Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Sifat Fisis dan Mekanis Oriented Strand Board dari Kayu Akasia, Ekaliptus dan Gmelina Berdiameter Kecil adalah karya saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber dan informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, November 2007
Arif Nuryawan NIM E051050081
Akasia, Ekaliptus dan Gmelina Berdiameter Kecil. Dibimbing oleh MUH.YUSRAM MASSIJAYA dan YUSUF SUDO HADI.
Penelitian ini menggunakan kayu akasia (Acacia mangium Willd.), ekaliptus (Eucalyptus sp.), dan gmelina (Gmelina arborea Roxb.) sebagai bahan baku pembuatan Oriented Strand Board (OSB). Pada penelitian pendahuluan, diteliti sifat dasar ketiga jenis kayu tersebut sebagai bahan baku strand, teknik pembentukan lembaran dalam proses produksi OSB skala laboratorium yang efisien, dan optimasi kadar perekat. Penelitian ini memproduksi lima model OSB, yaitu yang direkat dengan Phenol Formaldehyda (PF) bentuk bubuk, PF cair, isocyanat (IC), bagian permukaannya direkat dengan PF bubuk dan bagian intinya IC, serta bagian permukaannya direkat dengan PF cair dan bagian intinya IC. Untuk mengetahui kualitas dan kelayakan teknis, pada akhirnya OSB yang diproduksi dibandingkan dengan papan partikel dan papan serat yang telah dikenal di pasaran.
Hasil penelitian pendahuluan menunjukkan bahwa sifat dasar ketiga jenis kayu dapat digunakan dan memadai untuk bahan baku pembuatan OSB. Penelitian teknik pembentukan lembaran yang efisien menghasilkan rekomendasi penggunaan former device yang disempurnakan terbuat dari papan dan kawat terbukti dapat mempersingkat waktu kerja dan dapat menghasilkan OSB yang lebih baik daripada jika ditata manual dan menggunakan former device yang terbuat dari tripleks. Penelitian optimasi kadar perekat merekomendasikan penggunaan perekat sebanyak 7% berdasarkan berat kering oven strand.
Dalam penelitian ini OSB dibuat berukuran 30 cm x 30 cm, konstruksi tiga lapis dengan ketebalan sasaran 9 mm, dan perbandingan berat strand lapisan permukaan : inti : belakang yaitu 1:1:1. Metode penyusunan strand pada lapisan permukaan sejajar dengan arah memanjang papan (lengthwise) dan pada lapisan inti arah strand tegak lurus terhadap arah memanjang papan (sejajar lebar papan/ widthwise). Pengempaan panas menggunakan tekanan 25 kg/ cm2 selama 15 menit pada suhu 1600C.
OSB yang dihasilkan kemudian dikondisikan selama 2 minggu, untuk kemudian digergaji menjadi contoh uji-contoh uji pengujian sifat fisis dan mekanis. Sebelum dilakukan pengujian, semua contoh uji diukur dimensinya dan ditimbang untuk diketahui kerapatannya sehingga di akhir pengujian nilai yang diperoleh dapat dikoreksi untuk meniadakan variasi kerapatan. Standar yang digunakan adalah Japanese Industrial Standard (JIS) A 5908-2003 untuk papan partikel tipe 24-10.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa sifat fisis yang meliputi kerapatan, kadar air, dan pengembangan tebal memenuhi standar JIS A 5908-2003. Demikian juga sifat mekanis keteguhan rekat, modulus patah (MOR) dan modulus elastisitas (MOE) yang diuji pada kondisi kering baik sejajar arah panjang papan maupun sejajar arah lebar papan pada umumnya telah memenuhi standar JIS A 5908-2003. Namun demikian ada nilai-nilai MOR dan MOE yang diuji pada kondisi basah baik sejajar arah panjang papan maupun sejajar arah lebar tidak memenuhi standar JIS A 5908-2003.
Hasil terbaik penelitian ini adalah OSB dari kayu gmelina yang direkat IC. Penggunaan perekat PF cair maupun PF bubuk pada bagian permukaan dan belakang OSB serta IC pada bagian inti meningkatkan sifat fisis (stabilitas dimensi) tetapi menurunkan sifat mekanis OSB jika dibandingkan dengan OSB yang hanya direkat dengan perekat PF cair saja atau PF bubuk saja. Prototipe OSB terbaik hasil penelitian jika dibandingkan dengan papan partikel dan papan serat yang ada di pasaran, memiliki kualitas yang lebih unggul. Prototipe OSB kualitas terendah hasil penelitian adalah OSB yang terbuat dari kayu ekaliptus dan direkat dengan perekat PF bubuk saja. Prototipe OSB kualitas terendah mampu menyaingi kualitas papan serat komersial dan memiliki kualitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan papan partikel komersial.
Dengan demikian prototipe OSB terbaik (dari kayu gmelina yang direkat IC) dapat digunakan untuk bahan bangunan/ keperluan konstruksi (menahan beban) eksterior namun tidak untuk kondisi ekstrim seperti dinding, pelapis, dan penyekat. Prototipe OSB kualitas terendah hasil penelitian (dari kayu ekaliptus direkat dengan PF bubuk saja) dapat menyaingi penggunaan papan serat dan mampu mensubtitusi papan partikel. Secara umum OSB kualitas terendah hasil penelitian dapat digunakan sebagai bahan baku furniture, seperti meja, almari, dan kursi.
Board Made from Small Diameter Akasia (Acacia mangium Willd.), Ekaliptus (Eucalyptus sp.) and Gmelina (Gmelina arborea Roxb.). Under the direction of MUH.YUSRAM MASSIJAYA and YUSUF SUDO HADI.
Strands made from Akasia (Acacia mangium Willd.), Ekaliptus (Eucalyptus sp.) and Gmelina (Gmelina arborea Roxb.) were used as raw materials of Oriented Strand Board (OSB) in this research. There were 5 models of OSB produced, bonded by several types of resin, namely Phenol Formaldehyde (PF) powder type, liquid PF, isocyanate (IC), the face and back layers bonded by powder or liquid PF and the core layer bonded by IC. OSB was made of three plies, with 9 mm target thickness and ratio of strand weight in face:core:back was 1:1:1. Mat forming methods in face was lengthwise and the core was widthwise. OSB was pressed at 25 kg/ cm2 for 15 minutes at 1600C. Level of adhesive 7% based on oven dry strands weight. OSB were conditioned for 2 weeks, and then be sawed to be samples for physical and mechanical testing. Before evaluated, all of the samples be measured their dimension and be weight for density. Thus, in the final testing, the values must be corrected for disappear of density variation. Japanese Industrial Standard (JIS) A 5908-2003 for particle board 24-10 type was used as standard. Results of this research showed generally physical properties consist of density, moisture content, and thickness swelling fulfill JIS A 5908-2003 standard. So did mechanical properties, which consist of internal bonding, modulus of rupture (MOR) and modulus of elasticity (MOE) were tested in dry condition both lengthwise and widthwise generally fulfill JIS A 5908-2003 standard. However, there were values of MOR and MOE were tested in wet condition both of lengthwise and widthwise did not fulfill JIS A 5908-2003 standard. The best performance of OSB was which bonded by IC for all the wood species. OSB which bonded by PF powder or liquid PF at the face and back layers and IC in the core, has better physical properties (dimensional stability) than OSB which bonded by PF powder or liquid PF. unfortunately, the mechanical properties were worse ones. In fact, if they be compared with particleboard and medium density fiberboard (MDF) in the market showed higher value for all physical and mechanical properties. This means, this OSB is feasible for construction material and furniture application such as particleboard and MDF.
Keywords : Oriented Strand Board (OSB), physical properties, mechanical properties, construction material and furniture application
© Hak cipta milik IPB, tahun 2007
Hak cipta dilindungi Undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau
BERDIAMETER KECIL
ARIF NURYAWAN
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada
Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007
NIM : E051050081
Disetujui,
Komisi Pembimbing
Dr.Ir. Muh.Yusram Massijaya, M.S. Prof.Dr.Ir. Yusuf Sudo Hadi, M.Agr.
Ketua Anggota
Diketahui,
Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana Ilmu Pengetahuan Kehutanan
Dr.Ir. Rinekso Soekmadi, M.Sc.F. Prof.Dr.Ir.Khairil Anwar Notodiputro, M.S.
viii
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Desember 2006 ini adalah salah satu produk panel kayu, yaitu Oriented Strand Board dengan judul Sifat Fisis dan Mekanis Oriented Strand Board dari Kayu Akasia, Ekaliptus dan Gmelina Berdiameter Kecil.
Bagian tesis yang membahas kadar perekat optimum telah dipresentasikan di Seminar Nasional Masyarakat Peneliti Kayu Indonesia (Mapeki) X di Universitas Tanjungpura, Pontianak, Kalimantan Barat dengan judul Sifat Fisis dan Mekanis Oriented Strand Board dari Tiga Jenis Kayu Cepat Tumbuh. Bagian tesis yang membahas kualitas OSB yang direkat Phenol Formaldehyda bentuk bubuk dan isocyanat sedang diajukan pada Jurnal Teknologi Hasil Hutan dengan judul Sifat Fisis dan Mekanis Oriented Strand Board dari Akasia, Ekaliptus dan Gmelina Berdiameter Kecil (II) : Pengaruh Jenis Resin
Terima kasih disampaikan kepada Bapak Dr.Ir. Muh.Yusram Massijaya, M.S.dan Bapak Prof.Dr.Ir. Yusuf Sudo Hadi, M.Agr. selaku pembimbing, Bapak Dr.Ir.Naresworo Nugroho, M.S. selaku penguji luar komisi dan Bapak Dr.Ir. Imam Wahyudi, M.S. selaku pimpinan sidang ujian. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Ir.Bedyaman Tambunan yang telah banyak memberi saran, Bapak Abdullah di Lab.Biokomposit, Bapak Amin Suroso, S.T. di Lab.Keteknikan Kayu, dan Ibu Esti Prihantini, S.Si. di Lab. Kayu Solid Fakultas Kehutanan IPB. Kepada Surya Sukma Kusumah, S.Hut. penulis sampaikan terima kasih atas data sifat fisis dan mekanis papan partikel dan papan serat sebagai pembanding dalam penelitian ini. Kepada Bapak Rudi dari PT. Duta Pertiwi Nusantara, penulis sampaikan terima kasih atas bantuan perekat Phenol Formaldehyda cair sebagai salah satu bahan baku dalam penelitian ini.
Penulis sampaikan terima kasih kepada Departemen Pendidikan Nasional Republik Indonesia yang memberi Beasiswa Program Pasca Sarjana (BPPS) dari bulan Agustus 2005 sampai September 2007. Kepada Bapak Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Chairuddin P.Lubis, DTM&H, Sp.A (K), disampaikan terima kasih atas bantuan biaya hidup selama menempuh studi. Kepada Yayasan DAMANDIRI disampaikan terima kasih atas biaya bantuan penyelesaian tesis.
Penulis sampaikan terima kasih juga kepada Dekan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Prof.Ir. Zulkifli Nasution, M.Sc., Ph.D, dan Ketua Jurusan Kehutanan, Ibu Rahmawaty, S.Hut. M.Si, dan Prof.Dr.Ir. Zachrial Coto, M.Sc. atas izin dan rekomendasi melanjutkan studi di IPB.
Akhirnya terima kasih penulis sampaikan kepada istri tercinta Drh. Rita Rosmala Dewi atas perhatian, doa, pengorbanan, dan kasih sayangnya. Juga anakku tersayang Airlangga Rafi Nurilmi yang membuat penulis bersemangat dalam menyelesaikan studi. Kepada ayahanda H.Suhartono, ibunda Hj.Faridah, Mbak Ati, Mas Bagus, dan Nofar, Bapak mertua Drs. Sutarman, ibunda Dra. Sri Murwani, Endah, dan Bambang, penulis sampaikan terima kasih, semoga Allah SWT berkenan memberikan pahala yang akan terus mengalir.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, November 2007 Arif Nuryawan (arifnury@yahoo.com)
ix dari pasangan yang berbahagia ayahanda H.Suhartono dan ibunda Hj.Faridah. Pendidikan sarjana ditempuh di Program Studi Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, IPB, lulus pada tahun 2001.
Tahun 2001-2002, penulis bekerja sebagai management trainee di PT. Sica Internasional Utama, salah satu manufaktur produk kayu di Jakarta. Tahun 2002-2003, penulis bekerja sebagai marketingexecutive di PT.Indovisual Presentatama, salah satu distributor produk elektronik di Jakarta. Dan sejak tahun 2003 hingga sekarang, penulis bekerja sebagai staf pengajar di Jurusan Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan.
Kesempatan untuk melanjutkan ke program magister sains pada Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan, Sekolah Pascasarjana, IPB diperoleh pada tahun 2005 melalui Beasiswa Program Pasca Sarjana (BPPS) Depdiknas RI.
Pada tahun yang sama, penulis menikah dengan Drh. Rita Rosmala Dewi dan pada tahun 2006 penulis dikaruniai seorang putra yang diberi nama Airlangga Rafi Nurilmi.
Selama menempuh studi S2, beberapa artikel ilmiah telah diterbitkan, dua buah buku telah dibuat, satu makalah telah dipresentasikan, dan dua artikel sedang dalam proses penelaahan, yaitu :
1. Nuryawan A dan Massijaya MY. 2005. Development on Exterior Composite Plywood (Comply) Product Made of Meranti Veneer and Ekaliptus (Eucalyptus delupta Blume) Thinning Volume. Peronema Forestry Science Journal Vol.1 (2).
2. Massijaya MY, Nuryawan A, dan Assyh N. 2005. Fundamental Properties of Comply Made of Small Diameter Fast Growing Species and Mersawa Veneer. Proceeding of Scientific Session 90, XXII IUFRO World Congress.
3. Nuryawan A. 2005. Sistem Pakar untuk Kayu sebagai Bahan Konstruksi. Jurnal Komunikasi Penelitian LP USU Edisi Rekayasa Vol.17 (3).
4. Nuryawan A, Sucipto T, dan Azhar I. 2006. Biokomposit Masa Depan Industri Perkayuan. ISBN 979-97409-7-5
5. Nuryawan A dan Massijaya MY. 2006. Mengenal Oriented Strand Board. ISBN 979-25-5471-8
6. Nuryawan A, Massijaya MY, dan Hadi YS. 2007. Sifat Fisis dan Mekanis Oriented Strand Board dari Tiga Jenis Kayu Cepat Tumbuh. Makalah dipresentasikan pada Seminar Nasional Masyarakat Peneliti Kayu (Mapeki) X. Pontianak.
7. Nuryawan A, Rachman O, Santoso A. 2007. Prospek Papan Untai sebagai Panel Struktural di Indonesia. Info Hasil Hutan Puslitbang Hasil Hutan. Bogor. (submitted)
8. Nuryawan A, Massijaya MY, dan Hadi YS. 2007. Sifat Fisis dan Mekanis Oriented Strand Board dari Akasia, Ekaliptus dan Gmelina Berdiameter Kecil (II) : Pengaruh Jenis Resin. Jurnal Teknologi Hasil Hutan. Bogor. (submitted)
x