KARYA TULIS
ORIENTED STRAND BOARD
Disusun Oleh:
APRI HERI ISWANTO, S.Hut, M.Si NIP. 132 303 844
DEPARTEMEN KEHUTANAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
KATA PENGANTAR
Puji syukur pada Allah SWT atas segala nikmat dan karunia-Nya sehingga
penulis dapat menyelesaikan karya tulis mengenai “Oriented Strand Board “.
Tulisan ini berisi tentang gambaran singkat mengenai sejarah dan pembuatan
orinted strand board. Penulis berharap semoga karya tulis ini dapat memberikan
tambahan informasi dibidang biokomposit kayu.
Akhirnya penulis tetap membuka diri terhadap kritik dan saran yang
membangun dengan tujuan untuk menyempurnakan karya tulis ini.
Januari, 2009
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ...i
DAFTAR ISI...ii
DAFTAR TABEL...iii
DAFTAR GAMBAR ...iv
PENDAHULUAN ...1
ORIENTED STRAND BOARD (OSB) ...2
TAHAPAN PEMBUATAN OSB...4
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
No Keterangan Halaman 1 Arah orientasi strand (Structural Board Association 2004) 3
2 Tipe strand (Nishimura et al. 2004) 5
3 Cara pengukuran panjang dan lebar strand (Nishimura et al. 2004)
PENDAHULUAN
Kebutuhan kayu sebagai bahan konstruksi bangunan dan bahan baku meubel semakin meningkat seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk. Di sisi lain produksi kayu dari hutan alam cenderung menurun, sehingga banyak industri perkayuan yang selama ini mengandalkan kayu dari hutan alam sebagai bahan baku mengalami gulung tikar (Forest Watch Indonesia 2001).
Untuk mengatasi permasalahan tersebut, pemerintah mengeluarkan kebijakan pembangunan dan pengembangan Hutan Tanaman Industri (HTI). Pada HTI, jenis
kayu yang ditanam merupakan jenis kayu yang cepat tumbuh (fast growing species), yang diharapkan dapat memenuhi kebutuhan bahan baku kayu bagi industri perkayuan di tanah air.
Permasalahan yang timbul pada kayu cepat tumbuh adalah kualitas kayu yang lebih inferior dibandingkan dengan kayu dari hutan alam. Kayu cepat tumbuh memiliki beberapa kelemahan seperti berat jenis yang lebih rendah sehingga berpengaruh terhadap kekuatan kayu, banyak mengandung mata kayu seperti pada
Acacia mangium, tingkat keawetan alami kayunya rendah, dan lain-lain.
Melalui perkembangan ilmu dan teknologi pengolahan kayu, beberapa permasalahan tersebut dapat diatasi. Rendahnya berat jenis kayu dapat diatasi dengan teknik densifikasi (staypack/ pemadatan) kayu, keberadaan cacat kayu dengan teknik pembuatan balok laminasi/ gluelam (seperti pembuatan papan sambung), sementara rendahnya tingkat keawetan diatasi dengan memasukkan bahan pengawet ke dalam kayu melalui proses pengawetan. Keberadaan dari teknologi papan komposit seperti papan partikel, papan serat, papan semen, oriented strand board/ OSB, dan lain sebagainya juga turut berperan dalam mengatasi permasalahan yang ada, karena papan komposit dapat dihasilkan dari semua bahan yang berlignoselulosa baik kayu maupun limbah pengolahan kayu.
Salah satu produk komposit yang dapat berfungsi sebagai papan struktural adalah OSB karena banyak dipakai sebagai komponen konstruksi. OSB merupakan
panel yang terbuat dari strand kayu, direkat dengan perekat tipe eksterior dan dikempa panas (Structural Board Association 2005). Menurut APA (2000), orientasi arah
Keberadaan OSB pada awalnya merujuk pada waferboard yang telah ada sejak tahun 1962, baru kemudian pada tahun 1981 secara komersial muncul OSB dan sekarang ini keberadaannya telah menggantikan waferboard. Di Indonesia, industri OSB masih belum berkembang tidak seperti di luar negeri. Pada tahun 2004 di Amerika Utara terdapat 64 industri OSB (40 di Amerika dan 24 di Kanada) dengan kapasitas produksi 27 milyar feet2 (Structural Board Association 2005).
ORIENTED STRAND BOARD (OSB)
Sejarah perkembangan
Menurut Structural Board Association (2004), OSB dan pendahulunya (waferboard) telah dikembangkan sejak tahun 1960-an. Pada awalnya OSB dan
waferboard diaplikasikan sebagai pelapis struktural pada bagian permukaan luar rangka sebelum ditempel dinding, atap ataupun lantai (sheating) pada bangunan rumah. Selanjutnya diaplikasikan sebagai elemen bangunan yang memberikan kekuatan geser terhadap beban angin dan gempa (shearwall).
Menurut Structural Board Association (2005), keberadaan OSB ini pada awalnya merujuk pada waferboard yang telah ada sejak tahun 1962, baru kemudian pada tahun 1981 secara komersial muncul OSB dan sekarang ini keberadaannya telah menggantikan waferboard. Menurut Bowyer et al. (2003), antara tahun 1985-1999 produksi OSB di USA meningkat hingga 300% dari 2,7 menjadi 10,3 juta m3 per tahun.
Pada tahun 2004 di Amerika Utara terdapat 64 industri OSB (40 di Amerika dan 24 di Kanada) dengan kapasitas produksi 27 milyar feet2. Kapasitas produksi OSB di Eropa pada akhir tahun 2000 mencapai 2.005.000 m3 per tahun dan tahun 2001 bertambah sebesar 1.085.000 m3 per tahun (Bowyer et al. 2003; Nishimura et al.
2004). Di Kanada dan Amerika, OSB sudah dikembangkan dan diaplikasikan pada konstruksi bangunan rumah dan bangunan komersial industri. Menurut Nishimura et al. (2004), di China sudah dikembangkan perumahan Western Style yang dibangun dengan bahan baku kayu dan OSB.
Definisi
Menurut APA (1997), OSB adalah panil kayu struktural yang dibuat dari strand
Menurut Structural Board Association (2004), OSB adalah panel struktural yang cocok untuk konstruksi. Lembaran panilnya terbuat dari sayatan strand dari kayu berdiameter kecil atau kayu jenis cepat tumbuh dan diikat dengan perekat tipe eksterior melalui proses pengempaan panas. Kekuatan OSB berasal dari strand yang diorientasikan pada lembaran. Pada bagian permukaan lapisan, strand diorientasikan pada arah memanjang panil. Lapisan inti disusun secara acak atau bersilangan tegak lurus dengan lapisan permukaan sebagaimana yang disajikan pada Gambar 1.
Gambar 1. Arah orientasi strand (Structural Board Association 2004).
Gambar (A) Strand pada lapisan permukaan diorientasikan sedangkan bagian inti disusun secara acak; (B) Strand pada lapisan permukaan dan lapisan inti diorientasikan, dimana arah orientasi lapisan inti tegak lurus dengan lapisan permukaan.
Menurut Forest Product Laboratory (1999); Rahim et al. (2006); Pressnail & Stritesky (2005), OSB merupakan panel untuk penggunaan struktural yang terbuat dari
strand-strand kayu tipis yang diikat bersama menggunakan perekat resin tahan air (waterproof) atau tipe eksterior dan dikempa panas.
OSB adalah panel bukan vinir yang terbuat dari strand yang diorientasikan, diikat dengan perekat penolik kemudian dikempa. Strand disusun pada arah tegak lurus pada masing-masing lapis (biasanya 3 atau 5 lapis) yang selanjutnya akan saling berikatan silang seperti pada kayu lapis (Rahman et al. 2006; Tsoumis (1991). OSB didesain sebagai struktural untuk menggantikan bahan pelapis seperti kayu lapis (Nishimura et al. 2004).
Penggunaan
Menurut Structural Board Association (2004) dan Forest Product Laboratory
(1999), OSB merupakan panil kayu untuk penggunaan struktural. OSB dipergunakan untuk konstruksi rumah, pallet, display, furniture, I-joist web. OSB digunakan untuk pelapis atap, dinding, lantai perumahan dan konstruksi komersial. Menurut Structural Board Association (2005), OSB dapat dipergunakan untuk dinding, panel atap, sub lantai, pelapis lantai, lantai, panil penyekat dan I- Joist. OSB didesain sebagai panil struktural untuk menggantikan kayu lapis yang diaplikasikan sebagai dinding, sub pelapis lantai, balok web, dan pelapis lantai tunggal (Rahman et al. 2006).
TAHAPAN PEMBUATAN OSB
Menurut Forest Product Laboratory (1999) tahapan pembuatan OSB adalah sebagai berikut
1. Bahan baku
Menurut Caesar (1997) dalam Misran (2005), OSB dapat dibuat dengan menggunakan kayu yang memiliki kerapatan 350-700 kg/m3. Bahan baku yang akan dipergunakan sebagai strand harus bersih dari kulit karena kulit kayu akan menghambat proses perekatan.
2. Pembuatan strand
Secara umum penggunaan strand berukuran kecil sebagai bahan baku dapat memperbaiki keseragaman dan stabilitas. Pada kasus OSB, ukuran strand yang besar akan berpengaruh pada sifat keseragaman dan stabilitas (Steiner 1995
dalam Nishimura et al. (2004). Ukuran strand dan orientasinya harus dikontrol selama proses produksi.
Pengelompokan strand menurut Nishimura et al. (2004) sebagaimana disajikan pada Gambar 2 adalah sebagai berikut:
a. Strand Tipe 1, bentuk panjang dan sangat lebar.
b. Strand Tipe 2, bentuk panjang namun tidak selebar tipe 1. c. Strand Tipe 3, bentuk panjang dan sempit.
Gambar 2. Tipe strand (Nishimura et al. 2004).
Berbagai tipe strand selanjutnya diambil sampel sejumlah 100 strand untuk diukur aspect ratio, rasio kelangsingannya (slenderness ratio), lebar dan tebal seperti yang disajikan pada Gambar 3.
Gambar 3. Cara pengukuran panjang dan lebar strand (Nishimura et al. 2004).
Keterangan: L (panjang), b1+b2 (lebar strand),
Berdasarkan hasil penelitian Nishimura et al. (2004) dilaporkan bahwa dimensi
strand dari hasil pengukuran 100 strand pada 5 tipe strand disajikan pada Tabel 1.
3. Pengeringan
Ayrilmis et al. (2005) merekomendasikan pengeringan strand hingga mencapai kadar air 2-3%. Menurut Structural Board Association (2004), strand untuk OSB dikeringkan sampai kadar airnya 3% untuk perekat PF atau seperti panil sebesar 8% dengan perekat cair.
Dalam kondisi normal, strand dikeringkan hingga mencapai kadar air 3-5% sebelum dicampur dengan PF cair. Penggunaan PF bubuk memerlukan pengeringan hingga mencapai kadar air 6%. Pengeringan strand dari kayu Aspen hingga mencapai kadar air 4% untuk perekat dengan kandungan 3% isocyanat. Kadar air strand 5-6% apabila menggunakan perekat UF (Misran
2005).
4. Pencampuran strand, perekat dan bahan aditif
Menurut Structural Board Association (2004), Liquid polymeric diphenyl methane diisocyanate (MDI) binder merupakan alternatif binder yang dipergunakan oleh 35% industri OSB (baik MDI sendiri ataupun dicampur dengan fenol). Berdasarkan hasil penelitian MDI binder bereaksi dengan molekul yang mengandung hidrogen aktif untuk menghasilkan molekul dasar
a. Lebih toleran terhadap partikel dengan kadar air yang tinggi.
b. Suhu kempa yang lebih rendah dan siklus kempa dapat lebih cepat sehingga konsumsi energinya lebih rendah.
c. Tidak ada emisi formaldehida.
d. Pemakaian dalam jumlah sedikit dapat memberikan hasil yang maksimal.
e. Stabilitas dimensi papan yang dihasilkan tinggi.
Bahan aditif yang biasanya ditambahkan pada saat pembuatan OSB adalah lilin/parafin. Biasanya lilin/ parafin ini ditambahkan dalam jumlah yang sedikit (besarnya kurang dari 1,5% berdasarkan berat).
5. Pembentukan lembaran
Menurut Misran (2005), pengorientasian arah strand dapat dilakukan dengan
menggunakan mechanical orienter dimana alat ini terdiri atas dua bagian yaitu
disk type orienter (mengarahkan strand kearah panjang panil) dan star type orienter (mengorientasikan strand tegak lurus arah panjang). Namun menurut Nishimura et al. (2004), pengorientasian strand dalam pembentukan lembaran panil dapat dilakukan secara manual ataupun dengan bantuan alat sederhana (former device).
6. Pengempaan panas
Tujuan pengempaan panas adalah untuk mendapatkan kerapatan dan ketebalan sesuai yang diinginkan serta mematangkan perekat khususnya perekat termoseting. Menurut Forest Product Laboratory (1999), pengempaan panas pada OSB dilakukan pada suhu 177-204 0C selama 3-5 menit. Ayrilmis et al.
REFERENSI
APA. 1997. Panel Handbook and Grade Glossary. The Engineer Wood Association, USA.
APA. 2000. Oriented Strand Board. The Engineer Wood Association, USA.
Bowyer JL, Shmulsky, Haygreen JG. 2003. Forest Products and Wood Science - An Introduction, Fourth edition. Lowa: Lowa State University Press.
Foerst Product Laboratory. 1999. Wood Hand Book: Wood as an Engineering Material. Agric Handbook 72. Washington DC. US department.
Forest Watch Indonesia. 2001. Potret Keadaan Hutan Indonesia. Bogor: Forest watch Indonesia dan Washington D.C.: Global Forest Watch.
Marra AA. 1992. Technology of Wood Bonding Principles in Practise. New York: Van Nostrand Reinhold.
Misran S. 2005. Evaluation of Oriented Strand Board Made From Rubber Wood Using Phenol Formaldehyde As a Binder. [Thesis]. Malaysia: Universiti Putra Malaysia.
Nishimura T, Amin J, Ansell MP, Ando N. 2004. Image Analysis and Bending properties of Model OSB Panels as A Function of Strand Distribution, Shape and Size. Wood Sci. Technol. 38 (4-5): 297 - 309
Structural Board Association. 2004. OSB Design Manual: Construction Sheathing And Design Rated Oriented Strand Board. Canada.
---. 2004. OSB Performance Under High Humidity Conditions. Technical Bulletin nomor 113. Canada.
---. 2004. Oriented Strand Board in Landfills. Technical Bulletin nomor 110. Canada.
---. 2004. Binders and Waxes In Osb. Technical Bulletin nomor 114. Canada.
---. 2004. Oriented Strand Board and Waferboard. Technical Bulletin nomor 104. Canada.
