プラチナ森林産業イニシアティブ
バイオマス化学の動向と課題
成分分離法の現状
改質リグニン事業について

株式会社リグノマテリア
２０２３年８月1改質リグニンとは「改質リグニン」は、日本固有の樹木「スギ」から作るバイオ由来の新素材です。
物質名は「グリコールリグニン」と言います。
「熱に強い」「加工しやすい」「環境に絶対的に木質新素材やさしい」という理想的な性質を持ち様々な製品の素材として利用できます。
杉の成分
CO2を吸収する木質由来 この改質リグニンはスギの中に約３割ほど含有す=カーボンマイナス
その他るリグニンという成分から生成抽出されます。
ヘミセルロース リグニン
リグニンは陸上植物の細胞壁の主成分で細胞壁を(約30%)(約20%)
固くしっかりした構造とするため生み出されそれぞれの植物毎に異なった種類のリグニンを持ってセルロースSDGsにも準じたいます。
(約50%)
石油に代わる原材料 リグニン誘導品は機械的強度に優れ高耐熱性等の高いポテンシャルを有しますがパルプ工業の副産グリコール
セルロース物からの抽出物しか製造されておらず変性を受け
リグニン
ナノファイバー
活性も失われ、多様な木種を含むため品質制御が・加工性がプラスチック 難しく、安定な品質が求められる高性能素材工業•
日本発の新素材並みの木質新素材•
鉄を上回る強度・環境適合性・高耐熱・ での製品化は困難とされてきました。
•鉄よりも遥かにリグニンは全ての陸上植物に含まれ植物細胞壁高機械特性・絶縁性軽いを構成する一つの成分の総称です。
それぞれの植物は異なったリグニンを持っており、木質新素材が期待される応用分野
今回私どもが事業化する「改質リグニン」は日本にしかない日本固有の樹木であるスギのリグニンをポリエチレングリコール（ＰＥＧ）で抽出し、自動車部品電子基板スマートフォン誘導体化を同時実現したものです。

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国産スギ資源利用の全体図
建築材、木造ビル
国産森林(スギ)
2030年までに20％の伐採を政府公約。
約２億トンの資源量

各種化学品

材木工場
材木隣接

改質リグニンオガクズ

プラスチック

精密成分分離伐採・木材収集（改質リグニン設備）

バイオエタノール
生産

間伐材・不要材

ｾﾙﾛｰｽﾅﾉﾌｧｲﾊﾞｰ
各種ｾﾙﾛｰｽ化学品
セルロース

急速熱分解、ガス化
バイオマス発電3

リグニン系素材の製法比較
大分類

技術
名称

特徴

評価
安全性

価格
評価

加工性

総合評価
将来性

クラフト蒸解クラフトリグニン

紙パルプ黒液からの回収
接着剤等に使用低高

低硫黄を含むため用途は限定
加工性に難があり変性必要

ソーダ蒸解
ソーダリグニン

紙パルプ黒液からの回収
接着剤等に使用低高

低加工性に難があり変性必要
現状品は草木系で品質難

硫酸加水分解硫酸リグニン

硫酸の糖化加水分解の副産物
利用例なし

低中

無

木材の糖化が実現すれば可能性はあるが用途は限定

エタノール蒸解
エタノールリグニン

紙パルプ黒液からの回収
実用例少、接着剤に使用例あり

中

中

中

安定性、加工性に難
実用には追加変性が必要

酢酸蒸解
酢酸リグニン

紙パルプ黒液からの回収
実用例少、接着剤に使用例あり

中中

中安定性、加工性に難
実用には追加変性が必要

相分離反応
リグノフェノール

フェノール／濃硫酸反応
開発レベルであり実用性低低低高改質リグニン並の高品質プロセスが高価

グリコール蒸解
改質リグニン

PEGによる酸加溶媒分解
高品質､高安全､現在実証運営

高高高

安価(大規模)、廃棄物ゼロ
100%天然も可、高安全設備

摩砕/抽出

ボールミル摩砕
超/亜臨界抽出
摩砕＋抽出法

ボールミル粉砕後に溶媒抽出
品質高い、実験室レベル、高価
低分子化、価格的に限界あり

中

低

高

高品質だが高コスト
一部に高品質として可能性
残溶剤課題あり

亜硫酸分解

サルファイト蒸解
リグニンスルホン酸

紙パルプ黒液からの回収
ｺﾝｸﾘｰﾄ混和材で多くの使用例

中

高

低

硫黄を含むため用途は限定
加工性に難、低価格

ｱﾙｶﾘ蒸解

加水分解

加溶媒分解

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改質リグニンの物性と製品との関連性

ＦＲＰ樹脂他

高耐熱性

高絶縁性

高摺動性

環境適合性

低公害性

高
抗酸化ブレーキ他

塗料、改質剤他

各種電子基板他

電線用絶縁材他

抗酸化剤

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改質リグニン設備から得られる製品群
改質リグニンスギ：日本の隠れた宝

絶縁樹脂添加剤

絶縁新規樹脂ｴﾝﾌﾟﾗ､FRP等添加剤

ｴﾝﾌﾟﾗ､FRP樹脂

再生ｱｽﾌｧﾙﾄ添加剤

ｱｽﾌｧﾙﾄ等土木材料

抗酸化剤／光触媒
付加/置換反応化学品原料
触媒分解生成石油代替：芳香族ﾓﾉﾏｰ、他

副産セルロース

肥料／飼料／きのこ菌床
ｾﾙﾛｰｽﾅﾉﾌｧｲﾊﾞｰ/ﾏｲｸﾛﾌｧｲﾊﾞｰ
ﾊﾞｲｵｴﾀﾉｰﾙ(SAF:持続可能バイオ航空燃料)他
酵素分解生成石油代替：ﾗｸﾁﾙｾｸﾞﾒﾝﾄ､他

副産ヘミセル

肥料
酵素分解生成石油代替：ｷｼﾛｰｽ、他
硬化木材用フルフラール代替の樹脂原料

バーク（木皮）半炭化：炭素固定化高カロリー熱原料

精油

スギ芳香剤、化粧品

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改質リグニンのコストダウンの推進
生産設備の大型化による製造コストの大幅低減を目指す
２万トン程度の生産規模で石油由来品と同程度製造コストが目標
早急に５千トン程度の大型実証プラントの検証を進める
2022年現在 2023～2024年計画
円/Kg(実証設備）（社会実装設備）

2025年～目標(商用設備）

4500
4000
3500

製造ｺｽﾄ

3000
2500
2000
1500
10005000１００トン

１０００トン １００００トン 生産規模

原料費他

人件費

設備費
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製造時ＬＣＩの比較（ＰＥＧが石油由来での比較）
4.00
3.50
3.00

t-CO2e/t

2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
改質リグニン

改質リグニン（産業用プラント）（ベンチプラント）

オレフィン

プラスチックフェノール樹脂①改質リグニンは他のプラスチックと比較して製造時ＬＣＩが半分程度。
②原料が木材由来なので原料由来ＬＣＩは低い。
天然由来ＰＥＧ（バイオエタノール由来）を使用した場合にはゼロである。
③実証設備ではバイオマス発電のエネルギーを使用しているので、実際の現状設備での上記の製造時ＬＣＩはほぼゼロである。

小型実証設備を設置しました（茨城県常陸太田市）
茨城県 常陸太田市

宮の郷町

宮の郷工業団地

宮の郷バイオマス事業組合による木材チップの供給
現在同地において木材チップの集積業務を本事業組合にて実施。
原料木材チップ供給。
日立造船から発生電気の供給や廃熱利用の熱媒ヒーターにより、更なる省エネを実現させていく。
同地は国有林、しかも地元杉の集積地であり、年間計画に沿った安定で品質の揃った杉材の確保をおこなっていく。
同地区は茨城県から日立造船㈱宮の郷木質バイオマス発電所が借りており、今回はその一部を使用させていただいている。
全体面積20,860㎡のうち、設備設置に約3,000 ㎡を借りている。

実証設備外観茨城県

社会実装設備設置候補地

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中山間地域と協力、全国ネットワークを構築
・地域林業と連動した製造プラントの整備→地域の特性に応じた、持続可能な地域林業の育成・強化→スギ原料の調達とスギ森林蓄積の保全と健全なバランス・自治体（公的な補助）・地域金融機関（資金調達）との連携：重要拠点（2～4）
改質リグニン設備+木材高質化設備+他設備*：各拠点（地方の状況対応）
改質リグニン設備+（木材高質化設備）

ネットワーク結合管理
重要拠点（技術管理含み）
販売
重要拠点、商社
開発
重要拠点、大学、研究所
保守管理 重要拠点
製造
各拠点
現場保守 各拠点（拠点毎に考慮）
輸送重要拠点←→拠点

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