複合プロセス材料市場 サイズと展望 2025-2033

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複合材プロセス材料市場の成長要因

成長する航空宇宙・防衛産業

航空宇宙産業における軽量で高性能な材料への需要は、複合材プロセス材料の利用につながっています。ボーイング社の調査によると、世界の航空宇宙・防衛市場は2027年までに8.7兆米ドルに達すると予測されています。2039年までに航空交通量は4.0%増加し、航空機保有数は2029年までに3.2%増加すると予測されています。複合材プロセス材料は、航空機および防衛用途における構造的完全性の向上、軽量化、燃費向上に寄与するため、需要の増加が見込まれています。

さらに、ロシアとウクライナの紛争が続いていることから、国防費の増加も見込まれます。中国は2021年の国防予算を6.8%増の1兆3,500億元（2,090億米ドル）とし、前年の伸び率を上回りました。中国航空産業発展研究センターの統計によると、中国の航空機保有数は2025年までに5,343機に達すると予想されています。近年の世界市場の拡大は、多くの政府による国防分野への支出増加によって推進されています。これらの材料は、金属などの従来の代替材料に比べて優れた特性と利点を有するため、国防分野で幅広く使用されています。

市場抑制要因

原材料コストの変動

複合材料製造に使用される原材料コストは、市場需要、原材料の入手可能性、生産能力、地政学的状況などの要因によって変動する可能性があります。高性能複合材料用途で広く使用されている炭素繊維は、他の強化繊維よりもかなり高価です。炭素繊維やその他の主要原材料のコスト変動は、複合材料の総生産コストに大きな影響を与える可能性があります。

複合材料は、強度、剛性、軽量化といった特定の特性を実現するために、高性能樹脂や改良された強化繊維などの特殊な部品に大きく依存しています。これらの特殊材料は、サプライヤー数が限られていたり、生産能力が限られていたりするため、価格が高騰し、サプライチェーンに制約が生じる可能性があります。これらの特殊材料の供給が途絶したり不足したりすると、複合材料メーカーの材料費が増加する可能性があります。したがって、これらの要因は将来の市場拡大を阻害すると予測されています。

主要な市場機会：

研究開発の増加

近年、革新的で効果的な複合材料の開発や、複合プロセス材料のリサイクル方法に関する研究が増加しています。例えば、2023年7月、シドニー大学の研究者たちは、自動車、航空宇宙、再生可能エネルギー産業における将来の重大な廃棄物問題に対処するための革新的な技術を考案しました。彼らは、炭素繊維およびガラス繊維複合材から発生する廃棄物を管理するために特別に設計されたリサイクルシステムを開発しました。この手法は、『Composites Part B: Engineering』に掲載されており、従来の手法と比較して、材料回収率の向上と優れたエネルギー効率を保証します。

さらに、2023年3月には、トゥエンテ大学の研究者たちが、個々の化学物質を1～2倍も凌駕する新しい複合材料を開発しました。この複合材料は、入手しやすい複数の元素で構成されており、白金などの希少金属を必要とせずに、水素を効率的に製造するために利用できる可能性があります。したがって、これらの要因は市場拡大の機会を生み出すことが期待されます。

樹脂に関する洞察

世界市場は、熱可塑性複合材と熱硬化性複合材に分かれています。熱可塑性複合材は、繊維や充填剤によって強化された熱可塑性ポリマーマトリックスで構成されています。熱硬化性複合材は硬化中に永久的な化学反応を起こし、一度硬化すると再成形できません。一方、熱可塑性複合材は、ポリマーマトリックスの特性が変化するため、加熱して複数回再成形することが可能です。熱可塑性複合材は高温での硬化を必要としないため、熱硬化性複合材よりも加工時間が短くなることがよくあります。さらに、熱可塑性ポリマーは延性があるため、優れた耐衝撃性と靭性を示すことがよくあります。特定の熱硬化性ポリマーと比較して、化学薬品、溶剤、環境条件に対する優れた耐性を備えています。

繊維に関する洞察

世界の市場は、炭素繊維、ガラス繊維、天然繊維、その他に分かれています。ガラス繊維はガラスでできた細い繊維で、建築、自動車、航空宇宙、電子機器など、多くの分野で利用されています。繊維化とは、溶融ガラスを小さな開口部から押し出してこれらの繊維を製造する技術です。得られた繊維は、用途に応じて、直径、長さ、組成が異なります。ガラス繊維は、優れた強度対重量比、耐腐食性、電気絶縁性、耐熱性など、多くの利点を備えています。さらに、複合材料の強化や機械的特性の向上にも広く使用されています。これらは、船体、車体パネル、航空機部品の製造など、様々な用途でグラスファイバー複合材に組み込まれることが一般的です。

エンドユーザーインサイト

世界市場は、航空宇宙・防衛、風力エネルギー、海洋、自動車、建設、その他に分類されています。複合材料は、その独特の特性により風力タービンの様々な部品に適しているため、風力エネルギー産業において極めて重要です。風力タービンの最も重要な部品の一つはブレードです。風力タービンブレードは、エポキシ樹脂で強化されたグラスファイバーや炭素繊維強化ポリマーなどの複合材料を使用して製造されることがよくあります。これらの材料は、優れた強度対重量比、耐腐食性、設計柔軟性を備えており、より長く効率的なブレードの製造を可能にします。

さらに、近年、新たな風力発電設備の設置により、風力エネルギーは著しい成長を遂げています。世界風力エネルギー評議会（GWEC）によると、2022年には風力発電の総設置容量が9%増加し、新たに77.6GWの風力発電設備が世界の電力網に接続されました。これにより、風力発電の総設置容量は906GWに達しました。これにより、このセグメントの成長が促進されると予想されます。

地域別インサイト

北米が世界市場を席巻

北米は、世界の複合材加工材料市場において最大のシェアを占めており、予測期間中に大幅な成長が見込まれています。北米では、航空宇宙産業が複合材加工材料の需要を牽引しています。さらに、多くの組織や機関が研究開発活動への投資を増やしています。例えば、2023年3月、NASAは航空機構造用の製造プロセスと革新的な複合材の開発のため、14の組織に5,000万ドルの助成金を割り当てました。この栄誉は、米国内で製造される複合材構造の費用削減と生産率向上を目指すNASAのHi-Rate Composite Aircraft Manufacturing（HiCAM）イニシアチブによるものです。航空業界で軽量複合材の機体を活用することで、燃料節約と汚染削減につながり、民間航空の持続可能性が向上します。これにより、北米の複合加工材料市場が拡大すると期待されています。

さらに、この地域ではイノベーションと技術革新への注力が市場拡大を加速させています。例えば、2022年2月には、MITのチームがセルロースナノ結晶を主成分とし、少量の合成ポリマーを組み合わせた複合材料を開発しました。この有機結晶は材料の約60～90%を占めており、これは複合材料におけるCNCの割合としてはこれまでで最大です。研究者たちは、このセルロースベースの複合材料が特定の骨種と比較して優れた強度と靭性を有し、一般的なアルミニウム合金の硬度を上回ることを発見しました。この材料は、特定の軟体動物の内殻に見られる真珠層によく似た、レンガとモルタルのような微細構造を示しています。したがって、これらの進歩は、地域市場の拡大を促進すると期待されています。

風力エネルギーセクターはアジア太平洋地域が圧倒的に優勢であり、中国が先頭に立っています。国際エネルギー機関（IEA）によると、2022年の風力発電量の増加の約40%を中国が占めています。この地域における風力タービンの広範な設置は、複合プロセス材料に対する大きな需要を生み出しています。Statistaの報告によると、中国の風力発電容量は2021年に328.48ギガワットに達しました。風力発電に接続された風力電力は、2014年の90ギガワット強から3倍以上に増加しています。

• 中国は、他の成長源と比較して、風力発電による発電容量の前年比増加が最も大きかった国です。さらに、中国は2021年に風力エネルギーを利用して約656.7ギガワット時の電力を発電しました。これは対象期間における最高値であり、前年比で約30%の増加となりました。風力エネルギーセクターの大幅な拡大は、アジア太平洋地域における複合加工材料の市場シェアを押し上げると予測されています。

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複合プロセス材料市場のトップ競合他社

1. Toray Industries Inc.
2. Teijin Limited
3. Mitsubishi Chemical Holdings Corporation
4. Hexcel Corporation
5. SGL Group
6. Nippon Electric Glass Co., Ltd.
7. Koninklijke Ten Cate BV.
8. Huntsman International LLC.
9. Solvay, Hexion
10. E. I. Du Pont Nemours and Co.
11. Weyerhaeuser Company
12. Chongqing Polycomp International Corporation
13. Jushi Group Co. Ltd.
14. Taishan Fiberglass Inc. (CTG)

最近の動向

• 2024年2月 - Toray Advanced Composites（オランダ、ナイフェルダール）は、熱可塑性複合材料「Toray Cetex」シリーズを対象としたライフサイクルアセスメント（LCA）プログラムの導入を発表しました。この戦略的決定は、環境責任へのコミットメントを明確に示すものであり、産業プロセスにおける環境への影響を測定し、低減することを目指しています。
• 2023年8月 - 革新的な材料技術を専門とするカナダ企業であるALUULA Compositesは、ブリティッシュコロンビア大学（UBC）との提携を発表しました。この提携により、ALUULAの最先端UHMWPE（超高分子量ポリエチレン）ベースの複合材料のリサイクルソリューションを開拓します。