「炭素繊維複合材料(CFRP/CFRTP)関連技術・用途市場の展望 2020」の全体サマリー

１．炭素繊維複合材料(CFRP/CFRTP)

炭素繊維に熱硬化性樹脂を含浸させて成形加工した炭素繊維複合材料(CFRP)の成型加工品とマトリクス樹脂に熱可塑性樹脂を使用した炭素繊維複合材料(CFRTP)の成形加工品を対象とします。

2019年のCFRP市場は1兆4,999億円(2018年比4.8%増)が見込まれます。航空機、風力発電ブレード、自動車用途を中心に採用されており、中でも風力発電ブレード用途で需要が増加しています。また、2025年前後からは自動車用途においても需要が増加するとみられ、今後の市場拡大が予想されます。

用途別では、風力発電ブレード用途は、欧州やアジアにおいて洋上風力発電プロジェクトが進行しており、洋上風力発電機で用いられる5MWから10MWクラスの大型ブレードの軽量化を図るためにCFRPの採用が有力視されているため、今後の伸びが期待されます。航空機用途は、計画生産体制が組まれているため安定的な需要があります。2025年前後には、生産数が多いAirbus「A320」などの機種において、CFRPの使用量を増加させた次世代機の生産が想定され伸びるとみられます。自動車用途は自動車メーカー各社がCFRP利用技術の研究開発を進めています。近年は、EVシフトの影響から電池ケース向けの研究開発が活発化しており今後の採用が期待されます。

2019年のCFRTP市場は546億円(2018年比5.2%増)が見込まれます。CFRPで課題となっている成形加工時間を大幅に短縮することが可能であり注目度が高まっています。

CFRTPは短/長繊維の加工品と連続繊維の加工品があります。短/長繊維の加工品は現状では、ATMなどの自動機器やギアなどの静電・摺動部品を中心に射出成形部品が採用されています。今後は車載カメラやレーダー、センサーにおける誤作動防止のための電磁波シールド用部品への採用が増加するとみられます。また、センサー搭載家電の増加に伴い家電分野においても電磁波シールド用部品への採用が期待されます。連続繊維の加工品は、現状では航空機用途での限定的な需要となっていますが、2025年から2030年にかけて自動車用途における骨格・構造部品での採用が本格的に進むとみられます。

２．端材利用CFRP/CFRTP

加工時に発生する端材を活用した成形加工品を対象とします。

現状は静電対策用ICトレーや自動車用途で採用されています。自動車用途ではCFRP採用拡大に向けてリサイクル技術の確立が必須条件とみられており、リサイクル繊維を利用した成形加工品の品質安定化に向けた技術開発が行われています。航空機用途ではAirbusが2025年にかけて、航空機の各種加工工程において発生した端材の95%をリサイクル市場へ流通させ、内5%を航空機部品で再利用する目標を掲げています。

◆注目個別市場サマリー

自動車用途は、自動車業界の近年の開発トレンドが自動運転関連技術に向いていることからCFRP/CFRTPの採用計画は先延ばしとなっています。採用が増加するのは、CFRP/CFRTPの特性を踏まえた設計技術や使いこなし技術が蓄積され利用技術が向上する2025年頃とみられます。自動車メーカーでは開発コスト削減のため車体プラットフォームを共通化させており、採用が開始されれば急激な需要増加が予想されます。また、電池パックの軽量化対策としてEV用電池パック向けでの開発が活発化しています。開発はCFRP/CFRTPの双方で進展しており、欧州や中国において今後の採用が期待されます。

風力発電ブレード用途は、洋上風力発電の増加やブレードの大型化に伴い、採用が増加しています。風力発電ブレードは大型部品であるため、軽量で高強度なCFRPの採用が一般的です。CFRTPは100kw未満の超小型ブレードの一部が射出成形品などで開発されていますが、市場規模は僅少となっています。今後、洋上風力発電の容量増加に向け、さらなる大型ブレードの開発および商用化が計画されており、CFRP使用量の増加が期待されます。

なお、風力発電市場は欧州や中国を中心に拡大しています。欧州は英国やデンマークを中心に洋上風力発電の比率が高いです。また、大手風力発電メーカーSiemensのCFRP採用開始や北米も含めた風力発電プロジェクトの進展とともに、ブレードの大型化かつCFRPの採用比率が高まり、市場は拡大するとみられます。

スポーツ・レジャー用途は、現状ではゴルフクラブ、ラケット、自転車、釣竿が中心です。CFRP/CFRTPを採用したゴルフクラブ、自転車、テニスやバドミントンのラケット、釣竿の歴史が長く、素材としては定着しています。ゴルフやテニスは競技人口が多いため、今後もゴルフクラブやラケット向けが市場をけん引するとみられます。その他では、マリンスポーツ(レジャーボートやカヌー、サーフボード、レーシング艇)、ランニング用シューズ、パラスポーツ用品(競技用義足や車いすの部品)などでCFRP/CFRTPを採用する製品が増加しており、今後使用量の伸びが期待されます。

建築・土木用途は、コンクリートや鉄筋などの骨格構造の強度を増強する補修・補強材として採用されることが多いです。価格が高いため骨格構造本体に採用される場合は少なく、新築建造物での採用は限定的となっており一部のデザイン性の高い建築物にみられる程度となっています。

市場は、日本では道路やトンネル、橋脚、マンホールの補修・補強における需要が増加しています。欧米では日本と同様に老朽化したインフラや、耐震補強に対する規制強化に伴って需要が増加しています。また、新築建造物で採用が増加しており博物館などの屋根材としての需要が増加しています。今後は老朽化インフラの補修・補強需要が増加する中国や新興国、デザイン性の高い新築建造物向け建築資材での需要が増加するとみられる欧米を中心に市場は拡大するとみられます。

CFRP/CFRTP成形加工装置

CFRPやCFRTPを成形加工する装置を対象とします。

2019年のCFRP用成形加工装置市場は、航空機における設備投資が落ち着いたことから縮小するとみられます。2020年以降は自動車の部品生産を目的に、RTM装置などの大型装置の導入が進むとみられます。また、航空機は2025年以降にリージョナル/ビジネスジェットの需要増加に伴い大型装置の導入増加が予想され市場の拡大が期待されます。

CFRTP用成型加工装置市場は、射出成形機が大半を占めておりプレス機やF/W装置が導入されています。2020年前後から自動車でラミネート成形加工に向けた装置の導入が本格化するとみられ市場の拡大が予想されます。

【参考】本記事で使用した「炭素繊維複合材料(CFRP/CFRTP)関連技術・用途市場の展望 2020」に掲載している調査対象市場

品目

• PAN系炭素繊維（レギュラートウ、ラージトウ）
• マトリクス樹脂／添加剤（PES）
• 中間基材（プリプレグ、ペレット/シート、ラミネート）
• CFRP
• CFRTP
• 接着剤
• 工程紙・フィルム
• リサイクル炭素繊維/端材利用CFRP/CFRTP
• 自動積層装置
• TFP（Tailored Fiber Placement）装置
• CFRP/CFRTP成形加工装置
• 3Dプリンタ/付加製造装置
• ウォータージェット
• ドリル・エンドミル
• 非破壊検査装置
• CFRTP加熱装置
• 異種材接合
• コア材
• ピッチ系炭素繊維
• ガラス繊維複合材料（連続繊維）
• セルロースナノファイバー
• バサルト繊維
• アラミド繊維
• 異種繊維複合材料

用途

• 自動車（車両骨格・構造部品／外板・外装部品他）
• 航空機
• 圧力容器（高圧水素タンク／CNGタンク）
• 風力発電ブレード
• 建築・土木
• スポーツ・レジャー
• 静電部品・摺動部品
• 船舶
• 油田掘削・搬送
• ドローン
• 鉄道
• 医療機器
• 治具
• 家電・OA製品
• eVTOL（エアタクシー等）

企業事例

• ユーザー（自動車メーカー）
• ユーザー（航空機メーカー）

◆本記事は「炭素繊維複合材料(CFRP/CFRTP)関連技術・用途市場の展望 2020」より一部取り上げ、主要なポイントを抜粋しました。調査レポートの目次や調査サマリーなど詳細はこちらでご確認いただけます。