屋外使用の影響
適切に乾燥され、また乾燥状態に置かれている木材が、腐朽したり、塗装の初期不良や、過度の割れ、ヒビ、木目のケバ立ち、ヤニ、変色などの風化による問題を起こしたりすることは、ありません。
水分の影響
水は、木にとって大敵の一つです。気体であろうと液体であろうと、水は、収縮や膨潤を引き起こし、そのために寸法狂いや塗膜劣化が起きます。水は、木の腐朽や腐敗、塗装不良の原因となり、屋外での風化を早めます。
収縮と膨潤−一般に、木は水分の減少により収縮し、増加により膨潤します。もっと正確に言うと、木の寸法は、全乾状態(水分の全くない状態)と繊維飽和点(木繊維が水分で飽和した状態)の間で変化します。繊維飽和点は、大半の樹種で、含水率が約30%になります。この点では、木内の全ての水は、細胞壁内に結合しています。繊維飽和点以上では、細胞空隙での非結合水の増減で含水率が変化しますが、細胞壁の寸法は変化しません。しかし、繊維飽和点以下では、含水率の変化により、木材の寸法も変化します。この変化の大きさは、樹種によりますし、また方向、つまり半径方向、接線方向、軸方向、によって異なります。木部塗装の劣化(塗装欠陥、剥離、ヒビ割れなど)の多くは、水分の変化と、それにつれて起こる寸法変化に原因があります。
水蒸気-水の影響−気体であろうと液体であろうと、水の状態に関わらず、木の収縮や膨潤は起こります。例えば、湿度の高いときは膨潤し、低いときには収縮します。また液体の水で濡れれば膨潤し、乾燥すれば収縮します。前述のように、繊維飽和点に達するまで膨潤することができます。屋内では、木が水蒸気にさらされることがありますが、こうした場合、含水率は繊維飽和点までしか達しません。このためには、湿度100%の状態に長くさらされる必要があります。しかし、このような高湿度に長期間さらされることは、めったにないので、湿度のために繊維飽和点に達することは、ほとんどありません。しかしながら、液体の水に濡れた場合は、すぐに繊維飽和点に達し、あるいは超えてしまうこともあります。木の性能が不充分な場合の問題は、木の含水率が繊維飽和点になるか、それ以上になった場合に起こります--ほとんどの場合、原因は、液体の水です。この報告で、水という場合は、液体の状態、湿度に対する水蒸気、水または水蒸気による水分をいいます。
風化
構造物を建てる際に、いくら注意したとしても、屋外で使えば、木は経年変化していきます。この変化を、風化といいます。太陽光の紫外線(UV)と、水と、風で飛ばされてきた砂などによる摩滅とが、組み合わされて起こる木表面の劣化が、風化です。この劣化を、腐朽と混同してはいけません。
風化は、まず木表面の変色で明らかになります。防腐処理された木材の色は、黄緑(防腐剤に含まれる、銅、クロム塩による)か、褐色(染料による)をしています。杉やレッドウッドは、切ったばかりの時は、固有の自然な色をしています。風化により、レッドウッドや杉のように暗い色の木は、明るい色に、松やモミのように明るい色の木は、暗い色に変色する傾向があります。海岸沿いなどの、ある種の気候では、木の色は風化により、銀色になる傾向があります。この色は、カビの発生と、表面の繊維質が多くなっったことが組み合わさった結果です。風化過程では、ヤニやリグニンが取り除かれ、繊維質が残ります。過度の湿気から守られている場合には、レッドウッドや杉は、銀灰色に変色しやすいものです。WRP処理されていないCCA処理材は、初めは鈍い灰色に変色しますが、やがてこれも、銀灰色になります。
変色に続いて、木繊維の消失が起こり、徐々に表面が侵食されていきます。雨が、この劣化した木成分を、表面から洗い流します。雨や湿度変化は、木の寸法変化を引き起こし、そのために侵食が加速されます。侵食は、晩材よりも密度の低い早材の方で速く進み、その結果、表面が不均一になります。しかし、表面侵食はゆっくり進みます。温帯地域での軟材の侵食速度は、100年で1/4〜1/2インチ(6〜12cm)であり、主として、UV輻射強度と樹種に依存します。あるいは、太陽や雨への暴露度合いや、手入れの程度によります。木の水分吸収をコントロールすれば、風化や腐朽を遅らせることができます。
ヤニのしみ出し
よくある変色の原因は、ヤニのしみ出しです。どの木にもヤニは含まれていますが、色の濃い木ほど、ヤニのシミは多くなります。変色は、留め金具付近でよく起こりますが、これは金具による穴が、たくさんの木細胞を壊しているからです。こうした破壊細胞は、水分吸収を増加させます。水はヤニを溶かし、木が乾いたときに、このヤニは表面に溜まって、太陽光線により硬化(重合)します。ヤニは、サイディング材では問題になりますが、デッキのような水平面では、硬化する前に雨で流されてしまうことが多いので、ほとんど問題にはなりません。もし、ヤニの問題がある時は、セッケン水でこすり落すことができます。ワイヤブラシを使うと、木表面に鉄分が残り、これが鉄シミの原因になりますので、使ってはいけません。WRPで塗装すると、ヤニのしみ出しを大幅に減らすことができます。
鉄シミ
よく見られる、鉄分による、木表面のシミ。木のヤニには、ひとまとめにタンニンと呼ばれる一群の化学物質が含まれています。タンニンの量は、樹種により、オーク、レッドウッド、杉などはタンニンを多く含みます。タンニンは鉄と反応して、青黒色のシミとなります。一般に鉄シミの原因は、メッキしていない金具やメッキ不良の金具の使用、スチールウールやワイヤブラシを使っての洗浄など、鉄や鋼と木が接触することによります。WRやWRPでの塗装により、鉄シミを最小限に押さえることができます。
鉄シミの除去
鉄シミは、蓚酸の水溶液で、シミをこすると取り除くことができます。蓚酸は、薬局や金物店で販売されています。1〜4ozの蓚酸を温水1qt(蓚酸約29〜113グラムを温水1リットル)に溶かします。シミの場所を、硬い毛の刷毛でこすってください。処理した後は、水で十分に洗い流してください。
注意:蓚酸は毒性があります。ゴム手袋をはめ、皮膚に触れないようにして下さい。換気の良い場所で作業して下さい。草木にかかると、葉を痛めますので、かけないようにして下さい。食事、喫煙の前には、手を洗ってください。子供の手の届かない、鍵のかかる場所に保管して下さい。
ケバ立ち
屋外にさらされた木材は、湿潤と乾燥を繰り返しにより、ケバが立ってきて、表面が荒くなります。板目の木材では、ケバは早材と晩材の境目に薄いナイフのような羽となって現れます。この劣化により、木表面はギザギザになって、やがてヒビや亀裂になります。ヒビは水を取り込みやすいので、劣化を促進します。
腐朽
風化は、木表面の劣化ですが、腐朽(腐敗とも言う)は木の総重量に影響します。腐朽は、木材の構造成分を食物として破壊する、様々な腐朽菌によって引き起こされます。腐朽菌は、木全体に入りこんで、複雑な生化学過程により、木細胞を形作る高分子物質を劣化させます。木の強度は、こうした高分子物質が支えているので、目に見える損傷がでる以前に、著しい強度低下が起こります。木材腐朽菌の成育には、適当な水分が必要です。必要な水分は、菌や木材の種類によりますが、一般に繊維飽和点近くである必要があります。
変色菌
カビ変色は、他の腐朽菌とは異なるタイプの菌により、起こります。カビ変色では、木の構造要素を劣化させることはないので、木の強度低下は起こりません。変色菌は、木の内部に入ることはなく、表面だけに成育します。他の腐朽菌と同様、過度の水分があると、よく成育します。水分は、木を変色させる、苔や他の微生物の成育も促します。木が、亜麻仁油や他の天然油で塗装された場合は、この油が栄養源となって、菌は更に発生しやすくなります。変色菌が発生しやすい条件は、木材腐朽菌にもよいので、カビ変色(白色など)や他の変色があった時は、疑ってみる必要があります。
カビ変色は、自然の抵抗力を持った木やCCA処理木材を含む、全ての木材に起こり得ます。ある種のヤニは、菌の栄養減でもあります。従って、ヤニの多い木材は、わずかながらカビ変色を起こしやすいのです。
変色菌は、木を変色させる点で好ましくありません。最も一般的な変色は、銀灰色です。また、黒色の斑点状のシミになることもあります。変色は、家庭用漂白剤(注1)の水溶液で取り除くことができます。より良くは、定期的なWRP塗装が、菌による変色を防ぎます。