Oriented Strand Board

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
2009

Apri Heri Iswanto : Oriented Strand Board, 2009
USU e-Repository © 2009

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

Penulis

Apri Heri Iswanto : Oriented Strand Board, 2009
USU e-Repository © 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
REFERENSI .....................................................................................................8

Apri Heri Iswanto : Oriented Strand Board, 2009
USU e-Repository © 2009

DAFTAR TABEL

No
1

Keterangan
Dimensi strand (hasil pengukuran terhadap 100 strand)

Apri Heri Iswanto : Oriented Strand Board, 2009
USU e-Repository © 2009

Halaman
6

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)

5

Apri Heri Iswanto : Oriented Strand Board, 2009
USU e-Repository © 2009

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

strand menyerupai orientasi vinir pada kayu lapis dimana strand antar lapisan disusun
saling bersilangan tegak lurus. Hal ini bertujuan untuk memperoleh kekuatan dan
kekakuan panel yang dihasilkan.
Apri Heri Iswanto : Oriented Strand Board, 2009
USU e-Repository © 2009

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
kayu yang diikat dengan perekat menggunakan kempa panas. Orientasi strand dibuat
sebagai pusat lapisan komposit atau disusun bersilangan antar lapisan panil.

Apri Heri Iswanto : Oriented Strand Board, 2009
USU e-Repository © 2009

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).
Menurut Pressnail & Stritesky (2005), OSB berbentuk lembaran yang umumnya
berukuran 4 ft (1220 mm) x 8 ft (2440 mm) dan tebalnya antara 0,25 inch (6,5 mm)
sampai 1,5 inch (38 mm) dan biasanya penggunaan utamanya adalah sebagai
konstruksi perumahan dan konstruksi ringan.

Apri Heri Iswanto : Oriented Strand Board, 2009
USU e-Repository © 2009

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.
d. Strand Tipe 4, bentuknya pendek dan sempit.
e. Strand Tipe 5, bentuknya kecil-kecil.

Apri Heri Iswanto : Oriented Strand Board, 2009
USU e-Repository © 2009

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.
Tabel 1 Dimensi strand (hasil pengukuran terhadap 100 strand)
Bentuk
Geometri
Strand
Tipe I
Rata-rata
Tipe II
Rata-rata
Tipe III
Rata-rata
Tipe IV
Rata-rata
Tipe V
Rata-rata

Panjang
(mm)

Lebar
(mm)

Tebal
(mm)

Aspect
Ratio

Slenderness
Ratio

109,93

65,51

0,67

1,77

173

99,6

38,75

0,61

2,75

177,11

99,68

23,56

0,61

4,70

175,42

83,23

34,67

0,63

2,68

141,47

71,10

12,54

0,62

6,25

129,40

Apri Heri Iswanto : Oriented Strand Board, 2009
USU e-Repository © 2009

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
polyurethane dan polyurea. Sumber hidogen aktif dapat berikatan dengan gugus
hidroksil didalam kayu, ekstraktif kayu, dan atau resin kayu sebagaimana halnya
kadar air dalam kayu. Serbuk gergaji yang berasal dari papan yang dibuat
dengan MDI aman dan tidak berbahaya bagi kesehatan. Menurut Teco (2005);
Marra (1993) Polydiphenylmethane diisocyanate, pMDI atau MDI dipakai
sebagai resin pada pembuatan OSB, namun harganya lebih mahal dari PF.
Seperti halnya PF, MDI merupakan perekat tipe eksterior. Tidak seperti PF,
MDI tidak membentuk ikatan mekanis dengan kayu, namun ikatan yang terjadi
adalah ikatan kimia dimana ikatan kimia ini lebih kuat dan lebih stabil
dibandingkan dengan ikatan mekanis sehingga membuat kinerja MDI lebih baik
dibandingkan PF. Walaupun penggunaan MDI dalam jumlah sedikit namun
dapat memberikan hasil yang lebih baik dari PF. Kayu memiliki gugus fungsi
kimia yang dikenal dengan gugus hidroksil. MDI dalam gugus isocyanat (–
N=C=O) bereaksi dengan gugus hidroksil pada kayu membentuk rantai urethane.
Kombinasi faktor seperti nonpolar, komponen aromatik dari MDI tahan terhadap
hidrolisis. Beberapa keuntungan menggunakan perekat MDI:

Apri Heri Iswanto : Oriented Strand Board, 2009
USU e-Repository © 2009

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.
(2005) menggunakan tekanan 3,5-4 Mpa dan suhu 210-215 0C (menggunakan
resin PF cair) untuk target ketebalan 10 mm membutuhkan waktu kempa selama
295 detik dengan rincian posisi kontrol 5 detik hingga mencapai ketebalan 20
mm, 20 detik untuk menekan hingga ketebalan 10 mm dan 255 detik
pengempaan dipertahankan pada ketebalan 10 mm, serta 15 detik terakhir untuk
membuka kempa hingga 14 mm.

Apri Heri Iswanto : Oriented Strand Board, 2009
USU e-Repository © 2009

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.
Bulletin nomor 114. Canada.

Binders and Waxes In Osb.

Technical

---------------------------------------. 2004. Oriented Strand Board and Waferboard.
Technical Bulletin nomor 104. Canada.
---------------------------------------. 2005. OSB in Wood Frame Construction. USA.
Teco. 2005. Resins Used In The Production Of Oriented Strand Board. Tech tips No.
14. USA.

Apri Heri Iswanto : Oriented Strand Board, 2009
USU e-Repository © 2009