玻璃料抗微生物涂層的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2012年11月30日提交的美國臨時(shí)申請系列第61/731，765號的優(yōu)先 權(quán)，本文以該申請的內(nèi)容為基礎(chǔ)并通過參考將其完整地結(jié)合于此猶如在下文中全部描述。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及抗微生物涂層，具體來說，涉及包含玻璃料的抗微生物涂層。
[0004] 背景
[0005] 在許多地方例如公共場地例如醫(yī)院、圖書館和銀行（僅列舉幾個(gè)），非常需要抗微 生物材料特別是表面上的抗微生物涂層，從而通常通過幫助防止病毒或細(xì)菌在人與人之間 攜帶和傳播來幫助防止疾病傳播。銅和銀是兩種已經(jīng)使用的抗微生物金屬。從2008年起， 銅（Cu)已經(jīng)被美國環(huán)保局（EPA)官方證實(shí)為抗微生物材料。
[0006] 近年來，已經(jīng)做出許多嘗試來建立制造基于Cu的材料，包括基于Cu的合金的方法 和工藝，用于抗微生物應(yīng)用。但是，許多基于Cu的抗微生物材料面臨兩個(gè)巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)， 其中一個(gè)是（1)低抗微生物活性，另一個(gè)（2)是抗微生物活性的低壽命。已知的基于Cu的 抗微生物材料具有低抗微生物活性，原因在于，在大多數(shù)情況下，含活性Cu的材料對于Cu 的包含方式使得銅與細(xì)菌或病毒之間不能容易地發(fā)生接觸。該接觸對于使得銅或者源自銅 的銅離子進(jìn)入細(xì)菌或病毒是必需的。
[0007] 概述
[0008] -種實(shí)施方式是一種制品，其包括基材；以及在該基材上的包含金屬、金屬合金或 其組合的玻璃層，其中包含金屬、金屬合金或其組合的玻璃層是玻璃料（frit)與金屬、金 屬合金或其組合的燒制混合物，其中金屬、金屬合金或其組合分散在整個(gè)玻璃層和玻璃層 的表面處，以及其中玻璃層具有抗微生物（antimicrobial)性質(zhì)。
[0009] 在以下的詳細(xì)描述中提出了本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)，其中的部分特征和優(yōu)點(diǎn)對 本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，根據(jù)所作描述就容易看出，或者通過實(shí)施包括以下詳細(xì)描述、權(quán)利 要求書以及附圖在內(nèi)的本文所述的各種實(shí)施方式而被認(rèn)識。
[0010] 應(yīng)理解，前面的一般性描述和以下的詳細(xì)描述都僅僅是示例性的，用來提供理解 權(quán)利要求的性質(zhì)和特性的總體評述或框架。所附附圖提供了對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，附圖 被結(jié)合在本說明書中并構(gòu)成說明書的一部分?！靖綀D說明】了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式， 并與說明書一起用來解釋各種實(shí)施方式的原理和操作。
[0011] 附圖簡要說明
[0012] 圖1所示是根據(jù)一些實(shí)施方式的制品。
[0013] 詳細(xì)描述
[0014] 下面詳細(xì)參考抗微生物復(fù)合材料及其在涂層中的使用的各種實(shí)施方式，這些實(shí)施 方式的例子在附圖中示出。只要有可能，在所有附圖中使用相同的附圖標(biāo)記來表示相同或 類似的部分。
[0015] 本文所用術(shù)語"抗微生物"指的是試劑或材料或者含試劑或材料的表面，它們能夠 殺滅或者抑制來自至少兩族細(xì)菌、病毒和真菌的微生物的生長。本文所用的術(shù)語并不表示 它能夠殺滅或抑制該族中所有微生物物種的生長，而是能夠殺滅或抑制一種或多種來自該 族的微生物物種的生長。
[0016]本文所用術(shù)語"對數(shù)減少"或者"LR"表示Log(Ca/C。)，其中Ca是含銅離子抗微生物 表面的菌落形成單位（CFU)數(shù)量，C。是不含銅離子的對照玻璃表面的菌落形成單位（CFU) 數(shù)量。即，
[0017] LR = - Log(Ca/C〇),
[0018] 例如，對數(shù)減少等于4表示殺滅了99. 9%的細(xì)菌或病毒，對數(shù)減少等于6表示殺滅 了99. 999 %的細(xì)菌或病毒。
[0019] 圖1所示的一種示例實(shí)施方式是制品100,其包括基材10;以及在該基材上的包含 金屬、金屬合金或其組合的玻璃層12,其中包含金屬、金屬合金或其組合的玻璃層是玻璃 料和金屬、金屬合金或其組合的燒制混合物，其中金屬、金屬合金或其組合分散在整個(gè)玻 璃層和在玻璃層的表面處，以及其中玻璃層具有抗微生物性質(zhì)。
[0020] 金屬、金屬合金或其組合可以是銅、銀、鈀、鉑、金、鎳、鋅及其組合，例如，金屬可以 是銅或銀，或者金屬合金可以是銅合金，例如銅鎳或銅鉻。在一些實(shí)施方式中，至少10體 積％的金屬、金屬合金或其組合是還原狀態(tài)。在一些實(shí)施方式中，金屬是Ag離子。在一些 實(shí)施方式中，金屬是Cu。在一些實(shí)施方式中，金屬是Ag離子和Cu的組合。在一些實(shí)施 方式中，金屬是Ag離子和還原的Cu的組合。在一種實(shí)施方式中，金屬是銅，銅處于還 原狀態(tài)，例如，Cu°，Cu+1，或其組合。相比于處于氧化狀態(tài)的銅，處于還原狀態(tài)的銅具有有 益的抗微生物活性，其與氧氣，例如空氣中的氧氣接觸時(shí)會被氧化。因此，優(yōu)選地銅可處于 還原狀態(tài)，例如Cu°，Cu+1，或其組合，其百分比含量為至少約10體積％。當(dāng)金屬合金是銅 合金時(shí)，銅合金中的銅可優(yōu)選地處于還原狀態(tài)例如Cu°，Cu+1，或其組合，其百分比含量為銅 總量的至少約60體積％，例如，約60-約100%，約61-約100%，約62-約100%，約 63-約 100%，約 64-約 100%，約 65-約 100%，約 66-約 100%，約 67-約 100%，約 68-約 100%，約 69-約 100%，約 70-約 100%，約 71-約 100%，約 72-約 100%，約 73-約 100%，約 74-約 100%，約 75-約 100%，約 76-約 100%，約 77-約 100%，約 78-約 100%，約 79-約 100%，約 80-約 100%，約 81-約 100%，約 82-約 100%，約 83-約 100%，約 84-約 100%，約 85-約 100%，約 86-約 100%，約 87-約 100%，約 88-約 100%，約 89-約 100%，約 90-約 100%，約 91-約 100%，約 92-約 100%，約 93-約 100%，約 94-約100%，約95-約 100%。
[0021] 金屬、金屬合金或其組合可為顆粒，且可具有下述的平均粒度：約2納米-約4微 米，例如，約5納米-約4微米，約10納米-約4微米，約25納米-約4微米，約50 納米-約4微米，約75納米-約4微米，約100納米-約4微米，約125納米-約4微 米，約150納米-約4微米，約175納米-約4微米，約200納米-約4微米，約225納 米-約4微米，約250納米-約4微米，約275納米-約4微米，約300納米-約4微 米，約325納米-約4微米，約350納米-約4微米，約375納米-約4微米，約400納 米-約4微米，約425納米-約4微米，約450納米-約4微米，約475納米-約4微 米，約500納米-約4微米，約525納米-約4微米，約550納米-約4微米，約575納 米-約4微米，約600納米-約4微米，約625納米-約4微米，約650納米-約4微 米，約675納米-約4微米，約700納米-約4微米，約725納米-約4微米，約750納 米-約4微米，約775納米-約4微米，約800納米-約4微米，約825納米-約4微 米，約850納米-約4微米，約875納米-約4微米，約900納米-約4微米，約925納 米-約4微米，約950納米-約4微米，約975納米-約4微米，約1微米-約4微米。 在一些實(shí)施方式中，顆粒的平均粒度為約200納米-約4微米，例如，約200納米-約 3. 9微米，約200納米-約3. 8微米，約200納米-約3. 7微米，約200納米-約3. 6微 米，約200納米-約3. 5微米，約200納米-約3. 4微米，約200納米-約3. 2微米，約 200納米-約3. 1微米，約200納米-約3. 0微米，約200納米-約2. 9微米，約200納 米-約2. 8微米，約200納米-約2. 7微米，約200納米-約2. 6微米，約200納米-約 2. 5微米，約200納米-約2. 4微米，約200納米-約2. 3微米，約200納米-約2. 2微 米，約200納米-約2. 1微米，約200納米-約2. 0微米。
[0022] 在一些實(shí)施方式中，玻璃層的平均厚度是1-20微米。為了增加厚度，可把多層 玻璃料施涂到基材。在這種情況下，各玻璃層的平均厚度可為1-20微米（即10層玻璃料 層在燒制后可分別具有15微米的厚度且總厚度為150微米）。
[0023] 所述基材可以是玻璃、化學(xué)強(qiáng)化玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷、金屬、木材、塑料、瓷器或 其組合。基材或制品可以是例如，抗微生物柜、桌面、臺面、地磚、墻壁、床欄以及醫(yī)院、實(shí) 驗(yàn)室和處理微生物物質(zhì)的其他機(jī)構(gòu)中的其他應(yīng)用。在一些實(shí)施方式中，基材可為多