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パーティクルボード（パーティクルボードまたはチップボードとも呼ばれる）は、木材チップと合成樹脂（主にホルムアルデヒド系）またはその他の適切なバインダーから製造される、木質パネルに属する加工木材製品です。これらは、バッチ式または連続式のホットプレスで圧縮されて製造されます。[ 1 ]パーティクルボードは、加工された木材フレークを使用し、より高い強度を提供する別のタイプの繊維板である配向性ストランドボード（OSB、フレークボードまたはウェーハボードとも呼ばれる）と混同されることがよくあります。
パーティクルボードは、従来の木材や合板よりも安価で密度が高く、均一であるため、強度や外観よりもコストが重要な場合にそれらに代わるものとして使用されます。パーティクルボードは、塗装したり、見える面に木製ベニヤを使用したりすることで、より魅力的にすることができます。従来の木材よりも密度が高いものの、断熱ボードを除けば、最も軽くて弱いタイプの繊維板です。中密度繊維板やハードボード（高密度繊維板とも呼ばれる）は、パーティクルボードよりも強度が高く、密度も高くなっています。パーティクルボードにはさまざまなグレードがあり、密度が高いほど強度が高く、ねじ留め具の破損に対する耐性も高くなります。
パーティクルボードの大きな欠点は、特に塗料やその他のシーラーで覆われていない場合、吸湿による膨張や変色を起こしやすいことです。そのため、浴室、キッチン、洗濯室などを除いて、屋外や湿度の高い場所ではほとんど使用されません。浴室、キッチン、洗濯室では、耐湿性のあるビニール床材の下に敷く下地材として一般的に使用されています。
乾燥した環境では、安定性、低コスト、利便性の点で、化粧合板よりも化粧パーティクルボードの方が好まれる。
パーティクルボードの歴史は不明瞭である。19世紀には、おがくずや木片などの製材副産物を利用して複合板を製造する試みが数多く行われた。パーティクルボードに似た木材複合材の製造プロセスに関する概念的な言及は1887年に遡る。[ 2 ]
1932年、ドイツ空軍のパイロットであり発明家でもあるマックス・ヒンメルヘーバーは、木質繊維に接着剤を完全に含浸させずにパーティクルボードを製造する方法の特許を取得し、それまでの木質複合材と区別しました。[ 3 ]このパーティクルボードは、かんな削りくず、端材、おがくずなどの廃棄物をハンマーミルでチップ状にし、フェノール樹脂で結合して製造できます。ハンマーミルとは、材料をスクリーンを通過できるほど小さな破片になるまで粉砕する工程です。初期のパーティクルボード製造業者のほとんどは、同様のプロセスを使用していましたが、樹脂はわずかに異なる場合が多かった。
より均一な加工チップを使用することで、強度、外観、樹脂の節約効果が向上することがわかった。製造業者は、カバノキ、ブナ、ハンノキ、マツ、トウヒなどの無垢材を均一なチップやフレークに加工し始めた。これらの細かい層をボードの外側に配置し、中心部は粗く安価なチップで構成した。このタイプのボードは、三層パーティクルボードとして知られている。
1935年、ファーリー・アンド・ロエッチャー・マニュファクチャリング社がパーティクルボードを製造した最初の工場となった。[ 4 ]パーティクルボード産業は1940年代を通じて発展した。[ 5 ]
さらに近年では、密度勾配パーティクルボードも開発されている。これは、表面に近づくにつれて粒子が徐々に小さくなる構造になっている。
パーティクルボード（またはチップボード）は、木材やジュートの繊維片または薄片を樹脂と混合し、シート状に成形することによって製造されます。原料は、放射状に配置された4枚から16枚の刃を備えたディスクチッパーに投入されます。ディスクチッパーから得られるチップは、他のタイプの木材チッパーから得られるチップよりも形状とサイズが均一です。その後、粒子は乾燥され、大きすぎる粒子や小さすぎる粒子はふるいにかけられます。
次に、樹脂を微粒子に微細な霧状にして噴霧します。この工程では、数種類の樹脂が使用されます。[ 6 ]アミノホルムアルデヒド系樹脂は、コストと使いやすさの点で最も優れた性能を発揮します。尿素メラミン樹脂は耐水性があり、メラミン含有量が多いほど耐水性が高くなります。通常、屋外用途で使用され、着色樹脂によってパネルの色が濃くなります。パネルの特性をさらに向上させるために、レゾルシノール樹脂をフェノール樹脂と混合することもできますが、これは主に船舶用合板の用途で使用されます。
パネルの製造には、加工を容易にしたり、最終製品を耐水性、耐火性、耐虫性にするために、ワックス、染料、湿潤剤、離型剤などの化学物質が使用されます。
粒子が表面全体を覆うのに十分な量の樹脂ミストを通過した後、連続した「カーペット」状に層状に敷き詰められます。このカーペットは、個別の長方形の「ブランケット」に分割され、冷間プレスで圧縮されます。フレークは秤で計量され、回転するレーキで分配されます。密度勾配パーティクルボードでは、フレークは空気ジェットによって散布され、細かい粒子は粗い粒子よりも遠くまで飛ばされます。このようなジェットを2つ逆向きに噴射することで、粒子は細かいものから粗いものへ、そして再び細かいものへと段階的に積み重なっていきます。
成形されたシートは、厚みを減らし輸送しやすくするために冷間圧縮されます。その後、接着剤を固めるために、2～3メガパスカル（290～440psi ）の圧力と140～220 ℃（284～428 °F）の温度で再度圧縮されます。この全工程は、ボードのサイズ、密度、均一性を確保するために厳密に管理されています。
その後、板材は冷却され、トリミングされ、研磨されます。そして、未加工の板材として販売されることもあれば、木製ベニヤやラミネート加工を施して表面を改良した状態で販売されることもあります。
パーティクルボードは家具デザインに大きな影響を与えてきました。1950年代初頭には、パーティクルボード製のキッチンが家具製造に使われるようになりましたが、多くの場合、無垢材よりも高価でした。パーティクルボード製のキッチンは、ごく一部の富裕層しか手に入れることができませんでした。しかし、技術が進歩するにつれて、パーティクルボードは安価になっていきました。
大手企業の中には、低価格で家具を提供することを戦略の柱としているところがあります。そのため、可能な限り安価な材料を使用します。ほとんどの場合、これはパーティクルボード、中密度繊維板（MDF）などを意味します。しかし、低価格で高品質という評判を維持するために、メーカーはより高グレードのパーティクルボード、例えば高密度パーティクルボード、厚手のパーティクルボード、あるいは高品質の樹脂を使用したパーティクルボードを使用する場合があります。その違いを見分けるには、同じ幅の棚板のたわみ具合を観察すると良いでしょう。
一般的に、板材（パーティクルボード、中密度繊維板、その他の加工木材製品）の価格がはるかに低いことが、多くのキャビネット用途において無垢材を置き換えるのに役立ってきた。
製造と使用の両方において安全上の懸念があります。パーティクルボードを機械加工（のこぎりやルーター加工など）すると、微細な粉塵や化学物質が放出されます。多くの国では、木材粉塵の危険性を認識し、職業曝露限界が定められています。[ 7 ]パーティクルボードを切断すると、アミノ樹脂の場合はホルムアルデヒド、一酸化炭素、シアン化水素、フェノールホルムアルデヒド樹脂の場合はフェノールが放出される可能性があります。[ 8 ]
もう一つの安全上の懸念は、ホルムアルデヒドが時間をかけてゆっくりと放出されることです。1984年、新築のプレハブ住宅における高濃度の室内ホルムアルデヒドに対する懸念から、米国住宅都市開発省は建築基準を策定しました。パーティクルボード（PB）、中密度繊維板（MDF）、配向性ストランドボード（OSB）、ラミネートフローリングは、ホルムアルデヒド放出の主な発生源となっています。消費者や木工職人からの業界への圧力に応え、PBとMDFには「ホルムアルデヒド無添加」（NAF）バージョンが登場しましたが、2015年時点では広く普及していませんでした。家具の仕上げ材、カーペット、コーキング材など、他の多くの建築材料もホルムアルデヒドを放出します。また、カナダでは住宅の密閉空洞壁への設置が禁止されている尿素ホルムアルデヒドフォーム断熱材も同様です。[ 9 ]ホルムアルデヒドはWHOによってヒト発がん性物質として分類されています。[ 10 ]