【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使化学强化玻璃具有抗微生物特性及其制备方法。在一个实施方式中,本专利技术涉及具有抗微生物特性和功能涂层的无色透明化学强化玻璃,所述玻璃上的功能涂层不会影响玻璃性质。所述功能涂层用于使表面具有易可清洁性,通常是疏水性涂层。产生具有抗微生物特性和其上具有功能涂层的化学强化玻璃的任务并不容易实现,原因在于覆盖玻璃在结合抗微生物特性的同时还有许多其他必须要维持的所需特性。还应理解银离子与细菌之间的相互作用受到玻璃表面的限制,所以浓度的相关特性需要用每单位面积来表达。在离开表面例如>5nm的一些内点的体积浓度几乎没有重要影响,因为Ag+1在室温下的迁移率可以忽略不计。本专利技术的另一个实施方式涉及玻璃表面上具有银离子(Ag+1)的化学强化玻璃的制备方法。已经提出采用一步法进行制备,该方法中的离子交换浴含有银化合物和离子交换碱金属化合物(其离子大于要交换的制品中的碱金属离子),并使用所述交换浴在一个步骤中使得Ag离子和较大离子进入玻璃中,形成具有压缩应力的化学强化含银玻璃。例如,除了银离子之外,交换进入到玻璃中的碱金属离子是钾离子(K+1)。现有技术和我们的实验显示离子交换温度通常在300-500° C,离子交换时间>3小时的含硝酸钾,且硝酸银的含量在O. 01%至5重量%范围内的一步法离子交换浴具有以下明显缺点。最明显的缺点是为了增强“杀灭”细菌和其他微生物的速率,表面上的Ag离子浓度必须足够高,而这不能通过使用一步法加工实现;此外,当使用一步法时作为结果产生了明显的颜色。该颜色使得玻璃通过改变显示而不适用于电子设备中,例如使其不太清 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.06 US 61/371,364;2011.07.21 US 61/510,2451.一种抗微生物化学强化玻璃,其包含 玻璃制品,所述玻璃制品具有从玻璃表面延伸到玻璃中选定深度的压缩应力层; 抗微生物Ag+区域,所述抗微生物Ag+区域是玻璃制品的压缩应力层的一部分; 其特征在于, 玻璃中的压缩应力至少为250MPa ;以及 Ag+1离子的表面浓度在大于O至小于或等于O. 047 μ g/cm2的范围内。2.如权利要求1所述的抗微生物化学强化玻璃,其特征在于,该玻璃在其玻璃表面上包含低表面能涂层,所述低表面能涂层具有允许水分子到达玻璃中的Ag+离子的特性。3.如权利要求1所述的抗微生物化学强化玻璃,其特征在于,该玻璃能够抑制至少2种微生物物种,使得I小时内的对数减少大于I。4.如权利要求1所述的抗微生物化学强化玻璃,其特征在于,该玻璃在6小时之后的抗菌对数减少大于4。5.如权利要求1所述的抗微生物化学强化玻璃,其特征在于,该玻璃在6小时之后的抗菌对数减少大于5。6.如权利要求1所述的抗微生物化学强化玻璃,其特征在于,该玻璃的Ag+1离子表面浓度在O. 005 μ g/cm2至O. 035 μ g/cm2范围内,并且没有细胞毒性。7.如权利要求1所述的抗微生物化学强化玻璃,其特征在于,该玻璃的Ag+1离子表面浓度在O. 01 μ g/cm2至O. 035 μ g/cm2范围内,并且没有细胞毒性。8.如权利要求1所述的抗微生物化学强化玻璃,其特征在于,该玻璃的Ag+1离子表面浓度在O. 015 μ g/cm2至O. 030 μ g/cm2范围内,并且没有细胞毒性。9.如权利要求1所述的抗微生物化学强化玻璃,其特征在于,所述压缩应力至少为500Mpao10.如权利要求1所述的抗微生物化学强化玻璃,其特征在于,所述压缩应力至少为600Mpao11.如权利要求2所述的抗微生物化学强化玻璃,其特征在于,所述低表面能涂层具有末端全氟化部分,选自下组通式为Ax-S1-B4_x的硅烷,其中A是全氟烷基RF-、全氟烷基封端的全氟聚醚、全氟烷基-烷基、氟烯烃硅烷和烯烃硅烷的共聚物、以及氟烷基硅烷和亲水性硅烷的混合物,B是Cl、乙酰氧基[CH3-C(O)-O-]或者烷氧基,x=l或2 ;并且所述低表面能涂层的厚度范围为O. 5nm至20nm。12.如权利要求11所述的抗微生物化学强化玻璃,其特征在于,与所述抗微生物化学强化玻璃粘合的低表面能涂层的骨架链长从硅原子到其末端在Inm至20nm的范围内,所述骨架链选自下组(a)碳原子和(b)碳原子和氧原子的组合。13.如权利要求2所述的抗微生物化学强化玻璃,其特征在于,所述与抗微生物化学强化玻璃粘合的低表面能涂层是化学式(Rfi)x-Si (OR) 4_x的全氟烷基烷氧基硅烷,其中x=l或2,Rfi部分是碳链长度在Inm至IOnm碳原子范围内的全氟烷基基团,OR是乙酰氧基、-OCH3 或者 OCH2H3。14.如权利要求2所述的抗微生物化学强化玻璃,其特征在于,所述与抗微生物化学强化玻璃粘合的低表面能涂层是化学式(RO)4_z - S1- [(CH2)3-OCF2 - CF2 - [OCF2 - CF2 - CF2]n-F]z的全氟聚醚烷氧基硅烷,其中z=l或2,η是足以使得[(CH2)3-OCF2-CF2- [OCF2 -CF2 - CF2Jn — F]的链长在 2nm 至 20nm 范围内的整数,RO=CH3O -、CH3-CH2O -或者 CH3C(O)O _ .15.如权利要求1所述的抗微生物化学强化玻璃,其特征在于,所述与抗微生物化学强化玻璃粘合的低表面能涂层是化学式(R0)4_z —Si — [(CH2)x— (CF2)y —CF3]z的全氟烷基烷基烷氧基硅烷,其中x+y是其总和足以使得[(CH2)x —(CF2)y — CF3]的长度在2nm至20nm范围内的整数,前提是y≥X,z是I或2,RO=CH3O -、CH3-CH2O -或者CH3C(0)0 -。16.如权利要求11所述的抗微生物化学强化玻璃,其特征在于,所述玻璃上的低表面能涂层的形式为玻璃表面上的涂层域,所述涂层域的厚度在O. 5nm至IOnm的范围内,在存在所述涂层域的情况下所述玻璃是具有抗微生物活性的。17.如权利要求11所述的抗微生物化学强化玻璃,其特征在于,所述低表面能涂层是连续涂层,在玻璃表面上的厚度范围为O. 5nm至10nm,并且在存在所述涂层的情况下,玻璃保留功能性的同时具有抗微生物活性。18.如权利要求11所述的抗微生物化学强化玻璃,其特征在于,所述低表面能涂层的厚度范围为Inm至5nm。19.如权利要求11所述的抗微生物化学强化玻璃,其特征在于,所述低表面能涂层的厚度范围为Inm至3nm。20.如权利要求1所述的抗微生物化学强化玻璃,其特征在于,该玻璃选自钠钙玻璃、碱金属铝硅酸盐玻璃和碱金属铝硼硅酸盐玻璃。21.如权利要求20所述的抗微生物化学强化玻璃,其特征在于,该玻璃具有选自下组的组成(a)60-70 摩尔 %Si02、6-14 摩尔 %A1203、0_15 摩尔 %B203、0_15 摩尔 %Li20、0_20 摩尔 %Na20、0-10 摩尔 %K20、0-8 摩尔 %Mg0、0_10 摩尔 %Ca0、0_5 摩尔 %Zr02、0_l 摩尔 %Sn02、0_l摩尔 %Ce02、小于 50ppm As2O3 和小于 50ppm Sb2O3,其中 12 摩尔 % ( Na2CHK2O ( 20 摩尔 %,O 摩尔 % ( MgO+CaO ( 10 摩尔 % ;(b)64 摩尔 % ≤SiO2 ≤68 摩尔 %、12 摩尔 % ≤ Na2O ≤ 16 摩尔 %、8 摩尔 % ( Al2O3 ( 12摩尔%、0摩尔%≤B2O3≤3摩尔%、2摩尔%≤K2O≤5摩尔%、4摩尔%≤MgO ≤ 6摩尔%、以及O摩尔%≤CaO≤5摩尔%,其中66摩尔%≤Si02+B203+Ca0 ≤69摩尔 %、Na20+K20+B203+Mg0+Ca0+Sr0> IO 摩尔 %、5 摩尔 % ( MgO+CaO+SrO ≤ 8 摩尔%、≤Na2CHB2O3)-Al2O3≤2摩尔%、2摩尔%≤Na2O-Al2O3≤6摩尔%、以及4摩尔 % ≤(Na2CHK2O) -Al2O3 ≤10 摩尔 % ;(c)61 摩尔 % ≤ SiO2 ≤75 摩尔 %、9 摩尔 % ≤ Na2O ≤ 21 摩尔 %、7 摩尔 % ≤Al2O3 ≤15摩尔%、0摩尔% ≤ B2O3 ≤12摩尔%、0摩尔% ≤ K2O ≤ 4摩尔%、0摩尔% ≤ MgO ≤ 7摩尔%、以及O摩尔%≤CaO≤摩尔% ;(d)50 摩尔 % ≤ SiO2 ≤ 70 摩尔 %、8 摩尔 %≤ Na2O ≤ 16 摩尔 %、9 摩尔 %≤ Al2O3 ≤ 17摩尔%、2摩尔% ≤ B2O3 ≤ 12摩尔%、0摩尔% ≤ K2O ≤ 4摩尔%、0摩尔% ≤ MgO ≤ 4摩尔%、以及O摩尔% ≤ CaO ≤ 0. 2摩尔%,其中碱金属氧化物和碱土金属氧化物是改性剂,并且 [(摩尔%A1203+B203) + Σ摩尔%改性剂]的比值>1 ;以及(e)Si02>50摩尔 %、11 摩尔 % ≤ Na2O ...
【专利技术属性】
技术研发人员:N·F·伯雷利,D·L·莫斯,W·塞钠拉特纳,F·韦里耶,Y·卫,
申请(专利权)人:康宁股份有限公司,
类型:
国别省市:
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