抗微生物制品以及它们的制备和使用方法_4

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)。
[0066] 其它示例性包含抗微生物剂的溶液如表1和2所示。
[0067] 一旦形成或选择包含抗微生物剂的溶液,可使它接触基材来形成包含抗微生物剂 的区域。这种接触可采取下述形式:在包含抗微生物剂的溶液中部分或全部浸没基材、在 基材表面上喷涂包含抗微生物剂的溶液,和/或等。在一种或多种实施方式中,可控制包 含抗微生物剂的溶液的时间长度和温度,从而提供所要求的抗微生物剂浓度和/或包含抗 微生物剂的区域深度。例如,在一种或多种实施方式中,基材可与包含抗微生物剂的溶液 接触最长达二(2)周,且溶液的温度可最高达和包含约160°C。在一些实施方式中,基材 可与包含抗微生物剂的溶液接触约2小时-约24小时,约2小时-约96小时或约2小 时-约240小时的持续时间,且溶液的温度可为约-20°C -约120°C,约0°C -约120°C, 约90°C -约140°C,约15°C -约85°C或约25°C -约75°C。在一些实施例中,应控制溶液 的温度(例如,控制到不超过140°C的温度),从而避免溶液的固化。在一些其它实施例中, 溶液的温度应保持大于或等于85°C,从而控制基材与溶液接触的时间。在其它实施例中, 可增加温度来增加抗微生物剂扩散的速度。
[0068] 一个或多个实施方式的方法可包含同时蚀刻基材表面和形成包含抗微生物剂的 区域。在这种实施方式中,所述方法包含改变包含抗微生物剂的溶液的PH,从而提供酸性 包含抗微生物剂的溶液(例如,具有小于约7的pH)。在一种或多种实施方式中,所述方 法包含蚀刻基材表面来除去表面中的瑕疵。在一种或多种实施方式中,所述方法包含形成 包含抗微生物剂的区域,其深度小于基材中的平均深度或最长的瑕疵。
[0069] 在一种或多种替代实施方式中,所述方法包含改变包含抗微生物剂的溶液的 PH(例如,改变到约7或大于7),所以没有蚀刻基材。在这种实施方式中,所述方法包含 形成包含抗微生物剂的区域,其具有比利用酸性包含抗微生物剂的溶液时更深的深度。
[0070] -个或多个实施方式的方法包含在基材的至少一部分形成一个或多个任选的额 外的层。所述方法包含在形成包含抗微生物剂的层之前或之后,形成任选的额外的层。
[0071] 取决于所选择的材料,可使用多种技术在基材表面上设置或形成任选的额外的 层。例如,任选的额外的层可独立地使用下述中的任一种来制造:化学气相沉积(CVD)的 变体(例如,等离子体-增强CVD,气溶胶-辅助CVD,金属有机CVD等),物理气相沉积 (PVD)的任何变体(例如,离子-辅助PVD,脉冲激光沉积,阴极弧沉积,溅射等),喷涂, 旋涂,浸涂,喷墨打印,溶胶-凝胶加工等。这些方法是本发明所属本领域普通技术人员 公知的。
[0072] 例如,在一种实施方式中,所述方法包含在形成包含抗微生物剂的区域之前形成 额外的功能层,且包含在基材表面上旋涂氟化的硅烷材料来形成防指纹涂层,在基材表面 上旋涂提供颜色的组合物,以及使基材接触或浸没进入水性AgNO 3溶液从而与溶液中的Ag + 进行尚子交换。
[0073] 又例如,所述方法可包含通过下述在形成任选的额外的功能层之前形成包含抗 微生物剂的区域:将基材浸没进入水性CuCl溶液从而与溶液中的Cu +进行离子交换,然后 使用多层抗反射涂层涂覆基材。
[0074] 在一些实施方式中,包含抗微生物的区域的第二深度是基本上稳定的,且当与任 选的额外的层组合时不显著地变化。在一实施例中,在添加抗微生物剂之前,在基材上设 置任选的额外的层。在这种实施例中,在任选的额外的层与基材组合之后进行添加抗微生 物剂,因此所得包含抗微生物剂的区域没有进行进一步加工,且就抗微生物剂的浓度、深 度、氧化状态或其它而言基本上没有变化。在其它已知的制品和方法中,于在制品上设置 额外的层之前,形成包含抗微生物剂的区域。用来设置额外的层的过程通常包含高温过程, 就抗微生物剂的浓度、深度、氧化状态或其它而言,这可改变包含抗微生物剂的区域。在一 些情况下,因为用来形成包含抗微生物剂的区域的方法,在已知制品和方法中的这种形成 顺序是必需的。用来形成包含抗微生物剂的区域的这些方法中的一些是苛刻的,且可降解 或劣化额外的层,因此,于在基材上设置额外的层之前形成包含抗微生物剂的区域。在本 文所述的实施方式,形成包含抗微生物剂的区域的方法与用来形成额外的层的下游方法 以及额外的层本身相兼容。
[0075] 玻璃、陶瓷或玻璃-陶瓷基材中所用的材料,抗微生物剂,和任选的额外的层的 选择可基于最终制品的所需的特定应用来进行。然而,一般来说,具体的材料选自如上所 述的那些材料。
[0076] 所述方法可包含选择刚制造的玻璃,陶瓷,或玻璃-陶瓷物体,或者可包含对刚 制造的玻璃,陶瓷,或玻璃-陶瓷物体进行处理。这种预涂覆处理的示例包含物理或化学 清洁、物理或化学蚀刻、物理或化学抛光、退火、成形,和/或等。这些方法是本发明所属本 领域普通技术人员公知的。
[0077] 在一种或多种实施方式中,所述方法包含在基材中形成压缩应力层。形成压缩应 力层可用不同方式来实现,其中热钢化和化学离子交换是最常见的。这些技术是本发明所 属本领域普通技术人员公知的。在一实施例中,通过下述对基材进行化学离子交换:将基 材在包含100% KNO3的熔融盐浴中浸没2-4小时。浴可具有约380°C -约450°C的温度。这 样强化的基材可具有大于约800MPa的表面压缩应力和约45 μ m的压缩应力层深度。所述 方法可包含形成包含抗微生物剂的区域或一个或多个额外的层中的任一种之前或之后,在 基材中形成压缩应力层。
[0078] 在一些实施方式中,所述方法包含首先在基材中形成压缩应力层,然后在基材表 面上形成包含抗微生物剂的区域或者设置任选的额外的功能层。
[0079] 当首先形成压缩应力层时,形成包含抗微生物剂的区域的接触步骤可任选地在 升高的温度下实施,前提是温度不应超过1)接触过程中压缩应力层中的CS受到显著影响 的温度(即,变化大于约2% )或2)包含抗微生物剂的溶液的沸腾温度。在许多实施方式 中,接触步骤的温度通常小于或等于约140摄氏度CC )。接触步骤的持续时间小于或等 于约100小时,但在大多数实施方式中,其小于或等于约24小时。
[0080] 应指出,在如上所述的任意步骤之间,可对基材进行处理以准备用于任何后续的 步骤。如上所述,这种处理的示例包含物理或化学清洁、物理或化学蚀刻、物理或化学抛光、 退火、成形,和/或等。
[0081] 制品形成之后,可将其用于制品会接触不受欢迎的微生物的各种应用。这些应用 包括用于多种电子装置(如手机、个人数据助理、计算机、书写板、全球定位系统导航装置 等)的触敏显示屏或盖板、电子装置的非触敏部件、家用电器(如冰箱、微波炉、灶台、烤箱、 洗碗机、洗衣机、烘干机等)的表面、医疗设备、建筑应用、生物或医疗封装容器、车辆零部 件,这里仅列举了一些装置。
[0082] 考虑到本文所述改进的抗微生物制品的潜在应用的范围,应理解特定制品的具体 特征或特性取决于其最终应用或其用途。但以下说明书会提供一些总体考虑。
[0083] 对于本文构思的基材的平均厚度,没有特别限制。但在许多示例性应用中,该平均 厚度小于或等于约25毫米(_)。如果将抗微生物制品用于其中需要针对重量、成本和强度 特性优化厚度的应用中(例如在电子装置中等),则可以使用甚至更薄的基材(例如小于或 等于约5_)。例如,如果抗微生物制品旨在作为触摸显示屏的盖板玻璃,则该玻璃基材可具 有约0. 02mm至约2. Omm的平均厚度。在【具体实施方式】中,玻璃基材的厚度可为约0. 8_ 或更小,约〇· 7mm或更小,约〇· 6mm或更小,约0· 5mm或更小,或约0· 4mm或更小。在一 些实施方式中,玻璃,陶瓷,或玻璃-陶瓷基材的厚度可小于约〇.3_或小于约0.1_,从 而基材适于卷对卷加工或适于卷绕到线轴上。
[0084] 虽然对压缩应力层的CS和深度的最终限制是避免使基材变成易碎的,但压缩应 力层的平均深度通常小于约基材厚度的1/3。压缩应力层的CS和深度可使用表面应力计来 测量,其是通常使用基材材料自身的光弹性常数和折射率的光学工具,并将所测的光学干 涉条纹图象转换成具体的压缩应力层CS和深度数值。在大多数应用中,压缩应力层的平 均深度大于或等于约25 μ m且小于或等于约100 μ m。类似地,越过压缩应力层的深度的平 均CS通常是约200MPa-约I. 2GPa。在大多数应用中,平均CS大于400MPa。
[0085] 如上所述,包含抗微生物剂的区域的平均厚度应用小于或等于约lOOOnm。在大 多数应用中,平均DOR大于或等于约2nm且小于或等于约1000 nm (或约250nm或更小,约 550nm或更小或约600nm或更小)。在基材容易被抗微生物剂可见着色的实施方式中,平 均DOR应小于或等于约550nm, 250nm或50nm。
[0086] 以包含抗微生物剂的区域的该部分的原子的总数目为基准计,在该区域中,可获 得在区域的最外面的部分处的抗微生物剂浓度(其包含约最外面的3nm)最高达约10原 子%,例如,如使用二次离子质谱(SMS)的X射线光电子能谱(XPS)所测量。在大多数实 施方式中,该区域的最外面的部分中的抗微生物剂浓度可为约1原子%-约6原子%。 [0087] 当使用任选的额外的层时,这种层的平均厚度取决于它所起的作用。例如,如果 实施防眩光和/或耐反射的层,这种层的平均厚度应小于或等于约200nm。平均厚度大于 该数值的涂层可散射光,使得防眩光和/或耐反射性质失效。类似地,如果实施耐指纹的和 /或防污层,这种层的平均厚度应小于或等于约lOOnm。
[0088] 一般来说,抗微生物制品的光学透射率取决于所选择的材料类型。例如,如果使 用的玻璃基材没有任何添加的颜料和/或任何任选的额外的层足够薄,制品在整个可见光 谱(例如,约400nm-约700nm)上的平均透射率可为至少约85% (以Imm厚的路径长度为 基准计)。在一些情况下,当抗微生物制品用于建造电子装置的玻璃触摸屏时,例如,抗 微生物玻璃制品在可见光谱上的平均透射率可为至少约90% (以Imm厚的路径长度为基 准计)。在其它情况下,在可见光谱上的平均透射率可为约91 %或更大(以Imm厚的路径 长度为基准计)。在其中基材包含颜料(或通过其材料成分不是无色的)和/或任何任选 的额外的层是足够厚的情况下,透明度可降低,甚至到达在全部可见光谱上是不透明的程 度。因此,对抗微生物制品自身的光学透射率没有作特别限度。
[0089] 在一种或多种实施方式中,可定制包含抗微生物剂的区域深度和/或浓度,从而 优化抗微生物制品的光学性质。在一些实施方式中,包含抗微生物剂的区域中降低的抗 微生物剂的浓度可降低试剂发生氧化的易感性和/或金属胶体的沉淀,并由此降低制品的 透射率或黄化。在其它实施方式中,这可通过降低包含抗微生物剂的区域深度来实现。如 上所述,与其它已知的方法相比,本文所述的制品和方法使用减少量的抗微生物剂。在一些 实施方式中,减少量的抗微生物剂可带来改善的光学性质。例如,当将银用作抗微生物剂 时,减少的银进而减少光谱的蓝色区域的不想要的光学吸收。在一些实施方式中,光学吸 收
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