外壁パネルにThermowoodが安定した選択肢となる理由とは？

サーモウッドの科学：熱処理がいかに木材の安定性を高めるか

熱処理プロセスが木材の安定性をどのように向上させるか

サーモウッドがこれほど安定している理由は何でしょうか？それはすべて加工方法にあります。サーモウッドは、酸素量を制限した制御環境下で、180〜230度の高温で加熱されます。この加熱処理により、木材内部の細胞レベルで変化が起こります。大きな変化の一つとして、通常の未処理木材と比べて水分保持量が約半分になることです。なぜこれが重要なのでしょうか？熱処理中にヘミセルロースと呼ばれる木材中の成分が分解されることで、木材全体として空気の湿度変化に対する反応性が大幅に低下するのです。去年発表された研究では、熱処理された松材は高湿度（約90％）の条件下で、通常の松材の収縮率のわずか約28％しか収縮しなかったことが示されています。このような違いは、木材素材を扱う人にとって長期間にわたり非常に大きな意味を持ちます。

熱処理による木材の化学的変化

このプロセスにより、永久的な化学変化が誘導される：ヘミセルロースが分解され、主要な水分吸収物質が除去されると同時に、リグニンがより硬いマトリックスへと重合する。これにより、制御された熱処理試験で確認されている通り、吸湿性が40～60%低減される。人工添加物は使用せず、性能の向上は自然ポリマーの再配置によってのみ達成される。

温度と処理時間：寸法安定性を向上させるための重要な要因

最適な安定性は、正確な制御に依存する：

• 180–190°C ：中程度の改善には20～30時間（屋内用途に適している）
• 210–230°C ：最大の寸法安定性を得るには30～40時間（外装材に最適）

230°Cを超えると脆化のリスクがあり、処理時間が短すぎると残存するヘミセルロースにより長期的な性能が損なわれる。

未処理木材と熱処理木材の構造比較

生木材は多孔質構造（35～45％の空隙）を持つため、水分の変化により膨張や収縮を起こしやすい。顕微鏡研究で確認されたように、テルモウッドの閉鎖細胞構造は水分吸収を50～60％低減する。この構造的変化により、凍結融解サイクル中における外壁材の寸法変化が2％未満に抑えられるのに対し、未処理木材では8～12％となる。

過酷な気象条件下におけるテルモウッドの優れた寸法安定性

熱処理木材の耐湿性が膨張および収縮を低減

熱処理により、平衡含水率が40～60％低下し、木材と水との相互作用が根本的に変化する。190～212°Cの温度範囲で、セルロース中の水酸基が分解され、水分子との結合が制限される。その結果、加速老化試験（熱帯環境を模擬）によれば、高湿度環境下において外装パネルの膨張が最大70％まで抑制される。

水分吸収に関するデータ：サーモウッドと従来のソフトウッド外壁材の比較

独立機関による試験では、飽和状態下でのサーモウッドの水分吸収率は6～8%であるのに対し、標準的なパイン材は12～15%でした。これにより、サーモウッドの寸法変化は0.3～0.5 mm/mと非常に小さく、従来のソフトウッドに見られる1.2～1.8 mm/mより著しく低くなっています。従来の木材が不均一に反るのとは異なり、サーモウッドは湿度変化時において、すべての木目方向で0.5～1.2%の均一な線形膨張を示します。

湿潤および凍結融解気候におけるサーモウッド外壁材の性能

メイン州沿岸での10年間の研究によると、サーモウッド外壁材は55回の年次凍結融解サイクル後も表面割れがわずか0.4 mmにとどまり、 cedar材の3.1 mmと比較して優れた耐久性を示しました。その密閉細胞構造により内部に氷晶が形成されず、零下環境でも素材の完全性が保たれます。木材工学の専門家による研究では、これらのパネルは繰り返しの海水暴露後でも初期安定性の90%以上を維持することが確認されています。

サーモウッドの長期耐久性と自然な腐朽抵抗性

ヘミセルロース含量の低下による腐敗、腐朽および真菌に対する耐性

熱処理木材が腐朽や害虫に対して非常に高い耐性を示す理由は、分子レベルでの構造変化にあります。製造業者が通常の木材を212〜230度の温度で48時間から最大96時間連続して加熱すると、木材内部に重要な変化が生じます。このプロセスによりヘミセルロースが分解されますが、これはカビや昆虫が栄養源として利用する成分です。2022年のVTT技術研究センターの研究によると、この処理によって栄養素の約80〜90％が失われます。つまり、木材が生物による食害に対してほとんど魅力的ではなくなるということです。実際の試験でもその効果が明らかになっています。熱処理木材で作られた外壁材は、湿度の高い過酷な沿岸地域で15年間屋外に置かれた後でも、元の強度の約95％を維持しています。これに対し、通常の未処理軟材は同様の条件下で強度の約半分しか保持できません。

サーモウッドの耐久性と腐朽抵抗性に関する長期フィールド研究

長年にわたる研究により、屋外での耐久性が実証されています。凍結融解気候における壁パネルについて、フィンランドが2023年に発表した25年間の調査では以下の結果が得られました。

これらの結果は、サーモウッドが 耐久性クラス1の評価 を受けることを裏付けています。これは、欧州建築基準において天然木材が得られる最高ランクです。

化学保存剤を使用せずに耐久性を向上

サーモウッドは、銅やヒ素などの化学物質に依存する加圧処理材とは異なります。代わりに、単純な加熱プロセスによって木材の分子レベルでの変化を促します。高温にさらされると、木材に含まれる天然の糖分が実際にカラメル化し、素材内部に非常に安定して水をはじく構造を形成します。これにより、微生物が簡単に分解できない素材が生まれます。メーカーによると、その製品寿命は予想をはるかに上回ります。外壁材として使用されたもので40年以上経過している事例もあり、アセチル化木材と比較すると約3倍の耐久性を持つことになります。また環境負荷という観点から見ると、近年至る所で見かけるプラスチック複合材料と比べて、サーモウッドの環境フットプリントは約半分程度に抑えられていることが研究で示されています。

テルモウッドと従来の木製外壁材：性能、耐用年数、および価値の比較

テルモウッドと従来の木製外壁材：性能比較

木材を熱処理すると、環境ストレスに対する反応が基本的に変化します。例えば一般的な軟材の場合、2023年にForest Products Labが行った研究によると、湿度が上昇した際に15～25％の水分を吸収することがあります。しかし、熱処理後はその吸湿率が8％未満まで大幅に低下します。これにより、処理済み木材と未処理木材の比較試験では、反りや歪みが約70数％減少したことも確認されており、大きな違いとなっています。建築家が建物のプロジェクトを行う際には、この寸法安定性のおかげで、板材間の伸縮用隙間を非常に小さく抑えることができます。杉材のように10～15mmの広い隙間を設ける必要がなく、約3～5mm程度で済みます。その結果、デザインの美観を損なう目立たない隙間が減り、外壁はよりすっきりとした均一な外観になります。

寿命分析：サーモウッド製外装材は2～3倍長持ち

屋外でのテルモウッドの耐久性について話すとき、加速耐候性試験では約25〜35年間その強度が保たれることが示されています。これは、深刻な劣化が現れるまでの寿命が通常8〜12年程度の普通の未処理松材と比較すると、非常に印象的です。実際の使用例として、42件の異なる建物を10年以上にわたり観察した研究があります。その結果、テルモウッドを使用した外装のうち交換が必要になったボードはわずか11％でしたが、一方で一般的な外壁材では驚くべきことに89％が交換を要しました。なぜテルモウッドはこれほど長持ちするのでしょうか？主な理由は、紫外線による損傷に対して優れた耐性を持ち、木材繊維を安定させる特別な熱処理プロセスにより、屋外環境にさらされた表面に生じる厄介なひび割れが抑制されるためです。

美的進化：色の安定性と風化パターン

通常の未処理木材は、屋外に置いて約18〜24ヶ月後には灰色がかって部分的に色あせた外観になります。しかし、サーモウッドの場合、その性質は異なります。この素材ははるかに均一に経年変化し、約5〜7年かけて美しく均一な銀色へと変化していきます。表面の粗さが時間とともにどう変化するかを測定した試験結果によると、サーモウッドは年間約1.2マイクロメートルしか粗くなりません。一方、杉材は年間ほぼ4.7マイクロメートルと明らかに粗くなる傾向があります。色持ちについてはどうでしょうか？工場で塗布された油性仕上げ材も、サーモウッドではより長持ちします。これらの仕上げは通常6〜8年持続し、再塗布の必要が生じるまでにかかる時間は、約2〜3年で色あせてしまう通常の木材と比べて、実に2倍の期間です。

初期コストの高さは長期的な節約によって正当化されるのか？

テルモウッドは、一般的なパイン材と比較して初期費用が高くなります。設置コストは1平方フィートあたり約18〜22ドル程度ですが、パイン材は通常9〜12ドルです。しかし、長期的な視点で見ると、所有者はかなりの節約になります。30年間での総コストは、研究によると60％から68％も低くなるとされています。これは、メンテナンスの必要が非常に少なく、塗装の持続期間が長く、交換頻度がはるかに少ないためです。もう一つ注目に値する利点として、テルモウッドで覆われた建物に対して保険会社が10〜15％の割引を提供していることです。標準的な木材製品（通常はクラスCの耐火等級）と比べて、テルモウッドはより優れたクラスBの耐火等級を取得しており、火災に対する性能が大幅に向上していることが認められています。

外装用途におけるテルモウッドの低メンテナンス性

テルモウッドの内在的な耐湿性による最小限の手入れ要件

木材を熱処理すると、空気中の水分を吸収しにくくなるため、大幅に寸法が安定します。このプロセスにより、木材の吸湿性は約半分に低下し、膨張や収縮が大幅に減少します。その結果、外壁材として使用した場合の反りや亀裂の発生、ネジの緩みなどの問題が少なくなります。昨年発表された材料科学関連の学術誌による研究によると、このような熱処理を受けた木材は、湿度が80%を超える環境に長期間さらされても、寸法的に安定した状態を維持します。実用的な観点から見ると、ほとんどの施工例では年に一度の点検と、必要に応じて中性洗剤でさっと拭く程度のメンテナンスで十分です。

事例研究：10年間塗り直しなしで使用された住宅用サーモウッド外壁パネル

ヨーロッパの西海岸に建つこれらのビーチハウスを見ると、塩分を含んだ空気や絶え間ない雨に10年間にわたりさらされても、ほとんど何らかの再仕上げを必要としていないことがわかります。科学者が実際に顕微鏡で調査したところ、表面は年間約0.2mmの速度で摩耗しているだけであることが判明しました。これは、年間1.5mmの割合で劣化する通常の防腐処理されたパイン材と比べて、はるかに優れた耐久性です。現地に住む人々も大きな修繕が必要だとは不満を述べていません。ほとんどの人は時々庭のホースを使って、壁やデッキに生えた緑色の汚れを洗い流すだけで済ませています。湿度が年中高い地域からの最近の多くの研究でも、このことが裏付けられています。こうした物件の約90％が、8年から12年間という期間、まったく新しいシーラントを塗布することなく過ごしてきたのです。

よくある質問

サーモウッドとは？

サーモウッドは熱処理プロセスを経た木材であり、寸法の安定性や湿気、腐朽、害虫に対する耐性が向上しています。

サーモウッドを使用する利点は何ですか？

サーモウッドは、優れた寸法安定性、吸湿性の低減、化学防腐剤を用いずに高い耐久性を発揮し、メンテナンスの手間も少ないという特長があります。

サーモウッドと従来の木材との違いは何ですか？

従来の木材とは異なり、サーモウッドは細胞構造が閉じているため水分の吸収が少なく、環境ストレスへの耐性が向上しており、過酷な気候条件下でもより長持ちします。

サーモウッドの寿命はどのくらいですか？

サーモウッドの寿命は通常25〜35年程度で、未処理の木材（一般的に8〜12年）と比べて大幅に長くなっています。

サーモウッドは環境にやさしいですか？

はい、プラスチック複合材や化学処理された木材など他の材料と比較して、サーモウッドはより小さな炭素足跡（カーボンフットプリント）しか残しません。