat berupa balok I,

balok T, balok pipa, dan rectangle beam (Bodig, 1982).

Dari segi efisiensi balok/papan laminasi lebih baik dibandingkan dengan

kayu solid, karena balok/papan jenis ini dapat dibuat dari kayu yang bermutu

rendah atau kombinasi kayu bermutu rendah dengan kayu bermutu tinggi dari

kayu-kayu berukuran kecil (Wirjomartono, 1958)

2.8.1 Kegunaan, Kelebihan, dan Kekurangan Papan Laminasi

2.8.1.1Kegunaan

Papan Laminasi pertama kali digunakan di Eropa pada tahun 1893 sebagai

bangunan lengkung pada auditorium di Basel, Switzerland. Penggunaan papan

laminasi di Amerika Serikat pertama kali untuk bagian dari meubel, panel-panel

serta alat-alat olahraga dan konstruksi bangunan (Anonymous, 1974 dalam

Purwadi, 1985).

Papan laminasi sebagi konstruksi bangunan di Amerika Serikat, pertama

kali dipakai pada bangunan yang didirikan pada tahun 1934 oleh “Forest

Products Laboratory” dan kemudian diikuti bangunan-bagunan lain seperti

gereja, bangsal-bangsal, hangar pesawat, pabrik-pabrik dan sebagainya. Dengan

berkembangnya perekat sintesis pada perang Dunia II, papan laminasi digunakan

dalam pembuatan jembatan dan bangunan-bangunan air lainnya. Sedangkan di


22


Indonesia sendiri pemakaian produk kayu laminasi sendiri masih terbatas pada

raket, bingkai dan lantai (Kusnandar, 1980).

2.8.1.2 Kelebihan dan Kekurangan Papan Laminasi

Keuntungan papan laminasi sebagai bahan bangunan antara lain dapat

dibuat menjadi elemen struktural yang besar dari kayu tipis/kecil atau limbah,

cacat-cacat kayu dapat dihilangkan dan diperkecil pengaruhnya dengan cara

menyeleksi lapisan yang digunakan serta kekuatan yang dihasilkan lebih seragam.

Disamping itu papan laminasi dapat memberi kesan yang sangat indah dalam

arsitektur bangunan, karena konstruksi dapat dibentuk dengan sangat leluasa

(Wirjomartono, 1958).

Secara umum, Bodig (1982) menyebutkan beberapa kelebihan papan

laminasi yaitu :

a. Dengan lembaran kayu utuh yang direkat kembali dengan perekat akan lebih

kuat, karena mata kayu dapat diatur sedemikian sehingga tersebar merata.

b. Dengan susunan lembaran yang saling tegak lurus sedemikian, mata kayu yang

besar ditempatkan pada garis netral, tekanan lentur (bending stress) kecil.

c. Gabungan susunan mendatar dan tegak lurus memberikan hasil yang sama baik

d. Dapat dibuat bebas dari mata kayu, bebas sambungan,pecah dan retak

e. Kekuatan dan kekakuan dapat ditingkatkan, dengan bentuk-bentuk penampang

seperti I atau balok P.

f. Stabilitas dimensi lebih baik.

Lebih lanjut disebutkan bahwa disamping mempunyai kelebihan-

kelebihan, papan laminasi juga mempunyai kekurangan antara lain : persiapan

untuk membuat papan laminasi umumnya memerlukan biaya yang lebih besar

daripada konstruksi kayu biasa,memerlukan kayu khusus dalam pembuatannya

dan kesukaran dalam pengangkutan untuk konstruksi yang besar, seperti

pelengkung dan sebagainya.

2.9. Teknologi Laminasi

Teknologi laminasi adalah teknik penggabungan bahan dengar bantuan

perekat, bahan bangunan berukuran kecil dapat direkatkan membentuk komponen


23


bahansesuai keperluan. Teknik laminasi juga merupakan cara penggabungan

bahan baku yang tidak seragam atau dari berbagai kualitas (Prayitno, 1996).

Sebagai contoh kayu yang berkualitas rendah digabungkan dengan kayu

berkualitas tinggi disesuaikan dengan distribusi gaya beban yang akan diterima

oleh produk tersebut. Dengan demikian teknik laminasi merupakan teknik

penggabungan yang sangat efisien untuk menghasilkan produk bahan bangunan

yang efektif. Akhirnya teknik laminasi mampu menggunakan semua bahan baku

yang ada untuk tujuan penggunaanyang lebih besar sehingga mampu mendukung

program pemerintah untuk memberi waktu kepada hutan untuk bernafas kembali

dan berubah menjadi hutan yang ideal kembali. Dengan kata lain teknik laminasi

mampu mendukung konservasi hutan atau kelestarian hutan yang diinginkan

masyarakat Indonesia maupun internasional.

Produk laminasi pada umunya menghasilkan produk bahan bangunan

dengan sifat-sifat sebagai berikut:

a. Bentuk seragam pada bidang tertentu sesuai dengan tujuan pembuatannya dan

mempunyai kekuatan tinggi. Hal ini lebih baik dibandingkan kayu utuh atau

bamboo utuhyang selalu dipengaruhi oleh posisi aksial dan radial batang.

b. Deformasi akan lebih sedikit karena setiap komponen laminasi akan menerima

beban sesuai dengan kemampuannya. Defleksi produk dapat diatur dalam

desain struktur bangunan.

c. Mutu produk laminasi dapat diatur dengan mutu lapisan lamina yang

digunakan sehingga mampu menghasilkan laminasi yang sesuai dengan

tuntutan dan efisien.

d. Cacat bahan pada laminasi dapat dihilangkan karena titik lemah tersebut diatur

kembali sehingga tidak menampakan pengaruh yang signifikan.

e. Bentuk laminasi dapat dibuat selerapengguna seperti balok laminasi lurus,

melengkung atau kubah, trapesium dan bentuk lain.

Disebabkan ukuran bahan baku laminasi jauh lebih kecil daripada dimensi

bahan bangunan yang dikehendaki maka banyak faktor yang harus diteliti dalam

pembuatan laminasi yaitu sebagai berikut:

a. Jenis perekat yang digunakan dalam laminasi.


24


b. Banyaknya perekat yang digunakan untuk penggabungan.

c. Jenis bambu yang digunakan dalam laminasi

d. Ukuran bilah bambu berupa galar atau bilah yang digunakan dalam laminasi.

e. Jenis dan posisi sambungan yang dipakai dalam penyambungan laminasi.

f. Ukuran bahan bangunan dengan titik lemah (kegagalan) lentur atau geser

merupakan kelemahan balok laminsi.

2.10. Teori Pengempaan

Menurut Prayitno (1996) dalam pembuatan benda uji laminasi dikenal dua

macam jenis pengempaan yaitu:

1. Pengempaan dingin (cold pressing), dapat dilakukan sebagai pengempaan

pendahuluan (prepressing) agar pengempaan panas yang dilakukan dapat

berlangsung lebih efisien karena waktu pengempaan lebih pendek dan

pematangan perekat lebih cepat karena telah terbentuk garis perekat yang

berkesinambungan,

2. Pengempaan panas (hot pressing), pengempaan panas digunakan sebagai tahap

akhir dari proses perekatan, dalam arti langkah pengerasan perekat

diusahakan memakai teknik dan dipercepat dengan menaikkan suhu

pematangan perekat.

Pengempaan tergantung pada tekanan spesifik yang diberikan, waktu

pngempaan dan suhu pengempaan. Adapun untuk jenis perekat UF rata-rata

memerlukan waktu pengempaan 2-4 menit, sedangkan untuk PF memerlukan

waktu pengempaan 5-7 menit, dengan keadaan dan kondisi yang sama.

Pemberian tekanan pengempaan yang terlalu besar dapat mengakibatkan

terjadinya kelemahan perekatan yang berupa proses keluarnya perekat yang

berlebihan (starved glue line) dan rusaknya lapisan permukaan venir secara mekanis

sehingga menurunkan kekuatan perekatan yang dihasilkan.


25


Ukuran Aseptik (cm3) Persentase CacahAseptik (%)

KomposisiSemen:Pasir:Air

Rata-rata ModulusPatah (MPa)

Rata-rata Kuat Tekandan Deviasi Standar

(Mpa)

1.5 x 0.3 x 0.05 2 1:1:0.5 6.12 15.98 2.52

3 x 0.3 x 0.05 2 1:1:0.5 6.75 17.12 1.77

2.11. Penelitian Sebelumnya

2.11.1. Sifat Mekanis Mortar Yang Mengandung Cacah Aseptik”oleh

Purnomo (2009)[20]

Penelitian sebelumnya meneliti tentang cacah kotak aseptik sebagai

campuran dalam mortar. Ada pun hasilnya adalah “Sifat Mekanis Mortar Yang

Mengandung Cacah Aseptik”oleh Purnomo (2009).

Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi dampak penggunan robekan kotak

aseptik (kotak aseptik dengan dimensi 12x4,8x3,8) yang dirobek dengan ukuran 3

cm, lebar 0,3cm dan 0,05 cm tebal dan 1,5cm, lebar 0,3cm dan 0,05cm tebal

terhadap sifat mekanik adukan semen atau mortar.

Adapun benda ujinya berbentuk spesimen kubus memiliki geometri dari 5x5x5

cm3 sedangkan balok spesimen 17,5cm, 5cm lebar dan 5cm. Dua volume pecahan

(2 dan 20 persen) dan nol persen aseptis wadah parut diaplikasikan untuk

campuran. Adapun campuran mortar yang di gunakan adalah Empat rasio berbeda

semen, pasir dan air berdasarkan berat yang bekerja dalam studi ini, yang 1:1:0.3,

1:1:0.5, 1:3:0.5 dan 1:4:0.5 dimana pasir kering permukaan jenuh kondisi dan

penyerapan air karton aseptik tidak diperhitungkan dalam rasio tersebut.

Hasil penelitian yang sudah dilakukan adalah:

1. Dari tiga tes yang dilakukan penyerapan air non-robek karton aseptik adalah

16%, 17,3% dan 19,9% yang memberikan rata-rata 17,7% penyerapan air.

Adapun hasil kuat tekan yang didapat adalah sebagai berikut :

Tabel 2.3. Perbandingan kekuatan dari spesimen yang mengandung dua geometri

yang berbeda dari karton aseptik Sumber : Heru P, 2009.(11)

2. Kekuatan tekan kubus adukan semen yang mengandung 3 iris berbeda

persentase sebagai wadah aseptik fungsi proporsi semen, pasir dan air

disajikan pada tabel dibawah ini.


26



Persentase CacahAseptik (%)

Rata-rata Kuat Tekandan Deviasi Standar

(Mpa)

Penurunan Kuat Tekan(%)

1:1:0.3 0 53.05 9.74 0-2 (23.06 2.71) (56.53)

1:1:0.5 0 31.05 2.96 02 17.12 1.77 44.8620 8.40 1.58 72.94

1:3:0.5 0 13.66 1.53 020 6.76 3.10 50.51

1:4:0.5 0 9.05 1.99 02 6.56 1.16 27.5120 4.16 0.54 54.03


Persentase CacahAseptik (%)

Rata-rata ModulusPatah (MPa)

Penurunan Kuat Lentur(%)

1:1:0.3 0 7.74 0-2 ( 7.74 ) 0

1:1:0.5 0 6.12 0-2 ( 6.12 ) 02 6.75 -10.30

1:3:0.5 20 5.06 -1:4:0.5 0 5.39 0

2 5.09 5.5620 4.70 12.80

Tabel 2.4. Perbandingan kekuatan tekan kubus dari semen spesimen yang

berbeda, pasir, air dan persentase komposisi irisan karton aseptic

Sumber : Heru P, 2009.(11)

3. kekuatan lentur dari spesimen balok semen dari penelitian ini dapat dilihat

pada table dibawah ini :

Tabel 2.5 Perbandingan kekuatan lentur dari spesimen balok semen yang

berbeda, pasir, air komposisi dan persentase irisan karton aseptik .

Penelitian menunjukkan bahwa penurunan kekuatan tekan kubus lebih

sensitif untuk kombinasi semen dan pasir dengan persentase rendah dan

persentase tinggi untuk cacah kotak aseptis. Temuan lain dari studi ini

menunjukkan bahwa kekuatan lentur balok kecil tidak terlalu sensitif terhadap

keberadaan cacah kotak aseptis.


27


2.11.2. Physical and Mechanical Properties of Cardboad Panels Made From

Used Beverage Carton With Veneer Overlay (Nadir Ayrilmis. Zeki

Candan, Salim Hiziroglu) (2008)

Dalam penelitian ini, bahan baku dari kardus daur ulang digunakan untuk

pembuatan panel komposit. baik sifat fisik dan mekanik sampel menghasilkan

nilai memuaskan memenuhi persyaratan minimum yang ditetapkan dalam EN 312

tipe 3 untuk partikel, EN 6255-5 untuk MDF dan EN 300 tipe 3 untuk OSB.

kardus veneer kayu yang dihadapi telah proporties secara signifikan lebih tinggi

mekanis dan fisik daripada yang dari particleboards kayu veneer yang dihadapi.

hal ini disebabkan struktur profil ketat dan kepadatan lebih tinggi panel kardus.

a. Material dan metode Penelitian

Empat karton yang diproduksi secara komersial panel dengan dimensi 1250mm

x 2500mm x 15mm dipasok oleh yekas daur ulang perusahaan. panel kemudian

dipotong menjadi panel uji yang lebih kecil dengan dimensi 500 mm. Sebanyak

20 panel eksperimental secara acak ditugaskan untuk kelompok eksperimen,

empat untuk setiap jenis perekat dan empat panel tanpa aplikasi overlay.

diproduksi secara komersial cacat beech dipotong bebas berputar (Fagus)

lembar veneer dengan ketebalan 1,5 mm dan dengan kepadatan rata-rata 0,63

g/cm3 digunakan untuk kardus overlay. semua bagian panel eksperimental dan

lembaran veneer ditempatkan di sebuah ruangan iklim dengan suhu 20 dan

kelembaban relatif 65% sebelum proses overlay dilakukan.

b. Propertis Perekat

Tabel 2.6 . Tipe perekat antara karton dengan lembaran veneer


- Panel lapisan kardus aseptik menggunakan semua perekat eksperimental

menunjukkan tidak ada perbedaan yang signifikan pada kepadatan, sementara


28


perbedaan yang signifikan (pr <0,05) terjadi pada nilai-nilai tebal

pengembangan dan daya serap air.

- Panel yang dilapisi dengan veneer menggunakan perekat Polyurethane

memiliki nilai terendah Thickness swelling dengan 0,8% dan 1,2% setelah 2

jam dan 24 jam perendaman sedangkan nilai Thickness swelling tertinggi

ditemukan spesimen dilapisi dengan perekat Phenol-formaldehyde memiliki

nilai sebesar 1,2% dan 1,7%.

- karton dengan spesimen dengan perekat Phenol-formaldehyde menunjukkan

performa terbaik dengan 3,2% di antara semua jenis perekat setelah 168 jam

perendaman. Tampak bahwa stabilitas dimensi spesimen dilapisi dengan

perekat Phenol-formaldehyde lebih baik daripada yang lain akibat dari air

rendaman uji

- Semua lapisan spesimen kardus memperlihatkan nilai Thickness Swelling lebih

tinggi dibandingkan dengan spesimen kardus tanpa veneer kayu. Alasan

perilaku ini dapat dikaitkan dengan struktur kompak sepanjang ketebalan

karton dan bahan-bahan anorganik seperti polietilen dan aluminium dalam

karton.

2.11.3. Kajian Perilaku Papan Partikel Cacah Kotak Aseptik - Phenol

Formaldehida Terhadap Beban Terpusat (2010)(22)

Tabel 2.7 . Tipe ukuran cacah aseptik

Ukuran Aseptik Tekanan Hidrolik%

Phenol

Aseptik 50mm x 5mm Non

Glassir15 kg/cm2

30%

35%

40%

Aseptik 50mm x 5mm

Dilapisi Glassir15 kg/cm2

30%

35%

40%

Aseptik 50mm x 5mm Non

Glassir15 kg/cm2 10%

20%

Olympic Olympic Olympic

Sumber : Purnomo, 2009.(21)


29



Benda uji yang memenuhi syarat kuat cabut skrup adalah papan dengan

kadar phenol formaldehida 30%, 35% baik glassir mapun non glassir dan

20% masuk kategori papan biasa tipe 8. Semakin besar kadar aseptiknya

maka semakin besar nilai kuat cabut sekrupnya.

Pada penelitian ini membuktikan kadar phenol formaldehida 10% adalah

komposisi campuran papan partikel cacah aseptik terbaik, dibuktikan

dengan pengujian kuat lentur.

2.12. Kuat Lentur Balok Komposit

Kuat lentur nominal dari balok komposit di daerah momen positip dikontrol

dari kekuatan plastis penampang atau kekuatan plat beton atau dari kekuatan

penghubung geser. Bila badan dari penampang baja sangat langsing dan badan

menerima tekan dengan porsi besar sehingga terjadi tekuk pada badan,

menyebabkan ada batasan terhadap kekuatan nominal balok.

Kuat ultimit balok kornposit tidak bergantung pada apakah selarna

pelaksanaan konstruksinya dibantu penopang sernentara atau tanpa penopang

sernentara, karena ketentuan dalarn perencanaan tidak bergantung pada metode

konstruksinya.

Gambar 2.2 Balok komposit

2.13. Teori Balok Bernoulli

Menurut Genre dan Timoshenko, balok adalah batang yang dikenakan

beban-beban yang bekerja secara tranversal terhadap sumbu pemanjangannya.

Model klasik balok tipis (sering dikaitkan dengan nama Novier, Bernoulli dan

Euler) yang mengabaikan pengaruh deformasi geser tranversal. Hal ini terjadi

karena adanya rasio antara panjang bentang dan lebar bentang pada balok

sangatlah besar, dimana pada ballok Bernoulli : h = 1/12 L. Medan peralihan


30


berbasiskan pada hipotesis : “penampang normal tetap normal”, sehingga

pada balok ini luas penampang (A) yang ada tidaklah berubah. Dapat dikatakan

bahwa pada balok Bernoulli, momen yang bekerja lebih dominan dibandingkan

dengan tegangan gesernya.

Gambar 2.3 Permodelan balok Bernolli

Permodelan Balok Bernoulli :

Nilai h untuk balok tersebut antara : ℎ = L − L , sedangkan untuk nilai b I

terbentang antara : = h − h2.14. Sifat Mekanik Material

Deformasi

Adanya beban pada elemen struktur selalu menyebabkan terjadinya

perubahan dimensional pada elemn struktur tersebut. Struktur tersebut mengalami

perubahan ukuran atau bentuk atau kedua-duanya. Apabila elemen struktur yang

dibebani beban masih dapat kembali pada keadaan semula maka terjadi deformasi

elastis (sama dengan perilaku pegas). Deformasi elastis bergantumg pada taraf

tegangan yang terjadi pada elemen struktur. Apabila akibat beban bertambah

terus terjadi perubahan permanen (tidak kembali lagi) maka terjadi deformasi

plastis.(26)

Kekuatan

Didefinisikan sebagai kapasitas pikul beban material. Banyak material dapat

terus memikul beban tambahan bahkan setelah limit proporsional material

terlampaui hingga mencapai titik kritis atau titik leleh yeng terjadi apabila terjadi

deformasi tanpa adanya penambahan tegangan sama sekali. Selain itu terjadi

30










Deformasi








plastis.(26)

Kekuatan





30










Deformasi








plastis.(26)

Kekuatan






31


deformasi yang sangat cepat dan pengurangan luas penampang yang disebut takik

(notch) dan akhirnya putus sesuai dengan grafik 2.2.

Grafik 2.2. tegangan-regangan untuk berbagai material

2.14. Pengujian Sifat – sifat mekanik

2.14.1. Kadar Air

Kadar air pada papan laminasi dapat dibedakan berdasarkan:

a. Keadaan kering tungku atau kering oven, yaitu keadaan dimana cacah kotak

aseptik benar-benar dalam keadaan kering atau tidak mengandung air. Keadaan

ini menyebabkan dapat secara penuh menyerap air.

b. Kering udara, permukaan butir-butir dalam keadaan kering tetapi dalam butiran

masih mengandung air. Pada kondisi ini aggregate masih dapat menyerap

sedikit air.

c. Jenuh kering muka, (saturated and surface-dry/SSD). Pada keadaan ini

permukaan permukaan aggregat kering (tidak ada air), tetapi butiran-butiran

aggregat pada keadaan kering muka tidak menyerap air dan tidak menambah

jumlah air bila dipakai dalam campuran papan partikel.

d. Basah, pada keadaan ini butir-butir aggregat mengandung banyak air, baik

dalam butiran maupun pada permukaannya.

2.14.2 Berat Jenis

Berat jenis kayu didefinisikan sebagai perban-dingan banyaknya zat kayu

terhadap berat suatu volume air yang sama dengan volume kayu tersebut, dimana

yang menjadi dasar pengukuran adalah pada saat kondisi kadar air kayu standar di

bawah 15 %.


32


2.14.3.Keteguhan Patah (Modulus of Rupture / MOR)

Menurut ASTM C-580-02[2] Keteguhan patah dapat dihitung dengan rumus :

Dimana :

P = Beban maksimum (kg)

h = Tebal benda uji (cm)

b = Lebar benda uji (cm)

L : Panjang contoh uji ( mm)I : Jarak Sangga ( mm)H : Tebal benda uji ( mm)B : Lebar benda uji ( mm)

Gambar 2.4 Pengujian Keteguhan patah papan partikel Aseptik

2.14.4.Modulus Elastisitas (Modulus Of Elasticity/MOE)

Menurut ASTM C-580-02[2] nilai MOE dapat ditentukan melalui dua cara, yakni:

1) Modulus Of Elasticity (Tangent)

dihitung dengan rumus :


33


Dimana :

ET = Modulus elastisitas tangen

L = Span (mm)

b = Lebar benda uji ( mm)

d = Tebal benda uji papan laminasi ( mm)

M1 = kemiringan garis lurus tangen pada kurva beban vs lendutan

2) Modulus Of Elasticity (Secant)

M2 = Kemiringan 50% dari nilai lendutan maksimum pada kurva

beban vs lendutan

ET = Modulus elastisitas tangen

L = Span ( mm )

b = Lebar benda uji ( mm)

d = Tebal benda uji papan laminasi ( mm)

2.14.5.Keteguhan Tarik (Internal Bonding)

Keteguhan rekat (Internal Bonding)diperoleh dengan cara merekatkan kedua

permukaan papan balok besi kemudian balok besi tersebut ditarik secara

berlawanan. Contoh pengujian keteguhan tarik seperti terlihat pada gambar 2.5

Gambar 2.5 Pengujian keteguhan tarik (Internal Bonding)


34


Menurut ASTM C-580-02[2] Keteguhan tarik tersebut dihitung dengan

menggunakan rumus :

Dimana :

KR = Keteguhan Rekat (N/mm2)

P = Beban Maksimum (N)

b1, b2 = Lebar dan panjang benda uji (mm)

2.14.6.Keteguhan Tekan

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kuat tekan dari partikel dengan kata

lain gaya persatuan luas yang bekerja pada benda uji aseptik yang berbentuk

kubus dengan ukuran tertentu. Pengujian ini mengacu terhadap ASTM C-270.

Sampel yang digunakan adalah 50 mm x 50 mm x 50 mm. Permodelan benda uji

sesuai pada gambar 2.6 dibawah ini :

Gambar 2.6. Benda uji kuat tekan

Kuat tekan dapat dihitung dengan rumus :

= ×Dimana

= Kekuatan Tekan (Mpa)

Pmaks = gaya tekan maksimum (N)

A = luas penampang benda uji, mm2

Ukuran benda uji 50mm x 50 mm

b

a


35


2.14.7.Keteguhan Geser

Pengujian ini mengacu pada standard JAS (Japanese Agriculture Standard For

Glued Laminated Timber)(17) menggunakan sampel 50 mm x 50 mm. Untuk

contoh permodelan benda uji keteguhan geser seperti terlihat pada gambar 2.7

Ket “a” dan “b” syarat panjang 25 mm – 55 mm

Gambar 2.7 Pengujian keteguhan geser papan laminasi

Keteguhan geser tersebut dihitung dengan menggunakan rumus :

Dimana :

P = Beban Maksimum (N)

a x b = Luasan dari area perekat (mm2)


36


2.14.8.Konduktifitas

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui Thermal Conductivity (k) pada papan

partikel serta mengetahui suhu yang terjadi disaat prosess kempa di bagian lapisan

perekat papan laminasi. Menurut Priciples of Heat Transfer (31) nilai (k) dapat di

hitung dengan rumus : kAL (T − T ) = kAL (T − T )Dimana :

kAA = Koefisien Konduktifitas material A ( W/ m. K )

kAB = Koefisien Konduktifitas material B ( W/ m. K )

LA = Tebal dari material A ( mm )

LB = Tebal dari material B ( mm )

BAB 3


37


METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Pendahuluan

Langkah awal yang perlu dilakukan dalam pembuatan skripsi ini adalah

mencari kajian pustaka, kemudian studi literatur, dilanjutkan dengan penelitian di

laboratorium dengan melakukan percobaan atau tes uji yang menghasilkan

kumpulan data. Selanjutnya data ini diolah secara statistik untuk mendapatkan

hasil yang diinginkan. Terakhir menuyusun kesimpulan yang didapat berdasarkan

analisa penelitian dan pada akhirnya diberikan saran yang dapat meningkatkan

penelitian ini untuk selanjutnya.

Dalam penelitian ini akan dipelajari karakteristik dari sebuah papan

laminasi yang berasal dari limbah cacah aseptik dengan perekat phenol

formaldehida . Untuk mengetahui karakteristik papan laminasi tersebut maka

perlu dilakukan pengujian laboratorium terhadap mutu dan syarat dari cacah

aseptik dan phenol formaldehida. Dikarenakan dalam perancangan papan laminasi

aseptik ini belum ada standard tertentu yang jelas, maka dalam perhitungan

rancang campur papan laminasi aseptik ini menggunakan metode trial and error,

dimana kadar untuk perekat phenol formaldehida dalam lembaran papan partikel

aseptik adalah sebesar 0%, 2,5%, 5%, dan 7,5%.

3.2 Sistematika Penelitian

Metode penelitian ini dilakukan dengan cara melakukan pengujian di

laboratorium sesuai dengan standar yang berlaku yaitu berdasarkan JIS (Japanese

Industrial Standard) A 5908 – 2003: Particleboard [16].

Metode penelitian yang digunakan adalah mengetahui karakteristik dari

papan laminasi cacah kotak aseptik dengan perekat phenol formaldehida dari

rancang campur yang paling tepat antara cacah kotak aseptik dan Phenol

Formaldehida sebagai pembentuk benda uji papan laminasi.

Pengertian Papan Laminasi tersebut adalah susunan beberapa lapis papan

partikel cacah Aseptik yang direkat dengan perekat phenol formaldehida atau

Epoksi antar lapisan. Sebelum pada tahap pembuatan papan laminasi, dalam

penelitian akan ditentukan terlebih dahulu rancang campur terbaik antara kadar


38


Phenol formaldehid dengan cacah aseptik . Pada tahap ini penelitian terdiri dari 1

(satu ) faktor, seperti terlihat pada gambar 3.1 dan gambar 3.2 :

- Faktor A : kadar phenol formaldehid 0%, 2,5%, 5% dan 7,5% berdasarkan

perbandingan volume.

Selanjutnya penelitian papan laminasi terdiri dari dua faktor

- Faktor B : Jumlah lapisan papan laminasi yakni, 2 dan 3 lapis

- Faktor C : Jenis perekat, phenol formaldehida dan perekat dingin (Epoksi).

Gambar 3.1 Sketsa benda uji papan partikel cacah aseptik

Gambar 3.2 Sketsa benda uji papan partikel dan papan laminasi

Langkah umum dari penelitian ini seperti terlihat pada gambar 3.3 dibawah ini ;

b. Papan Laminasi 2 lapis c. Papan Laminasi 3 lapisa. Papan Partikel Aseptik

Papan Partikel Perekat

(d) Kadar PF 0 % (a) Kadar PF 2,5 % (c) Kadar PF 5 % (b) Kadar PF 7,5%


39


Gambar 3.3. Diagram alir Metode penelitian

3.2.1 Waktu dan Tempat Pengujian

Pembuatan benda uji bertempat di Laboratorium Biokomposit, pengujian

sifat fisis mekanis dilakukan di Laboratorium Kayu Solid dan Laboratorium

Keteknikan Kayu, penelitian penunjang dilakukan di Laboratorium Kimia Hasil

Hutan. Semua laboratorium tersebut berada di Departemen Hasil Hutan, Fakultas

Kehutanan IPB. Penelitian dilakukan Oktober 2011 – Desember 2011.

3.3 Bahan dan Alat yang Digunakan

Analisa Data

Pengujian Papan Laminasi

Pengujian Sifat Fisik danMekanik Papan Partikel

C.Aseptik

Pembuatan Lembaran Papan Partikel:- Pencampuran Aseptik dengan Phenol- Pengempaan

Persiapan Bahan :- Pencacahan dan penimbangan cacah Aseptik- Perekat Phenol Formaldehid

Mulai

Pembuatan Benda Uji Papan Laminasi :- Pemotongan Lembaran Papan- Perekatan Antara Lembaran Papan Cacah

Aseptik dengan Phenol Formaldehida- Pengempaan

-

Selesai


40


3.3.1 Persiapan Bahan Baku

Bahan yang digunakan dalam pembuatan lembaran papan ini adalah

limbah kotak aseptik. Sebelum limbah kotak aseptik digunakan sebagai bahan

adonan lembaran papan, terlebih dahulu dibersihkan dari kotoran bekas

minuman. Setelah itu kotak aseptik dikeringkan dan dipotong memakai pemotong

dokumen (shredder) dan digunting sesuai dengan ukuran cacahan aseptik. Ukuran

cacahan aseptik yang digunakan yaitu ± 50mm x 5mm

Gambar 3.4. Cacahan aseptik tetrapak

3.3.2 Persiapan Bahan Perekat

Jenis perekat yang digunakan untuk papan partikel adalah phenol

formaldehida. Persentasi phenol formaldehida yang digunakan adalah 0%, 2,5%,

5%, dan 7,5%. Setelah diperoleh hasil yang terbaik, anatara lembaran papan

partikel tersebut direkat dengan perekat panas (phenol formaldehida) dan perekat

dingin (epoksi) sehingga menjadi papan laminasi 2 lapis dan 3 lapis. Phenol

Formaldehida Adhesive PA-302 yang diproduksi PT. Pamolite Adhesive

Industry, Indonesia yang mempunyai spesifikasi sesuai yang tertera pada landasan

teori yang ditimbang sesuai kebutuhan percobaan.


41


(a). Phenol formaldehida (b). Perekat Epoksi

Gambar 3.5.Perekat yang digunakan

3.3.3 Persiapan Alat

Alat yang digunakan dalam penelitian papan partikel ini adalah :

1. rotary blender

2. cetakan ukuran 30x30 cm

3. tongkat besi

4. aluminium foil

5. gergaji mesin

6. milimeter sekrup

7. oven

8. timbangan

9. baskom

10. Mesin Universal Testing merek Instron

11. seng ukuran 40x40 cm

12. Spraygun, dan mesin kempa panas

13. Mesin Kuat Tekan

14. Shredder

15. Thermo Meter


42


Keterangan :(a).Cetakan ukuran 30x30 cm, (b) Timbangan& ember, (c) Rotary blender, (d) Jangka

sorong, (e) Oven, (f) Mesin kempa panas, (g) UTM alat Internal Bonding , (h) UTM uji

geser, (i) UTM lentur merek instron.

Gambar 3.6 Peralatan pembuatan dan pengujian papan laminasi

3.4 Pembuatan Benda Uji Papan Laminasi

Tahapan pembuatan papan laminasi adalah sebagai berikut :

1. Persiapan bahan

menyiapkan bahan yang akan digunakan yaitu kotak aseptik

2. Pemotongan

Kotak aseptik dimasukkan ke Shredder yang berukuran 50mmx5mm

sehingga berbentuk cacahan

3. Penimbangan cacahan kotak aseptik dan perekat phenol formaldehida

sesuai kebutuhan papan.


43


Gambar 3.7. Penimbangan cacah Aseptik

4. Pencampuran aseptik, dan phenol formaldehida (blending)

Cacah aseptik dimasukkan ke dalam rotary blender. Kemudian

disemprotkan perekat phenol formaldehida dengan kadar 0%, 2,5%, 5%,

dan 7,5% menggunakan spraygun sambil terus di blending.

5. Pembentukan Lembaran papan partikel (mat forming)

Pembentukan lembaran papan menggunakan metode discontinuous yaitu

pembentukan lembaran papan satu demi satu. Pencetak lembaran yang

digunakan berukuran 30 cm x 30 cm dengan alas dan penutup seng .

6. Pengempaan panas/Hot pressing

Lembaran papan partikel dikempa panas dengan tekanan spesifik 25

kgf/cm2 pada suhu 170oC selama 15 menit.

Gambar 3.8. Pembentukan lembaran papan partikel


44


Gambar .3.9. Pengaturan Tekanan

Gambar .3.10. Pengaturan Suhu dan Waktu

7. Pengkondisian (Conditioning)

Setelah proses pembuatan lembaran papan partikel selesai, maka dilakukan

pengkondisian. Pengkondisian lembaran yang telah dikempa dilakukan

selama 1 hari. Pengkondisian ini bertujuan untuk melepaskan tegangan

sisa yang ada pada papan setelah dikempa panas.

Gambar .3.11. Lembaran Papan Partikel


45


8. Pemotongan lembaran dengan lebar yang sudah ditentukan

Gambar .3.12. Pemotongan Lembaran Papan

9. Pengujian lembaran papan partikel

Pengujian lembaran papan dengan uji kadar air,daya serap air,

pengembangan (swell), kuat lentur, dan modulus elastisitas.Dari hasil

pengujian tersebut dimbil yang terbaik untuk pembuatan papan laminasi

10. Penyusunan lembaran aseptik yang sudah dipotong dengan memberikan

perekat phenol formaldehida antar lembaran sehingga menjadi papan

laminasi yang kemudian akan dibandingkan dengan papan laminasi

dengan menggunakan perekat dingin .

11. Pengempaan panas/Hot pressing papan laminasi dengan ketinggian lapisan

sebesar 2 cm dan 2,5 cm.

12. Pengkondisian (Conditioning) papan laminasi

13. Pengujian papan laminasi

Pengujian kuat tekan, kuat lentur, kuat tarik, modulus elastisitas, kuat

geser dan uji konduktifitas.

3.5 Perancangan Campuran Lembaran Papan Cacah Aseptik

Dalam penelitian (Riko Febrian) sebelumnya dikatakan bahwa dalam

perancangan papan partikel yang ideal yakni pemberian perekat phenol

formaldehid dengan kadar kurang dari 10%, sedangkan dalam penelitian

sebelumnya di Turki dikatakan bahwa pemberian perekat phenol formaldehida

dengan persentase 0% pun masih ideal. Sehingga pada penelitian ini

menggunakan metode trial and error pada perancangan lembaran papan cacah

45

























45


























46


aseptik dengan komposisi perekat phenol formaldehid sebesar 0% (tanpa perekat),

2,5%, 5% dan 7,5%. Setelah itu dilakukan pengujian papan partikel, hingga

ditemukan kadar phenol terbaik, yang selanjutnya akan dijadikan papan laminasi.

Komposisi antara aseptik dan phenol formaldehida yang digunakan terlihat

pada gambar 3.13. Untuk menjaga agar komposisi masing-masing benda uji sama

maka perhitungan komposisi dihitung berdasarkan massa jenis masing-masing

yaitu massa jenis cacah aseptik dan massa jenis phenol formaldehida sehingga

tercapai berat benda uji yang diinginkan.


47


Gambar 3.13. Diagram Alir Komposisi dan pelaksanaan penelitian

Cacah Aseptik (±50x5mm)

PerekatPhenol Formaldehida

5% 7,5%0% 2,5%

Cacah aseptik100%

Cacah Aseptik 97.5 %Phenol 2,5%

Cacah Aseptik 95 %Phenol 5%

Cacah Aseptik 92.5 %Phenol 7,5%

Pengempaan 25 kg/m2 denganpanas 170˚C

Pengujian Sifat Fisik & Mekanik

Uji Visual & MutuPenampilan

Uji Kadar Air

Uji Pengembangan Tebal

Hasil Komposisi Terbaik Uji Daya Serap Air

Uji Kuat Tarik (IB)

Perekatan antara papan partikel menggunakan:

Lembaran Papan PartikelUji Kuat Lentur &Modulus Elastisitas

Unthermosetting (Epoxy) Thermosetting (Phenol Formaldehida)

Pengujian Sifat Fisik dan Mekanik

Papan Laminasi

Pengempaan 25 kg/m2 denganpanas 170˚C

Uji Kuat Tarik (IB)

Uji Kuat Tekan

Uji Geser

Uji Heat Transfer

Uji Kuat Lentur &Modulus Elastisitas

Langkah-langkah pengujian untuk pembuatan papan laminasi seperti terlihat padagambar 3.13 dibawah ini:


48


3.6 Pengujian Laboratorium

3.6.1 Pengujian Lembaran Papan Partikel Cacah Aseptik

3.6.1.1 Uji Emisi Formaldehida

Tujuan

1. Mengetahui Kadar Emisi Formaldehida pada benda uji (mg/l).

2. Menggolongkan Kategori formaldehida menurut tabel 2.1.

3. Mengetahui tingkat bahaya yang mungkin ditimbulkan oleh emisi

formaldehida

Prosedur

Percobaan mengacu pada standar JIS A 1460 : 2001

a) Persiapan Contoh Uji

- Menyiapkan contoh uji 10 buah ukuran 5 x 15 cm utk 1 perlakuan.

Pengujian dilakukan terhadap 4 macam perlakuan. Jumlah contoh uji yang

dibuat sebanyak 40 buah contoh uji

- Contoh uji dibiarkan dalam ruangan dg suhu 200C±20C hingga mencapai

berat konstan

b) Pengumpulan emisi formaldehida

- Mengkondisikan ruangan pada suhu 200 C ± 20 C sebelum dilakukan

pengujian. contoh uji disusun menggunakan penjepit kawat agar terpisah

satu dengan yang lainnya

- Mengisi cawan dengan air suling sebanyak 300 ml, kemudian

memasukkannya ke dalam desikator gelas

- Contoh uji yang sudah dijepit dengan penjepit kawat diletakkan di atas

cawan yang berisi air suling dalam desikator, lalu menutup desikator

tersebut dan membiarkan selama 24 jam

- Selanjutnya air suling akan menyerap formaldehida yang menguap dari

contoh uji dan disebut sebagai larutan contoh

c) Penetapan jumlah emisi formaldehida dalam contoh uji

- Setelah proses pengumpulan formaldehida selesai, air suling yang telah

menangkap emisi formaldehida dari contoh uji kita keluarkan dari desikator.

Memipet 25 ml air suling dari cawan lalu memasukkan ke dalam labu

erlenmeyer 100 ml bertutup. Menambahkan 25 ml larutan asetil aseton


49


amonium asetat, dan mengaduk campuran tersebut hingga benar-benar

tercampur.

- Sebelum mengukur absorbansi contoh uji, kita ukur terlebih dahulu

Analisa Data

Mendapatkan kadar emisi formaldehida dan dapat menggolongkan

formaldehida sesuai standar JIS A 5908 : 2003 serta mengetahui tingkat

pengaruhnya terhadap kesehatan.

3.6.1.2 Uji Visual

Tujuan

Pengamatan terhadap pengukuran panjang,lebar,tebal dan kesikuan.

Persiapan

Siapkan benda uji ukuran 100 mm x100 mm x 10 mm sebanyak 6 buah untuk

masing-masing persentase phenol formaldehida.

Prosedur

1. Panjang diukur pada kedua sisi lebarnya,100 mm dari tepi dengan ketelitian

minimum 1mm (Gambar3.14).

2. Lebar diukur pada kedua sisi panjangnya, 100 mm dari tepi dengan

ketelitian minimum 1mm (Gambar3.14).

3. Tebal diukur pada keempat sudutnya, minimum 20 mm dari sudutnya

dengan ketelitian minimum 0,05 mm (Gambar3.14).

4. Kesikuan diukur pada keempat sudutnya dengan mengukur penyimpangan

dari alat penyiku panjang 1000 mm dengan ketelitian minimum 0,5 mm

(Gambar 3.15).

Gambar 3.14. Pengujian panjang, lebar dan tebal


50


Keterangan gambar :

P adalah tempat pengukuran panjang papan

L adalah tempatpengukuranlebar papan

O adalah tempatpengukurantebal papan

Gambar 3.15. Pengukuran siku

Keterangan gambar :

a adalah penyimpangan dari garis siku (mm)

b adalah alat penyiku

Analisa Data

1. Panjang merupakan hasilrata-rata dari dua kali pengukuran panjang.

2. Lebar merupakan hasil rata-rata dari dua kali pengukuran lebar.

3. Tebal merupakan hasil rata-rata dari empa kali pengukuran tebal.

4. Kesikuan merupakan hasil rata-rata dari empat kali pengukuran siku.

3.6.1.3 Uji Mutu Penampilan

Tujuan

Pengamatan adanya cacat yang mempengaruhi mutu penampilan

Peralatan

Peralatan yang digunakan meliputi:

1. Meteran

2. Kaca pembesar

3. Jangkasorong


51


%100xBk

BkBaAirKadar

Persiapan

Siapkan benda uji ukuran 100 mm x100 mm x 10 mm sebanyak 2 buah

Prosedur

1. Pengujian meliputi: macam cacat, ukuran dan penyebaran cacat sesuai

dengan jenis papan yang diuji.

2. Setiap cacat yang terdapat pada papan dinilai dan ditetapkan mutunya

sesuai dengan persyaratan.

Analisa Data

1. Mutu penampilan adalah mutu terendah berdasarkan cacat terberat.

2. Apabila terdapat mutu dibawah yang ditetapkan dalam standar maka papan

tersebut ditolak uji.

3.6.1.4 Uji Daya Serap Air

Tujuan

Mengetahui kemampuan cacah aseptik dalam menyerap air.

Peralatan


1. timbangan,

2. oven,

3. desikator dan

4. jangka sorong

Persiapan

Siapkan benda uji ukuran 50 mm x 50 mm x 10 mm sebanyak 6 buah untuk


Prosedur

Contoh uji ditimbang berat awalnya dan berat akhirnya setelah direndam dalam

air selama 2 jam dan 24 jam.

Analisa Data

Dimana :

Ba adalah berat awal(gram).

Bk adalah berat kering mutlak (gram).


52


%100xBk

BkBaAirKadar

3.6.1.5 Uji Kadar Air

Tujuan

Mengetahui jumlah air yang dapat masuk dari papan partikel melalui

pemanasan dalam oven.

Peralatan


1. timbangan,

2. oven,

3. desikator dan

4. jangka sorong

Persiapan


masing- masing persentase phenol formaldehida.

Prosedur

Contoh uji ditimbang berat awalnya dan berat akhirnya setelah direndam dalam

air selama 2 jam dan 24.

Analisa Data

Dimana :

Ba adalah berat awal(gram).

Bk adalah berat kering mutlak (gram).

3.6.1.6 Uji Kerapatan

Tujuan

Mengetahui hubungan antara berat dengan isi papan partikel. Semakin kecil

nilai hubungan antara berat dengan isi papan partikel maka semakin tinggi

daya tahan lembaran partisi terhadap penetrasi cairan.

Peralatan


1. Jangka sorong dan

2. timbangan.

Persiapan


53


)/(tan 3cmgIBKerapa



Prosedur.

1. Benda uji diukur panjangnya pada kedua sisi lebarnya, 25 mm dari tepi

dengan ketelitian 0,1 mm

2. Benda uji diukur lebarnya pada kedua sisi panjangnya, 25 mm dari tepi

dengan ketelitian 0,1 mm

3. Benda uji diukur tebalnya pada keempat sudutnya, 25 mm dari sudutnya

(pada titik persilangan pengukuran panjang dan lebar) dengan ketelitian

0,05 mm

4. Benda uji ditimbang dengan ketelitian 0,1g.

5.

Gambar 3.16.Pengukuran contoh uji kerapatan

Keterangan gambar:

O adalah tempat pengukuran tebal papan (mm).

Analisa Data

Dimana :

B adalah berat (gram)

I adalah isi(cm³) = panjang(cm) x lebar(cm) x tebal(cm), dengan ketelitian

5025

25

100

25 2550

100

100

hingga 0,01g/cm3.


54


%1001

12(%) xT

TTTebalanPengembang

3.6.1.7 Uji Pengembangan Tebal Setelah Direndam Air

Tujuan

Penambahan tebal papan partikel akibat perendaman dalam air.

Peralatan


1. Jangka sorong dan

2. penangas.

Persiapan



Prosedur

1. Contoh uji diukur tebalnya pada bagian pusatnya dengan ketelitian 0,05 mm

(Gambar 3.16);

2. Contoh uji direndam dalam air pada suhu 25°C ± 1°C secara mendatar,

sekitar 3cm dari permukaan air selama ± 24 jam;

3. Contoh uji kemudian diangkat,diseka dengan kain dan diukur tebalnya

(Gambar 3.16).

Analisa Data

Dimana :

T2 adalah tebal setelah direndam air(mm).

T1 adalah tebal sebelum direndam air(mm).

3.6.1.8 Uji Keteguhan Tarik Tegak Lurus Permukaan

Tujuan

Mengetahui Kemampuan papan partikel untuk menahan beban tarik tegak lurus

permukaan.

Peralatan


1. Mesin uji universal

2. Jangka Sorong


55


Persiapan

Siapkan benda uji 50 mm x 50 mm x 20 mm sebanyak 6 buah untuk masing-

masing persentase phenol formaldehida

Prosedur

1. Benda uji ukuran 50 mm x 50 mm x 10 mm direkat dengan perekat phenol

formaldehida dan perekat epoksi menjadi ukuran 50 mm x 50 mm x 20

mm.

Gambar 3.17. Perekatan Benda Uji

2. Setelah direkatkan, benda uji direkatkan kembali dengan kayu di bagian

atas dan bawah dengan perekat epoksi. Kemudian diikat dengan karet dan

dibiarkan mengering selama 24 jam.

Gambar 3.18. Benda Uji dengan ikatan karet

3. Benda uji diletakkan pada blok besi.

4. Kemudian kedua blok besi ditarik tegak lurus permukaan benda uji sampai

beban maksimum

55


Persiapan



Prosedur



mm.








beban maksimum

55


Persiapan



Prosedur



mm.








beban maksimum


56


)/(.

2mmNLP

BPermukaanTarikKeteguhan

Gambar 3.19. Uji keteguhan tarik tegak lurus permukaan

Analisa Data

Keteguhan cabut sekrup merupakan nilai rata-rata dari dua pengujian Hasil

pengujian keteguhan cabut sekrup dihitung :

B adalah beban maksimum (N)

P adalah panjang (mm)

L adalah lebar (mm)

3.6.1.9 Uji Kuat Lentur

Tujuan

Kemampuan papan partikel menahan beban terpusat dalam keadaan kering.

Peralatan


1. Universal Testing Machine merek Instron

2.meteran, dan

3.jangka sorong.

Persiapan


masing persentase phenol formaldehida.

Prosedur

Pengujian dilakukan menggunakan alat Universal Testing Machine merek


57


22

23)/(bhPLcmkgfLenturKuat

Instron. Contoh uji dalam kondisi kering udara dibentangkan dengan jarak

sangga 16,5 cm. Kemudian pembebanan dilakukan di tengah-tengah jarak

sangga seperti terlihat pada Gambar 3.19.

Analisa Data

Dimana:

P adalah beban maksimum (kgf).

L adalah jarak sangga (cm).

b adalah lebar (cm).

h adalah tebal (cm).

Gambar 3.20. Uji kuat lentur kering dan modulus elastisitas lentur

Untuk papan laminasi biasa dan papan laminasi dekoratif nilai pada arah

lebar yang dipakai. Sedangkan untuk papan laminasi berlapis venir dan papan

laminasi biasa struktural, nilai pada arah panjang dan lebar dipakai.

3.6.1.10 Uji Modulus Elastisitas

Tujuan

Kemampuan papan partikel menahan beban terpusat dalam keadaan kering.

Peralatan


1. Universal Testing Machine merek Instron.,

2. Meteran dan

3. jangka sorong.

Persiapan



58


masing persentase phenol formaldehida.

Prosedur



sangga 16,5 cm. Kemudian pembebanandilakukan di tengah-tengah jarak


yhbPLcmkgfLentursElastisitaModulus

3

32

4)/(

Dimana:

L adalah jaraksangga(cm).

b adalah lebar(cm).

h adalah tebal(cm).

ΔP adalah selisih beban (P1–P2) yang diambil dari kurva (kgf).

Δy adalah defleksi (cm) yang terjadi pada selisih beban (P1–P2).

3.6.2 Pengujian Pada Balok / Papan Laminasi

3.6.2.1 Uji Kuat Lentur dan Modulus Elastisitas

Tujuan

Kemampuan papan laminasi menahan beban terpusat dalam keadaan kering.

Peralatan



2.meteran, dan

3.jangka sorong.

Persiapan

Siapkan benda uji 300 mm x 50 mm x 10 mm sebanyak 6 buah untuk laminasi

2 lapis dan benda uji ukuran 300 mm x 50 mm x 8 mm untuk laminasi 3 lapis.

Prosedur



sangga 290 cm. Kemudian pembebanan dilakukan di tengah-tengah jarak



59


22


Analisa Data

Dimana:





Gambar 3.21. Benda uji hasil pengujian kuat lentur papan laminasi


Tujuan

Mengetahui Kemampuan papan laminasi untuk menahan beban tarik tegak

lurus permukaan.

Peralatan



4. Jangka Sorong

Persiapan

Siapkan benda uji 50 mm x 50 mm x 20 mm sebanyak 6 buah untuk uji kuat

tarik 2 lapis dengan perekat phenol formaldehida dan perekat epoksi. Untuk

laminasi 3 lapis mempunyai ukuran benda uji 50 mm x 50 mm x 25 mm.

Prosedur


formaldehida dan perekat epoksi menjadi ukuran 50 mm x 50 mm x 20 mm.

Benda uji ukuran 50 mm x 50 mm x 8 mm direkat dengan phenol

59


22


Analisa Data

Dimana:







Tujuan


lurus permukaan.

Peralatan



4. Jangka Sorong

Persiapan




Prosedur




59


Analisa Data

Dimana:







Tujuan


lurus permukaan.

Peralatan



4. Jangka Sorong

Persiapan




Prosedur





60


)/(.

2mmNLP

BPermukaanTarikKeteguhan

formaldehida dan epoksi menjadi ukuran 50 mm x 50 mm x 25 mm.

2. Setelah direkatkan, benda uji direkatkan kembali dengan kayu di bagian atas

dan bawah dengan perekat epoksi. Kemudian diikat dengan karet dan




beban maksimum

Gambar 3.22. Benda uji hasil pengujian kuat tarik papan laminasi

Analisa Data

Keteguhan cabut sekrup merupakan nilai rata-rata dari dua pengujian Hasil

pengujian keteguhan cabut sekrup dihitung :

B adalah beban maksimum (N)

P adalah panjang (mm)

L adalah lebar (mm)

3.6.2.3 Uji Kuat Geser

Tujuan

Kemampuan papan laminasi menahan geser dalam keadaan kering.

Peralatan




61


2. meteran, dan

3. jangka sorong.

Persiapan

Siapkan benda uji 50 mm x 50 mm x 10 mm sebanyak 6 buah untuk papan

laminasi 2 lapis dengan perekat phenol formaldehida dak perekat epoksi.

Gambar 3.23. Benda Uji Geser

Prosedur


Instron. Untuk uji pembebanan dapat dilihat pada Gambar 3.20.

Gambar 3.24. Uji Geser


62


Persamaan untuk Kuat geser:

txaPGeserKuat

dimana

P = Beban

a = Panjang penampang geser

t = lebar penampang geser

Untuk papan laminasi biasa dan papan laminasi dekoratif nilai pada arah

lebar yang dipakai. Sedangkan untuk papan laminasi berlapis venir dan papan

laminasi biasa struktural, nilai pada arah panjang dan lebar dipakai.

3.6.2.4.Uji Tekan Searah dan Tegak Lurus Serat Aseptik

Tujuan

Untuk menentukan kekuatan tekan papan laminasi berbentuk kubus. Kekuatan

tekan papan laminasi adalah beban persatuan luas yang menyebabkan papan

laminasi hancur.

Peralatan

Peralatan yang digunakan yaitu mesin uji kuat tekan

Gambar 3.25. Mesin kuat tekan

Persiapan

Siapkan benda uji 50 mm x 50mm x 50 mm sebanyak 6 buah masing-masing

untuk pengujian kuat tekan tegak lurus serat dan pengujian tekan sejajar serat.

Prosedur


63


1. Benda uji ukuran 50 mm x 50 mm x 10 mm direkatkan dengan perekat

dingin (epoksi) sebanyak 5 lapis sehingga ukurannya menjadi 50mm x 50

mm x 50 mm.

2. Tentukan berat dan ukuran benda uji.

3. Letakkan benda uji pada mesin secara sentries.

4. Jalankan benda uji atau mesin tekan dengan penambahan beban konstan

berdasar 2 sampai 4 kg/cm2 per detik.

5. Lakukan pembebanan sampai benda uji menjadi hancur dan catatlah beban

maksimum yang terjadi selama pemeriksaan benda uji.

Analisa Data

Kuat tekan papan laminasi dihitung dengan rumus sama :

Kekuatan tekan beton = P/A (N/mm2)

Dimana :

P = Beban maksimum (kg)

A = Luas penampang benda uji (mm2)

Gambar 3.26. Pengujian kuat tekan

Benda Uji Kuat Tekan


64


Gambar 3.27. Pengujian kuat tekan

3.6.2.5.Uji Heat Transfer

Tujuan

Mengetahui Kemampuan dari suatu bahan dalam menghantarkan panas.

Peralatan



2. Thermo meter

Gambar 3.28. Alat dan bahan uji konduktifitas (a) Temperatur meter (b) Papan

Komposit Aseptik (c) Pelat baja


65


Persiapan

Baja(Material A) dengan ukuran 120 mmx 50mm x 9mm yang telahg diketahui

nilai K sebesar 43 W/m K

benda uji papan partikel aseptik persentase phenol formaldehida 0% (Material

B) dengan ukuran 120 mm x 50 mm x 10 mm.

Prosedur

- Pengujian dilakukan menggunakan alat Universal Testing Machine merek

Instron.

- Material A diletakkan dibawah, disusul dengan peletakkan Material B

diatasnya seperti terlihat pada gambar 3.19 berikut ini

Gambar 3.29. Penyusunan Material uji heat transfer

- Catat suhu T1, T2 dan T3, sehingga dapat diketahui K dari Material B

dengan persamaan dibawah ini :( − ) = ( − )Dimana:

KAA = Nilai Konduktifitas Material A

KAB = Nilai Konduktifitas Material B

LA = Tebal Material A

LB = Tebal Material B

T1 = Suhu di bawah Material A

T2 = Suhu di atas Material A

T3 = Suhu di atas Material B

Gunakan material bijih plastik sebagai perekat yang telah diketahui nilai K

sebesar 0,22 W/m K, Material A dan C adalah papan partikel aseptik.

Penyusunan nya dapat dilihat pada gambar 3.20.

A

B

C

T1La = 0,9 cm

Lb = 1 cm

A

B T2

T3


66


Gambar 3.30. Pengujian Konduktifitas

Catat suhu pada T1 dan T4. Sehingga dapat diketahui T2 dan T3 suhu yang

dapat dicapai oleh papan aseptik dengan persamaan berikut ini := ( − )== ( − )

Dimana:

KAA = Nilai Konduktifitas Material A

LA = Tebal Material A

T1 = Suhu di bawah Material A

3.7 Pemodelan Benda Uji Balok Bernaoulli

Percobaan akan dilakukan untuk pengujian sifat structural balok Bernoulli

dan kolom, akan dimodelkan dengan balok laminasi aseptik. Balok

bernoulli akan diuji sebanyak 6 buah yang terdiri atas :

1) Balok kayu berlapis ( dua ) dari bahan aseptik, dengan dimensi balok

: ℎ = , dengan panjang ( L ) 29 cm, ℎ = . = 1,25 dan

disambung dengan perekat, berjumlah satu.

qk


67


Gambar 3.31. Uji balok bernoulli 2 lapis

2) Balok kayu berlapis ( tiga ) dari bahan aseptik, dengan dimensi balok

berlapis dengan tebal perlapis 0,83 cm , dengan panjang ( L ) 30 cm,

dan disambung dengan perekat, berjumlah dua.

Gambar 3.32. Uji balok bernoulli 3 lapis

Setiap baloknya akan diberikan beban terpusat yang bersifat statik menurut

fungsi waktu yang pada setiap sisi dari balok tersebut akan diberi dial

pembacaan untuk mengetahui besarnya deformasi yang terjadi kuat tekan

tersebut. Bila dibuat pemodelannya dalam bentuk dua dimensi adalah :

Gambar 3.33. Pembebanan balok


68


3.8 Kebutuhan Benda Uji

Tabel 3.1. Kebutuhan Benda Uji untuk Pengujian Papan Partikel

PengujianUkuran

Partikel

Jumlah Benda Uji Aseptik 50mmx5mm Tekanan 25 kg/cm2

Uji Papan Partikel

TotalPhenol Phenol Phenol Phenol

0% 2,50% 5% 7,50%

Visual 100x100x10 6 6 6 6 24

Kerapatan 100x100x10 6 6 6 6 24

Kadar Air 100x100x10 6 6 6 6 24

Daya Serap Air 50x50x10 6 6 6 6 24

Pengembangan Tebal 50x50x10 6 6 6 6 24

Kuat Lentur 185x50x10 6 6 6 6 24

Modulus Elastisitas 185x50x10 6 6 6 6 24

Keteguhan Tarik Tegak Lurus 50x50x10 6 6 6 6 24

Tabel 3.2. Kebutuhan Benda Uji untuk Pengujian Papan Laminasi

Pengujian

Banyak Benda Uji Aseptik 50mmx5mm Tekanan 25 kg/cm2

Laminasi 2 Lapis Laminasi 3 Lapis

Ukuran Phenol Epoksi Total Ukuran Phenol Epoksi Total

Kuat Lentur 300x50x10 6 6 12 300x50x8 6 6 12

Modulus Elastisitas 300x50x10 6 6 12 300x50x8 6 6 12

Keteguhan Tarik Tegak Lurus 50x50x10 6 6 12 50x50x8 6 6 12

Geser 50x50x10 6 6 12 50x50x8 6 6 12

Heat Transfer 120x50x10 1 1

Kuat Tekan Searah Serat 50x50x50 6 6

Kuat Tekan Tegak Lurus Serat 50x50x50 6 6


69


BAB 4

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Analisa Perancangan Campuran Papan Partikel

Komposisi masing-masing benda uji dihitung berdasarkan persentase berat

masing-masing cacah aseptik dan phenol formaldehida.

4.1.1. Perhitungan Benda Uji Aseptik

4.1.1.1Aseptik: Phenol Formaldehida = 100% : 0%

Berdasarkan JIS A 5908 : 2003(16) kerapatan yang diijinkan 0,40 - 0,90 gr/cm3.

Diambil kerapatan = 1,1 gr/cm3

Dimensi papan partikel = 30 cm x 30 cm x 1 cm

Maka :

Volume Papan = 900 cm3

Total bahan yang dibutuhkan = 900 cm3 x 1,1 gr/cm3

= 990 gr

Phenol Formaldehida yang dibutuhkan = 990 gr x 0%

= 0 gr

Cacah aseptik yang dibutuhkan = 990 gr x 100%

= 990 gr

Cacah aseptik yang tercecer = 990 gr x 5%

= 49,5 gr

Total Cacah aseptik = 990 gr + 49,5 gr

= 1039,5 gr ≈ 1040 gr

4.1.1.2. Aseptik : Phenol Formaldehida = 97,5% : 2,5%




Maka :



70



= 990 gr

Phenol Formaldehida yang dibutuhkan = 990 gr x 2,5%

= 24,75gr

Phenol Formaldehida yang tercecer = 24,75 gr x 5% (asumsi)

= 1,2375 gr

Total Phenol Formaldehida = 24,75 gr + 1,2375 gr

= 25,9875 gr ≈ 26 gr

Cacah aseptik yang dibutuhkan = 990 gr x 97,5%

= 965,25 gr

Cacah aseptik yang tercecer = 965,25 gr x 5%

= 48,2625 gr

Total Cacah aseptik = 965,25 gr + 48,2625 gr

= 1013,5125 gr ≈ 1014 gr

4.1.1.3. Aseptik : Phenol Formaldehida = 95% : 5%




Maka :



= 990 gr


= 49,5 gr


= 2,475 gr


= 51,975 gr ≈ 52 gr


= 940,5 gr



71


= 47,025 gr


= 1013,5125 gr ≈ 1014 gr

4.1.1.4. Aseptik : Phenol Formaldehida = 92,5% : 7,5%




Maka :



= 990 gr

Phenol Formaldehida yang dibutuhkan = 990 gr x 7,5%

= 74,25 gr


= 3,7125 gr


= 77,9625 gr ≈ 78 gr

Cacah aseptik yang dibutuhkan = 990 gr x 92,5%

= 915,75 gr


= 45,7875 gr


= 961,5375 gr ≈ 962 gr

4.1.2 Analisa Pemotongan dan Kebutuhan Benda Uji

Agar jumlah benda uji yang dihasilkan dapat secara optimal maka perlu

dilakukan perencanaan pemotongan. Benda uji yang dihasilkan pada laboratorium

biokomposit adalah ukuran 30 cm x 30 cm x 1 cm untuk persentase aseptik 0%,

2,5%, 5% dan 7,5%.

Perencanaan pemotongan benda uji adalah sebagai berikut :


72


Pemotongan benda ujinya seperti yang diperlihatkan pada Gambar 4.1. sebagai

berikut :

Gambar 4.1. Pola Pemotongan untuk uji papan partikel ukuran 5 cm x 5 cm

Papan dipotong ukuran 5 cm x 5 cm, didapat 36 benda uji. Ukuran 5 cm x

5 cm dapat digunakan untuk uji daya serap, pengembangan tebal, kuat tekan dan

kuat tarik.Untuk pengujian fisik yang lain pola pemotongannya seperti gambar 4.2

berikut ini :

Gambar 4.2. Variasi Pola pemotongan papan partikel untuk uji fisik

Keterangan :

I, II, III, IV = Benda uji visual, uji mutu penampilan, uji kerapatan dan uji

kadar air (10 cm x 10 cm)

V = Benda uji daya serap air dan uji pengembangan tebal

(5 cm x 5 cm)

VI = Benda uji keteguhan tarik tegak lurus (Internal Bonding)

Untuk jumlah kebutuhan lembaran papan partikel seperti tertera pada tabel 4.1

dibawah ini


73


Tabel 4.1. Jumlah kebutuhan papan partikel untuk masing-masing persentase

phenol formaldehida

No LEMBARANUkuran

Jumlah

1 Uji Visual 100x100x10 1 Buah

2 Uji Mutu Penampilan 100x100x10 1 Buah

3 Kerapatan 100x100x10 1 Buah

4 Kadar Air 100x100x10 1 Buah

5 Daya Serap Air 50x50x10 1 Buah

6 Pengembangan Tebal 50x50x10 1 Buah

7 Kuat Tekan Laminasi 50x50x50 1 Buah

8 Keteguhan Tarik Tegak Lurus 50x50x10 1 Buah

9 Kuat Lentur 185x50x10 1 Buah

10 Modulus Elastisitas 185x50x10 1 Buah

Tabel 4.2. Kebutuhan aseptik papan partikel sebelum dikempa

Pengujian (Tekanan 25 kg/cm2)Kebutuhan Aseptik Papan Partikel

Total(gram)

Phenol0%

(gram)

Phenol2,5%

(gram)

Phenol5%

(gram)

Phenol7,5%

(gram)Uji Visual, Mutu Penampilan,Kerapatan, dan Kadar Air 693,0 675,7 658,3 641,0 2668,0

Daya Serap Air & PengembanganTebal 173,3 168,9 164,6 160,3 667,0(Internal Bond) 173,3 168,9 164,6 160,3 667,0Lentur & Modulus Elastisitas 641,0 625,0 609,0 592,9 2467,9

Total 6469,9


74


Tabel 4.3. Kebutuhan aseptik papan partikel setelah dikempa

Pengujian (Tekanan 25 kg/cm2)Kebutuhan Aseptik Papan Partikel

Total(gram)

Phenol0%

(gram)

Phenol2,5%

(gram)

Phenol5%

(gram)

Phenol7,5%

(gram)Uji Visual, Mutu Penampilan,Kerapatan, dan Kadar Air 693,0 675,7 658,3 641,0 2668,0

Daya Serap Air & PengembanganTebal 173,3 168,9 164,6 160,3 667,0Kuat Tarik (Internal Bond) 173,3 168,9 164,6 160,3 667,0Lentur & Modulus Elastisitas 641,0 625,0 609,0 592,9 2467,9

Total 6469,9

4.1.3. Analisa Pengaturan Tekanan dan Suhu

Suhu pengempaan pada perlakuan semua papan adalah sama yaitu 170o C.

Pada tekanan kempa mesin hidrolik harus di setting tekanan kempa yang kita

inginkan. Dial pada mesin kempa tidak menunjukan nilai tekanan, tetapi harus

dikalibrasi dengan koefisien alat.

a. Perhitungan dial untuk papan 30 cm x 30 cm x 1 cm tekanan 25 kg/cm2 sebagai

berikut :

Volume papan = 900 cm3

Tekanan = 25 kg/cm2

Luas Piston = 254,34 cm2

Jumlah Piston = 1 buah

Dial = (volume x tekanan)/ (luas piston x jumlah piston)

Dial = (900 cm3 x 25 kg/cm2) / (254,34 cm2 x 1)

= 88,46

Berikut Gambar 4.3. berikut menampilkan jarum dial pada alat hidrolik kempa

papan partikel untuk tekanan 25 kg/cm2.

Gambar 4.3. Dial mesin kempa untuk papan partikel dan laminasi 2 lapis

88


75


b. Perhitungan dial untuk papan 30 cm x 30 cm x 0,8 cm tekanan 25 kg/cm2

sebagai berikut :

Volume papan = 720 cm3

Tekanan = 25 kg/cm2

Luas Piston = 254,34 cm2

Jumlah Piston = 1 buah

Dial = (volume x tekanan)/ (luas piston x jumlah piston)

Dial = (720 cm3 x 25 kg/cm2) / (254,34 cm2 x 1)

= 70,77

Berikut Gambar 4.4. berikut menampilkan jarum dial pada alat hidrolik kempa

papan partikel untuk tekanan 25 kg/cm2.

Gambar 4.4. Dial mesin kempa untuk laminasi 3 lapis

4.1.4. Massa Jenis Bahan

Dilakukan perhitungan massa jenis masing-masing bahan yang terdiri dari

cacah aseptik dan phenol formaldehida.

a. Cacah aseptik

Sifat : padat

Dimensi : 10 cm x 10 cm x 0,05 cm

Volume : 5 cm3

Massa : 275 gram

massa jenis (massa/volume) : 0,62 gram/cm3

70


76


b. Phenol Formaldehida

Sifat : cair

Volume : 250 cm3

Massa : 275 gram

massa jenis (massa/volume) : 1,10 gram/cm3

4.1.5. Analisa Uji Emisi Formaldehida

Uji emisi kadar formaldehida bertujuan untuk mengetahui kadar emisi

buang formaldehida terhadap lingkungan, seperti yang telah diketahui bahwa

formaldehida termasuk bahan yang berbahaya dalam jumlah yang banyak.

Pengujian emisi Phenol Formaldehida dilakukan setelah diperoleh hasil

pengujian kuat lentur pada persentase phenol 0%, 2,5%, 5%, dan 7,5%. Dari

pengujian tersebut didapat nilai kuat lentur terbaik dengan persentase phenol

formaldehida 0%. Berikut standar berdasarkan JIS A 5908 : 2003(16) mengenai

emisi formaldehida.

Tabel 4.4. Emisi Formaldehida

Emisi Formaldehida

Standar JIS A 5908 :2004Papan Partikel

Klasifikasi & Simbol Rataan

F**** 0,3 mg/l atau lebih rendah Phenol 0% = 0 mg/l

F*** 0,5 mg/l atau lebih rendah

F** 1,5 mg/l atau lebih rendah

Oleh karena yang digunakan adalah papan partikel dengan persentase

phenol 0%, sehingga tidak menghasilkan emisi. Papan partikel masuk klasifikasi

F****. Ini adalah kelas atau klasifikasi yang paling rendah, sehingga papan sangat

layak digunakan dan tidak membahayakan kesehatan.

4.1.6. Analisa Uji Visual

Pengamatan terhadap pengukuran panjang, lebar, tebal dan kesikuan

disajikan dalam Tabel 4.5. serta hasil ketidaksesuian visual pada Tabel 4.6.

berikut:


77


Tabel 4.5. Hasil Pengamatan Visual

Tabel 4.6. Hasil Ketidaksesuaian Visual

Berdasarkan Tabel 4.6. pengukuran panjang berdasarkan hasil rata-rata 2

kali pengukuran pada kedua sisi panjang benda uji menggunakan jangka sorong,

untuk pengukuran lebar sama halnya dengan pengukuran panjang, untuk

pengukuran tebal berdasarkan hasil rata-rata 4 kali pengukuran pada ke empat sisi

benda uji. Untuk kesikuan sama halnya dengan pengukuran tebal. Toleransi

panjang dan lebar adalah ± 3 mm, untuk ketebalan target 10 mm toleransi yang

diberikan adalah ± 1 mm sedangkan untuk kesikuan adalah ± 2 mm.

Untuk panjang dan lebar rata-rata memenuhi standar toleransi dengan

perbedaan terbesar pada benda uji persentase phenol 0% yaitu 3,2 mm pada

panjang dan 3,1 mm pada lebar. Untuk ketebalan pada semua persentase phenol

formaldehida dengan target ketebalan 10 mm memenuhi toleransi.

Untuk kesikuan yang terlihat dari Tabel 4.6. benda uji dengan persentase

phenol 0%,2,5%, 5%, dan 7,5% banyak yang tidak memenuhi toleransi, untuk

persentase phenol yang lebih besar cenderung melebihi toleransi yang diberikan.

Pada pengukuran kesikuan dipengaruhi saat proses pemotongan papan. Dimana

papan dengan persentase phenol lebih besar cenderung tidak siku saat

pemotongan. Dari beberapa pengukuran dimensi ini untuk panjang dan lebar

sangat dipengaruhi pada proses penggambaran papan dan pemotongannya.

1 10 10,1 1,028 -1 10,2 10,1 1,03 1 10,1 10 1,028 1 10,1 10,1 1,018 02 10,32 10,31 1,053 0,1 10,3 10,3 0,988 0 10,05 10,06 1,053 -0,1 10,03 10,1 1,045 -0,73 10,24 10,29 1,028 -0,5 10,25 10,25 0,975 0 10 10,01 0,92 -0,1 10,13 10,13 1,01 04 10,27 10,22 1,012 0,5 10,25 10,1 0,95 1,5 9,99 9,91 0,943 0,8 10,15 10,1 0,95 0,55 10,05 9,97 1,03 0,8 10,05 10,1 1,05 -0,5 9,91 9,99 1 -0,8 10 9,97 1 0,36 10,1 9,95 0,99 1,5 10 9,98 1 0,2 9,93 9,9 0,99 0,3 10 9,76 1,05 2,4

KadarPhenol

0%

No.Benda Uji

p (cm) l (cm) t (cm) p (cm)

2,5% 5,0% 7,5%

Kesikuan t (cm) Kesikuant (cm)p (cm) l (cm)l (cm) Kesikuan p (cm) l (cm) t (cm) Kesikuan

1 0 0,1 0,028 0,2 0,1 0,03 0,1 0 0,028 0,1 0,1 0,0182 0,32 0,31 0,053 0,3 0,3 0,012 0,05 0,06 0,053 0,03 0,1 0,0453 0,24 0,29 0,028 0,25 0,25 0,025 0 0,01 0,08 0,13 0,13 0,014 0,27 0,22 0,012 0,25 0,1 0,05 0,01 0,09 0,057 0,15 0,1 0,055 0,05 0,03 0,03 0,05 0,1 0,05 0,09 0,01 0 0 0,03 06 0,1 0,05 0,01 0 0,02 0 0,07 0,1 0,01 0 0,24 0,05

7,5%5,0%

KadarPhenol

Formalde0% 2,5%

No.Benda Uji

p (cm) l (cm) t (cm) p (cm) l (cm) t (cm) t (cm)l (cm)p (cm)t (cm)l (cm)p (cm)


78


Sedangkan untuk pengukuran tebal sangat dipengaruhi oleh proses penentuan

persentase phenol formaldehida dan aseptik serta proses hot pressing.

4.1.7. Analisa Uji Mutu dan Penampilan

Pengamatan terhadap mutu dan penampilan serta adanya cacat yang

mempengaruhi mutu penampilan disajikan pada Tabel 4.7 berikut :

Tabel 4.7. Hasil Pengamatan Mutu dan Penampilan

Tabel 4.8. Hasil Pengamatan Mutu dan Penampilan

Dari Tabel 4.7 dan Tabel 4.8. di atas papan partikel komposisi cacah

aseptik dengan phenol formaldehida tidak ditemukan noda-noda serbuk dan

minyak, karena papan ini tidak menggunakan bahan yang mengandung serbuk

dan minyak.

Secara visual ada sedikit rongga-rongga diakibatkan agregat aseptik tidak

terisi oleh bahan perekat phenol formaldehida hal ini dimungkinkan akibat proses

mixing atau pencampuran yang kurang merata, dari data yang tampak bahwa

semakin besar persentase perekat phenol formaldehida sebakin banyak pula

0%rapatdan

tidak ada2.5% agak

rapat

5% agakrapat

7.5% agakrapat

Aseptik 50mm x 5mm 25 kg/cm2

< 10 buah

< 10 buah

< 10 buah

< 10 buah

Ukuran Aseptik Tekanan Hidrolik % Phenol VisualPartikel Kasar

Permukaan Panel

x x tidak ada Tidakada

A

x x tidak ada Tidakada

A

x x Diameter<1cm 2 buah

Tidakada

B

x x Diameter < 1cm 2 buah

Tidakada

B

Mutu

Aseptik 50mm x 5mm 25 kg/cm2

Ukuran Aseptik Tekanan Hidrolik NodaSerbuk

NodaMinyak Noda Perekat Rusak

Tepi


79


rongga dan keropos yang ditemukan kemungkinan karena banyaknya ruang

kosong disebabkan pebandingan berat aseptik yang semakin sedikit persentasenya

bila persentase perekatnya yang ditambah, mengingat massa jenis phenol

formaldehida yang hampir sama dengan air dan suhu pengepressan adalah 170oC

sehingga ketika cairan perekat phenol formaldehida cepat keras sebelum sempat

tertekan ke segala arah secara merata dan mengisi rongga-rongga yang kosong.

Sedangkan untuk noda perekat sudah jelas bahwa semakin banyak

persentase perekatnya makin besar pula keberadaan noda perekatnya, umumnya

noda perekat karena pengumpalan phenol formaldehida di satu titik akibat kurang

ratanya penyebaran perekat saat proses hot pressing. Sama halnya dengan partikel

kasar, partikel kasar disebabkan akibat noda perekat dan dan rongga-rongga yang

ada. Untuk rusak bagian tepi hal ini disebabkan bagian keropos dibagian tepi

sehingga ditemukan beberapa cacat pada bagian tepi, umumnya semakin besar

persentase phenol formaldehida, semakin besar pula rusak bagian tepinya.

Berdasarkan syarat umum dan syarat khusus JIS (Japanese Industrial

Standard) A 5908 – 2003 : Particleboard(16) dari penilaian visual, partikel kasar

pada permukaan, noda serbuk, noda minyak dan rusak pada bagian tepi maka

ditarik kesimpulan bahwa papan partikel dengan kandungan phenol formaldehida

0% dan 2,5% masuk kategori A. Kadar phenol formaldehida 5%, dan 7,5% di

kategorikan pada mutu B.

4.1.8. Analisa Uji Daya Serap Air

Hasil pengujian daya serap air pada setiap persentase phenol untuk

perendaman 2 jam dan 24 jam diperlihatkan pada tabel di bawah ini :

Tabel 4.9. Hasil perhitungan daya serap setelah 2 jam

1 25,43 29,56 16,2406606 18,34 26,81 46,1832 21,28 26,17 22,9793 21,85 28,61 30,93822 23,98 29,24 21,9349458 20,25 27,57 36,1481 21,62 26,97 24,7456 22,45 28,17 25,47883 24,38 30,35 24,4872847 19,08 27,66 44,9686 21,24 26,71 25,7533 21,05 26,67 26,69834 21,27 26,54 24,7766808 18,4 26,18 42,2826 21,64 27,4 26,6174 19,92 27,85 39,80925 25,5 30,29 18,7843137 23,27 30,32 30,2965 21,15 27,36 29,3617 21,52 28,53 32,57436 22,16 29,48 33,032491 21,37 29,82 39,5414 20,18 26,67 32,1606 19,73 26,14 32,4886

Ba Bk Ba DayaSerap

DayaSerap

BkNo. Benda Uji

0,0%Kadar PhenolFormaldehida

2,5%

Ba Bk

5,0%

Bk Ba

7,5%

Daya SerapDayaSerap


80


Tabel 4.10. Deviasi perhitungan daya serap setelah 2 jam

Kadar Phenol

Formaldehida0,0% 2,5% 5,0% 7,5%

No. Benda Uji Daya Serap Daya Serap Daya Serap Daya Serap

1 16,24* 46,18* 22,98* 30,94

2 21,93 36,15 24,75 25,48*

3 24,49 44,97 25,75 26,70

4 24,78 42,28 26,62 39,81*

5 18,78 30,30* 29,36 32,57

6 33,03* 39,54 32,16* 32,49

Rata-rata 23,21 39,90 26,94 31,33

Standar Deviasi 5,837 5,954 3,321 5,111

X + SD 29,05 45,86 30,26 36,44X - SD 17,372 33,949 23,616 26,220

*tidak masuk batas bawah dan batas atas standar deviasi

Tabel 4.11. Hasil perhitungan daya serap setelah 24 jam

1 25,43 32,16 26,465 18,34 29,12 58,779 21,28 29,56 38,910 21,85 30,92 41,5102 23,98 33,05 37,823 20,25 30,21 49,185 21,62 30,39 40,564 22,45 30,23 34,6553 24,38 33,13 35,890 19,08 29,73 55,818 21,24 30,03 41,384 21,05 29,29 39,1454 21,27 30,28 42,360 18,4 28,89 57,011 21,64 30,46 40,758 19,92 29,89 50,0505 25,5 32,74 28,392 23,27 32,71 40,567 21,15 30,71 45,201 21,52 31,26 45,2606 22,16 32,83 48,150 21,37 31,91 49,321 20,18 29,58 46,581 19,73 29,18 47,897

BkBa DayaSerap

No. Benda Uji Ba DayaSerap

BaBk DayaSerap

BkBkDaya Serap

Ba

5,0% 7,5%Kadar PhenolFormaldehida

0,0% 2,5%


81


Tabel 4.12. Deviasi hasil perhitungan daya serap setelah 24 jam

Kadar Phenol

Formaldehida0,0% 2,5% 5,0% 7,5%


1 26,46* 58,78* 38,91* 41,51

2 37,82 49,19 40,56 34,65*

3 35,89 55,82 41,38 39,14

4 42,36 57,01 40,76 50,05*

5 28,39 40,57* 45,20 45,26

6 48,15* 49,32 46,58* 47,90

Rata-rata 36,51 51,78 42,23 43,09

Standar Deviasi 8,230 6,799 2,981 5,753

X + SD 44,74 58,58 45,21 48,84

X - SD 28,284 44,981 39,252 37,333


Grafik 4.1. Hasil perhitungan daya serap air setelah 2 jam dan 24 jam

Pada JIS (Japanese Industrial Standard) A 5908 – 2003: Particleboard(16)

tidak ada syarat nominal daya serap papan partikel. Nilai daya serap ini hanya

sebagai informasi yang menggambarkan tentang bagaimana kemampuan papan

untuk menyerap air. Dari Grafik 4.1. daya serap baik setelah proses perendaman 2

jam maupun 24 jam di atas didapat untuk persentase phenol 2,5% memiliki daya

serap yang terbesar dibandingkan dengan persentase lain. Hal ini diduga akibat

suhu leleh phenol formaldehida yang lebih kecil dari suhu kempanya, yaitu 130o.

0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.00

0,0%

81



Kadar Phenol

Formaldehida0,0% 2,5% 5,0% 7,5%


1 26,46* 58,78* 38,91* 41,51

2 37,82 49,19 40,56 34,65*

3 35,89 55,82 41,38 39,14

4 42,36 57,01 40,76 50,05*

5 28,39 40,57* 45,20 45,26

6 48,15* 49,32 46,58* 47,90

Rata-rata 36,51 51,78 42,23 43,09

Standar Deviasi 8,230 6,799 2,981 5,753

X + SD 44,74 58,58 45,21 48,84

X - SD 28,284 44,981 39,252 37,333










2,5% 5,0% 7,5%

Uji Daya Serap

2 jam

24 jam

81



Kadar Phenol

Formaldehida0,0% 2,5% 5,0% 7,5%


1 26,46* 58,78* 38,91* 41,51

2 37,82 49,19 40,56 34,65*

3 35,89 55,82 41,38 39,14

4 42,36 57,01 40,76 50,05*

5 28,39 40,57* 45,20 45,26

6 48,15* 49,32 46,58* 47,90

Rata-rata 36,51 51,78 42,23 43,09

Standar Deviasi 8,230 6,799 2,981 5,753

X + SD 44,74 58,58 45,21 48,84

X - SD 28,284 44,981 39,252 37,333











82


Dengan jumlah phenol yang lebih sedikit, phenolnya akan cepat mengeras

sebelum semua cacah aseptik dapat mengeras secara sempurna, sehingga

menimbulkan banyak terdapatnya rongga yang dapat menyebabkan papan partikel

lebih banyak menyerap air.

4.1.9. Analisa Uji Kadar Air

Hasil pengujian kadar air disajikan dalam Tabel 4.13. serta deviasi yang

terjadi pada Tabel 4.14. berikut :

Tabel 4.13. Hasil perhitungan Kadar air

Tabel 4.14. Deviasi hasil perhitungan Kadar air

Kadar Phenol

Formaldehida0,0% 2,5% 5,0% 7,5%

No. Benda Uji Kadar Air Kadar Air Kadar Air Kadar Air

1 2,83 3,19 3,85 4,38

2 3,46 3,36 3,74 4,35

3 2,93 3,79 3,89 4,42

4 2,42 0,89* 2,30 0,91

5 2,16 0,94* 1,77* 0,80*

6 6,10* 1,73 2,09 1,36

Rata-rata 3,32 2,32 2,94 2,71

Standar Deviasi 1,436 1,288 0,986 1,850

X + SD 4,75 3,60 3,93 4,56

X - SD 1,879 1,028 1,955 0,855


1 91,54 88,95 2,829 99,12 95,96 3,188 96,97 93,24 3,847 93,78 89,67 4,3832 101,5 97,96 3,459 95 91,81 3,358 96,14 92,54 3,745 94,65 90,53 4,3533 98,05 95,18 2,927 89,49 86,1 3,788 83,61 80,36 3,887 92,96 88,85 4,4214 93,92 91,65 2,417 90,1 89,3 0,8879 81,59 79,71 2,304 87,05 86,26 0,90755 99,6 97,45 2,1586 92,59 91,72 0,9396 85,4 83,89 1,7681 90,79 90,06 0,80416 87,03 81,72 6,1013 83,17 81,73 1,731 85,48 83,69 2,094 84,29 83,14 1,364

Kadar PhenolFormaldehida

0,0% 2,5%

No. Benda Uji Ba Bk BaBk BkKadar

Air

5,0% 7,5%

KadarAir

BaKadar

AirBa Bk

KadarAir


83


Grafik 4.2. Hasil perhitungan Kadar air


Standard) A 5908 – 2003 : Particleboard(16) kadar air yang diijinkan adalah 5% -

13 %. Kandungan kadar air yang berada di dalam semua benda uji adalah

memenuhi persyaratan. Dilihat dari pola Grafik 4.2. kadar air yang dihasilkan

bahwa semakin besar persentase perekat phenol formaldehidanya maka semakin

besar kadar airnya. kemungkinan fenomena ini di akibatkan akibat cacat rongga

pada papan yang dihasilkan oleh papan dengan persentase perekat yang besar,

sehingga rongga-rongga ini terisi oleh lembab udara kamar, sehingga kadar air

yang dihasilkannya cukup besar. Selain itu perekat phenol formaldehida yang

bersifat cair dengan massa jenis 1,1 gram/cm3 hampir mendekati air yang

memberikan kontribusi menambah kadar air pada papan partikel.

4.1.10. Analisa Uji Kerapatan

Hasil pengujian kerapatan serta deviasi yang terjadi disajikan dalam Tabel

4.15.dan 4.16. berikut :

Tabel 4.15. Hasil perhitungan uji kerapatan phenol 0% dan 2,5%

0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.505.00

0,0%

Batas Minimal 5%

1 10 10,1 1,028 103,828 91,54 0,882 10,2 10,1 1,03 106,111 99,12 0,9342 10,32 10,31 1,053 112,038 101,47 0,906 10,3 10,3 0,988 104,817 95 0,9063 10,24 10,29 1,028 108,320 98,05 0,905 10,25 10,25 0,975 102,436 89,49 0,8744 10,27 10,22 1,012 106,219 93,92 0,884 10,25 10,1 0,95 98,349 90,1 0,9165 10,05 9,97 1,03 103,204 99,6 0,965 10,05 10,1 1,05 106,580 92,59 0,8696 10,1 9,95 0,99 99,490 87,03 0,875 10 9,98 1 99,800 83,17 0,833

Ba Kerapatanp l t p l t


No. Benda Uji Ba Kerapatan Volume (cm3)

0%

Volume (cm3)

2,5%

83


















2,5% 5,0% 7,5%

Uji Kadar Air

0,0%

2,5%

5,0%

7,5%

Batas Minimal 5%

1 10 10,1 1,028 103,828 91,54 0,882 10,2 10,1 1,03 106,111 99,12 0,9342 10,32 10,31 1,053 112,038 101,47 0,906 10,3 10,3 0,988 104,817 95 0,9063 10,24 10,29 1,028 108,320 98,05 0,905 10,25 10,25 0,975 102,436 89,49 0,8744 10,27 10,22 1,012 106,219 93,92 0,884 10,25 10,1 0,95 98,349 90,1 0,9165 10,05 9,97 1,03 103,204 99,6 0,965 10,05 10,1 1,05 106,580 92,59 0,8696 10,1 9,95 0,99 99,490 87,03 0,875 10 9,98 1 99,800 83,17 0,833




0%

Volume (cm3)

2,5%

83


















0,0%

2,5%

5,0%

7,5%

Batas Minimal 5%

1 10 10,1 1,028 103,828 91,54 0,882 10,2 10,1 1,03 106,111 99,12 0,9342 10,32 10,31 1,053 112,038 101,47 0,906 10,3 10,3 0,988 104,817 95 0,9063 10,24 10,29 1,028 108,320 98,05 0,905 10,25 10,25 0,975 102,436 89,49 0,8744 10,27 10,22 1,012 106,219 93,92 0,884 10,25 10,1 0,95 98,349 90,1 0,9165 10,05 9,97 1,03 103,204 99,6 0,965 10,05 10,1 1,05 106,580 92,59 0,8696 10,1 9,95 0,99 99,490 87,03 0,875 10 9,98 1 99,800 83,17 0,833




0%

Volume (cm3)

2,5%


84



Tabel 4.17. Deviasi hasil perhitungan Kerapatan

Kadar Phenol

Formaldehida0,0% 2,5% 5,0% 7,5%

No. Benda Uji Kerapatan Kerapatan Kerapatan Kerapatan

1 0,882 0,934* 0,934* 0,903

2 0,906 0,906 0,903 0,894

3 0,905 0,874 0,908 0,897

4 0,884 0,916 0,874 0,894

5 0,965* 0,869 0,863* 0,911

6 0,875 0,833* 0,878 0,823*

Rata-rata 0,903 0,889 0,893 0,887

Standar Deviasi 0,033 0,037 0,026 0,032

X + SD 0,936 0,926 0,920 0,919

X – SD 0,870 0,852 0,867 0,855


10,1 10 1,028 103,828 96,97 0,93 10,1 10,1 1,02 103,846 93,78 0,9010,05 10,06 1,053 106,461 96,14 0,90 10,03 10,1 1,05 105,862 94,65 0,89

10 10,01 0,92 92,092 83,61 0,91 10,13 10,13 1,01 103,643 92,96 0,909,99 9,91 0,943 93,358 81,59 0,87 10,15 10,1 0,95 97,389 87,05 0,899,91 9,99 1 99,001 85,4 0,86 10 9,97 1 99,700 90,79 0,919,93 9,9 0,99 97,324 85,48 0,88 10 9,76 1,05 102,480 84,29 0,82

p l Volume (cm3) Ba

5,0% 7,5%

Ba KerapatanKerapatan Volume (cm3)t p l t


85


Grafik 4.3. Hasil perhitungan Kerapatan


Standard) A 5908 – 2003 : Particleboard(16) kerapatan yang diijinkan adalah 0,4

gr/cm3 - 0,9gr/cm3. Dari semua benda uji yang ada adalah memenuhi syarat. Dari

Grafik 4.3.di atas dapat dilihat pola bahwa semakin besar persentase phenol maka

semakin besar kerapatan yang didapat. Bila dilihat pada nilai massa jenis masing-

masing phenol formaldehida memiliki massa jenis yang lebih besar ketimbang

massa jenis aseptik. Phenol formaldehida dengan massa jenis (1,1 gram/cm3) dan

aseptik dengan massa jenis (0,62 gram/cm3). Hal ini dimungkinkan karena massa

jenis aseptik bersifat padat sehingga pada proses pengempaan panas massa aseptik

lebih stabil ketimbang phenol formaldehida yang bersifat cair sehingga berpotensi

menguap pada proses pengempaan panas sehingga terjadi penurunan massa.

Sehingga benda uji dengan persentase aseptik yang lebih banyak memiliki nilai

kerapatan yang tinggi. Dari semua nilai kerapatan pada masing-masing benda uji

rata-rata dibawah target perencanaan pembuatan benda uji, yaitu 1,1 gram/cm3,

dikarenakan sebagian massa phenol formaldehida yang bersifat cair menguap

sehingga terjadi penurunan massa yang berdampak pada turunya nilai kerapatan.

4.1.11. Analisa Uji Pengembangan Tebal

Hasil pengujian pengembangan tebal disajikan dalam Tabel 4.18. dan

Tabel 4.19. serta deviasi yang terjadi pada Tabel 4.20. dan Tabel 4.21 berikut :

0.810

0.900

0,0%

0.890

85






















2,5% 5,0% 7,5%

0.891 0.899 0.900Kerapatan %

85






















0,0%

2,5%

5,0%

7,5%


86


Tabel 4.18. Hasil perhitungan pengembangan tebal setelah 2 jam

Kadar Phenol

Formaldehida0,0% 2,5% 5,0% 7,5%

No. Benda

UjiTa Tk Swelling Ta Tk Swelling Ta Tk Swelling Ta Tk Swelling

1 0,97 1,1 13,40 0,98 1,13 15,31 0,9 1 11,111 0,97 1,05 8,25

2 1 1,03 3,00 0,96 1 4,17 0,95 1,09 14,737 1 1,1 10,00

3 0,97 1,08 11,34 1 1,2 20,00 0,95 1,04 9,4737 0,9 1 11,11

4 0,95 1,05 10,53 0,96 1,13 17,71 0,95 1 5,2632 0,95 1,1 15,79

5 0,96 1,08 12,50 1,06 1,16 9,43 0,95 1,03 8,4211 1 1,11 11,00

6 0,97 1,12 15,46 1,06 1,22 15,09 0,96 1,03 7,2917 0,9 1 11,11

Tabel 4.20. Deviasi hasil perhitungan pengembangan tebal setelah 2 jam

Kadar Phenol

Formaldehida0,0% 2,5% 5,0% 7,5%

No. Benda Uji Swelling Swelling Swelling Swelling

1 13,40 15,31 11,11 8,25*

2 3,00* 4,17* 14,74* 10,00

3 11,34 20,00* 9,47 11,11

4 10,53 17,71 5,26* 15,79*

5 12,50 9,43 8,42 11,00

6 15,46* 15,09 7,29 11,11

Rata-rata 11,04 13,62 9,38 11,21

Standar Deviasi 4,296 5,819 3,284 2,501

X + SD 15,33 19,44 12,67 13,71

X - SD 6,743 7,799 6,099 8,709



87


Tabel 4.21. Hasil perhitungan pengembangan tebal setelah 24 jam

Kadar Phenol

Formaldehida0,0% 2,5% 5,0% 7,5%

No. Benda

UjiTa Tk Swelling Ta Tk Swelling Ta Tk Swelling Ta Tk Swelling

1 0,97 1,11 14,43 0,98 1,23 25,51 0,9 1,09 21,111 0,97 1,18 21,65

2 1 1,22 22,00 0,96 1,22 27,08 0,95 1,12 17,895 1 1,17 17,00

3 0,97 1,18 21,65 1 1,24 24,00 0,95 1,15 21,053 0,9 1,1 22,22

4 0,95 1,19 25,26 0,96 1,21 26,04 0,95 1,11 16,842 0,95 1,12 17,89

5 0,96 1,14 18,75 1,06 1,28 20,75 0,95 1,13 18,947 1 1,19 19,00

6 0,97 1,24 27,84 1,06 1,24 16,98 0,96 1,14 18,75 0,9 1,15 27,78

Tabel 4.22. Deviasi hasil perhitungan pengembangan tebal setelah 24 jam

Kadar Phenol

Formaldehida0,0% 2,5% 5,0% 7,5%

No. Benda Uji Swelling Swelling Swelling Swelling

1 14,43* 25,51 21,11* 21,65

2 22,00 27,08 17,89 17,00

3 21,65 24,00 21,05* 22,22

4 25,26 26,04 16,84* 17,89

5 18,75 20,75 18,95 19,00

6 27,84* 16,98* 18,75 27,78*

Rata-rata 21,66 23,40 19,10 20,92

Standar Deviasi 4,731 3,836 1,706 3,936

X + SD 26,39 27,23 20,81 24,86

X - SD 16,924 19,560 17,394 16,988



88


Grafik 4.4. Hasil perhitungan Pengembangan tebal

Berdasarkan syarat dan ketentuan (Japanese Industrial Standard) A 5908 –

2003: Particleboard(16) pengembangan tebal yang dijinkan adalah tidak lebih dari

12% dari tebal awal. Dari Grafik 4.4. Pengembangan tebal pada proses

perendaman 2 jam yang terjadi cukup baik dan masih memenuhi syarat yang

diijinkan . Namun untuk proses perendaman 24 jam pengembangan tebal yang

terjadi melebihi batas yang diijinkan. Hal ini diduga akibat partikel kertas pada

aseptik yang mudah menyerap air sehingga kadar air yang dihasilkan pun cukup

besar .

4.1.12. Analisa Kuat Tarik (Internal Bond)

Hasil pengujian uji keteguhan tarik tegak lurus permukaan serta deviasi

yang terjadi disajikan dalam Tabel 4.20. dan Tabel 4.21. berikut :

Tabel 4.23. Hasil perhitungan uji kuat tarik (Internal Bond)

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

0,0% 2,5%

88










besar .





2,5% 5,0% 7,5%

2 jam

24 jam

88










besar .






89


Tabel 4.24. Deviasi hasil perhitungan uji kuat tarik (Internal Bond)

Kadar Phenol

Formaldehida0.0% 2.5% 5.0% 7.5%

No. Benda UjiIB

(N/mm2)

IB

(N/mm2)

IB

(N/mm2)

IB

(N/mm2)

1 0.1523 0.1749* 0.1474 0.1553*

2 0.1697* 0.1473 0.1723* 0.1392

3 0.1733* 0.1514 0.1268* 0.1342

4 0.1429 0.1602 0.1428 0.1458

5 0.1553 0.1331* 0.1495 0.1585*

6 0.1444 0.1358 0.1412 0.1298*

Rata-rata 0.1563 0.1504 0.1467 0.1438

Standar Deviasi 0.0127 0.0156 0.0149 0.0115

X + SD 0.1690 0.1660 0.1615 0.1553X – SD 0.1436 0.1348 0.1318 0.1323


Grafik 4.5. Hasil perhitungan perhitungan uji Kuat Tarik Tegak Lurus


Standard) A 5908 – 2003 : Particleboard(16) pengujian Internal Bond memiliki

tarik sebesar minimum 0,3 MPa untuk tipe 18; 0,2 MPa untuk tipe 13; dan 0,15

MPa untuk tipe 8. Dari Grafik 4.5. tidak ada benda uji yang memenuhi syarat

minimal tipe 8 sebesar 0,15 MPa, hasil yang rendah pada papan partikel aseptik-

phenol formaldehida menggambarkan bahwa bahan aseptik khususnya bagian


90


terluar yaitu plastik kurang bereaksi atau rekat dengan perekat phenol

formaldehida, terbukti dengan nilai kuat tariknya yang bernilai kecil. Dilihat dari

pola Grafik 4.5. yang dihasilkan bahwa semakin besar persentase aseptiknya maka

semakin besar nilai kuat tariknya.

4.1.13. Analisa Uji Lentur dan Modulus Elastisitas Arah Panjang

Contoh perhitungan kuat lentur dan modulus elastisitas untuk benda uji

cacah aseptik : phenol formaldehida = 100 % : 5 % sebagai berikut :

1. Akibat Beban P

Posisi beban terpusat tepat pada tengah bentang dengan perletakan sendi

rol sesuai pada Gambar 4.5. berikut :

Gambar 4.5. Tumpuan sendi rol akibat beban P

Kemudian dari alat universal testing machine didapat beban dan lendutan

yang disajikan dalam tabel Tabel 4.24:

Tabel 4.25. Data beban dan lendutan

NO PhenolBEBAN

(N)

∆L

(mm)

1 5% 0,00 0,00

2 5% 44,384 1,717

3 5% 100,873 2,617

4 5% 181,117 3,967

5 5% 193,271 4,200

6 5% 246,369 5,450

7 5% 274,237 6,283

8 5% 303,570 7,450

9 5% 322,783 8,450

10 5% 338,760 10,267


91


2. Akibat Beban Sendiri

Berikut pada Gambar 4.6. model pembebanan akibat beban sendiri serta

properti penampang benda uji pada Gambar 4.7.

Gambar 4.6. Tumpuan sendi rol akibat beban sendiri

Gambar 4.7. Penampang benda uji papan partikel

Properti Penampang

Iy = 1/12 x B x H³ = 4310,09 mm4

A = B x H = 507,02 mm2

3. Momen dan Diagram Momen Akibat Beban P

Pada Gambar 4.8. dibawah ini di tampilkan bidang momen akibat beban P.

Serta persamaan dan nilai momen yang disajikan pada Tabel 4.26.

50,2

10,1

91







Properti Penampang

Iy = 1/12 x B x H³ = 4310,09 mm4

A = B x H = 507,02 mm2




50,2

10,1

91







Properti Penampang

Iy = 1/12 x B x H³ = 4310,09 mm4

A = B x H = 507,02 mm2




50,2

10,1


92


P

12703,48875Nmm

Gambar 4.8. Bidang momen akibat beban P

Reaksi Perletakan

VA = P/2 VB = P/2

VA = 169,37985 N VB = 169,37985 N

Tabel 4.26. Persamaan momen akibat beban P

No Interval P (N) Persamaan Momen x (mm) Momen (Nmm)

1 0 < x < 75 338,76 169,38x 0 75 0 12703,489

2 0 < x < 75 338,76 169,38x 0 75 0 12703,489

4. Momen dan Diagram Momen Akibat Beban Sendiri

Pada Gambar 4.9. berikut di tampilkan bidang momen akibat beban sendiri.

Kerapatan= 0.9 gr/cm3

q = 0.045 N/cm'

q = 0.004 N/mm'

L = 150 mm

92


P

12703,48875Nmm


Reaksi Perletakan

VA = P/2 VB = P/2

VA = 169,37985 N VB = 169,37985 N



1 0 < x < 75 338,76 169,38x 0 75 0 12703,489

2 0 < x < 75 338,76 169,38x 0 75 0 12703,489




q = 0.045 N/cm'

q = 0.004 N/mm'

L = 150 mm

92


P

12703,48875Nmm


Reaksi Perletakan

VA = P/2 VB = P/2

VA = 169,37985 N VB = 169,37985 N



1 0 < x < 75 338,76 169,38x 0 75 0 12703,489

2 0 < x < 75 338,76 169,38x 0 75 0 12703,489




q = 0.045 N/cm'

q = 0.004 N/mm'

L = 150 mm


93


Gambar 4.9. Bidang momen akibat beban merata

Reaksi Perletakan

VA = qL/2 VB = qL/2

VA = 0.335 N VB = 0.335 N

Tabel 4.27. Persamaan momen akibat beban merata

No Interval P (N)Persamaan

Momenx (mm) Momen (Nmm)

1 0 < x < 75 0,004 0,335X -0,5qX2 0 75 0 12,577

5. Lendutan Di Titik C Akibat Beban P

Momen Area akibat beban P terlihat pada Gambar 4.10.

Gambar 4.10. Momen area akibat beban terpusat

Q1 = 476381/EI Ra = 476381/EI

Q2 = 476381/EI Rb = 476381/EI

ΔC = MC = (Ra x 75-(Q1 x 1/3 x75)

12.58 N mm

12703,489/EI

2/3 751/3 75

Q1 Q2Ra Rb

Δ C

93



Reaksi Perletakan

VA = qL/2 VB = qL/2

VA = 0.335 N VB = 0.335 N




1 0 < x < 75 0,004 0,335X -0,5qX2 0 75 0 12,577




Q1 = 476381/EI Ra = 476381/EI

Q2 = 476381/EI Rb = 476381/EI

ΔC = MC = (Ra x 75-(Q1 x 1/3 x75)

12.58 N mm

12703,489/EI

2/3 751/3 75

Q1 Q2Ra Rb

Δ C

93



Reaksi Perletakan

VA = qL/2 VB = qL/2

VA = 0.335 N VB = 0.335 N




1 0 < x < 75 0,004 0,335X -0,5qX2 0 75 0 12,577




Q1 = 476381/EI Ra = 476381/EI

Q2 = 476381/EI Rb = 476381/EI

ΔC = MC = (Ra x 75-(Q1 x 1/3 x75)

12.58 N mm

12703,489/EI

2/3 751/3 75

Q1 Q2Ra Rb

Δ C


94


ΔC = MC = 23819041,41

EI

Dari data pengujian didapat :

∆C= 10,27 mm

Sehingga

10,27 = 23819041

EI

E = 23819041

I x11,57

E = 538,28N/mm2

6. Lendutan Di Titik C Akibat Beban Sendiri


Gambar 4.11. Momen area akibat beban sendiri

Q1 = 2/3 x Mc x 0,5L

Q2 = 2/3 x Mc x 0,5L

Q1 = 628,86 Ra' = 628,86

Q2 = 628,86 Rb' = 628,86

ΔC = MC = ( Ra' x 75) - (Q1 x 3/8 x 75)

ΔC = MC = 29477,86

EI

Dari data pengujian didapat

∆C = 10,27 Mm

E = 0.666 N/mm2

12,58/EI

Q1 Q23/8 (75)5/8 (75)

Ra’ Rb’


95


7. Total Lendutan Di Titik C

Total Lendutan Di Titik C

ΔC = MC = (M akibat P + M akibat BS)/EI

ΔC = MC = 23848519,37

EI


∆C = 10,267

E = 538,95

8. Tegangan Akibat Momen Lentur / Kuat Lentur

Khusus untuk kuat lentur tegangan hanya diambil ketika P maksimum.

Diagram tegangan seperti terlihat pada Gambar 4.12 berikut :

Gambar 4.12. Diagram tegangan

Tegangan Lentur =

Sehingga :

Teg. Max = 12715,83x (10,1/2)

I

Teg. Max = 14,9 Mpa

Teg. Min = -14,9 Mpa

9. Regangan

Hubungan Kurva Elastis Maka :

Dimana :

I.

Y1 2/32

22

])/([1/1dxdvdxvd

10,1 mm

50,2 mm

-14,87 Mpa

14,87 Mpa


96


Dengan Persamaan Lendutan

M = 12715,83

EI EI

1/ρ = 5,47E-03

ε = 0,027

10. Digram Regangan dan Tegangan

Langkah di atas dilakukan pada semua beban P yang ada dan ditampilkan

dalam sebuah tabel, sehingga dari digram beban vs lendutan bisa di konversi

menjadi diagram regangan vs tegangan seperti yang disajikan pada Tabel

4.28.

Tabel 4.28. Tegangan vs Regangan

Tegangan (Mpa) Ε

P P+BS P P + BS

0 0,0144571 0 0

1,950 1,965 0,00462344 0,0046142

4,432 4,447 0,00704711 0,0070409

7,958 7,972 0,01068361 0,0106783

8,492 8,506 0,01131166 0,0113064

10,825 10,839 0,01467833 0,0146730

12,049 12,064 0,01692255 0,0169170

13,338 13,353 0,02006516 0,0200592

14,182 14,197 0,02275833 0,0227520

14,884 14,899 0,02765144 0,0276441


97


00.0046142

0.0070409

0.01067830.0113064

0.01467300.0169170

0.02005920.0227520 0.0276441

02468

10121416

0 0.01 0.02 0.03

Tega

ngan

(MPa

)

Regangan (ε)

Tegangan Vs Regangan

Dari Tabel 4.25 di dapat grafik beban vs lendutan seperti Grafik 4.6:

Grafik 4.6. Beban vs lendutan

Dari Tabel 4.28 diatas di dapat grafik Tegangan vs Regangan seperti

Grafik 4.7 dibawah ini :

Grafik 4.7. Tegangan vs Regangan

0.001.78

3.83

5.88

7.829.15

12.3215.57

18.98 21.93

0.00100.00200.00300.00400.00500.00600.00700.00800.00

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00

Beb

an (N

)

Lendutan (mm)

Beban Vs LendutanPF 2 Lapis

Slope Tangen

Slope Secant


98


Diagram beban vs lendutan yang dihasilkan pada uji modulus elastisitas

ternyata sama dengan digram tegangan vs regangan yang didapat melalui

hasil perhitungan.

11. Menentukan Nilai Modulus Elastisitas

a. Metode Tangent, Secant, dan JIS

Untuk metode Tangent dan Secant menggunakan rumus yang sudah

dijelaskan pada bab sebelumnya :MOE =Dimana:


B adalah lebar (cm).

D adalah tebal (cm).

M adalah kemiringan garis linier (ΔP/ ΔY)

Tabel 4.29. Perbandingan nilai modulus ASTM C-580-02 dan JIS

b. Metode Pendekatan

JIS


99


Nilai modulus elastisitas berdasarkan persamaan lendutan ;


Dimana,

Tabel 4.30. Fungsi lendutan f(x)

X Y0 0

½ (150) -10,27150 0

Grafik 4.8. Lendutan f(x)

Tabel 4.2 dan Grafik 4.8 di atas menampilkan fungsi lendutan f (x) atau

kelengkungan akibat beban P.


y = 0,001748156x2 - 0,262223333x= 0.00349= 0.00349

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0-10 30

Y

1

99




Dimana,


X Y0 0

½ (150) -10,27150 0





y = 0,001748156x2 - 0,262223333x= 0.00349= 0.00349

y = 0.001748156x2 - 0.262223333x

30 70 110 150

Y=F(x) Poly. (Y=F(x))

Y

1

99




Dimana,


X Y0 0

½ (150) -10,27150 0





y = 0,001748156x2 - 0,262223333x= 0.00349= 0.00349


100


1 = 0.00349[1 + (0.00349 ) ]x = jarak bentang

y = lendutan1 =Ix = 112 b h = 4962,57 mm

Tabel 4.31. Modulus Elastisitas Metode Pendekatan

jarak (x)mm ρ (mm) M (N.mm) E (N/mm2)

0 286,5330 0 075 316,4786 12374,9625 789,190528

150 412,0552 0 0

Dari 4 metode diatas di dapat data-data Modulus Elastisitas arah panjang

seperti Gambar 4.13. sebagai berikut :

Gambar 4.13. Pembebanan arah panjang

Berikut disajikan hasil pengujian modulus elastisitas berurutan dari metode

tangent, secant, JIS dan Pendekatan pada Tabel 4.32, Tabel 4.33, Tabel 4.34,

dan Tabel 4.35.

Tabel 4.32 . Hasil perhitungan modulus elastisitas arah panjang metode Tangent

Tekanan Benda Modulus Of Elastiscity (Mpa)


101


Hidrolik Uji 0% 2,50% 5% 7,50%

Tangent Tangent Tangent Tangent

25 kg/cm2

1 248,41* 566,56 363,68 656,61

2 1066,40* 574,71 649,30 263,83*

3 607,24 748,225 1352,96* 479,17

4 443,02 828,54* 650,58 450,69

5 826,55 247,79* 466,85 788,493*

6 399,61 645,22 428,64 418,14

Rata-rata 598,54 601,84 652,00 509,49

Standar Deviasi 302,429 201,017 362,946 185,773

X + SD 900,97 802,86 1014,95 695,26

X – SD 296,111 400,824 289,056 323,715

Hasil rerata 569,11 556,50 511,81 501,15


Tabel 4.33. Hasil perhitungan modulus elastisitas arah panjang metode Secant

Tekanan

Hidrolik

Benda

Uji

Modulus Of Elastiscity (Mpa)

0% 2,50% 5% 7,50%

Secant Secant Secant Secant

25 kg/cm2

1 248,886* 515,525 341,239* 663,804*

2 994,392* 566,007 634,085 362,402*

3 775,206 693,856 960,228* 476,730

4 420,144 803,496 765,697 440,850

5 809,948 307,763* 331,496* 592,805

6 579,74 896,813* 554,125 421,622

Rata-rata 638,05 630,58 597,81 493,04

Standar Deviasi 274,835 212,792 244,748 113,375

X + SD 912,89 843,37 842,56 606,41

X – SD 363,218 417,785 353,063 379,660

Hasil rerata 668,43 644,72 651,30 483,00


Tabel 4.34. hasil perhitungan modulus elastisitas arah panjang metode JIS

Tekanan Benda Modulus Of Elastiscity (Mpa)


102


Hidrolik Uji 0% 2,50% 5% 7,50%

JIS JIS JIS JIS

25 kg/cm2

1 249,29* 519,23 342,74* 665,43

2 1067,35* 566,69 635,53 363,57*

3 776,70 695,37 962,63* 477,94

4 421,45 806,27 767,69 442,30

5 811,19 301,68* 454,91 771,87*

6 584,58 898,01* 555,38 423,64

Rata-rata 651,76 631,21 619,81 524,12

Standar Deviasi 294,374 215,051 222,598 158,778

X + SD 946,13 846,26 842,41 682,90

X – SD 357,385 416,157 397,213 365,347

Hasil rerata 648,48 646,89 603,37 502,33*tidak masuk batas bawah dan batas atas standar deviasi

Tabel 4.35.hasil perhitungan modulus elastisitas arah panjang metodependekatan

TekananHidrolik

BendaUji

Modulus Of Elastiscity (Mpa)0% 2,5% 5% 7,5%

Pendekatan Pendekatan Pendekatan Pendekatan

25kg/cm2

1 249,29* 519,23 342,74* 665,432 1067,35* 566,69 635,53 363,57*3 776,70 695,37 962,63* 477,944 421,45 806,27 767,69 442,305 806,36 301,68* 454,91 771,87*6 584,58 898,01* 555,38 423,64

Rata-rata 651,76 631,21 619,81 524,12Standar Deviasi 294.374 215.051 222.598 158.778

X + SD 946,13 846,26 842,41 682,90X - SD 357.385 416.157 397.213 365.347

Hasil Rata 647,27 646,89 603,37 502,33*tidak masuk batas bawah dan batas atas standar deviasi


103


Grafik 4.9. Hasil perhitungan modulus elastisitas arah panjang metode Tangent

Grafik 4.10. Hasil perhitungan modulus elastisitas arah panjang metode Secant

Grafik 4.11. Hasil perhitungan modulus elastisitas arah panjang metode JIS

0

500

1000

1500

2000

0,00%Tangent 569.11

Mpa

0

500

1000

1500

2000

0,00%Secant 668.43

Mpa

0

500

1000

1500

2000

0.00%Actual 648.48

Mpa

103





0,00% 2,50% 5,00% 7,50%569.11 556.5 511.81 501.15

Grafik Modulus ElastisitasMetode Tangent

0,00% 2,50% 5,00% 7,50%668.43 644.72 651.3 483

Grafik Modulus ElastisitasMetode Secant

0.00% 2,50% 5.00% 7,50%648.48 646.89 603.37 502.33

Grafik ModulusElastisitas Metode JIS

103





7,50%501.15

7,50%483


104


Grafik 4.12. Hasil perhitungan modulus elastisitas arah panjang metode

Pendekatan

Grafik 4.13. Hasil rekap perhitungan modulus elastisitas 4 metode

0.00500.00

1000.001500.002000.002500.003000.00

0%Pendekatan 661.10

661.10

Mpa

0200400600800

1000

0,00%Tangent 568.12Secant 645.05JIS 485.35Pendekatan 661.10

568.12645.05485.35

Mpa

104



Pendekatan


0% 2.5% 5% 7.5%661.10 660.71 616.27 513.06

661.10 660.71 616.27 513.06

Grafik ModulusElastisitas Metode

Pendekatan

0,00% 2,50% 5,00% 7,50%568.12 556.5 511.81 501.15645.05 644.72 651.30 483.00485.35 463.55 452.69 346.63661.10 660.71 616.27 513.06

568.12 556.5 511.81 501.15645.05 644.72 651.30

483.00485.35 463.55 452.69 346.63661.10 660.71 616.27 513.06

Grafik Rekap ModulusElastisitas 4 Metode

104



Pendekatan


513.06

513.06

7,50%501.15483.00346.63513.06

483.00346.63

513.06


105


Grafik 4.14. Modulus of Rupture papan partikel

Dari Grafik 4.9. sampai dengan Grafik 4.11. modulus elastisitas yang

dihasilkan pada pembebanan arah panjang dapat dilihat pola bahwa semakin

besar persentase aseptik maka semakin besar kerapatan yang didapat. Baik

hasil dari metode tangent, secant, maupun actual, semua menunjukkan pola

yang sama. Hal ini menunjukkan persentase aseptik sangat mempengaruhi

terhadap nilai modulus benda uji dibanding persentase perekat phenol

formaldehida. Sehingga benda uji dengan persentase aseptik yang lebih

banyak mempunyai nilai modulus elastisitas yang lebih baik dibanding benda

uji yang lebih sedikit persentase aseptiknya. Tetapi nilai modulus yang

dihasilkan dari papan partikel yang semuanya dibawah 800 MPa masih

dibawah standar papan biasa tipe 18 yang menurut JIS (Japanese Industrial

Standard) A 5908 – 2003: Particleboard(16) harus memenuhi nilai 3000 MPa

baik dalam arah panjang maupun arah lebar. Bahkan untuk mencapai papan

biasa tipe 8 dengan nilai minimum harus memenuhi 2000 MPa masih jauh

untuk menjangkaunya. Apalagi untuk mencapai papan partikel struktural

yang harus mencapai nilai modulus elastisitas minimum 3000 MPa dalam

arah panjang.

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

18.00

0,0%

Modulus of Rupture

105



















arah panjang.

2,5% 5,0% 7,5%

Modulus of Rupture

105



















arah panjang.

0,0%

2,5%

5,0%

7,5%


106


Bila dibandingkan arah panjang yang dipakai dengan arah lebar melalui

penelitian sebelumnya, maka didapat modulus elastisitas arah panjang jauh

lebih besar daripada arah lebar sehingga cukup memakai arah panjang. Hal

ini kemungkinan pada arah panjang aseptik mmbentuk satu kesatuan

menyerupai rajutan, sehingga lebih kuat karena saling mengikat, beda halnya

pada posisi arah lebar aseptik cenderung saling bergesekan, yaitu antara

bagian terluar aseptik yaitu lapisan plastik dengan plastik atau plastik dengna

phenol formaldehida yang mempunyai traksi yang rendah apalagi dari analisa

kuat tarik tegak lurus bahwa phenol formaldehida kurang baik mengikatnya

dengan bahan yang terbuat dari plastik.

Ada perbedaan yang cukup mencolok nilai benda uji yang satu dengan

yang lainnya. Hal ini kemungkinan akibat ada benda uji yang diambil pada

bagian tepi papan, dimana bagian tepi papan cukup agak teropos karena

kurang menerima suhu pengempaan yang tidak cukup merata seperti yang

didapatkan pada bagian tengah papan.

4.2. Analisa Perancangan Campuran Papan Laminasi 2 Lapis dan 3 Lapis

Dari hasil pengujian papan partikel untuk lentur dan modulus elastisitas

diperoleh papan partikel dengan persentase phenol formaldehida 0% sebagai

benda uji yang terbaik. Oleh karena itu untuk perancangan campuran papan

laminasi 2 lapis dan 3 lapis menggunakan persentase phenol formaldehida 0%.

Selanjutnya antara lembaran tersebut akan dilapis dengan perekat panas jenis

phenol formaldehida yang selanjutnya akan dibandingkan dengan perekat dingin

jenis epoksi.

4.2.1. Perhitungan Benda Uji

4.2.1.1 Perhitungan Benda Uji untuk Laminasi 2 Lapis

Aseptik : Phenol Formaldehida = 100% : 0%




Maka :


107




= 990 gr


= 0 gr


= 990 gr


= 49,5 gr


= 1039,5 gr ≈ 1040 gr

4.2.1.2. Perhitungan Benda Uji untuk Laminasi 3 Lapis

Aseptik : Phenol Formaldehida = 100% : 0%



Dimensi papan partikel = 30 cm x 30 cm x 0,8 cm

Maka :



= 792gr


= 0 gr


= 792 gr


= 39,6gr


= 831,6 gr ≈ 832 gr


108


4.2.2. Analisa Pemotongan dan Kebutuhan Papan Laminasi

Pemotongan benda uji untuk papan laminasi seperti yang diperlihatkan

pada Gambar 4.14. sebagai berikut :

Gambar.4.14. Pola Pemotongan untuk uji papan laminasi

Keterangan :

I = Benda uji kuat lentur, modulus elastisitas arah panjang, dan kuat

geser

II = Benda uji keteguhan tarik tegak lurus permukaan

Kebutuhan benda papan partikel untuk semua pengujian papan laminasi

seperti tertera pada tabel 4.36 dan 4.37 berikut ini:

Tabel 4.36. Jumlah kebutuhan papan untuk uji laminasi 2 lapis

No Laminasi Ukuran Jumlah

1 Kuat Lentur 300x50x10 2 buah

2 Modulus Elastisitas 300x50x10 2 buah

3 Kuat Geser 300x50x10 2 buah

4 Kuat Tarik Tegak Lurus Permukaan 50x50x10 1 buah

I II


109


Tabel 4.37. Jumlah kebutuhan papan untuk uji laminasi 3 lapis

No Laminasi Ukuran Jumlah

1 Kuat Lentur 300x50x8 2 buah

2 Modulus Elastisitas 300x50x8 2 buah

3 Kuat Geser 300x50x8 2 buah

4 Kuat Tarik Tegak Lurus Permukaan 50x50x8 1 buah

Tabel 4.38. Kebutuhan aseptik papan laminasi sebelum dikempa

Pengujian (Tekanan 25 kg/cm2)

Kebutuhan Aseptik Papan Partikel SetelahDikempa Total

(gram)Phenol0%

(gram)

Phenol2,5%

(gram)

Phenol 5%(gram)

Phenol7,5%

(gram)(Internal Bond)

540,0 540,0 539,4 537,0 2156,4GeserTekan 135,0 135,0 134,9 134,3 539,1Konduktivitas spesimen 135,0 135,0 134,9 134,3 539,1Lentur & Modulus Elastisitas 499,5 499,5 498,9 496,7 1994,7

Total 5229,3

Tabel 4.39. Kebutuhan aseptik papan laminasi setelah dikempa

Pengujian (Tekanan 25 kg/cm2)

Kebutuhan Aseptik Papan Laminasi SetelahDikempa Total

(gram)UF UF Epoksi Epoksi2 lapis 3 lapis 2 lapis 3 lapis

(Internal Bond) 254,7 397,8 329,2 480,8 1462,4Geser 305,6 - 337,3 - 642,9Tekan - - 1350,0 1350,0Konduktivitas spesimen 611,2 - - - 611,2Lentur & Modulus Elastisitas 1528,0 2387,1 1686,6 2640,6 8242,3

Total 12308,9

4.2.3. Analisa Keteguhan Tarik Tegak Lurus Permukaan

Hasil pengujian uji keteguhan tarik tegak lurus permukaan Laminasi 2

lapis dengan perekat phenol formaldehida disajikan pada tabel 4.35, sedangkan

untuk laminasi 3 lapis dengan perekat dingin disajikan pada tabel 4.36.


110


Tabel 4.40. Hasil Perhitungan Uji Kuat Tarik Papan Laminasi 2 Lapis

Jenis

Perekat

Phenol Formaldehida Epoksi

p

(mm)

l

(mm)P (N)

IB

(N/mm2)

p

(mm)

l

(mm)P (N)

IB

(N/mm2)

1 55,15 54,00 1004,285 0,337 51,80 50,35 1095,98 0,259

2 51,90 51,90 567,470 0,211 51,80 49,00 1078,89 0,156

3 51,50 51,25 722,270 0,274 52,10 51,10 899,88 0,264

4 51,20 51,00 524,675 0,201 50,40 50,35 1024,91 0,233

5 51,70 51,35 814,805 0,307 50,85 49,00 1001,23 0,226

6 52,70 51,70 873,917 0,321 51,90 51,10 855,34 0,233

Tabel 4.41. Hasil Perhitungan Uji Kuat Tarik Papan Laminasi 3 Lapis

Jenis

Perekat

Phenol Formaldehida Epoksi

p

(mm)

l

(mm)P (N)

IB

(N/mm2)

p

(mm)

l

(mm)P (N)

IB

(N/mm2)

1 51,70 51,30 348,082 0,131 53,00 51,80 675,442 0,399

2 51,20 51,10 264,936 0,101 51,80 50,00 396,415 0,417

3 51,35 51,10 810,924 0,309 53,50 52,10 701,785 0,323

4 55,15 54,00 474,647 0,159 51,80 50,35 591,214 0,393

5 51,90 51,90 516,836 0,192 51,80 49,00 563,138 0,394

6 51,50 51,25 600,802 0,228 52,10 51,10 618,713 0,321


111


Tabel 4.42. standar deviasi uji keteguhan tarik papan laminasi

Jenis Perekat PF Epoksi PF Epoksi

No. Benda Uji2 Lapis 2 Lapis 3 Lapis 3 Lapis

(Mpa) (Mpa) (Mpa) (Mpa)

1 0,337* 0,259 0,131 0,399

2 0,211* 0,156* 0,101* 0,417*

3 0,274 0,264 0,309* 0,323*

4 0,201* 0,233 0,159 0,393

5 0,307 0,226 0,192 0,394

6 0,321 0,233 0,228 0,321*

Rata-rata 0,275 0,229 0,187 0,375

Standar Deviasi 0,058 0,039 0,075 0,042

X + SD 0,333 0,267 0,261 0,416

X – SD 0,217 0,190 0,112 0,333


Grafik 4.15. Internal Bonding Laminasi 2 Lapis dan 3 lapis



tarik minimum sebesar 0,3 MPa untuk tipe 18; 0,2 MPa untuk tipe 13; dan 0,15

MPa untuk tipe 8. Dari Grafik 4.15. semua benda uji masuk ke dalam kategori

0.000

0.100

0.200

0.300

0.400

Uji IB Laminasi

MPa

111






1 0,337* 0,259 0,131 0,399

2 0,211* 0,156* 0,101* 0,417*

3 0,274 0,264 0,309* 0,323*

4 0,201* 0,233 0,159 0,393

5 0,307 0,226 0,192 0,394

6 0,321 0,233 0,228 0,321*

Rata-rata 0,275 0,229 0,187 0,375

Standar Deviasi 0,058 0,039 0,075 0,042

X + SD 0,333 0,267 0,261 0,416

X – SD 0,217 0,190 0,112 0,333







2 Lapis 2 Lapis 3 Lapis 3 Lapis

PF Epoksi PF EpoksiUji IB Laminasi 0.300 0.243 0.178 0.396

Uji IB LaminasiBatas MinimalTipe180,3 MPaBatas MinimalTipe130,2 MPaBatas MinimalTipe 80,15 MPa

111






1 0,337* 0,259 0,131 0,399

2 0,211* 0,156* 0,101* 0,417*

3 0,274 0,264 0,309* 0,323*

4 0,201* 0,233 0,159 0,393

5 0,307 0,226 0,192 0,394

6 0,321 0,233 0,228 0,321*

Rata-rata 0,275 0,229 0,187 0,375

Standar Deviasi 0,058 0,039 0,075 0,042

X + SD 0,333 0,267 0,261 0,416

X – SD 0,217 0,190 0,112 0,333







Batas MinimalTipe180,3 MPaBatas MinimalTipe130,2 MPaBatas MinimalTipe 80,15 MPa


112


mimimum tipe 8. Untuk papan laminasi 2 lapis dengan perekat phenol

formaldehida masuk kedalam kategori minimum tipe 18, begitu juga untuk papan

laminasi 3 lapis dengan perekat epoksi. Untuk semua kategori papan laminasi

mempunyai nilai kuat tarik yang cukup bagus. Hal tersebut membuktikan bahwa

kuat tarik papan laminasi lebih baik dibandingkan dengan kuat tarik pada papan

partikel.

Dilihat dari pola grafiknya, untuk perekat phenol formaldehida semakin

sedikit lapisannya, maka semakin besar nilai kuat tariknya. Hal ini disebabkan

karena nilai konduktifitas dari papan laminasi tersebut. Untuk laminasi 3 lapis

memiliki nilai kuat tarik yang lebih kecil dikarenakan pada saat pengempaan suhu

yang masuk ke dalam lapisan tidak mencapai suhu yang ditentukan yaitu sebear

170o C. Semakin banyak lapisannya semakin sedikit pula suhu yang dapat dicapai

sehingga phenol formaldehida tidak merekat dengan sempurna pada waktu

pengempaan selama 15 menit.

Sebaliknya untuk perekat dingin, semakin banyak lapisannya semakin

besar nilai kuat tariknya. Dapat dilihat dari grafik, bahwa papan laminasi dengan

perekat dingin lebih baik dari papan laminasi dengan perekat panas dari nilai kuat

tariknya yang mencapai 0,396 Mpa.

Analisis rekatan

A. Untuk Phenol Formaldehida

Diketahui :

B Aseptik = 5 mm

E Aseptik ( PF 0%) = 620 Mpa

E Phenol Formaldehida = 7000 Mpa

Aseptik

Phenol Formaldehida / Epoksi

Aseptik9 mm

9 mm

ΔL (mm)

50 mm


113


E Phenol Formaldehida > E Aseptik

088,07000620

P

A

EEn

P

A

BBn

mmn

BB AP 18,568

088,050

= 112 × 50 × 9 + (50 × 9)(9,3 − 4,5) + 112 × 725,81 × 0,6 + 112 × 50 × 9+ (50 × 9)(9,3 − 4,5) = 26824,06Momen maksimum akibat beban sendiri dan P

Mx = 169,38 x – 0,00968 x2.0,5

X = 145 = 53010,2 Nmm

mmx 38,1806,26824

)3.9(2,53010C'B'

MPan

86,20838,18BB

0298,07000

86,208)( aldehidaPhenolForm

B. Untuk Epoksi

Diketahui :

B Aseptik = 5 mm

E Aseptik 0% = 620 Mpa

E Epoksi = 2400 Mpa

725,81mm

9 mm

9 mm

0,6 mm

50 mm

a b


114


E Epoksi > E Aseptik

= = 6202400 = 0,2583=

= = 500,2583 = 193,55Momen maksimum akibat beban sendiri dan P

= 112 × 50 × 9 + (50 × 9)(9,3 − 4,5) + 112 × 193,55 × 0,6 + 112 × 50 × 9+ (50 × 9)(9,3 − 4,5) = 26814,48Mx = 352,11 x – 0,00968 x2.0,5

X = 145 = 50954.28 Nmm

= = 50954.28 × (9.3)26814,48 = 17,67= = 17,67 = 68,42

( ) = 68,422400 = 0,0285Dilihat dari perhitungan yang dihasilkan bahwa tegangan dan regangan

yang terjadi laminasi menggunakan perekat dingin epoksi dengan perekat panas

urea formaldehida hampir sama. Dengan didapat hasil n untuk urea sebesar

0,0298 sedangkan n untuk epoksi 0,285.

Perbandingan rekatan menggunakan Phenol Formaldehida dengan

Epoksi

193,55mm

9 mm

9 mm

0,6 mm

50 mm

a b


115


1. Untuk Phenol Formaldehida

E urea = 7000 Mpa

LLAxEphenolxP

LLEphenolx

AP

= (50 50) 9000 ,= 7364975,45 N

2. Untuk Epoksi

E epoksi = 2400 Mpa= == (50 50) 2400 ,,= 2903225,81 N

Perbandingan rekatan phenol formaldehida dengan epoksi = 2,54 : 1

4.2.4. Analisa Kuat Geser

Hasil pengujian uji geser serta deviasi yang terjadi disajikan dalam Tabel

4.43. dan Tabel 4.44. berikut :

Tabel 4.43. Hasil perhitungan uji geser papan laminasi 2 lapis

Jenis PF Epoksi

Aseptik

Phenol Formaldehida /Epoksi

Aseptik9 mm

9 mm

L (mm)

50 mm

P

P


116


Tabel 4.44. Deviasi hasil perhitungan uji geser

Jenis Perekat PF Epoksi

No. Benda UjiGeser Geser

2 Lapis 2 Lapis

1 1,421 0,613

2 1,279* 1,257*

3 1,497 0,477*

4 1,464 1,090

5 1,527* 0,861

6 1,254* 0,708

Rata-rata 1,407 0,834

Standar Deviasi 0,115 0,296

Pereka

t

No.t

(mm)

a

(mm)P (N)

Geser

(N/mm2

)

t

(mm

)

a

(mm)P (N)

Geser

(N/mm2

)

1

55,1

5 54

4231,46

0 1,421 51,8

50,3

5

1600.0

2 0,613

2 51,9 51,9

3443,78

2 1,279 51,8 49

3189.5

1 1

3 51,5

51,2

5

3950,15

9 1,497 52,1 51,1

1270.4

4 0,477

4 51,6 51,3

3875,13

4 1,464 50,9

50,8

5

2819.9

9 1

5

53,3

5

52,2

5

4256,35

8 1,527 50,4

49,7

5

2159.9

8 0,861

6 51,3 50,7

3260,55

1 1,254 50,9 50,4

1816.8

0 0,708


117


X + SD 1,522 1,130X – SD 1,292 0,539


Grafik 4.16. Hasil perhitungan perhitungan uji geser laminasi 2 lapis

Berdasarkan syarat umum dan syarat khusus JAS (Japanese Agricultural

Standard) (15) pengujian geser memiliki nilai minimum sebesar 5,4 MPa. Dari

Grafik 4.16 dapat dilihat meskipun papan laminasi menggunakan yang

menggunakan perekat phenol formaldehida nilai kuat tariknya lebih besar dari

papan laminasi yang menggunakan perekat dingin epoksi, namun tidak ada benda

uji yang memenuhi syarat. Hasil yang rendah pada papan laminasi menggunakan

phenol formaldehida maupun menggunakan perekat dingin epoksi

menggambarkan bahwa perekat tersebut tidak mampu menahan geser, terbukti

dengan nilai kuat gesernya yang bernilai kecil.

4.2.5. Analisa Uji Lentur dan Modulus Elastisitas Arah Panjang Papan

Laminasi

Contoh perhitungan kuat lentur dan modulus elastisitas arah panjang

papan laminasi

1. Akibat Beban P



0.000

5.400

Uji Geser 1.460

MPa

Uji Geser

145 mm145 mm290

145 mm 145 mm

117


X + SD 1,522 1,130X – SD 1,292 0,539













Laminasi


papan laminasi

1. Akibat Beban P



PF Epoksi1.460 0.818

Uji Geser Batas MinimalGeser5,4 MPa

145 mm145 mm290

145 mm 145 mm

117


X + SD 1,522 1,130X – SD 1,292 0,539













Laminasi


papan laminasi

1. Akibat Beban P



145 mm145 mm290

145 mm 145 mm


118


Gambar 4.15. Tumpuan sendi rol akibat beban P papan laminasi

Kemudian dari alat universal testing machine didapat beban dan lendutan

yang disajikan dalam tabel Tabel 4.45:

Tabel 4.45. Data beban dan lendutan papan laminasi 2 lapis

NO PFBEBAN

(N)

∆L

(mm)

1 2 Lapis 0,00 0,00

2 2 Lapis 47,74 1,78

3 2 Lapis 204,63 3,83

4 2 Lapis 334,30 5,88

5 2 Lapis 433,42 7,82

6 2 Lapis 490,25 9,15

7 2 Lapis 594,09 12,32

8 2 Lapis 669,46 15,57

9 2 Lapis 715,08 18,98

10 2 Lapis 729,98 21,93




Gambar 4.16. Tumpuan sendi rol akibat beban sendiri papan laminasi

Gambar 4.17. Penampang benda uji papan laminasi 2 lapis50

18,7

145 mm145 mm290


119


Properti Penampang

Iy = 1/12 x B x H³ = 27246,7 mm4

A = B x H = 935 mm2


Pada Gambar 4.18. dibawah ini di tampilkan bidang momen akibat beban

P. Serta persamaan dan nilai momen yang disajikan pada Tabel 4.46.

P

52923,3 Nmm

Gambar 4.18. Bidang momen akibat beban P papan laminasi

Reaksi Perletakan

VA = P/2 VB = P/2

VA = 364,98825 N VB = 364,98825 N

Tabel 4.46. Persamaan momen akibat beban P papan laminasi


1 0 < x < 145 729,98 364,9x 0 145 0 52923,3

2 0 < x < 145 729,98 364,9x 0 145 0 52923,3




q = 0,082 N/cm'

290

145 mm 145 mm

119


Properti Penampang

Iy = 1/12 x B x H³ = 27246,7 mm4

A = B x H = 935 mm2




P

52923,3 Nmm


Reaksi Perletakan

VA = P/2 VB = P/2

VA = 364,98825 N VB = 364,98825 N



1 0 < x < 145 729,98 364,9x 0 145 0 52923,3

2 0 < x < 145 729,98 364,9x 0 145 0 52923,3




q = 0,082 N/cm'

290

145 mm 145 mm

119


Properti Penampang

Iy = 1/12 x B x H³ = 27246,7 mm4

A = B x H = 935 mm2




P

52923,3 Nmm


Reaksi Perletakan

VA = P/2 VB = P/2

VA = 364,98825 N VB = 364,98825 N



1 0 < x < 145 729,98 364,9x 0 145 0 52923,3

2 0 < x < 145 729,98 364,9x 0 145 0 52923,3




q = 0,082 N/cm'

290

145 mm 145 mm


120


q = 0.008 N/mm'

L = 290 mm

Gambar 4.19. Bidang momen akibat beban merata papan laminasi

Reaksi Perletakan

VA = qL/2 VB = qL/2

VA = 1,196 N VB = 1,196 N

Tabel 4.47. Persamaan momen akibat beban merata papan laminasi



1 0 < x < 145 0,008 1,196X -0,5qX2 0 145 0 86,69



Gambar 4.20. Momen area akibat beban terpusat papan laminasi

86,69 N mm

52923,3/EI

2/3 751/3 75

Q1 Q2Ra Rb

Δ C

145 mm

290 mm

145 mm

120


q = 0.008 N/mm'

L = 290 mm


Reaksi Perletakan

VA = qL/2 VB = qL/2

VA = 1,196 N VB = 1,196 N




1 0 < x < 145 0,008 1,196X -0,5qX2 0 145 0 86,69




86,69 N mm

52923,3/EI

2/3 751/3 75

Q1 Q2Ra Rb

Δ C

145 mm

290 mm

145 mm

120


q = 0.008 N/mm'

L = 290 mm


Reaksi Perletakan

VA = qL/2 VB = qL/2

VA = 1,196 N VB = 1,196 N




1 0 < x < 145 0,008 1,196X -0,5qX2 0 145 0 86,69




86,69 N mm

52923,3/EI

2/3 751/3 75

Q1 Q2Ra Rb

Δ C

145 mm

290 mm

145 mm


121


Q1 = 3836939/EI Ra = 3836939/EI

Q2 = 3836939/EI Rb = 3836939/EI

ΔC = MC = (Ra x 145-(Q1 x 1/3 x145)

ΔC = MC = 370904101,2

EI

Dari data pengujian didapat :

∆C= 21,93 mm

Sehingga

21,93 = 370904101

EI

E = 370904101

I x 21,93

E = 620,65 N/mm2

6. Lendutan Di Titik C Akibat Beban Sendiri


Gambar 4.21. Momen area akibat beban sendiri papan laminasi

Q1 = 2/3 x Mc x 0,5L

Q2 = 2/3 x Mc x 0,5L

Q1 = 4334,67 Ra' = 4334,67

Q2 = 4334,67 Rb' = 4334,67

ΔC = MC = ( Ra' x 145) - (Q1 x 3/8 x 145)

ΔC = MC = 392829,62

EI

86,69/EI

Q1 Q23/8 (75)5/8 (75)

Ra’ Rb’


122



∆C = 21,93 mm

E = 0,657 N/mm2

7. Total Lendutan Di Titik C

Total Lendutan Di Titik C

ΔC = MC = (M akibat P + M akibat BS)/EI

ΔC = MC = 371296931

EI


∆C = 21,93

E = 621,9 N/mm2

8. Tegangan Akibat Momen Lentur / Kuat Lentur

Khusus untuk kuat lentur tegangan hanya diambil ketika P maksimum.

Diagram tegangan seperti terlihat pada Gambar 4.22 berikut :

Gambar 4.22. Diagram tegangan papan laminasi

Tegangan Lentur =

Sehingga :

Teg. Max = 53009,99x (18,7/2)

I

Teg. Max = 18,8 Mpa

Teg. Min = -18,8 Mpa

9. Regangan


I.

18,7 mm

50 mm

-18,19 Mpa

18,19 Mpa


123


Dimana :


M = 53009,99

EI EI

1/ρ = 0,0031

ε = 0,0292

10. Diagram Regangan dan Tegangan

Langkah di atas dilakukan pada semua beban P yang ada dan ditampilkan

dalam sebuah tabel, sehingga dari digram beban vs lendutan bisa di konversi

menjadi diagram regangan vs tegangan seperti yang disajikan pada Tabel

4.48.

Tabel 4.48 Tegangan vs ReganganTEGANGAN

(Mpa)ε

P P+BS P P + BS

0,00 0,03 0,0000 0,0000

1,19 1,22 0,0024 0,0024

5,09 5,12 0,0051 0,0051

8,32 8,35 0,0078 0,0078

10,78 10,81 0,0104 0,0104

12,20 12,23 0,0122 0,0122

14,78 14,81 0,0164 0,0164

16,66 16,69 0,0208 0,0208

17,79 17,82 0,0253 0,0253

18,16 18,19 0,0293 0,0292

Dari Tabel 4.45. di dapat grafik beban vs lendutan seperti Grafik 4.17:

Y1 2/32

22

])/([1/1dxdvdxvd


124


Grafik 4.17. Beban vs lendutan papan laminasi 2 lapis

Dari Tabel 4.48 diatas di dapat grafik Tegangan vs Regangan seperti

Grafik 4.18 dibawah ini :

Grafik 4.18. Tegangan vs Regangan papan laminasi 2 lapis

0.001.78

3.83

5.88

7.829.15

12.3215.57

18.98 21.93

0.00100.00200.00300.00400.00500.00600.00700.00800.00

0.00 10.00 20.00 30.00

Beb

an (N

)

Lendutan (mm)

Beban Vs LendutanPF 2 Lapis

0.00000.0024

0.0051

0.0078

0.01040.0122

0.0164

0.02080.0253 0.0292

02468

101214161820

0.0000 0.0100 0.0200 0.0300 0.0400

Tega

ngan

(MPa

)

Regangan (ε)

Tegangan Vs ReganganPF 2 Lapis

Slope Tangen

Slope Secant


125


Diagram beban vs lendutan yang dihasilkan pada uji modulus elastisitas

ternyata sama dengan digram tegangan vs regangan yang didapat melalui

hasil perhitungan.

11. Menentukan Nilai Modulus Elastisitas

a. Modulus Elastisitas Metode ASTM C 580-01(2)

Pada Metode ASTM C 580-02 terdapa dua cara yaitu menggunakan

metode Tangent dan Secant. Rumus yang digunakan adalah :MOE =Dimana:


B adalah lebar (cm).

D adalah tebal (cm).

M adalah kemiringan garis linier (ΔP/ ΔY)

Dari 4 metode diatas di dapat nilai regangan sebagai berikut :

Tabel 4.49. Perbandingan nilai modulus ASTM C-58-02 dan modulus JIS

NOL

(mm)

SLOPE M

(N/mm)B D

MODULUS (Mpa)

BEBAN (N) Lendutan(mm) TANGENT SECANT ACTUAL

1 290 334,30 5,88 56,8218 50 19 1059,629 1011,658 993,966

2 290 594,93226 10,97 54,2494 50 19

3 10,9146 0,0175

Dari 4 metode diatas di dapat data-data Modulus Elastisitas arah panjang seperti

Gambar 4.23. sebagai berikut :

Gambar 4.23. Pembebanan arah panjang papan laminasi


126





Dimana,


X Y0 0

½ x290 -21,93290 0

Grafik 4.19. Fungsi lendutan F(x) papan laminasi 2 lapis




y = 0,001043199x2 - 0,302527572x

302527572,0002086,0 xdxdy

002086,0dxdy

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

-10 40

Y=F(x)

Y

1

2/32)30253,0002086,0(1002086,01

x

126





Dimana,


X Y0 0

½ x290 -21,93290 0





y = 0,001043199x2 - 0,302527572x

302527572,0002086,0 xdxdy

002086,0dxdy

y = 0.001043199x2 - 0.302527572x

40 90 140 190 240

Y=F(x)

Y

1

2/32)30253,0002086,0(1002086,01

x

126





Dimana,


X Y0 0

½ x290 -21,93290 0





y = 0,001043199x2 - 0,302527572x

302527572,0002086,0 xdxdy

002086,0dxdy

y = 0.001043199x2 - 0.302527572x

290

Y=F(x)


127


x = jarak bentang

y = lendutan=Tabel 4.51. Modulus Elastisitas Metode Pendekatan

jarak (x)mm ρ (mm) M (N.mm) E (N/mm2)

0 1246,85 0 072,5 1026,13 26461,65 996,56145 958,77 52923,3 1862,29290 1246,61 0 0

Berikut disajikan hasil pengujian modulus elastisitas berurutan dari metode

tangent, secant, JIS dan pendekatan pada Tabel 4.52, Tabel 4.53, Tabel 4.54, dan

Tabel 4.55

Tabel 4. 52. Hasil perhitungan modulus elastisitas arah panjang metode Tangent

Tekanan

Hidrolik

Benda

Uji


2 Lapis PF 2 lapis Epoksi 3 Lapis PF 3 lapis Epoksi

Tangent Tangent Tangent Tangent

25 kg/cm2

1 1059,63 894,45 433,07 475,13

2 995,71 860,97 482,98 673,72*

3 758,03* 881,25 336,54 375,01*

4 865,76 654,84* 356,70 570,80

5 936,44 1113,86* 114,26* 492,62

6 1138,61* 1015,66 582,02* 430,74

Rata-rata 959,03 903,51 384,26 503,00

Standar Deviasi 136,62 155,60 159,48 106,05

X + SD 1095,65 1059,10 543,74 609,05

X – SD 822,41 747,91 224,78 396,96

Hasil rerata 964,39 913,08 402,32 492,32


68,27246121 3 bhIx


128


Tabel 4.53. Hasil perhitungan modulus elastisitas arah panjang metode Secant

Tekanan

Hidrolik

Benda

Uji



Secant Secant Secant Secant

25 kg/cm2

1 1011,66 841,69 602,64* 461,29

2 858,37 790,27 119,85 656,01*

3 737,79* 895,56 398,45 339,72*

4 977,17 704,55* 292,65 553,98

5 1111,88* 976,80* 77,95* 483,11

6 902,18 851,60 624,94* 416,58

Rata-rata 933,17 843,41 352,75 485,12

Standar Deviasi 130,20 92,40 233,23 109,87

X + SD 1063,38 935,81 585,98 594,98

X – SD 802,97 751,01 119,51 375,25

Hasil rerata 937,35 844,78 270,32 478,74


Tabel 4.54. hasil perhitungan modulus elastisitas arah panjang metode JIS

Tekanan

Hidrolik

Benda

Uji



JIS JIS JIS JIS

25 kg/cm2

1 993,97 581,80 608,83 242,02*

2 856,57 569,17 119,07 659,04*

3 722,62* 713,36* -508,81* 342,70

4 947,72 434,35* 277,38 556,94

5 1021,79* 492,54 69,50 485,18

6 922,84 552,60 616,57* 419,06

Rata-rata 910,92 557,30 197,09 450,82

Standar Deviasi 108,72 94,26 417,76 149,73

X + SD 1019,64 651,57 614,85 600,55

X – SD 802,20 463,04 -220,67 301,09

Hasil Rata 930,27 549,03 268,70 450,97



129


Tabel 4.55. hasil perhitungan modulus elastisitas arah panjang metode

pendekatan

TekananHidrolik

BendaUji

Modulus Of Elastiscity (Mpa)2 Lapis PF 2 lapis Epoksi 3 Lapis PF 3 lapis EpoksiPendekatan Pendekatan Pendekatan Pendekatan

25 kg/cm2

1 1862,30 2162,96 3640,45 2245,842 2267,96 2030,07 824,12 3326,723 2038,06 2537,23 1845,19 1622,744 2219,68 1844,26 1412,01 2921,185 2546,03 1978,45 601,50 2490,266 2250,26 2250,26 1713,30 2346,01

Rata-rata 2197,38 2133,87 1672,76 2492,13Standar Deviasi 231,30 243,27 1080,65 586,26

X + SD 2428,68 2377,14 2753,41 3078,38X – SD 1966,08 1890,60 592,12 1905,87



0.00

500.00

1000.00

1500.00

2000.00

PF 2 lapis

Tangent 964.39

Mpa

129



pendekatan

TekananHidrolik

BendaUji


25 kg/cm2

1 1862,30 2162,96 3640,45 2245,842 2267,96 2030,07 824,12 3326,723 2038,06 2537,23 1845,19 1622,744 2219,68 1844,26 1412,01 2921,185 2546,03 1978,45 601,50 2490,266 2250,26 2250,26 1713,30 2346,01


X + SD 2428,68 2377,14 2753,41 3078,38X – SD 1966,08 1890,60 592,12 1905,87



PF 2 lapis Epoksi 2lapis


964.39 913.08 402.32 492.32

Grafik Laminasi ModulusElastisitas Metode

TangentBatas minimal

tipe 82000 MPa

129



pendekatan

TekananHidrolik

BendaUji


25 kg/cm2

1 1862,30 2162,96 3640,45 2245,842 2267,96 2030,07 824,12 3326,723 2038,06 2537,23 1845,19 1622,744 2219,68 1844,26 1412,01 2921,185 2546,03 1978,45 601,50 2490,266 2250,26 2250,26 1713,30 2346,01


X + SD 2428,68 2377,14 2753,41 3078,38X – SD 1966,08 1890,60 592,12 1905,87



Epoksi 3lapis

Batas minimaltipe 8

2000 MPa


130




0.00200.00400.00600.00800.00

1000.001200.001400.001600.001800.002000.00

PF 2 lapis

Secant 937.35

Mpa

0.00200.00400.00600.00800.00

1000.001200.001400.001600.001800.002000.00

PF 2 lapis

JIS 930.27

Mpa

130






937.35 844.78 270.32 478.74

Grafik Laminasi ModulusElastisitas Metode Secant

Batas minimaltipe 8

2000 MPa



930.27 549.03 268.70 450.97

Grafik Laminasi ModulusElastisitas Metode JIS

Batas minimaltipe 8

2000 MPa

130




Epoksi 3lapis

478.74

Batas minimaltipe 8

2000 MPa

Epoksi 3lapis

450.97

Batas minimaltipe 8

2000 MPa


131



Pendekatan


0.00

500.00

1000.00

1500.00

2000.00

PF 2 lapis

Pendekatan 2193.99

Mpa

-400.00100.00600.00

1100.001600.002100.00

PF 2 lapis

Tangent 964.39Secant 937.35JIS 930.27Pendekatan 2193.99

Mpa

131



Pendekatan




2193.99 2105.43 1279.22 2500.82

Grafik Laminasi ModulusElastisitas Metode

Pendekatan Batas minimaltipe 8

2000 MPa



964.39 913.08 402.32 492.32937.35 844.78 270.32 478.74930.27 549.03 268.70 450.972193.99 2105.43 1279.22 2500.82

Grafik Rekap LaminasiModulus Elastisitas 4

Metode

Batas minimaltipe 8

2000 MPa

131



Pendekatan


Epoksi 3lapis

2500.82

Batas minimaltipe 8

2000 MPa

Epoksi 3lapis

492.32478.74450.97

2500.82

Batas minimaltipe 8

2000 MPa


132


Grafik 4.25. Modulus of Rupture laminasi



banyak lapisannya, maka semakin besar nilai modulus elastisitasnya. Baik hasil

dari metode tangent, secant, actual, maupun offset semua menunjukkan pola yang

sama. Begitu juga untuk papan laminasi dengan perekat epoksi, semakin sedikit

lapisannya semakin baik nilai modulus elastisitasnya. Papan laminasi 2 lapis

dengan perekat phenol formaldehida memiliki nilai modulus elastisitas yang lebih

baik dibandingkan dengan papan laminasi 2 lapis dengan perekat epoksi. Namun

untuk papan laminasi 3 lapis, perekat epoksi memiliki nilai modulus elastisitas

yang lebih tinggi dibandingkan dengan papan laminasi dengan perekat phenol

formaldehida.

Dari grafik dapat dilihat nilai modulus yang dihasilkan dari papan

laminasi yang kesemuanya dibawah 1000 MPa masih dibawah standar papan

biasa tipe 18 yang menurut JIS (Japanese Industrial Standard) A 5908 – 2003:

Particleboard[16] harus memenuhi nilai 3000 Mpa. baik dalam arah panjang

maupun arah lebar. Bahkan untuk mencapai papan biasa tipe 8 dengan nilai

minimum harus memenuhi 2000 MPa dalam arah panjang maupun arah lebar

masih jauh untuk menjangkaunya. Apalagi untuk mencapai papan partikel

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

PF 2 lapis

Mpa

132













formaldehida.










Benda Uji

Grafik Uji Modulus Of Rupture

132













formaldehida.








Epoksi 3lapis


133


1 50,40 50,20 127500,00 50,394 50,30 50,20 19000,00 7,5252 50,65 50,35 100000,00 39,212 50,65 50,40 20000,00 7,8353 50,35 50,15 102500,00 40,593 50,90 50,75 17500,00 6,7754 50,85 50,15 70000,00 27,450 50,90 50,75 22500,00 8,7105 51,70 51,25 95000,00 35,854 51,70 51,35 18000,00 6,7806 51,35 51,20 100000,00 38,036 52,70 51,70 19000,00 6,974

0% Sejajar Serat

No. p(mm)

l(mm) P (N)

KadarPF 0% Tegak Lurus Serat

Tekan(N/mm2)

p(mm)

l(mm) P (N)

Tekan(N/mm2)

struktural yang harus mencapai nilai modulus elastisitas minimum 3000 MPa

dalam arah panjang.

4.2.6. Analisa Kuat Tekan Tegak Lurus dan Sejajar Serat

4.2.6.1 Analisa Kuat Tekan dari Hasil Pengujian

Hasil pengujian uji kuat tekan serta deviasi yang terjadi disajikan dalam Tabel

4.56. dan Tabel 4.57. berikut :

Tabel 4.56. Hasil perhitungan uji kuat tekan

Tabel 4.57. Deviasi hasil perhitungan uji kuat tekan

Kadar Phenol

Formaldehida± Serat // Serat

No. Benda UjiTekan

(N/mm2)

Tekan

(N/mm2)

1 50,3937* 7,5246

2 39,2122 7,8347

3 40,5932 6,7746

4 27,4496* 8,7102*

5 35,8541 6,7802

6 38,0355 6,9735

Rata-rata 38,5897 7,4330

Standar Deviasi 7,4247 0,7579

X + SD 46,0144 8,1908

X – SD 31,1651 6,6751



134


Grafik 4.26. Hasil perhitungan perhitungan uji Kuat Tekan

Berdasarkan syarat umum dan syarat khusus ASTM C 270 tentang kuat

tekan mortar (26) pengujian tekan memiliki nilai tekan minimum sebesar 17,5

Mpa. Pengujian tekan ini hanya dapat dilakukan dengan perekat dingin jenis

epoksi. Karena jika menggunakan jenis perekat panas akan sulit dalam proses

pengempaanya untuk membuat benda uji kubus ukuran 5 cm x 5 cm. Dari grafik

4.26. benda uji yang ditekan tegak lurus arah serat memenuhi syarat minimal.

Untuk benda uji sejajar serat tidak memenuhi syarat batas minimum.

4.2.6.2 Analisa Kuat Tekan Secara Analitis

Diketahui :

E aseptik ( PF 0%) = 620 Mpa

E epoxy = 2400 Mpa

ΔL = 16,7 mm


135


A. Beban Tegak Lurus Serat

Benda Uji dengan perekat epoksi

Gambar 4.24 Pengujian Kuat Tekan Tegak Lurus Serat dengan Perekat Epoksi

= .×Selanjutnya untuk perhitungan dapat dilihat pada tabel 4.58 dibawah ini :

Tabel 4.58. Perhitungan nilai kekakuan beban tegak lurus serat dengan perekat

epoksi

No

lapisanL (mm) B (mm)

A

(mm2)E(MPa)

K

(N/mm)

1 6,3 50,5 318,15 620 31310

2 0,2 50 10 2400 120000

3 6,5 52 338 620 32240

4 0,2 50 10 2400 120000

5 6,9 53 365,7 620 32860

6 0,2 50 10 2400 120000

7 6,5 51 331,5 620 31620

8 0,2 50 10 2400 120000

9 6,3 53 333,9 620 32860

= + + + + + + + +

P

P

1234

67

5

89


136


328601

1200001

316201

1200001

328601

1200001

322401

1200001

3131011

Kgab = 1,887 x 10-4 N/mm

= + + + +K aseptik = 6433,11 N/mm

120000

1120000

1120000

1120000

11

Kepoksi

Kepoksi1 = 3,3 x 10-5 N/mm

K gabungan = 5299,42 N/mm

P = ∆L x Kgab

= 16,7 x 5299,42

= 88500,26 N

ℎ = 3,33 × 101,88 × 10 100% = 17,64 % Benda Uji Tanpa Perekat Epoksi

Gambar 4.25. Pengujian Kuat Tegak Lurus Serat Tanpa Perekat Epoksi

P

P

1234

67

5

89


137



Tabel 4.59. Perhitungan nilai kekakuan beban tegak lurus serat tanpa perekat

epoksi

No

lapisanL (mm) B (mm)

A

(mm2)E

K

(N/mm)

1 6,3 50,5 318,15 620 31310

2 0,2 50 10 620 31000

3 6,5 52 338 620 32240

4 0,2 50 10 620 31000

5 6,9 53 365,7 620 32860

6 0,2 50 10 620 31000

7 6,5 51 331,5 620 31620

8 0,2 50 10 620 31000

9 6,3 53 333,9 620 32860

= + + + + + + + +32860

131000

131620

131000

132860

131000

132240

131000

131310

11

Kaseptik= 2,84 x 10-4 N/mm

K aseptik = 3515,21 N/mm

P = ∆L x Kgab

= 16,7 x 3515,21

= 58703,98 N

Perbandingan Kuat Tekan dengan Menggunakan Perekat Epoksi dan

Tanpa Menggunakan Perekat Epoksi

P gabungan : P aseptik = 88500,26 N : 58703,98 N = 1,51 : 1

B . Beban Sejajar SeratP


138


Gambar 4.26 Pengujian Kuat Tekan Sejajar Serat dengan Perekat Epoksi


Tabel 4.60. Perhitungan nilai kekakuan beban sejajar serat dengan perekat epoksi

No

lapisan

H

(mm)B (mm)

A

(mm2)E

K

(N/mm)

1 50,5 10,5 318,15 620 6510

2 50 0,5 10 2400 1200

3 52 10,6 338 620 6572

4 50 0,5 10 2400 1200

5 53 10,7 365,7 620 6634

6 50 0,5 10 2400 1200

7 51 10,6 331,5 620 6572

8 50 0,5 10 2400 1200

9 53 10,41 333,9 620 6454,2

Kgab = K1 + K2 + K3 + K4 + K5 + K6 + K7 + K8 + K9

= 6510 + 1200 + 6572 + 1200 + 6634 + 1200 + 6572 + 1200 + 6454,2

= 37542,2 N/mm

K aseptik = 6510 + 6572 + 6634 + 6572 + 6454,2

= 32742,2 N/mm

K epoksi = 1200 + 1200 + 1200 + 1200

P

1

2

3

4

5

6

7

8

9


139


= 4800 N/mmℎ = 480037542,2 100% = 12,79 % = ∆

P = ∆L x Kgab

= 0,481 x 37542,2

= 18057,8 N

Dilihat dari perhitungan yang dihasilkan bahwa kemampuan laminasi

menggunakan perekat dingin epoksi untuk menahan beban tegak lurus serat

sebesar 17,64 % sedangkan untuk menahan beban sejajar serat 12,79 %. Sehingga

dapat diketahui bahwa kemampuan laminasi pengujian tekan pengaruh perekat

epoksi untuk menahan beban tegak lurus serat lebih bagus daripada menahan

beban sejajar serat.

4.2.7.Analisa Uji Heat Transfer

Uji Heat Transfer dilakukan untuk mengetahui berapa besar suhu yang

mampu dicapai oleh papan pada saat proses pengempaan. Benda uji yang

digunakan adalah Baja dan papan partikel persentase 0%. Berikut ini hasil

perhitungan uji konduktifitas :

Diketahui

T1 = 128oC = 401.15 oK

T2 = 121oC = 394.15 oK

T3 = 66 oC = 339,15 oK

Material A = Baja (12 x 5 x 0.9 ) cm

Ka Material Baja = 43 W/m K

Material B = Panesl Aseptik 100% (12 x 5 x 1 ) cm

Gambar 4.27. Material Baja dan Papan Aseptik untuk uji heat transfer( − ) = ( − )La = 0,9 cm

Lb = 1 cm

A

B


140


430,009 (401,15 − 394,15) = 0,01 (394,15 − 339,15)= 6.08 .Suhu pada saat 15 menit

Gambar 4.28. Material Baja dan Papan Aseptik dengan perekat bijih

plastik

Material A dan C = Aseptik

Material B = Bijih Plastik

K Phenol Formaldehid= 0,037 W/m K

K Aseptik = 6.08 W/m K

Lb = 0,2 cm = 0,002

T1 = 90 oC = 363.15 oK

T4 = 46 oC = 319.15 oK

CBACBA KAL

KAL

KAL

TTqk

08,601,0

037,0002,0

08,601,0

15,31915,36341

= −+ + = 363.15 − 319.150.016.08 + 0,0020,22 + 0,016.08 = 3554= = 0.016.08 = 1,64. 10= ( − )3554 = (363.15 − )1,162. 10= 357.3 = 84.15= = 0.0020,22 = 9.09. 10

= ( − )

T1

T2T3

T4

A

B

C


141


3554 = (362.6 − )9.09. 10= 330.3 = 57.15Dari hasil perhitungan uji heat transfer di atas suhu yang mampu dicapai

oleh cacah aseptik selama 15 menit adalah 57,150 C. Hal tersebut dapat diartikan

bahwa suhu yang mampu dicapai oleh cacah aseptik selama 15 menit tidak sesuai

dengan suhu yang diatur pada mesin Hot press yaitu sebesar 1700 C. Sehingga

akan sangat berpengaruh pada saat pengempaan papan laminasi. Semakin banyak

lapisan papan laminasi yang dikempa, semakin sedikit pula suhu yang mampu

dicapai yang dapat mempengaruhi kekutan dari papan laminasi tersebut.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan


142


Setelah melakukan penelitian dan dilakukannya perhitungan-perhitungan

maka dapat diambil kesimpulan :

5.1.1. Papan Partikel

1. Benda uji persentase phenol 0% dan 2,5 % sesuai syarat umum dan syarat

khusus JIS (Japanese Industrial Standard) A 5908 – 2003 : Particleboard

termasuk kedalam papan partikel mutu A. Sedangkangkan untuk papan

partikel dengan persentase phenol formaldehida 5% dan 7,5 % termasuk ke

dalam mutu B.

2. Dari uji visual jumlah persentase phenol formaldehida tidak mempengaruhi

panjang, lebar, dan tebal yang disyaratkan dalam JIS (Japanese Industrial

Standard) A 5908 – 2003 : Particleboard. Namun untuk kesikuan persentase

phenol formaldehida 2,5%, 5%, dan 7,5% tidak memenuhi batas toleransi

sebesar ± 2 mm.

3. Dari uji daya serap baik setelah proses perendaman 2 jam maupun 24 jam

didapatkan bahwa persentase phenol 2,5% memiliki daya serap yang

terbesar dibandingkan dengan persentase phenol formaldehida yang lain.

4. Dari uji kadar air dikatakan bahwa semakin besar persentase perekat phenol

formaldehidanya maka semakin besar kadar airnya.

5. Dari uji kerapatan didapat bahwa semakin besar persentase phenol

formaldehida maka semakin besar kerapatan yang didapat.

6. Dari uji pengembangan tebal semua persentase phenol formaldehida

memenuhi syarat JIS (Japanese Industrial Standard) A 5908 – 2003 :

Particleboard, yaitu tidak melebihi 12% dari tebal awal.

7. Dari uji keteguhan tarik tegak lurus permukaan tidak ada benda uji yang

memenuhi syarat minimal tipe 8 sebesar 0,15 MPa, dari pengujian

didapatkan bahwa semakin besar persentase aseptiknya maka semakin besar

nilai kuat tariknya.

8. Dari uji kuat tekan tegak lurus permukaan diperoleh nilai kuat tekan sebesar

38,42 Mpa. Nilai tersebut memenuhi syarat nilai kuat tekan sebesar 17,5

Mpa.

9. Komposisi phenol formaldehida 0% terhadap cacah aseptik merupakan

komposisi yang terbaik dibandingkan dengan komposisi phenol


143


formaldehida 2,5%, 5%, dan 7,5%. Komposisi tersebut digunakan untuk

papan laminasi 2 lapis dan 3 lapis dengan perekat panas phenol

formaldehida dan perekat dingin epoksi.

5.1.2.Papan Laminasi

1. Dari uji Geser nilai kuat geser papan laminasi 2 lapis dengan perekat phenol

formaldehida lebih besar dari papan laminasi dengan perekat epoksi. Namun

kedua papan laminasi tidak ada yang memenuhi syarat kuat geser sebesar

5,4 Mpa.

2. Dari keteguhan tarik tegak lurus permukaan papan laminasi 2 lapis dengan

perekat phenol formaldehida masuk kedalam kategori minimum tipe 18,

begitu juga untuk papan laminasi 3 lapis dengan perekat epoksi. Dari

pengujian papan laminasi dengan perekat phenol formaldehida dapat

disimpulkan bahwa semakin sedikit lapisannya, maka semakin besar nilai

kuat tariknya. Nilai keteguhan tarik permukaan papan laminasi dengan

perekat dingin lebih besar dari papan laminasi dengan perekat phenol

formaldehida yaitu 0,396 Mpa.

3. Papan laminasi 2 lapis dengan perekat phenol formaldehida memiliki nilai

modulus elastisitas yang lebih baik dibandingkan dengan papan laminasi 2

lapis dengan perekat epoksi. Namun untuk papan laminasi 3 lapis, perekat

epoksi memiliki nilai modulus elastisitas yang lebih tinggi dibandingkan

dengan papan laminasi dengan perekat phenol formaldehida. Namun semua

nilai modulus elastisitas papan laminasi 2 lapis dan 3 lapis dengan perekat

phenol formaldehida maupun dengan perekat epoksi tidak memenuhi syarat

minimum papan biasa tipe 8 yang harus memenuhi 2000 Mpa.

5.2. Saran

Dari hasil penelitian maka disarankan:

1. Dalam pemilihan bahan baku kotak aseptik harus diusahakan dipilih yang

masih kering dan kaku agar memudahkan proses pembersihan dan

pengeringan. Sehingga akan diperoleh kualitas cacah aseptik yang baik.


144


2. Pada saat penyusunan cacah aseptik ke dalam cetakan berukuran 30 x 30 cm

harus benar dan semua sisi terisisi dengan baik agar tidak terdapat rongga

dibagian tengah.

3. Sebelum di masukkan ke dalam mesin hot press usahakan benda uji dalam

cetakan dipadatkan dengan baik.

4. Pada saat pemasangan benda uji ke alat pengujian perlu diperhatikan

perletakannya supaya presisi.

5. Pengerjaan Papan laminasi yang menggunakan perekat panas phenol

formaldehida sebaiknya dilakukan dengan segera agar hasil yang diperoleh

lebih maksimal. Karena phenol formaldehida memiliki batas waktu

pemakaian.

6. Pada saat pengujian perlu diperhatikan ketelitian dan kecermatan

pengamatan dalam membaca Dial Gauge sehingga diperoleh data yang

akurat.

DAFTAR PUSTAKA

1. Ahvenainen, Raija (2003). Modern Plastics Handbook, ( 2010, February).


145


2. ASTM C-580-02. Standard Test Method for Flexural Strength and Modulus of

Elasticity of Chemical-Resistant Mortars, Grouts, Monolithic Surfacings, and

Polymer Concretes.

3. Daniel L. Schodek. Structure second editon, 1992. Prentice-Hall, New Jersey.

4. Desy Natalia Koroh. Kualitas Papan Partikel Beremisi Formaldehida Rendah

Dari Limbah Kenaf, 2008. Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.

5. Dwi Indrawati, Sulistyoweni. Sistem Pengelolaan Sampah, 2008. Universitas

Indonesia : Depok.

6. Gere, James M. and Timoshenko, Steven P. Mechanics of Materials, 2007.

Boston.

7. Widya, Majalah Ilmiah vol. 4 no. 21 (Mar. 1987)

8. http://www.epoxy.com/

9. http://tetra pak.com “ development in brief”2008.

10. http://tetra pak.com “Environmental and Social Report” 2005.

11. http://tetra pak.com “Recycling and recovery” 2008.

12. http://wikipedia.com. Kertas. (2010, Januari).

13. http://wikipedia.com. Aluminium. (2010, Januari).

14. http://tetra pak.com “Recycling technologies” 2008.

15. JAS (Japanese Agricultural Standard) for Glued laminated timber.

16. JIS (Japanese Industrial Standard) A 5908 – 2003: Particleboards.

17. Kliwon, S, M.I. Iskandar dan P. Sutigno, Pengaruh Jenis kayu dan komposisi

Perekat Tahan Cuaca Terhadap Sifat Papan Partikel Dua Jenis Kayu Hutan,

1988. Bogor.

18. Majalah Ilmiah No.18/AKRED-LIPI/P2MBI/9/2006. Pemanfaatan Limbah

Padat Berserat Industri Kertas Sebagai Bahan Pembuat Partisi IKM, 2006.


146


19. PT. Pamolite Adhesive Industry, Indonesia, 2007. Indonesia.

20. International Confrence on Recycling and Reuse of Materials (ICRM). 2009.

India : Kottayam, Kerala.

21. Purnomo, Heru. Mechanical Properties of Mortar Containing Shredded

Aseptic Containers.2009. India.

22. Riko. Kajian Perilaku Papan Partikel Cacah Kotak Aseptik - Phenol

Formaldehida Terhadap Beban Terpusat. 2010. Universitas Indonesia: Depok

23. SNI 03-6825-2002. Metode pengujian kekuatan tekan mortar semen portland

untuk pekerjaan sipil.

24. SNI 03-2105-2006. Papan Partikel. Badan Standarisasi Nasional.

25. SNI 01-7206-2006. Uji Emisi Formaldehida Panel Kayu Medote Analisis Gas.

Badan Standardisasi Nasional.

26. ASTM C 270 . Kuat Tekan Mortar

27. Sutigno, Paribroto. Mutu produk papan partikel, Bogor.

28. Sutigno, Paribroto. Teknologi papan partikel datar. Pusat Penelitian dan

Pengembangan Hasil Hutan dan Sosial Ekonomi Kehutanan, 1994. Bogor.

29. Technical Data. Jakarta: PT. Pamolite Adhesive Industry. Probolinggo-

Indonesia.

30. Tito Sucipto, Kayu Laminasi dan Papan Sambung, 2009. Medan.

31. Kreith Frank and Mark S. Bohn, Fourth Edition Priciples of Heat Transfer.


147


LAMPIRAN


Documents

S54527-Izzah Dinillah.pdf