ナノセルロース市場 サイズと展望 2025-2033

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ナノセルロース市場の成長要因

ナノセルロースの適切な特性

ナノセルロースは優れた熱特性、機械特性、構造特性を有します。紙加工、複合材料、石油・ガス、塗料、コーティングなど、様々な用途に使用されています。再生可能な素材であることから、近年、材料科学やバイオメディカル分野からの需要が増加しています。ナノ結晶セルロースは、その機械的特性から様々な用途に適しています。ナノセルロースフィルムは、高いひずみ（12%）、剛性（約20GPa）、強度（200MPa以上）を備えています。塗料、コーティング、石油・ガス分野では、ナノセルロースの需要が急増しています。

ナノセルロースを塗料やコーティング剤に添加剤として使用すると、耐傷性と塗料の耐久性が向上するだけでなく、VOC排出量も削減できます。発展途上国における住宅建設の急速な拡大は、塗料やコーティング剤の需要増加につながると予想され、ナノセルロースの需要が高まると考えられます。そのため、ナノセルロースの需要は、業界の力強い成長により、今後数年間で急速に増加すると予想されています。

様々なエンドユーザー産業における需要の増加

包装業界では、ナノセルロースは主に食品やアルコール飲料の包装に使用されています。ナノセルロースは、リサイクル性、強度、環境への配慮、多用途性など、包装材として優れた選択肢となる重要な特性を備えています。これらの特性が、バクテリアセルロースやナノフィブリル化セルロースなどの需要を促進しています。食品輸出の着実な増加と食品加工産業の拡大により、アジア太平洋地域では柔軟な生分解性包装の需要が着実に増加しています。

さらに、COVID-19パンデミックによるロックダウンによってもたらされた現代的な食習慣への移行、そして職場や生活習慣の変化も、包装食品の需要を高めています。ナノセルロース製品は、酸素が包装食品に侵入するのを防ぐことで、食品の腐敗を防ぎます。消費者の包装食品への嗜好の高まりにより、食品・飲料包装業界におけるナノセルロースの需要が増加しています。

市場の制約

消費者の認知度の低さ

ナノセルロースは、その優れた補強性、豊富さ、低密度、そして生分解性といった特性から、再生可能かつ持続可能な原材料として最も広く利用されていると考えられます。しかしながら、その用途に関する知識不足のため、エンドユーザーの間ではナノセルロースは普及していません。ナノセルロースを日常的に使用する業界は、その用途をより深く理解する必要があります。幅広い用途が期待できるにもかかわらず、市場のニッチな性質上、まだ多くの用途を開拓する必要があります。複合材、塗料・コーティング、ヘルスケアなどのエンドユーザー業界も、炭素繊維に関する知識が豊富です。ナノセルロース市場は、まだ初期段階にあり未開発であるため、予測期間前、中、そして後に現れる可能性のある展望はまだ検討されていません。

市場機会

増加する研究開発投資とイノベーション活動

現在、様々な研究グループ、大学、企業が行っている研究開発活動の重要な要素は、商業的要件を満たすためのナノセルロースの新規用途の探索と特性の革新です。ナノセルロースの創出、改質、そしてその応用に関する数多くの研究が行われています。医療用途、ピカリング乳化剤、木材接着剤、ろ過用途、製紙、石油・ガス掘削、セメント固化、エネルギー貯蔵システム、バイオセンサーなどの用途におけるナノセルロースのナノ複合材料としての利用は、特に注目されている分野です。木材パルプは、ホモジナイザー、グラインダー、マイクロフルイダイザーを用いて処理され、ナノセルロースが製造されます。ナノセルロースは、その生物学的生産源、高い多孔性、剛性、導電性、生分解性、低毒性、軽量という特性から、多くのエンドユーザー産業で人気が高まっています。

ナノセルロースの研究開発は、技術開発の追求により拡大しています。食品・飲料やパーソナルケア分野を含む多くの産業が成長を続け、健康志向の人々の高まる需要に応えるべく、画期的なイノベーションを起こしています。そのため、低炭素フットプリントのバイオベース素材の使用は、予防可能な選択肢となります。軍事分野におけるナノセルロースの利用は、現在、研究が拡大しています。軍は、自らの活動が環境に及ぼす影響を非常に強く認識しています。特に、旧式システムの廃止と廃棄、そして可能な限りのリサイクルと再利用は、特に重要な課題の一つです。ナノセルロース素材は、広く入手可能であること、高い強度、そして持続可能な生産源であることから、この分野において有望な素材として浮上しています。

製品タイプ別インサイト

ナノフィブリル化セルロース（NFC）セグメントは市場シェアが最も高く、予測期間中は17.21%のCAGRで成長すると予想されています。ナノフィブリルは、基本フィブリルの束で構成され、それらはより不規則な領域によって分離されています。セルロースナノクリスタルとは対照的に、ナノフィブリルは絡み合ったネットワークを構築することができます。結晶領域と非晶質領域が交互に存在し、横方向の寸法は10nmから100nm、通常はマイクロメートル単位です。NFCを製造するには、まずセルロース繊維を化学的に除去する必要があります。高圧均質化という機械的な作用によって、フィブリル間の水素結合を切断し、NFCを結晶領域と非晶質領域に放出する必要があります。しかし、NFCは親水性であり、水素結合によって強固なネットワークを形成する傾向があるため、ほとんどの非極性ポリマーマトリックスに均一に分散させることができません。 NFCベースのナノ複合材料を製造する方法としては、溶媒キャスト法、溶融混合法、in-situ重合法、電界紡糸法などが挙げられます。NFCは、高強度、高収率、高剛性、軽量、生分解性といった特長を持つため、需要が大幅に増加しています。

バクテリアセルロース（BC）は、微生物セルロースとも呼ばれ、特定のバクテリアによって生成される直鎖状で分岐のない細胞外多糖類です。1,4-グリコシド結合で連結されたD-グルコピラノース単位のみで構成されています。植物セルロースに類似しており、凝集して幅約1.5nmのサブフィブリルを形成します。その後、バクテリアセルロースのサブフィブリルは束状に結晶化し、さらにリボン状に変化します。バクテリアセルロースは、引張強度、高い吸水性、高い多孔性、比較的高い液体およびガス透過性、超微細ネットワークなど、様々な特性を備えています。バクテリアセルロースは、引張強度、高い吸水性、高い多孔性、比較的高い液体およびガス透過性、超微細ネットワークなど、様々な特性を備えています。バクテリアセルロースは、バイオメディカル、食品・飲料、医薬品、化粧品業界で幅広い用途に使用されています。

エンドユーザーインサイト

複合材料分野は市場への最大の貢献者であり、予測期間中に23.67%のCAGRで成長すると予想されています。ナノセルロースの用途の大部分は複合材料です。ポリマーにおける優れた補強特性により、ナノセルロースは近年、複合材料用途の需要が増加しています。ポリマーナノ複合材料は、ナノセルロースを構成材料の一つとして用いています。セルロースベースのナノ複合材料は微細な植物繊維から作られ、優れた機械的特性を有するため、再生可能です。ナノセルロース複合材料は、生分解性と無毒性という特性から、プラスチックの代替として広く利用されています。

これらの材料は、純粋なポリマーや従来の複合材料と比較して、分散相のサイズが小さく、ポリマーマトリックスへの分散性も優れているため、著しく優れた特性を示します。また、カーボンナノファイバー（CNF）は、鋼鉄の5倍の強度を持ちながら、重量はわずか5分の1です。そのため、CNFをプラスチックやゴムと組み合わせることで、軽量で耐久性の高い自動車部品を製造することができます。世界中でポリマー需要が高まっており、特にベトナム、インド、日本などの発展途上国では、複合材料におけるナノセルロースの使用が今後数年間でナノセルロースの需要を大幅に増加させると予想されています。

ナノセルロースは、抗菌フィルムや吸水パッドなど、さまざまな医療製品に使用されています。これらの用途の例としては、がんなどの複数の疾患の治療、骨や軟骨の再生などが挙げられます。さらに、ナノセルロースは生体適合性と生分解性を備えており、特にバイオメディカル用途に適しています。また、高い静置粘度、せん断減粘性、高いゲル強度、懸濁強度、高い保水性、フィルム形成能といった特性も備えています。そのため、ウェットティッシュ、顔・髪用化粧品、ボディ用化粧品などの化粧品処方に最適です。以上の要因を考慮すると、医薬品および化粧品用途におけるナノセルロースの需要は今後増加すると予想されます。

地域分析

北米は最も大きな貢献を果たしており、予測期間中に年平均成長率（CAGR）21.63%で成長すると予想されています。北米には、International Paper、Georgia-Pacific、Westrockなど、大手製紙会社が数多く存在します。米国のナノセルロース市場の需要を押し上げる主な要因は、製紙業界の拡大と、それに伴う製紙業界に関する厳格な法律です。米国のパルプ・紙業界では、年間7,000万トン以上の紙と板紙が生産されています。さらに、International Paper、Georgia-Pacific Corporation、WestRockといった大手パルプ・紙メーカーの存在により、競争環境が整備されています。日用消費財の消費頻度が高まるにつれ、米国における包装用紙の需要は増加すると予想されます。同国の製紙産業の成長が、ナノセルロース市場の拡大を後押しすると期待されています。

ヨーロッパ：19.70%の成長率を誇る最も急成長の地域

ヨーロッパは、予測期間中に19.70%のCAGRで成長すると予想されています。フランスでは、包装セクターがプラスチック製品の主要な消費地であり、食品・飲料の包装が需要の大部分を占めています。食品製造セクターはフランスの製造業全体の20%を占めています。さらに、食品業界は他の産業セクターと比較して、包装デザインの革新率が43%高くなっています。これが食品包装の需要増加を後押しし、全国的に包装資材の価格上昇につながっています。国立統計経済研究所（INSEE）によると、フランスにおける包装製品の製造額は1,830万ユーロに達し、これはリサイクル品を含む家庭ごみ約500万トンに相当します。食品業界の専門家と消費者は共に、包装が環境に与える影響についてより深く認識するようになっています。さらに、新たな規制により、食品・包装業界は代替品の検討を迫られています。これらの要因により、環境に優しい製品の需要が急増し、全国的にナノセルロースの使用が増加すると予想されます。さらに、フランスの石油製品需要の大部分は、米国および中東諸国からの輸入によって満たされています。石油・ガス輸送のほとんどは貯蔵タンクを経由するため、調査対象市場にとって時折ビジネスチャンスとなる可能性があります。

アジア太平洋地域は、予測期間中に大幅な成長が見込まれています。日本は世界第3位の製紙国です。しかし、ここ数年、日本の製紙業界は横ばいまたは若干の減少傾向にあります。この地域は使用済み紙のリサイクル能力に優れています。2020年には、日本は廃紙の約85%を回収しました。しかし、この分野への新たな投資は行われておらず、予測期間中は緩やかな成長が見込まれています。建設業界と自動車業界からの需要が増加する見込みであることから、日本の塗料・コーティング市場は予測期間中に成長すると予想されます。自動車生産台数の増加傾向は、大きな影響を与えると考えられます。

さらに、電気・電子分野の生産増加により、塗料・コーティングの需要も増加すると予想されます。電子情報技術産業協会（JEITA）のレポートによると、日本では電気・電子分野の生産が増加すると見込まれています。民生用電子機器、産業用電子機器、およびデバイスの生産増加は、産業成長を促進し、ナノセルロース市場を支えると予想されています。

ブラジル石油公社（ペトロブラス）によると、ブラジルの石油・ガス部門は今後数年間でリオデジャネイロに2,580億米ドルを投資すると予想されています。ブラジルの生産量は、今後5年間で約200万バレル、今後10年間で600万～700万バレル以上増加すると予想されています。ブラジルが新たな油田や鉱区におけるさらなる探査・開発を可能にする能力は、2035年までの同国の石油生産見通しに大きな影響を与えるでしょう。ペトロブラス以外にも、企業がこれらの投資実現において重要な役割を果たすでしょう。しかしながら、様々な疾患の蔓延率の高さと継続的な研究開発活動により、ブラジルは現在、世界で7番目に大きなヘルスケア市場であり、民間ヘルスケアに年間420億米ドル以上が費やされています。

さらに、進行中の研究の増加により、ヘルスケア市場は拡大しています。ヘルスケア業界への民間投資額は年々増加しています。高齢化により慢性疾患の蔓延が進むと予測されており、製薬・研究セクターは需要に応えるべく成長軌道に乗っています。その結果、ブラジルは米国の大手製薬会社数社にとって製造施設の建設地となっています。ブラジル政府は、ヘルスケア分野における外国投資への開放範囲を拡大する連邦法第13.097号の施行も発表しました。これにより、製薬業界における外国直接投資（FDI）の条件が改善され、ナノセルロースの需要が増加すると期待されています。

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ナノセルロース市場のトップ競合他社

1. GranBio Technologies
2. Axcelon Biopolymers Corporation
3. Borregaard
4. CelluComp
5. CelluForce
6. Chuetsu Pulp & Paper Co. Ltd
7. Daicel Finechem Ltd
8. Fiberlean Technologies
9. Melodea Ltd
10. Nippon Paper Industries Co. Ltd
11. Norske Skog ASA
12. Oji Holdings Corporation
13. Sappi Ltd
14. University of Maine

最近の開発状況

• 2022年6月: UMaine の研究者が、リサイクル可能なナノセルロース食品容器を開発しました。
• 2022年7月: DTIとCelluComp は、テンサイパルプを原料とした繊維ベースの包装材の開発で協力しました。