特許技術の導電性ナノインクで電子回路の生産プロセス変革に挑む「Ｃ－ＩＮＫ」

Ｃ－ＩＮＫは、エレクトロニクスにおける電子回路の製造に不可欠な「導電性インク」の開発に取り組む岡山大学発のベンチャー企業です。

印刷精度や耐久性に強みを持つ独自技術の導電性インクで、市場拡大が見込まれるエレクトロニクス産業の製造効率化と省資源化を目指します。

なぜやるのか独自技術を活用した導電性インクで、電子回路の製造プロセスを劇的に効率化

IoTや5Gの浸透に伴い、あらゆるモノの電子化が進んでいます。自動車やスマートフォンはもちろん、超軽量のウェアラブル端末や折りたためるディスプレイなど、電子機器の形態は、産業用・家庭用を問わず、これまでに増して多様化・複雑化しています。

これらの電子機器を支える主要部品の一つが電子回路基板です。電子回路基板は、電子部品同士の信号や電力の伝送などに必要な配線を配置した部品です。電子機器の血管・神経ともいうべき、なくてはならない存在です。

電子回路基板の形成に欠かせないのが「プリンテッドエレクトロニクス」と呼ばれる印刷技術です。金属など電気を通す物質を含んだ「導電性インク」を用い、基板上に電子回路を形成します。

この導電性インクの中で、現在主流となっているのが、樹脂のペーストの中に銀の粒子を分散させた「銀ペースト」です。

しかし、銀ペーストにおいて使用される「スクリーン印刷」という印刷方法は、印刷用の版（スクリーン）の制作、インクの充填、版の洗浄など手作業が多いという課題が存在します。そのため、電子回路基板製造者や電子機器メーカーは、人件費というコストの問題に加え、自動生産プロセスを構築することが難しいという問題を抱えることになりました。

製造業では近年、製品を製造する国で素材や部品も調達する「地産地消」型サプライチェーンの構築が進みつつあります。背景には、新型コロナウイルス感染症や各国貿易摩擦の拡大などに伴い、世界的なサプライチェーンの混乱が顕在化したことなどが挙げられます。地域経済を支える工場の海外移転などが指摘されてきた日本でも、製造現場の国内回帰が加速すると予想されています。

慢性的な人手不足の問題を抱える日本の製造業の国内回帰を後押しするのが、省人化のカギを握る自動生産技術です。ただ電子回路の製造現場では、銀ペーストという材料が理由でほとんど生産自動化が進まず、依然として手作業に頼らざるを得ない状況となっているのです。

電子機器の多様化により一層の生産性向上が求められる状況下にもあり、電子回路基板製造者や電子機器メーカーではこれまで以上に生産プロセスの自動化ニーズが高まっています。

自動生産のニーズが高まる中、注目されているのが「銀ナノインク」を活用したインクジェット印刷です。銀ナノインクとは、数10ナノメートルの銀のナノ粒子が、液中に分散している状態のインクを指します。

銀ナノインクは銀ペーストに比べて粘度が低く、安定的に回路を印刷することが可能です。また、回路の設計から印刷までをデジタル化・自動化できるため、製造現場の大幅な工数削減が可能となります。

また、版の全面にインクを塗り付けるスクリーン印刷と違い、インクジェット印刷は設計した部分のみにインクを出すことができます。銀の国際価格は年々高騰しています。インクジェット印刷は銀の使用量も大幅にカットできるため、コストが低く、資源の消費が少ない電子回路の製造が叶います。

実際、使い捨て心電図用の電極の生産を行う企業における試算では、Ｃ－ＩＮＫ製品を使ったインクジェット印刷により、電子回路形成で年間5,000万円かかっていた人件費を、1,000万円に削減できる見込みです。使用していた銀の材料費も50％削減できる計算です。

このように、銀ナノインクとインクジェット印刷は、製造現場の生産性向上とコスト削減を実現できる技術です。私たちの身の回りの電子機器を、素材から刷新することで、製造現場の持続可能性を高めるとともに、日本の製造業の再興や、世界の地産地消型サプライチェーンの構築に、Ｃ－ＩＮＫは挑戦します。

プロダクト・ソリューション独自の粒子加工技術で安定性・量産性に優れた銀ナノインクを生産

Ｃ－ＩＮＫは、国内でも有数の銀ナノインクの製造実績を持っています。

銀ナノインクにもいくつかの種類がありますが、他社製品がトルエンなどの有機溶剤に粒子を分散させた「溶剤系」なのに対し、Ｃ－ＩＮＫ製品の『DryCure（ドライキュア）』は水に溶かした「水系」のナノインクです。

DryCureの主原料は、Ｃ－ＩＮＫの独自技術で合成した銀のナノ粒子です。

金属のナノ粒子は本来、化学構造的に不安定で変質しやすい性質を持っています。安定させるためにはナノ粒子の周りに有機物などで保護層を形成する必要がありますが、Ｃ－ＩＮＫは粒子の表面を加工する独自技術で、この保護層を薄くすることに成功しています。

この技術にたどり着くまでに、Ｃ－ＩＮＫは試験管を用いた研究レベルで1万回以上の試行錯誤を繰り返しました。この特殊な銀ナノ粒子を大量生産するのも極めて難しく、高い技術が必要となります。

この合成技術に関して、Ｃ－ＩＮＫは特許を取得していることに加え（特許5833540号、特許6029721号）、ナノ粒子合成に関するノウハウを秘匿することで、他のインクメーカーに対して参入障壁を築いています。

特徴1: インクジェット印刷による安定的な細線印刷

DryCureの最大の強みは、微細な回路を印刷できる点です。

銀ナノインクは、一般的に、PET素材のフィルムなどに印刷するとインクが広がったり滲んだりしてしまい、クオリティの高い印刷をすることが困難でした。インクを意図した場所に定着させるためには、印刷する基板に専用の下地材を塗るなど、特別な前処理が必要でした。

一方、DryCureは基板を温めながら印刷することで、微細な配線を形成することが可能です。Ｃ－ＩＮＫの独自技術によって、インクの液温を上げると金属ナノ粒子同士が瞬時に凝集し、インクの粘度を高める特性を持たせているためです。

また、他社製品でDryCureのような十分な導電性を得るためには、金属ナノ粒子の周りの保護層を高温で熱分解することが必要です。これは保護層が電気を通しにくい性質を持つためです。第三者機関（株式会社ダン計画研究所）の調査によると、有機物の少ないDryCureは125度の加熱で十分な抵抗値が得られましたが、他社製品では200度以上加熱しなければ、十分な抵抗値が得られませんでした。

高温処理を必要とする場合、熱に弱いフレキシブル基板やPET素材への印刷が難しくなります。低温で処理できるDryCureなら、より幅広い素材に印刷することが可能になります。

加えて同機関の調査では、DryCureを使った印刷機では、安定的に精度の高い印刷ができることが確認されました。断続的に30分間印刷したところ、他社製品は途中でプリンターの吐出口（ノズル）が目詰まりしたりインクの吐出が不安定になったりしましたが、DryCureは30分間高い精度を保った印刷をすることができました。

比較的長期の保存も可能です。多くのインクは未開封の状態で冷蔵保存しても製造から1年経つと劣化するとされていますが、Ｃ－ＩＮＫ調べではDryCureは冷蔵保存で1年経っても変質は見られませんでした。

特徴2: 金属純度が高く、抵抗劣化が生じにくい

現在主流の銀ペーストに比べ、抵抗劣化が少ないといった特徴もあります。

DryCureをはじめとする銀ナノインクの場合、ナノ粒子同士が融着して金属結合し、アルミホイルのような純度の高い金属薄膜を形成することができます。このため耐久性の高い電子回路を形成可能です。また、室温85℃湿度95％の試験環境下でも内部まで酸化が進むことはなく、抵抗率の経年劣化もほとんどありませんでした^※。

一方、銀ペーストは銀ナノインクに比べて銀の粒子が大きく、時間が経つと銀が酸化し電気が流れにくくなります。

DryCureの抵抗率は、従来の銀ペーストの10分の1以下にとどまり、銀の使用量も10分の1で済ませることができます^※。

※いずれもＣ－ＩＮＫによる試験結果

特徴3: 環境負荷の少ない生産・製造が可能

DryCureは、資源消費や環境負荷の少ないサステナブルな素材です。

上記の通り、銀ペーストよりも電気を通しやすいため銀の使用量は10分の1程度に抑えられます。このほかインクジェットで印刷するため、必要な部分に必要な量のみインクを使用できます。

銀ペーストによるスクリーン印刷は、版を洗う際に洗浄用シンナーが使われることがありましたが、インクジェット印刷のためこうした資材も不要になります。

また銀ナノインクの中でも、溶剤系インクは、ナノ粒子の製造時に毒性を有するトルエンをはじめとした有機溶剤を多量に使い、かつ印刷時にも溶剤の揮発による作業環境の汚染が生じます。水系インクであるDryCureの原料のほとんどは銀と水で、こうした心配もありません。

このためDryCureは、人にも環境にも優しい素材として、製造現場の持続可能性を高められる可能性があります。

ビジネスモデル・導入実績信頼性を求められるNASDAQ上場企業の航空機システムで採用計画

Ｃ－ＩＮＫは「導電性インク」のメーカーとして、電子回路基板製造者や電子機器メーカーに対して、導電性インクおよび、インクジェット印刷に必要な専用のプリンターを販売することで収益をあげるビジネスです。

Ｃ－ＩＮＫはISO 9001（品質マネジメントシステム）、ISO 14001（環境マネジメントシステム）を取得しています。製造品質や環境を整備したことで、国内外のメーカーと直接取引を行うことも可能です。

※ISO（国際標準化機構）規格：国際的な取引をスムーズにするための国際的な規格。製品そのものを対象とする「モノ規格」や組織の品質活動や環境活動を管理するための仕組みを対象とする「マネジメントシステム規格」などがある

取り扱うインクに関しては、売上高に占める原材料費の比率が、化学産業全体の値（70％程度※）と比べて極めて低い10％程度となっています。これは独自の製造技術による参入障壁で価格競争が起きにくいことや、水系インクのため溶剤系よりも製造コストを低減しやすいことなどが主な理由です。

※経済産業省資料を基に算出

またインクを販売するためには、それを印刷するためのプリンターの提供や印刷方法の提案も重要になってきます。

そこでＣ－ＩＮＫでは、初期評価と量産用プリンターの供給をスムーズに進めるため、主にセイコーエプソン株式会社、ナカンテクノ株式会社、マイクロクラフト株式会社の3社とタイアップしています。それぞれの印刷機メーカーとともに、電子機器メーカーのニーズに合わせた印刷方法の提案と、専用印刷機の共同開発を行っています。

印刷機メーカーとの連携などにより、大手企業での採用事例も進みつつあります。

NASDAQ上場のアメリカ航空機器メーカーの、航空機内に搭載するシステム制御用タッチパネルの外周配線に、Ｃ－ＩＮＫ製品が採用される計画です。すでにマイクロクラフト社と共同提案したインクジェットによる配線量産機をメーカー側に導入済みで、計画どおりに進めば2023年初頭から実際の生産が開始されます。

航空機器の製造でＣ－ＩＮＫ製品の導入が実現したのは、多様な回路を簡単に自動生産することができるためです。信頼性の高い配線形成が可能といった、Ｃ－ＩＮＫ製品の特徴も評価された形です。

また別の顧客企業が、東証プライム上場の電子機器メーカーに対して、Ｃ－ＩＮＫ製品を使ったディスプレイ内部に組み込むプリント基板を製造・供給しています。このほかスマートフォン用電子部品への活用に向けた共同開発の試みなども進捗しています。

市場の成長性プリンテッドエレクトロニクス市場は年平均成長率19％、2030年には6兆円超に拡大

あらゆる電子機器の加速度的な進化により、プリンテッドエレクトロニクス市場は今後も大きく成長することが見込まれています。

パノラマデータインサイト社のレポートによると、2021年の世界のプリンテッドエレクトロニクスの市場規模は1兆3,800億円でした。2022年から2030年にかけての年平均成長率は19％で、2030年には6兆6,300億円に達すると予測されています。

※1ドル＝140円で換算

プリンテッドエレクトロニクスの拡大を背景に、導電性インク市場の伸びも期待されています。導電性インクのうち、Report Ocean社の調査では現在の世界の銀ペースト市場は1兆円超と推計されています。

Ｃ－ＩＮＫは、プリンテッドエレクトロニクスの劇的な生産効率化と省資源化に寄与する銀ナノインクで、現在主流である銀ペースト市場を代替していくことを目指します。

事業戦略・マイルストーン試作用プリンターとの販売でインクの認知度を拡大、生産設備の増強も

銀ペーストなどの従来素材を銀ナノインクに代替しようとすると、電子回路基板製造者や電子機器メーカー側は新たな印刷機の導入や、印刷工程のすり合わせが必要です。これらの要因がボトルネックとなり、銀ナノインクはこれまで本格的な量産に用いられてきませんでした。

電子機器メーカー側の導入ハードルを下げるため、Ｃ－ＩＮＫでは現在の印刷機メーカー3社との連携を進めると同時に、自社で試作用プリンターの開発を進めています。開発中の試作用プリンターは2023年に販売予定で、厚みの異なる基板にも対応できるほか、販売価格は従来機（約1,000万円）よりも大幅に安価な200万円とする予定です。

今回の株式投資型クラウドファンディングで調達した資金は、主に新型の試作用プリンターや試作用インクの開発費に充当します。

これら試作機でインクジェット印刷の優位性に関する認知を高め、導入実績を積み上げます。2027年7月期からは、量産プリンターの販売を機にさらなる事業拡大を目指します。

銀ナノインクの製造体制の強化も行います。2026年〜2028年7月期にかけて、生産設備の拡充を行います。2028年7月期には新たな工場を建設する予定です。

※上記は、導電性金属インクおよびプリンターの売上計画であり、ナノ顔料・導電性カーボンインクの売上は含みません

Ｃ－ＩＮＫのインクは原価率が低いため、売り上げが伸長すれば収益が確保しやすくなり、2025年7月期には黒字転換し、以降、黒字幅が拡大する事業計画となっています。

さらに今後Ｃ－ＩＮＫでは更なる事業拡大に向けて、ナノ粒子の合成技術や生産管理のノウハウを活かして、ナノ顔料や導電性カーボンインクなどの新たな機能性材料の開発を行うことを視野に入れています。

メンバーナノ材料に精通したプロフェッショナルチーム。約20年の研究で育て上げた技術で導電性インク市場の変革に挑む

メディア掲載実績

受賞歴・助成金採択歴

なぜ私がこの事業をやるのか

既存株主Ｃ－ＩＮＫの株主

Ｃ－ＩＮＫは以下のベンチャーキャピタルなどから出資を受けています。

【ベンチャーキャピタル】
・MBC Shisaku1号投資事業有限責任組合
・JSR Active Innovation Fund合同会社
・TVC2号投資事業有限責任組合

他事業会社、個人株主など

応援コメントＣ－ＩＮＫへの応援コメント

事業のリスクＣ－ＩＮＫの事業に関するリスク

Ｃ－ＩＮＫの事業に関わる主要なリスクには、次の2点が挙げられます。

1点目は、顧客獲得に関するリスクです。
印刷方法変更のメリットが電子回路基板製造者さらには配線板を用いて最終製品を生産する電子機器メーカーに浸透しない場合、スクリーン印刷からインクジェット印刷への切り替えが進まず、Ｃ－ＩＮＫの製品の採用が一部の特殊用途のみに留まってしまう、または本格採用が遅れてしまう可能性があります。

2点目は、競合に関するリスクです。
科学技術の進歩により、競合となる導電性インクが開発された場合、またはこれらを代替する技術が登場した場合、Ｃ－ＩＮＫの製品の市場競争力が後退してしまう可能性があります。

リスクの詳細については、ページ上部の「企業のリスク」タブよりご確認ください。

事業ピッチ・質疑応答投資家の皆さまからのご質問にお答えしました

15号案件「Ｃ－ＩＮＫ」代表取締役の金原氏による事業ピッチ動画と、Ｃ－ＩＮＫへ頂いたご質問への回答を掲載しました。

※事業概要説明および質疑応答はＣ－ＩＮＫ社の事業計画に基づくものであり、その内容については保証されるものではありません。

▼事業概要説明