具有抗微生物性能的基材制造技术

描述了一种涂覆有通过溅射沉积的混合层的抗微生物基材（玻璃、陶瓷或金属的）。该层包含至少一种混有粘合剂材料的抗微生物剂，所述粘合剂材料选自金属氧化物、氧氮化物、碳氧化物或氮化物。这种基材显示抗微生物性能。如果需要钢化的和抗微生物的玻璃，则可以使用相同的共－溅射工艺，任选地添加底层。甚至在钢化过程之后仍能保持抗微生物性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及任何类型的基材金属、玻璃、玻璃陶瓷、或塑料类 型的基材，其中在其至少一个表面具有抗微生物的，特别是抗细菌的 或抗真菌的性能。本专利技术还涉及制备这种基材的方法。
技术介绍
在陶瓷基材领域内，例如，EP 653 161描述了用由银组成的釉覆 盖陶资基材以向其提供抗菌性能的可能性。在玻璃类型的基材领域内，已知溶胶-凝胶类型的工艺能提供抗微 生物表面。这些工艺需要溶胶-凝胶层的硬化阶段，涉及大约500匸-600°C (烧结温度)的提高的温度。还已知需要将基材浸入包含银盐的 组合物中的工艺。在这种情况下，不沉积银层，而是在提高的温度下 在溶液中发生离子交换。另外根据EP 1449816还已知具有抗微生物性能的玻璃基材的制备 方法。该方法使用油中的AgN03并要求20'C和105'C之间的干燥阶段 及600°C - 65(TC下的热处理。这种热处理具有一些缺点特别是在产品 的成本和均匀性方面。此外，其赋予该工艺非常差的可重复性，因为导致银扩散深度的显著变化，因此这种情况51起k材抗菌性能:变化。特别是，我们观察到利用这样的工艺，大部分的银在大约1和2 iam间扩散并且在表面上银的量过低以致不能赋予玻璃抗微生物性6匕s匕'还可以注意到这样的热处理引起钠-钙玻璃基材不希望有的黄色 着色作用。此外，如果在钢化工艺期间进行热处理，处理之后，产品 不再能切成特定的尺寸。wo 95/13704描述了抗微生物材料，特别用于医疗装置。在实施 例9中，借助于RF磁控溅射以75-25重量°/。的比值顺序地沉积了单独 的ZnO和Ag层。层的总厚度为330認。RF磁控濺射是当前难以工业化 的沉^积方法。因此，需要提供具有抗微生物性能的基材，玻璃或金属的，对于 以工业化的方式制备易于使用且廉价。特别是，需要提供能钢化并且在钢化工艺之后能保持抗微生物性 能，优选杀菌性能的玻璃基材。
技术实现思路
特别地，本专利技术的一个目的是提供能钢化且在钢化过程之后进行 的加速老化试验后仍能保持抗微生物性能的玻璃基材。根据一个实施方案，本专利技术涉及涂覆有至少一种矿物层的基材， 所述矿物层特别选自金属氧化物、氧氮化物、碳氧化物、碳化物、DLC (类金刚石碳)或氮化物，所述矿物层包含至少一种抗微生物剂，涂 覆的基材在加速老化试验后保持抗微生物性能。特别地，矿物层能够 选自硅、锡、镍、铬、锌、钛、铌、铝、锆的氧化物或其混合物，例 如Z^Sriy0z和NiCrOx。特别优选的氮化物是硅、钛和铝的氮化物及其 混合物。抗微生物剂可以选自因其抗微生物性能而已知的各种无机试剂， 特别是银、铜、金和锌。有利地，抗微生物剂是离子型的。基材可以是金属的，例如钢或不锈钢制的或陶瓷类的或塑性或热 塑性类的基材或玻璃类的基材，特别是平面玻璃板，特别可以是浮法 玻璃的钠-4丐玻璃。它可以是透明玻璃或着色玻璃。也可以使用磨砂的 或图案化的玻璃。可以处理玻璃板的一个或两个面。可以对与处理面 相对的面进行任何所要求类型的表面处理。適常在与抗微生物表面相 反的表面上可以包含反射层(以形成镜子)或涂料层或釉质层(适合壁覆盖)。基材可具有在0.2 12mm范围的厚度。基材可具有大于O. 8m到0. 8m的表面积；通过随后的切割操作， 基材可适合切成成品的尺寸。可以想象的是，使如此荻得的抗微生物玻璃基材经受热处理阶段 如(在玻璃基材的情况下)热钢化、弯曲或硬化，而仍能保持其抗微 生物性能。在本专利技术的一些实施方案中，在其至少一个暴露表面上具有抗微 生物剂的基材可以是退火玻璃板。在此使用术语退火玻璃板意指以钢 化过或硬化过的玻璃板切割时会破碎的方式可以将玻璃切割到应有的 尺寸而不破碎。这样的退火玻璃板优选具有低于5MPa的表面压缩力。 在最后的切割操作之后，能够将基材钢化并保持抗微生物性能。在本专利技术有利的实施方案中，可以首先对基材涂覆阻挡或者减慢 钢化处理期间抗微生物剂扩散的底层。通过对比有和没有底涂层的类 似产品的抗微生物效果和/或通过分析扩散分布图可以查明本专利技术制 造产品的底层的作用。在金属基材的情况下，特别优选底涂层和/或混合层选自氧化钛、 氮化钛、氧化锆、氧化硅或氮氧化硅之中。按照本专利技术的基材优选对大多数的细菌，无论是革兰氏阳性还是 革兰氏阴性细菌，特别是对下列细菌中的至少一种大肠杆菌、金黄 色葡萄球菌、绿脓杆菌、海氏肠球菌(Enterococcus hirae)具有抗菌 效果。按照JIS Z 2801标准测定的抗菌效果特别地至少对这些细菌中 的任何一种高于logl，优选高于1og2，特别优选高于1og2. 5。如果 基材具有高于1og2的效果，则按照JIS Z 2810标准认为该基材是杀 菌的。然而，本专利技术还涉及具有较低效果的基材(例如抑菌效果，这 意味着细菌没有必要杀死但再也不能发育)。现已发现有可能在单一步骤中在整个基材上沉积矿物层和抗微生 物剂，无论是金属制的(例如钢)还是玻璃类的基材。特别地，采用众所周知的磁控溅射方法，能够在同一沉积室内使 用两种金属靶(共-溅射)或者使用具有混合材料的单一靶形成例如掺 杂抗微生物剂(例如银)的金属氧化物层。具有混合材料的靶可以是金属的，但特别有利的是混合陶瓷材料用于共溅射工艺中的阴极之一 或将陶瓷材料与金属混合用于单一阴极工艺中的单阴极。例如，可使Ag、 Cu、 Au和Zn与Ti、 NiCr、 Zr的氧化物以及其它纯的或混合氧化 物混合以便产生能导致在沉积速度和工艺稳定性方面具有高效的工艺 的混合陶资基耙。还发现可以使用宽范围的磁控溅射工艺以获得所需的抗微生物玻 璃。在共-溅射模式和在溅射混合靶中都成功地使用了中等(mid)直流 电源以及中频脉沖直流或交流电源。对于各气体，在0~100°/。的整个 范围内均可以使用包括Ar、 02和N2的气体混合物，这取决于对包含抗 微生物剂的层所需的材料类型。采用这些工艺，不必使抗微生物剂另外或随后扩散。我们在一个 步骤中获得了抗微生物基材，而无须任何热处理，从而节省费用。还发现，如果需要钢化的且抗微生物的玻璃，则可以使用同样的 工艺，并且任选添加底层。甚至在钢化工艺(意指在大约2~10分钟 的期间高温处理)之后还能保持抗微生物(特别是抑菌而且杀菌)性 能。采用无需任何热处理的简单工艺，制备了通过共-溅射或溅射混合 耙在单一步骤中沉积的掺杂Ag的金属氧化物层，该层具有抗微生物性能。当所用的基材是透明玻璃时，可以有利地具有抗微生物性能和在 反射时具有非彩色着色(neutral colouration)。特别地，反射时的色 度指数(CIELAB系统)a'和b'(光源C, 10°观察器)在-10和6之间 的范围内，优选-8和3之间而特别优选-6和0之间，并且纯度可以低 于15°/。，优选低于10%而特别优选低于5%。如沉积底层时可赋予底层 可见光内的轻微吸收(大约5~25%)。它.具有约8-15%的可见光反射。如果基材是着色的玻璃，则无须使基材的初始颜色改变许多就可 以获得抗微生物性能。着色的变化通常通过AE'用色度指数表达；△ E'=1/2。对于本专利技术的抗微 生物基材可以获得低于3，优选低于2的厶E'。9当基材是透明(玻璃、塑料，…)的时候，在保持基材基本透明的同时可以有利地获得抗微生物性能。特别地，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基材，在其至少一个表面上涂覆有在真空（优选磁性增强的）工艺条件下通过溅射沉积的至少一个混合层，所述层包含至少一种混有粘合剂材料的抗微生物剂，所述粘合剂材料选自金属氧化物、氧氮化物、碳氧化物、碳化物、ＤＬＣ或氮化物，特别是ＳｉＯ↓［２］、ＳｎＯ↓［２］、ＺｒＯ↓［２］、ＺｎＯ、ＴｉＯ↓［２］、ＮｂＯ↓［ｘ］、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］、ＮｉＣｒＯ↓［ｘ］、Ｓｉ↓［３］Ｎ↓［４］、ＴｉＮ、ＡｌＮ或其混合物，特别是Ｚｎ↓［ｘ］Ｓｎ↓［ｙ］Ｏ↓［ｚ］、ＴｉＺｒＯ↓［ｘ］或ＳｉＯ↓［ｘ］Ｎ↓［ｙ］，涂覆的基材在加速老化试验后保持抗微生物性能。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：F斯加索，K赫维斯，
申请(专利权)人：旭硝子欧洲平板玻璃股份有限公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]