(57)【要約】【課題】吸水による厚さ膨張率及び吸湿による線膨張率が小さく（寸法安定性が良く）、水分を吸収しても曲げ強さの低下が少ない竹製パーティクルボードを提供すること。【解決手段】主たるチップの形状が厚さ０．０５〜０．３ｍｍ、幅１〜５ｍｍ、長さ１０〜５０ｍｍである竹チップに、イソシアネート系接着剤を添加し熱圧成形したことを特徴とするパーティクルボード。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
主たるチップの形状が厚さ０．０５〜０．３ｍｍ、幅１〜５ｍｍ、長さ１０〜５０ｍｍである竹チップに、イソシアネート系接着剤を添加し熱圧成形したことを特徴とするパーティクルボード。
【請求項２】
イソシアネート系接着剤が、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートであることを特徴とする請求項１記載のパーティクルボード。
【請求項３】
製造されたボードが単層であることを特徴とする請求項１または２記載のパーティクルボード。
【請求項４】
製造されたボードが多層であり、少なくとも表層が、主たるチップの形状が厚さ０．０５〜０．３ｍｍ、幅１〜５ｍｍ、長さ１０〜５０ｍｍである竹チップに、イソシアネート系接着剤を添加し熱圧成形されたことを特徴とするパーティクルボード。
【請求項５】
イソシアネート系接着剤が、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートであることを特徴とする請求項４記載のパーティクルボード。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のパーティクルボードを用いたことを特徴とする構造用部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパーティクルボードに関し、さらに詳しくいえば、竹チップを利用したパーティクルボードに関する。
【背景技術】
【０００２】
パーティクルボードは、例えば、特許文献１に、木質チップにフェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、尿素メラミン共縮合樹脂、イソシアネート系樹脂等の接着剤を添加してフォーミングし、このフォーミングマットを熱圧成形して製造することが開示されている。
【０００３】
パーティクルボードには、吸水性が低いこと、吸水による厚み方向の膨張率（以下、厚さ膨張率という）が小さいこと、かつ吸湿による面方向の膨張率（以下、線膨張率という）が小さいこと（寸法安定性が良いこと）、更には、水分を吸収しても強度がほとんど低下しないこと、が要求されている。
しかしながら、それら全ての物性が良好であるパーティボードを製造することは困難であった。特に、厚さ膨張率を改善すると線膨張率の性能が低下するという傾向があることから、厚さ膨張率と線膨張率の両方の物性を、特定の基準値（厚さ膨張率：６．０％未満、線膨張率：０．３％未満）を満たすようにすることは今までなされていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−７４６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、吸水性が低く、吸水による厚さ膨張率が小さく、かつ吸湿による線膨張率が小さく（寸法安定性が良く）、水分を吸収しても曲げ強さの低下が少ないパーティクルボードを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、チップの樹種、チップの形状、接着剤の種類という観点から検討することによって、吸水性が低く、吸水による厚さ膨張率が小さく、かつ吸湿による線膨張率が小さく（寸法安定性が良く）、水分を吸収しても強度低下が少ないパーティクルボードを得ることができるという知見を得て本発明を完成するに至ったものである。
【０００７】
すなわち、本発明は、
（１）主たるチップの形状が厚さ０．０５〜０．３ｍｍ、幅１〜５ｍｍ、長さ１０〜５０ｍｍである竹チップに、イソシアネート系接着剤を添加し熱圧成形したことを特徴とするパーティクルボードであり、
（２）イソシアネート系接着剤が、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（ＰＭＤＩ）であることを特徴とする（１）に記載のパーティクルボードであり、
（３）製造されたボードが単層であることを特徴とする（１）または（２）に記載のパーティクルボードであり、
（４）製造されたボードが多層であり、少なくとも表層が、主たるチップの形状が厚さ０．０５〜０．３ｍｍ、幅１〜５ｍｍ、長さ１０〜５０ｍｍである竹チップに、イソシアネート系接着剤を添加し熱圧成形したことを特徴とするパーティクルボードであり、
（５）イソシアネート系接着剤が、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（ＰＭＤＩ）であることを特徴とする（４）に記載のパーティクルボードであり、
（６）上記（１）〜（５）のいずれかに記載のパーティクルボードを用いたことを特徴とする構造用部材を要旨とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、本発明のパーティクルボードは、厚さが薄く且つ繊維方向の長さが比較的長い竹チップを使用することで、竹チップ間の空隙が少なく、非常に緻密で（密度も高く）、水分がボード内部に浸透しにくくなるとともに厚さ方向及び面方向の膨張が抑制される。しかも、竹チップの親水基がイソシアネート系接着剤のイソシアネート基と反応して疎水化されているので水分を吸着しにくい。このため、吸水率が低く、吸水による厚さ膨張率が低く、かつ吸湿による線膨張率が低く（寸法安定性が良く）、強度低下も小さいという効果を奏する。
また、請求項２に記載された発明によれば、イソシアネート系接着剤の中でもＰＭＤＩを接着剤として使用しているので吸水性を低く抑えることができ、しかも、製造コストを低減できる。
さらに、請求項３に記載された発明によれば、簡易な設備・工程でパーティクルボードが製造できる。
また、請求項４に記載された発明によれば、表層にチップの形状が厚さ０．０５〜０．３ｍｍ、幅１〜５ｍｍ、長さ１０〜５０ｍｍである竹チップを使用し、内層を粗とする多層構成にすることで、全体の密度を低くしても曲げ強さを大きくすることができると共に、表面二次加工（例えば、研磨処理など）により表面を容易に平滑にすることができる。
そして、本発明のパーティクルボードは、廃木材チップからなるパーティクルボードと比較して、強度残存率（（「湿潤時曲げ強さ」÷「常態時曲げ強さ」）×１００）が高く、更に、厚さ膨張率が６．０％未満且つ線膨張率が０．３％未満と、厚さ方向及び面方向の両方の寸法安定性に優れていることから、ボードを大型に成形した構造部材としても用いることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明のパーティクルボードについて詳細に説明する。
【００１０】
（竹の種類）
本発明において、竹チップの原料となる「竹の種類」としては、イネ科タケ亜科に属するタケ類やササ類の中から選択することができ、例えば、モウソウチク、マダケ、ハチク、メダケ等が例示できる。本発明においては、その中でも安価で入手が容易なマダケやモウソウチクを使用することが好ましい。
【００１１】
（竹チップの形状）
本発明に係るパーティクルボードにおいては、主たるチップの形状が厚さ０．０５〜０．３ｍｍ、幅１〜５ｍｍ、長さ１０〜５０ｍｍである竹チップを用いることを特徴とする。
上記形状の竹チップの製造方法としては、先ず、山林などから伐採した竹の枝を払い得られた幹の部分を５０ｃｍ〜２ｍに切断し、切断した竹をチップ製造装置に投入する。そして、チップ製造装置において、刃渡り１０〜５０ｍｍの切削刃を円筒形の竹に当てた状態で、竹を軸方向に移動させながら竹を円周方向に回転させて、かつらむきのようにして竹の表面を削る。こうすることで、上記形状の短冊状の竹チップを得ることができる。
【００１２】
竹チップの厚さが０．３ｍｍより大きいと、熱圧成形してパーティクルボードにしたときに竹チップ同士の間に空隙が生じやすくなるため吸水率が大きくなり、厚さ方向の寸法安定性が得られないことから好ましくない。一方、竹チップの厚さが０．０５ｍｍより小さいと、チップ化する際に粉々になってしまい、幅１〜５ｍｍ且つ長さ１０〜５０ｍｍの形状に削ることが困難であることから好ましくない。
また、竹チップの幅が５ｍｍより大きいと、竹の表面を削ったことにより湾曲した形状となってしまう。チップが湾曲していると、パーティクルボードにしたときに竹チップ同士の間に空隙が生じやすくなって吸水率が大きくなり、厚さ方向の寸法安定性が得られないことから好ましくない。一方、上記のかつらむきのようにしてチップ化する際、竹チップの幅を１ｍｍより小さくすることは困難である。
更に、チップの長さが１０ｍｍより小さいと、吸湿による線膨張率が大きくなり、寸法安定性が得られず、チップの長さが５０ｍｍより長いと、既存のパーティクルボード製造装置を用いてパーティクルボードを製造する際に、流路の詰り等が生じるおそれがあり好ましくない。
尚、本発明における「主たるチップ」とは、パーティクルボードにおいて上記形状のチップが全体の５０重量％を超える量を占めていることを意味する。このうち、本発明においては、上記形状のチップが全体の６０％以上を占めていることが好ましく、より好ましくは８０％以上、更には９０％以上であることが好ましい。
【００１３】
また、本発明においては、上記形状の竹チップに、ＪＩＳ  Ｚ  ８８０１−１（２００６）に規定する目開き１．０ｍｍの金属製網篩を通過し目開き０．３５ｍｍの金属製網篩を通過しない細かい竹チップが５〜２０重量％含まれていることが好ましい。このように、細かい竹チップが全体の５〜２０重量％含まれていることで、主たる竹チップの間にできる空隙を、細かい竹チップで埋めることができ、更に緻密なパーティクルボードを得ることができる。そして、これにより、水分がボード内部に浸透しにくくなるとともに厚さ方向及び面方向の膨張が抑制されたパーティクルボードとすることができる。
【００１４】
本発明で竹チップに添加するイソシアネート系接着剤としては、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、キシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（ＰＭＤＩ）、エマルジョンタイプのＰＭＤＩが例示でき、これらを単独あるいは２種以上組み合わせたものが使用できる。その中でも、竹チップとの接着性やパーティクルボードとした後の吸水性及び吸湿性を低くする観点から、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（ＰＭＤＩ）もしくはエマルジョンタイプのＰＭＤＩまたはそれらを組合せたものを接着剤として使用することがさらに好ましい。
【００１５】
本発明のパーティクルボードの製造方法について説明する。まず、竹チップ１００重量部にイソシアネート系接着剤を８重量部〜１８重量部添加し、混合機で均一に撹拌して竹チップの表面を接着剤で被覆する。次に、この接着剤が被覆された竹チップをマット状にフォーミングし、これを熱圧プレスしてパーティクルボードを得る。イソシアネート系接着剤が被覆された竹チップを熱圧成形するときの条件は、木質チップを熱圧成形してパーティクルボードを製造するときの条件に準じて行うことができ、例えば、加熱温度：１８０〜２２０℃、圧力：１〜１０Ｎ／ｍｍ２、加圧時間：５〜３０ｓｅｃ／ｍｍとすることができる。また、熱圧プレスには多段式または連続式プレス装置のいずれの方式も採用することができる。
【００１６】
パーティクルボードの密度は０．７３〜０．９５ｇ／ｃｍ３とすることが適している。パーティクルボードの密度が０．７３ｇ／ｃｍ３以上であることで、十分な耐水性や強度を発現する。また、密度が０．９５ｇ／ｃｍ３以下であることで、釘を打ち付け易い点で取り扱い易く好ましい。
【００１７】
上記は単層のパーティクルボードについての説明であるが、本発明のパーティクルボードは、単層に限定するものではなく、多層であっても良い。多層のパーティクルボードの場合、パーティクルボードの少なくとも表層が、主たるチップの形状が厚さ０．０５〜０．３ｍｍ、幅１〜５ｍｍ、長さ１０〜５０ｍｍである竹チップとすることで、本発明の効果を奏するものである。多層構成としては、表層／内層／表層の三層構成にすることが好ましく、表層には、主たるチップの形状が厚さ０．０５〜０．３ｍｍ、幅１〜５ｍｍ、長さ１０〜５０ｍｍである竹チップとし、内層には、竹チップ又は汎用に用いられている木質チップ（例えば、廃木材をチップ化したもの）を利用できる。このように、多層構成にし、表面層に上記の竹チップを使用することで、曲げ強さを大きくすることができると共に、厚さ膨張率を６．０％未満且つ線膨張率を０．３％未満とすることができる。
尚、三層構造の場合、表層：内層：表層の比は、１〜２．５：５：１〜２．５であることが好ましい。
【実施例】
【００１８】
以下に、本発明のパーティクルボードを実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、製造されたパーティクルボードの物性は以下の方法により測定した。
【００１９】
（１）密度：
ＪＩＳ  Ａ  ５９０８（２００３）の６．３により測定し、算出した。
【００２０】
（２）常態曲げ強さ（Ａ）：
ＪＩＳ  Ａ  ５９０８（２００３）の６．５により測定し、算出した。
【００２１】
（３）湿潤時曲げ強さ（Ｂ）：
ＪＩＳ  Ａ  ５９０８（２００３）の６．６ｂ）により測定し、算出した。
【００２２】
（４）残存率（％）：
残存率（％）＝（湿潤時曲げ強さ（Ｂ）÷常態曲げ強さ（Ａ））×１００
【００２３】
（５）吸水率（％）：
２０℃６５％ＲＨ下で７日間養生した、長さ５ｃｍ×幅５ｃｍ×厚さ９ｍｍの試料の重量を測定し、その試料を２０℃の水に２４時間浸漬した後に重量を再び測定し、重量の変化量から吸水率を算出した。
【００２４】
（６）吸水厚さ膨張率：
ＪＩＳ  Ａ  ５９０８（２００３）の６．７により測定し、算出した。
【００２５】
（７）剥離強度：
ＪＩＳ  Ａ  ５９０８（２００３）の６．８により測定し、算出した。
【００２６】
（８）吸湿率及び吸湿線膨張率
２０℃６５％RH下で７日間養生した、長さ３０ｃｍ×幅５ｃｍ×厚さ９ｍｍの試料の重量及び長さを測定し、その試料を４０℃、９０％ＲＨの恒温恒湿室に１週間放置した後に重量及び長さを再び測定し、重量の変化量から吸湿率を、長さの変化量から吸湿線膨張率を算出した。
【００２７】
［実施例１］
竹チップの原料としてモウソウチクを使用し、チップ製造装置で作製した、主たる形状が厚さ０．０５〜０．３ｍｍ、幅１〜５ｍｍ、長さ１０〜５０ｍｍの竹チップ（全乾総重量３ｋｇ、１００重量部）を混合機に投入した。次いで、その混合機にイソシアネート系接着剤としてポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（ＰＭＤＩ）、（日本ポリウレタン工業（株）製、商品名：ＭＲ１００）１０重量部を添加し、竹チップと混合、撹拌して竹チップの表面を接着剤で覆った。このものをフォーミングしてマットとした後、熱圧プレス装置で熱圧成形（熱板温度：２００℃、加圧力：４Ｎ／ｍｍ２、加圧時間：９０ｓｅｃ）して設定密度０．７５ｇ／ｃｍ３、長さ３２ｃｍ×幅３２ｃｍ×厚さ９ｍｍの単層のパーティクルボードを製造した。
【００２８】
［比較例１］
イソシアネート系接着剤を尿素樹脂に変更したことを除き、それ以外は実施例１と同様にして単層のパーティクルボードを製造した。
【００２９】
［比較例２］
使用する竹チップを、主たるチップの粒度が目開き１．０ｍｍの篩を通過し目開き０．３５ｍｍの篩を通過しなかったものに変更したことを除き、それ以外は実施例１と同様にして単層のパーティクルボードを製造した。
【００３０】
［比較例３］
竹チップを、主たるチップの粒度が目開き１．０ｍｍの篩を通過し目開き０．３５ｍｍの篩を通過しなかった廃木材チップ（建築解体現場等から発生する廃木材をチップ化したもの）に変更したことを除き、それ以外は実施例１と同様にして単層のパーティクルボードを製造した。
【００３１】
［実施例２］
（表層用のチップ）
実施例１で使用した竹チップ１００重量部を準備し、これに実施例１で使用したイソシアネート系接着剤（ＰＭＤＩ）１０重量部を添加して表層用の竹チップを調製した。
（内層用のチップ）
主たるチップの粒度が目開き２．８ｍｍの篩を通過し目開き１ｍｍの篩を通過しなかった廃木材チップ１００重量部を準備し、これに実施例１で使用したイソシアネート系接着剤（ＰＭＤＩ）８重量部を添加して内層用の廃木材チップを調製した。
上記表層用の竹チップ及び内層用の廃木材チップを表層／内層／表層（重量比１：３：１）とし、実施例１と同じ製造条件で設定密度０．８０ｇ／ｃｍ３、長さ３２ｃｍ×幅３２ｃｍ×厚さ９ｍｍの三層のパーティクルボードを製造した。
【００３２】
［実施例３］  表層用イソシアネート系接着剤（ＰＭＤＩ）の添加量を１８重量部に変更したことを除き、それ以外は実施例２と同様にして三層のパーティクルボードを製造した。
【００３３】
［比較例４］
（表層用のチップ）
チップの原料としてスギを使用し、チップ製造装置で作製した、主たる形状が厚さ０．０５〜０．３ｍｍ、幅１〜５ｍｍ、長さ１０〜５０ｍｍのスギチップ（全乾総重量３ｋｇ、１００重量部）を混合機に投入した。次いで、その混合機にイソシアネート系接着剤としてポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（ＰＭＤＩ）、（日本ポリウレタン工業（株）製、商品名：ＭＲ１００）１０重量部を添加し、表層用スギチップを調製した。
（内層用のチップ）
実施例２と同様にして内層用廃木材チップを調製した。
上記表層用のスギチップ及び内層用の廃木材チップを表層／内層／表層（重量比１：３：１）とし、実施例２と同じ製造条件で長さ３２ｃｍ×幅３２ｃｍ×厚さ９ｍｍの三層のパーティクルボードを製造した。
【００３４】
［比較例５］
（表層用のチップ）
主たるチップの粒度が目開き１．０ｍｍの篩を通過し目開き０．３５ｍｍの篩を通過しなかった廃木材チップ（全乾総重量３ｋｇ、１００重量部）を混合機に投入した。次いで、その混合機にイソシアネート系接着剤としてポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（ＰＭＤＩ）、（日本ポリウレタン工業（株）製、商品名：ＭＲ１００）１０重量部を添加し、表層用廃木材チップを調製した。
（内層用のチップ）
実施例２と同様にして内層用廃木材チップを調製した。
上記表層用の廃木材チップ及び内層用の廃木材チップを表層／内層／表層（重量比１：３：１）とし、実施例２と同じ製造条件で長さ３２ｃｍ×幅３２ｃｍ×厚さ９ｍｍの三層のパーティクルボードを製造した。
【００３５】
［比較例６］
表層用イソシアネート系接着剤（ＰＭＤＩ）の添加量を１８重量部に変更したことを除き、比較例４と同様にして三層のパーティクルボードを製造した。
【００３６】
実施例１〜３、比較例１〜６で製造したパーティクルボードについて各々の物性を表１に示す。
【００３７】
【表１】
2013123904.tif 000002
【００３８】
表１から明らかなように、形状をコントロールした竹チップにイソシアネート系接着剤を添加して製造した単層パーティクルボード（実施例１）は、竹チップに尿素樹脂接着剤を用いて製造した単層パーティクルボード（比較例１）に比べ、常態曲げ強さ及び湿潤曲げ強さが大きく、吸水率は低く、吸水厚さ膨張率も小さく、かつ吸湿線膨張率も小さい（寸法安定性が良い）ことがわかる。また、実施例１の単層パーティクルボードは、主たるチップの粒度が目開き１．０ｍｍの篩を通過し目開き０．３５ｍｍの篩を通過しなかった竹チップを用いて製造した単層パーティクルボード（比較例２）に比べて、吸湿線膨張が小さい（寸法安定性が良い）ことがわかる。さらに、実施例１の単層パーティクルボードは、廃木材チップにイソシアネート系接着剤を添加して製造したほぼ同じ密度の単層パーティクルボード（比較例３）に比べても、吸水率、吸水厚さ膨張率、吸湿線膨張率（寸法安定性）のいずれも格段に優れていることが分かる。
【００３９】
また、実施例２及び実施例３の三層パーティクルボードは、表層にほぼ同じ形状のスギチップを使用して製造した三層パーティクルボード（比較例４）に比べ、常態曲げ強さ及び湿潤曲げ強さが大きく、吸水率は低く、吸水厚さ膨張率も小さい（寸法安定性が良い）ことがわかる。さらに、実施例２及び実施例３の三層パーティクルボードは、廃木材チップを使用して製造したほぼ同じ密度の三層パーティクルボード（比較例５、比較例６）に比べても、常態曲げ強さ及び湿潤曲げ強さが大きく、残存率（（湿潤時曲げ強さ／常態曲げ強さ）×１００）についても６０％を超える値を示しており、耐水性が良い（特に、吸湿線膨張率が小さく（寸法安定性が良く）、しかも、水分を吸収しても強度の低下が少ない）ことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明に係るパーティクルボードは、建築用材料、住設部材、家具等の用途に好適に利用できる。また、本発明に係るパーティクルボードは、吸水性が低く、厚さ膨張率が低くかつ線膨張率が低く（寸法安定性が良く）、水分や湿気を吸収しても強度の低下が少ないので、屋根下地や床用下地及び壁面等に用いられる構造用部材、床材、収納庫（クローゼット）用部材として好適に使用できる。