Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Kulit Buah Markisa (Passiflora edulis Deg) dengan Menggunakan Perekat Isosianat
TINJAUAN PUSTAKA
A. Kulit Buah Markisa
Buah markisa merupakan salah satu jenis buah impor yang kemudian berhasil
dikembangkan di Indonesia. Markisa memiliki banyak manfaat kandungan nutrisi
yang berkhasiat dan identik dengan rasa masam sehingga jarang dimanfaatkan
secara langsung dan hanya dibuat sebagai bahan minuman. Kandungan asam sitrat
pada buah markisa berkisar 2,4 – 4,8% (Surest, 2013).
Menurut Astuti (2008) rasio kulit dengan buahnya adalah sekitar 54% dan
kulit buah markisa ini mempunyai kandungan protein kasar 7,32%, anti nutrisi
tannin 1,85% dan tingginya kandungan lignin 31,79%. Menurut Tangdilintin et al
(1994) menyatakan bahwa kulit buah markisa memiliki serat kasar 38,89%.
B. Perekat Isosianat
Dalam penelitian Manik (2013) disebutkan bahwa perekat (adhesive) adalah
suatu zat atau bahan yang memiliki kemampuan untuk mengikat dua benda
berdasarkan ikatan permukaan. Perekat merupakan salah satu bahan utama yang
sangat penting dalam industri pengolahan kayu, khususnya komposit. Isosianat
merupakan perekat yang terdiri dari golongan fungsional atom N, C dan O.
Perekat ini merupakan yang memiliki kekuatan yang lebih tinggi daripada perekat
lainnya. Isosianat ini juga merupakan gugus kimia yang sangat aktif. Dapat
digunakan pada variasi suhu yang luas, tahan air, panas, cepat kering dengan pH
netral dan kedap terhadap pelarut organik (Ruhendi dan Hadi, 1997).
Universitas Sumatera Utara
Perekat isosianat ini memiliki kelebihan dan kekurangan menurut Marra
(1992). Keuntungan menggunakan perekat isosianat dibandingkan perekat
berbahan dasar resin adalah:
1. Dibutuhkan dalam jumlah sedikit untuk memproduksi papan dengan kekuatan
yang sama.
2. Menggunakan suhu kempa yang lebih rendah.
3. Memungkinkan penggunaan kempa yang lebih cepat.
4. Toleran pada partikel yang berkadar air tinggi.
5. Energi untuk pengeringan lebih sedikit dibutuhkan.
6. Stabilitas dimensi papan yang dihasilkan lebih stabil.
7. Tidak ada emisi formaldehyde.
Selain itu, perekat isosianat juga memiliki kekurangan dalam pemakaiannya,
yakni:
1. Harga yang lebih mahal bila dibanding dengan PF dan UF.
2. Perekat ini merupakan perekat yang baik untuk logam dan kayu, sehingga
pada pembuatan papan menyebabkan papan melekat pada plat press.
3. Bahan perekat ini merupakan bahan kimia beracun, sehingga dapat
menyebabkan iritasi pada pernafasan yang menyebabkan asma.
Kadar perekat diperlukan dalam pembuatan papan partikel, sebab kadar
perekat akan sangat berpengaruh terhadap kualitas papan partikel. Jika jumlah
kadar perekat semakin tinggi maka semakin banyak pula kebutuhan perekat dan
hal ini menambah kualitas papan partikel. Namun, semakin banyak kebutuhan
perekat maka semakin mahal pula biaya yang harus dikeluarkan.
Universitas Sumatera Utara
C. Papan Partikel
Papan partikel merupakan produk panel yang dibuat dengan pengempaan
partikel-partikel kecil kayu dengan menggunakan perekat sebagai pengikatnya
(Haygreen dan Bowyer 1996). Bahan baku papan komposit akan sangat bervariasi
di masa mendatang. Negara-negara yang memiliki sumber daya kayu yang cukup
tinggi dapat mengandalkan kayu sebagai bahan baku pembuatan papan komposit,
tetapi negara-negara yang tidak atau kurang memiliki potensi kayu dapat
menggunakan berbagai sumber bahan baku selain kayu yang berlignoselulosa.
Penggunaan berbagai macam bahan baku sangat memungkinkan seiring dengan
timbulnya berbagai desakan seperti isu lingkungan, kelangkaan sumberdaya kayu,
tuntunan konsumen akan kualitas produk semakin tinggi, pengetahuan dan
penguasaan ilmu yang semakin tinggi serta berbagai faktor lain yang merangsang
terciptanya produk komposit yang berkualitas tinggi dari bahan baku yang
berkualitas (Fajarwati, 2009).
Berdasarkan kerapatannya, Maloney (1993) membagi papan partikel kedalam
tiga golongan yaitu :
a) Papan partikel berkerapatan rendah (Low Density Particleboard), yaitu papan
partikel yang mempunyai kerapatan kurang dari 0,4 g/cm3
b) Papan partikel berkerapatan sedang (Medium Density Particleboard), yaitu
papan partikel yang mempunyai kerapatan antara 0,4-0,8 g/cm3
c) Papan partikel berkerapatan tinggi (High Density Particleboard), yaitu papan
partikel yang mempunyai kerapatan lebih dari 0,8 g/cm3
Rowell (1996) menyebutkan, bahwa penggunaan papan komposit dibedakan
menjadi dua bagian yaitu :
Universitas Sumatera Utara
a) Structural Composite (SC)
Structural composite (SC) yaitu bahan yang diperlukan untuk memikul beban
dalam penggunaannya. Structural composite dipergunakan untuk dinding, atap,
bagian lantai, komponen kerangka, meubel, dan lain-lain. Structural composite
yang digunakan dalam ruangan (indoor use) biasanya dibuat dengan
menggunakan perekat yang murahdan bersifat tidak stabil terhadap pengaruh uap
air.
b) Non Structural Composite (NSC)
Komposit
ini
tidak
dimaksudkan
untuk
memikul
beban
didalam
penggunaannya. Komposit ini dibuat dengan menggunakan perekat thermoplastic
dan penggunaaan akhir produk untuk pintu, jendela, meubel, bahan pengemas,
pembatas ubin, bagian interior mobil dan lain-lain.
Kualitas papan partikel merupakan fungsi dari berbagai faktor yang
berinteraksi dalam proses pembuatan papan partikel tersebut. Sifat fisis dan
mekanis papan partikel seperti kerapatan, modulus patah, dan modulus elastisitas,
keteguhan rekat internal serta pengembangan tebal merupakan parameter yang
cukup baik untuk menduga kualitas papan partikel yang dihasilkan.
Japanese Industrial Standard (JIS) A 5908 : 2003, menetapkan persyaratan sifat
fisis dan mekanis papan partikel yang harus dipenuhi, seperti pada Tabel 1.
Tabel 1. Standar Nilai JIS A 5908 : 2003 Particleboard
No. Parameter Sifat Fisis Mekanis
Standar JIS A 5908 : 2003
1
Kerapatan (g/cm3)
0,4 – 0,9
2
Kadar air (%)
5 – 13
3
Daya serap air (%)
4
Pengembangan tebal (%)
≤ 12
5
MOR (kg/cm2)
≥ 82
6
MOE (kg/cm2)
≥ 20400
7
Internal Bond (kg/cm2)
≥ 1,5
8
Kuat pegang sekrup (kg)
≥ 31
Universitas Sumatera Utara
A. Kulit Buah Markisa
Buah markisa merupakan salah satu jenis buah impor yang kemudian berhasil
dikembangkan di Indonesia. Markisa memiliki banyak manfaat kandungan nutrisi
yang berkhasiat dan identik dengan rasa masam sehingga jarang dimanfaatkan
secara langsung dan hanya dibuat sebagai bahan minuman. Kandungan asam sitrat
pada buah markisa berkisar 2,4 – 4,8% (Surest, 2013).
Menurut Astuti (2008) rasio kulit dengan buahnya adalah sekitar 54% dan
kulit buah markisa ini mempunyai kandungan protein kasar 7,32%, anti nutrisi
tannin 1,85% dan tingginya kandungan lignin 31,79%. Menurut Tangdilintin et al
(1994) menyatakan bahwa kulit buah markisa memiliki serat kasar 38,89%.
B. Perekat Isosianat
Dalam penelitian Manik (2013) disebutkan bahwa perekat (adhesive) adalah
suatu zat atau bahan yang memiliki kemampuan untuk mengikat dua benda
berdasarkan ikatan permukaan. Perekat merupakan salah satu bahan utama yang
sangat penting dalam industri pengolahan kayu, khususnya komposit. Isosianat
merupakan perekat yang terdiri dari golongan fungsional atom N, C dan O.
Perekat ini merupakan yang memiliki kekuatan yang lebih tinggi daripada perekat
lainnya. Isosianat ini juga merupakan gugus kimia yang sangat aktif. Dapat
digunakan pada variasi suhu yang luas, tahan air, panas, cepat kering dengan pH
netral dan kedap terhadap pelarut organik (Ruhendi dan Hadi, 1997).
Universitas Sumatera Utara
Perekat isosianat ini memiliki kelebihan dan kekurangan menurut Marra
(1992). Keuntungan menggunakan perekat isosianat dibandingkan perekat
berbahan dasar resin adalah:
1. Dibutuhkan dalam jumlah sedikit untuk memproduksi papan dengan kekuatan
yang sama.
2. Menggunakan suhu kempa yang lebih rendah.
3. Memungkinkan penggunaan kempa yang lebih cepat.
4. Toleran pada partikel yang berkadar air tinggi.
5. Energi untuk pengeringan lebih sedikit dibutuhkan.
6. Stabilitas dimensi papan yang dihasilkan lebih stabil.
7. Tidak ada emisi formaldehyde.
Selain itu, perekat isosianat juga memiliki kekurangan dalam pemakaiannya,
yakni:
1. Harga yang lebih mahal bila dibanding dengan PF dan UF.
2. Perekat ini merupakan perekat yang baik untuk logam dan kayu, sehingga
pada pembuatan papan menyebabkan papan melekat pada plat press.
3. Bahan perekat ini merupakan bahan kimia beracun, sehingga dapat
menyebabkan iritasi pada pernafasan yang menyebabkan asma.
Kadar perekat diperlukan dalam pembuatan papan partikel, sebab kadar
perekat akan sangat berpengaruh terhadap kualitas papan partikel. Jika jumlah
kadar perekat semakin tinggi maka semakin banyak pula kebutuhan perekat dan
hal ini menambah kualitas papan partikel. Namun, semakin banyak kebutuhan
perekat maka semakin mahal pula biaya yang harus dikeluarkan.
Universitas Sumatera Utara
C. Papan Partikel
Papan partikel merupakan produk panel yang dibuat dengan pengempaan
partikel-partikel kecil kayu dengan menggunakan perekat sebagai pengikatnya
(Haygreen dan Bowyer 1996). Bahan baku papan komposit akan sangat bervariasi
di masa mendatang. Negara-negara yang memiliki sumber daya kayu yang cukup
tinggi dapat mengandalkan kayu sebagai bahan baku pembuatan papan komposit,
tetapi negara-negara yang tidak atau kurang memiliki potensi kayu dapat
menggunakan berbagai sumber bahan baku selain kayu yang berlignoselulosa.
Penggunaan berbagai macam bahan baku sangat memungkinkan seiring dengan
timbulnya berbagai desakan seperti isu lingkungan, kelangkaan sumberdaya kayu,
tuntunan konsumen akan kualitas produk semakin tinggi, pengetahuan dan
penguasaan ilmu yang semakin tinggi serta berbagai faktor lain yang merangsang
terciptanya produk komposit yang berkualitas tinggi dari bahan baku yang
berkualitas (Fajarwati, 2009).
Berdasarkan kerapatannya, Maloney (1993) membagi papan partikel kedalam
tiga golongan yaitu :
a) Papan partikel berkerapatan rendah (Low Density Particleboard), yaitu papan
partikel yang mempunyai kerapatan kurang dari 0,4 g/cm3
b) Papan partikel berkerapatan sedang (Medium Density Particleboard), yaitu
papan partikel yang mempunyai kerapatan antara 0,4-0,8 g/cm3
c) Papan partikel berkerapatan tinggi (High Density Particleboard), yaitu papan
partikel yang mempunyai kerapatan lebih dari 0,8 g/cm3
Rowell (1996) menyebutkan, bahwa penggunaan papan komposit dibedakan
menjadi dua bagian yaitu :
Universitas Sumatera Utara
a) Structural Composite (SC)
Structural composite (SC) yaitu bahan yang diperlukan untuk memikul beban
dalam penggunaannya. Structural composite dipergunakan untuk dinding, atap,
bagian lantai, komponen kerangka, meubel, dan lain-lain. Structural composite
yang digunakan dalam ruangan (indoor use) biasanya dibuat dengan
menggunakan perekat yang murahdan bersifat tidak stabil terhadap pengaruh uap
air.
b) Non Structural Composite (NSC)
Komposit
ini
tidak
dimaksudkan
untuk
memikul
beban
didalam
penggunaannya. Komposit ini dibuat dengan menggunakan perekat thermoplastic
dan penggunaaan akhir produk untuk pintu, jendela, meubel, bahan pengemas,
pembatas ubin, bagian interior mobil dan lain-lain.
Kualitas papan partikel merupakan fungsi dari berbagai faktor yang
berinteraksi dalam proses pembuatan papan partikel tersebut. Sifat fisis dan
mekanis papan partikel seperti kerapatan, modulus patah, dan modulus elastisitas,
keteguhan rekat internal serta pengembangan tebal merupakan parameter yang
cukup baik untuk menduga kualitas papan partikel yang dihasilkan.
Japanese Industrial Standard (JIS) A 5908 : 2003, menetapkan persyaratan sifat
fisis dan mekanis papan partikel yang harus dipenuhi, seperti pada Tabel 1.
Tabel 1. Standar Nilai JIS A 5908 : 2003 Particleboard
No. Parameter Sifat Fisis Mekanis
Standar JIS A 5908 : 2003
1
Kerapatan (g/cm3)
0,4 – 0,9
2
Kadar air (%)
5 – 13
3
Daya serap air (%)
4
Pengembangan tebal (%)
≤ 12
5
MOR (kg/cm2)
≥ 82
6
MOE (kg/cm2)
≥ 20400
7
Internal Bond (kg/cm2)
≥ 1,5
8
Kuat pegang sekrup (kg)
≥ 31
Universitas Sumatera Utara