OPTIMASI KOMPOSISI LEM UNTUK BAHAN PVC OPTIMIZATION OF MATERIAL COMPOSITION FOR GLUE PVC Adatul Mukarromah, *), Anggun Yuanita Prieskawati ), Muhammad Sjahid Akbar ) dan M. Muhibbuddin 4) ) Statistics, Sepuluh Nopember Institute of Technology Keputih Sukolilo, Surabaya, 60, Indonesia e-mail: adatul@statistics.its.ac.id ) Statistics, Sepuluh Nopember Institute of Technology ) Statistics, Sepuluh Nopember Institute of Technology 4) Practitioners ABSTRAK PVC film merupakan bahan yang sering digunakan untuk laminat Label Peka Tekan (LPT). Masalah yang sering muncul karena penggunaan PVC film adalah terjadinya transfer failure. Transfer failure adalah kondisi saat LPT berlaminat PVC film diberi lem kemudian ditempelkan pada suatu media, maka lem tersebut melekat pada media. Dalam penelitian ini dilakukan optimasi untuk menentukan komposisi lem pada PVC film yang tidak transfre failure. Metode yang digunakan adalah optimasi Taguchi. Faktor yang digunakan dalam penelitian ini adalah polymer adhesive (dengan level 00%, %, dan %.) dan coupling agent (dengan level 00%, 00%, serta 500%). Respon yang digunakan dalam penelitian ini yaitu cepat rekat lem. Berdasar hasil penelitian, diketahui kombinasi faktor dan level yang dapat mengoptimalkan respon cepat rekat lem adalah AB, yaitu saat polymer adhesive 00% dan coupling agent 500%. Kata kunci : PVC film, Taguchi, polymer adhesive, coupling agent. ABSTRACT PVC film is a material often used to laminate Sensitive Label Press (LPT). Problems often arise because of the use of PVC film is the transfer of failure. Transfer failure is a condition when the LPT laminated glue PVC films were then placed on a medium, then the glue is attached to the media. In this study optimization to determine the composition of the glue on the PVC film is not transfre failure. The method used is the Taguchi optimization. Factors used in this study is the polymer adhesive (with a level of 00%, %, and %.) And the coupling agent ( with a level of 00%, 00% and 500%). Response used in this research that tacky glue quickly. Based on this research, known combinations of factors and levels that can optimize the rapid response is AB tacky glue, adhesive polymer which is now 00% and 500% coupling agent. Key words : PVC film, Taguchi, polymer adhesives, coupling agents. A--
PENDAHULUAN Label Peka Tekanan (LPT) adalah label yang sudah diberi perekat sehingga saat digunakan tinggal menekan LPT pada obyek yang akan ditempelinya setelah kertas penutup perekat dilepaskan (Rismijana dan Hidayat, 008). LPT adalah produk laminat yang terdiri dari dua komponen yaitu kertas label berperekat dan kertas penutup/pelepas yang bersalut untuk menutup lapisan perekat pada kertas label (Rismijana dan Hidayat, 008). LPT banyak digunakan oleh masyarakat untuk berbagai keperluan seperti poster, stiker, pemberi tanda, dekorasi, identitas kemasan, dan lain-lain (R ismijana dan Hidayat, 008). Salah satu bahan LPT yang biasa digunakan adalah PVC film. PVC merupakan jenis plastik thermoplast yang tidak mengalami perubahan susunan kimia sewaktu dicetak, dan tidak akan menjadi keras meskipun ditekan dan dipanaskan (Mujiarto, 005). Jenis plastik ini tetap lunak pada suhu yang tinggi dan baru mengeras ketika didinginkan (Mujiarto, 005). Namun, umumnya plastik thermoplast lebih halus dan kurang berpori jika dibanding dengan kertas. (Mujiarto, 005). Sedangkan PVC film merupakan plastik yang berbentuk film, berupa lembaran tipis dan tembus atau tidak tembus pandang, dibuat dari bahan dasar resin PVC Masalah yang sering muncul dari penggunaan PVC film adalah sulit merekatkan lem karena teksturnya yang lebih halus dan kurang berpori jika dibandingkan dengan kertas. Kondisi tersebut dapat menyebabkan terjadinya transfer failure. Transfer failure adalah kondisi saat bahan PVC diberi lem kemudian ditempelkan pada suatu media, maka lem tersebut melekat pada media (Smith, 000). Pada penelitian kali ini akan dilakukan optimasi dalam menentukan komposisi lem pada PVC film. Metode yang digunakan adalah optimasi Taguchi. Metode tersebut merupakan salah satu usaha peningkatan kualitas dengan metode off-line quality control. Pengendalian kualitas secara off-line quality control adalah usaha-usaha yang bertujuan mengoptimalkan desain proses dan produk yang dapat dilakukan sebelum maupun sesudah proses (Wuryandari dkk, 009). Faktor yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari hal, yaitu polymer adhesive (faktor pertama) dan coupling agent (faktor kedua). Pada faktor pertama, level yang digunakan, yaitu 00%, %, dan %. Sedangkan pada faktor coupling agent, level yang digunakan, antara lain 00%, 00%, dan 500%. Respon yang digunakan dalam penelitian ini yaitu cepat rekat lem. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui kombinasi yang tepat untuk mengoptimalkan cepat rekat lem. Tujuan kedua yaitu menentukan besarnya kontribusi faktor dan level yang optimal terhadap cepat rekat lem. Sedangkan tujuan ketiga ialah mengetahui prediksi nilai rata-rata cepat rekat lem yang optimum. METODE Metode Taguchi Metode Taguchi merupakan perbaikan kualitas dengan metode percobaan baru, artinya melakukan pendekatan lain yang memberikan tingkat kepercayaan yang sama dengan SPC ( Statistical Process Control). Metode off-line Taguchi sangat efektif dalam peningkatan kualitas dan juga mengurangi biaya. Rekayasa kualitas yang diusulkan Taguchi bertujuan agar performansi produk/prosesnya tidak sensitif atau tangguh ( robust) terhadap faktor yang sulit dikendalikan. Oleh karena itu, metode Taguchi biasa disebut metode robust design. Pada intinya, robust design dapat dicapai A--
dengan tiga tahapan, yaitu metode perancangan sistem, perancangan parameter dan perancangan toleransi (Haumahu,0). Desain eksperimen Taguchi dibagi menjadi tiga tahap utama yang mencakup semua pendekatan eksperimen. Tiga tahapan tersebut adalah tahap perencanaan, tahap pelaksanaan, dan tahap analisa. Tahap perencanaan eksperimen merupakan tahap terpenting dari eksperimen untuk menyediakan informasi yang diharapkan. Tahap ini terjadi saat faktor dan levelnya dipilih (Ross, 996). Tahap pelaksanaan eksperimen meliputi penentuan jumlah replikasi eksperimen dan randomisasi pelaksanaan eksperimen (Soejanto, 009). Tahap analisa merupakan tahap pengumpulan dan pengolahan data, pengaturan data, perhitungan serta penyajian data dalam suatu layout tertentu yang sesuai dengan desain yang dipilih untuk suatu eksperimen yang dipilih (Soejanto, 009). Metode Taguchi menggunakan signal to noise ratio (S/N) untuk mengidentifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi variasi suatu respon.taguchi menciptaan transformasi dari perulangan data ke nilai lain yang merupakan ukuran dari variasi yang ada. Karateristik kualitas yang digunakan dalam penelitian ini adalah higher is better, yaitu karateristik terukur dengan nilai non-negatif dengan nilai ideal tak terhingga (misalnya kekuatan bangunan, ketahanan terhadap korosi, umur pemakaian produk, dan lain-lain). Nilai S/N untuk karakteristik kualitas higher is better adalah : n S/N 0log0 n i y i dengan n yaitu banyaknya ulangan dalam tiap eksperimen, dan y adalah nilai pada tiap run (Park, 996). Desain Penelitian Pengujian dilakukan dengan dua faktor dan masing-masingnya tiga level (lihat Tabel ). Tabel menunjukkan orthogonal array yang dipilih, yaitu L9( 4 ). Orthogonal array tersebut dipilih berdasarkan jumlah faktor dan level yang digunakan. Tabel Faktor dan Level yang Dipilih dalam Penelitian Faktor Level Polymer adhesive 00% % % Coupling agent 00% 00% 500% Tabel Hasil Pengujian untuk Respon Cepat Rekat Lem (Y) A B e e Y 6 6 6 9 9 9 6 6 6 7 7 7 A--
HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis Varians (ANOVA) untuk S/N Rasio Respon Cepat Rekat Lem Analisis varians (ANOVA) dilakukan untuk mengetahui pengaruh faktor polymer adhesive (A), coupling agent (B) dan interaksi antara keduanya. Tabel ANOVA untuk S/N Rasion Respon Cepat Rekat Lem Sumber Variasi db SS MS Fhitung A 7,79 8,897 0,60 6,94 B 47,,667,59 6,94 e 4 59,5 4,877 Total 8 ANOVA yang dihasilkan untuk nilai S/N rasio respon cepat rekat lem menunjukkan bahwa faktor A merupakan faktor yang paling tidak signifikan. Sehingga harus dilakukan metode pooling up dan faktor A tidak dimasukkan dalam ANOVA selanjutnya. Berikut adalah ANOVA penggabungan untuk nilai S/N rasio respon cepat rekat lem. F(0,05; Tabel 4 ANOVA Penggabungan I untuk S/N Rasio Respon Cepat Rekat Lem v;v) Sumber F(0,05; db SS MS Fhitung Variasi v;v) B 47,,67,84 6,94 e 4 77,0,88 Total 8 Tabel 4 menunjukkan nilai Fhitung yang dihasilkan untuk faktor B bernilai lebih kecil daripada F(0,05;v;v). Hal tersebut bermakna bahwa faktor B tidak berpengaruh signifikan terhadap respon cepat rekat lem. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa kedua faktor tidak ada yang berpengaruh signifikan terhadap respon cepat rekat lem. Penelusuran Asumsi Residual Model yang dihasilkan ANOVA harus memenuhi asumsi residual. Asumsi tersebut menegaskan bahwa model yang dihasilkan sudah tepat. Identik Tabel 5 Hasil Uji Glejser Prediktor Koefisien P Konstanta -0,469 0,7 A 0,444 0, B 0,444 0, Asumsi identik residual dapat ditelusuri menggunakan uji glejser. Tabel 5 menunjukkan hasil uji tersebut. Hipotesis yang digunakan untuk uji glejser, yaitu : H0 : Residual identik H : Residual tidak identik Keputusan akan menolak H0 yaitu jika P-value < alpha (0,05). Mengacu pada P-value yang ditampilkan dalam Tabel 5, maka dapat dinyatakan bahwa residual memenuhi asumsi identik. A--4
Independen Penelusuran asumsi independen residual dapat dilakukan dengan menggunakan plot ACF. Mengacu pada Gambar diketahui bahwa nilai ACF residual berada di antara batas : n 0,96 ( ˆ ˆ... ˆ k dengan n = jumlah eksperimen dan ˆ k = nilai ACF pada lag ke-k. Oleh karena itu, dapat dinyatakan bahwa residual telah memenuhi asumsi independen.,0 0,8 0,6 0,4 Autocorrelation 0, 0,0-0, -0,4-0,6-0,8 -,0 4 Lag 5 6 7 8 Gambar Plot ACF Residual Distribusi Normal Hipotesis yang digunakan untuk menguji distribusi normal, yaitu : H0 : Residual berdistribusi normal H : Residual tidak berdistribusi normal 99 95 90 Mean -,007E-5 StDev,78 N 9 KS 0,5 P-Value >0,50 80 70 Persen 60 50 40 0 0 0 5-4 - - - 0 Residual 4 5 Gambar Uji Kenormalan Residual dengan Kolmogorov-Smirnov Gambar menunjukkan bahwa residual memenuhi asumsi distribusi normal. Hal tersebut dapat diketahui berdasar pada P-value yang dihasilkan lebih dari nilai alpha (0,05). Berdasar penelusuran asumsi residual tersebut dapat diketahui bahwa residual telah memenuhi asumsi identik, independen dan distribusi normal. Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa model yang dihasilkan ANOVA tepat. Kontibusi Faktor Terhadap Respon Cepat Rekat Lem 60.000 50.000 40.000 0.000 0.000 0.000 0.000 47.746 7.977 4.77 e B A Faktor Gambar Kontribusi Faktor terhadap Respon Cepat Rekat Lem A--5
Gambar menunjukkan besarnya kontribusi yang diberikan oleh faktor terhadap respon cepat rekat lem dengan menggunakan pareto ANOVA. Berdasar grafik tersebut dapat diketahui bahwa faktor error memberikan kontribusi yang paling besar, yaitu 47,745%. Kontribusi terbesar kedua adalah faktor B (coupling agent) yang memberikan kontribusi sebesar 7,977%. Sedangkan kontribusi terkecil diberikan oleh faktor A (coupling agent) sebesar 4,77%. Kondisi Optimum Faktor Terhadap Respon Cepat Rekat Lem Konsep kualitas untuk respon cepat rekat lem adalah higher is better. Analisis yang digunakan untuk menentukan kondisi yang optimum yaitu signal to noise ratio (S/N ratio). Tabel 6 Efek Utama Tiap Faktor untuk S/N Rasio Respon Cepat Rekat Lem Level Polymer Adhesion Coupling Agent 4,70 9,54,549 4,00,996 4,70 Delta,8 5,88 Rank Faktor coupling agent adalah faktor yang memberikan nilai delta paling besar, yaitu 5,88. Berdasar prediksi Taguchi bahwa perbedaan nilai terbesar memberikan kesan yang lebih signifikan. Oleh karena itu, maka dapat dinyatakan bahwa dengan meningkatkan coupling agent dapat meningkatkan pula kemampuan cepat rekat lem. Kondisi optimum untuk respon cepat rekat lem tanpa mengikutsertakan interaksi ditampilkan pada Gambar 4. Keadaan optimum dapat dicapai pada kombinasi level AB, yaitu saat kondisi faktor polymer adhesion (00%) dan faktor coupling agent (500%). 5 A B 4 Mean of SN ratios 0 9 Signal-to-noise: Larger is better Gambar 4 Pengaruh Faktor Utama Terhadap Respon Cepat Rekat Lem Berdasar hasil uji ANOVA untuk nilai S/N rasio respon cepat rekat lem, diketahui bahwa faktor A dan faktor B tidak berpengaruh signifikan terhadap respon cepat rekat lem. Oleh karena itu, maka penentuan kondisi optimum dilakukan berdasarkan pengalaman peneliti. Pada penelitian ini, penentuan kondisi optimal diperhatikan dari nilai respon cepat rekat lem yang paling besar. Sehingga ditetapkan kombinasi faktor dan level AB adalah yang optimal. Diharapkan bahan yang dilaminasi PVC film dengan kombinasi komposisi lem tersebut dapat cepat lengket pada media yang ditempeli. A--6
Prediksi Nilai S/N Rasio yang Optimum Prediksi nilai S/N rasio yang optimum dapat diperoleh berdasar hasil perhitungan kombinasi faktor dan level yang optimal. Dalam penelitian ini diketahui bahwa kombinasi faktor dan level yang optimal adalah AB. Berdasar kombinasi tersebut, maka diperoleh prediksi nilai S/N rasio yang optimum sebesar 6,709. KESIMPULAN DAN SARAN Berdasarkan hasil analisis diperoleh kesimpulan, sebagai berikut :. Kombinasi faktor AB, yaitu polymer adhesive (00%) dan coupling agent (500%) merupakan faktor dan level yang mampu mengoptimalkan respon cepat rekat lem.. Penggunaan faktor polymer adhesive (00%) mampu memberikan kontribusi pada respon cepat rekat lem sebesar 4,77%. Sedangkan dengan faktor coupling agent dapat memberikan kontribusi terhadap respon cepat rekat lem sebesar 7,977%.. Prediksi nilai S/N rasio optimum dengan menggunakan kombinasi faktor AB, yaitu 6,709. Saran yang dapat diberikan berdasarkan penelitian ini, adalah agar dapat membutktikan bahwa kombinasi faktor dan level yang telah diperoleh dengan menggunakan metode Taguchi memberikan hasil yang optimal pada respon cepat rekat lem, maka harus dilakukan percobaan konfirmasi dengan menggunakan kombinasi tersebut. DAFTAR PUSTAKA Haumahu, P.W, 0, Optimalisasi produk dengan menggunakan metode perancangan toleransi taguchi, Skripsi, Program Studi Statistika Jurusan Matematika FMIPA, Universitas Diponegoro. Mujiarto, I, 005, Sifat dan Karakteristik Material Plastik dan Bahan Aditif, Traksi, Vol., No.. Park, S.H, 996, Robust design and analysis for quality engineering, Chapman&Hall, New London UK. Rismijana, J, Taufan H, 008, Pemeriksaan struktur dan karakteristik label peka tekan, Berita Selulosa, Vol. 4(), hh. 69-7. Ross, P.J, 996, Taguchi techniques for quality engineering, nd edn, Mc Graw-Hill Companies Inc, New York.\ Smith, H, 000, Novel Pressure-Sensitive Adhesives For Vinyl Facestocks, hh. 7-. Soejanto, I, 009, Desain eksperimen dengan metode taguchi. Graha Ilmu, Yogyakarta. Wuryandari, T dkk, 00, Metode taguchi untuk optimalisasi produk pada rancangan faktorial, Media Statistika, Vol.,, No.. A--7