日 本 木 材 学 会

北 海 道 支 部 講 演 集
第 54 号
令和 4 年 11 月

日本木材学会北海道支部
札幌

＜口頭発表＞ 13:10-17:20【座長】高梨隆也
１．〇岡本涼太郎，佐々木貴信，澤田 圭，（北大院農），大橋義徳，宮内輝久（道総研林産
試）
林道橋の床版補修における CLT の適用可能性の検討----------------------------------------1
２．○佐々木貴信，澤田 圭（北大院農），今井 良，戸田正彦，冨髙亮介（道総研林産試）
ラグスクリューボルト（LSB）を用いた CLT の接合部強度に関する研究----------------3【座長】澤田 圭
３．◯高梨隆也，大橋義徳，土橋英亮，石原 亘(道総研林産試)
北海道森町産カラマツ・トドマツ・スギ集成材の強度等級シミュレーション---------------5
４．◯冨髙亮介, 戸田正彦, 村上 了(道総研林産試)
北海道産トドマツ･カラマツを用いた平パレットの強度性能評価試験------------------------9
５．石原 亘，土橋英亮，高梨隆也，大橋義徳 (道総研林産試)，吉田孝久（長野県林総セ），
松元 浩（石川農林総研），長尾博文（森林総研），藤本登留（九大院農）高温セット条件がカラマツ心持ち正角材の表面割れおよび強度に及ぼす影響-------------13
休憩：14:25～14:40【座長】佐々木貴信
６．◯酒井明香，石川佳生，古俣寛隆，前川洋平（道総研林産試）
北海道における原木輸送の大型車両化に向けた現状と課題----------------------------------17
７．〇前川洋平，古俣寛隆，石川佳生（道総研林産試）
北海道産木材による伐採木材製品（HWP）の炭素蓄積量の算定と精度向上に向けた課題--------------------------------------------------------------------------21【座長】原田 陽
８．〇小黑浩平，玉井 裕，幸田圭一（北大院農）
食用担子菌の菌糸成長に及ぼすヤナギ類樹皮成分の影響について--------------------------25
９．◯米山彰香，幸田圭一，玉井 裕（北大院農）ヤナギ樹皮成分の特徴づけ---------------------------------------------------------------------27

休憩：15:40～16:05【座長】幸田圭一
１０．◯竹内啓一郎，鈴木 栞，重冨顕吾，浦木康光（北大院農）ナラからアルコール中に溶出した成分の解析-------------------------------------------------29
１１．○古賀泰雅，荒川圭太（北大院農）
カツラ花芽の原基組織に由来する抗氷核活性について---------------------------------------30
１２．○中村神衣，宮﨑淳子，松本久美子，古田直之（道総研林産試）
水性高分子－イソシアネート系接着剤の硬化剤添加量が高強度カラマツ集成材の接着に及ぼす影響------------------------------------------------------------------------------------------32【座長】佐野雄三
１３．◯豊田真慧，佐々木貴信，澤田圭，佐々木義久，小泉章夫（北大院農）北海道早来山林産カラマツ造林木の材質研究-------------------------------------------------34
１４．◯村上 了（道総研林産試）
深層学習によるカラマツ類ラミナの板目面の節検出-----------------------------------------36

林道橋の床版補修における CLT の適用可能性の検討〇岡本涼太郎，佐々木貴信，澤田圭，（北大院農），大橋義徳，宮内輝久（道総研林産試）【はじめに】
CLT（直交集成板）はその軽さの特徴から、建築分野だけでなく土木分野への利用も期待されている。
例えば、既設橋梁の劣化したコンクリート（RC）床版を取替える際、軽量な CLT で代替することができ
れば、改修時にコンクリート床版の増厚に伴う重量増加に対応するための鋼桁の補強が不要となり、工事費を抑えられる可能性がある。北海道内の道有林に 1980 年に架設された林道橋は施工後 41 年を経過しており、使用部材の経年劣化等により、現在、補修工事
表 1 使用部材の材料定数が計画されている。この林道橋（H 形鋼橋梁）には木床版が使用されており、これを一般的な RC 床版へ取替えた場
CLT
RC
鋼材
合、死荷重が増加し補修が困難であることから、CLT 床版
3
4.5
23.0
77.0
の採用が検討されている。本研究では、本橋の上部工に注 密度（kN/m ） ρ
目し、汎用有限要素解析ソフトウェアを用いて、CLT 床版
6,000
Ex
ヤング係数
を支持する縦桁の構造を変化させて、支持条件と変形や応Ey
2,160
25,000200,000（N/mm2）
力の関係を観察し、最適な改修構造について考察した。
【方法】
汎用有限要素解析ソフトウェア COMSOL Multiphysics®
Version 5.6 を用いて、CLT 床版を用いた対象橋梁の補修案の検討を行った。対象となる橋梁は橋長 6.8m、幅員 3.8mの林道橋で、2 本の主桁、6 本の横桁、その上に縦桁（何れも鋼製）が並んでいる簡易な構造である。補修案では主桁上の枕板をコンクリートとし、鋼材およびコンクリート
部材は等方性材料、CLT は 3 軸直交異方性材料として解析した。各材料の材料定数を表 1 に示す。なお、CLT は長さ4.2m×幅 1.13m×厚さ 180mm、異等級構成の 5 層 5 プライ（Mx60-5-5）のスギ CLT を仮定した。解析では 3D モデル化した対象橋梁に活荷重を載荷、その応答値の最大応力度と CLT 関連告示等解説書に示される方法で算出した床版の設計許容応力度を比較した。
（１）予備解析
床版支間方向（幅員方向）が CLT の強軸方向、橋軸方向
がヤング係数の低い CLT の弱軸方向となるため、橋軸方向に並ぶ CLT が縦桁のみで支持された場合に、となり合う床
版の連続性が問題となる可能性が考えられる。そこで、予備解析として、CLT 床版一枚を取り出し、図 1 に示すように強軸方向のみを縦桁で支える二辺支持モデルと、強軸方向を縦桁で、弱軸方向を横桁でそれぞれ支える四辺支持モ
デルを作成し、支持条件の違いによる応力と変位の比較を行った。1 等林道橋の設計活荷重の後輪荷重 88kN を床版上面に載荷し、二つのタイプの変位および曲げ応力の応答値を比較した。
（２）全体モデル解析

1

Ez

240

せん断弾性

Gxy

272

係数

Gyz

144

Gxz

400

νxy

0.016

νyz

0.016

νxz

0.016

2）

（N/mm

ポアソン比

A. 二辺支持図1

11,00079,0000.20

0.30

B. 四辺支持

二辺支持と四辺支持

Ⅱ-1

二辺支持

Ⅳ-1

四辺支持

Ⅱ-2

二辺支持

Ⅳ-2

四辺支持

図2

全体解析モデル

0.2
0
-0.2

鉛直変位(mm)

補修案では、既設の縦桁と木床版を撤去し、新たに設置する縦桁に CLT 床版を幅方向に 6 枚敷並べる設計とした。図 2 に示すように、現橋の縦桁を残したまま CLT 床
版を支える二辺支持タイプ（Ⅱ-1）
、縦桁を減らし幅員方
向に横桁を追加し CLT 床版を四辺全てで支える四辺支持タイプ（Ⅳ-1）、また、さらに縦桁を減らした構造で二辺支持と四辺支持の 2 つのタイプ（Ⅱ-2、Ⅳ-2）の 4 つのタイプの解析モデルを作成した。ここで、追加した横桁の断面寸法は縦桁と同じとした。各部材の材料定数、部材同士の境界条件等を設定し、各タイプの 3D モデルを
ソリッド要素で作製した。解析では、自重による死荷重
および、設計活荷重による一組の後輪荷重を床版上面の最も不利になる位置に載荷した。なお、設計荷重は林道規定に示される橋格別の設計荷重を用いた。

-0.4
-0.6
-0.8
-1
-1.2

二辺支持(A-type)

-1.4
-1.6

四辺支持(B-type)
0

図3

0.28

0.56
ｙ座標(m)

0.84

1.12

載荷位置での橋軸方向鉛直変位

-1
-1.2
-1.4

鉛直変位(mm)-1.6【解析結果および考察】-1.8（１）予備解析-2
結果の一例として、CLT 床版一枚を取り出した二辺支-2.2
二辺支持(Ⅱ-2)
持モデル（A タイプ）と四辺支持モデル（B タイプ）の四辺支持(Ⅳ-2)-2.4
二辺支持(Ⅱ-1)
解析結果のうち、載荷位置に着目して、CLT の弱軸方向-2.6
四辺支持(Ⅳ-1)（橋軸方向）での鉛直変位分布を比較した結果を図 3 に
-2.8
0
1.05
2.1
3.15
4.2
示す。グラフより、四辺支持のほうが鉛直変位が小さい
x座標(m)
ことが分かる。支持されていない CLT（A タイプ）の弱図 4 幅員方向鉛直変位
軸方向の鉛直変位が 0.3mm 程度生じており、隣接する
CLT の境界部分において鉛直変位の差が生じ、床版の連
表 2 全体モデル解析結果
続性が保てない可能性がある。そのため予備実験から 4最大応力（N/mm2）
最大変位設計
辺支持の必要性が示唆された。
Type 弱軸方向
強軸方向
（mm）
荷重
（２）全体モデル解析
（橋軸）
（幅員）
全体モデル解析における結果の一例として、各タイプ
Ⅱ-1
0.56
0.99
1.64
の鉛直変位を、載荷位置に着目して、強軸方向（幅員方
Ⅳ-1
0.53
0.85
1.65
向）の分布で比較した結果を図 4 に示す。縦桁が最も多
88kN
Ⅱ-2
0.73
1.56
2.21
い既設の構造のⅡ-1 タイプ（二辺支持）が変位が最も小
Ⅳ-2
0.79
1.45
2.07
さく、Ⅱ-2 タイプ（二辺支持）の変位が最も大きくなっ
Ⅱ-1
0.75
1.44
2.28
た。また、縦桁を減らし、横桁を加えたⅣ-1 タイプの変
Ⅳ-1
0.78
1.21
2.31
位は、Ⅱ-1 タイプと同等であり、Ⅱ-2 タイプと同じ数の縦
137kN
Ⅱ-2
1.09
2.33
3.07
桁に横桁を加えたⅣ-2 タイプの変位はⅡ-1 タイプの 26％
Ⅳ-2
1.18
2.16
2.86
大きかった。
Ⅱ-1
1.18
2.42
3.69
4 つのタイプの最大変位および最大応力の結果を表 2
Ⅳ-1
1.34
2.02
3.75
に示す。表中に示した許容値は、CLT の設計用許容応力
245kN
Ⅱ-2
1.94
4.13
5.08
度と、たわみの許容値を L/500 として支間長（L=6.6 m）
Ⅳ-2
2.10
3.84
4.72
より求めた参考値である。3 等林道橋に相当する設計荷重 88kN ではⅡ-1 タイプおよびⅣ-1 タイプで許容値を満
許容値
0.62
3.24
13.2
たしたが、2 等林道橋の設計荷重 137kN および 1 等林道橋の設計荷重 245kN では橋軸（弱軸）方向で許容値を上回る結果となった。既設の対象橋梁は設計荷重88kN の 3 等林道橋であるが、137kN やそれ以上の設計荷重に耐えられるようにするには、CLT の樹種や床版厚、層構成を変えることで対応可能である。要求される強軸および弱軸方向の曲げ強度に対して対応する層構成を選択する、あるいは、カラマツのような曲げヤング係数の高い樹種であれば、上位等級の Mx90 といった CLT の選択も可能であり、設計の自由度は比較的高いと考えられる。

2

ラグスクリューボルト（LSB）を用いた CLT の接合部強度に関する研究○佐々木貴信，澤田圭（北大院農），今井良，戸田正彦，冨髙亮介（道総研林産試）【緒言】
近年、国産材の需要拡大の取り組みの一つとして CLT（直交集成板）の土木分野での用途開発が進められている。国内で製造される CLT の寸法は様々であるが、最大では幅 3m×長さ 12m の大きさでの製造が可能である。発表者らは CLT の特徴である製品サイズの大きさや軽さに着目し、土木分野での用途の一つとして、橋梁の床版材料としての可能性に着目し、強度や耐久性に関する基礎研究や実証試験による評価を行っている。CLT を床版として採用する際の課題は、木材の含水率変動に伴う寸法変化や湿潤環境下における腐朽劣化であり、これに対しラッピング等による防水処理の検討を行っているが、工場で処理された CLT 床版を現場で橋桁と接合したり防護柵を設置する際に、ラッピング処理を傷めない接合方法を開発する必要があった。また、橋梁用 CLT 床版を普及させるためには、車両用防護柵の設置も課題の一つであった。これらの課題に対して、本研究では、ラグスクリューボルト（LSB）を用いた接合方法に着目し、接合部単体の引抜耐力や LSB を用いて CLT 床版へ固定した防護柵支柱の耐荷力の評価を行った。
【実験方法】（１）LSB 接合試験
幅 145～150mm、厚さ 150mm のスギ CLT（Mx60-5-5 およびS60-5-5）に、φ30mm およびφ36mm の LSB を深さ 100mm まで打ち込み、引き抜き試験を行った。LSB は、図 1 に示すように外周には雄ネジ加工、内部には雌ネジ加工をしたタイプ（(株)トーネジ製，図 1 左）と、外周に埋め込み用とナット固定用の2 段のネジ加工をしたタイプ（ダイロック(株)製，図 1 右）の 2種類とした。なお、φ30mm は両タイプ（LSB30t、LSB30d）、
φ36mm は後者のタイプ（LSB36d）を供した。表 1 に試験体寸法を示す。試験では LSB を試験機で引き抜いたときの荷重と引き抜き変位を測定し、降伏荷重や最大耐力を測定した。
（２）防護柵支柱試験
防護柵支柱の試験体には、幅 955mm、長さ 978mm、厚さ150mm の 5 層 5 プライのスギ CLT（S60-5-5）を用いた。防護柵はガードレールの設置を想定し、支柱は C 種とした。鞘管が溶接されたベースプレート（t=30mm）を LSB30d および LSB36d（各 6 本）、φ24mm のボルト 4 本でそれぞれ CLT 上面に接合し、鞘管にφ114mm、高さ 715mm の円柱の防護柵支柱を差し込み φ12mm のボルトまたはドリフトピンで固定した。なお、
ボルトで固定した試験体では、下面にベースプレートと同寸の裏当て板（t=12mm）を配置した。支柱の高さ 600mm の部位にジャッキを用いて水平に載荷し、支柱の変位やベースプレー
トの浮き上がり CLT

試験体
LSB30t
LSB30dLSB36d

山径
30
30
36

図1

図1

LSB（ラグスクリューボルト）

図 2 LSB36d の打ち込み

表 1 接合部試験体寸法
LSB 寸法 (mm)
CLT 寸法 (mm)
谷径 ネジ部長 先孔径 幅 厚さ 長さ
25
120
26
150 150
525
25
110
24
145 150
800
31
110
30
145 150
800
3

CLT
強度等級
Mx60-5-5
S60-5-5
S60-5-5

試験体数
9
6
6

のひずみ等を測定した。試験はボルト接合を 2 体、LSB 接合は 2 段のネジ加工をした LSB30d および
LSB36d を 1 体ずつ行った。LSB は図 2 に示すように、先孔の位置にシャーレンチを用いて打込んだ。前
述の接合部試験体の LSB も同様にして打込んだ。
60

実験値

荷重（kN）【結果および考察】50
計算値（１）LSB 接合試験40
図 3 に一例として LSB30t の引抜荷重と変位の関係を示す。
30
また、表 2 に各 LSB 接合部の引抜試験における初期剛性、降伏
20
耐力、最大荷重の平均値をそれぞれ示す。外径の等しい LSB30t
10と LSB30d では初期剛性、最大荷重はほぼ等しいが、降伏耐力
0
0
2
4
6
8
10
は LSB30d の方が大きい。LSB36d は径が大きいため、初期剛性、変位（mm）
降伏耐力、最大荷重の全てで径 30mm の LSB を上回った。図 4
図 3 引抜荷重-変位関係（LSB30d）に試験終了後の LSB30t 試験体を示す。何れの試験体において
表 2 LSB 引抜試験結果
も、最大荷重到達後に LSB が徐々に引き抜けたが、急激な荷重
初期剛性
降伏耐力
最大荷重
低下は認められなかった。
(kN/mm) (kN)
(kN)（２）防護柵支柱試験
LSB30t
15.6
30.8
39.0
水平載荷試験では、支柱の水平変位が約 150mm まで載荷しLSB30d
15.6
40.2
41.5
た。このときの最大荷重は 25kN～32kN であった。防護柵支柱
LSB36d
23.0
48.4
49.4
は図 5 に示すように変形し、支柱を差し込んだベースプレートに溶接された鞘管も変形した。図 6 に荷重とベースプレートの浮き上がりの関係を示す。およそ設計荷重（40kN）をかけた際、ベースプレートの浮き上がりはボルト接合で約 1.5mm、LSB 接合では 2.5~3mm 程度であった。なお、径の大きい LSB36d で剛性が低いのは、打込み位置の調整のために、打込みをやり直した影響で嵌合が緩くなった可能性がある。
防護柵支柱へ水平荷重 40kN を作用させたとき、ベースプレートの引張側のボルトまたは LSB には 1 本当たり 70.6kN の引抜力が作用する。ボルト接合の引抜耐力は 1 本当たり 95kN で
図 4 試験後の接合部（LSB30t）あり、
LSB 接合では表 2 に示したように設計荷重を下回るため、引張側 LSB の本数を増やす必要があった。一方、LSB 接合では、LSB の打込み後に CLT の被覆処理やラッピング処理を行うことができ、これら処理を傷めない接合が可能となり防水効果の向上が期待できる。これを検証するために、今後、LSB 打込み後に各種の材料でラッピング処理した CLT の耐水性試験を行い、実用化の検討を進めたい。
35

ボルト1
ボルト2

30

LSBΦ30荷重（kN）

25

LSBΦ36

P

20
15
10

変位

5

CLT

0

0

1

2

3

4

ベースプレートの浮き上がり変位（mm）

図 5 支柱の変形とベースプレート接合部（LSB30d）

図 6 荷重とベースプレート浮き上がり変位関係【参考文献】1) 豊田淳，佐々木貴信，荒木昇吾，林知行，有山裕亮，後藤文彦：CLT 床版を用いた小規模橋梁の補修設計と施工，構造工学論文集，Vol.65A，p799-806，2019.
【謝辞】本研究は JSPS 科研費 21H01412 の助成を受けたものです。

4北海道森町産カラマツ・トドマツ・スギ集成材の強度等級シミュレーション◯高 梨隆 也， 大 橋義 徳 ，土 橋英 亮， 石 原亘 (道総 研林 産試 )1. 緒言
人工林資源の 成熟化 や公共建築物の 更新需 要 の高まりなど によっ て，地域材を用 いた木 造建
築物の建設機運 が高ま っている 。しか し，そ の実現にあたっ ては 建 築コストへの懸 念や事 例の少なさが障壁と なる場 面があ る。それ らを解 決する 取り組み の 一つ として ，地域材 の材質 特性と強度データを 整備し ，合理的な木造 設計を 可能とする こと が考え られる 。そこで 本研究 では
北 海 道 茅 部 郡 森 町 の 人 工 林 材 を 用 い て 集 成 材 を 製 造 す る こ と を 想 定 し て ， カ ラ マ ツ (Larix
kaempferi)，トドマツ (Abies sachalinensis)，スギ (Cryptomeria japonica)の集成材用ラミナ原板 から収集した縦振 動ヤン グ係数を用いて 数値計 算を行い，製造 可能な 集成材の強度等 級の検 討を行った。
2. 実験方法
2.1.ラミナの採材および縦振動ヤング係数の計測
北海道茅部郡森町産のカラマツ原木 45 本 (径級 26～38 cm，長さ 3.65～4 m)，トドマツ原木 20 本 (径級 26～34 cm，長さ 3.65m)，スギ原木 31 本 (径級 26～36 cm，長さ 3.65 m)から厚さ 38mm×幅 118 mm×長さ 3650 mm のラミナを採材した。原木 1 本に対して背板から 2～8 枚のラミナを採材した後，タイコ材から 4～8 枚のラミナを採材した。採材例を 図 1 に示す。ラミナ総数はカラマツで 370 枚，トドマツで 176 枚，スギで 300 枚であった。
採材したラミナに人工乾燥を施し，その後縦振動法により動的ヤ 図 1 採材例 (カラマツ)
ング係数を測定した。
2.2. 集成材強度等級のシミュレーション
集成材の日本農林規格 (以下，集成材 JAS) 1) では樹種群ごとに製造可能な集成材の強度等級が定められてい る。 各 樹種で規定され た集成 材強度等級につ いて以 下の条件を設定 して対 称異等級構成集成材の各強度等級の製造合計を最大化させる数値計算を 既報 2) の方法を参考にして行った 。
1. 得られたラミナの動的ヤング係数に 0.90 を乗じた値 3) を集成材 JAS 1) のラミナ強度等級基準に当てはめて区分する。
2. 製造する集成材 の層数 は 8 プライとする。このとき集成材 JAS 1) の規定により，最外層，外層，中間層，内層の構成割合は 2：0：2：4 となる。
3. 最外層ラミナの等級に対して，外層には 1 等級下位，中間層には 2 等級下位，内層には 4 等級下位のラミナを用いる。これにより，各強度等級の最外層，外層，中間層，内層に用いる
ラミナ強度等級は 表 1 のとおりとなる。
4. 集成材の各強度等級の製造合計を最大化させる。
以上の条件は線形計画問題に帰着する。最大化の目的関数およびその制約条件を以下に 示す。
目的関数： ∑ 𝑥𝑖
(1)

5

2
0
2
1 0
制約条件： 8
4
0
0
(0

0
2
0
2
0
4
0
0

0
0
2
0
2
0
4
0

0
0
0
2
𝑥 ≤ 𝑦𝑗 (カラマツおよびトドマツの場合， i = 1～4，j = 1～8) (2)
0 i
2
0
4)

2
0
2
0
1
4
8
0
0
0
(0

0
2
0
2
0
4
0
0
0

0
0
2
0
2
0
4
0
0

0
0
0
2
0
2
0
4
0

0
0
0
0
2 𝑥i ≤ 𝑦𝑗 (スギの場合，i = 1～5，j = 1～9)
0
2
0
4)

(3)

ここで，x i ：集成材の各強度等級の製造割合 ，y j ：ラミナの強度等級別出現比 。集成材強度等
級，樹種，x i ，ラミナ強度等級の対応は 表 1，ラミナ強度等級，樹種，y j の対応は表 2 のとおりとなる。
表 1 樹種別の集成材強度等級と各層のラミナ強度等級の対応
集成材強度等級 カラマツ
トドマツ
スギ
ラミナ強度等級
最外層
外層
中間層
E135-F375
x1
L160
L140
L125
E120-F330
x2
L140
L125
L110
E105-F300
x3
x1
L125
L110
L100
E95-F270
x4
x2
x1
L110
L100
L90
E85-F255
x3
x2
L100
L90
L80
E75-F240
x4
x3
L90
L80
L70
E65-F225
x4
L80
L70
L60
E55-F200
x5
L70
L60
L50
表 2 樹種別のラミナ強度等級の対応
ラミナ強度等級 カラマツ
トドマツ
L160
y1
L140
y2
L125
y3
y1
L110
y4
y2
L100
y5
y3
L90
y6
y4
L80
y7
y5
L70
y8
y6
L60
y7
L50
y8
L40
L30
-

スギ
y1
y2
y3
y4
y5
y6
y7
y8
y9

6

内層
L100
L90
L80
L70
L60
L50
L40
L30

3. 結果および考察
条件 1 において区分したラミナ強度等級の出現比を 図 2 および表 3 に示す。 最 頻強 度等 級はカラ マツ で L110， トド マツ で L90， スギ で L60 で あっ た。
表 4 に対 称異 等 級構 成 集成 材の 製造 シ ミュ レ ーシ ョン の結 果 を示 す 。 製 造割 合が 最 大と な った強度等 級は カラ マ ツで E105-F300，ト ド マツ で E95-F270，ス ギ で E65-F225 と なっ た 。E135-F375 の 最
外層 に用 い る L160 の 出現 が少 なか っ たた め ，その 内層 に 用い る L100 が 残っ た 。また ，E120-F330，
E105-F300，E95-F270 の内 層に 用い る L90～ L70 の ラミ ナが 不足 し てそ れら の強 度 等級 の 最外 層に用い る L140～L110 の ラミ ナも 残っ た 。し た がっ て ，カ ラマ ツで は L140～L100 の ラミ ナが 多く 残った。ト ド マツ では E85-F255 およ び E75-F240 の 内層 に用 い る L60 およ び L50 の ラミ ナが 不足 して それら の強 度等 級 の 最 外 層に 用い る L100 およ び L90 の ラミ ナが 残っ た。ま た，E105-F300 の 最外 層に用い る L125 の 出 現が 少な かっ たた め ，そ の 内層 に用 い る L80 のラ ミナ が多 く残 っ た。し たが って ，
トド マツ で は L100～L80 の ラミ ナが 残っ た。ス ギで は最 外層 に 用い る L110 お よ び L100 の 出 現が な
かっ たた め E95-F270 お よび E85-F255 の 製 造は 不可 能で あっ た 。そ の ため それ らの 強 度等 級 の内 層に用 いる L70 および L60 のラ ミナ が残 った 。 さらに E75-F240 の最 外 層に 用いる L90 の 出現 が少 な
かっ たた め，その 強 度 等級 の集 成材 の 内層 に 用い る L50 の ラミ ナも 残っ た。した がっ て，スギ では
L70～L50 の ラ ミナ が多 く残 った 。
残ったラミナを樹種群ごとに規定されている製造可能強度等級の同一等級構成集成材の製造に使用 する とす れ ば，カ ラマ ツで 96.2%，ト ド マツ で 98.6%，ス ギ で 79.0%の ラミ ナを 集成 材 製造 に使用す るこ とが で きる。スギ では 集成 材 製造 に 用い るこ とが で きな か った ラミ ナ が 21.0%生 じて おり ，
これ はす べ て L50 であ った 。この 等級 の ラミ ナの 想定 され る 用途 の 一つ に CLT が あ る 。L50 は スギ
CLT では 製造 に用 い る こと が可 能で あ り，こ れに より 使用 効 率を 向 上さ せる こと で きる と 考え られる。
表 3 ラミナ強度等級の出現比 (単位：%)ラム
ラミナ強度等級 カラマツ トドマツ スギ

図 2 ラミナ強度等級のヒストグラム

7

L200

0.0

0.0

0.0

L180

0.0

0.0

0.0

L160

0.8

0.0

0.0

L140

10.0

0.0

0.0

L125

16.5

0.6

0.0

L110

20.0

7.4

0.0

L100

13.5

11.4

0.0

L90

13.5

28.4

0.7

L80

11.9

27.3

6.7

L70

10.0

17.0

20.3

L60

3.0

6.3

27.3

L50

0.8

1.7

25.7

L40

0.0

0.0

12.7

L30

0.0

0.0

6.7

表 4 強度等級別集成材製造割合の計算結果
用途
強度等級

対称異等級構成集成材

残りラミナ

E135-F375
E120-F330
E105-F300
E95-F270
E85-F255
E75-F240
E65-F225
E55-F200
小計
L200
L180
L160
L140
L125
L110
L100
L90
L80
L70
L60
L50
L40
L30
小計

カラマツ
3.2
17.0
23.8
20.0
64.1
0.0
0.0
0.0
5.7
9.7
10.7
5.9
0.0
0.0
0.0
3.0
0.8
0.0
0.0
35.9

樹種
トドマツ
2.3
29.5
12.5
3.4
47.7
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
7.7
20.2
23.0
1.4
0.0
0.0
0.0
0.0
52.3

スギ
0.0
0.0
2.7
25.3
13.3
41.3
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.3
16.3
21.0
21.0
0.0
0.0
58.7

※単位：(%)，
残りラミナの網かけ部は同一等級構成集成材 の製造に使用可能な強度等級
謝辞
本研究の実施に際してご協力いただいた北海道茅部郡森町に謝意を表する。
参考文献
1) 農林水産省：集成材の日本農林規格 (2019)2) 高梨ほか：カラマツ成熟材部から採材したラミナの特性と製品の強度等級別製造シミュレー
ション. 木材学会誌 68, 88-96 (2022)
3) 日本住宅・木材技術センター：構造用木材の強度マニュアル , p. 60 (2013)8北海道産トドマツ･カラマツを用いた
平パレットの強度性能評価試験◯冨髙亮介, 戸田正彦, 村上了(道総研林産試)【緒言】
パレットは荷物を単位数量にまとめて積載する物流資材であり，パレット単位に荷物をまとめることで荷役，輸送および保管等の効率化を図ることができる。とくに，木製パレットは，再生産可能な材料である木材を使用する点や，修理が容易で補修しながら循環利用する点など，環境配慮が求められる社会の中で優位性を有している。材料調達や価格変動への対応力が求められる昨今の情勢において，原材料の選択肢を幅広く有することはメーカーにとって重要であると考えられる。本報では，パレットの上下面を構成するデッキボードについて北海道産カラマツ，北海道産トドマツおよびこれら 2 樹種の混在仕様である平パレットの強度性能評価試験の結果を報告する。
【試験体】
試験体は木製の平パレット（形式：両面使用形二方差し，最大積載質量：1 t）であり，寸法規格が 11型（幅 1,100mm）および 14 型（幅 1,400mm）の 2 種類，デッキボード材の構成樹種がトドマツ，カラマ
ツおよびトドマツ・カラマツ混在仕様の 3 種類である。デッキボードと桁の接合は，太め鉄丸釘 CN65
（長さ 63.5mm，胴部径 3.3mm）を用い，釘打ち機により打ち込んだ。試験体の仕様を図 1 および表 1 に示す。試験体と同じロットのデッキボード材（幅 120mm，厚さ 144mm）について，平均密度 ρ および平均含水率 MC を測定した（トドマツ：ρ = 351 kg/m3, MC = 7.8 %, カラマツ：ρ = 508 kg/m3, MC = 15.7 %,
いずれも n = 60）。
表 1 試験体の仕様（単位 mm）
構 成 部 材 樹 種
試験体名
T11

上下面デッキボード
エッジボード※中間ボード※

トドマツ(120)

トドマツ(120)

桁

寸法規格

カラマツ

11型
幅1,100×奥行1,100×厚さ144

K11

カラマツ(150)

カラマツ(120)

カラマツ

M11

カラマツ(150)

トドマツ(120)

カラマツ

T14

トドマツ(120)

トドマツ(120)

カラマツ

14型

K14

カラマツ(150)

カラマツ(120)

カラマツ

カラマツ(150)

トドマツ(120)

カラマツ

幅1,400×奥行1,100×厚さ144

M14※ 括弧内は板幅

図 1 木製平パレットの形状・構成部材名称（単位 mm）
9

【試験方法】
平パレットの強度性能評価は，日本産業規格 JIS Z 0602-1988「平パレット試験方法」に基づき，曲げ試
験，下面デッキボード試験，脚部圧縮試験，落下試験を実施した。
1. 曲げ試験
実大強度試験機（東京衡機製 WU-1000）を使用し，デッキボードを毎分 2mm の速度で単調に加力し，最大積載量（1 トン）の 1.25 倍に相当する 12.5kN を超えたのち除荷した。中央部のたわみ量をひずみゲ
ージ式変位変換機を用いて 2 か所で計測した。得られたデータをもとに，たわみ率および残留たわみ率を以下の式から求めた。試験方法を図 2，試験実施状況を図 3，𝛿1 ～𝛿3 の例を図 4 に示す。
𝛿2 − 𝛿1
たわみ率(%) =× 100𝑙𝛿3 − 𝛿1
残留たわみ率(%) =× 100
𝑙𝑙 ：曲げ試験長（900mm （11 型）または 1,200mm（14 型））
𝛿1 ：最大積載質量に相当する荷重の 0.1 倍をかけたときのたわみ量
𝛿2 ：最大積載質量に相当する荷重の 1.25 倍をかけたときのたわみ量
𝛿3 ：最大積載質量に相当する荷重の 0.1 倍まで除荷したときのたわみ量
また，曲げ試験とは別の試験体について，破壊が生じるまで加力を続ける曲げ破壊試験を実施し最大荷重を測定した。

図 2 曲げ試験方法（単位 mm）

荷重 (kN)

14
12.5
12
10.0
10
8
6
4
2
1.0
0

図 3 曲げ試験実施状況δ δ
δ
0 12 34たわみ量
6 8 1012 142 16(mm)

図 4 荷重-たわみ量曲線の例（曲げ試験）

2. 下面デッキボード試験
実大強度試験機（東京衡機製 WU-1000）を使用した。下面デッキボードを毎分 0.5mm の速度で単調に加力し，最大積載量（1 トン）の 1.15 倍に相当する 11.5kN を超えたのち除荷した。桁材間の中央部（荷重点直下）のたわみ量をひずみゲージ式変位変換器を使用して計 4 か所で計測した。得られたデータをもとに，たわみ率を以下の式から求めた。試験方法を図 5，試験実施状況を図 6，𝛿1 ，𝛿2 の例を図 7 に示す。
𝛿2 − 𝛿1
たわみ率(%) =× 100
𝑙
𝑙：曲げ試験長（475mm（11 型）または 450mm（14 型））
𝛿1 ：最大積載質量に相当する荷重の 0.1 倍をかけたときのたわみ量（4 か所の平均）
𝛿2 ：最大積載質量に相当する荷重の 1.15 倍をかけたときのたわみ量（4 か所の平均）10図 5 下面デッキボード試験方法（単位 mm）

荷重 (kN)

14
12
11.5
10.0
10
8
6
4
2
1.0
0

図 6 下面デッキボード試験実施状況δδ2
0 12 4たわみ量
6 8 10
12 14
16
(mm)

図 7 荷重-たわみ量曲線の例（下面デッキボード試験）

3. 脚部圧縮試験
実大強度試験機（東京衡機製造所製 WU-1000）を使用した。平パレット隅角部を毎分 0.5mm の速度で単調に加力し，最大積載質量（1 トン）の 1.1 倍に相当する 11.0kN を超えたのち除荷した。圧縮変位
量をひずみゲージ式変位変換器を使用して上面圧縮用材の対角 2 か所で計測した。同様の測定を平パレ
ットの対角 2 か所（図 2 の A,B）において行った。測定値の平均をもとに，圧縮ひずみ量を以下の式から求めた。試験方法を図 8，試験実施状況を図 9，𝛿1 ，𝛿2 の例を図 10 に示す。
圧縮ひずみ量(mm) = 𝛿2 − 𝛿1
𝛿1 ：最大積載質量に相当する荷重の 0.25 倍をかけたときの圧縮変位量（2 か所の平均）（mm）
𝛿2 ：最大積載質量に相当する荷重の 1.1 倍をかけたときの圧縮変位量（2 か所の平均）（mm）

図 8 脚部圧縮試験方法

荷重 (kN)

14
12
11.0
10
10.0
8
6
4
2.5
2
0

図 9 脚部圧縮試験実施状況δδ
0 2 14変位量
6 8(mm)10 12214 16

図 10 荷重-変位量曲線の例（脚部圧縮試験）11

4. 落下試験
平パレットをつり上げ，コンクリート製の床に 500mm の高さから同一角を 3 回自由落下させた。平パレット積載面の対角線両端から 40mm の位置に測定点（A，B）を設け，AB 間を測定した。落下前後のAB 間長さをもとに，対角長さの変化率を以下の式から求めた。試験方法を図 11 に，試験実施状況を図12 に示す。
𝑌 − 𝑌′
対角長変化率(%) =× 100
𝑌𝑌：落下前の測定点 AB 間長さ（mm）
𝑌′：落下後の測定点 AB 間長さ（mm）

図 11 落下試験方法（単位 mm）

図 12 落下試験実施状況【結果】
試験結果を表 2 に示す。試験の結果，デッキボード材を構成する樹種について，たわみ率，残留たわ
み率，圧縮ひずみ量および落下前後の対角長変化率の大小関係はカラマツ＜トドマツ･カラマツ混在＜ト
ドマツとなり，最大荷重の大小関係はトドマツ＜トドマツ･カラマツ混在＜カラマツとなった。トドマツ
仕様およびカラマツ仕様の実験値をもとにデッキボードの樹種構成比で重み付けして得た混在仕様計算
値は，混在仕様実験値とおおよそ近似しており，デッキボードを構成する樹種の比率でパレットの性能を概ね推定することが可能と考えられる。試験に供した北海道産トドマツ・カラマツを用いた平パレッ
トの強度性能は，いずれの仕様においても日本産業規格 JIS Z 0604「木製平パレット」に定められている
各種基準値を満たすことが確認された。
【謝辞】
本研究を行うにあたり，株式会社サトウより試験体を提供頂いた。ここに記し，謝意を表します。
表 2 試験結果
試験体名

デッキ
ボード
仕様

曲げ試験
たわみ率
平均（%）

残留たわみ率
平均（%）

曲げ破壊
試験

下面デッキ
ボード試験

脚部
圧縮試験

落下試験

最大荷重
平均（kN）

たわみ率
平均（%）

圧縮ひずみ量平均（mm）

対角長変化率
平均（%）

T11

トドマツ

1.04

0.11

37.7

0.33

1.59

2.23

K11

カラマツ

0.86

0.11

51.0

0.26

－

－

M11

混在

0.93

0.10

43.3

0.29

1.33

1.83

計算値※1

0.99

0.11

41.5

0.31

－

－

T14

トドマツ

1.33

0.18

38.8

0.38

1.64

2.35

K14

カラマツ

1.09

0.15

47.8

0.28

－

－

M14

混在

1.22

0.15

41.5

0.34

1.29

1.71

計算値※1

1.26

0.17

41.4

0.35

－

－

≤ 2.5%≤ 0.5%－≤ 2.5%

≤ 4mm

≤ 3%

※2

参考：JIS基準値※1 混在仕様計算値＝（トドマツ仕様実験値×5＋カラマツ仕様実験値×2）/ 7※2 JIS Z 0604「木製平パレット」に定められている基準値
12

高温セット条件がカラマツ心持ち正角材の表面割れおよび強度に及ぼす影響石原 亘，土橋英亮，高梨隆也，大橋義徳 (道総研林産試)，
吉田孝久（長野県林総セ），松元 浩（石川農林総研），
長尾博文（森林総研），藤本登留（九大院農）【緒言】
カラマツの心持ち材は割れが生じやすく，利用上の課題となるが，高温セット処理（以下，高温セット）
によってこれを大幅に抑制できることが知られている 1-3）。しかし，カラマツ材は熱劣化の影響を受けやすい
ことが指摘されており 4），120～130℃の高温セットを行った場合，曲げ強度および引張強度は天然乾燥材に比べて低下することが報告されている 5-7）。
こうした背景から，林産試験場では，表面割れを抑制しつつ，強度の低下に配慮したカラマツ心持ち材の乾燥スケジュールの開発を目指し，研究を進めてきた 8,9）。その結果，高温セットを行った場合でも，セット時の温度を 100℃，セット後の中温乾燥時の温度を 70℃とすることで，曲げ強度の低下を抑制できることを示した。ただし，表面割れの抑制効果については，110℃以上の高温セットを行った場合に顕著に高かったた
め，高温セットの条件（処理時の温度，時間）については，検討の余地がある。
そこで本報では，カラマツ心持ち材について，表面割れと強度低下の双方に配慮した乾燥条件を検討する
ため，7 種のスケジュールにより人工乾燥を行い，表面割れおよび曲げ強度の評価を行った。なお，乾燥ス
ケジュールはすべて高温セットを含むものとし，セット時の温度を 100～130℃，処理時間を 5～18 時間の範囲で設定した。
【試験体および試験方法】［原木および製材・乾燥］
北海道産のカラマツ原木（径級 22 cm×長さ 3 m）を 140 本用意し，縦振動法により動的ヤング係数（Efr）
を測定し，Efr に偏りが生じないように 20 本ずつ 7 組に分けた。原木より，145 mm×145 mm，長さ 3,000 mmの心持ち正角材を製材し，各組につき異なる条件で乾燥を行った。
乾燥条件は 7 条件を設定した。各条件の概要を表 1 に示す。仕上がり含水率は各条件とも 12％を目標とした。著者ら 8）は，乾燥温度が 70℃であればカラマツの曲げ強度の低下が抑制できることを報告している。このため，本報では 1 条件（A）を除いて，中温乾燥時の乾燥温度を 70℃に設定した。なお， A は割れの発生を抑えたカラマツ正角材“コアドライ”の高温セット条件 3）を含む乾燥スケジュールであり， E は既報 9）において曲げ強度への影響が小さかった条件（100℃18 時間の高温セット，70℃の中温乾燥）に準拠したスケ
ジュールである。F および G は，A に比べてセット時の温度を高く（120℃および 130℃）設定する一方で，処理時間を短くした条件である。
各乾燥条件における正角材（20 本）のうち，2 本より長さ 560 mm の乾燥サンプル材（以下，サンプル材）
を作製し，人工乾燥の終了時期はサンプル材の含水率により判断した。サンプル材は，各条件において，製
表 1 乾燥条件の概要
昇温蒸煮 (乾球 0)
乾燥条件

高温セット

中温乾燥

温度

時間

乾球温度 湿球温度

時間

乾球温度 湿球温度

時間

（℃）

（ h）

（℃）

（℃）

（ h）

（℃）

（℃）

（ h）

A

95

10

115

85

18

90

60

374

B

85

4

110

90

9

70

40

682

C

85

4

110

80

9

70

40

666

D

85

4

105

80

12

70

40

665

E

85

4

100

80

18

70

40

659

F

95

3

130

95

5

70

40

662

G

95

3

120

95

10

70

40

647

13

材直後の密度が平均に近い正角材（昇順で 11 番目）と重めの正角材（同
17 番目）から作製した。正角材は乾燥後に修正挽きし，120 mm×120 mmにプレーナー加工を行った。
［試験体の作製］
各正角材より，曲げ試験に供する全長 2400 mm の試験体（曲げ試験体）
1 体と，実大いす型ブロックせん断試験（以下，せん断試験）に供するせん断試験体 2 体を作製した。ただし，サンプル材を作製した正角材からは曲げ試験体のみ作製した。試験体数は，各条件につき曲げ試験体が 20
体，せん断試験体が 36 体とした。せん断試験体のせん断面は材中心線よ
図 1 せん断試験体
り 30 mm ずらした位置に設定し，せん断面積は 120×120 mm とした。せん断試験体の形状寸法を図 1 に示す。
含水率は，曲げ試験体およびせん断試験体の作製時に測定用切片を作製し，全乾法により求めた。サンプル材を作製した正角材においては，曲げ試験後に試験体の非破壊部より切片を作製し，含水率を求めた。試験体の作製方法の
図 2 試験体作製の概要
概要を図 2 に示す。
［表面割れの測定］
表面割れは，プレーナー加工後（長さ 3m）の正角材について行った。なお，サンプル材に使用した 2 本は計測の対象外とした（n=18）。表面割れは，ひし形（あるいは三角形）とみなして，割れの最大幅と長さから割れ面積（最大幅×長さ÷2）を求めた。
［曲げ試験］
曲げ試験は，3 等分点 4 点荷重方式で行い，試験体全長を 2400mm（材せいの 20 倍），試験スパンを 2160
mm（同 18 倍），荷重点間の長さは 720 mm（同 6 倍）として実施した。加力は，油圧式強度試験機（(株)東京
衡機製，容量 200 kN）を用いて行い，載荷速度 6 mm/min の単調加力とした。変位センサ（㈱共和電業，
DTH-A-100）を用い，試験体両側面で支点間中央のたわみを測定し，両側面におけるたわみの平均値を全たわみとした。破壊時の最大荷重と全たわみより，曲げ強度（以下，σb）および見かけの曲げヤング率（以下，Em）を求めた。なお，σb および Em の含水率補正は行わなかった。
［せん断試験］
せん断試験は，実大ブロックせん断治具を用い実施した。
加力は，油圧式強度試験機（(株)東京衡機製，容量 1000 kN）
を用いて行い，載荷速度 1 mm/min の単調加力とした。破壊時の最大荷重より，ブロックせん断強度（以下， τ ）を求めた。なお，曲げ試験と同様に， τの含水率補正は行わなかった。
【結果と考察】［表面割れの測定結果］
表面割れの測定結果を図 3 に示す。図中のアルファベット
は，全条件を対比較（Tukey-Kramer test，p＜0.05）した結果を示す。強度低下の影響が小さいと考えられる条件 9）である E，および高温セット時の温度が 110℃以下である条件 B，C，D
は，A と比較して表面割れ面積が大きかった。セット時の温度を A より高くし，処理時間を短く設定した条件（F および G）
図 3 表面割れの測定結果

14

写真 1 曲げ破壊の代表例
は，A に近い水準まで割れを抑制できることが示された。
［曲げ試験の結果］
曲げ試験の結果，全ての試験体が曲げ破壊を示した。曲げ試験における破壊形態の代表例を写真 1 に示す。また，各条件における破壊起点の内訳を図 4 に示
す 。節や その周辺を破壊起 点と する試験体が 過半（65％～85％）を占めた。ただし，条件 A については，脆性的な破壊（チョーク折れ）を示す試験体も比較的多くみられた（20％）。曲げ試験の結果を表 2 および図 5，図 6 に示す。図中のアスタリスクは，高温セットによる曲げ強度の低下が小さいと考えられる条件 E8） を コン トロールと し ，各 群を比 較（Dunnettest）した結果を示す。E に比べ，A の σb は低い値を示

15

図 4 各条件における破壊起点の内訳

表 2 強度試験（曲げおよびせん断試験）の結果
試験

曲げ試験

せん断試験

特性値
Em
［kN/mm²］σb［N/mm²］
含水率［％］τ［kN/mm²］
含水率
［％］

平均値
標準偏差
平均値
標準偏差
平均値
標準偏差
平均値
標準偏差
平均値
標準偏差

乾燥条件
A

B

C

D

E

F

G

9.8
1.1
29.7
6.8
10.3
2.0
7.9
1.0
7.4
0.7

10.4
1.4
40.0
9.1
9.8
1.3
8.9
1.0
8.3
0.5

10.4
1.4
34.9
9.9
10.0
1.4
8.5
1.4
8.3
0.7

10.5
1.2
37.9
10.1
9.3
1.4
8.7
0.8
7.6
0.5

10.6
1.4
38.1
9.7
9.6
1.7
8.8
1.1
7.9
0.6

10.2
1.3
35.6
7.2
11.3
2.8
8.4
1.4
8.3
0.9

10.3
1.1
37.1
8.6
11.4
2.4
8.4
1.1
8.4
0.8

した。割れの抑制において比較的良好な結果を示した F および G については，E と同等の σb を示した。なお，
Em については，各条件間に差はみられなかった。
［せん断試験の結果］
せん断試験の結果を表 2 および図 7 に示す。図中のアスタリスクは，曲げ試験と同様に，E をコントロー
ルとし，各群を比較（Dunnet-test）した結果を示す。曲げ試験の結果と同様に，E と比較して A のτは低い値を示し，F および G については，E と同等のτを示した。なお，試験時の含水率が曲げ試験のそれに比べて低いのは（表 2），乾燥終了からせん断試験体の作製までに時間を要し，その間に冬季を経たことが要因と考え
られる。
【まとめ】
本報の結果より，カラマツ心持ち材の乾燥において，現行の高温セット条件では，表面割れが大幅に抑制できる一方で，曲げおよびせん断強度の低下がみられること，高温セットの温度を下げると，曲げ強度の低下は抑えられるものの，表面割れの発生が抑えられないことが示された。ただし，高温セット時の温度を高く，処理時間を短く設
図 5 各条件における Em の比較
図 6 各条件における σb の比較
定することで，表面割れと強度*：p＜0.05
低下の双方を抑制できる可能性があることが示唆された。
【参考文献】
1)

吉田孝久ほか：長野県林業総合センター研究報告 7，97-106（1993）.

2)

中嶌厚：林産試だより 1999 年 12 月号，10-14（1999）.

3)

清野新一：林産試だより 2015 年 6 月号，4（2015）.

4)

小 椋 創 平 ほ か ： 第 72 回 日 本 木 材学 会 大 会 研 究 発 表 要 旨 集 ， D15-P-02

5)

土橋英亮ほか：林産試験場報 19(3)，22-26（2005）.

6)

柴田直明ほか：長野県林業総合センター研究報告 29, 75-94（2015）.

7)

山内仁人ほか：長野県林業総合センター研究報告 28, 49-56（2014）.

8)石原亘ほか：木材工業 77 (9)，345-349（2022）.

9)石原亘ほか：第 72 回日本木材学会大会研究発表要旨集，E15-P-03（2022）.

（2022）.

図 7 各条件におけるτの比較**：p＜0.01

16北海道における原木輸送の大型車両化に向けた現状と課題◯酒井明香 (道総研林産試),石川佳生（同），古俣寛隆（同），前川洋平（同）【緒言】
全国的に人工林資源の成熟が進んでおり，北海道においても主伐材積や木材流通量が増加している 1)。
木材流通の最も川上部分を担うのが，原木輸送車両である（写真１）。これは荷台に落下防止用の支柱を立てて原木を積載する特別仕様の車両で，近年では複数の荷台を連結させるトレーラ類のような大型車
両もみられる。車両の大型化は原木流通の効率化につながる一方，自動車輸送統計調査など既存の統計
からは，保有台数の推移や拠点分布等を読み取るのは困難である。そこで本稿では，北海道における原木輸送体制の実態把握を目的として，原木輸送事業体を対象とする郵送アンケート調査と，セミトレーラ等を用いた原木積込試験を実施し，北海道における原木輸送の現状と課題について明らかにした。
【これまでの知見】
椎野 2)や吉田・酒井 3)は，原木輸送を含めた木材サプライチェーンについて輸送体制の抜本的な改革や物流マネジメントの必要性を指摘している。遠藤ら 4)は，山間部の細い林道から舗装道に出た時点で大型車への積替えを行うなどのシステム改善により，原木消費量が年間 20～30 万 m3 の大型工場への原木物
流が円滑化することを指摘している。林野庁木材産業課 5)は，全国規模で原木輸送事業体の運送形態を調査し，一事業体当たりの年間原木輸送量が約 4 万 m3 であること，原木輸送事業体の 44%で運材車の不足感が強く，61%で運転手の不足感が強いことを示した。一方，同調査は地域別データが未公表となっていることに加え，車両サイズも不明であることから，地域性を加味した新たな調査が必要と考えた。
【調査方法】(1) 2020 年 7 月から 9 月に郵送アンケート調査を実施した 6)。北海道トラック協会に加盟している事業体
約 2,800 社のうち，2013～2018 年に実際に原木輸送の実績のあった事業体 49 社を対象とし，42 社より返答があった（回答率 85%）
。調査項目は，①2013 年度および 2018 年度における原木輸送専門車両の種類と台数，年間原木輸送量，②車両の拠点分布，③車両別の一台当たり標準積載量，稼働率等である。車両の種類は，道内で最も一般的な最大積載量 9,800～11,200kg 級，車両長さ 7～12m 未満の車両を“10 トン運材車”とした。一方，連結部を有する車両を“トレーラ類”とし，ヘッドと荷台が連結するセミトレーラ（車両長さ 16.5m 未満），ヘッド付き荷台と後続荷台が連結するフルトレーラ（同18.9m 未満）に分類した。
(2) 2021 年 8 月および 11 月に，道南地方の素材生産事業体 A 社および原木輸送事業体 B 社の協力を得て，トドマツ原木の積込試験を実施した。供試車は 9 トン運材車（いすゞGIGA：最大積載量 9,000kg）
およびセミトレーラとした（日野プロフィア：最大積載量 28,000kg）（写真１）。いずれも原木積込用のクレーンを搭載しない仕様であり，原木積込にはバケットサイズ 0.5m3 級の林業用グラップルロー
ダを用いた。原木は，函館市内のトドマツ間伐材で，末口径 12cm から 32cm の製材向け一般材(長さ365cm+延び 10cm)を用いた。

写真１ トドマツ積込試験に供試した原木輸送専門車両（左：運材車，右：セミトレーラ）

17

【結果】
(1) 道内の原木輸送専門車両の種類と台数および一事業体あたり年間原木輸送量について
2013 年度末と 2018 年度末に輸送事業体が保有する原木輸送専門車両の種類と台数を示す（図 1）。
車両数は 291 台から 324 台と 5 年間で 11%増加した。車両の種類別に見ると 10 トン運材車が 9%増，
トレーラ類が 16%増であった。トレーラ類は，荷台部分を替えて原木以外の荷物も運べるセミトレー
ラがフルトレーラよりも多く導入されていることが示された。回答のあった 42 社中，運材車とトレーラ類の両方を有する事業体は 23 社（56%）であった。次に，事業体の年間原木輸送量の分布を示す（図2）。いずれの年度も年間 2 万 m3 以上 4 万 m3 未満の事業体数が最も多かった。一社当たりの平均原木輸送量は 2013 年度に 5.4 万 m3，2018 年度に 6.4 万 m3 であり，5 年間で 18%増加した。なお，いずれの年度においても，全国調査の平均値 4 万 m3 を上回ることを確認した。
(2) 大型車両の拠点分布について
次に原木輸送専用車両の拠点分布を示す（図 3）。10 トン運材車は全道に保有事業体が分散しており，回答のあった 42 社中 41 社が少なくとも 1 台は保有していた。一方，トレーラ類の保有事業体は 42 社
中 25 社（59%）の保有であった。旭川市・北見市・津別町に全道のトレーラ類の 54%が集中するなど，地域的な導入数には偏りが見られた。苫小牧港・十勝港・函館港周辺など港湾部には特に集中はみられなかった。
事業体数12

2013年度

2018年度

10
8
6
4
2
0

事業体あたり原木輸送量(m3)

図 2 道内の原木輸送事業体の年間原木輸送量の分布

図 1 道内の原木輸送車両の種類と台数

図 3 道内の原木輸送車両の分布（左：10 トン運材車，右：トレーラ類）

18

(3) 大型車両への標準的な原木積載量および稼働率について（郵送アンケート）
トレーラ類の 1 台あたり標準積載量を 10 トン車と比較した。トレーラ類の積載量は 15～38m3 と分散が大きいが，10 トン運材車積載量平均（n=187）が 17.6m3，中央値が 17m3 に対しトレーラ類(n=94)は 29.8m3，
中央値が 30m3 であり，マン・ホイットニーの U 検定で 1%水準の有意差が認められた（図４）。トレーラ類は 10 トン運材車の 1.7 倍から 1.8 倍の原木を積載し輸送していることが明らかになった。稼働率については，年間作業日数を 240 日と仮定した場合，10 トン運材車の 93.9%に対しトレーラ類は 63.9%となった（表１）。
表１ 10 トン運材車とトレーラ類の稼働状況の比較
10トン運材車

トレーラ類(n=34)(n=24)

8.0

8.8

225.3

153.4

稼働率（％）

93.9

63.9

平均新車購入価格

1,726

標準稼働時間

備考
輸送時間に運転手の
休憩を含む

(時/日）

年間稼働日数（日/年）（万円/台）

年間作業日数240日に対する割合で計算

2,589

カッコ内は荷台のみ(1,325)の価格、内数

図 4 車両 1 台あたり標準積載量の分布(4) 大型車両への標準的な原木積載量について（実証試験）
函館市内の山土場にて，9 トン運材車にトドマツ原木を縦二連積みで満載したところ，末口 14～30cm
3の原木 165 本，材積 19.371m（写真１左，表 2-①）が積載可能であった。トドマツの容積密度を 450kg/m3（湿潤含水率率 30%）とした時の積載重量は 8,923kg であり，最大積載量 9,000kg の範囲内に収まったが，伐採直後の水分率の高い状態で積み込むと過積載になる可能性が高いことが明らかになった。
次に製材工場ストックヤードにて，径級別に仕分けされたトドマツ原木をセミトレーラ（最大積載量28,000kg）に縦三連積みで満載したところ，中径材（末口 18～24cm）209 本，材積 35.217m3 が積載可能であった（写真１右，表 2‐②）
。同様に大径材（26～34cm）では 118 本，材積 38.741m3 が積載可能であった(表 2‐③）。トドマツの容積密度を 450kg/m3（湿潤含水率率 30%）とした時の積載重量は，中径材で 15,848kg，大径材で 17,433kg となり，最大積載量 28,000kg の範囲内に収まった。またトドマツ
3の容積密度を伐採から間もない 636kg/m（湿潤含水率50%）とした時の重量は，中径材の場合で 22,398kg，大径材の場合で 24,639kg となり，この場合も最大積載量の範囲内に収まった。
表２

運材車およびセミトレーラに積み込んだトドマツ原木の内訳と総材積①運材車積み込み②トレーラ積み込み（中径材）③トレーラ積み込み（大径材）末口径級(cm） 本数 長さ(cm) 総材積(m3 )末口径級(cm） 本数 長さ(cm) 総材積(m3)

末口径級(cm） 本数

12

1

375

0.054

18

12

375

13

3

375

0.190

20

82

14

41

375

3.014

22

98

16

47

375

4.512

24

17

18

30

375

3.645

合計

209

20

26

375

3.900

22

15

375

2.723

24

5

375

1.080

26

1

375

0.254

合計

169

19.37119

長さ(cm) 総材積(m3)

1.458

26

3

375

0.761

375

12.3

28

46

375

13.524375

17.787

30

46

375

15.525

375

3.672

32

21

375

8.064

35.217

34

2

375

0.867

合計

118

38.741

【考察】北海道においては，2013 年度から 2018 年度の 5 年間で原木輸送量は事業体 1 社あたり 18%増加しており，原木輸送車両数も全道合計で 11%増加したことが示された。特にセミトレーラの増加が顕著で，少なくとも 1 台のセミトレーラを保有する事業体は全体の過半数となっており，平地における大型輸送キャパシティが増加したことが明らかになった。車両の長いトレーラ類が走行できる林道は，現状では極めて限られることから，トレーラ類は多くの場合，運材車から原木積み替えを経て走行していると考えられる。つまりトレーラ類の増加に合わせて，運材車からトレーラ類への原木の積み替えが可能な“中継地”が増加していると考えられる 6,7)。
郵送アンケートの回答によるセミトレーラの標準積載量は約 30m3 であり，10 トン運材車の標準積載量17m3 の 1.7 倍であった。28 トンセミトレーラ積み込みの実証試験においては，中径材で約 35m3，大径材で約 38m3 の積載が可能であった。大径材で積載量が 10%多いのは，空隙率が低下することによるものと考えられる。また，セミトレーラは伐採直後の湿潤含水率の高いトドマツ原木を満載しても最大積載量28,000kg を下回り，標準的な運材車より余裕のあることが明らかになった。このことは，大型車両化は原
木の過積載対策にも有効であることを示唆している。
トレーラ類の稼働率は 64%で，10 トン運材車の 94%に対し増加の余地がある一方，車両の拠点分布には偏りがあり，全道各地で大型車を用いた原木輸送が効率的に実施できるわけではないことが示された。
特に後志・宗谷・根室地方は今回の調査においては原木輸送事業体そのものが確認できず，相対的に輸送条件が不利と考えられた。ただし，今回の調査の母集団である北海道トラック協会会員以外にも，未加盟の原木輸送事業体もあると考えられるため，より詳細な現状把握が今後の課題である。
今後，原木流通の効率化のために求められることは，長期的には大型車両が山に入れるような林道の整備であるが，現実的には，地形やコストの面から対応困難なケースが多いと考えらえる。当面のところ
は，全日本トラック協会 8)の働き方改革実現に向けたアクションプランに沿うかたちで，中間土場や運転手交代のための中継地を整備し，原木の大型車への積み替えが容易となる環境をつくること，山道と平地の原木輸送車両を分け，運転手の分業を進めること等が課題と考えられる。
【引用文献】
1) 北海道水産林務部(2022)北海道林業統計．
2) 椎名潤（2017）ロジスティックから考える林業サプライチェーン構築．林業改良普及草書．No.186．
pp14-203) 吉田美佳・酒井秀夫（2016）燃料用木質チップのサプライチェーン・マネジメントの形態と利害関係者の役割．山林．1583：pp27-36
4) 遠藤日雄・酒井秀夫・長谷川尚史・速水亨・田中忠・小林耕二郎・岐阜県森連(2015)中間土場の役割と機能，林業改良普及双書 No.180，pp22-35
5) 林野庁木材産業課（2019）原木運送に係るアンケート調査（結果）．
6) 酒井明香・津田高明（2022）北海道における原木輸送体制の実態～原木輸送専門車両に着目して．北方森林研究 vol.70 , pp11-14
7) 酒井明香・石川佳生・古俣寛隆・渡辺誠二・津田高明・小山内裕司(2019) 原木流通における中間土場の稼働状況 ：府県と北海道の比較（第一報）．第 68 回北方森林学会発表要旨．
8) 全日本トラック協会（2018）トラック運送業界の働き方改革実現に向けたアクションプラン．
https://jta.or.jp/wp-content/themes/jta_theme/pdf/rodo/hatarakikata/actionplan_kaisetsu.pdf

20北海道産木材による伐採木材製品（HWP）の炭素蓄積量の算定と精度向上に向けた課題〇前 川洋 平， 古 俣寛 隆 ，石 川佳 生（ 道 総研 林 産試 ）はじめに2015 年 に COP21 で「 パ リ 協 定 」が 採 択 、翌 年 に 発 効 さ れ 、2020 年 以 降 の 気 候 変 動 問 題 に 関 す る 新 た な
国 際 的 枠 組 み が ス タ ー ト し た 。 わ が 国 は 、 2050 年 の カ ー ボ ン ニ ュ ー ト ラ ル 、 脱 炭 素 社 会 の 実 現 に 向 け、
2030 年 度 に 2013 年 度 比 -46％ の 温 室 効 果 ガ ス 排 出 削 減 を 宣 言 し て い る 。気 候 変 動 問 題 へ の 行 政 の 対 応 として、国は「地球温暖化対策推進法」による計画策定、都道府県や市町村においては、地球温暖化対策
計 画 に 則 し た 地 方 公 共 団 体 実 行 計 画 （ 事 務 事 業 編 ） を 策 定 す る ほ か 、 団 体 の 規 模 に 応 じ て 同 計 画 の 区域
施策編も策定する必要がある。
北 海 道 で は 、 2021 年 3 月 に 北 海 道 地 球 温 暖 化 対 策 推 進 計 画 （ 第 3 次 ） を 策 定 し 、「 2050 年 ま で に 「 ゼロ カ ー ボ ン 北 海 道 」を 実 現 す る 」こ と を 表 明 し た 。こ の 実 現 に 向 け 、「 北 海 道 森 林 吸 収 源 対 策 推 進 計 画」
を改定し、森林等による二酸化炭素の吸収量の目標が設定された。
京 都 議 定 書 第 2 約 束 期 間 以 降 、 伐 採 木 材 製 品 （ Harvested Wood Products、 以 下 「 HWP」 と す る ） につ
い て も 炭 素 固 定 が 認 め ら れ る よ う に な り 、森 林 ・ 林 業 基 本 計 画 に 基 づ く 適 切 な 森 林 施 業 に よ る 吸 収 量の“上積み”としての役割が期待されている。
HWP の 炭 素 蓄 積 量 の 算 定 （ 以 下 、「 HWP 算 定 」 と す る ） に 関 す る 先 行 研 究 と し て 、 次 に 示 す 3 つ の 観 点
か ら 整 理 で き る 。一 つ 目 に HWP の 炭 素 蓄 積 量 算 定 ル ー ル（ 以 下 、「 HWP ル ー ル 」と す る ）の 策 定 経 緯 と 内
容 を 解 説 す る も の で 、 服 部 ら （ 2012） や 加 用 （ 2021） な ど が 挙 げ ら れ る 。 二 つ 目 に HWP ル ー ル の う ち 評
価 手 法 に 関 す る も の で 、 外 崎 （ 2004） や 福 田 （ 2004） な ど が 挙 げ ら れ る 。 こ れ ら は HWP ル ー ル 導 入 に 際
し 、 わ が 国 が 主 張 す べ き 算 定 手 法 に つ い て 議 論 さ れ た も の で あ る 。三 つ 目 に 実 際 の 炭 素 蓄 積 量 の 算 定に
関 す る も の で 、 橋 本 ら （ 2004） や 須 鎗 ら （ 2020） が 挙 げ ら れ る 。 一 方 、 都 道 府 県 レ ベ ル の HWP 算 定 に 関
し て は 松 本 ら （ 2021） の 先 行 研 究 が あ る が 、 建 築 物 用 途 に 限 定 さ れ て い る ほ か 、 木 材 の 由 来 （ 国 産 材 と輸 入 材 の 別 ） に つ い て は 制 限 し て い な い な ど 、 こ れ ま で 都 道 府 県 産 木 材 に よ る HWP を 網 羅 し 、 算 定 し た
研究はない。
そ こ で 本 研 究 の 目 的 を 、 北 海 道 産 木 材 （ 以 下 「 道 産 材 」 と す る ） に よ る HWP の 炭 素 蓄 積 量 を 算 定 する
こ と と し 、 次 の ３ 点 を 検 討 項 目 と し て 設 定 し た 。 す な わ ち 、 第 一 に 、 道 産 材 に よ る HWP の 炭 素 蓄 積 量 に係 る 実 績 値 の 算 定 、第 二 に 、2022 年 ３ 月 に 改 訂 さ れ た「 北 海 道 森 林 づ く り 基 本 計 画 」の 目 標 年 次 に お け
る HWP の 炭 素 蓄 積 量 の 算 定 、 第 三 に 、 算 定 精 度 を 向 上 さ せ る た め の 課 題 を 抽 出 す る こ と 、 と し た 。
な お 、 本 報 告 は 林 業 経 済 学 会 2021 年 秋 季 大 会 に て 報 告 し た 内 容 を 加 筆 修 正 し た も の で あ る 。
調査方法
ま ず 、 道 産 材 に よ る HWP 算 定 の た め の 諸 条 件 を 設 定 し た 。 原 則 と し て 、 わ が 国 が 採 用 し て い る 評 価 手
法 や 設 定 条 件 を そ の ま ま 適 用 す る こ と と し た（ 図 1 ）。具 体 的 に は 、評 価 手 法 は 生 産 法 と し 、北 海 道 内 の
森 林 吸 収 源 と し て 計 上 し て い る 森 林 か ら 生 産 さ れ た 木 材 製 品 を 対 象 と し た 。な お 、 わ が 国 の HWP 算 定は
4 カ テ ゴ リ ー（ 建 築 物・そ の 他 木 材 利 用・紙 製 品・燃 料 等 ）に 区 別 さ れ 、建 築 物 は Tier3（ ス ト ッ ク・イン ベ ン ト リ 法 ）、そ の 他 木 材 利 用 と 紙 製 品 は Tier2（ デ フ ォ ル ト 法 ）、燃 料 等 は Tier1（ 即 時 計 上 ）に て 算
定 さ れ る 。 今 回 の 算 定 で は 、 建 築 物 に つ い て は 、 投 入 量 と 廃 棄 量 の 差 し 引 き か ら 現 存 量 を 算 定 す る ことになるが、建築物に使用される道産材の廃棄量が把握できないため、その他木材利用や紙製品と同じ
Tier2（ デ フ ォ ル ト 法 ） で 算 定 す る こ と と し た 。 Tier2（ デ フ ォ ル ト 法 ） は 、 一 次 減 衰 関 数 と 半 減 期 に よっ て 算 定 す る 方 法 で あ る 。 本 稿 で は 半 減 期 を わ が 国 の 設 定 方 法 に 準 じ 、 製 材 を 35 年 、 木 質 パ ネ ル （合板 ・ 木 質 ボ ー ド ） を 25 年 、 紙 製 品 を 2 年 と し た 。

21

建築物
製材

合板

その他木材利用
製材

木質

合板

紙製品

燃料等

木質

デフォルト法（Tier2）：一次減衰関数と半減期によって算定

紙製品（道産木材）投入量の推計

道産木材投入量を推計
製材（集成材）
出荷量

合板
生産量

即時計上
（Tier1）

木質
生産量

製紙
パルプ

古紙
注）

参照

紙製品

即時計上

注）

含水率・炭素含有率を考慮

容積密度・炭素含有率を考慮（単年の）インフローとアウトフローの算出

炭素蓄積変化量（翌年との比較）を推計 ⇒道産木材による炭素蓄積変化量

図 1

道 産 材 に よ る HWP の 炭 素 蓄 積 変 化 量 の 算 定 方 法

注： 紙製 品（ 道 産木 材 ）の 投入 量は 、 製紙 パ ルプ と古 紙 の 道 産材 率 を参 照し て求 め こと に なる が、実際 には それ ぞ れの 道 産材 率が 算定 で きな い ので 、輸 入材 を 含む 総 量を 用い る
各製品の各年における生産量は、北海道水産林務部が公表している北海道木材需給実績（各年）や同部 が 監 修 し た 『 北 海 道 の 林 産 業 』（ 1978-1997 年 の 間 、 3 年 お き に 発 行 ） 等 に よ り 把 握 し た 。 ま た 、 北 海
道外への素材移出については木材需給報告書（各年）により把握した。
紙製品は、製紙パルプと古紙における道産材率が算定でき ないことから、輸入材を含む総量から算定し た 。ま た 、生 産 量 が 把 握 で き な い 各 年 の 生 産 量・炭 素 蓄 積 量 に つ い て は 、IPCC2006 年 ガ イ ド ラ イ ン の12.6 式 を 準 用 し て 算 定 し た ほ か 、 直 近 の 2020 年 生 産 量 は 、 一 部 2019 年 値 を 代 用 す る な ど し た 。 な お 、
木質ボードは、北海道における生産量ならびに道産材率が把握できないことから算定除外した。
結果と考察（ １ ） 道 産 材 に よ る HWP の 炭 素 蓄 積 変 化 量2019 年 実 績 値 は 約 269 千 t-CO 2 の 排 出 と な っ た（ 図 2 ）。HWP に よ る CO 2 の 吸 収・排 出 の 状 態 に つ い ては 、 1990 年 以 前 よ り 吸 収 状 態 が 続 い て い た が 、 1998 年 に 初 め て 排 出 状 態 に 転 じ た こ と が 明 ら か と なった 。 そ の 後 、 2003～ 2007 年 は 吸 収 状 態 、 2008～ 2016 年 は 吸 収 と 排 出 の 均 衡 状 態 、 2010 年 代 後 半 は 排 出
量 が 増 加 傾 向 に あ る と 算 定 さ れ た 。 炭 素 蓄 積 量 が 減 少 す る 要 因 と し て 、 製 品 生 産 量 が 長 期 的 に 減 少 傾向に あ る こ と 、す な わ ち 、 過 去 に 蓄 積 し た 炭 素 の 排 出 量 に 対 す る 新 た な 炭 素 の 蓄 積 量 が 少 な い こ と が 挙げられる。

（t-CO2）600,000
400,000
200,000
0-200,000-400,000-600,000-800,000-1,000,000

2000年：244,603t-CO2の排出2019年：268,916t-CO2の排出

排
出
吸
収

2005年：457,607t-CO2の吸収

1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019

1990年：864,216t-CO2の吸収

建築物・その他木材利用

図 2

紙製品

吸収・排出量（年）

道 産 材 に よ る HWP の 炭 素 蓄 積 変 化 量 に 起 因 す る 排 出 ・ 吸 収 量 （ 実 績 値 ）22

都 道 府 県 単 位 で 生 産 法 に よ る HWP 算 定 を 行 う 場 合 、都 道 府 県 間 の 素 材 交 流 を 考 慮 す る 必 要 が あ る 。他
県 材 の 素 材 入 荷 実 績 が あ る 場 合 、輸 入 丸 太 と 同 じ く 当 該 分 を 除 外 し な け れ ば な ら な い 一 方 、他 県 へ の素材 出 荷 実 績 が あ る 場 合 は 、当 該 分 を 加 算 す る こ と が 可 能 で あ る 。今 回 の 算 定 に お い て も 、2000 年 代 後 半
以 降 は 北 海 道 外 へ の 素 材 移 出 量 が 増 加 傾 向 に あ っ た（ 特 に 合 板 用 素 材 出 荷 量 に つ い て 、2005 年 の 2 千 ㎥
か ら 2019 年 に は 340 千 ㎥ ま で 増 加 ） こ と が 、 炭 素 蓄 積 に 寄 与 し た と 考 え ら れ る 。
（ ２ ） HWP の 炭 素 蓄 積 変 化 量 算 定 値 の 評 価
今 回 算 定 し た 道 産 材 に よ る 2019 年 の HWP 算 定 値 （ 269 千 t-CO 2 の 排 出 ） に 対 し 、 わ が 国 に お け る HWP
算 定 値 は 1,874 千 t-CO 2 の 吸 収 で あ っ た 。通 常 で あ れ ば 、道 産 材 に よ る HWP 算 定 値 を 国 の 算 定 値 と 比 較・
評価し、北海道の位置づけや貢献度について考察すべきだが、そもそも算定方法が異なっているため、比 較 す る こ と が で き な い 。わ が 国 の 算 定 方 法 と 条 件 を 等 し く 比 較 す る た め に は 、都 道 府 県 レ ベ ル の 統計
資料の充実（具体的には木材製品における自県材の投入量と廃棄量の把握）が必要である。 同時に、統計 資 料 の 整 備 状 況 が 、 算 定 そ の も の や 算 定 値 の 精 度 を 大 き く 左 右 す る こ と に な る 。 そ の た め 、 現 状 では
HWP に よ る 炭 素 の 吸 排 出 は 不 確 実 性 を 含 む 推 計 結 果 で あ る こ と を 十 分 に 理 解 す べ き と 考 え る 。
（ ３ ）「 北 海 道 森 林 づ く り 基 本 計 画 」 の 目 標 年 次 に お け る HWP の 炭 素 蓄 積 変 化 量 の 推 定「 北 海 道 森 林 づ く り 基 本 計 画 」は「 北 海 道 森 林 づ く り 条 例 」に 基 づ き 策 定 さ れ る も の で あ る 。 2022 年
３ 月 に 改 訂 さ れ た 同 計 画 は 、 2022～2031 年 を 計 画 期 間 と し 、 2041 年 ま で の 見 通 し を 示 す も の で あ る 。
目 標 年 次 に お け る HWP 推 定 の た め の 前 提 条 件 は 、① 目 標 年 次（ 2031 年・2041 年 ）に お け る 用 途 別 木 材
需 要 量 を 基 本 資 料 と す る こ と 、 ② 予 測 期 間 を 2020～2040 年 と す る こ と 、 で あ る 。
推定にあたり、各年次における用途別 製品生産量を設定する必要がある。そのための手順として、目
標 年 次 に お け る 原 木 消 費 量 を 設 定 し 、各 年 の 原 木 消 費 量 を 内 挿 法 に よ る 線 形 補 間 し た 。さ ら に 製 品 歩留
まりを乗じて各年の製品生産量を設定した。
そ の 結 果 、目 標 年 次 で あ る 2031 年 は 約 257 千 t-CO 2 の 吸 収 、2040 年 は 約 233 千 t-CO 2 の 吸 収 と な る こと を 推 定 し た（ 図 3 ）。2021 年 ま で は 排 出 状 態 で あ る も の の 、排 出 量 は 減 少 傾 向 に あ り 、 2022 年 以 降 は吸収状態へ転ずる結果となった。
将来予測（t-CO2）600,000

2019年：268,916t-CO2の排出400,000
200,000

2019年と2031年の差：約547千t-CO2

排出0-200,000-400,000-600,000

2030年：277,698t-CO2の吸収-800,000

1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
2026
2027
2028
2029
2030
2031
2032
2033
2034
2035
2036
2037
2038
2039
2040

-1,000,000

2040年：
2031年：
257,215t-CO2の吸収 233,341t-CO2の吸収

吸収

建築物・その他木材利用

図 3

紙製品

吸収・排出量（年）

道 産 材 に よ る HWP の 炭 素 蓄 積 変 化 量 の 算 定 値 （ 実 績 値 ） と 将 来 予 測（４）算定精度向上に向けた課題
算定精度を向上させる課題として、各製品における半減期の細分化・精緻化が挙げられる。わが国にお い て は 、木 材 製 品 の 用 途 を 建 築 物 と そ れ 以 外 で 区 別 し て い る た め 、半 減 期 の 設 定 を 細 分 化 し て い な い。
建 築 物 用 途 を 含 め て Tier2 に て 算 定 す る 場 合 、 対 象 区 域 に お け る 木 材 利 用 実 態 を 反 映 す る た め に は 製 品の用途に応じた半減期の設定が必要である。
本 研 究 で は 、製 品 の 用 途 を 問 う こ と な く 、国 に よ る 半 減 期 設 定 に 準 じ て 炭 素 蓄 積 量 を 算 定 し て い る が、
北 海 道 に お け る 製 材 出 荷 量 の 用 途 別 内 訳 を み る と 、近 年 は 建 築 用 途 よ り も 梱 包 ・ 仕 組 材 等 の 輸 送 資 材用
途 の 方 が 多 い こ と が わ か る （ 図 4 ）。 す な わ ち 、 道 産 材 の 特 徴 的 な 利 用 用 途 で あ る 輸 送 資 材 用 途 も 半 減

23

期 を 35 年 と し て 算 定 し て い る た め 、 炭 素 蓄 積 量 を 過 大 に 評 価 し て い る 可 能 性 が 高 い 。 今 後 は 製 品 用途に応じた半減期設定が必要となるが、輸送資材用途の利用実態（製品寿命）の把握が課題といえる。

（㎥）

3,500,000
3,000,000
2,500,000
2,000,000
1,500,000
1,000,000
500,000

1970
1971
1972
1973
1974
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020

0

（年）

建築材 建築材

建築材 床板原板

建築材 ラミナ (集成材原板)

図 4

その他木材利用 家具・建具材

その他木材利用 梱包・仕組 (材・板)

その他木材利用 その他

製材出荷量の用途別内訳

注 １ ： 実 績 値 の 把 握 が で き た 1970~2020 年 を 図 示 し た （ 2002 年 と 2003 年 を 除 く ）注 ２ ： 2003 年 分 は 把 握 で き た 2004 年 実 績 値 と 前 年 比 よ り 算 定 し た
謝辞
本 研 究 は 、北 海 道 水 産 林 務 部 林 務 局 林 業 木 材 課 と 森 林 計 画 課 よ り 生 産 実 績 値 に 関 す る 情 報 提 供 の ほ か、
HWP 算 定 過 程 や 活 用 等 に つ い て 有 用 な 意 見 を 戴 き ま し た 。 厚 く 御 礼 申 し 上 げ ま す 。
引用文献（ 1）服 部 浩 治・笹 井 香 奈 子「 気 候 変 動 枠 組 み 条 約 -京 都 議 定 書 第 2 約 束 機 関 に 導 入 さ れ た 木 材 製 品（ HWP）の ル ー ル に つ い て 」『 木 材 保 存 』 Vol.38（2） ,2012 年 ， 44-51 頁（ 2）加 用 千 裕「 私 た ち の 生 活 の 中 に あ る 木 材 は 炭 素 の 貯 蔵 庫 」森 林 環 境 研 究 会 編『 森 林 と 自 然 エ ネ ルギ
ー を 再 考 す る 』 森 林 文 化 協 会 ， 2021 年 ， 36-39 頁（ 3） 外 崎 真 理 夫 「 伐 採 木 材 に 関 す る 専 門 家 会 合 」『 木 材 工 業 』 Vol. 59（ 1）， 2004 年 ， 31-35 頁（ 4）福 田 淳「 気 候 変 動 枠 組 み 条 約 に お け る 伐 採 木 材 製 品 の 取 り 扱 い に 関 す る 考 察 」『 林 業 経 済 』Vol. 57（ 5），2004 年 ， 1-16 頁（ 5）橋 本 征 二・森 口 祐 一『 日 本 に お け る 伐 採 木 材 の マ テ リ ア ル フ ロ ー・炭 素 フ ロ ー デ ー タ ブ ッ ク 』国 立
環 境 研 究 所 ， 2004 年 ,1-40 頁（ 6） 須 鎗 秋 桜 子 ・ 篠 田 悠 心 ・ 加 用 千 裕 「 世 界 各 国 に お け る 伐 採 木 材 製 品 の 炭 素 貯 蔵 量 」『 木 材 学 会 誌 』
Vol. 66（ 2）， 2020 年 ， 76-86 頁（ 7） 松 本 遼 斗 ・ 加 用 千 裕 「 都 道 府 県 ご と の 建 築 物 に 使 用 さ れ る 伐 採 木 材 製 品 の 炭 素 蓄 積 量 」『 木 材 学 会
誌 』 Vol. 67（ 3）， 138-148 頁（ 8）国 立 環 境 研 究 所『 日 本 国 温 室 効 果 ガ ス イ ン ベ ン ト リ 報 告 書 2021 年 』国 立 環 境 研 究 所 ，2021 年 ，667 頁（ 9）IPCC（2006）『 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories 』， the Institutefor Global Environmental Strategics （IGES）， pp.12.17-12.18（連絡先：前川洋平

maekawa-youhei@hro.or.jp）

24食用担子菌の菌糸成長に及ぼすヤナギ類樹皮成分の影響について〇小黑浩平, 玉井 裕, 幸田圭一（北大院農）【緒言】
食用きのこの菌床栽培には主に広葉樹材が用いられているが、現在良質な広葉樹材の供給不足や価格高騰が懸念され、代替材料が求められている。ヤナギ（北海道においてはオノエヤナギとエゾノキヌヤナギ）は萌芽更新が旺盛で増殖が容易であり、短伐期で利用することができるため、早生樹バイオマス資源として注目されている。ヤナギのおが粉にはシイタケ菌床栽培において、子実体収量を増加させる効果があることが明らかになっている。本研究では共にヤナギ科（Salicaceae）に属するオノエヤナギ（Salix sachalinensis）とドロノキ（Populus maximowiczii）の樹皮成分に着目し、食用担子菌数種の菌糸成長に及ぼす影響を検討した。
【材料と方法】
試料採取：北大構内で風倒したオノエヤナギとドロノキの樹皮をスクレーパーで採取し、風乾後カッター
ミルにより粉砕した。抽出条件：樹皮粉末に重量比で 5 倍量の純水を加え、50℃で 4 時間攪拌抽出し、濾液として温水抽出物を得た。培養試験：PDA 培地に対し各温水抽出物が固形分濃度で 0.5, 1.0, 2.5, 5.0% となるように添加した。マイタケ、シイタケ、ブナシメジ、ナメコ、およびヌメリスギタケを接種、暗所でシ
ャーレ上において培養し、2 日毎に培養 10 日目まで菌叢直径測定した。また、培養 10 日目の培地を電子レンジで加熱溶解し、菌体を濾別し乾燥重量を測定した。試験管に詰めた木粉培地（ナラもしくはカラマツ木
粉とフスマを絶乾重量比 3：1 で混合し、含水率 65%に調整）に供試菌を接種し培養した。水分調整には先の培養試験で、最も促進効果が認められた添加濃度（0.5～1.0%）の温水抽出物水溶液を用いた。木粉培地上面から下方向へと伸長する菌叢先端部までの長さを測定した。酵素活性測定：PD 液体培地中で、25℃、暗所で培養を行い、濾液について菌体外酵素活性を測定した。
【結果および考察】
樹皮粉末の絶乾重量に対する温水抽出物の収率は、オノエヤナギは約 10%、ドロノキは約 15%であった。寒天培地上での培養試験により、オノエヤナギの温水抽出物についてはブナシメジ、マイタケ、ヌメリスギタ
ケおよびシイタケに対して菌糸成長促進効果が認められ、0.5～1.0%添加濃度で最も顕著であった。ドロノキ
についてはブナシメジ、ヌメリスギタケおよびシイタケに対して同様の効果が認められ、添加濃度 0.5%で最も顕著であった。ドロノキ温水抽出物を 1.0%以上添加した培地では、すべての菌種に対して著しい菌糸成長抑制効果が認められた。また菌体重量に関して、オノエヤナギ温水抽出物はすべての菌種に対し成長促進効
果が認められ、その効果は 0.5～2.5%の添加濃度で顕著であった。ドロノキについてはブナシメジ、ヌメリ
スギタケおよびシイタケに対して同様の効果が認められ、0.5%の添加濃度で最も顕著であった。木粉培地の試験において、ナラ木粉培地でオノエヤナギ温水抽出物を添加することにより、ヌメリスギタケとマイタケの成長が促進された。またカラマツ木粉培地ではドロノキ温水抽出物を添加したことによりブナシメジの成長が促進された。液体培地中の試験により、オノエヤナギ温水抽出物 0.5%を添加した培地においてマイタケの菌体重量が増加し、促進効果が認められた。しかしその他の条件では成長促進効果は認められず、一部では成長が抑制された。その一方で液体培地の濾液について酵素活性を測定した結果、シイタケ、マイタケは
オノエヤナギ温水抽出物を添加することで、そしてブナシメジ、シイタケ、ヌメリスギタケはドロノキ温水

25

抽出物を添加することによりラッカーゼ活性が高くなった。また、ブナシメジ、シイタケ、マイタケはオノエヤナギ温水抽出物を添加することにより、ブナシメジ、シイタケ、ヌメリスギタケはドロノキ温水抽出物を添加することによりマンガンペルオキシダーゼ活性が高くなった。

図：培養 8 日目の各温水抽出物添加濃度と菌糸伸長量の関係（左：オノエヤナギ、右：ドロノキ）

26

ヤナギ樹皮成分の特徴づけ◯米 山 彰香 、幸 田 圭一 、玉 井 裕（ 北 大院 農 ）【背景】ヤナギは早生樹として知られ、優れた萌芽再生能を持ち、挿し木による栽培が容易であるといった点からバイオマス資源としての利用が試みられている。その利用方法の一つとして、きのこの菌床培地基材としての利用がある。林産試験場による研究で、ヤナギ材の培地基材としての有用性、ならびにヤナギ樹皮の水溶性成分によるシイタケの増収効果が明らかになった 1,2) 。今後、特に樹皮のさらなる利用拡大を目指す上で基本的な成分組成を明らかにする必要があることから、本研究ではヤナギ樹皮の主要成分の定量を行った。また、樹皮ではリグ
ニンの定量妨害物質の影響が予想されたため、複数の前処理法や分析法を試みた。
【方法】林産試験場から供与された、オノエヤナギ（ Salix sachalinensis）とエゾノキヌヤナギ（Salix petsusu）の 2 種混合木粉（樹皮および材）を使用した。これらの試料を 60 メッシュ以
下の粒度まで粉砕し、一部は灰分の定量に使用した。次に、粉砕試料はエタ ノール・ベンゼン
混液（ 1：2，v/v）によるソックスレー抽出（アルベン抽出）を 16 時間行った。この脱脂試料に対し てホロセルロース、リグニン、メトキシ基の定量とニトロベンゼン酸化、構成糖分析を行った。リグニンはクラーソン法、ならびに組み合わせ法により定量した。 また一部の 脱脂試
料はさらに 1％水酸化ナトリウム 水溶液中、 100℃で 1 時間抽出 を行った（以下、アルカリ抽出） 3) 。そのろ過残渣についても同様に、構成糖分析を除く上記の各定量分析を行った。
【結果と考察】樹皮は材に比べ灰分、アルベンおよびアルカリ抽出物量、クラーソン法によるリグニン定量値が著しく大きい値を示した一方で、ホロセルロースは小さい値を示した（Table 1）。クラーソン法では、アルカリ抽出前後での樹皮のリグニン定量値に 16%の差が見られ、材と比べて定量妨害物質が著しく多いと考えられる。また、組み合わせ法によるリグニ
ン定量値はどの試料においてもクラーソン法より小さい値を示した。他方、樹皮のリグニン量について 2 種の定量法で比較すると、脱脂試料における定量値の差は予想通り大きい（ 27％）
が、一方で、脱リグニンを殆ど伴わず、ポリフェノール成分を効果的に除去するとされる 1％
アルカリ抽出 3), 4) を経てもなお、無視できない定量値の差を示した（ 13％）。このことから、樹皮にはアルカリ可溶なポリフェノール成分以外にも、樹皮特有の物質群（例： スベリンの 一部、など）も含まれ、これらが、クラーソン法のような従来のリグニン定量法では、リグニン
として定量されたと考えられる。
【結論】ヤナギ樹皮の成分を従来の木材分析法で定量した場合、材部と比べ灰分、アルベン抽
出物、リグニン含量が多く、ホロセルロースが少ないという特徴をもつ材料と判定される。しかし、アルベン抽出後に 1%アルカリ抽出を行った試料について同様に分析した結果や、クラーソン法の弱点を考慮したリグニン定量法（組み合わせ法）を適用した結果を考え合わせると、従来の木材分析法で得られる組成 の全体像とは大きく異なることが分かった 。すなわち、樹皮はヘミセルロース以外にもアルカリ可溶成分を大量に含んでおり、メトキシ基やニトロベ
ンゼン酸化生成物を与えるような、本来的な構造を有するリグニンが極めて少ない材料である
ことが示された。また、樹皮リグニンについて、 アルベン抽出後に 1％アルカリ処理を履歴し27た試料でもクラーソン法と組み合わせ法とで定量値が大きく異な ったこと から、従来、ポリフ
ェノールを著量含むユーカリ材 4), 5) 、あるいは他の樹種における心材 6) や樹皮 7)-9) のような木質試料に対し、クラーソンリグニン 定量時の補正操作として行われてきた 1%前後の 希薄なア
ルカリ による温和な抽出操作（室温～100℃程度）では、ヤナギ樹皮に含まれる 定量妨害物質
を完全には除去できず、クラーソン法ではリグニンを正確に定量できない と結論付けた。
【引用文献】
1) 原田 陽、折橋 健、檜山 亮 、宜寿次盛生 、棚野孝夫 シイタケ菌床栽培における早生樹「ヤナギ」の利用 . 日本きのこ学会誌 22 (1)，24-29 (2014).
2) 折橋 健、檜山 亮、原田 陽 シイタケ菌床栽培における早生樹「ヤナギ」の利用：子実体
収量に及ぼすヤナギ樹皮の影響 . 日本きのこ学会誌 26 (3)，112-116 (2018).
3) 亀井基和 、大江礼三郎：ユーカリ材の抽出成分量とクラフトパルプ化 . 紙パ技恊誌 33(9)，592-597 (1979).
4) Watanabe Y., et al. Histochemical study on heterogeneity of lignin in Eucalyptus species II. The
distribution of lignin and polyphenols in the walls of various cell types. IAWA J. 25(3), 283-295(2004).
5) Morais S.A.L., et al., Studies of Eucalyptus grandis lignin. Part I: Estimation of lignin andpolyphenols content in Eucalyptus grandis by infrared spectroscopy. Braz. Soc. Chem. 2(3), 129132 (1991).
6) Lange W. & Faix O. Lignin-polyphenol interaction in Azobe (Lophira alata) heartwood. A study on
milled wood lignin (MWL) and Klason residues. Holzforschung 53(5), 519-524 (1999).
7) Labosky P. Jr. Chemical constituents of four southern pine barks. Wood Sci. 12(2), 80-85 (1979).
8) Harun J & Labosky P. Jr. Chemical constituents of five northeastern bark s. Wood Fiber Sci. 17(2),274-280 (1985).
9) Kofujita H., et al. Characterization of the major components in bark from five Japanese tree
species for chemical utilization. Wood Sci Technol. 33, 223-228 (1999).
Table 1. Chemical composition of bark and wood meals from willow (percentage of an original oven dried, undefatted samples).
Bark

Wood

Ash content

4.5 ± 0.1

0.6 ± 0.01

Alcohol-benzene extractives

11.8 ± 0.6

1.8 ± 0.1

1% NaOH solubles

44.2 ± 1.1

19.9 ± 0.2

Alcohol-benzene

52.1 ± 1.3

84.0 ± 0.6

Alben+Alkali

39.8 ± 0.8

61.0 ± 0.1

Alcohol-benzene

38.6 ± 0.2

24.4 ± 0.1

Alben+Alkali

22.3 ± 0.1

21.2 ± 0.2

Alcohol-benzene

11.9 ± 0.3

20.7 ± 0.9

Alben+Alkali

9.1 ± 0.1

16.6 ± 0.6

Holocellulose
Lignin 1 a
Lignin 2 b

a: the sum of Klason lignin and acid soluble lignin
b: lignin content determined by a combination method, using nitrobenzene oxidation products yieldand methoxy content
Alcohol-benzene: determined after ethanol-benzene extraction [conventional]
Alben+Alkali: determined after ethanol-benzene extraction & alkali extraction with 1% NaOH solution28

ナラからアルコール中に溶出した成分の解析◯竹内啓一郎、鈴木 栞、重冨顕吾、浦木康光 (北大院農)【緒言】
ウイスキーなどの蒸留酒を貯蔵する樽材には、ホワイトオークと呼ばれる外国産のブナ科コナラ属(Quercus 属) の材が広く用いられる。一方で、国産のナラ材であり、北海道北部に産生するミズナラ(Quercus crispula) が近年、注目を集めている。その理由は、ミズナラ樽で蒸留酒を長年貯蔵すると、香木を想わせるオリエンタルな香りを醸し出すようになるためである 1)。本研究の目的は、黒糖から作られる蒸留酒である「ラム」を、道産のミズナラ樽で貯蔵した際の成分変化の解明である。本発表では予備研究の一環として、樽で貯蔵していないラム原酒と、アメリカンオーク (Quercus alba) 樽で 1 年間貯蔵した
ラム酒の含有成分を比較し、ラム酒における樽貯蔵の効果について検討した。さらに、ミズナラ木粉から
アルコールで抽出される成分について分析した結果についても、併せて発表する。
【実験方法】
ラム酒の調製： NINE LEAVES 社において、沖縄県産の黒糖を発酵して製造したアルコールを銅製単式蒸留機で 2 回蒸留した後、アルコール度数を 50% に調整したラム原酒をガラス瓶で貯蔵した。このラム酒を“CLEAR”と呼ぶ。また、同様の蒸留工程で調製したアルコール度数 63% のラム原酒を、焼き付けを施したアメリカンオーク樽で 1 年間貯蔵し、加水してアルコール度数を 50%とした。このラム酒を、“ANGEL’S HALF”と呼ぶ。
ミズナラのアルコール抽出物： 北海道・天塩研究林産のミズナラ木粉 (42-100 メッシュ) を、95% エタ
ノール水溶液を用いる soxhlet 抽出に供した。抽出時間は 6 時間とした。
成分分析： 各種ラム酒の含有成分、及びミズナラのアルコール抽出成分を、微極性 (BPX-5, SGE Analyticalscience)、中極性 (TC-17,GL science)、高極性 (TC-WAX, Agilent) の 3 種のカラムを使用したガスクロマト
グラフ質量分析 (GC-MS) 測定により解析した。
【結果および考察】
CLEAR と ANGEL’S HALF の GC-MS スペクトルから構造を推定した含有成分を比較した。両者は、furfural や propionic acid などの有機酸、ethyl caproateなどの有機酸エステルに加え、メイラード反応生成物として知られる 22-Methypyrazine (I)methypyrazine (I) や 2,5-dimethylpyrazine (II) を共通成分として有することがわかった。化合物 I 及び II は、蒸留中に酵母のアミノ酸と発酵残渣の糖から生成したと考えられる 2)。さらに、アメリカンオーク樽で貯蔵した ANGEL’SHALF は、vanillin や syringaldehyde に加え、3-methyl-4-octanolide (III) などのラクトン類を含み、CLEAR には含まれない樽由来の成分を有することを明ら 2,5-Dimethylpyrazine (II)かにした。
ミズナラ木粉のアルコール抽出物として、アメリカンオーク樽で貯蔵した
ANGEL’S HALF と共通化合物である vanillin や化合物 III が含有されていた。
加えて、ミズナラ固有の成分として考えられる 5-methyl furfural や pyrogallolなど計 12 種類の化合物を同定した。今後は、現在作製中のミズナラ樽にラム原酒を貯蔵し、ラム酒中に溶出したミズナラ固有の化合物の分析やその量的3-Methyl-4-octanolide (III)
変化を追跡する予定である。
【参考文献】
1) 古賀邦正、ウイスキーの科学、講談社、p.126 (2018).

2) E. Boothroyd et al. Int. J. Food Sci. Tech. 28. 303—318 (2022).

29

カツラ花芽の原基組織に由来する抗氷核活性について○古賀泰雅, 荒川圭太 (北大院農)【緒言】
樹木は氷点下温度に適応するため、樹体内での凍結を制御する機構を有することが知られている。な
かでも、凍結に対する細胞単位での応答様式は細胞外凍結と深過冷却の二つに大別される。この凍結挙動を反映して、細胞外凍結を示す師部からは氷核活性（凍結を誘導する活性）が(1,2)、深過冷却を示す木部柔細胞からは抗氷核活性（凍結を抑制して過冷却を安定化させる活性）が検出されている(3,4)。さらに
は、冬芽を構成する複数の組織や細胞が連携して冬芽全体で凍結に応答する器官外凍結という機構も知られている。器官外凍結する冬芽では、原基組織から離れた芽鱗どうしの間隙やクラウン組織直下の髄が欠落してできた空間に氷晶が形成される。それらの氷晶に隣接する細胞は細胞外凍結する一方で、原基組織は深過冷却する(5-7)。このような凍結挙動に関与する二つの相反する活性が冬芽内部に局在していると推測されるが、これに関する研究例は十分とは言えない。
以前、我々は凍結を誘導する氷核活性に着目し、複数樹種の冬芽において、過冷却する組織よりも氷晶を蓄積する組織の方が高い氷核活性が検出されることを報告した(8)。今回は、冬芽の凍結制御要因に関する理解をさらに深めるために、冬芽内部で過冷却する組織から抗氷核活性の検出を試みると共に、この活性に寄与する化合物の精製を目指した。なお、実験には、前報(8)にて材料とした樹種の 1 つであるカツラ（Cercidiphyllum japonicum）の花芽を用いた。
【実験方法】〇試料の調製：2022 年の冬季に採取したカツラ花芽より原基組織を切り分け、1.0 g を液体窒素下で磨砕した。この磨砕物に対して 5.0 mL の 80%（v/v）エタノールを加え、超音波洗浄機に 10 分間かけることでエタノールに可溶な成分を抽出した。抽出液から組織片など不溶物を除くために遠心分離（14,000 ×
g, 10 分間, 23℃）して、上清を回収した。この沈殿に 5.0 mL の 80%（v/v）エタノールを加えて攪拌した
のち遠心分離し上清を回収する操作を追加で 2 回行った。得られた上清を乾固させた後、450 µL の超純水に溶解させ、再度遠心分離して、得られた上清をエタノール抽出物とした。
〇浸透圧濃度の測定：水溶液の浸透圧濃度は蒸気圧法オズモメーターを用いて測定した。
〇抗氷核活性の測定：抗氷核活性は熱分析法によって評価した。0.2 mL マイクロチューブに分注した試料溶液を 0.2℃/分の速度で冷却し、温度変化を熱電対で経時的に記録した。潜熱の放出による昇温が始まった時間を凍結開始とみなし、凍結温度と表した。対照区 [0.2% (w/v) Erwinia ananas, 50 mM リン酸カリウムバッファー (pH 7.0)]と抽出物を添加した試験区を比べ、抽出物によって凍結温度が低下した場合、その温度差を抗氷核活性とみなした。
〇抗氷核活性に寄与する化合物の性質評価：エタノール抽出物の抗氷核活性に寄与する化合物の性質を調べるために、エタノール抽出物に熱処理、プロテアーゼ処理、ポリビニルポリピロリドン（PVPP）処理を行った。熱処理では試料を 95℃で 30 分間処理してから遠心分離した上清を回収した。プロテアーゼ
処理では終濃度 100 µg/mL のプロテイナーゼ K で一晩処理した後、95℃で 15 分間の加熱処理で反応を停止させた。PVPP 処理では、PVPP を添加して 5 分間振盪させた後、遠心分離して上清を回収した。各処理後の試料は 100 mmol/kg の濃度で速やかに活性評価に用いた。
〇抗氷核活性に寄与する化合物の精製：カツラ原基組織 20 g FW を液体窒素下で磨砕し、400 mL のメタ
ノールを用いて、冷暗所で 1 晩抽出する操作を 3 回繰り返した。得られた抽出液は濾紙で濾過し、濾液を粗メタノール画分とした。続いて粗メタノール画分を乾固させた後、ヘキサン、酢酸エチル、メタノ
ールで順次抽出した。

30

【結果および考察】
原基組織より得たエタノール抽出物を 100 mmol/kg の濃度で E.ananas 懸濁液に添加した試験区では、対照区よりも凍結温度が 5.0℃低下した。そのため、このエタノール抽出物は 5.0℃の抗氷核活性を示すということを意味する。同濃度のグルコースを添加した場合の凍結温度の低下は 0.5℃とごくわずかであり、エタノール抽出物は凝固点降下とは異なる作用によって凍結温度を低下させていることが示唆された。また、添加する抽出物の濃度を 10 分の 1 に希釈しても 4.0℃の抗氷核活性が検出されたので、この活性に寄与する化合物は低濃度でも作用するものと考えられた。これらの結果から、氷点下温度に曝されても過冷却を維持するカツラ原基組織には、過冷却の安定化に寄与する抗氷核活性を持つ化合物が存在することが推察された。
これまでに、過冷却の安定化に寄与する化合物として、多糖類(9)、フラボノイド配糖体(3)、加水分解性
タンニン(4)、タンパク質(10)など様々な物質が報告されている。カツラ原基組織から得られたエタノール抽
出物の抗氷核活性がどのような物質に依るものかを調べるため、抽出物に対して複数の処理を行った。
まず、エタノール抽出物に対して熱処理やプロテアーゼ処理を行ったところ、抗氷核活性にほとんど影響しなかったため、タンパク質とは異なる物質が活性に寄与するものと考えられた。次に PVPP 処理を行ったところ、抗氷核活性は 2.2℃まで低下した。PVPP はフェノール性水酸基を持つ化合物を吸着する性質を示すため、エタノール抽出物に含まれる抗氷核活性に寄与する化合物として、少なくともフェノール性水酸基を持つ芳香族化合物が含まれている可能性が示唆された。
以上の結果を踏まえ、この化合物の精製を試みることにした。原基組織 20 g FW より得た粗メタノー
ル画分は 4.69 g であり、水 1 mL に対して原基組織 0.10 g FW から得られる抽出物が含まれる濃度で活性測定したところ、4.6℃の抗氷核活性を示した。現在、粗メタノール画分をいくつかの有機溶媒（ヘキサン、酢酸エチル、メタノール）で分画した各画分における活性の分布を調べている。抗氷核活性に寄与する化合物の同定を目指し、随時精製を進める予定である。
【引用文献】
1) Kishimoto T, Yamazaki H, Saruwatari A, Murakawa H, Sekozawa Y, Kuchitsu K, Price WS, Ishikawa M: Highice nucleation activity located in blueberry stem bark is linked to primary freeze initiation and adaptive
freezing behaviour of the bark, AoB Plants, 6, 1-17 (2014)2) 古賀泰雅, 鉄穴口晃, 鈴木伸吾, 重冨顕吾, 荒川圭太: カツラ樹皮由来の氷核活性物質に関する研究,
低温生物工学会誌, 67, 141–145 (2021)
3) Kasuga J, Hashidoko Y, Nishioka A, Yoshiba M, Arakawa K, Fujikawa S: Deep supercooling xylem
parenchyma cells of katsura tree (Cercidiphyllum japonicum) contain flavonol glycosides exhibiting highanti-ice nucleation activity, Plant, Cell and Environment, 31, 1335–1348 (2008)
4) Wang D, Kasuga J, Kuwabara C, Endoh K, Fukushi Y, Fujikawa S, Arakawa K: Presence ofsupercooling-facilitating (anti-ice nucleation) hydrolyzable tannins in deep supercooling xylem parenchyma
cells in Cercidiphyllum japonicum, Planta, 235, 747-759 (2012)5) Sakai A, Larcher W: Frost survival of plants: responses and adaptation to freezing stress, ecological studies, Vol.
62, Springer-Verlag, Berlin (1987)
6) Ishikawa M, Ishikawa M, Toyomasu T, Aoki T, Price WS: Ice nucleation activity in various tissues of
Rhododendron flower buds: their relevance to extraorgan freezing, Frontiers in Plant Science, 6, 1–12 (2015)7) Endoh K, Kasuga J, Arakawa K, Fujikawa S: Cryo-scanning electron microscopic study on freezing behaviors
of tissue cells in dormant buds of larch (Larix kaempferi), Cryobiology, 59, 214–222 (2009)8) 古賀泰雅, 筒井路実, 山岸祐介, 荒川圭太: 樹木の冬芽が示す凍結挙動と氷核活性の関連性について,
低温生物工学会, 第 67 回低温生物工学会大会（セミナー及び年会）講演要旨集, 27 (2022)
9) Yamashita Y, Kawahara H, Obata H: Identification of a novel anti-ice-nucleating polysaccharide from Bacillus
thuringiensis yy529, Bioscience, Biotechnology and Biochemistry, 66, 948–954 (2002)
10) Bredow M, Tomalty HE, Smith L, Walker VK: Ice and anti-nucleating activities of an ice-binding protein fromthe annual grass, Brachypodium distachyon, Plant Cell and Environment, 41, 983–992 (2017)31水性高分子－イソシアネート系接着剤の硬化剤添加量が高強度カラマツ集成材の接着に及ぼす影響○中村 神衣，宮﨑 淳子，松本 久美子，古田 直之（道総研林産試）【緒言】
カラマツの成熟材部を用いた高強度集成材では，水性高分子－イソシアネート系接着剤（API）での接着が難しく，その要因として，カラマツ成熟材部におけるヤニおよび晩材の存在が挙げられた。これまでの報告 1）において，晩材の存在を反映する密度に着目したところ，製造した集成材の強度等級（E95，
E105，E120，E135）のいずれにおいても，密度 550 kg/m3 程度までは剝離率が低かったが，それ以上になると，剝離率が高くなる傾向がみられた。
本発表では，原木から得られるラミナの材芯からの距離ごとにラミナの密度およびヤング係数の出現率を調べるとともに，高密度材における接着不良に対する実行性の高い改善策として，硬化剤の増量と圧締時間の延長を試みた。集成材の小型試験体を製造し，減圧加圧剝離試験による接着性能の評価を行った。
【実験方法】
材料
ラミナは，末口径 32～34 ㎝の北海道産カラマツから製造した。得られたラミナの密度とヤング係数を測定した。また，原木の材芯からラミナ中心までの距離を画像上で測定し，60mm 以下，60 以上 120mm
未満，120mm 以上に区切り，各値の出現率を調べた。
製造試験
ラミナ密度を 550 kg/m3 未満とそれ以上で区分し，それぞれを用いて E95～E150 の同一等級集成材を製造した。製造試験の概要を表 1 に示す。圧締時間は，増量型の硬化が不十分とならないよう 120 分とした。
減圧加圧剝離試験
集成材の日本農林規格 2）（以下，JAS）に準じて，減圧加圧剝離試験を行った。減圧加圧処理後，各接着層における剝離長さを測定し， JAS に準じて評価した。

表 1 集成材の製造試験および評価方法
集成材試験体

※2

ラミナ

接着剤

圧締
評価

積層数
寸法
強度等級※1
樹種
寸法
塗布量
配合比
攪拌
圧締圧力
圧締時間
試験方法
試験体寸法
試験体数

5層
幅105×厚さ150×⾧さ300 mm
同一等級 E95,E105,E120,E135,E150
カラマツ
幅105×厚さ30×⾧さ300 mm
250 g/m2
主剤:硬化剤＝100:15
主剤:硬化剤＝100:20
3分（攪拌機使用）
1 Mpa
120分
減圧加圧剝離試験
幅103×厚さ150×⾧さ75 mm
5個/各条件※1 ラミナ密度550kg/m3で区分し2体ずつ製造※2 ⾧さ3650ｍｍラミナの縦振動法によるヤング係数により各機械等級区分に分類

32

【結果および考察】
原木の材芯からラミナ中心までの距離 60mm 以下，60 以上 120mm 未満，120mm 以上に区切った領域ごとに，ラミナの密度とヤング係数の出現率を調べた（図１）。全ラミナ 150 枚のうち，材芯からの距離 60mm 以下では 42 枚，60 以上 120mm 未満では 81
枚，120mm 以上では 26 枚であった。
密度，ヤング係数ともに，材の外側に行く程大きくなった。密度は，60 以上
120mm 未満から 120mm 以上の領域になると，分布が高密度側にシフトしたが、ヤング係数では，分布が重なる部
分が大きく，それらの間であまり差はなかった。
減圧加圧剝離試験の結果を図２に示す。ラミナ密度 550 kg/m3 未満では，硬化剤 15 部でおおむね基準を満たす
結果となった。一方，ラミナ密度 550
kg/m3 以上では，密度が高くなると剝
離率が大きくなった。高密度域において，硬化剤添加量を 20 部に増量することで、通常の 15 部より剝離率が抑制された。剝離率の平均値が，従来型で 7.5％に対し，増量型では 3.0％であった。基準適合率においては，従来型で 58％であったのに対し，増量型では 79％であった。これらの結果から，接着剤中の硬化剤の増量が，カラマツ
高密度材の剝離の抑制に有効である
ことが示唆された。
なお，今回の供試材料では，ラミナ
密度 550 kg/m3 以上における各強度等級において，E105 が最も密度が高く，最も多く剝離が生じた。E105 に使用されるラミナ等級 L110 の中にも，650
kg/m3 を超える高密度材が存在することがあり，そのような場合にも，接着不良に対する注意が必要なことが示された。

図 1 材芯からの距離ごとのラミナ密度（上）および強度等級（下）図 2 硬化剤 15 部および 20 部における密度と剝離率の関係

参考文献
1）中村ら：水性高分子－イソシアネート系接着剤を用いた高強度カラマツ集成材の接着(1)ラミナの密度および配列の影響. 第 72 回日本木材学会大会要旨集,J15-P-04 (2022)
2）集成材の日本農林規格,農林水産省（2019）33

北海道早来山林産カラマツ造林木の材質研究◯(北大院農)豊田真慧、佐々木貴信、澤田圭、佐々木義久、小泉章夫【緒言】
北海道では針葉樹森林蓄積における約 20 %をカラマツ類が占めており、その多くは既に 9 齢級から 10
齢級（45~50 年生）を迎えている。当初 30~35 年程度の短伐期 1)を主伐期として利用するという想定がされていたカラマツではあるが、近年では長伐期施業へと移行しカラマツも大径化が進んでいるとされている。依然として主な用途は、梱包材や仕組板（パレット材）などに代表される産業用資材である。産業用資材としては未乾燥の生材なども利用でき、乾燥後にねじれや狂いを引き起こすカラマツであっても容易に利用できるため、盛んに利用されてきた。産業用資材としての利用のデメリットは構造用材などに比べて取引価格が低いという点である。一方で、カラマツ材を集成材や合板といった加工品にすることでより付加価値の高い資材として活用する動きも広がりを見せている。取引価格の高い建築用材の一部としてカラマツ材が流通されれば、カラマツの取引価格向上と利用促進につながり、素材生産量第一の北海道においても大きな利点があると考えられる。しかし、集成材や CLT をはじめとする建築用材
では JAS（日本農林規格）によって定められた性質や強度基準を満たす必要がある。そのため、集成材としての利用を考える上では、産地ごとのカラマツの基礎材質を明らかにすることは重要である。各産
地のカラマツ基礎材質を明らかにすべく、これまでに多くの研究 2)，3)が行われてきた。本研究では、道央に位置する早来の民有林から採取した 42 年生・60 年生カラマツを対象として、挽き板による実大材と無欠点小試験体による強度試験を行い、それらの強度的性質を明らかにする。
【実験方法】
北海道勇払郡安平町早来の民有林
表 1 供試木概要から 42 年生（安平）と 60 年生（新栄）
胸高
樹高
枝下高
のカラマツ造林木を各 3 個体ずつ採取 供試木 所在地 林班 植栽年 樹齢
施業履歴
直径
[m]
[m]
した（表 1）。伐採後に、各供試木から[cm]
地上高 30 cm を始点として約 2.5 m お
No.1
25.8
30.2
16.2
1991 年除伐
早来
42
きに円板を採取し、地上高 15 m 程度
1996 年間伐
No.2
48-9 1979 年
24.4
36.9
9.4
（安平）
年生
までの樹幹解析を行った。その後、地2022 年間伐
No.3
24.1
32.3
9.6
上高 280 cm から 10 cm 厚で採取した円
No.4
23.3
38.7
8.3
盤を用いて、供試木の旋回木理を調査
早来1990 年間伐
60
No.5
7-11 1961 年
20.4
31.7
7.2
するために、割裂法によって回旋角を（新栄）年生
2017 年除伐
No.6
24.2
27.5
8.1
求めた。また、各円板から 3.1 mm 厚の切片を採取し、軟 X 線デンシトメト
リー法によるカラマツ材の密度解析を行った。その後、各個体の地上高 30~280 cm、280 cm~530 cm、530
cm~780 cm、780 cm~1030 cm、1280 cm~1530 cm から採取した丸太より太鼓挽きで挽き板を製材した。この挽き板は乾燥窯で含水率 12 %程度となるように乾燥させた後に、材せい 30 mm、材幅 100 mm、材の長さ 1400 mm として寸法調整を行った。この挽き板を用いて、縦振動試験・ねじり剛性試験・曲げ試験を行った。また、試験後の材から材せい 20 mm、材幅20 mm、材の長さ 400 mm の無欠点小試験体を採取した。この無欠点小試験体は恒温恒湿機によって含水
図 1 樹幹解析の結果
率 12 %となるように調整した。無欠点小試験体では、

34

縦振動試験、ねじり剛性試験および曲げ試験を行った。
【結果および考察】各林班で平均的な個体の樹幹解析の結果を図 1 に示す。いずれの個体においても 15 年輪程度まで肥大成長がよいことがわかった。次に、割裂法による回旋角の半径方向変動を図 2 に示す。No.3 を除く他の供試木では 10 年輪までに最大の回旋角（繊維傾斜角）
を示していた。この結果は、10 年輪までに最大の繊維
傾斜角を示すという既往の報告 4)に概ね一致していた。
また No.1 と No.5 の個体では S（左）旋回から Z（右）旋回へと繊維傾斜が変わるねじれ返しを起こしていることが明らかになった。
次に、軟 X 線デンシトメトリー法による密度解析より求めた各林班の平均密度と標準偏差の結果を図 3 に示す。いずれの林班においても 20 年輪前後まで密度が上昇し、その後安定する傾向が見られる。また、安図 2 回旋角の半径方向変動
平林班の供試木は新栄林班に比べて密度が高かった。
表 2 に実大材試験と無欠点小試験体試験の結果を示す。なお、試験時の平均含水率は 12.0 %であった。さらに実大材の曲げ試験で得られた挽き板での曲げ弾性係数（E）から集成材の日本農林規格（JAS）の規格に基づき、各ラミナの等級区分を行った。その結果を図 3 に示す。全 102 本の挽き板のうち L110 未満の挽き板の割合が約 80%であった。L110 以上に相当す
る曲げ弾性係数（E）を示した挽き板はいずれも丸太において最も樹皮側にある材であった。一般的に未成
熟材の目安とされるのが 15 年輪程度までであること
図 3 地上高 280cm 付近の平均密度の半径方向変動を踏まえると、それらの材はいずれも 20 年輪以降に位置していたことから大径化するにつれて増大していく成熟材部であったと考えられる。本研究において、各丸太の最外縁から採材した挽き板は合計で 44 本あり、そのうち 20 本が L110 以上に相当する曲げ弾性係
安平
数であった。すなわち、意図的に成熟材部が多く含ま
新栄
れている樹皮側を採材することで、より高強度なカラマツ挽き板を採材できる可能性が早来産カラマツにおいても示された。
【参考文献】
1) 小林正吾：カラマツ人工林の施業の現状と問題点，北方林業，vol.28，p.312-318，
図 4 曲げ試験による実大材の等級区分
19762) 三上進：カラマツの材質育種に関する研究，林木育種場研報，No.6，p.47-152，
1988
表 2 強度性能に関する試験結果
3) 小泉章夫：針葉樹造林木のヤング率の変
試験体
Ed
G
E
MOR
試験体
林班
E/G
異，木材工業，53(5)，206-211，1998
数[GPa] [MPa] [GPa] [MPa]4) 中川伸策：カラマツ樹幹内における旋回
安平
58
9.87
855
9.03
62.1
10.6
木 理 の 分 布 と そ の 出 現 型 ， No.248 ，
実大材
p.97-120，1972
新栄
44
9.34
860
8.67
62.0
10.1
【謝辞】
安平
116
10.4
887
8.29
77.6
9.34
無欠点
本研究は三菱マテリアル（株）の社有林
小試験体
新栄
88
10.7
875
8.53
79.5
9.74
から供試木を提供していただきました。こ
Ed: 動的弾性係数，G: せん断弾性係数，E: 曲げ弾性係数，MOR: 曲げ破壊係数
こに深く感謝致します。

35

深層学習によるカラマツ類ラミナの板目面の節検出◯村上 了 (道総研林産試)【緒言】
北海道でカラマツ類は比較的高い密度、強度を持つ針葉樹材料として、構造用材、梱包用材、木製パレット等に利用されている。その強度を下げる欠点の一つである節を自動的に検出する際、カラマツ類において画像の色差から検出することは難しい。これはカラマツ類の晩材の色調が比較的暗く、材面の年輪界やアテを節と誤認識しやすいためである。色差のみで判断しない深層学習であれば、年輪界やアテを誤認識せず、精度高く節を検出できる可能性がある。本研究では、カラマツ類を製材した板目面から深層学習を用いて自動的に節を検出する技術について検討した。
【学習用画像の撮影と学習方法】
・深層学習用画像の撮影方法とその処理方法
寸法 100（接線方向）×24（半径方向）×600（繊維方向）mm のカラマツ及びグイマツ雑種 F1 のラミナの板目面を撮影した。撮影は窓の無い部屋にて行い、自然光の影響を排除した。カメラは The Imaging
Source 社の DFK33GX183 を、レンズは富士フィルム社の CF12ZA-1S（焦点距離 12 mm）を用いた。カメラキャリブレーションを行い、レンズのひずみを補正した画像 （5472×3648 pixel）を得た。ハフ変換を用いて画像上のラミナ板目面の四隅を検出した後、射影変換を用いて台形補正した画像（3600×600 pixel）
へ加工した（図１）。

図１ 深層学習用画像の撮影方法とその処理方法

撮影した 2869 枚の画像のうち、髄を含む画像、髄付近でかつ目視で柾目面と判断した画像 381 枚を除
いた 2488 枚の画像を元の板目面の画像として用いた。その元の画像を６分割して、600×600 pixel の画
像にし、節の映った画像 6398 枚を節と背景に区別するアノテーションを行った。
・セマンティックセグメンテーションの学習
カラマツ類のラミナの板目面の節を検出するため、深層学習を使用した画像の各ピクセルを節と背景に分けるセマンティックセグメンテーションを行った。学習用のネットワークモデルは VGG19 を用いた。
学習にあたりパーソナルコンピュータは，CPU: Core i7-6950 X 3.0 GHz, GPU: NVIDIA GeForce 1080×2, OS:
Windows 10 Pro，プログラム言語は Matlab R2022a （要 Computer Vision Toolbox, Parallel Computing Toolbox,
Deep Leaning Toolbox 及び Image Processing Toolbox）を使用した。
アノテーションを行った画像 6398 枚のうち６割を学習用、４割をテスト用とした。

36

【結果および考察】
学習結果の正規化混同行列を図２に示す。画像のピクセル単位での節と背景との区分において正解率: 0.92,
IoU（Intersection over Union、正解の領域と検出結果の領域が重なる領域の比率）: 0.75, BF 値（適合率と再現率の調和平均）: 0.80 を得た。アノテーション時の節と背景との境界において、死節は特に迷うことはないが、生節の場合アテを伴うことが多く、人の判断が揺れる。境界を判断することが難しいため、学習の結果の IoU
を下げ、節の寸法の検出精度の低下につながっている可能性がある。
節と背景へ２値化した画像をモルフォロジー処理でノイズを消した後、節の箇所を円で近似し、それぞれの円の中心座標位置、直径を節の位置、寸法とした。一例として図３に検出した結果を示す。今後、ラミナを様々な環境下で撮影し、実際に節を検出できるか確認する。

図２ 学習結果の正規化混同行列

図３ 学習結果による節の検出*本稿は 2022 年 10 月に開催された日本木材加工技術協会第４０回記念年次大会において、口頭発表を行った内容です。

37

日本木材学会 北海道支部講演集 第 54 号-----------------------------------------------------------------令和 4 年 11 月 4 日 発行
編集人 幸田 圭一，村上 了，冨髙 亮介
発行人 平間 昭光
発行所 日本木材学会 北海道支部〒060-8589 札幌市北区北 9 条西 9 丁目
北海道大学農学部内------------------------------------------------------------------