cara pembuatan papan partikel (particle board) dari bahan dasar bambu (Bambusa sp.)

 Papan Partikel

Macam Papan Partikel

a.      Bentuk

Papan partikel umumnya berbentuk datar dengan ukuran relatif panjang, relatif lebar, dan relatif tipis sehingga disebut Panel.  Ada papan partikel yang tidak datar (papan partikel lengkung) dan mempunyai bentuk tertentu tergantung pada acuan (cetakan) yang dipakai seperti bentuk kotak radio.

b.      Pengempaan

Cara pengempaan dapat secara mendatar atau secara ekstrusi.  Cara mendatar ada yang kontinyu dan tidak kontinyu.  Cara kontinyu berlangsung melalui ban baja yang menekan pada saat bergerak memutar. Cara tidak kontinyu pengempaan berlangsung pada lempeng yang bergerak vertikal dan banyaknya celah (rongga antara lempeng) dapat satu atau lebih. 

Pada cara ekstrusi, pengempaan  berlangsung kontinyu diantara dua lempeng yang statis.  Penekanan dilakukan oleh semacam piston yang bergerak vertikal atau horizontal.

c.       Kerapatan

Ada tiga kelompok kerapatan papan partikel, yaitu rendah, sedang dan tinggi. Terdapat perbedaan batas antara setiap kelompok tersebut, tergantung pada standar yang digunakan.

d.      Kekuatan (Sifat Mekanis)

Pada prinsipnya sama seperti kerapatan, pembagian berdasarkan kekuatanpun ada yang rendah, sedang, dan tinggi.  Terdapat perbedaan batas antara setiap macam (tipe) tersebut, tergantung pada standar yang digunakan.  Ada standar yang menambahkan persyaratan beberapa sifat fisis.

e.       Macam Perekat

Macam perekat yang dipakai mempengaruhi ketahanan papan partikel terhadap pengaruh kelembaban, yang selanjutnya menentukan penggunaannya. Ada standar yang membedakan berdasarkan sifat perekatnya, yaitu interior dan eksterior.  Ada standar yang memakai penggolongan berdasarkan macam perekat, yaitu Tipe U (urea formaldehida atau yang setara), Tipe M (melamin urea formaldehida atau yang setara) dan Tipe P (phenol formaldehida atau yang setara).  Untuk yang memakai perekat urea formaldehida ada yang membedakan berdasarkan emisi formaldehida dari papan partikelnya, yaitu yang rendah dan yang tinggi atau yang rendah, sedang dan tinggi.

f.        Susunan Partikel

Pada saat membuat partikel dapat dibedakan berdasarkan ukurannya, yaitu halus dan kasar.  Pada saat membuat papan partikel kedua macam partikel tersebut dapat disusun tiga macam sehingga menghasilkan papan partikel yang berbeda yaitu papan partikel homogen (berlapis tunggal), papan partikel berlapis tiga dan papan partikel berlapis bertingkat.

g.      Arah Partikel

Pada saat membuat hamparan, penaburan partikel (yang sudah dicampur dengan perekat) dapat dilakukan secara acak (arah serat partikel tidak diatur) atau arah serat diatur, misalnya sejajar atau bersilangan tegak lurus. Untuk yang disebutkan terakhir dipakai partikel yang relatif panjang, biasanya berbentuk untai (strand) sehingga disebut papan untai terarah (oriented strand board atau OSB).

h.      Penggunaan

Berdasarkan penggunaan yang berhubungan dengan beban, papan partikel dibedakan menjadi papan partikel penggunaan umum dan papan partikel structural (memerlukan kekuatan yang lebih tinggi).  Untuk membuat mebel, pengikat dinding dipakai papan partikel penggunaan umum. Untuk membuat komponen dinding, peti kemas dipakai papan partikel structural.

i.        Pengolahan

Ada dua macam papan partikel berdasarkan tingkat pengolahannya, yaitu pengolahan primer dan pengolahan sekunder.  Papan partikel pengolahan primer adalah papan partikel yang dibuat melalui proses pembuatan partikel, pembentukan hamparan dan pengempaan yang menghasilkan papan partikel.

Papan partikel pengolahan sekunder adalah pengolahan lanjutan dari papan partikel pengolahan primer misalnya dilapisi venir indah, dilapisi kertas aneka corak.

2.1.2.      Faktor Yang Mempengaruhi Mutu Papan Partikel

a.      Berat jenis kayu

     Perbandingan antara kerapatan atau berat jenis papan partikel dengan berat jenis kayu harus lebih dari satu, yaitu sekitar 1,3 agar mutu papan partikelnya baik.  Pada keadaan tersebut proses pengempaan berjalan optimal sehingga kontak antar partikel baik.

b.      Zat ekstraktif kayu

Kayu yang berminyak akan menghasilkan papan partikel yang kurang baik dibandingkan dengan papan partikel dari kayu yang tidak berminyak. Zat ekstraktif semacam itu akan mengganggu proses perekatan.

c.       Jenis kayu

Jenis kayu (misalnya Meranti kuning) yang kalau dibuat papan partikel emisi formaldehidanya lebih tinggi dari jenis lain (misalnya meranti merah).  Masih diperdebatkan apakah karena pengaruh warna atau pengaruh zat ekstraktif atau pengaruh keduanya.

d.      Campuran jenis kayu

Keteguhan lentur papan partikel dari campuran jenis kayu ada diantara keteguhan lentur papan partikel dari jenis tunggalnya, karena itu papan partikel structural lebih baik dibuat dari satu jenis kayu daripada dari campuran jenis kayu.

e.       Ukuran partikel

Papan partikel yang dibuat dari tatal akan lebih baik daripada yang dibuat dari serbuk karena ukuran tatal lebih besar daripada serbuk.  Karena itu, papan partikel struktural dibuat dari partikel yang relatif panjang dan relatif lebar.

f.        Kulit kayu

Makin banyak kulit kayu dalam partikel kayu sifat papan partikelnya makin kurang baik karena kulit kayu akan mengganggu proses perekatan antar partikel.  Banyaknya kulit kayu maksimum sekitar 10%.

g.      Perekat

Macam partikel yang dipakai mempengaruhi sifat papan partikel.  Penggunaan perekat eksterior akan menghasilkan papan partikel eksterior sedangkan pemakaian perekat interior akan menghasilkan papan partikel interior. Walaupun demikian, masih mungkin terjadi penyimpangan, misalnya karena ada perbedaan dalam komposisi perekat dan terdapat banyak sifat papan partikel.  Sebagai contoh, penggunaan perekat urea formaldehida yang kadar formaldehidanya tinggi akan menghasilkan papan partikel yang keteguhan lentur dan keteguhan rekat internalnya lebih baik tetapi emisi formaldehidanya lebih jelek.

h.      Pengolahan

Proses produksi papan partikel berlangsung secara otomatis. Walaupun demikian, masih mungkin terjadi penyimpangan yang dapat mengurangi mutu papan partikel. Sebagai contoh, kadar air hamparan (campuran partikel dengan perekat) yang optimum adalah 10-14%,  bila terlalu tinggi keteguhan lentur dan keteguhan rekat internal papan partikel akan menurun.

2.1.3.      Mutu Papan Partikel

Mutu papan partikel meliputi cacat, ukuran, sifat fisis, sifat mekanis, dan sifat kimia.  Dalam standar papan partikel yang dikeluarkan oleh beberapa negara masih mungkin terjadi perbedaan dalam hal kriteria, cara pengujian, dan persyaratannya.  Walaupun demikian, secara garis besarnya sama.

2.1.4.      Cacat

Pada Standar Indonesia Tahun 1983 tidak ada pembagian mutu papan partikel berdasarkan cacat, tetapi pada standar tahun 1996 ada 4 mutu penampilan papan partikel menurut cacat, yaitu A, B, C, dan D.  Cacat yang dinilai adalah partikel kasar di permukaan, noda serbuk, noda minyak, goresan, noda perekat, rusak tepi dan keropos.

2.1.5.      Ukuran

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.

2.1.6.      Sifat Fisis

a.      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.

b.      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%).

c.       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.  Menurut Standar Indonesia Tahun 1983, untuk papan partikel eksterior, pengembangan tebal ditetapkan setelah direbus 3 jam, dan setelah direbus 3 jam kemudian dikeringkan dalam oven 100 °C sampai berat contoh uji tetap.  Ada papan partikel interior yang tidak diuji pengembangan tebalnya, misalnya tipe 100 menurut Standar Indonesia Tahun 1996, sedangkan untuk tipe 150 dan tipe 200 diuji pengembangan tebalnya.  Menurut standar FAO, pada saat mengukur pengembangan tebal ditetapkan pula penyerapan airnya (absorbsi).

2.1.7.      Sifat Mekanis

a.      Keteguhan (kuat) lentur umumnya diuji pada keadaan kering meliputi modulus patah dan modulus elastisitas.  Pada Standar Indonesia Tahun 1983 hanya modulus patah saja, sedangkan pada Standar Indonesia Tahun 1996 meliputi modulus patah dan modulus elastisitas.  Selain itu, pada standar ini ada pengujian modulus patah pada keadaan basah, yaitu untuk papan partikel tipe 150 dan 200.  Bila papan partikelnya termasuk tipe I (eksterior), pengujian modulus patah dalam keadaan basah dilakukan setelah contoh uji direndam dalam air mendidih (2 jam) kemudian dalam air dingin (suhu kamar) selama 1 jam.  Untuk papan partikel tipe II (interior) pengujian modulus patah dalam keadaan basah dilakukan setelah contoh uji direndam dalam air panas (70 °C) selama 2 jam kemudian dalam air dingin (suhu kamar) selama 1 jam.

b.      Keteguhan rekat internal (kuat tarik tegak lurus permukaan) umumnya diuji pada keadaan kering, seperti pada Standar Indonesia tahun 1996. Pada Standar Indonesia tahun 1983 pengujian tersebut dilakukan pada keadaan kering untuk papan partikel mutu I (eksterior) dan mutu II (interior). Pengujian pada keadaan basah, yaitu setelah direndam dalam air mendidik (2 jam) dilakukan hanya pada papan partikel mutu I saja.

c.       Keteguhan (kuat) pegang skrup diuji pada arah tegak lurus permukaan dan sejajar permukaan serta dilakukan pada keadaan kering saja.  Menurut Standar Indonesia tahun 1996 pengujian tersebut dilakukan pada papan partikel yang tebalnya di atas 10 mm.

2.1.8.      Sifat Kimia

Emisi (lepasan) formaldehida dapat dianggap sebagai sifat kimia dan papan partikel.  Pada Standar Indonesia tahun 1983, belum disebutkan mengenai emisi formaldehida dari papan partikel.  Pada Standar Indonesia tahun 1996, disebutkan bahwa bila diperlukan dapat dilakukan penggolongan berdasarkan emisi formaldehida.  Pada Standar Indonesia tahun 1999 mengenai emisi formaldehida pada panel kayu terdapat pengujian dan persyaratan emisi formaldehida pada papan partikel.

2.2.      Bambu

2.2.1.      Klasifikasi Bambu

Bambuadalah tanaman jenis rumput-rumputan yang mempunyai batang berongga dan beruas-ruas, banyak sekali jenisnya dan banyak juga memberikan manfaat pada manusia. Nama lain dari bambu adalah buluh, aur, dan eru.

Bambu diklasifikasikan ke dalam famili rumput-rumputan (Gramineae) dan subfamili bambusoideae. Di dalam klasifikasi selanjutnya, bamboo terdiri dari beberapa marga atau genus dan setiap marga mempunyai beberapa jenis dan spesies. Klasifikasi tanaman yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

Kingdom    :     Plantae

Divisi          :     Spermatophyta

Klas             :     Monokotiledoneae

Ordo            :     Graminales

Famili          :     Gramineae

Subfamili    :     Bambusoideae

Genus          :     Bambusa

Spesies        :     Bambusa sp.

2.2.2.      Sifat Fisik

a.      Kadar Air

Kadar air bambu merupakan gambaran bentuk dan jumlah air yang terkandung dalam bambu. Bambu bersifat higroskopis dimana bamboo memiliki afinitas yang tinggi terhadap air dan cairan polar lainnya baik dalam bentuk cair maupun dalam bentuk uap air. Jumlah seluruh air yang terdapat pada bamboo disebut kadar air bamboo dan dinyatakan dalam persentase terhadap berat kering oven tersebut (Marsoem, 1996 dalam dalam Muskitta, 2008).

b.      Berat Jenis

Berat jenis bambu merupakan faktor yang menentukan sifat fisik dan mekanika bambu. Pada saat penentuan berat jenis bambu, keadaan bahan harus dicantumkan. Menurut Brown et al (1952), keadaan ini meliputi tiga komponen dasar volume, yaitu:

¬        Volume basah, bila dinding sel sama sekali jenuh dengan air (pada titik jenuh serat).

¬        Volume pada sembarang kadar air di bawah titik jenuh serat.

¬        Volume kering oven.

c.       Penyusutan

Penyusutan terjadi apabila bambu dalam keadaan basah dikeringkan sampai keadaan kering oven, maka air di dalam bambu akan menguap. Penguapan ini dimulai dari air bebas di dalam ringga sel sampai keadaan mencapai titik jenuh serat. Setelah itu, air terikat yang terdapat dalam dinding sel menguap. Menguapnya air dalam dinding sel inilah yang menyebabkan bambu mengalami penyusutan dan ini terjadi di bawah titik jenuh serat. Sebaliknya, bila air ke dalam dinding sel sehingga jenuh maka bambu akan mengembang. Perubahan dimensi ini selain dipengaruhi jumlah air yang keluar atau masuk ke dalam bambu, juga dipengaruhi oleh struktur dinding sel (Soenardi, 1997 dalam Muskitta, 2008).