JP6799548B2 - 無色銅含有材料 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、米国特許法第１１９条の下で、２０１５年６月２６日出願の米国仮特許出願第６２／１８５，１９３号の優先権の利益を主張するものであり、上記仮特許出願の内容は信頼できるものであり、参照によりその全体が本出願に援用される。
本開示は、無色でありかつ抗菌活性を維持する銅含有材料に関し、より詳細には、銅含有ガラス粒子又は酸化第一銅粒子、並びにチオシアン酸ナトリウム及び二酸化チタンのうちの１つ以上を含む、塗料に関する。
酸化第一銅及び金属銅は、様々な材料中の抗菌添加剤として使用されてきたが、銅は強い色を有し、白色又は無色材料が望ましい場合には使用できない。着色剤を添加して色を調整する場合があるが、着色剤は多くの場合、くすんだ色、又は乳白色若しくは白色でない色をもたらす。更に、着色剤及び他の添加剤は、材料の抗菌活性を低減する場合がある。例えば、チオシアン酸第一銅は、特に表面に塗布する際に、塗料の色を調整するために採用できる白色顔料であるが、オフホワイトの色を実現できるものの、高い抗菌活性は示さない。従って、高い抗菌活性を維持しながら無色である材料に対する需要が存在する。より具体的には、無色性及び高い抗菌活性を示す、装飾用塗料に対する需要が存在する。
本開示の第１の態様は、キャリア、銅含有粒子、並びにチオシアン酸ナトリウム及び二酸化チタンのうちの一方又は両方を含む、無色材料に関する。１つ以上の実施形態では、上記材料は、ＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ＊系において、約９１〜約１００のＬ＊値、及び約７未満のＣ＊値を示し、Ｃ＊は√（ａ＊２＋ｂ＊２）に等しい。いくつかの実施形態では、上記材料は、殺菌剤試験条件としての銅合金の効力に関するＥＰＡ試験法の下で、黄色ブドウ球菌の濃度の対数減少値３超を示す。
上記銅含有粒子は、銅含有ガラス、酸化第一銅又はこれらの組合せを含む。いくつかの実施形態では、上記銅含有粒子は、銅含有ガラスから本質的になる。上記材料中の上記銅含有粒子の量は、キャリア１ガロン（３．７８５４１２ｌ）あたり約２００ｇ以下（例えばキャリア１ガロン（３．７８５４１２ｌ）あたり約１００ｇ〜キャリア１ガロン（３．７８５４１２ｌ）あたり約２００ｇ）であってよい。チオシアン酸ナトリウムを利用する場合、チオシアン酸ナトリウムは約２０ｇ／ガロン（５．２８３４４０７５ｇ／ｌ）以下の量で存在する。二酸化チタンを利用する場合、二酸化チタンは約５重量％以下の量で存在する。
１つ以上の実施形態において使用される上記キャリアは、ポリマー、モノマー、バインダ又は溶媒を含んでよい。いくつかの例では、上記キャリアは塗料である。
本開示の第２の態様は、複数の銅イオンを含む塗料に関する。１つ以上の実施形態の上記塗料は、殺菌剤試験条件としての銅合金の効力に関するＥＰＡ試験法の下で、黄色ブドウ球菌の濃度の９９％以上の減少を示す。いくつかの例では、上記塗料は、ＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ＊系において、約９０〜約１００のＬ＊値、及び約９未満のＣ＊値を示し、Ｃ＊は√（ａ＊２＋ｂ＊２）に等しい。
更なる特徴及び利点は、以下の「発明を実施するための形態」に記載され、またその一部は、当業者には「発明を実施するための形態」から容易に明らかとなるか、又は以下の「発明を実施するための形態」、特許請求の範囲及び添付の図面を含む本明細書に記載された実施形態を実施することによって認識されるだろう。
以上の「発明の概要」及び以下の「発明を実施するための形態」はいずれの単なる例示であり、特許請求の範囲の性質及び特徴を理解するための概観又は枠組みを提供することを意図したものであることを理解されたい。添付の図面は更なる理解を提供するために含まれており、本明細書に組み込まれて本明細書の一部を構成する。これらの図面は１つ以上の実施形態を図示し、本説明と併せて、様々な実施形態の原理及び動作を説明する役割を果たす。
実施例１のＣ＊及びＬ＊値を示すグラフ 実施例２のＣ＊及びＬ＊値を示すグラフ 実施例２の抗菌活性を示すグラフ 実施例３の抗菌活性を示すグラフ
これより、様々な実施形態を詳細に参照する。本開示の第１の態様は、白色又は無色の外観、及び米国環境保護庁（Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ａｇｅｎｃｙ：ＥＰＡ）が定める健康上の利益の要件を満たす抗菌活性を示す、無色材料に関する。具体的には、上記材料は、殺菌剤試験条件としての銅合金の効力に関するＥＰＡ試験法（「ＥＰＡ試験」）の下で、黄色ブドウ球菌に対する２時間以内の曝露で、９９％超（又は対数減少値で３以上）の殺滅率を示す。
本明細書中で使用される場合、用語「抗菌剤（ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ）」は、バクテリア、ウイルス及び／若しくは真菌を含む微生物を殺滅する、又はこれらの成長を阻害する、材料又は材料の表面を意味する。本明細書中で使用される場合、この用語は、上記材料又は材料の表面が、上述のようなファミリー内のあらゆる種の微生物を殺滅する又はその成長を阻害することを意味するのではなく、上述のようなファミリーからの１つ以上の種の微生物を殺滅する又はその成長を阻害することを意味する。
本明細書中で使用される場合、用語「対数減少値（ｌｏｇ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）」は、Ｃａ＝抗菌性表面のコロニー形成単位（ｃｏｌｏｎｙ ｆｏｒｍ ｕｎｉｔ：ＣＦＵ）数、及びＣ０＝抗菌性表面ではない対照表面のコロニー形成単位（ＣＦＵ）とした場合の、‐ｌｏｇ（Ｃａ／Ｃ０）を意味する。例として、対数減少値３は、微生物の約９９．９％の殺滅に等しく、また対数減少値５＝微生物の９９．９９９％の殺滅である。
１つ以上の実施形態では、上記無色材料は、キャリア、銅含有粒子、並びにチオシアン酸ナトリウム及び二酸化チタンのうちの一方又は両方を含む。１つ以上の実施形態では、上記材料の無色性は、ＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ＊測色系において特性決定できる。１つ以上の実施形態では、上記材料は、約８８〜約１００（例えば約９０〜約１００、約９１〜約１００、約９２〜約１００、約９３〜約１００、約９４〜約１００、約８８〜約９８、約８８〜約９６、約８８〜約９５又は約８８〜約９４）のＬ＊値を示す。１つ以上の実施形態では、上記材料は約１０未満のＣ＊値を示し、Ｃ＊は√（ａ＊２＋ｂ＊２）に等しい。１つ以上の実施形態の上記材料が示すＣ＊値は、約９未満、約８未満、約７未満、約６未満、約５未満又は約４未満であってよい。いくつかの例では、Ｃ＊値は、約３又は２未満でさえあってよい。本明細書に記載のＬ＊、ａ＊及びｂ＊値は、Ａ光源（タングステンフィラメント照明を表す）、Ｂ光源（日光シミュレート光源を表す）、Ｃ光源（日光シミュレート光源を表す）、Ｄ光源（自然日光を表す）、及びＦ光源（様々なタイプの蛍光照明を表す）を含む、ＣＩＥによって決定される標準的な光源を用いて、垂直入射において測定される。いくつかの実施形態では、Ｌ＊、ａ＊及びｂ＊値は、ＣＩＥ Ｄ６５又はＦ２光源によって測定される。
いくつかの実施形態では、上記材料は、この材料を層としてある表面上に塗布した後に、本明細書に記載のＬ＊、ａ＊及びｂ＊値を示す。具体的な実施形態では、結果として得られる層は、本明細書に記載のＬ＊、ａ＊及びｂ＊値を示す。このような実施形態では、上記材料は二酸化チタンを含んでよく、またこの材料をある表面に塗布した後（例えば層の形成から約２分後、層の形成から５分後、又は層の形成から約１０分以上後に、本明細書に記載のＬ＊、ａ＊及びｂ＊値を示す。いくつかの実施形態では、上記層は、時間と共により白色に、又はより無色になる。いくつかの例では、本明細書に記載のＬ＊、ａ＊及びｂ＊値は、上記層の形成から約２０分後、３０分後、４５分後、６０分後に示される。上記Ｌ＊、ａ＊及びｂ＊値は、空気中での乾燥後、いずれの後処理（例えば紫外光への曝露等）を行わずに、示される。
１つ以上の実施形態では、上記材料は、組み合わせた直後に、より白色の、又はより無色の外観を示す。例えばいくつかの実施形態では、１週間以上に亘って（表面に塗布せずに）貯蔵した材料の外観は、白色及び無色であった。
１つ以上の実施形態では、上記材料は、ＥＰＡ試験下で、黄色ブドウ球菌の濃度の対数減少値３超を示す。
１つ以上の実施形態では、上記材料は、ウイルスを評価するための修正ＪＩＳ Ｚ ２８０１（２０００年）試験条件（これ以降「ウイルスに関する修正ＪＩＳ Ｚ ２８０１」）下で、マウスノロウイルスの濃度の対数減少値２以上（例えば対数減少値４以上又は対数減少値５以上）を示す。ウイルスに関する修正ＪＩＳ Ｚ ２８０１（２０００年）試験については、本明細書中で更に詳細に説明される。
いくつかの実施形態では、上記材料は、１か月以上の期間に亘って、又は３か月以上の期間に亘って、本明細書に記載の（即ちＥＰＡ試験、バクテリアに関する修正ＪＩＳ Ｚ ２８０１試験及び／又はウイルスに関する修正ＪＩＳ Ｚ ２８０１試験下での）対数減少値を示し得る。この１か月の期間又は３か月の期間は、上記材料を層としてある表面に塗布したとき、又は塗布した後に開始してよい。この際、上記層は、本明細書に記載の対数減少値を示す。
上記銅含有粒子は、銅含有ガラス、酸化第一銅又はこれらの組合せを含んでよい。いくつかの例では、上記銅含有粒子は、銅含有ガラスのみ又は酸化第一銅のみを含む。
上記銅含有ガラスの１つ以上の実施形態は、Ｃｕ種を含む。１つ以上の代替実施形態では、上記Ｃｕ種は、Ｃｕ１＋、Ｃｕ０、及び／又はＣｕ２＋を含んでよい。上記Ｃｕ種を組み合わせた合計は、約１０重量％以上であってよい。しかしながら、以下で更に詳細に議論するように、上記銅含有ガラスがＣｕ２＋を略含まないよう、Ｃｕ２＋の量を最小化又は低減する。Ｃｕ１＋イオンは、上記銅含有ガラスの表面上及び／又は体積内に存在してよい。いくつかの実施形態では、Ｃｕ１＋イオンは、上記銅含有ガラスのガラスネットワーク及び／又はガラスマトリクス中に存在する。Ｃｕ１＋イオンがガラスネットワーク中に存在する場合、Ｃｕ１＋イオンは、ガラスネットワーク中の原子に原子結合する。Ｃｕ１＋イオンがガラスマトリクス中に存在する場合、Ｃｕ１＋イオンは、ガラスマトリクス中に分散したＣｕ１＋結晶の形態で存在してよい。いくつかの実施形態では、Ｃｕ１＋結晶は、赤銅鉱（Ｃｕ２Ｏ）を含む。このような実施形態では、Ｃｕ１＋結晶が存在する場合、上記材料は銅含有ガラスセラミックと呼ばれる場合があり、これは、１つ以上の結晶相をガラス中に導入する及び／又はガラス中で生成する従来のセラミック形成プロセスに供しても供しなくてもよい、結晶を有するある特定のタイプのガラスを指すことを意図したものである。Ｃｕ１＋イオンが非結晶質形態で存在する場合、上記材料は、銅含有ガラスと呼ばれる場合がある。いくつかの実施形態では、Ｃｕ１＋結晶、及び結晶と関連していないＣｕ１＋イオンの両方が、本明細書に記載の銅含有ガラス中に存在する。
１つ以上の実施形態では、上記銅含有ガラスは、モル％で約３０〜約７０のＳｉＯ２、約０〜約２０のＡｌ２Ｏ３、約１０〜約５０の銅含有酸化物、約０〜約１５のＣａＯ、約０〜約１５のＭｇＯ、約０〜約２５のＰ２Ｏ５、約０〜約２５のＢ２Ｏ３、約０〜約２０のＫ２Ｏ、約０〜約５のＺｎＯ、約０〜約２０のＮａ２Ｏ、及び／又は約０〜約５のＦｅ２Ｏ３を含むことができるガラス組成物から形成してよい。このような実施形態では、銅含有酸化物の量はＡｌ２Ｏ３の量より多い。いくつかの実施形態では、上記ガラス組成物は、ある含有量のＲ２Ｏを含んでよく、Ｒは、Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｒｂ、Ｃｓ及びこれらの組合せを含んでよい。
本明細書に記載のガラス組成物の実施形態では、ＳｉＯ２は、一次ガラス形成酸化物として機能する。ガラス組成物中に存在するＳｉＯ２の量は、その使用又は用途（例えばタッチ用途、物品のハウジング等）に好適な、要求される化学的耐久性を示すガラスを提供するために、十分なものでなければならない。ＳｉＯ２の上限を選択することにより、本明細書に記載のガラス組成物の融点を制御できる。例えば、過剰なＳｉＯ２は、２００ポアズにおける融点を高温にしてしまう場合があり、このような高温では、清澄時の気泡等の欠陥が、加工中、及び結果として得られるガラス中に、出現するか又は生成される場合がある。更に、大半の酸化物に比べて、ＳｉＯ２は、結果として得られるガラスのイオン交換プロセスによって生成される圧縮応力を低減する。換言すれば、過剰なＳｉＯ２を含むガラス組成物から形成されたガラスは、過剰なＳｉＯ２を含まないガラス組成物から形成されたガラスと同程度にはイオン交換できない。更に、又はあるいは、１つ以上の実施形態によるガラス組成物中に存在するＳｉＯ２は、結果として得られるガラスの破壊前塑性変形特性を改善し得る。本明細書に記載のガラス組成物から形成されたガラス中のＳｉＯ２含有量を増大させることによって、ガラスの押込み破断閾値も増大させることができる。
１つ以上の実施形態では、上記ガラス組成物はＳｉＯ２を、モル％で約３０〜約７０、約３０〜約６９、約３０〜約６８、約３０〜約６７、約３０〜約６６、約３０〜約６５、約３０〜約６４、約３０〜約６３、約３０〜約６２、約３０〜約６１、約３０〜約６０、約４０〜約７０、約４５〜約７０、約４６〜約７０、約４８〜約７０、約５０〜約７０、約４１〜約６９、約４２〜約６８、約４３〜約６７、約４４〜約６６、約４５〜約６５、約４６〜約６４、約４７〜約６３、約４８〜約６２、約４９〜約６１、約５０〜約６０並びにこれらの間の全ての範囲及び部分範囲の量で含む。
１つ以上の実施形態では、上記ガラス組成物はＡｌ２Ｏ３を、モル％で約０〜約２０、約０〜約１９、約０〜約１８、約０〜約１７、約０〜約１６、約０〜約１５、約０〜約１４、約０〜約１３、約０〜約１２、約０〜約１１、約０〜約１０、約０〜約９、約０〜約８、約０〜約７、約０〜約６、約０〜約５、約０〜約４、約０〜約３、約０〜約２、約０〜約１、約０．１〜約１、約０．２〜約１、約０．３〜約１、約０．４〜約１、約０．５〜約１、約０〜約０．５、約０〜約０．４、約０〜約０．３、約０〜約０．２、約０〜約０．１並びにこれらの間の全ての範囲及び部分範囲の量で含む。いくつかの実施形態では、上記ガラス組成物はＡｌ２Ｏ３を略含まない。本明細書中で使用される場合、ガラス組成物及び／又は結果として得られるガラスの成分に関する句「略含まない（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｆｒｅｅ）」は、当該成分が、初期バッチ形成中又は後続の後加工（例えばイオン交換プロセス）中にガラスに能動的又は故意に添加されないものの、不純物として存在し得ることを意味している。例えば、ガラス組成物及び／又はガラスは、ある成分が約０．０１モル％未満の量で存在する場合に、当該成分を略含まないものとして説明され得る。
ガラス形成酸化物として作用させるため、及び／又は溶融ガラス組成物の粘度を制御するために、Ａｌ２Ｏ３の量を調整してよい。理論によって束縛されるものではないが、ガラス組成物中のアルカリ酸化物（Ｒ２Ｏ）の濃度が、Ａｌ２Ｏ３の濃度以上である場合、アルミニウムイオンは、電荷バランサとして機能するアルカリイオンとの四面体配位で観察されると考えられる。この四面体配位は、このようなガラス組成物から形成されるガラスの様々な後加工（例えばイオン交換プロセス）を大幅に増強する。２価カチオン酸化物（ＲＯ）もまた、四面体アルミニウムの電荷を様々な程度に平衡化できる。カルシウム、亜鉛、ストロンチウム及びバリウム等の元素がこれら２つのアルカリイオンと同等の挙動を示すが、マグネシウムイオンの高い場強度により、これらの元素は四面体配位のアルミニウムの電荷を十分に平衡させることができず、これは５及び６重配位のアルミニウムの形成につながる。一般にＡｌ２Ｏ３は、アルカリイオンの比較的迅速な拡散を可能としながら強固なネットワーク骨格（即ち高い歪み点）を実現できるため、イオン交換性ガラス組成物及び強化ガラスにおいて重要な役割を果たすことができる。しかしながら、Ａｌ２Ｏ３の濃度が高すぎる場合、上記ガラス組成物は比較的低い液相粘度を示す場合があり、そのためＡｌ２Ｏ３の濃度は合理的な範囲内で制御され得る。更に、以下で更に詳細に議論されるように、過剰なＡｌ２Ｏ３は、所望のＣｕ１＋イオンの代わりにＣｕ２＋イオンの形成を促進することが分かっている。
１つ以上の実施形態では、上記ガラス組成物は銅含有酸化物を、モル％で約１０〜約５０、約１０〜約４９、約１０〜約４８、約１０〜約４７、約１０〜約４６、約１０〜約４５、約１０〜約４４、約１０〜約４３、約１０〜約４２、約１０〜約４１、約１０〜約４０、約１０〜約３９、約１０〜約３８、約１０〜約３７、約１０〜約３６、約１０〜約３５、約１０〜約３４、約１０〜約３３、約１０〜約３２、約１０〜約３１、約１０〜約３０、約１０〜約２９、約１０〜約２８、約１０〜約２７、約１０〜約２６、約１０〜約２５、約１０〜約２４、約１０〜約２３、約１０〜約２２、約１０〜約２１、約１０〜約２０、約１１〜約５０、約１２〜約５０、約１３〜約５０、約１４〜約５０、約１５〜約５０、約１６〜約５０、約１７〜約５０、約１８〜約５０、約１９〜約５０、約２０〜約５０、約１０〜約３０、約１１〜約２９、約１２〜約２８、約１３〜約２７、約１４〜約２６、約１５〜約２５、約１６〜約２４、約１７〜約２３、約１８〜約２２、約１９〜約２１並びにこれらの間の全ての範囲及び部分範囲の量で含む。１つ以上の具体的な実施形態では、上記銅含有酸化物は上記ガラス組成物中に、約２０モル％、約２５モル％、約３０モル％又は約３５モル％の量で存在してよい。上記銅含有酸化物は、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ及び／又はこれらの組合せを含んでよい。
上記ガラス組成物中の上記銅含有酸化物は、結果として得られるガラス中に存在するＣｕ１＋イオンを形成する。銅は、上記ガラス組成物及び／又は上記ガラス組成物を含むガラス中に、Ｃｕ０、Ｃｕ１＋及びＣｕ２＋を含む様々な形態で存在してよい。Ｃｕ０又はＣｕ１＋の形態の銅は、抗菌活性を提供する。しかしながら、これらの抗菌性銅の状態を形成及び維持するのは困難であり、公知のガラス組成物中では、所望のＣｕ０又はＣｕ１＋イオンの代わりにＣｕ２＋イオンが形成されることが多い。
１つ以上の実施形態では、上記銅含有酸化物の量は、上記ガラス組成物中のＡｌ２Ｏ３の量より多い。理論によって束縛されるものではないが、ガラス組成物中に銅含有酸化物及びＡｌ２Ｏ３がおおよそ同量存在すると、赤銅鉱（Ｃｕ２Ｏ）の代わりに黒銅鉱（ＣｕＯ）が形成されると考えられる。黒銅鉱の存在は、Ｃｕ１＋の量をＣｕ２＋より少なくなるように減少させ、従って抗菌活性の低減につながる。更に、銅含有酸化物の量がＡｌ２Ｏ３の量とおおよそ同一である場合、アルミニウムは４重配位となりやすく、上記ガラス組成物及び結果として得られるガラス中の銅は、Ｃｕ２＋形態のままとなり、従って電荷は平衡状態のままとなる。銅含有酸化物の量がＡｌ２Ｏ３の量を超える場合、銅の少なくとも一部分は自由に、Ｃｕ２＋状態ではなくＣｕ１＋状態のままとなることができ、従ってＣｕ１＋イオンの存在が増加すると考えられる。
１つ以上の実施形態のガラス組成物は、Ｐ２Ｏ５を、モル％で約０〜約２５、約０〜約２２、約０〜約２０、約０〜約１８、約０〜約１６、約０〜約１５、約０〜約１４、約０〜約１３、約０〜約１２、約０〜約１１、約０〜約１０、約０〜約９、約０〜約８、約０〜約７、約０〜約６、約０〜約５、約０〜約４、約０〜約３、約０〜約２、約０〜約１、約０．１〜約１、約０．２〜約１、約０．３〜約１、約０．４〜約１、約０．５〜約１、約０〜約０．５、約０〜約０．４、約０〜約０．３、約０〜約０．２、約０〜約０．１並びにこれらの間の全ての範囲及び部分範囲の量で含む。いくつかの実施形態では、上記ガラス組成物は、約１０モル％又は約５モル％のＰ２Ｏ５を含んでよく、あるいはＰ２Ｏ５を略含まなくてよい。
１つ以上の実施形態では、Ｐ２Ｏ５は、ガラス中の比較的耐久性が低い相又は崩壊性相の少なくとも一部を形成する。ガラスの１つ以上の崩壊性相と抗菌活性との間の関係については、本明細書中で更に詳細に議論される。１つ以上の実施形態では、Ｐ２Ｏ５の量を調整することにより、形成中のガラス組成物及び／又はガラスの結晶化を制御できる。例えばＰ２Ｏ５の量が、約５モル％以下、又は更に１０モル％以下に制限されている場合、結晶化を最小化できるか、又は均一となるように制御できる。しかしながらいくつかの実施形態では、上記ガラス組成物及び／又はガラスの結晶化の量又は均質性は問題にならない場合があり、従って、上記ガラス組成物中で利用されるＰ２Ｏ５の量は１０モル％超であってもよい。
１つ以上の実施形態では、上記ガラス組成物中のＰ２Ｏ５の量は、ガラス中に比較的耐久性が低い相又は崩壊性相を形成するＰ２Ｏ５の傾向にもかかわらず、ガラスの所望の損傷耐性に基づいて調整してよい。理論によって束縛されるものではないが、Ｐ２Ｏ５は、ＳｉＯ２に対して、溶融粘度を低下させることができる。いくつかの例では、Ｐ２Ｏ５は、ジルコン分解粘度（即ちジルコンが分解されてＺｒＯ２を形成する粘度）を抑制するのを補助すると考えられ、またこの点に関してＳｉＯ２より有効であり得る。ガラスをイオン交換プロセスによって化学強化しようとする場合、Ｐ２Ｏ５は、ネットワーク形成剤として特性決定されることがある他の成分（例えばＳｉＯ２及び／又はＢ２Ｏ３）に比べて、拡散性を改善してイオン交換時間を削減できる。
１つ以上の実施形態のガラス組成物は、Ｂ２Ｏ３を、モル％で約０〜約２５、約０〜約２２、約０〜約２０、約０〜約１８、約０〜約１６、約０〜約１５、約０〜約１４、約０〜約１３、約０〜約１２、約０〜約１１、約０〜約１０、約０〜約９、約０〜約８、約０〜約７、約０〜約６、約０〜約５、約０〜約４、約０〜約３、約０〜約２、約０〜約１、約０．１〜約１、約０．２〜約１、約０．３〜約１、約０．４〜約１、約０．５〜約１、約０〜約０．５、約０〜約０．４、約０〜約０．３、約０〜約０．２、約０〜約０．１並びにこれらの間の全ての範囲及び部分範囲の量で含む。いくつかの実施形態では、上記ガラス組成物は、非ゼロ量のＢ２Ｏ３を含み、これは例えば、約１０モル％又は約５モル％であってよい。いくつかの実施形態のガラス組成物は、Ｂ２Ｏ３を略含まなくてよい。
１つ以上の実施形態では、Ｂ２Ｏ３は、上記ガラス組成物から形成されたガラス中の、比較的耐久性が低い相又は崩壊性相を形成する。ガラスの１つ以上の崩壊性相と抗菌活性との間の関係については、本明細書中で更に詳細に議論される。理論によって束縛されるものではないが、ガラス組成物にＢ２Ｏ３を含めることにより、ガラス中に比較的耐久性が低い相又は崩壊性相を形成するＢ２Ｏ３の傾向にもかかわらず、このようなガラス組成物が組み込まれたガラスに損傷耐性が付与されると考えられる。１つ以上の実施形態のガラス組成物は、１つ以上のアルカリ酸化物（Ｒ２Ｏ）（例えばＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ及び／又はＣｓ２Ｏ）を含む。いくつかの実施形態では、上記アルカリ酸化物は、このようなガラス組成物の融点及び／又は液相線温度を修正する。１つ以上の実施形態では、アルカリ酸化物の量を調整することにより、低い融点及び／又は低い液相線温度を示すガラス組成物を提供できる。理論によって束縛されるものではないが、１つ以上のアルカリ酸化物の添加により、このようなガラス組成物を含む銅含有ガラスの熱膨張係数（ＣＴＥ）が増大し得、及び／又は化学的耐久性が低下し得る。場合によっては、これらの属性は、１つ以上のアルカリ酸化物の添加によって劇的に変化し得る。
いくつかの実施形態では、本明細書において開示される銅含有ガラスは、イオン交換プロセスによって化学強化でき、このイオン交換プロセスでは、比較的大きなアルカリイオン（例えばＫ＋）によるイオン交換、例えば銅含有ガラス由来の比較的小さなアルカリイオンの、このような比較的大きなアルカリイオンを含有する溶融塩浴由来の比較的大きなアルカリイオンでの交換を促進するために、少量のアルカリ酸化物（Ｌｉ２Ｏ及びＮａ２Ｏ等）の存在が必要である。一般に、３種類のイオン交換を実施できる。１つのこのようなイオン交換としては、Ｎａ＋対Ｌｉ＋交換が挙げられ、これは深い層深さをもたらすものの、圧縮応力は低い。別のこのようなイオン交換としては、Ｋ＋対Ｌｉ＋交換が挙げられ、これは小さな層深さをもたらすものの、圧縮応力は比較的大きい。第３のこのようなイオン交換としては、Ｋ＋対Ｎａ＋交換が挙げられ、これは中程度の層深さ及び圧縮応力をもたらす。ガラス組成物中の小さなアルカリ酸化物の濃度は、このようなガラス組成物を含む銅含有ガラスに高い圧縮応力を生成するために、十分に高い必要があり得る。というのは、圧縮応力は、銅含有ガラスから交換されるアルカリイオンの数に比例するためである。
１つ以上の実施形態では、上記ガラス組成物はＫ２Ｏを、モル％で約０〜約２０、約０〜約１８、約０〜約１６、約０〜約１５、約０〜約１４、約０〜約１３、約０〜約１２、約０〜約１１、約０〜約１０、約０〜約９、約０〜約８、約０〜約７、約０〜約６、約０〜約５、約０〜約４、約０〜約３、約０〜約２、約０〜約１、約０．１〜約１、約０．２〜約１、約０．３〜約１、約０．４〜約１、約０．５〜約１、約０〜約０．５、約０〜約０．４、約０〜約０．３、約０〜約０．２、約０〜約０．１並びにこれらの間の全ての範囲及び部分範囲の量で含む。いくつかの実施形態では、上記ガラス組成物は、非ゼロ量のＫ２Ｏを含み、あるいは上記ガラス組成物は、本明細書において定義されるように、Ｋ２Ｏを略含まなくてよい。１つ以上の実施形態では、Ｋ２Ｏは、該当する場合はイオン交換の促進に加えて、上記ガラス組成物から形成されたガラス中の比較的耐久性が低い相又は崩壊性相を形成することもできる。ガラスの１つ以上の崩壊性相と抗菌活性との間の関係については、本明細書中で更に詳細に議論される。
１つ以上の実施形態では、上記ガラス組成物はＮａ２Ｏを、モル％で約０〜約２０、約０〜約１８、約０〜約１６、約０〜約１５、約０〜約１４、約０〜約１３、約０〜約１２、約０〜約１１、約０〜約１０、約０〜約９、約０〜約８、約０〜約７、約０〜約６、約０〜約５、約０〜約４、約０〜約３、約０〜約２、約０〜約１、約０．１〜約１、約０．２〜約１、約０．３〜約１、約０．４〜約１、約０．５〜約１、約０〜約０．５、約０〜約０．４、約０〜約０．３、約０〜約０．２、約０〜約０．１並びにこれらの間の全ての範囲及び部分範囲の量で含む。いくつかの実施形態では、上記ガラス組成物は、非ゼロ量のＮａ２Ｏを含み、あるいは上記ガラス組成物は、本明細書において定義されるように、Ｎａ２Ｏを略含まなくてよい。
１つ以上の実施形態では、上記ガラス組成物は、アルカリ土類酸化物及び／又はＺｎＯといった、１つ以上の２価カチオン酸化物を含んでよい。このような２価カチオン酸化物は、ガラス組成物の溶融挙動を改善するために含めることができる。イオン交換性能に関して、２価カチオンの存在は、アルカリの移動性を低減するよう作用でき、従って、比較的大きな２価カチオン酸化物を利用する場合は、イオン交換性能に対して負の影響があり得る。更に、比較的小さな２価カチオン酸化物は一般に、比較的大きな２価カチオン酸化物よりも、イオン交換されたガラス中の圧縮応力の出現を補助する。従って、ＭｇＯ及びＺｎＯ等の２価カチオン酸化物は、アルカリ拡散性への悪影響を最小化しながら、応力緩和の改善に関する利点を提供できる。
１つ以上の実施形態では、上記ガラス組成物はＣａＯを、モル％で約０〜約１５、約０〜約１４、約０〜約１３、約０〜約１２、約０〜約１１、約０〜約１０、約０〜約９、約０〜約８、約０〜約７、約０〜約６、約０〜約５、約０〜約４、約０〜約３、約０〜約２、約０〜約１、約０．１〜約１、約０．２〜約１、約０．３〜約１、約０．４〜約１、約０．５〜約１、約０〜約０．５、約０〜約０．４、約０〜約０．３、約０〜約０．２、約０〜約０．１並びにこれらの間の全ての範囲及び部分範囲の量で含む。いくつかの実施形態では、上記ガラス組成物はＣａＯを略含まない。
１つ以上の実施形態では、上記ガラス組成物はＭｇＯを、モル％で約０〜約１５、約０〜約１４、約０〜約１３、約０〜約１２、約０〜約１１、約０〜約１０、約０〜約９、約０〜約８、約０〜約７、約０〜約６、約０〜約５、約０〜約４、約０〜約３、約０〜約２、約０〜約１、約０．１〜約１、約０．２〜約１、約０．３〜約１、約０．４〜約１、約０．５〜約１、約０〜約０．５、約０〜約０．４、約０〜約０．３、約０〜約０．２、約０〜約０．１並びにこれらの間の全ての範囲及び部分範囲の量で含む。いくつかの実施形態では、上記ガラス組成物はＭｇＯを略含まない。
１つ以上の実施形態のガラス組成物は、ＺｎＯを、モル％で約０〜約５、約０〜約４、約０〜約３、約０〜約２、約０〜約１、約０．１〜約１、約０．２〜約１、約０．３〜約１、約０．４〜約１、約０．５〜約１、約０〜約０．５、約０〜約０．４、約０〜約０．３、約０〜約０．２、約０〜約０．１並びにこれらの間の全ての範囲及び部分範囲の量で含んでよい。いくつかの実施形態では、上記ガラス組成物はＺｎＯを略含まない。
１つ以上の実施形態のガラス組成物は、Ｆｅ２Ｏ３を、モル％で約０〜約５、約０〜約４、約０〜約３、約０〜約２、約０〜約１、約０．１〜約１、約０．２〜約１、約０．３〜約１、約０．４〜約１、約０．５〜約１、約０〜約０．５、約０〜約０．４、約０〜約０．３、約０〜約０．２、約０〜約０．１並びにこれらの間の全ての範囲及び部分範囲の量で含んでよい。いくつかの実施形態では、上記ガラス組成物はＦｅ２Ｏ３を略含まない。
１つ以上の実施形態では、上記ガラス組成物は、１つ以上の着色剤を含んでよい。このような着色剤の例としては、ＮｉＯ、ＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４及び他の公知の着色剤が挙げられる。いくつかの実施形態では、上記１つ以上の着色剤は、最大約１０モル％の量で存在してよい。いくつかの例では、上記１つ以上の着色剤は、約０．０１モル％〜約１０モル％、約１モル％〜約１０モル％、約２モル％〜約１０モル％、約５モル％〜約１０モル％、約０．０１モル％〜約８モル％又は約０．０１モル％〜約５モル％の量で存在してよい。
１つ以上の実施形態では、上記ガラス組成物は、１つ以上の核形成剤を含んでよい。例示的な核形成剤としては、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２及び当該技術分野において公知の他の核形成剤が挙げられる。上記ガラス組成物は、１つ以上の異なる核形成剤を含むことができる。上記ガラス組成物の核形成剤含有量は、約０．０１モル％〜約１モル％であってよい。いくつかの例では、核形成剤含有量は、約０．０１モル％〜約０．９モル％、約０．０１モル％〜約０．８モル％、約０．０１モル％〜約０．７モル％、約０．０１モル％〜約０．６モル％、約０．０１モル％〜約０．５モル％、約０．０５モル％〜約１モル％、約０．１モル％〜約１モル％、約０．２モル％〜約１モル％、約０．３モル％〜約１モル％又は約０．４モル％〜約１モル％、並びにこれらの間の全ての範囲及び部分範囲であってよい。
上記ガラス組成物から形成された上記銅含有ガラスは、複数のＣｕ１＋イオンを含んでよい。いくつかの実施形態では、このようなＣｕ１＋イオンは、ガラスネットワークの一部を形成し、ガラス改質剤として特性決定できる。理論によって束縛されるものではないが、Ｃｕ１＋イオンがガラスネットワークの一部である場合、典型的なガラス形成プロセスの間に、溶融ガラスの冷却ステップがあまりにも急速に起こり、銅含有酸化物（例えばＣｕＯ及び／又はＣｕ２Ｏ）を結晶化できないと考えられる。従ってＣｕ１＋は非晶質状態のままとなり、ガラスネットワークの一部となる。場合によっては、Ｃｕ１＋イオンがガラスマトリクスの結晶質相中にあるかどうかにかかわらず、Ｃｕ１＋イオンの合計量は、例えば最大４０モル％、最大５０モル％又は最大６０モル％等、更に高くてよい。
１つ以上の実施形態では、本明細書において開示されるガラス組成物から形成された上記銅含有ガラスは、ガラスマトリクス中にＣｕ１＋結晶として分散したＣｕ１＋イオンを含む。１つ以上の実施形態では、このＣｕ１＋結晶は、赤銅鉱の形態で存在してよい。上記銅含有ガラス中に存在する赤銅鉱は、ガラスマトリクス又はガラス相とは別個の相を形成してよい。他の実施形態では、赤銅鉱は、１つ以上のガラス相（例えば本明細書に記載の耐久性相）の一部であってよく、又はこれと関連していてよい。Ｃｕ１＋結晶は、約５マイクロメートル（μｍ）以下、４マイクロメートル（μｍ）以下、３マイクロメートル（μｍ）以下、２マイクロメートル（μｍ）以下、約１．９マイクロメートル（μｍ）以下、約１．８マイクロメートル（μｍ）以下、約１．７マイクロメートル（μｍ）以下、約１．６マイクロメートル（μｍ）以下、約１．５マイクロメートル（μｍ）以下、約１．４マイクロメートル（μｍ）以下、約１．３マイクロメートル（μｍ）以下、約１．２マイクロメートル（μｍ）以下、約１．１マイクロメートル以下、１マイクロメートル以下、約０．９マイクロメートル（μｍ）以下、約０．８マイクロメートル（μｍ）以下、約０．７マイクロメートル（μｍ）以下、約０．６マイクロメートル（μｍ）以下、約０．５マイクロメートル（μｍ）以下、約０．４マイクロメートル（μｍ）以下、約０．３マイクロメートル（μｍ）以下、約０．２マイクロメートル（μｍ）以下、約０．１マイクロメートル（μｍ）以下、約０．０５マイクロメートル（μｍ）以下、並びにこれらの間の全ての範囲及び部分範囲の、平均大寸法を有してよい。本明細書中で使用される場合、句「平均大寸法（ａｖｅｒａｇｅ ｍａｊｏｒ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）」に関して、語「平均（ａｖｅｒａｇｅ）」は平均値を指し、語「大寸法（ｍａｊｏｒ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）」は、ＳＥＭで測定した粒子の最大寸法を指す。いくつかの実施形態では、赤銅鉱相は、上記銅含有ガラス中に、上記銅含有ガラスの少なくとも約１０重量％、少なくとも約１５重量％、少なくとも約２０重量％、少なくとも約２５重量％並びにこれらの間の全ての範囲及び部分範囲の量で存在してよい。
いくつかの実施形態では、上記銅含有ガラスは、約７０重量％以上のＣｕ１＋及び約３０重量％以下のＣｕ２＋を含んでよい。Ｃｕ２＋イオンは、黒銅鉱の形態で存在してよく、及び／又はガラス中に（即ち結晶質相としてではなく）存在してもよい。
いくつかの実施形態では、上記銅含有ガラス中のＣｕの合計量（重量％）は、約１０〜約３０、約１５〜約２５、約１１〜約３０、約１２〜約３０、約１３〜約３０、約１４〜約３０、約１５〜約３０、約１６〜約３０、約１７〜約３０、約１８〜約３０、約１９〜約３０、約２０〜約３０、約１０〜約２９、約１０〜約２８、約１０〜約２７、約１０〜約２６、約１０〜約２５、約１０〜約２４、約１０〜約２３、約１０〜約２２、約１０〜約２１、約１０〜約２０、約１６〜約２４、約１７〜約２３、約１８〜約２２、約１９〜約２１並びにこれらの間の全ての範囲及び部分範囲であってよい。１つ以上の実施形態では、上記銅含有ガラス中のＣｕの合計量に対するＣｕ１＋イオンの比率は、約０．５以上、０．５５以上、０．６以上、０．６５以上、０．７以上、０．７５以上、０．８以上、０．８５以上、０．９以上又は更に１以上、並びにこれらの間の全ての範囲及び部分範囲である。Ｃｕの量、及び合計Ｃｕに対するＣｕ１＋イオンの比率は、当該技術分野において公知の誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）技法で決定してよい。
いくつかの実施形態では、上記銅含有ガラスは、Ｃｕ２＋よりもＣｕ１＋及び／又はＣｕ０の量が多くてよい。例えば、ガラス中のＣｕ１＋、Ｃｕ２＋及びＣｕ０の合計量に基づいて、Ｃｕ１＋及びＣｕ０の合計のパーセンテージは、約５０％〜約９９．９％、約５０％〜約９９％、約５０％〜約９５％、約５０％〜約９０％、約５５％〜約９９．９％、約６０％〜約９９．９％、約６５％〜約９９．９％、約７０％〜約９９．９％、約７５％〜約９９．９％、約８０％〜約９９．９％、約８５％〜約９９．９％、約９０％〜約９９．９％、約９５％〜約９９．９％、並びにこれらの間の全ての範囲及び部分範囲であってよい。Ｃｕ１＋、Ｃｕ２＋及びＣｕ０の相対量は、当該技術分野において公知のＸ線光ルミネッセンス分光法（ＸＰＳ）で決定してよい。上記銅含有ガラスは、少なくとも第１の相及び第２の相を備える。１つ以上の実施形態では、上記銅含有ガラスは２つ以上の相を含んでよく、これらの相は、浸出液との相互作用に耐えるための所与の相中での原子結合の能力について異なる。具体的には、１つ以上の実施形態の銅含有ガラスは、崩壊性相として説明できる第１の相と、耐久性相として説明できる第２の相とを含んでよい。句「第１の相（ｆｉｒｓｔ ｐｈａｓｅ）」及び「崩壊性相（ｄｅｇｒａｄａｂｌｅ ｐｈａｓｅ）」は、相互交換可能なものとして使用できる。句「第２の相（ｓｅｃｏｎｄ ｐｈａｓｅ）」及び「耐久性相（ｄｕｒａｂｌｅ ｐｈａｓｅ）」は、相互交換可能なものとして使用できる。本明細書中で使用される場合、用語「耐久性（ｄｕｒａｂｌｅ）」は、浸出液との相互作用中及び後に無傷のままでいられる、耐久性相の原子結合の傾向を指す。本明細書中で使用される場合、用語「崩壊性（ｄｅｇｒａｄａｂｌｅ）」は、１つ以上の浸出液との相互作用中及び後に破壊される、崩壊性相の原子結合の傾向を指す。１つ以上の実施形態では、耐久性相はＳｉＯ２を含み、崩壊性相は、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５及びＲ２Ｏ（ＲはＫ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｒｂ及びＣｓのうちのいずれの１つ以上を含むことができる）のうちの少なくとも１つを含む。理論によって束縛されるものではないが、上記崩壊性相の成分（即ちＢ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５及び／又はＲ２Ｏ）は、浸出液と比較的迅速に相互作用して、これらの成分間の、及び上記銅含有ガラス中の他の成分との結合は、浸出液との相互作用中及び後に比較的迅速に破壊されると考えられる。浸出液としては、水、酸又は他の同様の材料が挙げられる。１つ以上の実施形態では、崩壊性相は、１週間以上、１か月以上、３か月以上又は更に６か月以上に亘って崩壊に耐える。いくつかの実施形態では、寿命は、ある特定の期間に亘る抗菌効力の維持として特性決定できる。
１つ以上の実施形態では、耐久性相は、崩壊性相の量より多い量（重量）で存在する。いくつかの例では、崩壊性相は島状部を形成し、耐久性相は、この島状部を取り囲む海状部（即ち耐久性相）を形成する。１つ以上の実施形態では、耐久性相及び崩壊性相のうちの一方又は両方は、赤銅鉱を含んでよい。このような実施形態では、赤銅鉱は、各相中又は両方の相中に分散されていてよい。
いくつかの実施形態では、相分離は、上記銅含有ガラスに対していずれの追加の熱処理を行うことなく発生する。いくつかの実施形態では、相分離は溶融中に発生してよく、ガラス組成物が最高約１６００℃又は１６５０℃の温度で溶融される際に存在し得る。ガラスを冷却しても、相分離は維持される。
上記銅含有ガラスは、シートとして提供してよく、又は微粒子（中空であっても中実であってもよい）、繊維等の、別の形態を有してよい。１つ以上の実施形態では、上記銅含有ガラスは、表面と、上記表面から上記銅含有ガラス内の約５ナノメートル（ｎｍ）以下の深さまで延在する表面部分とを含む。上記表面部分は複数の銅イオンを含んでよく、上記複数の銅イオンの少なくとも７５％がＣｕ１＋イオンを含む。例えばいくつかの例では、上記表面部分中の複数の銅イオンの少なくとも約８０％、少なくとも約８５％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％、少なくとも約９８％、少なくとも約９９％又は少なくとも約９９．９％が、Ｃｕ１＋イオンを含む。いくつかの実施形態では、上記表面部分中の複数の銅イオンの２５％以下（例えば２０％以下、１５％以下、１２％以下、１０％以下又は８％以下）が、Ｃｕ２＋イオンを含む。例えば、いくつかの例では、上記表面部分中の複数の銅イオンの２０％以下、１５％以下、１０％以下、５％以下、２％以下、１％以下、０．５％以下又は０．０１％以下が、Ｃｕ２＋イオンを含む。いくつかの実施形態では、上記銅含有ガラス中のＣｕ１＋イオンの表面濃度は制御される。いくつかの例では、上記銅含有ガラスの上記表面上には、約４ｐｐｍ以上のＣｕ１＋濃度を提供できる。
１つ以上の実施形態の銅含有ガラスは、ＥＰＡ試験下で、黄色ブドウ球菌、エンテロバクター・アエロゲネス、緑膿菌、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌及び大腸菌のうちの少なくとも１つの濃度において、対数減少値２以上（例えば２．５、３、３．５、４、４．５、５、５．５、６、６．５並びにこれらの間の全ての範囲及び部分範囲）を示し得る。いくつかの例では、上記銅含有ガラスは、ＥＰＡ試験下で、黄色ブドウ球菌、エンテロバクター・アエロゲネス、緑膿菌、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌及び大腸菌のうちの少なくとも１つの濃度において、少なくとも４、少なくとも５又は少なくとも６でさえある対数減少値を示す。
１つ以上の実施形態による本明細書に記載のガラスは、ＪＩＳ Ｚ ２８０１（２０００年）試験条件下で、黄色ブドウ球菌、エンテロバクター・アエロゲネス、緑膿菌、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌及び大腸菌のうちの少なくとも１つの濃度において、対数減少値４以上（例えば対数減少値５以上）を示し得る。本明細書に記載のガラスの１つ以上の実施形態はまた、バクテリアに関する修正ＪＩＳ Ｚ ２８０１試験下で、黄色ブドウ球菌、エンテロバクター・アエロゲネス、緑膿菌、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌及び大腸菌のうちの少なくとも１つの濃度において、対数減少値４以上（例えば対数減少値５以上）を示す。本明細書中で使用される場合、バクテリアに関する修正ＪＩＳ Ｚ ２８０１試験は、湿度約３８％〜約４２％で６時間に亘ってガラス又は物品を約２３℃〜約３７℃まで加熱するステップを含む修正条件を用いる、標準ＪＩＳ Ｚ ２８０１（２０００年）試験下で、バクテリアを評価するステップを含む。
本明細書に記載の１つ以上の実施形態では、上記銅含有ガラスは、ウイルスに関する修正ＪＩＳ Ｚ ２８０１試験下で、マウスノロウイルスにおいて、対数減少値２以上、対数減少値３以上、対数減少値４以上又は対数減少値５以上を示し得る。ウイルスに関する修正ＪＩＳ Ｚ ２８０１（２０００年）試験は、以下の手順を含む。試験対象の各材料（例えば１つ以上の実施形態の物品又はガラス、対照材料、及びいずれの比較用ガラス又は物品）に関して、（別記の滅菌ペトリ皿に入れられた）材料の３つの試料をそれぞれ、（抗菌活性を測定する場合は）試験ウイルス、又は（細胞毒性を測定する場合は）試験ウイルスを含む若しくは含まない５％ウシ胎児血清の有機土壌負荷を含む試験媒体の、２０μＬのアリコートで接種する。続いて接種物をフィルムで被覆し、このフィルムを押し下げることにより、試験ウイルス及び／又は試験媒体はフィルム全体に広がるが、フィルムの縁部を越えて広がることはない。各試料を接種したときに、曝露時間を開始する。接種済み試料を、相対湿度４２％で室温（約２０℃）に設定された制御チャンバに２時間移す。対照試料に対する曝露時間については以下で議論する。２時間の曝露時間の後、上記フィルムを、滅菌鉗子を用いて持ち上げ、試験ウイルス及び／又は試験媒体の２．００ｍＬのアリコートを、材料の各試料上、及び各試料を被覆するために使用されているフィルムの下側（又はフィルムの、試料に曝露されている側）へと個別にピペッティングする。各試料の表面を別個に、滅菌プラスチック細胞スクレーパでこすり取り、試験ウイルス又は試験媒体を回収する。試験ウイルス及び／又は試験媒体を（１０‐２の希釈で）回収し、ボルテックスタイプミキサを用いて混合して、連続１０倍希釈液を調製する。次にこの希釈液を、抗菌活性及び／又は細胞毒性に関してアッセイする。
ウイルスに関する修正ＪＩＳ Ｚ ２８０１試験のための、抗菌活性の試験用の対照試料（「ゼロ時間ウイルス対照（ｚｅｒｏ‐ｔｉｍｅ ｖｉｒｕｓ ｃｏｎｔｒｏｌｓ）」とも呼ばれる）を調製するために、（別個のペトリ皿に入れられた）３つの対照試料をそれぞれ、試験ウイルスの２０μＬのアリコートで接種する。接種の直後、試験ウイルスの２．００ｍＬのアリコートを、各対照試料上へとピペッティングする。各試料の表面を別個に、滅菌プラスチック細胞スクレーパでこすり取り、試験ウイルスを回収した。試験ウイルスを（１０‐２の希釈で）回収し、ボルテックスタイプミキサを用いて混合して、連続１０倍希釈液を調製した。この希釈液を、抗菌活性に関してアッセイする。
ウイルスに関する修正ＪＩＳ Ｚ ２８０１試験のための、細胞毒性に関する対照試料（「２時間対照ウイルス（２ ｈｏｕｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｖｉｒｕｓ）」とも呼ばれる）を調製するために、（個別の滅菌ペトリ皿に入れられた）１つの対照試料を、試験ウイルスを含まない有機土壌負荷（５％ウシ胎児血清）を含む試験媒体の、２０μＬのアリコートで接種する。接種物をフィルムで被覆し、このフィルムを押し下げることにより、試験媒体はフィルム全体に広がるが、フィルムの縁部を越えて広がることはない。各対照試料を接種したときに、曝露時間を開始する。対照試料を、相対湿度４２％で室温（約２０℃）に設定された制御チャンバに２時間移す。２時間の曝露時間の後、上記フィルムを、滅菌鉗子を用いて持ち上げ、試験媒体の２．００ｍＬのアリコートを、各対照試料上、及びフィルムの下側（試料に曝露されている側）へと個別にピペッティングする。各試料の表面を別個に、滅菌プラスチック細胞スクレーパでこすり取り、試験媒体を回収する。試験媒体を（１０‐２の希釈で）回収し、ボルテックスタイプミキサを用いて混合して、連続１０倍希釈液を調製した。この希釈液を、細胞毒性に関してアッセイした。
１つ以上の実施形態の銅含有ガラスは、本明細書に記載の対数減少値を長期間に亘って示すことができる。換言すれば、上記銅含有ガラスは、延長された又は長期間の抗菌効力を示すことができる。例えばいくつかの実施形態では、上記銅含有ガラスは、ＥＰＡ試験、ＪＩＳ Ｚ ２８０１（２０００年）試験条件、バクテリアに関する修正ＪＩＳ Ｚ ２８０１試験、及び／又はウイルスに関する修正 ＪＩＳ Ｚ ２８０１試験下で、上記銅含有ガラスの形成後、又は上記銅含有ガラスをキャリア（例えばポリマー、モノマー、バインダ、溶媒等）と組み合わせた後、最大１か月、最大３か月、最大６か月又は最大１２か月に亘って、本明細書に記載の対数減少値を示すことができる。これらの期間は、上記銅含有ガラスの形成若しくは上記銅含有ガラスとキャリアとの組合せの時点、又はその後に開始してよい。
１つ以上の実施形態では、上記銅含有ガラスは、本明細書に記載のキャリアと組み合わせ場合に、防腐効果を示し得る。このような実施形態では、上記銅含有ガラスは、キャリア中の様々なファウラント（ｆｏｕｌａｎｔ）を殺滅若しくは除去でき、又はその成長を低減できる。ファウラントとしては、真菌、バクテリア、ウイルス及びこれらの組合せが挙げられる。
１つ以上の実施形態では、本明細書に記載の銅含有ガラス及び／又は材料は、浸出液に曝露されるか又は浸出液と接触した場合に、銅イオンを浸出させる。１つ以上の実施形態では、上記銅含有ガラスは、水を含む浸出液に曝露された場合、銅イオンのみを浸出させる。
１つ以上の実施形態では、本明細書に記載の銅含有ガラス及び／又は物品は、調節可能な抗菌活性放出を有してよい。上記ガラス及び／又は材料の抗菌活性は、上記銅含有ガラスと水等の浸出液との接触によって発生させることができ、上記浸出液は、上記銅含有ガラスからＣｕ１＋イオンを放出させる。この作用は水溶性として説明でき、この水溶性を調節することによって、Ｃｕ＋１イオンの放出を制御できる。
Ｃｕ１＋イオンがガラスネットワーク中に配置される、及び／又はガラスネットワーク中の原子と原子結合を形成する、いくつかの実施形態では、水又は湿気によって、これらの結合、及び放出に利用できるＣｕ１＋イオンが破壊され、ガラス又はガラスセラミック表面が水又は湿気に曝露され得る。
１つ以上の実施形態では、上記銅含有ガラスは、ソーダライムシリケートといったガラス組成物を溶融させるために典型的に使用される低コスト溶融タンク中で形成できる。当該技術分野において公知の形成プロセスを用いて、上記銅含有ガラスをシートへと形成してよい。例えば例示的な形成方法としては、フロートガラスプロセス、並びにフュージョンドロー及びスロットドローといったダウンドロープロセスが挙げられる。
形成後、上記銅含有粒子をシートへと形成してよく、所望の最終的な使用のために、成形、研磨、又はその他の加工を施してよい。いくつかの例では、上記銅含有ガラスを、粉末又は微粒子形態へと摩砕してよい。他の実施形態では、微粒子状の銅含有ガラスを、他の材料又はキャリアと組み合わせて、様々な最終的な使用のための物品としてよい。上記銅含有ガラスと、このような他の材料又はキャリアとの組合せは、射出成形、押出成形若しくはコーティングに好適であり得、又は繊維へとドロー加工してよい。
１つ以上の実施形態では、上記銅含有粒子は、酸化第一銅を含んでよい。粒子中の酸化第一銅の量は、最大１００％であってよい。換言すれば、酸化第一銅粒子は、ガラス又はガラスネットワークを含まなくてよい。
１つ以上の実施形態では、上記銅含有粒子は、約０．１マイクロメートル（μｍ）〜約１０マイクロメートル（μｍ）、約０．１マイクロメートル（μｍ）〜約９マイクロメートル（μｍ）、約０．１マイクロメートル（μｍ）〜約８マイクロメートル（μｍ）、約０．１マイクロメートル（μｍ）〜約７マイクロメートル（μｍ）、約０．１マイクロメートル（μｍ）〜約６マイクロメートル（μｍ）、約０．５マイクロメートル（μｍ）〜約１０マイクロメートル（μｍ）、約０．７５マイクロメートル（μｍ）〜約１０マイクロメートル（μｍ）、約１マイクロメートル（μｍ）〜約１０マイクロメートル（μｍ）、約２マイクロメートル（μｍ）〜約１０マイクロメートル（μｍ）、約３マイクロメートル（μｍ）〜約１０マイクロメートル（μｍ）、約３マイクロメートル（μｍ）〜約６マイクロメートル（μｍ）、約３．５マイクロメートル（μｍ）〜約５．５マイクロメートル（μｍ）、約４マイクロメートル（μｍ）〜約５マイクロメートル（μｍ）、並びにこれらの間の全ての範囲及び部分範囲の直径を有してよい。本明細書中で使用される場合、用語「直径（ｄｉａｍｅｔｅｒ）」は、粒子の最長の寸法を指す。微粒子状の銅含有ガラスは、略球形であってよく、又は不規則な形状を有してよい。上記粒子は、溶媒中に提供でき、その後本明細書の他の箇所に記載されているように、キャリア中に分散させてよい。
１つ以上の実施形態では、上記銅含有粒子は、キャリア１ガロン（３．７８５４１２ｌ）あたり約２００ｇ以下の量で存在する。いくつかの例では、上記銅含有粒子は、約１０ｇ／ガロン（２．６４１７２０３８ｇ／ｌ）〜約２００ｇ／ガロン（５２．８３４４０７５ｇ／ｌ）、約１５ｇ／ガロン（３．９６２５８０５６ｇ／ｌ）〜約２００ｇ／ガロン（５２．８３４４０７５ｇ／ｌ）、約２０ｇ／ガロン（５．２８３４４０７５ｇ／ｌ）〜約２００ｇ／ガロン（５２．８３４４０７５ｇ／ｌ）、約２５ｇ／ガロン（６．６０４３００９４ｇ／ｌ）〜約２００ｇ／ガロン（５２．８３４４０７５ｇ／ｌ）、約３０ｇ／ガロン（７．９２５１６１１２ｇ／ｌ）〜約２００ｇ／ガロン（５２．８３４４０７５ｇ／ｌ）、約３５ｇ／ガロン（９．２４６０２１３１ｇ／ｌ）〜約２００ｇ／ガロン（５２．８３４４０７５ｇ／ｌ）、約４０ｇ／ガロン（１０．５６６８８１５ｇ／ｌ）〜約２００ｇ／ガロン（５２．８３４４０７５ｇ／ｌ）、約４５ｇ／ガロン（１１．８８７７４１７ｇ／ｌ）〜約２００ｇ／ガロン（５２．８３４４０７５ｇ／ｌ）、約５０ｇ／ガロン（１３．２０８６０１９ｇ／ｌ）〜約２００ｇ／ガロン（５２．８３４４０７５ｇ／ｌ）、約５ｇ／ガロン（１．３２０８６０１９ｇ／ｌ）〜約１９０ｇ／ガロン（５０．１９２６８７２２ｇ／ｌ）、約５ｇ／ガロン（１．３２０８６０１９ｇ／ｌ）〜約１８０ｇ／ガロン（４７．５５０９６６８４ｇ／ｌ）、約５ｇ／ガロン（１．３２０８６０１９ｇ／ｌ）〜約１７０ｇ／ガロン（４４．９０９２４６４６ｇ／ｌ）、約５ｇ／ガロン（１．３２０８６０１９ｇ／ｌ）〜約１６０ｇ／ガロン（４２．２６７５２６ｇ／ｌ）、約５ｇ／ガロン（１．３２０８６０１９ｇ／ｌ）〜約１５０ｇ／ガロン（３９．６２５８０５６ｇ／ｌ）、約５ｇ／ガロン（１．３２０８６０１９ｇ／ｌ）〜約１４０ｇ／ガロン（３６．９８４０８５２ｇ／ｌ）、約５ｇ／ガロン（１．３２０８６０１９ｇ／ｌ）〜約１３０ｇ／ガロン（３４．３４２３６４９ｇ／ｌ）、約５ｇ／ガロン（１．３２０８６０１９ｇ／ｌ）〜約１２０ｇ／ガロン（３１．７００６４４５ｇ／ｌ）、約５ｇ／ガロン（１．３２０８６０１９ｇ／ｌ）〜約１１０ｇ／ガロン（２９．０５８９２４１ｇ／ｌ）、約５ｇ／ガロン（１．３２０８６０１９ｇ／ｌ）〜約１００ｇ／ガロン（２６．４１７２０３８ｇ／ｌ）、約５ｇ／ガロン（１．３２０８６０１９ｇ／ｌ）〜約９０ｇ／ガロン（２３．７７５４８３４ｇ／ｌ）、約５ｇ／ガロン（１．３２０８６０１９ｇ／ｌ）〜約８０ｇ／ガロン（２１．１３３７６３ｇ／ｌ）、約５ｇ／ガロン（１．３２０８６０１９ｇ／ｌ）〜約７０ｇ／ガロン（１８．４９２０４２６ｇ／ｌ）、約５ｇ／ガロン（１．３２０８６０１９ｇ／ｌ）〜約６０ｇ／ガロン（１５．８５０３２２２ｇ／ｌ）、又は約５ｇ／ガロン（１．３２０８６０１９ｇ／ｌ）〜約５０ｇ／ガロン（１３．２０８６０１９ｇ／ｌ）（全てキャリアの量（ガロン）を基準とする）の量で存在する。いくつかの実施形態では、銅含有粒子は、キャリア１ガロン（３．７８５４１２ｌ）あたり約５０ｇ〜約１５０ｇ、又はキャリア１ガロン（３．７８５４１２ｌ）あたり約１００ｇ〜約２００ｇの量で存在する。
１つ以上の実施形態では、上記キャリアは、本明細書に記載されているように、ポリマー、モノマー、バインダ、溶媒又はこれらの組合せを含んでよい。ある具体的な実施形態では、上記キャリアは、（内側又は外側表面を含んでよい）表面への塗布に使用される塗料である。
本明細書に記載の実施形態において使用されるポリマーとしては、熱可塑性ポリマー、ポリオレフィン、硬化ポリマー、紫外線又はＵＶ硬化ポリマー、ポリマーエマルジョン、溶媒系ポリマー、及びこれらの組合せが挙げられる。好適なポリマーの実施例としては、限定するものではないが：ポリスチレン（ＰＳ）、耐衝撃性ＰＳ、ポリカーボネート（ＰＣ）、ナイロン（ポリアミド（ＰＡ）と呼ばれる場合もある）、ポリ（アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン）（ＡＢＳ）、ＰＣ‐ＡＢＳ混合物、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）及びＰＢＴコポリマー、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びＰＥＴコポリマーを含む熱可塑性プラスチック；ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、環状ポリオレフィン（環状ＰＯ）、修飾酸化ポリフェニレン（ｍＰＰＯ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を含むポリオレフィン（ＰＯ）；ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を含むアクリルポリマー；熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）；熱可塑性ウレタン（ＴＰＵ）；ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）；並びにこれらのポリマーの混合物が挙げられる。好適な射出成形可能な熱硬化性ポリマーとしては、エポキシ、アクリル、スチレン、フェノール、メラミン、ウレタン、ポリエステル、及びシリコーン樹脂が挙げられる。他の実施形態では、ポリマーは、溶媒中に溶解させてよく、又は溶媒中に別個の相として分散させてラテックス等のポリマーエマルジョン（これは、合成若しくは天然ゴム、又は重合によって得られ、かつ特に（塗料としての）コーティング及び接着剤中で使用されるプラスチックの、水性エマルジョンである）を形成してよい。ポリマーは、フッ素化シラン又は他の低摩擦若しくは減摩材料を含んでよい。ポリマーは：耐衝撃性改質剤；難燃剤；ＵＶ阻害剤；帯電防止剤；離型剤；ガラス、金属又は炭素繊維若しくは粒子（球を含む）を含む充填剤；タルク；粘土又はマイカ；及び着色剤を含有できる。モノマーの具体例としては、触媒硬化性モノマー、熱硬化性モノマー、放射硬化性モノマー及びこれらの組合せが挙げられる。
１つ以上の実施形態では、上記材料はチオシアン酸ナトリウムを含み、これは上記材料中に、キャリア１ガロン（３．７８５４１２ｌ）あたり約１００ｇの量で存在してよい。いくつかの実施形態では、チオシアン酸ナトリウムは上記材料中に、キャリア１ガロン（３．７８５４１２ｌ）あたり約１０ｇ〜約１００ｇの量で存在する。例えば、チオシアン酸ナトリウムは、約１０ｇ／ガロン（２．６４１７２０３８ｇ／ｌ）〜約８０ｇ／ガロン（２１．１３３７６３ｇ／ｌ）、約１０ｇ／ガロン（２．６４１７２０３８ｇ／ｌ）〜約７０ｇ／ガロン（１８．４９２０４２６ｇ／ｌ）、約１０ｇ／ガロン（２．６４１７２０３８ｇ／ｌ）〜約６０ｇ／ガロン（１５．８５０３２２２ｇ／ｌ）、約１０ｇ／ガロン（２．６４１７２０３８ｇ／ｌ）〜約５０ｇ／ガロン（１３．２０８６０１９ｇ／ｌ）、約１０ｇ／ガロン（２．６４１７２０３８ｇ／ｌ）〜約４０ｇ／ガロン（１０．５６６８８１５ｇ／ｌ）、約１５ｇ／ガロン（３．９６２５８０５６ｇ／ｌ）〜約１００ｇ／ガロン（２６．４１７２０３８ｇ／ｌ）、約２０ｇ／ガロン（５．２８３４４０７５ｇ／ｌ）〜約１００ｇ／ガロン（２６．４１７２０３８ｇ／ｌ）、約２５ｇ／ガロン（６．６０４３００９４ｇ／ｌ）〜約１００ｇ／ガロン（２６．４１７２０３８ｇ／ｌ）、約３０ｇ／ガロン（７．９２５１６１１２ｇ／ｌ）〜約１００ｇ／ガロン（２６．４１７２０３８ｇ／ｌ）、約４０ｇ／ガロン（１０．５６６８８１５ｇ／ｌ）〜約１００ｇ／ガロン（２６．４１７２０３８ｇ／ｌ）、約５０ｇ／ガロン（１３．２０８６０１９ｇ／ｌ）〜約１００ｇ／ガロン（２６．４１７２０３８ｇ／ｌ）又は約１０ｇ／ガロン（２．６４１７２０３８ｇ／ｌ）〜約２０ｇ／ガロン（５．２８３４４０７５ｇ／ｌ）の量で存在する。いくつかの例では、上記材料はチオシアン酸ナトリウムを略含まなくてよく、二酸化チタンのみを含んでよく、又はチオシアン酸ナトリウムと二酸化チタンとの組合せを含んでよい。
１つ以上の実施形態では、上記材料は二酸化チタン（ＴｉＯ２）を含む。二酸化チタンは、約５重量％以下の量で存在してよい。例えばいくつかの例では、二酸化チタンは上記材料中に、上記材料の約０．１重量％〜約５重量％、約０．１重量％〜約４．５重量％、約０．１重量％〜約４重量％、約０．１重量％〜約３．５重量％、約０．１重量％〜約３重量％、約０．１重量％〜約２．５重量％、約０．１重量％〜約２重量％、約０．１重量％〜約１．５重量％、約０．１重量％〜約１重量％、約０．５重量％〜約５重量％、約１重量％〜約５重量％、約１．５重量％〜約５重量％、約２重量％〜約５重量％、又は約０．５重量％〜約１．５重量％の量で存在してよい。いくつかの例では、上記材料は二酸化チタンを略含まなくてよく、チオシアン酸ナトリウムのみを含んでよく、又はチオシアン酸ナトリウムと二酸化チタンとの組合せを含んでよい。
キャリア並びに（使用可能ないずれの充填剤及び／又は添加剤を含む）本明細書に記載の銅‐ガラス粒子の加工性、機械的特性、並びにキャリアと銅‐ガラス粒子との間の相互作用を改善するために、本明細書に記載の物品に加工剤／助剤を含めてよい。例示的な加工剤／助剤としては、固体又は液体材料が挙げられる。この加工剤／助剤は、様々な押出に関する便益を提供でき、またシリコーン系油、蝋、及び自由流動性フルオロポリマーを含んでよい。他の実施形態では、加工剤／助剤は、相溶化剤／カップリング剤、例えば機械的特性及び熱的特性の改善のためにポリマー複合体の加工において典型的に使用される有機シラン／シロキサン等の、有機ケイ素化合物を含んでよい。このような相溶化剤／カップリング剤は、ガラスの表面修飾に使用でき、（３‐アクリルオキシ‐プロピル）トリメトキシシラン；Ｎ‐（２‐アミノエチル）‐３‐アミノプロピルトリメトキシシラン；３‐アミノプロピルトリ‐エトキシシラン；３‐アミノプロピルトリメトキシシラン；（３‐グリシドキシプロピル）トリメトキシシラン；３‐メルカプト‐プロピルトリメトキシシラン；３‐メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン；及びビニルトリメトキシシランを含むことができる。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の材料は、典型的には金属系無機物であり、着色及び他の目的のためにも添加できる、顔料を含む充填剤を含んでよく、例えば、アルミニウム顔料、銅顔料、コバルト顔料、マンガン顔料、鉄顔料、チタン顔料、スズ顔料、粘土顔料（天然形成酸化鉄）、炭素顔料、アンチモン顔料、バリウム顔料及び亜鉛顔料が挙げられる。
本明細書に記載の銅含有ガラスとキャリアとを、本明細書に記載されているように組み合わせた後、この組合せ又は結果として得られた材料を、所望の物品へと形成してよく、又はある表面に塗布してよい。材料が塗料を含む場合、塗料をある層に対して層として塗布してよい。本明細書に記載の材料を用いて形成できる物品の例としては、電子デバイス（例えば携帯電話、スマートフォン、タブレット、ビデオプレーヤー、情報端末デバイス、ラップトップコンピュータ等）用のハウジング、建築用構造体（例えばカウンタートップ又は壁）、家電（例えばガステーブル、冷蔵庫及び食器洗浄機のドア等）、情報ディスプレイ（例えばホワイトボード）、並びに自動車部品（例えばダッシュボードパネル、フロントガラス、窓用部品等）が挙げられる。
本明細書に記載の材料は、色を付与するための顔料を含んでよい。従って、このような材料から作製されるコーティング又は層は、上記キャリアの色、キャリアの混合物、及び粒子の装入量に応じて、多種多様な色を呈することができる。更に、本明細書に記載の材料及び／又はコーティングは、ＡＳＴＭ Ｄ４５４１によって測定した場合に、塗料の接着性に対する悪影響を示さなかった。いくつかの例では、上記材料又はコーティングの、下層の基材への接着は、基材の粘着力より大きかった。換言すれば、試験時、上記材料又はコーティングと基材との間の接着は、上記コーティングが基材の表面から離れる前に下層の基材が破損してしまうほど強力であった。例えば、上記基材が木材を含む場合、上記コーティング又は層と基材との間の接着は、ＡＳＴＭ Ｄ４５４１によって測定した場合に、約３００ｐｓｉ（２．０６８ＭＰａ）以上、４００ｐｓｉ（２．７５８ＭＰａ）以上、５００ｐｓｉ（３．４４７ＭＰａ）以上、６００ｐｓｉ（４．１３６ＭＰａ）以上、並びにこれらの間の全ての範囲及び部分範囲であってよい。いくつかの例では、上記材料は、コーティング又は層として基材に塗布すると、ＡＳＴＭ Ｄ４４００によって測定した場合に約３以上、約５以上、７以上、８以上、９以上、１０以上、１１以上、１２以上、１３以上、１４以上又は１５以上でさえある、垂れ防止指数値を示す。
上記材料及び／又はコーティングは、家庭用及び市販用の用途における使用に関して十分な耐久性を示すことができる。具体的には、上記材料は、コーティング又は層として基材に塗布すると、ＡＳＴＭ Ｄ４２１３によって測定した場合に約４以上、５以上、６以上、７以上並びにこれらの間の全ての範囲及び部分範囲の、耐摩耗性を示す。
１つ以上の実施形態では、上記材料及び／又はコーティングは、湿気に対する耐性を有してよい。例えば、上記材料及び／又はコーティングを、相対湿度最高約９５％の環境に２４時間曝露した後、上記材料及び／又はコーティングは、抗菌活性の変化を示さなかった。
上記材料の１つ以上の実施形態は、銅含有ガラス及びキャリアを、上記材料がファウラントの存在又は成長に対する耐性又は保護を示すような、銅含有ガラスの装入レベルで、含んでよい。ファウラントとしては、真菌、バクテリア、ウイルス及びこれらの組合せが挙げられる。いくつかの例では、塗料、ニス等の材料中のファウラントの存在又は成長は、材料の変色を引き起こす場合があり、材料の完全性を損なう場合があり、また材料の様々な特性に悪影響を及ぼす場合がある。キャリアに対して最小装入量の銅含有ガラス、（例えば約５重量％以下、約４重量％以下、約３重量％以下、約２重量％以下又は約１重量％以下）を含むことにより、ファウラントを除去又は削減できる。いくつかの例では、キャリアの処方は、ファウラントを除去又は削減する際、特定の成分を含む必要はない。従って本明細書に記載の材料の１つ以上の実施形態において使用されるキャリアの処方は、銅含有ガラスを含まない既知の材料の場合にこれまで可能であったものよりも高い柔軟性及びバリエーションを有することができる。
以下の実施例によって、様々な実施形態を更に明らかにする。
比較例１
比較例１Ａ〜１ＥのＬ＊及びＣ＊値を評価した。比較例１Ａは、いずれの抗菌活性も示さない白色の対照塗料のみを含んでいた。比較例１Ｂ〜１Ｄは、表１に示すように、比較例１Ａと同一の対照塗料を含んでいたが、（４５モル％のＳｉＯ２、３５モル％のＣｕＯ、７．５モル％のＫ２Ｏ、７．５モル％のＢ２Ｏ３及び５モル％のＰ２Ｏ５という組成を有する）銅含有ガラス粒子と、一般的に使用される漂白剤であるカーボンブラック、酸化亜鉛、ＴｉＯ２とを含んでいた。比較例１Ｅは、表１に示すように、比較例１Ａと同一の対照塗料、及び上記と同一の銅含有ガラス粒子を含んでいたが、漂白剤は含まなかった。
Figure 0006799548
比較例１Ａ〜１Ｅの塗料処方を混合し、混合の１２時間後、各塗料をプラスチック基材に塗布し、２４時間乾燥させた。その直後にＬ＊及びＣ＊値を測定して、図１にプロットした。図１に示すように、比較例１Ｃ及び１Ｄは、比較例１ＡのＣ＊及びＬ＊値と比較して、Ｃ＊及びＬ＊値に影響を及ぼさなかった。比較例１Ｂは、Ｃ＊を低下させ、またＬ＊値も低下させた（即ち光を明るい橙色から比較的暗い灰色へと変化させた）。長期保存の影響を研究するために、混合済みの塗料を１週間に亘って缶で保存し、色の測定のために同一のプラスチック基材に塗布した。保存後、比較例１Ｄは、有意に低下したＣ＊値を示した。
実施例２
実施例２Ａ及び実施例２Ｂ、並びに比較例２Ｃ及び２Ｄはそれぞれ、実施例１において使用されたものからの、２つの異なる白色対照塗料を含んでいたが、比較例１Ｅと同一の銅含有ガラス粒子及びこの粒子の濃度を使用した。表２に示すように、実施例２Ａ及び２Ｂはチオシアン酸ナトリウムを含み、比較例２Ｃ及び２Ｄはチオシアン酸ナトリウムを含まなかった。対照塗料Ａは、Ｂｅｈｒ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって供給される市販の半ガラス白色ベース塗料であり、対照塗料Ｂは、フラットホワイトベース塗料であった。
Figure 0006799548
結果として得られる塗料を混合し、混合の１２時間後、各塗料をプラスチック基材に塗布し、２４時間乾燥させた。その後、Ｌ＊及びＣ＊値を測定して、図２にプロットした。図２に示すように、実施例２Ａ及び２Ｂにおいて、チオシアン酸ナトリウムの添加は、比較例１Ｅに対してＣ＊値を有意に低下させ、Ｌ＊を有意に上昇させた。
次に実施例２Ａ〜２Ｂ、比較例２Ｃ〜２Ｅを、黄色ブドウ球菌に対するＥＰＡ試験下で、抗菌効力に関して試験した。比較例２Ｅは、対照塗料Ｂと、塗料１ガロン（３．７８５４１２ｌ）あたり１２５ｇのチオシアン酸ナトリウムとを含んでいたが、銅含有ガラス粒子は含まなかった。図３に示すように、チオシアン酸ナトリウムの添加は、銅含有ガラスを含む塗料の抗菌活性に悪影響を及ぼさず、効力は、ＥＰＡ試験下での健康上の利益のために必要な、対数減少値３超という目標を満たした。対照的に、対照塗料Ｂの中に分散されたチオシアン酸ナトリウムは単独で、ＥＰＡ試験下で抗菌活性を示した。
図３はまた、表３に示すような実施例２Ｆ及び２Ｇを示し、これらは実質的に、互いに同一の、並びに実施例２Ａ〜２Ｂ及び比較例２Ｃ〜２Ｄと同一の、抗菌性能を示した。上述のように、実施例２Ｆ及び２Ｇは、塗装後に、より白色の、又はより無色の外観を呈した。２４時間乾燥させた後、この層は、本明細書に記載されているように、略無色又は白色の外観を呈した。
Figure 0006799548
実施例３
チオシアン酸ナトリウムは、典型的には食品及び化粧品に使用される、認知された抗菌剤及び防腐剤でもある。塗料中のチオシアン酸ナトリウムのみ（銅含有粒子を伴わない）の抗菌活性を、ＥＰＡ試験下で評価することにより、銅含有粒子及びチオシアン酸ナトリウムを含む実施例の抗菌活性がチオシアン酸ナトリウム自体によって誘発される可能性を排除した。比較例３Ａ及び３Ｂは、互いに同一の白色ベース塗料と、異なる濃度のチオシアン酸ナトリウム（実施例３Ａは１０ｇ／ガロン（２．６４１７２０３８ｇ／ｌ）を含み、比較例３Ｂは１００ｇ／ガロン（２６．４１７２０３８ｇ／ｌ）を含む）を含んでいた。結果として得られる塗料を、プラスチック基材に塗布し、室温において空気中で２４時間硬化させた後、黄色ブドウ球菌に対するＥＰＡ試験下での抗菌性試験に供した。図４は、チオシアン酸ナトリウムを塗料に添加しても、有意な抗菌活性が得られなかったことを示す。従って、実施例２で使用された１０ｇ／ガロン（２．６４１７２０３８ｇ／ｌ）の濃度は、観察された抗菌活性に有意には寄与しなかった。
本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変形を行うことができることは、当業者には明らかであろう。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
キャリア；
銅含有粒子；及び
チオシアン酸ナトリウム
を含む、無色材料であって、
上記材料は、ＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ＊系において、約９１〜約１００のＬ＊値、及び約７未満のＣ＊値を示し、Ｃ＊は√（ａ＊２＋ｂ＊２）に等しく、
上記材料は、殺菌剤試験条件としての銅合金の効力に関するＥＰＡ試験法の下で、黄色ブドウ球菌の濃度の対数減少値３超を示す、無色材料。
実施形態２
上記銅含有粒子は銅含有ガラスを含む、実施形態１に記載の材料。
実施形態３
上記銅含有粒子は酸化第一銅を含む、実施形態１に記載の材料。
実施形態４
上記銅含有粒子は、上記キャリア１ガロン（３．７８５４１２ｌ）あたり約２００ｇの量で存在する、実施形態１〜３のいずれか１つに記載の材料。
実施形態５
上記チオシアン酸ナトリウムは、約１００ｇ／ガロン（２６．４１７２０３８ｇ／ｌ）以下の量で存在する、実施形態１〜４のいずれか１つに記載の材料。
実施形態６
上記キャリアは、ポリマー、モノマー、バインダ又は溶媒を含む、実施形態１〜５のいずれか１つに記載の材料。
実施形態７
上記キャリアは塗料を含む、実施形態１〜６のいずれか１つに記載の材料。
実施形態８
上記銅含有ガラスは、複数のＣｕ１＋イオンを含み、かつＢ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５及びＲ２Ｏのうちの少なくとも１つを含む、赤銅鉱相を含む、実施形態２に記載の材料。
実施形態９
ガラス相を更に含み、
上記ガラス相は、４０モル％超のＳｉＯ２を含む、実施形態８に記載の材料。
実施形態１０
上記ガラス相は、上記赤銅鉱相の重量より多い重量で存在する、実施形態９に記載の材料。
実施形態１１
上記赤銅鉱相は、上記ガラス相中に分散される、実施形態９又は１０に記載の材料。
実施形態１２
上記赤銅鉱相及び上記ガラス相のうちの一方又は両方は、Ｃｕ１＋を含む、実施形態９〜１１のいずれか１つに記載の材料。
実施形態１３
上記赤銅鉱相は、平均大寸法約５マイクロメートル（μｍ）以下の結晶を含む、実施形態８〜１２のいずれか１つに記載の材料。
実施形態１４
上記赤銅鉱相は崩壊性であり、水の存在下で浸出する、実施形態８〜１３のいずれか１つに記載の材料。
実施形態１５
上記銅含有ガラスは、深さ約５ナノメートル（ｎｍ）未満の表面部分を備え、
上記表面部分は複数の銅イオンを含み、上記複数の銅イオンの少なくとも７５％はＣｕ１＋である、実施形態２に記載の材料。
実施形態１６
上記複数の銅イオンの約２５％未満はＣｕ２＋である、実施形態１５に記載の材料。
実施形態１７
上記銅含有ガラスは赤銅鉱相を含み、
上記赤銅鉱相は、上記銅含有ガラスの少なくとも約１０重量％を構成する、実施形態２に記載の材料。
実施形態１８
キャリア；
銅含有粒子；及び
二酸化チタン
を含む、無色材料であって、
上記材料をある表面に層として塗布し、１０分以上乾燥させた後、上記層は、ＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ＊系において、約９１〜約１００のＬ＊値、及び約７未満のＣ＊値を示し、Ｃ＊は√（ａ＊２＋ｂ＊２）に等しく、
上記材料は、殺菌剤試験条件としての銅合金の効力に関するＥＰＡ試験法の下で、黄色ブドウ球菌の濃度の対数減少値３超を示す、無色材料。
実施形態１９
上記銅含有粒子は銅含有ガラスを含む、実施形態１８に記載の材料。
実施形態２０
上記銅含有粒子は酸化第一銅を含む、実施形態１８に記載の材料。
実施形態２１
上記銅含有粒子は、上記約２００ｇ／ガロン（５２．８３４４０７５ｇ／ｌ）の量で存在する、実施形態１８〜２０のいずれか１つに記載の材料。
実施形態２２
上記二酸化チタンは、約５重量％以下の量で存在する、実施形態１８〜２１のいずれか１つに記載の材料。
実施形態２３
上記キャリアは、ポリマー、モノマー、バインダ又は溶媒を含む、実施形態１８〜２２のいずれか１つに記載の材料。
実施形態２４
上記キャリアは塗料を含む、実施形態１８〜２３のいずれか１つに記載の材料。
実施形態２５
上記銅含有ガラスは、複数のＣｕ１＋イオンを含み、かつＢ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５及びＲ２Ｏのうちの少なくとも１つを含む、赤銅鉱相を含む、実施形態１９に記載の材料。
実施形態２６
上記４０モル％超のＳｉＯ２を含むガラス相を更に含む、実施形態２５に記載の材料。
実施形態２７
上記赤銅鉱相及び上記ガラス相のうちの一方又は両方は、Ｃｕ１＋を含む、実施形態いずれか１つ２６に記載の材料。
実施形態２８
上記赤銅鉱相は、崩壊性であり、水の存在下で浸出する、実施形態２５〜２７のいずれか１つに記載の材料。
実施形態２９
複数の第一銅イオン；
チオシアン酸ナトリウム
を含む、塗料であって、
上記塗料は、殺菌剤試験条件としての銅合金の効力に関するＥＰＡ試験法の下で、黄色ブドウ球菌の濃度の９９％以上の減少を示し、
上記塗料は、ＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ＊系において、約９０〜約１００のＬ＊値、及び約９未満のＣ＊値を示し、Ｃ＊は√（ａ＊２＋ｂ＊２）に等しい、塗料。
実施形態３０
銅含有粒子を更に含み、
上記粒子は、銅含有ガラス及び酸化第一銅のうちの一方又は両方を含み、
上記銅含有粒子は、約２００ｇ／ガロン（５２．８３４４０７５ｇ／ｌ）以下の量で存在する、実施形態２９に記載の塗料。

Claims (8)

  1. キャリア；
    Ｃｕ 0 形態またはＣｕ １＋ 形態の少なくとも１つの銅を含む銅含有粒子；及び
    チオシアン酸ナトリウム
    を含む、無色材料であって、
    上記材料は、ＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ＊系において、９１〜１００のＬ＊値、及び７未満のＣ＊値を示し、Ｃ＊は√（ａ＊２＋ｂ＊２）に等しく、
    上記材料は、殺菌剤試験条件としての銅合金の効力に関するＥＰＡ試験法の下で、黄色ブドウ球菌の濃度の対数減少値３超を示す、無色材料。
  2. 上記銅含有粒子は銅含有ガラスを含む、請求項１に記載の材料。
  3. 上記銅含有粒子は酸化第一銅を含む、請求項１に記載の材料。
  4. 上記銅含有粒子は、上記キャリア１ガロン（３．７８５４１２ｌ）あたり２００ｇの量で存在する、請求項１〜３のいずれか１つに記載の材料。
  5. 上記キャリアは、ポリマー、モノマー、バインダ又は溶媒を含む、請求項１〜４のいずれか１つに記載の材料。
  6. 上記銅含有ガラスは、複数のＣｕ１＋イオンを含み、かつＢ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５及びＲ２Ｏのうちの少なくとも１つを含む、赤銅鉱相を含み、ＲがＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、またはそれらの組み合わせから選択されるアルカリ金属である、請求項２に記載の材料。
  7. ガラス相を更に含み、
    上記ガラス相は、４０モル％超のＳｉＯ２を含む、請求項６に記載の材料。
  8. 上記赤銅鉱相は、上記ガラス相中に分散される、請求項７に記載の材料。
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