木材科学

木材科学^{[1]は、主に}バイオベースおよびリグノセルロース材料としての木材の形成、物理的および化学的組成、マクロおよびミクロ構造に関連する要素を研究および調査する科学分野です。木材科学はさらに、天然素材としての木材の生物学的、化学的、物理的、および機械的特性と特徴を詳しく調べます。^{[2] [3]}

木材に対する深い理解は、木材の加工、パーティクルボード、ファイバーボード、OSB、合板などの木質材料の製造、木材や木質材料の建築への利用、パルプ材、家具、集成材、CLT、LVL、PSLなどのエンジニアリング木材製品、ペレット、ブリケット、さまざまな木材由来製品など、さまざまな取り組みにおいて極めて重要な役割を果たします。

木材科学の分野における最初の包括的な調査は、20世紀初頭に始まりました。1902年に東京大学林学部に木材加工研究所が設立され、木材加工に関する学術研究が初めて開始されました。東京の森林研究所も1905年に設立されました。^{[4] 1906年には}インドのデラドゥンに森林研究所が設立されました。

現代の木材研究は、1910年に米国ウィスコンシン州マディソンに森林製品研究所（FPL）が設立されたときに始まりました。^[5]森林製品研究所は、南北アメリカや世界中で、学界、産業界、地域およびその他の機関と提携して、木材と木材製品に関する科学的研究を提供し、木材科学において重要な役割を果たしました。^{[6] [7] [8]}

その後数年間で、ほぼすべての先進国で多くの木材研究機関が設立されました。これらの研究所と研究室の概要を以下に示します。^[9]

• 1913年: エーベルスヴァルデ木材パルプ化学研究所（現在のエーベルスヴァルデ持続可能な開発大学）、ドイツ
• 1913年: カナダ、モントリオール森林製品研究所
• 1918年: カナダ、バンクーバーの森林製品研究所
• 1919年: オーストラリア、メルボルン森林製品研究所
• 1923年: ハンガリー、ショプロン大学機械工学・木材技術学科
• 1923年:イギリス、プリンス・リズバラの森林製品研究所
• 1929年:ソ連、サンクトペテルブルク、レニングラント木材科学技術研究所
• 1933年:フランス、パリのテクニック・デュ・ボワセンター
• 1936年: チューリッヒのスイス連邦材料試験研究所（現在のスイス連邦材料科学技術研究所）の木材部門、スイス
• 1942年: フィンランド、ヘルシンキ木材技術研究所
• 1944年: スウェーデン林産物研究所、旧TRÄTEK（現在のスウェーデン研究機関）、スウェーデン
• 1946年: ラトビア科学アカデミー、木材化学研究所、ラトビア
• 1946年: ドイツ、iVTH木材研究所（現在のフラウンホーファー木材研究所）
• 1947年: スロバキア、ブラティスラバ国立木材研究所
• 1947年: 森林研究所 – ロトルア（現在のサイオン）、ニュージーランド
• 1948年: オーストリア木材研究所ウィーン（現在のオーストリア木材研究所）、オーストリア
• 1949年: ノルウェー木材技術研究所、ノルウェー
• 1950年: ドイツ連邦林業・林産物研究所（現在のヨハン・ハインリヒ・フォン・テューネン研究所）
• 1952年: 木材技術・繊維研究所（現在のドレスデン木材技術研究所）、ドイツ
• 1952年: ドイツ、木材研究・木材技術研究所（現在のミュンヘン木材研究機関）
• 1954年:ポーランド、ポズナン大学木材工学部（現在のポズナン森林木材工学部）

1960年代から、多くの大学、応用科学大学、工科大学で木材科学の分野の研究機関の設立が続きました。今日、木材科学者の非営利組織として認められている国際木材科学アカデミー（IAWS）は、木材科学の科学分野とそれに関連するすべての技術分野を世界的に代表しています。^{[10] [11]}

木材科学の分野は、以下の3つのサブ領域に分類できます。^[12]

• 木材生物学は木材科学のサブセットであり、木材組織の形成、構造、構成に焦点を当てています。巨視的、微視的、分子レベルでの調査が含まれます。さらに、このサブフィールドには、さまざまな木材種の（巨視的 - 微視的）識別を含む木材解剖学が含まれます。 ^[13]
• 木材化学では、木材を構成する化学成分の分析を主な焦点とし、セルロース、リグニン、ヘミセルロース、抽出物、およびこれらの成分から得られるさまざまな製品に重点を置いています。また、パルプおよび紙の生産、木材および木材廃棄物の利用、パルプ化副産物からのエネルギーおよび化学物質の生成、およびバイオマスの変換の潜在的な用途についても調査しています。
• 木材物理学は、木材化学、木材解剖学（木質部）、生物学における発見、ならびに古典物理学、力学、材料強度の原理に基づいて、木材科学の分野で不可欠な要素を構成しています。 ^[14]木材物理学には、a)水分に関連した木材の挙動の調査（水分の吸収、膨張、収縮の基本的な側面を含む）、b)熱伝導と蓄熱を含む、木材の特性に対する温度の影響の調査、c)木材および木材ベース製品の機械的、レオロジー的、音響的特性と品質の評価など、重要な研究分野が含まれています。

• 木材科学の基本原理に関するいくつかの代表的な例
• 
  レーザー誘導技術を備えた近代的な製材所の内部。伐採後、すべては丸太の製材から始まります。
• 
  キルン乾燥機は、物理学の基本原理を伴う手順を適用して、通常、生の木材を乾燥するのに使用されます。
• 
  木材の保存方法として一般的に用いられる加圧処理という工程を経て、クレオソートを完全に含浸させた枕木。
• 
  蒸気曲げ加工は、木材を蒸気にさらしてその基本ポリマーであるリグニンを柔らかくする木工技術です。
• 
  合板は、通常、ホルムアルデヒドベースの樹脂 ( UF、PF ) で結合された木製パネルであり、屋内および屋外の用途に広く使用されています。
• 
  木材と無水酢酸のアセチル化反応から得られたアセチル化木材 ( Accoya )の標本は、数十年にわたる研究の末に得られた新たな成果です。
• 
  90 年代に開発された、大規模な建設プロジェクト (建物など) 向けの新しい木材加工製品であるクロス ラミネーテッド ティンバー(CLT)の標本。
• 
  フルフリルアルコールによる松材の化学修飾によって生成されたフルフリル化木材 (ケボニー)で造られたテラス。これは今日、新しいグリーン テクノロジーを提示しています。
• 
  木質ペレットは、現在重要な固形燃料の一種であり、圧縮された木材残渣をペレット化し、リグニンを軟化させることによって製造されます。
• 
  木材解剖学の分野の微細構造の特徴を取り入れたXyloTronと名付けられた新しい装置は、今日、世界貿易における木材の正確かつ非常に迅速な識別に役立っています。

以下は木材科学の分野における重要な科学雑誌の一部です。^[15]

• 木材研究^[16]
• ヨーロッパ木材・木材製品ジャーナル^[17]
• 木材科学技術^[18]
• 木材材料科学と工学^[19]
• セルロース^[20]
• 木材学会誌^[21]
• 木材科学ジャーナル^[22]
• バイオリソース^[23]
• IAWAジャーナル^[24]
• マデラス: 科学と技術^[25]
• 木材研究^[26]
• 木材化学技術ジャーナル^[27]
• 林産物ジャーナル^{[28] [29]}
• 木材と繊維の科学^[30]
• 韓国木材科学技術ジャーナル^[31]
• 国際木材製品ジャーナル^[32]
• Drvna Industrija (木材産業) ^[33]
• ドリューノ^[34]
• イラン木材製紙産業ジャーナル^[35]
• インド木材科学アカデミージャーナル^[36]

• ピーター・ニームツ、アルフレッド・タイシンガー、ディック・サンドバーグ（2023）。シュプリンガー・ハンドブック・オブ・ウッド・サイエンス・アンド・テクノロジー、シュプリンガー2023、ISBN 978-3-030-81314-7。^[37]
• ジョージ・ツォウミス（2009年）『木材の科学と技術 - 構造、特性、利用』出版社ケッセル、ISBN 9783941300224。^[38]
• Callum AS Hill（2006）：木材改質：化学、熱処理およびその他のプロセス。Wiley 2006、ISBN 0-470-02172-1。^[39]
• フランツ・F・P・コルマン、エドワード・W・クエンツィ、アルフレッド・J・スタム（1975年）。木材科学技術の原理II、シュプリンガー1975年、ISBN 978-3-642-87933-3。^[40]

• Google Scholar 木材科学技術
• 国際木材科学アカデミーIAWS
• 国際木材科学技術協会
• InsideWood、NCSU、Elisabeth Wheeler他著
• dataholz.eu ホルツフォルシュング オーストリア
• 主な熱帯樹種CIRAD フランス
• マディソンの木材ハンドブック森林製品研究所
• delta-intkey.com
• 木材データベース
• ワレンバーグ木材科学センター
• TUM - 木材科学とバイオテクノロジー
• バンガロール木材科学技術研究所