(57)【要約】【課題】より短いプロセスで、かつ炭素繊維などのバイオマテリアルと糖（必要に応じてバイオエタノール）を木質系バイオマスからさらに効率よく製造できる方法を提供する。【解決手段】木質系バイオマスからバイオマテリアル及び糖を製造する方法は、木質系バイオマスを有機溶媒で抽出処理する工程、  前記抽出処理物を固液分離してリグニンを含む液体成分とセルロースを含む固体成分とにする工程、  前記液体成分を濃縮及び熱処理するバイオマテリアル化工程、  前記固体成分を酵素で処理して糖を製造する糖化工程を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質系バイオマスを有機溶媒で抽出処理する工程、
前記抽出処理物を固液分離してリグニンを含む液体成分とセルロースを含む固体成分とにする工程、
前記液体成分を濃縮及び熱処理するバイオマテリアル化工程、
前記固体成分を酵素で処理して糖を製造する糖化工程を有する木質系バイオマスからバイオマテリアル及び糖を製造する方法。
【請求項２】
前記有機溶媒が、アルキレングリコール類の単独又は混合溶媒である請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記バイオマテリアル化工程で留去した有機溶媒を回収し、（１）前記抽出工程で用いる有機溶媒、（２）抽出処理物を固液分離工程に移した後に抽出処理装置に付着残留する抽出処理物を洗浄回収するための溶媒、及び（３）固液分離後の固体成分を洗浄するための溶媒から選ばれる少なくとも一つとして再利用する請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記液体成分の濃縮によって留出する水及び酢酸を、該濃縮で留出する有機溶媒から、沸点の差を利用して分離回収する請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
【請求項５】
前記抽出処理時の条件が温度２００〜３００℃、保持時間２〜６０分である請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法。
【請求項６】
前記木質系バイオマスが、ヤシの幹（パームトランク）である請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項７】
前記糖を醗酵してバイオエタノールを製造する請求項１〜６のいずれかに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低炭素化社会の実現の為、炭素固定量の最も多い森林等の木質系バイオマスを有効に利用する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化の問題が注目されるなど、環境意識が高まりつつあり、森林などの木質系バイオマスを石油代替エネルギーとして有効利用する研究が盛んになってきている。未利用木質系バイオマスの有効利用において、木材を直接様々な材料や燃料として利用する技術以外に、その成分組成（セルロース、ヘミセルロース、リグニン）に基づいたバイオマス変換技術がある。このバイオマス変換技術の一つとして、近年木質原料中の多糖類（セルロース、ヘミセルロース）成分に着目した糖又はバイオエタノールへの変換についての研究が盛んに行なわれている。
【０００３】
木質系バイオマスから糖またはエタノールを製造する技術としては、例えば、鉱酸を用いた加水分解を主な糖化工程とする糖又はエタノールの製造方法（特許文献１〜４）、酵素糖化の前又は途中に機械的な微細化処理、薬品（酸、アルカリ、過酸化水素、亜塩素酸等）処理による脱リグニン処理をそれぞれ又は組み合わせて行なう糖又はエタノールの製造方法（特許文献５〜７）、水酸化ナトリウムやアンモニアでのアルカリ処理による可溶化及び塩素や次亜塩素酸ナトリウムによるリグニン分解処理後、固体酸触媒を用いて加水分解（糖化）を行なう非硫酸・非酵素法による糖の製造方法（特許文献８）、酵素糖化処理に先立って、加圧熱水処理と機械的な微細化処理の組み合わせによる前処理、又は加熱・加圧下において二酸化炭素溶解水に浸漬する前処理を行なう酸、アルカリ、その他薬品類を使用しない環境にやさしい糖又はエタノールの製造方法（特許文献９及び１０）、など様々な方法が開示されている。
【０００４】
しかしながら、これらの方法は、例えば、酸、アルカリやその他薬品類を用いた場合では工程が煩雑で、設備腐食、廃液処理等が厄介であるだけでなく、中和により生成したセッコウ等が産業廃棄物となる問題があり、加圧熱水処理や機械的な微細化処理の場合ではエネルギー消費量が大きい問題がある。また、いずれの方法においても脱リグニン効果は限定的であるため、セルロース、ヘミセルロースから糖又はエタノールへの変換効率に限界がある。
【０００５】
一方、木質系バイオマス中のリグニン含有量は、通常針葉樹では約３０％前後で、広葉樹では約２０〜２５％程度であるが、前記いずれのプロセスにおいても、糖化処理時に、糖化されない成分（リグニン及びリグニンに胞埋されたセルロース等）が残渣として通常約半分前後（対木質原料の乾燥質量基準）も残存し、炭素源として無駄となっている。また、この残渣成分は腐敗しやすいので、有効利用するためには糖液からの残渣の分離や乾燥などを必要とするが、それには相当のエネルギーとコストがかかる。そこで本発明者らは、前記残渣を熱溶媒抽出し、ピッチ化処理、溶融紡糸処理、不融化処理、及び炭素化処理することで炭素繊維にすることを報告している（非特許文献１）。この様にすれば、木質系バイオマスに含まれるセルロース成分については糖又はエタノールに変換でき、リグニン成分については炭素材料に変換でき、炭素源の利用効率を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−０７５００７号公報
【特許文献２】特開２００６−２４６７１１号公報
【特許文献３】特開２００７−２０２５１８号公報
【特許文献４】特開２００７−２０２５１７号公報
【特許文献５】特開２００８−０４３３２８号公報
【特許文献６】特開２０１１−０４１４９３号公報
【特許文献７】特開２００６−１４９３４３号公報
【特許文献８】特開２０１１−１０１６０８号公報
【特許文献９】特開２００６−１３６２６３号公報
【特許文献１０】特開２０１０−９４０９５号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】松永、加藤、坂西、スヤント、「パーム由来バイオマスからの炭素繊維の製造に関する研究」、第２０回日本エネルギー学会大会講演要旨集、３−９１−１、２０１１年８月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、より短いプロセスで、かつ炭素繊維などのバイオマテリアルと糖（必要に応じてバイオエタノール）を木質系バイオマスからさらに効率よく製造できる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、木質系バイオマスをまず有機溶媒で抽出処理・固液分離し、液体成分（可溶分）については濃縮・熱処理してバイオマテリアル化する一方で、固体成分（不溶分）をそのまま酵素で糖化することとすると、厄介な鉱酸処理や薬品による脱リグニン処理、機械的な微細化処理、加圧熱水処理など煩雑な前処理を省略できてプロセスを短縮できるだけでなく、固液分離時のセルロースとリグニンの分離効率が高められ、さらには固体成分の糖化効率も向上することを見出し、本発明を完成した。
【００１０】
すなわち、本発明に係る製造方法は、木質系バイオマスを有機溶媒で抽出処理する工程、
前記抽出処理物を固液分離してリグニンを含む液体成分とセルロースを含む固体成分とにする工程、
前記液体成分を濃縮及び熱処理するバイオマテリアル化工程、
前記固体成分を酵素で処理して糖を製造する糖化工程を有しており、木質系バイオマスからバイオマテリアル及び糖を製造できる。
【００１１】
前記有機溶媒は、アルキレングリコール類の単独又は混合溶媒であるのが好ましい。前記バイオマテリアル化工程で留去した有機溶媒を回収し、（１）前記抽出工程で用いる有機溶媒、（２）抽出処理物を固液分離工程に移した後に抽出処理装置に付着残留する抽出処理物を洗浄回収するための溶媒、及び（３）固液分離後の固体成分を洗浄するための溶媒から選ばれる少なくとも一つとして再利用することが推奨される。前記液体成分の濃縮によって留出する水及び酢酸を、該濃縮で留出する有機溶媒から、沸点の差を利用して分離回収してもよい。前記抽出処理時の条件は、例えば、温度２００〜３００℃、保持時間２〜６０分である。前記木質系バイオマスは、好ましくはヤシの幹（パームトランク）である。前記糖は、醗酵してバイオエタノールにすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、木質系バイオマスを有機溶媒で抽出処理し、液体成分（リグニンを主成分とする可溶分）については濃縮・熱処理物の優れた熱可塑性並びに熱安定性を利用して炭素繊維やバイオマスプラスチックなど高付加価値のバイオマテリアルに変換する一方で、固体成分（セルロールを主成分とする不溶分）については加熱溶媒抽出処理により高度に解繊された繊維質をそのまま酵素で糖化しているため、従来のような煩雑な前処理工程を省略しながら、抽出時のセルロースとリグニンの分離効率を著しく高めることができ、さらには固体成分の糖化効率も顕著に向上でき、その結果、バイオマテリアルと糖（さらには必要によりバイオエタノール）とを極めて効率よく製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本発明のバイオマテリアル及び糖の製造方法の一例を示すフロー図である。
【図２】図２は実施例７で得られた炭素繊維のＳＥＭ写真である。
【図３】図３は実施例８で得られたマスターバッチの写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図示例を参照しつつ、本発明をより詳細に説明する。
図１は本発明のプロセスの一例を示す概略図である。本図示例のプロセスは、木質原料（木質系バイオマス）の粉砕処理工程と、粉砕された木質原料を有機溶媒で抽出処理する工程と、抽出処理物を固液分離する工程とを含み、固体成分は糖化工程を経て糖になる。なお図示例では、得られた糖は、醗酵工程、蒸留工程を経てバイオエタノールにされている。一方、液体成分は、濃縮・熱処理を経てバイオマテリアルとなる。この方法によれば、粉砕はミリメートル（ｍｍ）オーダーの粗粉砕程度でよく、マイクロメーター（μｍ）オーダーの微細化処理や薬品処理、水熱処理などが不要であり、プロセスが短縮化される。また有機溶媒で抽出処理すると、抽出時のリグニン（液体成分）とセルロース（固体成分）の分離効率がよく、固体成分の糖化効率も向上する。本図示例における各工程の詳細は以下の通りである。
【００１５】
（１）木質原料の粉砕処理工程
木質原料としては、セルロースとリグニンを含む固形原料である限り特に限定されず、植物（特に木材）由来の原料であればいずれも使用可能である。例えば、針葉樹と広葉樹とを網羅した間伐材、林地残材、製材残材、建築廃材、剪定枝葉、切り株、樹皮などの木質系廃材が廃棄物の有効利用の観点から木質原料として望ましい。なお樹皮よりも幹の方が好ましく、例えば原木を用いる場合には、必要に応じて皮剥き処理などによって樹皮を排除してから幹部分を利用してもよい。バイオマスの発生源、回収コスト及び長期安定供給の面からみると、特に好ましい木質原料は、ヤシの幹（パームトランク）である。現在、マレーシアやインドネシアのようなパーム生産国ではパームオイルの生産性を維持するためにオイルパームトランクを周期的に伐採、更新しており、オイルパームトランク廃材が多量に発生している。この様な多量の廃材を資源化できる点でも本発明は優れている。
【００１６】
粉砕手段は特に限定されず、ボールミル、振動ミル、カッターミル、ハンマーミル、ウィレーミル、ジェットミルなど各種材料の粗粉砕に慣用されている機械を用いて行うことができる。この機械的な粉砕は乾式及び湿式のいずれでもよい。後述の有機溶媒による抽出効率を高める観点からすると、乾式による粉砕手段が好ましい。粉砕処理後は必要に応じて分級してもよい。好ましい粒度（篩の目開きによって定まる最大値と最小値の範囲）は、例えば、０．３〜３ｍｍ程度、好ましくは０．５〜１ｍｍ程度である。なお、先に木質原料の粉砕物を糖化処理してから固液分離する従来の方法では、例えば、木質原料を２０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下にまで粉砕しておく必要があった。このような従来の方法に比べ本発明による方法では、粉砕物の粒径が大きくてもよく、粉砕に要するエネルギー及びコストを大幅に低減することができる。
【００１７】
（２）抽出工程
抽出工程では、粉末状木質原料を有機溶媒と混合し、加熱する。この処理により、木質原料中のセルロースは固形成分として残しつつ、リグニンが溶媒中に抽出される。前記有機溶媒としては、アルキレングリコール類、フェノール類などの水溶性溶媒（例えば、同質量の水と温度２５℃で均一に混じり合う溶媒）が挙げられる。
【００１８】
アルキレングリコールには、エチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコールなどのＣ2-4モノアルキレングリコールの他、その縮合物も含まれる。好ましいアルキレングリコールは、Ｃ2-4モノアルキレングリコール、特にエチレングリコールである。
【００１９】
前記フェノール類は、フェノール骨格（ヒドロキシベンゼン骨格）を有する化合物を意味し、例えば、フェノール、クレゾールなどのモノヒドロキシベンゼン類；カテコールなどのジヒドロキシベンゼン類；ナフトールなどのヒドロキシベンゼン縮環物；或いは石炭系又は木質系タール由来の混合フェノール類などが含まれる。好ましいフェノール類は、モノヒドロキシベンゼン類、特にフェノールである。
【００２０】
特に好ましい有機溶媒は、前記アルキレングリコール類の単独溶媒又は混合溶媒（特にアルキレングリコール類とフェノール類の混合溶媒）である。混合溶媒におけるアルキレングリコール類とフェノール類の質量比（前者／後者）は、例えば、５０／５０以上、好ましくは６０／４０〜９８／２、さらに好ましくは８０／２０〜９５／５である。
有機溶媒の使用量は、木質原料１０質量部に対して、例えば、１０〜３００質量部程度、好ましくは２０〜２００質量部程度、さらに好ましくは３０〜１００質量部程度である。
【００２１】
抽出処理の温度及び時間は、固形成分中のセルロース量と、液体成分中のリグニン量の分配が適正になる範囲で設定でき、例えば、温度は２００〜３００℃程度の範囲で設定できる。また時間は、２〜６０分程度、好ましくは１０〜５０分程度、さらに好ましくは２０〜４０分程度の範囲で設定できる。抽出処理条件が弱すぎると、リグニン量が少なくなる。一方、抽出処理条件が強すぎると、セルロースの分解が進み、固体成分量が低減する。
【００２２】
（３）固液分離工程
以上のようにして得られる抽出処理物を固液分離することで、リグニンは前記有機溶媒に可溶の液体成分として、セルロースは前記有機溶媒に不溶の固体成分としてそれぞれ分別できる。有機溶媒で抽出しておくことにより、リグニンとセルロースの分離効率を高めることができる。
【００２３】
固液分離の方法は特に限定されず、濾過、デカンテーション、遠心分離などの公知の種々の方法が採用できる。好ましい固液分離法は濾過法である。また固液分離後の固体成分は必要に応じて有機溶媒で洗浄してもよく、また必要に応じて乾燥してもよい。
【００２４】
（４）固体成分
固体成分はセルロースを多く含有している。図示例では、この固体成分（セルロース）を糖化、醗酵、蒸留することによってバイオエタノールにする。
【００２５】
（４−１）糖化工程
糖化工程では、固体成分を水溶媒中、酵素で処理する。この工程によってセルロースおよびヘミセルロースから、グルコース、キシロース、アラビノース、ガラクトースを単位糖とするオリゴ糖および／または単糖の水溶液が得られる。本発明では、リグニンが液体成分側に抽出されており、固体成分中のリグニン含量が低減している。そのため、リグニンによる酵素反応阻害が低減され、糖化効率が高められる。
【００２６】
糖化工程で使用する酵素はセルロースおよびヘミセルロース加水分解酵素である限り特に限定されないが、例えば、比較的安価な市販のものでよく、セルラーゼ製剤としては、アクレモニウムセルラーゼ（商品名。Ｍｅｉｊｉ  Ｓｅｉｋａ  ファルマ株式会社）やＣｅｌｌｕｃｌａｓｔ  １．５Ｌ（商品名。ノボザイム社）などを用いることができる。ヘミセルラーゼ製剤としては、Ｏｐｔｉｍａｓｈ  ＢＧ（商品名。ジェネンコア社）などを用いることが出来る。
【００２７】
市販酵素剤の使用は、単独もしくは組み合わせて用いることが出来、生成する糖に違いがある場合もあるため、原料によって最適な使用方法がある。市販酵素剤の成分や力価は、製品によって異なり、さらに原料により使用する酵素量も違うため、原料基質１ｇあたり、０．０１〜１ｇの範囲で最適な量を使用すれば良い。市販酵素剤の性質や組み合わせによって、糖化工程の最適な温度やｐＨに違いが生じる場合もあり、温度は、３０〜６０℃、好ましくは４５〜５５℃、ｐＨはｐＨ３．０〜７．０、好ましくはｐＨ４．０〜６．０の範囲で糖化工程を行う。
【００２８】
（４−２）醗酵工程、蒸留工程
上述のようにして得られた糖化処理物（反応液）は、そのまま、或いは必要に応じて、濾過・遠心分離などの固液分離法によって酵素を除いた後、糖化液としてエタノール醗酵に供する。このエタノール醗酵は、この糖化液と所定の栄養培地を加え、水や酸・アルカリによって所定の濃度及びｐＨに調整した後、エタノール醗酵微生物を植菌し、微好気条件又は嫌気条件で菌を培養することによって行われる。培養の諸条件及び菌体は公知の範囲で適宜選択できるが、エタノール醗酵に用いる微生物としては、細菌、糸状菌、酵母が使用可能であり、キシロース、アラビノース、ガラクトースの代謝能力を付与あるいは強化した組換え微生物も使用可能である。例えば、酵母 Saccharomyces cerevisiae を使用した場合では、糖化液に１〜１０質量％のエタノール醗酵微生物の前培養液を植菌し、ｐＨ４．０〜７．０、好ましくはｐＨ５．０〜６．０（特にｐＨ５．５）、温度は２０〜３７℃、好ましくは２８〜３０℃でエタノール醗酵を行なわせる。
発酵工程によって生じたエタノール（バイオエタノール）は、図示例では、蒸留によって精製、単離する。このようにして得られたエタノールは、例えば、燃料などとして利用できる。
【００２９】
（５）液体成分
（５−１）バイオマテリアル化工程
一方、固液分離後の液体成分はリグニンを多く含んでいる。この溶液から有機溶媒を留去することで、リグニンを濃縮できる。溶媒留去（濃縮）条件は特に限定されず、常圧でおこなっても減圧で行ってもよい。また溶媒留去（濃縮）中の液温は、例えば、１００〜２４０℃程度、好ましくは１３０〜２２０℃程度、さらに好ましくは１６０〜２００℃程度である。温度が高すぎると、溶媒留去によって得られたリグニンが重縮合反応等による高分子化、更には脱水素・環化に続く炭化が進み、可塑性を失った不溶不融の状態にまで変化する恐れがある。温度が低すぎると、抽出処理に用いた有機溶媒が残留し、目的物であるバイオマテリアルの性能に影響を与える恐れがある。従って、溶媒留去工程の液温はバイオマテリアルの成形条件等を勘案して適切に制御する必要がある。
【００３０】
なおこの溶媒留去工程の液温が下記熱処理温度と重なる場合、当該温度での溶媒留去は、熱処理を兼ねる。ここで、熱処理とは前記溶媒留去工程で得られたリグニンの熱的特性（特に熱可塑性及び熱安定性）を調整する加熱処理のことである。リグニンの熱的特性は、軟化点を測定することで簡単に調べることができる。
【００３１】
リグニンの熱処理は、目的バイオマテリアルの成形加工条件により異なるが、炭素繊維紡糸用のバイオマスピッチの場合は、例えば、２００〜２８０℃程度であり、バイオマスプラスチック用の樹脂（マスターバッチ）とする場合は、例えば１６０〜２２０℃程度である。従来法によるリグニン、例えば７２％硫酸糖化法により不溶分として回収したリグニン、苛性ソーダ等によるパルプ製造過程で回収したクラフトリグニン、加圧熱水処理や酵素処理より回収したリグニンは基本的には加水分解により得られたもので、活性酸素官能基をたくさん含んでいるため、加熱するとすぐ架橋し、不溶不融の状態になってしまう。しかし、本発明における有機溶媒抽出により溶離されたリグニンは熱可塑性を有する。この熱可塑性リグニンの中には、熱溶媒抽出過程、厳密に言えば加溶媒分解過程で副生するリグニン分解生成物やヘミセルロース分解生成物も一部混ざっている。通常溶媒抽出温度が高くなるにつれてリグニンを主成分とする可塑化物全体の低分子化が進み、軟化点が低下する傾向を示す。これを減圧下又は不活性ガス（例えば窒素ガス）雰囲気中で熱処理すると、一旦低分子化された可塑化物中のリグニン、リグニン誘導体、ヘミセルロース誘導体などの相互作用、反応制御、再組織化により、熱可塑性を有し、且つ軟化点の任意な調整が可能なリグニンを製造することができる。
【００３２】
この様にして得られた濃縮物又は濃縮後の熱処理物はバイオマテリアル前駆体となる。バイオマテリアル前駆体は、それ自身、ピッチ（木質系ピッチ）、樹脂（リグニン系樹脂）、バインダーとして使用でき、熱可塑化物として優れている。また熱処理物は、種々のバイオマテリアル（炭素材料、成形材料）にも利用できる。例えば直接炭化、又は塑性成形後炭化、又は熱分解、賦活処理すれば、炭素材料（Ｃ／Ｃコンポジッド用骨材、カーボンシート、カーボンフィルム、カーボン微粒子、活性炭、など）として使用できる。また紡糸、不融化処理、及び炭化処理すれば、炭素繊維、カーボンナノファイバーとして使用できる。また他の植物由来樹脂（例えば、ポリ乳酸など）又は天然繊維（例えば、竹繊維など植物繊維）と組み合わせることで、グリーンコンポジット（グリーンコンポジットの定義：草木系から取り出した材料を強化繊維または母材に用いる１００％バイオマス由来の複合材料）にすることができる。更に、他の熱可塑性樹脂（例えば、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等石油由来熱可塑性樹脂）と組み合わせることによって、バイオマスプラスチック（バイオマスプラスチックの定義：プラスチックの構成成分中の２５％以上を再生可能な有機資源で代替したもの）にすることができる。
【００３３】
（６）濃縮留去物の再利用
図示例の工程では、上記濃縮によって留去された液体成分（留去物）を再利用する様にしている。該留去物には、抽出時溶媒（有機溶媒）の他、木質系原料由来の水、酢酸などが含まれる。これらは蒸留塔などの沸点の差を利用した分離法によって分離・回収した後、適宜、再利用できる。有機溶媒は、例えば、溶媒抽出時の溶媒として再利用される他、抽出処理物を固液分離工程に移した後に抽出装置に付着残留する抽出処理物を洗浄回収するための溶媒としても再利用でき、さらには固液分離後の固体成分を洗浄するための溶媒としても再利用できる。酢酸も適当な用途（例えば、園芸用、農業用）に再利用できる。これら再利用は、１つ以上を適宜組み合わせて使用でき、この様に溶媒を回収・再利用する様にすれば、本工程は、ゼロエミッションに近づくことができる。
【００３４】
なお本発明において、糖化工程によって得られた糖（グルコースなど）は、必ずしもエタノール醗酵する必要はなく、適当な醗酵微生物を選択することにより、乳酸醗酵やアミノ酸醗酵の原料として用いることも可能である。また、そのまま単離して糖として用いてもよく、得られた糖は化学合成のための原料として提供され、利用可能である。
【００３５】
また本発明において、例えば、木質原料として粉体を使用する場合、微細化処理工程は不要である。またバイオエタノールの回収手段は蒸留に限られず、他の菌体分離手段（濾過、デカンテーション、遠心分離など）も適宜採用でき、膜ろ過を利用してもよい。濃縮留去物の再利用は必須ではない。
【実施例】
【００３６】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
なお、下記実施例および比較例で使用した木質原料、固体成分（有機溶媒抽出残渣又は水熱処理残渣）は、以下の調製例１〜３で得られたものを使用した。
【００３７】
調製例１：粉砕木質原料
予め皮剥きおよびチップ化したインドネシア産オイルパームトランクを出発原料（木質原料）とした。これをカッターミルで粉砕後、０．５〜１ｍｍ以内に分級し、１０５℃で２４時間乾燥した（粉砕木質原料１）。粉砕木質原料１の組成は、セルロース４７質量％、ヘミセルロース３２質量％、リグニン１７質量％、脂質３質量％、灰分１質量％であった。
【００３８】
調製例２：固体成分（有機溶媒抽出残渣又は水熱処理残渣）
下記実施例１〜６又は比較例１〜２のようにして、前記粉砕木質原料１を容量３００ｍＬのオートクレーブで前処理（有機溶媒抽出処理又は水熱処理）し、冷却後、濾紙を用いて濾過（固液分離）した。濾紙上に残った残渣は、前処理で用いた溶媒（有機溶媒又は水）で洗浄し、更に乾燥して当該有機溶媒又は水に不溶の残渣物（固体成分１）を回収した。
【００３９】
調製例３：液体成分
前記調製例２で生じた濾液及び洗浄液を合わせ、液体成分１とした。
【００４０】
実施例１〜６
粉砕木質原料１を表１に示す前処理条件で溶媒抽出処理を行なった。
この溶媒抽出処理で得られた固体成分１（前処理物）を、表１に示す条件（温度、時間）の酵素糖化に供した。得られた糖液中の主成分であるグルコース及びキシロースを定量した。酵素糖化では、市販セルラーゼ製剤アクレモニウムセルラーゼ（Meiji Seika ファルマ株式会社）および市販ヘミセルラーゼ製剤Ｏｐｔｉｍａｓｈ  ＢＧ（商品名。ジェネンコア社）を基質１ｇあたりそれぞれ０．０３ｇ（１０ＦＰＵ／ｇ前処理物）および４０μＬ加え、ｐＨ５．０にて反応を行った。エチレングリコールとフェノールの混合溶媒、又はエチレングリコール単独溶媒で抽出処理して得られた固体成分の糖（グルコース、キシロース）の収量は、表１に示すようにいずれも非常に高かった。なお糖の収量は、固体成分１ベースの収量（乾燥質量基準）である。
【００４１】
また前記溶媒抽出処理過程で生じた液体成分１を、表１に示す条件で濃縮・熱処理した。すなわち濃縮では、絶対圧を５ｔｏｒｒ（７ｈＰａ）にしつつ、表１に示す濃縮開始温度から濃縮終了温度まで２０℃間隔で段階的に昇温した。熱処理では、前記絶対圧（減圧度）を維持したまま、表１に示す温度・時間で熱処理した。得られた熱処理物（バイオマテリアル前駆体）の収率を木質原料ベース（乾燥質量基準）で算出した結果は、約２０〜３０数％程度であった。この熱処理物（バイオマテリアル前駆体）を加熱した場合いずれも可塑性を示し、１００〜２００℃の範囲内の軟化点を有していた。
【００４２】
比較例１〜２
粉砕木質原料１を表１に示す前処理条件で水熱処理を行なった。
この水熱処理で得られた固体成分１（前処理物）を、実施例１〜６と同様にして糖化処理を行なった。表１に示す糖の収量の結果から、木質原料をマイクロメーター（μｍ）以下の微粉砕をせず、通常のオガクズレベルの粉砕品を用いた場合、水熱処理だけでは期待できる糖化率が得られないことが証明された。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
実施例７
前記実施例３で得られたバイオマテリアル前駆体を、２５０℃、減圧（５ｔｏｒｒ）条件下、軟化点が１９０℃になるまで熱処理を行なった後、溶融紡糸（溶融槽温度２５０℃）、不融化処理（２７０℃）、炭素化（８００℃）処理を行い、炭素繊維を得た。得られた炭素繊維は、図２のＳＥＭ写真に示すように、平均直径が約１０μｍ程度と均一で、表面状態も非常になめらかであった。なお、紡糸処理後の軟化点は１９５℃程度と熱的にも安定であった。
【００４５】
実施例８
粉砕木質原料１とエチレングリコールの配合比を２０／８０にした以外は実施例５と同じ条件と方法でバイオマテリアル前駆体を調製した。このバイオマテリアル前駆体をポリ乳酸と１０／９０の配合比（質量比）で混合し、１８０℃で押し出し成形機を用いてマスターバッチを調製した。このマスターバッチは図３に示すように、良好な黒色光沢並びに成形加工性が確認されている。このペレットを石油系熱可塑性樹脂に２５％以上混ぜて成形加工すれば、簡単に環境にやさしい各種バイオマスプラスチックを製造できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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