(57)【要約】  本発明は、耐指紋性コーティングの形成のための脂質分解性酵素(ｌｉｐｏｌｙｔｉｃ ｅｎｚｙｍｅ)の新規用途、脂質分解性酵素を含む組成物を機材に処理することを含む耐指紋性コーティングの形成方法、前記方法によって形成された耐指紋性コーティングを含む機材及びこれら機材を含む製品を提供する。本発明による耐指紋性コーティングを利用すれば、ディスプレー、電子製品の外観、建築内装材などの指紋による汚染を減少させることができる。
2013505320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脂質分解性酵素(ｌｉｐｏｌｙｔｉｃ ｅｎｚｙｍｅ)を含む組成物で機材を処理することを含む 耐指紋性コーティングの形成方法。
【請求項２】
前記脂質分解性酵素は、リパーゼである請求項１に記載の耐指紋性コーティングの形成方法。
【請求項３】
前記組成物は、プロテアーゼ、アミラーゼ、セルラーゼ及びラクターゼからなる群より選択される１種以上の酵素をさらに含む請求項２に記載の耐指紋性コーティングの形成方法。
【請求項４】
前記機材は、プラスチックまたはガラスを含む請求項１に記載の耐指紋性コーティングの形成方法。
【請求項５】
前記プラスチックは、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート, ポリカーボネート、トリアセチルセルロース、オレフイン共重合体及びポリメチルメタクリレートからなる群より選択された１種以上のポリマーを含む請求項４に記載の耐指紋性コーティングの形成方法。
【請求項６】
前記脂質分解性酵素は、吸着、共有結合またはカプセル化(ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ)により機材の表面に導入される請求項１に記載の耐指紋性コーティングの形成方法。
【請求項７】
前記共有結合は、ａ)表面にアミノ基(ａｍｉｎｏ)、アミド基(ａｍｉｄｅ)、カルボキシル基(ｃａｒｂｏｘｙｌ)、アルデヒド基(aldehyde)、ヒドロキシ基(ｈｙｄｒｏｘｙｌ)及びチオール基(ｔｈｉｏｌ)からなる群より選択される一つ以上の作用基を有する機材の表面を、二作用基性架橋剤(ｂｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｅｒ)を含む溶液で.処理し、; ｂ)脂質分解性酵素を含む緩衝溶液中に前記機材を浸漬することを含む過程を通じて形成される請求項６に記載の耐指紋性コーティングの形成方法。
【請求項８】
前記共有結合は、表面にエポキシ基(ｅｐｏｘｙ)を有する機材を、酵素を含む緩衝溶液に浸漬することを含む過程を通じて形成される請求項６に記載の耐指紋性コーティングの形成方法。
【請求項９】
前記カプセル化は、機材の表面にゲルマトリックス(ｇｅｌ ｍａｔｒｉｘ)、マイクロカプセル(ｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅ)、ホローファイバー(ｈｏｌｌｏｗ ｆｉｂｅｒ)またはメンブレンをコーティングして脂質分解性酵素を導入する過程を通じて実行される請求項６に記載の耐指紋性コーティングの形成方法。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９の中でいずれか１項に記載の方法によって形成された耐指紋性コーティングを含む機材。
【請求項１１】
前記耐指紋性コーティングは、２０ｎｍ乃至２００μｍの厚さで機材の表面に形成されている請求項１０に記載の機材。
【請求項１２】
請求項１１に記載の機材を含む製品。
【請求項１３】
ディスプレー装置、電子製品または建築内装材である請求項１２に記載の製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機材表面にセルフクリーニング(Ｓｅｌｆ Ｃｌｅａｎｉｎｇ)機能を付与することができる耐指紋性コーティングの形成のための脂肪分解性酵素(ｌｉｐｏｌｙｔｉｃ ｅｎｚｙｍｅ)の新規用途、 脂肪分解性酵素を利用した耐指紋性コーティングの形成方法、前記方法によって形成された耐指紋性コーティングを含む機材及びこれら機材を含む製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種ディスプレー製品、ハイグロッシー処理された電子製品や建築内装材などの場合、指紋による汚れは一番頻繁に起きる汚れの中の一つである。このような汚れは、目立ちやすいので製品外観不良をもたらす。特に、最近電子機器のタッチスクリーンインターフェース技術の発展とともにディスプレー表面の指紋汚れが増加しながら、ディスプレー表面に指紋汚れ問題を解決する必要性が増大されている。しかしながら、現在まで真正耐指紋性コーティングを具現した技術は開発されていない実情であり、イーザークリーニング(Ｅａｓｙ Ｃｌｅａｎｉｎｇ)概念の耐汚れコーティングのみが開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ポリシリケート２７.６重量部〜３６.２重量部と、エポキシ及びビニール樹脂の中から選択されるいずれか一つの樹脂１０.６重量部以下と、コロイダルシリカ２１.２重量部〜４２.６重量部と、−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＣＯＯＨから構成される第１の群より選択される一つ以上の物質と、−ＣｎＦ２ｎ＋１、−ＳｉＲ３から構成される第２の群より選択される一つ以上の物質からなる添加剤を総合して、１０.６重量部以下を含むことを特徴とする家電製品のステンレススチール外部ケース用耐指紋コーティングに関して開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、ペルフルオロポリエーテル部分がない硬化または架橋されたポリマー、及び流体フルオル化アルキル−またはアルコキシ−含有ポリマーまたはオリゴマーを含む防汚組成物に関して開示されている。
【０００５】
しかし、このような耐汚れフィルムは、主にフッ素系コーティングを利用して汚染物質が表面に転写された時、表面の低表面エネルギーを利用して拭き取られる現象を利用したことで、セルフクリーニング(Ｓｅｌｆ Ｃｌｅａｎｉｎｇ)、すなわち、能動的に指紋の転写を減少させるか指紋を分解する機能を有していないし、汚染物を拭く前には外観が改善されない問題がある。
【０００６】
また、従来の耐指紋性被膜はその適用分野において外部ケース用で使われる鋼板に主に適用できるだけで、ディスプレー装置のような高い光透過性が要求される部分への適用には限界があった。
【０００７】
一方、酵素を利用した自浄概念のコーティング液、コーティング膜、またはコーティング方法なども開発された。ところが、これは主に船底に海洋有機体が付着されることを阻むためのことで、ディスプレー、電子製品の外観、建築用内装材などの指紋による汚染を減少させることではない。
【０００８】
例えば、特許文献３には自己研磨(ｓｅｌｆ−ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ)防汚(ａｎｔｉ−ｆｏｕｌｉｎｇ)コーティング組成物が開示されており、特許文献４には海洋有機体による水中装置の汚染防止方法が開示されている。
【０００９】
すなわち、従来の酵素を利用した自浄概念のコーティング液、コーティング膜、またはコーティング方法などは、海洋有機体が船底などに付着しないように海洋有機体が生産する吸着性物質を前もって除去分解するか吸着性物質とともに剥離されるようにするメカニズムを有しているだけで、指紋汚染源を分解することとは関係ない。
【００１０】
このように、現在までディスプレー表面に耐指紋性を付与するための用途に適用できる自浄概念の耐指紋性コーティングに関する技術は、少なくとも本出願人が知得する限度内では開発されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】ＷＯ０９０７２７３８Ａ１
【特許文献２】ＵＳ２００２０１９２１８１Ａ１
【特許文献３】ＵＳ２００８００３８２４１Ａ１
【特許文献４】ＵＳ５９９８２００Ｂ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、酵素を利用して転写された指紋成分を分解して指紋成分間の物性偏差を減らすことで、指紋を包み隠すか、拭かないで除去することができる技術を提供する。
【００１３】
したがって、本発明の目的は、指紋の転写減少及び指紋分解特性を有する耐指紋性コーティングの形成方法、前記方法によって形成された耐指紋性コーティングを含む機材及びこのような機材を含む製品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、単純にイージークリーニング(Ｅａｓｙ Ｃｌｅａｎｉｎｇ)機能を提供する耐汚染コーティングではなく、セルフクリーニング(Ｓｅｌｆ Ｃｌｅａｎｉｎｇ)機能を提供することができる耐指紋性コーティングを形成するための方法に対して研究した。より具体的に、本発明者らは、指紋成分が主に脂質であるという点に着眼し、脂質分解性酵素を機材にコーティングすれば、前記酵素により転写された指紋を減少させることができると仮定し、脂質分解性酵素がコーティングされた機材に転写された指紋の物性変化を観測することにより、このようなコーティングが耐指紋性を現わすことを確認した。
【００１５】
指紋の構成成分は主に汗と皮脂であり、皮膚からとられた角質及び外部から付けたほこりなどの汚染物質も含まれている。この中で電子製品のような製品の外観に跡を残す主要因は皮脂(ｓｅｂｕｍ)である。皮脂の構成成分は、トリグリセリド(ｔｒｉｇｌｙｃｅｒｉｄｅｓ)、ワックスモノエステル(ｗａｘ ｍｏｎｏｅｓｔｅｒｓ)、脂肪酸(ｆａｔｔｙ ａｃｉｄｓ)、スクワラン(ｓｑｕａｌｅｎｅ)、微量のコレステロール、コレステリルエステル(ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｙｌ ｅｓｔｅｒｓ)などのような脂質であると知られている(Ｐ.Ｗ. Ｗｅｒｔｚ, Ｉｎｔ. Ｊ Ｃｏｓｍｅｔ. Ｓｃｉ. ２００９, ３１: ２１−２５)。このような皮脂の構成成分の中でトリグリセリド及びワックスモノエステルは、全体の７０％近いの割合を占めており、この物質はエステル結合により多くの脂肪酸が結合した構造である。このエステル結合を切る場合、皮脂成分は大部分が脂肪酸、その中で特にオレイン酸(ｏｌｅｉｃ ａｃｉｄ)の形態になって均質性が増大され、より低分子量の物質に転換される。結局、オレイン酸をより低分子の物質に分解するか変形させて揮発性を増加させることで製品から完全に離脱させることができる。
【００１６】
したがって、本発明は、耐指紋性コーティングの形成のための脂質分解性酵素の新規用途、すなわち、脂質分解性酵素を利用した耐指紋性コーティングの形成方法を提供する。
【００１７】
より具体的には、本発明は、脂質分解性酵素を含む組成物で機材を処理することを含む耐指紋性コーティングの形成方法を提供する。
【００１８】
本発明において、脂質分解性酵素(ｌｉｐｏｌｙｔｉｃ ｅｎｚｙｍｅ)は、トリグリセリド(ｔｒｉｇｌｙｃｅｒｉｄｅｓ)、ワックスモノエステル(ｗａｘ ｍｏｎｏｅｓｔｅｒｓ)、脂肪酸(ｆａｔｔｙ ａｃｉｄｓ)、スクワラン(ｓｑｕａｌｅｎｅ)、コレステロール、コレステリルエステル(ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｙｌ ｅｓｔｅｒｓ)などのような指紋の脂質成分を加水分解することができる特性を有した酵素であれば、どんなものでも良い。
【００１９】
常温でエステル結合の加水分解活性を有する酵素の代表的な例はリパーゼである。リパーゼの種類や来由は特別に制限されないで、どんなリパーゼであっても本発明の脂質分解性酵素として使うことができる。皮脂の主成分であるトリグリセリド及びワックスモノエステル(ｗａｘ ｍｏｎｏｅｓｔｅｒ)に対して高い加水分解度を得るために、位置上非特異的なリパーゼが好ましい。現在、微生物を利用して生産した多様なリパーゼをＮｏｖｏｚｙｍｅｓ社やＡｍａｎｏ ｅｎｚｙｍｅ社などで市販しており、リパーゼの構造的遺伝子が挿入された形質転換体によりリパーゼを生産することもできる。
【００２０】
リパーゼ以外にも脂質分解活性を有している酵素は糖業界によく知られている。例えば、プロテアーゼの大部分は脂質分解活性を有している脂質分解性酵素として知られており、その以外にもクチナーゼなどが脂質分解活性を有していると知られている。
【００２１】
耐指紋性コーティングの形成のための脂質分解性酵素を含む組成物は、この以外にもプロテアーゼ、アミラーゼ、セルラーゼ及びラクターゼからなる軍より選択される１種以上の酵素をさらに含むことができる。例えば、指紋から付け出す各種タンパク質類の分解のために、プロテアーゼを表面にともに固定して利用することができる。プロテアーゼはタンパク質とペプチド結合を分解して汚染を除去するために利用される。また、汗から分泌される構成成分及び各種外部汚染源から来由された成分を除去するために、アミラーゼ、セルラーゼ及びラクターゼなどの酵素を追加で利用することができる。
【００２２】
また、前記組成物は、酵素以外にも酵素を安定化させることができる物質をさらに含むことができる。例えば、前記組成物は、ＰＢＳ(ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｂｕｆｆｅｒｅｄ ｓａｌｉｎｅ)緩衝溶液、リン酸カリウム(ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ)緩衝溶液、リン酸ナトリウム(ｓｏｄｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ)緩衝溶液などのような緩衝溶液を含む。酵素の活性を保存するために、ポリエチレングリコール、プロピレングリコールなどの多価アルコールをポリマーの形態で酵素とともに機材にコーティングするか、ポリウレタン、アクリル系有機物、シロキサン系有無機化合物を酵素とともに機材にコーティングすることができる。
【００２３】
上で列挙した酵素以外の組成物は、酵素とともにコーティングすることもでき、順次に機材にコーティングすることもできる。すなわち、酵素を除いた組成物を１次で機材にコーティングした後、その上に酵素を吸着、共有結合などの方法でコーティングすることができる。
【００２４】
一方、脂質分解性酵素が脂質を加水分解するためには水気が必要である。指紋は脂質以外にも水気を含んでいるので必ず別途の水気供給が必要であることではないが、より多い水気供給と酵素の安定性向上のため、ヒドロゲル(ｈｙｄｒｏｇｅｌ)成分を組成物に含むか、機材の表面にコーティングすることもできる。ヒドロゲル(ｈｙｄｒｏｇｅｌ)成分は、二つ以上の二重結合を含んだ架橋剤(ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｅｒ)基と親水的な作用基が同時に存在する物質を利用して作ることができる。このような成分では、多官能基を有したエチレングリコール(ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ)系列、アクリルアミド(ａｃｒｙｌａｍｉｄｅ)系列などが例示できる。ヒドロゲルコーティングによる水気の供給と酵素安定化效果によりトリグリセリド及びワックスモノエステルの加水分解が一層促進される。
【００２５】
一方、このような耐指紋性コーティングが形成される機材は特別に制限されないで、どんなものでも適用可能である。例えば、対指紋コーティングの形成が要求される製品は、ディスプレー製品、電子製品の外観、建築内装材など日常生活で手の接触が多い製品である。このような製品は、大部分各種プラスチック、ガラスなどを含む表面、またはＵＶコーティングのような各種光沢コーティングまたは保護コーティングされている表面を有している。一具体例において、前記機材は、プラスチックまたはガラスであっても良い。例えば、前記機材は、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース、オレフイン共重合体及びポリメチルメタクリレートの中から選択された１種以上のポリマーまたはガラスを含むことができる。また、前記機材にはポリマーまたはガラスを含む機材の表面に光沢コーティング、保護コーティング、塗装コーティング、ヒドロゲルコーティングなどの各種コーティングが形成されている機材も含まれる。
【００２６】
脂質分解性酵素を含む組成物を機材に処理する方法も特別に制限されないで、当業界に公知された方法であれば、どんな方法であっても利用可能である。酵素を固定化する方法は当業界によく知られている。例えば、脂質分解性酵素は、吸着、共有結合またはカプセル化(ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ)により機材の表面に導入することができる。
【００２７】
吸着とは、脂質分解性酵素が物理的結合力により機材の表面または酵素を除いた耐指紋コーティング組成物のコーティング層に付くことを意味する。酵素を構成しているタンパク質はその自体で物体の表面に吸着する性質が非常に強い。したがって、別途の追加的な処理工程なしも吸着により脂質分解性酵素が機材の表面に固定される。下記の実施例ではこのような吸着による脂質分解性酵素の固定が優秀な安定性を有する点について説明する。
【００２８】
機材の表面に脂質分解性酵素を導入するために機材と酵素との間、または酵素を除いた耐指紋コーティング組成物のコーティング層と酵素との間に共有結合を形成する方法では、臭化シアン(ｃｙａｎｏｇｅｎ ｂｒｏｍｉｄｅ)、酸アジド誘導体(Ａｃｉｄ ａｚｉｄｅ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ)、コンデンシング試薬(ｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇ ｒｅａｇｅｎｔ)、ジアゾカップリング(ｄｉａｚｏ ｃｏｕｐｌｉｎｇ)、アルキル化(ａｌｋｙｌａｔｉｏｎ)、キャリア架橋結合(ｃａｒｒｉｅｒ ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｉｎｇ)などの多様な公知技術が存在する。
【００２９】
例えば、キャリア架橋結合方法は、二作用基性架橋剤(ｂｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｅｒ)を利用して機材の表面に存在する作用基と脂質分解性酵素に存在する作用基との間に共有結合を形成させる方法である。脂質分解性酵素にはアミノ基、カルボキシル基の以外にも多様な作用基が存在するので、これら作用基と共有結合することができる作用基が機材の表面に存在したら、二作用基性架橋剤を利用して容易に共有結合を形成させることができる。この時、機材の表面に存在する作用基は、本来から機材が有している作用基、酵素との共有結合形成のために機材の表面に導入された作用基、または酵素を除いた耐指紋ンコーティング組成物に含まれた作用基である。例えば、機材がプラスチック物質である場合、機材表面に存在する作用基を直接利用することができ、プラズマ処理、プリマー処理などを通じて目的した作用基を表面に導入することもできる。また、機材がガラスである場合、シロキサン系有機化合物を利用したＳＡＭ(ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｍｏｎｏｌａｙｅｒ)処理を通じて作用基を表面に導入することができるが、これに限定されるものではない。酵素との共有結合形成のための作用基には、アミノ基(ａｍｉｎｅ)、アミド基(ａｍｉｄｅ)、カルボキシル基(ｃａｒｂｏｘｙｌ)、アルデヒド基(aldehyde)、ヒドロキシ基(ｈｙｄｒｏｘｙｌ)、チオール基(ｔｈｉｏｌ)などが含まれ、機材の表面に存在するか導入される作用基は、機材の種類によって変わることができる。
【００３０】
一具体例において、共有結合は、ａ)表面にアミノ基(ａｍｉｎｏ)、アミド基(ａｍｉｄｅ)、カルボキシル基(ｃａｒｂｏｘｙｌ)、アルデヒド基(ａｌｄｅｈｙｄｅ)、ヒドロキシ基(ｈｙｄｒｏｘｙｌ)及びチオール基(ｔｈｉｏｌ)からなる群より選択される一つ以上の作用基を有する機材の表面を、二作用基性架橋剤(ｂｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｅｒ)を含む溶液で処理し、; ｂ)脂質分解性酵素を含む緩衝溶液中に前記機材を浸漬することを含む方法を通じて形成することができる。
【００３１】
共有結合の誘導のために使われる二作用基性(ｂｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ)架橋剤(ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｅｒ)では、ビス−イミドエステル(ｂｉｓ−ｉｍｉｄｏｅｓｔｅｒ)、ビス−スクシンイミジル誘導体(ｂｉｓ−ｓｕｃｃｉｎｉｍｉｄｙｌ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ)、 二作用基性ハロゲン化アリール(ｂｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ａｒｙｌ ｈａｌｉｄｅ)、二作用基性アシル化試薬(ｂｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ａｃｒｙｌａｔｉｎｇ ａｇｅｎｔ)、ジアルデヒド(ｄｉａｌｄｅｈｙｄｅ)、ジケトン(ｄｉｋｅｔｏｎｅ)などを例示できるが、これに限定されるものではない。本発明の一実施例ではジアルデヒド(ｄｉａｌｄｅｈｙｄｅ)であるグルタルアルデヒドを利用して共有結合を誘導した例を示す。
【００３２】
他の具体例において、共有結合は、表面にエポキシ基(ｅｐｏｘｙ)を有する機材を、脂質分解性酵素を含む緩衝溶液に浸漬することを含む過程を通じて形成することができる。追加で、前記過程を経た機材に酵素の活性を妨害しない水準の熱処理またはＵＶ処理を加えることで酵素の固定を一層向上させることができる。
【００３３】
前記のように共有結合を利用して酵素を固定する方法に対しては、後述する実施例により具体的に説明する。
【００３４】
また、カプセル化とは、脂質分解性酵素を他の物質を利用してこれら物質の間に閉じこめることで酵素を固定化する方法を意味する。一具体例において、前記カプセル化は、機材の表面にゲルマトリックス(ｇｅｌ ｍａｔｒｉｘ)、マイクロカプセル(ｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅ)、ホローファイバー(ｈｏｌｌｏｗ ｆｉｂｅｒ)またはメンブレンをコーティングして脂質分解性酵素を導入する過程を通じて実行できる。例えば、セルロースニトレートやセルロースアセテートのようなセルロース系列(ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ)、ポリカーボネート(ｐｏｌｙ ｃａｒｂｏｎａｔｅ)、ナイロン(ｎｙｌｏｎ)、ＰＴＦＥ(Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎe)のようなフッ素樹脂(ｆｌｕｏｒｏｒｅｓｉｎ)からなるメンブレンなどが使用可能である。
【００３５】
ゲルマトリックス(ｇｅｌ ｍａｔｒｉｘ)、マイクロカプセル(ｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅ)、ホローファイバー(ｈｏｌｌｏｗ ｆｉｂｅｒ)またはメンブレンをコーティングする過程と脂質分解性酵素を導入する過程は、同時または順次に実行できる。すなわち、機材の表面にゲルマトリックス(ｇｅｌ ｍａｔｒｉｘ)、マイクロカプセル(ｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅ)、ホローファイバー(ｈｏｌｌｏｗ ｆｉｂｅｒ)またはメンブレンを先にコーティングした後、脂質分解性酵素を含む緩衝溶液に前記機材を浸漬するか、機材の表面にゲルマトリックス(ｇｅｌ ｍａｔｒｉｘ)、マイクロカプセル(ｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅ)、ホローファイバー(ｈｏｌｌｏｗ ｆｉｂｅｒ)またはメンブレンをコーティングすると同時に脂質分解性酵素を導入することが可能である。例えば、ゲルマトリックスを利用したカプセル化方法において、ゲルメトリックスをコーティングして硬化させた後に酵素を吸着させる方法だけではなく、ゾール−ゲル反応を進行する段階でゾール溶液を製造する時、酵素を添加して混合溶液を作った後、これを機材にコーティングして硬化させる方法も使用可能である。
【００３６】
前記方法の中でゲルマトリックス(ｇｅｌ ｍａｔｒｉｘ)を利用してカプセル化(ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ)する方法の場合、酵素の活性保存及び促進に一層有利である。機械的強度及び光学的特性が保障されるゲル(ｇｅｌ)類はいずれでも適用可能である。例えば、ＴＭＯＳ(ｔｅｔｒａｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ)、ＴＥＯＳ(ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ)、ＧＰＴＭＳ(ｇｌｙｃｉｄｏｘｙｐｒｏｐｙｌ ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ)などを利用してゾール−ゲル(ｓｏｌ−ｇｅｌ)法で製造したコーティング層や、ＰＥＧ(ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ)に機械的強度を強化させて二重ネットワーク(ｄｏｕｂｌｅ ｎｅｔｗｏｒｋ)を形成したヒドロゲル(ｈｙｄｒｏｇｅｌ)などを利用して１次コーティングした後、ここに酵素をカプセル化(ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ)することができる。より具体的な説明は後述する実施例に示した。
【００３７】
一方、上の方法で使用する脂質分解性酵素を含む緩衝溶液では、ＰＢＳ(ｐｈｏｓｐｈａｔｅ buffered ｓａｌｉｎｅ)緩衝溶液、リン酸カリウム(ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ)緩衝溶液、リン酸ナトリウム(ｓｏｄｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ)緩衝溶液などが挙げられるが、これに限定されるものではない。緩衝溶液に含まれる脂質分解性酵素は固定しようとする機材の表面を単一層(ｍｏｎｏ ｌａｙｅｒ)でカバーできる量を固定することを原則とする。常用脂質分解性酵素は、大部分デキストリン、ラクトースなどのようなエクステンダー(ｅｘｔｅｎｄｅｒ)過糧と安定製などのような添加物に少量の酵素が含まれた形態なので、二重タンパク質の含量のみを考慮して酵素添加量を決定する。共有結合の場合、機材表面の作用基に相応する量のタンパク質量を計算して酵素添加量を決定し、吸着とカプセル化の場合、機材表面をカバーできる蛋白質量の３〜１０倍数に該当する量を緩衝溶液にとかして使用することが好ましい。
【００３８】
また、本発明は、上述の方法により形成された耐指紋性コーティングを含む機材を提供する。下記実施例を通じて確認できるように、前記方法によって脂質分解性酵素を固定した耐指紋性コーティングを含む機材は、指紋分解及び指紋転写減少を通じた耐指紋特性を示す。このような耐指紋性コーティングは、機材の表面に断層または多層で積層できる。耐指紋性コーティングは、２０ｎｍ乃至２００μｍの厚さで機材の表面に形成される。コーティングの厚さは、断層コーティングした時の２０ｎｍ水準からコーティング組成物の種類及び含量によって２００μｍまで至ることができる。但し、コーティングの厚さは、機材において要求される光学的特性を阻害しない水準で調節しなければならない。前記耐指紋性コーティング層の厚さが２０ｎｍ未満の場合には、指紋成分の分解が制限的であるという問題が発生でき、２００μｍを超過する場合には、光学的透過度が低下される問題が発生できる。
【００３９】
指紋成分の広がり効果を極大化するためには、前記耐指紋性コーティング層の表面エネルギーが２０乃至５０ｍＮ/ｍであることが好ましい。前記耐指紋性コーティング層の表面エネルギーが２０ｍＮ/ｍ未満では、指紋成分が広がらないこともあり、５０ｍＮ/ｍを超過する場合、指紋の除去がしにくくなる。ここで、酵素の一例で、リパーゼをコーティングした場合、表面エネルギーの測定結果３０乃至５０ｍＮ/ｍを示し、この範囲では指紋の広がり効果が極大化され、結果的に指紋転写が減少されるので好ましい。
【００４０】
本発明は、前記耐指紋性コーティングを含む機材を含む製品を提供する。本発明による耐指紋性コーティングを含む機材を含む製品は、日常生活で手の接触が多い製品であり、その種類は特別に制限されない。例えば、このような製品では、ディスプレー装置、電子装置、建築内装材などを含む。例えば、前記ディスプレー装置は、液晶ディスプレー(ＬＣＤ)、有機発光ディスプレー(ＯＬＥＤ)、及びプラズマディスプレーパネル(ＰＤＰ)からなる群より選択することができる。現在普及されている携帯用ディスプレー装置は、タッチスクリーン方式のインターフェースを有しているので、本発明による耐指紋性コーティングが導入する場合、製品の美観を大きく向上させることができる。
【００４１】
前記製品に耐指紋性コーティングを導入する方法も特別に制限されない。すなわち。前記ディスプレー装置などの製品の機材表面に前記脂質分解性酵素を直接コーティングすることもでき、前記脂質分解性酵素がコーティングされたフィルム形態の機材を前記製品の表面に付着することもできる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明による耐指紋性コーティングを利用すれば、ディスプレー装置、電子製品の外観、建築内装材などの指紋による汚染を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１実施例によって形成された耐指紋性コーティングを有する機材に指紋を転写した後、ヘイズ値を測定した結果を示したグラフである。
【図２】第１実施例及び第２実施例によって形成された耐指紋性コーティングを有する機材に主要指紋成分を転写した後に分解される結果をＮＭＲで測定したスペクトラムである。
【図３】第１実施例及び第２実施例によって形成された耐指紋性コーティングを有する機材に主要指紋成分を転写した後に分解される結果をＮＭＲで測定したスペクトラムである。
【図４】第３実施例によって形成された耐指紋性コーティングを有する機材に主要指紋成分を転写した後に分解される結果をＮＭＲで測定したスペクトラムである。
【図５】第３実施例によって形成された耐指紋性コーティングを有する機材に主要指紋成分を転写した後に分解される結果をＮＭＲで測定したスペクトラムである。
【図６】第３実施例によって形成された耐指紋性コーティングを有する機材に実際指紋を転写した後に消滅される結果をヘイズメーター(ｈａｚｅｍｅｔｅｒ)で測定したグラフである。
【図７】第３実施例によって形成された耐指紋性コーティングを有する機材に実際指紋を転写した後に消滅される結果をヘイズメーター(ｈａｚｅｍｅｔｅｒ)で測定したグラフである。
【図８】第３実施例によって形成された耐指紋性コーティングを有する機材にワイピングテストを実施した後、実際指紋を転写した後に消滅される結果をヘイズメーター(ｈａｚｅｍｅｔｅｒ)で測定したグラフである。
【図９】第３実施例によって形成された耐指紋性コーティングを有する機材に複合的な汚染源を適用させた場合、汚染源が消滅される結果をヘイズメーター(ｈａｚｅｍｅｔｅｒ)で測定したグラフである。
【図１０】第３実施例によって形成された耐指紋性コーティングを有する機材に複合的な汚染源を適用させた場合、汚染源が消滅される結果をヘイズメーター(ｈａｚｅｍｅｔｅｒ)で測定したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
本発明の利点、特徴及びそれを達成する方法は、詳細に後述する実施例を参照すれば明確になる。しかし、本発明は、以下に開示される実施例に限定されるものではなく、多様な形態で具現できる。但し、本実施例は、本発明を明確に開示するもので、本発明が属する技術分野において通常の知識を有した者に発明の範囲を完全に知らせるために提供される。本発明は請求項の範囲により正義される。
【００４５】
[実施例]
<第１実施例> 共有結合を利用した脂質分解性酵素の固定
次の方法によりガラス基板上にリパーゼをコーティングした。
アミノアルキルシラン(Ａｍｉｎｏ ａｌｋｙｌ ｓｉｌａｎｅ)で表面コーティングされたスライドガラスを、グルタルアルデヒド(ｇｌｕｔａｒａｌｄｅｈｙｄｅ)１０％溶液に２時間の間反応させた。次に、スライドガラスを蒸溜水で軽く洗った後、リパーゼ(Ａｍａｎｏ Ｅｎｚｙｍｅ社、Ｌｉｐａｓｅ ＰＳ“Ａｍａｎｏ”ＳＤ、Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ ｃｅｐａｃｉａ来由)が１００ｍｇ/ｍＬ濃度で含まれたＰＢＳバッファーに浸して常温で２４時間定置させた。そして、リパーゼが固定されたスライドガラスを流れる蒸溜水で充分に洗い出し、さらに蒸溜水に入れて弱く振って４０分間清浄した後、スライドガラスを取り出して圧縮窒素を利用して常温で乾燥させることで、リパーゼがコーティングされたガラス基板の製造を完了した。
【００４６】
<第１実験例> 耐指紋性コーティングによる指紋転写度の減少確認
第１実施例のようにリパーゼを固定したスライドガラスに、指紋を転写した試片を三つずつ準備した後、時間によるヘイズ値を測定し、その結果を図１に示した。ここで、比較群(ｃｏｎｔｒｏｌ ｇｌａｓｓ (ｗ/ｏ ｌｉｐａｓｅ))は、アミノアルキルシラン及びグルタルアルデヒドだけが処理されたスライドガラスとして比較した。
【００４７】
指紋を取った直後(０ｈｒ)に測定したヘイズ値は、比較群に比べてリパーゼがコーティングされた機材で一層低い値を示してリパーゼが固定された機材に指紋が取りにくいことが分かる。また、時間が増加するによってリパーゼがコーティングされた機材で指紋が分解されてヘイズ値が減少することが確認された。
【００４８】
このように、リパーゼを固定した表面に指紋を転写して顕微鏡観察及びヘイズ値を測定する実験を通じてリパーゼを固定した表面がリパーゼを固定しなかった表面に比べて指紋転写度が低いことが確認された。
【００４９】
<第２実施例> エポキシ基を利用した脂質分解性酵素の固定
化学的共有結合を利用してリパーゼをコーティングする方法として、第１実施例で説明した方法の以外にエポキシ(ｅｐｏｘｙ)基を利用して固定する方法も実施した。エポキシ基で処理されたスライドガラス(Ｓｕｐｅｒｃｈｉｐ Ｇｌａｓｓ ＥＳ、Ｓｌｉｄｅ ｅｐｏｘｙ ｓｉｌａｎｅ、ｎｕｎｃＴＭ)をリパーゼが１００ｍｇ/ｍＬ濃度で含まれたリン酸ナトリウム(ｓｏｄｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ)バッファーに浸して、常温で４時間の間定置させた後、５０〜５５℃のオーブンで３０分間反応させた。スライドガラスを取り出して蒸溜水に１５〜２０回浸漬させて洗った後、十分な量の蒸溜水に浸して２０分、３回清浄した。圧縮窒素で利用して常温で乾燥した。
【００５０】
<第３実施例> ゲルマトリックスの吸着による加水分解酵素の固定
ゲルマトリックス(ｇｅｌ ｍａｔｒｉｘ)を利用して加水分解酵素を吸着して機材の表面にコーティングした。この方法の場合、ゲルマトリックスが酵素を安定化させて酵素の効率を増加させ、多様なゲルマトリックスを通じて機能性コーティングを共に実施できる長所がある。酵素では、リパーゼ単独またはリパーゼとアミラーゼ、リパーゼとプロテアーゼの組合せを利用することができる。まず、スライドガラスにシロキサン系組成物を利用してゲルマトリックス(ｇｅｌ ｍａｔｒｉｘ)をコーティングした。これは、大韓民国公開特許第１９９８−０００２１８５号の第１実施例の方法で実施した。このように製造したゲルマトリックススライドを、酵素が１００ｍｇ/ｍＬ濃度で含まれたＰＢＳバッファーに浸して常温で２４時間定置させた。スライドを取り出して前記第２実施例のような方法で清浄した後、圧縮窒素を利用した常温で乾燥した。
【００５１】
<第２実験例>  耐指紋性コーティングによる脂質分解効果確認
前記第１実施例及び第２実施例の方法のように、化学的共有結合方法によりリパーゼをコーティングして製造したガラスにおいて指紋分解性能を有しているか否かを確認するために、指紋の主要成分であるトリグリセリドを利用して実験した。トリグリセリドでは、トリオレインを利用したし、これをガラス表面に塗って常温で２４時間放置してトリオレインが分解されるか否かを１Ｈ−ＮＭＲで分析した。その結果、図２及び図３に示したように、レファレンス(ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、トリオレイン)では現われない酸ピーク(ａｃｉｄ ｐｅａｋ)がリパーゼコーティングスライドで現れることが確認された。
【００５２】
<第３実験例>耐指紋性コーティングによる脂質分解効果確認
前記第３実施例の方法のように、ゲルマトリックス(ｇｅｌ ｍａｔｒｉｘ)とともにリパーゼをコーティングして製造したガラスにおいて指紋分解性能を有しているか否かを確認するために、指紋の主要成分であるトリグリセリドを利用して実験した。トリグリセリドでは、トリオレインを利用したし、これをガラス表面に塗って常温で２４時間放置してトリオレインが分解されるか否かを１Ｈ−ＮＭＲで分析した。その結果、図４及び図５に示したように、レファレンス(ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、トリオレイン)では現われない酸ピーク(ａｃｉｄ ｐｅａｋ)がリパーゼコーティングスライドで現れることが確認された。
【００５３】
<第４実験例> 耐指紋性コーティングによる指紋分解性能の確認
前記第３実施例の方法のように、ゲルマトリックス(ｇｅｌ ｍａｔｒｉｘ)とともにリパーゼをコーティングして製造したガラスにおいて指紋分解性能を有しているか否かを確認するために、手の平を利用して実際指紋を転写した後、消滅される程度をヘイズ値測定を通じて確認した。恒温恒湿試験機を利用して多様な条件の温度・湿度条件下で４８乃至９６時間の間のヘイズ変化を時間別に観察し、その結果を図６と図７に示した。指紋転写により増加したヘイズ値(△Ｈ)を１００％にして、時間による△Ｈの変化程度を示した。第３実施例の方法により製造したがリパーゼを添加しなかった試片(‘ｗ/ｏリパーゼ’と表記)と比べた時、リパーゼを添加した試片(‘ｗ/リパーゼ’と表記)で顕著にヘイズが減少することが確認された。
【００５４】
<第５実験例> 耐指紋性コーティングによる指紋分解性能の確認
前記第３実施例の方法のように、ゲルマトリックス(ｇｅｌ ｍａｔｒｉｘ)とともにリパーゼをコーティングして製造したガラスが吸着による脂質分解性酵素の固定において優秀な安全性を有する点を確認するためにワイピングテストを実施した。
【００５５】
ガラス試片をおいて１ｋｇの錘で荷重を加えながら無塵布で１００回往復してワイピング実施試片を準備した。この試片と無塵布にワイピングしなかった試片に対して実際指紋を転写した後、消滅される程度をヘイズ値測定を通じて確認した。恒温恒湿試験機を利用して５０度、３０％相対湿度条件下で４８時間の間のヘイズ変化を時間別に観察し、その結果を図８に示した。指紋転写により増加したヘイズ値(△Ｈ)を１００％にして、時間による△Ｈの変化程度を示した。第３実施例の方法で製造したがワイピング処理しなかった試片(‘ワイピングしない’と表記)と比べた時、ワイピングを実施した試片(‘ワイピング１００回’と表記)で性能が減少しなかったことが確認された。
【００５６】
<第６実験例> 耐指紋性コーティングによる指紋分解性能の確認
前記第３実施例の方法のように、ゲルマトリックス(ｇｅｌ ｍａｔｒｉｘ)とともに酵素をコーティングする方法や、リパーゼ以外に他の加水分解酵素を追加で添加して製造したガラスにおいて、多様な汚染源に対する分解性能が一層優秀であるか否かを確認するために実験を実施した。リパーゼを単独で添加して製造した試片、リパーゼとアミラーゼをともに添加して製造した試片、リパーゼとプロテアーゼをともに添加して製造した試片など３種類の試片を準備し、各々の汚染源に対する除去程度をヘイズ値測定を通じて確認した。オイルと澱粉を交ぜて作った汚染源を転写した後、時間によるヘイズ変化を観察した結果を図９に示した。オイルと卵白を交ぜて作った汚染源を転写した後、時間によるヘイズ変化を観察した結果を図１０に示した。二つの実験を通じてリパーゼ単独で添加した場合より他の加水分解酵素をともに添加した場合、複合的な汚染源に対する除去性能が向上されることが確認された。
【００５７】
前記結果から、本発明は、比較的簡単な方法で表面に酵素をコーティングして耐指紋性能を具現することができ、対指紋特性が要求される大部分の機材に応用できることが分かる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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