世界の複合プロセス材料市場

市場概況

世界の複合プロセス材料市場規模は、2023 年に 9 億 3,605 万米ドルと評価されています。 2032 年までに 16 億 2,217 万米ドルに達すると推定されており、予測期間 (2024 ～ 2032 年) 中に6.3% の CAGRで成長します。近年、航空機の総重量を軽減し、燃料効率を向上させるため、航空宇宙および防衛産業から軽量で高性能な材料の需要が高まっています。航空旅客数の増加と防衛費の急増により、この需要はさらに増大し、それによって世界的な複合プロセス材料の需要が高まっています。さらに、これらの材料に関する研究開発プロジェクトの成長は、複合プロセス材料市場拡大の機会を生み出すと推定されています。

ハイライト

• 北米は世界市場の筆頭株主である

複合プロセス材料は、複合材料の製造プロセスに使用される材料です。複合材料として知られる人工材料は、それぞれが独自の化学的または物理的特性を持つ 2 つ以上の構成材料を組み合わせることによって製造されます。得られた材料は、元のコンポーネントとは異なる独自の機能を備えています。

プロセスコンポーネントの組成は、製造される複合材料に応じて大幅に異なります。これらの例は、複合材料の製造に頻繁に使用される複合プロセス材料の限られた選択を表しています。材料と手順の選択は、最終複合材の望ましい特性、選択した製造技術、コストの考慮事項、環境要因などのさまざまな側面に依存します。

市場動向

世界の複合プロセス材料市場の推進力:

成長する航空宇宙および防衛産業

航空宇宙産業では軽量で高性能な材料が求められているため、複合プロセス材料の使用が求められています。ボーイング社の調査に基づくと、世界の航空宇宙および防衛市場は 2027 年までに 8 兆 7,000 億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% 増加すると予測されています。複合プロセス材料の需要は、航空機や防衛用途での構造的完全性の向上、重量の軽減、燃料効率の向上が可能であるため、成長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ため、国防費も増加する可能性が高い。中国は2021年の国防予算を6.8％増額して1兆3500億元（2090億米ドル）とし、前年の伸び率を上回った。中国航空産業発展研究センターの統計によると、中国は2025年までに合計5,343機の航空機を保有すると予想されています。その結果、近年の世界市場の拡大は、多くの政府による防衛支出の増加によって推進されています。セクタ。これらの材料は、金属などの従来の代替品に比べて独特の特性と利点があるため、防衛分野で広範囲に応用されています。

世界の複合プロセス材料市場の制約：

原材料費の変動

複合材の製造に使用される原材料のコストは、市場の需要、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り変動する可能性があります。高性能複合材料用途で広く利用されている炭素繊維は、他の強化繊維に比べてかなり高価です。炭素繊維やその他の必須原材料のコストの変動は、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、軽量化などの特定の品質を達成するために、高性能樹脂や改良された強化繊維などの特殊なコンポーネントに依存することがよくあります。これらの特殊な材料は、供給業者の数や生産能力が限られている場合があり、その結果、価格が上昇し、サプライチェーンに制限が生じる可能性があります。これらの特殊な材料の供給が中断または不足すると、複合材料メーカーの材料費の高騰につなが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妨げると予測されます。

世界の複合プロセス材料市場の機会:

研究開発の増加

近年、革新的かつ効果的な複合材料や複合プロセス材料のリサイクル方法の開発に焦点を当てた研究が増加しています。たとえば、2023 年 7 月、シドニー大学の研究者は、自動車、航空宇宙、再生可能産業における将来の重要な廃棄物問題に取り組むための新しい技術を考案しました。彼らは、炭素繊維とガラス繊維の複合材料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。 「複合材料パート B: エンジニアリング」で公開されている彼らの方法論は、以前の方法論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が、個々の化学物質を 1 ～ 2 倍上回る新しい複合材料を作成しました。この複合材料は複数の容易に入手可能な元素で構成されており、白金などの希少価値の高い金属を必要とせずに水素を効果的に生成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を拡大する機会を生み出すと予想されます。

分析

世界の複合プロセス材料市場は、樹脂、繊維、エンドユーザーごとに分割されています。

世界市場は樹脂に基づいて、熱可塑性複合材料と熱硬化性複合材料に分かれています。

熱可塑性複合材料は、繊維またはフィラーが強化する熱可塑性ポリマーマトリックスで構成されています。熱硬化性複合材料は硬化中に永続的な化学反応を起こし、一度硬化すると再形状化することはできません。対照的に、熱可塑性複合材料は、ポリマーマトリックスの特性が逆転する可能性があるため、数回加熱して再成形することができます。熱可塑性複合材料は高温で硬化する必要がないため、熱硬化性複合材料よりも加工時間が短い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、環境条件に対して優れた耐性を示します。

繊維に基づいて、世界市場は炭素繊維、ガラス繊維、天然繊維などに二分されます。

ガラス繊維はガラスで作られた細い繊維であり、建築、自動車、航空宇宙、エレクトロニクスなどの多くの分野で利用されています。繊維化は、溶融ガラスを小さな開口部から押し出して繊維を作成する技術です。得られる繊維は、意図する用途に応じて、直径、長さ、および組成が変化する可能性があります。ガラス繊維には、優れた強度重量比、耐腐食性、電気絶縁性、耐熱性など、数多くの利点があります。さらに、複合材料の強化や機械的特性の向上にもよく使用されます。これらは一般に、ボートの船体、車体パネル、航空機の部品の構造など、多くの目的でグラスファイバー複合材料に組み込まれています。

世界市場はエンドユーザーに基づいて、航空宇宙および防衛、風力エネルギー、海洋、自動車、建設などに分類されます。

複合材料は、風力タービンのさまざまな部分に適した独特の特性を備えているため、風力エネルギー産業において非常に重要です。風力タービンの最も重要な部品の 1 つはブレードです。風力タービンのブレードは、エポキシ樹脂や炭素繊維強化ポリマーで強化されたガラス繊維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、優れた強度重量比、耐腐食性、および設計の柔軟性を提供し、より長くより効率的なブレードの作成を可能にします。

さらに、風力エネルギーは、新しい風力発電設備の設置により、近年大幅な成長を遂げています。 Global Wind Energy Council によると、風力発電の総設置容量は 2022 年に 9% 増加し、77.6 GW の新しい風力発電容量が世界の送電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となった。これにより、この部門の成長が促進されることが期待されます。

地域分析

世界市場は地域に基づいて、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、ラテンアメリカ、中東、アフリカに分かれています。

北米が世界市場を支配

北米は世界の複合プロセス材料市場の最大の株主であり、予測期間中に大幅に拡大すると予想されています。北米では、航空宇宙産業が複合プロセス材料の需要を促進しています。さらに、多くの組織や研究機関が研究開発活動への投資を増やしています。たとえば、NASAは2023年3月に、航空機構造用の製造プロセスと革新的な複合材料を開発するために14の組織に5,000万ドルの補助金を割り当てました。この賞は、経費を削減し、米国内で製造される複合構造の生産率を高めることを目的とした 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機体を利用すると、燃料の節約と汚染の削減につながり、民間航空の持続可能性が高まります。これにより、複合プロセス材料の北米市場が強化されることが期待されます。

さらに、この地域ではイノベーションと技術のブレークスルーが重視されており、市場の拡大が加速しています。たとえば、2022 年 2 月、MIT のチームは、主にセルロース ナノクリスタルと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。有機結晶は材料の約 60 ～ 90 パーセントを占めており、これまでの複合材料における CNC の最大の割合を占めています。研究者らは、セルロースベースの複合材が特定の種類の骨に比べて強度と靱性が優れており、通常のアルミニウム合金の硬度を上回ってい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内層に見られる真珠層によく似たレンガとモルタルの微細構造を示します。したがって、これらの進歩は地元市場の拡大を促進すると期待されています。

風力エネルギー分野はアジア太平洋地域が圧倒的に支配しており、中国がリードしている。国際エネルギー機関 (IEA) によると、2022 年の風力発電出力増加分の約 40% を中国が占めています。この地域の大規模な風力タービン施設は、複合プロセス材料に対する多大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ギガワットに達した。風力発電に接続される風力発電は、90ギガワット強だった2014年に比べて3倍以上に増加した。

中国は、他の成長源と比較して、風力発電による発電容量が前年比で最も大きく増加しました。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。これは指定された期間内で最高値を示し、前年と比較してほぼ 30% 増加しました。風力エネルギー部門の大幅な拡大により、アジア太平洋地域における複合プロセス材料の市場シェアが拡大すると予測されています。

最近の動向

• 2024 年 2 月 -東レ アドバンスト コンポジット (オランダ、ナイフェルダル) は、熱可塑性複合材料の Toray Cetex ファミリに対するライフサイクル評価 (LCA) プログラムの導入を発表しました。同社の戦略的決定は、産業プロセスによる環境への影響を測定し、軽減することを目的とした環境責任への取り組みを強調しています。
• 2023 年 8 月 -革新的な材料技術を専門とするカナダ企業 ALUULA Composites は、UHMWPE に基づく ALUULA の最先端複合材料のリサイクル ソリューションを開拓するため、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。