JP2014088540A - 熱処理されたキャンプ用薪及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】初期点火時間の短縮化が可能であり、煙の発生を抑制させることのみならず、従来の薪に比べて高発熱量を実現でき、さらに、キャンプファイヤー用薪として用いた後にバーベキュー用として用いることができ、通常の薪より硬度が強化されて砕け難い、熱処理されたキャンプ用薪及びその製造方法を提供する。
【解決手段】アベマキ、ハハソ、コナラ、クヌギなどのクヌギ類と、アカシアの木、シラカバなどの広葉樹との原木を一定の長さで切断する工程と、切断した原木を急速高熱加工処理室に移動させた後、１５０℃から２３０℃の温度で５時間から２４時間の間、一定の湿度範囲内で蒸気噴射を用いて湿度調節を並行しながら高熱加工処理を行う工程と、急速高熱加工処理室内の温度を徐々に常温で一定時間の間減少させる工程とを含んでなり、重量比５０ｗｔ％以上８０ｗｔ％未満の炭素含量を持って成分中、セルロースの熱分解を起すことなくヘミセルロースを熱分解して初期着火時間を短縮し煙及び火の粉の発生を減少させた。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱処理されたキャンプ用薪の製造方法及びこれによって製造される熱処理されたキャンプ用薪に関する。さらに詳しくは、本発明は、野外での着火が薪や炭より容易であり、煤及び火の粉の発生を減少でき、砕きにくい熱処理されたキャンプ用薪及びその製造方法に関する。

２００５年以後、家族単位の野外キャンプのための空間として増加されているオートキャンプ場は新しい休養施設として脚光を浴びている。そのようなオートキャンプ場において、最も日常化されているものが、キャンプ場で火を焚くことであり、これは日常の疲れとストレスを解消する。特に、人間には、火を焚く行為自体が他の満足と達成感を持たせることができる行動なので、それによる楽しみを感じることができる。同時に、オートキャンプ場における炊事活動も、家族間の共同体意識をより高めて堅くすることができる。このような炊事活動の中で主たるものは、薪や炭を用いたキャンプファイヤーとバーベキューにより肉を焼いて食べることである。

このように肉を焼いてキャンプファイヤーをするためにはグリルが必要であり、燃料としては炭又は薪などが用いられる。一般的に用いられる燃料は炭であり、これは木材を５００℃度以上の高温で多様な炭化方法を通じて製造したものであり木炭ともいう。その材料としては、一般的に材質の堅い木が用いられており、韓国ではクヌギ類(ハハソ、アベマキ、ミズナラ、コナラなど)が主に用いられる。クヌギ類で作った炭を堅炭というが、これは他の木類より製品が優れて効能が良いものとして知られている。

バーベキューの燃料としての炭の使用は、薪に比べて５０％以下の重量であるため運搬移動が簡単であり、煙があまり発生せず、一旦火が着いたら低い温度で肉を焼くことができるという長所がある。しかし、これに反して、木材から多様な抽出物（燃焼を助けるメタンガス、酢酸、水素、酸素など）が除去されて炭素成分だけ残るので初期燃焼が大変困難であり、取扱い時に壊れやすく、煤が付いて取扱いが不便であるのみならず、点火時に火の粉が飛んで周りに火災を引き起こす危険性があったり、やけどを起こすなどの短所がある。

製炭法としては、無蓋製炭法、堆積製炭法、坑内製炭法、築窯製炭法などがあり、近年では、粉砕された木材を圧縮してこれを炭化させる成形炭製造方法が提案されている。

このうち、粉砕木を圧縮して炭を製造する方法は、原木を細かく粉砕する工程と、粉砕木(細かく粉砕された木材)を圧縮機を用いて一定の大きさに圧縮成形する工程と、その成形物を加熱して炭火木(炭)を製造する工程からなる。

しかしながら、このような従来の炭製造方法によると、粉砕木を圧縮成形した後にも割れが生じ易く、そのような問題を解消するために、粉砕木に接着剤を混合して圧縮成形することが行われる。

このように炭の内部に接着剤が含まれている場合、消費者が肉などを焼くために炭を燃焼させる際に、炭に含まれている接着剤により有害ガスが発生する問題点がある。また、このような成形炭だけではなく、堅炭の場合にも、炭の特性上から多量の煤が発生し易く、さらに砕け易いという問題がある。

炭の代わりに用いられるのが、オートキャンプ場で直接販売している薪である。薪は、水分が除去されていないので重く、炭よりは初期点火が容易であるが、薪が保有している水分の含有によって煙が発生し着火させるのが困難である。さらに、火の粉が多く発生するという短所だけではなく、一旦火が付いた後にも肉を焼く際の火炎の調節が難しく、バーベキュー料理を台無しにする場合が多い。

また、オートキャンプ場においてグリルを用いて火を焚くさらに他の意味及び理由として、単純に炭を用いて肉を焼くこと以外に、夜間の照明として利用する、家族が揃って話すことのできる空間を提供するというさらなる目的があるが、炭や薪ではそのような空間を提供するには、煙が発生する及び火炎が少ないなどの問題がある。

したがって、本発明は上記のような従来の問題点を解決するために案出されたものであり、オートキャンプ場で用いられるバーベキューグリルの燃料として用いられる薪の燃焼上の短所である、初期点火時間の短縮化が可能であり、煙の発生を抑制させることのみならず、従来の薪に比べて高発熱量を実現でき、さらに、キャンプファイヤー用薪として用いた後にバーベキュー用として用いることができ、通常の薪より硬度が強化されて砕け難い、熱処理されたキャンプ用薪及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の熱処理されたキャンプ用薪の製造方法は、望ましくは、アベマキ、ハハソ、コナラ、クヌギなどのクヌギ類、又はアカシアの木、シラカバなどの広葉樹を含む原木を一定の長さで切断する工程と、切断した原木を急速高熱加工処理室に移動させた後、１５０℃から２３０℃の温度で５時間から２４時間の間、一定の湿度範囲内で蒸気噴射を用いて湿度調節を並行しながら高熱加工処理を行う工程と、急速高熱加工処理室内の温度を徐々に常温で一定時間の間減少させる工程とを含んでなり、重量比５０ｗｔ％以上８０ｗｔ％未満の炭素含量を持って成分中、セルロースの熱分解を起すことなくヘミセルロースを熱分解して初期着火時間を短縮し煙及び火の粉の発生を減少させたことを特徴とする。

また、切断する工程の後、切断された原木を中央部分が凹み直径が中央から両側に行くほど大きくなる形状に回転旋盤加工切削する工程をさらに含んでなることができる。

また、高熱加工処理を行う工程における湿度調節は、相対湿度５０％〜８０％の範囲内で蒸気噴射を用いてなることが望ましい。

また、高熱加工処理を行う工程は、望ましい実施態様として、切断された原木の表面にアロマオイルが含有された植物性オイルを塗布してなることができる。

回転旋盤加工切削する工程は、切断された原木の中央に長さ方向で中孔を形成する工程をさらに含んでなることができる。

切断された原木は、望ましい実施態様として、アベマキ、ハハソ、コナラ、クヌギなどのクヌギ類と、アカシアの木、シラカバなどの広葉樹と、一般的に松脂を称えるロジン(Rosin)などの燃焼時に発生する黒煙などの理由で用いない松類、檜又は杉類などの針葉樹類とをも用いることができる。

したがって、本発明によれば、オートキャンプ場で用いられるバーベキューグリルの燃料として用いられる薪の燃焼上の短所を解消して初期点火時間の短縮が可能であり、煙の発生及び火の粉の発生を抑制させることのみならず、一般の薪に比べて高発熱量を実現することができる熱処理されたキャンプ用薪が提供される。

また、本発明の熱処理されたキャンプ用薪によれば、炭に比べて煤の発生が少なく、砕け難いという効果がある。

本発明による熱処理されたキャンプ用薪の製造方法の切削加工工程を経た原木の形状を示す図である。 着火時間の比較グラフである。 燃焼時間による発熱量の比較グラフである。

以下、本発明による熱処理されたキャンプ用薪をその製造方法を通じてより詳細に説明する。

まず、アベマキ、ハハソ、コナラ、クヌギなどのクヌギ類、又はアカシアの木、シラカバなどの広葉樹類を含む原木を所定の長さで切断する工程を実行する。この工程では、原木を用いるに適当な約１０ｃｍから５０ｃｍの大きさに切断する。本発明に用いられる原木では、一般的に使われるクヌギ類(ハハソ、アベマキ、ミズナラなど)及びアカシアの木、シラカバなどの広葉樹を主に用いるが、針葉樹（松類/檜/杉）も用いることができる。従来においては、松脂などの理由でキャンプ用には殆ど用いられることができなかったが、本発明では熱処理過程を経ることで後述の通りに針葉樹をも使用が可能となる。

切断する工程の後、後述の通りに熱加工処理を経ることとなるが、望ましい一実施形態として、切断する工程の後、切断された原木の外形を図１に示したように、直径が中央から両側に行くほど大きくなる形状に回転旋盤加工切削する工程を選択的に行うことができる。すなわち、中央部分における直径が両側部分の直径より小さく、両側に行くほど徐々に直径が大きくなるように回転旋盤加工切削する。

このように本発明の一実施形態として、特殊形状に回転旋盤加工切削する理由は、薪などは外から中に向かって燃え上がるがこのように中央部分を凹ませて直径が中央から両側に行くほど大きくなる形状に加工をすることで、グリルで燃焼させる場合に内部に残っている燃焼ガスを円滑に排出させて燃焼効率を高めるためである。また、炭は一般的にトングで掴んでグリルや火床に運ぶこととなるが、本発明ではこのような回転旋盤加工を行うことにより、中央の凹んだ部分をトングで掴んで運ぶ場合に、落下しにくくなることから、従来のように炭を落として壊してしまうという問題を解消することができる。

バーベキュー用燃料として用いる場合、一般に、多数の薪又は炭をグリル内に積載して燃焼させることとなるが、一定の断面積を持つ薪又は炭を積載する場合、本発明によれば積載時に中央部分が凹んでいるため外部から空気流入が円滑となり燃焼効率が向上するという利点も得られる。

また、回転旋盤による加工に加えて、図１に示すように、切断された原木の軸中心部に長さ方向（軸方向）の孔を掘って中孔を作成する工程を行う。このように切断された原木の中央に長さ方向の中孔を形成することにより、空気との接触面積を増加させて初期燃焼効果を増進させることができる。

次いで、上述した切断加工工程を経た原木を急速高熱加工処理室に移動させた後、１５０℃から２３０℃の温度で５時間から２４時間の間、高熱加工処理を行う。一般の良く乾かした薪の場合であっても、含水率が約１０％〜１８％であり、このような薪内の水分が燃焼時に木材成分と熱反応をすることで不完全燃焼し、多量の煙が発生することとなり、これと共に火の粉が多く発生することとなる。

このような問題点を解消するため、本発明では、上述したように、１５０℃から２３０℃の温度で５時間から２４時間の間、高熱加工処理させることで原木内の水分及び一部の木材成分が除去され、煙及び火の粉の発生が顕著に減少される熱処理された薪を製造するようになる。

また、この工程で温度を１５０℃以上に維持する理由は、木材を構成する化学的成分の中でヘミセルロースは１５０℃以上の温度で熱分解が生じて木材の化学的、物理的性質が変化させるが、このような過程を通じて水気吸着点が減少され、これによって収縮、膨張率が安定的に維持されて耐久性が改善されるためである。また、本発明における高熱加工処理は２３０℃以下で実行されるが、このように２３０℃以下で実行する理由は木材の構成成分の中でセルロースは２４０℃から３５０℃で熱分解が起きるようになり、このようなセルロースの分解が起きると強度が低下し、最終産物が砕け易くなる原因となるためである。よって、本発明では、セルロースの熱分解が起きない２３０℃以下で処理を行う。

下記の表１はこのような本発明の加工過程を経た熱処理された薪、生材(薪)、及び一般炭の組成物を比べた表である。ただし、表１において、事例−１は１７０℃で５時間熱処理、事例−２は１９０℃で５時間熱処理した場合である。

表１から各元素別重量比による単位重量の発熱量は、物質の元素構成割合から発熱量を算出する下記の式（１）から求められる。

HHV_fuel=0.3491C+1.1783H-0.1034O-0.0151N+0.1005S-0.0211A 式（１）
ただし、HHV_fuelは燃料の高発熱量(MJ/kg)であり、 A、C、H、N、O及びSはそれぞれ灰分、炭素、水素、窒素、酸素及び硫黄成分の重量比である。

表１から分かるように一般薪の場合、単位重さ当り発熱量が１９．５ＭＪ／ｋｇであるのに対し、本発明の事例−１は２１．０ＭＪ／ｋｇ、事例−２は２７．３ＭＪ／ｋｇであり、単位重さ当り発熱量が増加していることが分かる。このような発熱量の増加は同一の重さでもより高い温度を維持できることを意味する。

ただし、単位重さ当り発熱量は従来炭が最も高く現れるが、炭の場合、６００℃から１２００℃の高温の炭化過程で原木材成分の約７０％が分解され揮発されて最終産物である炭は原木材の約３０％に過ぎない。このように原木材１トンで得られる最終産物の総発熱量を計算すれば次のようである。

表２から分かるように、本発明による炭素含量５０（ｗｔ％）以上８０（ｗｔ％）未満の熱処理された薪を製造する場合、投入される原木から得られる総発熱量は、従来炭に比べて２倍〜２．３倍も高い発熱量を見せることが分かる。したがって、本発明による熱処理された薪は、一般薪に比べて単位重さ当りの高い発熱量を提供でき、また、従来の炭に比べて投入される原木から得られる総発熱量を高めることができるので、より経済的である。

そして、この高熱加工処理工程では、加熱と共に相対湿度５０％〜８０％の範囲内で蒸気噴射を用いた湿度調節を並行して行いながら、高熱加工処理を実行する。一般に、木材は、長い時間高温に露出させれば割れが発生するようになり、この現象は最終生産物を作成した後にも硬度を弱化させる原因となる。よって、本発明では、相対湿度５０％〜８０％の蒸気噴射を用いて熱加工処理をすることで、この工程における木材の割れを防止して最終生産物を作成した後にも硬度が極端に落ちることを防止している。

また、本実施形態では、熱加工処理の前に原木の表面に天然植物性オイルを塗布し、その後、熱加工処理を行っている。これは急速高熱加工処理室内部の温度が一定温度にセッティングされてもその内部位置によって多少の温度差異があり、このような温度差異によって木材の組織及び材色が位置によって変わり得る。このため、本発明では、原木表面に植物性オイルを塗布し、原木全体に迅速かつ均等に温度を伝達させ、組織及び材色が均一に変わるように処理している。

また、本実施形態の変更態様においては、全部又は一部がラベンダー、ローズマリー、カモミールなどのアロマオイルからなる植物性オイルを使用する。アロマオイルは心身の疲れを取り、精神を清める効果があると知られている。よって、本発明によれば、アロマオイルを含有した植物性オイルを用いることで、熱処理された薪を製造した後にも燃焼時にこのようなアロマ香が発散され、これにより心身の疲れを取って精神を清める効果が得られる。

一方、本発明で使用する原木として、前述したクヌギ類、アカシアの木、シラカバなどの広葉樹を例として挙げたが、望ましい一実施形態としてフィトンチッド機能を倍加させるために檜又は杉を用いる方法も適用できる。檜又は杉は抗菌作用、鎮静作用、脱臭作用及びストレス解消作用などの機能があるフィトンチッドを最も多く含んでいると知られており、このような機能の檜又は杉を用いて本発明による熱処理された薪を製造することにより、抗菌作用、鎮静作用、脱臭作用及びストレス解消作用などのフィトンチッド機能を伴うことができ、また檜又は杉香が染み付いた熱処理された薪を製造することが可能となる。

前述したような高熱加工処理工程を実施した後、急速高熱加工処理室内の温度を徐々に５時間から１５時間の間、常温まで減少させる過程を経るようになる。これは急激な温度変化によって最終結果物が割れる現象を防止するためである。

本発明による熱処理された薪は、一般薪に比べて初期着火時間が短縮されるという長所を有している。図２は本発明の製造方法によって製造された熱処理された薪（熱処理薪）と一般薪との着火時間の比較結果を示したものである。図２に示すように、一般薪の場合７５０度の温度条件下において１８秒で着火されたが、１７０℃で製造された本発明の事例−１の熱処理された薪は１６秒で、１９０℃で製造された本発明の事例−２の熱処理された薪は１５秒で着火されたことが分かる。しかし、炭素の含量が１００％に近い一般堅炭は７５０℃の温度では着火が起きなかった。本グラフにおいて、着火時間は、熱処理された薪内の構成成分である炭素と酸素の構成比（Ｏ／Ｃ）の結果と比較して示されている。

一方、図３はコーンカロリーメーターテストを通じて本発明の製造方法に製造された熱処理された薪、一般薪及び一般炭の燃焼時間に対する発熱量を示したグラフである。図３において、赤線（四角形連結線）は１７０℃条件下で２４時間製造した熱処理された薪であり、緑線（三角形連結線）は１９０℃で２４時間製造した熱処理された薪であり、青線（菱形連結線）は一般薪（くぬぎ生材）であり、紫線（×連結線）は一般炭である。本グラフに示すように、１７０℃と１９０℃とで製造した熱処理された薪は、Ｏ／Ｃの割合が低ければ低いほど初期の着火時間が薪より早くなっている。１７０℃で製造した熱処理された薪（四角形連結線）では一定時間が経過した以後、熱処理された薪内部で可燃性ガスが放散されることから高い発熱量を示しており、１９０℃で製造された熱処理された薪（三角形連結線）も菱形連結線の一般薪とは異なり徐々に可燃性ガスが湧出して高発熱量を示している。このような現象は、高熱加工処理によって残存水分による白い煙を防ぎながら内部にガスを湧出させて燃料としての役割を果たすことに役立つと判断される。

前述したように、本発明による熱処理されたキャンプ用薪は、キャンプファイヤー及びバーベキュー用燃料として用いられる一般薪の問題点を解消するものであり、初期着火時間が短縮化され、燃焼時の煙及び火の粉の発生が減少し、単位重さ当り発熱量が向上する長所を有している。

また、炭の場合、煤が発生すると共に砕け易いという短所があるが、本発明ではこのような問題点がなく、炭よりも使用に便利であるという効果が得られる。

さらに、従来のキャンプ用薪においては、針葉樹(松類)は、松脂などの理由で殆ど用いられることができないが、本発明では前述したような別途の加工過程を経ることで松脂などが除去され、針葉樹をも用いることができる。

さらにまた、本発明によるキャンプ用薪は、キャンプファイヤー用又は焼肉用として使用時にアロマ香が発散され、心身の弛緩と共に精神を清める機能も持つようになる。

以上、本発明を望ましい実施形態を参照して説明したが、本発明は上述した特定の望ましい実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨を脱することなく、当該発明が属している技術分野で通常の知識を持っている者であればいずれの者であっても多様な変更、変形及び修正を行った実施が可能である。

Claims (7)

1. 原木を一定の長さで切断する工程と、
   前記切断した原木を急速高熱加工処理室に移動させた後、１５０℃から２３０℃の温度で５時間から２４時間の間、一定の湿度範囲内で蒸気噴射を用いて湿度調節を並行しながら高熱加工処理を行う工程と、
   前記急速高熱加工処理室内の温度を徐々に常温で一定時間の間減少させる工程とを含んでなり、
   重量比５０ｗｔ％以上８０ｗｔ％未満の炭素含量を持って成分中、セルロースの熱分解を起すことなくヘミセルロースを熱分解して初期着火時間を短縮し煙及び火の粉の発生を減少させたことを特徴とする熱処理されたキャンプ用薪の製造方法。
2. 前記切断する工程の後、切断された原木を中央部分が凹み直径が中央から両側に行くほど大きくなる形状に回転旋盤加工切削する工程をさらに含んでなり、運搬及び取り扱いを容易にかつ燃焼効率を向上させたことを特徴とする請求項１に記載の熱処理されたキャンプ用薪の製造方法。
3. 前記高熱加工処理を行う工程における湿度調節は、相対湿度５０％〜８０％の範囲内で蒸気噴射を用いてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱処理されたキャンプ用薪の製造方法。
4. 前記高熱加工処理を行う工程は、前記切断された原木の表面にアロマオイルが含有された植物性オイルを塗布してなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の熱処理されたキャンプ用薪の製造方法。
5. 前記回転旋盤加工切削する工程は、切断された原木の中央に長さ方向で中孔を形成する工程をさらに含んでなることを特徴とする請求項２に記載の熱処理されたキャンプ用薪の製造方法。
6. 前記原木は針葉樹を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の熱処理されたキャンプ用薪の製造方法。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の製造方法によって製造されることを特徴とする熱処理されたキャンプ用薪。