熱処理木材が屋外で腐食を防ぐための方法

なぜ熱処理木材が腐食に抵抗するのか：腐朽抵抗性の科学的根拠

ヘミセルロースおよび糖類の除去 — 菌類の栄養源の排除

木材が熱処理を受ける際、特殊な無酸素チャンバー内で約180～230℃に加熱されます。このプロセスにより、木材は細胞レベルで永久的に変化します。その後に起こることは非常に興味深いものです。つまり、この処理によって「ヘミセルロース」と呼ばれる成分が分解されますが、これは腐朽菌の栄養源となる物質です。この栄養源が消失すると、褐色腐朽および白色腐朽を引き起こす微生物は実質的に飢餓状態に陥ります。研究によると、これらの糖類が除去された後、菌糸体の増殖は未処理木材と比較して約95％も減少することが示されています。処理後の木材はEN 350規格のクラス1に達し、業界では最高水準と見なされており、熱帯産硬木が腐朽に対して示す耐性と同等です。 fungus（カビ・菌類）が栄養として利用できる成分が一切残っていないため、それらはそもそも生育を開始することができません。このため、適切に処理された木材は屋外使用においても25年以上にわたり腐朽に耐えることが可能であり、多くの建設プロジェクトにおいて賢明な選択肢となります。

真菌酵素を阻害するリグニンの安定化および細胞壁ポリマーの架橋

高温にさらされると、リグニンは重合を始め、細胞壁全体にわたって密で相互接続されたネットワークを形成します。その後に起こることは非常に興味深いものです。この新しく構造化されたリグニンは、物理的な障壁であると同時に化学的なシールドともなり、内部のセルロースへの真菌酵素の侵入を阻止します。同時に、木材の吸湿性は従来の約半分に低下するため、ほとんどの真菌が生育するのに必要な湿気の量が確保されなくなります。つまり、ここでは栄養源が奪われる一方で、構造強度が向上するという二つの現象が同時に進行しているのです。この組み合わせにより、木材は時間の経過とともに生物的攻撃に対して著しく耐性を高め、長期的には腐朽に対する保護性能が大幅に向上します。

高湿度環境下における熱処理木材の実際の屋外性能

北欧および太平洋西北部地域での暴露試験から得られた長期フィールドデータ

多雨地域で実施された試験により、熱処理木材の優れた耐久性が実証されています。北欧諸国における研究では、これらの試料を10年以上にわたり追跡調査しており、デッキや外壁などの屋外構造物において、常に湿潤状態にさらされていても、ほとんど腐食が見られません。米国太平洋西北部地域で実施された実験でも同様の結果が得られています。この地域では、熱改質木材は長期間にわたってその強度を維持し続けましたが、一方で通常の未処理木材は屋外に設置してからわずか5年で劣化・崩壊が開始しました。このような優れた耐久性を可能にする要因は何でしょうか？ 熱処理は、木材表面に単に被膜を形成するのではなく、木材内部に永続的な変化をもたらします。つまり、腐食に対する防御機能を「内側から外側へ」という形で本質的に構築するため、通常の木材と比較して著しく長い寿命を実現できるのです。

平衡含水率（EMC）の低減とその腐食抑制における役割

木材が熱処理を受けると、通常4～6％程度の「平衡含水率（EMC）」に達します。これは、通常の未処理木材に比べて約40～50％低い値です。ほとんどの腐朽菌は、生育を開始するにあたって少なくとも20％の水分を必要とするため、これほど大幅な含水率の低減により、木材は事実上それらにとって不適切な生育環境となります。加熱プロセスによって木材細胞の化学的性質が変化し、豪雨や海風の多い環境下においても、水を吸収しにくくなります。このように内在する湿気抵抗性により、木材は腐朽が進行するのに十分なほど飽和することはありません。そのため、湿度が常に高い沿岸地域などの外壁材として、建築業者は熱処理木材を好んで使用しています。

熱処理木材が実証済みの腐朽抵抗性を発揮する重要な屋外用途

デッキ材、外壁材、桟橋：比較効果および期待耐用年数

熱処理木材は、以下の3つの過酷な用途において、実地で実証済みの腐朽抵抗性を発揮します：

• デッキ材 歩行による荷重および極端な気象条件下でも反り、亀裂、腐朽に強く、最小限のメンテナンスで25年以上の耐用年数を実現します。
• 外壁材／クラッディング 平衡水分率（EMC）が低く4～6％であるため、温度変化に対しても寸法安定性を維持します。加速耐候性試験では、未処理木材と比較して亀裂が80％以上減少することが確認されています。
• 桟橋 連続浸漬条件下でも腐朽せず、試験により未処理木材と比較して菌類に対する感受性が95％低下することが確認されています。

いずれの場合も、ヘミセルロースの除去とリグニンの安定化という相乗効果により、耐久性に優れ湿気に対する抵抗力を持つ構造が形成され、塗装や防腐処理は一切不要です。

熱処理木材の腐朽抵抗性を維持するための最適な施工方法

長期的な屋外使用における耐久性を確保するための通気・排水・細部設計戦略

最も腐朽抵抗性の高い木材であっても、意図した性能を発揮するためには適切な施工が不可欠です。以下の3つの原則が重要です：

• 換気 ：連続バッテンシステムまたはクラディング背面にスペーサーを設置し、通気性を確保して湿気の閉じ込めを防止します。
• 排水 ：傾斜面、ドリップエッジ、および継手部へのフラッシングを採用し、水が脆弱な部位に浸入するのを積極的に回避します。
• 詳細仕上げ ：ボード間には6～10 mmの膨張ギャップを確保し、ステンレス鋼製またはコーティング済みの留め具を指定することで、木材の自然な伸縮を許容しつつ、湿気管理性能を損なわないようにします。

これらの施工要領に従った設置は、デッキ材およびサイディングにおいて一貫して25年以上の耐用年数を実現しています。これは、木材の熱安定化構造を維持するとともに、腐食を引き起こす持続的な高湿状態を防止するためです。