玻璃料抗微生物涂层的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2012年11月30日提交的美国临时申请系列第61/731，765号的优先 权，本文以该申请的内容为基础并通过参考将其完整地结合于此犹如在下文中全部描述。
技术领域
[0003] 本发明涉及抗微生物涂层，具体来说，涉及包含玻璃料的抗微生物涂层。
[0004] 背景
[0005] 在许多地方例如公共场地例如医院、图书馆和银行（仅列举几个），非常需要抗微 生物材料特别是表面上的抗微生物涂层，从而通常通过帮助防止病毒或细菌在人与人之间 携带和传播来帮助防止疾病传播。铜和银是两种已经使用的抗微生物金属。从2008年起， 铜（Cu)已经被美国环保局（EPA)官方证实为抗微生物材料。
[0006] 近年来，已经做出许多尝试来建立制造基于Cu的材料，包括基于Cu的合金的方法 和工艺，用于抗微生物应用。但是，许多基于Cu的抗微生物材料面临两个巨大的技术挑战， 其中一个是（1)低抗微生物活性，另一个（2)是抗微生物活性的低寿命。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，在大多数情况下，含活性Cu的材料对于Cu 的包含方式使得铜与细菌或病毒之间不能容易地发生接触。该接触对于使得铜或者源自铜 的铜离子进入细菌或病毒是必需的。
[0007] 概述
[0008] -种实施方式是一种制品，其包括基材；以及在该基材上的包含金属、金属合金或 其组合的玻璃层，其中包含金属、金属合金或其组合的玻璃层是玻璃料（frit)与金属、金 属合金或其组合的烧制混合物，其中金属、金属合金或其组合分散在整个玻璃层和玻璃层 的表面处，以及其中玻璃层具有抗微生物（antimicrobial)性质。
[0009] 在以下的详细描述中提出了本发明的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对 本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利 要求书以及附图在内的本文所述的各种实施方式而被认识。
[0010] 应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解 权利要求的性质和特性的总体评述或框架。所附附图提供了对本发明的进一步理解，附图 被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。【附图说明】了本发明的一个或多个实施方式， 并与说明书一起用来解释各种实施方式的原理和操作。
[0011] 附图简要说明
[0012] 图1所示是根据一些实施方式的制品。
[0013] 详细描述
[0014] 下面详细参考抗微生物复合材料及其在涂层中的使用的各种实施方式，这些实施 方式的例子在附图中示出。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或 类似的部分。
[0015] 本文所用术语"抗微生物"指的是试剂或材料或者含试剂或材料的表面，它们能够 杀灭或者抑制来自至少两族细菌、病毒和真菌的微生物的生长。本文所用的术语并不表示 它能够杀灭或抑制该族中所有微生物物种的生长，而是能够杀灭或抑制一种或多种来自该 族的微生物物种的生长。
[0016]本文所用术语"对数减少"或者"LR"表示Log(Ca/C。)，其中Ca是含铜离子抗微生物 表面的菌落形成单位（CFU)数量，C。是不含铜离子的对照玻璃表面的菌落形成单位（CFU) 数量。即，
[0017] LR = - Log(Ca/C〇),
[0018] 例如，对数减少等于4表示杀灭了99. 9%的细菌或病毒，对数减少等于6表示杀灭 了99. 999 %的细菌或病毒。
[0019] 图1所示的一种示例实施方式是制品100,其包括基材10;以及在该基材上的包含 金属、金属合金或其组合的玻璃层12,其中包含金属、金属合金或其组合的玻璃层是玻璃 料和金属、金属合金或其组合的烧制混合物，其中金属、金属合金或其组合分散在整个玻 璃层和在玻璃层的表面处，以及其中玻璃层具有抗微生物性质。
[0020] 金属、金属合金或其组合可以是铜、银、钯、铂、金、镍、锌及其组合，例如，金属可以 是铜或银，或者金属合金可以是铜合金，例如铜镍或铜铬。在一些实施方式中，至少10体 积％的金属、金属合金或其组合是还原状态。在一些实施方式中，金属是Ag离子。在一些 实施方式中，金属是Cu。在一些实施方式中，金属是Ag离子和Cu的组合。在一些实施 方式中，金属是Ag离子和还原的Cu的组合。在一种实施方式中，金属是铜，铜处于还 原状态，例如，Cu°，Cu+1，或其组合。相比于处于氧化状态的铜，处于还原状态的铜具有有 益的抗微生物活性，其与氧气，例如空气中的氧气接触时会被氧化。因此，优选地铜可处于 还原状态，例如Cu°，Cu+1，或其组合，其百分比含量为至少约10体积％。当金属合金是铜 合金时，铜合金中的铜可优选地处于还原状态例如Cu°，Cu+1，或其组合，其百分比含量为铜 总量的至少约60体积％，例如，约60-约100%，约61-约100%，约62-约100%，约 63-约 100%，约 64-约 100%，约 65-约 100%，约 66-约 100%，约 67-约 100%，约 68-约 100%，约 69-约 100%，约 70-约 100%，约 71-约 100%，约 72-约 100%，约 73-约 100%，约 74-约 100%，约 75-约 100%，约 76-约 100%，约 77-约 100%，约 78-约 100%，约 79-约 100%，约 80-约 100%，约 81-约 100%，约 82-约 100%，约 83-约 100%，约 84-约 100%，约 85-约 100%，约 86-约 100%，约 87-约 100%，约 88-约 100%，约 89-约 100%，约 90-约 100%，约 91-约 100%，约 92-约 100%，约 93-约 100%，约 94-约100%，约95-约 100%。
[0021] 金属、金属合金或其组合可为颗粒，且可具有下述的平均粒度：约2纳米-约4微 米，例如，约5纳米-约4微米，约10纳米-约4微米，约25纳米-约4微米，约50 纳米-约4微米，约75纳米-约4微米，约100纳米-约4微米，约125纳米-约4微 米，约150纳米-约4微米，约175纳米-约4微米，约200纳米-约4微米，约225纳 米-约4微米，约250纳米-约4微米，约275纳米-约4微米，约300纳米-约4微 米，约325纳米-约4微米，约350纳米-约4微米，约375纳米-约4微米，约400纳 米-约4微米，约425纳米-约4微米，约450纳米-约4微米，约475纳米-约4微 米，约500纳米-约4微米，约525纳米-约4微米，约550纳米-约4微米，约575纳 米-约4微米，约600纳米-约4微米，约625纳米-约4微米，约650纳米-约4微 米，约675纳米-约4微米，约700纳米-约4微米，约725纳米-约4微米，约750纳 米-约4微米，约775纳米-约4微米，约800纳米-约4微米，约825纳米-约4微 米，约850纳米-约4微米，约875纳米-约4微米，约900纳米-约4微米，约925纳 米-约4微米，约950纳米-约4微米，约975纳米-约4微米，约1微米-约4微米。 在一些实施方式中，颗粒的平均粒度为约200纳米-约4微米，例如，约200纳米-约 3. 9微米，约200纳米-约3. 8微米，约200纳米-约3. 7微米，约200纳米-约3. 6微 米，约200纳米-约3. 5微米，约200纳米-约3. 4微米，约200纳米-约3. 2微米，约 200纳米-约3. 1微米，约200纳米-约3. 0微米，约200纳米-约2. 9微米，约200纳 米-约2. 8微米，约200纳米-约2. 7微米，约200纳米-约2. 6微米，约200纳米-约 2. 5微米，约200纳米-约2. 4微米，约200纳米-约2. 3微米，约200纳米-约2. 2微 米，约200纳米-约2. 1微米，约200纳米-约2. 0微米。
[0022] 在一些实施方式中，玻璃层的平均厚度是1-20微米。为了增加厚度，可把多层 玻璃料施涂到基材。在这种情况下，各玻璃层的平均厚度可为1-20微米（即10层玻璃料 层在烧制后可分别具有15微米的厚度且总厚度为150微米）。
[0023] 所述基材可以是玻璃、化学强化玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷、金属、木材、塑料、瓷器或 其组合。基材或制品可以是例如，抗微生物柜、桌面、台面、地砖、墙壁、床栏以及医院、实 验室和处理微生物物质的其他机构中的其他应用。在一些实施方式中，基材可为多