概要
　　独立行政法人森林総合研究所は東京農工大学、長岡技術科学大学と共同で木材に含まれるリグニンを原料として作られる有用化合物：２-ピロン-４，６-ジカルボン酸（ＰＤＣ）を重縮合することにより、金属同士の接着に効果的な接着性能（一般のエポキシ接着剤の３倍の接着強度）を有する高機能接着剤を製造することに成功しました。
　　木質バイオマス中の約30％を占める成分であるリグニンは、製紙工場等で燃料として利用されている以外はほとんど利用されておらず、有効利用技術の開発が強く期待されている化合物です。本研究の成果は、リグニンの高付加価値なマテリアル利用を進展させるものであり、林地残材（約860万ｍ³）のみならず、製茶工場で発生するお茶ガラなどの様々なバイオマスの有効利用手段として、期待されます。

予算：農林水産省委託プロジェクト「地域活性化のためのバイオマス利用技術の開発（H19-23）」

　　バイオマス（再生可能な生物由来の有機性資源）は、大気中のＣＯ₂を植物が光合成によって固定したものであり、その利用によってＣＯ₂が発生しても大気中のＣＯ₂は増加せず、環境にやさしい資源といえます。木質バイオマスの主体は細胞壁成分で、約40％のセルロース、約20〜30％のヘミセルロース、約20〜35％のリグニンで構成されています。この中でセルロースやヘミセルロースは、紙・パルプの原料や甘味料・医薬品などに利用されていますが、リグニンについては、製紙工場で自家発電用燃料として利用される以外は、ほとんどが廃棄され、有効利用の技術が確立されていません。

　　森林総合研究所は、東京農工大学の重原淳孝教授、片山義博教授、長岡技術科学大学の政井英司准教授とともに研究グループを組み、未利用バイオマス資源としてのリグニンを、遺伝子工学技術を適用することで、安定した中間体である２-ピロン-４，６-ジカルボン酸（ＰＤＣ）(用語解説参照)に変換する道筋を確立してきました（図１）。今回、得られたＰＤＣをポリマー化（化学反応によって重合させること）することにより、金属同士の接着に効果的な高性能接着剤を製造することに成功しました。

　　ＰＤＣは、分子内に２つのカルボキシル基をもつことから、典型的な重縮合のためのポリマー原料と考えることができます。また原料のリグニンは自然界に大量に存在するので、汎用プラスチックの出発物質として有望です。そこで、得られたＰＤＣを化学処理して接着性を発現できる分子構造に変換することを試み、最終的にステンレススチール同士の接着で90ＭＰａ（＝1ｃｍ²当たり約900ｋｇの力）に至る高性能接着剤が得られました。この強度は、鉄板（幅８ｃｍ、厚さ８ｍｍ、長さ１５ｃｍ）2枚の端面同士を接着したものを橋渡しして、上に人が乗っても破断しないほど強力なものです（写真１、２）。一般のエポキシ接着剤などの接着強度（30ＭＰａ程度）と比較すると、およそ3倍の強度となります。

　　今後、この技術の実用化に向けて、 産官学連携体制を強化するとともに、一層のコストダウンを図り、既存の接着剤に対する価格競争力をつけることが課題であり、これらの取組みを進めてまいります。

　　また、ＰＤＣの分子構造を少し違えると汎用ポリマーと同様にフィルム材料などにも使えます。今後、さらに興味深い新機能が発見される可能性が十分にあります。わが国で年間860万ｍ³も発生する林地残材や、廃棄処理以外に方法がなかったお茶ガラなど様々なバイオマス有効利用の手段として、今回の研究成果を幅広く応用することが期待されます。

　ＰＤＣ
　　　正式名称を2-pyrone-4,6-dicarboxylic acidという、安定性の高い有用化合物