Papan Partikel

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Seiring dengan peningkatan industri perkayuan di Indonesia, ketersediaan kayu di hutan baik jumlah maupun kualitasnya semakin terbatas. Hal ini berpengaruh terhadap industri papan partikel yang semakin sulit mendapatkan kayu yang solid berkualitas baik. Salah satu alternatif menggantikan partikel kayu adalah bambu.

             Masalah serius yang dihadapi oleh industri pengolahan kayu di Indonesia saat ini adalah kekurangan bahan baku kayu. Hal ini terjadi karena kecepatan pemanfaatan kayu tidak seimbang dengan kecepatan pembangunan tegakan baru. Sementara itu kebutuhan kayu untuk mebel, bahan bangunan dan keperluan lain terus meningkat seiring dengan pertambahan penduduk serta sebagai pengganti kayu yang rusak, lapuk atau dimakan rayap. Oleh karena itu perlu dicari bahan baku alternatif untuk industri pengolahan kayu. Bambu merupakan salah satu bahan yang dapat digunakan untuk tujuan tersebut. Pemanfaatan bambu untuk papan partikel dapat mengurangi permintaan kayu untuk industri papan partikel (Widjaya, 2001).

            Bambu merupakan salah satu hasil hutan bukan kayu yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan, oleh karena itu bambu termasuk tanaman serbaguna. Tanaman bambu telah digunakan masyarakat sejak jaman dahulu antara lain untuk bahan bangunan, mebel, alat rumah tangga dan barang kerajinan. Di Indonesia bambu dapat dijumpai baik di daerah pedesaan maupun di dalam kawasan hutan. Semua jenis tanah dapat ditanami bambu kecuali tanah di daerah pantai. Pada tanah ini kalaupun terdapat bambu, pertumbuhannya lambat dan batangnya kecil. Tanaman bambu dapat dijumpai mulai dari dataran rendah sampai dataran tinggi, dari pegunungan berbukit dengan lereng curam sampai landai (Sastrapraja, 1977).

            Industri pengolahan bambu di Indonesia, yang telah berkembang dan telah diekspor produknya adalah supit, mebel dan barang kerajinan. Dari proses pengolahan bambu tersebut maka diperoleh limbah berupa potongan bambu khususnya bagian pangkal dengan panjang ruas yang tidak beraturan yang jumlahnya cukup banyak. Untuk meningkatkan efisiensi pemanfaatan bambu maka limbah berupa potongan bamboo tersebut masih dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku papan partikel. Sebagaimana diketahui bahwa salah satu keuntungan pembuatan papan partikel adalah dapat memanfaatkan berbagai macam bahan berlignoselulosa dengan ukuran yang kecil sedangkan produk yang dihasilkan dapat diperoleh dalam ukuran yang besar. Dalam tulisan ini disajikan hasil penelitian pengaruh kadar perekat terhadap sifat papan partikel bamboo (Sulastiningsih dkk, 2007).

            .Wax atau lilin adalah salah satu zat aditif yang ditambahkan pada campuran untuk meningkatkan sifat papan komposit yang dihasilkan. Dalam komposisi papan, emulsi wax menimbulkan daya tahan air yang bagus dan stabilitas dimensi yang tinggi pada papan. Kegunaan ini sangat penting untuk memberikan perlindungan selama perendaman tidak sengaja dari papan selama atau dapat mengurangi penyerapan air secara bertahap. Jenis wax yang digunakan adalah parafin, yaitu lilin mineral yang merupakan produk sampingan dari industri minyak mentah. Parafin memiliki titik leleh 48-55 0C (Maloney, 1993). Parafin yang digunakan dalam papan partikel berkisar 0,25 % sampai 2 % dari massa partikel, ditambahkan untuk memberikan suatu sifat katalis air pada papan             (Kamil, 1970).

Tujuan

1.      Untuk membuat papan partikel dari bambu betung parafin

2.      Menguji sifat fisis papan partikel bambu betung parafin

3.      Membandingkan nilai hasil pengujian papan partikel bamboo betung paraffin yang didapatkan semua kelompok

TINJAUAN PUSTAKA

            Papan partikel adalah papan buatan yang terbuat dari serpihan kayu dengan bantuan perekat sintetis kemudian mengalami kempa panas sehingga memiliki sifat seperti kayu, tahan api dan merupakan bahan isolasi serta bahan akustik yang baik (Dumanauw, 1993). Menurut Badan Standar Nasional (1996) papan partikel adalah produk kayu yang dihasilkan dari pengempaan panas antara campuran partikel kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya dengan perekat organik serta bahan perekat lainnya yang dibuat dengan cara pengempaan mendatar dengan dua lempeng datar (Mulyadi, 2001).

            Menurut Haygreen dan Bowyer (1996), tipe partikel yang digunakan untuk bahan baku pembuatan papan partikel adalah :

a. Pasahan (shaving), partikel kayu kecil berdimensi tidak menentu yang dihasilkan apabila mengetam lebar atau mengetam sisi ketebalan kayu.

b. Serpih (flake), partikel kecil dengan dimensi yang telah ditentukan sebelumnya yang dihasilkan dalam peralatan yang dikhususkan.

c. Biskit (wafer), serupa serpih dalam bentuknya tetapi lebih besar. Biasanya lebih dari 0,025 inci tebalnya dan lebih dari 1 inci panjangnya.

d. Tatal (chips), sekeping kayu yang dipotong dari suatu blok dengan pisau yang besar atau pemukul, seperti dengan mesin pembuat tatal kayu pulp.

e. Serbuk gergaji (sawdust), berupa serpih yang dihasilkan oleh pemotongan dengan gergaji.

f. Untaian (strand), pasahan panjang, tetapi pipih dengan permukaan yang sejajar.

g. Kerat (silver), hampir persegi potongan melintangnya dengan panjang paling sedikit 4 kali ketebalannya.

h. Wol kayu (excelsior), keratin yang panjang, berombak, ramping juga digunakan sebagai kasuran pada pengepakan.

            Bambu betung (Dendrocalamus asper) memiliki sifat yang keras dan baik untuk bahan bangunan. Perbanyakan bambu betung dilakukan dengan potongan batang atau cabangnya. Jenis bambu ini dapat ditemukan di dataran rendah sampai ketinggian 2000 mdpl. Bambu ini akan tumbuh baik bila tanahnya cukup subur, terutama di daerah yang beriklim tidak terlalu kering .Bambu betung adalah bambu yang kuat, tingginya bisa mencapai 20-30 m dan diameter batang 8-20 cm. Bambu betung juga banyak digunakan untuk bahan bangunan rumah maupun jembatan. Bambu betung bisa dipanen pada umur 3-4 tahun dengan produksi sekitar 8 ton/ha. Kerapatan serat bambu betung adalah 0,8 g/cm3                                      ( Krisdianto dkk, 2000)

            Perekat merupakan faktor yang paling menentukan dalam berbagai produk kayu olahan. Perekat yang biasa digunakan untuk produk-produk kayu merupakan perekat untuk kempa dingin. Selain itu, perekat yang mempunyai bahan dasar air atau dikenal dengan perekat jenis water based merupakan perekat yang sangat diminati saat ini. Disamping karena keamanan dalam penggunaannya, perekat water based juga merupakan solusi tersendiri dimana semakin mahalnya bahan-bahan organik yang bersumber dari minyak bumi.  Isosianat dikenal sebagai diphenylmethane di-isocyanate (MDI) biasanya digunakan dalam pembuatan produk papan komposit (Prasetyo, 2007).

            Pengempaan produk perekatan atau rakitan perekatan bertujuan untuk menempelkan lebih rapat sehingga garis perekat dapat terbentuk serata mungkin dengan ketebalan yang setipis mungkin. Pengempaan di dalam proses perekatan dibagi ke dalam dua tipe, (1) pengempaan dingin (repressing atau cold pressing), (2) hot pressing atau pengempaan panas yang dijalankan dengan suhu dan tekanan tertentu. Pengempaan dingin sebagai tahap akhir dari proses pematangan perekat memerlukan waktu yang lama tetapi ongkos/biaya pengempaan murah, sedangkan pada sistem kempa panas, waktu pengempaan akan menjadi pendek sehingga dapat menaikkan kapasitas pengempaan sekaligus menaikkan produksi, tetapi memerlukan ongkos yang tinggi untuk menaikkan suhunya (Putri MD, 2002).

                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. Sifat fisisnya adalah :

1. Kerapatan papan partikel ditetapkan dengan cara yang sama pada semua standar, tetapi persyaratannya tidak selalu sama.  Menurut Standar Indonesia Tahun 1983 persyaratannya 0,50-0,70 g/cm3, sedangkan menurut Standar Indonesia Tahun 1996 persyaratannya 0,50-0,90 g/cm3. Ada standar papan partikel yang mengelompokkan menurut kerapatannya, yaitu rendah, sedang, dan tinggi.

2. Kadar air papan partikel ditetapkan dengan cara yang sama pada semua standar, yaitu metode oven (metode pengurangan berat).  Walaupun persyaratan kadar air tidak selalu sama pada setiap standar, perbedaannya tidak besar (kurang dari 5%).

3. Pengembangan tebal papan partikel ditetapkan setelah contoh uji direndam dalam air dingin (suhu kamar) atau setelah direndam dalam air mendidih, cara pertama dilakukan terhadap papan partikel interior dan eksterior, sedangkan cara kedua untuk papan partikel eksterior saja. 

(Sutigno, 1994).

                Menurut Maloney (1993), dibandingkan dengan kayu asalnya papan partikel mempunyai beberapa kelebihan seperti:

a) Papan partikel bebas dari mata kayu, pecah dan retak.

b) Ukuran dan penempatan papan partikel dapat disesuaikan dengan kebutuhan.

c) Tebal dan kaya seragam serta mudah dikeiakan.

d) Mempunyai sifat isotropis.

e) Sifat dan kualitasnya dapat diatur.

                Sifat papan partikel dipengaruhi oleh bahan baku kayun pembentuknya, jenis perekat, dan formulasi yang digunakan serta proses pembuatan papan partikel tersebut mulai dari persiapan bahan baku, pembentukan partikel, pengeringan partikel penmpuran perekat dengan partikel, proses kempa dan finishingnya, serta sifat bahan baku kayu sangat berpengaruh terhadap sifat papan partikelnya Sifat kayu tersebut antara lain jenis dan kerapatan kayu, bentuk dan ukuran bahan baku kayu, penggunaan kulit kayu, tip, ukuran dan geometri partikel kayu, kadar air  dan kandungan ekstraktifnya (Haygreen dan Bowyer,  1996).

            Dalam pengujian papan partikel melihat standart JIS 5908-2003. Untuk kerapatan standartnya 0,4-0,9 . KA standartnya 5-13%. Untuk DSA tidak ada . Dalam pengembangan tebal maksimal 12%. Keteguhan patah minimal 80. Keteguhan lentur minimal 20000 (JSA.2003).

           

BAHAN DAN METODE

Waktu dan Tempat

            Praktikum yang berjudul simulasi pembuatan papan partikel bambu betung dan pngujian sifat fisisnya dilakukan pada hari kamis tanggal 6 Oktober 2010-selesai. Praktikum ini dilakukan di Laboratorium Teknologi Hasil Hutan Departemen Kehutanan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Medan.

Bahan dan Alat

            Adapun bahan yang diguanakan ada dua sampel yaitu papan partikel dari bambu betung zat adiktif parafin .Bahan yang lain adalah air. Kedua sampel tersebut adalah :

1.Sampel berukuran 10 x 10 cm untuk pengukaran KA dan kerapatan

2.Sampel berukuran 5 x 5 cm untuk pengukuran DSA dan pengembangan tebal

Adapun alat yang digunakan adalah kalifer, mikrometer sekrup, cangkir , alat tulis, oven, timbangan dan kamera digital.

Prosedur       

Pengukuran Kadar air dan Kerapatan

1.      Disiapkan bahan dan alat

2.      Diambil sampel papan partikel bambu betung parafin ukuran 10 x 10 cm

3.      Ditimbang sampel tersebut. Ini sebagai berat awal

4.      Ditentukan dimensi P, L dan T pada papan partikel

5.      Diukur panjang dan lebar menggunakan kalifer dan diukur tebal menggunakan micrometer sekrup. Ini untuk mengukur kerapatan

6.      Dicatat data P,L dan T papan tersebut. Panjang ada P1 dan P2, lebar ada L1 dan L2 sedangkan tebal ada T1,T2,T3,T4

7.      Di oven sampel tersebut selama 24 jam

8.      Dilihat perubahan berat sebagai BKO. Ini untuk pengukuran kadar air

9.      Rumus untuk menghitung Kadar Air dan Kerapatan adalah :

KA =  BA-BKO x 10o

              BKO                 

P =  M

        V

10.  Dibuat grafik pengukuran kadar air dan kerapatan

Pengukuran Daya Serap Air dan Pengembangan Tebal

1.      Disiapkan bahan dan alat

2.      Diambil sampel papan partikel bamboo betung parafin berukuran 5 x 5 cm

3.      Ditimbang sampel tersebut. Ini sebagai berat awal

4.      Ditentukan bagian P,L dan T untuk pengukuran dimensi

5.      Diukur panjang dan lebar menggunakan kalifer dan pengukuran tebal menggunakan mikrometer sekrup

6.      Direndam sampel papan partikel selama 2 jam dan 24 jam

7.      Diukur kembali dimensi P,L dan T untuk yang 2 jam dan 24 jam

8.      Dihitung dengan menggunakan rumus :

DSA = B2-B1 x 100

                B1

PT = T2-T1 x 100

            T1

9.      Dibuat grafik pengukuran daya serap air dan pengembangan tebal

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengukuran Kadar Air

            Dibawah ini adalah grafik kadar air yang diperoleh:

Dalam pengukuran kadar air dapat dilihat dari grafik 1 yaitu KA terbesar dan tertinggi terdapat pada kelompok 5 sebesar 113,43%. Sedangkan yang terendah terdapat pada kelompok 6 sebesar 87,95. Hal ini karena sampel berukuran 10 x 10 cm pada kelompok 5 nilai berat awalnya besar serta BKO sampelnya kecil sehingga selisih pengurangan besar. Sedangkan untuk kelompok 6 memiliki KA paling rendah karena BA sampelnya yang paling kecil diantara keempat kelompok itu. Untuk kelompok 4 sendiri nilai KA sebesar 91,42%. Untuk kadar air nilainya cukup besar karena belum di oven sampai berat konstan. Semua memakai metode oven untuk mendapatkan kadar air. Hal ini sesuai dengan pernyataan Sutigno (1994) yang menyatakan kadar air papan partikel ditetapkan dengan cara yang sama pada semua standar, yaitu metode oven (metode pengurangan berat).  Untuk kadar air menurut JIS A 5908-2003 adalah 5-13%. Brarti untuk KA semua papan partikel tidak masuk standart.

`                 

Pengukuran Kerapatan

Dari grafik 2 dapat dilihat bahwa nilai kerapatan yang paling besar terdapat pada kelompok 6 sebesar 1,13 g/cm³ sedangkan kerapatan yang paling rendah terdapat pada kelompok 8 sebesar 0,79 g/cm³ Hal ini karena pada kelompok 6 jumlah pembagian dari massa yaitu berat awal dan volume yaitu perkalian dari P,L dan T hasil pembagiannya besar. Hal ini karena dimensi ukuran P, L dan T pada kelompok 6 nilainya paling besar. Sedangkan pada kelompok 8 dimensi P, L dan T nilainya paling kecil. Untuk kelompok 4 nilai kerapatan juga hampir paling kecil yaitu 0,798 g/cm³. Kerapatan dipengaruhi oleh massa papan partikel, besar dimensi dan ketelitian orang yang mengukurnya. Hal ini dipengaruhi juga oleh dimensi P, L dan T yang beragam ukurannya. Hal ini sesuai dengan pernyataan Maloney (1988) yang menyatakan  dibandingkan dengan kayu asalnya papan partikel mempunyai beberapa kelebihan seperti tebal dan kaya seragam serta mudah dikerjakan. Untuk kerapatan menurut JIS A 5908-2003 adalah 0,4-0,9. Dari data semua masuk JIS kecuali kelompok 6 dengan nilai P= 1,13 g/cm³. Berarti papan partikel kelompok 6 tidak masuk standart.

Pengukuran Daya Serap Air (DSA)

Untuk pengukuran daya serap air (DSA) dapat dilihat nilai DSA sampel yang direndam 2 jam yang tertinggi terdapat pada kelompok 6 yaitu sebesar 28,13%. Untuk sampel yang direndam selama 24 jam DSA tertinggi terdapat pada kelompok 5 sebesar 31,42%. Hal ini berarti mutu papan partikel punya kelompok 6 kurang bagus karena DSA tinggi berarti papan gampang lapuk. Untuk papan partikel kelompok 5 juga tidak sangat baik jika digunakan untuk produk eksterior. Hal ini karena jika ditaruh di luar papan gmapang menyerap air sehingga cepak lapuk papan tersebut. DSA dalam perendaman sampel selama 2 jam terendah terdapat pada kelompok 8 sebesar 12,5% dan DSA dalam perendaman sampel selama 24 jam terendah terdapat pada kelompok 6 sebesar 2,44. Hal ini berarti papan kelompok 8 mutunya lumayan bagus karena DSA kecil. Papan kelompok 6 sendiri cocok untuk penggunaan eksterior karena DSA kecil dalam perendaman sampel selama 24 jam. Kelompok 4 sendiri nilai DSA 2 jam 2,84% dan DSA 24 jam 23,8 %. Berarti kualitas papannya kurang bagus untuk digunakan pada produk eksterior. Hal ini sesuai dengan pernyataan  Maloney (1993) yang menyatakan  papan partikel mempunyai beberapa kelebihan seperti: Ukuran dan penempatan papan partikel dapat disesuaikan dengan kebutuhan.

Pengukuran Pengembangan Tebal

Dalam grafik 4 grafik pengembangan tebal dapat dilihat bahwa PT dengan waktu rendaman 2 jam terbesar terdapat pada kelompok 4 sebesar 2,84%. Untuk sampel yang direndam selama 24 jam PT tertinggi terdapat pada kelompok 5 sebesar 5, 10%. Hal ini berarti papan partikel kelompok 4 kurang bagus digunakan untuk produk konstruksi karena nilai PT papannya besar. Sama halnya dengan papan partikel kelompok 5 memiliki mutu yang terburuk karena PT pada rendaman 24 jam nilainya sangat besar. Pengembangan tebal tinggi berarti papan gamapang retak dan pecah. Dari grafik 4 juga dapat dilihat nilai PT terkecil pada rendaman 2 jam terdapat pada kelompok 6 sebesar 0,13% dan nilai PT terkecil pada rendaman 24 jam terdapat pada kelompok 8. Hal ini berarti papan partikel kelompok 6  bagus karena nilai pengembangan tebalnya kecil. Papan partikel kelompok 8 pun cukup bagus karena tidak akan mudah gampang retak dan pecah. Hal ini sesuai dengan pernyataan Sutigno (1994) yang menyatakan pengembangan tebal papan partikel ditetapkan setelah contoh uji direndam dalam air dingin (suhu kamar) atau setelah direndam dalam air mendidih, cara pertama dilakukan terhadap papan partikel interior dan eksterior, sedangkan cara kedua untuk papan partikel eksterior saja.Untuk pengembangan tebal menurut JIS A 5908-2003 adalah maksimal 12%. Ini berarti menurut PT semua papan partikel masuk standart.

           

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

1. Papan partikel yang dibuat memiliki BA yang berbeda-beda

2. Papan partikel  terbaik terdapat pada kelompok 6 karena nilai daya serap air dan pengembangan tebal nilainya kecil

3. Papan partikel yang terburuk terdapat pada kelompok 5 karena nilai daya serap air dan pengembangan tebal nilainya sangat besar

4. Kualitas papan partikel dipengaruhi besarnya nilai kadar air, kerapatan, daya serap air dan pengembangan tebal

5. Papan partikel dengan nilai DSA kecil dan PT kecil dapat digunakan untuk produk eksterior.

6. Papan partikel dengan nilai DSA kecil dan PT kecil tidak dapat digunakan untuk produk eksterior.      

Saran

            Sebaiknya pada praktikum ini diberikan perlakuan sekaligus mencoba penelitian kecil-kecilan untuk papan partikel. Hal ini tentu harus dibimbing oleh asisten yang ahli. Ini sebagai latihan untuk melakukan penelitian nanti.

           

           

           

DAFTAR PUSTAKA

Haygreen, J.G., & J.L. Bowyer. 1989. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu : Suatu Pengantar.Diterjemahkan oleh Sutjipto A.Hadikusumo Gadjah Mada University Press.Yogyakarta

JSA.2003.JIS A 5908-2003 Particleboards. Japan

Kamil,R.N.1970. Prospek Pendirian Industri Papan Wol Kayu  Indonesia. Pengumuman Lembaga Penelitian Hasil Hutan No.95.Bogor

Krisdianto, G. Sumarni dan A. Ismanto. 2000. Sari Hasil Penelitian Bambu. Pusat Penelitian Hasil Hutan. Bogor

Maloney, T. M. 1993. Modern Particleboard and Dry Process Fiberboard Manufacturing. Miller Fremann,  Inc. San Fransisco

Mulyadi. 2001 .Sifat-Sifat Papan Partikel dari Limbah Kayu dan Plastik Polystyrene. IPB.Bogor

Prasetyo .2007. Kekuatan Papan Partikel Terbuat dari Sekam Padi. Skripsi Teknik Mesin,.IST AKPRIND. Yogyakarta

Putri, M.D.2002. Peningkatan Mutu Papan Partikel dari Limbah Serbuk Gergaji Kayu Sengon (Paraserianthes facaltaria) dan Limbah Plastik Polyprophylene. Skripsi Fakultas Kehutanan IPB.Bogor

Sastrapraja,S., E.A. Widjaja, S. Prawiroatmodjo dan S. Soenarko. 1977. Beberapa Jenis Bambu. Lembaga Biologi Nasional. Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia. Bogor.

Sulatiningsih, I.M., Jasni, & M.I. Iskandar. 1999. Pengaruh Permentin Terhadap Sifat Mekanis dan Keawetan Papan Partikel. Buletin Penelitian Hasil Hutan Pusat Litbang Hasil Hutan dan Sosial Ekonomi Kehutanan, Bogor. Vol 16 (4). p. 225

Sutigno, P. 1994. Teknologi papan partikel datar. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan dan Sosial Ekonomi Kehutanan, Bogor

Widjaya, E.A. 2001. Identikit Jenis-jenis Bambu di Jawa. Pusat Penelitian dan Pengembangan Biologi, LIPI. Balai Penelitian Botani, Herbarium Bogoriense, Bogor. Indonesia