HPトップ>木炭の科学的実証について
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京都大学大学院エネルギー科学研究科データに基づく
木炭の科学的実証（抜粋） |
■炭は人類の貴重な資源です
木炭は貴重な資源として現在もなお生産・消費され続けている重要な資源の一つです。その歴史的・伝統的な背景から、製法は画一的ではなく、木炭は伝承の製法により製造されています。従って、同種の原木を用いたとしても、産地などで木炭の品質は異なる場合が多々あります。
日本では製法の違いにより、木炭を白炭・黒炭の2種類に分類しています。例えば木炭を燃料用途として考えた場合、白炭として代表的な樫（ウバメガシ）を素材に用いた備長炭などは調理用燃料として用いられ、クヌギなどを炭材とした池田炭や佐倉炭などは茶室用として重宝されます。例えば備長炭などは他の木炭と比較して火付きは悪いものの、火持ちが良好のため調理用として適しています。
このページでは、木炭の素材や精練方法、産地などの熱特性や吸着特性について科学的に検証を行なった結果について紹介いたします。 |
熱特性は原木樹種や産地、製法や精練職人の熟練度などの要素に左右されますが、密度（比重）と燃焼時間の相関性が高いことがわかります。
| 樹種 |
産地 |
発熱開始温度 |
火持ち時間
（分） |
発熱ピーク
（分） |
密度（g/cm3） |
| ウバメガシ（白炭） |
高知県 |
280℃ |
39 |
|
0.51 |
| 和歌山県 |
400℃ |
68 |
39 |
0.55 |
| カシ（黒炭） |
高知県 |
190℃ |
18 |
25 |
0.39 |
| クヌギ |
福島県 |
210℃ |
21 |
25 |
0.45 |
| ナラ（黒炭） |
岩手県 |
190℃ |
21 |
21 |
0.35 |
※赤い塗潰しについては当社製造/定番取り扱い商材（その他はお問い合わせ下さい）
上の表から、高温精練された白炭は着火までに時間がかかるものの、燃焼持続力が高くなります。逆に黒炭は白炭と比較して燃焼時間には劣るものの、火付きが良いといった特長があります。
また同様の素材を用いたとしても、製法による密度（比重）の違いによって、燃焼持続力、発熱ピーク時間や温度などの差異が顕著に生じます。
木炭は顕微鏡などで拡大すると無数の細かな穴が開いています。これを「多孔質構造」と呼びますが、その穴の形状や大小その他の特性により物質の吸着能が異なります。
| 樹種 |
産地 |
比表面積
（㎡/g） |
吸着率（％） |
| 水 |
クロロホルム |
アルゴン |
| ウバメガシ（白炭） |
高知県 |
20 |
11.2 |
5.8 |
12.9 |
| 和歌山県 |
10 |
13.1 |
4.3 |
14.1 |
| カシ（白炭） |
宮崎県 |
6 |
15.5 |
6.4 |
13.2 |
| オガライト（白炭） |
|
17 |
16.3 |
6.9 |
16.5 |
| クヌギ（黒炭） |
岩手県 |
205 |
10.1 |
19.0 |
10.2 |
| カシ（黒炭） |
高知県 |
86 |
8.2 |
19.6 |
11.0 |
| ナラ（黒炭） |
岩手県 |
213 |
- |
18.0 |
15.0 |
| ナラ（黒炭） |
京都府 |
44 |
8.1 |
19.8 |
9.6 |
| オガライト（黒炭） |
|
4 |
12.5 |
23.5 |
16.2 |
※赤い塗潰しについては当社製造/定番取り扱い商材（その他はお問い合わせ下さい）
▽条件
H2O[硫酸カリウム飽和水溶液（デシケータ内相対湿度98％）にクロロホルム・またはアルゴンを注ぎ、それぞれの飽和蒸気でデシケータ内を満たした） |
■上表より、相対的には以下の傾向が見て取れます
１）白炭は水分子（湿気）やアルゴンの吸着性能が高い
２）黒炭はクロロホルムなどの吸着能に優れる
３）中でもオガライト白炭は水分子吸着能に好ましい、またオガライト黒炭はクロロホルム吸着に
突出している
物質の吸着においては、一般的には比表面積と吸着量とは比例関係にあるものと考えがちとなります。しかし上の表での実証の結果、相対的に比表面積の少ないオガライト炭（白炭）が水分子とアルゴンの吸着率が高く、またオガライト炭（黒炭）がクロロホルム吸着に優れるといった結果になりました。
従って炭化素材の多孔質構造体の単位毎面積と、物質吸着能の優劣とは相関関係にあるとは言えません。木炭の吸着特性は、比表面積以外の構造特性と関係があるものと思われます。
木炭が調湿用途として家屋等の床下調湿に用いられる場合には、水分の吸着能のみめはなく、湿度の変化に伴なう水分の吸脱着の差が重要となります。以下では相対湿度98％及び同59％に調整されたデシケータ内で、H2Oの吸着能を測定したものとなります。
| 樹種 |
産地 |
H2O吸着率 |
H2０脱着率 |
| 98％ |
59％ |
| ウバメガシ（白炭） |
和歌山県 |
13.1 |
11.9 |
1.2 |
| 高知県 |
11.2 |
9.5 |
1.7 |
| カシ（白炭） |
宮崎県 |
15.5 |
11.7 |
3.8 |
| オガライト（白炭） |
|
16.3 |
10.3 |
6.0 |
| クヌギ（黒炭） |
高知県 |
10.1 |
8.5 |
1.6 |
| カシ（黒炭） |
岩手県 |
10.1 |
9.5 |
1.6 |
| ナラ（黒炭） |
京都府 |
8.1 |
6.0 |
2.1 |
| オガライト（黒炭） |
|
12.5 |
10.2 |
2.3 |
以上から、吸湿量は、オガライト白炭が最も優れるといった結果になりました。
※上記データ結果を基とした当社側の見解
実際の家屋環境に当てはめてみると、梅雨時期における家屋床下部のH2O（湿気）吸着量及び脱着率（スピード）はオガライト白炭化材を用いることが相当であるかと思われます。
なお未炭化木材（繊維）の吸着限界はそれ以上となりますが、未炭化木材は多湿度環境下では腐朽してしまう恐れがあるのに対し、木炭ではそのような可能性は少なく、長期的な安定使用が望めます。
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