短繊維熱可塑性複合材料市場 サイズと展望 2023-2031

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市場動向

世界の短繊維熱可塑性複合材料市場の推進要因：

リサイクルと加工の容易さ

多くの分野で複合材料の需要が高まるにつれ、廃棄物管理、収集、処理に関する規制も強化されています。リサイクル方法には、メカニカルリサイクル、サーマルリサイクル、ケミカルリサイクルの3種類があります。リサイクルされた炭素繊維の引張弾性率は、サーマルリサイクルとケミカルリサイクルのプロセスにおいて維持されます。繊維の直径が著しく減少しないケミカルリサイクルプロセスでは、通常90%以上の強度が保持されます。

炭素繊維は1kgあたり5米ドル未満でリサイクルできるため、炭素繊維複合材料の経済的採算性が大幅に向上します。同様に、複合材料廃棄物の供給量も多く、炭素繊維の10～30%が製造廃棄物として最終的に排出されます。このような要因と、繊維強化複合材料の需要を満たすためにリサイクル繊維を生産するための様々なプロセスを採用することに関する考慮事項が、市場を牽引してきました。

軽量素材の需要増加

輸送、航空、電気・電子、海洋など、多くの業界で軽量素材が使用されています。燃料汚染への意識の高まりから、自動車を軽量化する製品への切り替えを進める輸送事業者が増えています。その結果、短繊維熱可塑性プラスチックの需要が増加すると予想されます。米国のCAFE基準の厳格化やEUの自動車CO2排出量規制により、短繊維熱可塑性プラスチックはまもなく普及すると予想されています。

また、消費財などの他の分野でも、効率性の向上や経費削減のために短繊維熱可塑性プラスチックの需要が増加すると予測されています。高い強度対重量比、優れた耐腐食性、そして優れた設計自由度は、いずれも軽量材料の特徴です。軽量部品の需要増加と航空機モジュール製造の急増は、先進複合材料市場の拡大と短繊維熱可塑性プラスチック市場の牽引役となることが期待されています。

世界の短繊維熱可塑性プラスチック複合材料市場の抑制要因：

短繊維熱可塑性プラスチック（SFT）に対するLFTの様々な利点

短繊維強化熱可塑性プラスチック（SFT）複合材料と比較して、LFTは優れた機械的特性を備えており、加工性も優れているため、特に自動車分野において先進的な軽量エンジニアリング材料として使用されています。さらに、長繊維強化熱可塑性プラスチックはコスト効率に優れています。 SSR Composites社によると、短繊維強化熱可塑性プラスチックの製造コストは、原材料価格の高さ、熟練労働者の必要性、製造工程、そして炭素繊維製品の製造に必要なその他の材料のために、長繊維強化熱可塑性プラスチックに比べて非常に高くなります。上記の高製造コストに関連する要因と、短繊維強化熱可塑性プラスチックが短繊維強化熱可塑性プラスチックよりも優れている様々な利点は、市場の成長を抑制する可能性があります。

世界の短繊維熱可塑性プラスチック複合材料市場の機会：

航空宇宙および防衛分野における用途拡大

ほぼすべての基本ポリマーは、ガラス繊維または炭素繊維の短繊維で強化することで、優れた剛性、耐摩耗性、高い強度対重量比など、優れた機械的特性を持つ材料を提供できます。ガラス繊維または炭素繊維で作られた高強度、軽量、かつ耐腐食性の複合材料は、金属の代替品として適しています。炭素繊維はガラス繊維の4～5倍の剛性を持ち、優れた機械的特性を備えています。これが、軽量化が求められる金属代替用途において、炭素強化ポリマーがしばしば使用される理由の一つです。

さらに、ロシア・ウクライナ戦争の影響で、世界は防衛費の増加を目の当たりにするでしょう。例えば、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、昨年の伸び率を上回る規模に増額しました。また、中国航空産業発展研究センターの報告書によると、2025年までに中国の航空機総数は5,343機に達すると予想されています。そのため、多くの政府による航空宇宙産業および防衛部門への支出増加は、近年、短繊維熱可塑性複合材料の成長機会をもたらしています。

セグメント分析

世界の短繊維熱可塑性複合材料市場は、繊維の種類、樹脂の種類、および用途によってセグメント化されています。

繊維の種類に基づいて、世界の短繊維熱可塑性複合材料市場は、ガラス繊維、炭素繊維、およびその他の繊維の種類に分類されます。

ガラス繊維セグメントは最大の市場シェアを占めており、予測期間中に年平均成長率（CAGR）3.94%を示すことが予想されています。ガラス繊維複合材料（GFC）は、Eガラス繊維とポリエステル素材を組み合わせたものです。引張強度は44～2358 MPa、圧縮強度は140～350 MPaの範囲で、重量は鋼鉄のわずか4分の1です。この織物は、エポキシ樹脂、樹脂、熱可塑性樹脂などの熱硬化性ポリマーで硬化させることができます。ガラス短繊維の長さは通常約5 mm（3/16インチ）です。重量に対するガラス繊維の含有量は最大60%です。ガラス繊維複合材は、自動車、航空宇宙、建設、海洋など、様々な産業で使用されています。

炭素繊維は、熱可塑性複合材の製造において、特に高い複合強度が求められる用途で、最も広く使用されている材料です。炭素繊維は直径5～10マイクロメートルの細い繊維で、強化複合材に使用されます。短炭素繊維は通常、約6mm（1/4インチ）の長さです。炭素繊維、またはグラファイト繊維は、ポリアクリロニトリル（PAN）、レーヨン、石油ピッチの3つの化学原料から作られています。生産される炭素繊維の85%以上はポリアクリロニトリルから作られています。ただし、組成はメーカーの配合に応じて各社によって異なります。

樹脂の種類に基づいて、世界の短繊維熱可塑性複合材料市場は、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、およびその他の樹脂の種類に分類されます。

ポリアミドセグメントは市場への最大の貢献者であり、予測期間中に4.86%のCAGRを示すと予測されています。ポリアミド複合材料は軽量で、高い強度、弾性率、耐疲労性、耐摩耗性、耐腐食性、ギア、電気伝導性、熱伝導性、化学的不活性性、および熱安定性を備えています。炭素繊維は、熱可塑性ポリマー、特にポリアミドマトリックスの効果的なナノフィラーとして使用されてきました。酸化または改質炭素繊維、およびナノ粒子改質炭素繊維をポリアミドマトリックスに組み込むことで、その物理的特性がさらに向上します。この複合材料は、剛性、強度、耐久性に優れています。その機械的特性は、他の材料の代替品として、あるいは金属の軽量代替品として、様々なニッチ市場における様々な用途に活用できます。

ポリプロピレン複合材料は、自動車、航空宇宙、電気・電子機器、プラスチック包装、消費財など、様々な用途で広く利用されています。ポリプロピレン（PP）複合材料は、優れた流動性、機械的特性、耐候性、耐薬品性を備えています。射出成形によるポリプロピレン複合材料は、複雑で精巧な形状を実現し、材料の無駄を最小限に抑えることができるため、様々な産業で使用されています。そのため、射出成形プラスチックは自動車部品、内装ラッピング、そして数多くの組立部品の製造に使用されており、その普及を促進し、ポリプロピレン市場の成長を牽引しています。

用途別に見ると、世界の短繊維熱可塑性複合材料市場は、航空宇宙・防衛、電気・電子、輸送、消費財、その他に分類されています。

輸送分野は最大の市場シェアを占め、予測期間中に4.78%のCAGR（年平均成長率）を示すと予想されています。短繊維熱可塑性複合材料は、構造強度を損なうことなく車両総重量を軽減できるため、輸送用途で使用されています。さらに、剛性などの物理的特性も向上しています。こうした特性から、短繊維熱可塑性複合材料の需要は高まっています。さらに、規制の変更や軽量車両への需要の高まりも、このような軽量材料の需要増加の重要な要因となっています。環境条件の変化により、主要市場における政府規制やOEMにはいくつかの改革が見られます。

短繊維熱可塑性複合材は、電気コネクタ、アクセサリ、電子機器の製造など、様々な電気・電子用途に使用されています。上記の部品は、部品全体の軽量化に役立ちます。さらに、強度、耐久性、耐衝撃性の向上といった利点もあります。スマートフォン、ノートパソコン、スマートウォッチやタブレットなどのポータブルデバイスの生産増加に伴い、短繊維熱可塑性複合材の需要と生産量が増加しています。

地域別分析

地域別では、世界の短繊維熱可塑性複合材料市場は、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、南米、中東・アフリカの4地域に分かれています。

ヨーロッパが世界市場を席巻

ヨーロッパは、世界の短繊維熱可塑性複合材料市場において最も重要なシェアを占めており、予測期間中は年平均成長率（CAGR）4.47%で成長すると予想されています。ヨーロッパ地域は、ドイツ、フランス、英国、イタリア、その他のヨーロッパ諸国で構成されています。これらの国々の中で、ドイツは市場収益シェアに最も大きく貢献しています。ヨーロッパでは、ドイツが最大のヘルスケア市場を有しています。ドイツ政府は、デジタルヘルスおよび遠隔医療技術の成長を促進すると期待される法律を策定しています。ドイツ国際貿易局によると、ドイツの医療機器セクターは世界で最も収益性の高いセクターの一つであり、年間約358億米ドル、つまり欧州市場全体の25.6%を占めています。欧州最大の建設市場はドイツにあります。

さらに、ドイツの建設業界の緩やかな成長は、主に新規住宅建設プロジェクト数の増加によるものです。連邦統計局によると、2021年の建設業界の売上高は前年比1.0%増加しました。したがって、上記のエンドユーザー産業に関する傾向は、予測期間中のドイツにおける短繊維熱可塑性複合材料の全体的な消費に影響を与える可能性があります。

北米は、予測期間中に年平均成長率（CAGR）3.82%を示すと予測されています。北米地域はさらに米国、カナダ、メキシコに細分化されており、米国が地域市場を支配しています。米国は中国に次ぐ世界第2位の電気自動車市場です。国際エネルギー機関（IEA）によると、2021年11月の米国における電気自動車の販売台数は22万9千台、2021年12月には28万8千台に達しました。米国のエレクトロニクス市場は、市場規模で世界最大であり、調査対象市場における主要な潜在成長分野の一つとなっています。さらに、エレクトロニクス業界におけるイノベーション、技術開発、そして研究開発活動の加速により、より新しく、より迅速な電子機器への需要が高まっています。ハイエンド製品の生産に重点が置かれているため、米国では製造施設や開発センターの数が大幅に増加しています。こうした要因はすべて、短繊維熱可塑性複合材料市場の成長にプラスの影響を与えています。

中国は、アジア太平洋地域における市場成長に最も大きく貢献しています。 OICAによると、中国は世界最大の自動車生産拠点を有しており、2021年の自動車総生産台数は2,608万台に達し、前年の2,523万台から3%増加しました。2021年11月には、プラグイン電気自動車（EV）の販売台数が2020年の同時期と比較して106%増加しました。中国のEV販売台数は2021年11月に41万3,094台に達し、市場シェアは19%に増加しました。そのうち、EVは15%、プラグインハイブリッド車は4%でした。ブラジルにおけるEVセクターの成長は、予測期間中に短繊維熱可塑性複合材の需要を刺激する可能性があります。

ブラジルは南米地域を代表する自動車生産国の一つです。乗用車と小型トラックの需要増加とEV人気の高まりが相まって、ブラジルの自動車産業にプラスの影響を与えると予想されています。したがって、予測期間中、市場を支える可能性が高いと考えられます。航空宇宙産業も短繊維熱可塑性複合材料のもう一つの需要源です。さらに、ブラジルは南米最大級の電子機器製造工場を有しています。2021年第3四半期には、ブラジルで複数の集合住宅建設プロジェクトが開始されており、同国の市場に大きなビジネスチャンスが生まれています。これらの要因により、今後数年間、自動車、航空宇宙、電子機器などの主要産業において、短繊維熱可塑性複合材料の需要が高まると予想されます。

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短繊維熱可塑性複合材料市場のトップ競合他社

1. Toray Industries Inc.
2. BASF SE
3. Arkema Group
4. Sumitomo Chemical Co. Ltd
5. AVANCO
6. LANXESS
7. Solvay
8. Avient Corporation
9. Victrex PLC
10. Sumitomo Bakelite Co.Ltd (SBHPP)

最近の開発状況

• 2022年4月 - ハニカムサンドイッチ製造で知られるEconCore社は、Flaxco社と提携し、革新的な繊維強化熱可塑性ハニカムサンドイッチパネルの開発・製造を開始しました。
• 2022年6月 - ランクセスは、ポリアミド樹脂をベースとした熱可塑性複合繊維「Tepex」コンポジット製品ラインに、持続可能で環境に優しい新製品を追加しました。これにより、ランクセスの熱可塑性複合材料市場における短繊維製品ポートフォリオが拡大します。