CN110605274A - 玻璃基材加工方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及玻璃基材加工方法。描述了一种加工抗微生物玻璃基材的方法。更具体地,描述了一种去除抗微生物玻璃基材表面上的硝酸银或银氧化物中的一种或多种的方法。还描述了一种制造基本上不含黄色变色的玻璃基材的方法。所述方法包括:在第一超声槽中,使包含硝酸银和银氧化物中的一种或多种的玻璃基材与包含卤化物离子的溶液接触,以提供包含卤化银的玻璃基材;在第一频率下操作第一超声槽;在第二超声槽中,使包含卤化银的玻璃基材与包含磷酸盐的洗涤剂溶液接触,以从玻璃基材中去除卤化银;以及在大于第一频率的第二频率下,操作第二超声槽。

Description

玻璃基材加工方法
技术领域
本公开的实施方式涉及抗微生物玻璃基材领域。更具体地,本文所述的实施方式涉及对玻璃基材进行加工,使得经过加工的玻璃基材表现出抗微生物性质,以及涉及制造、使用和清洁玻璃基材的方法。
背景技术
触摸激活或触摸互动装置,如屏幕表面(例如通过触摸表面特定部分激活且具有用户互动能力的电子装置的表面),变得越来越普遍。一般来说,这些表面除了具有其他特征外,还应当具有高光学透射率、低雾度和高耐用性。随着用户与装置之间基于触摸屏的互动程度增加,表面包藏的微生物(例如细菌、真菌、病毒等)在用户之间传播的可能性也增大。
为了尽可能减少玻璃上微生物的存在,已经赋予了各种玻璃基材称为“抗微生物”的性质。无论这样的抗微生物玻璃基材是用作触摸激活装置的屏幕表面或是用于其他应用,由于各种原因,它们具有变色的倾向。例如,一个原因包括在玻璃表面上存在银颗粒(包括纳米尺寸的银颗粒),或者存在还原银,由于暴露于高温、湿气、反应性环境和/或类似情况而使得玻璃基材变色。这些苛刻条件可在玻璃基材的制造或加工期间、或者制品的一般使用期间发生。在某些情况中,这种变色可能使玻璃基材变得不美观。再者,过度变色最终可导致玻璃基材变得不适合其预期目的。
因此,仍然需要用于提供抗微生物玻璃基材,并且该抗微生物基材的抗变色性得到改进的方法。如果这样的方法对表面的其他所需性能(如光学透射率、雾度、强度、耐刮擦性等)没有不利影响,那会是特别有利的。
发明内容
本文描述了对抗变色性得到改进的玻璃基材进行加工的方法。
第1个方面包括一种加工玻璃基材的方法,所述方法包括:在第一超声槽中,使包含硝酸银和银氧化物中的一种或多种的玻璃基材与包含卤化物离子的溶液接触,以提供包含卤化银的玻璃基材;在第一频率下操作第一超声槽;在第二超声槽中,使包含卤化银的玻璃基材与包含磷酸盐的洗涤剂溶液接触,以从玻璃基材中去除卤化银;以及在大于第一频率的第二频率下,操作第二超声槽。
根据第1个方面所述的第2个方面,其中,所述方法不使用机械擦洗来从玻璃基材中去除卤化银或者硝酸银和银氧化物中的一种或多种。
根据第1或第2个方面所述的第3个方面,其中,所述包含卤化物离子的溶液包括约0.01重量%至约5重量%范围的卤化物离子。
根据第3个方面所述的第4个方面,其中,所述包含卤化物离子的溶液选自下组:氯化钠溶液、氟化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钠溶液、氯化钾溶液、氟化钾溶液、溴化钾溶液、碘化钾溶液、氟化锂溶液、氯化锂溶液、溴化锂溶液、碘化锂溶液、氯化铵溶液及其组合。
根据第4个方面所述的第5个方面,其中,所述包含卤化物离子的溶液是氯化钠溶液。
根据前述方面中任一方面所述的第6个方面,其中,所述洗涤剂溶液包括约5重量%至约10重量%范围的洗涤剂。
根据前述方面中任一方面所述的第7个方面,其中,所述磷酸盐选自下组:磷酸钠、三聚磷酸钠、三偏磷酸钠、三磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、焦磷酸钾、磷酸钾、三磷酸钾、聚偏磷酸钾及其组合。
根据前述方面中任一方面所述的第8个方面,其中,第一超声槽和第二超声槽在约22℃至约70℃范围内的温度下独立操作,并且第二频率与第一频率的比值大于或等于1.5。
根据前述方面中任一方面所述的第9个方面,其中,玻璃基材与包含卤化物离子的溶液接触的时间在约5分钟至约10分钟的范围内。
根据前述方面中任一方面所述的第10个方面,其中,包含卤化银的玻璃基材与洗涤剂溶液接触的时间在约5分钟至约10分钟的范围内。
根据前述方面中任一方面所述的第11个方面,其还包括在玻璃基材与洗涤剂溶液接触之后,用去离子水清洗玻璃基材以提供经过清洗的玻璃基材。
根据前述方面中任一方面所述的第12个方面,其中,在去离子水中清洗抗微生物玻璃基材的时间在约5分钟至约10分钟的范围内。
根据第11个方面或第12个方面所述的第13个方面,其还包括在清洗之后干燥玻璃基材。
根据第13个方面所述的第14个方面,其中,经过干燥的玻璃基材基本上不含有黄色标记。
根据前述方面中任一方面所述的第15个方面,其中,第一超声槽在约20kHz至约40kHz范围内的频率下操作,并且第二超声槽在约60kHz至约120kHz范围内的频率下操作。
根据前述方面中任一方面所述的第16个方面,其中,当将玻璃基材暴露于卤化物离子时,卤化物离子与硝酸银和银氧化物中的一种或多种反应以使卤化银沉淀到玻璃基材上。
根据前述方面中任一方面所述的第17个方面,其中,洗涤剂溶液防止卤化银重新沉积到玻璃基材的表面上。
根据前述方面中任一方面所述的第18个方面,其中,玻璃基材包括化学强化玻璃。
第19个方面包括一种制造抗微生物玻璃基材的方法,所述方法包括:将银离子交换到玻璃基材中以提供包含硝酸银和银氧化物中的一种或多种的抗微生物玻璃基材;在第一超声槽中,使包含硝酸银和银氧化物中的一种或多种的抗微生物玻璃基材与包含卤化物离子的溶液接触,以形成包含卤化银的抗微生物玻璃基材,在约20kHz至约40kHz范围内的频率下操作第一超声槽,然后在第二超声槽中,使包含卤化银的抗微生物玻璃基材与包含磷酸盐的洗涤剂溶液接触以去除卤化银,在约60kHz至约120kHz范围内的频率下操作第二超声槽;
在去离子水中清洗抗微生物玻璃基材,以提供经过清洗的抗微生物玻璃基材;以及干燥经过清洗的抗微生物玻璃基材,以提供基本上不含硝酸银、银氧化物和卤化银的干燥的抗微生物玻璃。
根据第19个方面所述的第20个方面,其中,所述包含卤化物离子的溶液选自下组:氯化钠溶液、氟化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钠溶液、氯化钾溶液、氟化钾溶液、溴化钾溶液、碘化钾溶液、氟化锂溶液、氯化锂溶液、溴化锂溶液、碘化锂溶液、氯化铵溶液及其组合。
附图说明
为了可以详细理解本公开的上述特征,可以参考实施方式更具体地描述上文已作出简单描述的本公开,其中的一些实施方式在附图中例示出。然而,应注意,附图仅说明了本公开的典型的实施方式,因此并不认为是对本公开的范围的限制,因为本公开可以允许其他同样有效的实施方式。本文所述的实施方式通过实例来例示,并且不限于附图中的各图,在附图中,相同的附图标记表示相似的元件。
图1例示了根据一个或多个实施方式所述的一种玻璃基材的截面图;
图2例示了根据一个或多个实施方式所述的一种玻璃基材的截面图;
图3例示了根据一个或多个实施方式所述的一种玻璃基材的截面图;
图4例示了根据一个或多个实施方式所述的一种玻璃基材的截面图;以及
图5例示了根据一个或多个实施方式所述的一种玻璃基材的截面图。
具体实施方式
在本说明书全文中,各种部件可认为具有特定数值或参数。但是,提供这些项目只是作为本公开的示例。实际上,示例性实施方式没有限制各个方面和概念,因为可实施许多相当的参数、尺寸、范围和/或数值。类似地,术语“第一”、“第二”、“首要”、“次要”、“顶部”、“底部”、“远端”、“近端”等不表示任何顺序、数量或重要程度,而是用于对一种要素与另一种要素进行区分。此外,术语“一个”、“一种”和“该”并不表示数量的限制,而是表示存在“至少一个”所述项目。
本文描述了加工抗微生物玻璃基材的方法,所述抗微生物玻璃基材与根据现有方法加工的基材相比,表现出变黄得更少,同时还表现出相同的抗微生物功效和强度。如本文中所使用的,术语“抗微生物”是指杀灭超过一个类型的微生物(例如细菌、病毒、真菌等)中的超过一种微生物或抑制其生长的能力。本文所用的该术语并不表示它能够杀灭该族中所有微生物物种或抑制其生长,而是能够杀灭一种或多种来自该族的微生物物种或抑制其生长。当将一种制剂描述为“抗细菌”、或“抗病毒”或“抗真菌”时,这意味着该制剂分别仅能够杀灭细菌或抑制细菌生长,杀灭病毒或抑制病毒生长,或者杀灭真菌或抑制真菌生长。
如本文所用,术语“对数减少”或“LR”意为-Log(Ca/C0),其中Ca=含有银(Ag)颗粒/纳米颗粒的抗微生物表面的菌落形成单位(CFU)数,而C0=不含银颗粒/纳米颗粒的对照玻璃表面的菌落形成单位(CFU)数。也就是说:
LR=-Log(Ca/C0)。
例如,对数减少为3等于杀灭了99.9%的细菌或病毒,对数减少为5等于杀灭了99.999%的细菌或病毒。
如本文中所使用的,术语“变黄”是指玻璃基材的光学变化,使得可见光区域中的黄色着色作用和红外和/或紫外区域中的吸附带的形成导致肉眼看起来为黄色。另外,当玻璃基材“变黄”时,光学密度可增加。对于光学平滑表面,变色程度一般接近于零。在抗微生物玻璃基材用于构建电子装置的触摸屏的情况中,抗微生物玻璃基材的变色程度可小于或等于约1%。
当抗微生物玻璃基材的表面上有残留物时,可发生抗微生物玻璃基材的变色,尤其是变黄。在一些情况中,残留物使抗微生物玻璃基材的表面变黄。根据一个或多个实施方式,残留物可包括微粒,所述微粒可包括银,例如硝酸银和/或银氧化物。在一个或多个实施方式中,当玻璃基材向Ag+离子提供电子而将Ag+还原成Ag0时,也可在抗微生物玻璃基材中发生变色。相比于Ag+,Ag0的抗微生物活性较差。还原的Ag0还在430nm处显示出明显的等离子体共振峰,对于观察者的眼睛来说,这表现为颜色变化(变黄)。电子可以存在于玻璃基材中,或者由各种来源在玻璃基材中形成,例如暴露于紫外光。这些电子可以造成存在于玻璃中的Ag+离子或其他金属离子还原,并因此造成玻璃基材的变色(变黄)。
玻璃基材可以为具有无定形相和一个或多个结晶相的无定形玻璃基材或玻璃陶瓷基材。玻璃基材可以为可进行离子交换以引入银离子形成抗微生物玻璃基材的任何玻璃或玻璃陶瓷。例如,所选的组合物可以是包含一种或多种碱金属氧化物的各种硅酸盐、硼硅酸盐、铝硅酸盐或硼铝硅酸盐组合物中的任何组合物。示例性的组合物包括在第8,969,226号、第8,586,492号、第9,346,703号、第9,290,413号、第8,765,262号和第9,517,967号美国专利中描述的那些,每件专利的内容通过引用的方式全文纳入本文。
根据一个或多个实施方式加工的玻璃基材可采取各种物理形式。也就是说,从截面视角看,基材可以是平坦的或平面的,或者它可以是弯曲的和/或严重弯折的。类似地,它可以是单个一体式物体,或多层结构或层压件。
另外,根据一个或多个实施方式所述的玻璃基材包括含银的抗微生物层或区域,其可从玻璃基材表面向内延伸到玻璃基材中的特定深度。含银的抗微生物区域包括阳离子单价银(Ag+),其量有效地赋予玻璃基材抗微生物性质。一般来说,含银的抗微生物区域(如压缩应力层)从玻璃基材的表面向内延伸。因此,含银的抗微生物区域与压缩应力层至少部分重叠。在一些实施方式中,压缩应力层的深度大于含银的抗微生物区域的深度。在其他实施方式中,压缩应力层的深度与含银的抗微生物区域的深度大致相等。一般来说,可以对含银的抗微生物区域的深度(DOR)进行限制,以避免玻璃基材中发生可见的着色(即,变黄),并且使玻璃基材中的阳离子银的抗微生物功效最大化。
在某些实施方式中,抗微生物玻璃基材可包括设置在基材表面上的附加层。任选的附加层可用来为抗微生物玻璃基材提供附加特征(例如,抗反射或减反射性质、抗眩光或防眩光性质、耐指纹或防指纹性质、耐污或防污性质、颜色、不透明性、环境阻挡防护、电子功能、以及/或其类似特征)。可用于形成任选的附加层的材料对于本公开所属技术人员而言一般是已知的。
当银离子(Ag+)已经交换到玻璃基材中时,玻璃基材具有了抗微生物性质。在一个或多个实施方式中,所述玻璃基材可以包括离子交换玻璃基材,其中银离子已经交换到玻璃基材中。在一个或多个实施方式中,所述玻璃基材包括已经用银进行了离子交换的化学强化玻璃。
可以通过用硝酸银溶液处理玻璃基材将银离子(Ag+)离子交换到玻璃基材中。在一个或多个实施方式中,通过直接离子注入、溶胶-凝胶方法和离子交换中的一种或多种在玻璃基质中合成银的金属纳米颗粒。
在一个或多个实施方式中,通过离子交换工艺将银离子引入到玻璃基材中/上。在一个或多个实施方式中,将玻璃基材浸没到熔融盐中,然后进行另外的加工,例如光辐射或热退火,以产生银颗粒。利用这样的加工方法,银颗粒常常仅形成于玻璃基材的表面上,而不是遍及整个玻璃基材分布。在一些方法中,例如在双离子交换方法中[其中在将碱金属离子(如钠或钾)引入到玻璃基材表面中的离子交换之前或之后进行银离子的离子交换],银纳米颗粒可嵌入到玻璃基材中。
无论使用何种类型的加工方法来将银离子纳入到玻璃基材中以形成抗微生物玻璃基材,由于所进行的加工,硝酸银颗粒常保持在玻璃基材的顶表面上。当残余的硝酸银暴露于空气气氛或光下时,硝酸银容易经历氧化-还原反应形成银氧化物。存在于抗微生物玻璃基材的表面上的银氧化物使玻璃变色,从而造成玻璃变黄。由于抗微生物玻璃基材变得不美观,因此,玻璃基材的变黄是不期望的。再者,过度变色(即,变黄)最终可导致玻璃基材变得不适合其预期目的。因此,主要的挑战变成如何从抗微生物玻璃基材中去除残余的硝酸银。
使情况更复杂的是,由于银氧化物在水中的溶解度有限,因此,难以从抗微生物玻璃基材上的表面去除造成变色的银氧化物。通常,在能够溶解银氧化物和硝酸银的氨和/或过氧化氢溶液的存在下,使用机械刷洗来清洁抗微生物玻璃基材并去除黄色变色。然而,这种洗涤和机械刷洗步骤不适于不同尺寸的玻璃。进行加工的玻璃基材尺寸可以是各种各样的。例如,在一些实施方式中,玻璃基材的宽度可以为约20mm至约4000mm,例如约50mm至约4000mm,例如约100mm至约4000mm,例如约500mm至约4000mm,例如约1000mm至约4000mm,例如约2000mm至约4000mm,例如约3000mm至约4000mm,例如约20mm至约3000mm,例如约50mm至约3000mm,例如约100mm至约3000mm,例如约500mm至约3000mm,例如约1000mm至约3000mm,例如约2000mm至约3000mm,例如约2000mm至约2500mm,以及其间的所有范围和子范围。
在一些实施方式中,玻璃基材的高度可以为约20mm至约4000mm,例如约50mm至约4000mm,例如约100mm至约4000mm,例如约500mm至约4000mm,例如约1000mm至约4000mm,例如约2000mm至约4000mm,例如约2500mm至约4000mm,例如约20mm至约3000mm,例如约50mm至约3000mm,例如约100mm至约3000mm,例如约500mm至约3000mm,例如约1000mm至约3000mm,例如约2000mm至约3000mm,例如约2000mm至约2500mm,以及其间的所有范围和子范围。
机械刷洗受抗微生物玻璃基材的尺寸限制。取决于抗微生物玻璃基材的尺寸,在辊与辊之间可能具有间隙,并且在上部的刷与下部的刷之间可能存在间隙,这可影响机械刷洗的清洁能力和传输稳定性。另外,基于氨和/或过氧化氢溶液的洗涤剂的成本高昂,并且使用这些洗涤剂所产生的废水由于氨和过氧化氢的不利影响而需要特殊处理。
一个或多个实施方式提供了一种从玻璃基材中去除残余的硝酸银和银氧化物,并因此去除黄色变色的方法。
图1-4例示了根据一个或多个实施方式的方法加工的一种抗微生物玻璃基材102的截面图。参考图1,抗微生物玻璃基材102在抗微生物玻璃基材102的顶表面104上具有硝酸银(AgNO3)颗粒106。参考图2,在一个或多个实施方式中,在抗微生物玻璃基材102的顶表面104上的硝酸银颗粒106(由于暴露于空气气氛或光下)氧化而在抗微生物玻璃基材102上形成银氧化物(Ag2O)膜108。在一个或多个实施方式中,银氧化物膜108为黄色。在人工检查时,黄色是可见的。
在一个或多个实施方式中,在第一超声槽103中,使包含硝酸银和银氧化物中的一种或多种的抗微生物玻璃基材与包含卤化物离子的溶液接触。在一个实施方式中,在约20kHz至约40kHz范围内的频率下操作第一超声槽103(即,含有卤化物离子溶液的超声槽)。根据一个或多个实施方式,“接触”是指用溶液润湿基材。在一些实施方式中,“接触”是指将基材浸没在所述溶液的浴中,或者将至少一部分的基材浸在所述溶液中。无意于受理论束缚,认为含有卤化物离子溶液的第一超声槽103的较低的超声频率使得具有高的空化气泡能,这有助于在玻璃基材的表面上形成/沉淀卤化银颗粒。在一个或多个实施方式中,第一超声槽103的温度在约22℃至约70℃的范围内,包括约22℃至约60℃的范围以及约25℃至约60℃的范围。应注意的是,约22℃至约25℃被本领域技术人员认为是室温/环境温度。在一个或多个实施方式中,抗微生物玻璃基材与包含卤化物离子的溶液接触的时间在约5分钟至约15分钟的范围内。在一个或多个实施方式中,抗微生物玻璃基材与包含卤化物离子的溶液接触的时间在约5分钟至约10分钟的范围内。在一些实施方式中,抗微生物玻璃基材与包含卤化物离子的溶液接触的时间为约10分钟。
在一个或多个实施方式中,卤化物离子溶液包含约0.01重量%至约5重量%范围的卤化物离子。在一个实施方式中,卤化物离子溶液包含溶于水中的约0.01重量%至约5重量%范围的卤化物离子。在一个或多个实施方式中,卤化物离子的溶液选自:氯化钠溶液、氟化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钠溶液、氯化钾溶液、氟化钾溶液、溴化钾溶液、碘化钾溶液、氟化锂溶液、氯化锂溶液、溴化锂溶液、碘化锂溶液、氯化铵溶液及其组合。在一个实施方式中,卤化物离子溶液包含氯化钠溶液。在一个实施方式中,氯化钠溶液包含溶于水中的约0.01重量%至约5重量%范围的氯离子。
参考图3,在一个或多个实施方式中,当硝酸银颗粒106和/或银氧化物膜108与卤化物离子溶液接触后,其反应形成卤化银(例如AgCl、AgI、AgBr)颗粒,这些卤化银颗粒位于抗微生物玻璃基材的顶表面104上。在一个或多个实施方式中,当抗微生物玻璃基材暴露于卤化物离子时,卤化物离子与硝酸银和银氧化物中的一种或多种反应以使卤化银沉淀到抗微生物玻璃基材上。
参考图4,在第二超声槽105中,使包含卤化银110的抗微生物玻璃基材102与包含磷酸盐的洗涤剂溶液接触,以从抗微生物玻璃基材102中去除卤化银110。在一个或多个实施方式中,在约60kHz至约120kHz范围内的频率下操作第二超声槽105(即,含有洗涤剂溶液的超声槽)。
令人惊奇的是,当将较高的超声频率(例如在约60kHz至约120kHz的范围内)用于含有卤化物离子溶液的超声槽时,用卤化物离子溶液处理抗微生物玻璃基材,随后用相同的磷酸盐洗涤剂处理,未去除黄色变色。因此,根据一个或多个实施方式,以在比第一超声槽频率更大的频率下操作第二超声槽。在一些实施方式中,第二超声槽的超声频率与第一超声槽的超声频率的比值等于或大于1.5,或者等于或大于2。因此,无意于受理论束缚,在用于含有卤化物离子溶液的超声槽的较低超声频率(即在约20kHz至约40kHz的范围内)与在较高的超声频率下(例如,在约60kHz至约120kHz的范围内)在第二超声槽中使用磷酸盐洗涤剂之间存在协同作用,该协同作用使得去除了由银氧化物引起的黄色变色。
在一个或多个实施方式中,第二超声槽的温度在约22℃至约70℃的范围内,包括约22℃至约60℃,以及约25℃至约60℃。在一个实施方式中,包含卤化银的抗微生物玻璃基材与洗涤剂溶液接触的时间在约5分钟至约15分钟的范围内。在一个或多个实施方式中,抗微生物玻璃基材与洗涤剂溶液接触的时间在约5分钟至约10分钟的范围内。在一个实施方式中,抗微生物玻璃基材与洗涤剂溶液接触的时间为约10分钟。
在一个或多个实施方式中,所述洗涤剂溶液包含约5重%至约10重量%的洗涤剂。在一个或多个实施方式中,所述洗涤剂溶液包含氢氧化钠(NaOH)、水和磷酸盐。在一个或多个实施方式中,所述磷酸盐选自下组:磷酸钠、三聚磷酸钠、三偏磷酸钠、三磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、焦磷酸钾、磷酸钾、三磷酸钾、聚偏磷酸钾及其组合。无意于受理论束缚,认为磷酸盐洗涤剂有助于卤化银颗粒的聚集,以使颗粒变得更大且更易去除。在一个或多个实施方式中,在卤化银颗粒聚集后,颗粒悬浮于洗涤剂溶液中,并且随后可去除。另外,认为洗涤剂防止了卤化银颗粒重新沉积和吸附在抗微生物玻璃基材的表面上。
参考图5,在包含卤化银110的抗微生物玻璃基材102与磷酸盐洗涤剂溶液接触之后,用去离子水清洗抗微生物玻璃基材102,以提供在表面上基本上没有银氧化物、磷酸银和/或卤化银颗粒的抗微生物玻璃基材102。如本文中所使用的,短语“基本上没有颗粒”或“基本上不含颗粒”意为<100个颗粒,包括<90个颗粒、<80个颗粒、<70个颗粒、<60个颗粒、<50个颗粒、<40个颗粒、<30个颗粒、<20个颗粒、<10个颗粒、<5个颗粒、或0个颗粒被吸附到玻璃上。在一个或多个实施方式中,通过在荧光灯/强光下利用裸眼来确定“基本上没有颗粒”或“基本上不含颗粒”。在一个或多个实施方式中,在去离子水中清洗抗微生物玻璃基材的时间在约5分钟至约15分钟的范围内。在一个或多个实施方式中,在去离子水中清洗抗微生物玻璃基材的时间在约5分钟至约10分钟的范围内。在一个实施方式中,在去离子水中清洗抗微生物玻璃基材的时间为约10分钟。在一个或多个实施方式中,当不存在超声频率时发生在去离子水中的清洗。换言之,当用去离子水清洗抗微生物玻璃基材时,关闭超声浴。在一个或多个实施方式中,去离子水处于室温下,或者处于环境温度下,或者处于约22℃至约25℃范围内的温度下。
在一个或多个特定的实施方式中,对经过清洗的抗微生物玻璃基材进行干燥。在一个实施方式中,在空气流中干燥经过清洗的抗微生物玻璃基材。在一个或多个实施方式中,使用鼓风机干燥经过清洗的抗微生物玻璃基材。在一个或多个实施方式中,使用空气枪在空气流中干燥经过清洗的抗微生物玻璃基材。在一个或多个实施方式中,使用空气刀在空气流中干燥经过清洗的抗微生物玻璃基材。在一个或多个实施方式中,使用热来干燥经过清洗的抗微生物玻璃基材。
在一个或多个实施方式中,经过干燥的抗微生物玻璃基材基本上不含黄色标记。如本文中所使用的,短语“基本上不含黄色标记”意为银氧化物已经与卤化物离子和洗涤剂反应,使得不再存在银氧化物。应注意的是,变色/变黄的存在是由于在玻璃基材上存在银氧化物造成的。在荧光灯/强光下利用裸眼来确定没有这类变黄/变色。
本公开的另一个方面涉及一种制造抗微生物玻璃基材的方法。在一个或多个实施方式中,所述制造方法包括将银离子交换到玻璃基材中以提供包含硝酸银和银氧化物中的一种或多种的抗微生物玻璃基材。在第一超声槽中,使包含硝酸银和银氧化物中的一种或多种的抗微生物玻璃基材与包含卤化物离子的溶液接触,以形成包含卤化银的抗微生物玻璃基材。在一个或多个实施方式中,所述溶液选自:氯化钠溶液、氟化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钠溶液、氯化钾溶液、氟化钾溶液、溴化钾溶液和碘化钾溶液。在一个或多个实施方式中,在约20kHz至约40kHz范围内的频率下操作第一超声槽。在一个或多个实施方式中,在第二超声槽中,使包含卤化银的抗微生物玻璃基材与包含磷酸盐的洗涤剂溶液接触,以去除卤化银。在一个或多个实施方式中,在约60kHz至约120kHz范围内的频率下操作第二超声槽。在一个或多个实施方式中,在去离子水中清洗抗微生物玻璃基材以提供经过清洗的抗微生物玻璃基材。在一个或多个实施方式中,对经过清洗的抗微生物玻璃基材进行干燥以提供基本上不含硝酸银、银氧化物和卤化银的干燥的抗微生物玻璃。
现在参考以下实施例描述本公开。在描述本公开的多个示例性实施方式之前,应理解,本公开不限于以下描述中列出的构造或方法步骤的细节。本公开能够具有其他实施方式并且能够以各种方式实践或实施这些实施方式。
实施例
实施例1:加工方法
在超声槽中,将具有硝酸银和银氧化物颗粒的抗微生物玻璃基材浸在氯化钠溶液(~0.01-5重量%)中。在约20kHz至约40kHz的频率下操作超声槽。
在第二超声槽中,将抗微生物玻璃基材浸在洗涤剂溶液中。商购的洗涤剂溶液含有氢氧化钠、水和磷酸盐。在约60kHz至约120kHz的频率下操作第二超声槽。用去离子水清洗抗微生物玻璃基材并在空气中干燥。
表1提供了加工条件。
在描述本文所述材料和方法的上下文中(尤其在所附权利要求书的上下文中)使用的术语“一个”、“一种”和“该”等类似表达应解释为涵盖单数和复数形式,除非本文另有指示或者有明确相反的指示。除非本文中另有说明,本文中对数值范围的引用仅仅是一种速记方法,单独表示落在该范围内的各个独立的值,且各个独立的值包括在说明书范围内,如同它们被单独引用。本文所述的所有方法可以任何合适的顺序进行,除非另有说明或上下文明确另有所指。本文使用的任何和所有实施例,或者示例性的语言(例如,“如”)仅仅是为了更好地例示材料和方法,而不是对范围的限制,除非另有要求。说明书中的所有语言都不应解释为指示任何未要求保护的元素对于实践所公开的材料和方法是必不可少的。
在整个说明书中提及的“一个实施方式”、“某些实施方式”、“一个或多个实施方式”或“一种实施方式”意为结合实施方式描述的具体特征、结构、材料或性质包括在本公开的至少一个实施方式中。因此,在整个说明书中的各处出现的短语,例如“在一个或多个实施方式中”、“在某些实施方式中”、“在一个实施方式中”或“在一种实施方式中”不一定都涉及本公开的同一个实施方式。而且,具体的特征、结构、材料或性质可以任何合适的方式组合在一个或多个实施方式中。
尽管本文已结合具体的实施方式对本公开进行了描述,但是应当理解,这些实施方式仅是用于说明本公开的原理和应用。对本领域的技术人员而言显而易见的是,可以对本公开的方法和设备进行各种修改和变动而不偏离本公开的精神和范围。因此,本公开旨在包括在所附权利要求及其等同内容范围内的修改和变化。

Claims (20)

1.一种加工玻璃基材的方法,所述方法包括:
在第一超声槽中,使包含硝酸银和银氧化物中的一种或多种的玻璃基材与包含卤化物离子的溶液接触,以提供包含卤化银的玻璃基材;
在第一频率下操作第一超声槽;
在第二超声槽中,使包含卤化银的玻璃基材与包含磷酸盐的洗涤剂溶液接触,以从玻璃基材中去除卤化银;以及
在大于第一频率的第二频率下,操作第二超声槽。
2.如权利要求1所述的方法,其中,所述方法不使用机械擦洗来从玻璃基材中去除卤化银或者硝酸银和银氧化物中的一种或多种。
3.如权利要求1或2所述的方法,其中,所述包含卤化物离子的溶液包括约0.01重量%至约5重量%范围的卤化物离子。
4.如权利要求3所述的方法,其中,所述包含卤化物离子的溶液选自下组:氯化钠溶液、氟化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钠溶液、氯化钾溶液、氟化钾溶液、溴化钾溶液、碘化钾溶液、氟化锂溶液、氯化锂溶液、溴化锂溶液、碘化锂溶液、氯化铵溶液及其组合。
5.如权利要求4所述的方法,其中,所述包含卤化物离子的溶液是氯化钠溶液。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述洗涤剂溶液包括约5重量%至约10重量%范围的洗涤剂。
7.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述磷酸盐选自下组:磷酸钠、三聚磷酸钠、三偏磷酸钠、三磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、焦磷酸钾、磷酸钾、三磷酸钾、聚偏磷酸钾及其组合。
8.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中,第一超声槽和第二超声槽在约22℃至约70℃范围内的温度下独立操作,并且第二频率与第一频率的比值大于或等于1.5。
9.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中,玻璃基材与包含卤化物离子的溶液接触的时间在约5分钟至约10分钟的范围内。
10.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中,包含卤化银的玻璃基材与洗涤剂溶液接触的时间在约5分钟至约10分钟的范围内。
11.如前述权利要求中任一项所述的方法,其还包括在玻璃基材与洗涤剂溶液接触之后,用去离子水清洗玻璃基材以提供经过清洗的玻璃基材。
12.如权利要求11所述的方法,其中,在去离子水中清洗抗微生物玻璃基材的时间在约5分钟至约10分钟的范围内。
13.如权利要求11或12所述的方法,还包括在清洗之后对玻璃基材进行干燥。
14.如权利要求13所述的方法,其中,经过干燥的玻璃基材基本上不含黄色标记。
15.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中,第一超声槽在约20kHz至约40kHz范围内的频率下操作,并且第二超声槽在约60kHz至约120kHz范围内的频率下操作。
16.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中,当将玻璃基材暴露于卤化物离子时,卤化物离子与硝酸银和银氧化物中的一种或多种反应以使卤化银沉淀到玻璃基材上。
17.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中,洗涤剂溶液防止卤化银重新沉积到玻璃基材的表面上。
18.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述玻璃基材包括化学强化玻璃。
19.一种制造抗微生物玻璃基材的方法,所述方法包括:
将银离子交换到玻璃基材中以提供包含硝酸银和银氧化物中的一种或多种的抗微生物玻璃基材;
在第一超声槽中,使包含硝酸银和银氧化物中的一种或多种的抗微生物玻璃基材与包含卤化物离子的溶液接触,以形成包含卤化银的抗微生物玻璃基材,在约20kHz至约40kHz范围内的频率下操作第一超声槽,然后在第二超声槽中,使包含卤化银的抗微生物玻璃基材与包含磷酸盐的洗涤剂溶液接触以去除卤化银,在约60kHz至约120kHz范围内的频率下操作第二超声槽;
在去离子水中清洗抗微生物玻璃基材,以提供经过清洗的抗微生物玻璃基材;以及
干燥经过清洗的抗微生物玻璃基材,以提供基本上不含硝酸银、银氧化物和卤化银的干燥的抗微生物玻璃。
20.如权利要求19所述的方法,其中,所述包含卤化物离子的溶液选自下组:氯化钠溶液、氟化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钠溶液、氯化钾溶液、氟化钾溶液、溴化钾溶液、碘化钾溶液、氟化锂溶液、氯化锂溶液、溴化锂溶液、碘化锂溶液、氯化铵溶液及其组合。
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