森林科学シリーズ 全13巻 【4】巻 フォレスト・プロダクツ
高田 克彦・林 知行編
https://www.kyoritsu-pub.co.jp/bookdetail/9784320058200

まえがき

森林がもつ供給サービスの大宗をなす木材は，この四半世紀，その利用可能性を大きく拡大してきた．もはや古典的な製材，紙パルプ，薪炭等に関する知識だけでは，いわゆる川下側の動向を理解することが全く困難になっている．
たとえば，森林林業再生プランの目玉政策として施行された公共建築物等木材利用促進法に関連した動向を理解するには，大型の構造用木質材料である大断面構造用集成材，構造用 LVL（単板積層材），CLT（直交集成板）等に関する正確な知識が不可欠である．また，植物繊維をナノオーダーまでときほぐしたセルロースナノファイバーはこれまでの木材では考えられなかったような用途で利用開発が強力に押し進められており，その正しい理解のためには，旧来の紙パルプ利用とは異なった分野の知識が必要である．さらには，バイオマスエネルギーとしての利用についても，各地でさまざまなアプローチと事業化が試みられている．ただし，ビジネスとして成立させるためには，物理・化学に関する正確な知識のみならず，地域経済や流通といった社会科学に関する広範な知識までもが必要である．
しかしながら，こういった新しい木材利用に関する知識と学問的背景とを取りまとめた著書はほとんど無く，森林科学を学ぶ者にとって，一通りの基礎知識だけを習得するだけでもかなりの努力が必要である．また，情報過多で内容が玉石混淆状態にあるインターネットでは，情報の取捨選択さえおぼつかない状態に陥りがちであり，誤った方向に導かれる可能性も非常に高い．
このような背景のもと，本書では広範囲に展開されている新しい木材利用について，まず古典的な木材利用の歴史を取りまとめたうえで，現状を把握し，その理解のための基礎と応用技術に関する知識を解説するとともに，今後の発展方向を示すこととした．ただし，取り上げるべき内容は広範囲にわたるため，すべてを網羅することは紙数の関係で不可能である．そこで取捨選択の基準とv

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高田 克彦・林 知行編
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まえがきして，日本木材学会の年次大会でごく普通に発表されている内容のみに限定することとした．たとえば，山菜やシイタケ等のキノコ関連産業はもはや林業全体よりも大きな産出額があるが，本書では取り上げなかった．もちろん，話題が先行してアイデア段階でしかない技術や，ごく限られた条件下でしか成立しないようなトピックスも，遠慮無く対象外とした．
各章の内容は以下の通りである．
第 1 章「フォレスト・プロダクツの種類」では，木材の特性を理解するう
えで不可欠な知識として，木材の組織構造と構成物質を概説するとともに，木材を細分化したエレメントを接着剤等により再構成した様々な木質材料に関して基本的な事項を解説した．
第 2 章「CLT 等の構造用木質材料」では，戦後における構造用木質材料の歴史と，品質管理の理論的背景となる構造信頼性の考え方を概説し，ここ 30年程度の間にわが国に登場してきた新しい構造用木質材料の製造方法や特性を解説した．
木材科学および木質材料科学に馴染みのない読者には，まずこれら 2 章から読んでいただくことをお勧めしたい．
第 3 章「土木材料としての利用」では，近年，環境負荷が少なく木材の大量需要が見込まれるマーケットとして再注目されている土木分野での利用を解説した．2010 年に公布された公共建築物等木材利用促進法には，ガードレール，遮音壁などの設置といった土木材料としての木材利用を促す条文も盛り込まれており，今後の研究の進展と事業化が期待される．
第 4 章「耐火部材」では，公共建築物に比較的多い中大規模な建物に求められる防耐火性能を念頭に，木質耐火構造部材の種類と事例を紹介し，燃え止まりのメカニズムを解説した．公共建築物のみならず一般中小建築物の木質化は，都市における大量の炭素固定・貯蔵にもつながることから，今後，防耐火技術の重要度はますます増すものと考えられる．
第 5 章「家具工芸材料としての広葉樹の利用」では，国内の広葉樹利用の現状と課題を整理するとともに，広葉樹を活かすための新たな木材加工技術を解説した．周知のようにわが国には 1000 種を超える針葉樹・広葉樹が生育しており，古来より用途や目的に応じて様々な木材が使いこなされてきた．我々vi

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まえがきの身の周りにある家具，内装，道具類にはスギやヒノキ等の針葉樹に加えて，ブナやナラ，クリ等の広葉樹が使われていることが多い．今後，広葉樹に関しては再評価と新展開が期待される．
第 6 章「木材・プラスチック複合材（混練型 WPC）」では，木粉とポリエチレン（PE）やポリプロピレン（PP）などのオレフィン系熱可塑性プラスチックを加熱下で混練し成形した「Wood Plastic Composites；混練型 WPC」に関して，国内外の市場動向，強度，耐久性等の性能，今後の研究の展開を解説した．
第 7 章「新接着技術」では，加工技術である接着技術に焦点が当てられており，他の章とはやや趣が異なる．しかし，木材産業にとって接着剤による資源・環境負荷問題への対応は見過ごすことができない大きな課題である．ここでは，従来からの接着技術とその改良とともに，近年発表されている新しい接着剤の開発や接着技術について解説した．
第 8 章「機能性木炭」では，古くて新しい材料である「木炭」を対象に，その組成・構造，主たる特性とその利用についての解説とともに，無機元素を木材に作用させて木材由来の構造履歴に影響されない高規則性の炭素構造を得る新たな方法を紹介した．また，炭素化物の二次的熱処理（賦活）によって得られる「活性炭」についても，製造方法，物性や性能の評価方法を解説した．
第 9 章では，わが国が世界をリードして進めるべき研究分野として大きな期待が寄せられている「セルロースナノファイバー（CNF）」を取り上げた．
近年，木材などの植物バイオマスから CNF を抽出し，自動車や電子機器，医療，化粧品など幅広い用途に利用する取り組みが世界中で活発化している．
2019 年には東京モーターショーにおいて CNF を用いて製作されたボンネットを持つコンセプトカーが初出品されて，大きな注目を集めた．この章では，性能，原材料，用途，コストパフォーマンス，時間，CO2 削減，持続性といった観点から未来型資源としての CNF の特徴を解説した．
第 10 章から第 12 章では，木材を構成する化学成分の利用について解説した．木材を構成する化学成分としては，細胞壁を構成しているセルロース，ヘミセルロース，リグニンの主要 3 成分があるが，それら以外にも，数パーセント程度しか含まれない抽出成分と呼ばれる物質がある．第 10 章「抽出成分vii

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まえがきの利用」では，木材あるいは葉などの他の組織に含まれる抽出成分の概要とその利用方法を解説した．抽出成分は量的には多くないものの，樹種による構成成分の違いが大きく，木材に化学的な個性を与えている貴重かつ有用な成分である．
第 11 章「リグニンの利用」では，木材中に重量比で 20～35％ 存在している芳香族系高分子化合物であるリグニンの機能や化学的構造についての解説とともに，高付加価値製品の開発に関する最新の知見を含めた利用技術を紹介した．2018 年には世界で初めてポリエチレングリコール処理をした改質リグニンを外装材料に利用した自動車が発表されるなど，この分野は今後の発展が大いに期待されている．
第 12 章「糖（セルロース・ヘミセルロース由来）の利用」では，木材の 70～80％ を占めるセルロースなど多糖類を単糖に糖化するための加水分解法と，生成した単糖を化成品に変換する方法を解説した．現在，石油を起源とする化合物のほとんどはグルコースを起点とした様々な変換経路によって代替可能とされているものの，木材は製造コストの面で可食性植物の後塵を拝しているのが現状である．しかし，世界の食料事情の如何によっては非可食植物（木材）由来のグルコースが再注目される状況も十分に想定できることから，今後の地道な研究継続が望まれる．
第 13 章「エネルギーとしての利用」では，木質バイオマスのエネルギー利用の変遷，エネルギー利用のための木質バイオマスの取り扱いや技術動向，現状の課題を解説した．人類は古くから木材をエネルギー利用してきており，現在では世界の一次エネルギー供給の 10％ 近くは木材を主とするバイオマスでまかなわれている．木質バイオマスのマテリアル利用とエネルギー利用のバランスは資源の循環や持続性を考えるうえで極めて重要である．
最終章である第 14 章「新たな経済理念：バイオエコノミー」では，二酸化炭素削減に向けた国内外の動きと日本の林業・木材産業をめぐる状況の変化を概観したうえで，化石資源ベースの経済からより革新的で温室効果ガスの排出の少ない経済への転換を目指す新たな経済理念である「バイオエコノミー」について木質系資源の利活用の面から概説した．
「バイオエコノミー」は地球環境との親和性の高い「ゲームチェンジ（ビジネスにおける技術的変革）」を伴viii

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まえがき

う新たな経済理念であり，「持続可能な開発目標（Sustainable DevelopmentGoals：SDGs）」や「パリ協定（Paris Agreement）」といった国際的なアジェンダ・協定とも密接に関連しており，今後の国際的な動向を注目したい．
なお，本書の内容は森林科学の初学者が新しいフォレスト・プロダクツに関する知識を概論的に習得することを目的としている．古典的な知識や最先端の知識をさらに学ぶには，各章末に示された参考図書を参照されることをおすすめしたい．
本書が木材と各種の木質材料の特徴を理解するとともに，それらを利用する際の一助になれば幸いである．また，本書の読者の中から地球環境の保全と林業・林産業の発展の両立を目指した新たなフォレスト・プロダクツの研究開発に取り組む方が現れるとしたら，それは編者にとって望外の喜びである．
高田克彦・林知行ix