EFFECTS OF LAYER STRUCTURE AND PARTICLE CHARACTERISTIC ON PROPERTIES OF PARTICLEBOARD MADE FROM DIFFERENT WOOD SPECIES

Muhammad Navis Rofii, Professor Dr. T.A. Prayitno

2012 | Tesis | S2 Ilmu Kehutanan

Papan partikel yang digunakan pada umumnya mempunyai tiga lapisan: dua lapisan muka dan satu lapisan tengah. Struktur kedua macam lapisan tersebut sangat berbeda. Dalam penelitian ini, bahan baku berkerapatan tinggi digunakan dalam pembuatan papan partikel, dimana konsep pelapisan dan pencampuran dengan jenis dan tipe partikel yang berbeda diaplikasikan untuk meningkatkan sifat-sifat papan yang dibuat. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh struktur lapisan dan karakteristik partikel terhadap sifat-sifat papan partikel yang dibuat dari tipe partikel dan jenis kayu yang berbeda. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah partikel untai hinoki (Chamaecyparis obtusa) dan partikel douglas fir (Pseudotsuga manziesii) sebagai lapisan muka, serta partikel matoa (Pometia sp.) sebagai lapisan tengah. Partikelpartikel kayu tersebut diperoleh dari perusahaan pengolahan kayu. Perekat yang digunakan adalah resin MDI (methylene diphenyl diisocyanate) sebanyak 6% dari berat partikel. Kondisi pengempaan yaitu: suhu 180 °C, tekanan 3 MPa dan lama kempa 5 menit. Papan partikel dibuat dengan target kerapatan 0,72 g/cm³ dengan ukuran 340 mm x 320 mm x 10 mm. Faktor yang digunakan dalam penelitian ini adalah struktur lapisan berdasar pada shelling ratio, tipe partikel (jenis dan ukuran) dan campuran partikel. Parameter penelitian meliputi: kerapatan dan kadar air, pengembangan tebal, penyerapan air, pengembangan linier, profil kerapatan arah vertikal, modulus Young, modulus kekakuan, keteguhan lengkung statik, dan keteguhan rekat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semua papan partikel yang dibuat memenuhi standar JIS A 5908-1994. Perbaikan sifat mekanika papan partikel dari matoa dapat dilakukan dengan memberi lapisan muka menggunakan partikel kayu berkualitas lebih tinggi seperti untai hinoki atau partikel douglas fir. Semakin tinggi proporsi lapisan muka atau shelling ratio pada papan partikel tiga lapis dengan lapisan tengah dari matoa, menghasilkan sifat papan partikel yang lebih baik. Penggunaan untai hinoki sebagai lapisan muka menghasilkan sifat papan partikel yang lebih baik daripada penggunaan partikel douglas fir. NDE dapat digunakan untuk memprediksi sifat lengkung papan partikel dengan perbedaan 3 – 20 %. Sifat lengkung papan partikel tiga lapis juga dapat diprediksi dari sifat bending lapisan penyusunnya dengan perbedaan sekitar 5 – 24 %.

The most commonly used particleboard has three layers: two face layers and one core layer. Structures of these layers differ markedly. There are two different elastic bodies (surface and core layer) in the three-layered particleboards. High density raw material was used for particleboard production, where layering and mixing concept with different wood particle types were applied to enhance its performance. This study was aimed to investigate the effects of layer structure and particle characteristic on properties of particleboard made from different types of wood particles. The materials used in this study were hinoki (Chamaecyparis obtusa) strands and knife-milled douglas fir (Pseudotsuga manziesii) as surface layer and hammer-milled matoa (Pometia sp.) as core layer. Those wood particles were collected from wood companies. Adhesive used was MDI resin (methylene diphenyl diisocyanate) 6% content in mat. Pressing conditions were: temperature of 180 °C, pressure of 3 MPa, pressing time of 5 minutes. The target density was 0.72 g/cm³ with board size of 340 mm x 320 mm x 10 mm. Factors used in this study were layer structure according to shelling ratio, particle type and particle mixture. The parameters of this study were: board density and moisture content, thickness swell, water absorption, linear expansion, vertical density profile, Young’s modulus, modulus of rigidity, static bending properties, and internal bonding. This study indicated that all boards meet the requirements of JIS A 5908- 1994. Improvement on mechanical properties of matoa particleboard could be conducted by adding surface layer using higher quality wood particle such as hinoki strand or douglas fir particle. Higher shelling ratio at approximately 0.67 resulted higher mechanical performance of three-layered particleboard. Utilization of hinoki strand as surface layer resulted higher particleboard performance than that of douglas fir. Dynamic Young’s modulus as non-destructive evaluation (NDE) test could be used to predict the elastic bending of particleboard with deviation of about 3 – 20%. Bending stiffness of three-layered particleboard could be predicted by bending stiffness of two elements based on its layer thickness with deviation of about 5 – 24%.

Kata Kunci : struktur lapisan, jenis kayu, tipe partikel, sifat-sifat papan partikel