2021年版 セルロースナノファイバー市場の展望と戦略

官・学の主導で開発が進んできたCNFは、2020年3月末のNCVプロジェクト終了後は企業主体での市場開拓のフェーズに入った。CNFの市場開拓は、これまでは製紙メーカー、化学メーカーなどパルプからCNFを解繊する川上メーカー主体で進められて来たが、最近では樹脂、樹脂成形品、各種添加剤、化粧品、塗料・ワックスなど、川下製品メーカーによる具体的な用途開発が進められている。
本レポートではCNF及びCNFを仕様した川下製品の動向、また、今後CNF採用が期待される分野の用途開発動向など、最新の状況を分析・考察する。

発刊日
2021/04/30
体裁
A4 / 149頁
資料コード
C63100800
PDFサイズ
17.2MB
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調査資料詳細データ

調査概要
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調査目的:セルロースナノファイバーメーカーの現在の動向を把握するとともに、今後の事業計画や研究開発動向を明らかにすることを目的とする。
調査対象:セルロースナノファイバー(CNF)
調査方法:専門調査員による直接及びWeb 面談による取材をベースに、文献調査を併用した。
調査期間:2021年2月~2021年4月

調査結果サマリー
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セルロースナノファイバー世界市場に関する調査を実施(2021年)
2021年のCNF世界生産量は57~60t程度、出荷金額は53億7,500万円の見込
~市場規模は当初期待の10%程度、新たな活用方法の提案で用途開発のブレークスルーヘ~

資料ポイント
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  • 高機能・ニッチ展開が主力のCNFは早くもガラパゴス化の危機に、新たな活用方法の提案で用途開発のブレークスルーヘ
  • 現在のCNFの市場規模は当初期待の10%程度、競合材料との価格差を凌駕する「採用の必然性」の訴求力が問われる
  • これまで課題とされてきたCNFの特性をメリットと捉える発想の転換を!

リサーチ内容

調査結果のポイント

第1章:セルロースナノファイバー市場の展望

高機能・ニッチでの展開が主力のCNFは早くもガラパゴス化の危機に
ユーザーに驚きをもたらす提案で広い地平を目指せ!
CNFの市場規模は当初期待の10%程度
競合材料との価格差を凌駕する「採用の必然性」の訴求力が問われる
(図・表)CNFの世界市場規模予測
(表)CNFと競合材料との価格比較
新たな用途開発と提案力強化に向け、多様な解繊度合いの製品での展開も進む
CNFの新たな活用方法の提案で用途開発の手詰まり感を打破
これまで課題とされてきた吸水性、自己凝集性をメリットと捉えた開発も進む

第2章:セルロースナノファイバー市場の動向

1.セルロースナノファイバー製法別動向
  化学的解繊、機械的解繊ともに具体的な用途・ユーザーを対象とした
  サンプルワークが進展
  (図)解繊度別のCNFの概況
  1-1.化学的解繊
    化学変性によるシングルナノサイズへの解繊でユニークな特性を発現
    ボリュームは小さいながらも機能性添加剤として幅広い用途での採用進む
    (表)セルロースナノファイバー 製法別概況 化学的解繊
  1-2.機械的解繊
    単体での樹脂補強材、樹脂と複合化したMBともに採用実績が上がり始める
    解繊~樹脂複合化までワンパスで行う京都プロセスには京大発ベンチャーが参入
    (表)セルロースナノファイバー 製法別概況 機械的解繊
  1-3.CMF(セルロースマイクロファイバー、セルロースミクロフィブリル)の動向
    CNFではオーバースペックなニーズに対しCMFの提案も始まる
    価格競争力を武器とした数百μmサイズの未処理パルプ繊維も注目される
    (図)繊維サイズによる位置づけ
    (表)主要メーカー各社のCNF生産能力
2.セルロースナノファイバー主要用途別動向
  CFRP補強材、スクラブ剤などCNFの新しい使われ方が登場
  特異な構造やチキソ性などナノ解繊の強みを活かした用途開発進む
  (図・表)CNF生産キャパ推移
  2-1.樹脂複合化
    生産性の高い京都プロセスはスポーツシューズで実績拡大
    先行する星光PMCに加え、コンパウンドの技術力を武器にネイチャーギフトが参入
    (図)自動車4部材におけるCNF複合樹脂使用による軽量効果
    疎水変性や脱水処理により樹脂に混ぜやすくしたパウダーCNFのサンプルワーク進展
    エポキシに添加しCFRP補強材としての需要にも期待
    シングルナノサイズの化学解繊CNFを展開する王子HD、花王が
    透明樹脂との複合化によるガラス代替の実現を模索
    未処理パルプを使用したセルロース繊維が価格競争力を武器に攻勢
    CNFは耐衝撃性や発泡成形による軽量化対応など独自の機能をアピールし対抗
  2-2.機能性添加剤
    繊維サイズが小さく粘度やチキソ性などの機能を発揮する化学解繊CNFが主力
    化粧品、食品の他、工業・産業用途での採用も進む
  2-3.その他
    CNFを製膜したシートは絶縁材料や卓球ラケットで実用化
    自己凝集性を活用したスクラブ剤も登場
3.セルロースナノファイバー製品の動向
  日用品から自動車、土木建築まで幅広い分野でCNFの活用が進展
  3-1.スポーツ関連
    (図)アシックス CNF複合材をランニングシューズミッドソールに採用
    (表)CNFを使用した卓球ラケット
  3-2.化粧品・トイレタリー
    (図)CNF増粘剤の特長
  3-3.食品
  3-4.日用品、雑貨
    (図)ユニボールシグノ307の特長
    (図)CNFを活用した新たな作風の京焼・清水焼
    (図)森のタンブラー
  3-5.建築土木
  3-6.自動車
    (表)NCVプロジェクト実施体制
    (図)NCVプロジェクト コンセプトカー Nano Cellulose Vechicle
    (図)SAMRAI SPEED レース車へのCNF実装推移
    (表)CNFの川下展開

第3章:セルロースナノファイバーメーカーの動向と戦略

日本製紙株式会社
  「木とともに未来を拓く」をスローガンにCNF、MFC、変性パルプを一貫展開
  解繊度の異なる製品群で多様な用途・ニーズへの対応力を強化
  TEMPO酸化CNFはボリュームゾーンでの展開を狙い自動車タイヤ向けの量産技術開発を推進
  CMCと同じ化学構造を持つCM化CNFは食品、化粧品での採用進展
  解繊度をナノ~マイクロオーダーに抑えたMFC、金属イオン担持変性セルロースなど
  ナノオーダーのサイズが求められない用途のニーズに応える製品を開発
  富士工場では京都プロセスによるCNF強化樹脂の実証実験を継続

王子ホールディングス株式会社
  セルロースの微細化に有利なリン酸エステル化法の特性を武器に
  解繊度合い、形態など幅広い要望に対応し実績を積み上げる
  リン酸基の静電反発によりセルロース同士の水素結合を切断しやすいプロセスで差別化
  パルプからシングルナノサイズのCNFまで用途・ニーズに最適化した全方位展開で
  “リン酸エステル化法が必要とされる”マーケットの需要を掴む
  CNFスラリー「アウロ・ヴィスコ」は化粧品メジャーブランドの採用間近で需要拡大に期待
  CNFとPCを複合化しガラス並みの透明性と寸法安定性を実現
  自動車窓での採用を目指しNCVプロジェクト終了後もユーザーとの共同開発を継続
  CNF連続シートが卓球ラケットに採用、反発力と弾力のバランスが好評を博し
  専門誌でグランプリを受賞
  非水系材料と馴染みの良い疎水性CNFパウダーを開発

第一工業製薬株式会社
  高い分散性、保水性、ユニークなレオロジーが評価され、
  民生用途に加え工業用機能性添加剤としての採用が進展
  大潟工場の能力増強で需要拡大や幅広いサンプルワークへの対応力を強化
  パウダータイプの製品化に向けた開発も継続
  化粧品・インクなどの民生用途に加え、LiB分散剤、セラミックスなど工業用途での
  サンプルワークも進展、セラミックス用途では採用実績も拡大
  CNFの利用促進、安全性評価のためのNEDO・産総研プロジェクトに参画
  ユーザーの安心・安全につながる取り組みを進める

花王株式会社
  独自の界面制御・表面修飾技術をCNFに活用
  複合樹脂や用途、ニーズに最適化した製品設計に強み
  CNFの水酸基に濡れ性、立体反発性から選定した2種類の修飾基を結合し疎水化
  非水系材料の中での均一なナノ分散を実現
  ユーザーの課題解決に寄与するCNF複合化樹脂「LUNAFLEX」を開発
  2020年よりニーズに合わせてカスタマイズしたサンプルワークをスタート

星光PMC株式会社
  京都プロセスによるCNF MBの用途開発を推進
  CNF複合樹脂「STARCEL®」、発泡や水平リサイクル対応を武器に
  ユーザーの環境対応をアシストする材料として提案
  EPDMベース品は引き続き開発を継続、3Dプリント用材料としての可能性に期待

株式会社スギノマシン
  「BiNFi-s」スラリー、パウダーに加え、CMF-MBやシルク由来品など
  多様な製品展開と幅広い提案力に強み
  「BiNFi-s」の販売量は年間2ケタの成長率で推移、スラリーベースで数十t/年に達する
  ウォータージェットによる製造技術・開発技術がNEDO助成事業に採択
  樹脂複合化用途ではパウダーグレード「BFDP」とCMF-MBをラインナップ
  用途・ニーズに応じて最適な提案を進める
  BiNFi-sのネットワーク特性を活かした「BiNFi-s」/Agナノ粒子複合体、シルクを解繊した
  「BFシルク」など他社に無いユニークな製品の開発・提案も積極的に推進

モリマシナリー株式会社
  パウダー、MB、成形品と樹脂強化用途での選択肢を拡大
  熱可塑性樹脂向けにはアルコール置換品を提案
  使用目的に応じてパルプ由来CNFと木材チップを直接解繊したリグノCNFを提案
  樹脂強化用途ではパウダーグレード、マスターバッチに加え成形品をラインナップ
  「NANOCELL」ブランドの日用品の展開を開始
  非水系材料に添加可能なアルコール置換CNFは熱硬化性樹脂強化での需要に期待
  リグノCNF100%成形品は吸水性の解決が課題に

株式会社ネイチャーギフト
  京都大学の研究成果とヘキサケミカルのコンパウンド技術を融合
  環境問題を解決するCNF強化樹脂の商業化に取り組む
  簡易なプロセスでCNF強化樹脂の生産可能な京都プロセスの普及に向け
  自動車、家電、建材、容器包材など幅広い用途を対象にサンプルワークを実施
  PA6、PPに加え、バイオPEをベースとしたオールバイオMBも実現
  CNF関連メーカーとの協業も進めながら早期の量産体制確立を目指す

株式会社服部商店
  オイル、可塑剤など非水系溶液中での解繊、疎水材料でのナノ分散という
  オンリーワン技術を活かした用途開発を推進
  非水系溶液分散のCNF「セナフ」、淀工場ではラボ機と量産機の2ライン体制で生産
  標準サンプルの他、委託加工サンプルも提案
  濃度、溶液などユーザーの要望に合わせたカスタム対応でニーズをきめ細かくフォロー

レンゴー株式会社
  セロファンの中間体であるザンテート化セルロースを原料としたCNFを開発
  2021年春より実証プラントでの生産を開始
  化学修飾されていないセルロースからなるRCNFをラインナップ
  化学的解繊CNFの高性能と機械解繊CNFの熱安定性を両立

株式会社巴川製紙所
  ミクロンレベルに解繊したパルプとPP樹脂を複合化したMBを開発
  GFRPやフィラー強化樹脂の代替を狙い幅広くサンプルワークを推進
  植物由来のCMFをPPに複合化したグリーンチップ®CMFをリリース
  CO2削減、水平リサイクルなど環境面でのメリットに注目集まる
  環境対応に加え、強度・耐熱性の向上、優れた射出成形性も差別化のポイントに
  家電、自動車、日用雑貨など幅広く市場開拓を進め2025年には5億円規模まで拡大を目指す

利昌工業株式会社
  セルロース系材料での積層板製造の技術を応用した100%CNF成形体を開発
  軽量化を実現するハニカムコアなど独自の製品を提案
  業界に先駆けて100%CNF成形体の工業的製法を確立
  2018年には初の実用事例としてG20環境サミットで配布のSDGsピンバッジを提供
  NCVプロジェクトコンセプトカーに100%CNFハニカムコア材のボンネットアウターが採用
  内装建材での採用に向けた開発テーマがNEDO事業に採択、大量需要の創出を目指す

昭和プロダクツ株式会社
  紙管で蓄積した技術力を活かしCNFパイプを開発
  高強度・軽量・植物由来をPRし用途開発を進める
  NCVプロジェクトコンセプトカーにはCNFパイプ製ルーフサイドレールが採用される
  プロジェクト終了後は家具や楽器、自転車など日用品向けにも提案
  これまで蓄積した紙管製造のノウハウを応用、自動化や耐水性向上など課題解決にも取り組む

国立大学法人東京大学(大学院農学生命科学研究所・齋藤 継之 准教授)
  CNFのネットワーク構造を固定化し、ユニークな機能を有する
  多機能な多孔質体の研究を推進
  超臨界乾燥のエアロゲル、蒸発乾燥のキセロゲル、凍結乾燥のクライオゲルを開発
  汎用設備で生産可能なキセロゲルを光透過性壁材として提案

国立大学法人大阪大学(産業科学研究所・能木 雅也 教授、日本学術振興会特別研究員・春日 貴章)
  CNFの特性を弱点ではなく「機能」と捉えた研究開発を進め
  土に還るデバイスや濡れ・割れから回路を守る機能性コーティングを実現
  センサー回路にCNFをコーティングし水濡れによる短絡事故防止機能を付与
  屋外利用の湿度センサー、ウェアラブルデバイスなどでの活用に期待
  分散液の2段階乾燥によりCNFペーパー製造時間の35%短縮を実現

あいち産業科学技術総合センター
  砥石、石鹸などCNFの自己凝集性に着目したユニークな用途開発を推進
  ジェットミル装置を利用した新たなCNF製造技術で特許を取得
  CNFの自己凝集体が砥粒を保持することで砥石の長寿命化とバインダー使用削減を実現
  衣服の端材や落綿を解繊したCoNFを乾燥・微粒子化したCoNFスクラブ剤は
  マイクロプラスチックによる海洋汚染対策につながる材料として期待される

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