REKAYASA BAHAN BAKU SUTERA DAN LIMBAH KOKON UNTUK …

Jurnal Riset Industri Vol. VI No. 1, 2012, Hal. 1-12

1

REKAYASA BAHAN BAKU SUTERA DAN LIMBAH KOKONUNTUK ROMPI TAHAN PELURU

(THE ENGINEERING OF SILK MATERIAL AND COCOON WASTE FOR BALLISTIC PROOF)

1 1Moekarto Moeliono , Yusniar Siregar

1Balai Besar Tekstil

[email protected]

ABSTRAKPenelitian pembuatan komposit baru untuk kain tahan peluru telah dilaksanakan, yaitu dengan cara menggabungkan hasil benang sutera yang telah direkayasa baik secara mekanik maupun kimia dengan hasil rekayasa kokon sutera. Mesin yang digunakan untuk pembuatan kain rajut menggunakan mesin rajut datar (MRD) gauge 5 merek Tristar buatan Cina, sedangkan bahan sutera dan kokonnya berasal dari Makasar. Bahan sutera hasil rekayasa ada 3 (tiga) kelompok, tekanan pengepresan ada 3 (tiga ) macam, setelan skala stitch cam ada 5 (lima) macam A, B, C, D, dan E yang dikombinasikan menjadi 16 variasi : AB, AC, AD, AE,BC, BD, BE, CD, CE, ABC, ABD, ABE, BCD, BCE, BDE, dan ABCD; sistem fabrikasi ada 2 (dua) macam. Dengan demikian total contoh uji menjadi 64 x 3 x 2 = 384 unit, dengan ukuran ketebalan hasil fabrikasi berkisar antara 1,30 cm s/d 4,10 cm dan dari semua ini diuji tahan tembaknya. Hasil penelitian menunjukkan, bahwa hamparan bahan pengisi mengunakan kokon yang disusun dengan 4 (empat) variasi, menunjukkan hasil yang cukup baik kekuatannya pada saat ditembak dengan senapan M16 pada jarak 100 peluru tidak tembus (TT) , peluru bersarang pada jarak 50 dan 25 meter dan ini lebih nyata lagi kekuatan tersebut pada variasi ke IV yang khususnya yang proses fabrikasinya dengan peresinan terpisah dan besar pengepresan tekanannya 70 PSI, jadi yang kain rajutnya tidak kena resin, tetapi untuk yang diresin secara simultant hanya pada jarak 100 meter ditembak yang masih bersarang pelurunya.

Kata kunci : komposit, sutera, kokon, kain tahan peluru, PSI, dan resin

ABSTRACTA research on making new composite for bullet proof vest has carried out by combined proceed silk yarns which have been engineered either mechanically or chemically together with proceed engineered silk cocoon. The machine that was used to make knitting fabric is Flat Knitting Machine 5 Gauge trade mark Tristar made in China, while silk materials and the cocoons derives from Makasar. There are three groups of proceed engineered silk materials, three variations of pressure in pressuring process, and five variations of stitch cam scales A, B, C, D, and E that were combined into 16 variations : AB, AC, AD, AE, BC, BD, BE, CD, CE, ABC, ABD, ABE, BCD, BCE, BDE, and ABCD, using two kinds of fabrication system. Thus totally, there are 64 x 3 x 2 = 384 samples, with the thickness of fabrication proceed is between 1.30 cm until 4.10 cm and all of those samples were tested for their bullet proof.The result shows that the overlay of filler materials using four variations cocons arrangements showed good enough result. The endurance when shot by M16 gun in 100 meters distance the bullet did not perforated (TT), the bullet only emplacement when shot on 50 and 25 meters, and there was more evidently in forth variation that was specially fabrication process with separated resin, and pressure 70 PSI, so that for knitting fabric without resin, but for fabric with simultaneous resin only when shot on 100 meters distance the bullet will be emplacement.

Keywords : composite, silk, cocoon, bullet proof vest, PSI, and resin

selanjutnya akan dibuat kain melalui proses PENDAHULUANrajut yang dalam hal ini daya lenturnya yang akan dimanfaatkan dari kondisi Perekayasaan serat sutera untuk variasi tinggi jeratan (stitch) rajut tersebut, perlengkapan militer ini merupakan suatu selain itu dilakukan proses kombinasi usaha alternatif pemberdayaan sumber bahan pengisi (filler) yang terbuat juga dari daya dalam negeri dalam rangka Limbah Kokon sutera. Penelitian ini peningkatan kemampuan perlengkapan merupakan lanjutan dari hasil penelitian dan peralatan militer nasional. Visi dan misi pertama pada tahun 2006 tentang rekayasa juga target yang akan dikerjakan sesudah benang sutera baik secara mekanikterwujud benang sutera siap pakai ini,

2

Rekayasa Bahan Baku Sutera ..…(Moekarto Moeliono)

maupun kimia yang selanjutnya digabung energi peluru, dan tekanan kedalam ini akan dengan penelitian tahun 2011 yang diteruskan sehingga mengenai tubuh merekayasa pembuatan filler-nya dari kokon pengguna. Batas maksimal penekanan sutera sebagai komposit alam yang cukup kedalam tidak boleh lebih dari 4,4 cm (44 kuat melengkapi rompi anti peluru. mm). Jika batasan tersebut dilewati, maka

pengguna baju akan mengalami luka dalam Serat sutera memiliki karakteristik yang (internal organs injuries), yang tentunya sangat mungkin untuk dikembangkan (sifat akan membahayakan keselamatan jiwa (2).fisik maupun kimia) menjadi bahan baku

produk unggulan selain untuk sandang, Sistem persenjataan yang telah dimiliki dalam hal ini dapat dimanfaatkan menjadi TNI ternyata lebih dari 50% masih bahan kain untuk perlengkapan militer bergantung kepada produk dari luar negeri, seperti bahan baku rompi anti peluru (1). diantaraanya rompi anti peluru. TNI juga Selain itu masih banyak kokon yang rusak defisit rompi anti peluru dan baju ini masih tidak diolah secara baik, kokon ini diimport juga untuk memproduksi kain merupakan salah bahan komposit alam yang tersebut di dalam negeri masih sulit, karena dapat dijadikan bahan pengisi (filler) rompi bahan yang dipakai adalah Kevlar atau tahan peluru yang akan menyempurnakan Spectra yang sangat mahal, belum lagi p r o s e s b a h a n a n t i p e l u r u u n t u k penggunaannya sangat diawasi oleh pihak pengembangan teknologi masa depan. produsen (3). Rompi anti peluru merupakan

salah satu alat pendukung militer yang Penetrasi peluru dapat diperlihatkan seperti mempunyai peranan sangat penting dalam Gambar 1 berikut.rangka tugas operasi di Bidang Peranti Keamanan. Pada dasarnya rompi anti peluru sangat dibutuhkan dalam rangka penumbuhan daya psikologis dan moral tempur, di samping rompi itu sendiri mampu berfungsi melindungi pemakai dari senjata tajam, pecahan granat, pukulan, benturan dan hantaman akibat tembakan senjata khususnya AK-47, SS1/FNC dengan amunisi kaliber 6.62 mm FMJ/AP dan 5.56 mm FMJ/AP.

Selanjutnya rompi level III yang kedudukan dan fungsinya telah digantikan dengan level IV, namun proses pencapaian

Gambar 1. Penetrasi peluru yang tepat guna, praktis dan efisien masih memakan waktu panjang serta memerlukan

Secara konsep dan prinsip kerja dari rekayasa serta uji lapangan. Untuk rompi , adalah dengan mengurangi dan menghindari terjadinya salah tafsir terhadap menyerap sebanyak mungkin lontaran beberapa pokok pengertian utama, maka energi kinetik peluru saat terjadi penetrasi berikut ini dikemukakan terlebih dahulu oleh peluru pada tubuh, yaitu dengan cara beberapa konsep pokok. Rompi anti peluru menggunakan hasil fabrikasi lapisan- adalah baju berupa rompi terbuat dari kain lapisan (layer) kain rajut dan layer kokon dilengkapi bahan penahan kejut (kevlar) untuk menyerap energi laju peluru tersebut didalamnya dan berfungsi sebagai penahan dan memecahnya ke penampang baju yang bacokan benda tajam, pecahan granat, luas, sehingga energi kinetik tersebut tidak tekanan/kejut dari pistol dan senjata laras cukup lagi untuk membuat peluru dapat panjang. Rompi taktis adalah rompi yang menembus baju. berfungsi memberikan daya kebal bagi si

pemakai terhadap serangan lawan yang Rompi anti peluru akan mengalami bersenjata antara lain senapan, pecahan deformasi yang menekan ke arah dalam granat serta pecahan munisi kaliber besar di (shock wave) pada saat menyerap laju

3

daerah serbuan/pertempuran. Jenis rompi di lingkungan militer di kelompokkan menurut level/tipenya yaitu level I, II, III A sebagai rompi Intel, WAL/VIP, untuk level III dan level IV digolongkan sebagai rompi taktis dan di dalamnya harus ada bahan pengisi (filler) (4).

Klasifikasi komposit dapat dibagi menjadi :- Komposit matrik polimer (PMC)- Komposit matrik logam (MMC)- Komposit matrik keramik (CMC)- Karbon karbon komposit (CCComposit)- Komposit hybrid (HC) Gambar 2. Posisi serat alam secara umum- Kombinasi matrik atau kombinasi gentian

Selanjutnya dapat dilihat sifat-sifat Bahan komposit dapat didefinisikan mekanik serat sutera termasuk kelompok sebagai bahan yang merupakan gabungan serat alam (lihat Tabel 1) dibanding dengan lebih dari satu bahan dan masing-masing serat-serat lain, dan kekurangan yang bahan tersebut masih memiliki sifatnya dipunyai oleh serat sutera diperbaiki sendiri (Chawla 1987) atau bahan komposit dengan perlakuan (treatment) khusus pada terdiri dari dua atau lebih bahan yang saat pelaksanaan penelitian.dikombinasikan membentuk suatu bahan

kejuruteraan dan akan menghasilkan sifat Tabel 1. Sifat mekanik serattertentu yang berbeda dengan sifat bahan

asalnya dan bahan tersebut tidak saling melarutkan (5).

Salah satu komposit yang akan dikembangkan sebagai bahan rompi anti peluru modern, adalah serat sutera dan kokon sutera yang direkayasa sebagai bahan pengisi (filler). Mengapa serat sutera, karena serat sutera memiliki karakteristik kuat, dan ringan. Selain itu dapat diproduksi dengan investasi rendah, prosesnya mudah, tidak memerlukan alat khusus, tidak menyebabkan iritasi kulit dan ramah lingkungan. Hanya saja serat sutera juga memiliki kelemahan seperti keantian panas Dengan melihat sifat mekanik dan yang lebih rendah serta daya serap air tinggi karakteristik dari serat sutera, maka adanya dibandingkan kevlar. Namun kekurangan perlakuan (treatment) khusus atas item ini dapat diperbaiki dengan menambahkan young's modulus dan elongation at failure crosslink agent untuk membuatnya anti –nya selanjutnya diharapkan dapat panas sekaligus anti terhadap kelembaban digunakan sebagai bahan baku dalam dengan cara peresinan. Secara umum kita pembuatan rompi anti peluru. dapat melihat posisi serat alam termasuk

Tujuan dari penelitian ini, adalah untuk didalamnya serat sutera (Gambar 2)

meningkatkan nilai guna serat sutera selain dibandingkan dengan serat-serat lain yang

untuk sandang biasa dikembangkan menjadi digunakan untuk bahan kain anti peluru (6).

bahan baku untuk kain militer khususnya kain tahan peluru serta mendukung peningkatan kemampuan ketersediaan perlengkapan kain militer nasional yang mandiri.


4

Sasaran yang ingin dicapai dari penelitian anti peluru, adalah benang sutera dengan dan kegiatan ini adalah : rangkapan 238 helai dan twist 651 yang

berasal dari proses degumming 50 menit. · Untuk uji coba lanjutan hasil rekayasa Hal ini dipakai berhubung kekuatan yang benang sutera sebagai bahan baku dihasilkan 19,4 kg dan ini mendekati rompi anti peluru dengan kombinasi kekuatan benang kevlar sebesar 25,0 kg limbah kokon.(cata tan: Penguj ian d i lakukan d i · Diversifikasi produk sutera dalam lab.Evaluasi BBT). Perlu diketahui benang

rangka mendukung peningkatan sutera ini dibuat layer 19 lapis dan telah diuji kemampuan nasional berbasis sumber tembak pada jarak 100 meter pada daya alam, khususnya pemanfaatan p e n e l i t i a n t a h u n 2 0 0 6 d e n g a n sutera dan limbah kokon (serat sutera menggunakan Senapan M16 di lab-kualitas ke-dua) untuk menjadi tekstil Bengkel Tembak PT. PINDAD (7). Dampak militer. tembakan dapat menahan peluru, tapi Kegiatan yang dilakukan mencakup masih menonjol keluar sebesar 4,5 mm.

identifikasi dan penyediaan serat dan Oleh karena itu pada penelitian 2011 benang sutera dari beberapa sentra dilanjutkan dengan penambahan filler dari penghasil sutera di Indonesia, kemudian kokon yang dibentuk layer–layer dan dilakukan perekayasaan terhadap serat dan dikombinasikan dengan proses peresinan; benang sutera secara kimia sebelumnya dari kondisi ini diharapkan dalam pengujian dan dilanjutkan secara fisika sehingga tembak ulang lebih mampu menahan lagi diharapkan benang sutera yang dihasilkan daya impact dari peluru.dari proses penelitian ini dapat mampu juga cukup handal sebagai bahan baku siap pakai untuk rompi anti peluru. Adapun unit kerja yang terkait terdiri dari :

1. Kementrian Perindustrian2. Dephamkam R.I. (C/Q PT. Pindad)3. Industri Kecil dan Menengah yang

Gambar 3. Susunan kokon satu jajarbergerak dalam bidang Sutera

Dalam rangka rekayasa ini dilakukan Mesin yang digunakan, adalah Mesin kajian atas pembuatan gabungan layer kain Rajut Datar (MRD) Gauge 5 merek Tristar, rajut dan filler dari kokon sutera yang sedangkan dalam penyetelan skala stitch sekaligus dilakukan proses peresinan. cam ada 5 (lima) variasi yaitu E (11), D (13), Dengan adanya penelitian ini diharapkan C (15), B (17) dan A (20) (pada Gambar 15) kekuatan benang sutera dan kokon yang dapat dilihat hasil dan bentuk lengkung digabungkan akan mampu mendekati jeratan dari masing masing penyetelan kekuatan kain tahan peluru yang dibuat dari skala stitch (8). benang kevlar seperti yang beredar di Istilah komposit memberikan suatu pasaran saat ini. pengertian yang sangat luas dan berbeda-

beda mengikuti situasi perkembangan BAHAN DAN METODA PENELITIAN bahan itu sendiri. Gabungan dua atau lebih

bahan merupakan suatu konsep yang Metoda penelitian yang dilakukan diperkenalkan untuk menerangkan definisi

merupakan Experiment Research yang komposit. Struktur komposit menjanjikan menggunakan 5 (lima) variasi penyetelan keuntungan khusus, selain kekuatan, juga skala stitch cam untuk pembuatan kain rajut, mempunyai nilai ekonomi dan keantian 4 (empat) variasi model penghamparan korosi. Sejarah perkembangan teknologi kokon untuk filler-nya, variasi jarak tembak komposit mencatat berbagai temuan yang dalam uji peluru, dan variasi lamanya bersifat inovatif, bahkan ide yang pengepresan. menakjubkan. Akhirnya pada skala yang

Benang yang digunakan untuk layer kain lebih halus, kita mempertimbangkan


5

penerapan prinsip komposit terhadap konstituan mikro struktur (nanokomposit). Di sini digunakan model mekanika yang relatif sederhana tetapi cukup memadai untuk memperkenalkan kaidah dasar untuk desain dan menjelaskan komposit.

Kekuatan komposit sebenarnya ada pada serat dan benangnya, daya rekat suatu serat justru meningkat bila diameter

Gambar 5.Variasi penghamparan kokon mengecil, misalnya kekuatan tariknya, juga yang dipress modulusnya. Serat seperti silika, alumina,

Desain Penelitian aluminium silika, titania, zirkonia, boron, boron karbida, silikon karbida, silikon nitrida, Skala stitch cam : A, B, C, D, E sehingga dipakai pada komposit dengan media jumlah kombinasi 16 variasi : AB, AC, AD, matriks berupa polimer, logam, keramik juga AE,BC, BD, BE, CD, CE, ABC, ABD, ABE, termasuk jenis keramik yang sama dengan BCD, BCE, BDE, dan ABCD; pengepresan seratnya (9). Tiap serat mempunyai 3 variasi tekanan (60, 70 dan 80 PSI); kemampuan tersendiri sehingga dalam fabrikasi 2 variasi (dicetak sekaligus dan pembuatan komposit sangat penting untuk terpisah). Dengan demikian total contoh uji memperhatikan spesifikasi dari serat menjadi 64 x 3 x 2 = 384 unit, dengan ukuran tersebut untuk menyesuaikan dengan ketebalan hasil fabrikasi 1,30 cm; 2,20 cm; perlakuan yang diberikan. 4,10 cm dan dari semua ini diuji tahan

tembaknya (10). Alur Proses Penelitian

Proses Fabrikasi

Dalam proses fabrikasi, sebelumnya kain rajut diberi treatment tahan api terlebih dahulu dan pada waktu pengepresan dilakukan dengan 2 (dua) model, yaitu sekaligus dicetak baik kokon dan kain rajutnya dan layer kokon dicetak masing-masing yang kemudian disatukan dengan kain rajut (11).

Gambar 4. Alur proses penelitian Peresinan Untuk proses peresinan (pembuatan

Metoda penelitian yang dilakukan panel kain anti peluru) ini dapat dijelaskan merupakan Experiment Research yang melalui tampilan Gambar 6, sedangkan alat menggunakan 5 (lima) variasi penyetelan cetak dan pengepresan dapat dilihat pada skala stitch cam untuk pembuatan kain rajut, Gambar 7.4 (empat) variasi model penghamparan kokon untuk filler-nya, variasi jarak tembak dalam uji peluru, dan variasi lamanya pengepresan.

Variasi Penyusunan (Layer) Kokon

Variasi I (vertikal), Variasi II (vertikal dan horizontal), Variasi III (vertikal, horizontal,

0dan diagonal kiri 45 ), dan Variasi IV 0, (vertikal, horizontal, diagonal kiri 45 dan

0diagonal kanan 45 )Gambar 6. Proses peresinan


6

Tabel 3. Hasil uji tembak (fabrikasi terpisah)Alat Cetak dan PengepresVariasi IV Layer kokon denganpenekanan 60 PSI

Gambar 7. Alat cetak dan pengepres

HASIL DAN PEMBAHASAN

CatatanData pengujian benang yang digunakan T :Tembus (Peluru masih nonjol)

TS :Peluru terlihat sejajar lapisan luar paneluntuk membuat kain rajut sebagai layer-B :Bersarang, peluru ada di dalam panellayer kain anti peluru dapat dilihat seperti TT :Tidak Tembus

pada Tabel 2 berikut.

Tabel 4. Hasil uji tembak (fabrikasi terpisah) Tabel 2. Hasil Kekuatan benang sutera Variasi IV Layer kokon dengan (filamen) gintiran (Twist) 651penekanan 70 PSI(Average Twist)

Data hasil pengujian uji tembak yang ditampilkan dari 384 contoh uji , adalah data hasil Uji Tembak variasi IV Layer kokon dengan penekanan 60 PSI, 70 PSI dan 80 PSI baik yang dicetak sekaligus maupun yang terpisah , sedangkan untuk variasi– variasi lain secara keseluruhan tembus semua dan hancur pada jarak 100 meter

VariasiWaktu

De

gumming(Jam)

Kekuatan Benang Rata-Rata (Kg)(Rangkapan- Helai)

24 48 100 192 238 KV(%)

Range

0,50 4,050 5,950 8,150 12,050 19,400 2,35s/d3,06

0,75 3,500 4,900 7,680 10,925 18,450 2,38s/d3,20

1,00 3,100 4,855 7,593 10,851 18,100 2,49s/d3,21

No Variasi StitchCam

VariasiLayer Kokon(Variasi IV)

Jarak UjiTembak (meter)

100 50 25

1 AB T T T

2 AC T T T

3 AD T T T

4 AE T T T

5 BC T T T

6 BD T T T

7 BE T T T

8 CD T T T

9 CE T T T

10 ABC TS T T

11 ABD TS TS T

12 ABE TS TS TS

13 BCD TS TS TS

14 BCE TS TS TS

15 BDE TS TS TS

16 ABCD TS TS TS

No VariasiStitch

VariasiLayer Kokon(Variasi IV)

Jarak Uji Tembak(meter)

100 50 25

1 AB T T T

2 AC T T T

3 AD T T T

4 AE T T T

5 BC T T T

6 BD T T T

7 BE T T T

8 CD TS T T

9 CE TS TS T

10 ABC TS TS TS

11 ABD TS TS TS

12 ABE TS TS TS

13 BCD TS TS TS

14 BCE TS TS TS

15 BDE TS TS TS

16 ABCD TT B B


7

Tabel 5. Hasil uji tembak (fabrikasi Tabel 7. Hasil uji tembak (fabrikasi terpisah) Variasi IV Layer kokon sekaligus) Variasi IV Layer dengan penekanan 80 PSI kokon dengan penekanan 70

PSI

Tabel 8. Hasil uji tembak (fabrikasi Tabel 6. Hasil uji tembak (fabrikasi sekaligus) Variasi IV Layer sekaligus) Variasi IV Layer kokon dengan penekanan 80 kokon dengan penekanan 60 PSIPSI

No Variasi Stitch

VariasiLayer Kokon

(Variasi IV)


100 50 25

1 AB T T T

2 AC T T T

3 AD T T T

4 AE T T T

5 BC T T T

6 BD T T T

7 BE T T T

8 CD T T T

9 CE T T T

10 ABC T T T

11 ABD T T T

12 ABE T T T

13 BCD T T T

14 BCE TS T T

15 BDE TS TS T

16 ABCD TS TS T

No Variasi Stitch

VariasiLayer Kokon

(Variasi IV)


100 50 25

1 AB T T T

2 AC T T T

3 AD T T T

4 AE T T T

5 BC T T T

6 BD T T T

7 BE T T T

8 CD T T T

9 CE T T T

10 ABC T T T

11 ABD T T T

12 ABE T T T

13 BCD T T T

14 BCE TS TS T

15 BDE TS TS TS

16 ABCD TS TS TS

No Variasi Stitch

VariasiLayer Kokon

(Variasi IV)


100 50 25

1 AB T T T

2 AC T T T

3 AD T T T

4 AE T T T

5 BC T T T

6 BD T T T

7 BE T T T

8 CD T T T

9 CE T T T

10 ABC T T T

11 ABD T T T

12 ABE T T T

13 BCD TS T T

14 BCE TS TS T

15 BDE TS TS T

16 ABCD B TS T

No Variasi Stitch

VariasiLayer Kokon

(Variasi IV)


100 50 25

1 AB T T T

2 AC T T T

3 AD T T T

4 AE T T T

5 BC T T T

6 BD T T T

7 BE T T T

8 CD T T T

9 CE T T T

10 ABC T T T

11 ABD T T T

12 ABE T T T

13 BCD T T T

14 BCE T T T

15 BDE T T T

16 ABCD TS TS T


8

Pengujian PembahasanMesin Rajut DatarSemua contoh uji jumlahnya ada 192

unit panel, yang selanjutnya diuji tembak Untuk membuat kain rajut tidak dengan menggunakan senapan M16. menggunakan mesin rajut bundar (MRB), Adapun jarak tembak diatur 3 ukuran, yaitu tapi menggunakan mesin rajut datar (MRD)

gauge 5. Penggunaan mesin ini, karena 100 m, 50 m dan 25 m. dalam mengatur tinggi jeratan atau panjang lengkung jeratan tiap jeratan (loop) yang Hasil Kain Penelitiandiatur dengan pergeseran stitch cam lebih Berikut ini merupakan contoh hasil mudah dan cukup pan jang juga panel kain anti peluru dari penelitian.memungkinkan pencapaian panjang jeratan mendekati diameter peluru. Sebagai ilustrasi hubungan pengaturan cam dengan diameter peluru dapat dijelaskan seperti pada Gambar 11 berikut (12).

Gambar 8. Contoh panel kain tahan peluru

Gambar 11.Hubungan tinggi jeratan dengan diameter peluruKain Penelitian yang Ditembak

Gintiran dan Gaya Torque

Pengaruh gintiran meningkatkan kekuatan benang, tapi ini terjadi sampai pada batas gintiran tertentu. Sebagai contoh untuk benang filamen mulai menurun pada twist 782. Dari data ini Gambar 9. Kain anti peluru ditembak terlihat bahwa seandainya gintiran tersebut

dengan senapan M16 (jarak terus ditambah justru akan menurunkan

100 meter) kekuatan benangnya seperti dapat dilihat. Hal ini karena adanya gaya Torque (Ť) dari dalam bagian benang yang akan memberikan reaksi menahan kekuatan yang terjadi, sehingga kekuatan benang menjadi turun. Untuk kepentingan proses kain rajut, maka gaya ini akan dimanfaatkan melalui pembuatan benang gintir dengan 2 jenis twist (S dan Z twist). Gambar 12 memperlihatkan tampilan hubungan gaya torque dan twist.

Gambar 10. Hasil pengujian kain daya

tahan impact (simulasi dengan

senapan M16 jarak 100 meter)

PANJANGLENGKUNG

JERATAN


9

Gambar 13 berikut :

Gambar 13. Benang dengan twist S dan twist Z

Gaya torque yang terjadi akan menurunkan kekuatan benangnya. Oleh karena itu dalam penelitian tahun 2010 dibuat benang gintir dengan 2 (dua) macam,

Gambar 12.Tampilan gaya torque dan twist yaitu twist S dan Z. Dengan memanfaatkan sifat elastis kain rajut dan benang yang

Tabel 9. Hasil kekuatan benang sutera digunakan 2 macam twist maka diharapkan (filamen) gintiran (twist 651) akan dihasilkan kain untuk anti peluru yang (Average Twist) harmonis (Gambar 14 c).

Gambar 14. Benang gintir pada kain rajut dan gaya torque

Keseimbangan Gaya dengan Energi Tabel 10. Hasil kekuatan benang sutera Kinetik Peluru(filamen) gintiran (twist 782)

Hasil gintiran benang sutera dapat (Average Twist)mengimbangi kekuatan benang kevlar, dan adanya gaya-gaya yang terjadi pada benangnya juga sifat dari kain rajut yang elastis ini diharapkan dapat mengabsorpsi dengan

Penggunaan Kain Rajut

Penggunaan layer kain rajut dari berbagai kain hasil proses stitch cam (5 variasi) dan menghasilkan tinggi jeratan-jeratan 5 (lima) macam dari yang kecil Jenis Gintiran (Twist) Benang sampai dengan yang besar. Dengan Gintiran (twist) yang dibuat 2 (dua) jenis, adanya 5 (lima) macam ini diharapkan yaitu S-Twist dan Z-twist. Untuk lebih dapat meredam Energi Potensial dan jelasnya dapat dilihat seperti pada b e n a n g g i n t i r r a j u t n y a

mengurangi sebanyak mungkin lontaran energi kinetik peluru saat terjadi penetrasi oleh peluru pada tubuh.

Variasi Waktu

Degumming

(Jam)


24 48 100 192 238KV (%)

Range

0,50 4,05 5,950 8,150 12,050 19,40 2,35s/d

3,06

0,75 3,50 4,900 7,680 10,925 18,45 2,38s/d

3,20

1,00 3,10 4,855 7,593 10,851 18,10 2,49s/d

3,21

VariasiWaktu

Degumming

(Jam)


24 48 100 192 238KV(%)

Range

0,50 3,490 5,25 7,960 11,971 17,45 2,45s/d3,21

0,75 3,750 5,10 7,710 11,850 17,30 2,53s/d

3,25

1,00 3,190 4,95 7,471 11,730 16,75 2,40s/d

3,20

(a)Tidak ada gaya

torque

(b)Terjadi gaya torque

satu arah (Twist satumacam)

(c)Gaya Torque

bolak balik (Twist2 macam)


10

Skala 20 Skala 17 Skala 15

Skala 13 Skala 11

dapat menahan energi kinetik (menyerap · Gaya torque (torque force) yang penyebaran energi) karena pada kain rajut t e rs impan pada benang ra ju t terdapat daya lentur dan gaya torque menetralisir daya impact dari peluru.(torque force) yang tersimpan pada benang · Dengan demikian gabungan dari gaya rajut gintir yang diharapkan mampu torque secara sinerji membentuk menetralisir energi-energi tersebut (13). resultan gaya dan menetralisir gaya-

gaya yang timbul akibat benturan dan penetrasi peluru ke dalam kain anti peluru (ballistic fabrics) (14).

Gambar 17 memperlihatkan tampilan peluru yang terjerat oleh kain rajut (terjaring), sedang ujung peluru yang tertahan oleh bahan pengisi (filler).

Gambar 15. Hasil kain rajut (jeratan hasil

penyetelan) dengan variasi

skala stitch

A,B,C : Lengkung Jeratan

D : FilerSelain adanya 5 (lima) macam bentuk lengkung jeratan yang berbeda ini yang

Gambar 17. Tampilan peluru yang terjeratdaya lentur, juga adanya gaya torque pada

oleh kain rajut (terjaring)lengkung (loop) benang rajut yang tersimpan karena pengaruh puntiran pada Penetralan energi kinetik oleh gaya benangnya diharapkan dapat menangkap torquelajunya peluru dan mampu mengimbangai

Penetralan energi kinetik (E ) dapat kgaya impact dari peluru. Sebagai ilustrasi dijelaskan sebagai berikut :bagaimana peluru menembus ataupun · Pada saat terjadi tumbukan gaya E -O kmenghantam panel kain anti peluru dapat

terurai menjadi E -M dan E -N.ditampilkan seperti pada Gambar 16 K K

berikut. · Benang rajut sebelum putus saat menahan tumbukan, gaya torque (O-C) dilepas yang terurai menjadi O-b dan O-d.

· Selanjutnya terjadi penetralan, yaitu E -k

O = O-C; O-b = E -N; dan O-d = E -M K KGambar 16. Ilustrasi peluru menembus (lihat Gambar 18), dan perlu diketahui

kain anti peluru disini E terjadi karena adanya k

tumbukan peluru kecepatan V dengan Dari hasil pengujian dapat dilihat, bahwa

kain anti peluru seperti sudah dijelaskan kain rajut dan kokon yang dipisah (kain

sebelumnya.rajutnya tidak kena peresinan, lihat Tabel 4) menunjukkan kemampuan menyerap energi kinetis dan daya impact peluru yang lebih baik. Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut :· Lengkung jeratan kain rajut yang

disusun secara berurut dari yang besar ke yang terkecil dapat menyerap energi

Gambar 18. Penetralan energi kinetikkinetik yang timbul.

oleh gaya torque


11

Penggunaan kokon sutera (U) dan sudah dapat dimasukkan ke dalam kelompok serat kevlar, biarpun dalam Hamparan bahan pengisi mengunakan penelitian ini tidak dihitung (lihat Tabel 11).kokon yang disusun dengan 4 (empat)

variasi, menunjukkan hasil yang cukup baik Tabel 11. Hasil perkalian toughness serat kekuatannya dan ini lebih nyata lagi

dan kecepatan strain wafe (U)kekuatan tersebut pada variasi ke IV. Kekuatan yang dipunyai kokon tersebut

karena adanya reaksi gabungan antara komposit alam yang dipunyai oleh kokon dan pengaruh dari fabrikasi campuran dengan polimer sintetis. Jadi kekuatan tersebut merupakan gabungan komposit alam dan buatan yang menghasilkan resultante gaya yang menahan gaya impact dari peluru pada saat menembus ballistic fabrics.

Selain itu dengan susunan layer kokon yang diatur saling bersilang khususnya lagi dengan variasi IV (horizontal, vertikal dan 2 diagonal), dalam hal ini seolah olah layer tersebut membentuk kekuatan seperti per. Sifat kokon itu kalau ditekan akan kembali mengembang seperti sifat per yang ditekan akan kembali ke bentuk aslinya. Gambar 19 berikut mengilustrasikan kekuatan yang ada pada layer-layer kokon tersebut seperti tampilan pada kekuatan yang ada pada per.

Gambar 19. Ilustrasi kekuatan susunan layer kokon identik dengan per

Tolak Ukur Pengujian Kain Anti Peluru

Sesuai standar militer, maka untuk uji Kekuatan Kain Anti Peluru hasil kain anti peluru ada 3 item dan Hasil uji tembak dengan M16 pada jarak masing-masing diberi nilai bobot, yaitu :tembak 100 meter efektif untuk variasi IV · Uji kemampuanmenunjukkan, bahwa panel anti peluru

(hasil fabrikasi kain rajut dan kokon) mampu · Uji Konstruksi dan perlengkapanmenahan lajunya peluru, khususnya lagi · Uji keenakan pakai (catatan : pada yang menggunakan kain rajut yang tidak penelitian tidak dilaksanakan)diresin kecuali hanya mendapat perlakuan

Dalam penelitian yang dilakukan hanya (treatment) tahan api peluru hanya masuk terbatas pada uji kemampuan menahan

kepada panel setengah panjang peluru. Dari tembakan saja, hal ini dilakukan karena

hasil uji ini memberi pengertian, bahwa hasil keterbatasan jumlah bahan baku. Tetapi

rekayasa yang sudah dilakukan paling tidak paling tidak hasil yang didapat dari

sudah mendekati kondisi ballistic fabrics penelitian ini diharapkan sebagai proses y a n g d i b u a t d a r i s e r a t k e v l a r . dasar dari pengembangan bahan sutera Untuk lebih nyatanya lagi dapat diprediksi dan kokon untuk dijadikan pakaian militer adanya perbaikan dari hasil perkalian khusus.toughness serat dan kecepatan strain wafe

Fiber Strength(s )

(GPa)

Failure Strain

(e )(%)

Modulus

(E)(GPa)

(U)1/3

(m/s)

PBO 5.20 3.10 169 813

Spectra 1000 2.57 3.50 120 801

600 den. Kevlar KM2

3.40 3.55 82.6 682

850 den. Kevlar KM2

3.34 3.80 73.7 681

840 den. Kevlar 129

3.24 3.25 99.1 672

1500 den. Kevlar 29

2.90 3.38 74.4 625

200 den. Kevlar 29

2.97 2.95 91.1 624

1000 den. Kevlar 29

2.87 3.25 78.8 621

1140 den. Kevlar 49

3.04 1.20 120 612

Carbon fiber 3.80 1.76 227 593

E-Glass 3500 4.7 74 559

Nvlon 0.91 N/A 9.57 482

M5 Conservative

8500 2.5 300 940

M5Goal 9500 2.5 450 1043

M5 (2001 Sample)

3960 1.4 271 583


12

SaranKESIMPULAN DAN SARANPenelitian rompi anti peluru ini masih Kesimpulan

perlu dilanjutkan lagi, karena ternyata masih Dari uraian dan pemaparan yang sudah perlu pengujian lagi di lapangan dengan

d i j e laskan sebe lumnya , dapa t lah menggunakan berbaga i senapan, disimpulkan hal-hal sebagai berikut : khususnya dalam pegujian uji tembak dan

ini memerlukan biaya yang cukup mahal, · Kekuatan benang sutera sudah dapat j uga da lam ha l i n i mas ih pe r lu direkayasa baik secara mekanik pengembangan lagi dalam model dan maupun kimia dan mampu mendekati sistem fabrikasi penyusunan layer-layer kekuatan benang kevlar biarpun belum kokon.menyamai.

· Benang sutera yang tidak tahan panas DAFTAR PUSTAKAdan api dapat diperbaiki dengan perlakuan (treatment) anti api. ABRI. (1982). Dinas Penelitian dan

Pengembangan TNI AD, Bandung.· Energi kinetik akibat benturan peluru Alljear, et.al. (1991). Type and Level System dan panel kain tahan peluru dapat

in Bullet, Broc. Publisher, New York.diserap cukup baik oleh kain rajut yang Du Pont. (1993). Textile Fibers Department, disusun secara layer demi layer dengan

Kevlar, Special Product, CenterProd antrian bentuk lengkung jeratan (loop) Building, Wilmington Dalaware.dari yang terbesar menurun ke yang

Hanafiah, dkk. (1993). Budidaya Sutera terkecil.Alam, Balai besar Tekstil, Bandung.

· Kain rajut dapat menyerap energi kinetik Hermawan, J. (2010). Fiber Composites sehingga daya impact yang terjadi dapat Armor (A Review), Program Studi tertahan oleh filler-nya, dan ini terlihat Tekn i k Ma te r i a l , FTMD- ITB , lebih efisien , baik penyerapan tersebut Bandung.kalau proses fabrikasi disusun terpisah Hough M, E. (1982). Ballistic Entry Motion,

Including Gravity – Constant Drag (proses resin hanya terjadi pada filler Coefficientcase. kokonnya saja).

Huzni Syifaul, et al. (2011). Material · Kekuatan dari resin alam yang ada pada Komposite, Program Pasca Sarjana

kokon dapat dikombinasikan dengan Jurusan Teknik Mesin, Fakultas r e s i n b u a t a n , d a n m a m p u Teknik Universitas Syiah Kuala.meningkatkan kekuatannya dalam M o e l i o n o , M . ( 1 9 9 6 ) . Te k n o l o g i pemanfaatannya sebagai filler anti P e m b e n t u k a n J e r a t a n , L a b . peluru. Perajutan, Bandung.

Moeliono, M. (2006). Pembuatan Desain · Kokon yang disusun dengan 4 (empat) Rajut Pakan, BBT., Bandung.variasi, menunjukkan hasil yang cukup

Moeliono, M., et. Al. (2006). Rekayasa baik kekuatannya, ini lebih nyata lagi Benang Sutera untuk Kain Tahan kekuatan tersebut pada variasi ke IV, Peluru, Penelitian Tahun 2006 BBT., tekanan pengepresan 70 PSI dan Bandung.proses peresinan terpisah pada saat

Salldrich, Jr. (2008). Moulding and Injection fabrikasi dan pada jarak tembak 25 System, Bang.Bros Pub., Toronto.meter semua peluru bersarang.

Salldrich, Jr. (2008). Moulding and Injection · Kokon sutera yang sudah rusak System, Bang.Bros Pub., Toronto.

biasanya dianggap limbah (sutera kualitas ke-2), dengan adanya penelitian ini ternyata masih dapat dmanfaatkan Smith, Jr, (2004). Textile Properties, lebih baik lagi untuk kepentingan tekstil Stuttgart, Germany.militer. Sudjana. (1975). Metoda Statistika. Tarsito,

Bandung.

Sallman & Bishop. (2000). The Technology of Composite”, New York.


Documents

REKAYASA BAHAN BAKU SUTERA DAN LIMBAH KOKON UNTUK …