繊維強化複合材料市場：繊維の種類（カーボン、ガラス）、樹脂の種類（熱硬化性複合材料、熱可塑性複合材料）、最終用途、地域別の情報 — 2030年までの予測

市場概況

世界の繊維強化複合材料市場規模は、2021 年に 926 億 2,100 万米ドルに達しました。 2030年までに1,551億5,800万米ドルに達すると予想されており、予測期間（2022年から2030年）中に5.9％のCAGRで成長します。

繊維強化複合材料 (FRC) は、繊維と樹脂の複雑な組み合わせで構成される人工材料です。 FRC は強化繊維、マトリックス、および界面領域で構成されます。強化繊維はマトリックスの強度を高め、複合材の品質を向上させながら重量を軽減します。強化繊維の大部分はガラス、カーボン、アラミドで構成されています。マトリックスは繊維強化材を結合し、複合コンポーネントに形状を与え、その表面品質を決定します。複合マトリックスは、ポリマー、セラミック、金属、またはカーボンで構成できます。強化繊維はマトリックスに強度を与える役割を果たし、マトリックスは繊維を外部の磨耗から保護します。

FRC の強化繊維には、天然繊維と合成繊維の 2 種類があります。コイア、ヤシ、麻、ヘチマは天然繊維ですが、カーボン、ガラス、アラミドは工業繊維です。合成繊維はより剛性があり、天然繊維は安価で生分解性があり、環境に優しいものです。 2種類の繊維を組み合わせてマトリックス材料と融合させ、ハイブリッド材料を作成する試みが行われています。自動車産業や航空宇宙産業の軽量製造コンポーネントでは、鉄鋼やアルミニウムに代わって FRC が使用されています。建設、スポーツ用品、エレクトロニクス産業でも利用されています。

世界の繊維強化複合材市場は現在、航空宇宙分野からの需要の高まり、軽量自動車部品の製造における複合材の採用、陸上および洋上でより多くのエネルギーを生成するための風力タービンブレードの大型化など、いくつかの要因によって牽引されています。風力発電所。ただし、炭素繊維とガラス繊維の複合材料は、スチールやウールなどの従来の材料よりも高価です。コストが高いのは、繊維の製造コストが高いことと、高度な機械を使用して複合材料を作成する費用がかかることが原因です。繊維強化複合材料は、その驚異的な強度と軽量性により、スポーツ用品、建設、航空機、自動車、風力エネルギー産業で利用されています。

市場動向

世界の繊維強化複合材料市場の推進力

• 自動車および航空宇宙産業からの需要の増加

自動車産業や航空宇宙産業では、燃料消費量を削減し、航続距離を延ばし、CO2 排出量を削減する軽量材料に対する要求が高まっています。排出ガス制御は、自動車の車体部品や航空構造部品用の高度な複合材料を開発する原動力となっています。したがって、自動車および航空宇宙分野では、繊維強化複合材料の需要が高まっています。さらに、航空宇宙産業と自動車産業は、電気自動車やエアタクシーの市場導入などの変革期を迎えています。この移動性の変化は、高い強度重量比、耐久性、耐候性を備えた新しい複合材料の作成に有利です。したがって、世界の繊維強化複合材料市場での需要が創出されています。

• 建設業界からの大規模な需要

繊維強化複合材料は、高い強度重量比と優れた耐久性により、建築および建設業界でより普及しています。繊維強化複合材料は耐久性があり、長年にわたって摩耗や歪みに耐性があります。メンテナンス不要のプレハブパネルとしてもご利用いただけます。これらのパネルは防水性があり、メンテナンスが簡単です。複合材料は、建物、橋、パイプラインの改修などの土木建築用途において、木材、金属、さらにはコンクリートの代替として使用できます。

複合材料には、これらの従来の材料に比べていくつかの利点があります。たとえば、木材は湿気の多い条件下では腐りますが、スチールは湿気にさらされると時間の経過とともに腐食します。しかし、複合材料は錆びたり腐ったりしません。さらに、繊維強化複合シートの耐用年数は約 75 年であり、メンテナンスはほとんど必要ありません。複合材料は繊維と樹脂で構成されており、これらのコンポーネントは両方とも、得られる複合材料を目的の用途に合わせて調整することができます。アプリケーションのシンプルさと併せて、この製品の差別化により、予測期間にわたる世界の繊維強化複合材料市場の成長が促進されます。

世界の繊維強化複合材料市場の抑制

• 原材料の高騰

複合材料は強化繊維と樹脂の両方が高価であるため、最終的な販売価格は高くなります。まず、炭素繊維やガラス繊維などの強化繊維の製造は複雑で、エネルギーを大量に消費します。マイクロファイバーを作るには炭素原子を再配置して配位させる必要があり、これには時間がかかります。これらの糸は、得られた繊維からカーボントウを作成するために利用されます。

その結果、炭素繊維やガラス繊維は、鋼鉄、アルミニウム、木材などの従来の材料よりも高価なままです。一方、熱可塑性樹脂のコストは原油価格に依存しており、原油価格の上昇により熱硬化性樹脂の価格が高騰し、価格が変動することが予想されます。したがって、原材料価格の高騰と変動により、予測期間中の世界の繊維強化複合材料市場の成長が制限されると予想されます。

世界の繊維強化複合材料市場の機会

• 成長する風力エネルギー市場

さまざまな政府が再生可能エネルギー、特に太陽光発電や風力発電の開発に注力しています。これは、新しい持続可能なエネルギー政策と規制の枠組みを通じて実現されます。よりクリーンでより安価なエネルギーを得るために、各国は石炭などの化石燃料から移行し、風力タービンやソーラーパネルにさらに集中しています。再生可能エネルギーへの移行により、石炭やその他の化石燃料の輸入が減少します。その結果、風力タービンブレードの市場は予測期間にわたって上昇すると予想されます。

その結果、近い将来、陸上および洋上風力発電施設の増加が予想されます。また、発電量を高めるためにタービンブレードの長さを長くしています。これにより、予測期間中、風力エネルギー市場における繊維強化複合材料の需要が増加すると予想されます。

分析

世界の繊維強化複合材料市場シェアは、繊維の種類、樹脂の種類、最終用途産業、および地域に分類されます。

• ファイバーの種類に基づいて

ガラス繊維は大きなシェアを獲得し、予測期間中に CAGR 5.8% で成長すると予想されます。グラスファイバーはファイバーグラスとしてよく知られており、主に直径が数マイクロメートルのシリカフィラメントで構成されています。ガラス繊維は機械的強度が高く、コストパフォーマンスが高いのが特徴です。 E ガラス、C ガラス、および S ガラスは、ガラス繊維の最も一般的な形態です。ガラス繊維は、航空宇宙、自動車、船舶、スポーツ用品およびレジャー用品、建設および土木工学などを含む多くの産業でポリマーを強化します。また、ガラス繊維複合材の主な市場原動力である自動車産業における構造複合材の製造にも使用されています。

優れた強度重量比により、車両の軽量化に役立ちます。ガラス繊維で強化された複合材料を車両の製造に使用すると、燃料効率が向上します。自動車業界が燃料効率の最大化に重点を置くにつれ、グラスファイバーの使用が増加しています。さらに、風力タービンブレードの世界的な需要により、予測期間中にガラス繊維の需要が増加すると予想されます。より大型の風力タービンブレードに対する需要は、予測期間中にガラス繊維セグメントに新たな見通しをもたらすと予測されています。

カーボンファイバーは、グラファイトファイバーと呼ばれることもあるポリマーです。非常に堅牢でありながら軽量な素材です。ポリアクリロニトリル (PAN) は炭素繊維を製造するための主な前駆体ですが、レーヨンや石油ピッチも利用されます。カーボンファイバーはスチールよりも優れた強度重量比を持っています。したがって、鋼よりも強くて軽いです。現在、自動車、航空宇宙および軍事、スポーツ用品、建設などのさまざまな最終用途産業で炭素繊維が使用されています。

鉄筋コンクリート構造物は炭素繊維強化複合材で補修・強化されます。炭素繊維強化複合材料は、自動車産業や航空宇宙産業で軽量構造コンポーネントを製造するために利用されています。炭素繊維複合材は、軽量であるため、地球環境問題の解決に重要な役割を果たし、時間の経過とともにシステム効率を向上させます。スチールに比べて軽くて丈夫です。製品のライフサイクル全体で CO2 排出量を大幅に削減します。この要素により、航空および自動車部品の製造における炭素繊維強化複合材料の使用が増加すると予想されます。

樹脂の種類に基づくセグメント化には、熱硬化性複合材料と熱可塑性複合材料が含まれます。

• 樹脂の種類による

熱硬化性複合材料は、予測期間中に 5.8% の CAGR で成長し、最大の市場シェアを獲得すると予想されます。熱硬化性樹脂は、加熱すると硬化する物質ですが、最初に形成された後は再加熱したり形状を変えたりすることはできません。対照的に、熱可塑性プラスチックは、化学変化を受けることなく、必要に応じて再加熱、再成形、冷却することができます。エポキシ、ポリエステル、ポリウレタン、フェノール樹脂が最も一般的な熱硬化性樹脂です。これらの熱硬化性樹脂はそれぞれに特徴があり、さまざまな用途に適しています。

熱硬化性樹脂は低圧で製造でき、さまざまな密度と粘度があり、カーボン繊維やガラス繊維などの強化繊維の含浸が可能です。熱硬化性ポリマーから製造されたコンポーネントは、高温の動作温度にさらされても大幅に弱くなることはありません。熱安定性、耐薬品性、構造的完全性が向上します。燃料効率を高めるために、自動車産業と航空宇宙産業は、構造部品の重量を軽減するという絶え間ないプレッシャーにさらされています。この要因により、予測期間を通じて熱硬化性複合材料の需要が増加すると予想されます。

熱可塑性複合材料は、最も急速に成長するセグメントになると予想されています。ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエーテル エーテル ケトン (PEEK)、およびポリアミドは、最も重要な熱可塑性プラスチックの 1 つです。熱可塑性複合材料の多くの用途には、自動車および航空部品、スポーツおよび電子部品が含まれます。熱可塑性プラスチックは一般に金属に取って代わり、航空機の重量を軽減し、飛行距離を延ばすことができます。

さらに、熱可塑性プラスチックは排出ガスと燃料消費量も削減します。自動車、商用車、鉄道などの世界の輸送産業は、熱可塑性繊維複合材料市場の主な推進力です。自動車産業における熱可塑性複合材料の使用は、自動車メーカーが車両の重量を軽減し、CO2 排出量を削減するのに役立ちます。この要素は、既存および将来の排出規制法への準拠を支援します。

最終用途産業に基づくセグメンテーションには、建築・建設、自動車、電気・電子、航空宇宙・防衛、スポーツ用品、風力エネルギーなどが含まれます。

• 最終用途産業に基づいて

航空宇宙および防衛部門は市場をリードし、2030 年までに 7.5% の CAGR で成長すると予想されています。繊維強化複合材料は、航空宇宙および防衛産業において堅牢で軽量な構造コンポーネントを生成します。航空宇宙産業は、航空機の重量を軽減し、飛行距離を延ばすために複合材料に大きく依存しています。複合材料は、ビジネス ジェット機や民間航空機の翼ブレードの製造に使用されます。軍事では、繊維強化ポリマー複合材料は防衛用の航空機やジェット機、海軍の艦船、潜水艦の構造を製造します。

ビニルエステルは、その驚異的な強度、耐食性、寿命により、大型船舶、特に軍用船舶の建造にますます使用されています。航空機産業における軽量コンポーネントの需要は、繊維強化複合材料の主な推進力です。軽量化は燃費の向上とCO2排出問題の削減に貢献します。エアタクシーと商用ドローンは、航空宇宙産業におけるさらなる重要なトレンドを表しています。予測期間中、道路渋滞と航空旅行の手頃な価格により、航空タクシーの市場シェアが拡大する可能性があります。

風力エネルギー部門は急速に成長しています。現在、すべての実用規模の風力タービンのブレードは繊維強化複合材料で作られています。カーボンファイバーとグラスファイバーは最も一般的に使用される補強材であり、エポキシ熱硬化性マトリックスが最も一般的な樹脂です。風力や太陽光などの再生可能エネルギー源のニーズが大幅に高まっています。これは、化石燃料からのエネルギー生産を削減することを目的とした政府の取り組みに関連している可能性があります。再生可能エネルギーへの移行は、エネルギー安全保障を改善し、エネルギー輸入の費用も削減します。その結果、洋上風力発電産業は近年拡大しており、予測期間中にも拡大すると予測されています。

地域分析

世界の強化複合材料市場の地域セグメントには、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、LAMEAが含まれます。

アジア太平洋地域が繊維強化複合材料市場を主導

アジア太平洋地域は、予測期間中に繊維強化複合材料市場で最高のシェアを獲得し、CAGR 7.8%で成長すると予想されます。中国や日本などの国々は、アジア太平洋地域の繊維強化複合材料市場に大きく貢献しています。中国は世界的に最も重要な自動車生産国である。工業化と可処分所得の増加が自動車販売の増加につながっています。しかし、自動車市場の急速な拡大により、自動車の排出ガスに対する注目が高まっています。したがって、トップエコノミストは、この分野は軽量化、燃料消費量の削減、新エネルギー車（NEV）の開発に焦点を当てるだろうと予測しています。これは、繊維強化複合材料市場に新たな成長の見通しをもたらすと予測されています。

ヨーロッパは、予測期間中のCAGR 4.5%で394億3,500万米ドルのシェアを保有すると予想されます。欧州は、産業と研究の協力と協力により、繊維強化複合材料にとって不可欠な地域です。繊維強化複合材料の研究開発は、新製品の創出と生産の自動化と最適化に必要です。したがって、ドイツなどの国々は、自動車、航空宇宙、エレクトロニクス産業などの技術分野や製造分野で絶大な強みを持っているため、この点で重要な役割を果たしています。洋上風力発電は風力エネルギー市場において有望な再生可能エネルギー源とみなされており、欧州諸国は2050年までの経済の脱炭素化に期待を寄せている。

最近の動向

• 2022 - Avient Corporation は、植物からの生物再生可能成分を配合した 9 種類の新しい reSoundä BIO 熱可塑性エラストマーのリリースを発表しました。
• 2022 - Avient Corporation は、医療および製薬用途向けの新しいバイオベース ポリマー ソリューションを発売しました。
• 2022 - Hexcel Corporation は、天然繊維強化材を含む生物由来の樹脂成分から作られた HexPLy,® を発売しました。
• 2022 - ヘクセル コーポレーションとアーチャー アビエーションは、高性能炭素繊維材料の供給に関する提案された関係を網羅する意向表明書を締結しました。