<일본시장조사보고서> 2023 셀룰로오스 나노파이버 시장의 전망과 전략(일본어판)
(일본어목차)2023年版 セルロースナノファイバー市場の展望と戦略
자료코드: C64130800 / A4 180 / 2023. 03. 30
CNF는 식품, 화장품·토일레트리와 일반산업분야에서 기능성 첨가제로서의 채택 실적이 늘고 있습니다. 또한 CNF 복합수지는 스포츠화와 일용품에 외에 자동차 부품으로서의 채택 사례도 등장하는 등 개발 단계에서 실용화 단계로 진전하고 있습니다. 원료 펄프의 해섬 정도를 떨어뜨려 비용을 억제함으로써 폭넓은 용도로의 사용을 노릴 수 있는 MFC, CeF, 부직포 기술을 응용한 복합수지 등 본격적인 사회 구현을 위해 사용편의성을 보다 높이는 개발이 진행되고 있어 용도 개발·시장 개발 동향이 주목됩니다.
◆자료 포인트
‘2030년 양산 수준’ 목표에 위험신호? 2030년을 내다본 향후 7년 동안 해야 할 일은?
• CNF의 '특징적인 성능'을 파고든 용도 개발로 개척할 수 있는 길도 있어, 마이크론부터 나노까지의 섬유 사이즈 중 최적해를 찾아내라
• 볼륨 확대의 결정적인 요소는 자동차에서의 채택 획득, 내충격성이 걸림돌이지만 드론 등 넓은 의미의 모빌리티를 돌파구로 삼아라!
• 비용, GHG 문제 해결을 위해 CeF 등 마이크론 사이즈의 섬유 활용도 활발화. 다운그레이드가 아닌 CNF를 능가하는 성능도 실현
• 수분량과 점도 문제를 해결하는 DP와 저해섬 CNF의 개발·투입 움직임도. 에탄올 치환 등 건조 후 재분산성 향상을 위한 연구도 진행
• 화학적 해섬, 물충돌 해섬에 의한 CNF와 NR의 복합화를 위한 개발도 진전. 타이어, 벨트, 호스 등 폭넓은 용도로 채택될 것으로 기대
• 차세대 CNF 활용을 위한 연구개발에도 주목. 농업자재, 축전지, 하이드로겔 등 새로운 가능성으로 이어지는 용도개발도 진전
리서치 내용
제1장: 셀룰로오스 나노파이버 시장 전망
‘2030년 양산 수준’ 목표에 위험신호?
2030년을 내다본 향후 7년 동안 해야 할 일은?
일본 CNF 생산설비 가동률은 10% 이하 수준에 머물러
2030년까지 '향후 7년'이 양산 수준의 수요 확보 실현의 고비로
(그림·표) CNF 생산능력 추이
(그림) CNF 생산능력에 대한 가동 상황
(표) CNF의 세계 시장규모 예측(고형분)
(그림) CNF의 세계 시장규모 예측
(그림) CNF 용도별 시장규모 추이(고형분 환산) 중량 기준
(그림) CNF 용도별 시장규모 추이(금액 기준)
(그림) 2025년 및 2030년 CNF 시장규모 예측(고형분 환산) 중량 기준
(그림) CNF 강화수지 시장규모 추이(중량 기준)
볼륨 확대의 결정적인 요인은 자동차에서의 채택 획득
내충격성이 걸림돌이지만 드론 등 넓은 의미의 모빌리티를 돌파구로 삼아라!
(표) CNF와 경쟁 재료의 가격비교
비용, GHG 문제 해결을 위해 CeF 등 마이크론 사이즈의 섬유 활용도 활발화
다운그레이드가 아닌 CNF를 능가하는 성능도 실현
CNF의 '특징적인 성능'을 파고든 용도 개발로 개척할 수 있는 길도 있어,
마이크론부터 나노까지의 섬유 사이즈 중 최적해를 찾아내라
제2장: 셀룰로오스 나노파이버 시장 동향
1. 셀룰로오스 나노파이버 제조법별 동향
용도, 섬유 사이즈 등 니즈에 맞는 제조법이 모두 등장
(그림) 해섬도별 CNF 개황
1-1. 화학적 해섬
싱글 나노 사이즈까지 해섬이 가능해 고투명, 고점도, 고분산, 유화안정성의 특성을 살려
화장품, 식품 중심으로 채택 확대
(표) 화학적 해섬 CNF 제조법별 진출 기업
1-2. 기계적 해섬
교토 프로세스에서는 생산공정을 대폭 단축한 신공법 개발이 진전
물충돌법은 기능성 첨가제로서의 채택이 진행
(표) 기계적 해섬 CNF 제조법별 진출 기업
(표) 셀룰로오스 나노파이버 제조법별 개황 화학적 해섬
(표) 셀룰로오스 나노파이버 제조법별 개황 기계적 해섬
(표) 주요 메이커 CNF 생산능력
2. 셀룰로오스 나노파이버 주요 용도별 동향
기능성 첨가제는 식품, 화장품, 페인트 등으로 실용화 확대
수지 복합화 용도에서는 채택의 병목현상 해소를 위한 개발이 진행
2-1. 기능성 첨가제
식품, 화장품, 잉크·페인트를 중심으로 증점제, 유화안정제, 분산안정제 등으로 실적 확대
셀룰로오스 유래 CNF 외에 키친 나노파이버와 실크 나노파이버의 활용도 진전
(표) 기능성 첨가제 용도에서의 CNF 활용 예
수분량과 점도 문제를 해결하는 드라이 파우더와 저해섬 CNF의 개발·투입 움직임도
에탄올 치환 등 건조 후 재분산성 향상을 위한 연구도 진행
2-2. 수지 복합화
플라스틱의 성능 향상과 환경문제 해결을 양립하는 CNF 복합수지가
자동차, 건재, 가전 등의 경량화와 수 재활용, CN화를 실현하는 재료로서 주목
(표) CNF와 GF, 철의 특성 비교
교토 프로세스에서는 수상 바이크에서의 채택 검토로 목표인 자동차 부재가 사정권 내에
새로운 공정 단축과 CO2 배출 감소를 위한 개발 진전도 진행
화학적 해섬, 물충돌 해섬에 의한 CNF 슬러리에서 천연고무와의 복합화를 위한 개발도 진전
타이어, 벨트, 호스 등 다양한 용도로 채택 기대
수지 변성과 형태 제어, CNF에서의 수지 피복, CeF의 활용, 압연가공 등
CNF 복합수지 채택의 걸림돌인 내충격성 개선을 위한 각 사의 개발이 활발
(그림) 도요타합성 CNF강화플라스틱 전개
수평재활용 가능 특성을 최대한 살리기 위해서는 CNF 복합수지의 확실한 분리수거가 필수
2-3. 기타
차세대 CNF 활용을 위한 연구개발이 주목
3. MFC, CeF 동향
샘플제작이 진행되는 가운데 첨가제, 수지복합화 모두
CNF 특유의 '나노' '고점도'가 사용하기 어려운 니즈도 부각
비용, 용도, CO2 배출량과 퍼포먼스를 조합하여 최적의 섬유 사이즈를 검토
3-1. 기능성 첨가제
수분량, 점도, 비용 문제를 해결하는 MFC 개발 및 투입 확대
3-2. 수지복합화
CO2 배출 감소, 바이오매스도 향상에 기여하는 CeF 복합품 채택 시작
CNF 복합수지에 없는 고내충격성을 실현한 제품도 등장
(표) MFC, CeF 개황
제3장: 셀룰로오스 나노파이버 다운스트림 시장의 동향
최근 개발 차량 탑재를 위한 물성 개선의 시간제한이 가까워지다
1. 모빌리티 관련 시장 동향
경량, 바이오, 재활용 대응 재료로 기대되지만 내충격성과 비용이 과제
CNF 채택은 '최근 개발 테마'에서 '중장기적 개발 테마'로 후퇴할 가능성도
(표) NCV 프로젝트의 챌린지와 담당사업자
우선 비교적 장벽이 낮은 유닛 부품을 돌파구로 하는 움직임도
굳이 내충격성 향상이 아닌 '저밀도·고휨탄성'으로 전환한 용도 개발도 진전
(그림) TACNNF를 이용한 배터리 캐리어(시제작품)
다이오제지는 레이싱카, 관광버스에 CNF 부재 탑재와 공공도로 주행을 실현
(그림) 제100회 PPIHC에서 SAMURAI SPEED의 CNF 사용처
(그림) 'ELLEX-M'에서 제작한 버스 프론트 범퍼
2. 모빌리티 관련 시장 동향
많은 용도로 증점제, 분산안정제로 양산품 채택 진전
농업자재, 축전지, 하이드로겔 등 CNF의 새로운 가능성으로 이어지는 용도 개발도 진전
2-1. 전기·전자 관련
(그림) CNF를 이용한 물리적 고성능 축전지
(그림) 흙으로 돌아가는 IoT 디바이스에 의한 습도센서 활용 예
2-2. 공업·산업 관련
2-3. 건축·토목 관련
(그림) CNF 배합 콘크리트 시공 예
2-4. 패션 관련
2-5. 화장품·토일레트리 관련
(그림) BIOFEAT. 시리즈 스핀오프 상품 핸드크림 핸드밤
(그림) 색상 미용크림 ‘바운드쿠션’
2-6. 농업자재 관련
(표)C NF의 다운스트림 전개
제4장 셀룰로오스 나노파이버 메이커의 동향과 전략
니혼제지 주식회사
나노~마이크론, 슬러리~파우더, MB로 다양한 크기, 형상으로
기능성이 높은 셀룰로오스의 활용·용도 개발을 추진
이시노마키, 고쓰, 후지 3개 거점에서 다른 유형의 CNF 생산
CM화 CNF를 양산하는 고쓰 공장은 가동률·생산량 모두 안정
TEMPO 산화 CNF는 천연고무 MB를 개발해 유저의 사용편의성을 향상
주력 용도인 기능성 첨가제에 더해 시트 형태 축전지 등 독자적인 용도 개발에도 주력
수송·보관비용 절감과 유저의 사용편의성 향상을 목표로
100% 퓨어 CNF 파우더 타입 개발, 2023년 초 샘플공급 예정
CM화 CNF는 식품, 화장품에서의 채택 실적 확대
해섬 정도를 수백 nm 정도로 억제한 MFC 샘플제작 실시
향후는 변성펄프 형태로 공급해 유저 측에서 원하는 사이즈로 해섬하는 스타일도 검토
교토 프로세스의 '세렌피아 플러스®'는 수상 오토바이 부품을 돌파구로
모빌리티 부재에서의 채택을 목표
오지홀딩스 주식회사
크기, 형상에 구애받지 않고 환경소재인 셀룰로오스를 활용하여
고성능·고부가가치로 지속가능한 재료 개발에 힘쓰다
싱글나노~수백나노~마이크론 레벨까지 다양한 사이즈 전개로
폭넓은 니즈에 빠짐없이 대응하여 유저에 대한 제안력 강화
기능성 첨가제에서는 화장품을 중심으로 CNF 슬러리 ' AUROVISCO' 채택 실적 확대
비수계 재료에도 첨가하기 쉬운 파우더 타입의 샘플제작도 계속
CNF 연속 시트 'AUROVEIL'은 탁구 라켓 소재로 지속적인 채택을 획득
빛 파장보다도 작은 섬유 직경을 이용해 투명 수지와의 복합화로 무기 유리 대체를 노리다
고점도·고투명성이 불필요한 용도에 대해서는 해섬 정도를 조정한 조대(粗大) CNF 제안
경도와 신장을 양립한 올 천연소재 CNF/천연고무 복합품은 타이어 채택을 노린다
화학변성 및 나노사이즈까지의 해섬 없는 셀룰로오스 섬유와 수지를 복합화하여
고강성·고내충격으로 비용경쟁력이 높은 재료를 실현
다이이치공업제약 주식회사
TEMPO 산화 CNF의 우수한 특성을 살려 고기능 첨가제로 채택
연구개발의 폭을 넓히기 위해 아카데미아용 무상샘플 공급 개시
주력 고형분 2% 슬러리 과제 해결을 위해 파우더 타입에 더해
섬유폭이 넓고 고농도인 '레오크리스탈 크로스' 투입
주력인 화장품용은 대기업·메이저 메이커에서의 채택이 진전, 공업용으로는 LiB 바인더와
세라믹스, CFRP, 수계 수지 등 CNF의 특성을 살린 용도로의 검토가 진행
주에쓰펄프공업 주식회사
ACC법의 특징을 살려 첨가제와 수지 복합화 등 뿐만 아니라
농업자재, 재생수지 분야 응용 등 독자적인 독특한 활용방법 전개
nanoforest-S'는 분산·유화 안정성, 칙소성을 살릴 수 있는 첨가용 외에
식물잎 표면에서의 네트워크 형성을 활용한 병원균 감염 방지 농업자재로서 제안을 추진
수지 강화 용도로는 파우더 그레이드와 MB 등 수지로의 CNF의 분산배합뿐만 아니라
CNF 슬러리에 수지 함침을 통한 표면 네트워크 형성을 활용한 연구개발에 주력
2022년 봄부터 고해섬, 표면소수화, 100% 성형체 등 고기능 CNF의
파일럿 플랜트 건설을 위한 설비 실증이 진전, 일부 제품의 샘플 판매도 시작
주식회사 스기노머신
고부가가치 첨가제 분야를 중심으로 전개
다양한 크기, 형상을 라인업하여 용도 개발 추진
소량의 샘플을 조합한 트라이얼 세트 등을 통한 CNF 보급에 대한 공헌이 평가되어
2021년도 셀룰로오스학회 기술상 수상
섬유 직경을 싱글 사이즈로 한 극장(極長) 섬유 타입과 해섬도를 마이크로 사이즈로 억제한
표면 섬유화 셀룰로오스 등 다양한 사이즈 전개로 니즈에 세심하게 대응
하야츠키 사업소 내 노동조합 신사무소에 BiNFi-s 복합 바닥재를 구현
BiNFi-s/Ag 나노입자 복합체의 항균·항바이러스 효과가 확인
세이코PMC 주식회사
키친나노파이버로 전개하는 마린나노파이버사를 자회사화
공업 분야에 더해 헬스케어 분야로도 사업영역을 확대
교토 프로세스에 의한 CNF 복합수지 'STARCEL®'의 생산효율화 실시
본격적인 수요 확대를 위한 비용절감을 도모
올레핀계 외에도 엔지니어링플라스틱, 고무, 바이오매스플라스틱, 재활용플라스틱 등
유저의 요망에 따른 베이스 수지와 CNF의 복합화를 위한 개발 추진
게·새우 등 갑각류 유래로 다양한 생리작용을 하는 키친나노파이버 사업을 취득
기존 CNF의 기능 및 특장점 보완으로 새로운 시너지 기대
주식회사 네이처기프트
착색, 추적성 등 Hexa Chemical의 기술력을 활용한 차별화 추진
rPP 베이스 제품 및 CMF 강화 수지도 라인업하여 니즈 대응력 강화
착색, 추적성 등 Hexa Chemical의 기술력을 활용한 차별화 추진
CNF 복합수지는 일정한 인용, 샘플공급에 의해 생산능력 향상의 목표가 서다
표준 그레이드와 커스텀 제품으로 폭넓은 니즈에 대응
내충격성, 비용 등 CNF 복합수지의 과제 해결로 이어지는 그레이드 개발 추진
파나소닉프로덕션엔지니어링 주식회사
셀룰로오스 섬유(CeF)를 고농도로 배합한 성형재료 ‘kinari’를 전개
전건식 공정을 통한 CO2 배출 감소, 백색 펠릿에 강점
CeF55% 함유한 'kinari'의 양산판매릎 시작, 석유 유래 수지 삭감과 함께
CO2를 배출 억제할 수 있는 생산 프로세스, 재활용 대응 등 환경 친화성을 무기로 제안 추진
CeF 배합률, 베이스 수지 등을 니즈에 맞춘 그레이드를 갖추다
고유동성, 고강성 부여와 더불어 내충격성 개량을 위한 개발에 주력
2019년부터 계속되는 '숲의 텀블러'에 더해 의류, 일용품, 식기 등으로 채택 확대
주식회사 도모에가와제지소
셀룰로오스 파이버 고배합 수지 그린칩® CMF®의 채택 진행
주력인 저취 그레이드 외에 내충격, 난연 등의 그레이드 개발 추진
석유 유래 수지 삭감, 재활용 대응, CO2 배출 삭감, 비용 등의 장점을 소구
셀룰로오스 섬유 55% 함유 주력 그레이드로 바이오매스 마크 획득
재활용 수지 첨가로 물성 향상 등 순환형 사회에 기여
커트러리 세트, 젓가락, 머그컵 등 저취기의 특징을 살린 용도로의 채택 진전
가전, 자동차 등 폭넓은 분야에서의 샘플제작도 진행
도요타차체 주식회사
식물재료의 자동차 적응을 위해 노력하는 가운데 CNF에 주목
경량, 고강성 특성을 최대한 살릴 수 있는 용도 개발 추진
탈탄소·순환형·자연공생사회 구축을 목표로 장기적인 대응을 계속
식물재료 개발과 차량 부재에 대한 적용을 통해 석유 유래 플라스틱의 삭감을 도모
도요타방직 주식회사
NCV 프로젝트, 바이오 PE-CNF 사회 구현 프로젝트 등을 통해
자동차 부품에 대한 CNF 채택을 위한 개발을 추진
환경문제 해결을 위해 작성한 '2050년 환경비전' 실현을 위해 식물계 재료 채택 추진
CNF 복합수지를 사용한 도어트림, 에어클리너 케이스 시제작 실시
내충격성 개선, 비용절감 실현을 위한 개발 지속
국립대학법인 교토대학(생존권연구소 야노 히로유키 교수)
CNF 연구에서 축적한 기술과 노하우를 활용한 셀룰로오스의 사회 구현 추진
비용과 퍼포먼스의 최적화로 ‘최강의 재료’ 실현을 목표
건조가 필요 없고 단순한 공정의 4세대 리액티브 프로세스 개발
비용, GHG 양면에서 유저의 CNF 채택의 ‘기쁨’을 보완
펄프와 CNF 사이에서 가성비 GHG에 대한 니즈를 충족시키는 최적의 해법을 찾다.
사이즈를 불문하고 '환경소재'로서의 셀룰로우스 채택 확대를 위한 연구 추진
국립대학법인 오사카대학(산업과학연구소 노기 마사야 교수, 가스가 다카아키 조교)
전압을 이용한 배향 제어 가능한 CNF 하이드로겔, 에탄올 치환에 의한
재분산성이 높은 CNF 건조분말 등 용도개발 폭을 넓히는 연구 추진
전압에 의해 섬유의 배향을 제어하여 다른 방향으로 퇴적된 CNF 하이드로겔을 최초로 실현
인공관절 등 새로운 CNF 가능성 확대 기대
에탄올 치환 및 증발 건조로 재분산성이 높은 CNF 파우더 실현
수송·보관 비용의 대폭 삭감으로 향하는 길을 개척해 CNF 활용의 폭을 넓히다
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